JP7874730B2 - 金属帯の冷却装置、金属帯の熱処理設備及び金属帯の冷却方法 - Google Patents

Description

本開示は、金属帯の冷却装置、金属帯の熱処理設備及び金属帯の冷却方法に関する。

金属帯の製造工程において、所望の性質を有する金属帯を得る等の目的で、加熱後の金属帯を急冷することがある。

特許文献１には、液体又はガスと液体の混合物を噴霧するためのノズルを含む急速冷却部を備えた連続金属ストリップ処理ラインが開示されている。この連続金属ストリップ処理ラインでは、急速冷却部にて、ノズルから上述の液体又は混合物をストリップに噴霧することにより、４００℃／秒から１２００℃／秒の間の速度でストリップを冷却するようになっている。

特表２０２０－５１３４８０号公報

金属帯の製造工程において、金属帯の急冷時等に金属帯を効率的に冷却することが望まれる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、金属帯の効率的な冷却が可能な金属帯の冷却装置、金属帯の熱処理設備及び金属帯の冷却方法を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係る金属帯の冷却装置は、
走行する金属帯を冷却するための冷却装置であって、
前記金属帯の表面に冷却媒体を噴霧するようにそれぞれ構成された複数のノズルを備え、
前記複数のノズルの有効衝突域のうち、前記金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の前記走行方向における長さＬａと、前記一対の有効衝突域の前記走行方向における中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎは、０．２以上０．６以下であり、
前記有効衝突域は、前記ノズルから前記金属帯の表面に噴霧される前記冷却媒体に含まれる液体の前記表面における衝突密度が最大値の５０％以上となる領域である。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る金属帯の熱処理設備は、
金属帯を熱処理するための炉と、
前記炉で熱処理された前記金属帯を冷却するように構成された上述の冷却装置と、
を備える。

また、本発明の少なくとも一実施形態に係る金属帯の冷却方法は、
走行する金属帯を、複数のノズルを含む冷却装置を用いて冷却する冷却方法であって、
前記複数のノズルから前記金属帯の表面に冷却媒体を噴霧して前記金属帯を冷却するステップを備え、
前記冷却するステップでは、前記複数のノズルの有効衝突域のうち、前記金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の前記走行方向における長さＬａと、前記一対の有効衝突域の前記走行方向における中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧し、
前記有効衝突域は、前記ノズルから前記金属帯の表面に噴霧される前記冷却媒体に含まれる液体の前記表面における衝突密度が最大値の５０％以上となる領域である。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、金属帯の効率的な冷却が可能な金属帯の冷却装置、金属帯の熱処理設備及び金属帯の冷却方法が提供される。

一実施形態に係る冷却装置が適用される金属帯の熱処理設備の概略構成図である。 一実施形態に係る冷却装置を金属帯の厚さ方向から見た模式図である。 ノズルの有効噴射領域を説明するための模式図である。 一実施形態に係る冷却装置の構成を説明するための図である。 一実施形態に係る冷却装置の構成を説明するための図である。 比Ｌａ／Ｌｎと金属帯に噴霧される冷却媒体との間の熱伝達率との関係を表すグラフである。 有効衝突域の長さＬｅと金属帯に噴霧される冷却媒体との間の熱伝達率との関係を表すグラフである。 一実施形態に係る冷却装置によって冷却される金属帯の表面を板厚方向から視た図である。 一実施形態に係る冷却装置によって冷却される金属帯の表面を板厚方向から視た図である。 一実施形態に係る冷却装置によって冷却される金属帯の表面を板厚方向から視た図である。 金属帯の幅方向に並ぶ複数の有効衝突域Ｒｅを模式的に示す図である。 金属帯の幅方向に並ぶ複数の有効衝突域Ｒｅを模式的に示す図である。 熱処理時における金属帯の特定部位の温度の時間変化の一例を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（熱処理設備の構成）
図１は、一実施形態に係る冷却装置が適用される金属帯の熱処理設備の概略構成図である。同図に示すように、熱処理設備１００は、金属帯Ｓ（例えば鋼帯）を加熱するための第１の炉（不図示）と、金属帯Ｓを搬送するためのロール６と、上述の第１の炉で加熱された金属帯Ｓを冷却するための冷却装置１と、を備えている。即ち、金属帯Ｓの搬送方向における第１の炉の下流側に冷却装置１が設けられていてもよい。なお、図１中の矢印は、金属帯Ｓの搬送方向（走行方向、移動方向）を示す。

図１に示す例示的な実施形態では、上下方向に離れて設置されたロール６，６の間を、金属帯Ｓが上下方向に（図示する例では下方から上方に向かって）搬送されるようになっている。ロール６，６の間には、金属帯Ｓを挟むように一対のガイドロール８，８が設けられており、これにより、金属帯Ｓの撓みや捩れが抑制されるようになっている。

冷却装置１は、走行する金属帯を冷却するように構成される。冷却装置１は、金属帯Ｓのパスラインを挟んで、金属帯Ｓの厚さ方向（板厚方向）における両側に設けられる一対の噴出ユニット１０，１０を含む。一対の噴出ユニット１０，１０は、金属帯Ｓの表面に向けて冷却媒体を噴き出すように構成されている。このように、金属帯Ｓの表面に向けて噴出ユニット１０，１０から冷却媒体を吹き付けることにより、金属帯Ｓを効果的に冷却することができる。

特に図示しないが、幾つかの実施形態では、冷却装置１は、上から下方向或いは水平方向に沿って搬送される（走行する）金属帯Ｓを冷却するように構成されてもよい。この場合、冷却装置１は、金属帯Ｓの厚さ方向（即ち上下方向）における両側のうち少なくとも一方に設けられる噴出ユニットを含んでもよい。

熱処理設備１００は、冷却装置１で冷却された金属帯Ｓを再度加熱するための第２の炉（不図示；すなわち、金属帯Ｓの搬送方向における冷却装置１の下流側に設けられる炉）を備えていてもよい。

図２は、一実施形態に係る冷却装置１を金属帯Ｓの厚さ方向から見た模式図である。図２に示すように、噴出ユニット１０は、金属帯Ｓの表面に向けて冷却媒体を噴霧するようにそれぞれ構成された複数のノズル１６を含む。複数のノズル１６は、金属帯Ｓの走行方向（搬送方向）に沿って配列される複数のノズル列１４を構成する。複数のノズル列１４の各々は、金属帯Ｓの幅方向に沿って配列される複数のノズル１６によって構成される。冷却媒体は、水、又は、水を主成分とする液体或いはそれらと気体の混合体であってもよい。

複数のノズル列１４の各々は、冷却媒体が供給されるように構成されたヘッダ部１２に設けられていてもよい。ヘッダ部１２と、該ヘッダ部１２に設けられた複数のノズル１６とが連通しており、ヘッダ部に供給される冷却媒体が、該複数のノズル１６によって金属帯Ｓの表面に向けて噴霧されるようになっている。図１及び図２に示すように、金属帯Ｓの幅方向に沿ってそれぞれ延びる複数のヘッダ部１２が、金属帯Ｓの走行方向に沿って配列されていてもよい。ヘッダ部１２は、金属帯Ｓの幅方向に沿って延びる箱型の形状を有していてもよい。

ここで、図３を参照して、ノズル１６の有効衝突域について説明する。図３は、ノズル１６の有効噴射領域を説明するための模式図である。図３には、ノズル１６から噴霧された冷却媒体１７、及び、該冷却媒体１７に含まれる液体が衝突する金属帯Ｓの表面上の領域である衝突域Ｒ０及び有効衝突域Ｒｅが模式的に示されている。なお、図３には、金属帯Ｓの表面を平面視した場合における衝突域Ｒ０及び有効衝突域Ｒｅが示されている。

図３中のグラフ（ａ）は、金属帯Ｓの表面上の第１方向（矢印ａの示す方向）に延びるｘ軸（直線Ｌｘ）上における位置と、あるノズル１６から噴霧された冷却媒体に含まれる液体の該表面における衝突密度（単位時間あたり、単位面積あたりの供給液体量）Ｗとの関係を示すグラフである。図３中のグラフ（ｂ）は、金属帯Ｓの表面上の第１方向に直交する第２方向（矢印ｂの示す方向）に延びるｙ軸（直線Ｌｙ）上における位置と、当該ノズル１６から噴霧された冷却媒体に含まれる液体の該表面における衝突密度Ｗとの関係を示すグラフである。なおｘ軸とｙ軸とは、衝突域Ｒ０の中心（有効衝突域Ｒｅの中心）で交わっている。

本明細書において、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅ（図３参照）とは、ノズル１６から金属帯Ｓの表面に噴霧される冷却媒体１７に含まれる液体が金属帯Ｓの表面に衝突する衝突域Ｒ０（図３参照）のうち、該ノズル１６から金属帯Ｓの表面に噴霧される冷却媒体１７に含まれる液体の該表面における衝突密度Ｗが最大値の５０％以上となる領域である。

図３に示す例では、ｘ軸（直線Ｌｘ）上では、衝突域Ｒ０の中心位置ｘ０において衝突密度Ｗが最大値Ｗｍａｘであり、両端部の位置ｘ１及びｘ２において衝突密度Ｗが最大値の５０％（Ｗｍａｘ／２）である。ｙ軸（直線Ｌｙ）上では、衝突域Ｒ０の中心位置ｙ０において衝突密度Ｗが最大値Ｗｍａｘであり、両端部の位置ｙ１及びｙ２において衝突密度Ｗが最大値の５０％（Ｗｍａｘ／２）である。そして、ｘ軸におけるｘ１からｘ２までの間の領域、及び、ｙ軸におけるｙ１からｙ２までの領域を含む、輪郭Ｒｅ＊で囲まれる領域が、有効衝突域Ｒｅである。

図３に示す例では、有効衝突域Ｒｅの輪郭Ｒｅ＊は、一対の半円弧（ＳＣ１，ＳＣ２）を２本の互いに平行な直線（ＳＬ１，ＳＬ２）で接続した形状を有している。また、有効衝突域Ｒｅの第１方向における長さはａであり、第２方向における長さはｂである。

図４及び図５は、一実施形態に係る冷却装置１の構成を説明するための図である。図４は、冷却装置１を構成する複数のノズル１６によって金属帯Ｓの表面にそれぞれ形成される複数の有効衝突域Ｒｅの一例を示す模式図である。図５は、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅ、及び、該一対の有効衝突域Ｒｅを形成する一対の冷却媒体１７を模式的に示す図である。

図４に示すように、金属帯Ｓの表面には、複数のノズル１６によって複数の有効衝突域Ｒｅが形成される。なお、複数の有効衝突域Ｒｅの配列は、複数のノズル１６（破線で示される）の配列に対応する形状を有する。図４に示す複数の有効衝突域Ｒｅは互いに同一の形状を有している。図４に示す複数の有効衝突域Ｒｅの各々は、図中の直線Ｌ１に沿って延びる形状を有している。直線Ｌ１は、金属帯Ｓの幅方向に対して傾斜している。直線Ｌ１の幅方向に対する傾斜角度はθである。

図５に示すように、複数のノズル１６の有効衝突域Ｒｅ（図４参照）のうち、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅの間には非有効衝突域Ｒｎが形成される。

なお、典型的な実施形態では、例えば図４に示すように、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅは同一の形状を有するが、隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅは互いに異なる形状を有していてもよい。

幾つかの実施形態では、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅの前記走行方向における中心間距離Ｌｎに対する、該一対の有効衝突域Ｒｅの間の非有効衝突域Ｒｎの前記走行方向における長さＬａの比Ｌａ／Ｌｎは、０．２以上０．６以下である。

なお、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅは、同一のノズル列１４に含まれる一対のノズル１６，１６（例えば、図４におけるノズル１６Ａ，１６Ｂ）の有効衝突域Ｒｅ（例えば、図４における有効衝突域Ｒｅ－ＡとＲｅ－Ｂ）であってもよい。図４において、上述の一対の有効衝突域Ｒｅ－Ａ，Ｒｅ－Ｂの金属帯Ｓの走行方向における中心間距離Ｌｎはｄ１であり、該一対の有効衝突域Ｒｅ－Ａ，Ｒｅ－Ｂの間の非有効衝突域Ｒｎの金属帯Ｓの走行方向における長さＬａはｃ１である。

あるいは、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域Ｒｅは、金属帯Ｓの走行方向にて隣り合うノズル列１４，１４にそれぞれ含まれる一対のノズル１６，１６（例えば、図４におけるノズル１６Ａ，１６Ｃ）の有効衝突域Ｒｅ（例えば、図４における有効衝突域Ｒｅ－ＡとＲｅ－Ｃ）であってもよい。図４において、上述の一対の有効衝突域Ｒｅ－Ａ，Ｒｅ－Ｃの金属帯Ｓの走行方向における中心間距離Ｌｎはｄ２であり、該一対の有効衝突域Ｒｅ－Ａ，Ｒｅ－Ｃの間の非有効衝突域Ｒｎの金属帯Ｓの走行方向における長さＬａはｃ２である。

ここで、図６は、上述の比Ｌａ／Ｌｎ（横軸）と、金属帯Ｓに噴霧される冷却媒体との間の熱伝達率（縦軸）との関係を表すグラフである。なお、グラフ中の熱伝達率は、４００℃の金属帯Ｓに水を噴霧して該金属帯Ｓを冷却した際の熱伝達率の計測結果である。これらの熱伝達率の計測結果は、上述の比Ｌａ／Ｌｎを変化させながら、また、金属帯Ｓの表面における冷却媒体に含まれる液体の衝突密度を変化させながら、取得されたものである。

図６のグラフからわかるように、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下であるときに、上述の熱伝達率が高い。すなわち、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下であるときに、冷却装置１のノズル１６から噴霧された冷却媒体による金属帯Ｓの冷却効率が高い。この理由は以下のように考えられる。

即ち、上述の実施形態では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上であるので、有効衝突域Ｒｅ同士の間に形成される非有効衝突域Ｒｎの金属帯Ｓの走行方向における広さをある程度確保できる。よって、ノズル１６から噴出されて金属帯Ｓの表面に衝突した冷却媒体に含まれる液体が、有効衝突域Ｒｅに滞留せずに非有効衝突域Ｒｎを介して金属帯Ｓの表面から離れることができる。これにより、新たにノズル１６から噴出される冷却媒体の金属帯Ｓ表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率が向上する。また、上述の実施形態では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．６以下であるので、金属帯Ｓの走行方向において、金属帯Ｓの冷却に寄与しない非有効衝突域Ｒｎが広すぎない。このため、金属帯Ｓの走行方向における有効衝突域Ｒｅの広さを維持できるため、冷却効率が向上する。よって、上述の実施形態によれば、金属帯Ｓを効率的に冷却することができる。

幾つかの実施形態では、上述の比Ｌａ／Ｌｎは、０．４５以上０．５以下である。

図６のグラフからわかるように、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．４５以上０．５以下であるときに、上述の熱伝達率が特に高い。すなわち、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．４５以上０．５以下であるときに、冷却装置１のノズル１６から噴霧された冷却媒体による金属帯Ｓの冷却効率が特に高い。

即ち、上述の実施形態では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．４５以上であるので、有効衝突域Ｒｅ同士の間に形成される非有効衝突域Ｒｎの広さをより大きく確保できるので、上述のように、新たにノズル１６から噴出される冷却媒体の金属帯Ｓ表面への供給がより妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。また、上述の実施形態では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．５以下であるので、金属帯Ｓの冷却に寄与しない非有効衝突域Ｒｎをより狭くすることができる。このため、有効衝突域Ｒｅを広くすることができるため、冷却効率がより向上する。よって、上述の実施形態によれば、金属帯Ｓをより効率的に冷却することができる。

幾つかの実施形態では、金属帯Ｓの走行方向における上述の一対の有効衝突域Ｒｅの各々の長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下である。

なお、図４における一対の有効衝突域Ｒｅ－Ａ，Ｒｅ－Ｂの各々の金属帯Ｓの走行方向における長さＬｅはｂ１である。図４における一対の有効衝突域Ｒｅ－Ａ，Ｒｅ－Ｃの各々の金属帯Ｓの走行方向における長さＬｅもｂ１である。

ここで、図７は、金属帯Ｓの走行方向における有効衝突域Ｒｅの長さＬｅ（横軸）と、金属帯Ｓに噴霧される冷却媒体との間の熱伝達率（縦軸）との関係を表すグラフである。なお、グラフ中の熱伝達率は、４００℃の金属帯Ｓに水を噴霧して該金属帯Ｓを冷却した際の熱伝達率の計測結果である。これらの熱伝達率の計測結果は、上述の長さＬｅを変化させながら、また、金属帯Ｓの表面における冷却媒体に含まれる液体の衝突密度を変化させながら、取得されたものである。

図７のグラフからわかるように、上述の長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下であるときに、上述の熱伝達率が高い。すなわち、上述の長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下であるときに、冷却装置１のノズル１６から噴霧された冷却媒体による金属帯Ｓの冷却効率が高い。この理由は以下のように考えられる。

即ち、上述の実施形態では、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅの長さＬｅが８０ｍｍ以上であるので、金属帯Ｓが有効衝突域Ｒｅを通過するのにある程度時間を要するため、金属帯Ｓが有効衝突域Ｒｅを通過している間に、金属帯Ｓの表面温度が膜沸騰領域から遷移沸騰領域に入りやすくなる。このため、金属帯Ｓをより効率的に冷却することができる。また、上述の実施形態では、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅの長さＬｅが１４０ｍｍ以下であるので、有効衝突域Ｒｅ内に形成される液膜の非有効衝突域Ｒｎまでの移動距離が比較的短い。よって、有効衝突域Ｒｅ内に形成された液膜が非有効衝突域Ｒｎに流出しやすく、該非有効衝突域Ｒｎを介して金属帯Ｓの表面からスムーズに離れることができる。これにより、新たにノズル１６から噴出される冷却媒体の金属帯Ｓ表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。よって、上述の実施形態によれば、金属帯をより効率的に冷却することができる。

なお、１つの有効衝突域Ｒｅでの冷却中に膜沸騰領域から遷移沸騰領域に入ると、金属帯Ｓ表面から液体への熱流束が急激に上がり、次の有効衝突域Ｒｅに入るまで遷移沸騰領域の温度に維持されやすいため、金属帯Ｓの温度低下がスムーズに進む。これに対し、１つの有効衝突域Ｒｅでの冷却中に膜沸騰領域から遷移沸騰領域に入る手前までしか冷却が進まないと、金属帯Ｓの表面温度が回復（上昇）してしまい、次の有効衝突域Ｒｅに入ったときに、再度膜沸騰領域からの冷却となってしまい、冷却効率が低下する。この点において、上述したように、有効衝突域Ｒｅの長さがある程度長いほうが有利である。

図８～図１０は、それぞれ、一実施形態に係る冷却装置１によって冷却される金属帯Ｓの表面を板厚方向から視た図であり、冷却装置１のノズル１６の有効衝突域Ｒｅを模式的に示す図である。なお、図８～図１０に示す例では、複数のノズル１６の各々について有効衝突域Ｒｅが存在し、複数の有効衝突域Ｒｅの配列は、複数のノズル１６の配列に対応する形状を有する。

幾つかの実施形態では、例えば図８に示すように、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅは、円形である。すなわち、有効衝突域Ｒｅの輪郭Ｒｅ＊は円弧形状を有する。

幾つかの実施形態では、図９及び図１０に示す複数の有効衝突域Ｒｅの各々は、金属帯Ｓの幅方向に沿う方向（直線Ｌ１の方向）に延びる形状を有している。

幾つかの実施形態では、例えば図９及び図１０に示すように、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅは、金属帯Ｓの幅方向に沿って延びる（あるいは直線Ｌ１の方向に延びる）第１軸Ｌａ、及び、該第１軸Ｌａに交差する方向に延びる第２軸Ｌｂを有する形状を有し、第１軸Ｌａの長さは第２軸Ｌｂの長さよりも長い。なお、第１軸Ｌａが金属帯Ｓの幅方向に沿っている、とは、幅方向（直線ＬＷで示す）に対する第１軸Ｌａの角度θが４５度未満であることを意味する。なお、図９及び図１０に示す例示的な実施形態では、上述の第１軸Ｌａと第２軸Ｌｂとが直交している。

上述の実施形態では、有効衝突域Ｒｅは、金属帯Ｓの幅方向に沿った第１軸Ｌａ及び該第１軸Ｌａに交差する第２軸Ｌｂを有する形状を有するとともに、第１軸Ｌａが第２軸Ｌｂよりも長いので、金属帯Ｓの走行方向（幅方向に交差する方向）における有効衝突域Ｒｅの長さが過度に長くなりにくい。よって、ノズル１６から噴霧された冷却媒体に含まれる液体が有効衝突域Ｒｅから非有効衝突域Ｒｎ（図３参照）に移動しやすく、有効衝突域Ｒｅに滞留せずに非有効衝突域Ｒｎを介して金属帯Ｓの表面からスムーズに離れやすくなる。これにより、新たにノズル１６から噴出される冷却媒体の金属帯Ｓ表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。

幾つかの実施形態では、上述の第１軸Ｌａは、金属帯Ｓの幅方向に対して傾斜している。即ち、幾つかの実施形態では、金属帯Ｓの幅方向（直線ＬＷの方向）に対する第１軸Ｌａの角度θ（図９又は図１０参照）が０よりも大きい。

この場合、特定の幅方向位置に着目すると、第１軸Ｌａを金属帯Ｓの幅方向に対して傾斜させない場合（即ち、第１軸Ｌａが幅方向に対して平行である場合）に比べて、金属帯Ｓの走行方向において、有効衝突域Ｒｅが存在する領域の割合を大きくすることができる。よって、金属帯Ｓの走行方向における冷却むらを抑制することができ、これにより、品質の良好な金属帯Ｓを製造しやすくなる。

幾つかの実施形態では、上述の角度θが１８度以下である。

上述の実施形態では、上述の角度θが１８度以下であるので、有効衝突域Ｒｅに侵入する金属帯Ｓの冷却されるタイミングが幅方向の位置によって大きく異なることがない。このため、金属帯Ｓの板幅方向においての表面温度が遷移沸騰温度となるタイミングの差を小さくすることができる。よって、金属帯Ｓの幅方向における冷却むらをより効果的に抑制することができる。

幾つかの実施形態では、上述の角度θが５度以上１５度以下である。

上述の実施形態では、上述の角度θが５度以上１５度以下であるので、金属帯Ｓの走行方向及び幅方向における冷却むらをさらに効果的に抑制することができる。よって、品質の良好な金属帯をより製造しやすくなる。

幾つかの実施形態では、例えば図９に示すように、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅは、金属帯Ｓの幅方向に沿った第１軸Ｌａを長軸とし、かつ、該第１軸Ｌａに直交する第２軸Ｌｂを短軸とする楕円の形状を有する。

幾つかの実施形態では、例えば図１０に示すように、ノズル１６の有効衝突域Ｒｅの輪郭Ｒｅ＊有効衝突域の輪郭は、一対の半円弧ＳＣ１，ＳＣ２を２つの直線ＳＬ１，ＳＬ２で接続した形状を有する。なお、図１０に示す例示的な実施形態では、一対の半円弧ＳＣ１，ＳＣ２は同一の半径を有し、２つの直線ＳＬ１，ＳＬ２は互いに平行である。以下、例えば図１０に示すような、一対の半円弧と、該半円弧を接続する２本の平行な直線とで形成される形状を、便宜的に長円形状と呼ぶ。

上述の実施形態では、有効衝突域Ｒｅの輪郭Ｒｅ＊は、一対の半円弧ＳＣ１，ＳＣ２を２つの直線ＳＬ１，ＳＬ２で接続した形状を有するので、金属帯Ｓの走行方向全長にわたる冷却媒体の噴霧量の積算値が幅方向で均一となる領域を広くすることができる。よって、金属帯Ｓの幅方向における冷却むらをより効果的に低減することができる。

図１１及び図１２は、金属帯Ｓの幅方向に並ぶ複数の有効衝突域Ｒｅ（Ｒｅ１～Ｒｅ５）を模式的に示す図である。これらの有効衝突域Ｒｅの各々は長円形状（図１０参照）を有する。図１１及び図１２に示す例において、複数の有効衝突域Ｒｅ１～Ｒｅ５の各々は、金属帯Ｓの幅方向に沿って延びており、その長さ（長軸の長さ）はａである。また、複数の有効衝突域Ｒｅ１～Ｒｅ５の延在方向（長軸の方向；直線Ｌ１で示す方向）の金属帯Ｓの幅方向に対する角度はθ（ただし、０度＜θ＜４５度）である。また、複数の有効衝突域Ｒｅ１～Ｒｅ５の長軸は、金属帯Ｓの幅方向における一方側の端点Ａ１～Ａ５、及び、金属帯Ｓの幅方向における他方側の端点Ｂ１～Ｂ５をそれぞれ有する。

幾つかの実施形態では、金属帯Ｓの幅方向に並ぶ複数の有効衝突域のうち、一の有効衝突域Ｒｅの端点Ａ（例えば図１１及び図１２のＲｅ１）と、金属帯Ｓの幅方向にて該一の有効衝突域Ｒｅの端点Ａ（図11及び図１２のＡ１）に最も近接する端点Ｂを有する他の一の有効衝突域Ｒｅ（図１１及び図１２では有効衝突域Ｒｅ４）の端点Ｂ（図１１及び図１２ではＢ４）との金属帯Ｓの幅方向における距離Ｌ、有効衝突域Ｒｅの長軸の長さａ、及び、該長軸の幅方向に対する角度θが、下記式（ａ）の関係を有する。
－０．１≦Ｌ／（ａ×ｃｏｓ（θ））≦０．１ …（ａ）

金属帯Ｓの幅方向において、上述の一の有効衝突域Ｒｅの端点Ａ（例えば有効衝突域Ｒｅ１の端点Ａ１）と、上述の他の一の有効衝突域Ｒｅの端点Ｂ（例えば有効衝突域Ｒｅ４の端点Ｂ４）との間の区間Ｒａと、それ以外の区間Ｒｂとでは、金属帯Ｓが有効衝突域Ｒｅの長さ（ａ×ｓｉｎ（θ））だけ走行したときに通過する有効衝突域の数が異なる。

例えば、図１１では、金属帯Ｓが有効衝突域Ｒｅの長さ（ａ×ｓｉｎ（θ））だけ走行したとき、区間Ｒａでは２つの有効衝突域Ｒｅを通過するのに対して、区間Ｒｂでは３つの有効衝突域Ｒｅを通過する。また例えば、図１２では、金属帯Ｓが有効衝突域Ｒｅの長さ（ａ×ｓｉｎ（θ））だけ走行したとき、区間Ｒａでは４つの有効衝突域Ｒｅを通過するのに対して、区間Ｒｂでは３つの有効衝突域Ｒｅを通過する。

したがって、板幅方向における大部分を占める区間Ｒｂ以外の区間Ｒａの長さ（Ｌ）が、有効衝突域Ｒｅの板幅方向における長さ（ａ×ｃｏｓ（θ））に対して短いほうが、有効衝突域Ｒｅを通過後の板幅方向における温度むらを抑えやすくなる。よって、上述の距離Ｌ、有効衝突域Ｒｅの長軸の長さａ、及び、該長軸の幅方向に対する角度θが上記式（ａ）を満たすことにより、冷却後の金属帯Ｓの冷却むらをより効果的に抑制することができる。

図１３は、幾つかの実施形態に係る冷却方法を用いて金属帯Ｓを熱処理するときの、金属帯Ｓの特定部位の温度の時間変化の一例を示すグラフである。

図１３に示すように、幾つかの実施形態では、時刻ｔ０にて、温度Ｔ０の金属帯Ｓを第１の炉で加熱して温度Ｔ１まで昇温させた後、時刻ｔ１まで温度Ｔ１で維持する。時刻ｔ１からｔ２の間、上述した冷却装置１を用いて、金属帯Ｓを温度Ｔ２程度の温度まで冷却する（冷却ステップ）。その後、金属帯Ｓを第２の炉で加熱して、時刻ｔ３からｔ４の間、金属帯Ｓの温度をＴ２で維持する。

上述の温度Ｔ１は、６００℃以上の温度であってもよい。また、上述の温度Ｔ２は、１００℃以上４００℃以下の範囲の温度であってもよい。すなわち、上述の冷却ステップでは、６００℃以上の金属帯Ｓの表面に上述の冷却装置１のノズル１６から冷却媒体を噴霧して、１００℃以上４００℃以下の温度範囲まで金属帯Ｓを冷却するようにしてもよい。また、冷却ステップの後、金属帯Ｓの温度を１００℃以上４００℃以下の温度範囲に維持するようにしてもよい。

上述の熱処理、すなわち、金属帯Ｓを６００℃以上の高温に熱した後、１００℃～４００℃の温度範囲に急冷した後に当該温度範囲温度に維持するような熱処理は、電磁鋼板や、高張力鋼の製造工程に適用されてもよい。

幾つかの実施形態では、上述の冷却ステップでは、金属帯Ｓの冷却速度が毎秒５００℃以上となるように、複数のノズル１６から金属帯Ｓの表面に冷却媒体を噴霧するようにしてもよい。あるいは、上述の冷却ステップでは、金属帯Ｓの表面１平方メートル当たりへの冷却媒体の噴霧量が毎分５００リットル以上となるように、金属帯Ｓに冷却媒体を噴霧するようにしてもよい。冷却ステップにおいて上述した冷却装置１を用いることで、金属帯Ｓを効率的に急冷することができる。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属帯の冷却装置（１）は、
走行する金属帯（Ｓ）を冷却するための冷却装置であって、
前記金属帯の表面に冷却媒体を噴霧するようにそれぞれ構成された複数のノズル（１６）を備え、
前記複数のノズルの有効衝突域（Ｒｅ）のうち、前記金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域（Ｒｎ）の前記走行方向における長さＬａと、前記一対の有効衝突域の前記走行方向における中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎは、０．２以上０．６以下であり、
前記有効衝突域は、前記ノズルから前記金属帯の表面に噴霧される前記冷却媒体に含まれる液体の前記表面における衝突密度が最大値の５０％以上となる領域である。

上記（１）の構成によれば、冷却装置は複数のノズル含み、金属帯の表面に、複数のノズルの各々の有効衝突域が形成される。そして、金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の該走行方向における長さＬａと、一対の有効衝突域の中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下であるので、金属帯を効率的に冷却することができる。この理由は以下のように考えられる。
即ち、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上であるので、有効衝突域同士の間に形成される非有効衝突域の金属帯の走行方向における広さをある程度確保できる。よって、ノズルから噴出されて金属帯の表面に衝突した冷却媒体に含まれる液体が、有効衝突域に滞留せずに非有効衝突域を介して金属帯の表面から離れることができる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率が向上する。また、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．６以下であるので、金属帯の走行方向において、冷却に寄与しない非有効衝突域が広すぎない。このため、金属帯の走行方向における有効衝突域の広さを維持できるため、冷却効率が向上する。よって、上記（１）の構成によれば、金属帯を効率的に冷却することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記非有効衝突域の前記走行方向における長さＬａと、前記中心間距離Ｌｎとの前記比Ｌａ／Ｌｎは、０．４５以上０．５以下である。

上記（２）の構成によれば、上述の比が０．４５以上０．５以下であるので、金属帯をより効率的に冷却することができる。即ち、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．４５以上であるので、一対の有効衝突域の間に形成される非有効衝突域の金属帯の走行方向における広さをより大きく確保できるので、上述のように、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給がより妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。また、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．５以下であるので、冷却に寄与しない非有効衝突域を金属帯の走行方向にてより狭くすることができる。このため、金属帯の走行方向にて有効衝突域を広くすることができるため、冷却効率がより向上する。よって、上記（２）の構成によれば、金属帯をより効率的に冷却することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記走行方向における前記一対の有効衝突域の各々の長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下である。

上記（３）の構成では、金属帯の走行方向におけるノズルの有効衝突域の長さＬｅが８０ｍｍ以上であるので、金属帯が有効衝突域を通過するのにある程度時間を要するため、金属帯が有効衝突域を通過している間に、金属帯の表面温度が膜沸騰領域から遷移沸騰領域に入りやすくなる。このため、金属帯をより効率的に冷却することができる。また、上記（３）の構成では、ノズルの有効衝突域の長さＬｅが１４０ｍｍ以下であるので、有効衝突域内に形成される液膜の非有効衝突域までの金属帯の走行方向における移動距離が比較的短い。よって、有効衝突域内に形成された液膜が非有効衝突域に流出しやすく、該非有効衝突域を介して金属帯の表面からスムーズに離れることができる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。よって、上記（３）の構成によれば、金属帯をより効率的に冷却することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記有効衝突域は、前記金属帯の幅方向に沿った第１軸（Ｌａ）及び前記第１軸に交差する第２軸（Ｌｂ）を有する形状を有し、
前記第１軸は、前記第２軸よりも長い。

上記（４）の構成によれば、有効衝突域は、金属帯の幅方向に沿った第１軸及び該第１軸に交差する第２軸を有する形状を有するとともに、第１軸が第２軸よりも長いので、金属帯の走行方向（幅方向に交差する方向）における有効衝突域の長さが過度に長くなりにくい。よって、ノズルから噴霧された冷却媒体に含まれる液体が有効衝突域から非有効衝突域に移動しやすく、有効衝突域に滞留せずに非有効衝突域を介して金属帯の表面からスムーズに離れやすくなる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。よって、上記（４）の構成によれば、金属帯をより効率的に冷却することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記第１軸は、前記幅方向に対して傾斜している。

上記（５）の構成によれば、第１軸が金属帯の幅方向に対して傾斜しているので、第１軸を金属帯の幅方向に対して傾斜させない場合に比べて、金属帯の走行方向において、有効衝突域が存在する領域の割合を大きくすることができる。よって、金属帯の走行方向における冷却むらを抑制することができ、これにより、品質の良好な金属帯を製造しやすくなる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記第１軸の前記幅方向に対する角度（θ）は１８度以下である。

上記（６）の構成によれば、金属帯の幅方向に対する第１軸の角度が１８度以下であるので、有効衝突域に侵入する金属帯の冷却されるタイミングが幅方向の位置によって大きく異なることがないので、金属帯の板幅方向においての表面温度が遷移沸騰温度となるタイミングの差を小さくすることができる。よって、金属帯の幅方向における冷却むらを抑制することができ、これにより、品質の良好な金属帯を製造しやすくなる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、
前記第１軸の前記幅方向に対する角度は５度以上１５度以下である。

上記（７）の構成によれば、金属帯の幅方向に対する第１軸の角度が５度以上１５度以下であるので、金属帯の走行方向及び幅方向における冷却むらをより効果的に抑制することができる。よって、品質の良好な金属帯をより製造しやすくなる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（７）の何れかの構成において、
前記有効衝突域の輪郭（Ｒｅ＊）は、一対の半円弧を２つの直線で接続した形状を有する。

上記（８）の構成によれば、有効衝突域の輪郭は、一対の半円弧を２つの直線で接続した形状を有するので、金属帯の走行方向全長にわたる冷媒の噴霧量の積算値が幅方向で均一となる領域を広くすることができる。よって、金属帯の幅方向における冷却むらをより効果的に低減することができる。

（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属帯の熱処理設備（１００）は、
金属帯を熱処理するための炉と、
前記炉で熱処理された前記金属帯を冷却するように構成された上記（１）乃至（８）の何れか一項に記載の冷却装置（１）と、
を備える。

上記（９）の構成によれば、冷却装置は複数のノズル含み、金属帯の表面に、複数のノズルの各々の有効衝突域が形成される。そして、金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の該走行方向における長さＬａと、一対の有効衝突域の中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下であるので、金属帯を効率的に冷却することができる。この理由は以下のように考えられる。
即ち、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上であるので、有効衝突域同士の間に形成される非有効衝突域の金属帯の走行方向における広さをある程度確保できる。よって、ノズルから噴出されて金属帯の表面に衝突した冷却媒体に含まれる液体が、有効衝突域に滞留せずに非有効衝突域を介して金属帯の表面から離れることができる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率が向上する。また、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．６以下であるので、金属帯の走行方向において、冷却に寄与しない非有効衝突域が広すぎない。このため、金属帯の走行方向における有効衝突域の広さを維持できるため、冷却効率が向上する。よって、上記（９）の構成によれば、金属帯を効率的に冷却することができる。

（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係る金属帯の冷却方法は、
走行する金属帯（Ｓ）を、複数のノズル（１６）を含む冷却装置（１）を用いて冷却する冷却方法であって、
前記複数のノズルから前記金属帯の表面に冷却媒体を噴霧して前記金属帯を冷却するステップを備え、
前記冷却するステップでは、前記複数のノズルの有効衝突域（Ｒｅ）のうち、前記金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域（Ｒｎ）の前記走行方向における長さＬａと、前記一対の有効衝突域の前記走行方向における中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧し、
前記有効衝突域は、前記ノズルから前記金属帯の表面に噴霧される前記冷却媒体に含まれる液体の前記表面における衝突密度が最大値の５０％以上となる領域である。

上記（１０）の方法によれば、冷却装置は複数のノズル含み、金属帯の表面に、複数のノズルの各々の有効衝突域が形成される。そして、金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の該走行方向における長さＬａと、一対の有効衝突域の中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下であるので、金属帯を効率的に冷却することができる。この理由は以下のように考えられる。
即ち、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上であるので、有効衝突域同士の間に形成される非有効衝突域の金属帯の走行方向における広さをある程度確保できる。よって、ノズルから噴出されて金属帯の表面に衝突した冷却媒体に含まれる液体が、有効衝突域に滞留せずに非有効衝突域を介して金属帯の表面から離れることができる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率が向上する。また、上記構成では、上述の比Ｌａ／Ｌｎが０．６以下であるので、金属帯の走行方向において、冷却に寄与しない非有効衝突域が広すぎない。このため、金属帯の走行方向における有効衝突域の広さを維持できるため、冷却効率が向上する。よって、上記（１０）の方法によれば、金属帯を効率的に冷却することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の方法において、
前記冷却するステップでは、前記金属帯の表面１平方メートル当たりへの前記冷却媒体の噴霧量が毎分５００リットル以上となるように、前記複数のノズルから前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する。

上記（１１）の方法によれば、金属帯の表面１平方メートル当たりへの冷却媒体の噴霧量が毎分５００リットル以上となるように、金属帯に冷却媒体を噴霧するようにしたので、このように金属帯を急冷する場合において、金属帯を効率的に冷却することができる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の方法において、
前記冷却するステップでは、６００℃以上の前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧して、１００℃以上４００℃以下の温度範囲まで前記金属帯を冷却する。

上記（１２）の方法によれば、６００℃以上の金属帯に冷却媒体を噴霧して、１００℃以上４００℃以下の温度範囲まで金属帯を冷却する。よって、この温度帯で金属帯を冷却する場合において、金属帯を効率的に冷却することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１２）の何れかの方法において、
前記冷却するステップでは、前記有効衝突域の前記走行方向における長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ未満となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する。

上記（１３）の方法では、金属帯の走行方向におけるノズルの有効衝突域の長さＬｅが８０ｍｍ以上であるので、金属帯が有効衝突域を通過するのにある程度時間を要するため、金属帯が有効衝突域を通過している間に、金属帯の表面温度が膜沸騰領域から遷移沸騰領域に入りやすくなる。このため、金属帯をより効率的に冷却することができる。また、上記（１３）の方法では、ノズルの有効衝突域の長さＬｅが１４０ｍｍ以下であるので、有効衝突域内に形成される液膜の非有効衝突域までの金属帯の走行方向における移動距離が比較的短い。よって、有効衝突域内に形成された液膜が非有効衝突域に流出しやすく、該非有効衝突域を介して金属帯の表面からスムーズに離れることができる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。よって、上記（１３）の方法によれば、金属帯をより効率的に冷却することができる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１０）乃至（１３）の何れかの方法において、
前記冷却するステップでは、前記有効衝突域が、前記金属帯の幅方向に沿った第１軸（Ｌａ）と、前記第１軸に直交する第２軸（Ｌｂ）と、を有し、かつ、前記第１軸が前記第２軸よりも長い形状となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する。

上記（１４）の方法によれば、有効衝突域は、金属帯の幅方向に沿った第１軸及び該第１軸に交差する第２軸を有する形状を有するとともに、第１軸が第２軸よりも長いので、金属帯の走行方向（幅方向に交差する方向）における有効衝突域の長さが過度に長くなりにくい。よって、ノズルから噴霧された冷却媒体に含まれる液体が有効衝突域から非有効衝突域に移動しやすく、有効衝突域に滞留せずに非有効衝突域を介して金属帯の表面からスムーズに離れやすくなる。これにより、新たにノズルから噴出される冷却媒体の金属帯表面への供給が妨げられ難くなり、冷却効率がより向上する。よって、上記（１４）の方法によれば、金属帯をより効率的に冷却することができる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の方法において、
前記冷却するステップでは、前記第１軸を前記幅方向に対して傾斜させた状態で、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する。

上記（１５）の方法によれば、第１軸が金属帯の幅方向に対して傾斜しているので、第１軸を金属帯の幅方向に対して傾斜させない場合に比べて、金属帯の走行方向において、有効衝突域が存在する領域の割合を大きくすることができる。よって、金属帯の走行方向における冷却むらを抑制することができ、これにより、品質の良好な金属帯を製造しやすくなる。

（１６）幾つかの実施形態では、上記（１４）又は（１５）の方法において、
前記冷却ステップでは、前記有効衝突域の輪郭が、一対の半円弧を２つの直線で接続した形状を有するように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する。

上記（１６）の方法によれば、有効衝突域の輪郭は、一対の半円弧を２つの直線で接続した形状を有するので、金属帯の走行方向全長にわたる冷媒の噴霧量の積算値が幅方向で均一となる領域を広くすることができる。よって、金属帯の幅方向における冷却むらをより効果的に低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

１ 冷却装置
６ ロール
８ ガイドロール
１０ 噴出ユニット
１２ ヘッダ部
１４ ノズル列
１６，１６Ａ～１６Ｃ ノズル
１７ 冷却媒体
１００ 熱処理設備
Ａ（Ａ１～Ａ５） 端点
Ｂ（Ｂ１～Ｂ５） 端点
Ｌａ 第１軸
Ｌｂ 第２軸
Ｌｎ 中心間距離
Ｒ０ 衝突域
Ｒｅ 有効衝突域
Ｒｅ＊ 輪郭
Ｒｎ 非有効衝突域
Ｓ 金属帯

Claims (15)

1. 走行する金属帯を冷却するための冷却装置であって、
   前記金属帯の表面に冷却媒体を噴霧するようにそれぞれ構成された複数のノズルを備え、
   前記複数のノズルの有効衝突域のうち、前記金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の前記走行方向における長さＬａと、前記一対の有効衝突域の前記走行方向における中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎは、０．２以上０．６以下であり、
   前記有効衝突域は、前記ノズルから前記金属帯の表面に噴霧される前記冷却媒体に含まれる液体の前記表面における衝突密度が最大値の５０％以上となる領域である
   金属帯の冷却装置。
2. 前記非有効衝突域の前記走行方向における長さＬａと、前記中心間距離Ｌｎとの前記比
   Ｌａ／Ｌｎは、０．４５以上０．５以下である
   請求項１に記載の金属帯の冷却装置。
3. 前記走行方向における前記一対の有効衝突域の各々の長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下である
   請求項１又は２に記載の金属帯の冷却装置。
4. 前記有効衝突域は、前記金属帯の幅方向に沿った第１軸及び前記第１軸に交差する第２軸を有する形状を有し、
   前記第１軸は、前記第２軸よりも長い
   請求項１又は２に記載の金属帯の冷却装置。
5. 前記第１軸は、前記幅方向に対して傾斜している
   請求項４に記載の金属帯の冷却装置。
6. 前記第１軸の前記幅方向に対する角度は１８度以下である
   請求項５に記載の金属帯の冷却装置。
7. 前記第１軸の前記幅方向に対する角度は５度以上１５度以下である
   請求項６に記載の金属帯の冷却装置。
8. 前記有効衝突域の輪郭は、一対の半円弧を２つの直線で接続した形状を有する
   請求項４に記載の金属帯の冷却装置。
9. 金属帯を熱処理するための炉と、
   前記炉で熱処理された前記金属帯を冷却するように構成された請求項１又は２に記載の冷却装置と、
   を備える金属帯の熱処理設備。
10. 走行する金属帯を、複数のノズルを含む冷却装置を用いて冷却する冷却方法であって、
    前記複数のノズルから前記金属帯の表面に冷却媒体を噴霧して前記金属帯を冷却するステップを備え、
    前記冷却するステップでは、前記複数のノズルの有効衝突域のうち、前記金属帯の走行方向にて隣り合う一対の有効衝突域の間の非有効衝突域の前記走行方向における長さＬａと、前記一対の有効衝突域の前記走行方向における中心間距離Ｌｎとの比Ｌａ／Ｌｎが０．２以上０．６以下となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧し、
    前記有効衝突域は、前記ノズルから前記金属帯の表面に噴霧される前記冷却媒体に含まれる液体の前記表面における衝突密度が最大値の５０％以上となる領域である
    金属帯の冷却方法。
11. 前記冷却するステップでは、前記金属帯の表面１平方メートル当たりへの前記冷却媒体の噴霧量が毎分５００リットル以上となるように、前記複数のノズルから前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する
    請求項１０に記載の金属帯の冷却方法。
12. 前記冷却するステップでは、６００℃以上の前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧して、１００℃以上４００℃以下の温度範囲まで前記金属帯を冷却する
    請求項１０又は１１に記載の金属帯の冷却方法。
13. 前記冷却するステップでは、前記有効衝突域の前記走行方向における長さＬｅが８０ｍｍ以上１４０ｍｍ以下となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する
    請求項１０又は１１に記載の金属帯の冷却方法。
14. 前記冷却するステップでは、前記有効衝突域が、前記金属帯の幅方向に沿った第１軸と、前記第１軸に交差する第２軸と、を有し、かつ、前記第１軸が前記第２軸よりも長い形状となるように、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する
    請求項１０又は１１に記載の金属帯の冷却方法。
15. 前記冷却するステップでは、前記第１軸を前記幅方向に対して傾斜させた状態で、前記金属帯の表面に前記冷却媒体を噴霧する
    請求項１４に記載の金属帯の冷却方法。