热轧钢带的冷却装置及冷却方法

专利名称：热轧钢带的冷却装置及冷却方法
技术领域：
本发明涉及用于冷却热轧后的高温钢带的冷却装置及冷却方法。
背景技术：
一般而言，要制造热轧钢带，在加热炉中将钢坯加热到规定温度， 将加热后的钢坯用粗轧机轧制成规定厚度而制成粗型材，接着将该粗 型材在由多台轧钢机架构成的连续最终热轧机上制成规定厚度的钢 带。然后，利用输出辊道上的冷却装置将该热轧钢带冷却后，用巻取 机巻取制造而成。
这时， 一般的方法是在连续冷却热轧后的高温钢带的输出辊道 的冷却装置中，为了进行钢带的上表面冷却，从圆管状的层流冷却喷 嘴向钢带输送用的输出辊道上，遍及其宽度方向直线状地注射多条层 流冷却水。另一方面，为了进行钢带的下表面冷却，在辊道间分别设 置喷嘴，由其喷射冷却水。
但是，在这种现有的冷却装置中，注射到钢带上表面侧的冷却水 在冷却后滞留于钢带上表面，引起上表面侧的过冷却。过冷却状态在 钢带的长度方向上不同，因此在该方向上的冷却停止温度产生不均匀。 另外，在钢带的上表面冷却中使用的来自圆管层流喷嘴的冷却水是自 由落下的水流，因此钢带上表面有滞留水的水膜时冷却水难以到达钢 带，存在在钢带上表面有和没有滞留水的情况下冷却能力产生不同的 问题，以及存在落至钢带上的冷却水自由地向前后左右扩展、因而冷 却区域(冷却带)改变且冷却能力不稳定的问题。这种冷却能力变化的结 果是容易造成钢带的材质不均匀。于是，为了进行钢带上的冷却水(滞留水)的除水、得到稳定的冷却 能力，提案有以横穿钢带上表面的方式向倾斜方向喷射流体而排出 滞留水的方法(例如，参照专利文献l)，以及将用于约束钢带的上下移 动的约束辊作为除水辊通过阻挡滞留水而规定冷却区域的方法(例如， 参照专利文献2)。另外，作为通过将冷却水封在钢带上而规定冷却区 域的冷却方式，提案有如图IIA、图11B所示的使狭缝状的喷嘴倾斜 且在彼此相对的方向上相对地喷射冷却水的方式(例如，参照专利文献 3)。
专利文献l:日本特开平9-141322号公报 专利文献2:日本特开平10-166023号公报 专利文献3:日本特开昭59-144513号公报
但是，根据专利文献1记载的方法，随着向下游移动而在钢带上 滞留大量的冷却水，因此越向下游侧除水效果越差。
另外，在专利文献2记载的方法中，从轧制机出来至到达巻取机 的钿带前端部在不被约束辊约束的状态下输送，因此，不能得到利用 约束辊(除水辊)的除水效果。而且，钢带前端部一边上下移动一边以起 波浪的状态在输出辊道上通过，因此向该钢带前端部的上表面供给冷 却水时，容易选择性地在上下起波浪的波谷部分滞留冷却水，直到钢 带前端被巻取机巻取而产生张力、钢带被张紧而使上下波浪消除为止， 产生冷却温度的猎振(hunting)现象。该冷却温度的猎振现象也使钢带的 机械性能产生偏差。
另一方面，在专利文献3记载的使狭缝状的喷嘴倾斜且在彼此相 对的方向上相对地喷射冷却水并将冷却水封闭于钢带上的冷却方式 中，如果不是冷却水流为不断流的狭缝状的冷却水，则不能阻挡冷却 水，但为了保持冷却水流为不断流的狭缝状，则不能拉开喷嘴与钢带 的距离，而且在该方法中，为了使冷却水充满而在喷嘴前端部附近设置隔板，因此不得不拉近钢带与喷嘴及隔板的距离，钢带与喷嘴及隔 板撞击的危险性高。尤其是，在形状差的瓦垄板状的钢带中，不能避 免与喷嘴、隔板的接触，在钢带上发生损伤。因此，难以应用于实际 操作。
这样，在专利文献1 3记载的方法中，不能适当地得到高的冷却 能力和稳定的冷却能力。
另外，在热轧钢带的制造中，在输出辊道的巻取机附近区域，在
表面温度为例如55(TC以下时，也存在如下问题。
艮p，在上述区域中，冷却从以膜沸腾为主体的钢带和冷却水之间 存在蒸汽膜的传热状态向钢带和冷却水直接接触而沸腾的所谓核沸腾 为主体的区域移动。该沸腾状态迁移的沸腾现象称为过渡沸腾，促进 急剧冷却。作为这种促进冷却的结果，只是钢带表层急冷，有时形成
与目标不同的组织。例如，极靠近表层处达到40(TC以下时组织成为马 氏体，之后，表层温度又回升，巻取即使在50(TC结束，表层也形成与 如回火.马氏体那样的内部不同的组织。
另外，在从过渡沸腾到核沸腾区域中，冷却水成为附着于钢带的 状态，因此在从冷却装置(区域)出来后的空冷区域，冷却水残留，容易 成为所谓的除水不良的状态。这样的部分变为过冷却，因而产生钢带 的品质偏差。
另外，目前，从材质的观点考虑，加快冷却速度时，与单纯地增 加圆管状的层流冷却水的水量相对应，但相对于钢带垂直喷射大水量 时，用专利文献1及专利文献2中记载的方法不能阻挡水，在钢带上 产生大量的滞留水，结果是产生极其严重的温度不均匀
发明内容
本发明是考虑以上问题而完成的，其目的在于，提供热轧钢带的 冷却装置及冷却方法，在用冷却水冷却热轧后的钢带时，通过适当实 现高的冷却能力和稳定的冷却区域，能够实施从钢带的前端到末端的 均匀冷却。
为了解决上述问题，本发明具有以下特征。
1、 一种热轧钢带的冷却装置，用于冷却输送至输出辊道上的终轧 后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上表面侧，相对地配置有喷射 相对于钢带的移动方向分别向下游侧和上游侧倾斜的棒状冷却水的冷 却喷嘴。
2、 如前项l所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，所述冷却 喷嘴在钢带宽度方向上配置有多个，并且由所述冷却喷嘴喷射的棒状 冷却水与钢带所形成的角度为60°以下。
3、 如前项1或2所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，所述
向下游侧倾'斜的冷却喷嘴和所述向上游侧倾斜的冷却喷嘴，各自在钢 带的移动方向上配置多列。
4、 一种热轧钢带的冷却装置，其特征在于，以前项1 3中任一项 所述的热轧钢带的冷却装置为一个冷却装置单元，并在钢带的移动方 向上配置多个该冷却装置单元。
5、 如前项4所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，在所述冷 却装置单元的下游侧，配置有进行钢带上表面的冷却水的除水的除水 装置。
6、 如前项1~5中任一项所述的热轧钢带的冷却装置，用于冷却输 送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上表面侧，相对地配置喷射从辊道的上游侧向该辊道的正上方倾斜的棒状冷 却水的冷却喷嘴和喷射从辊道的下游侧向该辊道的正上方倾斜的棒状 冷却水的冷却喷嘴。
7、 如前项6所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，配置钢带 的上表面侧及下表面侧的冷却喷嘴，以使利用钢带上表面侧的冷却水 的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等。
8、 如前项7所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，在钢带的 下表面侧，配置有从辊道间向钢带下表面喷射棒状冷却水的冷却喷嘴。
9、 如前项1~5中任一项所述的热轧钢带的冷却装置，用于冷却输
送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的下表面
侧，配置有从辊道间向钢带下表面喷射冷却水的下表面冷却喷嘴；并
且，在钢带的上表面侧，相对地配置喷射从由下表面冷却喷嘴喷射的 冷却水撞击钢带的位置的上游侧向该位置正上方倾斜的棒状冷却水的 冷却喷嘴和喷射从由下表面冷却喷嘴喷射的冷却水撞击钢带的位置的 下游侧向该位i正上方倾斜的棒状冷却水的冷却喷嘴。
10、 如前项9所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，配置所 述上表面冷却喷嘴及所述下表面冷却喷嘴，以使利用钢带上表面侧的 冷却水的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等，并且钢 带所承受的来自钢带上表面侧的冷却水的流体压力与钢带所承受的来 自钢带下表面侧的冷却水的流体压力相等。
11、 如前项IO所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，将所述 下表面冷却喷嘴设为喷射棒状冷却水的喷嘴。
12、 一种热轧钢带的冷却方法，用于冷却输送至输出辊道上的终 轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上表面侧，相对地喷射向钢带的移动方向下游侧倾斜的棒状冷却水和向钢带的移动方向上游侧倾 斜的棒状冷却水。
13、 如前项12所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，所述棒
状冷却水与钢带所形成的角度为60°以下。
14、 如前项12或13所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于， 分别向钢带的移动方向喷射多列向所述下游侧倾斜的棒状冷却水和向 所述上游侧倾斜的棒状冷却水。
15、 如前项12 14中任一项所述的热轧钢带的冷却方法，其特征 在于，通过在钢带移动方向上隔开间隔的多个位置进行所述倾斜的棒 状冷却水的相对喷射，进行反复水冷和空冷的间歇冷却。
16、 如前项15所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，通过设 置于比相对地喷射所述倾斜的棒状冷却水的位置更下游侧的除水装 置，进行冷却水的除水。
17、 如前项12~16中任一项所述的热轧钢带的冷却方法，用于冷 却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上 表面侧，相对地喷射从辊道的上游侧向该辊道正上方倾斜的棒状冷却 水和从辊道的下游侧向该辊道正上方倾斜的棒状冷却水。
18、 如前项17所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，向钢带 的上表面侧及下表面侧喷射冷却水，以使利用钢带上表面侧的冷却水 的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等。
19、 如前项18所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，在钢带 的下表面侧，从辊道间向钢带下表面喷射棒状冷却水。20、 如前项12 16中任一项所述的热轧钢带的冷却方法，用于冷
却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的下
表面侧，从辊道间向钢带下表面喷射冷却水；并且，在钢带的上表面 侧，相对地喷射从下表面侧的冷却水撞击钢带的位置的上游恻向该位 置正上方喷射的倾斜的棒状冷却水和从下表面侧的冷却水撞击钢带的 位置的下游侧向该位置正上方喷射的倾斜的棒状冷却水。
21、 如前项20所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，向钢带
的上表面侧及下表面侧喷射冷却水，以使利用钢带上表面侧的冷却水 的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等，并且钢带所承 受的来自钢带上表面侧的冷却水的流体压力与钢带所承受的来自钢带 下表面侧的冷却水的流体压力相等。
22、 如前项21所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，将钢带 下表面侧的冷却水设定为棒状冷却水。


图1是本发明第一^施方式的轧制设备的概略构成图。 图2是本发明第一实施方式的冷却装置的说明图。 图3是本发明第一实施方式的冷却装置的说明图。 图4是本发明第一实施方式的冷却装置的说明图。 图5是本发明第二实施方式的冷却装置的说明图。 图6是本发明第三实施方式的冷却装置的说明图。 图7是本发明的其它实施方式的冷却装置的说明图。 图8是本发明的其它实施方式的冷却装置的说明图。 图9是本发明的其它实施方式的冷却装置的说明图。 图IO是本发明的其它实施方式的冷却装置的说明图。 图11A、图IIB是现有技术的说明图。
各图中标号的意思如下1、粗轧机
2、粗型材
3、辊道
4、连续精轧机组
4E-.最后的精轧机
5、输出辊道
6、巻取机
7、现有的冷却装置
8、圆管层流喷嘴
9、辊道
10、喷雾嘴
11、本发明的冷却装置
12、钢带
13、冷却喷嘴集管
14、圆管喷嘴
15、供给管
16、喷射阀
17、冷却单元
18、冷却喷嘴集管
19、圆管喷嘴
20、供给管
21、喷射阀
22、空气喷射喷嘴
具体实施例方式
下面，参照

本发明的实施方式。
图1是表示本发明一个实施方式的热轧钢带的制造设备的图。用
粗轧机1轧制的粗型材2在辊道3上输送，连续地用7个连续精轧机 组4轧制到规定的厚度而成为钢带12后，引导到最后的精轧机4E后方的构成钢带输送路径的输出辊道5上。该输出辊道5全长约100m， 在其局部或几乎大部分上设置有冷却装置，且钢带12在这里被冷却后， 用下游侧的巻取机6巻取从而成为热轧巻材。
而且，在该实施方式中，作为一例，作为设置于输出辊道5上的 冷却钢带上表面的冷却装置，依次配置有现有的冷却装置7和本发明 的冷却装置ll。
现有的冷却装置7具备以规定的间距配置于输出辊道5的上表面 侧、且相对于钢带以自由下落水流供给冷却水的多个圆管层流喷嘴8。
另外，作为钢带下表面冷却用的冷却装置，在钢带输送用的辊道 9之间在宽度方向上成列状地配置有多个喷雾嘴10。这些喷雾嘴10的 喷出压力及水量密度能够调节。
而且，根据图2所示的局部放大图叙述本发明的冷却装置11的一 例。在输出辊道5上，例如在长度方向以约400mm间距配置直径330mm 的旋转的钢带输送用的辊道9，铜带12在这些辊道9上移动。
在本发明的冷却装置11中，在该钢带12的上表面侧，以规定的 间隔设置多个上表面冷却单元17，每个单元相对地喷射分别向钢带12 的移动方向的下游侧和上游侧倾斜的棒状冷却水。
另外，该区域的下表面侧的冷却装置没有特别的限定，也可以采 用喷雾冷却或作为本发明的上表面冷却方式所采用的棒状冷却水等。
在本实施方式中使用与上述的现有冷却装置7的区域相同的喷雾 嘴10。
各上表面冷却单元17具备分成钢带移动方向的上游侧和下游侧且为规定列数(在此各4歹lj)的冷却喷嘴集管13。在各冷却喷嘴集管13 上连接有供给管15，各供给管15通过阀16能够独立地进行开-关控制， 并且，在各冷却喷嘴集管13上，在宽度方向上以规定的间距并列配置 一列相对于钢带移动方向具有规定的喷射角度e(例如，50° )的圆管喷 嘴14。
这些圆管喷嘴14是内径为3 10mmci)且内表面光滑的直喷嘴，从 圆管喷嘴14喷射的冷却水是棒状冷却水。该棒状冷却水在一定方向、 即钢带12的移动方向上与钢带12构成规定角度9 。另外，在钢带12 的宽度方向，也可以设定为与钢带12平行，但是，为了使喷射的冷却 水快速地从钢带12的两宽度端部向外侧流下，优选的是从钢带12的 宽度方向中心向外侧倾斜约1° ~约30° 、优选倾斜约5° ~约15° 。 另外，圆管喷嘴14的出口的高度位置以钢带12即使上下移动也不会 与圆管喷嘴14接触的方式，设为距钢带12上表面为规定的高度(例如， lOOOmm)。
在此，本发明的棒状冷却水，是指在某程度加压的状态下从圆形 (包括椭圆及多边形)的喷嘴喷出口喷射的冷却水，来自喷嘴喷出口的冷 却水的喷射速度为7m/s以上，是从喷嘴喷出口到与钢带撞击为止的水 流截面几乎保持圆形的具有连续性和直行性的水流的冷却水。即，与 来自圆管层流喷嘴的自由落下水流及以喷雾那样的液滴状态喷射的水 流不同。
另外，对于圆管喷嘴14的配置，优选错开配置每一列圆管喷嘴 14的宽度方向位置，以使前列棒状冷却水的撞击位置的大致中间为次 列棒状冷却水的撞击位置。由此，次列的棒状冷却水撞击在宽度方向 上相邻的棒状冷却水之间冷却减弱的部分上，补充冷却使宽度方向上 实现均匀冷却。
而且，由各4列圆管喷嘴14从钢带移动方向的上游侧和下游侧向钢带12的大致同一位置(例如，向同一辊道9)相对地喷射冷却水。
这样，由并列成一列的圆管喷嘴14喷射棒状冷却水时，棒状冷却 水流组的各棒状冷却水并行且有断续但流动成类似平面状。因此，各4 列圆管喷嘴14从钢带的移动方向上游侧和下游侧相对地喷射，因此撞 击钢带12的冷却水彼此阻挡，在撞击的位置从钢带12的两宽度端部 向外侧流下，因此能够抑制冷却水在钢带上流向上游侧及下游侧。
此时，喷射角度e超过60。时，由于钢带12的速度，冷却水可能 在钢带上流向上游侧及下游侧，因此，优选将喷射角度e设定为60° 以下。若将喷射角度e设定为6(T以下，则无论钢带12的速度如何，
冷却水都不会在钢带上流向上游侧及下游侧。更优选喷射角度e为50 °以下。但是，将喷射角度e设定为小于45。时，为了避免钢带12与 圆管喷嘴14的撞击而将距钢带12的圆管喷嘴14的高度设定为所希望 的值(例如，1000mm)时，由圆管喷嘴14喷射的棒状冷却水到与钢带 12撞击的距离过远，棒状冷却水在中途分散，存在冷却特性降低的危 险性。因此。优选将喷射角度e设定为45° 60° ，更优选设定为约 45° ~约60° 。
顺便说一下，在本发明的冷却装置11中，采用形成棒状冷却水的 圆管喷嘴14作为钢带12上表面的冷却水喷嘴，理由如下。
艮口，为了确实地进行冷却，需要使冷却水确实地到达钢带12，与 其发生撞击。因此，必须破坏钢带12上表面的滞留水的水膜而使新鲜 的冷却水到达钢带12，需要的不是如由喷雾嘴喷射的液滴群那样贯穿 力弱的冷却水滴流，而是成为有连续性和直进性的具有高的贯穿力的 水流的棒状冷却水。另外，当前使用的圆管层流喷嘴的层流是自由下 落水流，因此，有滞留水膜时冷却水难以到达钢带12，而且，存在有 滞留水的情况和没有滞留水的情况下冷却能力不同、以及由于落至钢 带12上的水向前后左右扩展故而钢带的速度变化时冷却能力发生变化等问题。
因此，本发明中，使用圆管喷嘴14(也可以是椭圆及多边形)，来
自喷嘴喷出口的冷却水的喷射速度为7m/s以上，喷射从喷嘴喷出口到 与钢带撞击为止的水流的截面大致保持圆形的具有连续性和直行性的 棒状冷却水。利用来自喷嘴喷出口的冷却水的喷射速度为7m/s以上即 棒状冷却水，即使在使冷却水倾斜而进行喷射时也能够稳定地冲破钢 带上表面的滞留水的水膜。
另外，考虑采用连续的帘状的层流代替棒状冷却水组，但是，制 成具有不堵塞喷嘴水平的缝(现实中需要3mm以上)的狭缝状喷嘴时， 与在宽度方向隔开间隔来设置圆管喷嘴15的情况相比，喷嘴的截面积 变得非常大。因此，若为了保持喷向滞留水膜的贯穿力而从喷嘴喷出 口以喷射速度7m/s以上喷射冷却水，则需要非常多的水量，设备成本 增大，因此难以实现。另外，在帘状的层流中在第一列撞击钢带12的 冷却水成为层状且妨碍第2列以后的冷却水的撞击，因此存在第2列 以后的冷却能力降低或在宽度方向上冷却能力产生差值等问题。与此 相对，若是棒状冷却水则会部分地排开层状&滞留水从而棒状冷却水 到达钢带12。被排开的冷却水断续地钻入间断的棒状冷却水之间而流 动，因此冷却后的滞留冷却水不容易妨碍之后的冷却。
另外，在本发明的冷却装置11中，以规定的间隔配置多个冷却单 元17，因此，在各冷却单元17中的冷却间设置空冷带，即所谓的间歇 冷却。因此，尤其是在表面被过度冷却而容易生成马氏体那样的硬质 层的钢带的冷却的情况下，即使表层的温度下降，也会在下一个空冷 带由于来自内部的热而回热，因此，具有不仅抑制表层的过度冷却、 不仅温度不均减少而且微观组织的钢带厚度方向的不均也减少的效 果。在此，在本实施方式中，设置于上表面的本发明的冷却装置11比 设置于下表面的现有的喷雾嘴IO的冷却能力高，因此，优选设定上表 面的冷却间隔或增大下表面侧的冷却水的压力及流量，以使上表面冷却和下表面冷却平衡。
另外，在本发明的冷却装置11中，为了使冷却水不流出，在冷却
单元17的下游侧，设置空气喷射喷嘴22进行除水。此时，作为除水 方法，通常使用喷射水的除水方法，但是在钢带表面温度为550'C以下 时利用水的除水使冷却水贴在钢板表面上，造成不完全除水，有可能 引起局部的过度冷却，因此这时优选喷射空气的除水。另外，优选在 所有的冷却单元17的下游侧设置空气喷射喷嘴22，但是，也可以至少 在最下游侧的冷却单元17的下游侧设置。
而且，使用如上构成的冷却装置11时，冷却控制按如下方式进行。
首先，由钢带的速度、测量的温度、到板厚目标的冷却停止温度 为止的冷却量求喷射的上表面的冷却带的长度。而且，决定覆盖所求 出的冷却带长度的冷却单元17的数量和在该冷却单元17中进行喷射 的冷却喷嘴集管13的列数，打开对应的喷射阀16。之后，观察冷却后 的温度计的实际值，考虑钢板速度的变化(加速/减速)，同时为了改变 冷却带长度而调节冷却单元17的数量和进行喷l寸的冷却喷嘴集管13 的列数。改变冷却喷嘴集管13的列数时，为了极力防止冷却水流向钢 带上的非冷却带(空冷带)，优选调节从上游侧向下游侧喷射的列数和从 下游侧向上游侧喷射的列数，以使冷却水的流体压力在钢带的上游侧 和下游侧平衡。例如，优选使上游侧和下游侧的冷却喷嘴集管成对地 开-关。
如上所述，在该实施方式中，能够得到如下的效果。
(1) 能够实施从钢带的前端到末端的均匀冷却，钢带的品质稳定。 与此相伴，钢带的切下舍去部分减少，成品率提高。
(2) 通过进行间歇的冷却，尤其是冷却到50(TC以下的低温度区域 时，不出现钢带表层的组织异常(例如，生成马氏体)，在钢带截面的整 个面(从表面到板厚中心部)上能够得到目标组织。另外，在上述的第一实施方式的图2中，将上表面冷却的相对喷 射位置(撞击位置)设定在辊道上，因为这从通板稳定性的观点考虑是优 选的。
但是，也不仅限于此，例如，如图3所示，上表面冷却的相对喷 射位置(撞击位置)设定在辊道和辊道之间也可以。这时，由于钢带被来 自上表面冷却装置的棒状冷却水按压，因而在辊道之间发生钢带的弯
曲，有通板不稳定的可能性，因此为了防止该问题发生，优选以下表 面冷却具有与上表面冷却的压紧力大致相等的推顶力的方式喷射比现
有的冷却装置压力高且水量大的冷却水。
另外，上表面冷却单元17分为钢带移动方向的上游侧和下游侧，
在图2中具备各4列、在图3中具备各8列的冷却喷嘴集管13，但是， 其列数不限定于此，只要设置适当的列数即可。但是，列数增多后， 棒状冷却水的撞击钢带的范围在钢带的移动方向上变长，因此，未必 能够使棒状冷却水只在辊道正上方撞击钢带，但是，这时只要使棒状 冷却水横跨辊道正上方和辊道间两者撞击钢带即可。即，例如，如图4 所示，在钢带移动方向的上游侧和下游侧各设置16列喷嘴集管时，也 有棒状冷却水撞击钢带的范围变得比辊道的安装间距长的情况，因此， 这时也可以横跨辊道正上方和辊道间两者。
另外，在上述实施方式中，作为设置于输出辊道5上的冷却钢带 上表面的冷却装置，依次配置现有的冷却装置7和本发明的冷却装置 11，但是也不局限于此，设置于输出辊道5上的冷却装置也可以一部 分或全部由本发明的冷却装置11构成。但是，如上所述，有时冷却因 巻取温度而在巻取机附近区域成为被称为过渡沸腾的不稳定状态，但 是，利用本发明的冷却装置11，能够成为全面核沸腾，从而避免冷却 变得不稳定的过渡沸腾区域。因此，无论怎样的巻取温度都能够稳定 地冷却，且能够高精度地控制巻取温度，因此优选至少在紧邻巻取机的前方配置本发明的冷却装置11。通过这样的配置，即使在低温(500 "C以下)的巻取温度下也没有不稳定的冷却，温度不均匀小。其结果是， 强度及拉伸性等钢带的品质在钢带全长中为均质。
下面，图5是表示本发明的第二实施方式的热轧钢带的制造设备的图。
从粗轧到巻取的制造工序与第一实施方式相同，但是，在该第二
实施方式中，本发明的冷却装置11配置于现有的冷却装置7的上游侧。
顺便说一下，在此，在本发明的冷却装置11中，在钢带移动方向上安
装有3个单元的具备如图4所示的各16列的冷却喷嘴集管的上表面冷 却集管单元。而且，与第一实施方式同样，在输出辊道5上，例如以 长度方向上约400mm的间距、配置直径330mm的旋转的钢带输送用 的辊道9，钢带12在这些辊道9上移动。另外，在该区域的下表面侧 的冷却装置没有特别的限定，在此，使用与上述的现有的冷却装置7 的区域同样的喷雾嘴10。但是，本发明的冷却装置11也使棒状冷却水 撞击在辊道间，因此在钢带通板中钢带被从上方按压而容易产生弯曲， 因此为了矫正该弯曲，增大来自下表面侧的冷却装置中采用的喷雾嘴 10的冷却水的水量和水压，设定成上下的力平衡。
而且，如图4所示，在各冷却喷嘴集管13上连接有供给管15， 各供给管15通过阀16能够独立地进行开-关控制，并且，在各冷却喷 嘴集管13上，在宽度方向上以规定的间距并列配置有1列相对于钢带 移动方向具有规定的喷射角度e(例如，45° )的圆管喷嘴14。
这些圆管喷嘴14与第一实施方式同样是内径为3 10mm4)且内表 面光滑的直喷嘴，喷射的冷却水是棒状冷却水。棒状冷却水在一定方 向、即钢带12的移动方向上与钢带12形成规定角度e 。另外，棒状 冷却水的钢带12的宽度方向的安装间距和棒状冷却水等的结构与第一 实施方式基本相同即可。另外，在此，在冷却单元17的下游侧，为了使冷却水不流出，也 可以实施在第一实施方式中进行的除水方法。
而且，冷却喷嘴集管的注水顺序等可以是第一实施方式中说明的 顺序。
如上所述，在本实施方式中也能够得到与第一实施方式基本相同 的(l)、 (2)的效果，但是，除此之外，还能够得到(3)的效果。艮卩，
(1) 能够实施从钢带的前端到末端的均匀冷却，钢带的品质稳定。 与此相伴，钢带的切下舍去部分减少，成品率提高。
(2) 通过进行间歇的冷却，尤其是冷却到低温度区域时，不出现钢
带表层的组织异常(例如，生成马氏体)，在钢带截面的整个面(从表层 到板厚中心部)上能够得到目标组织。
(3) 增加各冷却单元的喷嘴列数，且縮短冷却单元间的空冷带，由
此，能够使冷却速度较快，且在板厚方向上几乎不产生冷却速度差， 因此，能够在整个钢带上生成贝氏体等硬质层，因此能够制造高强度 的材料。 '
另外，在第一实施方式中，作为设置于输出辊道5上的冷却钢带 上表面的冷却装置，在现有的冷却装置7的下游侧配置本发明的冷却 装置ll，在第二实施方式中，在现有的冷却装置7的上游侧配置本发 明的冷却装置ll，但是并不局限于此。
例如，作为第三实施方式，如图6所示，也可以在本发明的冷却 装置1的下游侧配置现有的冷却装置7，并进一步在其下游侧配置本发 明的冷却装置11。这时，将上游侧的本发明的冷却装置ll(靠近精轧机 4 一侧的冷却装置)作成图4所示的冷却喷嘴集管，将下游侧的本发明 的冷却装置11(靠近巻取机6—侧的冷却装置)作成图2所示的冷却喷嘴 集管，或者也可以是与此相反的结构。另外，作为其它的实施方式，也可以只配置本发明的冷却装置11。 这时，图2 图4所示的冷却喷嘴集管也可以共存。
艮P，设置于输出辊道5上的冷却装置也可以一部分或全部由本发 明的冷却装置11构成。
顺便说一下，如上所述，有时冷却因巻取温度而在巻取机附近区 域成为被称为过渡沸腾的不稳定状态，但是，利用本发明的冷却装置 11，能够成为全面核沸腾，从而避免冷却变得不稳定的过渡沸腾区域。
在需要降低巻取温度(例如50(TC以下)时，只要在巻取装置附近设置本
发明的冷却装置ll即可。另外，在通过使整个板厚产生贝氏体、马氏 体等硬质层而制造高强度材料时，优选终轧后迅速地进行快速冷却， 因此，优选以空冷带长度尽量变短的方式配置冷却单元，并且设置于
精轧机附近。当然，在进行低温巻取并制造高强度材料时，如图6所
示的第三实施方式所示，只要在输出辊道的前段和后段两处设置本发 明的冷却装置11即可。
另外，以上说明的实施方式不局限于上表面冷却的相对喷射位置 (棒状冷却水与钢带的撞击位置)及下表面冷却方式，也可以是以下实施 方式。
作为其它的实施方式，根据图7所示的局部放大图叙述本发明的 冷却装置11的一例。在输出辊道5上，例如以长度方向上约400nmi 的间距、配置直径330mm的旋转的钢带输送用的辊道9，钢带12在这 些辊道9上移动。另外，在本实施方式的冷却装置11中，在该钢带12 的上表面侧，在钢带的移动方向上设置多个上表面冷却单元17，每个 单元相对地喷射分别从同一辊道9的上游侧和下游侧向该辊道正上方 倾斜的棒状冷却水。而且，在该上表面冷却单元17中，喷射棒状冷却 水的圆管喷嘴14朝向同一辊道9的正上方相对地配置，除此之外，与第一至第三实施方式相同。
另一方面，在本实施方式的冷却装置11中，没有特别限定钢带下 表面侧的冷却喷嘴，但是，在本实施方式中优选使用在辊道间等狭窄 空间设置容易且大水量喷射时喷射贯穿液膜的能力高的棒状冷却水的 圆管喷嘴。即，在本实施方式中，在相邻的辊道间分别配置冷却喷嘴 集管18，在各冷却喷嘴集管18上，在宽度方向上以规定的间距配置规 定列数(在此为2歹l」)的喷射棒状冷却水的圆管喷嘴19。另外，在各冷却
喷嘴集管18上连接有供给管20，各供给管20通过阀21能够独立地进 行开-关控制。这样，作为钢带下表面侧的冷却喷嘴，通过使用喷射冷 却能力高的棒状冷却水的圆管喷嘴，能够縮短冷却带长度，从而能够 成为紧凑型的装置。
这时，优选调节钢带12的上表面侧及下表面侧的冷却喷嘴的配 置、冷却水的水量密度及到达速度等，以使利用钢带上表面侧的冷却 水(来自圆管喷嘴14的棒状冷却水)的冷却量与利用钢带下表面侧的冷 却水(来自圆管喷嘴19的棒状冷却水)的冷却量相等。
而且，在本实施方式的冷却装置11中，将从上表面冷却单元17 向同一辊道9的正上方倾斜的棒状冷却水相对地喷射，因此钢带12 — 边被棒状冷却水压紧在辊道9上一边在输出辊道5上移动，即使钢带 12的前端到被巻取机6巻取为止为无张力的状态，钢带12的通板也稳 定。
另外，在本实施方式的冷却装置11中，为了使钢带上表面的冷却 水不流出，在冷却单元17的下游侧设置空气喷射喷嘴22进行除水。
而且，使用上述构成的冷却装置11时，冷却的控制如下进行。首 先，由钢带的速度、测量的温度、到板厚目标的冷却停止温度的冷却 量求出喷射的上表面和下表面的冷却带的长度。而且，决定覆盖所求出的上表面的冷却带长度的冷却单元17的数量和在该冷却单元17中 进行喷射的冷却喷嘴集管13的列数，打开对应的喷射阀16，并且决定
覆盖所求出的下表面的冷却带长度的冷却喷嘴集管18的数量，打开对 应的喷射阀21。这时，优选利用钢带上表面侧的冷却水的冷却量与利
用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等。
之后，观察冷却后的温度计的实际值，考虑钢板速度的变化(加速
/减速)，同时为了改变冷却带长度而调节上表面的冷却单元17的数量 和进行喷射的冷却喷嘴集管13的列数以及下表面的进行喷射的冷却喷 嘴集管18的数量。改变冷却喷嘴集管13的列数时，为了极力防止冷 却水流向钢带上的非冷却带(空冷带)，优选调节从上游侧向下游侧喷射 的列数和从下游侧向上游侧喷射的列数，以使冷却水的流体压力在钢 带的上游侧和下游侧平衡。例如，优选使上游侧和下游侧的冷却喷嘴 集管成对地开-关。
如上所述，在该实施方式中，能够得到如下的效果。
(1) 能够实施从钢带的前端到末端的均匀冷却，钢带的品质稳定。 与此相伴，钢带的切下舍去部分减少，成品率提高。
(2) 钢带一边被棒状冷却水压紧在辊道上一边在输出辊道上移动， 即使到钢带的前端被巻取为止都为无张力状态，钢带的通板也稳定。 由此，钢带的堵塞及操作停止等故障的发生减少。
另外，在上述实施方式中，如图7所示，在钢带的上表面侧，相 对地喷射分别从同一辊道的上游侧和下游侧向该辊道正上方倾斜的棒 状冷却水，但是，本发明不局限于此。例如，如图8所示，也可以相
对地喷射从辊道的上游侧向该辊道正上方倾斜的棒状冷却水和从配置 于其下游侧的辊道的下游侧向该辊道正上方倾斜的棒状冷却水。但是，
为了使喷射于钢带上表面的冷却水快速地从钢带的两宽度端部向外侧 流下，而且为了通板稳定性，优选向同一辊道正上方相对地喷射。作为其它的实施方式，根据图9所示的局部放大图叙述本发明的 冷却装置11的一例。在输出辊道5上，例如在长度方向上以约400mm 的间距、配置直径330mm的旋转的钢带输送用的辊道9，钢带12在这 些辊道9上移动。在本实施方式的冷却装置11中，在钢带的移动方向 上设置多个冷却单元17，该冷却单元17为在该钢带12的下表面侧 配置从辊道9间向钢带下表面喷射棒状冷却水的下表面冷却喷嘴19， 并且，在钢带12的上表面侧相对地配置喷射分别从由下表面冷却喷嘴 19喷射的棒状冷却水撞击钢带12的位置的上游侧和下游侧向该位置正 上方倾斜的棒状冷却水的冷却喷嘴14。而且，在该冷却单元17内的上 表面侧的冷却单元中，喷射棒状冷却水的圆管喷嘴14朝向由下表面冷 却喷嘴19喷射的棒状冷却水撞击钢带12的位置的正上方而相对地配 置，除此之外，与第一至第三实施方式相同。
另一方面，各冷却单元17的钢带下表面侧在辊道9间配置冷却喷 嘴集管18，在各冷却喷嘴集管18上，在宽度方向上以规定的间距配置 规定列数(在此为3歹ij)的喷射棒状冷却水的圆管喷嘴19。另外，在各冷 却喷嘴集管18上连接有供给管20，各个供给管20通过阀21能够独立 地进行开-关控制。这样，作为钢带下表面侧的冷却喷嘴，通过使用喷 射冷却能力高的棒状冷却水的圆管喷嘴，能够縮短冷却带长度，从而 能够成为紧凑型的装置。
此时，优选调节钢带12的上表面侧及下表面侧的冷却喷嘴的配 置、冷却水的水量密度及到达速度等，以使利用钢带上表面侧的冷却 水(来自圆管喷嘴14的棒状冷却水)的冷却量与利用钢带下表面侧的冷 却水(来自圆管喷嘴19的棒状冷却水)的冷却量相等，并且，钢带所承 受的来自钢带上表面侧的冷却水的流体压力与钢带所承受的来自钢带 下表面侧的冷却水的流体压力相等。
由此，在本发明的冷却装置11中，钢带12 —边被钢带上表面侧 的冷却水和钢带下表面侧的冷却水从上下以同样的流体压力被夹压一边在输出辊道5上移动，即使到钢带12的前端被巻取机6巻取为止为
无张力状态，钢带12的通板也稳定。而且，钢带12的上表面和下表
面的冷却位置相同，因此，热经历、尤其是表层附近的热经历大致相 同，制品的品质变得上下相同。
另外，在本实施方式的冷却装置11中，为了使钢带上表面的冷却
水不流出，在冷却单元17的下游侧设置空气喷射喷嘴22进行除水。
而且，使用上述构成的冷却装置11时，冷却控制如下进行。
首先，由钢带的速度、测量的温度、到板厚目标的冷却停止温度 的冷却量求出喷射的冷却带的长度。然后，决定覆盖所求出的冷却带 长度的冷却单元17的数量、在该冷却单元17中进行喷射的冷却喷嘴 集管13的列数和下表面冷却喷嘴集管18的列数，打开对应的喷射阀 16、 21。这时，使利用钢带上表面侧的冷却水的冷却量与利用钢带下 表面侧的冷却水的冷却量相等，并且钢带所承受的来自钢带上表面侧 的冷却水的流体压力与钢带所承受的来自钢带下表面侧的冷却水的流 体压力相等。此后，观察冷却后的温度计的实际值，考虑钢板速度的 变化(加速/减速)，同时为了改变冷却带长度而调节冷却单元17的数量 和进行喷射的冷却喷嘴集管13、 18的列数。改变冷却喷嘴集管13的 列数时，为了极力防止冷却水流向钢带上的非冷却带(空冷带)，优选调 节从上游侧向下游侧喷射的列数和从下游侧向上游侧喷射的列数，以 使冷却水的流体压力在钢带的上游侧和下游侧平衡。例如，优选使上 游侧和下游侧的冷却喷嘴集管成对地开-关。
如上所述，在该实施方式中，能够得到如下的效果。
(1) 能够实施从钢带的前端到末端的均匀冷却，钢带的品质稳定。 与此相伴，钢带的切下舍去部分减少，成品率提高。
(2) 钢带一边被棒状冷却水压紧在辊道上一边在输出辊道上移动， 即使到钢带的前端被巻取为止都为无张力状态，钢带的通板也稳定。由此，钢带的堵塞及操作停止等故障的发生减少。
(3)钢带的上表面和下表面的冷却经历大致相同，因此，钢带的上 表面和下表面的品质均匀。
另外，在上述实施方式中，如图9所示，在钢带的上表面侧，相 对地喷射分别从由下表面冷却喷嘴喷射的棒状冷却水撞击钢带的同一 位置的上游侧和下游侧向该位置正上方倾斜的棒状冷却水，但是，本 发明不局限于此。例如，如图10所示，也可以相对地喷射从下表面侧 的棒状冷却水撞击钢带的位置的上游侧向该位置正上方喷射的倾斜的
棒状冷却水和从位于上述位置下游侧的下表面侧的棒状冷却水撞击钢 带的位置的下游侧向该位置正上方喷射的倾斜的棒状冷却水。但是， 为了使喷射于钢带上表面的冷却水快速地从钢带的两宽度端部向外侧 流下，而且为了通板稳定性，优选朝向由下表面冷却喷嘴喷射的棒状 冷却水撞击钢带的同一位置的正上方相对地喷射。
另外，在作为其它的实施方式说明的上述两个实施方式中，作为 设置于输出辊道5上的冷却钢带上表面的冷却装置，依次配置现有的 冷却装置7和本发明的冷却装置11，但是并不局限于此，只要设置于 输出辊道5上的冷却装置的一部分或全部由本发明的冷却装置11构成 即可。但是，如上所述，有时冷却因巻取温度而在巻取机附近区域成 为被称为过渡沸腾的不稳定的状态，但是，利用本发明的冷却装置11， 能够成为全面核沸腾，从而避免冷却变得不稳定的过渡沸腾区域。因 此，无论巻取温度如何都能够稳定地冷却，且能够高精度地控制巻取 温度，因此，优选至少在紧邻巻取机的前方配置本发明的冷却装置11。
通过这样的配置，即使在低温(50(TC以下)的巻取温度下冷却也不会不 稳定，温度不均匀小。其结果是，强度及拉伸性等钢带的品质在钢带 全长中为均质。
实施例 实施例1作为实施例l，基于上述第一实施方式，用图l所示的设备配置， 使用图2所示的冷却喷嘴集管装置，制造最终板厚为2.8mm的钢带。 另外，在本发明的冷却装置11中，设置6个在上游侧及下游侧各具备 4列冷却喷嘴集管的冷却单元。而且，精轧机4输出侧的钢带速度在钢 带前端部为700mpm，钢带前端部到达巻取机6以后逐渐提高速度，直 到最高1000mpm。钢带的精轧机输出侧的温度为S5(TC，使用现有的 冷却装置IO冷却至约60(TC，然后使用本发明的冷却装置11冷却到目 标巻取温度40(TC。另外，在此，将来自冷却装置11的冷却水的喷射 角度e设定为50° ，为了使冷却水在与钢带撞击的时刻在钢带长度方 向的流速达到钢带的最高速度以上，将冷却水的喷射速度设定为 30m/s。由此，钢带长度方向的流速为30m/sXcos50° —1152mpm。
而且，冷却的控制如下进行。由钢带的速度、测量的温度、到板 厚目标的冷却停止温度的冷却量求出喷射冷却水的上表面和下表面的 冷却带的长度。求出覆盖所求出的冷却带长度的上表面冷却条件和下 表面冷却条件，不考虑下表面冷却部分，关于上表面冷却，决定冷却
单元17的数量和在该冷却单元n中进行喷射的冷却喷嘴集管13的列
数，打开对应的喷射阀16。之后，观察冷却后的温度计的实际值，考 虑钢板速度的变化(加速/减速)，同时为了改变冷却带长度而调节冷却 单元的数量和进行喷射的冷却喷嘴集管的列数。但是，改变进行喷射 的冷却喷嘴集管的列数时，使上游侧和下游侧的冷却喷嘴集管成对地 开关，调节从上游侧喷射的列数和从下游侧喷射的列数，以使冷却水 的流体压力在钢带的上游侧和下游侧平衡。
另外，为了使各冷却单元17输出侧钢带上表面不产生马氏体，调 节冷却单元17的带长度，为了在下一个空冷带通过来自内部的热扩散 完成充分的回热，决定空冷带长度，并决定后面的冷却单元17的使用 条件。顺便说一下，在此使用的钢在35(TC以下生成马氏体组织，因此 以表面不变为35(TC以下的方式控制冷却。其结果是，在本发明例中，在巻取机6中钢带温度是全长都在400
r:土i(TC以内，能够实现非常均匀的冷却。另外，在钢带上表面表层
也不存在被回火的马氏体组织。由此，能够得到稳定品质的钢带。
实施例2
作为实施例2，基于上述第一实施方式，用图l所示的设备配置， 使用图3所示的冷却喷嘴集管装置，制造最终板厚为2.4mm的钢带。 另外，在本发明的冷却装置11中，设置3个在上游侧及下游侧个具备 8列冷却喷嘴集管的冷却单元。而且，精轧机4输出侧的钢带速度在钢 带前端部为750mpmZ钢带前端部到达巻取机6以后逐渐提高速度，直 到最高1000mpm。钢带的精轧机输出侧的温度为86(TC，使用现有的 冷却装置IO冷却至约65(TC，然后使用本发明的冷却装置11冷却到目 标巻取温度45(TC。另外，在此，将来自冷却装置11的冷却水的喷射 角度e设定为45° ，为了使冷却水在与钢带撞击的时刻在钢带长度方 向的流速达到钢带的最高速度以上，将冷却水的喷射速度设定为 35m/s。由此，钢带长度方向的流速为30m/sXCos45° — 1484mpm。
而且，与上述本发明例1同样，为了进行冷却控制、即改变冷却 带长度，调节冷却水单元的数量和进行喷射的冷却喷嘴集管的列数。
另外，为了进行反复水冷和空冷的冷却(间歇冷却)而使各冷却单元 17输出侧钢带上表面不产生马氏体，在3个冷却单元17中，通过改变 各冷却单元17中进行喷射的冷却喷嘴集管的列数，来调节各冷却单元 17的冷却带长度，从而决定冷却单元的使用条件。顺便说一下，在此 使用的钢在35(TC以下生成马氏体组织，因此以表面不变为35(TC以下 的方式控制冷却。
其结果是，在实施例2中，在巻取机6中钢带温度是全长都在450 'C土8"C以内，能够实现非常均匀的冷却。另外，在钢带上表面表层也 不存在被回火的马氏体组织。由此，能够得到稳定品质的钢带。实施例3
作为实施例3，基于上述第二实施方式，用图5所示的设备配置， 使用图4所示的冷却喷嘴集管装置，制造最终板厚为3.6mm的钢带。 另外，在本发明的冷却装置11中，设置5个在上游侧及下游侧各具备 16列冷却喷嘴集管的冷却单元。而且，精轧机4输出侧的钢带速度在 钢带前端部为600mpm，钢带前端部到达巻取机6以后逐渐提高速度， 直到最高800mpm。钢带的精轧机输出侧的温度为840°C ，使用本发明 的冷却装置11冷却至约650°C，然后使用现有的冷却装置7冷却到目 标巻取温度500'C。另外，在此，将来自冷却装置11的冷却水的喷射 角度e设定为55° ，为了使冷却水在与钢带撞击的时刻在钢带长度方 向的流速达到钢带的最高速度以上，将冷却水的喷射速度设定为 30m/s。由此，钢带长度方向的流速为30m/sXcos55° — 1032mpm。
而且，与上述本发明例1同样，为了进行冷却控制、即改变冷却 带长度，调节冷却水单元的数量和进行喷射的冷却喷嘴集管的列数。
顺便说一下，对于在此使用的钢，为了使整个板厚贝氏体化，在 从SOO。C至60(TC的冷却中需要高的冷却速度，但是，若在35(TC以下 则生成马氏体组织，因此，以表面不变为35(TC以下的方式控制冷却。 即，为了提高冷却速度并使表面不变为35(TC以下，调节空冷部分和水 冷部分的距离。
其结果是，在实施例3中，在巻取机6中钢带温度是全长都在500 t:士12t:以内，能够实现非常均匀的冷却。另外，由于冷却速度高且 稳定，因此在钢带板厚方向能够生成均匀的贝氏体组织，能够制造高 强度材料。
实施例4
作为实施例4，基于上述第三实施方式，用图6所示的设备配置，输出辊道的前段使用图4所示的冷却喷嘴集管装置，输出辊道的后段 使用图2所示的冷却喷嘴集管装置，制造最终板厚为4.0mm的钢带。 另外，在前段的本发明的冷却装置11中，设置5个在上游侧及下游侧 各具备16列冷却喷嘴集管的冷却单元。在后段的本发明的冷却装置11 中，设置3个在上游侧及下游侧各具备4列冷却喷嘴集管的冷却单元。 而且，精轧机4输出侧的钢带速度在钢带前端部为500mpm，钢带前端 部到达巻取机6以后逐渐提高速度，直到最高550mpm。钢带的精轧机 输出侧的温度为85(TC，使用前段的本发明的冷却装置11冷却至约650 °C，之后，不使用现有的冷却装置7，而使用前段的本发明的冷却装置 11冷却到目标巻取温度400'C。另外，在此，将来自前段及后段的各 冷却装置11的冷却水的喷射角度e设定为45° ，为了使冷却水在与钢 带撞击的时刻在钢带长度方向的流速达到钢带的最高速度以上，将冷 却水的喷射速度设定为30m/s。由此，钢带长度方向的流速为30m/sX cos45。 — 1272mpm。
而且，与上述本发明例1同样，为了进行冷却控制、即改变冷却 带长度，调节冷却水单元的数量和进行喷射的冷却喷嘴集管的列数。
顺便说一下，对于在此使用的钢，为了使整个板厚贝氏体化，在 从80(TC至60(TC的冷却中需要高的冷却速度，但是，若在35(TC以下 则生成马氏体组织，因此以表面不变为35(TC以下的方式控制冷却。即， 为了提高冷却速度并且使表面不变为35(TC以下，在前段和后段的各冷 却装置11中调节空冷部分和水冷部分的距离。
其结果是，在本发明例中，在巻取机6中钢带温度是全长都在400
'c士irc以内，能够实现非常均匀的冷却。另外，由于冷却速度高且 稳定，因此在钢带板厚方向能够生成均匀的贝氏体组织，能够制造高 强度材料。
实施例5作为实施例5，使用图1、图7所示的设备，基于上述的实施方式，
制造最终板厚为2.8mm的钢带。精轧机4输出侧的钢带速度在钢带前 端部为700mpm，钢带前端部到达巻取机6以后逐渐提高速度，直到最 高1000mpm。钢带的精轧机输出侧的温度为85(TC，使用现有的冷却 装置IO冷却至约65(TC，然后使用本发明的冷却装置11冷却到目标巻 取温度4(KTC。另外，在此，将来自冷却装置11的冷却水的喷射角度 e设定为50° ，为了使冷却水在与钢带撞击的时刻在钢带长度方向的 流速达到钢带的最高速度以上，将冷却水的喷射速度设定为30m/s。由 此，钢带长度方向的流速为30m/sXcos50° —1152mpm。
而且，冷却控制如下进行。首先，由钢带的速度、测量的温度、 到板厚目标的冷却停止温度的冷却量求出喷射冷却水的上表面和下表 面的冷却带的长度。而且，决定覆盖所求出的上表面的冷却带长度的 冷却单元17的数量和在该冷却单元17中进行喷射的冷却喷嘴集管13 的列数，打开对应的喷射阀16，并且决定覆盖所求出的下表面的冷却 带长度的冷却喷嘴集管18的数量，打开对应的喷射阀21。这时，使利 用钢带上表面侧的冷却水的冷却量和利用钢带下表面侧的冷却水的冷 却量相等。之后，观察冷却后的温度计的实际值，考虑钢板速度的变 化(加速/减速)，同时，为了改变冷却带长度而调节上表面的冷却单元 17的数量和进行喷射的冷却喷嘴集管13的列数以及下表面的进行喷射 的冷却喷嘴集管18的数量。但是，改变进行喷射的冷却喷嘴集管的列 数时，使上游侧和下游侧的冷却喷嘴集管成对地开-关，调节从上游侧 喷射的列数和从下游侧喷射的列数，以使冷却水的流体压力在钢带的 上游侧和下游侧平衡。
另外，为了使各冷却单元17输出侧钢带上表面不产生马氏体，调 节冷却单元17的带长度，另外，为了在下一个空冷区域通过来自内部 的热扩散完成充分的回热，决定空冷带长度，从而决定之后的冷却单 元17的使用条件。顺便说一下，在此使用的钢在35(TC以下生成马氏 体组织，因此以表面不变为35(TC以下的方式控制冷却。其结果是，在本发明例中，在巻取机6中钢带温度是全长都在400 。C土10。C以内，能够实现非常均匀的冷却。另外，在钢带上表面表层 也不存在被回火的马氏体组织。由此，能够得到稳定品质的钢带。
实施例6
作为实施例6，使用图1、图9所示的设备，基于上述的实施方式， 制造最终板厚为2.8mm的钢带。精轧机4输出侧的钢带速度在钢带前 端部为700mpm，钢带前端部到达巻取机6以后逐渐提高速度，直到最 高1000mpm。钢带的精轧机输出侧的温度为85(TC，使用现有的冷却 装置10冷却至约65(TC，然后使用本发明的冷却装置11冷却到目标巻 取温度400。C。另外，在此，将来自冷却装置11的冷却水的喷射角度 e设定为50° ，为了使冷却水在与钢带撞击的时刻在钢带长度方向的 流速达到钢带的最高速度以上，将冷却水的喷射速度设定为30m/s。由 此，钢带长度方向的流速为30m/sXcos50° —1152mpm。
而且，冷却控制如下进行。首先，由钢带的速度、测量的温度、 到板厚目标的冷却停止温度的冷却量求出喷射冷却水的冷却带的长 度。然后，求出覆盖所求出的冷却带长度的上表面冷却条件和下表面 冷却条件，并决定冷却单元17的数量和在该冷却单元17中进行喷射 的冷却喷嘴集管13、 18的列数，打开对应的喷射阀。这时，使利用钢 带上表面侧的冷却水的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量 相等，并且使钢带所承受的来自钢带上表面侧的冷却水的流体压力与
钢带所承受的来自钢带下表面侧的冷却水的流体压力相等。之后，观 察冷却后的温度计的实际值，考虑钢板速度的变化(加速/减速)，同时， 为了改变冷却带长度而调节冷却水单元的数量和进行喷射的冷却喷嘴 集管13、 18的列数。但是，改变冷却喷嘴集管13的列数时，使上游 侧和下游侧的冷却喷嘴集管成对地开-关，调节从上游侧喷射的列数和 从下游侧喷射的列数，以使冷却水的流体压力在钢带的上游侧和下游 侧平衡。另外，为了使各冷却单元17输出侧钢带上表面不产生马氏体，调 节冷却单元17的带长度，另外，为了在下一个空冷带通过来自内部的 热扩散完成充分的回热，决定空冷带长度，从而决定之后的冷却单元
17的使用条件。顺便说一下，在此使用的钢在35(TC以下生成马氏体 组织，因此以表面不变为35(TC以下的方式控制冷却。
其结果是，在本发明例中，在巻取机6中钢带温度是全长都在400 。C士1(TC以内，能够实现非常均匀的冷却。另外，在钢带上表面表层 也不存在被回火的马氏体组织，能得到在钢带上表面和下表面均匀的 组织。由此，能够得到稳定品质的钢带。
比较例1
为了与上述的本发明例1、 2、 4中所示的不足50(TC的低温巻取 中的本发明的效果进行比较，作为比较例1，在与上述本发明例同样的 设备中，不使用本发明的冷却装置11，只用现有的冷却装置7(上表面 的圆管层流喷嘴8和下表面的喷雾嘴IO)冷却到目标巻取温度40(TC 。 其它与本发明例相同。
其结果是，在比较例中，圆管层流喷嘴8的层流流体是自由下落 流体，因此，发现有滞留水膜时冷却水难以到达钢带12，而且，在有 滞留水和没有滞留水的情况下产生冷却能力的不同，在钢带长度方向
有温度的猎振。尤其是，在开始用巻取机6巻取到在钢带上产生张力 期间，在钢带前端部成为凹状的部分滞留滞留水，因此在钢带长度方 向上产生了温度的不均匀。因此，钢带内部的温度偏差大，相对于巻 取机6的目标温度40(TC，不均匀增大为250°C~450°C。因此，钢带内 部的强度的不均匀增大。
比较例2
为了与上述的实施例3、 4中所示的利用本发明的冷却装置11的终轧后的快速冷却的效果进行比较，作为比较例2，在与本发明例1同 样的设备中，不使用本发明的冷却装置11，只用现有的冷却装置7(上
表面的圆管层流喷嘴8和下表面的喷雾嘴IO)冷却到目标巻取温度500 x:。其它与实施例3同样。
其结果是，在比较例2中，圆管层流喷嘴8的层流流体是自由下 落流体，因此，发现有滞留水膜时冷却水难以到达钢带12，而且，在 有滞留水和没有滞留水的情况下产生冷却能力的不同，在钢带长度方 向上有温度的猎振。尤其是，在开始用巻取机6巻取到在钢带上产生 张力期间，在钢带前端部成为凹状的部分滞留滞留水，因此在钢带长 度方向上产生了温度的不均匀。因此，钢带内部的温度偏差大，相对 于巻取机6的目标温度50(TC，不均匀增大为400°C~500°C。因此，钢 带内部的强度的不均匀增大。另外，与实施例3、 4相比，冷却速度慢， 因此在局部生成铁素体、珠光体等软质层，不能得到目标强度。
权利要求
1. 一种热轧钢带的冷却装置，用于冷却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上表面侧，相对地配置有喷射相对于钢带的移动方向分别向下游侧和上游侧倾斜的棒状冷却水的冷却喷嘴。
2. 如权利要求l所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，所述冷却喷嘴在钢带宽度方向上配置有多个，并且由所述冷却喷嘴喷射的棒状冷却水与钢带所形成的角度为60°以下。
3. 如权利要求1或2所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于， 所述向下游侧倾斜的冷却喷嘴和所述向上游侧倾斜的冷却喷嘴，各自 在钢带的移动方向上配置多列。
4. 一种热轧钢带的冷却装置，其特征在于，以权利要求1 3中任 一项所述的热轧钢带的冷却装置为一个冷却装置单元，并在钢带的移 动方向上配置多个该冷却装置单元。
5. 如权利要求4所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，在所 述冷却装置单元的下游侧，配置有进行钢带上表面的冷却水的除水的 除水装置。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的热轧钢带的冷却装置，用于冷 却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上 表面侧，相对地配置喷射从辊道的上游侧向该辊道的正上方倾斜的棒 状冷却水的冷却喷嘴和喷射从辊道的下游侧向该辊道的正上方倾斜的 棒状冷却水的冷却喷嘴。
7. 如权利要求6所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，配置钢带的上表面侧及下表面侧的冷却喷嘴，以使利用钢带上表面侧的冷 却水的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等。
8. 如权利要求7所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，在钢 带的下表面侧，配置有从辊道间向钢带下表面喷射棒状冷却水的冷却喷嘴。
9. 如权利要求1~5中任一项所述的热轧钢带的冷却装置，用于冷 却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的下 表面侧，配置有从辊道间向钢带下表面喷射冷却水的下表面冷却喷嘴； 并且，在钢带的上表面侧，相对地配置喷射从由下表面冷却喷嘴喷射 的冷却水撞击钢带的位置的上游侧向该位置正上方倾斜的棒状冷却水 的冷却喷嘴和喷射从由下表面冷却喷嘴喷射的冷却水撞击钢带的位置 的下游侧向该位置正上方倾斜的棒状冷却水的冷却喷嘴。
10. 如权利要求9所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，配 置所述上表面冷却喷嘴及所述下表面冷却喷嘴，以使利用钢带上表面 侧的冷却水的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等，并 且钢带所承受的来自钢带上表面侧的冷却水的流体压力与钢带所承受 的来自钢带下表面侧的冷却水的流体压力相等。
11. 如权利要求IO所述的热轧钢带的冷却装置，其特征在于，将 所述下表面冷却喷嘴设为喷射棒状冷却水的喷嘴。
12. —种热轧钢带的冷却方法，用于冷却输送至输出辊道上的终 轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带的上表面侧，相对地喷射向钢 带的移动方向下游侧倾斜的棒状冷却水和向钢带的移动方向上游侧倾 斜的棒状冷却水。
13. 如权利要求12所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，所述棒状冷却水与钢带所形成的角度为60°以下。
14. 如权利要求12或13所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，分别向钢带的移动方向喷射多列向所述下游侧倾斜的棒状冷却水 和向所述上游侧倾斜的棒状冷却水。
15. 如权利要求12 14中任一项所述的热轧钢带的冷却方法，其 特征在于，通过在钢带移动方向上隔开间隔的多个位置进行所述倾斜 的棒状冷却水的相对喷射，进行反复水冷和空冷的间歇冷却。
16. 如权利要求15所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，通 过设置于比相对地喷射所述倾斜的棒状冷却水的位置更下游侧的除水 装置，进行冷却水的除水。
17. 如权利要求12~16中任一项所述的热轧钢带的冷却方法，用 于冷却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带 的上表面侧，相对地喷射从辊道的上游侧向该辊道正上方倾斜的棒状 冷却水和从辊道的下游侧向该辊道正上方倾斜的棒状冷却水。
18. 如权利要求17所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，向 钢带的上表面侧及下表面侧喷射冷却水，以使利用钢带上表面侧的冷 却水的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等。
19. 如权利要求18所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，在 钢带的下表面侧，从辊道间向钢带下表面喷射棒状冷却水。
20. 如权利要求12~16中任一项所述的热轧钢带的冷却方法，用 于冷却输送至输出辊道上的终轧后的热轧钢带，其特征在于，在钢带 的下表面侧，从辊道间向钢带下表面喷射冷却水；并且，在钢带的上 表面侧，相对地喷射从下表面侧的冷却水撞击钢带的位置的上游侧向该位置正上方喷射的倾斜的棒状冷却水和从下表面侧的冷却水撞击钢 带的位置的下游侧向该位置正上方喷射的倾斜的棒状冷却水。
21. 如权利要求20所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，向 钢带的上表面侧及下表面侧喷射冷却水，以使利用钢带上表面侧的冷 却水的冷却量与利用钢带下表面侧的冷却水的冷却量相等，并且钢带 所承受的来自钢带上表面侧的冷却水的流体压力与钢带所承受的来自 钢带下表面侧的冷却水的流体压力相等。
22. 如权利要求21所述的热轧钢带的冷却方法，其特征在于，将 钢带下表面侧的冷却水设定为棒状冷却水。
全文摘要
本发明提供热轧钢带的冷却装置及冷却方法，在用冷却水冷却热轧后的钢带时，通过适当地实现高冷却能力和稳定的冷却区域，能够实施从钢带的前端到末端的均匀冷却。(1)在钢带(12)的上表面侧，相对地配置喷射相对于钢带(12)的移动方向分别向下游侧和上游侧倾斜的棒状冷却水的圆管喷嘴(14)。(2)在钢带(12)的上表面侧，相对地配置喷射从辊道(9)的上游侧和下游侧分别向该辊道的正上方倾斜的棒状冷却水的圆管喷嘴(14)。(3)在钢带(12)的下表面侧，配置从辊道间向钢带下表面喷射冷却水的下表面冷却喷嘴(19)，并且，在钢带(12)的上表面侧，相对地配置喷射分别从由下表面冷却喷嘴(19)喷射的冷却水撞击钢带(12)的位置的上游侧和下游侧向该位置正上方倾斜的棒状冷却水的冷却喷嘴(14)。
文档编号B21B45/02GK101437631SQ200780015849
公开日2009年5月20日 申请日期2007年7月26日 优先权日2006年7月27日
发明者上冈悟史, 中田直树, 富田省吾, 藤林晃夫, 黑木高志 申请人:杰富意钢铁株式会社