JP6558333B2 - 鋼板の上面冷却装置及び上面冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、広範な種類の板幅を有する鋼板を対象とする場合であっても、鋼板の上面を幅方向に均一に冷却することができる鋼板の上面冷却装置及び上面冷却方法に関する。

鋼板、例えば熱延鋼板は、図１に示すような設備において製造される。具体的には、スラブを加熱炉で加熱し、デスケーリング装置によって一次スケールを除去し、熱間圧延機（粗圧延機及び仕上圧延機）によってスラブを圧延した後、ランアウトテーブル上の冷却設備において水冷または空冷による鋼板の制御冷却が行われている。ランアウトテーブル上で行われる冷却は、鋼板の析出物や変態組織を制御して、目的の強度や延びなどの材質を得るために行われている。しかし、冷却後の鋼板幅方向（単に「幅方向」とも称する。）に沿った温度分布が不均一になると、幅方向で強度や延びなどの材質にばらつきが生じ、局所的に所定の材質を得ることができないことがある。

熱延鋼板は、上面は円管状のノズル（ラミナーノズル）を使用し、下面はスプレーノズルを使用して冷却されることが多く、一般的に上面のラミナーノズルによる冷却が原因で幅方向に不均一な温度分布が生じるといわれている。

熱延鋼板の上面冷却装置におけるラミナーノズルの配置の一例を図２に示す。図２は、搬送方向に正対して見た正面図である。ラミナーノズル（図では単に「ノズル」とする。）を用いて鋼板上面の冷却を行う際は、図２に示すように鋼板長手方向（紙面の手前・奥方向、単に「長手方向」とも称する。）と直角をなす幅方向に沿って設けた冷却ヘッダーに、幅方向に沿って複数のノズルを取り付け、各ノズルから一斉に冷却水を噴射する。

しかし、鋼板の上面に到達した冷却水は、幅方向中央部から幅方向端部（エッジ部）へ向かう水流を形成するので、エッジ部に向かうほど通過水量が増加する。よって、鋼板のエッジ部の近傍は幅方向の中央部に比べて冷却されやすく、鋼板の中央部が高温となり両エッジ部が低温となってしまう。

このような鋼板のエッジ部の過冷却を防止する技術を開示した文献として、特許文献１が挙げられる。特許文献１に開示された技術について図３を用いて説明する。特許文献１には、温度降下の大きい鋼板のエッジ部の上方に遮蔽板を配置し、幅方向に複数設置されたノズルのうちエッジ部の上方に配置されたノズルから噴射される冷却水を遮蔽することで、エッジ部の過冷却を防止することが開示されている。また、特許文献１の技術では、鋼板の板幅の大きさに基づいて、遮蔽板を鋼板幅方向に移動させている。尚、このような手法は、特許文献１以外にも複数開示されている。

特許文献２には、個々のノズルに対して冷却水の流下・遮蔽を制御することのできる冷却装置が記載されている。具体的には、フラッパとこれを揺動させる揺動装置（例えば、空気圧シリンダ）を用いている。冷却水を遮蔽する際、フラッパはノズルの直下にあり、ノズルからの水流はこれに遮蔽されてガターに流入した後、系外に排出される。このように、鋼板のエッジ部に冷却水を噴射するノズルを遮断することによって、鋼板のエッジ部の過冷却を防止する技術が知られている。

特開昭６１−８６０２２号 特許３３０５５５０号

上述したように、特許文献１の方法は、温度が下がりやすいエッジ部の上方に遮蔽板を移動させて、エッジ部の上方のノズルから噴射される冷却水を遮蔽することで、エッジ部の過冷却を防止するものである。この方法では、鋼板の板幅に応じて遮蔽板を幅方向に移動させる必要がある。遮蔽板を移動させる駆動装置としては、ワイヤー、スクリュー、エアシリンダ等が用いられる。例えば、一般的な熱延鋼板は最小板幅が６００ｍｍ、最大板幅が２４００ｍｍ程度であり、板幅差は１８００ｍｍとなる。この場合には、両エッジ部の遮蔽板について、それぞれ最大で９００ｍｍずつという長い距離を移動させる必要がある。厚鋼板のように板幅が５０００ｍｍを超える鋼板を製造するラインの場合には、遮蔽板の移動距離がさらに長くなる。例えば、最小板幅が１５００〜２０００ｍｍであり、最大板幅が４０００〜５５００ｍｍである厚鋼板の場合には、板幅差が２０００〜４０００ｍｍ程度となるので、遮蔽板の移動距離も片側１０００〜２０００ｍｍずつと、さらに大きくなる。

遮蔽板の移動距離が大きくなると、設備の設置・維持等にかかる設備コストが大きくなったり、駆動装置の動作が不安定となったりするといった問題がある。例えば、エアシリンダを用いた駆動装置の場合は、一ストロークの長さを長くすることが必要であることから駆動装置の設置スペースが非常に大きくなり、設置やメンテナンス等にかかる設備コストが過大となる他、動作の安定性も良好ではなくなる。また、ワイヤーやスクリュー等を用いた駆動装置では、冷却水が鋼板の上面に衝突した際に発生する蒸気などによって駆動装置が被水してしまい、錆などを起因とした故障が発生するという問題もある。この場合、移動距離が大きい分それだけ大型の駆動装置が必要となり、故障した駆動装置の点検・交換等にかかる設備コストもその分大きくなる。また、移動距離が大きいと、錆等に起因した僅かな不具合により頻繁に動作が不安定となってしまう。その他、遮蔽板の移動距離が大きくなると、移動距離を微調整することが難しく、特定のノズルの開放−遮蔽（ＯＮ／ＯＦＦ）を厳密に制御することが難しいという問題もある。

特許文献２の方法は、個々のノズルに対してフラッパとフラッパを揺動させる揺動装置とを設けることが必要であり、設備コストが大きくなるという問題がある。例えば、図５のように、ラミナーノズルのピッチが１００ｍｍの装置を用いて、板幅が６００〜２４００ｍｍ（板幅差：１８００ｍｍ）である一般的な熱延鋼板の上面を冷却する場合、左右それぞれ１０個ずつ（合計２０個）のノズルについて個別にＯＮ／ＯＦＦを制御する必要があり、個々のノズルに対応したフラッパと揺動装置とを設置する必要があるので、設備コストが大きくなる。さらに、フラッパや揺動装置自体が嵩張ることから、個々のノズルに対応するフラッパと揺動装置とを設けることが物理的に困難となることもある。このような問題は、特に微小のノズルを短いピッチで配置する場合に顕著となる。具体的に、ノズルのピッチが５０ｍｍ、ノズルの内径が１６ｍｍ、外径が２２ｍｍである従来設備の場合には、フラッパや揺動装置の大きさを鑑みると、個々のノズルに対応するフラッパ及び揺動装置を幅方向に並べて設置するスペースを確保することは困難である。

本発明は、上記の問題を解決し、遮蔽板の移動距離を短く抑えつつ微小ノズルを短ピッチで配置する場合にも対応することができ、鋼板のエッジ部における過冷却を防止して材質のばらつきが少ない高品質の鋼板を確保することのできる鋼板の上面冷却装置及び上面冷却方法を提供することを課題とする。

本発明の手段は、下記の通りである。
［１］搬送中の鋼板の上面を冷却する鋼板の上面冷却装置であって、鋼板幅方向に配列され、鋼板の上面に冷却水を噴射するノズルと、前記ノズルの下方に配置され、冷却水を下方に通過させうる開口部を備えた遮蔽板と、一端を回転軸として回転可能であり、回転により各開口部の開閉を制御する複数の回転板と、前記回転板の下方に設けられ、前記回転板の回転を制御する支持部材と、前記支持部材を変位させる駆動装置と、を備え、前記支持部材は、その変位方向における寸法が、鋼板幅方向の端部に向かうにつれて大きくなっている鋼板の上面冷却装置。
［２］前記遮蔽板の上面には、前記開口部の縁辺に沿って堰板が設けられる［１］に記載の鋼板の上面冷却装置。
［３］前記遮蔽板の上面には、鋼板幅方向における外側の端辺以外の縁辺に沿って堰板が設けられる［１］又は［２］に記載の鋼板の上面冷却装置。
［４］前記遮蔽板は、鋼板幅方向の両端部に向かって下向きに傾斜し、前記遮蔽板の傾斜角度は、１°以上である［１］から［３］までのいずれか一つに記載の鋼板の上面冷却装置。
［５］前記駆動装置は、前記遮蔽板の鋼板幅方向における端面よりも外側に設置される［１］から［４］までのいずれか一つに記載の鋼板の上面冷却装置。
［６］前記ノズルは、鋼板長手方向に沿って複数列設けられ、前記遮蔽板は、各ノズル列に対応する開口部列を、鋼板長手方向に沿って複数列備える［１］から［５］までのいずれか一つに記載の鋼板の上面冷却装置。
［７］［１］から［６］までのいずれか一つに記載の鋼板の上面冷却装置を用いて行う鋼板の上面冷却方法であって、鋼板の板幅に応じて、前記支持部材の鋼板長手方向における位置を変位させる鋼板の上面冷却方法。
［８］前記支持部材は、鋼板長手方向における一端部の位置を揃えて配置され、鋼板の板幅が大きくなる場合には、前記遮蔽板を一端部側へ前進させ、鋼板の板幅が小さくなる場合には、前記遮蔽板を他端部側へ後退させる［７］に記載の鋼板の上面冷却方法。
［９］前記駆動装置は、所定の距離を一ストロークとして、ストローク単位で非連続的に支持部材を変位させることができ、一ストローク分支持部材を変位させることにより、鋼板幅方向におけるノズル列の遮蔽パターンを一水準変化させることができ、鋼板の板幅に応じて、少なくとも遮蔽パターンを三水準以上変化させることが可能な［７］又は［８］に記載の鋼板の上面冷却方法。

本発明では、支持部材を変位させることで開口部の開閉を制御することが可能であるから、板幅差の大きい鋼板を冷却対象とする場合であっても、鋼板の板幅に応じた駆動装置による支持部材の移動距離が小さくてすむ。よって、設備コストを抑えることができ、支持部材の変位動作を安定化させることができて、かつ個々のノズルのＯＮ／ＯＦＦを厳密に制御することができる。

また、本発明では、微小ノズルを短ピッチで配置する場合であっても、ノズルからの冷却水のＯＮ／ＯＦＦを制御するために必要な設備の設置スペースを抑えることができる。

本発明では、上記の効果を有しつつ、材質のばらつきが少ない高品質の鋼板をより確実に製造することが可能となる。

図１は、熱間圧延ラインを示す模式図である。 図２は、鋼板の上面冷却装置を長手方向に正対して見た正面図である。 図３は、特許文献１に開示された鋼板の上面冷却装置を長手方向に正対して見た正面図である。 図４は、鋼板の上面冷却装置の側面図である。 図５は、鋼板の上面冷却装置におけるノズルの配置の一例を示す模式図である。 図６は、鋼板幅方向の両端部における鋼板の上面冷却装置を示す斜視図である。 図７は、回転板が回転する態様を示す側面図である。 図８は、鋼板幅方向の一端部における開口部の開閉を制御する態様を示す斜視図である。 図９は、遮蔽板の上面に堰板を備える鋼板の上面冷却装置を示す斜視図である。 図１０は、傾斜した遮蔽板を有する鋼板の上面冷却装置を長手方向に正対して見た正面図である。

まず、図６を用いて本発明で用いられる鋼板の上面冷却装置の概要について説明する。

図６に示すように、鋼板幅方向に延在する冷却ヘッダーの下部に、鋼板幅方向に沿って複数のノズルが配列される。ノズルは、下方に位置する鋼板（図示せず）の上面に向けて冷却水を噴射する。

鋼板とノズルとの間には、遮蔽板が設けられる。遮蔽板は、鋼板の幅方向両端部の上部を覆うように配置される。図６の例では、幅方向の両端に２枚の遮蔽板が設けられる。２枚の遮蔽板の間には空隙があり、この空隙の上部に位置するノズルからの冷却水は遮蔽板によって遮蔽されることはなく、ノズルは常にＯＮ状態となっている。この空隙の幅方向長さは冷却対象とする鋼板のうち最小の板幅と略同等とすればよい。尚、図６では２枚の遮蔽板を用いる例について説明したが、１枚の遮蔽板によって同様の作用を実現することもできる。具体的には、１枚の遮蔽板の幅方向中央部に、中央部のノズル（図６の例では空隙の上部に位置するノズル）からの冷却水を常に通過させることのできる巨大な開口部を設けておけばよい。

図６に示す遮蔽板には、鋼板幅方向に配列された複数の開口部が設けられる。各開口部は、それぞれノズルの下方に位置し、各ノズルから噴射された冷却水を下方へと通過させることができる。図６の例では、幅方向の両端部に位置するそれぞれ４本ずつのノズルの下部に、それぞれ４個ずつの開口部が設けられる。

各開口部には、開口部の開閉を制御する回転板が設けられる。詳細については後述するが、回転板にはその一端に蝶番が設けられ、蝶番を備えた一端を回転軸として回転可能となっている。回転軸は、回転板のうち鋼板長手方向の一端に設け、また鋼板幅方向（鋼板長手方向とは直角の方向）と略平行とすることが好ましい。回転板が回転することによって、開口部は開状態となったり閉状態となったりする。

回転板の回転を制御する部材として、支持部材が用いられる。詳細については後述するが、支持部材は、回転板の下面を支持可能な部材である。支持部材が変位することによって、回転板の回転が制御される。また、図６のように、鋼板幅方向に複数配置された支持部材は、その一端部において鋼板幅方向に延在する梁に接続されていてもよい。この場合、梁と支持部材とは、幅方向に延在する梁から長手方向へと複数の支持部材が突出するように、櫛形状を呈する。

梁の両端には、駆動装置が設けられる。駆動装置は、梁および支持部材を変位させる部材である。支持部材の変位によって、支持部材が回転板を支持する状態と支持しない状態とが変更され、これにより冷却水の遮蔽−通過が制御される。

尚、駆動装置は、遮蔽板の鋼板幅方向における端面よりも外側に設置することが好ましい。より具体的に図６の例で、前記端面は、左側に位置する平面視矩形状の遮蔽板の左側面と、右側に位置する平面視矩形状の遮蔽板の右側面とに対応する。駆動装置を端面よりも外側に設置することにより、鋼板の上面で反射した蒸気等が駆動装置に被水することを防ぎ、駆動装置の錆等による劣化を防止することができ、駆動装置の動作をより安定させることができる。駆動装置は、１つの梁に対して幅方向の片側に１個取り付けてもよいし、図６のように幅方向の両側に１個ずつ合計２個取り付けてもよい。

各ノズルからの冷却水のＯＮ−ＯＦＦを制御する機構について、図７を用いてより具体的に説明する。図７（ａ）では支持部材の一部が回転板の下面に位置している。この場合、冷却水を回転板の上面に噴射させても、回転板の下面が支持部材によって支持されており、回転板が下方向に向かって回転することがない。よって、開口部は回転板によって塞がれた状態にあり、冷却水が鋼板の表面に到達することはない。

尚、図７では図示を省略しているが、回転板が回転することができるように、回転板は遮蔽板に蝶番を介して取り付けられていればよい。蝶番で取り付けられているのは、回転板のうち支持部材が変位する方向の一端であればよい。図７の例では、回転板の左側端面近傍に蝶番が取り付けられる。また、図７では梁の図示も省略している。

図７（ａ）の状態（遮蔽状態）から支持部材を図の左方向に向かって変位させていくと、支持部材全体が回転床の下方に位置しない、図７（ｂ）の状態（通過状態）となる。遮蔽状態から通過状態へと変化する際、冷却水の水圧によって、回転板は蝶番が取り付けられた側の端部を回転軸にして下方向へと約１／４だけ回転する。これにより遮蔽板の開口部が露出し、冷却水は開口部を介して鋼板の上面へと到達できるようになる。

尚、支持部材の変位方向は特に制限されるものではないが、開口部の開閉の制御に必要な支持部材の変位量を小さく抑えるという観点からは、支持部材の変位方向と鋼板長手方向とを略一致させることが好ましい。

このように、支持部材の位置を調節することによって、各開口部の開閉（ノズルからの冷却水のＯＮ・ＯＦＦ）を制御することができる。

次に、図８を用いて、鋼板幅方向に配列された各開口部の開閉を制御する態様についてより具体的に説明する。

図８では、鋼板幅方向の一方の端部における鋼板の上面冷却装置を示す。尚、図示は省略しているが、鋼板幅方向の他方の端部においても図８と左右対称となるように遮蔽板、支持部材、回転板等を設ければよい。図８の右側が鋼板幅方向の中央部側であり、図の左側が鋼板幅方向の端部側である。支持部材の変位方向（図の例では鋼板長手方向と一致している。）における寸法（長さ）は、幅方向の端部側（図の左側）に向かうにつれて大きくなっている。図８（ａ）では全ての回転板の下部を支持部材が支持しており、５本のノズルからの冷却水は全て遮蔽された状態（ＯＦＦ状態）となっている。

図８（ａ）のように、各支持部材は、鋼板長手方向における一端部（紙面の奥側）の位置を揃えて配置することが好ましい。

次に、梁を開口部から遠ざけるように、梁及び支持部材を鋼板長手方向に沿って変位させる。より具体的には、鋼板長手方向のうち、梁が取り付けられた側（図８では紙面の奥方向、一端部側）に向かって梁及び支持部材を前進させる。これによってまず、図８（ｂ）のように幅方向中央部側の１つの開口部が開状態となる。梁を前進させるにつれて、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、幅方向の中央部側から順番に開口部が開いていく。

より具体的には、比較的板幅の広い鋼材を冷却する際には、例えば図８（ａ）から（ｄ）のように遮蔽板を一端部側へと前進させて、より多くのノズルが噴射状態となっているようにする。一方で、比較的板幅の狭い鋼材を冷却する際には、例えば図８（ｄ）から（ａ）のように遮蔽板を他端部側へと後退させて、板幅に応じた幅分のノズルだけが噴射状態となるように調節する。尚、一例ではあるが、鋼板の幅方向における端面から、幅方向の中央部側に向かって１００ｍｍ以内に位置するノズルからの冷却水が遮蔽状態となるように、遮蔽板の変位を調節することが好ましい。

駆動装置は、所定の距離を一ストロークとして、ストローク単位で非連続的に支持部材を移動させることもできるし、連続的に支持部材の移動距離を調節することもできる。以下では、図８の例においてストローク単位で支持部材を変位させる態様について説明する。

図８の例では、（ａ）から（ｄ）までの間に、支持部材を一ストローク分（Ｌ）ずつ前進させている。一ストローク分の長さＬは、支持部材がＬだけ変位することによって幅方向両端に位置する少なくとも一対のノズル（図８では幅方向の片側のみ図示している。）が遮蔽状態から開放状態となる長さであればよい。これにより、支持部材を一ストローク分変位させることで、ノズル列の遮蔽パターンが一水準変化する。尚、遮蔽パターンとは、幅方向に一列に並んだ複数のノズル（ノズル列）における通過状態のノズルと遮蔽状態のノズルとの組み合わせのパターンをいう。

より具体的には、図８（ａ）から（ｂ）の間に支持部材をＬだけ前進させることで、幅方向中央部側に位置する一対のノズルが通過状態となる。また、一ストロークずつ支持部材を変位させることで、幅方向中央部側から順に一対ずつノズルを通過状態とするためには、各支持部材の鋼板長手方向（支持部材の変位方向）における一端部（図では梁が設けられている側の端部）の位置を揃え、かつ隣り合う支持部材の長さの差をＬと略同じ長さとすればよい。

尚、前述した遮蔽パターンは少なくとも三水準以上設けることが好ましい。これにより、複数の板幅に対応する遮蔽パターンを準備することができる。尚、広範囲の板幅に対応するためには、四水準以上の遮蔽パターンを準備することがより好ましい。

さらに、具体的な数値例を用いて前述した長さ（Ｌ）について説明する。例えば、幅方向のノズルのピッチが１００ｍｍであり、図５に示す配置のノズル列により板幅６００〜２４００ｍｍの鋼板の上面を冷却する場合について考える。尚、一列のノズル数は合計で２５本であり、中央に位置する５本のノズルは常に通過状態とする。それ以外のノズルについては、左右対称の位置にあるノズルが同様の形状・大きさの開口部及び回転板によってＯＮ−ＯＦＦの制御を受ける。また、支持部材の長手方向の寸法は、幅方向の中央部から端部に向かってＬずつ長くする。この場合、遮蔽板を長手方向に沿って一ストロークずつ後退させることによって、幅方向の左右にある１０組のノズルは、幅方向端部から順番に１組ずつＯＮ状態からＯＦＦ状態となる。これら１０組のノズルのＯＮ状態−ＯＦＦ状態によって、合計１１水準の遮蔽パターンが形成される。

このように、１１水準の遮蔽パターンを形成するために必要なストローク数は１０である。Ｌの長さを５ｍｍとすると、合計のストローク量が僅か５０ｍｍでも、６００ｍｍ〜２４００ｍｍという広い種類の板幅の鋼板に対応することができる。このように、広い種類の板幅の鋼板を対象とする場合であっても、駆動装置による駆動量が少なくてすむので、安定的な動作が期待でき、また設置スペースも小さくて済む。さらに、幅方向のノズルピッチが５０ｍｍのように短ピッチでノズルが設置される場合にも、遮蔽板を幅方向に変位させる必要がなく、短ストロークでの冷却水の通過−遮蔽の制御が可能となる。

尚、開口部の開閉に必要なストローク量を小さくし、ノズル個々のＯＮ−ＯＦＦの制御性を良好にするには、隣接する支持部材の長手方向における寸法の差を１０ｍｍ以下とすることが好ましく、５ｍｍ以下とすることがさらに好ましい。

図９に示すように、遮蔽板の上面において開口部の縁辺に沿って堰板を設けることが好ましい。堰板を設けることで、遮蔽板の上面に滞留した冷却水が一度に大量に開口部から流下することが防止される。これにより、大量の冷却水の流下によって鋼板幅方向に沿って冷却が不均一となることが防止される。尚、開口部近傍に大量の冷却水が滞留することを防止するという観点からは、開口部を遮蔽板によって囲繞しない方がよく、開口部の縁辺のうち少なくとも一部には堰板を設けない領域を設けることが好ましい。

また、遮蔽板自体の縁辺に沿って堰板を設けることも好ましい。より具体的には、遮蔽板の縁辺のうち、鋼板幅方向の外側の端辺（図９の例では遮蔽板の左側の端面に沿った縁辺）以外の縁辺に沿って堰板を設けることが好ましい。これにより、遮蔽板の上部における冷却水は鋼板幅方向の両端部側へと排水されやすくなり、滞留した冷却水が鋼板の上面へ落下することをより確実に防止することができる。

堰板は、上方向に向かって延在していればよい。遮蔽した冷却水を完全にせき止めるために、堰板の高さは好ましくは２０ｍｍ以上、さらに好ましくは４０ｍｍ以上とするのが良い。また、堰板の高さが大きすぎると、他の設備等との干渉を防ぐ目的から遮蔽板の高さを下げざるを得ず、鋼板のパスラインから遮蔽板までの距離が短くなりすぎて、鋼板との衝突が懸念されるので、堰板の高さは３００ｍｍ以下とするのが良い。

前記遮蔽板の上面における冷却水の滞留を防止するために、遮蔽板を幅方向端部に向かって下向きに傾斜させ、冷却水を幅方向の外側へ排水することが有効である。図１０に具体例を示す。遮蔽板の傾斜角度は、遮蔽板の表面と水平面との間でなす角度をいう。冷却水を速やかに排出するためには、傾斜角度を１°以上とすることが好ましい。傾斜角度が１°よりも小さくなると、冷却水の滞留を完全に防止することができず、滞留した冷却水が開口部から落下することで、鋼板の幅方向における冷却がやや不均一となることがある。排水性の観点から、傾斜角度はさらに好ましくは３°以上、特に好ましくは５°以上が良い。尚、傾斜角度が３０°より大きいと、鋼板のパスラインから遮蔽物までの距離が短くなりすぎて、鋼板との衝突が懸念されるので、傾斜角度は３０°以下とするのが良い。また、排水されるまでの滞留水の移動距離を少なくし、左右で均等に排水を行うという観点からは、図１０のように幅方向の中央部を対称として、左右で遮蔽板を同等程度傾斜させることが好ましい。

また、図示していないが、鋼板長手方向に沿って複数列設けられたノズル列に対応するように、複数の開口部列を１枚の遮蔽板に設けることもできる。これにより、１枚の遮蔽板で複数のノズル列のＯＮ−ＯＦＦを制御することができるようになり、部品点数を減らすことができる。

尚、以上の説明では主に熱延鋼板のランアウト冷却について説明したが、本発明は厚鋼板の制御冷却や、厚鋼板及び熱延鋼板の圧延時における冷却についても同様に適用することが可能である。また、冷却方式についてもラミナーノズルによる冷却に限らず、スプレーノズルによる冷却の場合も同様に本発明を適用することができる。

（実施例）
以下、本発明の実施例について説明する。

図１で示す熱間圧延ラインを用いて圧延作業を行った。具体的には、２５０ｍｍの厚みのスラブを加熱炉で再加熱した後、一次スケールをデスケーリング装置によって除去し、粗圧延機によって５０ｍｍの厚みまで圧延し、仕上圧延機によって１５ｍｍの厚みまで圧延した後、鋼板をランアウトテーブルで冷却し、コイラーで巻き取った。本ラインで製造可能な板幅は最小で６００ｍｍ、最大で２４００ｍｍであった。本実施例では、板幅が６００ｍｍ、１２００ｍｍ、２０００ｍｍという３種類の鋼板について、ランアウトテーブルで９００℃から５５０℃まで冷却した。

ランアウトテーブルでは、鋼板の上面を円管状のラミナーノズルを用いて冷却し、下面をスプレーノズルを用いて冷却した。上面のラミナーノズル及び下面のスプレーノズルは、最大板幅まで冷却できるように、幅方向の長さで２４００ｍｍの範囲で冷却水を噴射できるようになっている。また、冷却前後の鋼板の温度分布は放射温度計によって測定される。

鋼板の上面側におけるラミナーノズルによる冷却条件は、以下の通りとした。
（冷却条件）
ノズルの噴射口から鋼板上面までの距離：１５００ｍｍ
ノズルの内径：１６ｍｍ
鋼板幅方向におけるノズル間のピッチ：１００ｍｍ
ノズル１本あたりの流量：３０Ｌ／ｍｉｎ

本発明例では、ラミナーノズルの下方に、図８で示した遮蔽板、支持部材、及び駆動装置等を鋼板の幅方向両端部に設置した。幅方向中央部側から１つずつ（両端で１対ずつ）のノズルからの冷却水を順番にＯＦＦ状態にするために必要なストロークＬは１０ｍｍであった。

また、本発明例２及び３では、図９で示すように開口部の縁辺及び遮蔽板の縁辺に沿って堰板を設けた。本発明例３〜６では、図１０のように幅方向の中央部を対称として所定の角度だけ左右の遮蔽板を傾斜させた。

一方、比較例としては、ノズルと鋼板との間に遮蔽板を設けないという条件で同様の実験を行った。

所定の材質を得るためには幅方向の中央部と幅方向の端部との温度偏差ΔＴを４０℃以内とする必要があり、製造条件のばらつきを考慮すると、好ましくは３０℃以内、さらに好ましくは２０℃以内であればなお良い。４０℃＜ΔＴでは材質不良が生じるので（×）とし、３０℃＜ΔＴ≦４０℃では材質と温度均一性は基準を一応は満足するがやや材質にばらつきがあるので（△）とし、２０℃＜ΔＴ≦３０℃は材質と温度の均一性が共に良好であるので（○）とし、ΔＴ≦２０℃は材質と温度の均一性が極めて良好であるので（◎）と評価した。結果を以下の表１に示す。

本発明例１〜６では、幅方向の外側ほど長手方向寸法が小さい支持部材を設けた遮蔽板をノズル下方に設置しており、いずれの鋼板幅においてもΔＴは３０℃以下となっており、材質ばらつきの少ない高品質の鋼板を製造することができた。

特に、本発明例２と３とでは、遮蔽板の上面に堰板を設置しており、遮蔽した冷却水が開口部から流下することがなく、温度差を更に小さくすることができた。また、本発明例４〜６では、遮蔽板を幅方向に沿って傾斜させており、遮蔽した冷却水の開口部からの流下量が少なくなり、温度差を更に小さくすることができた。

比較例１では、鋼板の上面に到達した冷却水が形成する幅方向端部へ向かう水流によって、鋼板のエッジ部が過冷却となり、所定の材質が得られなかった。

Claims (9)

1. 搬送中の鋼板の上面を冷却する鋼板の上面冷却装置であって、
   鋼板幅方向に配列され、鋼板の上面に冷却水を噴射するノズルと、
   前記ノズルの下方に配置され、冷却水を下方に通過させうる開口部を備えた遮蔽板と、
   一端を回転軸として回転可能であり、回転により各開口部の開閉を制御する複数の回転板と、
   前記回転板の下方に設けられ、前記回転板の回転を制御し、鋼板長手方向に沿って変位可能な支持部材と、
   前記支持部材を変位させる駆動装置と、を備え、
   前記支持部材は、その変位方向における寸法が、鋼板幅方向の端部に向かうにつれて大きくなっている鋼板の上面冷却装置。
2. 前記遮蔽板の上面には、前記開口部の縁辺に沿って堰板が設けられる請求項１に記載の鋼板の上面冷却装置。
3. 前記遮蔽板の上面には、鋼板幅方向における外側の端辺以外の縁辺に沿って堰板が設けられる請求項１又は２に記載の鋼板の上面冷却装置。
4. 前記遮蔽板は、鋼板幅方向の両端部に向かって下向きに傾斜し、
   前記遮蔽板の傾斜角度は、１°以上である請求項１から３までのいずれか一項に記載の鋼板の上面冷却装置。
5. 前記駆動装置は、前記遮蔽板の鋼板幅方向における端面よりも外側に設置される請求項１から４までのいずれか一項に記載の鋼板の上面冷却装置。
6. 前記ノズルは、鋼板長手方向に沿って複数列設けられ、
   前記遮蔽板は、各ノズル列に対応する開口部列を、鋼板長手方向に沿って複数列備える請求項１から５までのいずれか一項に記載の鋼板の上面冷却装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の鋼板の上面冷却装置を用いて行う鋼板の上面冷却方法であって、
   鋼板の板幅に応じて、前記支持部材の位置を変位させる鋼板の上面冷却方法。
8. 前記支持部材は、その変位方向における一端部の位置を揃えて配置されるとともに、
   鋼板の板幅が大きくなる場合には、前記遮蔽板を一端部側へ前進させ、
   鋼板の板幅が小さくなる場合には、前記遮蔽板を他端部側へ後退させる請求項７に記載の鋼板の上面冷却方法。
9. 前記駆動装置は、所定の距離を一ストロークとして、ストローク単位で非連続的に支持部材を変位させることができ、
   一ストローク分支持部材を変位させることにより、鋼板幅方向におけるノズル列の遮蔽パターンを一水準変化させることができ、
   鋼板の板幅に応じて、少なくとも遮蔽パターンを三水準以上変化させることが可能な請求項７又は８に記載の鋼板の上面冷却方法。