JP2000001719A - 高温鋼板の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温鋼板を冷却するに際し、鋼板の上下面で
同じ温度履歴になり、板幅方向の冷却むらや反りの生ず
ることがなく、均一に冷却する。 【解決手段】 鋼板１の上面と下面との冷却温度履歴が
同じになるように上部冷却ノズル５と下部冷却ノズル６
とが配置され、上部冷却ノズル５の下流側には水切りス
プレーノズル４が設けられ、上拘束ロール２と下拘束ロ
ール３とによる鋼板に対する拘束力を、拘束ロール間の
距離および鋼板の厚さとの関係において一定値に設定
し、且つ、上拘束ロール２の直径を、拘束ロール間の距
離、冷却水の流量密度、板幅および最大液面高さとの関
係において一定値に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延された
高温の厚鋼板の冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延機によって熱間圧延された高温
の厚鋼板は、熱間圧延機の出側に設けられた冷却装置に
よって冷却されるが、このような冷却装置による冷却に
は、以下に述べるような問題が存在する。

【０００３】一般に圧延直後の温度分布や鋼板の形状ま
たは表面状態の相違に起因して、鋼板の冷却中に冷却む
らが生じやすい。特に、熱間圧延された厚鋼板をオンラ
インで冷却する場合には、鋼板の上面および下面に対す
る冷却が上下で対称にならないために、冷却中に、鋼板
の変形による通板障害など、操業上のトラブルが生ずる
ことが多く、その結果、冷却後の厚鋼板に、変形、残留
応力、材質のバラツキなどが生じやすい。

【０００４】上述した問題を解決し、高温の鋼板を均一
に冷却するための装置や方法が種々提案されており、例
えば、次の(1) 〜(5) のような技術が開示されている。 (1) 特開昭５８−８６９０４号公報：２組のローラ間を
搬送される鋼板の上下にカバーを設け、スリット状のノ
ズルから冷却ゾーン内に冷却水を噴射し、鋼板の搬送方
向に向けて冷却水を流し冷却する装置（以下、先行技術
１という）。

【０００５】(2) 特開昭６１−１５３２３５号公報：厚
鋼板を２つの冷却装置にオンラインで通過させて冷却す
るに際し、第１冷却装置では上下のスリットノズルから
冷却水を噴射し、第２冷却装置ではスプレーノズルから
冷却水を噴射して厚鋼板を冷却する装置（以下、先行技
術２という）。

【０００６】(3) 特開昭６１−２６４１３７号公報：鋼
板の上方および下方に設けられたスリットノズルから、
１５〜２５°の角度で鋼板に対し冷却水を噴射して冷却
する方法（以下、先行技術３という）。

【０００７】(4) 特開昭５９−１４４５１３号公報：鋼
板を挟んでその上下に、相対向する２組のノズルを設
け、このノズルから冷却水を噴射して鋼板を冷却する方
法（以下、先行技術４という）。

【０００８】(5) 特開昭６３−１６８２１５号公報：上
流側ロールの近傍に設けられた上部冷却ノズルから、鋼
板に対し冷却水を噴射して鋼板上面を冷却し、そして、
下流側ロールの近傍で冷却水を吸水し、そして、下面側
のロール間中央部に設けられたノズルから噴射される冷
却水によって鋼板下面を冷却する方法（以下、先行技術
５という）。

【０００９】冷却と圧延とを組み合わせた制御圧延やオ
ンラインで鋼板を制御冷却するに際しては、製品の高品
質化にともなって、高精度の温度制御特に冷却停止温度
の制御が必要であり、特に、板幅が５ｍにも及び板厚の
厚い厚鋼板の場合には、冷却に多量の冷却水を使用する
ため、冷却装置の出側における冷却水のせき止めと水切
り、および、鋼板上に滞留した残水の除去が重要であ
る。

【００１０】そのため、従来から鋼板の水切り装置に関
し種々の技術が研究されており、例えば、次の(6) 〜
(9) のような技術が提案されている。 (6) 実開昭５３−３９５０８号公報：鋼板の上面に向け
てエアノズルを上下動自在に配置し、エアノズルから噴
射されるエアによって水切りを行う（以下、先行技術６
という）。

【００１１】(7) 特開平７−９０２３号公報：テーブル
ローラ上を移送される鋼板の一側方に設けられた噴射ノ
ズルから鋼板の幅方向に高圧のスプレー水を噴射し、鋼
板上に滞留している冷却水の残水を鋼板の他側端から排
除する（以下、先行技術７という）。

【００１２】(8) 実開昭５８−１２５６１１号、実開昭
５９−１６１０６２号公報：鋼板を間に挟んで上下に設
けられたゴムライニングロールによって鋼板を押圧し水
切りする（以下、先行技術８という）。

【００１３】(9) 特開昭６０−２０６５１６号、実開平
７−３３４０６号公報：水切りロールの下流側に鋼板の
板幅方向に設けられた噴射ノズルから、鋼板の板幅方向
中央部より両端部に向け且つ水切りロール14に向けて水
を噴射し水切りする（以下、先行技術９という）。

【００１４】また、熱間圧延直後の鋼板の冷却手段とし
ては、鋼板の板幅方向に設けられたスリット状または円
管状のラミナーノズルから、ラミナー状の冷却水を鋼板
に向けて注水し、冷却することが行われているが、その
場合、鋼板の板幅方向の冷却を均一に行うことが必要で
ある。そのための手段として、例えば、次の(10)〜(12)
のような技術が開示されている。

【００１５】(10) 特開昭５５−１５３６１６号公報：
スリット状のラミナーノズルから噴射される板幅中央部
の流量密度が、板幅端部の流量密度よりも大になるよう
に、板幅中央部からの距離の関数として、冷却水の流量
を分布し、鋼板端部の過冷却を防止する（以下、先行技
術10という）。

【００１６】(11) 特開昭５８−３２５１１号公報 鋼板端部の過冷却によるむらの発生を防止し、鋼板の幅
方向に多数設けられた円管ラミナーノズルからの流下水
による鋼板端部の過冷却を防止するために、鋼板端部の
円管ラミナーノズルの直下に遮蔽物を設け、鋼板端部に
流下する冷却水をカットする（以下、先行技術11とい
う）。

【００１７】(12) 特開平１−２８４４１９公報：鋼板
中央部と鋼板端部とに選択的に注水するノズルを、鋼板
の長さ方向に交互に分割して配置し、それぞれの部位の
冷却水量を制御する（以下、先行技術12という）。

【００１８】鋼板を冷却装置で冷却した際の鋼板先端部
分の温度は例えば約８４０℃であるのに対し、鋼板後端
部分の温度は約７７０℃であって低い。そこで、このよ
うな温度差を打ち消すために、鋼板に対する冷却をその
長手方向に制御することが必要である。そのためには、
冷却水供給指令が出されてから、冷却水が実際に鋼板に
供給されるまでの時間、および、冷却水供給停止指令が
出されてから、冷却水の供給が実際に停止されるまでの
時間の短い、応答性に優れている冷却装置であることが
必要である。そのための手段として、例えば、次の(13)
〜(15)のような技術が開示されている。

【００１９】(13) 特公昭５８−５７３０号公報：ヘッ
ダ管内への冷却水の供給を停止すると同時に、ノズル出
口に柱状の回転体を設け、これを回転させることによっ
て、水槽から供給される冷却水を遮断し、ノズル出口か
らの不必要な冷却水の流出を回避することにより、オン
オフ特性を改善する（以下、先行技術13という）。

【００２０】(14) 特公昭５７−３７３６号公報：スリ
ットノズルに冷却水を供給する水槽の内部において、冷
却水の供給を遮断する（以下、先行技術14という）。

【００２１】(15) 特公昭６３−９８８７号公報：スリ
ットノズルの下流側に可動枠を設けると共に、ノズル出
口に開閉可能な遮蔽蓋を設けることによって、ノズル出
口からの不必要な冷却水の流出を回避し、オンオフ特性
を改善する（以下、先行技術15という）。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】課題１：高温鋼板の上
面においては、鋼板に衝突した冷却水の噴流による冷却
量に加え、鋼板上面を流れる衝突後の滞留水による冷却
量が存在する。一方、鋼板の下面においては、鋼板に衝
突後の冷却水は、重力の影響によって直ちに鋼板から離
脱するので、衝突噴流のみによる冷却量しか期待できな
い。従って、鋼板の上下面を同じ方式で冷却する方法で
は、上下対称の冷却を行うことは困難である。

【００２３】そこで、一般には、鋼板の下面に対する冷
却水の流量や流速を大にし、または、下面の冷却長を長
くするなどの方法、または、鋼板下面側の冷却量と上面
側の冷却量とが同一になるように、上面側の冷却量を少
なくする等の調整を行うことが必要とされている。

【００２４】また、鋼板の上下面に対する冷却量が同じ
であったとしても、鋼板長手方向の冷却分布には明らか
な相違がある。即ち、鋼板上面側では、鋼板に冷却水が
衝突した後も、その冷却水は、鋼板の表面上を流れるの
で、熱流束は、鋼板の長手方向に一様であるのに対し、
鋼板下面側では、衝突した冷却水は直ちに鋼板の下面か
ら離脱するために、熱流束が鋼板長手方向に降下する傾
向がある。

【００２５】鋼板下面の熱流束を上げ、または、鋼板上
面の熱流束を下げる等の手段によって、鋼板上下両面の
冷却量を同一になしても、局所的に見た場合に、長手方
向の位置によっては、常に上下対称の冷却が行われてい
るとは限らず、鋼板の上面および下面の温度履歴が同じ
にはならないため、このような温度履歴の相違から、鋼
板に残留ひずみや変形が生ずることは避けられない。

【００２６】図１９は、圧延直後の鋼板の上面および下
面に、スリットジェットノズルから冷却水を噴射して鋼
板を冷却した際における、鋼板の表面と裏面の温度履歴
を、有限要素法による熱弾塑性解析によって求めた結果
を示す図であり、図２０は、その際に鋼板に生ずるＣ反
りと称する変形量を、同じく有限要素法による熱弾塑性
解析で求めた結果を示す図である。

【００２７】図１９および図２０から明らかなように、
鋼板の上面に対する熱伝達量と下面に対する熱伝達量の
相違によって、同じ冷却温度であっても、鋼板に残留Ｃ
反りが発生している。従って、これを回避するために
は、冷却ゾーン全体の冷却量のみならず、冷却途中にお
ける鋼板上下面の冷却熱流束を同じに保つ必要がある。

【００２８】図２１は鋼板の上面および下面における冷
却水の接触状態を示す模式図である。図２１から明らか
なように、熱間圧延機２５を通過した後の鋼板１に対
し、その上面側からスリットノズル５によって冷却水を
噴射し、そして、その下面側からスリットノズル６によ
って冷却水を噴射した場合に、鋼板１の上面に冷却水ａ
が接触する鋼板搬送方向の位置ｘと、鋼板１の下面に冷
却水が接触する鋼板搬送方向の位置ｙとの間に、ｚで示
す量のずれが存在すると、Ｃ反りと称する変形の発生す
ることが有限要素法による熱弾塑性解析で判明した。

【００２９】図２２に、鋼板の上面および下面に対し冷
却水が接触を開始する、鋼板搬送方向の位置のずれ量ｚ
と、Ｃ反り量との関係を示す。図２２から、上記ずれ量
ｚが、Ｃ反り量に大きく影響していることがわかる。

【００３０】前述した先行技術１〜４における、鋼板の
上面および下面に対する冷却機構は何れも同じであるか
ら、上面および下面を同じ冷却履歴によって冷却するこ
とは困難であり、従って、冷却後の鋼板に歪みが生ずる
ことは避けられなかった。

【００３１】先行技術５においては、鋼板の上面と下面
とで、冷却水が鋼板と衝突を開始する鋼板搬送方向の位
置が異なり、また、衝突後の熱流束も、鋼板上面側は、
その長手方向に比較的一定ではあるが、鋼板下面側にお
いては、その長手方向に熱流束の強弱が存在する結果、
上下面の冷却が完全な対称にはならず、従って、歪みの
発生が避けられなかった。

【００３２】上述したように、先行技術１〜５によって
は、鋼板上下面の熱負荷が同一になるように、冷却水の
水量を調整することは難しく、特に、冷却中に鋼板に発
生する歪みや応力のために、冷却中または冷却後に鋼板
が変形する問題が生ずる。

【００３３】課題２：冷却装置の出側における冷却水の
せき止めと水切り、および、鋼板上に滞留した残水の除
去のための水切り技術として、先行技術６および先行技
術７のように、エアノズルから噴射されるエアまたは噴
射ノズルから噴射されるスプレー水によって、鋼板上に
滞留している冷却水の残水を除去する方法では、厚鋼板
の冷却のように大量の冷却水を使用する場合に、冷却水
を完全にせき止めることはできず、先行技術８のよう
に、ゴムライニングロールによって鋼板を押圧し水切り
する方法では、高温の鋼板のためにゴムライニングロー
ルが損傷しやすく、その耐久性に問題があった。

【００３４】また、先行技術９のように、水切りロール
の下流側に鋼板の板幅方向に設けられた噴射ノズルから
水切りロールに向けて水を噴射する装置では、冷却中の
鋼板に上反りが生ずるため、鋼板と水切りロールとの間
に隙間が生じ、多量の冷却水が水切りロールの下流側に
漏出する結果、この漏出水に水を噴射してもその流れを
制御することが難しく、多量の水を噴射しなければ冷却
水を鋼板端部から排除することができない。

【００３５】課題３：前述したように、厚鋼板を急速に
冷却する場合には、鋼板の上面および下面に対する冷却
が必ずしも同一とはならないことから、鋼板の板幅方向
にＣ反りと称する変形が生じやすい。このＣ反りは、板
幅、板厚、上下面の温度差および温度履歴等によってそ
り量や反りの方向が決まる。

【００３６】即ち、一般に、鋼板上面に対する冷却が強
いと下に凸のＣ反りが発生しやすく、鋼板下面に対する
冷却が強いと、上に凸のＣ反りが発生しやすくなる。特
に、下に凸のＣ反りが発生した場合には、拘束ロールと
鋼板との隙間から冷却水が漏洩するため、冷却水が鋼板
中央部に滞留してこの部分の過冷却を引き起こし、板幅
方向の不均一冷却が避けられなくなる。

【００３７】課題４：近年、品質上の要求から、鋼板に
対する強冷却による焼き入れが求められており、そのた
めに、大量の冷却水を鋼板に注水して冷却を施すことが
多くなってきた。このような操業においては、大量の冷
却水が水切りロールである上拘束ロールを乗り越えて流
出し、鋼板の不均一冷却を引き起こすことが多い。

【００３８】このような冷却水の乗り越えを防止するた
めには、上拘束ロールの直径を大きくすればよいのであ
るが、むやみに直径を大きくすることは経済的ではな
く、また、複数の拘束ロールで複数の冷却ゾーンを構成
する装置においては、冷却ゾーンのスペースを狭くして
しまう問題がある。

【００３９】課題５：通常、熱間圧延直後の高温鋼板に
対する冷却は、スリット状ノズルやラミナーノズルか
ら、冷却水を鋼板の搬送方向に流すことによって行われ
ている。厚鋼板を冷却する場合には、冷却される厚鋼板
の板幅が各種あるので、最大幅の鋼板を冷却し得るよう
に、板幅の広いスリット状ノズルを使用し、このスリッ
ト状ノズルから、鋼板の板幅方向に板状に噴射される冷
却水によって冷却が行われる。

【００４０】しかしながら、スリット状ノズルに対する
冷却水の供給は、限られた数の冷却水供給管によって行
われるので、ノズルから吐出される冷却水の流速分布
を、鋼板の板幅方向に均一にすることは困難である。そ
のために、通常、スリット状ノズル等に対する冷却水の
供給が板幅方向に不均一になって、流速の遅くなる部分
が生じ、特に、この部分の下流側においては、鋼板に冷
却むらが生じやすく、更に、冷却不足による筋状の材質
欠陥、冷却後に生ずる鋼板の曲がりキャンバーの発生原
因ともなっている。

【００４１】課題６：鋼板の板幅方向に設けられたスリ
ット状または円管状のラミナーノズルから、ラミナー状
の冷却水を鋼板に向けて注水し、鋼板の板幅方向の冷却
を均一に行う技術として、先行技術10の方法では、厚鋼
板に対する冷却のように、強冷却が必要な即ち流量密度
が大きいスリット状ラミナーノズルを使用する場合に、
幅方向の流量を制御することができず、更に、スリット
状ラミナーノズルから流下した冷却水が鋼板上を流れ、
鋼板の幅方向端部から流出するために、鋼板端部の過冷
却を防止することは不可能である。

【００４２】また、先行技術11および先行技術12の方法
では、流下した冷却水が結局鋼板上を流れ、鋼板端部か
ら流出するために、鋼板端部に流下する冷却水をカット
しても、鋼板端部の過冷却を防止することはできない。

【００４３】課題７：応答性に優れたオンオフ特性を有
する冷却装置として、先行技術１３、１４のように、ス
リットノズルの出口や水槽内部で冷却水を遮断する方法
では、長時間にわたるノズルの使用によって、冷却水の
遮蔽をもたらすシール部分が損傷し、シールが不完全に
なって、適切な遮蔽効果が得られなくなる。

【００４４】また、先行技術１５のように、スリットノ
ズルの出口に開閉可能な遮蔽蓋を設ける方法では、開閉
のための機構が複雑になり、設備費用の高騰化を招く
上、長期間の使用によるシール部からの水漏れを回避す
ることができず、冷却むらの発生原因になる。

【００４５】課題８：何らかの理由、例えば、熱間圧延
直後の鋼板の歪量が異常に大きく、鋼板形状が不良の場
合には、拘束ロールによる冷却水の水切りが十分に行わ
れず、拘束ロールから漏水した場合でも、漏水した冷却
水を鋼板から速やかに除去することができなくなる問題
が生ずる。

【００４６】従って、この発明の目的は、上述した１〜
８の課題をすべて解決し、熱間圧延された高温鋼板を冷
却するに際し、鋼板の上面と下面との冷却能分布を同一
にし、鋼板の上下面で同じ温度履歴になるように、且
つ、板幅方向に冷却むらが生ずることなく均一に冷却す
ることができ、Ｃ反りが発生することなく、適確な水切
りが行われ、また、冷却水噴射停止指令を出してから実
際に冷却水の噴射が停止されるまでの時間が極めて短
く、応答性の優れたオンオフ特性を有し、冷却中および
冷却後の板変形による通板トラブルが生ぜず連続的な操
業が可能で、これらにより均質な鋼板を安定して製造す
ることができる高温鋼板の冷却装置を提供することにあ
る。

【００４７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、その上下に一
定ピッチで複数組設けられた１対の拘束ロールと、前記
複数組の拘束ロールの相互間に設けられた、鋼板の上面
および下面に向けて冷却水を噴射しこれを冷却するため
の上部冷却ノズルと下部冷却ノズルとからなる冷却装置
とから構成された高温鋼板の冷却装置において、冷却装
置における下部冷却ノズルの鋼板長さ方向の数は、鋼板
の上面に対する冷却温度履歴と鋼板の下面に対する冷却
温度履歴とが同じになるように、上部冷却ノズルの鋼板
長さ方向の数よりも多く設置され、上部冷却ノズルと下
部冷却ノズルとは、上部冷却ノズルから噴射された冷却
水の、鋼板上面に対する接触開始位置と、下部冷却ノズ
ルから噴射された冷却水の、鋼板下面に対する接触開始
位置とが同じになるように配置されており、上拘束ロー
ルは、昇降可能になっており、上部冷却ノズルよりも下
流側には、鋼板の板幅方向中央部から両端部に向け且つ
鋼板の移送方向と逆方向に向けた、鋼板上の冷却水を除
去するための水切りスプレーノズルが設けられ、拘束ロ
ールによって鋼板を拘束しながら、鋼板上の冷却水を鋼
板の幅方向両端部に押し出し、前記水切りスプレーノズ
ルから噴射される冷却水によってこれを除去するように
なっており、前記上下１対の拘束ロール間の距離をＬ
（ｍ）、鋼板の厚さをｔ（mm）としたときに、上下１対
の拘束ロールによる鋼板に対する拘束力Ｐ（ｔ）が、下
記（１）式で求められる拘束力Ｐ以上となるか、また
は、各拘束ロール間の距離Ｌを下記（１）式で求められ
る距離（Ｌ）以下に保つように設定されており、 Ｐ＝６．１１×１０^-5ｔ³ Ｌ^0.65 ・・・・・・・（１） 拘束ロールの直径Ｄ（ｍ）は、拘束ロール間の距離をＬ
（mm）、鋼板単位幅当たりの冷却水流量密度をＱ（ｍ³/
ｍｓ）、鋼板板幅をＷ（ｍ）としたとき、下記（２）式
で求められる値となるように設定されており、 Ｄ＞０．４（ＱＷ／Ｌ）^2/3 ・・・・・・（２） そして、上部ノズルのヘッダー管に取り付けられる冷却
水供給管の本数は、ヘッダー管にに送り込まれる冷却水
の鋼板板幅方向の流速が、下記（３）式 Ｐ＝（Ｌ／ｄ）・（ｖ² ／２ｇ）＜１．０・・・・・（３） 但し、Ｐ：ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータ
（ｍ） ｇ：重力加速度（＝９．８）（ｍ／ｓ² ） π：円周率 Ｌ：冷却水供給管１本当りが冷却水を供給するヘッダー
管長さ（ｍ） ｄ：ヘッダー管内径（ｍ） Ｂ：冷却水供給管１本当りから供給される冷却水の流量
（ｍ³ ／ｓ） ｖ：ヘッダー管内の板幅方向の冷却水の次式により規定
される流速（ｍ／ｓ） ｖ＝Ｂ／（２・ (π／４) ・ｄ² ） を満足するように定められていることに特徴を有するも
のである。

【００４８】請求項２に記載の発明は、上拘束ロールに
これをサポートし、前記上ロールが撓んだときに、その
中央部から拘束力を伝えるバックアップロールが設けら
れていることに特徴を有するものであり、請求項３に記
載の発明は、上拘束ロールが凸状ロールからなっている
ことに特徴を有するものであり、請求項４に記載の葉
は、水切りスプレーノズルが、鋼板の一側端側に、鋼板
の他端側に向け、且つ、鋼板の移送方向と反対方向に向
けて水切り水を噴射するように設けられていることに特
徴を有するものである。

【００４９】請求項５に記載の発明は、冷却装置の、上
部冷却ノズルおよび下部冷却ノズルは、各々隔壁によっ
て幅方向に区画された複数のノズル室からなるスリット
ノズルからなっており、このように区画された複数のノ
ズルの各々には、冷却水の流量制御機構が設けられてお
り、上部スリットノズルおよび下部スリットノズルの各
々から鋼板に向けて噴射される冷却水の流量が、前記鋼
板の板幅方向に制御可能になっていることに特徴を有す
るものである。

【００５０】請求項６に記載の発明は、冷却装置の、上
部ノズルが取り付けられているヘッダー管には、冷却水
供給管と圧縮ガス供給管とが接続されており、冷却水供
給管および圧縮ガス供給管の途中には、ヘッダー管に冷
却水が供給されているときには、圧縮ガス供給管からの
圧縮ガス供給を停止し、そして、ヘッダー管に圧縮ガス
が供給されているときには、冷却水供給管からの冷却水
の供給を停止するための制御弁が設けられていることに
特徴を有するものである。

【００５１】請求項７に記載の発明は、冷却装置の入側
に、鋼板の形状不良をその冷却前に矯正するための第１
矯正機が設けられ、そして、冷却装置の出側に、冷却装
置で冷却された鋼板の形状不良を矯正するための第２矯
正機が設けられていることに特徴を有するものである。

【００５２】

【発明の実施の形態】〔課題１を解決するための手段〕
図１は、この発明の装置の第１実施態様を示す説明図で
ある。図１に示すように、鋼板１を挟んで上下に１対の
水切りロールを兼ねた拘束ロール即ち上拘束ロール２と
下拘束ロール３とが所定間隔（例えば１０００mm）をあ
けて複数組（例えば２０組）設けられ、上下１対の複数
組の拘束ロール２、３の相互間が、冷却ゾーンになって
いる。

【００５３】複数組の拘束ロール２、３の相互間の鋼板
上面側には、鋼板搬送方向の上流側ロールから下流側ロ
ールに向け屈曲した上部スリットノズル５が設けられて
おり、そして、鋼板下面側には、下部スリットノズル６
が、鋼板１の板幅方向に一定ピッチ（例えば１００mmピ
ッチ）で且つ鋼板１の長手方向に複数列（例えば５列）
設けられている。

【００５４】図２に示すように、複数組の拘束ロール
２、３の相互間の、上部スリットノズル５よりも下流側
には、鋼板１の板幅方向にヘッダー管４ａが設けられ、
ヘッダー管４ａには、鋼板１の板幅方向中央部から両端
部に向け且つ鋼板１の移動方向と逆方向に、鋼板１に対
し４５°の角度で左右１本ずつの水切りスプレーノズル
４が設けられている。

【００５５】上部スリットノズル５から、例えば２００
０ｌ／ｍ² min の量の水を鋼板１の上面に向けて噴射
し、下部スリットノズル６から、例えば１４００ｌ／ｍ
² minの量の水を鋼板１の下面に向けて噴射する。

【００５６】上部スリットノズル５および下部スリット
ノズル６の位置および各ノズルからの冷却水の流量を、
次のようにして調整する。 (1) 上部スリットノズル５から噴射された冷却水が鋼板
１の上面に接触を開始する位置と、下部スリットノズル
６から噴射された冷却水が鋼板１の下面に接触を開始す
る位置とが同一になるように、上部スリットノズル５お
よび下部スリットノズル６の位置を調整する。

【００５７】(2) 鋼板１の上面および下面に対する冷却
能力、即ち、鋼板１が各冷却ゾーンを通過したときに奪
われる熱量（抜熱量）を、鋼板上下面で同一となし、上
下面の冷却がバランスするように、上部スリットノズル
５および下部スリットノズル６から噴射される冷却水の
流量を調整する。

【００５８】(3) 冷却中の鋼板１の上面と下面の表面温
度履歴が同一になるように、下部スリットノズル６から
の冷却水の流量を調整する。局所的な熱流束分布が、鋼
板１の上下面で対称になるように、例えば、上部スリッ
トノズル５を、拘束ロール相互間の冷却ゾーン毎に１個
配置し、下部スリットノズル６を、拘束ロール相互間の
冷却ゾーン毎に、鋼板１の長手方向に４列配置する。鋼
板１の下面に衝突した冷却水は、重力によって直ちに鋼
板から離脱するから、鋼板１の上下面における抜熱量を
同じにし、冷却中の鋼板上下面の表面温度履歴が同じに
なるように、下部スリットノズル６は密に配置されてい
る。

【００５９】なお、上下１対の複数組の拘束ロール２、
３間に配置されている上部スリットノズル５と下部スリ
ットノズル６との比率は、条件によって任意に設定する
ことができる。下部スリットノズル６は密に配置されて
いるほど局所的な熱流束の不均一は解消されるが、メン
テナンス性および経済性の観点から、必要以上に密にす
る必要はない。

【００６０】図３は、この発明の装置の第２実施態様を
示す説明図である。図３に示すように、第２実施態様の
装置においては、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板
下面側に、冷却水が収容されたタンク７が配置されてお
り、下部冷却ノズルとして、タンク７の水中に、板幅方
向に一定ピッチ（例えば１００mmピッチ）で、鋼板搬送
方向に複数列（例えば５列）設けられた円管８ａと、円
管８ａの各々の上部に鋼板１の下面に向けて設けられた
導管８ｂとからなる導管付き円管ラミナーノズル８が配
置されている点が、第１実施態様の装置と相違する。

【００６１】タンク７内の冷却水は、導管付き円管ラミ
ナーノズル８の水中に没している円管８ａから導管８ｂ
内に噴射され、その随伴流で生じた液流によって鋼板１
は効率的に冷却される。上部スリットノズル５および導
管付き円管ラミナーノズル８の位置および各ノズルから
の冷却水の流量の調整は、前述したと同様である。

【００６２】局所的な熱流束分布が、鋼板１の上下面で
対称にするように、例えば、上部スリットノズル５を、
拘束ロール相互間の冷却ゾーン毎に１個配置し、導管付
き円管ラミナーノズル８を、鋼板長手方向に４列で且つ
板幅方向に１００mmピッチで配置する。このように、導
管付き円管ラミナーノズル８を、板幅方向に１００mmピ
ッチで配置する理由は、１００mmピッチ以下とすれば、
この水量条件下で、板幅方向にほぼむらのない均一な冷
却が施されるからである。

【００６３】なお、上部スリットノズル５と導管付き円
管ラミナーノズル８との比率は、条件によって任意に設
定することができる。導管付き円管ラミナーノズル８は
密に配置されているほど、局所的な熱流束の不均一は解
消されるが、メンテナンス性および経済性の観点から、
必要以上に密にする必要はない。

【００６４】図４は、この発明の装置の第３実施態様を
示す説明図である。図４に示すように、第３実施態様の
装置においては、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板
下面側に、下部冷却ノズルとして、円管から水を噴射し
ラミナー状の液流で鋼板１を冷却する円管ラミナーノズ
ル９が、板幅方向に一定ピッチ（例えば７０mmピッチ）
で鋼板長手方向に複数列（例えば８列）密に設けられて
いる点が第１実施態様の装置と相違する。

【００６５】上部スリットノズル５から、例えば２００
０ｌ／ｍ² min の量の水を鋼板１の上面に噴射し、円管
ラミナーノズル９から、例えば２１００ｌ／ｍ² min の
量の水を鋼板１の下面に向け噴射する。上部スリットノ
ズル５および円管ラミナーノズル９の位置および各ノズ
ルからの冷却水の流量の調整は、前述したと同様であ
る。

【００６６】局所的な熱流束分布が、鋼板１の上下面で
対称になるように、例えば、上部スリットノズル５を、
拘束ロール相互間の冷却ゾーン毎に１個配置し、円管ラ
ミナーノズル９を、鋼板の板幅方向に７０mmピッチで鋼
板長手方向に７列配置する。

【００６７】円管ラミナーノズル９を、板幅方向に７０
mmピッチで配置する理由は、７０mmピッチ以下とすれ
ば、この水量条件下で、板幅方向にほぼむらのない均一
な冷却が施されるからである。

【００６８】なお、上部スリットノズル５と円管ラミナ
ーノズル９との比率は、条件によって任意に設定するこ
とができる。円管ラミナーノズル９は密に配置されてい
るほど局所的な熱流束の不均一は解消されるが、メンテ
ナンス性および経済性な観点から、必要以上に密にする
必要はない。

【００６９】図５は、この発明の装置の第４実施態様を
示す説明図である。図５に示すように、第４実施態様の
装置においては、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板
下面側に、下部冷却ノズルとして、スプレーノズル１０
が鋼板の板幅方向に一定ピッチ（例えば２００mmピッ
チ）で且つ鋼板の長手方向に複数列（例えば８列）密に
設けられている点が第１実施態様の装置と相違する。

【００７０】上部スリットノズル５から、例えば２００
０ｌ／ｍ² min の量の水を鋼板１の上面に噴射し、スプ
レーノズル１０から、例えば３０００ｌ／ｍ² min の量
の水を鋼板１の下面に向け噴射する。上部スリットノズ
ル５およびスプレーノズル１０の位置および各ノズルか
らの冷却水の流量の調整は、前述したと同様である。

【００７１】局所的な熱流束分布が、鋼板１の上下面で
対称になるように、例えば、上部スリットノズル５を拘
束ロール相互間の冷却ゾーン毎に１個配置し、スプレー
ノズル１０を、鋼板の板幅方向に２００mmピッチで且つ
長手方向に８列配置する。

【００７２】スプレーノズル１０を、板幅方向に２００
mmピッチで配置する理由は、２００mmピッチ以下とすれ
ば、この水量条件下で、板幅方向にほぼむらのない均一
な冷却が施されるからである。

【００７３】なお、上部スリットノズル５とスプレーノ
ズル１０との比率は、条件によって任意に設定すること
ができる。スプレーノズル１０は密に配置されているほ
ど局所的な熱流束の不均一は解消されるが、メンテナン
ス性および経済性の観点から、必要以上に密にする必要
はない。

【００７４】図６は、この発明の装置の第５実施態様を
示す説明図である。図６に示すように、第５実施態様の
装置においては、拘束ロール２，３の各組相互間の鋼板
下面側に、冷却ノズルとして、多孔板ノズル１１が設け
られている点が第１実施態様の装置と相違する。

【００７５】多孔板ノズル１１は、その上面に、鋼板の
板幅方向に５０mmピッチで、長手方向に５０〜１００mm
ピッチで千鳥状に密に設けられたノズルから、鋼板１に
対し冷却水を噴射するようになっている。

【００７６】上部スリットノズル５から、例えば２００
０ｌ／ｍ² min の量の水を鋼板１の上面に噴射し、多孔
板ノズル１１から、例えば３６００ｌ／ｍ² min の量の
水を鋼板１の下面に向けて噴射する。上部スリットノズ
ル５および多孔板ノズル１１の位置および各ノズルから
の冷却水の流量は、前述したと同様である。

【００７７】多孔板ノズル１１のノズルピッチの下限を
５０mmとした理由は、５０mmピッチ以下とすれば、この
水量条件下で、幅方向にほぼむらのない均一な冷却が施
されからである。なお、上述した上部スリットノズル５
に対する多孔板ノズル１１のノズルの比率は、条件によ
って任意に設定することができる。ノズルは密に設ける
ほど、局所的な熱流束の不均一は解消されるが、その数
が多すぎるとノズル口径が細くなり、ノズル詰まりが生
ずる等メンテナンス性が悪くなる。

【００７８】〔課題２を解決するための手段〕図２に示
すように、上拘束ロール２は、その幅方向両端部の上面
に設けられた油圧シリンダー１２によって上下に昇降可
能になっている。上拘束ロール２は、図７に示すよう
に、その中央部が凸状の凸クラウンになっているか、ま
たは、図９のこの発明の第６実施態様の装置に示すよう
に、上拘束ロール２の中央部付近上部に、油圧シリンダ
ー１２によって上拘束ロール２と共に昇降可能なバック
アップロール１３を設け、バックアップロール１３から
荷重を加えて上拘束ロール２を凸状のクラウンになるよ
うにし、これによって、上拘束ロール２が撓んだとき
に、中央部から拘束力を伝え、上拘束ロールの撓みを防
止している。下拘束ロール３は、搬送ロールを兼ねてお
り昇降しない。

【００７９】複数の上拘束ロール２間の、上部スリット
ノズル５よりも下流側には、鋼板１の板幅方向にヘッダ
ー管４ａが設けられ、ヘッダー管４ａには、鋼板１の板
幅方向中央部から両端部に向け且つ鋼板１の移動方向と
逆方向に、鋼板１に対し４５°の角度で左右１本ずつの
水切りスプレーノズル４が設けられている。

【００８０】このように、上拘束ロール２は、凸クラウ
ンを有するロールになっているか、または、バックアッ
プロール１３によって荷重が加えられるようになってお
り、上拘束ロール２の自重およびその付帯設備の重さ以
上の拘束力で鋼板１を押圧し拘束している。

【００８１】従って、図８に示すように、上拘束ロール
２と鋼板１との間の隙間特に中央部の隙間は狭く、冷却
水ａが鋼板１の板幅中央部から漏洩することなくその両
端部から押し出され、水切りスプレーノズル４から噴射
される水切り水によって鋼板１の表面上から速やかに除
去される。従って、少ない水量で確実に水切りすること
ができる。

【００８２】図１０は、この発明の装置の第７実施態様
を示す部分概略斜視図である。図１０に示すように、第
７実施態様の装置においては、水切りスプレーノズル４
が、鋼板１の一側端部側に、鋼板１の他端部側に向け且
つ鋼板１の移送方向と逆方向に水切り水を噴射するよう
に設けられている。この実施態様によれば、水切りスプ
レーノズル４から噴射された水切り水によって、鋼板１
上に滞留する冷却水ａは、鋼板１の他端部側に押しやら
れ排出される。上記以外の構成は第６実施態様の装置と
同様である。

【００８３】〔課題３を解決するための手段〕上述した
ように、複数組の拘束ロール２、３で高温の鋼板１を拘
束しながら搬送し、上部スリットノズル５および下部ス
リットノズル６から鋼板１上に冷却水を噴射して冷却す
るに際し、上拘束ロール２および下拘束３による鋼板１
に対する拘束力Ｐ（ｔ）は、上下１対の拘束ロール２、
３間の距離をＬ（ｍ）、鋼板１の厚さをｔ（mm）とした
ときに、下記(1) 式で求められる値以上の拘束力で鋼板
１を拘束しながら冷却する。

【００８４】 Ｐ＝６．１１×１０^-5ｔ³ Ｌ^0.65 ・・・・・・・・・（１） また、拘束ロール２、３の１対当たりの拘束力が、設備
上の制約から制限されるときは、各拘束ロール２、３間
の距離Ｌを、上記（１）式から求まる距離（Ｌ）以下に
保って、鋼板１を拘束しながら冷却する。

【００８５】上記（１）式は、有限要素法を用いたシュ
ミレーションにより求められた式である。この計算で
は、Ｃ反り量を押さえ込むために必要な拘束力を求めて
いるが、鋼板の板厚８〜８０mm、隣り合う拘束ロール間
の間隔を６００〜２０００mmの範囲で計算し、その結果
から、重回帰分析により導出した。

【００８６】拘束ロール２、３による鋼板１に対する拘
束力を、上述した範囲とすることによって、Ｃ反りが発
生せず、発生しても極く僅かであるため、確実に水切り
を行うことが可能になる。従って、上拘束ロール２と鋼
板１との間から冷却水が漏洩し、隣のゾーンに滞留して
過冷却を引き起こすことがなく、均一な冷却が可能にな
る。

【００８７】〔課題４を解決するための手段〕大量の冷
却水を噴射して鋼板上面を冷却する場合に、冷却水が上
拘束ロール２を乗り越えることのないように、上拘束ロ
ール２を適切な径に定めるべく、上拘束ロール２、２間
の距離Ｌを０．６〜３．０ｍ、鋼板幅１ｍ当たりの冷却
水密度を０．００３〜０．０８３ｍ³ ／秒、鋼板板幅を
２．０〜５．０ｍの可変とし、上拘束ロール２、２間に
滞留する冷却水の最高液面高さＨ（ｍ）を調査した。

【００８８】図１１は、上拘束ロール間に滞在する冷却
水の最高液面高さを示す図で、横軸はＱＷ／Ｌ（但し、
Ｑ：鋼板単位幅当たりの冷却水流量密度（m³/ms)、Ｌ：
拘束ロール間の距離（mm）、Ｗ：鋼板板幅(m) ）を示
し、縦軸は、最高液面高さＨ（ｍ）を示す。

【００８９】黒四角のデータは模擬試験装置によるもの
であり、黒丸のデータは実施によるものである。即ち、
液面最高高さＨが、通常では当業者が思い付かないよう
なパラメータ（ＱＷ／Ｌ）と直線関係にあることが発見
された。図１１中におけるＣは横軸と縦軸との間の勾配
を表す係数である。模擬試験装置で求めた係数Ｃは、
０．３２〜０．３４であった。このデータをもとに、実
機に直径３００mmの水切りロールを設けて液面の最高高
さＨを測定したところ、やはり、パラメータ（ＱＷ／
Ｌ）と直線関係にあり、その係数Ｃは０．４であること
がわかった。

【００９０】これにより実機データであるＣ＝０．４を
採用し、液面最高高さＨを表す式として、 Ｄ＞０．４（ＱＷ／Ｌ）^2/3 ・・・・・・・（２） を得た。そこで、この発明においては、上拘束ロールの
直径（Ｄ）を、上記（２）式で求められる値となるよう
に設定する。

【００９１】これによって、冷却水が上拘束ロール２を
乗り越え次のゾーンに流入することがなく、従って、冷
却むらのない均一な冷却を行うことができる。 〔課題５を解決するための手段〕図１２に示すように、
鋼板１の上面に、鋼板移送方向の上流側から下流側に向
けて設けられたスリット状ノズル５は、これに冷却水を
供給する水平な円管状のヘッダー管１４に接続されてお
り、ヘッダー管１４には所定間隔をあけて複数本の垂直
な冷却水供給管１５が取付けられている。

【００９２】冷却水供給管１５から円管状のヘッダー管
１４に供給された冷却水は、ヘッダー管１４内を矢印イ
で示すように鋼板の板幅方向に流れた後、ヘッダー管１
４に接続されたスリット状ノズル５から鋼板１上に噴射
される。その際、ヘッダー管１４内を流れる冷却水は、
板幅方向に流れるよりも、矢印アに示すようにスリット
状ノズル５の方向に流れやすくなり、板幅方向に冷却水
が十分に行き渡らなくなる結果、スリット状ノズル５か
ら鋼板１上に噴射された冷却水の流速は、冷却水供給管
１５の直下部分よりも、鋼板１の板幅方向両端部および
冷却水供給管１５の接続部中間部の方が少なくなる。

【００９３】そこで、冷却水の板幅方向の速度成分即ち
下記式で決定されるヘッダー管内の板幅方向における冷
却水の最高流速（ｖ）、ヘッダー管の内径（ｄ）、冷却
水供給管１本当たりが供給する冷却水の流量（Ｂ）およ
びヘッダー管長さ（Ｌ）と、スリット状ノズル下流の流
速分布の幅方向均一性との関係を調べた結果、下記(4)
式のような関係のあることがわかった。

【００９４】 ｖ＝Ｂ／（２ (π／４) ・ｄ² ）・・・・・・・・（４） 即ち、ヘッダー管１４内における板幅方向の流速がある
値以上になると、ヘッダー管１４の板幅方向の圧力損失
が大になり、冷却水供給管１５から離れるに従って圧力
が低下し、スリット状ノズル下流に設けられたラミナー
ノズルの流速が小になる。

【００９５】図１３には、ヘッダー管内における冷却水
の最高流速（ｖ）、ヘッダー管の内径（ｄ）およびヘッ
ダー管の長さ（Ｌ）によって表されるヘッダー管内の圧
力損失を示すパラメーター（Ｐ）と、ノズル吐出口にお
ける吐出流速の最小値（Ｕｍｉｎ）と最大値（Ｕｍａ
ｘ）との比（Ｕｍｉｎ／Ｕｍａｘ）との関係が示されて
いる。図１３から、下記（３）式に示すように、Ｐを
１．０以下にすることによって、板幅方向の冷却水量の
幅方向均一性を保証する即ち流速のばらつきを５％以内
にすることが可能になる。

【００９６】 Ｐ＝（Ｌ／ｄ）・（ｖ² ／２ｇ）＜１．０・・・・・・・・（３） 但し、Ｐ：ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータ
（ｍ） ｇ：重力加速度（＝９．８）（ｍ／ｓ） π：円周率 Ｌ：冷却水供給管１本当りが冷却水を供給するヘッダー
管長さ（ｍ） ｄ：ヘッダー管内径（ｍ） Ｂ：冷却水供給管１本当りから供給される冷却水の流量
（ｍ³ ／ｓ） ｖ：ヘッダー管内の板幅方向の冷却水の次式により規定
される流速（ｍ／ｓ） ｖ＝Ｂ／（２・ (π／４) ・ｄ² ） ヘッダー管１４内における冷却水の板幅方向の流速が上
記(5) 式によって決定される関係式を満足するように、
ヘッダー管１４に取付けられる冷却水供給管１５の本数
を決定することによって、噴射された冷却水の流速を鋼
板の板幅方向に均一となし、板幅方向に冷却むらの生ず
ることがなく均一に鋼板を冷却することができる。

【００９７】〔課題６を解決するための手段〕上部スリ
ットノズルおよび下部スリットノズルから鋼板に向けて
噴射される冷却水の流量を、鋼板の幅方向に制御可能と
なし、鋼板を板幅方向にむらの生ずることがなく、均一
に冷却するために、必要に応じて、図１４および図１５
に示す、この発明の第８実施態様の装置を使用する。

【００９８】即ち、図１４および図１５に示すように、
鋼板１を挟んでその上下に設けられた拘束ロール２，３
の各組相互間の鋼板上面側には、鋼板移送方向の上流側
ロールから下流側ロールに向けた上部スリットノズル５
が設けられ、そして、鋼板下面側には、同じく鋼板移送
方向の上流側ロールから下流側ロールに向けた下部スリ
ットノズル６が設けられている。上部スリットノズル５
および下部スリットノズル６は、ノズルに冷却水を供給
するヘッダー管１４と、ヘッダー管１４に取り付けられ
た、鋼板の移送方向に屈曲するスカート部１６と、その
先端の冷却水噴射口１７とからなっている。

【００９９】上述した構造の上部スリットノズル５およ
び下部スリットノズル６の各々のスカート部１６および
スカート部先端の冷却水噴射口１７は、隔壁１８によっ
て鋼板の板幅方向に複数のノズル室１９に区画されてお
り、スカート部１６が接続されているヘッダー管１４
も、複数のノズル室１９毎に隔壁１８によって複数の室
に区画されている。スカート部１６およびスカート部先
端の冷却水噴射口１７を区画する隔壁１８は、合流に際
して冷却水中に乱流が生じないように、滑らかな流線形
状になっている。

【０１００】このように区画されたヘッダー管１４の各
室毎に、冷却水供給管１５が取り付けられており、冷却
水供給管１５の途中には、独立して冷却水の流量を制御
することができる流量調整弁２０、および、独立してＯ
Ｎ，ＯＦＦ制御を行うことができるバタフライ弁２１が
設けられている。

【０１０１】上述した装置によれば、冷却される鋼板１
の板幅に応じ、適切な量の冷却水を噴射することがで
き、鋼板両端部に対する冷却水の噴射量を鋼板中央部に
対する噴射量よりも少なくすることによって、鋼板両端
部の過冷却を防止することができる。

【０１０２】〔課題７を解決するための手段〕冷却水の
噴射停止指令を出してから、鋼板上への冷却水の噴射が
実際に停止するまでの時間を短くなし、応答性に優れた
オンオフ特性を付与するために、必要に応じて図１６に
示す、この発明の第９実施態様の装置を使用する。即
ち、図１６に示すように、上部スリットノズル５が取り
付けられたヘッダー管１４には、冷却水供給管１５が接
続されており、冷却水供給管１５の途中には冷却水制御
弁２２が取り付けられている。また、ヘッダー管１４に
は、圧縮ガス供給管２３が接続されていおり、圧縮ガス
供給管２３の途中には圧縮ガス制御弁２４が取り付けら
れている。

【０１０３】鋼板１を冷却するために、鋼板１の表面上
に冷却水を噴射する場合には、先ず、冷却水制御弁２２
の制御機構に電気信号を送って、制御弁２２を開放す
る。冷却水制御弁２２と圧縮ガス制御弁２４の開閉動作
は相互に逆に行われるように電気的に接続されているの
で、冷却水制御弁２２が開放されると、圧縮ガス制御弁
２４は閉じられる。従って、冷却水は、冷却水供給管１
５を通り、ヘッダー管１４を経て均一な圧力で上部スリ
ットノズル５から噴射し、鋼板１を冷却する。

【０１０４】鋼板の冷却を制御するために、鋼板の表面
上への冷却水の噴射を停止する場合には、冷却水制御弁
２２の制御機構に電気信号を送って、制御弁２２を閉じ
る。このように、冷却水制御弁２２が閉じられると、圧
縮ガス制御弁２４は開放される。従って、圧縮ガスはヘ
ッダー管１４内に供給され、ヘッダー管１４内に残存す
る冷却水を、極めて短時間に外部に排出する。その結
果、上部スリットノズル５から冷却水の垂れが生ずるこ
とがなく、鋼板に対する冷却水の噴射および停止におい
て、応答性に優れたオンオフ特性が得られる。

【０１０５】〔課題８を解決するための手段〕何らかの
理由で、熱間圧延直後の鋼板の歪量が異常に大きく、鋼
板形状が不良の場合には、拘束ロールによる冷却水の水
切りが不十分になり、均一な冷却が行われにくくなる。
また、拘束ロールによる冷却水の水切りを、より確実に
行わせるために、必要に応じて、図１７および図１８に
示す、この発明の第１０実施態様の装置を使用する。

【０１０６】即ち、図１７に示すように、熱間仕上圧延
機２５の出側には、冷却装置Ａとの間に第１矯正機２７
が設置されており、冷却装置Ａの出側には、第２矯正機
２８が設置されている。

【０１０７】図１８に示すように、第１矯正機２６は、
２重式またはそれ以上のホットレベラーであり、レベリ
ングロール２６ａを５本以上備えていて、ホットレベラ
ーの圧下駆動機構は２重式以上の多重式構造になってい
る。冷却装置Ａの出側に設けられた第２矯正機２７も２
重式またはそれ以上のホットレベラーである。

【０１０８】このように、熱間仕上圧延機２５によって
圧延された厚鋼板の形状を、冷却装置Ａの入側において
第１矯正機２６において矯正することにより、冷却装置
Ａにおける鋼板の冷却時に発生する前述した課題を、よ
り確実に解消することができ、また、冷却装置Ａを通板
中の鋼板に生ずる形状不良によるトラブルのなくなっ
て、設備の稼働率が向上する。更に、冷却装置Ａにおけ
る冷却によって、鋼板に反り等の形状不良が生じても、
第２矯正機２７によって矯正されるため、形状、品質の
優れた鋼板を得ることができる。

【０１０９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
熱間圧延された高温鋼板を冷却するに際し、鋼板の上面
と下面との冷却能分布を同一にし、鋼板の上下面で同じ
温度履歴になるように、且つ、板幅方向に冷却むらが生
ずることなく均一に冷却することができ、Ｃ反りが発生
することなく、適確な水切りが行われ、また、冷却水噴
射停止指令を出してから実際に冷却水の噴射が停止され
るまでの時間が極めて短く、応答性の優れたオンオフ特
性を有し、冷却中および冷却後の板変形による通板トラ
ブルが生ぜず連続的な操業が可能で、これらにより均質
な鋼板を安定して製造することがで、更に、冷却装置を
通板中の鋼板の生ずる形状不良によるトラブルが減少し
て設備の稼働率を向上させることができ、製品歩留りが
向上する等、多くの工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の第１実施態様を示す説明図で
ある。

【図２】図１の部分概略斜視図である。

【図３】この発明の装置の第２実施態様を示す説明図で
ある。

【図４】この発明の装置の第３実施態様を示す説明図で
ある。

【図５】この発明の装置の第４実施態様を示す説明図で
ある。

【図６】この発明の装置の第５実施態様を示す説明図で
ある。

【図７】拘束ロールを通過中の鋼板の変形と冷却水の漏
洩状態を示す概略正面図である。

【図８】図７の概略斜視図である。

【図９】この発明の装置の第６実施態様を示す部分概略
斜視図である。

【図１０】この発明の装置の第７実施態様を示す部分概
略斜視図である。

【図１１】拘束ロール間に滞在する冷却水の最高液面高
さを示す図である。

【図１２】スリット状ノズルの構造を示す概略斜視図で
ある。

【図１３】ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータＰ
とスリットノズル吐出口における冷却水吐出流速の均一
性（Umin/Umax)との関係を示した図である。

【図１４】この発明の装置の第８実施態様を示す部分概
略斜視図である。

【図１５】図１４の部分拡大説明図である。

【図１６】この発明の装置の第９実施態様を示す部分概
略断面図である。

【図１７】この発明の装置の第１０実施態様を示す概略
正面図である。

【図１８】図１７の部分拡大概略斜視図である。

【図１９】圧延直後の鋼板を冷却した際の鋼板表面と裏
面との温度履歴を示す図である。

【図２０】圧延直後の鋼板を冷却した際の鋼板のＣ反り
量を示す図である。

【図２１】鋼板の上面および下面における冷却水の接触
状態を示す説明図である。

【図２２】鋼板の上面および下面に対し冷却水が接触を
開始する位置のずれ量とＣ反り量との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 上拘束ロール ３ 下拘束ロール ４ 水切りスプレーノズル ５ 上部スリットノズル ６ 下部スリットノズル ７ タンク ８ 導管付き円管ラミナーノズル ９ 円管ラミナーノズル 10 スプレーノズル 11 多孔板ノズル 12 油圧シリンダ 13 バックアップロール 14 ヘダー管 15 冷却水供給管 16 スカート部 17 冷却噴出口 18 隔壁 19 ノズル室 20 流量調整弁 21 バフライ弁 22 冷却水制御弁 23 圧縮ガス供給管 24 制御弁 25 熱間仕上圧延機 26 第１矯正機 27 第２矯正機 Ａ 冷却装置 ａ 冷却水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上岡 悟史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4K034 AA10 BA05 CA01 DA04 DB03 FA05 FB03 FB05 FB08 FB09 4K043 AA01 CB01 FA13 HA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延された高温の鋼板を挟んで、そ
   の上下に一定ピッチで複数組設けられた１対の拘束ロー
   ルと、前記複数組の拘束ロールの相互間に設けられた、
   前記鋼板の上面および下面に向けて冷却水を噴射しこれ
   を冷却するための上部冷却ノズルと下部冷却ノズルとか
   らなる冷却装置とから構成された、高温鋼板の冷却装置
   において、 前記冷却装置における前記下部冷却ノズルは、前記鋼板
   の上面に対する冷却温度履歴と前記鋼板の下面に対する
   冷却温度履歴とが同じになるように、前記上部冷却ノズ
   ルの鋼板長さ方向の数よりも多く設置され、そして、前
   記上部冷却ノズルと前記下部冷却ノズルとは、前記上部
   冷却ノズルから噴射された冷却水の、前記鋼板上面に対
   する接触開始位置と、前記下部冷却ノズルから噴射され
   た冷却水の、前記鋼板下面に対する接触開始位置とが同
   じになるように配置されており、 前記拘束ロールの上ロールは、昇降機構によって昇降可
   能になっており、そして、前記上部冷却ノズルよりも下
   流側には、前記鋼板の幅方向中央部から両端部に向け且
   つ前記鋼板の移送方向と逆方向に向けた、前記鋼板上の
   冷却水を除去するための水切りスプレーノズルが設けら
   れ、前記拘束ロールによって鋼板を拘束しながら、鋼板
   上の冷却水を鋼板の幅方向両端部に押し出し、前記水切
   りスプレーノズルから噴射される冷却水によってこれを
   除去するようになっており、 前記上下１対の拘束ロール間の距離をＬ（ｍ）、鋼板の
   厚さをｔ（mm）としたときに、上下１対の拘束ロールに
   よる鋼板に対する拘束力Ｐ（ｔ）が、下記（１）式で求
   められる拘束力Ｐ以上となるか、または、各拘束ロール
   間の距離Ｌを下記（１）式で求められる距離（Ｌ）以下
   に保つように設定されており、 Ｐ＝６．１１×１０^-5ｔ³ Ｌ^0.65 ・・・・・・・（１） 前記拘束ロールの直径Ｄ（ｍ）は、拘束ロール間の距離
   をＬ（mm）、鋼板単位幅当たりの冷却水流量密度をＱ
   （ｍ³/ｍｓ）、鋼板板幅をＷ（ｍ）としたとき、下記
   （２）式で求められる値となるように設定されており、 Ｄ＞０．４（ＱＷ／Ｌ）^2/3 ・・・・・・・・・（２） そして、前記上部ノズルのヘッダー管に取り付けられる
   冷却水供給管の本数は、前記ヘッダー管にに送り込まれ
   る冷却水の鋼板板幅方向の流速が下記（３）式 Ｐ＝（Ｌ／ｄ）・（ｖ² ／２ｇ）＜１．０・・・・・（３） 但し、Ｐ：ヘッダー管内の圧力損失を表すパラメータ
   （ｍ） ｇ：重力加速度（＝９．８）（ｍ／ｓ² ） π：円周率 Ｌ：冷却水供給管１本当りが冷却水を供給するヘッダー
   管長さ（ｍ） ｄ：ヘッダー管内径（ｍ） Ｂ：冷却水供給管１本当りから供給される冷却水の流量
   （ｍ³ ／ｓ） ｖ：ヘッダー管内の板幅方向の冷却水の次式により規定
   される流速（ｍ／ｓ） ｖ＝Ｂ／（２・ (π／４) ・Ｄ² ） を満足するように定められていることを特徴とする、高
   温鋼板の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記拘束ロールの上ロールに、前記上ロ
   ールをサポートし、前記上ロールが撓んだときに、その
   中央部から拘束力を伝えるバックアップロールが設けら
   れている、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記拘束ロールの上ロールは、その中央
   部が凸状の凸クラウンロールからなっている、請求項１
   記載の装置。
4. 【請求項４】 前記水切りスプレーノズルが、前記鋼板
   の一側端側に、前記鋼板の他端側に向け、且つ、前記鋼
   板の移送方向と反対方向に向けて水切り水を噴射するよ
   うに設けられている、請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】 前記冷却装置の、前記上部冷却ノズルお
   よび前記下部冷却ノズルは、各々隔壁によって幅方向に
   区画された複数のノズル室からなるスリットノズルから
   なっており、このように区画された複数のノズルの各々
   には、冷却水の流量制御機構が設けられており、前記上
   部スリットノズルおよび前記下部スリットノズルの各々
   から鋼板に向けて噴射される冷却水の流量が、前記鋼板
   の板幅方向に制御可能になっている、請求項１〜４の何
   れか１に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記冷却装置の、前記上部ノズルが取り
   付けられている前記ヘッダー管には、冷却水供給管と圧
   縮ガス供給管とが接続されており、前記冷却水供給管お
   よび前記圧縮ガス供給管の途中には、前記ヘッダー管に
   冷却水が供給されているときには、前記圧縮ガス供給管
   からの圧縮ガス供給を停止し、そして、前記ヘッダー管
   に圧縮ガスが供給されているときには、前記冷却水供給
   管からの冷却水の供給を停止するための制御弁が設けら
   れている、請求項１〜５の何れか１に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記冷却装置の入側には、前記鋼板の形
   状不良をその冷却前に矯正するための第１矯正機が設け
   られ、そして、前記冷却装置の出側には、前記冷却装置
   で冷却された前記鋼板の形状不良を矯正するための第２
   矯正機が設けられている、請求項１〜６の何れか１に記
   載の装置。