[发明专利]热轧钢带的冷却装置及冷却方法

说明书

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，用卷取 机卷取制造而成。

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1)，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11A、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1：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卷取机 的钢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 带前端被卷取机卷取而产生张力、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，在输出辊道的卷取机附近区域，在 表面温度为例如550℃以下时，也存在如下问题。

即，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400℃以下时组织成为马 氏体，之后，表层温度又回升，卷取即使在500℃结束，表层也形成与 如回火马氏体那样的内部不同的组织。