專利名稱：：鋼板的冷卻設(shè)備和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋼板的冷卻設(shè)備(coolingequipment)和制造方法。技術(shù)背景在通過熱軋制造鋼板的工藝中，為了控制軋制溫度(rollingtemperature),通常供給冷卻水(coolingwater)或進行氣冷(air-cooling)，但近年來，盛行得到高冷卻速度后使組織微細化，從而提高鋼板強度的技術(shù)的開發(fā)。例如，作為供給冷卻水來冷卻熱鋼板的技術(shù)，有記載于日本特開昭62-259610號公報的技術(shù)。該技術(shù)如下如圖7所示，在輥道輥(tableroll)14之間設(shè)置兼具擋板(apron)的水箱(header)51，在水箱51上表面設(shè)置多個孔，即設(shè)置所謂的多孔噴嘴(multi-holenozzle)52，由此向鋼板IO下表面供給棒狀冷卻水(rod-likewaterflow)。通過向鋼板供給較大量的冷卻水，可得到較高的冷卻速度。并且，作為供給冷卻水來冷卻鋼板的另一技術(shù)，有記載于日本特開平10-263669號公報的技術(shù)。在該技術(shù)中，將噴嘴配置成蜂窩狀，可進行高效冷卻。但是，上述日本特開昭62-259610號公報、日本特開平10-263669號公報記載的技術(shù)，在設(shè)備保全性、將冷卻水供給到鋼板下表面后的排水性以及冷卻的均勻性方面存在較大問題。在日本特開昭62-259610號公報記載的技術(shù)中，如圖7所示，由于下表面冷卻設(shè)備50的水箱51構(gòu)成兼具輥道輥14之間的擋板的結(jié)構(gòu)，因而在前端向下翹曲的鋼板10進入的情況下會碰到水箱51，從而存在破壞水箱51的問題。破壞水箱51而使噴嘴孔52被壓壞或變形時，顯著損壞冷卻的均勻性，所以在長期使用該技術(shù)的情況下，必須要頻繁更換水箱(擋板)51，在設(shè)備保全性方面有問題。并且，冷卻水53在供給到鋼板IO上后下落時，滯留于水箱(擋板)51上而形成水膜54。由于形成于作為擋板的水箱51上表面的孔直接成為噴嘴52,因而重新供給的冷卻水不得不破壞該水膜54而供給到鋼板10下表面，但冷卻水量越是增加水膜54就變得越厚，從而存在冷卻效率變差的問題。并且，冷卻水只能通過水箱(擋板)51的端部和輥道輥14之間的狹窄的間隙而進行排水，因而該排水阻礙重新供給的冷卻水引起的冷卻，從而不能有效使用冷卻水。另一方面，關(guān)于日本特開平10-263669號公報記載的技術(shù)，同樣，在熱軋生產(chǎn)線冷卻鋼板下表面的情況下使用該技術(shù)時，前端向下方翹曲的鋼板進入時存在碰到噴嘴，破壞噴嘴的問題。考慮到在噴嘴之間設(shè)置保護板(protectorplate)來防止鋼板的前端噴到噴嘴，但由于噴嘴在鋼板的輸送方向和寬度方向上都偏離1/2間距配置，因而噴嘴之間的間隔過小，從而不能設(shè)置適當(dāng)?shù)谋Ｗo板。因此，只能在沒有被冷卻材料與噴嘴碰撞可能性的工藝中使用，而不能在熱軋生產(chǎn)線中的鋼板冷卻中使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題作出的，其目的在于提供一種鋼板的冷卻設(shè)備和制造高質(zhì)量鋼板的方法，設(shè)備保全性良好，將大量冷卻水供給到鋼板下表面時的排水性優(yōu)良，可在寬度方向上均勻地進行高效冷卻而實現(xiàn)高冷卻速度。為了解決上述問題，本發(fā)明具有以下特征。(1)一種鋼板的冷卻設(shè)備，其設(shè)在鋼板的熱軋生產(chǎn)線上，其特征在于，在所輸送的鋼板的下方，具有與鋼板的輸送方向傾斜地配置的多個保護板、和為了向鋼板下表面供給冷卻水而在保護板和保護板之間與鋼板的輸送方向傾斜地設(shè)置的噴嘴列，在該噴嘴列上，在鋼板的鋼板寬度方向上以一定間隔描繪的假想線(virtuallines)上分別配置有相同數(shù)量的管狀噴嘴，并且該管狀噴嘴的上端位于比上述保護板的上端低的位置。(2)根據(jù)上述(1)所述的鋼板的冷卻設(shè)備，其特征在于，安裝上述管狀噴嘴的水箱位于比上述輥道輥的軸心(centerofcircularcrosssectionoftableroll)低的位置。(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的鋼板的冷卻設(shè)備，其特征在于，上述管狀噴嘴的上端位于比輸送鋼板的輥道輥的軸心高的位置。(4)根據(jù)上述(1)至(3)中的任一項所述的鋼板的冷卻設(shè)備，其特征在于，上述管狀噴嘴為圓管噴嘴，噴嘴的內(nèi)徑為38mm，噴射速度(jetspeed)為l10m/s。(5)—種鋼板的制造方法，其通過鋼板的熱軋生產(chǎn)線冷卻鋼板，其特征在于，在所輸送的鋼板的下方，與鋼板的輸送方向傾斜地配置多個保護板，并且為了向鋼板下表面供給冷卻水而在保護板和保護板之間與鋼板的輸送方向傾斜地設(shè)置噴嘴列，在該噴嘴列上，在鋼板的鋼板寬度方向上以一定間隔描繪的假想線上分別配置有相同數(shù)量的管狀噴嘴，并且使該管狀噴嘴的上端位于比上述保護板的上端低的位置。(6)根據(jù)上述(5)所述的鋼板的制造方法，其特征在于，使安裝上述管狀噴嘴的水箱位于比上述輥道輥的軸心低的位置。(7)根據(jù)上述(5)或(6)所述的鋼板的制造方法，其特征在于，使上述管狀噴嘴的上端位于比輸送鋼板的輥道輥的軸心高的位置。(8)根據(jù)上述(5)至(7)中的任一項所述的鋼板的制造方法，其特征在于，上述管狀噴嘴為圓管噴嘴，噴嘴的內(nèi)徑為38mm,噴射速度為110m/s。在本發(fā)明中，由于向鋼板下表面供給冷卻水的管狀噴嘴受到保護板的保護，因而即使在前端向下方翹曲的鋼板進入的情況下，也可以防止管狀噴嘴的損壞，從而設(shè)備保全性良好，并且由于以規(guī)定的排列配置管狀噴嘴，因而即使在向鋼板下表面供給大量冷卻水的情況下，也從管狀噴嘴之間的間隙順暢地排出冷卻水，從而排水性優(yōu)良。其結(jié)果，可在寬度方向上均勻地進行高效冷卻而實現(xiàn)高冷卻速度，從而能夠制造高質(zhì)量鋼板。其中，從在本申請中規(guī)定的管狀噴嘴供給的冷卻水為棒狀冷卻水。在這里，棒狀冷卻水(又稱作柱狀噴流冷卻水)，是指從圓形(包括橢圓或多角形狀)的噴嘴噴出口噴射的冷卻水。并且，棒狀冷卻水，不是噴霧狀的噴流，而是指直到從噴嘴噴出口與鋼板碰撞為止其水流的剖面大致保持圓形且具有連續(xù)性、直線傳播性的水流的冷卻水。圖1是薄鋼板的熱軋生產(chǎn)線的概略圖。圖2是本發(fā)明的一個實施方式的冷卻設(shè)備的說明圖。圖3是表示本發(fā)明一個實施方式中的水箱的噴嘴配置例的圖。圖4是表示另一噴嘴配置例的圖。圖5是表示另一噴嘴配置例的圖。圖6是表示另一噴嘴配置例的圖。圖7是現(xiàn)有技術(shù)的說明圖。標(biāo)號說明10:鋼板、11:加熱爐、12:熱軋機、13:輸出輥道(runouttable)、14:輥道輥、14a:輥道輥的軸心、20:上表面冷卻設(shè)備、30:下表面冷卻設(shè)備、31:水箱、32:噴嘴、33:冷卻水、34:保護板、35:保護板、36:假想線、50:下表面冷卻設(shè)備、51:水箱、52:噴射口、53:冷卻水、54:水膜具體實施方式下面對本發(fā)明的實施方式進行說明。其中，在這里，將本發(fā)明在薄鋼板的熱軋生產(chǎn)線中應(yīng)用于輸出輥道中的鋼板冷卻的情況作為例子進行說明。圖1是表示使用本發(fā)明的薄鋼板的熱軋生產(chǎn)線的概況的圖。11是加熱爐，12是由粗軋機和終軋機構(gòu)成的熱軋機列，13是輸出輥道，在輸出輥道(runouttable)13的上方，在鋼板10的輸送方向(以下簡稱為輸送方向)上以規(guī)定間隔設(shè)置有用于向鋼板IO的上表面供給冷卻水的上表面冷卻設(shè)備20，在輸出輥道13的下方，在輸送方向上以規(guī)定間隔設(shè)置有用于向鋼板10的下表面供給冷卻水的下表面冷卻設(shè)備30。在該熱軋生產(chǎn)線中，通過熱軋機列12對從加熱爐11提取的鋼坯進行粗軋和終軋，通過規(guī)定最終溫度制成規(guī)定的最終板厚后，輸送到輸出輥道13，通過從上表面冷卻設(shè)備20和下表面冷卻設(shè)備30噴射的冷卻水冷卻至規(guī)定的溫度。圖2是表示本發(fā)明一個實施方式中的下表面冷卻設(shè)備30的圖；圖3是表示該下表面冷卻裝置30的噴嘴配置的俯視圖。如圖2、圖3所示，下表面冷卻設(shè)備30，包括水箱31、與輸送方向傾斜地配置在水箱31上表面的多個保護板34、在鄰接的保護板34之間與輸送方向傾斜地設(shè)在水箱31上的噴嘴列(在這里是2列)，在噴嘴列上，在鋼板寬度方向上以一定間隔描繪的假想線(圖3中的虛線)36上分別配置有相同數(shù)量(在這里是各l個)的圓管噴嘴32。噴射棒狀冷卻水的圓管噴嘴32的上端(前端)，位于比保護板34的上端低的位置且比輥道輥14的軸心14a高的位置。并且，安裝圓管噴嘴32的水箱31，位于比輥道輥14的軸心14a低的位置。其中，設(shè)圓管噴嘴32的內(nèi)徑為38mm，噴射速度為110m/s。并且，保護板34的間隔優(yōu)選為等間隔。在如上所述地構(gòu)成的下表面冷卻設(shè)備30中，由于向鋼板10下表面供給棒狀冷卻水33的圓管噴嘴32受到保護板34的保護，因而即使在前端向下方翹曲的鋼板進入的情況下，也能夠防止圓管噴嘴32的損壞，設(shè)備保全性良好。因此，可在圓管噴嘴32保持良好狀態(tài)的情況下長期進行冷卻，因而不用進行設(shè)備修補等也能夠防止鋼板的溫度不均勻(striptemperaturedeviation)的發(fā)生。并且，由于以規(guī)定的排列配置圓管噴嘴32，因而即使在向鋼板IO下表面供給大量冷卻水33的情況下，冷卻水也從圓管噴嘴32之間的間隙順暢地進行排水，從而排水性優(yōu)良。并且，由于水箱31位于比輥道輥14的軸心14a低的位置，因而在水箱31和輥道輥14之間不會阻礙冷卻水的流動，從而可進一步順暢地排出冷卻水。由此，冷卻水不會滯留于水箱31上表面，圓管噴嘴32前端的噴出口不會沒于水中，因而可始終向鋼板IO下表面供給強勢冷卻水，可進行高效的冷卻。另外，在以上說明中，將圓管噴嘴32的前端位于比輥道輥14的軸心14a高的位置的原因在于，圓管噴嘴32的前端從鋼板10的下表面分離較多時，有下落冷卻水的影響，為了向鋼板io下表面供給強勢冷卻水需要高噴射壓力。并且，設(shè)圓管噴嘴32的內(nèi)徑為38mm的原因在于，內(nèi)徑小于93mm時，除了有可能頻繁地發(fā)生噴嘴阻塞外，還由于噴流(jetflow)較細而因下落冷卻水的干涉有時不能到達鋼板IO下表面，從而降低冷卻能力(coolingperformance)，內(nèi)徑大于8mm時，需要擴大噴嘴的間隔，將噴射速度抑制而低至一定程度，從而鋼板寬度方向的溫度不均勻變大而降低冷卻能力。并且，設(shè)來自圓管噴嘴32的噴射速度為l10m/s的原因在于，噴射速度不足lm/s時，冷卻水碰觸鋼板10的勢力變?nèi)?，從而不能進行充分的冷卻，噴射速度超過10m/s時，導(dǎo)致異常高的噴水噴出高度(extremelyhighfountain),冷卻水向設(shè)備周邊的飛散成問題。其中，上表面冷卻設(shè)備20可使用具有圓管噴嘴等的公知的冷卻設(shè)備。由此，通過使用如上所述的下表面冷卻設(shè)備30，在輸出輥道13上進行鋼板10的冷卻，可在寬度方向上均勻地進行設(shè)備保全性和排水性優(yōu)良、高效的冷卻而實現(xiàn)高冷卻速度，從而能夠制造高質(zhì)量鋼板。另外，在本實施方式中，雖然下表面冷卻設(shè)備30的噴嘴使用了圓管噴嘴32，但也可以使用方管噴嘴等其他管狀噴嘴。并且，保護板34和圓管噴嘴32的配置不限于圖3所示的配置，可以如圖4所示，可在鄰接的保護板34之間配置3列噴嘴列，在假想線36上分別配置1個圓管噴嘴32。并且，如圖5、圖6所示，是將噴嘴列在輸送方向上分為2部分，在其間通過鋼板寬度方向的保護板35的配置。并且，不僅可以用在薄鋼板(steelsheet)的熱軋生產(chǎn)線，也可以用在厚鋼板(steelplate)的熱軋生產(chǎn)線上。實施例作為本發(fā)明的實施例，在圖1表示概要的薄鋼板的熱軋生產(chǎn)線上進行輸出輥道13中的鋼板的冷卻。此時，設(shè)最終溫度(finishingtemperature)為880°C，最終板厚為4mm，在輸出輥道13上冷卻至550°C。作為本發(fā)明例，使用在上述實施方式中表示的下表面冷卻設(shè)備30向鋼板的下表面供給棒狀冷卻水。在這里，保護板34使用厚度為22mm的鋼板，設(shè)圓管噴嘴32的內(nèi)徑為6mm。另一方面，作為比較例，如圖7所示，使用在輥道輥14之間設(shè)置兼具擋板的水箱51的上述日本特開昭62-259610號公報記載的冷卻設(shè)備50向鋼板10的下表面供給棒狀冷卻水。另外，本發(fā)明例、比較例中，向鋼板下表面供給的冷卻水的流量密度都是2m3/m2min，噴嘴噴出口和鋼板10下表面之間的距離都是150mm。并且，關(guān)于鋼板10上表面，都使用公知的技術(shù)供給流量密度為1m3/m2min的棒狀冷卻水。關(guān)于本發(fā)明例和比較例，將進行設(shè)備保全性和冷卻水的排水性、冷卻能力的比較的結(jié)果表示在表1。在表l，生產(chǎn)率、質(zhì)量降低的情況為X，沒有降低的情況為O。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>下，有時與兼具擋板的水箱上表面碰撞而損壞設(shè)備。由此，水箱51上表面凹陷或噴出口(spoutofnozzle)52變形，冷卻水53的噴射方向變得不均勻，鋼板寬度方向的溫度不均勻成為3(TC。因此，除了花費用于修理設(shè)備損壞部位的成本，還停止操作而降低生產(chǎn)率。并且，由于供給到鋼板10下表面后的冷卻水只能從水箱31和輥道輥32之間的狹窄的間隙排水，并滯留于水箱(擋板)31上形成水膜54,從噴射口52噴射的冷卻水53因水膜54勢力衰弱后到達鋼板10下表面，因而不能進行有效的冷卻，與上表面的冷卻組合時的冷卻速度低至2(TC/s。該水膜54，不在鋼板10的前端部通過的時點形成，而在前端部通過后稍微過一段時間后形成。因此，僅有鋼板IO的前端部受到良好冷卻，形成水膜54后冷卻的穩(wěn)定部之間的溫度差(temperaturedifferencebetweenedgepartsandsteadyparts)為30。C。由此，由于溫度不均勻變大，因而成為拉伸強度等材質(zhì)強度的偏差(deviationofmechanicalproperties)較大的鋼板(最大強度禾卩最小強度之差3kgf/mn^以上)。相對于此，在本發(fā)明例中，在前端向下方翹曲的鋼板進入的情況下，由于與保護板34碰觸而使鋼板10進一步向下方進入，因而不會破壞圓管噴嘴32等設(shè)備。由此，可在圓管噴嘴32保持良好狀態(tài)的情況下進行冷卻，因而不用進行設(shè)備修補等，可將鋼板寬度方向的溫度不均勻的發(fā)生抑制在l(TC以內(nèi)。并且，由于不用停止操作，因而能夠維持較高的生產(chǎn)率。并且，由于以規(guī)定排列配置圓管噴嘴32，并且水箱31位于比輥道輥14的軸心14a低的位置，因而冷卻水可從圓管噴嘴32之間的間隙順暢地排出，并且不會在水箱31和輥道輥14之間阻礙流動。由此，冷卻水不會滯留于水箱31上表面，圓管噴嘴32前端的噴出口不會沒于水中，因而可向鋼板10下表面始終供給強勢棒狀冷卻水33，可進行高效的冷卻，與上表面的冷卻組合時的冷卻速度提高至3(TC/s。并且，由于從鋼板的前端通過至尾端通過為止始終以相同狀態(tài)供給冷卻水，因而長度方向的溫度不均勻小至10°C。由此，由于可在鋼板的長度方向和寬度方向都能夠?qū)囟炔痪鶆蛞种茷闃O小，因而能夠減小拉伸強度等材質(zhì)強度的偏差(最大強度和最小強度之差lkgf/mn^以下)，可制造高質(zhì)量鋼板。權(quán)利要求1.一種鋼板的冷卻設(shè)備，設(shè)在鋼板的熱軋生產(chǎn)線上，其特征在于，在所輸送的鋼板的下方，具有與鋼板的輸送方向傾斜地配置的多個保護板、和為了向鋼板下表面供給冷卻水而在保護板和保護板之間與鋼板的輸送方向傾斜地設(shè)置的噴嘴列，在該噴嘴列上，在鋼板的寬度方向上以一定間隔描繪的假想線上分別配置有相同數(shù)量的管狀噴嘴，并且該管狀噴嘴的上端位于比所述保護板的上端低的位置。2.如權(quán)利要求l所述的鋼板的冷卻設(shè)備，其中，安裝所述管狀噴嘴的水箱位于比所述輥道輥的軸心低的位置。3.如權(quán)利要求l或2所述的鋼板的冷卻設(shè)備，其中，所述管狀噴嘴的上端位于比輸送鋼板的輥道輥的軸心高的位置。4.如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的鋼板的冷卻設(shè)備，其中，所述管狀噴嘴為圓管噴嘴，噴嘴的內(nèi)徑為38mm，噴射速度為l10m/so5.—種鋼板的制造方法，通過鋼板的熱軋生產(chǎn)線制造鋼板，其特征在于，在所輸送的鋼板的下方，與鋼板的輸送方向傾斜地配置多個保護板，并且為了向鋼板下表面供給冷卻水而在保護板和保護板之間與鋼板的輸送方向傾斜地設(shè)置噴嘴列，在該噴嘴列上，在鋼板的鋼板寬度方向上以一定間隔描繪的假想線上分別配置有相同數(shù)量的管狀噴嘴，并且使該管狀噴嘴的上端位于比所述保護板的上端低的位置。6.如權(quán)利要求5所述的鋼板的制造方法，其中，使安裝所述管狀噴嘴的水箱位于比所述輥道輥的軸心低的位置。7.如權(quán)利要求5或6所述的鋼板的制造方法，其中，使所述管狀噴嘴的上端位于比輸送鋼板的輥道輥的軸心高的位置。8.如權(quán)利要求5至7中的任一項所述的鋼板的制造方法，其中，所述管狀噴嘴為圓管噴嘴，噴嘴的內(nèi)徑為38mm，噴射速度為l10m/s。全文摘要提供一種鋼板的冷卻設(shè)備和制造高質(zhì)量鋼板的方法，設(shè)備保全性良好，將大量冷卻水供給到鋼板下表面時的排水性優(yōu)良，可在寬度方向上均勻地進行高效冷卻而實現(xiàn)高冷卻速度。具體來說，具有與鋼板(10)的輸送方向傾斜地以等間隔配置的多個保護板(34)、和為了向鋼板(10)下表面供給冷卻水而在保護板(34)和保護板(34)之間與輸送方向傾斜地設(shè)置的噴嘴列，在噴嘴列上，在鋼板寬度方向上以一定間隔描繪的假想線(36)上分別配置有相同數(shù)量的圓管噴嘴(32)，并且圓管噴嘴(32)的上端位于比保護板(34)的上端低的位置。文檔編號B21B45/02GK101253010SQ200680032020公開日2008年8月27日申請日期2006年8月29日優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日發(fā)明者中田直樹,富田省吾,平田直人,藤林晃夫,西田俊一,黑木高志申請人:杰富意鋼鐵株式會社