JP3277985B2 - 高温鋼板の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延された高
温鋼板を冷却する装置及び冷却方法であって、冷却装置
出側における冷却水の滞留を除去し、高温鋼板の均一冷
却を可能とする冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、熱間圧延された高温の鋼板は、
圧延直後の水冷中に冷却ムラが生じ易い。この冷却ムラ
は、冷却後に鋼板の変形や残留応力、材質のバラツキを
引き起こすと共に、鋼板を変形させ、操業上のトラブル
を発生させやすい。さらに、変形した鋼板は、後にプレ
スや矯正機によって変形を取り除く精整行程を必要とす
るため、コスト上不利になってきた。そこで、従来か
ら、冷却ムラをなくすため、いわゆる均一な冷却法が種
々提案されてきた。

【０００３】圧延後の高温の鋼板をオンラインで冷却す
るに際しては、水平の状態で、その上下から冷却水を注
水して冷却を施すことが一般的である。特に、近年、冷
却と圧延を組み合わせた制御圧延や、オンラインで鋼板
を冷却する制御冷却に関する技術が開発されているが、
これらの技術の進歩に伴い、高精度の温度制御、特に冷
却停止温度制御が益々重要になってきている。

【０００４】ところが、厚鋼板では製品サイズが大きく
幅が５ｍにも及ぶ場合があり、さらに板厚が厚いため
に、冷却するには多量の冷却水が必要である。よって、
この冷却水を効率的に利用するためには、冷却装置出側
でこの冷却水をせきとめていかに水切りを行うか、さら
にこのせきとめた冷却水をいかに速やかに板端部から流
出させるかが重要な問題となっている。

【０００５】特に、鋼板を上下から拘束する水切りロー
ルで水を塞き止めると、冷却水が盛り上がって上水切り
ロールを乗り越え、次の冷却ゾーンや冷却装置本体の後
部に流れ込んでしまう恐れがあった。このようなことが
発生すると、非冷却部に冷却水が流れ込んで過冷却を引
き起こし、品質管理上及び操業上問題となっていた。

【０００６】これらの問題を解決するため、従来から鋼
板の水切り装置に関して種々の研究がなされており、例
えば、次のような技術が提案されている。

【０００７】実開昭５３−３９５０８号公報には、鋼板
の上面に向けてエアノズルを上下移動自在に配置して、
噴射するエアによって水切りを行う技術が開示されてい
る。

【０００８】特開平７−９０２３号公報には、テーブル
ローラ上を移送される鋼板の１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残水を鋼板の他の側端面から排除す
る方法が開示されている。

【０００９】また、実開昭５８−１２５６１１号公報、
実開昭５９−１６１０６２号公報には、鋼板を上下に設
けたゴムロールにより挟んで押圧して水切りを行う方法
が開示されている。

【００１０】さらに、特開昭６０−２０６５１６号公
報、実開平７−３３４０６号公報には、水切りロールを
配置し、その下流側に鋼板の板幅方向に噴射ノズルを設
け、鋼板の板幅方向中央部より両端部に向け、かつ水切
りロールに向けて水を噴射し水切りをする技術が開示さ
れている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開昭
５３−３９５０８号公報に開示される技術のように上下
移動自在にエアノズルを配置して噴射エアで水切りをす
るもの、及び特開平７−９０２３号公報に開示される技
術のようにサイドから高圧のスプレー水を噴射して、滞
留している冷却水を板端部から排除させる方法において
は、幅の広い鋼板上に滞留する冷却水をせきとめ、かつ
板端部へ押しやって排除することは困難であった。

【００１２】実開昭５８−１２５６１１号公報、実開昭
５９−１６１０６２号公報に記載される技術、特開昭６
０−２０６５１６号公報、実開平７−３３４０６号公報
に記載される技術は、水切りロールと鋼板との間に生じ
た隙間からの冷却水の漏洩を防ぐにはある程度の効果は
あるものの、これらのロールを乗り越えて流出する冷却
水については効果的に塞き止めることができなかった。

【００１３】特に近年、品質要求に応じて強冷却による
厚鋼板の焼き入れが求められており、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ている。こ
のような操業においては、大量の冷却水が上水切りロー
ルを乗り越えて流出し、鋼板の不均一冷却を引き起こす
ことが特に多い。

【００１４】この冷却水の乗り越えを防ぐためには、上
水切りロールの直径を大きくすれば良いのであるが、む
やみに直径を大きくすることは経済的でなく、また、複
数の水切りロールで複数の冷却ゾーンを構成する冷却装
置では、冷却ゾーンのスペースを狭くしてしまうという
問題点がある。

【００１５】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、最適な直径の上水切りロールを有す
る高温鋼板の冷却装置、及び最適な冷却水塞き止め手段
とその下流側の上水切りロール間の距離Ｌを有する高温
鋼板の冷却装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題は、複数組の上
下水切りロールで高温の鋼板を拘束しながら搬送し、搬
送途中において鋼板に上下から冷却水を注水して高温鋼
板を冷却する装置であって、鋼板の上側に注水された冷
却水が鋼板搬送方向の上流側に流れないようにする冷却
水塞き止め手段を有し、当該冷却水塞き止め手段とその
下流側の上水切りロール間の距離をＬ（ｍ）、鋼板幅１
ｍ当たりの冷却水流量密度をＱ（ｍ³ ／秒）、鋼板板幅
をＷ（ｍ）としたとき、 Ｄ＞0.4 （ＱＷ／Ｌ）^2/3 … （１） なる大きさの直径Ｄ（ｍ）を有する上水切りロール又は
Ｄに相当する高さを有する水切り物体を有してなること
を特徴とする高温鋼板の冷却装置（請求項１）により解
決される。

【００１７】発明者らは、冷却水塞き止め手段とその下
流側の上水切りロール間の距離をＬを0.6 〜3.0
（ｍ）、鋼板幅１ｍ当たりの冷却水密度を0.003 〜0.08
3 （ｍ³ ／秒）、鋼板板幅を2.0 〜5.0 （ｍ）の範囲で
可変し、冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロ
ール間に滞留する冷却水の最高液面高さＨ（ｍ）を、模
擬試験装置及び実機で調査した。

【００１８】図１に鋼板上面の冷却装置の概念図を示
す。図１の（ａ）〜（ｅ）は、種々の冷却法式を示す。
図１において、１は鋼板、２は上水切りロール、３は下
水切りロール、４はスリットノズル、６はラミナーノズ
ル、７は冷却水噴射ノズル、８は堰、８はスプレーノズ
ルである。また、Ｄは上水切りロールの直径、Ｌは、冷
却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロール間の距
離を示したものである。

【００１９】すなわち、冷却水塞き止め手段は、図１
（ａ）、（ｂ）、（ｅ）においては、上流側の上水切り
ロール２、図１（ｃ）においては、冷却水噴射ノズル
７、図１（ｄ）においては、堰８である。なお、鋼板の
下側の冷却装置は省略してある。

【００２０】図１（ａ）においては、上流側の上水切り
ロール２近傍に設けられた、幅方向に切れ目の無いスリ
ット状のスリットノズル４から、下流の上水切りロール
２に向かって冷却水を注水するもので、この場合、冷却
水は２つの上水切りロール２間にほぼ充満している。

【００２１】図１（ｂ）においては、ロール間の中央に
設けた幅方向に切れ目の無いスリット状のラミナーノズ
ル６から、冷却水を注水している。

【００２２】図１（ｃ）においては、上流側の水切りロ
ール２近傍、かつ鋼板１近傍に設けられた幅方向に切れ
目の無い冷却水噴射ノズル７から、下流の上水切りロー
ル２に向かって冷却水を注水するもので、この場合も、
冷却水は２つの上水切りロール２間にほぼ充満してい
る。

【００２３】図１（ｄ）においては、上流側の上水切り
ロール２近傍に設けられた、幅方向に切れ目の無いスリ
ット状のスリットノズル４から、下流の上水切りロール
２に向かって冷却水を注水するもので、かつ、スリット
ノズル４と下流側の上水切りロール２との間に、下流側
上水切りロール２から跳ね返って戻ってきた冷却水を塞
き止める堰８を設けたものである。この場合も、冷却水
は２つの上水切りロール２間にほぼ充満している。

【００２４】図１（ｅ）は、多数のスプレーノズル９か
ら冷却水を噴射して鋼板１を冷却するものである。

【００２５】なお、これらの例においては、いずれも水
を切る物体は上水切りロールとなっているが、これに限
られるものではなく、上水切りロールを多段に重ねあわ
せて堰としての高さを高くしたものや、上水切りロール
の上に堰を重ねて設けたようなものでもよい。

【００２６】発明者らは、これらの種々の冷却方式につ
いて実験を行い、液面最高高さＨがどのように表わされ
るかを求めた。

【００２７】その結果を図２に示す。

【００２８】図２において、横軸は（ＱＷ／Ｌ）^２／３
を示し、縦軸は最高液面高さＨ（ｍ）を示す。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。すなわち、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）^２／３ と直線関係にあることが、発明者
らによって始めて発見された。図２中におけるＣは横軸
と縦軸の間の勾配を表わす係数である。模擬紙型装置で
求めた係数Ｃの値は、0.32〜0.34であった。このデータ
を基に、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）^２／３ と直線関係にあり、その係数Ｃは
0.4 である事が分かった。よって、図２より、本発明に
おいては実機のデータであるＣ＝0.4 を採用し、液面最
高高さＨを表わす式として、 Ｈ＝0.4 （ＱＷ／Ｌ）^２／３ … （２） を得た。よって、上水切りロールの直径又は水切り物体
の高さを（２）式で得られるＨより大きくしておけば、
水切りロール又は水切り物体を冷却水が乗り越えること
が無い。

【００２９】また、水切りロールの直径又は水切り物体
の高さが設備上の制約大きくできない場合等のときは、
冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロール間の
距離Ｌが（１）式を満足するような設備としても（請求
項３）同様の効果が得られる。

【００３０】最近厚鋼板の冷却に用いられる冷却設備と
して、鋼板進行方向の上流側上水切りロール近傍に設置
されたノズルから下流側の上水切りロールに向けて冷却
水を注水するスリットノズルを有するものが使用されて
いるが、請求項１及び請求項３の発明は、このような設
備において特に効果を有する（請求項２、請求項４）。

【００３１】さらに、水切りロール下流側の板端部に、
鋼板上に滞留する冷却水を他の板端部に向けてパージす
るパージスプレーを配置することにより（請求項５）、
万一冷却水が漏洩したときにも、鋼板上に滞留する冷却
水を速やかに鋼板外にパージすることができ、冷却水の
滞留による冷却むらの発生を防ぐことができる。

【００３２】加えて、上水切りロールの中央部に、その
上部に接触させて、バックアップロールを設置すること
により（請求項６）、上水切りロールの撓みを防止し、
鋼板と上水切りロールの間から冷却水が漏洩するのを防
止することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態の１例を
示す図である。図３において、１は鋼板、２は上水切り
ロール、３は下水切りロール、４はスリットノズル、５
は円管ノズルである。この冷却装置においては、２０組
の上水切りロール２、下水切りロール３の間を圧延直後
の鋼板１が搬送されながら、上側をスリットノズル４か
らの冷却水により、下側を円管ノズル５からの冷却水に
よりオンラインで冷却される。図４は、これらの装置の
内の一部分を拡大して示すもので、においては、上下水
切りロール２、３を２本分、冷却ゾーンを１ゾーン分示
している。

【００３４】図４以下において、前出の図と同じ構成の
部分には同じ符号を付して、説明を省略する。図４にお
ける１０は油圧シリンダ、１４は冷却水である。各水切
りロールのピッチは１ｍである。

【００３５】各水切りロール２、３間の上側面には、鋼
板搬送方向の上流側の上水切りロール２から下流側の上
水切りロール２に向かって、鋼板１の進行方向にスリッ
トノズル４から板幅１ｍあたり0.033 ｍ³ ／秒の冷却水
を鋼板１に沿って流している。一方、下面は、１５０mm
ピッチで設け水中に没した円管ノズル５から、水を噴射
し、その随伴流で生じた水流で冷却を施している。

【００３６】この２０組の水切りロール２、３におい
て、下水切りロール３は搬送ロールを兼ねており、固定
式である。上水切りロール２上下に昇降が可能であり、
0.5 mmピッチで制御可能である。

【００３７】さらに、この上水切りロール２と下水切り
ロールの３のギャップは、鋼板１の厚み以下にセットさ
れ、鋼板１が通過した際には、上水切りロール２が油圧
シリンダ１０の押し付け力に抗して持ち上げられ、その
反力により鋼板１に押し付け力がかかり、鋼板１が拘束
されるようになっている。

【００３８】本実施の形態においては、複数の冷却ゾー
ンの冷却水を間引くことによって冷却の強さをコントロ
ールすることができる。例えば、スリットノズル４と円
管ノズル５のゾーンを交互にオン・オフして間欠的に冷
却を施すことがある。この場合には、冷却水をオンにし
たゾーンから、冷却水をオフにした隣接するゾーンに冷
却水が流れ込まないように、各水切りロール２、３にお
いて確実に水切りを行う必要がある。

【００３９】そのため、この実施の形態においては、上
水切りロール２のロール直径Ｄを、前記（１）式に従っ
て決定している。

【００４０】設備の制約上の等の理由で、上水切りロー
ル２の直径Ｄが（１）式を満足するようにできない場合
は、冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロール
間の距離Ｌが（１）式を満足するように間隔を選定して
いる。

【００４１】図５に、本発明の他の実施例を図示して説
明する。図５における装置が図４における設備と異なる
点は、上水切りロール２の上部に接して、その中央部分
にバックアップロール１１が設けられている点である。
上拘束ロール２により鋼板１を拘束すると、その反力に
より上拘束ロール２に撓みが生じ、鋼板１との間に隙間
ができて、その隙間から冷却水が漏洩することになる。
バックアップロール１１を設けることにより、上拘束ロ
ール２の撓み量が小さくなり、冷却水の漏洩が少なく押
さえられる。

【００４２】バックアップロール１１の必要、不必要の
判断は、板幅と所要拘束力、上水切りロール２の直径等
によって決まるが、上水切りロール２の両端から荷重を
加えた場合の上水切りロール２のたわみ量を弾性力学的
に求め、この数字が数mm以上である場合にはバックアッ
プロール１１を設ける必要がある。

【００４３】図６に、本発明の実施の形態のさらに別の
例を示す。図６における装置が図５における装置と異な
るのは、上水切りロール２の下流側にヘッダ１２が設け
られ、その水切りスプレーノズル１３から、鋼板1の進
行方向に角度４５度で板の搬送方向に対向して、かつ、
板幅方向板端部から他方の端部に向かって、１００リッ
トル／min の水切りスプレーが噴射されていることであ
る。

【００４４】この水切りスプレーノズル１３により、冷
却水の漏洩が多少あったとしても、ほとんどが鋼板上か
らパージされてしまい、過冷却等を引き起こすことが無
くなる。

【００４５】図７に本発明の他の実施の形態を示す。図
７における（ａ）は、上水切りロール２の上に、さらに
補助水切りロール１５を重ねたものである。この構成に
よれば、発明の作用効果の点において、上水切りロール
２の直径が、上水切りロール２と補助水切りロール１５
の直径の和であるＤとなったと同じことであり、有効に
水切りを行うことができる。この場合において、補助水
切りロール１５として、水切り性のよいゴムライニング
ロールを使用することにより、一層水切り性が良くな
る。

【００４６】この場合においては、上水切りロール２と
補助水切りロール１５をあわせたものが、請求項に記載
される「水切り物体」に相当する。

【００４７】図７における（ｂ）は、補助水切りロール
１５を多段に重ねることにより、「水切り物体」として
の高さを高くしたものである。この場合も、上水切りロ
ール２と多段の補助水切りロール１５をあわせたもの
が、請求項に記載される「水切り物体」に相当する。

【００４８】図７における（ｃ）は、上水切りロール８
に摺接させて堰８を設けたものであり、上水切りロール
２と堰８をあわせたものが請求項に記載される「水切り
物体」に相当する。

【００４９】いずれの場合においても、図７におけるＤ
が水切り物体の高さに相当し、このＤが（１）式を満足
するように水切り物体の高さが選ばれている。

【００５０】

【実施例】

（実施例１）図１に示す設備を用い、幅５ｍ、長さ３０
ｍ、厚さ２５mmの圧延直後の高温鋼板を搬送速度４０ｍ
ｐｍで通過させて冷却を実施した。本実施例では、所要
の冷却速度を得るために、各ロール間の鋼板上部冷却水
を１ゾーンおきにオン・オフさせた。すなわち、スリッ
トノズル４の冷却水を２本に１本停止させた。鋼板下部
の冷却水については、円管ノズル５からの冷却水を１ゾ
ーンおきに停止・噴出させ、スリットノズル４での冷却
が行われている場所で円管ノズル５からの冷却が行われ
るようにし、鋼板の上下の両面が同じゾーンで冷却され
るようにした。水切りロール２、３間のギャップは、板
厚−1.5 mm、すなわち23.5mmとした。最大板幅５ｍを計
算に使用して、上水切りロール２のロール径Ｄを求め
た。スリットノズル４からの鋼板幅１ｍ当たりの冷却水
流量密度は、前述したように、Ｑ＝0.033 ｍ³ ／秒であ
る。そして、この場合、上水切りロール２間の距離が１
ｍであるので、冷却水塞き止め手段とその下流側の上水
切りロール間の距離をＬは、（１−Ｄ／２−Ｄ／２）と
した。これらの条件から、（２）式を用いて最高液面高
さＨを計算するとＨ＝0.132 ｍとなるので、上水切りロ
ール２の直径Ｄは、0.14ｍとした。すると、上水切りロ
ール２を冷却水が乗り越えることはなかった。

【００５１】この時、入側の鋼板温度分布を走査型の放
射温度計で計測したところ、８５０℃±１５℃であっ
た。この冷却装置の下流側２０ｍの位置で同じく走査型
の放射温度計でその温度分布を計測したところ、５００
℃±１０℃であって、冷却ムラの発生はなかった。

【００５２】この時、板幅方向に大きなＣ反り変形はな
く、冷却床での冷却後も特に大きな変形が発生せず、特
別な矯正を行うことなく製品が得られた。又、冷却後に
板幅方向の硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分
布差はなかった。このことから、大きな冷却ムラはなか
ったと判定される。

【００５３】（実施例２）図５に示す冷却装置により、
圧延直後の板幅５ｍ、長さ３０ｍ、厚み１６mmの高温鋼
板を冷却した。本実施例では、所要の冷却速度を得るた
めに、各ロール間の鋼板上部冷却水を１ゾーンおきにオ
ン・オフさせた。すなわち、スリットノズル４の冷却水
を２本に１本停止させた。鋼板下部の冷却水について
は、円管ノズル５からの冷却水を１ゾーンおきに停止・
噴出させ、スリットノズル４での冷却が行われている場
所で円管ノズル５からの冷却が行われるようにし、鋼板
の上下の両面が同じゾーンで冷却されるようにした。上
下水切りロール間のギャップは、板厚−1.5 mm、すなわ
ち14.5mmとした。

【００５４】スリットノズル４からの鋼板幅１ｍ当たり
の冷却水流量密度は、Ｑ＝0.025 ｍ³ ／秒とした。そし
て、この場合、上水切りロール２間の距離が１ｍである
ので、冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロー
ル間の距離をＬは、（１−Ｄ／２−Ｄ／２）とした。こ
れらの条件から、（２）式を用いて最高液面高さＨを計
算するとＨ＝0.108 ｍとなるので、上水切りロール２の
直径Ｄは、0.11ｍとした。すると、上水切りロール２を
冷却水が乗り越えることはなかった。

【００５５】しかしながら、本実施例の場合、実施例１
の場合に比べて、上水切りロール２の直径が細いため、
撓みが発生して、上水切りロール２と鋼板１との間に生
じた隙間から冷却水が漏洩した。そこで、本実施例にお
いては、幅５００mm、直径２５０mmのバックアップロー
ル１１を上水切りロール２の中心位置に設けることによ
り、この撓みを防止した。

【００５６】本実施例においても、入側の鋼板温度分布
を走査型の放射温度計で計測したところ、８５０℃±１
５℃であった。この冷却装置の下流側２０ｍの位置で同
じく走査型の放射温度計でその温度分布を計測したとこ
ろ、５００℃±１０℃であって、冷却ムラの発生はなか
った。

【００５７】この時、板幅方向に大きなＣ反り変形はな
く、冷却床での冷却後も特に大きな変形が発生せず、特
別な矯正を行うことなく製品が得られた。又、冷却後に
板幅方向の硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分
布差はなかった。このことから、大きな冷却ムラはなか
ったと判定される。

【００５８】（実施例３）図６に示す冷却装置により、
圧延直後の板幅５ｍ、長さ３０ｍ、厚み４０mmの高温鋼
板を冷却した。本実施例では、所要の冷却速度を得るた
めに、各ロール間の鋼板上部冷却水を１ゾーンおきにオ
ン・オフさせた。すなわち、スリットノズル４の冷却水
を２本に１本停止させた。鋼板下部の冷却水について
は、円管ノズル５のピッチ１００mmとして、冷却水を１
ゾーンおきに停止・噴出させ、スリットノズル４での冷
却が行われている場所で円管ノズル５からの冷却が行わ
れるようにし、鋼板の上下の両面が同じゾーンで冷却さ
れるようにした。上下水切りロール間のギャップは、板
厚−1.5 mm、すなわち38.5mmとした。

【００５９】スリットノズル４からの鋼板幅１ｍ当たり
の冷却水流量密度は、Ｑ＝0.05ｍ³／秒とした。そし
て、この場合、上水切りロール２間の距離が１ｍである
ので、冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロー
ル間の距離をＬは、（１−Ｄ／２−Ｄ／２）とした。こ
れらの条件から、（２）式を用いて最高液面高さＨを計
算するとＨ＝0.181 ｍとなるので、上水切りロール２の
直径Ｄは、0.19ｍとした。すると、上水切りロール２を
冷却水が乗り越えることはなかった。

【００６０】本実施例の場合も、幅５００mm、直径２５
０mmのバックアップロール１１を上水切りロール２の中
心位置に設けることにより、上水切りロール２の撓みを
防止して、上水切りロール２と鋼板１との間から冷却水
が漏洩するのを防止している。

【００６１】多少漏洩した冷却水は、ヘッダ１２の水切
りスプレーノズル１３から１００リットル／min の噴射
量で噴出されるパージスプレーにより速やかに鋼板１上
から除去され、鋼板上１上に滞留して過冷却を引き起こ
すことはなかった。

【００６２】本実施例においても、入側の鋼板温度分布
を走査型の放射温度計で計測したところ、８５０℃±１
５℃であった。この冷却装置の下流側２０ｍの位置で同
じく走査型の放射温度計でその温度分布を計測したとこ
ろ、５００℃±１０℃であって、冷却ムラの発生はなか
った。

【００６３】この時、板幅方向に大きなＣ反り変形はな
く、冷却床での冷却後も特に大きな変形が発生せず、特
別な矯正を行うことなく製品が得られた。又、冷却後に
板幅方向の硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分
布差はなかった。このことから、大きな冷却ムラはなか
ったと判定される。

【００６４】（比較例）図１に示す装置を使用して、上
水切りロール２の直径を１００mmとした他は、実施例１
と同じ条件で操業を行った。

【００６５】すなわち、幅５ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５
mmの圧延直後の高温鋼板を搬送速度４０ｍｐｍで通過さ
せて冷却を実施した。本比較例では、所要の冷却速度を
得るために、各ロール間の鋼板上部冷却水を１ゾーンお
きにオン・オフさせた。すなわち、スリットノズル４の
冷却水を２本に１本停止させた。鋼板下部の冷却水につ
いては、円管ノズル５からの冷却水を１ゾーンおきに停
止・噴出させ、スリットノズル４での冷却が行われてい
る場所で円管ノズル５からの冷却が行われるようにし、
鋼板の上下の両面が同じゾーンで冷却されるようにし
た。水切りロール２、３間のギャップは、板厚−1.5 m
m、すなわち23.5mmとした。

【００６６】ただし、実施例３で実施したと同じ条件
で、水切りプレーノズル１３によるパージを加えた。

【００６７】この場合の上水切りロール２の直径は、最
高液面高さＨ＝0.132 より小さい。よって、この場合に
おいては、冷却水が上水切りロール２を乗り越えて隣接
するゾーンに流れ込み、流れ込んだ水切りスプレーノズ
ル１３によるパージでは除去することが不可能であっ
た。この冷却水は、隣接するゾーンに常時存在していた
ので、鋼板１の中央部が選択的に過冷却されることにな
った。

【００６８】この時、入側の温度分布を走査型の放射温
度計で計測したところ、８５０℃±１５℃であった。こ
の冷却装置の下流側２０ｍの位置で同じく走査型の放射
温度計でその温度分布を計測したところ、４００℃〜５
１０℃であって、大きな冷却ムラの発生があった。この
時、板幅方向にＣ反り変形が観察された。この板を冷却
床へ搬送し、常温まで冷却したところ、形状不良が発生
した。そこで、レベラー及びプレス矯正機でこの変形を
除去する精整工程を必要とした。また、冷却後に板幅方
向の硬度分布を調べたところ、板中央部に硬度の高い、
いわゆる焼きムラが観察された。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロール
間の距離をＬ（ｍ）、鋼板幅１ｍ当たりの冷却水流量密
度をＱ（ｍ³ ／秒）、鋼板板幅をＷ（ｍ）としたとき、 Ｄ＞0.4 （ＱＷ／Ｌ）^2/3 … （１） なる大きさの直径Ｄ（ｍ）を有する上水切りロールを有
してなることを特徴しているので、冷却水が上水切りロ
ールを乗り越えて次のゾーンに流入することがない。よ
って、厚鋼板を連続的に冷却するオンライン冷却装置に
おいて、冷却ムラのない均一な冷却が可能となる。従っ
て、鋼板内の材質のバラツキが少なく、均質な鋼板を安
定して製造することができる。加えて、冷却中及び冷却
後に大きな鋼板の変形がなく、通板トラブルが発生しな
いため、連続的な操業を阻害しない。

【００７０】さらに、冷却後も大きな熱歪みが発生しな
いため、レベラーやプレスによる精整工程が不要であっ
て、低コストの厚鋼板製造が可能である。

【００７１】また、水切りロールを経済的に設計できる
ので、設備費を安くすることができる。

【００７２】また、水切りロールの直径が設備上の制約
で大きくできない場合等のときは、冷却水塞き止め手段
とその下流側の上水切りロール間の距離Ｌが（１）式を
満足するような設備としても同様の効果が得られる。

【００７３】最近厚鋼板の冷却に用いられる冷却設備と
して、鋼板進行方向の上流側上水切りロール近傍に設置
されたノズルから下流側の上水切りロールに向けて冷却
水を注水するスリットノズルを有するものが使用されて
いるが、前記の発明は、このような設備において特に効
果を有する）。

【００７４】さらに、水切りロール下流側の板端部に、
鋼板上に滞留する冷却水を他の板端部に向けてパージす
るパージスプレーを配置することにより、万一冷却水が
漏洩したときにも、鋼板上に滞留する冷却水を速やかに
鋼板外にパージすることができ、冷却水の滞留による冷
却むらの発生を防ぐことができる。

【００７５】加えて、上水切りロールの中央部に、その
上部に接触させて、バックアップロールを設置すること
により、上水切りロールの撓みを防止し、鋼板と上水切
りロールの間から冷却水が漏洩するのを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例を示す図である。

【図２】水切り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３】本発明の実施の形態の他の例を示す図である。

【図４】図３に示す実施の形態の詳細図である。

【図５】本発明の実施の形態の他の例を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態の他の例を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 上水切りロール ３ 下水切りロール ４ スリットノズル ５ 円管ノズル ６ ラミナーノズル ７ 冷却水噴射ノズル ８ 堰 ９ スプレーノズル １０ 油圧シリンダ １１ バックアップロール １２ ヘッダ １３ 水切りスプレー １４ 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 (72)発明者 多賀根 章 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 (72)発明者 高橋 功 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 (56)参考文献 特開 平５−96320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−168215（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−206516（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 45/02 320

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数組の上下水切りロールで高温の鋼板
   を拘束しながら搬送し、搬送途中において鋼板に上下か
   ら冷却水を注水して高温鋼板を冷却する装置であって、
   鋼板の上側に注水された冷却水が鋼板搬送方向の上流側
   に流れないようにする冷却水塞き止め手段を有し、当該
   冷却水塞き止め手段とその下流側の上水切りロール間の
   距離をＬ（ｍ）、鋼板幅１ｍ当たりの冷却水流量密度を
   Ｑ（ｍ³ ／秒）、鋼板板幅をＷ（ｍ）としたとき、 Ｄ＞0.4 （ＱＷ／Ｌ）^2/3 … （１） なる大きさの直径Ｄ（ｍ）を有する上水切りロール又は
   Ｄに相当する高さを有する水切り物体を有してなること
   を特徴とする高温鋼板の冷却装置。
2. 【請求項２】 複数組の上下水切りロールで高温の鋼板
   を拘束しながら搬送し、搬送途中において鋼板に上下か
   ら冷却水を注水して高温鋼板を冷却する装置であって、
   鋼板進行方向の上流側上水切りロール近傍に設置された
   ノズルから下流側の上水切りロールに向けて冷却水を注
   水するスリットノズルを有すると共に、鋼板の上側に注
   水された冷却水が鋼板搬送方向の上流側に流れないよう
   にする冷却水塞き止め手段を有し、当該冷却水塞き止め
   手段とその下流側の上水切りロール間の距離をＬ
   （ｍ）、鋼板幅１ｍ当たりの冷却水流量密度をＱ（ｍ³
   ／秒）、鋼板板幅をＷ（ｍ）としたとき、 Ｄ＞0.4 （ＱＷ／Ｌ）^2/3 … （１） なる大きさの直径Ｄ（ｍ）を有する上水切りロール又は
   Ｄに相当する高さの水切り物体を有してなることを特徴
   とする高温鋼板の冷却装置。
3. 【請求項３】 複数組の上下水切りロールで高温の鋼板
   を拘束しながら搬送し、搬送途中において鋼板に上下か
   ら冷却水を注水して高温鋼板を冷却する装置であって、
   鋼板の上側に注水された冷却水が鋼板搬送方向の上流側
   に流れないようにする冷却水塞き止め手段を有し、上水
   切りロールの直径、又は水切り物体の高さをＤ（ｍ）、
   鋼板幅１ｍ当たりの冷却水流量密度をＱ（ｍ³ ／秒）、
   鋼板板幅をＷ（ｍ）としたとき、前記冷却水塞き止め手
   段とその下流側の上水切りロール間の距離Ｌ（ｍ）が、 Ｄ＞0.4 （ＱＷ／Ｌ）^2/3 … （１） 式を満足することを特徴とする高温鋼板の冷却装置。
4. 【請求項４】複数組の上下水切りロールで高温の鋼板を
   拘束しながら搬送し、搬送途中において鋼板に上下から
   冷却水を注水して高温鋼板を冷却する装置であって、鋼
   板進行方向の上流側上水切りロール近傍に設置されたノ
   ズルから下流側の上水切りロールに向けて冷却水を注水
   するスリットノズルを有すると共に、鋼板の上側に注水
   された冷却水が鋼板搬送方向の上流側に流れないように
   する冷却水塞き止め手段を有し、上水切りロールの直径
   又は水切り物体の高さををＤ（ｍ）、鋼板幅１ｍ当たり
   の冷却水流量密度をＱ（ｍ³ ／秒）、鋼板板幅をＷ
   （ｍ）としたとき、前記冷却水塞き止め手段とその下流
   側の上水切りロール間の距離Ｌ（ｍ）が、 Ｄ＞0.4 （ＱＷ／Ｌ）^2/3 … （１） 式を満足することを特徴とする高温鋼板の冷却装置。
5. 【請求項５】 水切りロール下流側の板端部に、鋼板上
   に滞留する冷却水を他の板端部に向けてパージするパー
   ジスプレーを配置したことを特徴とする請求項１ないし
   請求項４のいずれか１項に記載の高温鋼板の冷却装置。
6. 【請求項６】 上水切りロールの中央部に、その上部に
   接触させて、バックアップロールを設置したことを特徴
   とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の
   高温鋼板の冷却装置。
7. 【請求項７】 水切り物体が、上水切りロールと、その
   上に重ねられた１個以上の補助水切りロールを有してな
   る請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の高温
   鋼板の冷却装置。
8. 【請求項８】 補助水切りロールの少なくとも１個が、
   ゴムライニングロールである請求項７に記載の高温鋼板
   の冷却装置。
9. 【請求項９】 水切り物体が、上水切りロールと、その
   上に重ねられた堰とを有してなる請求項１ないし請求項
   ４のいずれか１項に記載の高温鋼板の冷却装置。