JP4788851B2 - 鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法に関する。詳しくは、冷却水の排水性に優れる鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用や構造材用等として用いられる鋼材は、強度、加工性、靭性といった機械的特性に優れることが求められる。これらの機械的特性を総合的に高めるには、鋼材の組織を微細化することが有効である。そのため、微細な組織を有する鋼材を得るための製造方法が数多く模索されている。また、組織の微細化によれば、合金元素の添加量を削減しても優れた機械的性質を具備した高強度熱延鋼板を製造することが可能となる。
【０００３】
組織の微細化方法としては、熱間仕上げ圧延の特に後段において、高圧下圧延を行ってオーステナイト粒に大きな変形を与え、転移密度を上昇させることにより、冷却後のフェライト粒の微細化を図る方法が知られている。さらに、オーステナイトの再結晶や回復を抑制してフェライト変態を促進させるという観点から、圧延後のできるだけ短時間内に鋼板を６００℃〜７００℃にまで冷却することが有効である。すなわち、熱間仕上げ圧延に引き続き、従来よりも早く冷却することが可能な冷却装置を設置し、圧延後の鋼板を急冷することが効果的である。そして、このように圧延後の鋼板を急冷するには、冷却能力を高めるために、鋼板に噴射される単位面積当りの冷却水量、すなわち、流量密度を大きくすることがよい。
【０００４】
しかしながら、このように冷却水量、流量密度を大きくすると、給水と排水との関係で、鋼板上面においては該鋼板の上面に溜まる水（滞留水）が増加する。一方、鋼板の下面側においては下面ガイドと鋼板との間の滞留水が増加することがある。このような滞留水は鋼板の冷却に使われた後の水であり、できるだけこれを早く排出し、冷却ノズルからの供給水を鋼板に提供して冷却能力を確保したい。また滞留水は水の層であるから、これが厚いと抵抗となって冷却ノズルからの水が効果的に鋼板に届かないこともある。さらに滞留水は、鋼板中央部から鋼板板幅方向両端部に向けて流れ、その流速は鋼板の端部に近づくほど増加するため、滞留水の量が増加すると、鋼板の板幅方向における冷却ムラが大きくなる。
【０００５】
ここで鋼板の下面側に注目すると、該下面側には搬送ロールが配置され、該搬送ロール間には鋼板先端の入り込みを防止する下面ガイドが形成されている。これにより下面ガイドと鋼板下面との間に滞留水が生じやすい。
【０００６】
このような鋼板下面側の滞留水量の抑制、すなわち排水性向上のための技術がいくつか開示されている。
例えば特許文献１には、搬送ロール間にスリットジェットが設けられ、搬送ロール間の鋼板下面全体を覆うカバーの幅方向全体に亘ってスリットジェットの給水及び排水が可能な程度に隙間を開ける態様が開示されている。
特許文献２には、柱状噴流を給水するヘッダと鋼板下面ガイドを一体とし、鋼板下面ガイド内に冷却ノズルを設ける態様が開示されている。
特許文献３には、冷却手段としてフルコーンノズルを用いるとともに、熱延鋼板の中央にのみ幅狭のガイドを設ける態様が開示されている。
特許文献４には、下面ガイドとして幅の狭い保護板を適当な間隔で並べる、又は格子状に組み合わせた形状とする、孔を開けた板を用いる等し、柱状噴流により供給された冷却水の排水を確保している態様が開示されている。
特許文献５には、冷却水を供給するための孔と排水するための孔とを設けることにより排水を円滑にするガイドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５８−８６９２２号公報
【特許文献２】
特公平５−８６２９８号公報
【特許文献３】
特許第３３００５９４号公報
特許文献４：特許第３６４２０３１号公報
特許文献５：特許第４０２９８７１号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００８］
しかしながら、特許文献１に記載の下面カバーでは、給排水の隙間は確保されても鋼板先端が該隙間に引っ掛かってしまう虞がある。
特許文献２に記載の下面ガイドでは、冷却水の増大、高流量密度化により排水が追い付かない可能性があり、排水性の向上が求められる。
特許文献３に記載の下面ガイドでは、排水性は大きく確保できるもののガイド部分の冷却能が低くなり冷却ムラを生じる虞がある。
特許文献４に記載の下面ガイドでは、冷却ノズルからの噴流が該ガイドの一部に衝突して噴流の勢いに影響を与えたり、噴流が乱されることによる冷却能への影響が懸念される。また、給水と排水とが干渉して冷却能を低下させてしまう虞もある。
特許文献５に記載の下面ガイドでは排水能力が向上されているが、さらなる流量密度の増加、絶対的な水量の増加に伴ってさらに排水性向上が求められている。
［０００９］
そこで本発明は、熱延鋼板製造ラインにおいて、鋼板の移動（通板）を阻害することなく、排水性に優れた鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
［００１０］
以下、本発明について説明する。ここでは、わかりやすさのため図面の符号を括弧書きにて付記するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）の最終スタンド（１１ｇ）の下工程側に配置され、搬送ロール（１２、１２、…）上を搬送される鋼板（１）を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズル（２１ｃ、２１ｃ、…、２２ｃ、２２ｃ、…）を備える鋼板の冷却装置（２０）であって、冷却ノズルは、鋼板が通過する部位の上面側及び下面側に設けられて該鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、上面側に配置される上面ガイド（３０）、及び下面側に配置される下面ガイド（４０）のうち少なくとも一方が設けられ、上面ガイド及び下面ガイドは、それぞれ冷却ノズルから噴射される冷却水が通過すべき流入孔（３２、３２、…、４２、４２、…）と、冷却水が排出可能に通過すべき流出孔（３３、３３、…、４３、４３、…）と、を有し、流入孔及び流出孔は、鋼板の板幅方向には流入孔又は流出孔のみが設けられて流入孔列（３２Ａ、３２Ａ、…、４２Ａ、４２Ａ、…）及び流出孔列（３３Ａ、３３Ａ、…、４３Ａ、４３Ａ、…）を形成し、鋼板の搬送方向には、流出孔列が流入孔列の間に配置され、流出孔列には鋼板の該流出孔列への侵入を防止する部材である鋼板侵入防止手段（３３ａ、３３ａ、…、４３ｓ、４３ｓ、…）が設けられていることを特徴とする鋼板の冷却装置である。
［００１２］
ここで、「冷却水」とは、冷却媒体としての冷却水であり、いわゆる純水であることを必要とはせず、工業用水等、不可避に混入する不純物を含んでいても良い水を意味する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、冷却ノズル（２２ｃ、２２ｃ、…）１つに対して１つの流入孔（４２、４２、…）が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、下面ガイド（４０）は、流入孔（４２、４２、…）に通じる通水路及び流出孔（４３、４３、…）から通じる通水路を形成する給排水通路形成部材（４５、４５、…）を有し、冷却ノズル（２２ｃ、２２ｃ、…）からの冷却水の噴射は流入孔に通じる通水路内に行われることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、下面ガイドの流出孔（４３、４３、…）から通じる通水路は、下部の流路断面が上部の流路断面積より広く形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（４０）において、流入孔（４２、４２、…）の開口形状は、冷却ノズル（２２ｃ、２２ｃ、…）から噴射される冷却水噴流の断面形状に略相似形であることを特徴とする。
［００１７］
ここで、「略相似形」とは、厳密に相似形であることを要することはなく、冷却水噴流の断面形状に対応させるように流入孔の開口形状が形成されていることを意味する。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、冷却ノズル（２２ｃ、２２ｃ、…）はフラットスプレーノズルであることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、下面ガイド（４０）の流入孔（４２、４２、…）と流出孔（４３、４３、…）のうち、下面ガイドの鋼板搬送方向端部の少なくとも一方は流出孔であることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、下面ガイド（４０）の流入孔（４２、４２、…）と流出孔（４３、４３、…）のうち、下面ガイドの鋼板搬送方向端部のいずれもが流出孔であることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、上面ガイド（３０）の流出孔（３３、３３、…）には、該流出孔の縁から立設する片である逆流防止片（３３ｐ、３３ｐ、…）が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、上面ガイド（３０）は、流出孔（３３、３３、…）の上方に、片により囲まれて排水の通路を形成する排水通路形成部（３５、３５、…）を具備し、該排水通路形成部のうち流出孔（３３、３３、…）に対向する部位には、突起状である整流片（３６、３６、…）が配置されている。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）における最終スタンド（１１ｇ）と、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（４０）と、を鋼板の搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置（１０）である。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）における最終スタンド（１１ｇ）と、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置（２０）と、冷却水の水切りを行う水切り手段（１３）とを、鋼板の搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置（１０）である。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は１２に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）において、冷却装置（２０）が備える冷却ノズル（２１ｃ、２１ｃ、…、２２ｃ、２２ｃ、…）のうち、最も上工程側に配置される冷却ノズルは最終スタンド（１１ｇ）のハウジング（１１ｇｈ）の内側に配置されていることを特徴とする。
【００２６】
ここで、「ハウジングの内側」とは、ハウジング外面（鋼板搬送方向下工程側の外面）よりも上工程側である位置を意味する。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）において、冷却装置（２０）が備える冷却ノズル（２１ｃ、２１ｃ、…、２２ｃ、２２ｃ、…）のうち、少なくとも最終スタンド（１１ｇ）に最も近い冷却ノズルの冷却水噴射口が、最終スタンドのワークロール出口に位置すべき鋼板に向けられていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１５に記載の発明は、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）において、鋼板（１）に接触するように、又は鋼板に近接して配置されるとともに、鋼板の搬送方向を横切るように設置された設備を有し、下面ガイド（４０）は、該下面ガイドの流入孔（４２、４２、…）と流出孔（４３、４３、…）のうち、設備に最も近づけられるのが流出孔であることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）において、設備は最終スタンドのワークロール（１１ｇｗ）であることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）を用いて、最終スタンド（１１ｇ）で圧延された鋼板を処理する工程を含むことを特徴とする熱延鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
発明の効果
［００２９］
本発明により、熱延鋼板の製造ラインにおいて、通板される鋼板をガイドすることが可能であるとともに、高流量密度、大量の冷却水が供給されても適切に排水できる冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法を提供することができる。これにより、上記したように圧延後の急冷をさらに促進させることが可能となり、機械的性能のよい鋼板を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
［００３０］
［図１］１つの実施形態に係る熱延鋼板の製造装置の一部を模式的に示した図である。
【図２】図１のうち、冷却装置が配置される部分に注目して拡大した図である。
【図３】本実施形態における冷却ノズルの配置とその噴射形態について説明する図である。
【図４】上面ガイドを説明する図である。
【図５】上面ガイドの流出孔の他の例を説明する例である。
【図６】上面ガイドによる冷却水の流れを説明する図である。
【図７】上面ガイドの他の形態例を示した図である。
【図８】上面ガイドのさらなる他の形態例を示した図である。
【図９】下面ガイドを説明する図である。
【図１０】下面ガイドの流出孔の他の例を説明する例である。
【図１１】下面ガイドによる冷却水の流れを説明する図である。
【図１２】下面ガイドの他の形態を説明する図である。
【図１３】実施例における下面ガイドの寸法を表した図である。
【図１４】実施例の結果である噴流の衝突圧を表した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 鋼板
１０ 製造装置
１１ 圧延機列
１１ｇ 最終スタンド
１２ 搬送ロール
１３ ピンチロール
２０ 冷却装置
２１ 上面給水手段
２１ａ 冷却ヘッダ
２１ｂ 導管
２１ｃ 冷却ノズル
２２ 下面給水手段
２２ａ 冷却ヘッダ
２２ｂ 導管
２２ｃ 冷却ノズル
３０ 上面ガイド
３１ ガイド板
３２ 流入孔
３２Ａ 流入孔列
３３ 流出孔
３３Ａ 流出孔列
３３ｐ 逆流防止片
３５ 排水通路形成部
３６ 整流片
４０ 下面ガイド
４１ ガイド板
４２ 流入孔
４２Ａ 流入孔列
４３ 流出孔
４３Ａ 流出孔列
４５ 給排水通路形成部材
４５ａ 板状部材
４５ｂ 板状部材
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
図１は、１つの実施形態にかかる鋼板の冷却装置２０、及び冷却装置２０を備えた熱延鋼板の製造装置１０の一部を概略的に示した図である。図１では、鋼板１は紙面左（上流側、上工程側）から右（下流側、下工程側）の方向へと搬送されており、紙面上下方向が鉛直方向である。当該上流側（上工程側）・下流側（下工程側）方向を通板方向と記載することがある。また、これに直交する方向で、通板される鋼板の板幅の方向を鋼板板幅方向と記載することもある。以下の図において見易さのため繰り返しとなる符号の記載は省略することがある。
【００３４】
図１に示すように、熱延鋼板の製造装置１０は、熱間仕上げ圧延機列１１、冷却装置２０、搬送ロール１２、１２、…、ピンチロール１３を備えている。また図示及び説明は省略するが、熱間仕上げ圧延機列１１より上流側には、加熱炉や粗圧延機列等が配置される。これにより、熱間仕上げ圧延機列１１に入るための鋼板の条件を整えている。一方、ピンチロール１３の下流側には、他の冷却装置や巻き取り機等の鋼板コイルとして出荷するための各種設備が配置されている。
【００３５】
熱延鋼板は概ね次のように製造される。すなわち、加熱炉から抽出され、粗圧延機で所定の厚さまで圧延された粗バーが、温度を制御されながら連続的に熱間仕上げ圧延機列１１で所定の厚さまで圧延される。その後、冷却装置２０内で急速に冷却される。ここに、冷却装置２０は、熱間仕上げ圧延機列１１の最終スタンド１１ｇにおいて、圧延ロールを支持するハウジング１１ｇｈの内側から配置される。詳しくは、圧延ロールに極力近接するようにして設置されている。そして、ピンチロール１３を通過して他の冷却装置により所定の巻き取り温度まで冷却され、巻き取り機によりコイル状に巻き取られる。
【００３６】
熱延鋼板の製造装置１０（以下単に「製造装置１０」と記載することがある。）は、上記の通り熱間仕上げ圧延機列１１を備えている。本実施形態では、７機の圧延機（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…、１１ｇ）が通板方向に沿って並列されている。ぞれぞれの圧延機１１ａ、１１ｂ、…、１１ｇは、いわゆる各スタンドを構成する圧延機で、最終製品において必要とされる厚さ、機械的性質、表面品質等の条件を満たすことができるように圧下率等が設定されている。
【００３７】
次に冷却装置２０について説明する。図２は、図１のうち冷却装置２０が備えられた部位を拡大して示した図である。図２（ａ）は冷却装置２０の全体が表れるように拡大した図、図２（ｂ）は、さらに最終スタンド１１ｇの近傍に注目した図である。冷却装置２０は、上面給水手段２１、２１、…、下面給水手段２２、２２、…、上面ガイド３０、３０、…、下面ガイド４０、４０、…を備えている。
【００３８】
上面給水手段２１、２１、…は、鋼板１の上面側に冷却水を供給する手段である。上面給水手段２１、２１、…は、冷却ヘッダ２１ａ、２１ａ、…、各冷却ヘッダ２１ａ、２１ａ、…に複数列をなして設けられた導管２１ｂ、２１ｂ、…、及び該導管２１ｂ、２１ｂ、…の先端に取り付けられた冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…を備えている。
本実施形態では、冷却ヘッダ２１ａは通板方向に直交する方向、すなわち図２の紙面奥／手前方向に延在する配管であり、このような冷却ヘッダ２１ａ、２１ａ、…が通板方向に並列されている。
導管２１ｂは各冷却ヘッダ２１ａから分岐する複数の細い配管であり、その開口端部が鋼板上面側に向けられている。導管２１ｂ、２１ｂ、…は、冷却ヘッダ２１ａの管長方向に沿って、すなわち鋼板板幅方向に複数、櫛状に設けられている。
【００３９】
各導管２１ｂ、２１ｂ、…の先端には冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…が取り付けられている。本実施形態の冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…は、扇状の冷却水噴流（例えば、５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の厚さ）を形成可能なフラットタイプのスプレーノズルである。図３に当該冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…により鋼板１の表面に形成される冷却水噴流の衝突態様を概略的に示す。図３において、白丸で表したのは冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の直下の位置を表している。また、太線で冷却水噴流の衝突位置、形状を模式的に表している。図３には通板方向と鋼板板幅方向を合わせて示している。
図３からわかるように本実施形態では、隣り合うノズル列では、鋼板板幅方向の位置をずらすように配置し、さらにその隣のノズル列と鋼板板幅方向位置が同じとなるように、いわゆる千鳥状配列としている。これにより搬送される鋼板の板幅方向における噴流の衝突領域が、ノズル列を通過するごとに均一化され、鋼板の板幅方向における冷却ムラを低減させることが可能となる。
【００４０】
本実施形態では、鋼板表面における鋼板板幅方向の全ての位置にわたって冷却水噴流を少なくとも２回通過できるように冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…を配置した。すなわち、通板される鋼板１のある点Ｄは、図３の直線矢印に沿って移動する。その際にノズル列Ａで２回（Ａ１、Ａ２）、ノズル列Ｂで２回（Ｂ１、Ｂ２）、ノズル列Ｃで２回（Ｃ１、Ｃ２）、…というように、各ノズル列において当該ノズル列に属する冷却ノズルからの噴流が２回衝突する。そのために、冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の間隔Ｐ_Ｗ、冷却水噴流の衝突幅Ｌ、ねじり角βの間に、
Ｌ＝２Ｐ_Ｗ／ｃｏｓβ
の関係が成り立つように、冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…を配置した。ここでは２回通過としたが、これに限定されることはなく、３回以上通過するように構成してもよい。
なお、鋼板板幅方向における冷却能の均一化を図るという観点から、通板方向で隣り合うノズル列では、互いに逆の方向に冷却ノズルを捻った。
【００４１】
ここで、本実施形態では、上記のように隣り合うノズル列では、互いに逆の方向に冷却ノズルを捻じった形態を説明した。ただし、必ずしもこれに限定されるものではなく、全てが同じ方向に捻じってある形態であってもよい。また、捻じり角（上記β）も特に限定されるものではなく、必要とされる冷却能や設備配置の納まり等の観点から適宜決定することができる。
また、本実施形態では、上記利点の観点から通板方向に隣り合うノズル列を千鳥状配列とする形態としたが、これに限定されるものではなく、冷却ノズルが通板方向に直線上に並列される形態であってもよい。
【００４２】
上面給水手段２１が備えられる位置、特に冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…が配置されるべき位置は特に限定されるものではない。ただし、熱間仕上げ圧延機列１１における最終スタンド１１ｇの直後に、該最終スタンド１１ｇのハウジング１１ｇｈの内側から当該最終スタンド１１ｇのワークロール１１ｇｗに極力近接するように配置させることが好ましい。このように配置することで、熱間仕上げ圧延機列１１による圧延直後の鋼板１を急冷することが可能になる。さらに、鋼板１の先端部を安定して冷却装置２０に誘導することができる。本実施形態では、図２からわかるように、ワークロール１１ｇｗに近い冷却ノズル２１ｃは鋼板１に近づけて配置する。
【００４３】
また、各冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の冷却水噴射口から噴射される冷却水の噴射方向は鉛直方向を基本とする一方、最終スタンド１１ｇのワークロール１１ｇｗに最も近い冷却ノズルからの冷却水の噴射は、鉛直よりもワークロール１１ｇｗの方向に傾けられることが好ましい。これにより、鋼板１が最終スタンド１１ｇで圧下されてから冷却が開始されるまでの時間をより一層短くし、圧延で蓄積された圧延歪が回復する時間をほぼゼロにすることも可能となる。従って、より微細な組織を有する鋼板を製造することができる。
【００４４】
下面給水手段２２、２２、…は、鋼板１の下面側に冷却水を供給する手段である。下面給水手段２２、２２、…は、冷却ヘッダ２２ａ、２２ａ、…、各冷却ヘッダ２２ａ、２２ａ、…に複数列をなして設けられた導管２２ｂ、２２ｂ、…、及び該導管２２ｂ、２２ｂ、…の先端に取り付けられた冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…を備えている。下面給水手段２２、２２、…は、上記した上面給水手段２１、２１、…に対向して設けられ、冷却水の噴射方向が異なるが、概ね上面給水手段２１、２１、…と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００４５】
次に上面ガイド３０について説明する。図４に上面ガイド３０を概念的に示した。図４（ａ）は冷却装置２０の上方から見た図で一部を破断して示している。図４（ｂ）は側面側から見た図である。図４には冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の位置、及び鋼板１の位置も合わせて示している。
【００４６】
上面ガイド３０は、板状であるガイド板３１と、ガイド板３１の上面側に配置された排水通路形成部３５、３５、…とを備えている。
【００４７】
ガイド板３１は、板状の部材であるとともに、流入孔３２、３２、…及び流出孔３３、３３、…が設けられている。
流入孔３２、３２、…は上記した冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…に対応する位置に設けられ、その形状も噴流の形状に対応するものとしている。従って、流入孔３２、３２、…は、鋼板板幅方向に並列されて流入孔列３２Ａを形成するとともに、該流入孔列３２Ａ、３２Ａ、…が通板方向にさらに並列されている。ここで、流入孔の形状は特に限定されるものではなく、冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…からの噴流がガイド板にできるだけ当たらないように形成されていればよい。具体的には使用される冷却ノズルの噴流の特性にもよるが、１つの冷却ノズル２１ｃからの単位時間当りの冷却水噴出量の１０％以上が上面ガイド３０のガイド板３１に衝突しないように通過する形状であることが好ましい。さらに、限られたスペースに効率よく当該流入孔３２、３２、…を設ける観点から、流入孔の開口形状は、冷却水噴流の横断面形状（噴出方向軸に直交する断面）に略相似形であることが好ましい。
【００４８】
一方、流出孔３３、３３、…は、矩形の孔であり、該孔は鋼板板幅方向に複数並列されて流出孔列３３Ａを形成している。流出孔３３、３３、…間にガイド板３１の一部が残ることにより、搬送される鋼板の先端の流出孔３３、３３、…への入り込みが防止される。すなわち、これが鋼板侵入防止手段３３ｓ、３３ｓ、…となる。該流出孔列３３Ａ、３３Ａ、…は、上記した流入孔列３２Ａ、３２Ａ、…間に配置されている。
すなわち、ガイド板３１では通板方向に沿って流入孔列３２Ａと流出孔列３３Ａとが交互に配置されている。
【００４９】
ここでは、流出孔３３、３３、…の好ましい開口形状として、上記のような並列された矩形を説明した。これにより限られたスペースで効率良く大きな開口面積を得ることができる。ただしこれに限定されるものではなく、適切な排水量を確保することができ、鋼板の引っ掛かりを防止することが可能であればよい。すなわち、流出孔の開口形状は上記した矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や、台形を挙げることができる。そして鋼板侵入防止手段は、当該開口形状に対応した形状となる。例えば流出孔が通板方向に上底下底を有する台形の場合には、鋼板侵入防止手段は通板方向から傾いた平行四辺形の形状とすることもできる。
【００５０】
図５に流出孔の変形例を示した。図５の変形例の上面ガイド３０’では、流出孔３３’が異なるのみで他の部位は上記した上面ガイド３０と同じなので、当該同じ部位については、符号も同じものを用い、説明も省略した。上面ガイド３０’の１つの流出孔３３’は、幅方向に１つの長い孔３３Ａ’であるとともに、ここに網材３３Ｂ’が張られている形態である。これによって流出孔を形成することもできる。網材３３Ｂ’のいわゆるメッシュの細かさは冷却水の流れへの影響が少なく、かつ、ゴミ等の異物のつまりが生じ難いとの観点から５ｍｍ×５ｍｍ以上の網目であることが好ましい。
【００５１】
また、流出孔３３、３３、…の縁のうち、通板方向に直交する向きの縁からは上方に向けて逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…が立設されている。この逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…は、流出孔３３、３３、…に入った水が再び流出孔３３、３３、…から元の位置へ逆流することを防止するために設けられるものである。この逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…を設けることで、より多くの排水量を確保することができ、排水性を向上させることが可能となる。
本実施形態では逆流防止片３３ｐ、３３ｐは略平行に立設されているが、逆流防止片を、その下端より上端側が狭くなるように立設させてもよい。これにより、逆流防止片と後述する排水通路形成部の立設される片（３５ａ、３５ｃ）との間の流路断面積を広く確保することができる。
【００５２】
排水通路形成部３５、３５、…は、図４（ｂ）からわかるように、片３５ａ、３５ｂ、３５ｃにより囲まれた凹状断面を有して鋼板板幅方向に延在する部材である。排水通路形成部３５は、ガイド板３１の上面側から、凹状の開口部を該ガイド板３１に向けて被せるように配置される。このとき、開口部、すなわち片３５ａと片３５ｃとの間にガイド板３１の上面の一部及び流出孔列３３Ａが含まれるように被せる。また、隣り合う排水通路形成部３５、３５、…間は所定の間隔を有し、該間隔の間に流入孔列３２Ａ、３２Ａ、…、及び冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…が配置される。
また、流出孔列３３Ａに対向する片３５ｂの流出孔列３３Ａ側には該流出孔列３３Ａの真上となる位置に整流片３６が設けられている。整流片３６の形状は、片３５ｂに衝突する排水を後述するように逆流防止片３３ｐ、３３ｐが設けられた排水通路の底面方向へ分離するように整流化できる形状が好ましい。例えば、逆三角形、台形、楔型やその他突起型形状を挙げることができる。
【００５３】
ここで、排水通路形成部３５、３５、…の高さは、特に限定されるものではないが、上記した上面給水手段２１の導管２１ｂ、２１ｂ、…の内径をｄとしたとき、５ｄ〜２０ｄの範囲であることが好ましい。これは、導管２１ｂ、２１ｂ、…が２０ｄより長いと圧力損失が大きくなるので好ましくなく、また、５ｄより短いと冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…からの噴射が安定しない虞があることによる。
【００５４】
以上のような上面ガイド３０は、図２に示したように配置される。本実施形態では３つの上面ガイド３０、３０、３０が用いられ、これが通板方向に並列される。いずれの上面ガイド３０、３０、３０も冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の高さ方向位置に対応するように配置されている。すなわち、本実施形態では最終スタンド１１ｇに最も近い上面ガイド３０は、最終スタンド１１ｇ側端部が低く、他端側が高くなるように傾斜して配置されている。他の２つの上面ガイド３０、３０は、通板面から所定の間隔を有して該通板面と略平行に配置されている。
【００５５】
このような上面ガイド３０により、上面ガイド３０の基本的な機能であるところの鋼板先端部の通板時に該先端部が冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…等に引っ掛かる不具合を解消することができる。
さらに、上面ガイド３０によれば、鋼板上面側に供給された大量の冷却水を適切に排出することが可能となる。第一に、上面給水手段２１、２１、…により供給された冷却水は鋼板を冷却した後、その一部は鋼板板幅方向に流れ、下方に落下して排水される。しかしながら供給された冷却水量、流量密度が大きいと当該排水では追い付かずに滞留水が厚く形成されてしまう。これに対して上面ガイド３０ではさらなる排水通路を設けることにより滞留水を薄く維持することが可能となる。詳しくは次の通りである。
【００５６】
図６に説明のための図を示した。図６ではわかり易さのため符号を省略しているが、対応するものは図４（ｂ）の符号を参照できる。鋼板板幅方向からの排水が追い付かない程の高い冷却水流量密度、冷却水供給量の場合には、冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…からの水流も勢いが強い。かかる場合には、鋼板１の上面に噴射された冷却水は、図６に矢印Ｒ、Ｒで示したように通板方向前後にも移動し、衝突する。このような衝突が生じることにより冷却水はその向きを変え矢印Ｓで示したように上方に移動して流出孔３３、３３、…を通過し、排水通路形成部３５の片３５ｂに衝突する。このとき該片３５ｂには上記したように楔型の整流片３６が設けられ、冷却水が矢印Ｔ、Ｔで示したような方向転換される。このとき整流片３６により当該方向転換の抵抗が低く抑えられ、確実かつ効率よく行われる。
これによりガイド板３１の上面側に達した冷却水は図６の紙面奥／手前方向に移動して排水される。このとき流出孔３３の縁には逆流防止片３３ｐ、３３ｐが設けられているので、これが再び流出孔３３から冷却水が戻ることを抑制している。
【００５７】
このように、さらなる排水手段が設けられることにより上面側に供給された冷却水が大量、高流量密度になった場合であっても滞留水の量を抑制することができる。また、冷却水が給水される孔と排出される孔とを分けるとともに、上記のような構造により冷却に供される冷却水と排水されるために移動し始めた冷却水とが途中で衝突することを抑えられる。これにより給排水が円滑に行われ、滞留水の厚さを薄くすることができ、冷却効率を高くすることが可能となる。
このように円滑な排水と滞留水の抑制により鋼板板幅方向における冷却ムラを小さく抑えることも可能となる。これにより均一な品質を有する鋼板を得ることができる。冷却ムラは、冷却水の板幅方向温度ムラが±３０℃以内であることが好ましい。
【００５８】
本実施形態では、１つの流出孔列３３Ａに含まれる流出孔３３、３３、…を上面ガイド３０の鋼板板幅方向全部に亘って配置したが、これに限定されることはない。例えば滞留水が厚くなる傾向が大きい鋼板板幅方向中央部付近にのみこのような流出孔を設けてもよい。
【００５９】
ガイド板３１の上面に達した冷却水をガイド板３１の鋼板板幅方向両端から排水することにおいて、その排水性をさらに向上させるための構成が加えられていてもよい。例えば次のようなものを挙げることができる。
ガイド板３１の上面側のうち鋼板板幅方向中央を高く形成し、鋼板板幅方向両端に向けて低くなるように傾斜を設けても良い。これによれば高低差により、冷却水がガイド板３１の鋼板板幅方向両端に移動しやすくなり、さらに円滑な排水を促進することができる。
また、ポンプ等を設置して強制的に排水させたり、排水通路形成部内を負圧にすることにより冷却水を排水通路形成部内に導入しやすくし、さらに排水性を向上させてもよい。
また、上面ガイド自体を上下方向に移動可能に形成し、上面ガイド３０を通板に影響を与えない範囲で下方に移動することで滞留水に押しつけ、強制的に排水通路形成部内に導く構成としてもよい。
【００６０】
またガイド板３１に設けられる流入孔３３、３３、…や鋼板板幅方向両端部では、その縁部分（エッジ）に面取りやＲを取る（エッジを円弧状に形成すること。）処理をしてもよい。これにより、通板される鋼板１の引っ掛かりを減らしたり、冷却水の円滑な流動を促進することもできる。
【００６１】
ガイド板３１の材質は、ガイドとして必要とされる強度や耐熱性を有する一般的な材料を用いることができ、特に限定されるものではない。ただし、通板される鋼板１がガイド板３１に接触したときの鋼板１への擦り傷等を減らす目的で、強度、及び耐熱の問題が生じない部位には鋼板１よりも軟質である樹脂等の材料を用いてもよい。
【００６２】
図７には他の形態の上面ガイド１３０、１３０’のうち図４（ｂ）に相当する図を示した。図７（ａ）が上面ガイド１３０、図７（ｂ）が上面ガイド１３０’である。ここでは上記した上面ガイド３０と共通する部材については同じ符号で示し、説明も省略する。
上面ガイド１３０では、排水通路形成部１３５、１３５、…がガイド板３１から分離して形成されている。従って、排水通路形成部１３５、１３５、…では、片３５ａ、３５ａ、…と逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…とが底板１３５ｄ、１３５ｄ、…により連結される。また、片３５ｃ、３５ｃ、…と、逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…と、は底板１３５ｅ、１３５ｅ、…により連結され、底板１３５ｄ、１３５ｄ、…及び底板１３５ｅ、１３５ｅ、…が排水通路の底部を形成している。このように分離した上面ガイド１３０としてもよい。
上面ガイド１３０’は、さらに逆流防止片１３３ｐ’、１３３ｐ’、…がガイド板３１の上面側に延在している形態である。
【００６３】
図８にはさらなる他の形態の上面ガイド２３０、２３０’のうち図４（ｂ）に相当する図を示した。図８（ａ）が上面ガイド２３０、図８（ｂ）が上面ガイド２３０’である。ここでは上記した上面ガイド３０、１３０と共通する部材については同じ符号で示し、説明も省略する。
上面ガイド２３０でも、排水通路形成部２３５、２３５、…がガイド板３１から分離して形成されている。従って、排水通路形成部２３５、２３５、…では、片３５ａ、３５ａ、…と逆流防止片２３３ｐ、２３３ｐ、…とが底板２３５ｄ、２３５ｄ、…により連結されるとともに、片３５ｃ、３５ｃ、…と逆流防止片２３３ｐ、２３３ｐ、…とは底板２３５ｅ、２３５ｅ、…により連結され、底板２３５ｄ、２３５ｄ、…及び底板２３５ｅ、２３５ｅ、…が排水通路の底部を形成している。また、逆流防止片２３３ｐ、２３３ｐ、…がガイド板３１の上面側に延在している。上面ガイド２３０では、ガイド板３１と排水通路形成部２３５、２３５、…との間に冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の他、ヘッダ２１ａ、２１ａ、…及び導管２１ｂ、２１ｂ、…もここに含んでいる。このような上面ガイド２３０としてもよい。
【００６４】
上面ガイド２３０’では、上記上面ガイド２３０において、隣り合う排水通路形成部２３５、２３５を１つの排水通路形成部２３５’とした。これによっても図８（ｂ）にＴ’、Ｔ’で示した排水経路を確保することができる。これによれば排水経路（Ｔ’）の流路断面積を大きく取ることが可能となる。
【００６５】
次に下面ガイド４０について説明する。図９に下面ガイド４０を概念的に示した。図９（ａ）は冷却装置２０の上方から見た図を示している。図９（ｂ）は側面側から見た図である。図９には冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…の位置、及び鋼板１の位置も合わせて示している。
【００６６】
下面ガイド４０は、板状であるガイド板４１と、ガイド板４１の下面側に配置された給排水通路形成部材４５とを備えている。
【００６７】
ガイド板４１は、板状の部材であるとともに、流入孔４２、４２、…及び流出孔４３、４３、…を有している。
流入孔４２、４２、…は上記した各冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…に対応する位置に設けられる。従って、流入孔４２、４２、…は、鋼板板幅方向に並列されて流入孔列４２Ａを形成するとともに、流入孔列４２Ａ、４２Ａ、…が通板方向にさらに並列されている。１つの冷却ノズル２２ｃに対して１つの対応する流入孔４２が設けられることが好ましい。これにより給排水を適切に分離して円滑な排水が可能となる。
流入孔４２、４２、…の開口形状は、特に限定されるものではないが、効率よく冷却水がここを通過するために、ガイド板４１に冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…からの噴流ができるだけ当たらないように形成されていることが好ましい。具体的には使用される冷却ノズルの噴流の特性にもよるが、１つの冷却ノズル２２ｃからの単位時間当りの冷却水噴出量の１０％以上が下面ガイド４０のガイド板４１に衝突しないように通過する形状であることが好ましい。
さらに、限られたスペースに効率よく当該流入孔４２、４２、…を設ける観点から、流入孔の開口形状は、冷却水噴流の横断面形状（噴出方向軸に直交する断面形状）に略相似形であることが好ましい。
【００６８】
一方、流出孔４３、４３、…は、矩形の孔であり、該孔は鋼板板幅方向に複数並列されて流出孔列４３Ａを形成している。流出孔４３、４３、…間にガイド板４１の一部が残ることにより、搬送される鋼板の先端の流出孔４３、４３、…への入り込みが防止される。これが鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓ、…となる。該流出孔列４３Ａ、４３Ａ、…は、上記した流入孔列４２Ａ、４２Ａ、…間に配置されている。
すなわち、ガイド板４１では通板方向に沿って流入孔列４２Ａと流出孔列４３Ａとが交互に配置されている。
【００６９】
流出孔４３、４３、…の通板方向大きさ（Ｌｇ）は、適切な排水が可能となれば特に限定されるものではないが、例えば次の式（１）を満たすように形成することもできる。
α・Ｗ・Ｈ≦（Ｌｇ・Ｗ−Ｎ・Ｌｇ・Ｗｇ）／２ （１）
ここで、Ｗは下面ガイド４０の板幅方法の大きさ、Ｈは下面ガイド４０の上面と通板される鋼板１の下面との距離、Ｗｇは鋼板侵入防止手段４３ｓの板幅方向の大きさ、Ｎは鋼板侵入防止手段４３ｓが板幅方向に配置される数をそれぞれ表わしている。αは係数であり、後述する実施例（図１３も参照）では、α＝０．５が適当な値であった。
これによれば、式（１）の右辺は流出孔４３、４３、…の合計の開口面積を表わしている。左辺は、噴流が噴射された後に流出孔４３、４３、…に達する間に冷却水が移動する通路（下面ガイド４０の上面と鋼板１の下面との間）の流路断面積を表わす。そして右辺である流出孔４３、４３、…の合計の開口面積を、左辺の流路断面積から決まる面積以上にすることにより、排水抵抗を小さく抑えることができる。
【００７０】
ガイド板４１の材質は、ガイドとして必要とされる強度や耐熱性を有する一般的な材料を用いることができ、特に限定されるものではない。ただし、通板される鋼板１がガイド板４１に接触したときの鋼板１への擦り傷等を減らす目的で、強度、及び耐熱の問題が生じない部位には鋼板よりも軟質である樹脂等の材料を用いてもよい。
【００７１】
またガイド板４１に設けられる流入孔４２、４２、…、流出孔４３、４３、…では、その縁部分（エッジ）に面取りやＲを取る（エッジを円弧状に形成すること。）処理をしてもよい。これにより、通板される鋼板の引っ掛かりを減らしたり、冷却水の円滑な流動を促進することもできる。
【００７２】
ここでは、流出孔４３、４３、…の好ましい開口形状として、上記のような並列された矩形を説明した。これにより限られたスペースで効率良く大きな開口面積を得ることができる。ただしこれに限定されるものではなく、適切な排水量を確保することができ、鋼板の引っ掛かりを防止することが可能であればよい。すなわち、流出孔の開口形状は上記した矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や、台形を挙げることができる。そして鋼板侵入防止手段は、当該開口形状に対応した形状となる。例えば流出孔が通板方向に上底下底を有する台形の場合には、鋼板侵入防止手段は通板方向から傾いた平行四辺形の形状とすることもできる。
【００７３】
図１０に流出孔の変形例を示した。図１０の変形例の下面ガイド４０’では、流出孔４３’が異なるのみで他の部位は上記した下面ガイド４０と同じなので、当該同じ部位については、符号も同じものを用い、説明も省略した。下面ガイド４０’の１つの流入孔４３’は、鋼板板幅方向に１つの長い孔４３Ａ’であるとともに、ここに網材４３Ｂ’が張られている形態である。これによっても流出孔を形成することもできる。網材４３Ｂ’のいわゆるメッシュの細かさは冷却水の流れへの影響が少なく、かつ、ゴミ等の異物のつまりが生じ難いとの観点から５ｍｍ×５ｍｍ以上の網目であることが好ましい。
【００７４】
図９に戻り、給排水通路形成部材４５について説明する。給排水通路形成部材４５は、流入孔列４２Ａとこれに隣接する流出孔列４３Ａ、４３Ａとの境界部分のうち、ガイド板４１の下面側から垂下するように設けられた一対の板状部材４５ａ、４５ｂを具備して形成されている。従って一対の板状部材４５ａ、４５ｂの上端部間に流入孔４２、４２、…が配置される。そして隣り合う給排水通路形成部材４５、４５間の上端部に流出孔４３、４３、…、及び鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓ、…が配置されることになる。
【００７５】
本実施形態では、図９（ｂ）からわかるように、ガイド板４１の鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓ、…は若干下面側に厚く形成されている。そして、板状部材４５ａ、４５ｂの上端部は、ガイド板４１の下面及び当該鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓの厚く形成された側面に溶接により取り付けられている。
【００７６】
本実施形態では溶接により取り付けられている形態を説明したが、ネジなどの固定手段や接着剤による固定であってもよく、特に限定されるものではない。また、ここではガイド板４１と給排水路形成部材４５とは一体化しているが、必ずしも一体化している必要もない。ただし、給排水路形成部材は、給水路と排水路とを形成する部材であるから、できるだけここを連通するような間隙はない方が好ましく、かかる観点から本実施形態では溶接により一体化したものを説明した。
【００７７】
また、給排水通路形成部材４５は、その下端部（板状部材４５ａ、４５ｂの下端部）の間隔が狭く形成されており、ここに冷却ノズル２２ｃが配置される。これに伴って隣り合う給排水通路形成部材４５、４５間において、図９（ｂ）にＶで示したようにその下端部の間隔が広く形成されている。このような形状は冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…からの噴流水の形状に合わせるように形成されていることが好ましい。
【００７８】
以上のような下面ガイド４０は、図２に示したように配置される。本実施形態では４つの下面ガイド４０、４０、…が用いられ、搬送ロール１２、１２、１２間のそれぞれに配置される。いずれの下面ガイド４０、４０、…も搬送ロール１２、１２、…の上端部に対してあまり低くならない高さに配置される。
【００７９】
このような下面ガイド４０により、下面ガイド４０の基本的な機能である、鋼板先端部が搬送ロール１２、１２間に引っ掛かる不具合を解消することができる。
さらに、下面ガイド４０によれば、鋼板下面側に供給された大量の冷却水を適切に排出することが可能となる。詳しくは次の通りである。
【００８０】
図１１に説明のための図を示した。図１１では図面の見易さのため符号を省略しているが、対応するものは図９の符号を参照することができる。
冷却ノズル２２ｃから噴射された冷却水は、板状部材４５ａ、４５ｂ間を通り、流入孔４２から鋼板１の下面に達し、該鋼板１を冷却する（図１１（ｂ））。その後冷却水はガイド板４１の上面を図１１（ａ）に直線矢印で示した方向に移動し、図１１（ｂ）に直線矢印で示したように流出孔４３、４３から下方に落下して排水される。
【００８１】
このように、給水のための孔と排水の孔とが分けられるのみでなく、給水のための通水路と、排水のための排水路も分けられているので、冷却に供される冷却水と排水とが途中で衝突することを抑えられる。これにより、給排水が円滑に行われ、滞留水の量を抑制することができ、冷却効率を高くすることが可能となる。特に冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…が給排水通路形成部材４５の直下にあるため、排水のための通路が冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…の左右近傍まで延在し、当該排水の冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…への影響を抑えることができる。
下面ガイドにおいて、下面給水手段により供給された冷却水のうち８０％以上を流出孔から排水することが好ましい。これにより非常に高い冷却効率を確保することができる。
また、このように円滑な排水によって滞留水の量を抑制できるので鋼板板幅方向における冷却ムラを小さく抑えることも可能となる。これにより均一な品質を有する鋼板を得ることができる。冷却ムラは、冷却水の板幅方向温度ムラが±３０℃以内であることが好ましい。
【００８２】
また、本実施形態では上記したように、給水の通路を形成する板状部材４５ａ、４５ｂ間の下端部の間隔が狭く形成され、これに伴って排水の通路を形成する板状部材４５ａ、４５ｂ間の下端部は間隔が広く形成されている。これにより排水路の拡張がされ、排水がさらに円滑に行われる。
【００８３】
ただし、給排水路形成部材の板状部材は必ずしもこのように傾斜している必要はなく、鉛直下方に垂下していてもよい。図１２にその例の下面ガイド４０’を示す。図１２は図９に相当する図であり、板状部材４５ａ’、４５ｂ’が鉛直下方に延在する以外は下面ガイド４０と同じである。このような下面ガイドであってもよい。
【００８４】
また、ワークロール１１ｇｗ近傍に注目すると（例えば図２（ｂ））、ワークロール１１ｇｗがあり、その下流側に鋼板１の先端がワークロール１１ｇｗへ巻きつくことを防止する不図示の巻き付き防止ガイドが配置される。そして巻き付き防止ガイドの下流側に下面ガイド４０が設けられる。このとき、巻き付き防止ガイドに最も近いのは、流出孔列４３Ａと流入孔列４２Ａのうち、流出孔列４３Ａであることが好ましい。これによりワークロール１１ｇｗ近傍の排水を円滑にすることができる。また、巻き付き防止ガイドと下面ガイドとは一体化したものであってもよい。
【００８５】
下面ガイド４０のうち、搬送ロール１２およびピンチロール１３の上流側近傍に注目すると、上流側から、流入孔列４２Ａ、次に流出孔列４３Ａがあり、次に搬送ロール１２又はピンチロール１３があることが望ましい。これにより搬送ロール１２およびピンチロール１３の上流側近傍の排水を円滑にすることができる。
一方、下面ガイドのうち、搬送ロール１２およびピンチロール１３の下流側近傍に注目すると、上流側から、搬送ロール１２又はピンチロール１３、次に流出孔列４３Ａがあり、さらに次に流入孔列４２Ａがあることが望ましい。これにより搬送ロール１２およびピンチロール１３の下流側近傍の排水を円滑にすることができる。
【００８６】
すなわち、製造ラインを鋼板板幅方向に横切る（鋼板１の搬送方向を横切る）ように配置された設備（上記ではワークロール１１ｇｗ、搬送ロール１２、ピンチロール１３）に対しては、下面ガイドの流出孔列と流入孔列のうち、流出孔列をこれら設備に近づけて配置することが好ましい。これは、冷却水を高い圧力で当てるためには、冷却水を当てる箇所からの排水が円滑に行われる必要があるため、冷却水が排水されにくいこのような箇所には流出孔を設置するのが効果的だからである。このような設備には例えばワークロールやピンチロールのようにロールが鋼板に接触する設備、又は水切りロールのようにロールが鋼板近傍に存在する設備を挙げることができる。
【００８７】
特に、ワークロール近傍は急冷却をするため水量が多く、さらに鋼板板幅方向両側にはハウジングが立設しており、排水が困難な箇所である。従って、上記のように、流出孔列を最も近づけて設置するのが効果的である。
なお、ワークロールには、鋼板１の先端がワークロールへ巻きつくことを防止する巻き付き防止ガイドが接触しているが、それ以外のロール（ピンチロール等）には通常このような巻き付き防止ガイドは存在しない。したがって下面ガイドとワークロールとの間以外の間にはもともと間隙を有することが多い。この間隙を流出孔として利用しても良い。
【００８８】
図２に戻って熱延鋼板の製造装置１０について説明を続ける。搬送ロール１２、１２、…は、鋼板１のテーブルであるとともに該鋼板１を通板方向に搬送するロールである。上記したように搬送ロール１２、１２、…間に下面ガイド４０、４０、…が配置される。
【００８９】
ピンチロール１３は、水切りを兼ねており、冷却装置２０の下流側に設けられている。これにより、冷却装置２０内で噴射された冷却水が鋼板１の下流側へと流出することを防止することが可能になる。さらには、冷却装置２０における鋼板１の波打ちを抑制して、特に、鋼板１の先端が巻き取り機に噛み込む前の時点における鋼板１の通板性を向上させることができる。ここでピンチロール１３のロールのうち上側のロール１３ａは図２に示したように上下に移動可能とされている。
【００９０】
以上により、熱延鋼板製造ラインにおいて、鋼板の移動（通板）を阻害することなく、高い流量密度、大量の冷却水を供給しても排水性に優れた冷却装置、熱延鋼板の製造装置を提供することができる。そしてこれにより機械的特性に優れた熱延鋼板を製造することが可能となる。
【００９１】
以上のような上面ガイド、下面ガイドによる冷却水の排水において、具体的な排水性能については、必要とされる鋼板の冷却熱量により適宜決められるものであり特に限定されない。ただし、上記したように、鋼板組織の微細化の観点から、圧延直後の急冷が効果的であり、そのために流量密度の高い冷却水が供給されることが好ましい。従って、上面ガイド、下面ガイドにおける排水も当該冷却水の供給量、流量密度に対応する排水性能を確保することできればよい。上記鋼板の微細化の観点から、供給される冷却水の流量密度は、１０〜２５ｍ^３／（ｍ^２・分）を挙げることができる。これより大きい供給密度でもよい。
【００９２】
本実施形態では好ましい形態として上記の上面ガイドと下面ガイドの両方を備える冷却装置、製造装置について説明したが、これに限定されるものではなく、上記の下面ガイドを適用するとともに、上面ガイドは従来のものを用いてもよい。
【００９３】
上記した熱延鋼板の製造装置により例えば次のように鋼板の製造をおこなう。すなわち、鋼板が巻き取り機により巻き取られ、次の鋼板の圧延が開始されるまでの非圧延時間では冷却装置２０における冷却水の噴射は停止される。そして、冷却装置２０の下流側のピンチロール１３は、上記非圧延時間中に、冷却装置２０の上面ガイド３０よりも高い位置まで上側ロール１３ａが移動され、その後、次の鋼板１の圧延が開始される。
当該次の鋼板１の先端が熱間仕上げ圧延機列１１の最終スタンド１１ｇに噛み込む数秒前に、冷却装置２０の冷却水の噴射が開始される。そして、鋼板の先端が冷却装置２０を通過した直後に冷却水の噴射圧力がほぼ所定値となるように制御される。また、鋼板１の先端がピンチロール１３を通過した直後に上側ロール１３ａを下降させ、鋼板１のピンチを開始する。
【００９４】
鋼板１の先端が冷却装置２０内へと搬送される前から冷却水の噴射を開始することで、鋼板１の先端における非定常冷却部の長さを短くすることが可能になる。これに加えて噴射される冷却水により、鋼板１の通板性を安定化させることが可能になる。すなわち、鋼板１が浮き上がって上面ガイド３０へと近づこうとする場合には、鋼板１が冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…より噴射される冷却水噴流から受ける衝突力が増し、鋼板１に鉛直方向下向きの力が作用する。そのため、鋼板１が上面ガイド３０へと衝突した場合であっても、冷却水噴流から受ける衝突力によりその衝撃力が緩和されるとともに、鋼板１と上面ガイド３０との摩擦熱が低減されるため、鋼板１の表面に生じる擦り疵を低減することが可能になる。
従って、このように操業される冷却装置２０を熱間仕上げ圧延機列１１の下流側に備える熱延鋼板の製造装置により、熱延鋼板を製造すれば、高流量密度、大量の冷却水を用いて冷却することが可能になる。すなわち、かかる製造方法により熱延鋼板を製造することで、組織が微細化された熱延鋼板を製造することが可能になる。
【００９５】
また、熱間仕上げ圧延機列１１での通板速度は通板開始部分を除いて一定としてもよい。これにより、鋼板１の全長に亘って機械的強度が高められた鋼板を製造することができる。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。ただし本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本実施例では上記した下面ガイド４０の形状を有する下面ガイドを製作して排水性を調べた。
【００９７】
図１３には、製作した下面ガイドの主要な寸法を示した。すなわち、流入孔の通板方向の大きさは１１５ｍｍ、流出孔の通板方向の大きさを４５ｍｍ、通板される鋼板の下面と、下面ガイド上面と、の距離を変更して給排水をおこなった。冷却水は、フラットスプレーノズルにより、流量密度１５ｍ^３／（ｍ^２・分）で供給した。参考として最も排水性に優れると考えられる下面ガイドなしの場合を合わせて示した。
【００９８】
ここでフラットスプレーノズルを用いることにより、少ない冷却ノズル本数で、冷却能力が高い噴流衝突領域の面積を増加させることができる。また、鋼板の板幅方向に膜状の噴流を供給するスリットジェットの冷却ノズルに比べ、板幅方向に均一な噴流を維持しやすいため、冷却の均一性も高くすることが可能となる。
【００９９】
表１に結果を示す。結果は供給水の維持が良好であるかにより判断した。排水に問題があると、良好な給水ができなくなるため、給水の維持の良否により排水の適、不適を判断できるからである。
【０１００】
【表１】

【０１０１】
表１からわかるように、上記下面ガイドを用いることにより、最も排水性が高い場合に相当する下面ガイドを用いない場合と概ね同じ冷却水量を供給できている。したがって上記下面ガイドは高い排水性を有することがわかった。
【０１０２】
また、図１４には、鋼板に衝突する噴流の衝突圧力を比較した結果を示す。図１４は、最も排水性が高い場合に相当する下面ガイドを用いない場合を１．０として、その相対値を表している。これにより、上記製作した下面ガイドによれば、下面ガイドが備えられても、下面ガイドを備えない場合と概ね同じ衝突圧力を示していることがわかる。従って、上記下面ガイドは噴流を鋼板に減衰させることなく供給可能であることがわかった。
【０１０３】
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

Claims (17)

1. 熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドの下工程側に配置され、搬送ロール上を搬送される鋼板を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズルを備える鋼板の冷却装置であって、
   前記冷却ノズルは、前記鋼板が通過する部位の上面側及び下面側に設けられて該鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、
   前記上面側に配置される上面ガイド、及び前記下面側に配置される下面ガイドのうち少なくとも一方が設けられ、
   前記上面ガイド及び下面ガイドは、それぞれ前記冷却ノズルから噴射される前記冷却水が通過すべき流入孔と、前記冷却水が排出可能に通過すべき流出孔と、を有し、
   前記流入孔及び前記流出孔は、前記鋼板の板幅方向には前記流入孔又は前記流出孔のみが設けられて流入孔列及び流出孔列を形成し、前記鋼板の搬送方向には、前記流出孔列が前記流入孔列の間に配置され、
   前記流出孔列には鋼板の該流出孔列への侵入を防止する部材である鋼板侵入防止手段が設けられていることを特徴とする鋼板の冷却装置。
2. 前記冷却ノズル１つに対して１つの前記流入孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の冷却装置。
3. 前記下面ガイドは、前記流入孔に通じる通水路及び前記流出孔から通じる通水路を形成する給排水通路形成部材を有し、
   前記冷却ノズルからの冷却水の噴射は前記流入孔に通じる通水路内に行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の冷却装置。
4. 前記下面ガイドの前記流出孔から通じる通水路は、下部の流路断面が上部の流路断面積より広く形成されていることを特徴とする請求項３に記載の鋼板の冷却装置。
5. 前記流入孔の開口形状は、前記冷却ノズルから噴射される冷却水噴流の形状に略相似形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置。
6. 前記冷却ノズルはフラットスプレーノズルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置。
7. 前記下面ガイドの前記流入孔と前記流出孔のうち、前記下面ガイドの前記鋼板搬送方向端部の少なくとも一方は前記流出孔であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置。
8. 前記下面ガイドの前記流入孔と前記流出孔のうち、前記下面ガイドの前記鋼板搬送方向端部のいずれもが前記流出孔であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置。
9. 前記上面ガイドの前記流出孔には、該流出孔の縁から立設する片である逆流防止片が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置。
10. 前記上面ガイドは、前記流出孔の上方に、片により囲まれて排水の通路を形成する排水通路形成部を具備し、該排水通路形成部のうち前記流出孔に対向する部位には、突起状である整流片が配置されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置。
11. 熱間仕上げ圧延機列における最終スタンドと、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置と、を鋼板の搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
12. 熱間仕上げ圧延機列における最終スタンドと、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の鋼板の冷却装置と、冷却水の水切りを行う水切り手段とを、鋼板の搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
13. 前記冷却装置が備える冷却ノズルのうち、最も上工程側に配置される冷却ノズルは前記最終スタンドのハウジングの内側に配置されている請求項１１又は１２に記載の熱延鋼板の製造装置。
14. 前記冷却装置が備える冷却ノズルのうち、少なくとも前記最終スタンドに最も近い前記冷却ノズルの冷却水噴射口が、前記最終スタンドのワークロール出口に位置すべき鋼板に向けられていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造装置。
15. 前記鋼板に接触するように、又は前記鋼板に近接して配置されるとともに、前記鋼板の搬送方向を横切るように設置された設備を有し、前記下面ガイドは、該下面ガイドの前記流入孔と前記流出孔のうち、前記設備に最も近づけられるのが前記流出孔であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造装置。
16. 前記設備は前記最終スタンドのワークロールであることを特徴とする請求項１５に記載の熱延鋼板の製造装置。
17. 請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の熱延鋼板の製造装置を用いて、前記最終スタンドで圧延された鋼板を処理する工程を含むことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。

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