厚鋼板的制造設(shè)備及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及進(jìn)行厚鋼板的熱乳、形狀矯正及控制冷卻的厚鋼板的制造設(shè)備及制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，作為厚鋼板的制造工藝，控制冷卻的應(yīng)用在擴(kuò)大。但是，通常，熱加工厚鋼 板的形狀、表面性狀等不一定是均勻的。因此，冷卻中在厚鋼板內(nèi)容易產(chǎn)生溫度不均，冷卻 后的厚鋼板會(huì)產(chǎn)生變形、殘余應(yīng)力、材質(zhì)不均勻等，由此導(dǎo)致品質(zhì)不良、操作上的麻煩。
[0003] 因此，在專利文獻(xiàn)1中公開了如下方法：在即將進(jìn)行精乳的最終道次之前及剛進(jìn) 行精乳的最終道次之后中的至少一種情況下進(jìn)行去氧化皮，接著進(jìn)行熱矯正，然后進(jìn)行去 氧化皮，并進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下方法：在進(jìn)行精乳、熱矯正后， 進(jìn)行去氧化皮后再進(jìn)行控制冷卻。另外，在專利文獻(xiàn)3中公開了如下方法：在即將進(jìn)行控制 冷卻之前，在控制冷卻水的碰撞壓力的同時(shí)進(jìn)行去氧化皮。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平9-57327號公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利第3796133號
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2010-247228號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的問題
[0010] 但是，上述專利文獻(xiàn)1、2的方法中，在實(shí)際制造厚鋼板時(shí)存在如下問題：在去氧化 皮中，氧化皮不會(huì)完全剝離，反而會(huì)因去氧化皮而產(chǎn)生氧化皮不均，在控制冷卻時(shí)不能進(jìn)行 均勻的冷卻。另外，專利文獻(xiàn)3的方法中，為了不產(chǎn)生氧化皮不均，需要高的碰撞壓力。因 此，存在如下問題：利用低碰撞壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化皮不均，其結(jié)果是，在控制冷卻時(shí)不能進(jìn) 行均勻的冷卻。
[0011] 特別是近年來，厚鋼板所要求的材質(zhì)均勻性的水平變得嚴(yán)格，不能忽視如上所述 的因氧化皮不均而產(chǎn)生的控制冷卻時(shí)的冷卻速度的不均勻給特別是厚鋼板寬度方向的材 質(zhì)均勻性帶來的不良影響。
[0012] 因此，本發(fā)明是著眼于上述現(xiàn)有例的未解決的問題而完成的，其目的在于提供通 過在去氧化皮工序中實(shí)現(xiàn)在厚鋼板表面產(chǎn)生的氧化皮的均勻化而在冷卻工序中進(jìn)行均勻 的冷卻從而使厚鋼板形狀優(yōu)良的厚鋼板的制造設(shè)備及制造方法。
[0013] 用于解決問題的方法
[0014] 本發(fā)明人對因冷卻水引起氧化皮剝離的力進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在熱形狀 矯正后進(jìn)行去氧化皮的情況下，如果從去氧化皮裝置向厚鋼板噴射的冷卻水的能量密度為 0. 10J/mm2以上，則在制成產(chǎn)品后的表面產(chǎn)生的氧化皮厚度變得均勻。發(fā)現(xiàn)其結(jié)果是，在從 加速冷卻裝置通過時(shí)，幾乎不產(chǎn)生厚鋼板的寬度方向位置的表面溫度的偏差，能夠均勻地 進(jìn)行冷卻，形成厚鋼板形狀優(yōu)良的厚鋼板。
[0015] 本發(fā)明的主旨如下所述。
[0016] [1] -種厚鋼板的制造設(shè)備，其特征在于，將熱乳機(jī)、形狀矯正裝置、去氧化皮裝置 及加速冷卻裝置以該順序從運(yùn)送方向上游側(cè)起配置，使上述去氧化皮裝置向厚鋼板的表面 噴射的冷卻水所具有的能量密度E為0. lOJ/mm2以上。
[0017] [2]如[1]所述的厚鋼板的制造設(shè)備，其特征在于，將從上述去氧化皮裝置到上述 加速冷卻裝置的運(yùn)送速度設(shè)為V[m/s]、將冷卻前的厚鋼板溫度設(shè)為T[K]時(shí)，從上述去氧化 皮裝置到上述加速冷卻裝置的距離L[m]滿足公式L < VX 5 X 10 9X exp (25000/Τ)。
[0018] [3]如[2]所述的厚鋼板的制造設(shè)備，其特征在于，以使從上述去氧化皮裝置到上 述加速冷卻裝置的距離L為12m以下的方式配置各裝置。
[0019] [4]如[1]至[3]中任一項(xiàng)所述的厚鋼板的制造設(shè)備，其特征在于，使從上述去氧 化皮裝置的噴射噴嘴到上述厚鋼板的表面的噴射距離H為40mm以上且200mm以下。
[0020] [5]如[1]至[4]中任一項(xiàng)所述的厚鋼板的制造設(shè)備，其特征在于，上述加速冷卻 裝置具備向上述厚鋼板的上表面供給冷卻水的集管、從該集管懸垂的噴射棒狀冷卻水的冷 卻水噴射噴嘴和設(shè)置于上述厚鋼板與上述集管之間的間壁，并且，在上述間壁上設(shè)置有多 個(gè)內(nèi)插上述冷卻水噴射噴嘴的下端部的給水口和將供給至上述厚鋼板的上表面的冷卻水 排放到上述間壁上方的排水口。
[0021] [6] -種厚鋼板的制造方法，其按照熱乳工序、熱矯正工序及加速冷卻工序的順序 制造厚鋼板，其特征在于，在上述熱矯正工序與冷卻工序之間具有向厚鋼板的表面噴射能 量密度E為0. lOJ/mm2以上的冷卻水的去氧化皮工序。
[0022] [7]如[6]所述的厚鋼板的制造方法，其特征在于，從上述去氧化皮工序結(jié)束到上 述加速冷卻工序開始的時(shí)間t [s]滿足公式t彡5 X 10 9X exp (25000/T)。其中，T為冷卻前 的厚鋼板溫度（K)。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，通過在去氧化皮工序中實(shí)現(xiàn)在厚鋼板表面產(chǎn)生的氧化皮的均勻化， 能夠在加速冷卻工序中進(jìn)彳丁均勾的冷卻，能夠制造厚鋼板形狀優(yōu)良的厚鋼板。
【附圖說明】
[0025] 圖1是表示厚板乳制生產(chǎn)線的一例的概略圖。
[0026] 圖2是表示去氧化皮裝置中的、噴射的冷卻水的能量密度與在厚鋼板的產(chǎn)品表面 產(chǎn)生的氧化皮厚度的關(guān)系的圖。
[0027] 圖3是表示去氧化皮裝置中的、噴射噴嘴的噴射距離與流體速度的關(guān)系的圖。
[0028] 圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的冷卻裝置的側(cè)視圖。
[0029] 圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的其他冷卻裝置的側(cè)視圖。
[0030] 圖6是對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的間壁的噴嘴配置例進(jìn)行說明的圖。
[0031] 圖7是對間壁上方的冷卻排水的流動(dòng)進(jìn)行說明的圖。
[0032] 圖8是對間壁上方的冷卻排水的其他流動(dòng)進(jìn)行說明的圖。
[0033] 圖9是對現(xiàn)有例的厚鋼板寬度方向溫度分布進(jìn)行說明的圖。
[0034] 圖10是對加速冷卻裝置中的冷卻水的流動(dòng)進(jìn)行說明的圖。
[0035] 圖11是對與加速冷卻裝置中的間壁上方的冷卻排水的非干涉進(jìn)行說明的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下，參照附圖對用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。需要說明的是，在此，以將本 發(fā)明用于厚板乳制工藝中的厚鋼板的冷卻的情況為例進(jìn)行描述。
[0037] 圖1是表示供于本發(fā)明的實(shí)施的厚板乳制生產(chǎn)線的一例的概略圖。將從加熱爐2 取出的鋼坯利用乳制機(jī)3實(shí)施粗乳和精乳，乳制成規(guī)定板厚的厚鋼板1。然后，利用去氧化 皮裝置4將在厚鋼板1的表面產(chǎn)生的氧化皮除去后，將厚鋼板1以在線方式運(yùn)送到加速冷 卻裝置6。在此，從第一形狀矯正裝置5中通過來調(diào)整厚鋼板的形狀后進(jìn)行加速冷卻對于 冷卻后的厚鋼板形狀而言是適合的。加速冷卻裝置6中，利用從上表面冷卻設(shè)備和下表面 冷卻設(shè)備噴射的冷卻水將厚鋼板冷卻至規(guī)定溫度。然后，根據(jù)需要利用第二形狀矯正裝置 7對厚鋼板的形狀進(jìn)行矯正。
[0038] 去氧化皮裝置4是將在厚鋼板1的表面產(chǎn)生的氧化皮除去的裝置。去氧化皮裝置 4中，使多個(gè)噴射噴嘴朝向乳制后利用第一形狀矯正裝置5進(jìn)行厚鋼板1上產(chǎn)生的變形的形 狀矯正后的厚鋼板1的表面，從這些噴嘴噴射冷卻水。
[0039] 本發(fā)明人得到了如下見解：因去氧化皮條件而不會(huì)充分進(jìn)行氧化皮剝離，反而會(huì) 助長氧化皮不均。于是，對充分進(jìn)行氧化皮剝離的條件進(jìn)行了深入研究，結(jié)果明確了 ：在形 狀矯正后進(jìn)行去氧化皮的情況下，如圖2所示，使從去氧化皮裝置4的噴射噴嘴向厚鋼板1 的表面噴射的冷卻水的能量密度E為0. lOJ/mm2以上，由此使之后再生成的氧化皮厚度為 5 μ m以下，并變得均勻。認(rèn)為這是由于，通過去氧化皮，氧化皮暫時(shí)均勻地完全剝離，然后， 薄且均勻地再生成氧化皮。
[0040] 在本發(fā)明中，使冷卻水的能量密度E為0. lOJ/mm2以上來進(jìn)行去氧化皮，由此，將 在厚鋼板1的表面產(chǎn)生的氧化皮除去。然后，利用加速冷卻裝置6進(jìn)行厚鋼板1的加速冷 卻。在本發(fā)明中，通過去氧化皮使厚鋼板的氧化皮厚度變得薄且均勻，因此，在從加速冷卻 裝置通過時(shí)，幾乎不產(chǎn)生厚鋼板的寬度方向位置的表面溫度偏差，能夠均勻地進(jìn)行冷卻，形 成厚鋼板形狀優(yōu)良的厚鋼板。
[0041] 其理由如下所述。對于現(xiàn)有的乳制設(shè)備而言，在形狀矯正后在去氧化皮裝置中進(jìn) 行氧化皮除去時(shí)，有時(shí)氧化皮發(fā)生局部性剝離。這樣，氧化皮不會(huì)被均勻剝離，因此產(chǎn)生約 10 μ m~約50 μ m的氧化皮厚度分布的偏差。這種情況下，難以在之后的加速冷卻裝置中對 厚鋼板均勻地進(jìn)行冷卻。即，在現(xiàn)有的乳制設(shè)備中對產(chǎn)生了氧化皮厚度分布的偏差的厚鋼 板進(jìn)行加速冷卻時(shí)，寬度方向位置的表面溫度的偏差大，不能均勻地進(jìn)行冷卻。其結(jié)果是， 對厚鋼板形狀產(chǎn)生影響。
[0042] 因此，通過利用去氧化皮裝置4使冷卻水的能量密度E為0. lOJ/mm2以上來進(jìn)行 去氧化皮，不會(huì)產(chǎn)生氧化皮厚度分布的偏差，因此，利用加速冷卻裝置6對厚鋼板1進(jìn)行冷 卻時(shí)，幾乎不會(huì)產(chǎn)生寬度方向位置的表面溫度的偏差，能夠均勻地進(jìn)行冷卻。其結(jié)果是，能 夠制造厚鋼板形狀優(yōu)良的厚鋼板1。另外，在本發(fā)明的情況下，即使在碰撞壓力低時(shí)，通過調(diào) 節(jié)運(yùn)送速度，也能夠?qū)崿F(xiàn)與使用高碰撞壓力時(shí)同樣的去氧化皮。
[0043] 在此，向厚鋼板噴射的冷卻水的能量密度E (J/mm2)是通過去氧化皮除去氧化皮的 能力的指標(biāo)，如下述（1)式所示進(jìn)行定義。
[0044] E = Q/(dXff) X P v2/2Xt- (I)
[0045] 其中，Q為去氧化皮水的噴射流量[m3/s]、d為扁平噴嘴的噴霧噴射厚度[mm]、W為 扁平噴嘴的噴霧噴射寬度[mm]、流體密度P [kg/m3]、厚鋼板碰撞時(shí)的流體速度v[m/s]、碰 撞時(shí)間 t[s] (t = d/1000/V、運(yùn)送速度 V[m/s])。
[0046] 但是，厚鋼板碰撞時(shí)的流