JP3770216B2 - 熱延鋼帯の冷却装置および熱延鋼帯の製造方法ならびに熱延鋼帯製造ライン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延された熱延鋼帯の冷却装置およびこれを用いた熱延鋼帯の製造方法ならびに熱延鋼帯製造ラインに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱延鋼帯は、加熱炉においてスラブを所定温度に加熱し、加熱されたスラブを粗圧延機で所定厚みに圧延して粗バーとし、ついで粗バーを複数基の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機において仕上圧延して所定の厚みの鋼帯とし、この熱延鋼帯をランナウトテーブル上の冷却装置において冷却した後、コイラーで巻取ることにより製造される。
【０００３】
ここでランナウトテーブルとは、熱間仕上圧延機の後方に設けられた熱延鋼帯の搬送装置であり、適当な間隔で配置された複数の搬送ロールからなる。
【０００４】
図７は、ランナウトテーブルに設けられる従来の冷却装置の一例であって、図７（ａ）は全体図、（ｂ）は冷却装置の側面図を示す。図７に示すように、圧延された高温の鋼帯を連続的に冷却する従来のランナウトテーブルの冷却装置では、鋼帯の通板性を第一に考えるために、例えば以下のように構成されるのが一般的である。すなわち、鋼帯の上面冷却は、円管ラミナー冷却ノズル３１から搬送ロール７の直上に幅方向に直線状に複数の円管ラミナー冷却水３２を注水して、鋼帯９が水圧で上から押されても鋼帯９がパスラインから押し下げられないように冷却する。一方、鋼帯の下面冷却は、搬送ロール７間に設けたスプレーノズル３３から冷却水３４を噴射して鋼帯９を間欠的に冷却する。
【０００５】
近年、熱延鋼帯には、加工性に優れることや、低炭素当量でも強度が高いこと等が求められるようになっている。したがって、鋼帯組織の結晶粒径を細かくすることが必要となり、それには急速な冷却が必須と考えられている。特に、極低炭素鋼のように炭素当量が低い鋼では、圧延後のオーステナイト粒は再結晶によって結晶粒径が急速に拡大し、粗粒化を引き起こし易いので、仕上圧延後の圧延仕上温度から冷却するときの冷却速度は２００℃／ｓを超えるよう急冷する必要がある。
【０００６】
特開昭６２−２５９６１０号には、搬送ロール間に平面状の噴射面を持ち、この噴射面がガイドを兼ねている下面冷却装置を設けて、冷却水を噴射する孔を複数列、パスラインに対して向かう角度を変えて貫設したノズルにより、鋼帯下面の冷却能力を上げて鋼帯の組織を微細化する方法が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来の冷却装置では、熱延鋼帯は熱間仕上圧延機を出てから巻取機に至るまで、その先端は張力のかからない状態で搬送されるために、鋼帯は上下に振動しながら波を打ったような状態で搬送される。このときに強冷却を行うと、上下に振動する波を助長することになるので水量を増やすことができず、例えば板厚３ｍｍ程度の鋼帯に対して冷却速度２００℃/ｓ以上の急速な冷却を行うことは、このような冷却方式ではほぼ不可能である。また、このような鋼帯の上面と下面で冷却手段が異なる冷却方式では、上記のような急速な冷却を行うと、鋼帯の上下面の冷却が厳密には上下対称とならない。
【０００８】
また、特開昭６２−２５９６１０号に記載の発明は、水量密度約１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2前後での冷却を前提とした技術である。しかし、例えば板厚３ｍｍ程度の鋼帯に対して、圧延仕上温度から冷却速度が２００℃／ｓを超えるような冷却をするためには、さらに高い水量密度が必要となる。ところが、前記公報に記載の冷却装置において水量密度を大きくすると、板幅方向に均一な冷却を行うことができない。すなわち、冷却装置の冷却水噴射面がガイドを兼ねているため、噴射後の冷却水は冷却水噴射面であるガイド表面と鋼帯との狭い隙間を流出せざるを得ない。したがって、冷却水の排出が悪く、冷却水がガイド表面と鋼帯の間に滞留し、噴射される冷却水が鋼帯に到達するのを妨げてしまう。
【０００９】
図８（ａ）は、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示したものである。また、図８（ｂ）は、冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布を模式的に示したものであり、目標温度との温度差として表示してある。本図に示すように、上記のような冷却手段で急冷を行うと、特に板幅中央部付近での冷却後の冷却水の排出が悪くなり、ガイド表面と鋼帯との間に滞留した冷却水の圧力が上昇し、噴射される冷却水の流速が低下して冷却が弱くなる。一方、板幅両端部付近では、冷却水は板幅両端部から流れ落ちるので冷却水の排出がよく、所定の冷却能力が得られる。その結果、鋼帯幅方向の温度分布は、両端部で目標温度が得られ、中央部で目標温度より高くなる逆Ｖ字型の温度分布となり、幅方向に均一な冷却ができなくなる。
【００１０】
そこで、図９に示すように、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との距離を離した場合について検証した。図９（ａ）は、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示したものである。また、図９（ｂ）は、冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布を模式的に示したものであり、目標温度との温度差として表示してある。本図に示すように、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との距離を離すと、板幅中央部付近の冷却水の滞留は抑制され、板幅中央部付近では所定の冷却能力が得られる。しかし、冷却後の冷却水は、板幅中央部から板幅両端部に向けて排出され、両端部に向かう程流出量が多くなるため、板幅両端部付近では中央部付近で噴射された冷却水の排出による横流れの影響を受けやすい。特に、鋼帯との距離を離した場合、全体的に冷却水の水圧が鋼帯に到達するまでに低下してしまうため、前記の横流れの影響を強く受けることとなり、板幅両端部付近では冷却水流が乱れて冷却能力が低下する。その結果、鋼帯幅方向の温度分布は、鋼帯幅方向の両端部で目標温度より高く、中央部で目標温度が得られる正Ｖ字型の温度分布となり、幅方向に均一な冷却ができなくなる。
【００１１】
なお、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との距離を適切な位置にしたとしても、冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布は、図８（ｂ）に示す逆Ｖ字型の温度ムラと、図９（ｂ）に示す正Ｖ字型の温度ムラとを足し合わせたＭ字型の温度分布となり、幅方向に均一な冷却を行うことができなかった。
【００１２】
以上のように、特開昭６２−２５９６１０号に記載の技術では、急速冷却を実現するために水量密度を上げた場合には、冷却後の冷却水の排出の影響により、幅方向に均一な冷却を得ることはできない。
【００１３】
さらに、特開昭６２−２５９６１０号の方法は、冷却水を噴射する孔を複数列、パスラインに対して向かう角度を変えて貫設したノズルを用いている。しかし、ノズルがパスラインに対して向かう角度を変えて貫設されていると、冷却水がノズルから噴射されてから鋼帯下面に衝突するまでの距離がノズルによって異なることとなる。そして、鋼帯に対して斜めに噴射された冷却水は、鋼帯までの距離が遠くなり、ノズルから噴射された冷却水の流速が減衰するため、鋼帯の冷却に有効に働かず、効率的な冷却が行えなかった。また、前述したような冷却後の冷却水の排水の影響を受けやすいため、幅方向に均一な冷却を得ることをさらに困難なものとしていた。
【００１４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、熱間圧延後の鋼帯を安定に通板しながら、且つ鋼帯を急速に冷却することのできる熱延鋼帯の冷却装置およびこの冷却装置を用いた熱延鋼帯の製造方法ならびに熱延鋼帯製造ラインを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の特徴は以下の通りである。
【００１６】
（１）熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端が防護部材の冷却水通過孔内に位置することを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
【００１７】
（２）熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端を前記防護部材の熱延鋼帯に対向する面よりも前記熱延鋼帯から遠ざけて設置され、防護部材の冷却水通過孔は、複数の冷却水噴射ノズルに対し１つのスリット状の孔とし、かつ前記各スリット状の孔の長手方向が鋼帯の搬送方向に対して水平方向に傾斜するように貫設されていることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
【００１８】
（３）熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端を前記防護部材の熱延鋼帯に対向する面よりも前記熱延鋼帯から遠ざけて、しかも、そのノズル先端と熱延鋼帯の鋼帯面との距離が冷却後の冷却水の流れを考慮して必要な衝突速度を確保するように定められていることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
【００１９】
（４）冷却水噴射ノズル先端と熱延鋼帯の鋼帯面との距離が、１００ｍｍ以下であることを特徴とする上記（３）に記載の熱延鋼帯の冷却装置。
【００２０】
（５）上面冷却手段の冷却水ヘッダーと下面冷却手段の冷却水ヘッダーとが、熱延鋼帯を介してほぼ対向して設けられ、かつ／または、上面冷却手段の冷却水噴射ノズルと下面冷却手段の冷却水噴射ノズルとが、前記熱延鋼帯を介してほぼ対向して設けられていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。
【００２１】
（６）熱延鋼帯の上面側に、前記熱延鋼帯の下面側の搬送ロールにほぼ対向する位置の少なくとも１箇所にガイドロールを設置することを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。
【００２２】
（７）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置を用い、熱間圧延後の熱延鋼帯を冷却する工程を有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００２３】
（８）熱延鋼帯を冷却する工程における熱延鋼帯の冷却を、水量密度２５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の柱状ラミナー流により行うことを特徴とする上記（７）に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【００２４】
（９）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置が、ランナウトテーブルに設けられていることを特徴とする熱延鋼帯製造ライン。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の冷却装置が適用される熱延鋼帯の製造ラインの一例を示す説明図である。
【００２７】
本図に示す熱延鋼帯の製造ラインは、スラブを粗バー２に圧延する粗圧延機１、粗バー２を所定の板厚の熱延鋼帯に圧延する複数基の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機３、仕上圧延された熱延鋼帯９を搬送ロール７により搬送するランナウトテーブル５、搬送された熱延鋼帯９を巻き取る巻取機６から構成されている。また、ランナウトテーブル５には、熱間仕上圧延機３の直後に、熱延鋼帯９を急速冷却するための本発明の冷却装置４が設けられている。さらにその下流側に、図７で示したような従来の冷却装置８が設けられていてもよい。
【００２８】
本図において、粗圧延機１で圧延された粗バー２は、搬送テーブル上を搬送され、熱間仕上圧延機３で所定の鋼帯板厚まで圧延される。そして、仕上圧延された熱延鋼帯９は、熱間仕上圧延機３の直後に設けられた本発明の冷却装置４で急速に冷却され、さらに場合によっては従来の冷却装置８により冷却されながらランナウトテーブル５上を搬送され、巻取機６で巻取られる。
【００２９】
図２は本発明の冷却装置の一実施形態を示す側面図であり、図２（ａ）は全体図、図２（ｂ）は冷却装置の一部の拡大図である。
【００３０】
本図に示すように、本発明の冷却装置４は、熱延鋼帯９の下面側に設置されて熱延鋼帯９の下面を冷却する下面冷却装置４ａと、熱延鋼帯９の上面側に設置されて熱延鋼帯９の上面を冷却する上面冷却装置４ｂとから構成されている。
【００３１】
各冷却装置４ａ，４ｂは、それぞれ、熱延鋼帯９の鋼帯面に近接する位置に配置される平面状の防護板１０（下面防護板１０ａ，上面防護板１０ｂ）と、各防護板１０ａ，１０ｂに対してそれぞれ熱延鋼帯９と反対側に配置された冷却水ヘッダー１２（下面冷却水ヘッダー１２ａ，上面冷却水ヘッダー１２ｂ）とを備えている。また、各冷却水ヘッダー１２ａ，１２ｂには、幅方向および長手方向に適切な間隔を空けて、冷却水噴射ノズル１５が突出して設けられている。そして、そのノズル先端を各防護板１０の熱延鋼帯９に対向する板面よりも熱延鋼帯９から遠ざけて設置されている。さらに、各防護板１０には冷却水通過用の複数の冷却水通過孔１１が貫設され、各冷却水噴射ノズル１５は、この冷却水通過孔１１を通じて鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射するように配置されている。
【００３２】
また、熱延鋼帯９の上面側には、下面側に設けられている搬送ロール７にほぼ対向する位置に設けられた２個のガイドロール１４を備えている。このガイドロール１４は、熱延鋼帯９の通板安定性を確保するために設けられるものであるが、その設置個数は２個に限定されるものではない。搬送ロール７にほぼ対向する位置の少なくとも１箇所に設けることが好ましく、搬送ロール７にほぼ対向する全ての位置に設置してもよい。そして、上面冷却装置４ｂの上面防護板１０ｂは、ガイドロール１４の設置箇所を除き、鋼帯面に近接して設けられる。
【００３３】
一方、下面冷却装置４ａの下面防護板１０ａは、ランナウトテーブルの長手方向に適切な間隔で設けられた複数の搬送ロール７間に設けられている。したがって、下面冷却水ヘッダー１２ａに設けられる冷却水噴射ノズル１５も、各搬送ロール７間に設けられる。ただし、図２では、下面冷却水ヘッダー１２ａも各搬送ロール７間に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、搬送ロール７の下方を通じて複数の搬送ロール７間にまたがるように設置してもよい。
【００３４】
しかしながら、下面冷却水ヘッダー１２ａは、各搬送ロール７間において少なくとも１つ、望ましくは熱延鋼帯９の長手方向および／または板幅方向に複数分割して設けられていることが好ましい。このように冷却水ヘッダー１２が細分化されていると、熱延鋼帯９の冷却を細かく制御することが可能となる。長手方向に細分化されている場合には、例えば、鋼帯の搬送速度に応じて変化する鋼帯の冷却開始点に対応させて最初に使用される冷却水ヘッダーの位置を細かく変更することにより、鋼帯９の冷却開始温度を一定とする制御が可能となる。また、板幅方向に細分化されている場合には、種々の鋼帯板幅サイズに対応して、冷却水を噴射させる冷却水ヘッダーを選択することができ、効率的な冷却が可能となる。このような効果は、上面冷却水ヘッダー１２ｂについても同様である。
【００３５】
また、上面冷却水ヘッダー１２ｂは、熱延鋼帯９を介して、下面冷却水ヘッダー１２ａと対向して設けられることが好ましい。このような配置とすることにより、上下の冷却のバランスが取り易く、また、上下面の冷却を開始するヘッダー位置を調整し易い。さらに、熱延鋼帯９がその上下から受ける水圧によってバランスし、通板が安定する。
【００３６】
さらに、上下各冷却水ヘッダー１２に突出して設けられた上面冷却装置４ｂの各冷却水噴射ノズル１５と下面冷却装置４ａの各冷却水噴射ノズル１５とは、熱延鋼帯９を介してほぼ対向するように設けられることが好ましい。ほぼ対向するとしたのは、上下で完全に対称になっている必要はないが、上下の冷却や水圧のバランスが取り易いためである。
【００３７】
また、前述のように、各冷却水噴射ノズル１５は、各冷却水ヘッダー１２から突出し、鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射するように配置されている。すなわち、冷却水ヘッダー１２のノズル設置面が図２のように鋼帯に対して平行である場合には、冷却水噴射ノズル１５は冷却水ヘッダーから垂直に突出した形式を取る。このような構成とすることで、特開昭６２−２５９６１０号に記載の冷却装置のようにノズルから噴射される冷却水流が冷却後の冷却水の排水の影響を受けることは少ない。また、各ノズルから噴射されて鋼帯に衝突する冷却水の流速がほぼ等しくなるため、冷却の均一化が図れる。
【００３８】
冷却水噴射ノズル１５には、一般にラミナーノズルが用いられる。ラミナーノズルの冷却水噴射口はノズル出口が直進的で凹凸のない円管状であるので、噴射した水流が、分断・分散することなく柱状のラミナー流となって柱状の形状を保ったまま鋼帯９に衝突する。ここで、柱状のラミナー流とは主に層流流れであるが、多少のこぶ状の乱流状態があってもよい。
【００３９】
図１０（ａ）は柱状のラミナー流を示す説明図であり、図１０（ｂ）は非ラミナー流を示す説明図である。非ラミナー流の場合、ノズルを鋼帯に近接させたとしても、ノズルから噴射された冷却水の流速が鋼帯とノズルとの間に滞留する冷却水によって妨げられ、流速が減衰するために冷却が弱くなる。一方、ラミナー流の場合には、水流が分散せずに鋼帯に到達するので冷却効率がよい。したがって、２００℃／ｓを超えるような急冷を行なうためには、このラミナー状態の水流が望ましい。
【００４０】
ところで、従来の冷却装置においても、鋼帯上面の冷却にはラミナー冷却ノズルが用いられている。しかし、従来の冷却装置は、鋼帯全面に冷却水を落下させ、冷却水で覆い、主に膜沸騰による冷却を行うものであり、冷却能力は高々１００℃／ｓ程度であった。一方、本発明の冷却装置に用いる冷却水噴射ノズル１５は、ラミナーノズルを用いる点では従来のノズルと同じである。しかし、本発明の冷却装置では水量密度が約２５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上の大量の冷却水を噴射することができるので、鋼帯全体を冷却水で覆うと同時に、ノズルから噴射した冷却水が鋼帯に直接接触して冷却することができる。したがって、板厚３ｍｍ程度の鋼帯を２００℃／sを超える冷却速度で冷却することが可能となる。なお、冷却速度は鋼帯の板厚に依存し、板厚が薄いほど速くなるが、水量密度などの冷却条件が一定の場合は、（板厚）×（冷却速度）はほぼ一定という関係がある。したがって、板厚が厚い場合でも、例えば水量密度を増加することによって、所望の冷却速度が得られることになる。
【００４１】
また、本発明の冷却水噴射ノズル１５では、噴射孔径は１〜１０ｍｍとすることが望ましい。噴射孔径が１ｍｍより小さいと柱状のラミナー流が得られ難い。一方、本発明の冷却では衝突圧力が必要なため、ノズル出口での流速が決まっており、ノズル孔径を大きくするとそれだけ水量が増加する。しかし、水量を増加しても冷却能はあるところで飽和し、それ以上の水量を噴射しても無駄となる。したがって、噴射孔径は１０ｍｍ以下とするのが経済的である。
【００４２】
次に、上下面の各防護板１０は、それぞれ上下面の各冷却水ヘッダー１２と鋼帯９との間に設けられる。この防護板１０は、鋼帯９の通板安定化の役割と、各冷却水ヘッダー１２や冷却水噴射ノズル１５を鋼帯の衝突から保護する役割を有し、また、防護板１０に貫設された冷却水通過孔１１は、冷却水の貫通孔の役割と、鋼帯を冷却した後の冷却水を適切に排水する役割を有する防護部材である。
【００４３】
図１１は、防護部材の形態を数種類示したものである。防護部材の形態としては、本図（ｂ）に示す簀状や、（ｃ）の格子状、（ｄ）のエクスパンドメタルなどが考えられる。しかし、これらの形態は、鋼帯９が防護部材に接触した際に接触する部分が狭く、接触面圧が高くなって鋼帯９に焼付きや押込みマークが発生し易くなる。そこで、防護部材は本図（ａ）に示すような平面状の防護板１０とし、冷却水を通過させるための必要最小限の冷却水通過孔１１を設けた形態が望ましい。そして、各防護板１０の鋼帯９に対向する板面を滑らかな平面板とすることにより、鋼帯９が防護板１０に接触した際に鋼帯９に疵を発生させることを抑制している。
【００４４】
防護板１０の板厚は、通板される鋼帯９の強度、剛性等を勘案して決定すればよいが、通常の熱延鋼帯の製造ラインでは５ｍｍ以上とすることが好ましい。５ｍｍ未満の場合は、搬送される鋼帯９が衝突することにより破損もしくは変形を生じ、冷却に支障をきたすからである。
【００４５】
図３は、防護板の冷却水通過孔の好ましい配置を示す一例で、図３（ａ）は下面側の平面図、図３（ｂ）は本図（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。ただし、図３（ｂ）では、上面側も同時に示している。
【００４６】
本発明の防護板１０には、冷却水噴射ノズル１５から噴射される冷却水の柱状ラミナー流１３が通過する冷却水通過孔１１が貫設されている。この冷却水通過孔１１は、冷却後の冷却水を排出する機能も備えており、そのためには、できるだけ開口部面積が大きい方が好ましい。しかし、あまり開口部が大きいと、鋼帯９の先端が衝突し易く、また孔エッジと接触して焼付きや疵が発生する等の問題が生じる。したがって、複数の冷却水噴射ノズル、例えば２〜１０個程度の冷却水噴射ノズル当りに１つのスリット状の孔を設けることが望ましい。例えば、図３（ａ）にその一例を示すように、直線状に並んだ複数のノズルに対して１つのスリット状に長く伸びる孔を設ける。
【００４７】
なお、本図の例にもあるように、全ての孔がスリット状の孔である必要はなく、スリット状の孔が多数を占めていればよい。一部にスリット状の形状ではない孔があっても冷却水通過孔１１としての機能を発揮する上で問題はなく、また、図３（ａ）の例において幅方向中央部と両端部に見られるように、孔の配置上の理由からスリット状の形状とすることが困難な場合もあるからである。さらに、各スリット状の孔は、直線状に１列に並んだ複数のノズルに対して１つのスリット状の孔とする必要はなく、直線状に１列に並んだ２〜３列程度のノズルに対して１つのスリット状の孔としてもよい。
【００４８】
また、この冷却水通過孔１１としてのスリット状の孔は、その長手方向が鋼帯９の搬送方向に対して水平方向に傾斜するように貫設されていることが望ましい。鋼帯の搬送方向と直角に交わるようにすると、排水の流れを乱したり、鋼帯の先端が孔に衝突して鋼帯や孔に疵が発生したりするためである。スリット状の孔の長手方向を鋼帯の搬送方向と平行にすると排水の流れはスムーズになるが、さらに排水を冷却装置の外へ排出しやすくするためには、冷却水通過孔１１としてのスリット状の孔は、その長手方向が鋼帯９の搬送方向に対して傾斜するように貫設されていることが望ましい。
【００４９】
さらに、これらのスリット状の孔の配置がランナウトテーブルの中心線に対して略線対称となり、かつスリット状の孔の長手方向が鋼帯９の搬送方向に対して傾斜して広がるように貫設されていると、より好ましい。図３（ａ）がその例である。スリット状の孔の長手方向を鋼帯の搬送方向から幅方向へ広がるようにするのは、排水を冷却装置の外へよりスムーズに排出させるためであり、冷却装置の両側への排出を容易にするものである。
【００５０】
次に、各冷却装置４における防護板１０と冷却水ヘッダー１２と冷却水噴射ノズル１５との位置関係について、さらに詳細に説明する。
【００５１】
初めに、下面冷却装置４ａについて説明する。図４および図５は、下面冷却装置の防護板と冷却水ヘッダーと冷却水噴射ノズルとの好ましい位置関係の一例を示す側面図である。なお、図４は下面防護板１０ａの厚さが薄く、冷却水噴射ノズル１５の先端１６が防護板１０ａの下面よりもさらに下方にある例である。また、図５は下面防護板１０ａの厚さが厚く、冷却水噴射ノズル先端１６が防護板１０ａの冷却水通過孔１１の内部に装入されて位置している例である。
【００５２】
図４に示した、下面冷却装置４ａの冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯９の鋼帯面との距離Ｘａ，下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａ，下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａは、下記に示す考え方によって決定される。
【００５３】
まず、予め、所要の冷却速度が得られるように鋼帯に衝突させる冷却水の柱状ラミナー流１３の衝突速度および冷却水噴射ノズルのピッチが決定される。そして、この衝突速度を確保するために必要となる冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａが、冷却水噴射ノズル１５の噴射孔径も考慮して決定される。
【００５４】
ここで、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａは、１００ｍｍ以下が好ましい。鋼帯９を冷却した冷却水は、鋼帯９と下面防護板１０ａの間を通って流出しようとするが、その流れが冷却水噴射ノズル１５から噴射される冷却水の柱状ラミナー流１３が鋼帯に衝突するのを妨げる。特に距離Ｘａが１００ｍｍを超えると、柱状ラミナー流の流速の減衰が顕著となるため、前記した冷却後の冷却水の流れの影響を受けやすくなり、強冷却を行うことが困難になるからである。
【００５５】
また、前述したように、冷却水噴射ノズル先端１６は、防護板１０の鋼帯９に対向する板面よりも鋼帯９から遠ざけて設置される。すなわち、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａは、次に説明する下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａよりも大きな値となるように決定される。
【００５６】
次に、下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａは、鋼帯９を下面防護板１０ａの上面を安定して通板させる安定通板の観点より決定される。
【００５７】
図１２は、鋼帯９の先端の通板状況の説明図である。下面防護板１２ａの位置が低い場合、本図（ａ）に示すように、通板される鋼帯９の先端が下へ折れ込んで次の搬送ロール７に衝突して上方へ跳ね上がり、鋼帯９の先端が進行するに従って鋼帯９の上下振動が助長されて安定通板を損なう恐れがある。最悪の場合、本図（ｂ）に示すように、鋼帯９がアコーディオン状に折れ曲がり走行不能に陥る。このような現象は、この距離Ｙａが５０ｍｍを超える場合に発生し易い。
【００５８】
一方、この距離Ｙａが１０ｍｍ未満であると、鋼帯９が常に下面防護板１０ａに接触し、鋼帯にすり疵を発生させるのみならず、その抵抗によりアコーディオン状の折れ曲がりが発生し易くなる。したがって、下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａは、１０〜５０ｍｍが好ましい。
【００５９】
次に、下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａは、ノズルから噴射された冷却水を速やかに排出させるために必要な空間を構成するので、より大きい方が望ましい。しかし、あまり大き過ぎると、下面冷却水ヘッダー１２ａから突出する冷却水噴射ノズル１５を極端に長くしなければならなくなる。ところが、円管ラミナーノズルの直管部長さの冷却水噴射孔径に対する比は５〜２０が好ましく、２０よりも大きいと流動抵抗が増えてしまい、冷却水の供給圧力を増加しなければならないので、経済的ではない。そこで、この距離Ｚａは、冷却後の冷却水が下面防護板１０ａの冷却水通過孔１１を通じて排出される冷却水量を考慮して、以下のようにして決定される。なお、円管ラミナーノズルの直管部長さの冷却水噴射孔径に対する比を５未満とすると、噴射される冷却水の形態が図１０（ｂ）に示す非ラミナー流となってしまい、十分な冷却能力が得られない。
【００６０】
冷却水噴射ノズル１５から噴射されて鋼帯９を冷却した冷却水は、下面防護板１０ａとの隙間（距離Ｙａ）を流れて、▲１▼下面防護板１０ａと鋼帯９との隙間の幅方向両端部、▲２▼下面防護板１０ａと搬送ロール７との隙間、▲３▼下面防護板１０ａに設けられた冷却水通過孔１１、の３通りの経路から排出される。このうち、▲２▼の下面防護板１０ａと搬送ロール７との隙間は、鋼帯先端がこの隙間に突っ込まないように通常は狭く、例えば１ｍｍ以下に設定されるので、▲２▼の経路により排出される冷却水量は少ない。一方、▲１▼の幅方向両端部から流出する冷却水量が多いと、幅方向中央部付近から幅方向両端部へ向かう流れが強くなり、図９で示した正Ｖ字型の幅方向温度分布ムラが発生する。そこで、この幅方向中央部から両端部へ向かう流れをできるだけ少なく抑えるために、下面防護板１０ａに冷却水通過孔１１を設けて、冷却水を▲３▼の経路から排出させるようにする。そして、そのための冷却水通過孔１１の面積が決定される。
【００６１】
そして、前記の冷却水通過孔１１の面積から、冷却水通過孔１１を通して排出される冷却水量、すなわち下面冷却水ヘッダー１２ａに落下する冷却水量が求まり、これより下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａが決定される。
【００６２】
なお、このようにして下面冷却水ヘッダー１２ａに落下した冷却水は、次に下面冷却水ヘッダー１２ａと搬送ロール７との隙間から排出される。この時も、冷却水の排出が滞ると、冷却水噴射ノズル１５から噴射される冷却水の柱状ラミナー流１３を妨げ、鋼帯の冷却に幅方向の不均一が生じるので、十分な間隔を取って冷却水を排出させることが重要である。
【００６３】
以上のようにして、下面冷却装置４ａにおける下面防護板１０ａと下面冷却水ヘッダー１２ａと冷却水噴射ノズル１５との位置関係が決定される。
【００６４】
次に、上面冷却装置４ｂについて同様に説明する。
【００６５】
図６は、上面冷却装置の防護板と冷却水ヘッダーと冷却水噴射ノズルとの好ましい位置関係の一例を示す側面図である。本図に示した、上面冷却装置４ｂの冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯９の鋼帯面との距離Ｘｂ，上面防護板１０ｂの下面と鋼帯面との距離Ｙｂ，上面防護板１０ｂの上面と上面冷却水ヘッダー１２ｂとの距離Ｚｂは、下記に示す考え方によって決定される。
【００６６】
上面冷却において、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘｂは、下面冷却装置４ａにおける冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａに相当する。ただし、上面冷却の場合には、鋼帯９上に冷却水が滞留するため、更にガイドロール１４の数や設置位置と、上面防護板１０ｂの下面と鋼帯面との距離Ｙｂと、上面防護板１０ｂの厚みを考慮して決定される。なお、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘｂは、下面冷却の場合の距離Ｘａと同様に１００ｍｍ以下が好ましい。
【００６７】
上面防護板１０ｂの下面と鋼帯面との距離Ｙｂは、下面冷却装置４ａにおける下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａに相当し、下面冷却の場合と同様に１０〜５０ｍｍが好ましい。
【００６８】
上面防護板１０ｂの上面と上面冷却水ヘッダー１２ｂとの距離Ｚｂは、下面冷却装置４ａにおける下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａに相当し、更に、ガイドロール１４の数と設置位置、ガイドロール１４と鋼帯９との隙間を考慮して決定される。なお、上面防護板１０ｂの冷却水通過孔１１の面積も同様に、ガイドロール１４の数と設置位置、ガイドロール１４と鋼帯９との隙間を更に考慮して決定される。
【００６９】
また、上面冷却装置４ｂの冷却水噴射ノズル１５は、図６に示した例のように、その先端１６が上面防護板１０ｂの冷却水通過孔１１の中に位置するように設置することが好ましい。これは、以下のような理由による。
【００７０】
下面冷却装置４ａの場合、鋼帯９に噴射された冷却水は、重力により、下面防護板１０ａの冷却水通過孔１１を通じて落下する。しかし、上面冷却装置４ｂの場合、鋼帯９に噴射された冷却水は、その大半が幅方向両端部から排出される。そのため、鋼帯９と上面防護板１０ｂとの隙間から排出されない冷却水は、上面防護板１０ｂの下面側から冷却水通過孔１１を通過して上面防護板１０ｂと上面冷却水ヘッダー１２ｂとの間の空間に流れ込むことになる。したがって、そのような場合に、冷却水噴射ノズル１５から噴射する冷却水流が、上面防護板１０ｂの上方の空間を幅方向両端部へ流れる排出水流の影響を受けない構造とするためには、この条件を加えることが好ましい。
【００７１】
なお、下面冷却装置４ａの冷却水噴射ノズル１５と下面防護板１０ａとの位置関係についても、排出水量によっては、下面冷却水ヘッダー１２ａと下面防護板１０ａとの間を幅方向両端部へ流れる排出水流の影響を受ける場合があるので、上面冷却装置と同様の位置関係で配置するのが好ましい。すなわち、下面冷却装置４ａの冷却水噴射ノズル１５は、その先端１６が下面防護板１０ａの冷却水通過孔１１の中に位置するように配置することが好ましい。
【００７２】
なお、熱延鋼帯の上面側に設置されるガイドロール１４は、設置される場合は、鋼帯の先端が詰まったり鋼帯の途中でループができるような通板上の問題がなければ、搬送される熱延鋼帯９の上面にこの鋼帯表面９との間に約５ｍｍ程度の隙間を設けて設置することが好ましい。もし、上記のような通板上の問題があれば、ループができないようにガイドロール１４と鋼帯９との隙間を更に広げ、鋼帯先端および後端を冷却装置の外に送り出すようにする。ガイドロール１４と鋼帯９との隙間を広げることによって水切り性が悪くなるときは、冷却装置４の入側および出側および中間位置の少なくとも１箇所にピンチロールを設けて強制的に鋼帯９をピンチし、鋼帯９を冷却装置４の中に送り込み、または排出することが好ましい。
【００７３】
以上のように構成された本発明の冷却装置によれば、上下面からほぼ均一な冷却水の噴射を行うことができ、また、防護板やガイドロールの効果により、安定した鋼帯の通板を保ちながら、熱延鋼帯を強冷却することができる。また、鋼帯面に噴射された冷却水を適切に排出し、その流れの影響を最小限に抑えて熱延鋼帯を冷却することができるので、幅方向に均一な強冷却が可能である。
【００７４】
また、本発明の冷却装置をランナウトテーブルに設け、熱延鋼帯の製造を行うことにより、幅方向および長手方向の温度ムラが少なくなり、材質変動や熱歪による形状不良を低減することができる。したがって、高品質の熱延鋼帯を安定して製造することができる。
【００７５】
さらに、冷却速度が２００℃／ｓを超えるような急速冷却が安定して可能となるので、加工性に優れた熱延鋼帯を製造することができる。
【００７６】
【実施例】
図１３および図１４は、本発明を実施した熱延鋼帯の製造ラインを示す側面図で、図１３は全体側面図、図１４は冷却装置の拡大図である。なお、図１および図２と同一部分に付いては同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
図１３に示す熱延鋼帯の製造ラインのランナウトテーブル５は、本発明の上面冷却装置４ｂと下面冷却装置４ａとから構成される冷却装置４と、その下流側に、上面の冷却が通常の円管ラミナーノズルによって行われる従来の冷却装置８とを備えている。
【００７８】
本発明の下面冷却装置４ａは、図１３および図１４に示すように長手方向に５００ｍｍピッチで設けた直径３００ｍｍの複数の搬送ロール７と、この搬送ロール７間において、搬送される熱延鋼帯９に近接した位置に配置される板厚２５ｍｍの平面状の下面防護板１０ａと、それぞれの下面防護板１０ａに貫設される冷却水通過用の複数の冷却水通過孔１１と、ノズル先端を防護板上面より下に配置したノズル径５ｍｍの冷却水噴射ノズル１５と、そのノズル１５を突出して設ける下面冷却水ヘッダー１２ａとを備えている。
【００７９】
下面冷却水ヘッダー１２ａは、長手方向に各搬送ロール間に1個ずつ設けられている。この下面冷却水ヘッダー１２ａには、冷却水を噴射する冷却水噴射ノズル１５が幅方向および長手方向に等間隔で配置されている。冷却水噴射ノズル１５にはラミナーノズルを用いた。
【００８０】
鋼帯面と冷却水噴射ノズル先端１６との距離Ｘａは２５ｍｍ、鋼帯面と下面防護板１０ａの上面との距離Ｙａは１０ｍｍ、下面防護板１０ａと冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａは３０ｍｍとした。
【００８１】
また、本発明の上面冷却装置４ｂは、図１３および図１４に示すように搬送ロール７に対向する位置に、鋼帯９より５ｍｍの隙間をあけて設けられた３個のガイドロール１４と、搬送される熱延鋼帯の上面に近接した位置に配置される板厚２５ｍｍの平面状の上面防護板１０ｂと、この上面防護板１０ｂに貫設される冷却水通過用の複数の冷却水通過孔１１と、ノズル先端を防護板下面より上に配置したノズル径５ｍｍの冷却水噴射ノズル１５と、そのノズル１５を突出して設ける上面冷却水ヘッダー１２ｂとを備えている。
【００８２】
上面冷却水ヘッダー１２ｂは、下面冷却装置の冷却ヘッダー１２ａと対向して設けられている。この上面冷却水ヘッダー１２ｂには、冷却水を噴射する冷却水噴射ノズル１５が幅方向に３０ｍｍ間隔で、長手方向に３０ｍｍ間隔で配置されている。冷却水噴射ノズル１５にはラミナーノズルを用いた。
【００８３】
鋼帯面と冷却水噴射ノズル先端１６との距離Ｘｂは３０ｍｍ、鋼帯面と下面防護板１０ｂの上面との距離Ｙｂは１５ｍｍ、下面防護板１０ｂと上面冷却水ヘッダー１２ｂとの距離Ｚｂは３０ｍｍとした。
【００８４】
以上のように構成された、図１４に示す冷却装置を備えた図１３に示す熱延鋼帯の製造ラインを用いて、粗バー板厚３０ｍｍ，板幅１０００ｍｍの炭素鋼を、７段の圧延スタンドから構成される熱間仕上圧延機にて７００ｍｐｍの通板速度で仕上温度８５０℃，板厚３ｍｍまで仕上圧延した。そして、冷却装置４により、冷却速度約７００℃／ｓで冷却装置出側で約５５０℃まで急冷却した。なお、その際の水量密度は７５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2である。その後、巻取り温度５００℃になるように、さらに従来の冷却装置８を用いて冷却して熱延鋼帯を製造した。
【００８５】
図１５は、本発明例の冷却装置４の出側における鋼帯幅方向の温度分布を測定した結果である。本図より、本発明例では、板幅方向の温度分布が±２０℃程度であり、幅方向にほぼ均一な冷却が行われたことが判った。また、熱延鋼帯の材質の幅方向変動は２０ＭＰａであった。
【００８６】
図１６は、比較例として用いた鋼帯の冷却装置を示す側面図である。
【００８７】
本図に示す比較例の冷却装置は、冷却水噴射ノズルが冷却水ヘッダー２２内に埋めこまれ、ノズル先端が冷却水ヘッダー２２の表面に位置するように構成されている他は、本発明例の冷却装置とほぼ同様に構成されている。なお、鋼帯面と冷却水噴射ノズル先端との距離Ｘは６０ｍｍ、鋼帯面と防護板２０との距離Ｙは２０ｍｍ、防護板２０と冷却水ヘッダー２２との距離Ｚは１５ｍｍとした。
【００８８】
本発明例と同様に、図１３の製造ラインを用いて、粗バー板厚３０ｍｍ，板幅１０００ｍｍの炭素鋼を、７段の圧延スタンドから構成される仕上圧延機にて７００ｍｐｍの通板速度で仕上温度８５０℃，板厚３ｍｍまで仕上圧延した。そして、図１６示す冷却装置により、冷却速度約７００℃／ｓで冷却装置出側で約５５０℃まで冷却した。なお、その際の水量密度は７５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2である。その後、巻取り温度５００℃になるように、さらに従来の冷却装置８を用いて冷却して熱延鋼帯を製造した。
【００８９】
図１５に、比較例の冷却装置出側における鋼帯幅方向の温度分布を測定した結果を併せて示す。本図に示すように、比較例では、冷却後の鋼帯は板幅方向に正Ｖ字型の温度分布となり、板幅方向に±５０℃以上の温度偏差が生じた。また、板幅両端部の温度が高いために形状が乱れて巻取りを正常に行うことができなかった。また、熱延鋼帯の材質の幅方向変動は８０ＭＰａであった。一方、図１５には図示しないが、本比較例の冷却装置の冷却水噴射面を鋼帯に近づけると、冷却後の鋼帯は板幅方向に逆Ｖ字型の温度分布となった。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
（１）本発明により安定した鋼帯の通板を保ちながら、均一な強冷却が可能となった。
（２）本冷却により鋼帯幅方向および長手方向の温度ムラが少なくなり、製品の品質が安定し、材質バラツキや、熱歪による形状不良が減少した。その結果、熱延鋼帯の歩留りが向上した。
（３）本発明により冷却装置の通板トラブルが減少して、設備の稼働率がアップした。また鋼帯に疵の発生が減少した。
（４）本発明により冷却速度が２００℃／ｓを超えるような急冷却が安定して可能となり、加工性に優れた熱延鋼帯の製造が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置が適用される熱延鋼帯の製造ラインの一例を示す説明図
【図２】本発明の冷却装置の一実施形態を示す側面図で、（ａ）は全体側面図、（ｂ）は冷却装置の拡大図
【図３】防護板の冷却水通過孔の好ましい配置を示す一例で、（ａ）は下面側の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図
【図４】鋼帯の下面冷却装置の防護板と冷却水噴射ノズルと冷却ヘッダーとの好ましい位置関係の一例を示す側面図
【図５】鋼帯の下面冷却装置の防護板と冷却水噴射ノズルと冷却ヘッダーとの好ましい位置関係の他の一例を示す側面図
【図６】鋼帯の上面冷却装置の防護板と冷却水噴射ノズルと冷却ヘッダーとの好ましい位置関係の一例を示す側面図
【図７】従来の熱延鋼帯の冷却装置の一例を示す説明図で、（ａ）は全体説明図、（ｂ）は冷却装置の側面図
【図８】（ａ）はガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示す説明図、（ｂ）は冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布
【図９】（ａ）はガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示す説明図、（ｂ）は冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布
【図１０】（ａ）は柱状のラミナー流を示す説明図であり、（ｂ）は非ラミナー流を示す説明図である
【図１１】防護板の形態を示す説明図
【図１２】鋼帯先端の通板状況を示す説明図
【図１３】本発明を実施した熱延鋼帯の製造ラインを示す全体側面図
【図１４】本発明を実施した図１３の熱延鋼帯の製造ラインに配置した冷却装置の拡大図
【図１５】本発明例と比較例の鋼帯幅方向の温度分布を示すグラフ
【図１６】比較例を実施した冷却装置の側面図
【符号の説明】
１ 粗圧延機
２ 粗バー
３ 熱間仕上圧延機
４ 冷却装置
４ａ 下面冷却装置
４ｂ 上面冷却装置
５ ランナウトテーブル
６ 巻取機
７ 搬送ロール
８ 従来の冷却装置
９ 鋼帯
１０ 防護板
１０ａ 下面防護板
１０ｂ 上面防護板
１１ 防護板の冷却水通過孔
１２ 冷却水ヘッダー
１２ａ 下面冷却水ヘッダー
１２ｂ 上面冷却水ヘッダー
１３ 冷却水の柱状ラミナー流
１４ ガイドロール
１５ 冷却水噴射ノズル
１６ 冷却水噴射ノズルの先端
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延された熱延鋼帯の冷却装置およびこれを用いた熱延鋼帯の製造方法ならびに熱延鋼帯製造ラインに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱延鋼帯は、加熱炉においてスラブを所定温度に加熱し、加熱されたスラブを粗圧延機で所定厚みに圧延して粗バーとし、ついで粗バーを複数基の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機において仕上圧延して所定の厚みの鋼帯とし、この熱延鋼帯をランナウトテーブル上の冷却装置において冷却した後、コイラーで巻取ることにより製造される。
【０００３】
ここでランナウトテーブルとは、熱間仕上圧延機の後方に設けられた熱延鋼帯の搬送装置であり、適当な間隔で配置された複数の搬送ロールからなる。
【０００４】
図７は、ランナウトテーブルに設けられる従来の冷却装置の一例であって、図７（ａ）は全体図、（ｂ）は冷却装置の側面図を示す。図７に示すように、圧延された高温の鋼帯を連続的に冷却する従来のランナウトテーブルの冷却装置では、鋼帯の通板性を第一に考えるために、例えば以下のように構成されるのが一般的である。すなわち、鋼帯の上面冷却は、円管ラミナー冷却ノズル３１から搬送ロール７の直上に幅方向に直線状に複数の円管ラミナー冷却水３２を注水して、鋼帯９が水圧で上から押されても鋼帯９がパスラインから押し下げられないように冷却する。一方、鋼帯の下面冷却は、搬送ロール７間に設けたスプレーノズル３３から冷却水３４を噴射して鋼帯９を間欠的に冷却する。
【０００５】
近年、熱延鋼帯には、加工性に優れることや、低炭素当量でも強度が高いこと等が求められるようになっている。したがって、鋼帯組織の結晶粒径を細かくすることが必要となり、それには急速な冷却が必須と考えられている。特に、極低炭素鋼のように炭素当量が低い鋼では、圧延後のオーステナイト粒は再結晶によって結晶粒径が急速に拡大し、粗粒化を引き起こし易いので、仕上圧延後の圧延仕上温度から冷却するときの冷却速度は２００℃／ｓを超えるよう急冷する必要がある。
【０００６】
特開昭６２−２５９６１０号には、搬送ロール間に平面状の噴射面を持ち、この噴射面がガイドを兼ねている下面冷却装置を設けて、冷却水を噴射する孔を複数列、パスラインに対して向かう角度を変えて貫設したノズルにより、鋼帯下面の冷却能力を上げて鋼帯の組織を微細化する方法が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来の冷却装置では、熱延鋼帯は熱間仕上圧延機を出てから巻取機に至るまで、その先端は張力のかからない状態で搬送されるために、鋼帯は上下に振動しながら波を打ったような状態で搬送される。このときに強冷却を行うと、上下に振動する波を助長することになるので水量を増やすことができず、例えば板厚３ｍｍ程度の鋼帯に対して冷却速度２００℃/ｓ以上の急速な冷却を行うことは、このような冷却方式ではほぼ不可能である。また、このような鋼帯の上面と下面で冷却手段が異なる冷却方式では、上記のような急速な冷却を行うと、鋼帯の上下面の冷却が厳密には上下対称とならない。
【０００８】
また、特開昭６２−２５９６１０号に記載の発明は、水量密度約１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2前後での冷却を前提とした技術である。しかし、例えば板厚３ｍｍ程度の鋼帯に対して、圧延仕上温度から冷却速度が２００℃／ｓを超えるような冷却をするためには、さらに高い水量密度が必要となる。ところが、前記公報に記載の冷却装置において水量密度を大きくすると、板幅方向に均一な冷却を行うことができない。すなわち、冷却装置の冷却水噴射面がガイドを兼ねているため、噴射後の冷却水は冷却水噴射面であるガイド表面と鋼帯との狭い隙間を流出せざるを得ない。したがって、冷却水の排出が悪く、冷却水がガイド表面と鋼帯の間に滞留し、噴射される冷却水が鋼帯に到達するのを妨げてしまう。
【０００９】
図８（ａ）は、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示したものである。また、図８（ｂ）は、冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布を模式的に示したものであり、目標温度との温度差として表示してある。本図に示すように、上記のような冷却手段で急冷を行うと、特に板幅中央部付近での冷却後の冷却水の排出が悪くなり、ガイド表面と鋼帯との間に滞留した冷却水の圧力が上昇し、噴射される冷却水の流速が低下して冷却が弱くなる。一方、板幅両端部付近では、冷却水は板幅両端部から流れ落ちるので冷却水の排出がよく、所定の冷却能力が得られる。その結果、鋼帯幅方向の温度分布は、両端部で目標温度が得られ、中央部で目標温度より高くなる逆Ｖ字型の温度分布となり、幅方向に均一な冷却ができなくなる。
【００１０】
そこで、図９に示すように、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との距離を離した場合について検証した。図９（ａ）は、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示したものである。また、図９（ｂ）は、冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布を模式的に示したものであり、目標温度との温度差として表示してある。本図に示すように、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との距離を離すと、板幅中央部付近の冷却水の滞留は抑制され、板幅中央部付近では所定の冷却能力が得られる。しかし、冷却後の冷却水は、板幅中央部から板幅両端部に向けて排出され、両端部に向かう程流出量が多くなるため、板幅両端部付近では中央部付近で噴射された冷却水の排出による横流れの影響を受けやすい。特に、鋼帯との距離を離した場合、全体的に冷却水の水圧が鋼帯に到達するまでに低下してしまうため、前記の横流れの影響を強く受けることとなり、板幅両端部付近では冷却水流が乱れて冷却能力が低下する。その結果、鋼帯幅方向の温度分布は、鋼帯幅方向の両端部で目標温度より高く、中央部で目標温度が得られる正Ｖ字型の温度分布となり、幅方向に均一な冷却ができなくなる。
【００１１】
なお、ガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との距離を適切な位置にしたとしても、冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布は、図８（ｂ）に示す逆Ｖ字型の温度ムラと、図９（ｂ）に示す正Ｖ字型の温度ムラとを足し合わせたＭ字型の温度分布となり、幅方向に均一な冷却を行うことができなかった。
【００１２】
以上のように、特開昭６２−２５９６１０号に記載の技術では、急速冷却を実現するために水量密度を上げた場合には、冷却後の冷却水の排出の影響により、幅方向に均一な冷却を得ることはできない。
【００１３】
さらに、特開昭６２−２５９６１０号の方法は、冷却水を噴射する孔を複数列、パスラインに対して向かう角度を変えて貫設したノズルを用いている。しかし、ノズルがパスラインに対して向かう角度を変えて貫設されていると、冷却水がノズルから噴射されてから鋼帯下面に衝突するまでの距離がノズルによって異なることとなる。そして、鋼帯に対して斜めに噴射された冷却水は、鋼帯までの距離が遠くなり、ノズルから噴射された冷却水の流速が減衰するため、鋼帯の冷却に有効に働かず、効率的な冷却が行えなかった。また、前述したような冷却後の冷却水の排水の影響を受けやすいため、幅方向に均一な冷却を得ることをさらに困難なものとしていた。
【００１４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、熱間圧延後の鋼帯を安定に通板しながら、且つ鋼帯を急速に冷却することのできる熱延鋼帯の冷却装置およびこの冷却装置を用いた熱延鋼帯の製造方法ならびに熱延鋼帯製造ラインを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の特徴は以下の通りである。
【００１６】
（１）熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端が防護部材の冷却水通過孔内に位置することを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
【００１７】
（２）熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端を前記防護部材の熱延鋼帯に対向する面よりも前記熱延鋼帯から遠ざけて設置され、防護部材の冷却水通過孔は、複数の冷却水噴射ノズルに対し１つのスリット状の孔とし、かつ前記各スリット状の孔の長手方向が鋼帯の搬送方向に対して水平方向に傾斜するように貫設されていることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
【００１８】
（３）熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端を前記防護部材の熱延鋼帯に対向する面よりも前記熱延鋼帯から遠ざけて、しかも、そのノズル先端と熱延鋼帯の鋼帯面との距離が冷却後の冷却水の流れを考慮して必要な衝突速度を確保するように定められていることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。
【００１９】
（４）冷却水噴射ノズル先端と熱延鋼帯の鋼帯面との距離が、１００ｍｍ以下であることを特徴とする上記（３）に記載の熱延鋼帯の冷却装置。
【００２０】
（５）上面冷却手段の冷却水ヘッダーと下面冷却手段の冷却水ヘッダーとが、熱延鋼帯を介してほぼ対向して設けられ、かつ／または、上面冷却手段の冷却水噴射ノズルと下面冷却手段の冷却水噴射ノズルとが、前記熱延鋼帯を介してほぼ対向して設けられていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。
【００２１】
（６）熱延鋼帯の上面側に、前記熱延鋼帯の下面側の搬送ロールにほぼ対向する位置の少なくとも１箇所にガイドロールを設置することを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。
【００２２】
（７）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置を用い、熱間圧延後の熱延鋼帯を冷却する工程を有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００２３】
（８）熱延鋼帯を冷却する工程における熱延鋼帯の冷却を、水量密度２５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の柱状ラミナー流により行うことを特徴とする上記（７）に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【００２４】
（９）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置が、ランナウトテーブルに設けられていることを特徴とする熱延鋼帯製造ライン。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の冷却装置が適用される熱延鋼帯の製造ラインの一例を示す説明図である。
【００２７】
本図に示す熱延鋼帯の製造ラインは、スラブを粗バー２に圧延する粗圧延機１、粗バー２を所定の板厚の熱延鋼帯に圧延する複数基の圧延スタンドからなる熱間仕上圧延機３、仕上圧延された熱延鋼帯９を搬送ロール７により搬送するランナウトテーブル５、搬送された熱延鋼帯９を巻き取る巻取機６から構成されている。また、ランナウトテーブル５には、熱間仕上圧延機３の直後に、熱延鋼帯９を急速冷却するための本発明の冷却装置４が設けられている。さらにその下流側に、図７で示したような従来の冷却装置８が設けられていてもよい。
【００２８】
本図において、粗圧延機１で圧延された粗バー２は、搬送テーブル上を搬送され、熱間仕上圧延機３で所定の鋼帯板厚まで圧延される。そして、仕上圧延された熱延鋼帯９は、熱間仕上圧延機３の直後に設けられた本発明の冷却装置４で急速に冷却され、さらに場合によっては従来の冷却装置８により冷却されながらランナウトテーブル５上を搬送され、巻取機６で巻取られる。
【００２９】
図２は本発明の冷却装置の一実施形態を示す側面図であり、図２（ａ）は全体図、図２（ｂ）は冷却装置の一部の拡大図である。
【００３０】
本図に示すように、本発明の冷却装置４は、熱延鋼帯９の下面側に設置されて熱延鋼帯９の下面を冷却する下面冷却装置４ａと、熱延鋼帯９の上面側に設置されて熱延鋼帯９の上面を冷却する上面冷却装置４ｂとから構成されている。
【００３１】
各冷却装置４ａ，４ｂは、それぞれ、熱延鋼帯９の鋼帯面に近接する位置に配置される平面状の防護板１０（下面防護板１０ａ，上面防護板１０ｂ）と、各防護板１０ａ，１０ｂに対してそれぞれ熱延鋼帯９と反対側に配置された冷却水ヘッダー１２（下面冷却水ヘッダー１２ａ，上面冷却水ヘッダー１２ｂ）とを備えている。また、各冷却水ヘッダー１２ａ，１２ｂには、幅方向および長手方向に適切な間隔を空けて、冷却水噴射ノズル１５が突出して設けられている。そして、そのノズル先端を各防護板１０の熱延鋼帯９に対向する板面よりも熱延鋼帯９から遠ざけて設置されている。さらに、各防護板１０には冷却水通過用の複数の冷却水通過孔１１が貫設され、各冷却水噴射ノズル１５は、この冷却水通過孔１１を通じて鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射するように配置されている。
【００３２】
また、熱延鋼帯９の上面側には、下面側に設けられている搬送ロール７にほぼ対向する位置に設けられた２個のガイドロール１４を備えている。このガイドロール１４は、熱延鋼帯９の通板安定性を確保するために設けられるものであるが、その設置個数は２個に限定されるものではない。搬送ロール７にほぼ対向する位置の少なくとも１箇所に設けることが好ましく、搬送ロール７にほぼ対向する全ての位置に設置してもよい。そして、上面冷却装置４ｂの上面防護板１０ｂは、ガイドロール１４の設置箇所を除き、鋼帯面に近接して設けられる。
【００３３】
一方、下面冷却装置４ａの下面防護板１０ａは、ランナウトテーブルの長手方向に適切な間隔で設けられた複数の搬送ロール７間に設けられている。したがって、下面冷却水ヘッダー１２ａに設けられる冷却水噴射ノズル１５も、各搬送ロール７間に設けられる。ただし、図２では、下面冷却水ヘッダー１２ａも各搬送ロール７間に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、搬送ロール７の下方を通じて複数の搬送ロール７間にまたがるように設置してもよい。
【００３４】
しかしながら、下面冷却水ヘッダー１２ａは、各搬送ロール７間において少なくとも１つ、望ましくは熱延鋼帯９の長手方向および／または板幅方向に複数分割して設けられていることが好ましい。このように冷却水ヘッダー１２が細分化されていると、熱延鋼帯９の冷却を細かく制御することが可能となる。長手方向に細分化されている場合には、例えば、鋼帯の搬送速度に応じて変化する鋼帯の冷却開始点に対応させて最初に使用される冷却水ヘッダーの位置を細かく変更することにより、鋼帯９の冷却開始温度を一定とする制御が可能となる。また、板幅方向に細分化されている場合には、種々の鋼帯板幅サイズに対応して、冷却水を噴射させる冷却水ヘッダーを選択することができ、効率的な冷却が可能となる。このような効果は、上面冷却水ヘッダー１２ｂについても同様である。
【００３５】
また、上面冷却水ヘッダー１２ｂは、熱延鋼帯９を介して、下面冷却水ヘッダー１２ａと対向して設けられることが好ましい。このような配置とすることにより、上下の冷却のバランスが取り易く、また、上下面の冷却を開始するヘッダー位置を調整し易い。さらに、熱延鋼帯９がその上下から受ける水圧によってバランスし、通板が安定する。
【００３６】
さらに、上下各冷却水ヘッダー１２に突出して設けられた上面冷却装置４ｂの各冷却水噴射ノズル１５と下面冷却装置４ａの各冷却水噴射ノズル１５とは、熱延鋼帯９を介してほぼ対向するように設けられることが好ましい。ほぼ対向するとしたのは、上下で完全に対称になっている必要はないが、上下の冷却や水圧のバランスが取り易いためである。
【００３７】
また、前述のように、各冷却水噴射ノズル１５は、各冷却水ヘッダー１２から突出し、鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射するように配置されている。すなわち、冷却水ヘッダー１２のノズル設置面が図２のように鋼帯に対して平行である場合には、冷却水噴射ノズル１５は冷却水ヘッダーから垂直に突出した形式を取る。このような構成とすることで、特開昭６２−２５９６１０号に記載の冷却装置のようにノズルから噴射される冷却水流が冷却後の冷却水の排水の影響を受けることは少ない。また、各ノズルから噴射されて鋼帯に衝突する冷却水の流速がほぼ等しくなるため、冷却の均一化が図れる。
【００３８】
冷却水噴射ノズル１５には、一般にラミナーノズルが用いられる。ラミナーノズルの冷却水噴射口はノズル出口が直進的で凹凸のない円管状であるので、噴射した水流が、分断・分散することなく柱状のラミナー流となって柱状の形状を保ったまま鋼帯９に衝突する。ここで、柱状のラミナー流とは主に層流流れであるが、多少のこぶ状の乱流状態があってもよい。
【００３９】
図１０（ａ）は柱状のラミナー流を示す説明図であり、図１０（ｂ）は非ラミナー流を示す説明図である。非ラミナー流の場合、ノズルを鋼帯に近接させたとしても、ノズルから噴射された冷却水の流速が鋼帯とノズルとの間に滞留する冷却水によって妨げられ、流速が減衰するために冷却が弱くなる。一方、ラミナー流の場合には、水流が分散せずに鋼帯に到達するので冷却効率がよい。したがって、２００℃／ｓを超えるような急冷を行なうためには、このラミナー状態の水流が望ましい。
【００４０】
ところで、従来の冷却装置においても、鋼帯上面の冷却にはラミナー冷却ノズルが用いられている。しかし、従来の冷却装置は、鋼帯全面に冷却水を落下させ、冷却水で覆い、主に膜沸騰による冷却を行うものであり、冷却能力は高々１００℃／ｓ程度であった。一方、本発明の冷却装置に用いる冷却水噴射ノズル１５は、ラミナーノズルを用いる点では従来のノズルと同じである。しかし、本発明の冷却装置では水量密度が約２５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2以上の大量の冷却水を噴射することができるので、鋼帯全体を冷却水で覆うと同時に、ノズルから噴射した冷却水が鋼帯に直接接触して冷却することができる。したがって、板厚３ｍｍ程度の鋼帯を２００℃／sを超える冷却速度で冷却することが可能となる。なお、冷却速度は鋼帯の板厚に依存し、板厚が薄いほど速くなるが、水量密度などの冷却条件が一定の場合は、（板厚）×（冷却速度）はほぼ一定という関係がある。したがって、板厚が厚い場合でも、例えば水量密度を増加することによって、所望の冷却速度が得られることになる。
【００４１】
また、本発明の冷却水噴射ノズル１５では、噴射孔径は１〜１０ｍｍとすることが望ましい。噴射孔径が１ｍｍより小さいと柱状のラミナー流が得られ難い。一方、本発明の冷却では衝突圧力が必要なため、ノズル出口での流速が決まっており、ノズル孔径を大きくするとそれだけ水量が増加する。しかし、水量を増加しても冷却能はあるところで飽和し、それ以上の水量を噴射しても無駄となる。したがって、噴射孔径は１０ｍｍ以下とするのが経済的である。
【００４２】
次に、上下面の各防護板１０は、それぞれ上下面の各冷却水ヘッダー１２と鋼帯９との間に設けられる。この防護板１０は、鋼帯９の通板安定化の役割と、各冷却水ヘッダー１２や冷却水噴射ノズル１５を鋼帯の衝突から保護する役割を有し、また、防護板１０に貫設された冷却水通過孔１１は、冷却水の貫通孔の役割と、鋼帯を冷却した後の冷却水を適切に排水する役割を有する防護部材である。
【００４３】
図１１は、防護部材の形態を数種類示したものである。防護部材の形態としては、本図（ｂ）に示す簀状や、（ｃ）の格子状、（ｄ）のエクスパンドメタルなどが考えられる。しかし、これらの形態は、鋼帯９が防護部材に接触した際に接触する部分が狭く、接触面圧が高くなって鋼帯９に焼付きや押込みマークが発生し易くなる。そこで、防護部材は本図（ａ）に示すような平面状の防護板１０とし、冷却水を通過させるための必要最小限の冷却水通過孔１１を設けた形態が望ましい。そして、各防護板１０の鋼帯９に対向する板面を滑らかな平面板とすることにより、鋼帯９が防護板１０に接触した際に鋼帯９に疵を発生させることを抑制している。
【００４４】
防護板１０の板厚は、通板される鋼帯９の強度、剛性等を勘案して決定すればよいが、通常の熱延鋼帯の製造ラインでは５ｍｍ以上とすることが好ましい。５ｍｍ未満の場合は、搬送される鋼帯９が衝突することにより破損もしくは変形を生じ、冷却に支障をきたすからである。
【００４５】
図３は、防護板の冷却水通過孔の好ましい配置を示す一例で、図３（ａ）は下面側の平面図、図３（ｂ）は本図（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。ただし、図３（ｂ）では、上面側も同時に示している。
【００４６】
本発明の防護板１０には、冷却水噴射ノズル１５から噴射される冷却水の柱状ラミナー流１３が通過する冷却水通過孔１１が貫設されている。この冷却水通過孔１１は、冷却後の冷却水を排出する機能も備えており、そのためには、できるだけ開口部面積が大きい方が好ましい。しかし、あまり開口部が大きいと、鋼帯９の先端が衝突し易く、また孔エッジと接触して焼付きや疵が発生する等の問題が生じる。したがって、複数の冷却水噴射ノズル、例えば２〜１０個程度の冷却水噴射ノズル当りに１つのスリット状の孔を設けることが望ましい。例えば、図３（ａ）にその一例を示すように、直線状に並んだ複数のノズルに対して１つのスリット状に長く伸びる孔を設ける。
【００４７】
なお、本図の例にもあるように、全ての孔がスリット状の孔である必要はなく、スリット状の孔が多数を占めていればよい。一部にスリット状の形状ではない孔があっても冷却水通過孔１１としての機能を発揮する上で問題はなく、また、図３（ａ）の例において幅方向中央部と両端部に見られるように、孔の配置上の理由からスリット状の形状とすることが困難な場合もあるからである。さらに、各スリット状の孔は、直線状に１列に並んだ複数のノズルに対して１つのスリット状の孔とする必要はなく、直線状に１列に並んだ２〜３列程度のノズルに対して１つのスリット状の孔としてもよい。
【００４８】
また、この冷却水通過孔１１としてのスリット状の孔は、その長手方向が鋼帯９の搬送方向に対して水平方向に傾斜するように貫設されていることが望ましい。鋼帯の搬送方向と直角に交わるようにすると、排水の流れを乱したり、鋼帯の先端が孔に衝突して鋼帯や孔に疵が発生したりするためである。スリット状の孔の長手方向を鋼帯の搬送方向と平行にすると排水の流れはスムーズになるが、さらに排水を冷却装置の外へ排出しやすくするためには、冷却水通過孔１１としてのスリット状の孔は、その長手方向が鋼帯９の搬送方向に対して傾斜するように貫設されていることが望ましい。
【００４９】
さらに、これらのスリット状の孔の配置がランナウトテーブルの中心線に対して略線対称となり、かつスリット状の孔の長手方向が鋼帯９の搬送方向に対して傾斜して広がるように貫設されていると、より好ましい。図３（ａ）がその例である。スリット状の孔の長手方向を鋼帯の搬送方向から幅方向へ広がるようにするのは、排水を冷却装置の外へよりスムーズに排出させるためであり、冷却装置の両側への排出を容易にするものである。
【００５０】
次に、各冷却装置４における防護板１０と冷却水ヘッダー１２と冷却水噴射ノズル１５との位置関係について、さらに詳細に説明する。
【００５１】
初めに、下面冷却装置４ａについて説明する。図４および図５は、下面冷却装置の防護板と冷却水ヘッダーと冷却水噴射ノズルとの好ましい位置関係の一例を示す側面図である。なお、図４は下面防護板１０ａの厚さが薄く、冷却水噴射ノズル１５の先端１６が防護板１０ａの下面よりもさらに下方にある例である。また、図５は下面防護板１０ａの厚さが厚く、冷却水噴射ノズル先端１６が防護板１０ａの冷却水通過孔１１の内部に装入されて位置している例である。
【００５２】
図４に示した、下面冷却装置４ａの冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯９の鋼帯面との距離Ｘａ，下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａ，下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａは、下記に示す考え方によって決定される。
【００５３】
まず、予め、所要の冷却速度が得られるように鋼帯に衝突させる冷却水の柱状ラミナー流１３の衝突速度および冷却水噴射ノズルのピッチが決定される。そして、この衝突速度を確保するために必要となる冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａが、冷却水噴射ノズル１５の噴射孔径も考慮して決定される。
【００５４】
ここで、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａは、１００ｍｍ以下が好ましい。鋼帯９を冷却した冷却水は、鋼帯９と下面防護板１０ａの間を通って流出しようとするが、その流れが冷却水噴射ノズル１５から噴射される冷却水の柱状ラミナー流１３が鋼帯に衝突するのを妨げる。特に距離Ｘａが１００ｍｍを超えると、柱状ラミナー流の流速の減衰が顕著となるため、前記した冷却後の冷却水の流れの影響を受けやすくなり、強冷却を行うことが困難になるからである。
【００５５】
また、前述したように、冷却水噴射ノズル先端１６は、防護板１０の鋼帯９に対向する板面よりも鋼帯９から遠ざけて設置される。すなわち、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａは、次に説明する下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａよりも大きな値となるように決定される。
【００５６】
次に、下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａは、鋼帯９を下面防護板１０ａの上面を安定して通板させる安定通板の観点より決定される。
【００５７】
図１２は、鋼帯９の先端の通板状況の説明図である。下面防護板１２ａの位置が低い場合、本図（ａ）に示すように、通板される鋼帯９の先端が下へ折れ込んで次の搬送ロール７に衝突して上方へ跳ね上がり、鋼帯９の先端が進行するに従って鋼帯９の上下振動が助長されて安定通板を損なう恐れがある。最悪の場合、本図（ｂ）に示すように、鋼帯９がアコーディオン状に折れ曲がり走行不能に陥る。このような現象は、この距離Ｙａが５０ｍｍを超える場合に発生し易い。
【００５８】
一方、この距離Ｙａが１０ｍｍ未満であると、鋼帯９が常に下面防護板１０ａに接触し、鋼帯にすり疵を発生させるのみならず、その抵抗によりアコーディオン状の折れ曲がりが発生し易くなる。したがって、下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａは、１０〜５０ｍｍが好ましい。
【００５９】
次に、下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａは、ノズルから噴射された冷却水を速やかに排出させるために必要な空間を構成するので、より大きい方が望ましい。しかし、あまり大き過ぎると、下面冷却水ヘッダー１２ａから突出する冷却水噴射ノズル１５を極端に長くしなければならなくなる。ところが、円管ラミナーノズルの直管部長さの冷却水噴射孔径に対する比は５〜２０が好ましく、２０よりも大きいと流動抵抗が増えてしまい、冷却水の供給圧力を増加しなければならないので、経済的ではない。そこで、この距離Ｚａは、冷却後の冷却水が下面防護板１０ａの冷却水通過孔１１を通じて排出される冷却水量を考慮して、以下のようにして決定される。なお、円管ラミナーノズルの直管部長さの冷却水噴射孔径に対する比を５未満とすると、噴射される冷却水の形態が図１０（ｂ）に示す非ラミナー流となってしまい、十分な冷却能力が得られない。
【００６０】
冷却水噴射ノズル１５から噴射されて鋼帯９を冷却した冷却水は、下面防護板１０ａとの隙間（距離Ｙａ）を流れて、▲１▼下面防護板１０ａと鋼帯９との隙間の幅方向両端部、▲２▼下面防護板１０ａと搬送ロール７との隙間、▲３▼下面防護板１０ａに設けられた冷却水通過孔１１、の３通りの経路から排出される。このうち、▲２▼の下面防護板１０ａと搬送ロール７との隙間は、鋼帯先端がこの隙間に突っ込まないように通常は狭く、例えば１ｍｍ以下に設定されるので、▲２▼の経路により排出される冷却水量は少ない。一方、▲１▼の幅方向両端部から流出する冷却水量が多いと、幅方向中央部付近から幅方向両端部へ向かう流れが強くなり、図９で示した正Ｖ字型の幅方向温度分布ムラが発生する。そこで、この幅方向中央部から両端部へ向かう流れをできるだけ少なく抑えるために、下面防護板１０ａに冷却水通過孔１１を設けて、冷却水を▲３▼の経路から排出させるようにする。そして、そのための冷却水通過孔１１の面積が決定される。
【００６１】
そして、前記の冷却水通過孔１１の面積から、冷却水通過孔１１を通して排出される冷却水量、すなわち下面冷却水ヘッダー１２ａに落下する冷却水量が求まり、これより下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａが決定される。
【００６２】
なお、このようにして下面冷却水ヘッダー１２ａに落下した冷却水は、次に下面冷却水ヘッダー１２ａと搬送ロール７との隙間から排出される。この時も、冷却水の排出が滞ると、冷却水噴射ノズル１５から噴射される冷却水の柱状ラミナー流１３を妨げ、鋼帯の冷却に幅方向の不均一が生じるので、十分な間隔を取って冷却水を排出させることが重要である。
【００６３】
以上のようにして、下面冷却装置４ａにおける下面防護板１０ａと下面冷却水ヘッダー１２ａと冷却水噴射ノズル１５との位置関係が決定される。
【００６４】
次に、上面冷却装置４ｂについて同様に説明する。
【００６５】
図６は、上面冷却装置の防護板と冷却水ヘッダーと冷却水噴射ノズルとの好ましい位置関係の一例を示す側面図である。本図に示した、上面冷却装置４ｂの冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯９の鋼帯面との距離Ｘｂ，上面防護板１０ｂの下面と鋼帯面との距離Ｙｂ，上面防護板１０ｂの上面と上面冷却水ヘッダー１２ｂとの距離Ｚｂは、下記に示す考え方によって決定される。
【００６６】
上面冷却において、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘｂは、下面冷却装置４ａにおける冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘａに相当する。ただし、上面冷却の場合には、鋼帯９上に冷却水が滞留するため、更にガイドロール１４の数や設置位置と、上面防護板１０ｂの下面と鋼帯面との距離Ｙｂと、上面防護板１０ｂの厚みを考慮して決定される。なお、冷却水噴射ノズル先端１６と鋼帯面との距離Ｘｂは、下面冷却の場合の距離Ｘａと同様に１００ｍｍ以下が好ましい。
【００６７】
上面防護板１０ｂの下面と鋼帯面との距離Ｙｂは、下面冷却装置４ａにおける下面防護板１０ａの上面と鋼帯面との距離Ｙａに相当し、下面冷却の場合と同様に１０〜５０ｍｍが好ましい。
【００６８】
上面防護板１０ｂの上面と上面冷却水ヘッダー１２ｂとの距離Ｚｂは、下面冷却装置４ａにおける下面防護板１０ａの下面と下面冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａに相当し、更に、ガイドロール１４の数と設置位置、ガイドロール１４と鋼帯９との隙間を考慮して決定される。なお、上面防護板１０ｂの冷却水通過孔１１の面積も同様に、ガイドロール１４の数と設置位置、ガイドロール１４と鋼帯９との隙間を更に考慮して決定される。
【００６９】
また、上面冷却装置４ｂの冷却水噴射ノズル１５は、図６に示した例のように、その先端１６が上面防護板１０ｂの冷却水通過孔１１の中に位置するように設置することが好ましい。これは、以下のような理由による。
【００７０】
下面冷却装置４ａの場合、鋼帯９に噴射された冷却水は、重力により、下面防護板１０ａの冷却水通過孔１１を通じて落下する。しかし、上面冷却装置４ｂの場合、鋼帯９に噴射された冷却水は、その大半が幅方向両端部から排出される。そのため、鋼帯９と上面防護板１０ｂとの隙間から排出されない冷却水は、上面防護板１０ｂの下面側から冷却水通過孔１１を通過して上面防護板１０ｂと上面冷却水ヘッダー１２ｂとの間の空間に流れ込むことになる。したがって、そのような場合に、冷却水噴射ノズル１５から噴射する冷却水流が、上面防護板１０ｂの上方の空間を幅方向両端部へ流れる排出水流の影響を受けない構造とするためには、この条件を加えることが好ましい。
【００７１】
なお、下面冷却装置４ａの冷却水噴射ノズル１５と下面防護板１０ａとの位置関係についても、排出水量によっては、下面冷却水ヘッダー１２ａと下面防護板１０ａとの間を幅方向両端部へ流れる排出水流の影響を受ける場合があるので、上面冷却装置と同様の位置関係で配置するのが好ましい。すなわち、下面冷却装置４ａの冷却水噴射ノズル１５は、その先端１６が下面防護板１０ａの冷却水通過孔１１の中に位置するように配置することが好ましい。
【００７２】
なお、熱延鋼帯の上面側に設置されるガイドロール１４は、設置される場合は、鋼帯の先端が詰まったり鋼帯の途中でループができるような通板上の問題がなければ、搬送される熱延鋼帯９の上面にこの鋼帯表面９との間に約５ｍｍ程度の隙間を設けて設置することが好ましい。もし、上記のような通板上の問題があれば、ループができないようにガイドロール１４と鋼帯９との隙間を更に広げ、鋼帯先端および後端を冷却装置の外に送り出すようにする。ガイドロール１４と鋼帯９との隙間を広げることによって水切り性が悪くなるときは、冷却装置４の入側および出側および中間位置の少なくとも１箇所にピンチロールを設けて強制的に鋼帯９をピンチし、鋼帯９を冷却装置４の中に送り込み、または排出することが好ましい。
【００７３】
以上のように構成された本発明の冷却装置によれば、上下面からほぼ均一な冷却水の噴射を行うことができ、また、防護板やガイドロールの効果により、安定した鋼帯の通板を保ちながら、熱延鋼帯を強冷却することができる。また、鋼帯面に噴射された冷却水を適切に排出し、その流れの影響を最小限に抑えて熱延鋼帯を冷却することができるので、幅方向に均一な強冷却が可能である。
【００７４】
また、本発明の冷却装置をランナウトテーブルに設け、熱延鋼帯の製造を行うことにより、幅方向および長手方向の温度ムラが少なくなり、材質変動や熱歪による形状不良を低減することができる。したがって、高品質の熱延鋼帯を安定して製造することができる。
【００７５】
さらに、冷却速度が２００℃／ｓを超えるような急速冷却が安定して可能となるので、加工性に優れた熱延鋼帯を製造することができる。
【００７６】
【実施例】
図１３および図１４は、本発明を実施した熱延鋼帯の製造ラインを示す側面図で、図１３は全体側面図、図１４は冷却装置の拡大図である。なお、図１および図２と同一部分に付いては同一符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
図１３に示す熱延鋼帯の製造ラインのランナウトテーブル５は、本発明の上面冷却装置４ｂと下面冷却装置４ａとから構成される冷却装置４と、その下流側に、上面の冷却が通常の円管ラミナーノズルによって行われる従来の冷却装置８とを備えている。
【００７８】
本発明の下面冷却装置４ａは、図１３および図１４に示すように長手方向に５００ｍｍピッチで設けた直径３００ｍｍの複数の搬送ロール７と、この搬送ロール７間において、搬送される熱延鋼帯９に近接した位置に配置される板厚２５ｍｍの平面状の下面防護板１０ａと、それぞれの下面防護板１０ａに貫設される冷却水通過用の複数の冷却水通過孔１１と、ノズル先端を防護板上面より下に配置したノズル径５ｍｍの冷却水噴射ノズル１５と、そのノズル１５を突出して設ける下面冷却水ヘッダー１２ａとを備えている。
【００７９】
下面冷却水ヘッダー１２ａは、長手方向に各搬送ロール間に1個ずつ設けられている。この下面冷却水ヘッダー１２ａには、冷却水を噴射する冷却水噴射ノズル１５が幅方向および長手方向に等間隔で配置されている。冷却水噴射ノズル１５にはラミナーノズルを用いた。
【００８０】
鋼帯面と冷却水噴射ノズル先端１６との距離Ｘａは２５ｍｍ、鋼帯面と下面防護板１０ａの上面との距離Ｙａは１０ｍｍ、下面防護板１０ａと冷却水ヘッダー１２ａとの距離Ｚａは３０ｍｍとした。
【００８１】
また、本発明の上面冷却装置４ｂは、図１３および図１４に示すように搬送ロール７に対向する位置に、鋼帯９より５ｍｍの隙間をあけて設けられた３個のガイドロール１４と、搬送される熱延鋼帯の上面に近接した位置に配置される板厚２５ｍｍの平面状の上面防護板１０ｂと、この上面防護板１０ｂに貫設される冷却水通過用の複数の冷却水通過孔１１と、ノズル先端を防護板下面より上に配置したノズル径５ｍｍの冷却水噴射ノズル１５と、そのノズル１５を突出して設ける上面冷却水ヘッダー１２ｂとを備えている。
【００８２】
上面冷却水ヘッダー１２ｂは、下面冷却装置の冷却ヘッダー１２ａと対向して設けられている。この上面冷却水ヘッダー１２ｂには、冷却水を噴射する冷却水噴射ノズル１５が幅方向に３０ｍｍ間隔で、長手方向に３０ｍｍ間隔で配置されている。冷却水噴射ノズル１５にはラミナーノズルを用いた。
【００８３】
鋼帯面と冷却水噴射ノズル先端１６との距離Ｘｂは３０ｍｍ、鋼帯面と下面防護板１０ｂの上面との距離Ｙｂは１５ｍｍ、下面防護板１０ｂと上面冷却水ヘッダー１２ｂとの距離Ｚｂは３０ｍｍとした。
【００８４】
以上のように構成された、図１４に示す冷却装置を備えた図１３に示す熱延鋼帯の製造ラインを用いて、粗バー板厚３０ｍｍ，板幅１０００ｍｍの炭素鋼を、７段の圧延スタンドから構成される熱間仕上圧延機にて７００ｍｐｍの通板速度で仕上温度８５０℃，板厚３ｍｍまで仕上圧延した。そして、冷却装置４により、冷却速度約７００℃／ｓで冷却装置出側で約５５０℃まで急冷却した。なお、その際の水量密度は７５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2である。その後、巻取り温度５００℃になるように、さらに従来の冷却装置８を用いて冷却して熱延鋼帯を製造した。
【００８５】
図１５は、本発明例の冷却装置４の出側における鋼帯幅方向の温度分布を測定した結果である。本図より、本発明例では、板幅方向の温度分布が±２０℃程度であり、幅方向にほぼ均一な冷却が行われたことが判った。また、熱延鋼帯の材質の幅方向変動は２０ＭＰａであった。
【００８６】
図１６は、比較例として用いた鋼帯の冷却装置を示す側面図である。
【００８７】
本図に示す比較例の冷却装置は、冷却水噴射ノズルが冷却水ヘッダー２２内に埋めこまれ、ノズル先端が冷却水ヘッダー２２の表面に位置するように構成されている他は、本発明例の冷却装置とほぼ同様に構成されている。なお、鋼帯面と冷却水噴射ノズル先端との距離Ｘは６０ｍｍ、鋼帯面と防護板２０との距離Ｙは２０ｍｍ、防護板２０と冷却水ヘッダー２２との距離Ｚは１５ｍｍとした。
【００８８】
本発明例と同様に、図１３の製造ラインを用いて、粗バー板厚３０ｍｍ，板幅１０００ｍｍの炭素鋼を、７段の圧延スタンドから構成される仕上圧延機にて７００ｍｐｍの通板速度で仕上温度８５０℃，板厚３ｍｍまで仕上圧延した。そして、図１６示す冷却装置により、冷却速度約７００℃／ｓで冷却装置出側で約５５０℃まで冷却した。なお、その際の水量密度は７５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ2である。その後、巻取り温度５００℃になるように、さらに従来の冷却装置８を用いて冷却して熱延鋼帯を製造した。
【００８９】
図１５に、比較例の冷却装置出側における鋼帯幅方向の温度分布を測定した結果を併せて示す。本図に示すように、比較例では、冷却後の鋼帯は板幅方向に正Ｖ字型の温度分布となり、板幅方向に±５０℃以上の温度偏差が生じた。また、板幅両端部の温度が高いために形状が乱れて巻取りを正常に行うことができなかった。また、熱延鋼帯の材質の幅方向変動は８０ＭＰａであった。一方、図１５には図示しないが、本比較例の冷却装置の冷却水噴射面を鋼帯に近づけると、冷却後の鋼帯は板幅方向に逆Ｖ字型の温度分布となった。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
（１）本発明により安定した鋼帯の通板を保ちながら、均一な強冷却が可能となった。
（２）本冷却により鋼帯幅方向および長手方向の温度ムラが少なくなり、製品の品質が安定し、材質バラツキや、熱歪による形状不良が減少した。その結果、熱延鋼帯の歩留りが向上した。
（３）本発明により冷却装置の通板トラブルが減少して、設備の稼働率がアップした。また鋼帯に疵の発生が減少した。
（４）本発明により冷却速度が２００℃／ｓを超えるような急冷却が安定して可能となり、加工性に優れた熱延鋼帯の製造が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷却装置が適用される熱延鋼帯の製造ラインの一例を示す説明図
【図２】本発明の冷却装置の一実施形態を示す側面図で、（ａ）は全体側面図、（ｂ）は冷却装置の拡大図
【図３】防護板の冷却水通過孔の好ましい配置を示す一例で、（ａ）は下面側の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図
【図４】鋼帯の下面冷却装置の防護板と冷却水噴射ノズルと冷却ヘッダーとの好ましい位置関係の一例を示す側面図
【図５】鋼帯の下面冷却装置の防護板と冷却水噴射ノズルと冷却ヘッダーとの好ましい位置関係の他の一例を示す側面図
【図６】鋼帯の上面冷却装置の防護板と冷却水噴射ノズルと冷却ヘッダーとの好ましい位置関係の一例を示す側面図
【図７】従来の熱延鋼帯の冷却装置の一例を示す説明図で、（ａ）は全体説明図、（ｂ）は冷却装置の側面図
【図８】（ａ）はガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示す説明図、（ｂ）は冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布
【図９】（ａ）はガイドを兼ねた冷却水噴射面と鋼帯との間の冷却水の動きを鋼帯幅方向断面で模式的に示す説明図、（ｂ）は冷却後の鋼帯の幅方向の温度分布
【図１０】（ａ）は柱状のラミナー流を示す説明図であり、（ｂ）は非ラミナー流を示す説明図である
【図１１】防護板の形態を示す説明図
【図１２】鋼帯先端の通板状況を示す説明図
【図１３】本発明を実施した熱延鋼帯の製造ラインを示す全体側面図
【図１４】本発明を実施した図１３の熱延鋼帯の製造ラインに配置した冷却装置の拡大図
【図１５】本発明例と比較例の鋼帯幅方向の温度分布を示すグラフ
【図１６】比較例を実施した冷却装置の側面図
【符号の説明】
１ 粗圧延機
２ 粗バー
３ 熱間仕上圧延機
４ 冷却装置
４ａ 下面冷却装置
４ｂ 上面冷却装置
５ ランナウトテーブル
６ 巻取機
７ 搬送ロール
８ 従来の冷却装置
９ 鋼帯
１０ 防護板
１０ａ 下面防護板
１０ｂ 上面防護板
１１ 防護板の冷却水通過孔
１２ 冷却水ヘッダー
１２ａ 下面冷却水ヘッダー
１２ｂ 上面冷却水ヘッダー
１３ 冷却水の柱状ラミナー流
１４ ガイドロール
１５ 冷却水噴射ノズル
１６ 冷却水噴射ノズルの先端
Claims (9)
- 熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、
前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、
前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、
かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、
前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、
該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、
該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、
かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端が防護部材の冷却水通過孔内に位置する
ことを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。 - 熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、
前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、
前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、
かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、
前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、
該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、
該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、
かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端を前記防護部材の熱延鋼帯に対向する面よりも前記熱延鋼帯から遠ざけて設置され、
防護部材の冷却水通過孔は、複数の冷却水噴射ノズルに対し１つのスリット状の孔とし、かつ前記各スリット状の孔の長手方向が鋼帯の搬送方向に対して水平方向に傾斜するように貫設されている
ことを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。 - 熱間圧延後に搬送ロールで搬送される熱延鋼帯の冷却装置であって、
前記熱延鋼帯の上面側に設置され、前記熱延鋼帯の上面を冷却するための上面冷却手段と、
前記熱延鋼帯の下面側に設置され、前記熱延鋼帯の下面を冷却するための下面冷却手段とを有し、
かつ、前記上面冷却手段および前記下面冷却手段は、それぞれ、
前記熱延鋼帯の鋼帯面に近接する位置に配置され、少なくとも１個の冷却水通過孔が貫設された防護部材と、
該防護部材に対して前記熱延鋼帯と反対側に配置された少なくとも１個の冷却水ヘッダーと、
該冷却水ヘッダーから突出して設けられ、前記防護部材の冷却水通過孔を通じて前記熱延鋼帯の鋼帯面にほぼ垂直に冷却水を噴射する複数の冷却水噴射ノズルとを有し、
かつ、前記冷却水噴射ノズルは、そのノズル先端を前記防護部材の熱延鋼帯に対向する面よりも前記熱延鋼帯から遠ざけて設置され、しかも、そのノズル先端と熱延鋼帯の鋼帯面との距離が冷却後の冷却水の流れを考慮して必要な衝突速度を確保するように定められている
ことを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。 - 冷却水噴射ノズル先端と熱延鋼帯の鋼帯面との距離が、１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の熱延鋼帯の冷却装置。
- 上面冷却手段の冷却水ヘッダーと下面冷却手段の冷却水ヘッダーとが、熱延鋼帯を介してほぼ対向して設けられ、
かつ／または、上面冷却手段の冷却水噴射ノズルと下面冷却手段の冷却水噴射ノズルとが、前記熱延鋼帯を介してほぼ対向して設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。 - 熱延鋼帯の上面側に、前記熱延鋼帯の下面側の搬送ロールにほぼ対向する位置の少なくとも１箇所にガイドロールを設置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。
- 請求項１乃至６のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置を用い、熱間圧延後の熱延鋼帯を冷却する工程を有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
- 熱延鋼帯を冷却する工程における熱延鋼帯の冷却を、水量密度２５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の柱状ラミナー流により行うことを特徴とする請求項７に記載の熱延鋼帯の製造方法。
- 請求項１乃至６のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置が、ランナウトテーブルに設けられていることを特徴とする熱延鋼帯製造ライン。
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