CN104768666B - 喷嘴头、冷却装置、热轧钢板的制造装置、以及热轧钢板的制造方法 - Google Patents

Abstract

在对高温的目标物喷射加压水的喷嘴头中，提供一种能够抑制由于来自该高温的目标物的辐射热所引起的、操作时的喷射喷嘴所具备的部件因热而变形或损伤的喷嘴头。在用于对作为目标的对象喷射水的喷嘴头中，具备：供给加压水的头；从头被供给加压水并且喷射该加压水的一个或者多个喷射喷嘴；以及与喷射喷嘴的至少一个接触安装的除热构造体，除热构造体具备制冷剂流路，对该除热构造体本身以及喷射喷嘴进行冷却的冷却介质在该制冷剂流路通过。

Description

喷嘴头、冷却装置、热轧钢板的制造装置、以及热轧钢板的制 造方法

技术领域

本发明涉及向目标物喷射水的喷嘴头、具备该喷嘴头的冷却装置、热轧钢板的制造装置、以及使用了喷嘴头的热轧钢板的制造方法，尤其适用于与目标物即热轧钢板等高温物体接近地喷射水。

这里，“喷嘴头”的意思是：具备供给加压水的头、以及与头连接而喷射被供给的加压水的喷射喷嘴的构造体。

背景技术

作为为了提高钢材的机械特性而使钢的结晶粒极细粒化的技术，提出有以下方法，即：在制造热轧钢板时，在精轧时以高压下率轧制，对刚刚经过精轧的钢板进行急冷的方法。与此相关，例如如专利文献1公开的冷却装置所示，正在推进一种兼得高冷却速度与均匀的冷却(冷却均匀性)的技术的开发(下面，有时将在精轧之后立即进行急冷称为“(进行)直后急冷”、将用于直后急冷的冷却装置称为“(轧制)直后急冷装置”。)。

这里，在实际的热轧钢板制造线中，并不是仅仅制造使上述的结晶粒极细粒化的钢板，多数情况下在相同制造线中也制造一般的热轧钢板(通常材)，并不是始终使用前述的轧制直后急冷装置。因此，轧制直后急冷装置中具备切换喷射的进入/切断(ON/OFF)的开闭机构。

例如，在由于钢板的制造计划的缘故而长时间连续制造通常材的情况下，有时长期不使用轧制直后急冷装置。此时，由于来自高温的钢板(800℃至900℃)的辐射热穿过引导板，使喷射喷嘴出现由热歪曲引起的变形，可能无法经时均匀地进行冷却。为了避免这样的热歪曲，在不使用轧制直后急冷装置的情况下、或者不使用轧制直后急冷装置的一部分而制造的热轧钢板连续的情况下，考虑以下方法，即：在先行的钢板的轧制结束且后行的钢板的轧制开始之前的15秒至20秒左右的期间，从喷射喷嘴喷射水而进行喷射喷嘴内部的冷却。

然而，即使在该情况下，也无法在轧制时喷射加压水，由于从高温的钢板(800℃至900℃)承受大量的辐射热，因此，由于冷却与加热的反复而可能无法抑制喷射喷嘴的变形。

另外，在如上述那样切换喷射喷嘴的使用、不使用的情况下，有在向喷射喷嘴供给加压水的给水管设置开闭阀的情况。

然而，在通过这样的开闭阀控制冷却水的喷射开始/停止的情况下，尤其是在钢板的上面侧的喷射头中，当冷却水的喷射停止时滞留于开闭阀至喷射喷嘴之间的配管的冷却水由于重力而从喷射喷嘴流出。于是，当接下来打开开闭阀而开始冷却水的喷射时，到流出的部位充满冷却水之前不会开始从喷射喷嘴喷射冷却水。这样的话出现以下不良情况，即：从冷却水的喷射指令到实际的喷射开始为止的时间差增大。这种时间差导致冷却的延迟、不均，会成为钢板性能不均的原因。

从所述观点来看，优选在各个喷射喷嘴都具备开闭阀。这样的话，能够消除上述那样的时间差。此时，能够使用例如专利文献2、3所记载的开闭阀。

但是，如上所述，来自高温的钢板(800℃至900℃)的辐射热通过引导板而照射至喷射喷嘴。因此，在喷射喷嘴中使用了开闭阀的情况下，需要保护构成该开闭阀的各部件而避免辐射热的影响。尤其是，在开闭阀还具有例如密封件这样比较不耐热的部件，热的影响不仅仅停留于经时问题，即使短期间内也能引起问题。

专利文献1：特开2006-035233号公报

专利文献2：特开昭60-133913号公报

专利文献3：特开昭59-076616号公报

发明内容

因此，本发明的课题在于：在对高温的目标物喷射加压水的喷嘴头中，提供一种能够抑制由于来自该高温的目标物的辐射热而引起的、喷射喷嘴所具备的部件由于热而变形或损伤的喷嘴头。并且提供具备这种喷嘴头的冷却装置、热轧钢板的制造装置、以及使用了喷嘴头的热轧钢板的制造方法。

下面，对本发明进行说明。

技术方案1所述的发明涉及一种喷嘴头，其用于向作为目标的对象喷射水，具备：供给加压水的头；从头被供给加压水并且喷射该加压水的一个或者多个喷射喷嘴；与喷射喷嘴的至少一个接触安装的除热构造体，除热构造体具备制冷剂流路，对该除热构造体本身以及喷射喷嘴进行冷却的冷却介质在该制冷剂流路通过。

技术方案2所述的发明的特征在于，在技术方案1所述的喷嘴头中，除热构造体还具备覆盖喷射喷嘴以及冷却流路的耐热罩。

技术方案3所述的发明的特征在于，在技术方案1或2所述的喷嘴头中，喷射喷嘴内置有开闭阀，该开闭阀对加压水的喷射的开始与停止进行切换。

技术方案4所述的发明的特征在于，在技术方案3所述的喷嘴头中，除热构造体内置有工作流体流路，使开闭阀工作的工作流体在该工作流体流路通过。

技术方案5所述的发明涉及一种冷却装置，其配置于热轧制线而对钢板进行冷却，其特征在于具备：配置于钢板的轧制线的上方并朝轧制线喷射加压水的技术方案1至4中任一项所述的喷嘴头、以及/或者配置于钢板的轧制线的下方并朝轧制线喷射加压水的技术方案1至4中任一项所述的喷嘴头。

技术方案6所述的发明涉及热轧钢板的制造装置，其特征在于具备：热精轧机；以及配置于热精轧机的下工序侧的技术方案5所述的冷却装置。

技术方案7所述的发明的特征在于，在技术方案6所述的热轧钢板的制造装置中，冷却装置的上工序侧端部配置于热精轧机的壳体的内侧。

技术方案8所述的发明涉及一种热轧钢板的制造方法，其利用技术方案6或7所述的热轧钢板的制造装置制造热轧钢板，其特征在于，在不使用冷却装置时、或者不使用多个喷射喷嘴当中的至少一部分时，向不喷射加压水的喷射喷嘴的除热构造体的制冷剂流路流入制冷剂。

根据本发明，由于具备制冷剂流路的除热构造体与喷射喷嘴接触配置，因此，能够利用制冷剂高效地冷却喷射喷嘴。因此，能够保护构成喷射喷嘴的各部件而避免受到辐射热的影响。由此，能够抑制由于来自钢板等作为目标的对象的辐射热而引起的、喷射喷嘴因热歪曲而导致的变形，能够确保均匀的加压水喷射。

另外，在喷射喷嘴具备开闭阀的方式中，能够提高加压水的响应性，从而能够提高喷射的时刻的精度。而且，此时还能够利用除热构造体消除由于喷射喷嘴被加热而引起的不良情况。

附图说明

图1是对一个方式进行说明的图，是简要示出热轧钢板的制造装置10的一部分的图。

图2放大示出图1中的设有冷却装置20的部位，是用于对冷却装置20的构成进行说明的图。

图3是从图2中III所示的方向观察制造装置10的示意图。

图4是着眼于图3中的喷嘴头21的部分的图。

图5是将图4中的第二控制区域B的部分放大的图。

图6中，图6(a)是沿着图5中VIa-VIa所示的线的剖视图，图6(b)是整流器71的剖视图。

图7是对制冷剂的流动进行说明的图。

图8是对工作流体的流动进行说明的图。

图9是对其他例子的喷嘴头21’进行说明的剖视图。

图10是对实施例1的条件进行说明的图。

图11是表示实施例2的结果的图。

图12是表示实施例3的结果的图。

具体实施方式

根据下面所说明的用于实施发明的方式，能够清楚本发明的上述作用以及利益。下面，基于附图所示的方式对本发明进行说明。但是，本发明并不限定于这些方式。

图1是对一个方式进行说明的图，是简要示出热轧钢板的制造装置10的一部分的图。在图1中，钢板1沿着从纸面左侧(上工序侧、上游侧)向右侧(下工序侧、下游侧)的方向被输送，纸面上下方向为铅垂方向。有时将从该上工序侧(上游侧)朝向下工序侧(下游侧)的方向记为通板方向，在与其正交的方向上，将通过的钢板的板宽的方向记为板宽方向。另外，在图中，为了容易观察而省略记载重复的标记。

如图1所示，热轧钢板的制造装置10具备热精轧机列11、输送辊12、脱水辊13、以及冷却装置20。

另外，虽然省略图示及说明，但是在比热精轧机列11靠上工序侧的部位配置有加热炉、粗轧制机列等，备齐用于进入热精轧机列11的钢板的条件。另外，在热精轧机11的入侧设置有用于测定急冷开始温度的入侧温度计。

另一方面，在脱水辊13的下工序侧设置有用于脱去从脱水辊13与钢板1之间的间隙少许漏出的、从冷却装置喷出的加压水的脱水喷雾器。并且，在脱水辊13的出侧设置有用于测定急冷停止温度(不进行急冷的情况下为精轧温度)的出侧温度计。另外，在钢板还配置有施加规定的张力的夹紧辊。

通过如下方式制造热轧钢板。即，从加热炉被抽出并且在粗轧制机轧制成规定厚度的粗型材(粗バー)，一边被控制温度一边连续地在热精轧机列11轧制至规定的厚度。然后，根据钢板的种类在冷却装置20内被冷却。这里，冷却装置20设置成：在热精轧机列11的最终机台11g，在支承工作辊11gw的壳体11gh的内侧极力接近该工作辊11gw。由此，冷却装置20能够作为轧制直后急冷装置发挥功能。

在脱水辊13通过后的钢板被其他冷却装置冷却至规定的卷取温度，然后由卷取机卷取成卷状。

下面，对热轧钢板的制造装置10(以下有时记为“制造装置10”。)详细地进行说明。图2放大示出图1中的设有冷却装置20的部位，是用于对冷却装置20的构成进行说明的图。图3是从图2中III所示的方向观察制造装置10的示意图。因此，在图3中，纸面上下为制造装置10的铅垂方向、纸面左右为板宽方向、从纸面背侧朝向近前侧的方向为通板方向。

从图1可知，本方式中的热精轧机列11沿着通板方向并列设有7个机台11a、…、11f、11g。各个机台11a、…、11f、11g具备轧制机，以能够满足最终成品钢板所需的厚度、机械性质、表面品质等条件的方式设定压下率等轧制条件。这里，以制造的钢板满足应该具有的性能的方式设定各机台的压下率，但是，进行高压下轧制而使奥氏体结晶粒微细化并且在钢板积蓄轧制歪曲，从实现轧制后所得的铁素体晶粒的微细化的观点考虑，优选在最终机台11g中压下率大。

各机台11a、…、11f、11g的轧制机具有实际夹入并压下钢板的一对工作辊11aw、…、11fw、11gw、以及配置成与上述工作辊外周彼此接触的一对支承辊11ab、…、11fb、11gb。另外，上述工作辊及支承辊的旋转轴配置在壳体11ah、…、11fh、11gh的对置地立设的立设部(在最终机台11g中，参照图3的立设部11gr。)之间，上述壳体11ah、…、11fh、11gh以在内侧具有上述工作辊及支承辊的方式设置。即，从图3可知，壳体的立设部以隔着钢板1的通板的线路(轧制线(パスライン))的方式立设。

这里，如后所述，冷却装置20的上工序侧端的一部分与最终机台11g的工作辊11gw靠近配置，并能够插入于壳体11gh的内侧。由此，能够在对钢板1轧制后立即进行冷却，冷却装置20作为轧制直后急冷装置发挥功能。

输送辊12为钢板1的工作台，并且是沿通板方向输送该钢板1的辊。因此，输送辊12沿着通板方向以规定的间隔并列有多个。

脱水辊13是避免由于轧制时夹入钢板1而从冷却装置20喷出的加压水向下工序侧流出的辊。

冷却装置20是配置于热精轧机列11与脱水辊13之间而对轧制后的钢板进行冷却的装置。冷却装置20具备上面侧的供水单元21、下面侧的供水单元31、上面侧的引导板41、以及下面侧的引导板42。

上面侧的喷嘴头21配置于轧制线的上方，是向钢板1的上表面侧供给冷却水的单元，具备头22、喷射喷嘴23、以及除热构造体25。

从图2、图3可知，头22是沿着板宽方向的配管，这样的头22沿通板方向并列有多个。如图3所示出的那样，从供水管20a朝向喷头22供给冷却水，并且喷头22向各喷嘴23供给冷却水。

喷射喷嘴23是从喷头22分支的多个喷嘴，其喷射口朝向钢板1(轧制线)的上表面侧。图4示出着眼于图3中的喷嘴头21的部分的图。图5示出将图4中的第二控制区域B的部分放大的图。并且，图6(a)示出在图5中沿着VIa-VIa所示的线的截面。因此，图6(a)中示出喷射喷嘴23的截面、以及后面详细说明的除热构造体25的截面。

从图3、图4、图5可知，多个喷射喷嘴23沿着头22的管长方向、即板宽方向设置成梳齿状。喷射喷嘴23使用喷射喷嘴紧固板以及喷射喷嘴紧固螺栓(未图示。)以能够装卸的方式安装于头22。

本方式的喷射喷嘴23是能够形成扇状的冷却水喷流(例如、5mm至30mm左右的厚度。)的扁形的喷射喷嘴。但是，并不限定于此，喷射喷嘴23可以使用椭圆喷射喷嘴、或者环形喷射喷嘴等。根据以上方式，不易在冷却时产生温度不均。

另外，从图6(a)可知，在喷射喷嘴23的内侧，如阴影线部分所示配置有开闭阀24。在本方式中构成为，开闭阀24插入于喷射喷嘴23的流路内，通过开闭阀24在喷射喷嘴23的流路内移动，能够切换流路的封闭及开放。具体地说，若如后所述设于除热构造体25的流路26b内的工作流体被加压，则开闭阀24向图6(a)中箭头q所示的方向移动，流路开放。另一方面，若设于除热构造体25的流路26c内的工作流体被加压，则开闭阀24向图6(a)中箭头p所示的方向移动，流路封闭。

另外，在开闭阀24中的朝喷射喷嘴23的开放端侧安装有整流器71。在图6(b)中示出沿着图6(a)中VIb-VIb的整流器71的截面。从图6(b)可知，整流器71沿流路截面中的周向设有多个整流孔71a。在开闭阀24的流路开放的情况下，加压水在整流孔71a中流动，从而水流被整流，并且，在设于整流孔71a的出侧的节流部71b使水流缩流，从而能够促进整流效果。由此，能够大幅降低喷射喷嘴23内的加压水的水流变动，能够进一步使从喷射喷嘴23喷出的喷流的流量分布均匀化。

这里，为了避免加压水以及工作流体泄漏，开闭阀24的一部分借助密封件(例如图6的密封件24a)而贴紧喷射喷嘴23的流路的内壁。对于该密封件而言，为了提高密封性，通常优选由不耐热的橡胶等材料构成。

在本方式中，以在喷射喷嘴23设置开闭阀24的情况为例进行了说明，但是并非必需设置开闭阀。其中，如上所述，从提高加压水的喷射时刻精度的观点来看，优选在各个喷射喷嘴23设置开闭阀24。另外，在本方式中，在喷射喷嘴23的水喷射口附近进行流路的开闭，但是，可以形成为在与头连接的连接部侧进行开闭的方式(该情况下形成为：当开闭阀上升时流路被封闭、当开闭阀下降时流路被开放的方式)。

另外，在本方式中，以通过工作流体使开闭阀动作的情况为例进行了说明，但是，所使用的开闭阀的种类没有特别限定，例如能够使用电磁阀等。但是，从在高温环境下的动作的可靠性的观点出发，优选如本方式这样具有不具备电气回路的机械构造的开闭阀。

除热构造体25是安装于喷射喷嘴23中的上工序侧及/或下工序侧的构造体，构成为包括：具备制冷剂流路26a的冷却部件26、及耐热罩27。

从图6(a)可知，冷却部件26是在其内侧设有制冷剂流路26a的块状的部件，制冷剂流路26a是供制冷剂流通的流路，冷却部件26配置成其一个面与喷射喷嘴23的外表面接触。关于具体的制冷剂的流动将在后面进行说明。

对于流入制冷剂流路26a的制冷剂没有特别限定，例如能够流入水。通过流入制冷剂，首先，冷却部件26本身被冷却，通过热传导，借助与喷射喷嘴23的接触面而冷却喷射喷嘴23。因此，冷却部件26优选由热传导率高的材料构成，对此能够举出铜、铝、铜合金、铝合金等。另外，在重视耐久性的情况下，虽然冷却效率稍低但是可以使用不锈钢等。

耐热罩27是配置成覆盖冷却部件26、喷射喷嘴23的侧面乃至到前端侧为止的至少一部分的所谓的罩(覆盖)部件。由此，喷射喷嘴23以及冷却部件26能够降低从钢板1、引导板41承受的辐射热，能够进一步抑制热对喷射喷嘴23的影响。从所述观点出发，耐热罩优选强度、耐热性高、且热传导率低的部件。对此能够举出例如不锈钢。

这样的冷却部件26以及耐热罩27使用未图示的紧固螺栓以成为图6(a)所示的配置的方式固定于喷射喷嘴23。此时，以从上工序侧以及下工序侧夹入喷射喷嘴23的状态安装。此时，优选，在喷射喷嘴23中的与配置有冷却部件26的一侧相反侧的面，在耐热罩27与喷射喷嘴23之间，配置用于加强而避免耐热罩27在紧固时变形的紧固板28以及由陶瓷板等这样绝热性高的材料形成的绝热板29。由此，能够进一步实现对构成喷射喷嘴23的各部件的保护。

在本方式中，在冷却部件26的内部还具备流路26b以及流路26c，其中，流路26b用于供给使喷射喷嘴23的开闭阀24开放的工作流体，流路26c用于供给使开闭阀24封闭的工作流体。因此，从图6(a)可知，上述流路26b、26c以与喷射喷嘴23的内侧连通的方式配置成与设于喷射喷嘴23侧的孔重叠。作为工作流体没有特别限定，但是例如能够使用压缩空气。

这里，在喷射喷嘴23与冷却部件26之间的接触面以包围工作流体流路的方式嵌入密封件(O形环)，避免工作流体向外部泄漏。

这样的除热构造体25安装于每个喷射喷嘴23，但是，优选如本方式这样对多个喷射喷嘴23安装一个除热构造体25。即，在本方式中，从图4可知，分成第一控制区域A至第五控制区域E，在各个区域设有一个除热构造体25。各个除热构造体25配置成多个喷射喷嘴23的每一个与除热构造体25接触。例如，除了第三控制区域C以外分别接触5个喷射喷嘴23。另一方面，在第三控制区域C接触多个喷射喷嘴23。

这样，通过利用一个除热构造体25统一保持多个喷射喷嘴23，从而能够在规定的方向限制各个喷射喷嘴23的变形。由此，能够抑制各个喷射喷嘴23的变形的不均，能够将均匀冷却性的降低抑制到最小限度。另外，多个喷射喷嘴23安装于一个除热构造体25，可以说在节省空间的观点来看也是高效的构造。

对于以上说明的上面侧的喷嘴头21，从图2可知，上工序侧端的一部分配置于热精轧机列11的最终机台11g的壳体11gh的内侧。优选，接近工作辊11gw、且配置于比其他喷射喷嘴23低的位置，其喷射方向也相对于铅垂方向朝工作辊11gw侧倾斜。

通过这样配置，能够对由热精轧机列11轧制后的钢板1立即进行急冷。

从图2、图3可知，下面侧的喷嘴头31配置于轧制线的下方，是向钢板1的下表面侧供给加压水的单元。下面侧的喷嘴头31与上述的上面侧的喷嘴头21对置设置，虽然加压水的喷射方向不同，但是，各自的构成与上述的上面侧的喷嘴头21相同。

但是，由于在钢板1的下方配置有输送辊12，因此，成为下面的喷嘴头31从输送辊12之间向钢板1的下表面侧喷射加压水的方式。

上面侧的引导板41是配置于输送钢板1的轧制线与上面侧的喷嘴头21之间的板状的部件。上面侧的引导板41避免钢板1的前端、以及除此之外的钢板1的其他部位与上面侧的喷嘴头21接触或者钩挂。更具体地说，在工作辊11gw的附近，处于距离轧制线100mm至150mm的高度，并且以朝向下工序侧渐渐变高的方式以10°至20°的斜度倾斜配置，当达到300mm左右的高度之后，直至到达脱水辊13近前为止保持大致一定的高度。

在上面侧的引导板41设有供从喷射喷嘴23喷出的加压水通过的孔，从喷射喷嘴23喷出的加压水在该孔通过后到达钢板1。另外，在上面侧的引导板41可以设置使排出水通过的排水孔。

下面侧的引导板42是配置于下面侧的喷嘴头31与输送钢板1的轧制线之间的板状的部件。由此，特别是在使钢板1通过制造装置10时，能够避免钢板1的最前端钩挂于喷嘴头31或输送辊12。更具体地说，下面侧的引导板42设置于距离轧制线10mm至20mm的下方。

另外，在下面侧的引导板42设有使来自下面侧的喷嘴头31的加压水的喷流通过的流入孔。由此，来自下面侧的喷嘴头31的加压水喷流在下面侧的引导板42通过后到达钢板1的下表面，能够进行适当的冷却。另外，可以在下面侧的引导板42设置使排出水通过的排水孔。

这里，下面侧的引导板42在工作辊11gw与输送辊12之间、两个输送辊12之间、以及输送辊12与脱水辊13之间分别配置。

通过上述的制造装置10的、特别是喷嘴头21、31的构成，具备制冷剂流路26a的除热构造体25与喷射喷嘴23接触配置，因此，能够利用制冷剂高效地冷却喷射喷嘴23，能够保护构成喷射喷嘴23的各部件而避免辐射热的影响。由于具备绝热罩27，从而能够更有效地进行保护而进一步避免辐射热的影响。由此，能够抑制由于钢板等的辐射热而引起的、喷射喷嘴23的热歪曲所导致的变形，能够确保均匀的冷却。而且，能够在小空间中持续对喷射喷嘴23进行冷却。

另外，通过在喷射喷嘴23具备开闭阀24，能够提高加压水的响应性，能够提高冷却的精度。而且，以往成为问题的由于喷射喷嘴23被加热而出现的不良情况，也能够通过除热构造体25而消除。具体地说，通过基于除热构造体25的持续冷却，能够将开闭阀24周围的密封件、喷射喷嘴与工作流体流路之间的连接部的密封件的损伤抑制得很小，能够抑制加压水的泄漏、以及工作流体的泄漏。

接下来，对使用了喷嘴头21、31的热轧钢板的制造方法的例子进行说明。这里，作为一个例示，对使用喷嘴头21、31以及具备其的制造装置10的情况进行说明，但是，并不限定于此，可以使用其他装置进行。

利用上述的制造装置10整体上例如如下所述地进行钢板的制造。即，利用卷取机卷取先行的钢板1，然后开始接下来的钢板1的轧制。

该接下来的钢板1的前端在精轧机列11通过，钢板1的前端通过夹紧辊之后立即开始钢板1的夹紧。由此，对钢板1确定规定的张力，然后开始定常区域的轧制。钢板1逐次通过精轧机列11后获得所期望的形状以及表面性状的钢板1。

轧制而得的钢板1最终被卷取机卷取成卷状。

在这样一系列的热轧制中，在热精轧机列11之后紧挨着配置冷却装置20，从喷嘴头21、31对钢板1喷射加压水，从而将钢板1控制成所期望的温度。喷嘴头21、31的基本动作如下所述。这里，以喷嘴头21为例进行说明。

从喷射喷嘴23以下述方式喷射加压水。即，如图6(a)中虚线所示，在开闭阀24的开放姿势下，加压水从头22的管内向喷射喷嘴23的内侧流动，从喷射喷嘴23的开放端向钢板1喷出加压水。另一方面，在开闭阀24封闭的姿势(开闭阀24从图6(a)的状态下降后的姿势)下，加压水的流路封闭，禁止从喷射喷嘴23喷射加压水。

除热构造体25的冷却部件26对喷射喷嘴23的冷却，通过向冷却部件26的制冷剂流路26a中流入制冷剂而进行。图7中示出示意图。图7是基于与图5相同的视点的图。从图7可知，制冷剂流路26a具有沿铅垂方向蜿蜒地蛇行并且沿板宽方向连续的方式。因此，制冷剂在制冷剂流路26a内一边吸收喷射喷嘴23的热一边流动。对于一个头22而言，制冷剂在分割形成的第一控制区域A至第五控制区域E的除热构造体25流动，能够将一个头22整体的除热构造体25集中地进行冷却。

制冷剂流路26a形成为这样蜿蜒地蛇行的流路，由此，能够增加用于热交换的传热面积，能够高效地进行喷射喷嘴23的冷却。

通过如上所述流入制冷剂，能够避免喷射喷嘴23所包括的各部位由于热的影响而变形或损伤。能够抑制由于来自钢板1等的辐射热引起的、喷射喷嘴23的热歪曲所导致的变形，确保均匀的冷却。另外，对于开闭阀24，能够将该开闭阀24周围的密封件、喷射喷嘴与工作流体流路的连接部的密封件的损伤抑制得很小，从而能够抑制加压水的泄漏以及工作流体的泄漏。

通过使工作流体流入除热构造体25的流路26b、26c而进行开闭阀24的开闭。图8示出用于说明的图。图8是从箭头VIII方向观察图7的图。另外，图8中，同时示出邻接的喷嘴头21。从图8可知，关于开闭阀24的工作流体，能够控制向除热构造体25所分割出的各个控制区域供给工作流体，对除热构造体25使开阀用的流路26b与闭阀用的流路26c独立。因此，如果对开阀用的流路26b内加压并压入工作流体，则从图6(a)可知，开闭阀24向箭头q的方向移动而成为开放的姿势。此时，闭阀用的流路26c的工作流体以被推出的方式移动。当使开闭阀24封闭时，反之对流路26c内加压即可。

另外，在本方式中，在相邻的喷嘴头21、21之间的相同的控制区域中，工作流体的流路相连，能够统一进行控制。由此，在本方式中，能够以沿板宽方向分成5部分的控制单位，并且针对多个喷嘴头统一地控制喷射喷嘴的喷射开始/停止。因此，例如在对窄幅的钢材进行急冷的情况下，能够停止板宽方向外侧的喷射喷嘴的喷射，从而能够节约加压水的使用量(泵的耗电量)。另外，统一地进行控制的喷嘴头个数可以是2个，另外，根据需要也可以是3个以上。

通过以上所述的喷嘴头，例如在制造微细粒钢时，通过使用冷却装置20所具备的所有喷射喷嘴而进行急冷。这里，优选，急冷中加压水的水量密度为10m³/(m²·min)以上。

另一方面，在制造通常材时，可以完全不使用冷却装置20，或者，可以仅使用必要的喷嘴头喷射加压水，通过对不必要的喷射喷嘴关闭开闭阀而禁止喷射。此时，通过对不使用的喷射喷嘴23使制冷剂流入除热构造体25，能够抑制不使用的喷射喷嘴23的温度上升，从而能够保护喷射喷嘴23所包括的构成部件而避免热的影响。

图9是示出其他例子的喷嘴头21’的图。图9是基于与图6相同的视点的图。

本例的喷嘴头21’的不同点在于代替除热构造体25而具备除热构造体25’。在除热构造体25’中，形成制冷剂流路26a’的壁面之一为喷射喷嘴23的外表面。由此，制冷剂与喷射喷嘴23的外表面直接接触，因此，能够更有效地冷却喷射喷嘴23。

在上述说明的方式中，以在所有喷嘴头设有除热构造体的情况为例进行了说明，但并不是限定于此，可以在一部分喷嘴头设有除热构造体。此时，优选，在禁止喷射加压水时来自钢板以及引导板的热的影响大的部位设置除热构造体，对此能够举出例如在精轧机的最终机台的内侧配置的喷嘴头。此外，可以是仅上侧的喷嘴头、或者仅下侧的喷嘴头具备除热构造体。

上述的喷嘴头以及冷却装置可以用于热轧钢板制造线中的钢板的冷却装置，特别是作为急冷装置而言有益。除此之外，考虑例如作为不以冷却为主要目的的热轧钢板的除鳞装置(用)应用。

实施例

(实施例1)

在实施例1中，作为本发明例，针对使用了上述除热构造体25时抑制喷射喷嘴由于热膨胀而导致的变形的情况，通过模拟进行了计算。作为对象的是：利用一个除热构造体统一保持共计21个喷射喷嘴的喷嘴头的样品。针对该喷嘴头的样品，在将除热构造体的内部冷却的情况下(设想使冷却水通过制冷剂流路的情况，将除热构造体(冷却部件)的温度设定为80℃)对喷射喷嘴所产生的基于热膨胀的变形量进行了运算。另外，作为比较例，针对未安装除热构造体的样品(将除热构造体(冷却部件)的温度设定为200℃)，也对基于热膨胀的变形量进行了运算。

另外，通过滞留于内部的加压水以及经由给水管的散热，设定头的温度恒定地保持在温度40℃。图10以及表1中同时示出计算的前提条件以及计算结果。

[表1]

(表1)

从表1可知，若喷射喷嘴达到200℃而过热，则除热构造体中心的喷射喷嘴与最端部的喷射喷嘴之间的间隔与没有热膨胀的情况相比展开1.73mm。与此相对，在进行了内部冷却的情况下，除热构造体中心的喷射喷嘴与最端部的喷射喷嘴之间的间隔的展开量被抑制为0.43mm。

并且，由于固定有喷射喷嘴的根部的头不发生热膨胀，因此，喷射喷嘴由于热膨胀而以向板宽方向外侧展开的方式倾斜。因此，轧制线上的喷流碰撞中心位置的间隔在没有内部冷却的情况下展开为7.60mm。与此相对，通过进行内部冷却而将该展开量抑制为1.90mm。

(实施例2)

在实施例2中，利用图1至图5所示的制造装置连续地轧制了通常材。即，在实施例2中，不使用冷却装置20。但是，在从先行的钢板的轧制结束至后行的钢板的轧制开始为止的约10秒期间内，喷射加压水对喷射喷嘴进行了冷却。测定了此时的、在工作辊最近的上面侧的引导板(配置于精轧机的壳体内的部位。)安装的喷射喷嘴的温度(温度上升饱和而温度恒定的时刻的温度)。表2中示出条件，图11中示出其结果。表2中，No.2-2是图6(a)、图6(b)所示的构造，No.2-1是从No.2-2去除了耐热罩27的构造，No.2-3是去除了各除热构造体的构造。在图11中，“○”表示除热构造体的内部的温度，“△”表示喷射喷嘴内部的温度。

[表2]

(表2)

	条件	备注
			No.2-1	具备除热构造体(但是不具备耐热罩)	本发明例
No.2-2	具备除热构造体(也具备耐热罩)	本发明例
			No.2-3	不具备除热构造体	比较例

在No.2-3的比较例(现有例)的情况下，喷射喷嘴内部的温度也到达约250℃，仅使用了几天时间，开闭阀内部的密封件便由于热而硬化并且失去了本来的弹性，即使在将开闭阀关闭的情况下，也发生漏水现象。另外，在工作流体配管对喷射喷嘴的安装部也同样频繁地发生密封件劣化、工作流体(空气)泄漏的现象。

另一方面，No.2-1的例子中，喷射喷嘴及除热构造体的内部均保持在100℃以下。即使在实际使用3个月后进行检查，也没有在喷射喷嘴开闭阀及工作流体流路的所有接合部发现有泄漏发生。如No.2-2那样在耐热罩的内侧贴付有绝热板的喷嘴头中，确认了能够进一步使温度降低10℃至20℃左右。

(实施例3)

在实施例3中，对使用实施例2的No.2-2以及No.2-3的喷嘴头并且以直后急冷条件对热轧钢板进行直后急冷时的钢板温度偏差的经时推移进行了调查。这里，“钢板温度偏差”是指：在使用设于脱水辊13的后方且能够测定板宽方向的温度分布的温度计所测定的急冷停止后的钢板上表面的宽度方向温度分布中，除去前后端的在未施加有张力的状态下被冷却的非定常部以及从板宽方向两端部起算50mm内的范围的中央部分的标准偏差。作为从各时期的数据收集开始在约一个月期间内应用了直后急冷的所有钢板的平均值，算出该标准偏差。

另外，在调查期间中，并不是仅制造利用了直后急冷的钢材，也频繁具有通常材的连续轧制(此时喷射喷嘴的冷却与实施例2相同)的时间带。在图12中示出调查所得的结果。在图12中，“△”是No.2-3的例子(比较例)，“○”是No.2-2的例子(本发明例)。

从图12可知，在使用了No.2-2的喷嘴头的情况下，即使6个月后也几乎未发现冷却均匀性的恶化。考虑这是因为：如实施例2所示喷射喷嘴以及除热构造体始终保持在100℃以下，因此几乎没有发生由热歪曲导致的塑性变形。

与此相对，在No.2-3的喷嘴头的情况下，从初始的设定状态开始变化，钢板温度偏差增大。并且随着经历使用期间，由于反复受到基于来自钢板和引导板的辐射热的加热与基于喷射喷嘴喷射的冷却，因此头和喷射喷嘴塑性变形，喷射喷嘴的安装角度发生变动。除此之外，在No.2-3的例子中，由于辐射热使工作流体配管的安装部及开闭阀的密封件损伤，频繁地发生了工作流体的泄漏和从开闭阀漏水的现象。虽然每次通过更换密封件来对应，但是，由于原本是在狭窄空间配置有多个配管的构造，因此，在工作流体配管的安装部更换密封件需要时间，由于轧制机的工作时间减少而导致钢板的生产量降低。

1 钢板；10 制造装置；11 静轧制机列；12 输送辊；13 脱水辊；20 冷却装置；21上面侧的喷嘴头；22 头；23 喷射喷嘴；24 开闭阀；25 除热构造体；31 下面侧的喷嘴头。

Claims (7)

1.一种喷嘴头，其用于向作为目标的对象喷射水，该喷嘴头的特征在于，具备：

供给加压水的头；

从所述头被供给所述加压水并喷射该加压水的多个喷射喷嘴；

与所述喷射喷嘴的每一个接触，并且统一保持所述多个喷射喷嘴的除热构造体，

所述喷射喷嘴内置有开闭阀，该开闭阀对所述加压水的喷射的开始与停止进行切换，

所述除热构造体具备具有制冷剂流路的冷却部件，对该除热构造体本身以及所述喷射喷嘴进行冷却的冷却介质在该制冷剂流路中通过，

所述喷嘴头还具备耐热罩，所述耐热罩覆盖所述冷却部件、所述喷射喷嘴的侧面乃至到前端侧为止的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的喷嘴头，其特征在于，

所述耐热罩的热传导率比所述冷却部件的热传导率低。

3.根据权利要求1所述的喷嘴头，其特征在于，

所述除热构造体内置有工作流体流路，使所述开闭阀工作的工作流体在该工作流体流路中通过。

4.一种冷却装置，其配置于热轧制线而对钢板进行冷却，该冷却装置的特征在于，具备：

配置于所述钢板的轧制线的上方并朝所述轧制线喷射加压水的权利要求1所述的喷嘴头、以及/或者配置于所述钢板的轧制线的下方并朝所述轧制线喷射加压水的权利要求1所述的喷嘴头。

5.一种热轧钢板的制造装置，其特征在于，具备：

热精轧机；以及

配置于所述热精轧机的下工序侧的权利要求4所述的冷却装置。

6.根据权利要求5所述的热轧钢板的制造装置，其特征在于，

所述冷却装置的上工序侧端部配置于所述热精轧机的壳体的内侧。

7.一种热轧钢板的制造方法，其利用权利要求5或6所述的热轧钢板的制造装置制造热轧钢板，该热轧钢板的制造方法的特征在于，

在不使用所述冷却装置时、或者不使用多个所述喷射喷嘴当中的至少一部分时，向不喷射所述加压水的所述喷射喷嘴的所述除热构造体的所述制冷剂流路流入制冷剂。