JP5467022B2

JP5467022B2 - 熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置

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Publication number: JP5467022B2
Application number: JP2010211539A
Authority: JP
Inventors: 浩一松本; 裕二池本; 洋一原口; 一暁小林
Original assignee: Nippon Steel Corp; Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Nippon Steel Corp; Primetals Technologies Holdings Ltd
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: JP2012066267A

Description

本発明は、熱延鋼帯の冷却装置に係り、一層詳細には、熱延圧延機の出側に設置されて圧延材にノズルからの冷却水を直接噴射するための噴射孔が形成された通板ガイド（又はテーブル、エプロンとも言う）を備えた熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置に関する。

この種の通板ガイドを備えた熱延鋼帯の冷却装置としては、例えば特許文献１〜３に開示されたものが有る。即ち、特許文献１には、厚鋼板を上下より挾圧する複数の回転ロールと、厚鋼板の上方及び下方に配置された冷却水ヘッダーと、該冷却水ヘッダーに設けられた多数のノズルからなる複数の冷却ユニットを搬送方向へ配設すると共に、多数のノズルから噴射された冷却水は、通板ガイドに相当する上部ノズル保護エプロン及び下部ノズル保護エプロンに形成された噴射孔を通して厚鋼板に直接噴射されるようにした装置が記載されている。

また、特許文献２には、圧延板に接する一対のワークロールを極小径ロールまたは異径ロールとし、各ワークロールの表面にスプレー水を噴射するロール冷却手段と、ワークロールの出側における鋼板の表面から鋼板とワークロールとの接点にかけてスプレー水を噴射する板冷却手段とを設けると共に、該板冷却手段の下流側に位置する圧延板用のガイドプレートに噴射孔を介してスプレー水を圧延板に直接噴射するヘッダーを設けた装置が記載されている。

また、特許文献３には、熱間圧延設備の仕上圧延機列における最終スタンドの直後に鋼板の上，下面に対し帯状又は長円状の噴流衝突域を形成すべきノズルを多数設けると共に、鋼板の下面にあっては、エプロンに開けた穴を通じて冷却水を吹き付ける装置が記載されている。

特開昭６０−４３４３４号公報（第５図、第６図）特開２００５−１９３２５８号公報（図１）特開２００５−３４２７６７号公報（図２，段落［００３４］）特公昭６２−７２４７号公報特開２００２−２７３５０１号公報

ところで、細粒鋼からなる熱延鋼帯（鋼板）が、強度及び靱性等の機械的性質に優れていることは、前記特許文献２や後述する特許文献４等で良く知られており、それを材料とする機器・装置を軽量化したり、それによって消費エネルギーを削減したりする効果をもたらすことから、産業界の注目を集めている。

そして、特許文献２には、「熱間圧延の際、圧延板に高圧下率の圧延（大圧下）を施しながら強冷却を行うという、いわゆる大圧下圧延法によって細粒鋼からなる熱延鋼板（鋼帯）を製造する圧延機が特許文献１（本願明細書では特許文献５と記す）に開示されている」と記載されている。即ち、大圧下により組織の微細化を図ると共に、大圧下にともなって加工発熱をする圧延板を強冷却によって適切な温度域（Ar₃変態点付近）に保ち、もって粒成長を停止させて細粒鋼熱延鋼板を得るのである。

また、特許文献４には、重量％でＣ０．３％以下、Ｃ以外の合金元素含有量が３％以下である鋼を、Ar₃変態点以上の温度域から冷却する過程において熱間加工を行い、その終段において（Ar_１＋５０℃）〜（Ar₃＋１００℃）の温度域で実質的に１秒以内の間に１回又は２回以上の合計減面率が５０％以上９５％以下となる熱間加工を加え、該熱間加工終了後２０℃／Ｓ以上２０００℃／Ｓ以下の冷却速度で６００℃以下の温度域まで冷却することで、フェライト組織の結晶粒径が例えば３〜４μｍ以下という微細粒組織からなる熱延鋼帯が得られることが記載されている。

前述したように大圧下した後、例えば１０００℃／Ｓ程度の冷却速度で急速冷却することで、微細粒組織からなる熱延鋼帯が実験的に得られることが知られ、これが工業的に得られれば、非常に低コストで合金元素等を添加せずに高品質の高張力鋼等を容易に製造できる。

このように微細粒組織からなる熱延鋼帯を製造するには、急速冷却が不可欠であり、通板ガイドにおける冷却ノズル用の噴射孔も多数必要となる。しかしながら、多数の噴射孔を有した通板ガイドは、通板方向と直交する噴射孔の角部が圧延材を通過させるときに圧延材のエッジ部（隅部）が引っ掛かり通板の妨げになるという不具合があった。

即ち、前述した特許文献２及び３では単なる穴である噴射孔の記載しかなく、また、特許文献１では噴射孔の通板面の角部を面取り加工や丸め加工を行い、角部を削って引っ掛かりを防止しているが、何れも通板に対する信頼性が低く、微細粒組織からなる熱延鋼帯を製造する装置の実機化の妨げとなっているのである。

そこで、本発明の目的は、多数の噴射孔を備えた通板ガイドにおいてもスムーズに通板が行えて微細粒組織からなる熱延鋼帯を製造する装置に好適な熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明に係る熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置は、
熱延圧延機の出側に設置された通板ガイドに、圧延材に対し圧延材冷却ノズルからの冷却水を直接噴射するための噴射孔が多数形成された熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置において、
前記通板ガイドの圧延材と接触する表面の少なくとも圧延材のエッジ部が通過する部分を、高い面、低い面及び斜面により波型形状の凹凸面に形成し、
前記噴射孔の通板方向と直交する角部のうち、通板方向下流側の当該角部を、前記凹凸面の低い面または通板方向でみた場合の下り斜面に配置したことを特徴とする。

また、
前記通板ガイドに、前記圧延材冷却ノズルより圧延材に噴射された冷却水を排水する排水孔を多数形成し、該排水孔の通板方向と直交する角部のうち、通板方向下流側の当該角部を、前記凹凸面の低い面側に配置したことを特徴とする。

また、
前記噴射孔を傾斜したスリット状に形成し、該噴射孔の長径方向と前記圧延材のエッジ部との通板時における相対角が鋭角となる場所においては、当該噴射孔を前記凹凸面の低い面に配置したことを特徴とする。

また、
前記噴射孔を傾斜したスリット状に形成し、該噴射孔の長径方向と前記圧延材のエッジ部との通板時における相対角が全て鈍角となるように当該噴射孔を配置したことを特徴とする。

また、
前記通板ガイドは、熱延圧延機の最終スタンドにおけるワークロールの出側に、前記ワークロールの径の変化に追従可能に設けられると共に、
前記通板ガイドの噴射孔を通して圧延材に多量の冷却水を噴射する前記圧延材冷却ノズルを多数設置したことを特徴とする。

前記構成の本発明に係る熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置によれば、通板ガイドの表面に形成される凹凸面における斜面を圧延機の入側に向けて配置することで、圧延材の先端の垂れ下がった部分が斜面部で常に持ち上げられて通板され、噴射孔の通板方向と直交する角部に引っ掛かることなく、スムーズに通板される。

依って、通板ガイドに多数の噴射孔が必須となる、微細粒組織からなる熱延鋼帯を製造する装置による大圧下後の急速冷却が可能となり、微細粒組織からなる熱延鋼帯を工業的に得ることができ、非常に低コストで合金元素等を添加せずに高品質の高張力鋼等を容易に製造することができる。

本発明の実施例１を示す熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置の側断面図である。通板ガイドの構造説明図である。凹凸面の斜面角度の説明図である。凹凸面の変形例を示す通板ガイドの断面図である。本発明の実施例２を示す通板ガイドの構造説明図である。本発明の実施例３を示す通板ガイドの構造説明図である。本発明の実施例４を示す通板ガイドの構造説明図である。実施例４の通板ガイドの変形例を示す冷却装置の側断面図である。本発明の実施例５を示す熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置の側断面図である。流量密度と冷却速度の関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１を示す熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置の側断面図、図２は通板ガイドの構造説明図、図３は凹凸面の斜面角度の説明図、図４は凹凸面の変形例を示す通板ガイドの断面図である。

図１に示すように、熱間圧延設備における図示しない仕上圧延機列の出側に、圧延材Ｗの通板方向（パス方向）に沿って多数のテーブルローラ５０ａ〜５０ｂが配置され、その内のテーブルローラ５０ａとテーブルローラ５０ｂとの間に通板テーブル（通板ガイド）１６が設置される。

前記通板テーブル１６には、多数の噴射孔２１が開口形成され、これらの噴射孔２１を通して多数の圧延材冷却ノズル２３からの冷却水が圧延材Ｗの表面に直接噴射されるようになっている。また、通板方向に多段的に形成された噴射孔２１間には、前記圧延材冷却ノズル２３より圧延材Ｗに噴射された冷却水を排水する排水孔５１が多数形成される。図１中２４は、圧延材冷却水用ヘッダー部である。

図２に示すように、前記噴射孔２１は通板方向に長いスリット状に形成されて、通板方向と直交する方向に所定角度傾斜されて多数列設される。図示例では、噴射孔２１の傾斜方向は、凹凸面５２の同一の段にあっては同方向に傾斜されているが、隣接する段間では異なる方向に傾斜されている。尚、排水孔５１は通板方向と直交する方向に長いスリット状に形成される。

そして、前記通板テーブル１６は、圧延材Ｗと接触する表面の少なくとも圧延材Ｗのエッジ部（隅部）が通過する部分が、高い面５２ａ（図２中右下がりのハッチング領域参照）、低い面５２ｂ（図２中右上がりのハッチング領域参照）及びそれらを繋ぐべく通板方向上流側下がりの斜面５２ｃ（図２中ハッチングの無い領域参照）により波型形状の凹凸面５２に形成され、前記噴射孔２１の通板方向と直交する角部（図２中に太線で示した部分参照）が前記凹凸面５２の低い面５２ｂに配置されている。図示例では、前記排水孔５１の通板方向と直交する角部（図２中に太線で示した部分参照）も前記凹凸面５２の低い面５２ｂ側（厳密には斜面５２ｃの低い位置）に配置されている。図２中５２ｄは高い面５２ａから低い面５２ｂへ至る下り斜面であり、ここではほぼ垂直な下り斜面を記述している。

このように構成されるため、仕上圧延機列の最終スタンドを出た圧延材Ｗは、テーブルローラ５０ａ〜５０ｂと通板テーブル１６上を通板（搬送）されると共に、通板テーブル１６上では、多数の噴射孔２１を通して多数の圧延材冷却ノズル２３からの冷却水が当該圧延材Ｗの表面に直接噴射されて冷却される一方、圧延材Ｗに噴射されて通板テーブル１６上に滴下された冷却水は多数の排水孔５１より排水される。

この際、凹凸面５２の各段において斜面５２ｃを流下する冷却水は、同一方向に傾斜した噴射孔２１により排水孔５１に対し同一方向から流れ込むと共に各段間においては流れ込む方向が相反方向に振り分けられるため、通板テーブル１６上に滞留することなく当該排水孔５１より效率よく排水される。勿論、通板テーブル１６上の両側縁部からも排水される。

そして、本実施例では、通板時に、通板テーブル１６上では、圧延材Ｗの先端の垂れ下がった部分が凹凸面５２における斜面５２ｃ部で常に持ち上げられて通板され、噴射孔２１の通板方向と直交する角部（これは凹凸面５２における低い面５２ｂに配置される）や排水孔５１の通板方向と直交する角部（これは凹凸面５２における低い面５２ｂ側に配置される）に引っ掛かることなく、スムーズに通板される。

尚、凹凸面５２における斜面５２ｃの角度に関しては、図３に示すように、斜面の角度；θ、圧延材からの力；Ｆ、斜面の乗り上げ力；Ｆｓｉｎθ、抵抗力；Ｆｃｏｓθ＊μとすると、ｔａｎθ＞μの関係のときに滑り乗り上がる。そこで、圧延材表面の摩擦係数；μをμ＝０．１５とすれば、斜面の角度はθ＞約８．５度となる。よって、斜面の角度は、８．５度以上あれば圧延材Ｗの先端は斜面を滑り乗り上げることができるが、実際には、加工の容易性などから大きな角度（６０度以上）に設定される。

また、凹凸面５２における斜面５２ｃを、図４に示すように、平面から円弧面にすると好適である。即ち、円弧面の場合、圧延材Ｗの先端が斜面を滑りながら乗り上げていくとき、斜面の角度θがプラス方向に変化していくので、先端の衝突位置が斜面の中腹以上となるとき、平面の斜面の場合に比べ滑り乗り上がりやすい条件となり引っ掛かりが起こりにくいのである。

このようにして、本実施例によれば、通板テーブル１６に多数の噴射孔２１を有しているにもかかわらず、通板に支障をきたすことなく排水を良好にして、多数の圧延材冷却ノズル２３より多量の冷却水を噴射して大圧下後の圧延材Ｗを急速冷却することが可能となり、微細粒組織からなる熱延鋼帯を製造する通板ガイドを有する冷却装置に好適となる。

図５は本発明の実施例２を示す通板ガイドの構造説明図である。

これは、実施例１における噴射孔２１と板幅Ｗ_１の圧延材Ｗのエッジ部Ｅａ，Ｅｂとの通板時における相対角が鋭角θ_１となる場所においては、圧延材Ｗのエッジ部Ｅａ，Ｅｂが引っ掛かり易く、逆に鈍角θ_２になる部分は引っ掛かりにくいという現象があるので、その現象を応用して、相対角が鋭角θ_１となる場所には、当該噴射孔２１が凹凸面５２の低い面５２ｂに配置されるように、通板テーブル１６の凹凸面５２を形成した例である。

ここで、相対角は図５に示すように、エッジがパス方向へ進行するときに、噴射孔の傾斜のエッジがあたる位置において、エッジがあたった位置から噴射孔の傾斜にそってパス方向出側へ引いた線と圧延材幅中心側に引いた線のなす角と定義される。相対角が鈍角ということは、少なくとも圧延材の幅方向の端が通過する箇所において、パス方向へ進むに従って噴射孔がライン幅方向外側になる向きに傾斜していることを意味する。

即ち、実施例１と同様な噴射孔２１の配置では、圧延材Ｗの一方のエッジ部Ｅｂにおいて相対角が鋭角θ_１であれば他方のエッジ部Ｅａにおいて相対角が鈍角θ_２となり、それが通板方向に交互に切り替わるので、これに対応して凹凸面５２における高い面５２ａと低い面５２ｂを配置するのである。図示例では、圧延材Ｗのエッジ部Ｅａ，Ｅｂが通過しない凹凸面５２の通板方向中央部に所定の幅Ｗ_２に亙って高い面５２が配置されている。

ここで、所定の幅Ｗ_２は、板幅Ｗ_１の最小値よりも小さくすることで引っ掛かりを小さくすることが可能である。一方、通板時の幅方向通過位置が圧延位置中央（通板ガイド幅方向のほぼ中央）からずれる蛇行状態の圧延も想定し、また、高い面５２の幅方向の長さを確保するために、（Ｗ_１の最小値−３００ｍｍ）＜Ｗ_２＜（Ｗ_１の最小値−５０ｍｍ）とすることがより好ましい。

これによれば、通板時圧延材Ｗのエッジ部Ｅａ，Ｅｂが噴射孔２１に引っ掛かることがより確実に防止される効果が得られる。

図６は本発明の実施例３を示す通板ガイドの構造説明図である。

これは、実施例２と同様の構成において、単に、斜面５２ｃの面積を増大した例であり、その作用・効果も実施例２と同様である。

図７は本発明の実施例４を示す通板ガイドの構造説明図、図８は実施例４の通板ガイドの変形例を示す冷却装置の側断面図である。

これは、実施例１における噴射孔２１を、圧延材Ｗのエッジ部Ｅａ，Ｅｂとの通板時における相対角が全て鈍角となるように、各段において通板方向上流側に向けて山形状に配置した例であり、実施例２と同様の作用・効果が得られる。

ここで、図７の場合、噴射孔２１のパス方向の重なりが、幅方向Ｗ_ｃの範囲では少なくなっている。この図７の記載の範囲でＷ_ｃよりも外側ではパス方向に噴射孔２１を６回通過するのに対し、Ｗ_ｃの内側はパス方向に３回通過しており、Ｗ_ｃの内側は外側よりも冷却回数が少なくなっている。この場合、Ｗ_ｃの内側は外側よりも冷却の度合いが低くなり、幅方向での均一性に劣る。図８では、幅方向にどの位置でも記載の範囲でパス方向に３回通過する形態であり、噴射孔２１のパス方向の重なりが幅方向で同様となり、幅方向の均一性が確保できる効果がある。

図９は本発明の実施例５を示す熱延鋼帯の冷却装置の側断面図、図１０は流量密度と冷却速度の関係を示すグラフである。

図示のように、熱間圧延設備の仕上圧延機列における最終スタンドＳｎにおいて、ハウジング１０に対し左右一対の上ワークロールチョック１１Ａを介して図示しないモータにより回転可能に支持された上ワークロール１２Ａと、同じくハウジング１０に対し左右一対の下ワークロールチョック１１Ｂを介して図示しないモータにより回転可能に支持された下ワークロール１２Ｂとの出側に、圧延材Ｗの上方及び下方に位置して上冷却装置１３Ａと下冷却装置１３Ｂが配設される。

また、上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ上，下ワークロールチョック１１Ａ，１１Ｂに支持されたまま上，下ワークロールチョック１１Ａ，１１Ｂ毎ハウジング１０に対し交換可能になっている。

上冷却装置１３Ａは、圧延材Ｗの板幅方向に長いノズルブロック１４Ａがその左，右両部においてハウジング１０に圧延材Ｗの搬送方向へスライド自在に支持され、ブロック背面にピストンロッド先端がピン結合された左右一対の油圧シリンダ１５Ａの伸縮作動によりワークロール１２Ａに対し進退可能になっている（進退機構）。

ノズルブロック１４Ａの下方には、上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂから出た圧延材Ｗを通板（搬送）方向に案内する板状で硬質材からなる通板ガイド１６Ａが前記上ワークロール１２Ａの径の変化に追従可能に設けられる。

詳細には、通板ガイド１６Ａの左，右両部中央においてブラケット１７Ａを介してノズルブロック１４Ａの下部に揺動自在にピン１８Ａで結合され、基端部に載置した錘１９により先端部に付設した軟質プレート２０が常に上ワークロール１２Ａの表面に接するように付勢されている。

前記通板ガイド１６Ａには、多数の噴射孔２１Ａが開口形成される。実施例１と同様に、スリット状の噴射孔２１Ａが所定角度傾斜されて圧延材Ｗの板幅方向に多数列設されたものが圧延材Ｗの通板方向に交互に傾斜方向を変えて３列形成されているが（図２参照）、これに限定されるものではなく、個数及び列数、形状、配列等は使用される冷却水噴射ノズルに合わせて適宜選択される。

また、通板ガイド１６Ａは、実施例１と同様に、圧延材Ｗと接触する表面の少なくとも圧延材Ｗのエッジ部が通過する部分が、高い面５２ａ、低い面５２ｂ及びそれらを繋ぐべく通板方向上流側下がりの斜面５２ｃにより波型形状の凹凸面５２Ａに形成され、前記噴射孔２１Ａの通板方向と直交する角部が前記凹凸面５２Ａの低い面５２ｂに配置されている（図８中の吹き出し参照）。図９中５２ｄは、高い面５２ａから低い面５２ｂへ至る下り斜面（圧延材から離れていく斜面）であり、ここではほぼ垂直な下り斜面としている。ここで、通板ガイド１６Ａにおける高い面とは、圧延材Ｗに近い面を意味し、低い面とは圧延材Ｗから離れた面を意味する。

そして、前記ノズルブロック１４Ａには冷却水ヘッダー２２Ａが内蔵され、この冷却水ヘッダー２２Ａに前記噴射孔２１Ａを通して圧延材Ｗの上面に直接多量の冷却水を噴射すべく前記噴射孔２１Ａに対応した数の圧延材冷却ノズル２３Ａが下向きに取着され、圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ａに通じている。圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ａには図示しない冷却水供給源から高圧の冷却水が供給される。

また、前記冷却水ヘッダー２２Ａ内には、ワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ａが一体的に形成され、このワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ａ内の冷却水が、冷却水ヘッダー２２Ａに取着されたロール冷却ノズル２６Ａより上ワークロール１２Ａの表面に噴射されるようになっている。ロール冷却ノズル２６Ａは圧延材Ｗの板幅方向に多数設けられる。また、ワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ａには図示しない冷却水供給源から高圧の冷却水が供給される。

また、ノズルブロック１４Ａの正面（ワークロール側面）と通板ガイド１６Ａの先端部との間には、ロール冷却ノズル２６Ａから噴射した冷却水が前記通板ガイド１６Ａの噴射孔２１Ａを通して圧延材Ｗの上面に落下するのを防止する分離板（分離部材）２７が架設される。この分離板２７は、前記通板ガイド１６Ａの追従動作（揺動）を許容し得るゴム板等の可撓性部材からなる。

一方、下冷却装置１３Ｂは、圧延材Ｗの板幅方向に長いノズルブロック１４Ｂがその左，右両部においてハウジング１０に圧延材Ｗの通板（搬送）方向へスライド自在に支持され、ブロック背面にピストンロッド先端がピン結合された左右一対の油圧シリンダ１５Ｂの伸縮作動によりワークロール１２Ｂに対し進退可能になっている（進退機構）。

ノズルブロック１４Ｂの上方には、上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂから出た圧延材Ｗを通板方向に案内する板形状からなる通板ガイド１６Ｂが前記下ワークロール１２Ｂの径の変化に追従可能に設けられる。

詳細には、通板ガイド１６Ｂの左，右両部基端においてブラケット１７Ｂを介してノズルブロック１４Ｂの上部に揺動自在にピン１８Ｂで結合され、先端部がその自重により常に下ワークロール１２Ｂの表面に接するようになっている。尚、通板ガイド１６Ｂの先端には、通板ガイド１６Ａの先端のように軟質プレート２０が付設されていないが、通板ガイド１６Ｂに硬質材を用いた場合には通板ガイド１６Ａと同様に軟質プレート２０が付設される。

前記通板ガイド１６Ｂには、前述した通板ガイド１６Ａと同様に、多数の噴射孔２１Ｂが開口形成される。例えば、スリット状の噴射孔２１Ｂが所定角度傾斜されて圧延材Ｗの板幅方向に多数列設されたものが圧延材Ｗの搬送方向に傾斜方向を変えて２列形成されているが、これに限定されるものではなく、個数及び列数、形状、配列等は使用される冷却水噴射ノズルに合わせて適宜選択される。

また、通板ガイド１６Ｂは、通板ガイド１６Ａと同様に、圧延材Ｗと接触する表面の少なくとも圧延材Ｗのエッジ部が通過する部分が、高い面５２ａ、低い面５２ｂ及びそれらを繋ぐべく通板方向上流側下がりの斜面５２ｃにより波型形状の凹凸面５２Ｂに形成され、前記噴射孔２１Ｂの通板方向と直交する角部が前記凹凸面５２Ａの低い面５２ｂに配置されている（図９中の吹き出し参照）。

そして、前記ノズルブロック１４Ｂには冷却水ヘッダー２２Ｂが内蔵され、この冷却水ヘッダー２２Ｂに前記噴射孔２１Ｂを通して圧延材Ｗの下面に直接多量の冷却水を噴射すべく前記噴射孔２１Ｂに対応した数の圧延材冷却ノズル２３Ｂが上向きに取着され、圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ｂに通じている。圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ｂには図示しない冷却水供給源から高圧の冷却水が供給される。

また、前記冷却水ヘッダー２２Ｂ内には、ワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ｂが一体的に形成され、このワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ｂ内の冷却水が、冷却水ヘッダー２２Ｂに取着されたロール冷却ノズル２６Ｂより下ワークロール１２Ｂの表面に噴射されるようになっている。ロール冷却ノズル２６Ｂは圧延材Ｗの板幅方向に多数設けられる。また、ワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ｂには図示しない冷却水供給源から高圧の冷却水が供給される。

尚、図中２８は固定ガイドで、その先端部の切欠き２８ａを介して圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ｂの冷却水が圧延材冷却ノズル２３Ｃより圧延材Ｗの下面に直接噴射されるようにもなっている。切欠き２８ａは圧延材Ｗの板幅方向に多数形成される。また、固定ガイド２８においても、切欠き２８ａ部における圧延材Ｗと接触する表面の少なくとも圧延材Ｗのエッジ部が通過する部分が、高い面５２ａ、低い面５２ｂ及びそれらを繋ぐべく通板方向上流側下がりの斜面５２ｃからなる案内面が形成され、前記切欠き２８ａの通板方向と直交する角部が前記案内面の低い面５２ｂに配置されている（図８中の吹き出し参照）。

本実施例は以上のように構成されるため、圧延時（通板時も含む）には、油圧シリンダ１５Ａ，１５Ｂの伸長作動により、上，下冷却装置１３Ａ，１３Ｂのノズルブロック１４Ａ，１４Ｂは、図示のような前進位置に有り、これらのノズルブロック１４Ａ，１４Ｂにピン１８Ａ，１８Ｂで支持された通板ガイド１６Ａ，１６Ｂの先端が上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂの表面にそれぞれ接触する。

これにより、通板時に圧延材Ｗが上ワークロール１２Ａ又は下ワークロール１２Ｂに巻き付くことが防止されると共に、板切れ時に先行圧延材Ｗの後端又は後行圧延材Ｗの先端が上ワークロール１２Ａ又は下ワークロール１２Ｂに巻き付くことが防止される。

また、通板ガイド１６Ａ，１６Ｂはノズルブロック１４Ａ，１４Ｂにピン１８Ａ，１８Ｂで支持されて揺動可能になっているので、ロール交換（これは頻繁に行われる）時等で上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂの径が変化した場合でも、これに追従して常にその先端が上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂの表面にそれぞれ接触される。

尚、ロール交換時には、油圧シリンダ１５Ａ，１５Ｂの収縮作動により、上，下冷却装置１３Ａ，１３Ｂのノズルブロック１４Ａ，１４Ｂは後退位置に有り、これらのノズルブロック１４Ａ，１４Ｂにピン１８Ａ，１８Ｂで支持された通板ガイド１６Ａ，１６Ｂの先端も上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂの表面から離間して（図中のロール交換時の動作量（進退量）Ｓ参照）、上，下ワークロールチョック１１Ａ，１１Ｂの抜け出し方向（圧延材Ｗの板幅方向）への干渉は回避される。

そして、本実施例では、圧延時には、多数の圧延材冷却ノズル２３Ａ，２３Ｂ及び２３Ｃから通板ガイド１６Ａ，１６Ｂの噴射孔２１Ａ，２１Ｂ及び固定ガイド２８の切欠き２８ａを通して多量の冷却水が直接圧延材Ｗの上，下面に噴射されるので、圧延直後の圧延材Ｗの冷却速度が例えば１０００℃／Ｓ程度の冷却速度まで上げられ、圧延材Ｗを急速に冷却することができる。

また、上，下の通板ガイド１６Ａ，１６Ｂに多数の噴射孔２１Ａ，２１Ｂ（及び切欠き２８ａ）を有しているにもかかわらず、実施例１と同様に、圧延材Ｗが噴射孔２１Ａ，２１ｂ（及び切欠き２８ａ）の通板方向と直交する角部に引っ掛かることなく、スムーズに通板される。

これらの結果、仕上圧延機列による大圧下後の急速冷却により、微細粒組織からなる熱延鋼帯を工業的に得ることが可能となり、非常に低コストで合金元素等を添加せずに高品質の高張力鋼等を容易に製造することができる。

また、本実施例では、冷却水ヘッダー２２Ａ，２２Ｂ内には、ワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ａ，２５Ｂが一体的に形成され、これらのワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ａ，２５Ｂ内の冷却水がロール冷却ノズル２６Ａ，２６Ｂより上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂの表面に噴射されるようになっているので、上，下ワークロール１２Ａ，１２Ｂも冷却され、ロールの熱変形等が回避される。

加えて、圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ａ，２４Ｂとワークロール冷却水用ヘッダー部２５Ａ，２５Ｂが単一の冷却水ヘッダー２２Ａ，２２Ｂで一体化されているので、ノズルブロック１４Ａ，１４Ｂのコンパクト化が図れる。

また、上冷却装置１３Ａにおいて、ノズルブロック１４Ａの正面（ワークロール側面）と通板ガイド１６Ａの先端部との間には、分離板（分離部材）２７が架設されているので、圧延材冷却水用ヘッダー部２４Ａ，２４Ｂからの冷却水の噴射を停止して圧延材冷却を行わない即ち、微細粒組織からなる熱延鋼帯を製造しない通常（一般）の圧延時に、ロール冷却ノズル２６Ａから噴射した冷却水が前記通板ガイド１６Ａの噴射孔２１Ａを通して圧延材Ｗの上面に落下するのを防止することができ、圧延材Ｗの品質低下が回避される。加えて、分離板２７はゴム板等の可撓性部材からなるので、前記通板ガイド１６Ａの追従動作（揺動）を許容し得る。

また、図１０は流量密度と冷却速度の関係を示す。給水圧力即ち、圧延材冷却水用ヘッダ部２４Ａ,２４Ｂの圧力が１．５MPaのとき、板厚３ｍｍの鋼板について冷却速度を求めた試験結果である。この試験結果から流量密度（＝ノズル流量÷幅方向ノズルピッチ÷搬送方向のノズルピッチ）を６m³/（m²・min）以上とすれば、通常の冷却設備で用いられる給水圧力１．５MPaでも板厚３ｍｍの鋼板で５００℃/ｓ以上の冷却速度を得ることができ、微細な組織を有する鋼板を製造することが可能となる。

通板ガイド１６Ａ，１６Ｂは、平板の鋼製ガイドの表面に凹凸を形成するための別の部材、あるいは予め凹凸を付与された別の部材が接合もしくは組み合わされた形態でも良い。その別の部材は損耗時に取外し・交換可能な状態であることが望ましい。更には、その部材には、圧延材表面に疵を生じさせることが無いように耐熱樹脂（例えばベークライト）を用いても良い。

尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、通板テーブル１６や通板ガイド１６Ａ，１６Ｂの構造変更や冷却水ヘッダー２２Ａ，２２Ｂの構造変更等の各種変更が可能であることはいうまでもない。波型形状については、図１、図２のＡ−Ａ、図４、図５のＢ−Ｂ、図６のＣ−Ｃ、図７のＤ−Ｄ、図８に数例が記載されているが、波型とは高い面（圧延材に近い面）、低い面（圧延材から離れた面）及び斜面により凹凸面が形成されたもの全てを含むものであり、例えばサイン波状の連続的な曲線も本発明の波型形状に含まれる。

本発明に係る熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置は、製鉄プロセスラインに適用することができる。

１０ハウジング
１１Ａ，１１Ｂ上，下ワークロールチョック
１２Ａ，１２Ｂ上，下ワークロール
１３Ａ，１３Ｂ上，下冷却装置
１４Ａ，１４Ｂノズルブロック
１５Ａ，１５Ｂ油圧シリンダ
１６通板テーブル
１６Ａ，１６Ｂ通板ガイド
１７Ａ，１７Ｂブラケット
１８Ａ，１８Ｂピン
１９錘
２０軟質プレート
２１，２１Ａ，２１Ｂ噴射孔
２２Ａ，２２Ｂ冷却水ヘッダー
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ圧延材冷却ノズル
２４，２４Ａ，２４Ｂ圧延材冷却水用ヘッダー部
２５Ａ，２５Ｂワークロール冷却水用ヘッダー部
２６Ａ，２６Ｂロール冷却ノズル
２７分離板
２８固定ガイド
２８ａ切欠き
５０ａ〜５０ｄテーブルローラ
５１排水孔
５２，５２Ａ，５２Ｂ凹凸面
５２ａ高い面
５２ｂ低い面
５２ｃ斜面
Ｅａ，Ｅｂ圧延材のエッジ部
Ｓロール交換時の動作量（進退量）
Ｗ圧延材

Claims

熱延圧延機の出側に設置された通板ガイドに、圧延材に対し圧延材冷却ノズルからの冷却水を直接噴射するための噴射孔が多数形成された熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置において、
前記通板ガイドの圧延材と接触する表面の少なくとも圧延材のエッジ部が通過する部分を、高い面、低い面及び斜面により波型形状の凹凸面に形成し、
前記噴射孔の通板方向と直交する角部のうち、通板方向下流側の当該角部を、前記凹凸面の低い面または通板方向で見た場合の下り斜面に配置したことを特徴とする熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置。
前記通板ガイドに、前記圧延材冷却ノズルより圧延材に噴射された冷却水を排水する排水孔を多数形成し、該排水孔の通板方向と直交する角部のうち、通板方向下流側の当該角部を、前記凹凸面の低い面側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置。
前記噴射孔を傾斜した長孔状に形成し、該噴射孔の長径方向と前記圧延材のエッジ部との通板時における相対角が鋭角となる場所に前記凹凸面の低い面を配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置。
前記噴射孔を傾斜した長孔状に形成し、該噴射孔の長径方向と前記圧延材のエッジ部との通板時における相対角が全て鈍角となるように当該噴射孔を配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置。
前記通板ガイドは、熱延圧延機の最終スタンドにおけるワークロールの出側に、前記ワークロールの径の変化に追従可能に設けられると共に、
前記通板ガイドの噴射孔を通して圧延材に冷却水を噴射する前記圧延材冷却ノズルを設置したことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の通板ガイドを有する冷却装置。