201107053 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於熱軋鋼板之冷卻裝置及冷卻方法、以及 製造裝置及製造方法。本發明，尤其是，與適合使用於製 造具有超微細結晶粒之熱軋鋼板的熱軋鋼板之冷卻裝置、 冷卻方法、及製造裝置、以及具有超微細結晶粒之熱軋鋼 板之製造方法相關。 【先前技術】 汽車用及構造材等所使用之鋼材，要求具有優良之強 度、加工性、韌性等機械特性，爲了綜合地提高該等機械 特性，熱軋鋼板之結晶粒的微細化係有效的方法。所以， 大家都在硏發以得到具有微細結晶粒之熱軋鋼板爲目的的 製造方法。此外，若能使結晶粒微細化，即使減少合金元 素之添加量，亦可製造具備優良機械性質之高強度熱軋鋼 板。 熱軋鋼板之結晶粒的微細化方法，於熱軋輥軋之尤其 是後段，進行高壓下輥軋，使沃斯田鐵粒微細化且使輥軋 變形累積於粒內，冷卻後（或變態後）得到肥粒鐵粒之微 細化的方法等，係大家所熟知。其次，從抑制沃斯田鐵粒 之再結晶及復原、及促進肥粒鐵變態之觀點而言，於輥軋 後之短時間使鋼板冷卻至特定溫度以下（例如，72CTC以 下），係有效的方法。亦即，爲了製造具有微細結晶粒之 熱軋鋼板，於熱軋輥軋之後，設置可比傳統更快冷卻之冷 201107053 卻裝置來進行輥軋後之鋼板急冷，係有效的方法。 可以製造具有微細結晶粒之熱乳鋼板的技術、或適合 用以製造具有微細結晶粒之熱軋鋼板的技術，如上所示。 例如，專利文獻1係其特徵爲對由含有C: 0.01〜0.3質量 %之碳鋼或低合金鋼所構成之鋼板或板鋼進行多路徑熱軋 輥軋來製造熱軋鋼板的方法，最終輥軋路徑於Ar3點以上 之溫度結束，其後，於0.4秒以內冷卻至72(TC以下的超 微細結晶粒熱軋鋼板之製造方法。此外，專利文獻2記載 之技術，係於鋼板搬運方向依序配置熱軋輥軋機列之最終 軋台、第1冷卻裝置、第2冷卻裝置、以及捲取裝置且於 第1冷卻裝置與第2冷卻裝置之間配設著非冷卻區域之熱 軋鋼板之製造設備，第1冷卻裝置具備於鋼板之被冷卻面 形成帶狀或長圓狀之噴流衝擊域的噴嘴、及用以堰止從該 噴嘴所噴射之冷卻水的堰止滾輪，最終軋台之滾輪與堰止 滾輪間之區域形成冷卻水之水坑且被搬運至第1冷卻裝置 內之鋼板係浸漬於水坑之冷卻水中之方式來配設堰止滾輪 。此外，專利文獻3之鋼板之熱軋輥軋設備，係配置著使 鋼板一邊通過接近進行熱軋輥軋之輥軋機之入側或/及出 側之輥軋機的位置，一邊對鋼板上面供應冷卻水之冷卻設 備，該冷卻設備，於以輥軋機之工作輥堰止供應給鋼板後 之冷卻水的位置，具有具對鋼板上面朝輥軋機側以磁傾角 30°〜60°噴射棒狀冷卻水之噴嘴的集流管。其次，專利文 獻3記載著，爲了避免冷卻水分散而成爲非棒狀且無法產 生堰止冷卻水之作用的情形，上噴嘴之前端與軋製線之距 -6- 201107053 離應爲500mm〜1800mm。 [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2005-213595號公韩 [專利文獻2]日本特許第4029865號公報 [專利文獻3]日本特開2007-61838號公報 【發明內容】 依據專利文獻1所示之技術，因爲係將溫 以上之鋼板，於最終輥軋路徑結束後之0.4秒 720°C，故可製造超微細結晶粒（例如，平均 以下之結晶粒、以下相同）之熱軋鋼板。然而 1並未揭示，於最終輥軋路徑結束至0.4秒以 卻至720°C之冷卻裝置的詳細構成。此外，依 2所揭示之技術，因爲使鋼板浸漬在形成於熱 之最終軋台之滾輪與堰止滾輪間之區域的冷卻 可提高熱軋鋼板之冷卻能率。此處，製造具有 粒之熱軋鋼板時所必要之急冷，如專利文獻1 至少4 0 0 °C /s以上之冷卻速度，所以，要求對 騰冷卻進行急冷。然而，如專利文獻2所示， 冷卻水之水坑來冷卻鋼板，很難將衝擊鋼板表 的衝擊壓力增大至可進行核沸騰冷卻之程度， 有超微細結晶粒之熱軋鋼板，存在著進一步進 的課題。此外，製造具有超微細結晶粒之熱軋 度爲Ar3點 以內冷卻至 ί徑爲2 μ m ，專利文獻 內將鋼板冷 據專利文獻 乳輥軋機列 水水坑，應 超微細結晶 上所示，係 鋼板以核沸 積極地形成 面之冷卻水 爲了製造具 行技術改良 鋼板時所必 201107053 要之急冷時，必須使衝擊鋼板表面之冷卻水之衝擊壓力達 到特定値以上，相對於此，專利文獻3所示之技術時’只 針對供應給鋼板之棒狀冷卻水的噴射角度進行規定。此外 ，專利文獻3時，對鋼板噴射之冷卻水因爲會流至鋼板與 工作輥接觸之部位，故可對該部位立即進行冷卻，然而’ 衝擊後在鋼板上流動之冷卻水無法進行充份之急冷’該部 分之冷卻幾乎無法期望超微細結晶粒之形成。所以’單純 利用該技術，有難以製造具有超微細結晶粒之熱軋鋼板的 問題。 所以，本發明之課題，係在提供可製造具有超微細結 晶粒之熱軋鋼板且可提高冷卻水使用效率之熱軋鋼板之冷 卻裝置及熱軋鋼板之冷卻方法、以及熱軋鋼板之製造裝置 及熱軋鋼板之製造方法。 本發明人等，進行具有超微細結晶粒之熱軋鋼板（以 下，亦稱爲「超微細粒鋼」）之製造相關硏究調査’而得 到以下之發現。 (1 )如第1 1圖所示，於Ar3點以上之溫度域進行輥 軋後，於0.2秒以內完成冷卻至720°C時’可以使結晶粒 更爲微細化。 (2 )爲了使Ar3點以上之例如8 2 0°C至720°C之降低 1 001的冷卻，於輥軋後之0.2秒以內結束’例如’必須 以5 00 °C /s以上之平均冷卻速度進行急冷，最好實施600 °C /s以上之冷卻速度的急冷。此處，於熱軋輥軋機列之最 終軋台之下壓點（係指接觸輥軋之鋼板上面之工作輥的下 -8- 201107053 死點、及接觸輥軋之鋼板下面之工作輥的上 同）至該最終軋台之牌坊立柱出側爲止之區 稱爲「軋台內區域」）之鋼板搬運方向長彦 內區域之可急速冷卻區間之鋼板搬運方向；! 區間之冷卻速度爲z 1、軋台內區域之難以 之鋼板搬運方向長度爲L3、該區間之冷卻S 以{L2 X Z1 + L3 X Z2} / L1表示之冷卻 卻速度。以600°C /s之冷卻速度進行鋼板冷 溫度降低1 0 (TC所需要之時間爲〇 . 1 6 7秒。 0.2秒以內結束冷卻，必須在輥軋後0.033 卻。例如，使鋼板以1 〇m/s之速度移動時， 動之距離爲〇 . 3 3 m。所以，輥軋後之急冷， 機列之最終軋台之相當於工作輥之半徑位置 至少於熱軋輥軋機列之最終軋台內大致連續 (3 )例如，鋼板之輥軋速度爲10m/s 0= 秒間移動之距離爲2m。此外，一般熱軋輥 軋台之下壓點至該最終軋台之牌坊立柱出側 爲約2m。所以，必要之急速冷卻，必須大 內進行。然而，於以極接近下壓點之位置爲 至最終軋台之牌坊立柱出側爲止之間，亦存 急速冷卻之部分。所以，若亦考慮存在著難 卻之部分，必須提高可急速冷卻範圍（係指 台出側爲止之區域扣除難以實施急速冷卻之 同）之冷卻速度，確保最終軋台之下壓點至 死點，以下相 域（以下，亦 :爲L 1 '車L台 ^:度爲 L2、該 急速冷卻區間 【度爲Z2時， 速度係平均冷 卻時，使鋼板 所以，爲了在 秒以內開始冷 0.033秒所移 應於熱軋輥軋 以內開始，且 實施急冷。 Ϊ，鋼板於0.2 軋機列之最終 爲止之距離亦 致於最終軋台 代表之下壓點 在著難以實施 以實施急速冷 從下壓點至軋 部分，以下相 最終軋台之牌 -9- 201107053 坊立柱出側爲止之區域之必要平均冷卻速度。 (4)對鋼板噴射之冷卻水衝擊鋼板之壓力（面壓） 係與鋼板之冷卻速度相關（參照第6圖），藉由增大冷卻 水衝擊鋼板之壓力，可以增加鋼板之冷卻速度。爲了製造 超微細粒鋼，必須對鋼板噴射高壓噴射水，來對鋼板實施 核沸騰冷卻。 此外，以冶金學的角度而言，應於輥軋後0.2秒以內 及早開始進行冷卻，應於比最終軋台之下壓點更近之位置 就開始進行冷卻。同樣地，應於接近最終軋台之下壓點附 近之位置進行更強之冷卻。發明人等，針對接近最終軋台 之下壓點之部分’亦即，尤其是於相當於工作輥之半徑位 置以內進行較強之冷卻，對於結晶粒之微細化的影響進行 調査。具體而言，改變相當於工作輥之半徑位置以內與其 後至牌坊立柱出側爲止之間的冷卻條件來進行輥軋、冷卻 試驗’並對所得到之鋼板之肥粒鐵組織之結晶粒徑進行調 査。該調査時’下壓點至牌坊立柱出側爲止之距離爲 1.8m、工作輥半徑爲〇.35m、噴射之冷卻水直接衝擊鋼板 之部位之最上游側之點（以下，稱爲「冷卻開始點」）爲 從下壓點開始〇 . 1 5 m、通板速度爲1 〇 ni / s、鋼板之板厚爲 3mm。此外，冷卻水之供水壓力，於冷卻集流管部爲 1.5MPa。只摘取能達到結晶粒徑目標之2μιη以下之條件 '結果如表1所不。 -10- 201107053 mi] 試驗 No. 冷谷 P 速度[°c/s] 衝擊壓〇cPa] 流量密度[m3/m2Tnin] 肥粒鐵 粒徑 ["m] V1 V2 Vm P1 P2 Pm W1 W2 Wm 1 615 615 615 3.5 3.5 3.5 4.2 4.2 4.2 1.8 2 1010 560 614 8.0 3.0 3.6 9.5 3.6 4.3 1.6 3 1600 480 615 17.3 2.3 4.1 20.5 2.8 4.9 1.5 4 1600 360 510 17.3 1.4 3.4 20.5 1.7 4,0 1.7 5 1600 240 404 17.3 0.7 2.7 20.5 0.9 3.2 1.9 表1中，用以表示相當於工作輥之半徑位置以內之區 域（以下’亦稱「區域1」）之附標爲「1」'用以表示 至以下之牌坊立柱出側爲止之區域（以下’亦稱爲「區域 2」）之附標爲「2」’各區域之冷卻速度爲VI、V2、冷 卻水對鋼板之衝擊壓力爲P 1、P2、冷卻水之流量密度爲 Wl、W2。此外，用以表示冷卻開始點（〇.15m)至牌坊立 柱出側（1 ,8m )爲止之區域（以下’亦稱爲「全冷卻域」 )之附標爲「m」，同時附記著全冷卻域之平均値（Vm、 Pm、Wm )。如第6圖所示，冷卻速度V與衝擊壓P係相 關，爲了得到高冷卻速度，必須有高衝擊壓。此外，集流 管內之冷卻水壓力（1.5MPa)爲一定之條件下，爲了得到 高衝擊壓，必須要有高冷卻水噴射速度。用以取代該噴射 速度之數値，就是單位面之流量，亦即，流量密度W »若 所噴射之冷卻水之鋼板寬度方向長度爲一定，因爲冷卻面 積也是一定，流量密度W也就是所使用之冷卻水量的指 標，也是供應冷卻水之泵之必要能量的比較指標。 如表1所示，相對於以V 1 = V 2之方式實施冷卻之試 驗No. 1，使全冷卻域之平均冷卻速度Vm保持於與試驗 -11 - 201107053
No.1相同之615 °C/s附近而使VI大於V2之試驗No.2與 No.3，增加結晶粒之微細化的效果，而得到比試驗No. 1 更細之肥粒鐵粒徑。此外，相對於試驗N 〇 · 3，於試驗 No.4與試驗No.5時，使VI保持一定之1600°C/s而降低 V2，結晶粒微細化效果雖然會降低但其平均冷卻速度爲 404°C/s之試驗No.5之條件下，亦証實可得到2μηι以下 之目標粒徑。將試驗No.l、試驗Νο.4、以及試驗Νο.5進 行比較，大致可得到相同程度之結晶粒微細化效果，試驗 Νο.4與試驗Νο.5之Wm小於試驗No.l之Wm，整體而言 ，以較少之冷卻水量卻可以優良效率達成細粒化（可以提 高冷卻水之使用效率）。進一步增大 V1，可以提高結晶 粒微細化效果及提高冷卻水之使用效率，然而，區域1之 局部流量密度過高時，將導致輥軋機內之冷卻水排出的問 題，滯留水會削減冷卻水朝鋼板噴射之衝擊力，結果，可 能無法使V 1增加。所以，考慮輥軋機內之排水性等時， 流量密度W1之上限値應爲20m3/m2 · min程度，而與其 相對應之板厚3mm之冷卻速度VI上限應爲1 600 °C /s程 度。 本發明係依據上述發現來完成，其要旨如下所示。 以下，針對本發明進行說明。此外，爲了容易理解本 發明，附錄圖式之參照符號附記括弧，然而，本發明並未 受限於圖示之形態。 本發明之第1形態的熱軋鋼板之冷卻裝置，係配置於 比熱軋輥軋機列（1 1 )之最終軋台（1 1 g )內之下游側， -12- 201107053 具備具可朝於軋製線被搬運之鋼板（1 )表面 射水之方式配設的複數噴嘴（2 1 a、2 1 a、...、 ...)之集流管（21、22 )之熱軋鋼板之冷卻裝 其特徵爲，利用對存在於最終軋台之相當於工 位置以內之鋼板表面衝擊高壓噴射水來進行冷 面平均冷卻速度爲VI、對存在於最終軋台之 輥之半徑位置與最終軋台之牌坊立柱出側間之 擊高壓噴射水來進行冷卻之鋼板表面平均冷谷丨 時，V1 ^ V2，而且，對存在於最終軋台內 點與最終軋台之牌坊立柱出側間之鋼板表面衝 水來進行冷卻之鋼板表面平均冷卻速度Vm爲 上。 此處，「下游側」係指鋼板（1 )之搬運 側。此外，「高壓噴射水」係指具有可對鋼枝 核沸騰冷卻之壓力的噴流水。此外，「最終軋 工作輥之半徑位置」係如第4圖所示，從進行 (1 )與最終軋台之工作輥（1 1 gw、1 1 gw )接 更具體而言，係接觸鋼板（1 )上面之工作車昆 之下死點、及接觸鋼板（1 )下面之工作輥（ 上死點。以下，亦將該部位稱爲「下壓點」） )之搬運方向下游側距離最終軋台之工作奉 1 1 gw )之半徑份的位置。此外，「存在於最 當於工作輥之半徑位置以內之鋼板表面」係指 軋台之相當於工作輥之半徑位置與下壓點之間 噴射高壓噴 22a ' 22a ' 置（20 )， 作輥之半徑 卻之鋼板表 相當於工作 鋼板表面衝 丨速度爲V 2 之冷卻開始 擊高壓噴射 40 0〇C /s 以 方向之下游 ί ( 1 )進行 台之相當於 輥軋之鋼板 觸之部位（ (1 1gWU ) 1 1gwd )之 於鋼板（1 昆（1 1 g W、 終軋台之相 存在於最終 (存在於比 -13- 201107053 最終軋台之相當於工作輥之半徑位置更靠近下 鋼板（1 )表面（上面及下面）。此外，「鋼 均冷卻速度」係指針對例如後面所述之計算高 鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直 慮之複數平行四邊形區域分別計算所得之冷卻 値。此外，「V1」係指將存在於最終軋台之 輥之半徑位置以內之鋼板上面（或下面）以上 形區域區分成複數區，並針對各平行四邊形區 之冷卻速度的平均値。此時，最接近工作輥之 側境界，係高壓噴射水直接衝擊鋼板之部位之 亦即，最接近下壓點之點（冷卻開始點）。以 來設置高壓噴射噴灑時，相當於噴嘴噴射孔之 圓周之切線到達鋼板之點。此外，「最終軋台 出側」係指最終軋台之牌坊立柱（1 1 g h )之外 運方向下游側之外面）。此外，「V 2」係指 終軋台之相當於工作輥之半徑位置與最終軋台 出側間之鋼板上面（或下面）以上述平行四邊 成複數區，並針對各平行四邊形區域計算所得 的平均値。此外，「Vm」係指將存在於最終 卻開始點與最終軋台之牌坊立柱出側間之鋼板 面）以上述平行四邊形區域區分成複數區，並 四邊形區域計算所得之冷卻速度的平均値。 本發明之第2形態，對存在於最終軋台之 輥之半徑位置以內之鋼板表面衝擊之高壓噴射 壓點側）之 板表面之平 壓噴射水之 成份時所考 速度的平均 相當於工作 述平行四邊 域計算所得 區域之上游 最上游側， 最接近滾輪 中心至滾輪 之牌坊立柱 面（鋼板搬 將存在於最 之牌坊立柱 形區域區分 之冷卻速度 軋台內之冷 上面（或下 針對各平行 相當於工作 水之鋼板面 -14- 201107053 衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份爲P1、對存 在於最終軋台之相當於工作輥之半徑位置與最終軋台之牌 坊立柱出側間之鋼板表面衝擊之高壓噴射水之鋼板面衝擊 壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份爲P2時，P1 2 P 2，而且，對存在於最終軋台內之冷卻開始點與最終軋台 之牌坊立柱出側間之鋼板表面衝擊之高壓噴射水之鋼板面 衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份Pm應爲 2.7kPa 以上。 此處，「高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方 向平均値之垂直成份」係指鋼板寬度方向之任意位置，例 如，寬度方向之中央部，沿著鋼板搬運方向之線段測量或 計算鋼板表面所承受之高壓噴射水之衝擊壓力，並以特定 區域進行平均化之垂直成份（以下，亦稱爲「平均衝擊壓 j或「平均衝擊壓力」）。爲了於板寬度方向均一地冷卻 鋼板’應使鋼板寬度方向之全部區域之該鋼板搬運方向平 均値之垂直成份相等。至少以考慮具有相當於噴嘴間距之 寬度的面而言，線段所求取之鋼板面衝擊壓力之垂直成份 應相等。所以，求取上述鋼板搬運方向平均値之垂直成份 時，應針對併列於鋼板搬運方向之各噴嘴列來求取受取一 個噴嘴之鋼板面的平均衝擊壓力，亦可針對鋼板搬運方向 來進行平均化（參照第4圖及第9圖）。噴嘴爲平噴灑噴 嘴時，本發明如第7圖所示，鋼板寬度方向之噴嘴間距爲 A、鋼板之搬運方向之噴嘴間距亦即集流管間隔爲B時， 承受到1個噴嘴之鋼板面之平均衝擊壓力，可以利用將衝 -15- 201107053 擊面積以A χ B所表示之平行四邊形區域之冷卻水之力 (衝擊力）除以該平行四邊形之面積A X B之方式來計 算。另一方面，噴嘴爲柱狀噴嘴時，亦相同，鋼板之板寬 度方向之噴嘴間距爲A、鋼板之搬運方向之噴嘴間距爲b 時’承受到1個噴嘴之鋼板面之平均衝擊壓力，可以利用 將衝擊面積以A X B所表示之平行四邊形區域之高壓噴 射水之力（衝擊力）除以該平行四邊形區域之面積A X B來計算。此外，「Pm」係指將存在於最終軋台內之冷卻 開始點與最終軋台之牌坊立柱出側間之鋼板上面（或下面 )以上述平行四邊形區域區分成複數區，並針對各平行四 邊形區域計算所得之平均衝擊壓力的平均値。 此外，上述本發明之第1形態及上述本發明之第2形 態時，朝存在於最終軋台之相當於工作輥之半徑位置以內 之鋼板表面噴射之高壓噴射水的單位面積水量爲W 1、朝 存在於最終軋台之相當於工作輥之半徑位置與最終軋台之 牌坊立柱出側間之鋼板表面噴射之高壓噴射水的單位面積 水量爲W2時，應爲W1 ^ W2。 此處，「單位面積」，若導出水量W1時之面積與導 出水量W2時之面積相同，則無特別限制。該「單位面積 」，例如，可以使用導出高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之 鋼板搬運方向平均値之垂直成份時所使用之平行四邊形面 積等。 此外，上述本發明之第1形態時’配置於最接近最終 軋台之工作輥之位置的噴嘴之高壓噴射水噴射口與鋼板之 -16- 201107053 距離爲D 1、配置於最接近最終軋台之牌坊立柱出側之位 置的噴嘴之高壓噴射水噴射口與鋼板之距離爲D2時，應 爲 D1 ^ D2。 此外，上述本發明之第1形態之構成時，應於從最終 軋台之相當於工作輥之半徑位置以內至最終軋台之牌坊立 柱出側爲止之區間，從噴嘴朝向鋼板之上面及下面對鋼板 之搬運方向連續噴射高壓噴射水。 此處，「從最終軋台之相當於工作輥之半徑位置以·內 」係指對存在於最終軋台之相當於工作輥之半徑位置與下 壓點間（最終軋台之相當於工作輥之半徑位置更靠近下壓 點側）之鋼板（1 )上面及下面，供應從噴嘴（21 a、21 a 、…、22a、22a、…）噴射之高壓噴射水。連續噴射高壓 噴射水之區間之嚴格開始點，係於相當於工作輥之半徑位 置以內高壓噴射水直接衝擊鋼板之部位的最上游側，亦即 ，接近下壓點之點。將噴射高壓噴射水之噴嘴設置於最接 近最終軋台之工作輥時，噴嘴之噴射孔之中心至工作輥之 表面之切線到達鋼板表面之點，相當於連續噴射高壓噴射 水之區間的嚴格開始點。此外，「最終軋台之牌坊立柱出 側」係指最終軋台之牌坊立柱（1 1 gh )之外面（鋼板搬運 方向下游側之外面）。此外，「從噴嘴連續朝鋼板搬運方 向噴射高壓噴射水之構成」係指以特定間隔配置於鋼板（ 1)之搬運方向的複數噴嘴（21a、21a、…、22a、22a' …）可朝向鋼板（1 )上面及下面連續噴射高壓噴射水之 構成。 -17- 201107053 此外，上述本發明之第1形態時，上述區間之高壓噴 射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値的垂直成份 ，於上面及下面，應爲3.5kPa以上。 此外，上述本發明之第1形態時，噴嘴（2 1 a、2 1 a、 …、22a、22a、…）應爲平噴灑噴嘴。 此外，上述本發明之第1形態時，冷卻裝置（20 )之 鋼板寬度方向兩端面與最終軋台（llg)之鋼板寬度方向 兩端面之間，應確保可排出冷卻水之空間。 此處，「冷卻裝置（20)之鋼板寬度方向兩端面」係 指鋼板（1 )寬度方向兩端側之冷卻裝置（20 )的外面。 此外，「最終$L台（llg)之鋼板寬度方向兩端面」係指 鋼板（1 )之寬度方向兩端側之最終軋台之牌坊立柱（ 1 1 gh )的內面。 此外，上述本發明之第1形態時，配設於鋼板（1 ) 上面側之集流管（2 1 )及噴嘴（2 1 a、2 1 a、…）及配設於 該噴嘴與軋製線間之上面導引部（23 )應爲一體構成。 此處，「上面導引部（2 3 )」係指以防止於最終軋台 (1 1 g )進行輥軋之鋼板（1 )衝擊最終軋台之工作輥（ llgwu)及冷卻裝置（20)之噴嘴（21a、21a、…）等爲 目的，而設置於鋼板（1)上面側之冷卻裝置（2〇)的構 件。 此外，上述本發明之第1形態時，配設於鋼板（1 ) 下面側之集流管（22 )及噴嘴（22a、22a、...）及配設於 該噴嘴與軋製線間之下面導引部（24 )應爲一體構成。 -18- 201107053 此處，「下面導引部（24 )」係指以防止 (1 1 g )進行輥軋之鋼板（1 )衝擊最終軋台 llgwd)及冷卻裝置（20)之噴嘴（22a、22a 目的，而設置於鋼板（1 )下面側之冷卻裝置 件。 此外，上述本發明之第1形態時，係具備 管（21、31、22、32)，該集流管之至少一部 朝分別配置於鋼板（1 )搬運方向及鋼板（1 ) 複數列之各噴嘴（31a、31a、…、32a、32a、 應冷卻水之構成。 此外，集流管之至少一部分爲可朝分別配 運方向及鋼板寬度方向之複數列之各噴嘴統一 之構成的上述本發明之第1形態時，於鋼板上 數集流管（2 1、3 1 )，配設於鋼板上面側之集 至少配置於鋼板搬運方向最上游側之集流管（ 可對分別配置於鋼板搬運方向及鋼板寬度方向 各噴嘴（3 1 a、3 1 a、...）統一供應冷卻水之構 〇 此外，集流管之至少一部分爲可朝分別配 運方向及鋼板寬度方向之複數列之各噴嘴統一 之構成的上述本發明之第1形態時，於鋼板下 數集流管（22、32 )，配設於鋼板下面側之集 至少配置於鋼板搬運方向最上游側之集流管（ 可對分別配置於鋼板搬運方向及鋼板寬度方向 於最終軋台 之工作輥（ '…）等爲 (20 )的構 複數之集流 分，應爲可 寬度方向之 .· ·)統一供 置於鋼板搬 供應冷卻水 面側配置複 流管當中， 31) 1應爲 之複數列之 成的集流管 置於鋼板搬 供應冷卻水 面側配置複 流管當中， 3 2 ) *應爲 之複數列之 -19- 201107053 各噴嘴（32a、32a、...）統一供應冷卻水之構成的集流管 〇 本發明之第3形態，係其特徵爲：使用上述本發B月之 第1形態或上述本發明之第2形態之熱軋鋼板之冷卻裝置 來進行鋼板冷卻；之熱軋鋼板之冷卻方法。 本發明之第4形態，係其特徵爲：於鋼板（1 )搬運 方向依序具備熱軋輥軋機列（1 1 )之最終軋台（1 1 g )、 及上述本發明之第1形態或上述本發明之第2形態之熱軋 鋼板之冷卻裝置（20、20’）；之熱軋鋼板之製造裝置（ 10) 〇 本發明之第5形態，係其特徵爲：包含使用上述本發 明之第4形態之熱軋鋼板之製造裝置（1 〇 )處理於熱軋輥 軋機列（Η )之最終軋台（1 1 g )經過輥軋之鋼板（1 )之 步驟；之熱軋鋼板之製造方法。 本發明時’對存在於最終軋台之相當於工作輥半徑位 置之更靠近下壓點側之鋼板表面噴射高壓噴射水來進行冷 卻之平均冷卻速度VI，爲對存在於最終軋台之相當於工 作輥半徑位置與最終軋台之牌坊立柱出側間之鋼板表面噴 射之高壓噴射水來進行冷卻之平均冷卻速度V 2以上，而 且’ Vm 2 400°C /s。此外，本發明時，對存在於最終軋 台之相當於工作輥之半徑位置更爲靠近下壓點側之鋼板表 面衝擊之高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平 均値的垂直成份P 1 ’爲對存在於最終軋台之相當於工作 輥之半徑位置與最終軋台之牌坊立柱出側間之鋼板表面衝 -20- 201107053 擊之高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値 的垂直成份P2以上，而且，Pm ^ 2.7kPa。所以，依據 本發明，最終軋台之輥軋結束後，可以立即進行鋼板之急 冷，而且，可以提高製造超微細粒鋼時所使用之冷卻水的 使用效率。輥軋結束後立即進行鋼板之急冷，可以抑制沃 斯田鐵組織之復原等。所以，依據本發明，可以提供可提 高超微細結晶粒之熱軋鋼板的製造效率及冷卻水之使用效 率之熱軋鋼板之冷卻裝置、熱軋鋼板之冷卻方法、熱軋鋼 板之製造裝置、以及熱軋鋼板之製造方法。 【實施方式】 以下，參照圖式，針對本發明之實施形態進行說明。 第1圖係本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置20、及具備 該冷卻裝置20之本發明之熱軋鋼板之製造裝置1〇的部分 槪略圖。第1圖中，鋼板1係被從圖面左（上游側）朝右 (下游側）之方向搬運，圖面之上下方向爲鉛直方向。以 下，有時將該上游側、下游側方向記載成搬運方向，而於 與其垂直相交之方向，也將被搬運之鋼板的板寬度方向記 載成鋼板寬度方向。此外，爲了圖面之簡潔，圖中省略了 重複符號之記載。 如第1圖所示，本發明之熱軋鋼板之製造裝置10( 以下’亦簡稱爲「製造裝置10」），具備有熱軋輥軋機 列1 1、本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置20 (以下，亦簡稱 爲「冷卻裝置20」）、搬運滾輪12、以及夾壓滾輪13。 -21 - 201107053 此外，省略了圖示及說明，然而，於熱軋輥軋機列11之 更爲上游側，配置著加熱爐及粗輥軋機列等，用以調整以 熱軋輥軋機列11進行輥軋之鋼板的條件。另一方面，於 夾壓滾輪1 3之下游側，則配置著其他冷卻裝置及捲取機 等，配著以線捲進行鋼板之出貨爲目的之各種設備。 熱軋鋼板大致以如下方式進行製造。亦即，將從加熱 爐抽出並以粗輥軋機輥軋成特定厚度之粗棒，一邊控制溫 度一邊以熱軋輥軋機列1 1連續輥軋成特定厚度。其後， 利用冷卻裝置20進行急速冷卻。此處，冷卻裝置20係以 從熱軋輥軋機列Π之最終軋台之牌坊立柱Π gh之內側極 靠近最終軋台之工作輥1 1 gw、1 1 gw (以下，亦將接觸鋼 板1上面之工作輥1 lgw稱爲「工作輥1 lgwu」、將接觸 鋼板1下面之工作輥1 lgw稱爲「工作輥1 lgwd」）之方 式來設置。其次，通過夾壓滾輪13之鋼板，其後，由其 他冷卻裝置冷卻至特定捲取溫度，並被捲取機捲成線捲狀 〇 如上所述，製造裝置1 〇係具備著熱軋輥軋機列1 1。 本實施形態時，於搬運方向並列著7台輥軋機（1 1 a、1 1 b 、llc、...、llg)。各輥軋機 lla、llb、...、llg，係構 成所謂各軋台之輥軋機，依滿足最終製品所需要之厚度、 機械性質、表面品質等條件來設定下壓率等。 第2圖及第3圖係配置著冷卻裝置20之部分的放大 圖。第2圖係通過最終軋台1 1 g之下壓點後，對鋼板上面 及下面進行急冷之冷卻裝置20的狀態，第2圖之虛線係 -22- 201107053 表示高壓噴射水。相對於此，第3圖係最終軋台1 1 g之工 作輥U gw、1 1 gw交換時之冷卻裝置20的狀態。此外， 第4圖係最終軋台之相當於工作輥之半徑位置、及最終軋 台之牌坊立柱1 1 gh之出側、以及高壓噴射水之鋼板面衝 擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份（以下，亦稱爲 「冷卻水之衝擊壓力平均値」）的說明圖。第4圖之圖面 左側係鋼板搬運方向上游側，第4圖之圖面右側係鋼板搬 運方向下游側。第5圖係對鋼板1上面噴射之高壓噴射水 之壓力分佈槪念圖。第5圖之縱軸係對鋼板1上面噴射之 高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂 直成份[kP a」' 第5圖之橫軸係從最終軋台之下壓點的距 離。此外，第5圖中，X1係最終軋台之相當於工作輥之 半徑位置，X2係最終軋台之牌坊立柱出側之位置。以T ，參照第2圖〜第5圖，針對冷卻裝置20進行具體說明。 如第2圖及第3圖所示，冷卻裝置2 0係配置於熱軋 輥軋機列Π之最終軋台1 1 g之下游側。冷卻裝置20係具 備：連結著複數朝鋼板1上面噴射高壓噴射水之平噴灑Dg 嘴21a、21a、...（以下，亦簡稱爲「噴嘴21a」等）之集 流管2 1、2 1、及連結著複數朝鋼板1下面噴射高壓噴射 水之平噴灑噴嘴22a、22a、…（以下，亦簡稱爲.「噴嘴 22a」等）之集流管22、22。於集流管21，連結著於鋼板 寬度方向以特定間距配置之複數噴嘴2 1 a、2 1 a、.·.，複 數集流管2 1、2 1、…以特定間距配置於鋼板搬運方向。 同樣地，於集流管22，連結著於鋼板寬度方向以特定間 -23- 22、 201107053 距配置之複數噴嘴22a、22a、.·.，複數集流管22、 ...以特定間距配置於鋼板搬運方向。集流管2 1 ' 2 1 係可統一對於鋼板1寬度方向以特定間距配置之複數 21a、2 1a、·..供應冷卻水之構成，集流管22、22、 可統一對於鋼板1寬度方向以特定間距配置之複數 22a、22a、...供應冷卻水之構成。配設於鋼板1搬運 最上游側之鋼板1上面側之2列噴嘴2 1 a、2 1 a及銅 下面側之2列噴嘴22a、22a，以可朝鋼板1搬運方 游側斜向噴射高壓噴射水而以其軸方向相對於垂直面 交叉之方式配置。冷卻裝置20，配置於鋼板1搬運 最上游側之噴嘴2 1 a、22a之軸方向相對於垂直面所 之角（以下，「亦稱爲垂直面內傾角」），爲該噴嘴 、2 2 a與鄰接於鋼板1搬運方向下游側之噴嘴2 1 a 所形成之垂直面內傾角以上。配置於工作輥1 1 gw、 附近之噴嘴21a、21a、…及噴嘴22a、22a、…係以 縮短至工作輥l〗gw、11 gw之距離而儘量接近鋼板1 式來配置。此外，靠近工作輥1 lgwu之噴嘴21a、： …以儘量靠近工作輥1 1 gwu而使噴射之高壓噴射水 於鋼板1上面之角度（噴射角度）愈小的方式來配濯 樣地，配置於工作輥1 1 gwd附近之噴嘴22a、22a、 以儘量靠近工作輥1 1 gwd而使噴射之高壓噴射水相 鋼板1下面之角度（噴射角度）愈小的方式來配置。
冷卻裝置20，於噴嘴21a、21a、...與鋼板1」 ，具備用以防止噴嘴21a、21a、...與鋼板1發生I 、 噴嘴 …係 噴嘴 方向 丨板1 向上 進行 方向 形成 2 1a ' 22a 1 1 gw 儘量 之方 Π a ' 相對 。同 …係 對於 面間 擊等 -24- 201107053 之上面導引部23、23，於噴嘴22a、22a、…與鋼板1之 下面間，則具備用以防止噴嘴22a、22a、·.·與鋼板1發 生衝擊等之下面導引部24、24。冷卻裝置20,接近最終 軋台1 1 g之工作輥1 1 gwu之集流管2 1與上面導引部23 係一體構成，且接近最終軋台llg之工作輥llgwd之集 流管22與下面導引部24係一體構成。所以，例如，最終 軋台之工作輥llgw、llgw交換時，如第3圖所示，接近 最終軋台之工作輥llgwu之上面導引部23與集流管21 同時移動，而且，接近最終軋台之工作輥1 1 gwd之下面 導引部24與集流管22同時移動，藉此，可以空出驅動側 (第3圖之圖面遠側）之輪擋（未圖示）退出至操作側的 空間’而可進行滾輪交換之作業。 如第2圖及第4圖所示，利用冷卻裝置2 〇進行鋼板 1急冷時，從噴嘴2 la所噴射之高壓噴射衝擊域，將到達 超過最終軋台1 1 g之相當於工作輥半徑位置的下壓點側區 域’而且’從噴嘴2 2 a所噴射之高壓噴射衝擊域，將到達 超過最終軋台1 1 g之相當於工作輥半徑位置的下壓點側之 區域。此外’如第2圖及第3圖所示，連結於冷卻裝置 2 〇之連結著於鋼板寬度方向以特定間距配置之複數噴嘴 2 1 a、2 1 a、...之集流管2丨、2】、以及連結著於鋼板寬度 方向以特定間距配置之複數噴嘴22a、22a、 之集流管 22、22 ’係以特定間距配置於鋼板搬運方向。所以，藉由 使用冷卻裝置20，於最終軋台丨丨g之相當於工作輥半徑 位置以內至最終軋台之牌坊立柱u gh出側爲止之區間， -25- 201107053 可以連續對鋼板1上面及下面噴射高壓噴射水。此外，第 2圖及第4圖所示之冷卻裝置20，比最終軋台1 1 g之相當 於工作輥半徑位置更靠近下壓點側位置之鋼板1上面之平 均冷卻速度V 1 a，係與最終軋台1 1 g之相當於工作輥半徑 位置與位於最終軋台1 1 g之牌坊立柱1 1 gh出側間之位置 之鋼板1上面之平均冷卻速度V 2a相等，而且，最終軋台 1 1 g之相當於工作輥半徑位置更靠近下壓點側位置之鋼板 1下面之平均冷卻速度Vlb，係與最終軋台llg之相當於 工作輥半徑位置與位於最終軋台1 1 g之牌坊立柱1 1 g h出 側間之位置之鋼板1下面之平均冷卻速度V 2 b相等之方 式，朝鋼板1噴射高壓噴射水。 另一方面，如第5圖所示，從噴嘴2 1 a朝最終軋台 1 1 g之相當於工作輥半徑位置X1更靠下壓點側區域噴射 之冷卻水之衝擊壓力平均値P 1，應與從噴嘴2 1 a朝最終 軋台1 1 g之相當於工作輥半徑位置X1與最終軋台1 1 g之 牌坊立柱出側X2間噴射之冷卻水之衝擊壓力平均値P2 相等。如後面所述，冷卻水之衝擊壓力平均値與鋼板之平 均冷卻速度係相關，藉由增大冷卻水之衝擊壓力平均値， 可以增大鋼板之平均冷卻速度。所以，冷卻裝置2 0不但 存在於最終軋台Π g之相當於工作輥半徑位置與最終軋台 1 1 g之牌坊立柱1 1 gh之外面間之鋼板上面及下面，存在 於最終軋台1 1 g之相當於工作輥半徑位置以內之鋼板1上 面及下面，亦可利用高壓噴射水進行急冷。此外，如上所 述，冷卻裝置20時，工作輥llgwu附近之噴嘴21a、21a -26- 201107053 愈靠近工作輥1 1 gwu則噴射之高壓噴射水應以 上面之角度（噴射角度）愈小（亦即，垂直面內 )之方式配置，工作輥1 1 gwd附近之噴嘴22a、 近工作輥1 1 g w d則噴射之高壓噴射水應以與鋼| 之角度（噴射角度）愈小（亦即，垂直面內傾角 方式配置。所以，衝擊存在於最終軋台1 1 g之相 輥半徑位置以內之鋼板1上面及下面的高壓噴射 ，朝工作輥 llgwu、llgwd側前進，藉由衝！ llgwu、llgwd，於工作輕 llgwu、llgwd 附近（ 之相當於工作輥半徑位置以內）產生噴流。此處 1上面及下面產生噴流時，可能使衝擊鋼板1上 之噴流水的壓力增大。所以，依據冷卻裝置20 存在於最終軋台1 1 g之相當於工作輥半徑位置以 1上面及下面噴射高壓噴射水、及衝擊鋼板1上 後之高壓噴射水產生噴流，可對通過下壓點後之 即進行急冷。當然，提高衝擊相當於工作輥半徑 之高壓噴灑的供水壓、或是利用變更噴嘴型式 P 1變大。亦即，藉由冷卻裝置2 0之相關形態， 過下壓點之鋼板1上面及下面，更早、更強地連 卻。所以，本發明可以提供可製造超微細粒鋼之 20。此外，即使鋼板1表面存在著滯留水，高壓 可貫通鋼板表面之沸騰膜，故藉由對鋼板1噴射 水，可以對鋼板1進行核沸騰冷卻（急冷）。 第6圖係高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼 與鋼板1 傾角愈大 22a愈靠 € 1下面 愈大）之 當於工作 水，其後 _工作輥 最終亂台 ，於鋼板 面及下面 ，藉由對 內之鋼板 面及下面 鋼板1立 位置以內 ，亦可使 可以對通 續進行冷 冷卻裝置 噴射水亦 高壓噴射 板搬運方 -27- 201107053 向平均値與鋼板之平均冷卻速度的關係圖。第6圖之縱軸 係表面未滯留冷卻水之板厚3 mm之鋼板溫度從7 5 0 °C降 至6 0 0 °C之從兩面（上面及下面）進行冷卻時之平均冷卻 速度[°C /s]，第6圖之橫軸係高壓噴射水之鋼板面衝擊壓 力之鋼板搬運方向平均値[kPa]。如第6圖所示，高壓噴 射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値與鋼板之平 均冷卻速度係相關，增大高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之 鋼板搬運方向平均値，則鋼板之平均冷卻速度會增大。此 外，高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値 ，如第7圖所示，到達鋼板表面之冷卻水之鋼板寬度方向 的噴嘴間距爲A、鋼板搬運方向之噴嘴間距爲B時，可以 將衝擊面積以A X B來表示之四邊形區域之冷卻水之力 (衝擊力）除以該四邊形區域之面積A X B來導出，而 將每1噴嘴之平均衝擊壓力以搬運方向之該區間來進行平 均化。 本發明時，從冷卻裝置2 0朝鋼板1噴射之高壓噴射 水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値的垂直成份爲 2.7kPa以上。以一邊抑制沃斯田粒之復原等一邊容易對鋼 板1進行急冷之形態等觀點而言，應爲3.5 kPa以上。此 外，本發明時，以結晶粒可以更微細化之形態等觀點而言 ，以1 0 0 0 °C /s以上之平均冷卻速度對鋼板1進行急冷爲 佳。以可以1 〇〇〇°C /s以上之平均冷卻速度對鋼板1進行 急冷之形態的觀點而言，本發明時，冷卻水之衝擊壓力平 均値爲8kPa以上更佳。冷卻速度會因爲板厚而改變，大 -28- 201107053 致與板厚成反比。若本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置具有以 100CTC/S之平均冷卻速度對板厚3mm之鋼板進行急冷之 能力，可以600 °C /s之平均冷卻速度對板厚5mm之鋼板 進行急冷。 如上所述，每1噴嘴之平均衝擊壓力，應等於從噴嘴 噴出之高壓噴射水之衝擊力除以承受該噴嘴之冷卻面積者 。所以，即使以測量衝擊力取代測量壓力，亦可計算冷卻 水之衝擊壓力平均値，此外，高壓噴射水之衝擊力可以其 流量、流速來求取，因爲流量及流速係由對噴嘴之供水壓 力所決定，只要預估特定之壓力損失，亦可從對噴嘴之供 水壓力來槪算鋼板面衝擊壓力平均値。鋼板面衝擊壓力平 均値之計算方法的一實例如下所示。 鋼板面衝擊壓力平均値Ps = F/(A.B) [Pa] 此處’ A係鋼板寬度方向噴嘴間距[m]、B係搬運方向噴 嘴間距[m]、F係高壓噴射水對鋼板表面之衝擊力[N ]。衝 擊力F可以下式來求取。 衝擊力 F = 44.7 · C . q · PQ.5 [N] 此處’ 44.7係含水之密度之0.5次方的常數[NG5s/m2]、 c係損失係數（0.8〜1 .0程度）、q係平噴灑噴嘴流量 [m3/s]、p係供水壓力[Pa]。此外，平噴灑噴嘴之流量 -29- 201107053 ，係對應噴嘴形式（特性）而以與供水壓力之關係來決定 0 此外，本發明時，若鋼板表面存在著滯留水，從噴嘴 2 1 a噴射之高壓噴射水的壓力會因爲滯留水而降低，到達 鋼板1表面時之高壓噴射水之衝擊壓力容易降低。所以， 從容易進行鋼板1急冷之形態等觀點而言，應減少鋼板1 表面之滯留水。以此觀點而言，本發明時，應於冷卻裝置 20之鋼板寬度方向兩端面與最終軋台llg之鋼板寬度方 向兩端面之間，確保可供排出冷卻水之空間。 於本發明之冷卻裝置20相關之上述說明，係將配置 於工作輥11 gw、11 gw附近之噴嘴21a、21a、...及噴嘴 22a、22a以縮小至工作輥1 lgw、1 lgw之距離來靠近鋼板 1 (亦即，D1 < D2 )之形態爲例。藉由上述形態，冷卻裝 置2 0時，即使愈靠近工作輥1 1 gwu之噴嘴2 1 a、2 1 a、… 對鋼板1上面所噴射之高壓噴射水的角度愈小，而且，愈 靠近工作輥1 1 gwd之噴嘴22a、22a、…對鋼板1下面所 噴射之高壓噴射水的角度愈小，仍然是VI =V2且P1 = P2，然而，本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置並未受限於該形 態。本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置，亦可以爲D 1 = D2， 亦可以爲V 1 > V2及P 1 > P2。本發明之熱軋鋼板之冷卻 裝置時，愈靠近最終軋台之工作輥，對鋼板表面之角度（ 噴射角度）愈小，從該工作輥附近之噴嘴噴射高壓噴射水 時’例如’以對存在於最終軋台之相當於工作輥之半徑位 置以內之鋼板表面噴射之高壓噴射水的單位面積水量W 1 -30- 201107053 、及對存在於最終軋台之相當於工作輥之半徑位置與最終 軋台之牌坊立柱出側間之鋼板表面噴射之高壓噴射水的單 位面積水量W2爲W1 ^ W2之方式噴射高壓噴射水， 亦可以成爲VI 2 V2及PI g P2。 此外，於本發明之冷卻裝置20相關之上述說明，係 以愈靠近工作輥π g W U之工作輥1 1 g w u附近之噴嘴2 1 a、 2 1 a、...所噴射之高壓噴射水相對於鋼板1上面之角度（ 噴射角度）愈小，而且，愈靠近工作輥llgwd之工作輥 1 1 gwd附近之噴嘴22a、22a、…所噴射之高壓噴射水對鋼 板1下面之角度（噴射角度）愈小來噴射高壓噴射水之形 態爲例，然而，本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置並未受限於 該形態。但是，積極地使朝最終軋台之相當於工作輥之半 徑位置以內噴射之高壓噴射水衝擊該工作輥，而於下壓點 附近產生噴流，以容易對存在於最終軋台之相當於工作輥 之半徑位置以內之鋼板表面進行急冷之形態等觀點而言， 以愈靠近工作輥之高壓噴射水之噴射角度愈小來噴射高壓 噴射水。 於本發明之冷卻裝置2 0相關之上述說明，係以具備 平噴灑噴嘴2 1 a、2 1 a、…、2 2 a、2 2 a、...之形態爲例，然 而，本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置並未受限於該形態，亦 可以爲具備所謂柱狀噴嘴之形態。但是，從提供降低噴嘴 之阻塞且即使表面存在滯留水時亦容易增大高壓噴射水之 鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份之形態 的冷卻裝置等觀點而言，應爲具備平噴灑噴嘴之形態。此 -31 - 201107053 外，平噴灑噴嘴，藉由在配置形態上下工夫，可以使存在 於鋼板表面之冷卻水排水產生指向性，故可提高排水性。 第8圖係從噴嘴噴射之高壓噴射水衝擊鋼板表面之部 位的形狀例與導出高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬 運方向平均値之垂直成份時所考慮之四邊形區域的形狀例 圖。第8(a)圖係噴嘴爲平噴灑噴嘴時，第8(b)圖係 噴嘴爲柱狀噴嘴時。第8圖中，圖面之遠/近方向係鋼板 之厚度方向。此外，第8圖中有著色之部位係表示高壓噴 射水衝擊鋼板表面之部位。 如第8 ( a )圖所示，噴嘴爲平噴灑噴嘴時，高壓噴 射水衝擊鋼板表面之部位爲橢圓形形狀或長圓形形狀。此 時，導出高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平 均値之垂直成份時所考慮之四邊形區域（平行四邊形區域 )之面積，可以利用鋼板板寬度方向之噴嘴間距A與鋼 板搬運方向之噴嘴間距B相乘來計算。此外，如第8 ( b )圖所示，噴嘴爲柱狀噴嘴時，高壓噴射水衝擊鋼板表面 之部位爲圓形形狀。此時，導出高壓噴射水之鋼板面衝擊 壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份時所考慮之四邊形 區域（長方形區域）之面積，可以利用鋼板板寬度方向之 噴嘴間距A與鋼板之搬運方向之噴嘴間距B相乘來計算 〇 此外，於本發明之冷卻裝置20相關之上述說明，係 不只於熱軋輥軋機列之最終軋台之牌坊立柱出側爲止之區 間，於比該區間更爲下游側之區域亦配置著平噴灑噴嘴之 -32- 201107053 形態，然而’本發明並未受限於該形態。但是，可以知道 應於輥軋結束後短時間內將鋼板急冷至低於720 °C之溫度 的要求。所以’從提供可將鋼板急冷至低於7 2 0 °C之溫度 之形態之冷卻裝置的觀點而言，於至熱軋輥軋機列之最終 軋台之牌坊立柱出側爲止之區間、及於比該區間更下游側 之區域應連續配置平噴灑噴嘴。 此外，於本發明之冷卻裝置20相關之上述說明，係 以配置於鋼板1上面側之集流管2 1與上面導引部23爲一 體構成，而且，配置於鋼板1下面側之集流管22與下面 導引部24爲一體構成之形態爲例，然而，本發明之熱軋 鋼板之冷卻裝置並未受限於該形態。本發明之熱軋鋼板之 冷卻裝置，亦可以爲配置於鋼板下面側之集流管與下面導 引部非爲一體構成之形態，或者，配置於鋼板上面側之集 流管與上面導引部非爲一體構成之形態。爲了可以交換熱 軋輥軋機列之最終軋台所具備之滾輪，靠近工作輥1 1 gwu 配置之集流管21、上面導引部23、靠近工作輥1 lgwd配 置之集流管22、以及下面導引部24，應爲可移動之構成 ，上述等可以利用油壓汽缸等眾所皆知的手段來移動。但 是，從容易提高滾輪交換作業效率之形態的觀點而言，以 配置於鋼板上面側之集流管與上面導引部可同時進行退避 或復原動作爲佳，所以應爲一體構成。同樣地，配置於鋼 板下面側之集流管與下面導引部應爲一體構成之形態。 此外，於本發明之冷卻裝置20相關之上述說明，連 結著於鋼板1寬度方向以特定間距配置之複數噴嘴2 1 a、 -33- 201107053 2 1 a、…之複數集流管2 1、2 1、…，係以特定間距配置於 鋼板1搬運方向，而且，連結著於鋼板1寬度方向以特定 間距配置之複數噴嘴22a、22a、...之複數集流管22、22 係以特定間距配置於鋼板1搬運方向之形態爲例， 然而’本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置並未受限於該形態。 本發明之冷卻裝置，亦可以爲對以特定間距配置於鋼板寬 度方向及鋼板搬運方向之複數噴嘴統一供應冷卻水之構成 的集流管（以下，亦稱爲「集合型集流管」），配置於鋼 板上面側及/或下面側之形態。具備集合型集流管之本發 明之熱軋鋼板之冷卻裝置之形態例如第9圖所示。第9圖 係具備集合型集流管之熱軋鋼板之冷卻裝置之形態例的說 明圖，第9圖係綜合圖示著最終軋台之相當於工作輥之半 徑位置、及最終軋台之牌坊立柱出側、以及高壓噴射水之 鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方向平均値之垂直成份的槪念 圖。第9圖中，與製造裝置10及冷卻裝置20相同之構成 者，賦予與第4圖所使用之符號相同之符號，並適度地省 略其說明。 如第9圖所示，本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置3 0 ( 以下，亦簡稱爲「冷卻裝置3 0」），於鋼板1上面側， 具備有統一對用以構成鋼板搬運方向最上游側之3列平噴 灑噴嘴列之各平噴灑噴嘴31a、31a、·.·（以下，亦簡稱 爲「噴嘴31a」）供應冷卻水之構成的集合型集流管31， 於鋼板1下面側，亦具備有統一對鋼板搬運方向最上游側 之3列平噴灑噴嘴列之各平噴灑噴嘴32a、32a、...（以 -34- 201107053 下，亦簡稱爲「噴嘴32a」）供應冷卻水之構成的集合型 集流管3 2，其餘則爲與冷卻裝置20相同之構成。連結於 集合型集流管3 1之2列噴嘴3 1 a、3 1 a，係以從鋼板1搬 運方向最上游側朝向鋼板1搬運方向上游側斜向噴射高壓 噴射水之方式連結，連結於集合型集流管3 2之2列噴嘴 3 2a、3 2a，係以從鋼板1搬運方向最上游側朝向鋼板1搬 運方向之上游側斜向噴射高壓噴射水之方式連結。冷卻裝 置30時，配置於鋼板1搬運方向最上游側之噴嘴31a、 32a之垂直面內傾角，爲該噴嘴31a、32a與鄰接於鋼板1 搬運方向下游側之噴嘴31a、32a所形成之垂直面內傾角 以上。此外，配置於鋼板1搬運方向最上游側之噴嘴3 1 a 、3 2a所噴射之高壓噴射水，到達比最終軋台之相當於工 作輥之半徑位置更接近下壓點側之區域。所以，此種冷卻 裝置30亦與冷卻裝置20，可以製造超微細粒鋼。 如上所示，利用本發明之冷卻裝置2 0、3 0，可以製 造超微細粒鋼。所以，利用具備冷卻裝置2 0之製造裝置 1 〇及具備冷卻裝置3 0之熱軋鋼板之製造裝置，可以製造 超微細粒鋼。此外，具有利用具備冷卻裝置3 0之熱軋鋼 板之製造裝置及製造裝置1 0來處理於熱軋輥軋機列之最 終軋台進行輥軋之鋼板之步驟的形態，可以提供可製造超 微細粒鋼之熱軋鋼板之製造方法。 本發明時，配置於鋼板上面側之噴嘴與鋼板上面間之 距離，並無特別限制，然而，使噴嘴接近鋼板表面，容易 增大冷卻水之衝擊壓力平均値，而容易對鋼板進行急冷。 -35- 201107053 所以，以容易對鋼板進行急冷之形態的觀點而言，本發明 面對鋼板面之噴嘴表面（高壓噴射水之噴射面）與鋼板表 面之距離應爲500mm以下。最好爲350mm以下。 此外，上述說明時，係以對配置於鋼板搬運方向上游 側之噴嘴賦予垂直面內傾角之形態爲例，然而，本發明並 未受限於該形態。但是，對含有配置於鋼板搬運方向上游 側，尤其是，配置於最接近最終軋台之工作輥之位置的噴 嘴列之1列或2列以上之噴嘴列，賦予垂直面內傾角，容 易使高壓噴射水衝擊比最終軋台之相當於工作輥之半徑位 置以內之更接近輥縫位置之鋼板上面及下面，而容易對輥 軋後之鋼板進行急冷。所以，以容易進行鋼板急冷之形態 等觀點而言，應對含有配置於最接近最終軋台之工作輥之 位置（鋼板搬運方向最上游側）之噴嘴列的1列或2列以 上之噴嘴列（分別配置於鋼板上面側及下面側之噴嘴列） ’賦予垂直面內傾角，愈是配置於鋼板搬運方向上游側之 噴嘴’應賦予愈大之垂直面內傾角。此外，以容易進行鋼 板急冷之形態等觀點而言，最好對配置於鋼板搬運方向最 上游側之噴嘴列賦予垂直面內傾角，且使配置於鋼板搬運 方向最上游側之噴嘴列表面（高壓噴射水之噴射面）與鋼 板表面之距離爲最短。 此外’上述說明時’係針對藉由至少於熱軋輥軋機列 之最終軋台之相當於工作輥之半徑位置以內至最終軋台之 牌坊立柱出側爲止之區域，對鋼板連續衝擊高壓噴射水， 於通過下壓點後立即進行鋼板急冷之形態的本發明進行說 -36- 201107053 明’然而，本發明並未受限於該形態。本發明，只要能於 通過下壓點後0.2秒以內將鋼板冷卻至7 2 0 °c以下，於軋 台內區域，存在著未對鋼板連續衝擊高壓噴射水之區間亦 可。軋台內區域存在著難以進行急速冷卻之部分（高壓噴 射水無法連續衝擊鋼板之區間）時，藉由提高該部分以外 之軋台內區域的冷卻速度，來確保軋台內區域之必要平均 冷卻速度，而使鋼板通過下壓點後0.2秒以內冷卻成鋼板 720 °C以下亦可。存在於軋台內區域之難以進行急速冷卻 之部分，例如，可以第4圖所示之輥縫位置與連續冷卻之 範圍之鋼板搬運方向上游端間之區間爲例。此外，如第 1 〇圖所示之熱軋鋼板之冷卻裝置20 ’，於下壓點與最終軋 台之牌坊立柱出側間之鋼板下面側亦配設著搬運滾輪1 2 時，該搬運滾輪1 2妨礙高壓噴射水衝擊之鋼板下面側之 部位亦爲難以進行急速冷卻之部分。即使使用冷卻裝置 2〇’，只要通過下壓點後0.2秒以內可將鋼板冷卻至720°C 以下，亦可形成超微細粒。所以，利用具備冷卻裝置20 ’ 之熱軋鋼板之製造裝置，且藉由經過利用冷卻裝置2 0 ’之 冷卻步驟，可以製造超微細粒鋼。此外，具有利用具備冷 卻裝置20’熱軋鋼板之製造裝置來處理於熱軋輥軋機列之 最終軋台經過輥軋之鋼板的步驟之形態’可以提供可製造 超微細粒鋼之熱軋鋼板之製造方法。 [實施例] 使用滾輪直徑7〇0mm (半徑3 5 0mm )、下壓點至牌 -37- 201107053 坊立柱出側爲止之距離爲1 800mm之輥軋機，以出側速度 600mpm將含有0.1質量％之C及1質量％之Μη的鋼板 ，輥軋成下壓點出側之板厚3 mm，其後’進行急冷之試 驗。輥軋結束溫度爲820 °C，以下壓點之1 〇〇mm下游側 做爲急冷開始位置。改變急冷開始位置至相當於滾輪半徑 位置之350mm爲止之冷卻噴灑之平均衝擊壓P1及從該處 至牌坊立柱出側1 8 0 0 m m爲止之平均衝擊壓P 2 ’針對最 終所得之肥粒鐵粒徑進行比較調査。此外，至牌坊立柱出 側爲止之區間未能冷卻至720 °C時，利用牌坊立柱出側之 後續冷卻裝置來進行冷卻。此外，冷卻水之供水壓力於冷 卻集流管部爲1.5MPa。結果如表2所示。條件No.l〜6係 實施例（本發明例），冷卻速度V1 ^ V2、平均衝擊壓 力PI ^ P2、單位面積之流量W1 ^ W2。條件No.7〜8 係比較側，V1 < V 2、P1 < P 2、W1 < W 2。此外，表2中 ，冷卻水之衝擊壓力平均値係記載成「衝擊壓J ’肥粒鐵 粒徑係記載成「粒徑」。此外，表2中，「高度D1」係 配置於最接近輥縫之位置之噴嘴之高壓噴射水噴射口與鋼 板之距離，「高度D2」係配置於最接近牌坊立柱出側之 位置之噴嘴之高壓噴射水噴射口與鋼板之距離。此外’表 1中，「X〜Y m m區間」係指從下壓點之距離爲X m m ~ Y m m 之區間。 -38- 201107053 [表2]
No. 100〜350mm區間 350〜1800mm 區 間 100〜1800mm區間 粒徑 摘要 衝擊 壓 P1 流量 密度 W1 冷卻 速度 V1 高度 D1 衝擊 壓 P2 流量 密度 W2 冷卻 速度 V2 高度 D2 衝擊 壓 Pm 流量 密度 Wm 冷卻 速度 Vm 1 3.6 4.2 620 250 3.6 42 620 350 3.6 42 620 1.8 本發明例 2 8.0 9.5 1010 250 3.5 4.2 615 350 4.2 5.0 670 本發明例 3 8.0 9.5 1010 250 4.5 5.3 715 350 5.0 6.0 760 1.7 本發明例 4 5.5 6,5 800 250 2.3 2.7 470 350 2.7 3.2 520 1.8 本發明例 5 8.0 9.5 1010 250 1.8 2.1 410 350 2.7 3.2 498 1.9 本發明例 6 13.9 16.4 1400 250 1.1 1.3 300 350 2.9 3.5 460 1.7 本發明例 7 1.7 2.0 400 250 2.5 3.0 500 350 2.4 2.8 485 2.2 比較例 8 3.6 4.2 620 250 1.1 1.3 300 350 1.4 1.7 350 2.5 比較例 [單位衝擊壓:kPa、流量密度:1113/(1112_1^11)\冷卻速度:°C/s、髙度：mm、粒徑:/zm] 如表2所示，條件No. 1〜6時，VI ^ V2，而且， 以從下壓點之距離爲100mm〜1 800mm之全冷卻域之平均 値而言，冷卻速度爲400°C /s以上。所以，條件No.1~6 時，得到肥粒鐵粒徑爲2μπι以下之超微細粒組織。此外 ，條件Νο.1~6時，PI ^ Ρ2，而且，以從下壓點之距離 爲100mm〜1 8 00mm之全冷卻域之平均値而言，衝擊壓（ 平均衝擊壓）爲2.7kPa以上。此外，條件No.l〜6時，
Wl 2 W2，以從下壓點之距離爲 100mm~1 800mm之全 冷卻域之平均値而言，流量密度爲2.8m3/ ( m2 ♦ min)以 上。另一方面，條件No.7時，VI < V2，也因爲PI < P2 、W1 < W2，故肥粒鐵粒徑大於2μπι。此外，條件No.8 時，VI ^ V2，也因爲 PI ^ P2、W1 ^ W2，冷卻
速度之全冷卻域之平均値（Vm )未能滿足下限値（400 °C /s )，此外，衝擊壓之全冷卻域之平均値（Pm )亦未能滿 足下限値（2.7kPa)，肥粒鐵粒徑大於2μηι。此外，本發 明例之範圍內之條件Ν ο · 1與條件Ν 〇 . 4時’可以得到相同 -39- 201107053 肥粒鐵粒徑，然而，V1與V2之差較大、p 1 大之條件No.4方面，流量密度之平均値較 較少。亦即，條件 No . 4相較於條件No . 1， 效率較高。同樣地，條件N 〇 · 3與條件N 〇 . 6 之肥粒鐵粒徑，然而，V 1與V2之差較大、 較大之條件No .6方面，流量密度之平均値 量較少。亦即，條件N 〇 . 6相較於條件N 〇 . 3 用效率較高。由以上可以確認到，V 1 ^ P2可以促進結晶粒微細化，V 1與V2、及 較大具有提高冷卻水使用效.率之效果。 以上，係現時點之實踐情形，係以良好 對本發明進行說明，然而，本發明並未受限 說明書所示之實施形態，在未違背從申請專 書整體所讀取之發明要旨或思想之範圍可以 ，而因爲該等變更所產生之熱軋鋼板之冷卻 板之冷卻方法、以及熱軋鋼板之製造裝置及 造方法亦包含於本發明之技術範圍內。 本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置及熱軋鋼 、以及熱軋鋼板之製造裝置及熱軋鋼板之製 以製造具有超微細結晶粒之熱軋鋼板。此外 結晶粒之熱軋鋼板，可以應用於汽車用、家 造用、建築用等用途所使用之素材。 【圖式簡單說明】 ίΜ P2之差較 /、 小，冷卻水量 冷卻水之使用 亦可得到相问 p 1與P 2之差 較小，冷卻水 I，冷卻水之使 V2 及 P1 ^ P1與P2之差 實施形態來針 於本專利申請 利範圍及說明 適度進行變更 裝置及熱軋鋼 熱軋鋼板之製 板之冷卻方法 造方法，可用 ’具有超微細 電用、機械構 -40- 201107053 第1圖係本發明之熱軋鋼板之製造裝置之部分模式圖 〇 第2圖係第1圖之配置著本發明之熱軋鋼板之冷卻裝 置之部分的放大圖。 第3圖係本發明之熱軋鋼板之冷卻裝置的形態例圖。 第4圖係最終軋台之相當於工作輥之半徑位置、最終 軋台之牌坊立柱出側、以及高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力 之鋼板搬運方向平均値之垂直成份的槪念說明圖。 第5圖係對鋼板上面噴射之高壓噴射水之壓力分佈槪 念圖。 第6圖係高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運方 向平均値與鋼板之平均冷卻速度的關係圖。 第7圖係高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之1個噴嘴的 平均値說明圖。 第8圖係噴嘴所噴射之高壓噴射水衝擊鋼板表面之部 位的形狀與導出高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬運 方向平均値之垂直成份時所考慮之平行四邊形區域圖。第 8 ( a )圖係噴嘴爲平噴灑噴嘴時，第8 ( b )圖係噴嘴爲 柱狀噴嘴時。 第9圖係其他實施形態之本發明之熱軋鋼板之冷卻裝 置之最終軋台之相當於工作輥之半徑位置、最終軋台之牌 坊立柱出側、以及高壓噴射水之鋼板面衝擊壓力之鋼板搬 運方向平均値之垂直成份的槪念說明圖。 第1 0圖係其他形態之配置著本發明之熱軋鋼板之冷 -41 - 201107053 卻裝置之部分的放大圖。 第11圖係至72(TC爲止之冷卻必要時間與得到之肥 粒鐵粒徑的關係圖。 【主要元件符號說明】 1 :鋼板 10:熱軋鋼板之製造裝置 1 1 :熱軋輥軋機列 1 1 g :最終軋台 1 1 g h :最終軋台之牌坊立柱 1 1 gw :最終軋台之工作輥 1 1 gwu :最終軋台之工作輥 1 1 gwd ：最終軋台之工作輥 1 2 :搬運滾輪 13 :夾壓滾輪 20、20’ ：熱軋鋼板之冷卻裝置 21 :集流管 2 1 a :噴嘴 2 2 :集流管 2 2 a :噴嘴 23 :上面導引部 24 :下面導引部 3 0 :熱軋鋼板之冷卻裝置 3 1 :集合型集流管 -42- 201107053 3 1 a :噴嘴 3 2 :集合型集流管 32a :噴嘴