JP2014070225A - 鋼帯の製造装置および鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高温雰囲気でも水切り設備を常設でき、特に鋼帯のエッジでの水切り能力を向上させて、冷却後の鋼帯の水切りを効率よく行い、高品質の鋼帯を製造すること。
【解決手段】水焼入れ後の鋼帯１に気体を噴射して水切りを行う冷却装置において、４台の押さえロール８１〜８４を、鋼帯１の一面側および他面側にそれぞれ２台ずつ設け走行方向に沿って１台ずつ交互に配置する。それぞれの押さえロール８２，８３に対向して走行する鋼帯１を隔てた反対側にそれぞれスリットノズル７１，７２を設ける。各スリットノズル７１，７２の位置を各押さえロール８２，８３の対向位置に対して、鋼帯１の進行方向に沿って下流側に、ずらし量Ｃを２０ｍｍ以上として配置する。押さえロール８２，８３を、押し込み量Ａと押さえロール８１〜８４間の相互間隔Ｂとの比Ａ／Ｂが０．０５以上になるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、連続焼鈍工程における焼鈍後に、液体による冷却、液槽への浸漬によって焼入れを行った鋼帯に付着した液体の払拭を行う鋼帯の製造装置および鋼帯の製造方法に関する。

鋼帯の連続焼鈍工程において、処理される鋼帯（鋼板）に必要とされる機械的特性を付与するためには、加熱および冷却といった熱処理条件の制御が重要である。一方、連続焼鈍工程において高張力鋼帯を製造する場合、鋼帯高強度化の観点から、加熱された鋼帯を急速に冷却する処理が必要であるとともに、プレス成形性の観点からも、冷却された鋼帯を再度加熱する処理（焼戻し処理）が必要になる。

また近年、高張力鋼帯の需要が増大してきており、高張力鋼帯の製造に不可欠な急速冷却技術の重要性が増している。この急速冷却の方法としては、水焼入れ法、ロール冷却法、気水混合（ミスト）冷却法、およびガスジェット冷却法等がある。そして、これらの方法から、鋼帯において必要な材質が得られるように所定の方法が適宜選択される。

高張力鋼板の製造においては、これらの方法のうち、冷却水中に鋼帯を浸漬させる水焼入れ法が適している。水焼入れ法は、最も冷却速度が速く、強度を高めるための合金元素の添加を少なくできる。水焼入れ法としては、加熱された鋼帯を液体中に浸漬させるとともに液体中に設けられたクエンチノズルから冷却水を鋼帯に噴射して急冷を行う方法が、一般に採用される。急冷された鋼帯は、押し付けられたゴムロールによって絞られて液体が除去され、いわゆる水切りが行われた後、乾燥工程を経て再度加熱される。

ところが、水焼入れ法以外の方法によって鋼帯を製造する場合、冷却装置における冷却水槽内の水を抜き、さらにクエンチノズルの水噴射を停止した状態で、高温の鋼帯が走行するため、冷却装置の内部の温度は２００℃以上になってしまう。水切りのためのゴムロールは耐熱温度が低いため、冷却装置の外に取り出す作業が必要になり、切り替え作業に時間を要し、鋼帯の生産性を阻害する要因になっていた。

また、鋼帯を、水切りのためのゴムロールの設置位置に通過させないように、鋼帯を切断して鋼帯の通過する位置を変更し、再度溶接を行う切り替え方法も考えられた。ところが、この方法を採用しても、冷却装置を開放する作業が必要になるので、やはり切り替え作業に非常に時間を要してしまう。さらに、ゴムロールを用いた水切りにおいては、鋼帯の端部（エッジ）において鋼帯の板厚分の隙間が生じるため、鋼帯が厚くなるほど水切り能力が低下するという問題もある。

そこで、ゴムロールに代わる水切り方法として、ノズルから気体を噴射することによって水切りを行う水切り方法が提案されている（特許文献１）。このようなノズルによる水切り方法を採用すると、ノズルを金属製やセラミックス製にすることによって耐熱性を向上させることができる。これにより、水焼入れを行わない高温雰囲気においても水切り設備を常設することができるとともに、鋼帯のエッジにおける水切り性も向上させることができる。

特開２０１１−８０１１４号公報

しかしながら、水焼入れにより製造した鋼帯は、急激な冷却によって変形して形状が悪いのみならず、走行時にバタつきも発生することから振動も激しいので、ノズルを鋼帯に近づけるのは困難であり、鋼帯との距離を５０ｍｍ程度とするのが限界であった。そのため、ノズルを用いた水切りでは、従来のゴムロールを用いた絞りによって得られる水切り能力と同等の水切り性能を得られないという問題があった。これにより、鋼帯に対する水切りの後段での乾燥工程において乾燥が不完全になり、さらに後段の過時効帯に余剰な水分が持ち込まれる可能性も生じる。このような過時効帯への余剰な水分の移動は、鋼帯の表面欠陥の原因となる。

また、従来の水切り方法において用いるゴムロールの水切り設備は、水焼入れ法を行う場合以外の、高温の鋼帯が通過する高温鋼帯条件においては、耐熱性の問題から取り外しが必要であり、取り外しの作業、すなわち切り替えの作業に非常に長い時間を要していた。また、ゴムロールを設置したままの状態で鋼帯の走行位置を変更する場合、鋼帯を切断したり溶接したりする必要があることから、冷却装置の開放が必要になるため、やはり切り替えの作業に時間を要していた。

そのため、特許文献１に記載された水切り方法のように、ノズルからの気体噴射を用いた水切り方法への変更が考えられるが、水焼入れ後の鋼板は形状が悪く、バタつきも発生するため、ノズルを鋼板へ容易に近接化することは困難であった。そのため、ゴムロール絞りで得られていた水切り能力を達成することができず、後段の乾燥が不完全になってしまう。また、過時効帯への水分持込が生じることから、表面欠陥の原因になる。さらに、ゴムロールを用いた水切り方法においては、鋼帯のエッジにおいて所望の水切り性能が得られないという問題も残る。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、液体を用いた焼入れを行っていない高温雰囲気においても、水切り設備を常設することができるとともに、鋼帯の端部における水切り性能をも向上させて高い水切り能力を確保しつつ、液体を用いた焼入れによる冷却後の鋼帯の水切りを効率よく行うことができ、高品質の鋼帯を製造することができる鋼帯の製造装置および鋼帯の製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る鋼帯の製造装置は、鋼帯に対して、液体を用いた焼入れを行う焼入れ手段と、焼入れ手段の下流側に設けられ、鋼帯を板厚方向に押し込み可能に構成された第１の押し込み手段と、第１の押し込み手段に対して、対向しつつ鋼帯の走行方向に沿って下流側に２０ｍｍ以上の所定距離を隔てて設けた、鋼帯の一面に向けて気体を噴射する第１の気体噴射手段と、第１の気体噴射手段の下流側に設けられ、鋼帯を、板厚方向に沿って、第１の押し込み手段の押し込む向きとは反対の向きに押し込み可能に構成された第２の押し込み手段と、第２の押し込み手段に対して、対向しつつ鋼帯の走行方向に沿って下流側に２０ｍｍ以上の所定距離を隔てて設けた、鋼帯の他面に向けて気体を噴射する第２の気体噴射手段と、第１の押し込み手段および第２の押し込み手段による鋼帯の板厚方向に沿った中心からの押し込み量Ａと、第１の押し込み手段と第２の押し込み手段との鋼帯の走行方向に沿った間隔Ｂとの比Ａ／Ｂが０．０５以上になるように、第１の押し込み手段および第２の押し込み手段を鋼帯の板厚方向に押し付ける制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の製造装置は、上記の発明において、第１の気体噴射手段および第２の気体噴射手段から噴射する気体の温度を２００℃以上の温度に制御可能に構成されていることを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の製造方法は、走行する鋼帯に対して、液体を用いた焼入れを行う焼入れステップと、焼入れステップ後に、鋼帯を板厚方向に沿った中心から押し込み量Ａで押し込む第１の押し込みステップ、第１の押し込みステップにおいて鋼帯が押し込まれた位置に対して鋼帯の走行方向に沿って下流側で２０ｍｍ以上の所定距離を隔てた位置、かつ押し込まれた鋼帯の面に対して反対側の面に気体を噴射する第１の気体噴射ステップ、第１の気体噴射ステップ後に、鋼帯を、第１の押し込みステップにおける押し込み向きと反対の向きに、板厚方向に沿った中心から押し込み量Ａで押し込む第２の押し込みステップ、および第２の押し込みステップにおいて鋼帯が押し込まれた位置に対して鋼帯の走行方向に沿って下流側で２０ｍｍ以上の所定距離を隔てた位置、かつ押し込まれた鋼帯の面に対して反対側の面に気体を噴射する第２の気体噴射ステップ、を含む水切りステップと、水切りステップにおいて、第１の押し込みステップにおける鋼帯の長手方向に沿った押し込み位置と、第２の押し込みステップにおける鋼帯の長手方向に沿った押し込み位置との間隔Ｂに基づいて、押し込み量Ａと押し込み位置の間隔Ｂとの比Ａ／Ｂが０．０５以上になるように押し込み量を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の製造方法は、上記の発明において、第１の気体噴射ステップおよび第２の気体噴射ステップにおいて噴射する気体の温度を２００℃以上にすることを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の製造装置および鋼帯の製造方法によれば、液体を用いた焼入れを行っていない高温雰囲気においても、水切り設備を常設することができるとともに、鋼帯の端部における水切り性能をも向上させて、ゴムロールによる絞りと同等以上の水切り能力を確保しつつ、液体を用いた焼入れによる冷却後の鋼帯の水切りを効率よく行うことができ、高品質の鋼帯を製造することが可能となり、さらに、水焼入れ法から別の冷却方法に変更する際にも切り替え作業を大幅に短縮することができる。

図１は、本発明の一実施形態による鋼帯の製造装置を示す構成図である。 図２は、従来の製造装置を示す構成図である。 図３は、本発明の一実施形態によるスリットノズルおよび押さえロールの位置関係を示す略線図である。 図４は、本発明の一実施形態によるスリットノズルおよび押さえロールの位置関係を示す略線図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

まず、本発明の一実施形態による鋼帯の製造装置について説明する。図１は、本発明の一実施形態による鋼帯の製造装置を示す。

（冷却装置を備えた鋼帯の製造装置）
図１に示すように、冷却装置２０は、複数段の水噴射ノズル２ａを備えた水冷却ノズルユニット２、浸漬水槽３、金属ロール６、一対のスリットノズル７１，７２、４台の押さえロール８１，８２，８３，８４、および乾燥炉９と、これらを制御する制御手段としての制御部１０とを備える。

水冷却ノズルユニット２は、鋼帯１に対して冷却水を噴射することによって、急速に冷却を行う。水冷却ノズルユニット２においては、鋼帯１の表裏面の両面に冷却水を噴射するために、走行する鋼帯１の表裏面側にそれぞれ、複数段の例えばスリットノズルからなる水噴射ノズル２ａが配置されている。そして、これらの複数段の水噴射ノズル２ａから、鋼帯１の表裏面の全面に冷却水を噴射することによって、加熱された鋼帯１を急速に冷却する、いわゆる急速冷却が可能である。

また、浸漬水槽３は、例えば水などの液体４を貯留可能に構成され、鋼帯１の走行方向に対して水冷却ノズルユニット２の下流側に設けられる。

このような水冷却ノズルユニット２、および液体４を貯留した浸漬水槽３においては、冷却される鋼帯１の強度は冷却する時の冷却速度に依存する。そのため、冷却速度が低下すると鋼帯１は強度不足になる。また、鋼帯１の寸法が同一であれば、冷却速度は、水噴射ノズル２ａから噴射される冷却水の噴射流速と水温とに依存する。

冷却水の噴射流速については、冷却水の温度が一定であれば、基本的に噴射流速が大きいほど冷却速度は大きくなる。ところが、冷却速度が所定速度以上になると噴射流速を増加させても冷却速度はあまり増加しなくなる。具体的には、噴射流速が例えば２ｍ／ｓ以上になると、噴射流速を上げても冷却効果が向上せず、鋼帯１の冷却速度の変化はほぼ横ばいになる。これに対し、冷却水の水温については、水温が高いほど冷却速度は小さくなり、水温が低いほど冷却速度は大きくなる。したがって、冷却速度を大きく維持するためには、水冷却ノズルユニット２が噴射する冷却水および浸漬水槽３の液体４の温度を低くする必要がある。ここで、鋼帯１の材質を考慮すると、冷却水や液体４の温度は、１０℃以上４０℃未満の例えば３０℃程度にすることが好ましい。

また、金属ロール５，６は、鋼帯１に所定の張力を生じさせるとともに鋼帯１を、押さえロール８１，８２，８３，８４、および乾燥炉９に案内するローラである。金属ロール５は、浸漬水槽３に液体４を貯留した際に浸漬するように設置される。金属ロール６は、浸漬水槽３の液体４の液面より上方に設置される。

金属ロール６の下流側には、一対のスリットノズル７１，７２が設けられているとともに、４台の押さえロール８１，８２，８３，８４が設けられている。４台の押さえロール８１〜８４は、鋼帯１の一面側および他面側にそれぞれ２台ずつ設けられ、鋼帯１の走行方向に沿って１台ずつ交互にずれて配置されている。

２台の押さえロール８１，８２はそれぞれ、一対のスリットノズル７１，７２の下方で鋼帯１の走行方向に沿った上流側に設けられている。これらのうちの押さえロール８１は、走行する鋼帯１を押し込み可能に構成されている。押さえロール８２は、スリットノズル７１の噴射側にほぼ対向して配置され、走行する鋼帯１を押さえロール８１の押し込み向きとは反対向きに押し込み可能に構成された第１の押し込み手段である。

また、２台の押さえロール８３，８４はそれぞれ、一対のスリットノズル７１，７２の上方で鋼帯１の走行方向に沿った下流側に設けられている。これらのうちの押さえロール８３は、スリットノズル７２の噴射側にほぼ対向して配置された第２の押し込み手段である。押さえロール８４は、走行する鋼帯１を押さえロール８３の押し込み向きとは反対向きに押し込み可能に構成されている。

このように、２台の押さえロール８１，８２が一対となって、鋼帯１に対して走行方向に沿って互いにずれた位置で反対側に設けられているとともに、２台の押さえロール８３，８４も一対となって、鋼帯１に対して走行方向に沿って互いにずれた位置で反対側に設けられている。そして、これらの押さえロール８１〜８４にはそれぞれ、押し込み量を調整する押し込み駆動を行うロール駆動機構８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａが設けられている。制御部１０は、それぞれのロール駆動機構８１ａ〜８４ａを制御して、それぞれの押さえロール８１〜８４の押し込み量を制御する。

スリットノズル７１は、浸漬水槽３を通過した後の鋼帯１の一面に、例えば空気などの気体（ガス）を噴射する第１の気体噴射手段を構成する。そして、鋼帯１の走行時には、押さえロール８２が鋼帯１を押し込みつつ、スリットノズル７１が鋼帯１の押し込まれている面とは反対側の面にガスを噴射する。一方、スリットノズル７２は、浸漬水槽３を通過した後の鋼帯１の他面にガスを噴射する第２の気体噴射手段を構成する。そして、鋼帯１の走行時には、押さえロール８３が鋼帯１を押し込みつつ、スリットノズル７２が鋼帯１の押し込まれている面と反対側の面にガスを噴射する。これらにより、一対のスリットノズル７１，７２は、浸漬水槽３において鋼帯１の一面および他面の両面に付着した余剰の液体４を払拭する、いわゆる水切りを行う。また、鋼帯１のエッジの部分における水切り性を確保するために、一対のスリットノズル７１，７２はそれぞれ、押さえロール８２，８３の設置位置に対して、鋼帯１の走行方向に沿って下流側にずれて配置されている。

また、スリットノズル７１，７２から気体を噴射させて鋼帯１から液体４を効率よく払拭するために、スリットノズル７１，７２はそれぞれ、鋼帯１との距離を調整可能なノズル駆動機構７１ａ，７２ａを備える。これらのノズル駆動機構７１ａ，７２ａは、制御部１０により制御される。なお、押さえロール８１〜８４およびスリットノズル７１，７２の設置位置の詳細については、後述する。また、これらの押さえロール８１〜８４およびスリットノズル７１，７２の下流側に設けられた乾燥炉９は、余剰の液体４が払拭された後の鋼帯１を乾燥させる。

そして、本発明の一実施形態による鋼帯１の連続焼鈍設備である製造装置は、以上のように構成された冷却装置２０と、連続して搬送される鋼帯１を連続的に加熱または冷却する加熱帯、均熱帯、ガスジェット冷却帯、誘導加熱装置、および過時効帯（図１中、いずれも、図示せず）とを有して構成される。

ここで、本発明に係る鋼帯の製造装置を構成する冷却装置の理解を容易にするために、従来技術による冷却装置について説明する。図２は、従来の冷却装置３０を示す構成図である。図２に示すように、従来の鋼帯の冷却装置３０は、本発明の一実施形態による冷却装置２０における押さえロール８１〜８４およびスリットノズル７１，７２が設けられておらず、代わりにゴムロール１２が設けられている。そして、従来の冷却装置３０においては、水冷却ノズルユニット２および浸漬水槽３に貯留した液体４によって鋼帯１を冷却した後、ゴムロール１２によって水切りを行うように構成されている。

そして、従来の冷却装置３０においては、鋼帯１に対して、水噴射ノズル２ａから冷却水を噴射して冷却したり、浸漬水槽３に貯留された液体４によって冷却したりする、いわゆる水焼き入れ条件から、高温の鋼帯１が水冷却ノズルユニット２の水噴射ノズル２ａの近傍を通過する、いわゆる鋼帯高温条件などのその他の条件に変更する際に、耐熱性の低いゴムロール１２を冷却装置３０から取り外していた。

これに対し、図１に示すように、本発明の一実施形態による冷却装置２０においては、押さえロール８１〜８４によって走行する鋼帯１を押し込みつつ、これらのうちの押さえロール８２，８３にそれぞれ対向したスリットノズル７１，７２が、走行する鋼帯１に対してガスを噴射することによって、鋼帯１の水切りを行う。

また、これらのスリットノズル７１，７２は、耐熱性を有する金属やセラミックスなどから構成され、押さえロール８１〜８４は、耐熱性を有する金属ロールやセラミックス、または金属表面にセラミックスやサーメットを溶射したロールなどから構成される。これにより、水焼入れ条件を採用しない鋼帯高温条件下にあっても、スリットノズル７１，７２および押さえロール８１〜８４からなる水切り設備を、冷却装置２０から取り外す必要がなくなる。さらに、水焼入れ条件から鋼帯高温条件に変更する条件の切り替え時においても、冷却装置２０を開放することなく、浸漬水槽３に貯留された液体４を排出するのみで条件を変更することができる。これにより、条件の切り替え時間を大幅に短縮することができ、鋼帯１の生産性を向上させることができる。

また、水切り能力は、一対のスリットノズル７１，７２と鋼帯１との距離が可能な限り近い方が向上する。ところが、水焼入れによって急冷された鋼帯１は、反りが発生して波打った形状になるのみならず、走行中は振動している。そのため、十分な水切り能力を得るためにスリットノズル７１，７２を鋼帯１に近づけることは困難である。そこで、押さえロール８１〜８４によって走行中の鋼帯１を押し込むことによって、鋼帯１の振動を抑制して反りを矯正する。これにより、鋼帯１とスリットノズル７１，７２との距離を小さくすることが可能になる。なお、これらの押さえロール８１〜８４の押し込みは、制御部１０によって、ロール駆動機構８１ａ〜８４ａを制御して駆動させることにより行う。

図３は、押さえロール８１〜８４の鋼帯１の板厚方向に沿った中心からの押し込み量Ａと、鋼帯１の走行方向に沿った押さえロール８１〜８４における相互の間隔Ｂとを説明するための略線図である。そして、本発明の一実施形態においては、図３に示す押さえロール８１〜８４における押し込み量Ａと相互の間隔Ｂとの比率が、Ａ／Ｂ≧０．０５となるように、制御部１０が押さえロール８１〜８４の押し込み量Ａを制御する。これは、押し込み量Ａと間隔Ｂとの関係がＡ／Ｂ＜０．０５となると、押し込み量Ａが小さいか、押さえロール８１〜８４の間隔Ｂが大きいことになるため、鋼帯１の反りが矯正されず、鋼帯１とスリットノズル７１，７２との距離を小さくすることが困難になるからである。そして、鋼帯１とスリットノズル７１，７２との距離を小さくすることができないと、冷却装置２０において十分な水切り能力が得られず、鋼帯１に付着したまま残存した液体４が、後段の過時効帯に侵入する可能性が生じ、鋼帯１の表面欠陥の発生原因になる。また、Ａ／Ｂが大きいほど反りは矯正されるが、上限値としては、０．５０以下が好ましい。Ａ／Ｂが０．５０より大きい場合、鋼帯１への押し付け荷重が過大となって、炉内不純物により押し疵が発生する可能性が高くなる。

また、それぞれのスリットノズル７１，７２からの気体噴射により水切りを行う位置を、それぞれの押さえロール８２，８３の押し付け位置より鋼帯１の進行方向に沿って若干下流側にする。スリットノズル７１，７２における設置位置をこのように設定するのは、次のような理由による。すなわち、この一実施形態による冷却装置２０において、押さえロール８１〜８４によってある程度水切りが行われる反面、押さえロール８１〜８４によって押圧される面から裏側に水が回りこみやすく、鋼帯１のエッジ付近に液体４が残存してしまう。そのため、先にスリットノズル７１，７２から噴射する気体によって、鋼帯１の表面の液体４を払拭した後、噴射された面に対して反対側の面を押さえロール８２，８３によって押さえた場合、水が回りこんでしまう。また、押さえロール８２，８３の押し付け位置と同じ位置に気体を噴射した場合も水が回りこみやすくなり、鋼帯１のエッジにおいては気体を噴射することによる水切りの効果が十分に得られず、鋼帯１のエッジ付近に水が残存してしまう。

そこで、図４に示すように、押さえロール８２，８３の鋼帯１への押し付け方向と、スリットノズル７１，７２から吹き付ける気体の噴射方向との距離間隔を所定距離Ｃだけずらした位置にする。すなわち、各スリットノズル７１，７２を、各押さえロール８２，８３に対して、２０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上になるように、所定のずらし量Ｃ（mm）を隔てて配置する。これにより、鋼帯１のエッジ付近の水切り性能を向上させることができる。一方、ずらし量Ｃを大きくして、各スリットノズル７１，７２を、各押さえロール８２，８３の押し込みの位置より鋼帯１の走行方向に沿って下流側にずらし過ぎると、鋼板１の走行が十分に矯正されず、スリットノズル７１，７２を鋼板１に近接させることが困難となる。そのため、ずらし量Ｃは、４００ｍｍ以下が望ましく、３００ｍｍ以下がより望ましい。

また、一対のスリットノズル７１，７２が噴射する気体の温度は、スリットノズル７１，７２のノズル出口において２００℃以上とすることが好ましい。本発明者の知見によれば、走行する鋼帯１から液体４を払拭する場合、液体４の粘性係数が低いほど払拭する効率が高くなる。そこで、本発明者が実験を行ったところ、スリットノズル７１，７２が噴射する気体の温度を上昇させた場合、スリットノズル７１，７２のノズル出口において気体の温度が１９０℃を超えた辺りから、鋼帯１の表面の液体４の膜厚が徐々に薄くなっていくことが確認された。そして、スリットノズル７１，７２のノズル出口における気体の温度を上昇させると、液体４の膜厚がさらに小さくなることも確認された。これは、鋼帯１の表面の液体４の膜の温度が上昇したことによって粘度が低下したことに起因すると考えられる。水などの液体４は、温度が上昇すると急激に粘度が低下するため、薄膜となった液体膜の局所的な表面温度が上昇して、水切り効率が向上したと考えられる。そこで、本発明者が、さらに実験および鋭意検討を行った結果、水の粘度を低下させることができ、払拭効率を上げることができるスリットノズル７１，７２のノズル出口での気体の温度は、２００℃以上、より好適には３００℃以上であることを知見するに至った。

また、鋼帯１の水切りを行う場合のスリットノズル７１，７２と鋼帯１との距離については、変形が小さい種類の鋼帯１を製造する場合などにおいて、スリットノズル７１，７２を鋼帯１に近接させることができるなど、状況が変わることがある。そのため、スリットノズル７１，７２からガスを噴射させて鋼帯１から液体４を効率よく払拭するために、それぞれのスリットノズル７１，７２は、鋼帯１との距離を調整可能なノズル駆動機構７１ａ，７２ａをそれぞれ備える。

これらのノズル駆動機構７１ａ，７２ａは、制御部１０により制御される。このようなノズル駆動機構７１ａ，７２ａを備えることによって、制御部１０は、それぞれのスリットノズル７１，７２と鋼帯１との距離を最適に制御しつつ、スリットノズル７１，７２による鋼帯１の水切りを行うことができる。

（実施例および比較例）
次に、本発明の一実施形態に基づいた実施例と、実施例の効果を確認するための比較例とについて説明する。まず、上述のように構成された、本発明の一実施形態による図１に示す冷却装置２０および図２に示す従来の冷却装置３０を用いて、板厚が１．６ｍｍ、板幅が１０００ｍｍの鋼板コイルを水切りした場合の水切り能力を測定した。なお、実施例においては冷却装置２０を用い、比較例においては冷却装置２０または冷却装置３０を用いて、鋼帯１から液体４を払拭した後の、鋼帯１の表面の液体４の膜厚を計測した。また、冷却装置２０，３０においては、水冷却ノズルユニット２の水噴射ノズル２ａが鋼帯１の表裏面側にそれぞれ９段ずつ設けられ、鋼帯１の走行方向に沿った設置長さは９００ｍｍである。さらに、水噴射ノズル２ａからの噴射水量は１０００ｔｏｎ／ｈｒとし、噴射する冷却水の水温は、鋼帯１からの伝熱によって冷却水の温度が上昇することを考慮して、循環水冷却部（図示せず）によって冷却して、浸漬水槽３内の液体４（水）とともに３０℃に維持した。

また、図１に示す冷却装置２０におけるスリットノズル７１，７２は、ステンレス鋼からなり、スリットギャップが１．２ｍｍのものを用い、それらの内部のガスの圧力は８０ｋＰａとした。また、押さえロール８１〜８４はそれぞれ、直径が３５０ｍｍの金属ロールから構成した。なお、空気の噴射により初段の水切りを行うスリットノズル７１は、浸漬水槽３の液体面から例えば２ｍの高さに設置した。

押さえロールの押し込み量Ａと押さえロール間距離Ｂの関係を図３に示す。図４にスリットノズルずらし量Ｃを示す。

一方、比較例において用いる図２に示す冷却装置３０においては、鋼帯１から液体４を除去するゴムロール１２として、金属ロールにウレタンゴムをライニングしたものを用いた。ゴムロール１２は、浸漬水槽３の水面から３ｍの高さに設置し、ウレタンゴムのゴム硬度をＨＳ７０度、ゴムライニング厚を２０ｍｍ、金属ロールの直径を３００ｍｍとした。

また、鋼帯１の表面に残存する液体４の膜厚としては、液体面から７．８ｍ後方の搬送ロール（図示せず）に巻き付いた位置でレーザー変位計によって１分間計測し、それらの計測値の平均値を採用した。なお、エッジの水膜厚としては、鋼帯１の端部から５０ｍｍだけ内側の膜厚を測定し、水切り能力を測定するために鋼帯１上の液体４の膜厚を計測することから、乾燥炉９は使用しなかった。

以上の条件に基づいて実施例１〜７および比較例１〜９としては、図１に示す冷却装置２０において、鋼帯１の走行速度（ライン速度）を１５０ｍ／ｍｉｎとし、押さえロール８１〜８４において、押し込み量Ａを８〜３０ｍｍ、ロール間隔Ｂを２００〜４００ｍｍとし、スリットノズル７１，７２において、ずらし量Ｃを−３０〜１００ｍｍ、スリット噴射する気体の温度を１００〜４００℃、鋼帯１との距離を１０〜４０ｍｍとして、水切りを行った後の水膜厚を計測した。なお、スリットノズル７１，７２のずらし量Ｃは、押さえロール８２，８３の押し付け位置より鋼帯１の進行方向に沿って下流側に位置する場合をプラス、上流側に位置する場合をマイナスとする。また、比較例１０としては、冷却装置２０において押さえロール８１〜８４を設けず、スリットノズル７１，７２において噴射する気体の温度を１００℃にするとともに鋼帯１との距離を１００ｍｍとして、水切りを行った後の水膜厚を計測した。比較例１１，１２としては、図２に示す従来技術による冷却装置３０において鋼帯１の走行速度を１２０〜１５０ｍ／ｍｉｎとして、水切りを行った後の水膜厚を計測した。表１は、以上の実施例１〜７および比較例１〜１２を示す。

表１から、実施例１〜７と、従来技術による冷却装置３０を用いた比較例１１，１２とを比較すると、ゴムロール１２を用いた水切りにおいては、鋼帯１のエッジにおける水膜厚が大きくなることが分かる。また、実施例１〜７と比較例１１，１２との比較から、スリットノズル７１，７２および押さえロール８１〜８４を適切な位置に設けた場合、特に鋼帯１のエッジにおける水切り能力が向上し、鋼帯１の全幅に亘って、水切りを効率良く実施可能になることがわかる。これは、本発明者の知見によれば、ゴムロール１２を用いた場合、鋼帯１の両端部において隙間が生じているためと考えられる。さらに、比較例１１，１２の場合においては、実施例１〜７に比して鋼帯１の端部での水切り能力が劣るのみならず、ゴムロール１２は、その耐熱性が低く、水などの液体４を用いた焼入れを行っていない高温雰囲気下において劣化してしまう。そのため、ゴムロール１２を冷却装置３０内に常設することができず、切り替え時間の短縮ができなかった。

また、表１から、実施例１〜７と比較例８，９とを比較すると、押さえロール８１〜８４において押し込み量Ａが小さい場合や相互の間隔Ｂが大きい場合、すなわちＡ／Ｂが０．０５未満となった場合、所望とする水切りの効率を達成できなくなることがわかる。これは、Ａ／Ｂが０．０５未満の場合、鋼帯１の変形を矯正することができず、スリットノズル７１，７２を鋼帯１に近接させることができないためと考えられる。

したがって、表１から、スリットノズル７１，７２および押さえロール８１〜８４を設け、押さえロール８１〜８４における押し込み量Ａと相互の間隔Ｂとの比Ａ／Ｂを、０．０５以上にすることによって、スリットノズル７１，７２を鋼帯１に近づけることができ、鋼帯１の水切りを極めて効率よく実施できることがわかる。

さらに、実施例１〜７と比較例１〜７とを比較すると、スリットノズル７１，７２のずらし量Ｃに関係なく、鋼帯１のエッジ以外の中央領域における水膜厚は非常に小さいことが分かるが、ずらし量Ｃを１０ｍｍ以下にすると、鋼帯１のエッジにおける水膜厚が大きくなってしまうことが分かる。すなわち、表１から、スリットノズル７１，７２のずらし量Ｃは、１０ｍｍより大きくするのが望ましく、好適には２０ｍｍ以上が望ましいことが分かる。なお、比較例５〜７のように、スリットノズル７１，７２のずらし量Ｃがマイナスの場合、すなわちそれぞれのスリットノズル７１，７２を押さえロール８２，８３に対して上流側に設けても、鋼帯１の端部における水膜厚が大きくなることが分かる。

以上説明した本発明の一実施形態によれば、スリットノズル７１，７２および押さえロール８１〜８４を設け、押さえロール８１〜８４における押し込み量Ａと相互の間隔Ｂとの比率Ａ／Ｂを０．０５以上、かつそれぞれのスリットノズル７１，７２の押さえロール８２，８３からのずらし量Ｃを２０ｍｍ以上に構成していることにより、浸漬水槽３における液体４の水焼入れ後の鋼帯１の水切りにおいて、特に鋼帯１のエッジにおいて、従来のゴムロール１２を用いた場合に比してより高い水切り性能を得ることが可能となった。また、スリットノズル７１，７２を、耐熱性を有する金属やセラミックスなどから構成していることにより、鋼帯高温条件の際にも、スリットノズル７１，７２を冷却装置２０から取り外す必要がなくなることから、取り外しの作業に要する手間や時間を大幅に短縮することができ、鋼帯１の製造における生産性を向上させることが可能となる。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

上述の一実施形態においては、基材として鋼帯を用いたが、水切りの効果は、特に鋼帯に限定されるものではなく、アルミなどの他の金属板に適用することも可能である。

１ 鋼帯
２ 水冷却ノズルユニット
２ａ 水噴射ノズル
３ 浸漬水槽
４ 液体
５，６ 金属ロール
９ 乾燥炉
１０ 制御部
１２ ゴムロール
２０，３０ 冷却装置
７１，７２ スリットノズル
７１ａ，７２ａ ノズル駆動機構
８１，８２，８３，８４ 押さえロール
８１ａ，８２ａ，８３ａ，８４ａ ロール駆動機構

Claims (4)

1. 鋼帯に対して、液体を用いた焼入れを行う焼入れ手段と、
   前記焼入れ手段の下流側に設けられ、前記鋼帯を板厚方向に押し込み可能に構成された第１の押し込み手段と、
   前記第１の押し込み手段に対して、対向しつつ前記鋼帯の走行方向に沿って下流側に２０ｍｍ以上の所定距離を隔てて設けた、前記鋼帯の一面に向けて気体を噴射する第１の気体噴射手段と、
   前記第１の気体噴射手段の下流側に設けられ、前記鋼帯を、板厚方向に沿って、前記第１の押し込み手段の押し込む向きとは反対の向きに押し込み可能に構成された第２の押し込み手段と、
   前記第２の押し込み手段に対して、対向しつつ前記鋼帯の走行方向に沿って下流側に２０ｍｍ以上の所定距離を隔てて設けた、前記鋼帯の他面に向けて気体を噴射する第２の気体噴射手段と、
   前記第１の押し込み手段および前記第２の押し込み手段による前記鋼帯の板厚方向に沿った中心からの押し込み量Ａと、前記第１の押し込み手段と前記第２の押し込み手段との前記鋼帯の走行方向に沿った間隔Ｂとの比Ａ／Ｂが０．０５以上になるように、前記第１の押し込み手段および前記第２の押し込み手段を前記鋼帯の板厚方向に押し付ける制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする鋼帯の製造装置。
2. 前記第１の気体噴射手段および前記第２の気体噴射手段から噴射する気体の温度を２００℃以上の温度に制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の製造装置。
3. 走行する鋼帯に対して、液体を用いた焼入れを行う焼入れステップと、
   前記焼入れステップ後に、前記鋼帯を板厚方向に沿った中心から押し込み量Ａで押し込む第１の押し込みステップ、前記第１の押し込みステップにおいて前記鋼帯が押し込まれた位置に対して前記鋼帯の走行方向に沿って下流側で２０ｍｍ以上の所定距離を隔てた位置、かつ押し込まれた前記鋼帯の面に対して反対側の面に気体を噴射する第１の気体噴射ステップ、前記第１の気体噴射ステップ後に、前記鋼帯を、前記第１の押し込みステップにおける押し込み向きと反対の向きに、板厚方向に沿った中心から押し込み量Ａで押し込む第２の押し込みステップ、および前記第２の押し込みステップにおいて前記鋼帯が押し込まれた位置に対して前記鋼帯の走行方向に沿って下流側で２０ｍｍ以上の所定距離を隔てた位置、かつ押し込まれた前記鋼帯の面に対して反対側の面に気体を噴射する第２の気体噴射ステップ、を含む水切りステップと、
   前記水切りステップにおいて、前記第１の押し込みステップにおける前記鋼帯の長手方向に沿った押し込み位置と、前記第２の押し込みステップにおける前記鋼帯の長手方向に沿った押し込み位置との間隔Ｂに基づいて、前記押し込み量Ａと前記押し込み位置の間隔Ｂとの比Ａ／Ｂが０．０５以上になるように前記押し込み量を制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする鋼帯の製造方法。
4. 前記第１の気体噴射ステップおよび前記第２の気体噴射ステップにおいて噴射する気体の温度を２００℃以上にすることを特徴とする請求項３に記載の鋼帯の製造方法。

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