(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚鋼板の熱間圧延ラインに設置される冷却設備であって、厚鋼板の上下面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダから突出して設けられ噴霧状の冷却水を噴射するスプレーノズルとを備えたスプレー冷却設備と、該スプレー冷却設備に続けて鋼板搬送方向下流側に配置され、厚鋼板の上下面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダから突出して設けられ棒状冷却水を噴射するラミナーノズルとを備えたラミナー冷却設備とを備え、前記スプレー冷却設備とラミナー冷却設備との間に、厚鋼板上面に滞留する冷却水を堰き止める水切りロールを設けたことを特徴とする厚鋼板の冷却設備。
【請求項２】
前記スプレー冷却設備の厚鋼板搬送方向長さを０．５〜２ｍ、スプレーノズルから厚鋼板上下面に供給される噴霧冷却水の水量密度を０．４〜１．２ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎとし、前記ラミナー冷却設備のラミナーノズルの内径を３〜８ｍｍ、該ラミナーノズルから厚鋼板上下面に供給される棒状冷却水の水量密度を０．６〜４．０ｍ３/ｍ２・ｍｉｎとすることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の冷却設備。
【請求項３】
前記スプレー冷却設備内の厚鋼板表面にスプレーノズルから噴霧状の冷却水が直接供給される直射部の面積が、厚鋼板の上面側で７０％以上、下面側で７５％以上であり、かつ、厚鋼板下面側の前記直射部が厚鋼板の幅方向に連続していることを特徴とする請求項１または２に記載の厚鋼板の冷却設備。
【請求項４】
搬送速度０．１〜０．６ｍ／ｓの熱間圧延後の厚鋼板の表面に、厚鋼板搬送方向に０．５〜２ｍの長さに亘るスプレー冷却設備のスプレーノズルから噴霧冷却水を噴霧し、Ａｒ３変態点温度以上の温度から６００℃までを、厚鋼板表層の平均冷却速度４０〜１２０℃／ｓで冷却し、次いでラミナー冷却設備のラミナーノズルから棒状冷却水を噴射して厚鋼板表層の平均冷却速度６０〜１６０℃／ｓで、マルテンサイト変態開始温度まで冷却することを特徴とする厚鋼板の冷却方法。
【請求項５】
前記スプレー冷却設備内の厚鋼板表面に噴霧状の冷却水が直接供給される直射部の面積が、厚鋼板の上面側で７０％以上、下面側で７５％以上となり、かつ、厚鋼板下面側の前記直射部が厚鋼板幅方向に連続するように、前記スプレー冷却設備のスプレーノズルから噴霧冷却水を噴霧することを特徴とする請求項４記載の厚鋼板の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板の冷却設備および冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延によって厚板や薄板などの鋼板を製造するプロセスでは、例えば図７に示すような設備において、熱間粗圧延、仕上圧延を行った後、水冷または空冷を行って組織を制御している。水冷によって比較的低い温度、例えば４５０〜６５０℃程度に冷却すると、微細なフェライトやベイナイト組織が得られ、鋼板の強度を確保できるので、スプレー冷却水やラミナー冷却水などによって鋼板を冷却する技術が一般的である。
また近年では、高い冷却速度を得て組織をより微細化し、鋼板の強度を上げる技術の開発が盛んである。
【０００３】
例えば、大量の棒状のラミナー冷却水を供給して熱鋼板を冷却する技術として特許文献１の技術がある。これは、鋼板の上下面に多数設置したノズルから冷却水を高速で噴射するものであり、非常に高い冷却速度を得ることができ、材料特性に優れた製品を製造出来るとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３９６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術を使用する場合、ノズルから噴射された棒状冷却水が鋼板に直接供給される部分（以下、直射部とよぶ）とその周辺部分では冷却能力が大きく異なるため、鋼板幅方向に局所的な硬度むらが発生するという問題がある。
【０００６】
例えば、板厚が６０ｍｍ以上ある厚鋼板では、所定の冷却開始温度から冷却終了温度まで冷却するには、冷却時間を長く設定する必要があるため、搬送速度を遅く（例えば０．５ｍ／ｓに）しなければならない。
搬送速度が遅いほど、直射部を通過する時間が長くなって、表面で急冷され、例えば図５の冷却曲線図の（ａ）に示すように、マルテンサイト変態開始点以下まで一気に冷える。この時、直射部以外での冷却速度はそれほど高くないので、結果として図３の幅方向表面硬度分布図に示すような、硬度むらが生じてしまう場合がある。図中１４はラミナーノズルから噴射された棒状冷却水が鋼板に直接供給される部分（直射部）を示す。その結果、表層に局所的に硬い部分が生じ、厚鋼板加工時の延性（伸び）が低下したり遅れ破壊が発生したりするという問題が生じている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、熱間圧延後の厚鋼板の上下面に冷却水を供給する場合において、厚鋼板表面の部分的な硬度上昇を抑制し、硬度むらがない厚鋼板を製造する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明では、熱間圧延後の厚鋼板に対し、まず幅方向全体に噴霧状のスプレー冷却を施し、厚鋼板表面を予備的に均一に冷却した後、棒状冷却水により厚鋼板中心まで加速冷却する。すなわち、本発明は以下の特徴を有する。
【０００９】
第一の発明は、厚鋼板の熱間圧延ラインに設置される冷却設備であって、厚鋼板の上下面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダから突出して設けられ噴霧状の冷却水を噴射するスプレーノズルとを備えたスプレー冷却設備と、該スプレー冷却設備に続けて鋼板搬送方向下流側に配置され、厚鋼板の上下面に冷却水を供給するヘッダと、該ヘッダから突出して設けられ棒状冷却水を噴射するラミナーノズルとを備えたラミナー冷却設備とを備え、前記スプレー冷却設備とラミナー冷却設備との間に、厚鋼板上面に滞留する冷却水を堰き止める水切りロールを設けたことを特徴とする厚鋼板の冷却設備である。
【００１０】
第二の発明は、前記スプレー冷却設備の厚鋼板搬送方向長さを０．５〜２ｍ、スプレーノズルから厚鋼板上下面に供給される噴霧冷却水の水量密度を０．４〜１．２ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎとし、前記ラミナー冷却設備のラミナーノズルの内径を３〜８ｍｍ、該ラミナーノズルから厚鋼板上下面に供給される棒状冷却水の水量密度を０．６〜４．０ｍ３/ｍ２・ｍｉｎとすることを特徴とする第一の発明に記載の厚鋼板の冷却設備である。
【００１１】
第三の発明は、前記スプレー冷却設備内の厚鋼板表面にスプレーノズルから噴霧状の冷却水が直接供給される直射部の面積が、厚鋼板の上面側で７０％以上、下面側で７５％以上であり、かつ、厚鋼板下面側の前記直射部が厚鋼板の幅方向に連続していることを特徴とする第一または第二の発明に記載の厚鋼板の冷却設備である。
【００１２】
第四の発明は、搬送速度０．１〜０．６ｍ／ｓの熱間圧延後の厚鋼板の表面に、厚鋼板搬送方向に０．５〜２ｍの長さに亘るスプレー冷却設備のスプレーノズルから噴霧冷却水を噴霧し、Ａｒ３変態点温度以上の温度から６００℃までを、厚鋼板表層の平均冷却速度４０〜１２０℃／ｓで冷却し、次いでラミナー冷却設備のラミナーノズルから棒状冷却水を噴射して厚鋼板表層の平均冷却速度６０〜１６０℃／ｓで、マルテンサイト変態開始温度まで冷却することを特徴とする厚鋼板の冷却方法である。
【００１３】
第五の発明は、前記スプレー冷却設備内の厚鋼板表面に噴霧状の冷却水が直接供給される直射部の面積が、厚鋼板の上面側で７０％以上、下面側で７５％以上となり、かつ、厚鋼板下面側の前記直射部が厚鋼板幅方向に連続するように、前記スプレー冷却設備のスプレーノズルから噴霧冷却水を噴霧することを特徴とする第四の発明に記載の厚鋼板の冷却方法である。
【００１４】
なお、本発明における「厚鋼板表層の平均冷却速度」とは、厚鋼板表層から１ｍｍ深さの位置における平均冷却速度を指すものとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の厚鋼板の冷却設備、冷却方法を用いることにより、厚鋼板表面の部分的な硬度上昇を抑制し、幅方向に均一な硬さとすることができるので、硬度むらがなく延性のよい厚鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る冷却設備の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の上面冷却スプレーノズルの配列と噴射範囲の一例を示す図である。
【図３】従来の設備により製造した厚鋼板の幅方向表面硬度分布を示す図である。
【図４】本発明の設備により製造した厚鋼板の幅方向表面硬度分布を示す図である。
【図５】本発明の設備と従来の設備で冷却した時の連続冷却曲線の比較を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る隔壁を備えたラミナー冷却設備の側面図である。
【図７】厚板圧延ラインの概略を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、厚板圧延プロセスにおける本発明の冷却設備の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１８】
図７は、本発明の実施に供する厚板圧延ラインの一例を示す概略図である。
加熱炉から抽出されたスラブは圧延機によって粗圧延と仕上圧延が施され、所定の仕上温度、仕上板厚とされた後、オンラインにて加速冷却設備に搬送される。冷却前にプリレベラを通して厚鋼板の形状を整えてから加速冷却を行うのが冷却後の厚鋼板の形状には好適である。
【００１９】
そして、図１は本発明の一実施の形態における冷却設備の概要を示した側面図、図２はそのうちのスプレー冷却ノズルからの噴射状況を上面から展開した図である。
加速冷却設備では、厚鋼板搬送方向下流側に向けて、スプレー冷却設備１、ラミナー冷却設備２が順に配列されている。前記スプレー冷却設備１およびラミナー冷却設備２は、テーブルロール８間を１つのゾーンとして、例えば、それぞれ２ゾーン、１２ゾーン配列されており、厚鋼板９の上下面に冷却水を供給している。
冷却水の噴射量と使用する冷却ゾーンを調節することによって、厚鋼板は所定温度まで冷却される。また、少なくともスプレー冷却設備１とラミナー冷却設備２との間に、厚鋼板上面に滞留する水をせき止める水切りロール７をテーブルロール８と対向する位置に備えている。
【００２０】
スプレー冷却設備１は、上面スプレー冷却ヘッダ３ａと下面スプレー冷却ヘッダ３ｂを備えており、これらのヘッダには、噴霧状冷却水を噴射するスプレーノズル４ａ、４ｂを幅方向に一定のピッチで並べたノズル列が、厚鋼板の搬送方向に複数列並べられている。ノズル列が１列だけの場合、各ノズルの噴射領域が幅方向に重複する部分で冷却能力が大きくなり、幅方向で冷却の強弱ができて不均一な冷却となってしまう場合があるが、ノズル列を２列以上並べてノズルを千鳥配置にすると、各ノズル列での冷却の強弱を相殺できて、より均一な冷却が可能となるため、複数列とすることが好ましい。
【００２１】
ノズルのタイプとしては、例えば、図２に示すように、噴射領域が正方形となるスクエアタイプのノズルが使用されるが、使用できるノズルはこのタイプに限らず、冷却水量の分布が概ね平滑化できればよく、例えば噴射領域が楕円となるオーバルタイプのノズルを使用してもよい。
【００２２】
ラミナー冷却設備２では、上面ラミナー冷却ヘッダ５ａと下面ラミナー冷却ヘッダ５ｂを備えており、これらのヘッダに、棒状冷却水を噴射するラミナーノズル（円管ノズル）６ａ、６ｂが幅方向に一定のピッチで並んだノズル列が、厚鋼板の搬送方向に複数列並べられている。
【００２３】
ここで、本発明における棒状冷却水とは、円形状（楕円や多角の形状も含む）のノズル噴出口からある程度加圧された状態で噴射される冷却水であって、ノズル噴出口からの冷却水の噴射速度が６ｍ/ｓ以上であり、ノズル噴出口から噴射された水流の断面がほぼ円形に保たれた連続性と直進性のある水流の冷却水のことをいう。すなわち、円管ラミナーノズルからの自由落下流や、スプレーのような噴霧状態で噴射されるものとは異なる。
【００２４】
次に、本発明のスプレー冷却設備１について詳細に説明する。
スプレー冷却設備１内では、スプレーノズル４ａ，４ｂから噴霧状の冷却水が噴射され、水切りロール７やテーブルロール８にはさまれた冷却ゾーンにほぼ均等な水量分布で鋼板上下面に供給される。スプレー冷却水を供給するゾーンの長さは、０．５〜２．０ｍとするのが好ましい。これは、一般的なテーブルロール間の距離の０．５〜２倍に相当する。
【００２５】
スプレー冷却設備が不必要に長いと設備コストがかかるうえ、ラミナー冷却設備がより搬送方向下流側に設置されることになるので、スプレー冷却を行わずに水量密度の高いラミナー冷却だけを行う鋼板を冷却する際の冷却開始が遅れ、冷却開始温度が低下して好ましくない。よってスプレー冷却設備の長さ（スプレー冷却水を供給するゾーンの長さ）は長くとも２．０ｍとする。
【００２６】
一方、スプレー冷却の適用を超低速搬送材、例えば０．１ｍ／ｓ程度で搬送するものだけに限ることにすれば、スプレー冷却設備の長さは短くてよいことになる。図１に示すようにスプレー冷却設備を１ゾーン設置することとし、さらに、テーブルロールピッチを詰めるなどして設備コストをなるべく低くしようとすると、スプレー冷却設備の長さは０．５ｍ程度になる。
【００２７】
よって、スプレー冷却設備の長さは、０．５〜２．０ｍの範囲が好適である。
実際には、テーブルロール間距離（１ｍ程度）を１ゾーンとして冷却制御することが多いので、スプレー冷却ゾーンを１〜２ゾーン設ければよく、１ゾーンの半分程度とするだけでも超低速搬送材に対しては硬度むら抑制効果が期待できる。
【００２８】
例えば、テーブルローラー間距離１ｍ（１ゾーンの長さが１ｍ）の搬送ラインで、６０ｍｍ厚の鋼板を速度０．２５ｍ／ｓで搬送し、表面温度８００℃の状態から表層の平均冷却速度５０℃／ｓでスプレー冷却する場合を考える。
【００２９】
スプレー冷却設備を２ゾーンとすると、冷却時間は８秒間となるので、鋼板表面は４００℃までスプレー冷却される。この間、ベイナイト変態やフェライト変態が開始するので、表層組織はフルマルテンサイト組織とはならず、特許文献１の技術を用いた場合よりも軟らかくなる。図２に示すように、冷却水量の分布がゾーン内でほぼ均等となるようにノズルを配置すれば、表面の組織もほぼ一様になり、硬度むらも生じないので延性のよい鋼板を製造することができる。
【００３０】
スプレー冷却設備を１ゾーンとすると、冷却時間は４秒間となるので、鋼板表面は６００℃までスプレー冷却される。そして、スプレー冷却に続いて行うラミナー冷却では水量を抑えて、表層の平均冷却速度を１６０℃／ｓ以下として、マルテンサイト変態開始温度まで冷却する。スプレー冷却では、６００℃までほぼ一様に緩冷却され、ベイナイトやフェライト変態開始のための駆動力が蓄えられているから、その後のラミナー冷却が強くなければ、表層はフルマルテンサイト組織とはならず、硬度むらも生じないので延性のよい鋼板を製造することができる。
【００３１】
スプレー冷却では、Ａｒ３変態温度よりも高い温度から、少なくとも６００℃まで、望ましくは４００〜５００℃程度まで、図５の（ｂ）、（ｃ）に示すように厚鋼板の表層の平均冷却速度が４０〜１２０℃／ｓとなるように冷却する。平均冷却速度が４０℃／ｓ未満だと冷却に時間がかかる分、鋼板表面だけでなく板厚内部も一緒に緩冷却されるので、厚鋼板の強度を確保できない場合があるからである。一方、平均冷却速度が１２０℃／ｓ超えでは、冷却速度が高すぎるので、ラミナー冷却の直射部と同様に表面硬度が許容上限を超える箇所が散発的に見られるようになる。
【００３２】
前記の冷却速度を得るため、水量密度は、０．４〜１．２ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎとする。
【００３３】
スプレー冷却設備における厚鋼板の搬送速度は、０．１〜０．６ｍ／ｓとする。搬送速度が０．１ｍ／ｓ未満では、搬送速度の設定精度が悪いので、冷却制御精度が悪くなるからである。一方、搬送速度を０．６ｍ／ｓ超えとしてもよいが、ラミナー冷却の直射部分を通過する時間が短く、この間の大きな温度降下がないので、もともと幅方向の硬度むらは発生しない。したがって、本発明は、厚鋼板の搬送速度０．６ｍ／ｓ以下の場合に硬度むら抑制の効果を発揮する。
【００３４】
さらに、スプレー冷却設備内では、なるべく平均的な冷却を行うことによって、硬度むらは発生しにくくなる。噴霧状の冷却水が厚鋼板表面に直接供給される直射部の面積は、スプレー冷却設備内で厚鋼板の上面側で７０％以上、下面側で７５％以上の面積とする。すなわち、図２において、２つのテーブルロール軸心１３に挟まれた面積に対する噴射領域１２の面積の比が、上面側で７０％以上、下面側で７５％以上とする。
ここで、厚鋼板の上面側では、スプレー冷却後の冷却水は厚鋼板上の乗り水となるので、冷却面積はほぼ１００％となる。したがって、各ノズルからの噴射領域に隙間を設け、乗り水がその隙間を通って厚鋼板幅方向両端から排出されるようにしてもよく、冷却水を直接供給する直射部の面積は７０％以上あればよい。
【００３５】
これに対し、厚鋼板の下面側では、供給後の冷却水は下方へ落下するために、冷却水を直接供給する部分だけでしか冷却されないので、この直射部を上面側よりも多い７５％以上となるようにする。なお、テーブルロールが陰となる部分もあるので、噴霧状の冷却水を直接供給する面積を１００％とすることはかなり難しく、７５％以上あればよい。さらに、幅方向に冷却水が供給されない部分があると冷却が幅方向に不均一となり硬度むらが発生するため、少なくともノズル列内では隣り合うノズル同士の直射部の領域をある程度重複させて幅方向に連続させることが好ましい。
【００３６】
一方、ラミナー冷却設備２では、内径３〜８ｍｍの円管ノズルから鋼板上下面に棒状冷却水を供給する。内径が３ｍｍ未満だと、ノズル詰まりが発生しやすくなり、内径が８ｍｍを超えると、冷却水の噴射速度が遅くなって、冷却能力が低下するので円管ノズルの内径は３〜８ｍｍとした。
【００３７】
ラミナー冷却では、平均冷却速度を６０〜１６０℃／ｓとして、マルテンサイト変態開始温度まで冷却を行う。平均冷却速度が６０℃／ｓ未満では、冷却速度が低く、強度を確保できない場合があり、平均冷却速度が１６０℃／ｓ超えでは、冷却速度が高すぎるので、厚鋼板の表層がフルマルテンサイト組織になるおそれがあり、表面硬度が許容上限を超える箇所が散発的に見られるようになるからである。
【００３８】
前記の冷却速度を得るため、水量密度は、０．６〜４．０ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎとする。
なお、本稿において厚鋼板表層での平均冷却速度とは、厚鋼板表面から１ｍｍ深さの位置で水冷開始から終了までの平均冷却速度として定義するもので、厚鋼板の厚み、搬送速度、冷却前後での温度の実績などから計算して求めればよい。ちなみに、厚鋼板の最表面にはスケール層や脱炭層があるので、それよりも少し内部である１ｍｍ深さでの硬度が品質管理されることが多いので、この位置での冷却速度を代表値として評価するのが好ましい。
【００３９】
以上説明したスプレー冷却設備１とラミナー冷却設備２の組合せにより、厚鋼板を低速で搬送しながら冷却する場合であっても、局所的な硬度むらの発生を抑制することができる。
【００４０】
ところで、ラミナー冷却設備２には、図６に示すように、上面ラミナー冷却ヘッダ５ａと厚鋼板９との間に鋼板幅方向に渡って水平に設置された多数の貫通孔を有する隔壁２１を備えることが好ましい。
【００４１】
隔壁２１には、多数の貫通孔が碁盤の目状に多数形成されており、所定の貫通孔に、上ラミナーノズル６ａが千鳥状に挿通され、上ラミナーノズル６ａが挿通された貫通孔の下端開口部が給水口２２とされている。また、上ラミナーノズル６ａが挿通されていない貫通孔の下端開口部が排水口２３とされている。そして、図６に示すように、上ラミナーノズル６ａから給水口２２を介して供給された冷却水２４は、厚鋼板９の上面を冷却して高温の排水２５となり、排水口２３を介して隔壁２１の上方に流れていくようになっている。
【００４２】
ここで、隔壁２１がない場合、厚鋼板の上面に供給された冷却水２４は、厚鋼板の上面を幅方向に流れて排水されることとなるため、特に板幅端部付近において、この排水の流れが、上ラミナーノズル６ａからの冷却水２４が厚鋼板の上面に達するのを阻害し、板幅端部付近の冷却能力が低下する。
【００４３】
これに対し、隔壁２１があると、冷却後の排水２５は厚鋼板の上面から隔壁２１の上方へ速やかに排除されるので、上ラミナーノズル６ａから噴出される冷却水２４が順次厚鋼板に接触して十分な冷却能力が得られる。特に、貫通孔が給水口２２と排水口２３とに機能分担して設けられているため、冷却水及び冷却排水の流れが円滑となる。
【００４４】
さらに、上ラミナーノズルの先端は隔壁２１の貫通孔に挿通されているため、隔壁２１の上方を幅方向へ流れる排水２５が上ラミナーノズル６ａから噴出される冷却水２４と干渉することがなく、幅方向に均一な冷却を行なうことができる。したがって、図３に示すような局所的な硬度上昇１４を抑えるだけでなく、幅方向の温度分布が均一となり、幅方向全体に極めて均一な強度分布を得ることができる。
【実施例１】
【００４５】
以下、本発明の一実施例として、厚板圧延のプロセスにおいて、降伏応力３５５ＭＰａクラスで表面のビッカース硬さの上限が３５０の造船用鋼板の冷却を行う場合について、図面に基づいて説明する。
【００４６】
図７に概略を示す厚板圧延設備において、加熱炉から抽出されたスラブを圧延機によって、成形、幅出し圧延を行った後、粗圧延を行い、さらに仕上圧延を行って板厚を６０ｍｍ、板幅を４．５ｍとした。仕上圧延直後に測定した鋼板表面温度、すなわち仕上温度は８２０℃であった。この後に、ホットレベラを通して、加速冷却設備において加速冷却を行った。冷却開始温度８００℃から冷却終了温度（加速冷却設備出側で復熱後の温度を測定した値）４００℃まで冷却を行った。この時の搬送速度は、０．２ｍ／ｓであった。
【００４７】
本発明例として、図１に示す前記実施形態で説明した冷却設備を用いた。本発明例の冷却設備は、テーブルロール間（距離は１ｍ）を１ゾーンとして、最上流の２ゾーンでスプレーノズルから鋼板上下面に噴霧状の冷却水を供給した。その後、１０ゾーンでラミナーノズルから鋼板上下面に棒状冷却水を供給した。スプレー冷却ゾーンでは、鋼板上面に０．６ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎ、鋼板下面に０．９ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎ、ラミナー冷却ゾーンでは、鋼板上面に２．０ｍ３/ｍ２・ｍｉｎ、鋼板下面に３．０ｍ３/ｍ２ ・ｍｉｎの水量密度で冷却水を供給した。
【００４８】
スプレーノズルは、図２に示すように、噴射領域が正方形となるスクエアタイプのノズルを使用し、テーブルロール間距離１ｍのゾーン内でノズルを長手方向に２列並べた。１本のノズルで搬送方向４００ｍｍ、幅方向４００ｍｍの領域に冷却水を供給し、この時、隣り合うノズルからの噴射領域が幅方向にある程度重複するようにした。
なお、噴霧状の冷却水が厚鋼板表面に直接供給される直射部の面積は、スプレー冷却設備内で厚鋼板の上下面ともに８０％の面積であった。
【００４９】
ラミナー冷却ノズルは、内径５ｍｍ、外径９ｍｍ、長さ１７０ｍｍとし、冷却水噴射速度を８．９ｍ／ｓとした。鋼板幅方向のノズルピッチは５０ｍｍとして、テーブルロール間距離１ｍのゾーン内でノズルを長手方向に１０列並べた。
【００５０】
２ゾーンでスプレー冷却を行った直後の表面温度は、（計算では）６００℃であった。スプレー冷却ゾーンを通過する時間は５ｓだったので、表層の平均冷却速度は４０℃／ｓであった。
【００５１】
その結果、荷重１０ｋｇのビッカース硬度計を用いて測定した厚鋼板表層の幅方向の表面硬度（表面から１ｍｍの深さでのビッカース硬さ）分布は、図４のようにほぼ均一となり、最大で２８０となった。
【００５２】
また、図６に示すラミナー冷却設備に隔壁を備えた場合についても同様の冷却を行った結果、幅方向の表面硬度分布は、図４のようにほぼ均一となり、最大で２８０となった。また、幅方向の強度分布も極めて均一となった。
【００５３】
これに対し、比較例として、特許文献１に記載された従来のラミナー設備で、冷却を行った。ノズルの直下を通過した部分で、硬度が増加し、幅方向の表面硬度（表面から１ｍｍの深さでのビッカース硬さ）分布は、図３のようになり、最大で３８０になった。硬さの許容上限を上回らないように、Ｃおよび合金成分を変更したので、製造コストが増加した。
【符号の説明】
【００５４】
１      スプレー冷却設備
２      ラミナー冷却設備
３      スプレー冷却ヘッダ
３ａ  上面スプレー冷却ヘッダ
３ｂ  下面スプレー冷却ヘッダ
４      スプレーノズル
４ａ  上スプレーノズル
４ｂ  下スプレーノズル
５      ラミナー冷却ヘッダ
５ａ  上面ラミナー冷却ヘッダ
５ｂ  下面ラミナー冷却ヘッダ
６      ラミナーノズル
６ａ  上ラミナーノズル
６ｂ  下ラミナーノズル
７      水切りロール
８      テーブルロール
９      厚鋼板
１０      滞留水
１１    ノズル
１２    噴射領域
１３    テーブルロール軸心
１４    ラミナーノズル直射位置
２１    隔壁
２２    給水口
２３    排水口
２４    噴射冷却水
２５    排出水
【図１】
0005515483.tif 000002
【図２】
0005515483.tif 000003
【図３】
0005515483.tif 000004
【図４】
0005515483.tif 000005
【図５】
0005515483.tif 000006
【図６】
0005515483.tif 000007
【図７】
0005515483.tif 000008