WO2008117552A1

WO2008117552A1 - 熱延鋼帯の冷却装置及び方法

Info

Publication number: WO2008117552A1
Application number: PCT/JP2008/050666
Authority: WO
Inventors: Satoshi Ueoka; Naoki Nakata; Takashi Kuroki; Nobuo Nishiura
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2008-10-02
Also published as: JP2008207200A; JP4449991B2; EP2116313A4; EP2116313A1; US20100024505A1; AU2008230641A1; CN101622083B; CN101622083A; TW200902178A; US8404062B2; AU2008230641B2; EP2116313B1; KR100976758B1; CA2679695C; CA2679695A1; TWI329042B; KR20090101369A; PL2116313T3

Abstract

熱延鋼帯の上面に冷却水を供給する場合において、鋼帯を高い冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができる熱延鋼帯の冷却装置および方法を提供する。鋼帯１０の上面に向けて棒状冷却水を供給するための上ヘッダユニット２１を備え、その上ヘッダユニット２１は、搬送方向に複数配置された第一上ヘッダ２１ａからなる第一上ヘッダ群と、その下流側に、搬送方向に複数配置された第二上ヘッダ２１ｂからなる第二上ヘッダ群によって構成されており、第一上ヘッダ群および第二上ヘッダ群の各上ヘッダ２１ａ、２１ｂは、それぞれ独立して棒状冷却水の噴射（注水）のＯＮ−ＯＦＦ制御（注水の開始と停止の制御）を可能とするＯＮ−ＯＦＦ機構３０を備えた配管構成となっている。

Description

明細書

熱延鋼帯の冷却装置及び方法技術分野

本努明は、熱間圧延ラインで熱延鋼帯を冷却する際に用いる冷却装置及び方法に関する。背景技術

熱延鋼帯は、高温加熱したスラブを目的のサイズになるように圧延して製造されるが、その際に、熱間圧延の途中や仕上圧延後のランナウトテーブル等で冷却水によって冷却される。ここで行う水冷の目的は、それによつて主に鋼帯の析出物や変態組織を制御して、目的の強度、延性などが得られるように材質を調整するために行われている。特に冷却終了温度を精度よく制御することは、目的の材質特性をバラツキ無く備えた熱延鋼帯を製造するために最も重要である。

一方、上記の水冷を行う場合に、既存の冷却設備（水冷設備）では温度ムラの発生ゃ狙レヽどおりの温度に精度よく停止できない問題がある。

この原因として、鋼帯上の滞留水が上げられるが、それについてランナウトテ一ブルで鋼帯を水冷する場合を例にして説明する。

一般的に、鋼帯を上面から冷却する場合、円管ノズルやスリット状ノズルから垂直方向下向きに冷却水を落下させて冷却するが、冷却水が鋼帯に衝突した後、鋼帯に載ったまま鋼帯と共に鋼帯進行方向に流出していく。通常、この滞留水は水切りパージなどで排除するものの、冷却水を鋼帯に衝突させた地点から離れたところで実施するため、そこまでは鋼帯に滞留水が載っている部分だけ冷えてしまう。それにより、局所的に冷却がなされてしまって温度ムラが発生する。 '特に、

5 0 0 °C以下の低温度域の場合、この滞留水が膜沸騰状態から遷移沸騰や核沸騰状態に変化するため冷却能力が高くなり、滞留水が載っていた部位と載っていなかった部位とで大きな温度偏差が生じていた。これを防止するために水切りパージ強化などを実施するものの、遷移沸騰や核沸騰が発生すると鋼帯に滞留水が張り付くため、水切りパージによる滞留水の除去が困難であるといったこともある。このため従来から、この現象に対応するために様々な検討がなされていた。例えば、特許文献 1には、昇降機構を備えて搬送方向に対向して配列されたスリットノズルュニットより冷却水を噴射するとともに、別に設けたラミナーノズルゃスプレーノズルも使用することによって、広範囲の冷却速度を確保しながら安定して冷却できるようにしよう'とした技術が記載されている。

また、特許文献 2には、スリット状のノズルを有するヘッダを傾斜対向させて膜状の冷却水を噴射させるとともに、仕切板を設けて冷却水を鋼板と仕切板の間に充満させることによって、高い冷却速度を得ながら均一に冷却できるようにしようとした技術が記載されている。

特許文献 1 ：特開昭 6 2 - 2 6 0 0 2 2号公報

特許文献 2 ：特開昭 5 9— 1 4 4 5 1 3号公報発明の開示

上記特許文献 1、 2に記載された技術は、冷却水噴射ノズルを対向して設置することにより、鋼帯上に滞留水が発生しないようにした工夫がなされており、非常に有用な技術であるが、何れも実用上十分なものではない。

例えば、特許文献 1に記載の技術では、スリットノズルユニットを鋼板に近づけなければならず、先端や尾端が反った鋼板を冷却する場合は、鋼板がスリットノズルュ-ットに衝突して、スリットノズルュ二ットを破損したり、鋼板が移動できなくなって製造ラインの停止や歩留まりの低下を招いたりすることがある。そこで、先端や尾端が通過するときに、昇降機構を作動させて、スリットノズルユニットを上方に退避させることも考えられるが、その場合は先尾端の冷却が足りず、目的とする材質が得られなくなることがある。さらに昇降機構を設けるための設備コストがかかるという問題もある。

また、特許文献 2に記載の技術では、ノズルを鋼板に近接させないと鋼板と仕切板との間に冷却水が充満しない。ノズルを鋼板に近接させると、特許文献 1に記載の技術と同様に、先端や尾端が反った鋼板を冷却する場合に不都合が生じる。さらに、特許文献 1、 2に記載の技術では、スリット状のノズル（スリットノズル）を用いることが前提とされているが、嘖出口が常に清浄な状態にメンテナンスされていないと、冷却水が膜状にならない。例えば、図 2 6に示すように、スリットノズル 7 2の噴出口に異物が付着し詰まりが生じた場合には、冷却水膜 7 3が破れる。また、冷却水を噴射領域内（冷却領域内）に堰き止めるためには高圧で噴射しなければならないが、膜状の冷却水 7 3を高圧で噴射すると、冷却ヘッダ 7 1内の圧力のパラツキから冷却水膜 7 3が局所的に破れるといった問題もある。冷却水膜 7 3がうまく形成されないと、冷却水が噴射領域の上流や下流方向に漏れ出てしまい、滞留水となつて鋼板に局所的な過冷却を発生させる原因となる。さらに、スリットノズレを熱延鋼帯の冷却に採用した場合、幅 2 mにわたって一定のギャップを持たせなければ、冷却水膜がうまく形成されないが、 8 0 0〜 1 0 0 0 °C程度の高い温度の熱延鋼帯を処理するため、スリットノズルに熱変形などが発生しやすく、ギヤップ管理が困難である。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱延鋼帯の上面に冷却水を供給する場合において、鋼帯を高い冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができる熱延鋼帯の冷却装置および方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

[ 1 ] 鋼帯搬送方向で互いに対向するように配置された、鋼帯上面の下流側へ向けて斜めに棒状冷却水を嘖射するノズルを備えた第一冷却ヘッダ群と、鋼帯上面の上流側へ向けて斜めに棒状冷却水を噴射するノズルを備えた第二冷却ヘッダ群とを有する熱延鋼帯の冷却装置であって、前記ノズルは水量密度 2 . O mV m²m i n以上の冷却水が供給可能であり、且つ、前記第一冷却ヘッダ群と前記第二冷却ヘッダ群の各冷却ヘッダは個別に冷却水の注水が O N— O F F可能であることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。

[ 2 ] 棒状冷却水の噴射方向は、熱延鋼帯の進行方向もしくは逆方向に対して、水平方向を基準として 3 0 ° 以上 6 0 ° 以下の角度に設定されていることを特徴とする前記 [ 1 ] に記載の熱延鋼帯の冷却装置。

[ 3 ] 棒状冷却水の噴射方向の速度成分の 0〜3 5 %が熱延鋼帯の幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水の噴射角度が設定されていることを特徴とする前記 [ 1 ] または [ 2 ] に記載の熱延鋼帯の冷却装置。

[ 4 ] 一方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数と他方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却永の数が等しくなるように、前記棒状冷却水の嘖射方向が設定されていることを特徴とする前記 [1] 〜 [3] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

[5] 熱延鋼帯幅方向の中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする前記 [1] 〜 [4] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

[6] 棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が一定で、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅方向に等間隔となるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする前記' [1] 〜 [4] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

[7] 板状または幕状の遮蔽物を、第一冷却ヘッダ群と第二冷却ヘッダ群とで対向する最も内側のノズルの内側または Zおよぴ第一冷却へッダ群と第二冷却へッダ群との間の鋼帯の上方に備えていることを特徴とする前記 [1] 〜 [6] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

[8] 鋼帯搬送方向で 2いに対向するように配置された、鋼帯上面の下流側へ向けて斜めに棒状冷却水を噴射するノズルを備えた第一冷却ヘッダ群と、鋼帯上面の上流側へ向けて斜めに棒状冷却水を噴射するノズルを備えた第二冷却ヘッダ群とによって熱延鋼帯の冷却を行う熱延鋼帯の冷却方法であって、前記ノズルから水量密度 2. 0m³Zm²mi η以上の冷却水を供給するとともに、第一冷却へッダ群と第二冷却へッダ群の各冷却へッダを個別に ON— OFFすることにより、冷却領域の長さを調整することを特徴とする熱延鋼帯の冷却方法。

[9] 棒状冷却水の噴射方向は、熱延鋼帯の進行方向もしくは逆方向に対して、水平方向を基準として 30° 以上 60° 以下の角度となるようにすることを特徴とする前記 [8] に記載の熱延鋼帯の冷却方法。

[10〕棒状冷却水の噴射方向の速度成分の 0〜 35%が熱延鋼帯の幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水を噴射することを特徴とする前記

[8] または [9] に記載の熱延鋼帯の冷却方法。

[1 1] 一方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数と他方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数が等しくなるように、前記棒状冷却水を噴射することを特徴とする前記 [8] 〜 [10] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

[12] 熱延鋼帯幅方向の中央から外側に向かうにつれて、 .棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、前記棒状冷却水を噴射することを特徴とする前記 [8] 〜 [11] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

[13] 棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が一定で、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅方向に等間隔となるように、前記棒状冷却水を噴射することを特徴とする前記. [8] 〜 [11] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

[14] 鋼帯搬送方向の下流側で鋼帯温度を測定し、該測定された鋼帯温度に基づいて各冷却へ■ッダからの注水を ON— OFFして、鋼帯温度を目標の温度となるように調整することを特徴とする前記 [8] ~ [13] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

[15] 各冷却ヘッダからの注水を行う優先順は、対向する第一冷却ヘッダ群と第二冷却へッダ群の内側に設置してある冷却へッダを優先して注水することを特徴とする前記 [8] 〜 [14] のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。本発明においては、熱延鋼帯を高い冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができ、それによつて、材質のばらつきが抑えられ、歩留まりの低減や品質の安定ィヒが得られる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第一 -の実施形態の説明図である。

図 2は、本発明の第一 -の実施形態の説明図である。

図 3 A、図 3Bは、本発明の第一の実施形態の説明図である。

図 4は、本発明の第一 -の実施形態の説明図である。

図 5は、本発明の第一 -の実施形態の説明図である。

図 6は、本発明の第一 -の実施形態の説明図である。

図 7は、本発明の第一 -の実施形態の説明図である。

図 8は、本発明の第二：の実施形態の説明図である。図 9は、本発明の第二の実施形態の説明図である。

図 1 0は、本発明の第二の実施形態の説明図である。

図 1 1は、本発明の第二の実施形態についての説明図である。図 1 2は、本発明の第三の実施形態の説明図である。

図 1 3は、本発明の第三の実施形態の説明図である。

図 1 4は、本発明の第三の実施形態の説明図である。

図 1 5は、本発明の第三の実施形態の説明図である。

図 1 6は、本発明の第三の実施形態の説明図である。

図 1 7は、本発明の第三の実施形態の説明図である。

図 1 8は、実施例 1における本発明例の説明図である。

図 1 9は、実施例 1における本発明例の説明図である。

図' 2 0は、実施例 1における比較例の説明図である。

図 2 1は、実施例 2における本発明例の説明図である。

図 2 2は、実施例 2における比較例の説明図である。

図 2 3は、実施例 3の説明図である。

図 2 4は、実施例 3の説明図である。

図 2 5は、実施例 3の説明図である。

図 2 6は、従来技術の説明図である。

各図中の符号の意味は下記の通りである。

1 0 熱延鋼帯

1 3 テーブルロール

2 0 冷却装置

2 1、 2 1 a、 2 1 b、 2 1 c 上ヘッグ

2 2、 2 Δ a ^ Z Δ 上ノズノレ

2 3、 2 3 a , 2 3 棒状冷却水

2 4 滞留冷却水

2 5 飛散冷却水

2 6 遮蔽板

2 7 昇降シリンダ

2 8 遮蔽幕 30 ON— 0FF機構

31 下ノズノレ

51、 51 a、 51 b、 51 c 本発明の冷却装置

52、 52 a、 52 既存の冷却装置

60 加熱炉

61 粗圧延機

62 仕上圧延機

63 コィラー

65 放射温度計

71 冷却ヘッダ

72 スリットノズル

73 冷却水膜

74 異物発明を実施するための最良の形態

本努明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(第一の実施形態）

図 1は、本発明の第一の実施形態における熱延鋼帯の冷却装置の説明図である。この実施形態に係る冷却装置 20は、熱延鋼帯の圧延ラインに設置される冷却装置であり、テーブルローラー 13上を搬送される鋼帯 10の上面に向けて棒状冷却水を供給するための上ヘッダュニット 21を備えている。

上ヘッダュニット 21は、搬送方向に複数配置された第一上ヘッダ 21 aからなる第一上ヘッダ群と、そめ下流側に、搬送方向に複数配置された第二上ヘッダ 21 bからなる第二上へッダ群によつて構成されており、第一上へッダ群およぴ第二上ヘッダ群の各上ヘッダ 21 a、 2' 1 bは、それぞれ独立して棒状冷却水の噴射（注水）の ON— OFF制御（注水の開始と停止の制御）を可能とする ON 一 OFF機構 30を備えた配管構成となっている。なお、ここでは、第一上へッダ群およぴ第二上へッダ群はそれぞれ 3個の上へッダで構成されている。そして、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bのそれぞれに、搬送方向に複数列の上ノズル 2 2 (ここでは鋼帯 1 0の搬送方向に 4列）が取り付けられており、第一上へッダ 2 1 aの上ノズノレ群（第一上ノズル群） 2 2 aと第二上ヘッダ 2 1 bの上ノズル群（第二上ノズル群） 2 2 bとは、それぞれから噴射する棒状冷却水 2 3 aと棒状冷却水 2 3 bの噴射方向が鋼帯 1 0の搬送方向に互いに対向するように配列されている。すなわち、第一上ノズル群 2 2 aは鋼帯上面の下流側へ向けて斜めに 0 1の伏角（噴射角度）で棒状冷却水 2 3 aを噴射し、第二上ノズル群 2 2 b は鋼帯上面の上流側へ向けて斜めに Θ 2の伏角（嘖射角度）で棒状冷却水 2 3 b を噴射するようになっている。

したがって、お互いの上ヘッダから鋼帯搬送方向に見て最も遠い側の列（最外側の列）の上ノズルからの棒状冷却水が鋼帯 1 0に衝突する位置同士に挟まれた領域が冷却領域ということになる。

その際に、第一上ノズル群 2 2 aからの棒状冷却水 2 3 aの嘖射線と第二上ノズル群 2 2 bからの棒状冷却水 2 3 bの噴射線が交差しないようにすれば、お互いの上へダから鋼帯搬送方向に見て最も近い側の列（最内側の列）の上ノズルからの棒状冷却水が鋼帯 1 0に衝突する位置同士に挟まれた領域に、図 1に示すような滞留冷却水 2 4の水膜が安定して形成される。これにより、お互いの上へッダに最も近い側の列（最内側の列）の上ノズルからの棒状冷却水は滞留冷却水 2 4の水膜に向かって嘖射されることになり、お互いに他方の棒状冷却水を壌すことがないので好ましい。そして、最内側の列の上ノズルから棒状冷却水が鋼帯 1 0に衝突する位置同士の間隔を滞留域長さ Lと呼ぶこととする。この滞留域長さ Lでは、棒状冷却水が鋼帯に衝突せず滞留冷却水 2 4のみで冷却がなされるため、鋼帯 1 0と冷却水の接触が不安定であり、温度ムラの発生原因とりやすいが、滞留域長さ Lが 1 . 5 m以内となるようにすれば、滞留冷却水 2 4が鋼帯 1 0を冷やす割合は比較的少ないので、滞留冷却水 2 4による温度ムラを防止することができる。このように、この滞留域長さ Lは短いほうがよく、 l O O mm程度まで短くするのがより好ましい。

ちなみに、本発明の棒状冷却水とは、円形状（楕円や多角の形状も含む）のノズル噴出口か.ら嘖射される冷却水のことを指している。また、本発明の棒状冷却水は、スプレー状の噴流でなく、膜状のラミナ一フローでなく、ノズル噴出口から鋼帯に衝突するまでの水流の断面がほぼ円形に保たれ、連続性で直進性のある水流の冷却水をいう。

そして、図 3 A、図 3 Bは、上ヘッダ 2 1 ( 2 1 a、 2 1 b ) に取り付けられている上ノズル 2 2 ( 2 2 a , 2 2 b ) の配置例を示したものである。通過する鋼帯の全幅に棒状冷却水を供給できるように鋼板幅方向に所定の取り付け間隔で —列に配置されたノズルの列が、鋼帯搬送方向に複数列（ここでは、 4列）設けられている。さらに、ここでは、前列のノズルから噴射される棒状冷却水の鋼帯幅方向衝突位置に対して次列のノズルから嘖射される棒状冷却水の鋼帯幅方向衝突位置がずれるようにノズルが配置されている。すなわち、図 3 Aでは、前列のノズルに対して次列のノズルの幅方向位置を幅方向取り付け間隔の 1ノ 3程度ずらしており、図 3 Bでは、幅方向取り付け間隔の 1ノ 2程度ずらしている。なお、後述するが、ノズルから噴射する棒状冷却水に鋼帯幅方向成分を持たせる場合は、ノズルの鋼帯幅方向取り付け位置と棒状冷却水の鋼帯幅方向衝突位置とが異なってくるので、その場合には、棒状冷却水の鋼帯幅方向衝突位置が所望の位置（分布）になるように、ノズルの取り付け位置を調整する必要がある。上記のように搬送方向に複数列の上ノズル 2 2を配置するのは、 1列の上ノズルでは鋼帯に衝突する棒状冷却水と隣り合う棒状冷却水との間で滞留冷却水を堰き止めて水切りを行う力が弱くなることが上げられる。滞留冷却水を堰き止めるためには複数列の上ノズルが必要であり、それぞれの上へッダ 2 1に取り付けられている上ノズル 2 2の列数を 3列以上とするのが好ましく、 5列以上とすればより好ましい。

また、前述したように上ノズル 2 2を複数の上ヘッダ 2 1に分けて取り付けることは、熱延鋼帯の温度制御を実施するために不可欠なこととなる。熱延鋼帯では、様々な厚み鋼帯を所定の温度まで冷却する必要があるが、生産量を確保するために可能なかぎり速い板速度で冷却を行う必要がある。そのため、狙いの温度に調整するには、水冷時間を調整する必要があり、そのため一般的には冷却領域の長さを様々に変更する必要がでてくる。そのため上ノズルを複数の上ヘッダに分けて取り付け、それぞれの上ヘッダで棒状冷却水の噴射の ON— O F Fができるような構造にすることで、冷却領域の長さを自由に変化させる。それぞれの上へッダには 1列以上の上ノズルを取り付ければよいが、取り付けるノズル列数は狙いとする温度制御能力に応じて決定する。 1列当たりに鋼帯が冷却される温度 (例えば、 5 °C) よりも、許容される温度バラツキ（例えば ± 8 °C) が大きい場合は、許容範囲に調整できる範囲で 1ヘッダ当たりのノズル列数を増やしてもかまわない。例えば、 ± 8 °Cの温度パラツキ（1 6 °Cの温度範囲）に調整するには、 1つの上ヘッダでの冷却 ·降下温度を 1 6 °C未満とすればよく、そのためには上ヘッダに取り付ける上ノズル列数を 3列とすれば、 1 5 °C単位で温度が調整できるため、許容範囲に冷却後の鋼帯温度を調整することが可能となる。逆に、この場合に上ヘッダに取り付ける上ノズル列数を 4列とすると、温度調整は 2 0 °C単位となり、狙いの温度領域 ( 1 6 °C) をはずす可能性があり好ましくない。よつて、冷却装置の冷却温度量や目標の許容温度誤差（許容温度パラツキ）によって、 1上ヘッダあたりの上ノズル列数は調整する必要がある。

このように、上ヘッダ 2 1の個数およぴ上ノズル 2 2の列数は、滞留水を堰き止める観点と所定の冷却能力を得る観点が両立する条件となるように定める必要ある。

そして、この冷却装置 2 0は、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 "bから鋼帯 1 0の上面に向けて、鋼帯面の水量密度が 2 . 0 m³/ni² mL i n以上になるように棒状冷却水 2 3を供給する。

ここで、水量密度を 2 . 0 m³Zm²ra i n以上としている理由について説明する。図 1に示す滞留水 2 4は、供給する棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bによって堰き止められて形成される。このとき水量密度が小さいと堰き止めること自体ができず、水量密度がある量よりも大きくなると堰き止めることができる滞留水 2 4 の量は増大し、鋼帯幅端部から排出される冷却水と供給される冷却水の量が釣り合って、滞留水 2 4は一定に維持される。熱延鋼帯の場合、一般的な板幅は 0 . 9〜2 . l mであり、 2 . O m³Zm²m i n以上の水量密度で冷却すれば、これらの板幅において滞留冷却水 2 4を一定に維持できる。

水量密度を 2 . 0 m³Zra²m i n以上に大きくすればするほど、熱延鋼帯の冷却速度が速くなるため、所定の温度まで冷やすために必要な冷却領域の長さを短くすることができる。その結果、この冷却装置 2 0を導入するスペースをコンパクトにすることが可能となり、既存の設備の間に、この冷却装置 2 0を導入して、併用して冷却することも可能となるほか、設備建設コストの節約にも繋がる。このように、この冷却装置 2 0では、第一上ノズル 2 2 aから嘖射される棒状冷却水 2 3 aと第二上ノズル 2 2 bから嘖射される棒状冷却水 2 3 bが鋼帯 1 0 の搬送方向にお互い対向するようにしているので、鋼帯 1 0上面の滞留水 2 4が鋼帯 1 0の搬送方向に移動しょうとするのを、噴射された棒状冷却水 2 3 a , 2 3 b自身が堰き止める。これによつて、 2 . 0 m³/m²m i n以上の大きな水量密度の冷却水を供給しても、安定した冷却領域が得られ均一な冷却を行うことができる。

なお、上ノズル 2 2 a、 2 2 bから噴射する冷却水を、例えばスリットノズルから噴射した膜状冷却水でなく、棒状冷却水としているのは、棒状冷却水のほうが安定的に水流を形成できるため、滞留冷却水を堰き止める力が大きいからである。また、膜状冷却水を斜めに噴射する場合、鋼板からノズルまでの距離が遠くなると鋼帯近傍の水膜が薄くなつて、ますます壊れやすくなるからでもある。そして、第一上ノズル 2 2 aの噴射角度 0 1と、第二上ノズノレ 2 2 bの噴射角度 0 2は、 3 0〜6 0 ° とするのが好ましい。嘖射角度 0 1、 0 2が 3 0 ° より小さいと、棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bの垂直方向速度成分が小さくなつて、鋼帯 1 0への衝突が弱くなり、冷却能力が低下するからであり、噴射角度 0 1、 Θ 2 が 6 0 ° よりも大きいと、棒状冷却水の搬送方向速度成分が小さくなつて、滞留冷却水 2 4を堰き止める力が弱くなるからである。なお、噴射角度 0 1と噴射角度 0 2は必ずしも等しくする必要はない。

また、滞留冷却水をせき止めるためには、長手方向に複数列（前記で 3列以上噴射する）と説明したが、さらに上ノズル 2 2から噴射する棒状冷却水の噴射速度は 8 m/ s以上とすると、滞留水の堰き止め効果がさらに改善され好ましい。そして、ノズルが詰まりにくく、かつ棒状冷却水の噴射速度を確保するためには、上ノズノレ 2 2の内径は 3〜8 mmの範囲が好適である。

また、棒状冷却水の場合、幅方向に隣り合う棒状冷却水と棒状冷却水の隙間から冷却水が流れ出しやすい。この場合、前述した図 3 A、図 3 Bのように、前列の棒状冷却水の鋼帯幅方向衝突位置に対して次列の棒状冷却水の鋼帯幅方向衝突位置をずらして配置することが好ましい。これによつて、幅方向に隣り合う棒状冷却水の間で水切り能力が弱くなる部分に次の列の棒状冷却水が衝突し、水切り能力冷却が補完される。そして、上ノズル 2 2の幅方向の取り付けピッチ（幅方向取り付け間隔）は、ノズル内径に対して 2 0倍以内とすれば良好な水切り性を得ることができる。さらに、鋼帯 1 0の反りなどによって上ノズル 2 2が破損することを防止するために、上ノズル 2 2の先端の位置をパスラインから離すようにするのが良いが、あまり離すと棒状冷却水が分散するので、上ノズル 2 2の先端とパスラインの距離を 5 0 O mm〜 1 8 0 O mmとするのが好ましい。

また、図 4、 5、 6に示すが、棒状冷却水の噴射方向の速度成分の 0〜3 5 % が鋼帯幅方向に向かう速度成分となるように、外向き角 αを持たせて棒状冷却水の噴射方向を設定すると、上ノズル 2 2から鋼帯 1 0に噴射された棒状冷却水は、図 4、 5、 6の矢印 Αに示すように合流して速やかに鋼帯 1 0の幅端から落下するようになり、棒状冷却水が鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を有していない場合に比べて、低い圧力や少ない水量で滞留水を堰き止めて水切りができるようになるため、経済的な設備設計を行う上で好ましい。より好ましい範囲は 1 0〜3 5 %である。なお、 3 5 %を超えると冷却水の板幅方向の飛散防止に設備コストがかかる上、棒状冷却水の鉛直方向速度成分が小さくなつて、冷却能力が低下する。

また、鋼帯の幅方向に配列する全ノズル数の 4 0〜6 0 %が、鋼帯幅方向の一方の外側に向かう成分を持つ棒状冷却水を噴射するのが好ましい。鋼帯幅方向の一方の外側に向いているノズル数が全体の 6 0 %を超えて、幅端からの冷却水排出に偏りが生じれば、滞留冷却水の厚みが厚くなったところで棒状冷却水が滞留冷却水を堰き止められなくなり、幅方向の温度ムラが発生する可能性があるからである。また、鋼帯幅方向の一方の外側で飛散水が極端に多くなると、ごれを防止するための設備コストが高くなるからでもある。

したがって、図 5のように、両外側に一定の外向き角 αをもって噴射する場合では、鋼帯幅方向外側に噴射するノズルの比率を片側 4 0 %、逆側 6 0 %までは配置可能であるが、好ましくは片側 5 0 %、逆側 5 0 %で配置するのがよい。また、図 4に示すように、鋼帯幅方向外側に向かうにつれて順次外向き角 αを大きくする場合もあるが、その場合は鋼帯幅方向中心に対して対称な外向き角 a 分布となるようにすることが好ましい。また、図 6に示すように、板幅方向外側を向かない上ノズル（外向き角 α = 0 の上ノズル）の総数を全体の 2 0 %以内（例えば 2 0 %) とし、残りのうち両外側に向けるノズル数をほぼ等しく（例えば片側 4 0 %ずつ）すれば、滞留冷却水の排水は円滑に行われ、滞留冷却水を堰き止めて水切りを行うには好適となる。ここで、上記の棒状冷却水の噴射方向の設定について、図 7を用いて具体的に説明する。

図 7は、棒状冷却水の噴射方向を示したものであり、棒状冷却水の噴射線と鋼帯とがなす角度（実際の伏角）を β 搬送方向に対する伏角を 0、鋼帯幅方向外側に向かう角度（外向き角）を aとして示している。そして、棒状冷却水の噴射方向に対する速度成分の 0〜 3 5 %が鋼帯幅方向外側に向かう速度成分となるようにするということは、冷却水の噴射実質長さ Lに対する搬送方向に垂直な鋼帯幅方向の速度成分に対応する長さ L wの比 L wZ L (幅方向速度成分比率）が 0 〜3 5 °/₀となるようにすることを意味する。表 1に、上ノズルの噴射口高さを 1 2 0 O mm, 搬送方向に対する伏角 0を 4 5 ° 、 5 0 ° とした場合の計算結果を示す。幅方向速度成分比率が 0〜 3 5 %となるのは、'搬送方向に対する伏角 Θが 4 5 ° では外向き角 αが 0〜 2 5 ° 、搬送方向に対する伏角 0が 5 0 ° では外向き角ひが 0〜3 0 ° である。

そして、前述したように、図 4は上記に基づいて上ノズル 2 2 a、 2 2 bを設置した場合の一例を示す平面図である。ここでは、鋼帯幅方向中央のノズルからの棒状冷却水は外向き角 Ω;が 0 ° とし、ノズルの設置位置が鋼帯幅方向外側に向かうにつれて外向き角 _αが順次大きくなるようにしている。その際に、上ヘッダへ鋼帯幅方向に等間隔で上ノズルを配置すると、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅方向に等間隔とはならないため、上へッダへの各上ノズルの幅方向取り付け位置（幅方向取り付け間隔）を調整して、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅方向に等間隔（例えば、 6 O mmピッチ）となるようにしている。また、前述したように、図 5は、上記に基づいて上ノズル 2 2 a、 2 2 bを設置した場合の他の例を示す平面図である。ここでは、冷却水噴射の外向き角 αを一定（例えば、 2 0 ° ) とし、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅後方に等間隔（例えば、 1 0 O mmピッチ）となるように各ノズルを設置している。その際、鋼帯幅後方中央部では、左右の両外側へ向けて噴射するノズルを設置しなくてはならないので、ノズルを取り付ける穴の加工が可能となるように、一方の鋼帯幅方向外側にむけて噴射するノズル列（例えば、図 5中の上方向に噴射速度成分を持つノズル列) と他方の鋼帯幅方向外側に向けて噴射するノズル列（例えば、図 5中の下方向に噴射速度成分を持つノズル列）を搬送方向に交互に所定の間隔（例えば、 2 5 mm) ずらして設置し、鋼帯幅方向の一方の外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズル数と他方の外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズル数が等しくなるようにしている。

また、前述したように、図 6は、上記に基づいて上ノズル 2 2 a、 2 2 を配置した場合の他の例を示す平面図である。ここでは、幅方向中央部におけるノズルは、全ノズルの 2 0 °/oだけ幅方向外側に嘖射せず外向き角度 αを 0 ° とし、その他のノズルについては一定の外向き角度（たとえば _α = 2 0 ° ) として、配置した例である。この場合、ノズルから噴射した棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が、幅中央部の外向き角度 α = 0 ° のノズルと幅方向外側に配置している外向き角度 α = 2 0 ° のノズルの境目における冷却水の衝突位置を考えたときに、ノズルヘッダ側で幅方向に等間隔でノズルを配置すると、衝突位置では幅方向に等間隔とはならないため、衝突位置で等間隔となるようにノズルへッダにおいて棒状冷却水嘖射するノズルを取り付ける位置を調整しておくことが好ましい。なお、外向き角 αを大きくすれば、より少ない水量での水切りが可能となるが、鋼帯幅方向中央部付近でノズルのヘッダへの取り付け密度が大きくなる。そのため、鋼帯幅方向で均一な流量分布が得られるように、ヘッダに送水するポンプの能力や配管径などを考慮して、外向き角 αを決定すればよい。

むろん、ポンプ能力や配管太さなどに余裕があれば外向き角度 αは 0 ° でもかまわない。

そして、上記のような冷却設備の両外側には、防水壁や排水口などを設けることが好ましい。冷却水が設備外に漏れたり、設備内で飛散して新たな滞留水となつたりすることを防ぐために有効だからである。

ただし、外向き角 αが 3 0 ° を超える場合、冷却水の飛散防止に設備コストがかかる上に、棒状冷却水の垂直成分が小さくなつて、冷却能力が低下するので好ましくない。 '

なお、この実施形態の冷却装置 2 0は、図 1に示したように、各.3個の上へッダ 2 1 a、 2 1 bを有するようにしているが、冷却能力の関係でもっと設備長を長くする場には、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bの数を増やしてもかまわないし、また、冷却装置 2 0を鋼帯搬送方向に複数台設置してもかまわない。さに、図 2 に示すように、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bの間に中間ヘッダ 2 1 cを設けることも可能であり、その個数はいくつでもかまわない。ここで、中間ヘッダ 2 1 cは、搬送方向に対する伏角 Θを 9 0 ° とする以外、ノズル配置や外向き角度 α、水量密度などは、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bと同様にすればよい。

また、その場合に上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bの個数を複数としてもかまわない。このようにして、この実施形態においては、熱延鋼帯 1 0の上方に 2 . O m³ /m²m i n以上の水量密度の棒状冷却水を噴射する上ノズル 2 2 a、 2 2 bを接続した上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bを設け、棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bとの熱延鋼帯 1 0のなす伏角 0 1、 0 2力 S 3 0 ° 〜 6 0 ° で、熱延鋼帯 1 0の搬送方向にお互いに対向するように上ノズル 2 2 a、 2 2 bを配置して、さらに棒状冷却水を進行方向の速度成分に対して、鋼帯幅方向外向けに 0〜 3 5 %程度の速度成分を持たせて噴射することにより、熱延鋼帯 1 0の上面に冷却水を供給するようにしているので、熱延鋼帯の圧延ラインに設置することによって、鋼帯を目標温度まで高冷却速度で均一にかつ安定に冷やすことができる。その結果、品質の高い鋼帯を製造することができる。

(第二の実施形態）

上記の第一の実施形態において、対向する上ノズル 2 2 a、 2 2 bから噴射される棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bの速度が速い場合、例えば 1 O mZ s以上である場合は、棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bは鋼帯 1 0に衝突後、お互いにぶつかり合つて上方に飛散する。この飛散冷却水が滞留冷却水 2 4上に落下すれば問題ないが、図 1 1に示すように、飛散冷却水 2 5が斜め上方に飛散して棒状冷却水 2 3 a、 2 3 b上に落下すると、飛散冷却水 2 5が棒状冷却水 2 3 a、 2 3 間の隙間から漏れて、完全な水切りができなくなる場合がある。特に、滞留域長さが 2 0 0 mm以内である場合に、その問題が発生しやすい。さらに、冷却水の嘖射速度が速い場合は、飛散冷却水 2 4が上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bの上を飛び越えて鋼帯 1 0上に落下することもある。

それに対して、図 8に示すように、この第二の実施形態に係る冷却装置 4 0は、第一の実施形態の冷却装置 2 0において、さらに、対向する上ノズル 2 2 a、 2 2 の最内側列のさらに内側に遮蔽板 2 6 a、 2 6 bを追加したものである。ここで、遮蔽板 2 6 a、 2 6 bは、上ノズル 2 2 a、 2 2 bから噴射される棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bの上方を覆うように設置するのが好ましい。

これによつて、飛散冷却水 2 5が斜め上方に飛散した場合でも、落下する飛散冷却水 2 5は遮蔽板 2 6 a、 2 6 に遮られ、棒状冷却水 2 3 a、 2 3 b上に落下することなく、滞留冷却水 2 4上に落下するようになる。したがって、的確に水切りを行うことができるようになる。

なお、遮蔽板 2 6 a、 2 6 bは、シリンダ 2 7 a、 2 7 bによって昇降できる構造にすることもでき、遮蔽板 2 6 a、 2 6 bを必要とする製品製造時のみに使用し、それ以外の時は退避位置に引き上げておく方法もある。

ちなみに、遮蔽板 2 6 a、 2 6 bを使用する際には、遮蔽板 2 6 a、 2 6 bの最下端が鋼帯 1 0の上面から 3 0 0〜8 0 O mm上方に位置するようにするのが好ましい。すなわち、鋼帯' 1 0の上面から 3 0 O mm以上、上方に位置するようにしておけば、先端または尾端に上反りが発生した鋼帯が進入してきても、衝突することがない。しかし、鋼帯 1 0の上面から 8 0 0 mmを超えて高くすると、飛散冷却水 2 5を十分に遮蔽することができない。 . また、図 8における遮蔽板 2 6 a、 2 6 bに替えて、図 9に示すように、軽くて表面が滑らかな遮蔽幕 2 8 a、 2 8 bを用いるようにしてもよい。遮蔽幕 2 8 a、 2 8 bは、通常は垂れ下がった状態で待機しており、棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bの噴射が開始されると、最内側の列の棒状冷却水に反って持ち上がる。その際、棒状冷却水 2 3 a、 2 3 bは勢いよく嘖射されるので、その流れが乱れるとレヽうことはない。

さらに、前述したように、冷却水の噴射速度が速く、飛散冷却水 2 5が上へッダ 2 1 a、 2 1 bの上を飛び越えて鋼帯 1 0上に落下しょうとする場合には、図 1 0に示すような、上ヘッダ 2 1 aと上ヘッダ 2 1 bの間の鋼帯上方に位置するような遮蔽板 2 9を用いてもよい。このような遮蔽板 2 9を用いれば、上ヘッダ 2 1 a . 2 1 bの上を飛び越えて鋼帯 1 0上に落下しょうとする飛散冷却水を的確に遮蔽することができる。しかも、遮蔽板 2 9に当たった飛散冷却水は落下する際に、横方向に飛散しょうとする飛散冷却水を巻き込んで一緒に滞留冷却水 2 4上に落下するので効果的である。

そして、この第二の実施形態においても、第一の実施形態で説明したように、冷却終了温度を調整するために、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 bの数の調整を行えばよい。

このようにして、この実施形態においては、飛散冷却水を遮蔽板等によって的確に遮蔽するようにしているので、より一層、鋼帯を目標温度まで高冷却速度で均一にかつ安定に冷やすことができる。その結果、さらに品質の高い鋼帯を製造することができる。

なお、上記の第一、第二の実施形態においては、鋼帯下面冷却について説明はしていない。下面冷却については、もともと鋼帯上に滞留水が乗って過冷却が発生する問題はないため、下ノズル 3 1に一般的な冷却ノズル（スプレーノズル、スリットノズル、円管ノズル）を採用してかまわない。場合によっては、上面冷却のみで鋼帯を冷却してもかまわない。

(第三の実施形態）

本努明の第三の実施形態として、熱延鋼帯の圧延ラインに、上記の第一実施形態の冷却装置 2 0あるいは第二の実施形態の冷却装置 4 0を設置して、熱延鋼帯の冷却を行う場合について述べる。

図 1 2は、一般的な熱延鋼帯の設備列に導入した例であり、加熱炉 6 0で所定の温度に加熱されたスラブが粗圧延機 6 1で所定の温度、所定の板厚みに圧延された後、仕上圧延機 6 2により所定の温度、所定の板厚みまで圧延され、その後、本発明の冷却装置 5 1 (冷却装置 2 0、冷却装置 4 0 ) と一般的に用いられている冷却装置 5 2 (上面冷却：パイプラミナ一冷却、下面冷却：スプレー冷却）により所定温度まで冷却されて、コィラー 6 3により卷き取られるようになつている。

なお、本発明の冷却装置 5 1は、上ヘッダ 2 1 a、 2 1 をそれぞれ 3個ずつ備えているものとする。また、本発明の冷却装置 5 1の出側には放射温度計 6 5 が取り付けてある。

そして、ここでは、鋼帯の材質の観点から、仕上圧延により 2 . 8 mm厚み、 8 2ひ。 Cで圧延を完了させた後、本発明の冷却装置 5 1により 6 5 0。Cまで急速, 冷却し、その後、既存の冷却装置 5 2により 5 5 0 °Cまで冷却する場合について説明する。

まず、熱延鋼帯が冷却装置 5 1に進入前に、計算機にて所定の温度まで冷却するために必要な冷却へッダの使用数を計算して、その数の冷却へッダから冷却水を注水する。

鋼帯が冷却装置 5 1に進入後、冷却装置 5 1出側の放射温度計 6 5により温度を測定し、狙いの温度に対する実際の温度の誤差から、冷却装置 5 1の注水する冷却へッダの数を調整する。

また、熱延鋼帯では条件により鋼帯を加速しながら冷却することがある。加速しないもしくは加速率が小さい条件では、鋼帯先端と尾端で注水する冷却ヘッダの数を同じにして冷却してもかまわないが、特に加速率が高い場合に注水する冷却ヘッダ数を同じまま全長にわたって冷却すると、鋼帯先端と尾端で冷却装置を通過する時間が変わることから水冷時間が変化し、尾端ほど水冷時間が短くなるためにあまり冷えなくなる。このことから、これを考慮して鋼帯尾端になるほど注水する冷却へッダ数を増やしていく必要がある。以下に、冷却中に注水する冷却ヘッダ数を増やす場合のやり方について説明する。 '

まず、注水する冷却へッダは、内側の冷却へッダから順次外側の冷却へッダを追加していくのが好ましい。これは、前述したように、令却の安定さから滞留域長さを 1 . 5 m以内とするのが好ましいと説明したが、例えば両方の最外側の冷却ヘッダのみから冷却水を噴射した場合、これを守れなくなる危険性があるからである。したがって、注水する冷却ヘッダの数を増やす場合は、内側の冷却へッダから順次冷却水を噴射していけば、滞留域長さを短いままにできるためである。また、下流側に向けて棒状冷却水を噴射する第一上ノズル 2 2 aの列数と上流側に向けて棒状冷却水を噴射する第二上ノズル 2 2 bの列数はなるべく一致するようにするのが好ましい。その理由であるが、第一上ノズル 2 2 aと第二上ノズル 2 2 bは対向して棒状冷却水を噴射しているが、それぞれのノズルから噴射される棒状冷却水の運動量が六きく異なる場合は、運動量の大きいほうの棒状冷却水は、運動量の小さいほうの棒状冷却水に打ち勝ってしまい、運動量の小さいノズル群では十分な堰き止め効果が得られないからである。

なお、温度制御の観点から注水する第一上へッダと注水する第二上へッダを同数にして冷却できない場合は、なるべく下流側に設置してある第二上ヘッダ 2 1 bの数を多くして注水するのが好ましい。滞留冷却水は鋼帯温度が低いほうが、遷移沸騰や核沸騰になりやすく温度ムラの原因となるため、滞留冷却水が温度の高い側に漏れたほうがよいからである。とはいえ、極力滞留冷却水の流出は避けたほうがよいため、上ヘッダ 2 1に取り付ける上ノズル 2 2の列数をなるベく少なくし、なるべく第 1上ヘッダから噴射するノズル列数と第 2上ヘッダから噴射するノズル列数の差を小さくするような構成とするのが好ましい。

以上のことを考慮して、実際の冷却ヘッダの注水順番を図 1 3、 1 4を用いて説明する。

図 1 3は、本発明の冷却装置で鋼帯の上面のみ冷却する場合であるが、上記で説明した条件を満たすためには、まずあらかじめ冷却に必要と予測されるヘッダ数分だけ、最も内側の冷却ヘッダから注水しておき、冷却装置を鋼帯が通過して、鋼帯先端部の温度を測定した後、目標温度よりも鋼帯先端温度が高い場合は、注水する冷却ヘッダの数を多くする。その際、内側および下流側のヘッダを優先し且つ上流側と下流側の注水ヘッダの数がなるべく等しくなるように、図 1 3に〇で囲って示した順番で冷却水を噴射していく。逆に、調整の過程で、目標温度よりも鋼帯先端温度が低くなった場合は、注水する冷却ヘッダの数を少なくするが、その場合は、外側の冷却ヘッダから順次注水を停止していく。図 1 3中の〇で囲つてある番号が大きいほうのヘッダから順に注水を停止してゆけばよい。

また、図 1 4は、上面と下面の両方を冷却する場合である。このような注水を必要とするのは、特に下面冷却水の冷却水量が多い場合や、噴射水圧が高い場合に適用するものである。この場合、下面にのみ冷却水を噴射すると鋼帯を持ち上げるカをもっため、鋼帯が浮き上がる危険性があり、ライン外に飛び出したり、上ノズルに衝突したりするなどの危険性があることから、通板性に問題が出る。そのため、まず上面の冷却水を噴射して鋼帯をテーブルロールに押さえつけるようにしておき、鋼帯の通板を確保した状態で、且つ上記で説明したように水切り性や冷却能力の安定させるように、冷却ヘッダの注水の O N— O F Fを行う。この場合では、まずあらかじめ冷却に必要と予測されるヘッダ数分だけ、最も内側の上へッダ 2 1 a、 2 1 bおよび下面へッダから注水しておき、冷却装置を鋼帯が通過して、鋼帯先端部の温度を測定した後、目標温度よりも鋼帯先端温度が高い場合は、注水する冷却ヘッダの数を多くするが、内側おょぴ下流側のへッダを優先し且つ上流側と下流側の注水ヘッダの数がなるべく等しくなるように、図 1 4に〇で囲って示している順番で冷却水を噴射していく。この場合、下面の冷却水が衝突する位置とほぼ同じ位置に上面の冷却水を衝突させ且つ上面に冷却水が衝突している状態で、下面冷却水を注水するのが好ましく、このように上下同じ位置で冷却水を衝突させるようにして、鋼帯の浮き上がりを防止する。そのため、図中に示すように、上面に注水するヘッダを追加したら、下面に注水するヘッダを追加するといつたことを操り返して、全体の注水ヘッダ数の追加を行つていく。逆に、調整の過程で、目標温度よりも鋼帯先端温度が低くなつた場合は、注水する冷却ヘッダの数を少なくするが、その場合は、外側の冷却ヘッダから順次注水を停止していく。図 1 4中の〇で囲ってある番号が大きいヘッダのほうから順に注水を停止してゆけばよい。

板厚みが極めて薄いもの（例えば、 1 . 2 mm) などでは、本発明の冷却装置では先端の通板が不安定になる場合もある。これは、多くの水量を鋼帯に投入するために、冷却水が抵抗となって鋼帯先端の速度が低下するが、圧延機からは一定の速度で押し込まれるため、板がたるんでループなどが発生する危険もある。そのような場合は、鋼帯先端のみ注水ヘッダ数を少なくしたり、また冷却水量を少なくしたり、また冷却水を止めておくなどの処置をし、鋼帯先端が冷却装置を通過してから、所定の冷却水量やへッダ数で冷却する方法もある。

また、各上ヘッダからの冷却水の O N— O F F (注水一停止）は、速やかに行われたほうがよい。特に、冷却水を O F Fする場合は、ヘッダ上流に取り付けられている弁を閉止しても、上へッダ内に充満している水がノズルから漏れ出すこともある。この水は鋼帯上で滞留水となり過冷却の原因となることがある。そのため、たとえばノズルにチヤツキ弁を取り付けたり、ヘッダに排水弁などを取り付け冷却水停止時に排水弁を開けてへッダ内の水を速やかに排出したりするなどしたほうが好ましい。

そして、上記では、図 1 2のように、仕上圧延機出側に設置した本発明の冷却装置 5 1で冷却した後、既存の冷却装置 5 2で冷却する場合について説明し力 S、図 1 6のように、既存の冷却装置 5 2 a、 5 2 の間に、本発明の冷却装置 5 1 を設置する場合や、既存冷却装置 5 2 の下流側に本発明の冷却装置 5 1 cを設置する場合もある。また、仕上圧延機と既存の冷却装置 5 2 aの間に本発明の '冷却装置 5 1 aを設置する場合も含めて、上記の全ての位置に本発明の冷却装置 5 1を設置してもかまわない。また、本発明の冷却装置 5 1のみで冷却してもかまわない。

さらに、図 1 7に示すように、粗圧延機 6 1と仕上圧延機 6 2の間に本発明の冷却装置 5 1を設置するなど、熱延鋼帯を製造するラインにおいては、可能ないかなる位置に本発明の冷却装置 5 1を設置してもかまわない。実施例

実施例 1

実施例 1として、図 1 8、図 1 9、図 2 0に示すように、仕上圧延機 6 2出側に本発明の冷却装置 5 1等を設置して熱延鋼帯の製造を行った。その際の製造条件は、厚み 2 4 0 mmのスラブを加熱炉 6 0で 1 2 0 0 °Cまで加熱した後、粗圧延機 6 1により 3 5 mmまで圧延し、さらに仕上圧延機 6 2により仕上圧延完了温度 850でで 3. 2 mmまで圧延した後、冷却装置により 450 °Cまで冷却し、コィラー 63で卷き取るようにした。

そして、以下に述べるが、図 18、図 1 9のように、本発明の冷却装置 51 (第一の実施形態の冷却装置 20、第二の実施形態の冷却装置 40) を設置して仕上圧延後の鋼帯を冷却した場合を本発明例 1~5とし、図 2ひのように、本発明の冷却装置 51を設置せずに既存の冷却装置 52等で仕上圧延後の鋼帯を冷却した場合を比較例 1〜 3とした。

(本発明例 1)

本発明例 1として、図 18に示すように、仕上圧延機 62出側に本発明の冷却装置 51 'を配置し、その本癸明の冷却装置 51によって、 850°Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 450°Cまで冷却した。

その際に、本発明の冷却装置 51としては、第一の実施形態の冷却装置 20を用い、搬送方向の伏角 0を 45° とした上ヘッダ 21 a、 2 l bをそれぞれ 10 個（合計 20個）配置し、下面冷却についてはスプレー冷却ヘッダを上ヘッダと対になるように 20個配置した。上ヘッダ 21のノズル配置は、前述した図 5のように、円管ノズル 22 (内径 8 mm) を、幅方向の取り付けピッチ 70 mmで、同じ外向き角度（ひ = 20° ) で幅方向外側に傾斜させ、各上ヘッダ 21に円管ノズル 22を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 m_/ sとした。また、上ノズル 22はテーブルロールから 1200mmの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも 3m³/m²m i nであった。

そして、圧延速度を 55 Ompmと一定にしてかつ冷却装置 51に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいた数だけ内側のヘッダから優先的に注水し、鋼帯を冷却している途中で注水へッダの数は変更しなかつた。 .

(本発明例 2)

本発明例 2として、図 18に示すように、仕上圧延機 62出側に本発明の冷却装置 51を配置し、その本発明の冷却装置 51によって、 850°Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 450°Cまで冷却した。この本発明例 2は、上記の本発明例 1とほぼ同じであるが、鋼帯を冷却している途中で冷却装置 5 1出側に設置されている温度計 6 5で測定した温度と目標の温度に差がある場合には、これを修正するために注水ヘッダの数を変更した。

(本発明例 3 )

本努明例 3として、図 1 9に示すように、仕上圧延機 6 2出側に既存の冷却装置 5 2と本発明の冷却装置 5 1を配置し、既存の冷却装置 5 2によって、 8 5 0 °Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 6 0 0 °Cまで冷却した後、本発明の冷却装置 5 1によって、 4 5 0 °Cまで冷却した。

その際に、既存の冷却装置 5 2は、上面冷却がヘアピンラミナ一冷却、下面冷却がスプレー冷却であり、冷却水量密度は 0 . 7 ni ³Zm²m i nであった。

一方、本発明の冷却装置 5 1としては、第一の実施形態の冷却装置 2 0を用い、搬送方向の伏角 Θを 4 5 ° とした上ヘッダ 2 1 a、 2 l bをそれぞれ 1 0個（合計 2 0個）配置し、下面冷却についてはスプレー冷却ヘッダを上ヘッダと対になるように 2 0個配置した。上ヘッダ 2 1のノズル配置は、円管ノズル 2 2 (内径 8 mm) を、幅方向の取り付けピッチを 7 0 mmにして、幅方向外側に傾斜させず（α = 0 ° ) 、各上ヘッダ 2 1に円管ノズル 2 2を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 mZ sとした。また、上ノズル 2 2はテーブル口ールから 1 2 0 0 mmの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも 3 m ³/m ² m i nであった。

そして、圧延速度を 5 5 O m p mと一定にしてかつ冷却装置 5 1に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいた数だけ内側のヘッダから優先的に注水し、鋼帯を冷却している途中で冷却装置 5 1出側に設置されている温度計 6 5で測定した温度と目標の温度に差がある場合には、これを修正するために注水ヘッダの数を変更した。

(本発明例 4 ) - 本発明例 4として、図 1 8に示すように、仕上圧延機 6 2出側に本努明の冷却装置 5 1を配置し、その本発明の冷却装置 5 1によって、 8 5 0 °Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 4 5 0 °Cまで冷却した。その際に、本発明の冷却装置 51としては、.遮蔽板 26を備えた第二の実施形態の冷却装置 40を用い、搬送方向の伏角 0を 50° とした上ヘッダ 21 a、 2 l bをそれぞれ 10個（合計 20個）配置し、下面冷却についてはスプレー冷却へッダを上へッダと対になるように 20個配置した。上へッダ 21のノズル配置は、前述した図 4のように、円管ノズル 22 (内径 8πιπι) を、幅方向の取り付けピッチ 10 Ommで、幅中央部では外向き角度 αを 0とし、幅端部に向かうにつれ徐々に外向き角度をつげてゆき、幅最端部では外向き角 αが 10° となるようにして、幅方向外側に傾斜させ、各上ヘッダ 21に円管ノズル 22を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 m/ sとした。また、上ノズル 22はテーブルロールから 120 Ommの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも SmSZm²!!! i nであった。

そして、圧延速度を 55 Ompmと一定にしてかつ冷却装置 51に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいた数だけ内側のヘッダから優先的に注水し、鋼帯を冷却している途中で冷却装置 51出側に設置されている温度計 65で測定した温度と目標の温度に差がある場合には、これを修正するために注水ヘッダの数を変更した。

(本発明例 5) '

本発明例 5として、図 19に示すように、仕上圧延機 62出側に既存の冷却装置 52と本努明の冷却装置 51を配置し、既存の冷却装置 52によって、 85 0°Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 600°Cまで冷却した後、本発明の冷却装置 5 1によって、 450°Cまで冷却した。

その際に、既存の冷却装置 52は、上面冷却がヘアピンラミナ一冷却、下面冷却がスプレー冷却であり、冷却水量密度は 0. 7m³/m²Ki i nであった。一方、本発明の冷却装置 51としては、遮蔽幕 28を備えた第二の実施形態の冷却装置 40を用い、搬送方向の伏角 0を 50° とした上ヘッダ 21 a、 21 b をそれぞれ 10個（合計 20個）配置し、下面冷却についてはスプレー冷却へッダを上へッダと対になるように 20個配置した。上へッダ 21のノズノレ配置は、前述した図 4のように、円管ノズル 22 (内径 8 mm) を、幅方向の取り付けピツチ 10 Ommで、幅中央部では外向き角度 αを 0とし、幅端部に向かうにつれ徐々に外向き角度をつけてゆき、幅最端部では外向き角 αが 2 5 ° となるようにして、幅方向外側に傾斜させ、各上ヘッダ 2 1に円管ノズル 2 2を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 m/ sとした。また、上ノズル 2 2 はテーブルロールから 1 2 0 O mmの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも 3 m³/m² m i nであった。

(比較例 1 )

比較例 1として、図 2 0に示すように、仕上圧延機 6 2出側に既存の冷却装置 5 2を配置し、その既存の冷却装置 5 2によって、 8 5 0 °Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 4 5 0 °Cまで冷却した。

ここで、既存の冷却装置 5 2は、上面冷却がヘアピンラミナ一冷却、下面冷却がスプレー冷却であり、冷却水量密度は 0 . 7 m³Zm ²m i nである。また、冷却ノズルからテーブルロールまでの距離は 1 2 0 O mmとした。

そして、圧延速度を 5 5 O m p mと一定にしてかつ冷却装置 5 1に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいたヘッダ数で注水し、鋼帯を冷却している途中で冷却装置 5 1出側に設置されている温度計 6 5で測定した温度と目標の温度に差がある場合 fcは、これを修正するために注水へッダの数を変更した。

(比較例 2 )

比較例 2として、図 2 0において、既存の冷却装置 5 2に替えて、特許文献 1 に記載された冷却装置を配置し、その冷却装置によって、 8 5 0 °Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 4 5 0 °Cまで冷却した。

特許文献 1に記載された冷却装置は、搬送方向に対して対向した配列したスリットノズルュ二ット（スリットノズルのギヤップは 5 mm) より冷却水を噴射するとともに、スリットノズルュ二ットに昇降機構によりノズルからテーブルロールまでの距離が所定の値（ここでは、 1 0 0 mm) となるように昇降させるものである。冷却水量密度は、本発明例 1〜5と同様に 3 m³Zni ² m i nとした。そして、圧延速度を 5 5 O m p mと一定にしてかつ冷却装置に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するへッダについては、あらかじめ設定しておいたへッダ数で注水し、鋼帯を冷却している途中で冷却装置出側に設置されている温度計 6 5で測定した温度と目標の温度に差がある場合には、これを修正するために注水ヘッダの数を変更した。

(比較例 3 )

比較例 3として、図 2 0において、既存の冷却装置 5 2に替えて、特許文献 2 に記載された冷却装置を配置し、その冷却装置によって、 8 5 0 °Cで仕上圧延を完了した鋼帯を 4 5 0 °Cまで冷却した。

特許文献 2に記載された冷却装置は、搬送方向に対して対向した配列したスリットノズルュ二ット（スリットノズルのギヤップは 5 mm) より冷却水を噴射するとともに、ノズル上方には仕切板を取り付けるものである。ここでは、ノズルからテーブルロールまでの距離を 1 5 O ramとし、仕切板からテーブルロールまでの距離を 4 0 0 mmとした。冷却水量密度は、本発明例 1〜 5と同様に 3 m³ m² i nとした。

そして、圧延速度を 5 5 O m p mと一定にしてかつ冷却装置に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するへッダについては、あらかじめ設定しておいたヘッダ数で注水し、鋼帯を冷却している途中で冷却装置出側に設置されている温度計 6 5で測定した温度と目標の温度に差がある場合には、これを修正するために注水へッダの数を変更した。

ここで、ここまでに記載した仕上圧延後の冷却については、冷却後の鋼帯温度と材質特性である引張強度はほぼ対応していることを事前に確認しており、その結果から冷却後の温度偏差の許容値は 5 0 °Cであり、これよりも温度偏差が大きいと、材質バラツキが大きくなりすぎて商品出荷ができなくなる。

したがって、本発明例 1〜5、比較例 1〜3の評価については、冷却後の鋼帯温度を放射温度計により測定して、その際の温度偏差によって評価することとした。その結果を表 2に示す。表 2

まず、既存の冷却装置 5 2により冷却した比較例 1の場合は、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 O mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかったものの、冷却後の温度偏差が 1 2 0 °Cと大きかったため、強度などの材質バラツキが大きく、製品出荷不能であつた。これは、上面冷却装置から噴射した冷却水が長時間鋼帯上に載ったままコィラーまで搬送されたため、滞留水が存在する個所のみ冷えてしまったからである。これを改善するために、冷却装置出側にある温度計により誤差修正を実施しているが、鋼帯の一部に局所的な瘟度ムラがでているため、注水ヘッダ数の変更へのフィードバックが間に合わず、うまく調整しきれなかったため、温度偏差は大きいままとなつている。

また、特許文献 1のようにスリットノズルを対向させて冷却水を噴射した比較例 2の場合は、仕上圧延をしたのちコィラーまで搬送する過程で、熱延鋼帯が 2 0 0 - 3 0 0 mm程度跳ね上り、冷却装置に衝突するといったトラブルが多発した。一方、冷却ノズルに熱延鋼帯が衝突しなかったものについて冷却後の温度偏差を調査すると、 4 0 °Cであり目標とする冷却後の許容温度偏差である 5 0 °C以内となり、強度などの材質バラツキは小さかった。この場合、通板がうまくいつたものでは、スリットノズルを対向噴射させたため、鋼帯上の滞留水が存在していなかつたため、比較的温度偏差は小さかったものの、後で説明する本発明例 1 〜5よりも温度偏差は大きかった。また、後で冷却ノズルを調査したところ、ところどころ異物があり、さらにスリットギャップは ± 2 mm程度ばらついていた。スリットギャップのばらつきは熱変形と考えられる。このため、冷却装置の幅方向で噴射流量がばらつき、温度偏差が若干大きくなったと思われる。

また、特許文献 2のようにスリットノズルを対向させて冷却水を噴射した比較例 3の場合は、仕上圧延をしたのちコィラーまで搬送する過程で、熱延鋼帯が 2 0 0〜 3 0 0 mm程度跳ね上り、冷却ノズルに衝突するといったトラブルが多発. した。一方、冷却ノズルに熱延鋼帯が衝突しなかったものについて冷却後の温度偏差を調査すると、 5 0 °Cであり目標とする冷却後の許容温度偏差である 5 0 °C 以内となり、強度などの材質バラツキは小さかった。この場合、通板がうまくいつたものでは、スリットノズルを対向噴射させたため、鋼帯上の滞留水が存在していなかったので、比較的温度偏差は小さかったものの、後に説明する本努明例 1〜5よりも温度偏差が大きかった。また、後に冷却ノズルを調査したところ、ところどころ異物があり、さらにスリットギャップは ± 3 mm程度ばらついていた。スリットギャップのばらつきは熱変形と考えちれる。このため、冷却装置の幅方向で噴射流量がばらつき、温度偏差が若干大きくなったと思われる。

これに対して、本発明例 1では、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 0 mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、冷却後の温度偏差が 1 5 °Cと小さく、強度などの材質バラツキはほとんど発生しなかった。これは、棒状冷却水を対向噴射したため、滞留水が鋼帯に載るこ.となく冷却されたためだと思われる。

また、本発明例 2では、本発明例 1と同じく、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 0 mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、冷却後の温度偏差が 7 °Cと本発明例 1よりも小さく、強度などの材質パラツキはほとんど発生しなかった。これは、棒状冷却水を対向噴射したため、滞留水が鋼帯に載ることなく冷却されたことに加えて、温度計により計測した温度により誤差を修正するために注水ヘッダ数を適時変更したためだと思われる。

また、本発明例 3では、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 O mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、温度偏差は 2 0 ° と本発明例 1と同程度であった。冷却の前半に既存の冷却装置で冷却したときに、鋼帯上に滞留水が載ったためにその時点で若干温度偏差が大きくなつたものの、その後すぐ本発明の冷却装置で冷却したため、滞留水の滞留時間がかなり短くなつたのと、温度計により計測した温度により誤差を修正するために注水へッダ数を適時変更したこと力ら温度偏差を小さくする効果が合わさったことにより、本発明例 1と同程度の温度偏差になったと思われる。

また、本発明例 4では、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 O mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、冷却後の温度偏差が 5 °Cと小さく、強度などの材質パラツキはほとんど発生しなかった。これは、棒状冷却水を対向噴射したため、滞留水が鋼帯に載ることなく冷却されたためだと思われる。本発明例 1よりも温度偏差は良好であつたのは、遮蔽板を設置したことにより飛散冷却水を適切に遮蔽できたことに加え、温度計により計測した温度により誤差を修正するために注水ヘッダ数を適時変更したためと思われる。

また、本発明例 5では、テーブル口ルと冷却装置の距離を 1 2 0 O mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、冷却後の温度偏差が 1 3 °Cと小さく、強度などの材質バラツキはほとんど発生しなかった。これは、棒状冷却水を対向噴射したため、滞留水が鋼帯に載ることなく冷却されたためだと思われる。 7令却後の温度偏差が本発明例 1よりも良好であつたのは、遮蔽幕を設置したことにより飛散冷却水を適切に遮蔽できたことに加え、温度計により計測した温度により誤差を修正するために注水へダー数を適時変更したためと思われる。なお、本発明例 2、 4よりも若干温度偏差があるのは、冷却の前半に既存の冷却装置で冷却したときに、鋼帯上に滞留水が発生したためであり、その後すぐ本発明の冷却装置で冷却したため、滞留水の滞留時間がかなり短くなり、若干の温度偏差ですんだと思われる。

以上に示したように、本発明を仕上圧延後の熱延鋼帯の冷却に用いることにより、熱延鋼帯が上へッダゃ上ノズルに衝突することもなく、またノズルに熱変形や異物つまりもなく、さらに鋼帯上で冷却水が適切に水切りされることから、均一な冷却が可能となることが確認された。

実施例 2

•実施例 2として、図 2 1、図 2 2に示すように、粗圧延機 6 1と仕上圧延機 6 2の間に本発明の冷却装置 5 1等を設置して熱延鋼帯の製造を行った。

その際の製造条件は、厚み 2 4 0 mmのスラブを加熱炉 6 0で 1 2 0 0 °Cまで加熱し、粗圧延機 6 1により粗圧延完了温度 1 1 0 0 °Cで 3 5 mmまで圧延した後、冷却装置により 1 0 0 0 °Cまで冷却し、さらに仕上圧延機 6 2により 3 . 2 mmまで圧延した後、冷却装置により所定温度まで冷却して、コィラー 6 3で巻き取るようにした。

そして、以下に述ぺるが、図 2 1のように、本発明の冷却装置 5 1 (第一の実施形態の冷却装置 2 0、'第二の実施形態の冷却装置 4 0 ) を設置して粗圧延後の鋼帯を冷却した場合を本発明例 6、 7とし、図 2 2のように、本発明の冷却装置 51を設置せずに既存の冷却装置 52で粗圧延後の鋼帯を冷却した場合を比較例 4とした。

(本発明例 6)

本発明例 6として、図 21に示すように、粗圧延機 61と仕上圧延機 62の間に本発明の冷却装置 51を酉 S置し、その本発明の冷却装置 51によって、 110 0°Cで粗圧延を完了した鋼帯を 1000°Cまで冷却した。

その際に、本発明の冷却装置 51としては、第一の実施形態の冷却装置 20を用い、搬送方向の伏角 0を 50° とした上ヘッダ 21 a、 2 l bをそれぞれ 10 個（合計 20個）配置し、下面冷却についてはスプレー冷却ヘッダを上ヘッダと対になるように 20個配置した。上ヘッダ 21のノズル配置は、前述した図 5のように、円管ノズル 22 (内径 8mm) を、幅方向の取り付けピッチ 60 mmで、同じ外向き角度（α = 5° ) で幅方向外側に傾斜させ、各上ヘッダ 21に円管ノズル 22を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 mZ sとした。また、上ノズル 22はテーブルロールから 1 200mmの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも 3m³/m²ni i であった。

そして、圧延速度を 25 Ompmと一定にしてかつ冷却装置 5 1に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいた数だけ内側のヘッダから優先的に注水し、鋼帯を冷却している途中で注水へッダの数は変更しなかった。

(本発明例 7)

本発明例 7として、図 21に示すように、粗圧延機 61と仕上圧延機 62の間に本発明の冷却装置 51を配置し、その本発明の冷却装置 51によって、 1 10 0°Cで粗圧延を完了した鋼帯を 1000°Cまで冷却した。

その際に、本発明の冷却装置 51としては、遮蔽板 26を備えた第二の実施形態の冷却装置 40を用い、搬送方向の伏角 6を 45° とした上ヘッダ 21 a、 2 l bをそれぞれ 10個（合計 20個）配置し、下面冷却についてはスプレー冷却へッダを上へッダと対になるように 20個配置した。上へッダ 21のノズル配置は、前述した図 5のように、円管ノズル 22 (内径 8 mm) を、幅方向の取り付けピッチ 6 Ommで、同じ外向き角度（ο;=15° ) で幅方向外側に傾斜させ、各上へッダ 21に円管ノズル 22を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 m/ sとした。また、上ノズル 2 2はテーブル口ールから 1 2 0 0 mmの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも 3 m ³/m²m i nでめった。

そして、圧延速度を 2 5 O m p mと一定にしてかつ冷却装置 5 1に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいた数だけ内側のヘッダから優先的に注水し、鋼帯を冷却している途中で注水へッダの数は変更しなかつた。

(比較例 4 )

比較例 4として、図 2 2に示すように、粗圧延機 6 1と仕上圧延機 6 2の間に既存の冷却装置 5 2を配置し、その既存の冷却装置 5 2によって、 1 1 0 0 °Cで粗圧延を完了した鋼帯を 1 0 0 0 °Cまで冷却した。

ここで、既存の冷却装置 5 2は、上面冷却がヘアピンラミナ一冷却、下面冷却がスプレー冷却であり、冷却水量密度は 0 . ァ！!!³/⁷!!! ² !!! i ϋである。また、冷却ノズルからテーブルロールまでの距離は 1 2 0 O mmとした。そして、圧延速度を 2 5 O m p mと一定にしてかつ冷却装置 5 2に進入する前の鋼帯温度は一定になるように調整しており、冷却水を注水するヘッダについては、あらかじめ設定しておいた数だけで注水し、鋼帯を冷却している途中で注水へッダの数は変更しなかった。

ここで、ここまでに記載した粗圧延後の冷却については、仕上圧延後の鋼帯温度や表面傷発生を抑える観点から、仕上圧延機入側温度は 1 0 0 0 °C、温度偏差は 2 0 °C以内にする必要がある。

したがって、本発明例 6、 7および比較例 4の評価については、冷却後の仕上圧延機入側での鋼帯温度を放射温度計により測定して、その際の温度偏差によつて評価することとした。その結果を表 3に示す。表 3

まず、既存の冷却装置 5 2により冷却した比較例 4の場合は、テーブル口ールと冷却装置の距離を 1 2 0 O mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブどは発生しなかつたものの、冷却後の仕上圧延機入側での温度偏差が 5 0 °Cと大きかった。その結果、仕上圧延後の鋼帯温度にばらつきが生じた。これは、鋼帯上面に噴射した冷却水が長時間鋼帯上に載ったまま仕上圧延機入側まで搬送されたため、その滞留水がある部分のみ冷えてしまったからである。

これに対して、本発明例 6では、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 0 mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、冷却後の仕上圧延機入側での温度偏差が 1 7 °Cと小さかった。これは、棒状冷却水を対向噴射したため、滞留水が鋼帯に載ることなく冷却されたためだと思われる。

また、本発明例 7では、テーブルロールと冷却装置の距離を 1 2 0 O mmと高くしていたため、熱延鋼帯が冷却装置に衝突するといつたトラブルなどは発生しなかった。また、冷却後の仕上圧延機入側での温度偏差が 7 °Cと小さかった。これは、棒状冷却水を対向噴射したため、滞留水が鋼帯に載ることなく冷却されたためだと思われる。さらに、本発明例 6よりも温度偏差は良好であつたが、これは遮蔽板を設置したことにより飛散冷却水を適切に遮蔽できたためと思われる。以上に示したように、本発明を粗圧延後の熱延鋼帯の冷却に用いることにより、熱延鋼帯が上へッダゃ上ノズルに衝突することもなく、またノズルに熱変形ゃ異物つまりもなく、さらに鋼帯上で冷却水が適切に水切りされることから、均一な冷却が可能となることが確認された。

実施例 3

実施例 3として、仕上圧延後の熱延鋼帯を加速しながらコィラーで卷き取る場合の冷却について、本発明の冷却装置を用いて仕上圧延後の熱延鋼帯の冷却を行なった。

(本発明例 8 )

本発明例 8として、図 2 3に示すように、仕上圧延機 6 2出側に本発明の冷却装置 5 1を設置し、その冷却装置 5 1を用いて、加速しながらコィラー 6 3で卷き取られる熱延鋼帯を冷却した。製造条件は、厚み 2 4 O mmのスラブを加熱炉 6 0で 1 2 0 0 °Cまで加熱した後、粗圧延機 6 1により 3 5 mmまで圧延し、さらに仕上圧延機群 6 2により仕上圧延完了温度 8 5 0 °Cで 3 . 2 mmに圧延した後、本発明の冷却装置 5 1により 4 5 0 °C冷却して、コィラー 6 3で卷き取るようにした。その際、コィラー卷き付き時の圧延速度（通板速度）は 5 5 0 m p mであり、鋼帯の先端がコィラー 6 3に巻き付くと同時に 5 m p mZ sで加速を開始し、鋼帯の最尾端における圧延速度（通板速度）は 6 6 O m p mであった。なお、鋼帯の全長は 6 0 0 mである。

そして、本発明の冷却装置 5 1として、第一の実施形態の冷却装置 2 0を用い、搬送方向の伏角 0を 4 5 ° とした上ヘッダ 2 1 a、 2 l bをそれぞれ 1 0個（合計 2 0個）配置し、下面冷却については下ヘッダとしてスプレー冷却ヘッダを 2 0個配置した。上ヘッダ 2 1のノズル配置は、前述した図 5のように、円管ノズル 2 2 (内径 8 mm) を、幅方向の取り付けピッチ 7 0 mmで、同じ外向き角度 (ひ = 2 0 ° ) で幅方向外側に傾斜させ、各上へッダ 2 1に円管ノズル 2 2を鋼板搬送方向に 4列取り付け、棒状冷却水の噴射速度を 8 m/ sとした。また、上ノズル 2 2はテーブルロールから 1 2 0 O mmの高さ位置に設置した。このときの冷却水量密度は上下とも S n^Zm²!!! i nであった。これにより、上面と下面で同じ冷却能力を持つようになった。

そして、本発明の冷却装置 5 1を用いて、前述したように加速しながらコイラ一 6 3で卷き取られる熱延鋼帯を以下のようにして冷 ¾した。

まず、図 2 4に示すように、あらかじめ鋼帯の長手方向各位置において、熱延鋼帯の加速（通板速度の増加）を考慮しながら、本発明の冷却装置による冷却速度と同冷却装置を通過する時間から、鋼帯の長手方向各位置に応じて必要な冷却装置の注水ヘッダ数を計算で求めた。なお、図 2 4中に示す必要注水ヘッダ数

( 3 0〜3 6個）は、上ヘッダと下ヘッダの合計数で表している。

そして、鋼帯の長手方向各位置の位置情報をトラッキングして、熱延鋼帯各位置が冷却装置を通過するときに、計算で求めておいた必要数となるように注水へッダ数の調整（増加）を行いながら冷却水を注水した。

さらに、冷却装置出側での測定温度と目標温度の誤差を修正するために、注水ヘッダ数の調整（増減）を行なった。ちなみに、冷却ヘッダ数の調整は、前述した図 1 4に示すように、内側のへッダを優先して、〇で囲った番号の順番で冷却水の O N.— O F Fを行った。

(比較例 5 )

比較例 5として、鋼帯の加速を考慮した注水ヘッダ数の調整を行なわずに、鋼帯の加速前の通板速度で必要とされた注水ヘッダ数（ここでは 3 0個）のままで冷却を行なった。 ―

図 2 5に、比較例 5のように注水ヘッダ数を一定のまま冷却した場合と、本発明例 8のようにして注水へッダ数を調整した場合の比較を示す。

比較例 5のように注水へッダ数が一定のままでは、鋼帯の加速が進むにつれて鋼帯の冷却終了温度が上昇する傾向にあるが、本発明例 8のように鋼帯の加速を考慮して注水へッダ数を調整した場合は、鋼帯長手方向で均一な冷却終了温度とすることができた。産業上の利用可能性

本発明によると、熱延仕上圧延後の冷却に適用した場合、従来冷却停止温度精度を高くすることができなかった 5 0 0 °C以下に高精度で制御できるようになつた。この結果、特に、従来強度や延びなどのばらつきが大きかった卷き取り温度 5 0 0 °C以下の熱延鋼帯について、材質ばらつきが低減し狭レンジの材質制御が可能となつた。また、粗圧延から仕上圧延に移送中に冷却した場合のような、熱延鋼帯製造中の温度調整も高精度で実施できるようになり、歩留まり低減や品質安定効果を得ることができた。

Claims

請求の範囲

1 . 鋼帯搬送方向で互いに対向するように配置された、鋼帯上面の下流側へ向けて斜めに棒状冷却水を嘖射するノズルを備えた第一冷却へッダ群と、鋼帯上面の上流側へ向けて斜めに棒状冷却水を噴射するノズルを備えた第二冷却へッダ群とを有する熱延鋼帯の冷却装置であって、前記ノズルは水量密度 2 . O mVm ²m i n以上の冷却水が供給可能であり、且つ、前記第一冷却ヘッダ群と前記第二冷却へッダ群の各冷却へッダは個別に冷却水の注水が O N— O F F可能であることを特徴とする熱延鋼帯の冷却装置。

2 . 棒状冷却水の嘖射方向は、熱延鋼帯の進行方向もしくは逆方向に対して、水平方向を基準として 3 0 ° 以上 6 0 ° 以下の角度に設定されていることを特徴とする請求項 1に記載の熱延鋼帯の冷却装置。

3 . 棒状冷却水の噴射方向の速度成分の 0〜 3 5 %が熱延鋼帯の幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水の噴射角度が設定されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の熱延鋼帯の冷却装置。 . —方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数と他方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数が等しくなるように、前記棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする請求項 1〜 3 のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

5 . 熱延鋼帯幅方向の中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

6 . 棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が一定で、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅方向に等間隔となるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

7 . 板状または幕状の遮蔽物を、第一冷却ヘッダ群と第二冷却ヘッダ群とで対向する最も内側のノズルの内側または Zおよび第一冷却へッダ群と第二冷却へッダ群との間の鋼帯の上方に備えていることを特徴とする請求項 1〜 6のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却装置。

8 . 鋼帯搬送方向で互いに対向するように配置された、鋼帯上面の下流側へ向けて斜めに棒状冷却水を嘖射するノズルを備えた第一冷却ヘッダ群と、鋼帯上面の上流側へ向けて斜めに棒状冷却水を噴射するノズルを備えた第二冷却へッダ群とによつて熱延鋼帯の冷却を行う熱延鋼帯の冷却方法であって、前記ノズルから水量密度 2 . 0 m³/m²m i n以上の冷却水を供給するとともに、第一冷却へッダ群と第二冷却へッダ群の各冷却へッダを個別に O N— O F Fすることにより、冷却領域の長さを調整することを特徴とする熱延鋼帯の冷却方法。

9 . 棒状冷却水の噴射方向は、熱延鋼帯の進行方向もしくは逆方向に対して、水平方向を基準として 3 0 ° 以上 6 0 ° 以下の角度となるようにすることを特徴とする請求項 8に記載の熱延鋼帯の冷却方法。

1 0 . 棒状冷却水の噴射方向の速度成分の 0 ~ 3 5。/。が熱延鋼帯の幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水を噴射することを特徴とする請求項 8または 9に記載の熱延鋼帯の冷却方法。

1 1 . 一方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数と他方の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分を持つ棒状冷却水の数が等しくなるように、前記棒状冷却水を噴射することを特徴とする請求項 8〜1 0のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

1 2 . 熱延鋼帯幅方向の中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、前記棒状冷却水を噴射することを特徴とする請求項 8〜 1 1のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

1 3 . 棒状冷却水の熱延鋼帯幅方向外側に向かう速度成分が一定で、棒状冷却水が鋼帯に衝突する位置が鋼帯幅方向に等間隔となるように、前記棒状冷却水を嘖射することを特徴とする請求項 8〜 1 1のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却-方法。

1 4 . 鋼帯搬送方向の下流側で鋼帯温度を測定し、該測定された鋼帯温度に基づいて各冷却ヘッダからの注水を O N— O F Fして、鋼帯温度を目標の温度となるように調整することを特徴とする請求項 8〜 1 3のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。

1 5 . 各冷却ヘッダからの注水を行う優先順は、対向する第一冷却ヘッダ群と第二冷却へッダ群の内側に設置してある冷却ヘッダを優先して注水することを特徴とする請求項 8〜 1 4のいずれかに記載の熱延鋼帯の冷却方法。