钢板的冷却装置、热轧钢板的制造装置和钢板的制造方法

专利名称：钢板的冷却装置、热轧钢板的制造装置和钢板的制造方法
技术领域：
本发明涉及用于热轧钢板的制造线的钢板的冷却装置、热轧钢板的制造装置和钢板的制造方法。详细而言，涉及冷却水的排水性优异的钢板的冷却装置、热轧钢板的制造装置和使用该装置的钢板的制造方法。
背景技术：
用作汽车用途、结构材料用途等的钢材要求具有优异的强度、加工性、韧性这样的机械特性。为了综合性地提高这些机械特性，有效的做法是使钢材的组织微细化。为此，大量摸索了用于获得具有微细的组织的钢材的制造方法。而且，通过实现组织的微细化，即使减少合金元素的添加量，也能制造具有优异的机械性质的高强度热轧钢板。作为组织的微细化方法，公知如下方法，S卩，在热精轧的特别是后段期间内，在高压下进行轧制而使奥氏体晶粒产生大的变形，提高位错密度，从而谋求冷却后的铁素体晶粒的微细化。此外，从抑制奥氏体的重新结晶、再生而促进铁素体相变的观点出发，在轧制后的尽量短的时间内将钢板冷却至600°C 700°C的做法是有效的。即，设置能在热精轧后继续比以往快地进行冷却的冷却装置，使轧制后的钢板骤冷是有效的。并且，在上述这样地使轧制后的钢板骤冷时，为了提高冷却能力，增加向钢板喷射的每单位面积的冷却水量即流量密度是较佳的。但是，当上述这样地增加冷却水量、流量密度时，由于供水和排水的关系，使在钢板的上表面滞留在该钢板的上表面上的水(滞留水)增加。另一方面，在钢板的下表面侧， 下表面引导件与钢板之间的滞留水会增加。这种滞留水是在钢板的冷却中使用过的水，想要尽可能快地排出该滞留水，将来自冷却喷嘴的供给水提供给钢板而确保冷却能力。另外， 滞留水是水层，因此该水层若较厚，则成为阻力而有时使来自冷却喷嘴的水不能有效地到达钢板。此外，滞留水自钢板的中央部朝向端部流动，越靠近钢板的端部，该滞留水的流速越快，因此当滞留水的量增加时，钢板的板宽方向上的冷却不均的程度加重。而且，在滞留水的量增加过多时，在上表面引导件上也产生滞留水，导致冷却喷嘴前端被水淹没。如上述那样，在热精轧后尽可能早地且进行骤然冷却是有效的，所以优选从热精轧机的最终轧机的工作轧辊之后紧接着进行冷却。即，对存在于热精轧机列的最终轧机的壳体的内侧的钢板喷射冷却水而进行冷却。进行这样的冷却的技术被记载于专利文献1 中。专利文献1 日本专利第4(^9871号公报被喷射到钢板上表面侧的冷却水中的大多数冷却水沿钢板的宽度方向移动，落下到下方而被排出。可是，有时在热精轧机列的最终轧机的壳体内侧那样的钢板的板宽方向两侧方，配置有该壳体的竖立设置部等的侧壁。在这种情况下，在冷却水喷射到钢板的上表面的情况下，有时由于侧壁妨碍冷却水的排水、排水会碰撞侧壁，移动到上方的一部分的冷却水滞留在上表面引导件之上，淹没冷却喷嘴的前端。在被记载于专利文献1的发明中，记载有提高上表面引导件的排水性能的技术，可是，为了提高冷却性能而进一步使用了大量的冷却水的情况下，提高自钢板的板宽方向两侧部的排水性也是重要的。

发明内容
因此，本发明的课题在于，鉴于上述问题点，提供一种在热轧钢板制造线中，排水性优异的冷却装置、热轧钢板的制造装置和钢板的制造方法。以下，说明本发明。技术方案1记载的发明提供一种钢板的冷却装置而解决上述课题，该钢板的冷却装置配置在热精轧机列的最终轧机的下工序侧，具有多个能对在输送辊上所输送的钢板进行冷却地设置的冷却喷嘴，其中，冷却喷嘴设置在作为钢板通过的部位的上表面侧和下表面侧的位置，能够向该钢板通过的部位喷射冷却水，在作为由冷却喷嘴产生的均勻冷却宽度的钢板的板宽方向外侧的位置，具有能够对从冷却喷嘴喷射出的冷却水的排水进行整流地设置的整流部件。在此，所谓冷却喷嘴产生的“均勻冷却宽度”，表示在所配置的冷却喷嘴组的性质上、所输送的钢板能够均勻冷却的钢板板宽方向的大小。具体而言，大多情况下与在钢板的制造装置中能制造的最大的钢板的宽度一致。此外，所谓“冷却水”，是指作为冷却介质的冷却水，不需要是所谓的纯水，也可以是工业用水等含有不可避免地混入的杂质的水。技术方案2记载的发明根据技术方案1记载的冷却装置，其特征在于，在钢板通过的部位的上表面侧设有上表面引导件，整流部件是设于作为由冷却喷嘴产生的均勻冷却宽度的钢板的板宽方向外侧的位置的一方和另一方的相对的一对构件，该相对的构件的间隔以上端最窄且下端比上端宽的方式配置，上端与上表面引导件接触或接近地设置，下端位于上表面引导件的下方。在此，所谓“接近地”，是指未必需要接触而尽可能地靠近地设置的意思。技术方案3记载的发明根据技术方案1或2记载的冷却装置，其特征在于，整流部件是用于防止从冷却喷嘴被喷射出的冷却水从上表面引导件的宽度方向两端的外侧到达该上表面引导件的上表面的部件。技术方案4记载的发明根据技术方案1 3中任一项记载的冷却装置，其特征在于，整流部件具有向下方喷射气体的气体喷射装置。技术方案5记载的发明根据技术方案1记载的冷却装置，其特征在于，整流部件包括分流部件，其使排水向上方和下方分流而导水；以及排水部件，其具有能供被向上方分流而引导来的水流入的开口。技术方案6记载的发明提供一种热轧钢板的制造装置而解决上述课题，该热轧钢板的制造装置具有热精轧机列和技术方案1 5中任一项记载的冷却装置，其中，在作为冷却装置的钢板的板宽方向外侧的位置竖立设置有侧壁。技术方案7记载的发明根据技术方案6记载的热轧钢板的制造装置，其特征在于， 热精轧机列的最终轧机具有用于保持工作轧辊的壳体，壳体具有一对竖立设置部，该一对竖立设置部之间包括上表面引导件的一部分，该竖立设置部是上述侧壁。技术方案8记载的发明是一种热轧钢板的制造装置，其具有热精轧机列和技术方案1 5中任一项记载的冷却装置，其特征在于，在作为冷却装置的钢板的板宽方向外侧的位置竖立设置有侧壁，冷却装置的整流部件的至少一部分与侧壁接触地设置。技术方案9记载的发明是一种热轧钢板的制造装置，其具有热精轧机列和技术方案1 5中任一项记载的冷却装置，其特征在于，在作为冷却装置的钢板的板宽方向外侧的位置竖立设置有侧壁，冷却装置的整流部件以其与侧壁之间具有间隙的方式设置。技术方案10记载的发明提供一种钢板的制造方法而解决上述课题，该钢板的制造方法通过向技术方案6 9中任一项记载的热轧钢板的制造装置输送板材而制造钢板。技术方案11记载的发明提供一种钢板的制造方法而解决上述课题，该钢板的制造方法通过向技术方案6 9中任一项记载的热轧钢板的制造装置输送板材而制造钢板， 包括使热精轧机列中的最终轧机的压下率最大地进行精轧的工序；以及利用冷却装置进行冷却的工序。技术方案12记载的发明提供一种钢板的制造方法而解决上述课题，该钢板的制造方法通过向技术方案6 9中任一项记载的热轧钢板的制造装置输送板材而制造钢板， 制造装置在冷却装置的下工序侧具有夹紧辊，在所输送的板的前端部到达夹紧辊后开始由冷却装置进行冷却。根据本发明，在热轧钢板的制造线中，能够提供排水性优异的冷却装置、热轧钢板的制造装置和钢板的制造方法。此外，由此能增加冷却水量，能进一步促进轧制后的骤冷， 所以能制造机械性能优异的钢板。


图1是示意性地表示具有第一实施方式的冷却装置的热轧钢板的制造装置的一部分的图Io
图2是将图1中配置有冷却装置的部分作为重点而放大表示的图。
图3的(a)是图2的(a)的III-III向视剖视图。图3的(b)是表示变形例的图。
图4是用于说明冷却喷嘴的图。
图5是用于说明冷却喷嘴的另一图。
图6是说明上表面引导件的图。
图7是说明上表面引导件的流出孔的另一例的例子。
图8是说明在上表面引导件的作用下的冷却水的流动的图。
图9是表示上表面引导件的另一形态例的图。
图10是表示上表面引导件的再一形态例的图。
图11是说明第二实施方式的冷却装置的图。
图12是说明第三实施方式的冷却装置的图。
图13是说明第四实施方式的冷却装置的图。
附图标记说明
1、钢板；10、110、210、210，、310、制造装置；11、轧机列；llg、最终轧机；llgh、壳
体；Ilgr(壳体)竖立设置部(侧壁)；12、输送辊；13、夹紧辊；20、120、220、220，、320、冷却装置；21、上表面供水部件；21a、冷却集管；21b、导管；21c、冷却喷嘴；22、下表面供水部件； 22a、冷却集管；22b、导管；22c、冷却喷嘴；30、30，、130、130，、230、230，、上表面引导件；40、 下表面引导件；50、150、250、250，、；350、整流部件。
具体实施例方式通过下述说明的用于实施发明的实施方式，能够明确本发明的上述作用和益处。 以下，根据附图所示的实施方式说明本发明。但是，本发明并不限定于这些实施方式。图1是概略地表示具有第一实施方式的冷却装置20的热轧钢板的制造装置10的一部分的图。在图1中，沿从纸面的左侧(上游侧、上工序侧)向右侧(下游侧、下工序侧) 的方向输送钢板1，纸面的上下方向是铅垂方向。有时将该上游侧(上工序侧)-下游侧(下工序侧)方向记作输送方向，有时也将与该输送方向正交的方向且是所输送的钢板的板宽的方向记作钢板板宽方向。此外，在图中，为了方便观看，有时省略了重复的附图标记。如图1所示，热轧钢板的制造装置10包括热精轧机列11、冷却装置20、输送辊12、 12、···和夹紧辊13。另外，在热精轧机列11的上工序侧配置有加热炉、粗轧机列等，该结构省略图示和说明，由此，备齐用于进入到热精轧机列11中的钢板的条件。另一方面，在夹紧辊13的下工序侧配置有其他的冷却装置、卷绕机等用于作为钢板卷而出厂的各种设备。大致像下述那样地制造热轧钢板。S卩，自加热炉抽出而被粗轧机轧制至规定的厚度的粗钢筋一边被控制温度，一边连续地被热精轧机列11轧制至规定的厚度。然后，在冷却装置20内被急速地冷却。在此，在热精轧机列11的最终轧机Ilg上，在支承轧辊的壳体 Ilgh的内侧，以非常靠近该最终轧机Ilg的轧辊llgw、llgw(参照图2、的方式设置冷却装置20。然后，使上述粗钢筋通过夹紧辊13而利用另一冷却装置将该粗钢筋冷却至规定的卷绕温度，利用卷绕机卷绕成卷状。以下，详细地说明包括冷却装置20的热轧钢板的制造装置10(以下有时简称为 “制造装置10”)。图2是放大表示图1中设有冷却装置20的部位的图。图2的(a)是表示冷却装置20的整体的放大图，图2的(b)是进一步重点表示最终轧机Ilg的附近结构的图。图3是图2的(a)的III-III向视剖视图。因此，在图3中，纸面上下为制造装置10 的铅垂方向，纸面左右为钢板板宽方向，纸面内/外方向为输送方向。本实施方式的热精轧机列11如图1所示，7台轧机(lla、llb、llc、-Ulg)沿输送方向排列设置。各轧机lla、llb、…、Ilg是构成所谓的各轧机中的轧机，在最终成品中能满足所需的厚度、机械性质、表面品质等条件地设置压下率等轧制条件。在此，各轧机的压下率被设定为满足所制造的钢板应有的性能，但是由于高压下进行轧制而使奥氏体晶粒产生大的变形，提高位错密度，所以从谋求冷却后的铁素体晶粒的微细化的观点出发，优选压下率在最终轧机Ilg中较大。各轧机的轧机包括实际上夹着钢板1进行压下的一对工作轧辊(llawUlaw、…、 llfw, llfw, 1 lgw、1 Igw)、和以外周与该工作轧辊接触的方式配置的一对支承辊(1 lab、 llab、...、llfb、llfb、llgb、llgb)。此外，轧机具有壳体(llah、…、llfh、llgh)，该壳体 (llah、…、IlfhUlgh)在内侧包含工作轧辊和支承辊，用于形成轧机的外壳，并支承轧辊。 该壳体具有相对地竖立设置的竖立设置部(在最终轧机Ilg中为图3的竖立设置部llgr、 llgr)。即，如图3所示，壳体的竖立设置部以在钢板板宽方向上隔着钢板和下表面引导件 40的方式竖立设置。在此，在图2的(a)中以Ll表示的工作轧辊Ilgw的轴中心和壳体竖立设置部 IlgrUlgr的下工序侧端面的距离比工作轧辊Ilgw的半径rl大。因此，能够在相当于Ll-rl的部位如后所述那样配置冷却装置20的一部分。即，能够将冷却装置20的一部分以插入壳体Ilgh的内侧的方式设置。此外，如图3所示，壳体竖立设置部IlgrUlgr作为侧壁而存在于冷却装置20的插入到壳体竖立设置部IlgrUlgr之间的部位的、冷却装置20的下表面引导件40的钢板板宽方向延长线上。而且，在该下表面引导件40的钢板板宽方向端部和壳体竖立设置部 11 gr、11 gr之间形成有规定的间隙。接下来说明冷却装置20。冷却装置20包括上表面供水部件21、21、…、下表面供水部件22、22、…、上表面引导件30、30、…下表面引导件40、40、…、和整流部件50、50。上表面供水部件21、21、…是向钢板1的上表面侧供给冷却水的部件。上表面供水部件21、21、…包括冷却集管21a、21a、…、呈多列地设置在各冷却集管21a、21a、…上的导管21b、21b、…、和安装在该导管21b、21b、…的前端的冷却喷嘴21c、21c、…。在本实施方式中，如图2，图3可知，冷却集管21a是沿钢板板宽方向延伸的配管， 该种冷却集管21a、21a、…沿输送方向排列。导管21b是自各冷却集管21a分支出的多个细配管，导管21b的开口端部朝向钢板的上表面侧。导管21b、21b、…沿冷却集管21a的管长方向、即钢板板宽方向呈梳状地设有多个。在各导管21b、21b、…的前端安装有冷却喷嘴21c、21c、…。本实施方式的冷却喷嘴21c、21c、…是能够形成扇形的冷却水射流(例如5mm 30mm左右的厚度)的扁平型的喷嘴。图4、图5表示利用该冷却喷嘴21c、21c、…形成在钢板表面上的冷却水射流的示意图。图4是立体图。图5是概略地表示该射流碰撞到钢板表面时的碰撞形态的图。在图 5中，白色圆圈所表示的是冷却喷嘴21c、21c、…的正下方的位置，粗线所表示的是冷却水射流的碰撞位置、形状。图4、图5—并表示了输送方向和钢板板宽方向。根据图4、图5可知，在本实施方式中，在相邻的喷嘴列中，以错开的方式配置在钢板板宽方向上的位置上。并且与邻靠的冷却喷嘴列的钢板板宽方向的位置相同的方式，形成为所谓的交错状排列。在本实施方式中，能够使冷却水射流在钢板表面上的钢板板宽方向的所有位置上至少通过两次地配置冷却喷嘴21c、21c、…。即，输送的钢板的某一点ST沿图5的直线箭头移动。届时，在喷嘴列A通过两次(Al、A2)、在喷嘴列B通过两次(B1、B2)、在喷嘴列C通过两次(C1、C2)、…地，在各喷嘴列中使来自属于该喷嘴列的冷却喷嘴21c、21c、…的射流与上述位置碰撞两次。因此，使冷却喷嘴的间隔Pw、冷却水射流的碰撞宽度L和扭转角β 之间成立L = 2Pw/cos β的关系地配置冷却喷嘴21c、21c、…。在此，使冷却水射流在上述位置通过两次， 但本发明并不限定于此，也可以是通过3次以上。另外，从谋求钢板板宽方向上的冷却能力的均勻化的观点出发，沿输送方向在相邻的喷嘴列中沿彼此相反的方向扭转冷却喷嘴。此外，由冷却喷嘴的排列决定了钢板的冷却的“均勻冷却宽度”。这意味着在所配置的冷却喷嘴组的性质上、所输送的钢板能够均勻冷却的钢板板宽方向的大小。具体而言， 大多情况下与在钢板的制造装置中能制造的最大的钢板的宽度一致。具体而言例如图5中以RH表示的大小。
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在此，在本实施方式中，说明了如上所述地在相邻的喷嘴列中沿彼此相反的方向扭转冷却喷嘴的形态。但是，本发明未必一定限定于此，也可以是沿相同方向扭转所有的冷却喷嘴的形态。另外，扭转角(上述β)也没有特别限定，可以从所需的冷却能力、设备配置的收纳等观点出发而适当地设定。另外，在本实施方式中，从上述优点的观点出发，沿输送方向将相邻的喷嘴列形成为交错状排列的形态。但本发明并不限定于此，也可以是冷却喷嘴沿输送方向在直线上排列的形态。设有上表面供水部件21的位置、特别是配置冷却喷嘴21c、21c、…的位置没有特别限定。但是，优选在热精轧机列11中的最终轧机Iig的紧接着的后方，从该最终轧机Iig 的壳体Ilgh的内侧非常靠近该最终轧机Ilg的工作轧辊IlgW地配置。通过这样配置，能够在由热精轧机列11进行的轧制后马上使钢板1骤冷。此外，能够使钢板1的前端部稳定地引导到冷却装置20中。在本实施方式中，根据图2可知，靠近工作轧辊(work roll) Ilgw 的冷却喷嘴21c、21c、…接近钢板1地配置。另外，优选自各冷却喷嘴21 c、21 c、…的冷却水喷射口喷射的冷却水的喷射方向以铅垂方向作为基本方向。可是，来自距最终轧机Ilg的工作轧辊Ilgw最近的冷却喷嘴21c、 21c、…的冷却水的喷射与铅垂方向相比向工作轧辊Ilgw的方向倾斜。由此，能够进一步缩短钢板1被最终轧机Ilg压下后直到冷却开始的时间，也能够使因轧制而积累的轧制变形恢复的时间基本为零。因而，能够制造具有更加微细的组织的钢板。下表面供水部件22、22、…是对钢板1的下表面侧供给冷却水的部件。下表面供水部件22、22、…包括冷却集管22a、22a、…、在各冷却集管22a、22a、…上呈多列地设置的导管22b、22b、…、和安装在该导管22b、22b、…的前端的冷却喷嘴22c、22c、…。下表面供水部件22、22、…与上述的上表面供水部件21、21、…相对地设置，下表面供水部件 22、22、…的冷却水的喷射方向与上表面供水部件21、21、…不同，但结构与上表面供水部件21、21、…大致相同，因此这里省略说明。接下来说明上表面引导件30。图6概括地表示上表面引导件30。图6的(a)表示从冷却装置20的上方看上表面引导件30的图，是局部剖切图。图6的(b)是从侧面看去的图。在图6中也一并表示了冷却喷嘴21c、21c、…的位置和钢板1的位置。上表面引导件30包括板状的引导板31、和配置在引导板31的上表面侧的排水通路形成部；35、35、…。引导板31是板状的构件，并且设有流入孔32、32、…和流出孔33、33、…。流入孔32、32、…设置在与上述的冷却喷嘴21c、21c、…相对应的位置上，形状也与射流的形状相对应。因而，流入孔32、32、…沿钢板板宽方向排列而形成流入孔列32A， 并且该流入孔列32A、32A、…进一步沿输送方向排列。这里，流入孔的形状没有特别限定， 只要使来自冷却喷嘴的射流尽量不与引导板接触地形成流入孔的形状即可。详细而言，优选形成为能使来自一个冷却喷嘴21c的每单位时间内的冷却水喷出量的10%以上不会与上表面引导件30的引导板31碰撞地通过的形状，但这也根据所使用的冷却喷嘴的射流的特性的不同而不同。此外，从在有限的空间内高效地设置该流入孔32、32、…的观点出发， 优选流入孔的开口形状是与冷却水射流的横截面形状(与喷出方向轴线正交的截面)大致相似的形状。
另一方面，流出孔33、33、…是矩形的孔，该孔沿钢板板宽方向排列有多个而形成流出孔列33A。通过使引导板31的一部分残留在流出孔33、33、…之间，能够防止所输送的钢板的前端向流出孔33、33、…进入，这形成为钢板进入防止部件33s、33s、…。该流出孔列33A、33A、…配置在上述流入孔列32A、32A、…之间。S卩，在引导板31上，流入孔列32A和流出孔列33A沿输送方向交替地配置。在此，作为流出孔33、33、…的优选的开口形状，说明了上述那样的排列的矩形。 由此，能够在有限的空间内高效地获得较大的开口面积。但是，本发明并不限定于此，只要能够确保适当的排水量，能够防止钢板的勾挂即可。即，流出孔的开口形状并不限定于上述的矩形，例如可以列举是圆形、梯形。并且，钢板进入防止部件形成为与该开口形状相对应的形状。例如在流出孔为沿输送方向具有上底和下底的梯形的情况下，钢板进入防止部件也可以形成为自输送方向倾斜的平行四边形的形状。图7表示流出孔的变形例。在图7的变形例的上表面引导件30’中，与上述上表面引导件30的结构的不同之处仅在于流出孔33’是不同的，其他部位与上述的上表面引导件30相同，对于该相同的部位，也采用相同的附图标记而省略说明。上表面引导件30’的 1个流出孔33’沿宽度方向是一个长孔33A’，并且这里是铺设有网材33B’的形态。由此， 也可以形成流出孔。从网材33B’的所谓网眼的粗细对冷却水的流动的影响较小，且不易发生垃圾等异物的堵塞的观点出发，优选是5mm X 5mm以上的网眼。另外，自流出孔33、33、…的缘中与输送方向正交的方向的缘朝向上方地竖立设有防逆流片33p、33p、…。该防逆流片33p、33p、…是为了防止进入到流出孔33、33、…中的水再自流出孔33、33、…向原来的位置逆流而设置的。通过设置该防逆流片33p、33p、…， 能够确保更多的排水量，从而能够提高排水性。在本实施方式中，防逆流片33p、33p大致平行地竖立设置，但也可以使防逆流片的上端侧比下端窄地竖立设置该防逆流片。由此，能够较宽地确保防逆流片与竖立设置有后述的排水通路形成部的片(35a、35c)之间的流路截面积。根据图6的(b)可知，排水通路形成部35、35、…是具有由片35a、35b、35c围成的凹状截面而沿钢板板宽方向延伸的构件。排水通路形成部35自引导板31的上表面侧，以使凹状的开口部朝向该引导板31地盖住该开口部的方式配置。此时，在开口部、即片3 与片35c之间含有引导板31的上表面的一部分和流出孔列33A地盖住该开口部。另外，相邻的排水通路形成部35、35、…之间具有规定的间隔，在该间隔之间配置有流入孔列32A、 32A、…和冷却喷嘴21c、21c、…。另外，在与流出孔列33A相对的片3 的流出孔列33A侧，在作为该流出孔列33A 的正上方的位置上设有整流片36。优选整流片36的形状是能使与片3 碰撞的排水向如后述那样设有防逆流片33p、33p的排水通路的底面方向分离地将该排水整流的形状。例如可以是倒三角形、梯形、楔形、其他突起型形状。在此，排水通路形成部35、35、…的高度没有特别限定，但优选在将上述的上表面供水部件21的导管21b、21b、…的内径设定为d时，该高度在5d 20d的范围内。这是因为，当导管21b、21b、…比20d长时，压力损耗变大，因此不理想，另外当导管21b、21b、... 比5d短时，来自冷却喷嘴21c、21c、…的喷射可能不稳定。上述那样的上表面引导件30像图2所示那样地配置。在本实施方式中，使用3个上表面引导件30、30、30，这些上表面引导件30、30、30沿输送方向排列地配置。任一个上表面引导件30、30、30也与冷却喷嘴21c、21c、…的高度方向位置相对应地配置。即，在本实施方式中，距最终轧机Ilg最近的上表面引导件30以最终轧机Ilg侧的端部较低、另一端侧较高的方式倾斜地配置。其他两个上表面引导件30、30自输送面具有规定的间隔地与该输送面大致平行地配置。采用该种上表面引导件30，在输送作为上表面引导件30的基本功能的位置的钢板前端部时，能够消除该前端部勾挂于冷却喷嘴21c、21c、…等问题。此外，采用上表面引导件30，能够将供给到钢板上表面侧的大量的冷却水适当地排出。首先，利用上表面供水部件21、21、…供给的冷却水在冷却了钢板后，该冷却水的一部分沿钢板板宽方向流动，向下方下落而被排出。但是，在所供给的冷却水量、流量密度较大时，该冷却水来不及排出而形成较厚的滞留水。相对于此，通过在上表面引导件30中加设排水通路，能够较薄地维持滞留水。详细而言，见下述内容。图8表示用于说明的图。在图8中，为了易于理解而省略了附图标记，对应的构件可以参照图6的(b)的附图标记。在来自钢板板宽方向的排水来不及排出的那样高的冷却水流量密度、冷却水供给量的情况下，来自冷却喷嘴21c、21c、…的水流的流势也较强。在该情况下，被喷射到钢板1的上表面上的冷却水如图8中箭头R、R所示也向输送方向的前后移动，碰撞。由于发生上述碰撞，因此冷却水改变方向，如箭头S所示地向上方移动而通过流出孔33、33、…，与排水通路形成部35的片3 碰撞。此时，如上所述在该片3 上设有楔形的整流片36，冷却水像箭头T、T所示那样地转换方向。此时，能够利用整流片36将该方向转换的阻力抑制得较低，能够使该方向的转换可靠且高效地进行。由此，到达了引导板31的上表面侧的冷却水向图8的纸面内/外方向移动而被排出。此时，由于在流出孔33的缘处设有防逆流片33ρ、33ρ，因此这能够抑制冷却水再自流出孔33返回。这样，通过加设排水部件，即使在被供给到上表面侧的冷却水是大量、高流量密度的情况下，也能抑制滞留水的量。另外，分开设置进行冷却水的供给的孔和进行冷却水的排出的孔，并且利用上述那样的构造，能够抑制用于冷却的冷却水和为了排水而开始移动的冷却水在中途碰撞。由此，能够顺利地进行供水和排水，能够减小滞留水的厚度，能够提高冷却效率。通过上述那样地进行顺利的排水和抑制滞留水，也能将钢板板宽方向上的冷却不均的程度抑制得更小。由此，能够获得具有统一品质的钢板。对于冷却不均而言，优选冷却水的板宽方向的温度不均为士30°C以内。在本实施方式中，遍布上表面引导件30的钢板整个板宽方向地配置一个流出孔列33A所含有的流出孔33、33、…，但本发明并不限定于此。例如也可以仅在滞留水变厚的倾向较大的钢板板宽方向中央部附近设置该种流出孔。在将到达了引导板31的上表面的冷却水自引导板31的钢板板宽方向两端排出的结构上，也可以添加用于进一步提高排水性的结构。例如可以采用下述这样的结构。也可以较高地形成引导板31的上表面侧的钢板板宽方向的中央，朝向钢板板宽方向的两端变低地设置倾斜。由此，能够利用高低差使排水易于向引导板31的两端移动， 从而能够进一步促进排水的顺利进行。
另外，也可以设置泵等而强制性地排水，或使排水通路形成部内成为负压，从而易于将冷却水导入到排水通路形成部内，能够进一步提高排水性。另外，也可以能沿上下方向移动地形成上表面引导件本身，通过使上表面引导件 30在不会对输送产生影响的范围内向下方移动，挤压滞留水，将冷却水强制性地导入到排水通路形成部内。另外，在设置于引导板31的流入孔33、33、…、钢板板宽方向的两端部，也可以对该缘部分(边缘)进行倒角、倒圆角(将边缘形成为圆弧状的处理。)处理。由此，也能减少所输送的钢板1的勾挂，或能促进冷却水的顺利的流动。引导板31的材质可以采用具有作为引导件所必须的强度、耐热性的通常的材料， 没有特别限定。但是，出于减少所输送的钢板1在与引导板31接触时对钢板1造成擦伤等的目的，也可以在没有强度和耐热的问题的部位，采用比钢板1软的树脂等材料。图9表示另一形态的上表面引导件130、130’中相当于图6的(b)的图。图9的 (a)表示上表面引导件130，图9的(b)表示上表面引导件130’。在此，对于与上述的上表面引导件30共用的构件，用相同的附图标记进行表示，也省略说明。在上表面引导件130中，自引导板31分开地形成排水通路形成部135、135、…。 因而，在排水通路形成部135、135、…中，片35a、35a、…和防逆流片33p、33p、…由底板 135d、135d、…连结，片35c、35c、…和防逆流片33p、33p、...由底板13k、l!35e、…连结， 底板135d、135d、…和底板13k、135e、…形成排水通路的底部。也可以为这样的上表面引导件130。上表面引导件130’是在引导板31的上表面侧进一步延伸设有防逆流片133p’、 133p，、…的形态。图10表示另一形态的上表面引导件230、230，中相当于图6的(b)的图。图10 的(a)表示上表面引导件230，图10的(b)表示上表面引导件230’。在此，对于与上述上表面引导件30、130共用的构件，用相同的附图标记表示，也省略说明。在上表面引导件230中，也是自引导板31分开地形成排水通路形成部235、 235、···。因而，在排水通路形成部235、235、…中，片!35a、;35a、…和防逆流片233p、233p、… 由底板235d、2;35d、…连结，并且片35c、35c、…和防逆流片233p、233p、...由底板23k、 235e,…连结，底板235d、235d、…和底板23k、235e、…形成排水通路的底部。另外，防逆流片233p、233p、…延伸设置于引导板31的上表面侧。在此，在上表面引导件230中，在引导板31与排水通路形成部235、235、…之间除了冷却喷嘴21c、21c、…以外还包括集管 21a、21a、...和导管21b、21b、…。也可以形成为这样的上表面引导件230。在上表面引导件230’中，在上述上表面引导件230中将相邻的排水通路形成部 235,235形成为一个排水通路形成部235’。由此，也能确保图10的(b)中T’所示的排水路径。由此，能够较大地获得排水路径(T’ )的流路截面积。以上，说明了作为一个例子的上表面引导件，但是上表面引导件没有必要限定于此，也能够使用公知的上表面引导件。接下来说明下表面引导件40。下表面引导件40是配置在下表面供水部件22和所输送的钢板1之间的板状的构件。由此，能防止特别是在钢板1通过制造装置10时钢板1 的最前端勾挂于下表面供水部件22、22、…和输送辊12、12、…。另一方面，在下表面引导
12件40上设有供来自下表面供水部件22的射流通过的流入孔。由此，来自下表面供水部件 22的射流通过该下表面引导件40而到达钢板下表面，能进行适当的冷却。
在此使用的下表面引导件40的形状并没有特别地限定，能够使用公知的下表面引导件。 这样的下表面引导件40如图2所示那样配置。在本实施方式中，使用了 4个下表面引导件40、40、…，分别配置在输送辊12、12、12之间。任一个下表面引导件40、40、... 均配置在相对于输送辊12、12、…的上端部不太低的高度。在本实施方式中说明了具有下表面引导件的例子，但是下表面引导件也可以不设置。整流部件50、50是具有如图3的(a)所示那样的圆弧状的截面且在输送方向上延伸的板状的一对构件。这样的整流部件50、50朝向上方地具有作为圆弧形截面的凸侧面。 即，一对相对的整流部件50、50被配置成，其上端部的间隔形成得较窄，下端部成为至少比该上端部宽的间隔。在图3的(a)的形态中，该上端部与上表面引导件30接触或接近地设置。另一方面，其下端部与壳体竖立设置部IlgrUlgr接触。此外，配置整流部件50、50的位置是大致如下那样的位置。即，在钢板板宽方向上，在壳体竖立设置部IlgrUlgr和上表面引导件30端部之间形成有间隙。整流部件50、 50被配置在该形成的间隙中的、在铅垂方向上相当于上表面引导件30和下表面引导件40 之间的位置。因此，整流部件50、50的配置位置是在被供给到钢板上表面的冷却水如在图 3中箭头D、D所示那样沿钢板板宽方向被分开地排出时能够整流该排水的位置。在没有设置整流部件的情况下，沿钢板板宽方向流动的水与壳体竖立设置部碰撞，分为铅垂方向上下而移动。这样大的转换方向成为流动阻力的一个原因。此外，在该被分为上下移动的水中、向上上升的水由于重力而向下方移动，与被分为向下移动的水汇合。 由此也产生流动阻力。上述流动阻力成为冷却水的排水整体的流动阻力，成为妨碍顺利排水的一个原因。特别是为了提高冷却能力，有时在增加冷却水量时上述情况变得明显，妨碍适当地冷却。而且，碰撞侧壁并向上方移动的一部分的排水到达上表面引导件的上表面，也会成为滞留水，这是冷却喷嘴前端被水淹没的一个原因。对此，通过设有上述整流部件50、50，能够使冷却水向下方顺利地转换方向，并导向排水方向。因而，即使增加冷却水量也能够抑制流动阻力变大，提高排水性。甚至能维持高的冷却能力，能制造机械性能优异的钢板。在本实施方式中，示意地说明了整流部件50、50的截面是圆弧状的情况，然而也未必需要是圆弧状，只要能够如上述那样使排水顺利地转换方向，也可以是其他的形状。整流部件50、50的截面能够列举出不是圆弧状的曲线、倾斜的直线、或直线组合等。此外，在图3的(b)中表示了变形例。在图3的(b)的例子中，整流部件50’、50’ 以其下端与壳体竖立设置部IlgrUlgr之间具有规定的间隙的方式配置。通过设置这样的间隙，存在于上表面引导件30的上表面的要排出的水，利用箭头D、D所示的排水的喷射效果，以被向箭头D’、D’所示的方向吸引的方式流动，促进顺利地排水。这样，作为存在于上表面引导件30的上表面的水，能列举在上述的上表面引导件 30的排水路径形成部35流动的水、从上表面引导件30的流入孔逆流而来的水。返回到图2，继续说明热轧钢板的制造装置10。输送辊12、12、…是钢板1的载置台且是沿输送方向输送该钢板1的辊。如上述那样，在输送辊12、12、…之间配置有下表面引导件40、40、…。夹紧辊13兼具脱水的作用，设置在冷却装置20的下工序侧。由此，能够防止在冷却装置20内喷射的冷却水向钢板1的下工序侧流出。此外，能够抑制冷却装置20中的钢板1变成波浪形，特别是能够提高钢板1的前端啮入卷绕机之前的时刻的钢板1的输送性。 在此，夹紧辊13的辊当中的上侧的辊13a如图1所示，能够上下移动。利用上述的热轧钢板的制造装置例如下述那样地制造钢板。即，利用卷绕机卷绕钢板，在下一个钢板的轧制开始之前的非轧制时间内，停止冷却装置20中的冷却水的喷射。然后，冷却装置20的下工序侧的夹紧辊13在上述非轧制时间内，使上侧辊13a移动至比冷却装置20的上表面引导件30高的位置。然后开始轧制下一个钢板。在该下一个钢板的前端到达夹紧辊13时，使冷却装置20开始喷射冷却水而进行冷却。此外，在钢板1的前端通过了夹紧辊13后马上使上侧辊13a下降，开始夹紧钢板1。通过从将钢板1的前端输送到冷却装置20内之前开始喷射冷却水，能够缩短钢板 1的前端的非恒定冷却部的长度。加之利用喷射的冷却水能够使钢板1的输送性稳定化。 即，在钢板1浮起而想要向上表面引导件30靠近的情况下，钢板1自利用冷却喷嘴21c、 21c、…喷射的冷却水射流接受到的碰撞力增大，铅垂方向朝下的力作用于钢板1。因此， 在钢板1碰撞上表面引导件30的情况下，能够利用自冷却水射流接受的碰撞力缓和该冲击力，并且能够降低钢板1与上表面引导件30的摩擦热，因此能够减少在钢板表面产生的擦痕。因而，当利用在热精轧机列11的下游侧具有上述那样操作的冷却装置20的热轧钢板的制造装置10制造热轧钢板时，能够利用高流量密度、大量的冷却水进行冷却。S卩，通过采用该制造方法制造热轧钢板，能够制造组织微细化的热轧钢板。另外，在热精轧机列11上的输送速度除了输送开始部分以外均是恒定的。由此， 能够制造在钢板1的整个长度上提高了机械强度的钢板。在如以上那样的冷却水的排水过程中，对于具体的排水性能，由必要的钢板的冷却热量适宜决定，没有特别限定。但是，如上述那样，从钢板组织的微细化的观点出发，轧制之后马上骤冷是有效的，因此，优选供给流量密度高的冷却水。因此，排水也只要能够确保与该冷却水的供给量、流量密度相对应的排水性能即可。从上述钢板的微细化的观点出发， 所供给的冷却水的流量密度能够列举10 25[m3/(m2 ·分钟)]。也可以是比10 25[m3/ 011、分钟)]大的流量密度。图11是用于说明具有第二实施方式的冷却装置120的热轧钢板的制造装置110 的图，是相当于制造装置10的图3的图。对于热轧钢板的制造装置110，冷却装置120的整流部件150与冷却装置20的整流部件50不同。其他的构成与制造装置10相同，所以在此省略说明，附图标记也使用相同的附图标记。整流部件150、150是如图11所示那样的喷出气体的喷射装置。优选这样的整流部件150、150其喷射口朝向下方，并且配置在壳体竖立设置部IlgrUlgr和上表面引导件 30端部之间。S卩，为了能够使被供给到钢板上表面的冷却水如图11所示的箭头Ε、E那样流动， 该整流部件150、150的配置位置是能够从冷却水的上方喷射气体而辅助该冷却水如图11所示的箭头Ε、E那样流动的位置。由此，能够强制地使冷却水向下方移动，能够导向排水方向。因而，即使增加冷却水量也能够抑制流动阻力变大，提高排水性。甚至能维持高的冷却能力，能制造机械性能优异的钢板。在此是单独使用整流部件150、150的实施方式，但是不限定于此，也可以与上述第一实施方式的整流部件50、50组合而使用。由此，能进一步提高排水性能。图12是用于说明具有第三实施方式的冷却装置220、220’的热轧钢板的制造装置 210,210'的图，是相当于制造装置10的图3的图。图12的(a)是制造装置210，图12的 (b)是制造装置210’。在热轧钢板的制造装置210、210’中，冷却装置220、220’的整流部件250、250’与冷却装置20的整流部件50不同。其他的构成与制造装置10相同，因此在此省略说明，附图标记也使用相同的附图标记。如图12的(a)所示，整流部件250、250以封闭上表面引导件30和壳体竖立设置部IlgrUlgr之间的方式设置。另一方面，整流部件250’、250’以从上表面引导件30的宽度方向两端朝向上方延伸的方式设置。由此，即使以箭头F、F、F’、F’所示的排水碰撞壳体竖立设置部llgr、llgr，其一部分向上方移动，也能够防止其进入、滞留在上表面引导件30的上表面。但是，在上述情况下，能够确保排出从上表面引导件30的排水通路形成部、流入孔逆流而到达上表面引导件30的上表面的冷却水的路径。图13是用于说明具有第四实施方式的冷却装置320的热轧钢板的制造装置310 的图，是相当于制造装置10的图3的图。在热轧钢板的制造装置310中，冷却装置320的整流部件350与冷却装置20的整流部件50不同。其他的构成与制造装置10相同，因此在此省略说明，附图标记也使用相同的附图标记。整流部件350、350具有如图13所示那样的分流部件360、360和排水部件370、 370。分流部件360、360是具有楔形截面的长条构件，具有如图13所示那样的楔形截面，且在输送方向上延伸。优选分流部件360、360设于在供给到钢板上表面的冷却水沿钢板板宽方向移动时碰撞的壳体竖立设置部IlgrUlgr的面。排水部件370、370是管状的构件以其长度方向为输送方向配置的构件。此外，在管壁的一部分设有从图13可知的开口部H、H。这样的排水部件370、370被配置在上表面引导件30的端部和壳体竖立设置部IlgrUlgr之间。利用整流部件350、350，供给到钢板上表面的冷却水由于排水而朝向钢板板宽方向两侧流动。而且，该排水利用分流部件360、360的楔型的效果，流动阻力被抑制地分为上下流动。朝向下方的排水如图13以G、G所示那样被排出。另一方面，利用分流部件360、 360移动到上方的排水如图13以G’、G’所示那样流动，该排水通过排水部件370、370的开口部H、H进入管内。进入到管内的排水沿管长方向移动，从其他的部位适当地被排出。因此，利用分流部件360、360，沿钢板板宽方向流动的水的流动阻力被抑制，被分为铅垂方向上下而移动。此外，在该分为上下而移动的水中、向上上升的水不会由于重力而返回下方，被排水部件370、370回收、排水。因此，能够防止移动到上方的水再次向下方移动而产生的流动阻力。
由此，能抑制排水时的流动阻力，能提高排水性。甚至能维持高的冷却能力，能制造机械性能优异的钢板。在上述的各实施方式中，作为存在于冷却装置的外侧的侧壁，列举了最终轧机的竖立设置部地进行了说明，但是该侧壁不限定于此，也可以是利用与其他的装置的配置的关系而产生的该其他的装置带来的侧壁。实施例以下，根据实施例进一步详细说明本发明。但是，本发明并不限定于这些实施例。在实施例中，对图3的(a) (No. 1)、图12的(a) (No. 2)和图13(No. 3)所示的例子的排水性进行了调查。此外，也同样地对不具有整流部件的例子(比较例、No. 4)进行了调查。在此，使与均勻冷却宽度相等的长度的所输送的钢板的板宽为1. 6m，钢板的均勻冷却宽度方向端部和壳体竖立设置部之间的距离为0. 2m和0.細这2种。此外，冷却水的流量密度是 20(m3/(m2·分钟))。排水性的评价如下，S卩，判断冷却喷嘴是否被水淹没，被水淹没的情况为“ X ”，冷却喷嘴没有被水淹没时的、所谓半淹没状态的情况为“Δ”。此外，在上表面引导件之上滞留少量的冷却水而冷却喷嘴未被水淹没的情况为“〇”，没有发现冷却水滞留于上表面引导件之上的情况为“◎”。结果表示至表1。[表1]
权利要求
1.一种冷却装置，该冷却装置是配置在热精轧机列的最终轧机的下工序侧，具有多个能对在输送辊上所输送的钢板进行冷却地设置的冷却喷嘴的钢板的冷却装置，其中，上述冷却喷嘴设置在作为上述钢板通过的部位的上表面侧和下表面侧的位置，能够向上述钢板通过的部位喷射冷却水，在作为由上述冷却喷嘴产生的均勻冷却宽度的上述钢板的板宽方向外侧的位置，具有能够对从上述冷却喷嘴喷射出的冷却水的排水进行整流地设置的整流部件。
2.根据权利要求1记载的冷却装置，其特征在于，在上述钢板通过的部位的上述上表面侧设有上表面引导件，上述整流部件是设于作为由上述冷却喷嘴产生的均勻冷却宽度的上述钢板的板宽方向外侧的位置的一方和另一方的相对的一对构件，该相对的构件的间隔以上端最窄且下端比上述上端宽的方式配置，上端与上述上表面引导件接触或接近地设置，下端位于上述上表面引导件的下方。
3.根据权利要求1或2记载的冷却装置，其特征在于，上述整流部件是用于防止从上述冷却喷嘴被喷射出的冷却水从上述上表面引导件的宽度方向两端的外侧到达该上表面引导件的上表面的部件。
4.根据权利要求1 3中任一项记载的冷却装置，其特征在于，上述整流部件具有向下方喷射气体的气体喷射装置。
5.根据权利要求1记载的冷却装置，其特征在于，上述整流部件包括分流部件，其使上述排水向上方和下方分流而导水；以及排水部件，其具有能供被向上述上方分流而引导来的水流入的开口。
6.一种热轧钢板的制造装置，其具有热精轧机列和权利要求1 5中任一项记载的冷却装置，其中，在作为上述冷却装置的上述钢板的板宽方向外侧的位置竖立设置有侧壁。
7.根据权利要求6记载的热轧钢板的制造装置，上述热精轧机列的最终轧机具有用于保持工作轧辊的壳体，上述壳体具有一对竖立设置部，该一对竖立设置部之间包括上述上表面引导件的一部分，该竖立设置部是上述侧壁。
8.一种热轧钢板的制造装置，其具有热精轧机列和权利要求1 5中任一项记载的冷却装置，其特征在于，在作为上述冷却装置的上述钢板的板宽方向外侧的位置竖立设置有侧壁，上述冷却装置的上述整流部件的至少一部分与上述侧壁接触地设置。
9.一种热轧钢板的制造装置，其具有热精轧机列和权利要求1 5中任一项记载的冷却装置，其特征在于，在作为上述冷却装置的上述钢板的板宽方向外侧的位置竖立设置有侧壁，上述冷却装置的上述整流部件以其与上述侧壁之间具有间隙的方式设置。
10.一种钢板的制造方法，该钢板的制造方法通过向权利要求6 9中任一项记载的热轧钢板的制造装置输送板材而制造钢板。
11.一种钢板的制造方法，该钢板的制造方法是通过向权利要求6 9中任一项记载的热轧钢板的制造装置输送板材而制造钢板的方法，其包括使上述热精轧机列中的上述最终轧机的压下率最大地进行精轧的工序；以及利用上述冷却装置进行冷却的工序。
12. —种钢板的制造方法，该钢板的制造方法是通过向权利要求6 9中任一项记载的热轧钢板的制造装置输送板材而制造钢板的方法，其中， 上述制造装置在上述冷却装置下工序侧具有夹紧辊， 在所输送的板的前端部到达上述夹紧辊后开始由上述冷却装置进行冷却。
全文摘要
本发明提供能够在热轧钢板的制造线上排水性优异的冷却装置、热轧钢板的制造装置和钢板的制造方法。钢板的冷却装置配置在热精轧机的最终轧机的下工序侧，具有多个能对在输送辊上所输送的钢板进行冷却地设置的冷却喷嘴，其中，冷却喷嘴设置在作为钢板通过的部位的上表面侧和下表面侧的位置，能够向钢板通过的部位喷射冷却水，在作为由冷却喷嘴产生的均匀冷却宽度的钢板的板宽方向外侧的位置，具有能够对从冷却喷嘴喷射出的冷却水的排水进行整流地设置的整流部件。
文档编号B21B39/14GK102448631SQ20108002352
公开日2012年5月9日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年6月30日
发明者原口洋一, 宝诸知史, 小林一晓 申请人:住友金属工业株式会社