专利名称：热轧钢带的制造方法和制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在热轧生产线上热轧钢带的制造方法和制造设备。特别是涉及关于把经热轧精轧机轧制后的热轧钢带在输出辊道上顺利输送的方法和设备。利用在喷射方式中具有特征的水射流，消除在输出辊道上热轧钢带的翘曲和波浪。
背景技术：
在用于制造热轧钢带的一般的热轧生产线上，用由粗轧机和精轧机组成的热轧机组把钢坯轧制成热轧钢带，使此热轧钢带在由多个辊道辊构成的输出辊道上输送，并用冷却水冷却后，用卷取机卷取，得到热轧钢带卷。
在此热轧生产线上，热轧钢带的前端离开热轧机组后到卷取到卷取机上之前的期间，由于热轧钢带在没有张力的不稳定的状态下通过输出辊道，如图32(i)所示，钢带前端部分容易产生从输出辊道50(轧制线)上浮起的现象(下面称为翘曲)51a，此翘曲51a变得过大的话，如图32(ii)所示，就会发生钢带前端部分折向钢带通过反方向的现象(下面称为头部折叠)52a。
此外同样是钢带的前端部分一侧在无张力的情况下通过输出辊道50时，在因某种原因(例如受到从上方提供的冷却水的影响)，下游侧的钢带通过速度比上游侧的钢带通过速度慢的情况下，如图33(i)所示，发生热轧钢带起浪现象(下面称为波浪)53a，此波浪53a变大的话，如图33(ii)所示，就会发生此部分钢带折向钢带通过反方向的现象(下面称为腰部折叠)54a。
此外热轧钢带前端部分卷入卷取机后到热轧钢带的后端部分离开热轧机组之前的期间，热轧钢带在被施加张力的状态下在输出辊道上通过，所以不担心产生象上述波浪那样的不稳定的位移。可是热轧钢带的后端部分离开热轧机组后，热轧钢带再一次在无张力的不稳定的状态下通过输出辊道。如图34(i)所示，钢带后端部分产生象起浪一样上下动的翘曲51b。此翘曲51b过大的话，如图34(ii)所示，就会发生钢带后端部分折向钢带通过反方向的现象(下面称为尾部折叠)52b。此外与前面所述的钢带前端部分一侧发生的波浪一样，由于某种原因，下游侧的钢带通过速度比上游侧的钢带通过速度慢的情况下，形成如图35(i)所示的波浪53b，此波浪53b变大的话，就会发生如图35(ii)所示的腰部折叠54b。
近年来根据用户的要求，热轧钢带板厚有日益变薄的倾向。另一方面为了提高生产率，通过速度有向高速发展的倾向。热轧钢带的板厚越薄，以及通过速度越快，越容易产生上述在输出辊道上的翘曲和波浪等热轧钢带的不稳定位移(不稳定现象)。
在热轧钢带前端部分一侧产生上述翘曲51a和头部折叠52a的话，热轧钢带前端部分不能进入卷取机前面的夹送辊之间，不能用卷取机卷取热轧钢带。有时也担心由于产生翘曲51a和头部折叠52a的钢带部分冲撞时的冲击，损坏包括夹送辊和卷取机的周边机械。此外热轧钢带即使被卷取机卷取，在下一个工序中必须切去产生卷取不良的钢带部分，也就是切去头部折叠52a和伤痕缺陷部分等，所以产品的成材率明显降低。
在热轧钢带后端部分产生翘曲51b和尾部折叠52b的话，由于其影响，后端部分难以在卷取机上顺利地卷取。此外根据其翘曲51b和尾部折叠52b的程度(偏离板的程度)，有时会担心构成输出辊道的设备受到损伤。还由于这种情况下产生的热轧钢带的碎片等可能会掉到热轧钢带上，在热轧钢带上产生划伤缺陷。这种情况下，即使用卷取机能卷取热轧钢带，在下一个工序也必须把产生卷取不良的钢带部分切去，也就是必须切去尾部折叠52b和伤痕缺陷部分等，所以产品的成材率明显降低。
热轧钢带的前端侧部分和后端侧部分产生波浪53a、53b和腰部折叠54a、54b的情况下也和产生上述翘曲51a、51b以及头部折叠52a、尾部折叠52b的情况相同，会担心给钢带卷取带来障碍，或导致机械的损伤。由于在输出辊道上基于冷却水的冷却在热轧钢带长度方向上不同，所以热轧钢带的材质中出现不均匀，其结果由于必须切除腰部折叠54a、54b的部分和产生材质不均匀的钢带部分，所以产品的成材率明显降低。
如上所述，可以说在热轧钢带的制造中，抑制在输出辊道上通过的热轧钢带的不稳定的位移(通过中的不稳定性)，使钢带在稳定的状态下通过，在保证热轧钢带的生产率和质量方面是一个非常重要的课题。
通过使生产线速度降低可以在一定程度上抑制上述钢带的不稳定的位移(钢带通过中的不稳定现象)。可是使生产线速度降低导致热轧钢带的生产率降低。此外由于在确保钢带的质量方面也会产生不能确保精轧温度等障碍，因而难以采用。
现在为了保证热轧钢带在输出辊道上通过稳定性，提出以下方案。
(1)在输出辊道上通过的热轧钢带前端部分上，从喷嘴喷吹气体和液体等的水平射流或斜向射流，利用喷吹此流体抑制热轧钢带前端部分翘曲的方法(文献1特公昭52-30137号公报)。
(2)在输出辊道的上游一侧，通过用喷射装置从斜上方向在输出辊道上通过的热轧钢带面直接喷射水，而且使此喷射水在钢带通过方向的速度分量大于热轧钢带的通过速度，使推动力作用在热轧钢带上，而抑制热轧钢带前端部分产生翘曲和波浪的方法(文献2特开平10-118709号公报)。
(3)热轧钢带前端部分在输送辊道上通过时，从输出辊道侧边的喷射装置向着相对于钢带通过方向倾斜5～30°左右的方向水平喷射水，抑制使热轧钢带前端部分产生头部折叠那样的翘曲的方法(文献3特开2001-340911号公报)。
(4)热轧钢带后端部分在输送辊道上通过时，利用向着钢带通过反方向上向钢带的面直接喷射水，抑制在后端部分产生波浪的方法(文献4特开平11-267732号公报、文献5特开2002-192214号公报)。
发明内容
可是根据本发明人的研究结果，判明上述现有技术的方法中存在以下问题。
(A)上述现有技术中文献2、4、5的方法是从斜上方对在输出辊道的轧制线上通过的热轧钢带面直接喷吹水等流体的方法。此外在文献1中向钢带面斜向喷吹流体的情况也相同。可是象这些技术那样从斜上方向轧制线上的钢带面直接喷吹流体的情况下，由于流体具有垂直方向的速度分量，对在输出辊道的轧制线上正常通过的热轧钢带给予垂直方向的冲撞。如图36(i)所示，此冲撞力作用于钢带而将其压入输出辊道50的相邻辊道辊之间。其结果，发现会发生象图36(ii)所示的那样发生钢带前端部分跳起55(翘曲)，最终导致象图32(ii)一样的头部折叠52a。此外还发现在钢带后端部分也一样发生这样的跳起55(翘曲)，最终导致象图34(ii)一样的尾部折叠52b。此外发现因流体的垂直方向速度分量造成钢带被压入辊道辊之间的作用，成为在钢带前端侧部分和后端侧部分产生波浪的原因，有时导致产生最终与图33(ii)和图35(ii)一样的腰部折叠54a、54b。
如图32(i)所示，即使对于抑制钢带前端部分翘曲51a的作用，可以看出，例如象图37A所示，对于流体碰到比较小的翘曲51a的情况下可以消除此翘曲。可是对于流体碰到象图37B所示，已经变大的翘曲51a的情况下，不能抑制翘曲51a，直接象图32(ii)那样变成头部折叠52a的可能性很大。此外流体碰到在图33(i)所示的钢带前端侧部分产生的波浪53a、图34(i)所示的钢带后端部分翘曲51b、图35(i)所示的钢带后端侧部分产生的波浪53b的情况下，导致产生腰部折叠54a、尾部折叠52b、腰部折叠54b的可能性很大。
(B)上述现有技术中的文献3是在钢带前端部分水平喷吹流体的方法，此外在文献1中喷吹水平流体的情况也相同。最初本发明人认为采用喷吹水平流体的方法的话，在上述(A)中所述的从斜上方把流体直接向钢带面喷吹而造成的问题就不会发生。可是根据此后的研究发现，在这些现有技术中也产生了与上述(A)中所述的问题实质相同的问题。
也就是这些现有技术的方法以利用对产生翘曲的钢带前端部分在水平方向喷吹流体而按压翘曲为目标，在实际中仅仅在产生翘曲的钢带前端部分通过时，以此部分为目标进行喷射流体是不可能的。当然钢带在轧制线上正常通过期间也进行流体的喷射。这种情况下一部分或全部喷射后速度衰减的流体落到在轧制线上正常通过的钢带面上。而落在这样钢带面上的流体当然对热轧钢带给予垂直方向的冲撞力，所以发现会产生实质上与上述(A)所述相同的问题。其中文献3中说明了由于在水平方向喷射流体，没有与钢带面碰撞，因此不用担心钢带前端部分扎入辊道辊之间，与文献2那样从斜上方向钢带面直接喷射流体的方法和作用效果不同。可是即使在不是象这样直接向钢带面喷射流体的文献3的方法中，发现也产生上述的问题。
本发明人发现为了避免这样的问题，必须使束状流体射流完全通过热轧钢带上方来进行流体喷射，而完成了本发明。对此认识的事实在后面详细说明。在上述现有技术中没有说明这样的认识事实和方法。也就是在文献1中所述的技术包括在上述(A)中所述的从斜上方直接向钢带面喷吹流体的方法，此外此文献中所述的基于喷吹流体的作用效果，不过是利用喷吹流体在钢带通过方向产生气流，用此气流防止钢带前端部分的上浮(翘曲)。因此在此文献1中完全没有使束状流体射流完全通过热轧钢带上方而进行流体喷射的技术思想。此外在文献3中说明了在水平方向喷射上述流体的作用效果。可是在文献3的图1中表示喷射圆锥体形水雾，完全没有使束状流体射流完全通过热轧钢带上方而进行流体喷射的技术思想。
本发明用于解决上述现有技术的问题。其目的是提供利用喷射流体有效地抑制在输出辊道上通过的热轧钢带向轧制线上方产生过大的位移(翘曲、波浪等)，可靠地防止因这些原因产生热轧钢带的头部折叠、尾部折叠、腰部折叠，恰当地防止喷射流体本身造成部分钢带向轧制线上方的位移，这样可以可靠地实现热轧钢带在输出辊道上稳定通过的热轧钢带的制造方法和制造设备。
本发明鉴于前面所述的现有技术的问题，对利用喷射流体有效地抑制在输出辊道上通过的热轧钢带产生向轧制线上方过大位移的方法进行了研究，其结果得到如下的认识。
(a)为了利用喷射流体使热轧钢带在输出辊道上稳定通过，必须以不与正常通过轧制线上的热轧钢带面接触而通过热轧钢带的上方的方式喷射流体射流。这样可以有效地抑制热轧钢带向轧制线上方的过大的位移(翘曲、波浪等)，同时可以恰当地防止喷射流体本身造成钢带部分向轧制线上方的位移。
(b)特别是从有效地抑制钢带向轧制线上方的过大的位移(翘曲、波浪等)的观点看，必须使上述(a)的束状流体射流通过钢带上方时距轧制线的高度合适。
也就是流体射流通过钢带上方时距轧制线的高度过高的话，由于向轧制线上方发生位移的钢带部分实际上与流体射流不冲撞，所以流体射流对钢带位移的作用几乎无效。此外，即使在流体射流距轧制线的高度是可以与发生位移的钢带部分冲撞程度的高度的情况下，也会产生此发生位移的钢带部分贴付在流体射流下面的现象，产生这样的现象的话，破坏了通过的稳定性，同时有时成为产生头部折叠、尾部折叠、腰部折叠的原因。另一方面，流体射流通过钢带上方时距轧制线的高度过低的话，流体射流的冲撞力影响到正常通过的钢带(包括产生无须矫正的小位移的钢带)，反而妨碍了其稳定通过。
(c)与上述(b)点相同，特别是从有效地抑制钢带向轧制线上方的过大的位移(翘曲、波浪等)的观点看，必须使通过热轧钢带上方的流体射流在轧制线长度方向的推力(冲撞力)适当。
也就是此推力过大的话，因与流体射流的冲撞的反作用，钢带产生大的偏离，反而助长了钢带部分的位移。另一方面此推力过小的话，钢带位移的矫正则不充分。
本发明是在上述认识的基础上做出的发明，它的主要思想是，一种热轧钢带制造方法，把用热轧机轧制得到的热轧钢带在输出辊道上输送后，然后在卷取机上卷取，其特征在于，在用上述输出辊道输送的热轧钢带的上方喷射流体射流，使流体射流与在轧制线(输出辊道的钢带输送面)上通过的热轧钢带面不接触而通过热轧钢带的上方，使从上述轧制线超过规定高度而向上方发生位移的钢带部分与上述流体射流冲撞，而矫正此钢带部分的位移。
采用这样的本发明的制造方法的话，利用流体射流可以有效地抑制在输出辊道上通过的热轧钢带向轧制线上方产生过大的位移(翘曲、波浪等)，可以可靠地防止因这些原因产生热轧钢带的头部折叠、尾部折叠、腰部折叠。此外由于流体射流与正常通过的热轧钢带没有接触，完全通过它的上方，所以能恰当地防止喷射流体本身造成部分钢带向轧制线上方的位移。这样可以可靠地实现热轧钢带在输出辊道上的稳定通过。
在本发明的制造方法中，特别是为了能有效地抑制钢带向轧制线上方的过大位移(翘曲、波浪等)，优选如前面作为本发明基础的认识事实所述的那样，束状流体射流通过钢带上方时距轧制线的高度选择适当。具体说，优选使通过热轧钢带上方的流体射流中心线距轧制线的高度在50mm以上、450mm以下，最好在50mm以上、小于200mm。
此外同样为了有效地抑制钢带向轧制线上方的过大的位移(翘曲、波浪等)，优选如前面作为本发明基础的认识事实所述的那样，通过热轧钢带上方的流体射流在轧制线长度方向的推力(冲撞力)选择适当。具体说优选用下述(1)式定义的通过热轧钢带上方的流体射流在生产线方向的推力FL在10kgf以上、50kgf以下。
FL＝[ρA(νcos(π×α/180)-u)2]/9.8 …(1)其中ρ构成流体射流的流体密度(kg/m3)A流体喷嘴的喷嘴口截面面积(m2)ν流体射流的速度(m/sec)u热轧钢带的通过速度(m/sec)α流体射流的喷射方向与钢带通过方向所成的角度(°)在本发明的制造方法中，流体射流的喷射方向可以用下述①、②的任1种方式，所以在1个生产线上也可以两者并用。
①使相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流。
②使相对于与钢带通过方向相反的方向的角度α(下面称为“钢带通过反方向”)为0°≤α＜90°而喷射流体射流。
流体射流的喷射方向为上述①的方式的情况下，优选使通过热轧钢带上方的流体射流在轧制线长度方向上的速度分量比热轧钢带的通过速度大。此外更优选通过热轧钢带前端侧部分上方的流体射流在轧制线长度方向的速度分量比热轧钢带的通过速度大，使通过热轧钢带后端侧部分上方的流体射流在轧制线长度方向的速度分量比热轧钢带的通过速度小。这样可以使流体射流的作用恰当地影响到向轧制线上方发生位移的钢带部分。
此外把上述①、②并用的情况下，优选对热轧钢带的前端侧部分，使相对钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流，对热轧钢带后端侧部分，使相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流。
由于难以正确预测钢带部分向轧制线上方发生位移的现象发生在输出辊道长度方向上的哪个位置，所以优选在沿输出辊道长度方向相隔适当间隔的多个位置喷射流体射流，这种情况下，在输出辊道长度方向上喷射流体射流位置的间隔为5m以上、15m以下是合适的。
此外通过使喷射流体射流的方向相对于钢带通过方向或钢带通过反方向的角度α为0°＜α＜90°，在使流体射流通过热轧钢带整个宽度的上方的情况下，为了钢带部分向轧制线上方发生位移的现象无论发生在输出辊道长度方向上的任何部位都能应对，所以优选流体射流通过钢带上方的区域在钢带长度方向上连续。因此，优选在沿输出辊道长度方向相隔适当间隔的多个位置喷射流体射流，同时使通过热轧钢带整个宽度上方的流体射流的轨迹在热轧钢带面上平面投影得到的假想射流通过线x中，使在轧制线长度方向上相邻流体射流通过线x、x的端部彼此在轧制线长度方向位置一致或重叠。
从输出辊道宽度方向两侧进行喷射流体射流的情况下，为了防止两流体射流冲突波及钢带，造成向钢带宽度方向的推力，使钢带的行进变得不稳定，从把输出辊道夹在中间而相对的位置(以输出辊道为中心，包括不对称的位置)喷射，优选使通过热轧钢带上方的流体射流的用下述(2)式定义的在宽度方向的推力FW大体相等，而喷射流体射流。
FW＝[ρA(νsin(π×α/180))2]/9.8 …(2)其中ρ构成流体射流的流体密度(kg/m3)A流体喷嘴的喷嘴口截面面积(m2)ν流体射流的速度(m/sec)α流体射流的喷射方向与轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)所成的角度(°)也可以不使流体射流通过热轧钢带整个宽度上方，而使其沿轧制线长度方向通过热轧钢带上方。这种情况下，在流体射流喷射方向的前方的热轧钢带上方位置回收流体射流。
流体射流喷射方向也可以相对于水平面在上方或者下方侧具有倾斜度，但是优选此流体射流喷射方向相对于水平面的倾角β在10°以下。
一般从上方向在输出辊道通过的热轧钢带提供冷却水，进行热轧钢带的冷却，但为了使不因此冷却水而降低流体射流的流速，优选在所述流体射流的上方配置用于从所述冷却水中遮蔽流体射流的遮蔽体。此遮蔽体可以用配置在流体射流上方的遮蔽部件或与此流体射流大体平行而流经流体射流上方的遮蔽用流体射流构成。
本发明的热轧钢带的制造设备是用于实施上述本发明的制造方法的设备，其要点如下。
一种热轧钢带的制造设备，是一种具有热轧机组、设在此热轧机组出口侧的输送热轧钢带用的输出辊道、对用此输出辊道输送的热轧钢带进行卷取的卷取机的热轧钢带制造设备，在输出辊道的侧面或上方具有流体喷嘴，其可以在用上述输出辊道输送的热轧钢带的上方，以不与通过轧制线(输出辊道的钢带输送面)上的热轧钢带面接触而通过热轧钢带上方的方式喷射流体射流，而且使此流体喷嘴的喷嘴口中心距轧制线的高度为50mm以上、450mm以下。
此制造设备为了实现前述制造方法的各种方式，可以采用以下[2]到[13]所示的方式。这些设备方式的意义和优点与前述的制造方法的各种方式对应。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]的制造装置，使流体喷嘴的喷嘴口中心距轧制线的高度为50mm以上、小于200mm。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]或[2]的制造装置，流体喷嘴的流体喷射方向相对钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]或[2]的制造装置，流体喷嘴的流体喷射方向相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]或[2]的制造装置，具有流体喷射方向相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°的流体喷嘴，和喷射方向相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°的流体喷嘴。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]至[5]中任一项的制造装置，沿输出辊道长度方向相隔适当间隔设置多个流体喷嘴。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[6]的制造装置，在输出辊道长度方向的流体喷嘴的设置间隔在5m以上、15m以下。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]至[7]中任一项的制造装置，流体喷嘴的流体喷射方向相对于钢带通过方向或钢带通过反方向的角度α为0°＜α＜90°，使从流体喷嘴喷射的流体射流通过热轧钢带整个宽度上方。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[8]的制造装置，沿输出辊道长度方向相隔适当间隔设置多个流体喷嘴，同时使此多个流体喷嘴的间隔和流体喷射的方向设定为从各流体喷嘴喷射通过热轧钢带整个宽度上方的流体射流的轨迹在热轧钢带面上平面投影得到的假想射流通过线x中，使在沿轧制线长度方向相邻的流体射流通过线x、x端部彼此在沿轧制线长度方向位置一致或重叠。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]至[7]中任一项的制造装置，在轧制线上方设置流体喷嘴，使喷射的流体射流沿轧制线长度方向通过热轧钢带上方，同时在上述流体射流的喷射方向前方的轧制线上方位置设置用于回收流体射流的回收装置的热轧钢带的制造设备。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]至[10]中任一项的制造装置，流体喷嘴的喷射方向具有相对于水平面在上方侧或者下方侧具有倾斜度，此流体喷射方向相对于水平面的倾角β在10°以下。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]至[11]中任一项的的制造装置中，具有从上方对用输出辊道输送的热轧钢带提供冷却水的冷却装置的热轧钢带的制造设备，在输出辊道上方设置有用于从上述冷却水中遮蔽从流体喷嘴喷射的流体射流的遮蔽部件。
一种热轧钢带的制造设备，对于上述[1]至[11]中任一项的制造装置，是具有从上方对用输出辊道输送的热轧钢带提供冷却水的冷却装置的热轧钢带的制造设备，具有用于在流体射流的上方大致平行地喷射遮蔽用流体射流喷嘴，遮蔽用流体射流喷嘴用于从上述冷却水中遮蔽从流体喷嘴喷射的上述流体射流。
图1为表示本发明制造方法中的流体射流喷射方式的一个示例的侧视图。
图2为图1的喷射方式示例的俯视图。
图3为图1的喷射方式示例的正视图。
图4A和图4B为对于使流体射流从输出辊道侧面通过热轧钢带整个宽度上方进行喷射情况，表示流体射流在水平面上喷射方向的说明图。
图5为表示在本发明方法中，从输出辊道上的轧制线上方位置喷射流体射流情况的一个实施方式的俯视图。
图6为图5的实施方式的侧视图。
图7为表示在本发明方法中，流体射流的喷射方向相对于水平面有一定倾斜度情况下的一个实施方式的正视图。
图8为表示用于实施本发明方法的设备的一个实施方式的侧视图。
图9为图8的实施方式的俯视图。
图10为表示在本发明方法中，用流体射流消除钢带前端部分翘曲的过程的说明图。
图11为表示在本发明方法中，用流体射流消除钢带前端侧部分波浪的过程的说明图。
图12为表示在本发明方法中，用流体射流消除钢带后端部分翘曲的过程的说明图。
图13为表示在本发明方法中用流体射流消除钢带后端侧部分波浪的过程的说明图。
图14为用钢带贴付现象的频度整理表示为了调查在本发明方法中的流体射流高度h的理想范围而进行的模拟的结果的曲线图。
图15为用钢带前端高度方向的分散值整理为了调查表示在本发明方法中的流体射流在生产线方向的推力FL的理想范围而进行的模拟的结果的曲线图。
图16为表示用图15模拟的一个示例的图示，表示钢带前端的高度方向速度变化的说明图。
图17为表示用图15模拟的另一个示例的图示，表示钢带前端的高度方向速度变化的说明图。
图18为表示用图15模拟的另一个示例的图示，表示钢带前端的高度方向速度变化的说明图。
图19A到图19D为表示本发明方法中流体射流喷射位置方式的示例的说明图。
图20为表示在本发明方法中，因从输出辊道宽度方向两侧喷射的流体射流而作用于钢带的宽度方向推力Fw的说明图。
图21A和图21B为表示在本发明方法中，使流体射流的轨迹平面投影到热轧钢带面上而得到的假想射流通过线x的说明图。
图22为表示向钢带通过方向喷射的流体射流流速和钢带前端部分的通过速度的关系的说明图。
图23为表示向钢带通过方向喷射的流体射流与向轧制线上方发生位移的钢带前端部分冲撞时作用的力的说明图。
图24为表示向钢带通过方向喷射的流体射流的流速和钢带后端部分通过速度的关系的说明图。
图25为表示向钢带通过方向喷射的流体射流与向轧制线上方发生位移的钢带后端部分冲撞时作用的力的说明图。
图26为由于图25所示的流体射流的作用，钢带后端部分翘曲消除过程的说明图。
图27为由于图25所示的流体射流的作用，钢带后端侧部分波浪消除过程的说明图。
图28为表示在本发明中，在流体射流上方配置遮蔽用流体射流时的一个实施方式的侧视图。
图29为图28的实施方式的俯视图。
图30为表示在本发明中，在流体射流上方配置遮蔽板时的一个图31为图30的实施方式的俯视图。
图32为表示在钢带前端部分发生翘曲和头部折叠情况的说明图。
图33为表示在钢带前端侧部分发生波浪和腰部折叠情况的说明图。
图34为表示在钢带后端部分发生翘曲和尾部折叠情况的说明图。
图35为表示在钢带后端侧部分发生波浪和腰部折叠情况的说明图。
图36为表示在实施现有技术的情况下，因与流体的冲撞在正常通过的钢带前端部分产生的翘曲现象的说明图。
图37A和图37B为表示在实施现有技术的情况下，流体冲撞产生翘曲的钢带前端部分时的现象的说明图。
具体实施例方式
本发明是一种在把热轧机轧制得到热轧钢带用输出辊道输送后，将其卷取在卷取机上的热轧钢带的制造方法，用流体射流矫正(抑制·消除)在输出辊道上通过的热轧钢带向轧制线上方发生的位移(钢带的前端侧部分或后端侧部分的翘曲、波浪等，以下相同)时，在流体射流的喷射方式上具有特点。
图1、图2、图3表示本发明制造方法中的在输出辊道上的流体射流5的喷射方式的一个示例。图1为表示输出辊道和在被其输送的热轧钢带前端部分的侧视图，图2为此图的俯视图，图3为此图的正视图。
在本发明中，在用输出辊道3输送的热轧钢带1上方(上方空间区域)，以不与在轧制线(输出辊道的钢带输送面)上通过的热轧钢带面接触而通过热轧钢带1上方的方式喷射束状流体射流5。从上述轧制线超过规定高度而向上方发生位移的钢带部分100(本实施方式中是钢带前端部分的翘曲)与流体射流5冲撞，矫正钢带部分100的位移(压回到轧制线方向)的方法。其中所谓超过规定高度而向上方发生位移的钢带部分100，是指本实施方式的钢带前端部分的翘曲(参照图32(i))、钢带后端部分的翘曲(参照图34(i))、在钢带前端侧部分和钢带后端侧部分产生的波浪(参照图33(i)和图35(i))等。
采用本发明的话，向轧制线上方产生位移的钢带部分100由于与流体射流5的冲撞而被压回轧制线一侧，由此钢带的位移得到矫正。由于对于向上方位移没有超过规定高度的钢带部分，流体射流5没有接触钢带面，仅仅是完全从钢带上方通过，所以流体射流5的冲撞力没有影响到在轧制线上正常通过的钢带(包括向上方位移没有超过规定高度的钢带部分)。没有产生象现有技术那样因流体射流本身的冲撞造成的钢带位移。
本发明中使用的流体射流5的流体可以是气体、液体、气体和液体的混合物，一般使用水。
本发明中流体射流5在水平面上的喷射方向除了钢带宽度方向(与钢带通过方向垂直的方向)以外，基本上是任意的，也可以向钢带通过方向一侧喷射流体射流5，也可以向钢带通过反方向一侧(与钢带通过方向相反的方向)喷射流体射流5。在前者的情况下，以相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流5，在后者的情况下，以相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流5。
但为了有效而且可靠地消除钢带位移，优选对于钢带前端侧部分钢带的位移，向钢带通过方向一侧喷射流体射流5(也就是以相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流5)。此外优选对于钢带后端侧部分钢带的位移，向钢带通过反方向一侧喷射流体射流5。也就是优选以相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流5。因此特别优选在1个输出辊道中，对钢带1前端侧部分，以相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流5，对钢带1后端侧部分，以相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流5。
图4A和图4B为对于从输出辊道3侧面(包括输出辊道的侧端部附近位置。以下相同)喷射流体射流5，使其通过热轧钢带整个宽度的上方的情况下，表示流体射流5在水平面上的喷射方向。图4A是向钢带通过方向一侧喷射流体射流5的情况，在这种情况下以相对于钢带通过方向的角度α为0°＜α＜90°喷射流体射流5。图4B是向钢带通过反方向一侧喷射流体射流5的情况，在这种情况下以相对于钢带通过反方向的角度α为0°＜α＜90°喷射流体射流5。
流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度α，从流体射流5的冲撞力(在轧制线长度方向上的推力)有效地影响到向轧制线上方发生位移的钢带部分的观点看，优选尽可能小。另一方面，在采用使流体射流5横穿热轧钢带整个宽度上方而通过的方式的情况下，由于随上述角度α变小，通过热轧钢带1上方的流体射流5的长度变长，因而必须提高流体射流5的流速。从以上的观点看，象图4A、图4B那样采用通过热轧钢带整个宽度上方而喷射流体射流5的方式的情况下，使流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度α在5°以上、45°以下，优选在5°以上、15°以下左右是合理的。
在从图1到图4中表示了从输出辊道3侧面喷射流体射流5的方式，但也可以从输出辊道3上的轧制线的上方位置喷射流体射流5。图5和图6是表示它的一个实施方式的图示，图5是俯视图，图6是侧视图。这种情况下，也可以使流体射流5的喷射方向相对轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)成角度α，把流体射流5导向输出辊道3的侧面。作为其他的方式，也可以在流体射流5的喷射方向前方的热轧钢带上方位置设置用于回收流体射流5的回收装置15，用此回收装置15回收流体射流5，可以使流体射流5不掉到热轧钢带面上。上述回收装置15例如可以由图中所示的具有流体射流5可以进入的开口150的管道等构成。
流体射流5的喷射方向也可以相对于水平面在上方侧或者下方侧具有倾斜度。图7表示流体射流5的喷射方向相对于水平面具有倾斜度情况的一个实施方式的正视图。在图1到图4、图5和图6的任何一种方式中，都可以付与这样的流体射流5喷射方向的倾斜度。但是从使流体射流的冲撞力有效地影响向轧制线上方产生位移的钢带部分的观点看，优选流体射流5尽可能接近水平方向。因此优选流体射流5的喷射方向相对于水平面的倾角β为-10°～+10°。
流体射流5的喷射使用流体喷嘴，根据上述的流体射流5的喷射位置和喷射方向，设定流体喷嘴的配置和喷嘴的喷射方向。
图8和图9为表示本发明的用于实施热轧钢带制造方法的设备的一个实施方式的图示。图8为表示热轧机的末机架和它的出口一侧设备的侧视图，图9为此图的俯视图。
在图8、图9中，2是构成热轧机组的精轧机的末机架，3是设在热轧机组出口一侧的输送热轧钢带用的输出辊道，4是对用此输出辊道3输送的热轧钢带1进行卷取的卷取机4。
上述输出辊道3由多根辊道辊构成。此外在此输出辊道3的上面和下面设置有向输送的热轧钢带提供冷却水等冷却用流体的冷却装置(图中没有表示)。在上述卷取机4的入口侧设有用于把在输出辊道3上输送的热轧钢带1夹紧后导入卷取机4的夹送辊16。
在这样的基本设备方式中，在输出辊道3的两侧沿输出辊道长度方向以适当的间隔设置多个流体喷嘴6，可以向输出辊道3上通过的热轧钢带1的上方喷射流体射流5。此外关于配置流体喷嘴6的各种实施方式在后面详细叙述。
各种流体喷嘴6被连接在流体供给系统7上，利用控制此流体供给系统7的控制装置8控制从各流体喷嘴6喷射的流体射流5的流量和喷射的时间等。上述流体供给系统7由加压输送流体用的泵11、调整从此泵11流出的流体流量的流量调整阀12、打开时向流体喷嘴6提供流体的开关阀13、调整流体喷嘴6的角度的驱动器等组成的角度调整机构14等构成。
通过这样的热轧钢带制造设备，把从热轧精轧机的末机架2出来的热轧钢带1导入输出辊道3，用输出辊道3输送，同时被冷却到规定温度，然后用卷取机4卷成卷状。向输出辊道3上通过的热轧钢带1的上方以从图1到图3所示的方式从流体喷嘴6喷射流体射流5。
下面根据图10到图13说明用流体射流5消除热轧钢带位移的过程。
图10表示用流体射流5消除钢带前端部分翘曲的过程。其中翘曲101a变大前，按照本发明条件向钢带通过方向一侧(流体射流5相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°)，从流体喷嘴6喷射流体射流5。在此状态下翘曲101a变大的话，则与流体射流5冲撞(参照图10(i))，由于流体射流5的原因，大体在水平方向上的冲撞力作用在翘曲101a的顶点附近的冲撞点31a。此冲撞力作用有轧制线长度方向的分力(把翘曲101a压向钢带通过方向的分力)和垂直方向分力(把翘曲101a压向轧制线一侧的分力)。其结果如图10(ii)所示，翘曲101a被压向钢带的通过方向，同时压回到轧制线一侧(垂直方向)，这样如图10(iii)所示，翘曲101a被消除，达到稳定通过的状态。其中由于流体射流5以规定的高度完全流过热轧钢带1的上方，没有与在它下面通过的钢带部分接触，也没有把正常通过的钢带部分压入输出辊道3的辊道辊之间。因此可以可靠而且有效地抑制·消除翘曲。
图11表示用流体射流5消除钢带前端侧部分的波浪的过程。其中，波浪103a变大前，按照本发明条件，向钢带通过方向一侧(流体射流5相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°)，从流体喷嘴6喷射流体射流5。在此状态下波浪103a变大的话，则与流体射流5冲撞(参照图11(i))，由于流体射流5的原因，大体在水平方向上的冲撞力作用在波浪翘曲103a的顶点附近的冲撞点31a。此冲撞力作用有轧制线长度方向的分力(把波浪103a压向钢带通过方向的分力)和垂直方向分力(把波浪103a压向轧制线一侧的分力)。其结果，如图11(ii)所示，波浪103a被压向钢带的通过方向，同时压回到轧制线一侧(垂直方向)，这样如图11(iii)所示，波浪103a被消除，达到稳定通过的状态。其中，也是由于流体射流5以规定的高度完全流过热轧钢带5的上方，没有与在它下面通过的钢带部分接触，也没有把正常通过的钢带部分压入输出辊道3的辊道辊之间。因此可以可靠而且有效地抑制·消除波浪。
图12表示用流体射流5消除钢带后端部分翘曲的过程。其中，翘曲101b变大前，按照本发明条件，向钢带通过反方向一侧(流体射流5相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°)，从流体喷嘴6喷射流体射流5。在此状态下翘曲101b变大的话，则与流体射流5冲撞(参照图12(i))，由于流体射流5的原因，大体在水平方向上的冲撞力作用在翘曲101b的顶点附近的冲撞点31b。此冲撞力作用有轧制线长度方向的分力(把翘曲101b压向钢带通过反方向的分力)和垂直方向分力(把翘曲101b压向轧制线一侧的分力)。其结果如图12(ii)所示，翘曲101b被压向钢带的通过反方向，同时压回到轧制线一侧(垂直方向)，这样如图12(iii)所示，翘曲101b被消除，达到稳定通过的状态。其中，也是由于流体射流5以规定的高度完全流过热轧钢带5的上方，没有与在它下面通过的钢带部分接触，也没有把正常通过的钢带部分压入输出辊道3的辊道辊之间。因此可以可靠而且有效地抑制·消除翘曲。
图13表示用流体射流5消除钢带后端侧部分的波浪的过程。其中波浪103b变大前，按照本发明条件，向钢带通过反方向一侧(流体射流5相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°)，从流体喷嘴6喷射流体射流5。在此状态下波浪103b变大的话，则与流体射流5冲撞(参照图13(i))，由于流体射流5的原因，大体在水平方向上的冲撞力作用在波浪翘曲103b的顶点附近的冲撞点31b。此冲撞力作用有轧制线长度方向的分力(把波浪103b压向钢带通过反方向的分力)和垂直方向分力(把波浪103b压向轧制线一侧的分力)。其结果如图13(ii)所示，波浪103b被压向钢带的通过反方向，同时压回到轧制线一侧(垂直方向)，这样如图13(iii)所示，波浪103b被消除，达到稳定通过的状态。其中，也是由于流体射流5以规定的高度完全流经热轧钢带1的上方，没有与在它下面通过的钢带部分接触，也不会把正常通过的钢带部分压入输出辊道3的辊道辊之间。因此可以可靠而且有效地抑制·消除波浪。
下面对本发明特别理想的实施方式进行说明。
在本发明中为了特别有效地矫正钢带的位移，优选使通过热轧钢带上方的流体射流5的中心线距轧制线的高度(图1、图3、图7中所示的高度h)在50mm以上、450mm以下，更优选在50mm以上、小于200mm。
此外从同样的观点看，优选通过热轧钢带上方的流体射流5的用下述(1)式定义的轧制线方向推动力FL为10kgf以上、50kgf以下。
FL＝[ρA(νcos(π×α/180)-u)2]/9.8……(1)其中ρ构成流体射流的流体密度(kg/m3)A流体射流喷嘴的喷嘴口截面面积(m2)ν流体射流的速度(m/sec)u热轧钢带的输送速度(m/sec)α流体射流的喷射方向相对于钢带通过方向的角度(°)向钢带通过方向一侧(0°≤α＜90°)喷射的流体射流5与向轧制线上方发生位移的钢带部分冲撞时，此生产线方向推力FL是由于流体射流5而作用于此钢带部分的轧制线长度方向的推力(冲撞力)。由于此推力造成的垂直方向的力把在轧制线上发生位移的钢带部分在垂直方向(轧制线一侧)上压回。
通过本发明人进行的模拟试验搞清了上述本发明的理想条件，下面对此试验结果进行说明。
本发明人用多体系动力学(Multibody-Dynamics多体系动力学)进行了热轧钢带在输出辊道上通过情况的模拟试验。在此模拟试验中，使通过热轧钢带上方的流体射流的中心线距轧制线的高度(下面称为“流体射流高度h”)和上述生产线方向推力FL发生各种变化，再现了钢带的通过情况(钢带发生位移的情况)。
模拟条件如下。
·输出辊道的设备规格辊道辊间距420mm辊道辊直径375mm·流体射流的喷射方式如图21A所示，喷射流体射流，使流体射流通过的钢带上方的区域在钢带长度方向上连续·钢带的通过速度(精轧机末机架的轧制速度)690m/分钟·热轧钢带宽度650mm·热轧钢带厚度1.2mm·热轧钢带长度1000mm(假设前端1m的通过解析)·模拟区间到通过末机架后的35m之前首先对流体射流高度h在50mm到500mm范围内，每50mm的各流体射流高度h，以10kgf的间隔使生产线方向推力FL在从10kgf到100kgf的范围内变化的条件下进行模拟。其结果表明，流体射流高度h在一定高度以上的话，流体射流对钢带前端部分的翘曲的作用几乎是无效的，此外即使流体射流的高度是得到流体射流对翘曲的抑制效果的高度，也存在翘曲的钢带部分贴付在流体射流下面的现象(下面称为“贴付现象”)容易产生的流体射流高度h的范围。这样的贴付现象容易成为造成热轧钢带头部折叠等的事故的原因，此外即使在不至于形成头部折叠等的情况下，钢带前端等的贴付被带到卷取机入口一侧的话，会成为发生钢带前端不能被卷取机入口侧的夹送辊顺利咬入事故的原因。
图14是表示其结果的图示，是用上述贴付现象的频率整理表示模拟结果的图示。此贴付频率是指在各模拟区间即使一只产生一次贴付现象的情况就记为“有贴付”，是“有贴付”的模拟数相对于各流体射流高度h的总模拟数的比例(％)。
根据图14，首先流体射流高度h在500mm时完全不发生贴付，但是这表示由于钢带的翘曲没有大到500mm以上，把流体射流高度h设定在500mm以上，翘曲与此流体射流不发生冲撞，因此流体射流5对抑制翘曲是无效的。
另一方面，流体射流h在450mm以下时，翘曲与流体射流冲撞，但在从200mm到450mm范围内产生贴付现象，特别是在300mm到450mm范围内的频率较高。与此相反，流体射流高度h在小于200mm(50mm以上)范围内完全不产生贴付现象。认为这是由于流体射流高度h在200mm以上的话，在翘曲变大到一定程度的阶段，则与流体射流5冲撞，在翘曲产生的提升力和推力成平衡状态，因而容易产生贴付现象，与此相反，在流体射流高度小于200mm时，由于在翘曲变得还不太大的阶段与流体射流5冲撞，也就是在翘曲产生的提升力较小的阶段与流体射流5冲撞的原因。
从以上的结果可知，为了使发生位移的钢带部分可靠地与流体射流冲撞，使流体射流的高度h在450mm以下是适合的，此外，为了抑制钢带向流体射流下面的贴付现象，优选使流体射流高度h在250mm以下，更优选小于200mm是合适的。此外流体射流高度h过低的话，流体射流与在输出辊道上稳定通过的钢板部分(包括向上方发生在规定高度以下位移的钢带部分)冲撞，或者存在落在热轧钢带上的危险。从此观点看，流体射流高度h适合在50mm以上。
根据以上原因，为了恰当控制钢带向轧制线上方发生的位移，使钢带稳定通过，使流体射流高度h在50mm以上、450mm以下，优选在50mm以上、小于200mm是适当的。此外在从流体射流喷嘴6在大体水平方向喷射流体射流5的情况下，使流体喷嘴6的喷嘴口中心距轧制线的高度在50mm以上、450mm以下，优选在50mm以上、小于200mm。
然后在使流体射流高度h为一定的条件下，用模拟试验研究了生产线方向推力FL对钢带通过状态的影响。在此试验中，根据图14的结果，在流体射流高度h为100mm情况下，使生产线方向推力FL在10kgf到90kgf范围内变化，研究了钢带前端的偏离程度(前端高度方向的速度)。把它的结果表示在图15中，此外把生产线方向推力FL为30kgf、50kgf、70kgf的各种情况下钢带前端高度方向速度变化的模拟结果表示在图16到图18中。此外图15中表示的“前端高度方向速度的方差”用下式定义，n＝2401(其中在图16到图18中仅表示其中的一部分)，各数据的时间间隔为0.0125秒。
方差σ2=Σi=1n(vi-vo)2/n]]>其中i数据号vii号的钢带前端高度方向速度n数据总数vo钢带前端高度方向速度的平均值 根据图15，生产线方向推力FL在50kgf以下的情况下，钢带前端高度方向速度的方差值非常小，可知钢带前端不产生大的偏离(参照图16和图17)。与此相反，生产线方向推力FL超过50kgf的话，钢带前端高度方向速度的方差值急剧增加，可知钢带前端产生非常大的偏离(参照图18)。这是由于，生产线方向推力变成超过50kgf的的话，在与其冲撞的钢带前端部分产生大的反作用，因此产生大的偏离。这样大的偏离与前面所述的贴付一样，容易成为产生钢带头部折叠的原因，此外即使在不至于形成头部折叠的情况下，也容易成为引起向卷取机顺利卷取的障碍的原因。从以上结果可知生产线方向推力FL适合在50kgf以下范围。生产线方向推力FL在小于10kgf时，不能充分得到按压发生位移的钢带部分的作用。
因此为了恰当控制钢带向轧制线上方的位移，使钢带稳定通过，使生产线方向推力FL在10～50kgf是适当的。
通过使生产线方向推力FL在此范围，而且使流体喷嘴高度h在上述范围，可以最有效地抑制钢带的位移，可以实现热轧钢带最稳定的通过状态。
在本发明中流体射流5的喷射位置的方式是任意的，也就是流体喷嘴6的配置方式是任意的，可以在钢带可能产生位移的位置上设置必要数量的流体喷嘴，进行流体射流5的喷射。
因此例如在热轧钢带1上容易产生翘曲和波浪的位置明确的情况下，也可以只在1个位置设置流体喷嘴6。
在多个位置配置流体喷嘴6的情况下，例如可以采用以下的配置方式。
(A)在输出辊道3宽度方向两侧(包括输出辊道3的侧端部附近的两侧位置)，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6，同时以输出辊道3为中心对称配置输出辊道两侧的流体喷嘴6。
(B)在输出辊道3宽度方向两侧(包括输出辊道的侧端部附近的两侧位置)，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6，同时使输出辊道两侧的流体喷嘴6的配置间隔相互偏离1/2间距，以输出辊道3为中心进行不对称配置。
(C)仅在输出辊道3宽度方向单侧(包括输出辊道的侧端部附近的单侧位置)，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6。
(D)在输送辊道3上的钢带轧制线上方位置，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6。
当然，也可以在1个输出辊道3中，把上述从(A)到(D)的配置方式组合使用。
图19A到图19D为表示上述(A)到(D)的各种方式的俯视图。
图19A是表示上述(A)方式的图示，在输出辊道3(图中没有表示，以下相同)宽度方向两侧，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6，同时以输出辊道为中心对称配置输出辊道两侧的流体喷嘴6。设定流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度α，使流体射流5通过热轧钢带1整个宽度的上方。设置流体喷嘴6的输出辊道宽度方向两侧位置是包括输出辊道3的两侧端部附近的侧面，只要是比输出辊道面高的位置就可以。
在象这样把输出辊道宽度方向两侧的流体喷嘴6以输出辊道3为中心对称配置的情况下，必须使从两个流体喷嘴6喷射的流体射流不交叉而相互干扰(冲撞)，为此要进行对从流体喷嘴6喷射的流体射流的高度和相对于水平面的角度β设置差别等调整。
图19B是表示上述(B)方式的图示，在输出辊道3宽度方向两侧，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6，同时使输出辊道两侧的流体喷嘴6的配置间隔相互偏离1/2间距，以输出辊道3为中心进行不对称配置。设定流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度α，使流体射流5通过热轧钢带1整个宽度的上方。设置流体喷嘴6的输出辊道宽度方向两侧的位置是包括输出辊道3的两侧端部附近的侧面，只要是比输出辊道面高的位置就可以。
在此方式中，使对应输出辊道单位长度的流体喷嘴6的设置个数与上述(A)方式相同的情况下，由于可以使流体喷嘴6在输出辊道长度方向上的配置间隔为1/2，所以可以提高通过热轧钢带1上方的流体射流5的存在密度。
图19C是表示上述(C)方式的图示，仅在输出辊道3宽度方向单侧，沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6。设定流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度α，使流体射流5通过热轧钢带1整个宽度的上方。设置流体喷嘴6的输出辊道宽度方向两侧位置是包括输出辊道3的两侧端部附近的侧面，只要是比输出辊道面高的位置就可以。
图19D是表示上述(D)方式的图示，在输送辊道3上的钢带轧制线上方位置沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6，使流体射流5的喷射方向大体为轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)。在此种情况下，如图5和图6所示，也可以使流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)具有角度α，把流体射流5导向输出辊道3的侧面，也可以在各流体射流5的喷射方向前方的热轧钢带上方位置，设置用于回收流体射流5的回收装置15，用此回收装置15回收流体射流5。
在输出辊道宽度方向两侧沿输出辊道长度方向相距适当间隔设置多个流体喷嘴6，通过控制装置8对它们进行灵活使用，因此可以有选择地实施上述从(A)到(D)的方式。
在上述从(A)到(D)的方式中，在流体射流5的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)具有角度α的情况下，流体射流5冲撞于向轧制线上方发生位移的钢带部分，在热轧钢带1上作用有向宽度方向的推力，此推力有可能使热轧钢带1产生蛇行等不稳定的行进现象。因此为了不产生这样的不稳定行走现象，可以说与仅在输出辊道宽度方向单侧喷射流体射流5的上述(C)方式相比，在输出辊道宽度方向两侧喷射流体射流5的上述(A)、(B)方式和在轧制线上方位置大体沿轧制线长度方向喷射流体射流5的上述(D)方式是更为理想的方式。
此外在从输出辊道宽度方向两侧喷射流体射流5的上述(A)、(B)方式中，为了更可靠地抑制因流体射流5的冲撞，使热轧钢带1受到的向钢带宽度方向的推力造成的不稳定行进的现象，如图20所示，从夹着输出辊道而相对的位置(以输出辊道为中心，包括不对称的位置)进行喷射，而相对使通过热轧钢带上方的流体射流5的用下述(2)式定义的宽度方向推力FW大体相等，而进行流体射流的喷射。
FW＝[ρA(νsin(π×α/180))2]/9.8……(2)其中ρ构成流体射流的流体密度(kg/m3)A流体射流喷嘴的喷嘴口截面面积(m2)ν流体射流的速度(m/sec)α流体射流的喷射方向相对于沿轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度(°)由此，从输出辊道宽度方向两侧喷射的流体射流5冲撞在向轧制线上方产生位移的钢带部分时，由此冲撞而作用于钢带宽度方向的推力均衡，因此可以更可靠地防止热轧钢带1的不稳定行走。
图20例示说明了上述(A)方式(图19A的方式)，而象上述(B)方式(图19B的方式)那样，从以输出辊道为中心不对称而相对的位置喷射的流体射流5也是一样的。
钢带部分从输出辊道上的轧制线向上方发生位移的现象(翘曲、波浪等)在输出辊道长度方向上的什么地方发生是不知道的。因此为了达到钢带部分在任何地方发生位移也能应对，优选流体射流5通过钢带上方的区域在钢带长度方向上是连续的。也就是如图21A所示，优选在沿输出辊道长度方向相隔适当间隔的多个部位进行流体射流5的喷射(例如参照图19A到图19D)，同时使通过热轧钢带1整个宽度上方的流体射流5的轨迹在热轧钢带面上平面投影得到的假想射流通过线x中，在轧制线长度方向上相邻的射流通过线x、x端部彼此(也就是x1和x2的端部、x2和x3的端部…)在轧制线长度方向上位置一致(即端部彼此重合)或重叠。在此实施方式中，射流通过线x2和x3的端部彼此仅重叠用y表示的长度部分。在设备上设定沿输出辊道长度方向相隔适当间隔配置的多个流体喷嘴6的配置间隔和流体喷射的方向，以实现上述要求。通过象上述那样在热轧钢带1上方喷射流体射流5，无论钢带部分在输出辊道长度方向上的什么位置产生位移，流体射流5都可以可靠地冲撞此发生位移的钢带部分。图21A例示说明了上述(C)方式，(A)、(B)、(D)等其他方式的情况也相同。
在沿输出辊道长度方向相隔适当间隔的多个部位进行流体射流的喷射时，流体射流的喷射位置间隔(流体喷嘴的设置间隔)没有特别的限制。为了满足上述图21A所示的方式，一般适合选择5m到15m，优选5m到12m左右。
此外图21B是使通过热轧钢带1整个宽度上方的流体射流5的轨迹在热轧钢带面上平面投影得到的假想射流通过线x中，在沿轧制线长度方向相邻的射流通过线x、x端部彼此(也就是x1和x2的端部彼此、x2和x3的端部彼此…)在轧制线长度方向上位置一致或重叠的实施方式。这种情况下优选使射流通过线x、x端部之间的间隔z在5m以下。这是因为一般翘曲等的钢带部分发生的位移一旦利用流体射流5的冲撞矫正(消除)后，大多在通过5m以上后再次发生。
在本发明中，向钢带通过方向一侧喷射流体射流5的情况下，也就是喷射流体射流5，使流体射流5相对钢带通过方向的角度为α为0°≤α＜90°的情况下，优选使通过热轧钢带上方的流体射流5的轧制线长度方向速度分量比热轧钢带1通过速度大。使通过热轧钢带1前端侧部分上方的流体射流5的轧制线长度方向速度分量比热轧钢带1通过速度大特别有效。也就是如图22所示，设热轧钢带1的通过速度为VSF(向量)，流体射流5的流速为VFF(向量)的话，使流体射流5的流速VFF轧制线长度方向(钢带通过方向)分量VFF1的绝对值比热轧钢带1通过速度VSF的绝对值大。这样如图23所示从轧制线向上方发生位移的钢带部分100(钢带前端部分的翘曲)与流体射流5冲撞时(图中31a为冲撞点)，向钢带通过方向的推力FFH(向量)和垂直向下的按压力FFV(向量)作用在钢带部分100上。此外钢带部分100是波浪的情况也一样。通过向钢带部分100施加了这样的作用力，在象前面图10和图11说明的过程中，翘曲和波浪被消除。
另一方面在本发明中，向热轧钢带1的后端侧部分上方喷射流体射流5时，也就是在使流体射流5相对钢带通过方向的角度为α为0°≤α＜90°，而向热轧钢带1的后端侧部分上方喷射流体射流5的情况下，优选使通过热轧钢带1后端侧部分上方的流体射流5的轧制线长度方向速度分量比热轧钢带通过速度小。也就是如图24所示，设钢带后端部分在输出辊道上通过时的热轧钢带1通过速度为VSR(向量)，流体射流5流速为VFR(向量)的话，使流体射流5的流速VFR的轧制线长度方向(钢带通过方向)分量VFR1的绝对值比热轧钢带1通过速度VSR的绝对值小。这样如图25所示离开轧制线向上方发生位移的钢带部分100(钢带后端部分的翘曲)与流体射流5冲撞(图中31b为冲撞点)时，与钢带通过方向相反的方向的阻力FRH(向量)和垂直向下的按压力FRV(向量)作用在钢带部分100上。此外钢带部分是波浪的情况也一样。
图26表示利用上述流体射流5消除钢带后端部分翘曲的过程。其中在翘曲101b变大前，按照本发明条件，向钢带通过方向一侧(流体射流5相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°)，从流体喷嘴6喷射流体射流5。在此状态下翘曲101b变大的话，则与流体射流5冲撞(参照图26(i))，由于流体射流5的原因，大体在水平方向上的冲撞力作用在翘曲101b的顶点附近的冲撞点31b。此冲撞力作用有轧制线长度方向的分力(把翘曲101b压向钢带通过反方向的分力)和垂直方向分力(把翘曲101b压向轧制线一侧的分力)。其结果，如图26(ii)所示，翘曲101b在向热轧钢带通过方向移动的同时，被压向钢带通过反方向，它的顶端峰部位置降低。这样抑制翘曲101b变大，最终如图26(iii)所示，翘曲被消除，达到稳定通过的状态。其中由于流体射流5以规定的高度完全流过热轧钢带1的上方，没有与在它下面通过的钢带部分接触，也不会把正常通过的钢带部分压入输出辊道3的辊道辊之间。因此可以可靠而且有效地抑制·消除翘曲。
图27表示利用上述流体射流5消除钢带后端侧部分的波浪的过程。其中，在波浪103b变大前，按照本发明条件，向钢带通过方向一侧(流体射流5相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°)，从流体喷嘴6喷射流体射流5。在此状态下，波浪103b变大的话，则与流体射流5冲撞，如图27(i)所示，由于流体射流5的原因，大体在水平方向上的冲撞力作用在翘曲103b的顶点附近的冲撞点31b。此冲撞力作用有轧制线长度方向的分力(把波浪103b压向钢带通过反方向的分力)和垂直方向分力(把翘曲103b压向轧制线一侧的分力)。其结果，如图27(ii)所示，波浪103b在向热轧钢带通过方向移动的同时，被压向钢带通过反方向，它的波浪顶点降低。这样抑制波浪103b变大，最终如图27(iii)所示，波浪被消除，达到稳定通过的状态。其中由于流体射流5以规定的高度完全流过热轧钢带1的上方，没有与在它下面通过的钢带部分接触，也不会把正常通过的钢带部分压入输出辊道3的辊道辊之间。因此可以可靠而且有效地抑制·消除波浪。
从上述各点可以看出，在实施本发明方法时，优选使通过热轧钢带1前端侧部分上方的流体射流5的轧制线长度方向分量大于热轧钢带1通过速度，使通过热轧钢带1后端侧部分上方流体射流5的轧制线长度方向分量小于热轧钢带1通过速度。
对上述流体射流5的轧制线方向速度分量VFF1和VFR1的调整例如可以通过改变图8所示的流量调整阀12的开口度来进行喷射速度VFF和VFR的调整。此外利用角度调整机构14变更流体射流5的喷射角度α也可以进行调整。
利用本发明方法在热轧钢带1上方喷射流体射流5的时间和期间没有特别的限制，但是如前所述，在热轧钢带1以无张力的状态在输出辊道上通过期间，一般担心产生翘曲和波浪等不稳定的钢带位移。因此优选在热轧钢带的前端部分和后端部分在输出辊道上通过的期间进行流体射流5的喷射。
此外流体射流5的喷射时间也可以配合热轧钢带1前端部分或后端部分的通过，从最接近精轧机末机架2的喷射位置(流体喷嘴6)顺次进行流体射流5的喷射，但是流体供应量没有问题的话，从所有的喷射位置同时喷射流体射流5最简便，而且从效果上看最可靠。
另一方面，在流体供应量有限的情况下，和例如仅以抑制·消除翘曲为目的的情况下，也可以配合热轧钢带1前端部分或后端部分的通过，从最接近精轧机末机架2的喷射位置顺次进行流体射流5的喷射，而且在其通过后顺次停止流体射流5的喷射。
优选流体射流5尽可能不扩散到远距离，始终以同一截面形状到达。从此点看优选使流体射流5的喷嘴前端流速在30m/sec以上。其中，由于一般热轧生产线中钢带通过速度在10m/sec左右，所以此流体射流5的流速为钢带通过速度的大约3倍以上。
向用输出辊道输送的热轧钢带提供冷却水，进行热轧钢带1的冷却，但是由于从上方提供冷却水，流体射流5的流速有可能减弱。为了防止这一点，优选在流体射流5的上方配置用于从上述冷却水中遮蔽流体射流的遮蔽体。
此遮蔽体例如可以由(a)在流体射流5上方配置的遮蔽部件、(b)大体与流体射流5平行而流经流体射流5上方的遮蔽用流体射流构成。在后者的情况下，使用可以在流体射流5的上方大体平行地喷射遮蔽用流体射流的遮蔽用流体喷嘴。
图28和图29为表示上述(b)的情况的一个实施方式的图示，图28为侧视图，图29为俯视图。
在图中，20是从输出辊道3上方，向通过中的热轧钢带1提供冷却水21的层流冷却器。在流体喷嘴6上方，为了从层流冷却器20提供的冷却水21中遮蔽流体射流5，而设置用于在流体射流5的正上方大体平行喷射遮蔽用流体射流18的第2流体喷嘴17。
在从流体喷嘴6喷射的流体射流5的正上方，由于从上述第2流体喷嘴17喷射的遮蔽用流体射流18，从层流冷却器20喷射的冷却水21被遮蔽用流体射流18遮挡，因而不直接与流体射流5冲撞。因此可以防止流体射流5的流速衰减。
遮蔽用流体射流18可以在流体射流5上方在多个区段上喷射多条，或与流体射流5的射流宽度一致并列喷射多条。
此外由于流体射流5和它的正上方的遮蔽用流体射流18作为射流是大体相同的，所以按照本发明条件喷射遮蔽用流体射流11，也可以与流体射流5一样有利于钢带通过的稳定性。
图30和图31为上述(a)情况的一个实施方式的图示，图30为侧视图，图31为俯视图。
在图中为了从层流冷却器20提供的冷却水中遮蔽从流体喷嘴6喷射的流体射流5，而在流体射流5的正上方设置遮蔽板19。由于通过设置这样的遮蔽板19，从层流冷却器20喷射的冷却水被遮蔽板19遮蔽，因而不直接与流体射流5冲撞。因此可以防止流体射流5的流速衰减。
此外可以使遮蔽板19在水平方向可以移动，在制造不使用流体射流5的板厚比较厚的热轧钢带的情况下，可以把遮蔽板19从输出辊道3的上面移开。
上面对本发明理想的实施方式进行了说明，而在输出辊道上钢带发生翘曲和波浪等不稳定的位移，主要是在板厚2.0mm以下薄热轧钢带中表现显著，因此本发明适合用于这样的薄热轧钢带的制造。
产业上利用的可能性本发明是用于在热轧生产线上制造热轧钢带的制造方法和制造设备。采用本发明的话，可以使钢带在输出辊道上稳定行进，可以防止钢带向轧制线上方发生过大位移和由此引起的头部折叠、尾部折叠等。
权利要求
1.一种热轧钢带的制造方法，用输出辊道输送热轧机轧制得到热轧钢带后，将其卷取到卷取机上，其特征在于，在用所述输出辊道输送的热轧钢带的上方，以不与通过轧制线(输出辊道的钢带输送面)上的热轧钢带面接触而通过热轧钢带的上方的方式喷射流体射流，使超过所述轧制线规定高度而位移至上方的钢带部分与所述流体射流冲撞，矫正此钢带部分的位移。
2.如权利要求1所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使通过热轧钢带上方的流体射流中心线距轧制线的高度为50mm以上、450mm以下。
3.如权利要求1所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使通过热轧钢带上方的流体射流中心线距轧制线的高度为50mm以上、200mm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，通过热轧钢带上方的流体射流的用下述(1)式定义的生产线方向推动力FL为10kgf以上、50kgf以下，FL＝[ρA(vcos(×α/180)-u)2]/9.8……(1)其中ρ构成流体射流的流体密度(kg/m3)A流体喷嘴的喷嘴口截面面积(m2)v流体射流的速度(m/sec)u热轧钢带的通过速度(m/sec)α流体射流的喷射方向相对于钢带通过方向的角度(°)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流。
6.如权利要求5所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使通过热轧钢带上方的流体射流沿轧制线长度方向的速度分量比热轧钢带的通过速度大。
7.如权利要求5所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使通过热轧钢带前端侧部分的上方的流体射流沿轧制线长度方向的速度分量比热轧钢带的通过速度大，使通过热轧钢带后端侧部分上方的流体射流沿轧制线长度方向的速度分量比热轧钢带的通过速度小。
8.如权利要求1至4中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流。
9.如权利要求1至4中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，对热轧钢带的前端侧部分，使相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流，对热轧钢带的后端侧部分，使相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°而喷射流体射流。
10.如权利要求1至9中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，在沿输出辊道长度方向相隔适当间隔的多个部位喷射流体射流。
11.如权利要求10所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，沿输出辊道长度方向的流体射流的喷射位置间隔为5～15m。
12.如权利要求1至11中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，通过使流体射流的喷射方向相对于钢带通过方向或钢带通过反方向的角度α为0°＜α＜90°，使流体射流通过热轧钢带整个宽度的上方。
13.如权利要求12所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，在沿输出辊道长度方向相隔适当的间隔的多个部位喷射流体射流，同时在使通过热轧钢带整个宽度上方的流体射流的轨迹在热轧钢带面上平面投影得到的假想射流通过线x中，使在轧制线长度方向上相邻的射流通过线x、x端部彼此在轧制线长度方向位置上一致或重叠。
14.如权利要求1至13中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，从输出辊道宽度方向两侧进行流体射流的喷射，同时从夹着输出辊道而相对的位置(以输出辊道为中心，包括不对称的位置)进行喷射，使通过热轧钢带上方的流体射流的用下述(2)式定义的宽度方向推动力FW大体相等，而进行流体射流的喷射，FW＝[ρA(vsin(π×α/180))2]/9.8……(2)其中ρ构成流体射流的流体密度(kg/m3)A流体喷嘴的喷嘴口截面面积(m2)v流体射流的速度(m/sec)α流体射流的喷射方向相对于轧制线长度方向(钢带通过方向或钢带通过反方向)的角度(°)。
15.如权利要求1至11中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，使流体射流沿轧制线长度方向通过热轧钢带的上方，同时在此流体射流喷射方向前方的热轧钢带上方位置回收流体射流。
16.如权利要求1至15中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，流体射流的喷射方向相对于水平面在上方侧或下方侧具有倾斜度，此流体射流的喷射方向相对于水平面的倾角β在10°以下。
17.如权利要求1至16中任一项所述的热轧钢带的制造方法，从上方提供冷却水，对用输出辊道输送的热轧钢板进行热轧钢带的冷却，其特征在于，在所述流体射流的上方配置用于从所述冷却水中遮蔽流体射流的遮蔽件。
18.如权利要求17所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，遮蔽件是配置在流体射流上方的遮蔽部件。
19.如权利要求17所述的热轧钢带的制造方法，其特征在于，遮蔽件是与此流体射流大体平行流经流体射流上方的遮蔽用流体射流。
20.一种制造热轧钢带的设备，具有热轧机组、设在此热轧机组出口侧的输送热轧钢带用的输出辊道、和对用此输出辊道输送的热轧钢带进行卷取的卷取机，其特征在于，在输出辊道的侧面或上方具有流体喷嘴，其可以在用所述输出辊道输送的热轧钢带的上方，以不与通过轧制线(输出辊道的钢带输送面)上的热轧钢带面接触而通过热轧钢带的上方的方式喷射流体射流，而且此流体喷嘴的喷嘴口中心距轧制线的高度为50mm以上、450mm以下。
21.如权利要求20所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，流体喷嘴的喷嘴口中心距轧制线的高度为50mm以上、小于200mm。
22.如权利要求20或21所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，流体喷嘴的流体喷射方向相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°。
23.如权利要求20或21所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，流体喷嘴的流体喷射方向相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°。
24.如权利要求20或21所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，具有流体喷射方向相对于钢带通过方向的角度α为0°≤α＜90°的流体喷嘴，和流体喷射方向相对于钢带通过反方向的角度α为0°≤α＜90°的流体喷嘴。
25.如权利要求20至24中任一项所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，沿输出辊道长度方向相隔适当的间隔设置多个流体喷嘴。
26.如权利要求25所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，在输出辊道长度方向上的流体喷嘴的设置间隔为5～15m。
27.如权利要求20至25中任一项所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，流体喷嘴的流体喷射方向相对于钢带通过方向或相对于钢带通过反方向的角度α为0°＜α＜90°，从流体喷嘴喷射的流体射流通过热轧钢带整个宽度的上方。
28.如权利要求27所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，沿输出辊道长度方向相隔适当的间隔设置多个流体喷嘴，同时设定此多个流体喷嘴的间隔和流体喷射方向，以使在从各流体喷嘴喷出而通过热轧钢带整个宽度的上方的流体射流的轨迹在热轧钢带面上平面投影得到的假想射流通过线x中，在轧制线长度方向上相邻的射流通过线x、x端部彼此在轧制线长度方向位置上一致或重叠。
29.如权利要求20至26中任一项所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，在轧制线的上方设置流体喷嘴，以使喷射的流体射流沿轧制线长度方向通过热轧钢带的上方，同时在此流体射流喷射方向前方的轧制线上方位置设置用于回收流体射流的回收装置。
30.如权利要求20至29中任一项所述的制造热轧钢带的设备，其特征在于，流体射流的喷射方向相对于水平面在上方侧或下方侧具有倾斜度，此流体喷射方向相对于水平面的倾角β在10°以下。
31.如权利要求20至30中任一项所述的制造热轧钢带的设备，具有从上方对用输出辊道输送的热轧钢板提供冷却水的冷却装置，其特征在于，在输出辊道的上方设置用于从所述冷却水中遮蔽从流体喷嘴喷出的流体射流的遮蔽部件。
32.如权利要求20至30中任一项所述的制造热轧钢带的设备，具有从上方对用输出辊道输送的热轧钢板提供冷却水的冷却装置，其特征在于，具有用于在所述流体射流的上方大体平行地喷射遮蔽用流体射流的流体喷嘴，此遮蔽用流体射流用于从所述冷却水中遮蔽从流体喷嘴喷出的流体射流。
全文摘要
本发明涉及一种在热轧生产线上的热轧钢带的制造方法。本发明的目的是使钢带在输出辊道上稳定通过，防止钢带在轧制线上方发生过大位移和由此引起头部折叠、尾部折叠等。在本发明方法中，在用输出辊道输送的热轧钢带上方，以与在轧制线(输出辊道的钢带输送面)上通过的热轧钢带面不接触而通过热轧钢带上方的方式喷射流体射流。从所述轧制线超过规定高度而向上方发生位移的钢带部分与所述流体射流冲撞，此钢带部分的位移被矫正。由于流体射流与正常通过的热轧钢带不接触而通过其上方，所以可以恰当地防止流体射流本身造成的钢带部分的位移。
文档编号B21B45/02GK1671491SQ0381808
公开日2005年9月21日 申请日期2003年8月20日 优先权日2002年8月27日
发明者青江信一郎, 小林正树, 林宏优, 汤浅大二郎, 富山政治 申请人:杰富意钢铁株式会社