专利名称：钢板的冷却方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢板的冷却方法，特别是，用于对热轧后的高温钢板在线均匀地进行冷却的冷却方法及其装置。
背景技术：
对热轧后的高温钢板在线进行冷却时，以相同的冷却能力对钢板的上下面进行冷却是困难的，特别是，在钢板的下面，冷却水冲击钢板后，由于重力，就会立刻从钢板脱离，因此，仅靠冲击喷流的冷却不能令人满意，与钢板的上面相比，冷却能力低。因此，以前是通过改变对于钢板的上下面的冷却水量来达到冷却的均衡化。然而，根据钢板的温度及板厚、冷却水温度等，最适合的上下面的冷却水量是不同的，因此，就难以进行均匀冷却，在钢板中就易于产生冷却不匀。因此，有时在冷却后的钢板中就会产生变形、残留应力、特性偏差等，有时就会导致作业上的麻烦或者合格率的降低等。
为了解决这种问题，公开了各种用于提高钢板的下面冷却能力的装置，或者用于使钢板的上下面的冷却均匀化的冷却装置。
在特公昭63-4604号公报中，公开了图1所示的冷却装置。
该冷却装置具有在钢板1的下面侧以一定的间隔分开设置的水槽2；垂直固定在水槽2的底部的圆管冷却喷嘴3；在冷却喷嘴3的上部垂直设置的、与冷却喷嘴3的剖面大致相似的、且具有比冷却喷嘴3的剖面大的剖面的导管4。还有，冷却喷嘴3前端部和导管4的下端部位于水槽2的水面下，导管4的上端部从水槽2的水面上露出。
含有导管4的冷却喷嘴3称作带有导管的圆管层流喷嘴6。还有，由此就能对钢板1的下面均匀且稳定地进行冷却，而且能在大范围内对冷却能力进行控制。在该公报中对此进行了说明。
在特开平10-166023号公报中，公开了图2所示的冷却装置。
该冷却装置具有在各传送辊7之间、设置在钢板1的上面侧的冷却喷嘴3A和设置在钢板1的下面侧的冷却喷嘴3B。还有，下面侧的冷却喷嘴3B的个数比上面侧的冷却喷嘴3A的个数多，而且，在各传送辊7之间，对上下的冷却喷嘴3A、3B进行配置，使得在钢板1的上下面冷却能够同时开始。这样，钢板1的上下面的冷却能力就变得相同，再把上述带有导管的圆管层流喷嘴用于钢板1下面侧的冷却喷嘴3B，就能在上下面实现更均匀的冷却，防止变形的产生，减少特性偏差。在该公报中对此进行了记载。
但是，即使采用特公昭63-4604号公报及特开平10-166023号公报中所记载的冷却装置，在钢板前端部，轧制后的温度下降大，而且由于冷却水流的混乱等，易于导致过冷却，因此，就存在所谓产生弯曲的问题。特别是，如果使用特公昭63-4604号公报所记载的带有导管的圆管层流喷嘴，由于在对钢板中央部进行冷却的冷却水中使用了对钢板进行冷却之后又回到水槽中的冷却水，水温变高，加剧了钢板前端部的过冷却，使得更容易产生弯曲。
为了防止这种钢板前端部的过冷却，特公平5-61005号公报公开的方法是在钢板的下面侧设置可以移动的遮蔽板，使从下面侧喷出的冷却水落到钢板的上面。
但是，在该方法中，钢板的前端部常常由于遮蔽板而冷却不到，不能在钢板纵长方向进行均匀的冷却。
发明内容
本发明的目的是提供一种对热轧后的高温钢板在线进行冷却时能够防止钢板前端部的过冷却、能够均匀地对钢板进行冷却的冷却方法及其装置。
这种目的通过以下的钢板冷却方法来达到具有使用设在钢板的上面侧的位置的1个狭缝喷嘴和设在钢板的下面侧的位置、沿钢板传送方向及与传送方向垂直的方向的多个带有导管的圆管层流喷嘴、使冷却水对喷、形成水幕的工序和使钢板通过水幕中的工序，钢板前端部至少在通过位于最上游侧的带有导管的圆管层流喷嘴时，使带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量减小。特别是，多次反复实施这种方法，很有效。
还有，上述方法通过以下的钢板冷却装置来实现具有使用设在钢板的上面侧的位置的1个狭缝喷嘴和设在钢板的下面侧的位置、沿钢板传送方向及与传送方向垂直的方向的多个带有导管的圆管层流喷嘴；设有多个由狭缝喷嘴和带有导管的圆管层流喷嘴所喷出的冷却水形成水幕、对钢板进行冷却的冷却区；并且在多个冷却区中，至少在位于最上游侧的冷却区中，设有用于至少对位于最上游侧的带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量进行控制的冷却水控制装置。
图1是示意地表示特公昭63-4604号公报中所记载的钢板的冷却装置的图。
图2是示意地表示特开平10-166023号公报中所记载的钢板的冷却装置的图。
图3是示意地表示本发明的钢板的冷却方法之一例的图。
图4是示意地表示钢板的冷却方法的比较例的图。
图5是示意地表示钢板的冷却方法的其它比较例的图。
图6是表示用现有的方法进行冷却之后的钢板的上下面的温度曲线的图。
图7是表示钢板的上下面的温度差与变形量的关系的图。
图8是示意地表示用现有的方法冷却后的钢板的图。
图9是示意地表示本发明的钢板的冷却装置中的带有导管的圆管层流喷嘴之一例。
图10是图9的A-A剖面图。
具体实施例方式
本发明的冷却方法的第一特征在于为使钢板的上下面的冷却能力相同、从而进行均匀冷却，使来自设在钢板的上面侧的1个狭缝喷嘴和设在钢板的下面侧的多个带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水相互冲撞、形成水幕来进行喷射，让钢板通过水幕中。
由此，为使冷却喷嘴把冷却水对钢板的上下面进行喷射，提高了冷却水在与钢板接触的部分的水量密度，从而避免了由于比周围过冷却而产生冷却不匀的这种现有方法中所存在的现象。
图3中示意地表示本发明的钢板的冷却方法之一例。
钢板的冷却，由于是在设在钢板的上面侧的1个狭缝喷嘴和设在钢板的下面侧的多个带有导管的圆管层流喷嘴所形成的水幕中进行，能够使钢板与冷却水确实地进行接触、增加钢板下面的冷却能力，从而能够均匀冷却。
作为比较例，图4中表示在钢板的上下面侧同时使用射流喷嘴的例子，图5中表示在钢板的上下面侧同时使用狭缝喷嘴的例子。
与图3的情况相比，哪一种情况都没有形成水幕，因而在钢板下面部分地存在钢板与冷却水的非接触区域，因而就会产生冷却不匀。
本发明的冷却方法的第二特征在于为了防止钢板前端部的过冷却，钢板前端部至少在通过位于最上游侧的带有导管的圆管层流喷嘴上时，把带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量减小。
如图6所示，用现有的方法进行冷却之后的钢板的上下面的温度差在钢板的前端部是最大的。
如图7所示，钢板的上下面的温度差加大后，钢板的变形量就增加，因此，如图8所示，上下面的温度差大的钢板前端部就向上侧弯曲。这种前端部的弯曲产生后，在下工序就必须通过冷矫平机或冲压装置对钢板前端部进行矫正，从而导致制造成本的增加。
为了防止这种前端部的弯曲，如上所述，最好是，钢板的前端部至少在通过位于最上游侧的带有导管的圆管层流喷嘴上时，把带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量减小，从而防止钢板前端部的过冷却。
图9中，示意地表示本发明的钢板的冷却装置中的带有导管的圆管层流喷嘴之一例。还有，图10是图9的A-A剖面图。
图9表示用一对传送辊7进行分区后的的一个冷却区中的带有导管的圆管层流喷嘴6，在实际生产线上，设有多个这样的冷却区。还有，沿钢板1的宽度方向及传送方向设有多个带有导管的圆管层流喷嘴6。
如图10所示，在位于最上游侧的多个带有导管的圆管层流喷嘴6A的上部，设有通过移动装置9在与钢板的传送方向垂直的方向可以水平移动、具有按一定间隔分开的多个开口部8A的遮蔽板8。钢板前端部在通过带有导管的圆管层流喷嘴6A上时，如果使该遮蔽板8进行水平移动，从带有导管的圆管层流喷嘴6A向钢板1的下面喷射的冷却水的一部分就被遮蔽，从而防止钢板前端部的过冷却。
用遮蔽板8对冷却水进行控制时，如果完全遮蔽冷却水，冷却水与钢板传送方向的上下面的接触开始位置就会不同，有时在钢板中就会产生变形。因此，优选的是，遮蔽带有导管的圆管层流喷嘴6A的管口的一半，使冷却水量为通常的1/2。
遮蔽板8通常处在使带有导管的圆管层流喷嘴6A的管口全开的位置，不过，如果设在传送辊7之间的传感器(未图示)检测到钢板前端部，遮蔽板8就进行水平移动，从而遮蔽带有导管的圆管层流喷嘴6A的管口的一半。
钢板前端部通过带有导管的圆管层流喷嘴6A上之后，遮蔽板8就进行水平移动，直到使带有导管的圆管层流喷嘴6A的管口成为全开的状态，从而使在钢板上下面的冷却能力变得相同。
另外，由遮蔽板8遮蔽的带有导管的圆管层流喷嘴6A不仅限于最上游侧的一列，也可以是多列。
在其后的冷却区也反复进行这种操作，就能够基本上完全防止钢板前端部的过冷却。另外，这种操作最好是进行到使钢板上下面的温度分布达到均匀为止，因而不必在所有的冷却区进行。
还有，在多个冷却区反复进行这种操作、对钢板进行冷却时，如果设有至少在2个冷却区对钢板进行空冷的工序，就能够使水冷和空冷交互进行，就能够在更广的范围对钢板的特性进行控制。
在每个冷却区都设有流量调整阀，能够更精细地进行冷却控制。另外，在水冷和空冷交互进行的冷却情况下，也可以用开关阀来代替流量调整阀。
还有，在各冷却区钢板前端部通过时，如果不仅使带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量、也使狭缝喷嘴的冷却水量减小，就能够防止钢板前端部整体的温度降低。
在本发明中，在位于最上游侧的冷却区的入口侧设有矫正机，在进行钢板的变形矫正之后进行冷却，对于均匀冷却及防止冷却时产生变形，都是有效的。该矫正机是对板厚50mm以下的高温钢板进行矫正，因而与通常的热矫正机相比，可以采用简单构造。
实施例根据图3-5所示的冷却方法，对板厚20mm、板宽4000mm、板长12-36m的高温钢板，一边以45mpm的传送速度进行传送，一边从800℃冷却到500℃或室温。此时，在钢板的下面侧设有遮蔽板，对喷射到钢板前端部的冷却水进行控制。接着，进行热轧矫正，在室温下对钢板前端部的变形量进行测量，对冷却的均匀性进行评价。
结果如表1所示。
在采用图3的方法、并且遮蔽钢板前端部来进行冷却的本发明例1-3中，都不受钢板长、冷却停止温度的影响，钢板在宽度方向及前端部的变形量明显小。因此，在后工序中不需要矫正。
另一方面，在虽然采用图3的方法、但不遮蔽钢板前端部的比较例1中，前端部的变形量大。还有，在采用图4、图5的方法来进行的比较例2-5中，钢板在宽度方向及前端部的变形量大。因此，对于哪种比较例，在后工序中都需要矫正。
表1
权利要求
1.一种钢板的冷却方法，具有使用设在钢板的上面侧的位置的1个狭缝喷嘴和设在钢板的下面侧的位置、沿所述钢板传送方向及与所述传送方向垂直的方向的多个带有导管的圆管层流喷嘴、使冷却水相互冲撞，形成水幕的工序，和使所述钢板通过所述水幕中的工序，所述钢板的前端部至少在通过位于最上游侧的所述带有导管的圆管层流喷嘴时，把所述带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量减小。
2.一种钢板的冷却方法，利用权利要求1所述的冷却方法，多次反复进行钢板的冷却。
3.如权利要求2的钢板的冷却方法，进而在多次反复对钢板进行冷却的期间，设有至少2次对钢板进行空冷的工序。
4.如权利要求2的钢板的冷却方法，进而钢板前端部至少在通过位于最上游侧的带有导管的圆管层流喷嘴上时，使狭缝喷嘴的冷却水量也减小。
5.如权利要求2的钢板的冷却方法，还具有在钢板的冷却前对所述钢板进行矫正的工序。
6.一种钢板的冷却装置，具有设在钢板的上面侧的位置的1个狭缝喷嘴，和设在所述钢板的下面侧的位置、沿所述钢板的传送方向和与所述传送方向垂直的方向的多个带有导管的圆管层流喷嘴，设有多个由所述狭缝喷嘴和所述带有导管的圆管层流喷嘴喷出的冷却水形成水幕、对钢板进行冷却的冷却区，并且在所述多个冷却区中，至少在位于最上游侧的冷却区中，设有用于至少对位于最上游侧的所述带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量进行控制的冷却水控制装置。
7.如权利要求5的钢板的冷却装置，冷却水控制装置为遮蔽板。
8.如权利要求5的钢板的冷却装置，进而在每个冷却区都设有流量调整阀，用于对狭缝喷嘴及带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水的流量进行调整。
9.如权利要求6的钢板的冷却装置，进而在位于最上游侧的冷却区的入口侧设有用于对钢板进行矫正的矫正机。
全文摘要
本发明涉及一种钢板的冷却方法，具有使用设在钢板的上面侧的位置的1个狭缝喷嘴和设在钢板的下面侧的位置、沿钢板的传送方向及与传送方向垂直的方向的多个带有导管的圆管层流喷嘴、使冷却水相互冲撞、形成水幕的工序；和使钢板通过水幕中的工序，钢板前端部至少在通过位于最上游侧的带有导管的圆管层流喷嘴上时，把带有导管的圆管层流喷嘴的冷却水量减小。根据本发明的方法，对热轧后的高温钢板进行在线冷却时，就能够防止钢板前端部的过冷却，就能够使钢板均匀地冷却。
文档编号C21D1/56GK1556733SQ0281845
公开日2004年12月22日 申请日期2002年9月11日 优先权日2001年9月21日
发明者津山青史, 藤林晃夫, 多贺根章, 高桥功, 小俣一夫, 夫, 章 申请人:杰富意钢铁株式会社