[发明专利]热轧钢带的冷却方法及冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及在热轧钢带制造生产线上通过控制冷却而对热轧钢带进行冷却的情况下，能够多级地调整热轧钢带的冷却速度的冷却方法及冷却装置。

背景技术

热轧钢带(hot-rolled steel strip)(以下，也称为钢带(steel strip))通过将加热后的坯料轧制成目标的尺寸来制造，但是此时，在热轧(粗轧、精轧)的中途的冷却装置或精轧后的冷却装置中，通过冷却水进行冷却(水冷)。在此进行的水冷的目的是由此主要控制钢带的析出物、相变组织，以得到目标的强度、延展性等的方式调整材质。尤其是在精轧后的冷却中，高精度地控制成规定的温度的情况对于制造目标的材质特性无变动的热轧钢带而言至关重要。

近年来，由于稀有金属的价格高涨，除了合金成分的调整之外，通过基于冷却的相变组织控制来提高机械特性的手法不断进展，在进行上述的水冷的情况下，根据材质的要求而在大范围内控制冷却速度的要求升高。在热轧钢带制造的一般性的输出辊道中，作为冷却装置，多是上表面为管层流喷嘴且下表面为喷雾嘴这样的配置，冷却水量在每一面为0.4～1.0m³/min·m²左右，在板厚3mm的钢带中能得到50～70℃/s左右的冷却速度。

最近，在热轧的高张力钢(high tensile strength steel)中，进一步加快冷却速度而积极地实施相变组织控制这样的需求较高。另一方面，例如汽车的车身所使用的钢带从设计等的观点出发，有时也使用软质系钢带而形成为复杂的形状，在这样的钢带中，与强度相比更要求延展性等加工性的情况较多，在冷却速度过快的情况下，该加工性存在受损的风险。因此，要求一种能够使用相同的冷却装置使冷却速度较大地变化的冷却技术。

而且，在热轧钢带中，特别是由于其板厚而钢带的通板性发生变化，从而产生困难。在面向汽车的高张力钢等中，多是板厚为1.2～3.0mm左右的厚度的钢带，特别是板薄1.2mm材料的钢带由于刚性弱且通板速度快，因此在注入大量的冷却水的情况下使钢带通过时，由于流体阻力而存在容易弹起或卷起的风险。因此，也需要仅对于板厚较薄的部分来减少冷却水量的技术。

如以上所述，为了控制钢带的尺寸或作为目标的材质，而控制冷却速度/冷却水量的技术的需求较高，作为与之对应的技术，例如，存在专利文献1记载的冷却技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开昭59-47010号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，作为一般性的冷却装置的例子，记载有通过喷射压力使流量密度变化的技术。根据该技术，冷却水的流量与喷射压力的0.5次幂成比例，因此即使降低喷射压力，流量的变化也少，因此使冷却速度较大变化的情况相当困难。通常来说，冷却速度与冷却水量的0.7次幂程度成比例，因此冷却速度的变化与喷射压力的0.35次幂程度成比例。因此，例如在使冷却速度为一半程度的情况下，需要将喷射压力降低至1/7程度，但是在一般的流量调整阀中难以进行这样的动作。

在专利文献1中公开了如下的技术：在下表面冷却装置中，在水槽内配置喷雾嘴，通过在水槽内充满冷却水而使喷雾嘴没于水中，通过喷雾水的运动量而使水槽内的冷却水相伴随地一起卷起，由此进行冷却，关于这样的装置，为了调整卷起水量而变更水槽液面高度与喷雾嘴前端的距离的技术。

该技术的问题点在于尤其是钢带下表面的情况下，喷射的冷却水与钢带发生了碰撞之后，向水槽落下，因此始终向水槽内供给较多的水，液面高度的调整变得困难。而且，大量的冷却水从上部落下的水槽内由于落下水而液面局部性地产生波浪，从而液面发生变动，因此由各个喷嘴卷起的水量发生变化，向钢带喷射的流量发生变动。

另外，作为公知技术，还有如下手法：在连续铸造设备等中使喷雾嘴与坯料的距离变化，由此使冷却水量密度变化，从而使冷却速度可变。从喷雾嘴喷射的冷却水具有某角度扩展地喷射，因此钢带与喷嘴的距离越分离，每单位面积的冷却水量(水量密度)越减少，从而能够调整冷却速度。