厚钢板的制造设备及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及进行厚钢板的热乳、形状矫正及控制冷却的厚钢板的制造设备及制造 方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为厚钢板的制造工艺，控制冷却的应用在扩大。但是，通常，热加工厚钢 板的形状、表面性状等不一定是均匀的。因此，冷却中在厚钢板内容易产生温度不均，冷却 后的厚钢板会产生变形、残余应力、材质不均匀等，由此导致品质不良、操作上的麻烦。
[0003] 因此，在专利文献1中公开了如下方法：在即将进行精乳的最终道次之前及刚进 行精乳的最终道次之后中的至少一种情况下进行去氧化皮，接着进行热矫正，然后进行去 氧化皮，并进行强制冷却。另外，在专利文献2中公开了如下方法：在进行精乳、热矫正后， 进行去氧化皮后再进行控制冷却。另外，在专利文献3中公开了如下方法：在即将进行控制 冷却之前，在控制冷却水的碰撞压力的同时进行去氧化皮。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开平9-57327号公报
[0007] 专利文献2 :日本专利第3796133号
[0008] 专利文献3 :日本特开2010-247228号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的问题
[0010] 但是，上述专利文献1、2的方法中，在实际制造厚钢板时存在如下问题：在去氧化 皮中，氧化皮不会完全剥离，反而会因去氧化皮而产生氧化皮不均，在控制冷却时不能进行 均匀的冷却。另外，专利文献3的方法中，为了不产生氧化皮不均，需要高的碰撞压力。因 此，存在如下问题：利用低碰撞压力时会产生氧化皮不均，其结果是，在控制冷却时不能进 行均匀的冷却。
[0011] 特别是近年来，厚钢板所要求的材质均匀性的水平变得严格，不能忽视如上所述 的因氧化皮不均而产生的控制冷却时的冷却速度的不均匀给特别是厚钢板宽度方向的材 质均匀性带来的不良影响。
[0012] 因此，本发明是着眼于上述现有例的未解决的问题而完成的，其目的在于提供通 过在去氧化皮工序中实现在厚钢板表面产生的氧化皮的均匀化而在冷却工序中进行均匀 的冷却从而使厚钢板形状优良的厚钢板的制造设备及制造方法。
[0013] 用于解决问题的方法
[0014] 本发明人对因冷却水引起氧化皮剥离的力进行了深入研究，结果发现，在热形状 矫正后进行去氧化皮的情况下，如果从去氧化皮装置向厚钢板喷射的冷却水的能量密度为 0. 10J/mm2以上，则在制成产品后的表面产生的氧化皮厚度变得均匀。发现其结果是，在从 加速冷却装置通过时，几乎不产生厚钢板的宽度方向位置的表面温度的偏差，能够均匀地 进行冷却，形成厚钢板形状优良的厚钢板。
[0015] 本发明的主旨如下所述。
[0016] [1] -种厚钢板的制造设备，其特征在于，将热乳机、形状矫正装置、去氧化皮装置 及加速冷却装置以该顺序从运送方向上游侧起配置，使上述去氧化皮装置向厚钢板的表面 喷射的冷却水所具有的能量密度E为0. lOJ/mm2以上。
[0017] [2]如[1]所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，将从上述去氧化皮装置到上述 加速冷却装置的运送速度设为V[m/s]、将冷却前的厚钢板温度设为T[K]时，从上述去氧化 皮装置到上述加速冷却装置的距离L[m]满足公式L < VX 5 X 10 9X exp (25000/Τ)。
[0018] [3]如[2]所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，以使从上述去氧化皮装置到上 述加速冷却装置的距离L为12m以下的方式配置各装置。
[0019] [4]如[1]至[3]中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，使从上述去氧 化皮装置的喷射喷嘴到上述厚钢板的表面的喷射距离H为40mm以上且200mm以下。
[0020] [5]如[1]至[4]中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，上述加速冷却 装置具备向上述厚钢板的上表面供给冷却水的集管、从该集管悬垂的喷射棒状冷却水的冷 却水喷射喷嘴和设置于上述厚钢板与上述集管之间的间壁，并且，在上述间壁上设置有多 个内插上述冷却水喷射喷嘴的下端部的给水口和将供给至上述厚钢板的上表面的冷却水 排放到上述间壁上方的排水口。
[0021] [6] -种厚钢板的制造方法，其按照热乳工序、热矫正工序及加速冷却工序的顺序 制造厚钢板，其特征在于，在上述热矫正工序与冷却工序之间具有向厚钢板的表面喷射能 量密度E为0. lOJ/mm2以上的冷却水的去氧化皮工序。
[0022] [7]如[6]所述的厚钢板的制造方法，其特征在于，从上述去氧化皮工序结束到上 述加速冷却工序开始的时间t [s]满足公式t彡5 X 10 9X exp (25000/T)。其中，T为冷却前 的厚钢板温度（K)。
[0023] 发明效果
[0024] 根据本发明，通过在去氧化皮工序中实现在厚钢板表面产生的氧化皮的均匀化， 能够在加速冷却工序中进彳丁均勾的冷却，能够制造厚钢板形状优良的厚钢板。
【附图说明】
[0025] 图1是表示厚板乳制生产线的一例的概略图。
[0026] 图2是表示去氧化皮装置中的、喷射的冷却水的能量密度与在厚钢板的产品表面 产生的氧化皮厚度的关系的图。
[0027] 图3是表示去氧化皮装置中的、喷射喷嘴的喷射距离与流体速度的关系的图。
[0028] 图4是本发明的一个实施方式的冷却装置的侧视图。
[0029] 图5是本发明的一个实施方式的其他冷却装置的侧视图。
[0030] 图6是对本发明的一个实施方式的间壁的喷嘴配置例进行说明的图。
[0031] 图7是对间壁上方的冷却排水的流动进行说明的图。
[0032] 图8是对间壁上方的冷却排水的其他流动进行说明的图。
[0033] 图9是对现有例的厚钢板宽度方向温度分布进行说明的图。
[0034] 图10是对加速冷却装置中的冷却水的流动进行说明的图。
[0035] 图11是对与加速冷却装置中的间壁上方的冷却排水的非干涉进行说明的图。
【具体实施方式】
[0036] 以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。需要说明的是，在此，以将本 发明用于厚板乳制工艺中的厚钢板的冷却的情况为例进行描述。
[0037] 图1是表示供于本发明的实施的厚板乳制生产线的一例的概略图。将从加热炉2 取出的钢坯利用乳制机3实施粗乳和精乳，乳制成规定板厚的厚钢板1。然后，利用去氧化 皮装置4将在厚钢板1的表面产生的氧化皮除去后，将厚钢板1以在线方式运送到加速冷 却装置6。在此，从第一形状矫正装置5中通过来调整厚钢板的形状后进行加速冷却对于 冷却后的厚钢板形状而言是适合的。加速冷却装置6中，利用从上表面冷却设备和下表面 冷却设备喷射的冷却水将厚钢板冷却至规定温度。然后，根据需要利用第二形状矫正装置 7对厚钢板的形状进行矫正。
[0038] 去氧化皮装置4是将在厚钢板1的表面产生的氧化皮除去的装置。去氧化皮装置 4中，使多个喷射喷嘴朝向乳制后利用第一形状矫正装置5进行厚钢板1上产生的变形的形 状矫正后的厚钢板1的表面，从这些喷嘴喷射冷却水。
[0039] 本发明人得到了如下见解：因去氧化皮条件而不会充分进行氧化皮剥离，反而会 助长氧化皮不均。于是，对充分进行氧化皮剥离的条件进行了深入研究，结果明确了 ：在形 状矫正后进行去氧化皮的情况下，如图2所示，使从去氧化皮装置4的喷射喷嘴向厚钢板1 的表面喷射的冷却水的能量密度E为0. lOJ/mm2以上，由此使之后再生成的氧化皮厚度为 5 μ m以下，并变得均匀。认为这是由于，通过去氧化皮，氧化皮暂时均匀地完全剥离，然后， 薄且均匀地再生成氧化皮。
[0040] 在本发明中，使冷却水的能量密度E为0. lOJ/mm2以上来进行去氧化皮，由此，将 在厚钢板1的表面产生的氧化皮除去。然后，利用加速冷却装置6进行厚钢板1的加速冷 却。在本发明中，通过去氧化皮使厚钢板的氧化皮厚度变得薄且均匀，因此，在从加速冷却 装置通过时，几乎不产生厚钢板的宽度方向位置的表面温度偏差，能够均匀地进行冷却，形 成厚钢板形状优良的厚钢板。
[0041] 其理由如下所述。对于现有的乳制设备而言，在形状矫正后在去氧化皮装置中进 行氧化皮除去时，有时氧化皮发生局部性剥离。这样，氧化皮不会被均匀剥离，因此产生约 10 μ m~约50 μ m的氧化皮厚度分布的偏差。这种情况下，难以在之后的加速冷却装置中对 厚钢板均匀地进行冷却。即，在现有的乳制设备中对产生了氧化皮厚度分布的偏差的厚钢 板进行加速冷却时，宽度方向位置的表面温度的偏差大，不能均匀地进行冷却。其结果是， 对厚钢板形状产生影响。
[0042] 因此，通过利用去氧化皮装置4使冷却水的能量密度E为0. lOJ/mm2以上来进行 去氧化皮，不会产生氧化皮厚度分布的偏差，因此，利用加速冷却装置6对厚钢板1进行冷 却时，几乎不会产生宽度方向位置的表面温度的偏差，能够均匀地进行冷却。其结果是，能 够制造厚钢板形状优良的厚钢板1。另外，在本发明的情况下，即使在碰撞压力低时，通过调 节运送速度，也能够实现与使用高碰撞压力时同样的去氧化皮。
[0043] 在此，向厚钢板喷射的冷却水的能量密度E (J/mm2)是通过去氧化皮除去氧化皮的 能力的指标，如下述（1)式所示进行定义。
[0044] E = Q/(dXff) X P v2/2Xt- (I)
[0045] 其中，Q为去氧化皮水的喷射流量[m3/s]、d为扁平喷嘴的喷雾喷射厚度[mm]、W为 扁平喷嘴的喷雾喷射宽度[mm]、流体密度P [kg/m3]、厚钢板碰撞时的流体速度v[m/s]、碰 撞时间 t[s] (t = d/1000/V、运送速度 V[m/s])。
[0046] 但是，厚钢板碰撞时的流