(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドの下工程側に配置され、搬送ロール上を搬送される鋼板を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズルを備える鋼板の冷却装置であって、
前記冷却ノズルは、前記鋼板が通過する部位の上面側及び下面側に設けられて該鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、
前記下面側には下面ガイドが設けられ、
前記下面ガイドは、前記下面側の冷却ノズルから噴射される前記冷却水が通過すべき流入孔と、前記冷却水が下方に落下して排出可能に通過すべき流出孔と、を有し、
前記流入孔は前記鋼板搬送方向に並列されるとともに、前記流出孔は前記鋼板搬送方向に並列される隣接する前記流入孔の間に配置され、
前記流入孔、及び前記流出孔のうち少なくとも１つには、前記流入孔に通じる通水路及び前記流出孔から通じる排水路を形成する給排水通路形成部材を有し、
前記給排水通路形成部材により形成される前記流入孔に通じる前記通水路は、前記冷却ノズルから噴射される噴流を囲むように形成されているとともに、前記通水路の壁の少なくとも一部には前記通水路の内外を通じる連通手段を備えており、
前記冷却ノズルからの冷却水の噴射は前記流入孔に通じる通水路内に行われることを特徴とする鋼板の冷却装置。
【請求項２】
前記給排水通路形成部材の一端側は前記流入孔の縁に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の冷却装置。
【請求項３】
前記鋼板板幅方向両端に備えられる流入孔又は流出孔に具備される前記給排水通路形成部材である最端部給排水通路形成部材は、前記鋼板板幅方向端部側の壁を欠くことにより前記噴流を囲むことなく、前記最端部給排水通路形成部材の内外が連通していることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼板の冷却装置。
【請求項４】
前記給排水通路形成部材の前記連通手段により、前記通水路の内側と外側との気圧差が、前記連通手段を設けないときに比べて低減されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置。
【請求項５】
熱間仕上げ圧延機列の最終スタンドの下工程側に配置され、搬送ロール上を搬送される鋼板を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズルを備える鋼板の冷却装置であって、
前記冷却ノズルは、前記鋼板が通過する部位の上面側及び下面側に設けられて該鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、
前記下面側には下面ガイドが設けられ、
前記下面ガイドは、前記下面側の冷却ノズルから噴射される前記冷却水が通過すべき流入孔と、前記冷却水が下方に落下して排出可能に通過すべき流出孔と、を有し、
前記流入孔は前記鋼板搬送方向に並列されるとともに、前記流出孔は前記鋼板搬送方向に並列される隣接する前記流入孔の間に配置され、
前記流入孔、及び前記流出孔のうち少なくとも１つには、前記流入孔に通じる通水路及び前記流出孔から通じる排水路を形成する給排水通路形成部材を有し、
前記給排水通路形成部材により形成される前記流入孔に通じる前記通水路は、前記冷却ノズルから噴射される噴流を囲むように形成されているとともに、前記噴流の中心における流量に対して流量が５０％となる位置を噴流端部とし、該噴流端部間を噴流厚さＸ１とするとともに、前記通水路の壁面と前記噴流端部との距離をＸ２としたとき、少なくとも前記通水路出口において、
Ｘ２／Ｘ１≦１／４
を満たし、
前記冷却ノズルからの冷却水の噴射は前記流入孔に通じる通水路内に行われることを特徴とする鋼板の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却ノズル１つに対して１つの前記流入孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置。
【請求項７】
前記流出孔から通じる排水路は、下部の流路断面が上部の流路断面積より広く形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置。
【請求項８】
前記冷却ノズルはフラットスプレーノズルであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置。
【請求項９】
熱間仕上げ圧延機列における最終スタンドと、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置と、を鋼板搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
【請求項１０】
熱間仕上げ圧延機列における最終スタンドと、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置と、冷却水の水切りを行う水切り手段とを、鋼板搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
【請求項１１】
前記鋼板の冷却装置が備える冷却ノズルのうち、最も上工程側に配置される冷却ノズルは前記最終スタンドのハウジングの内側に配置されている請求項９又は１０に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項１２】
前記鋼板の冷却装置が備える冷却ノズルのうち、少なくとも前記最終スタンドに最も近い前記冷却ノズルの冷却水噴射口が、前記最終スタンドのワークロール出口に位置すべき鋼板に向けられていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置を用いて、熱間仕上げ圧延機列における最終スタンドで圧延された鋼板を処理する工程を含むことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法に関し、詳しくは冷却水の排水性に優れる鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用や構造材用等として用いられる鋼材は、強度、加工性、靭性といった機械的特性に優れることが求められ、これらの機械的特性を総合的に高めるには、鋼材の組織を微細化することが有効である。そのため、微細な組織を有する鋼材を得るための製造方法が数多く模索されてきている。また、組織の微細化によれば、合金元素の添加量を削減しても優れた機械的性質を具備した高強度熱延鋼板を製造することが可能となる。
【０００３】
組織の微細化方法としては、熱間仕上げ圧延の特に後段において、高圧下圧延を行ってオーステナイト粒を微細化するとともに鋼板に圧延歪を蓄積させ、圧延後に得られるフェライト粒の微細化を図る方法が知られている。そして、さらに、オーステナイトの再結晶や回復を抑制してフェライト変態を促進させるという観点から、圧延後のできるだけ短時間内に鋼板を６００℃〜７００℃まで冷却することが有効である。このための方法として、熱間仕上げ圧延に引き続き、従来よりも早く冷却することが可能な冷却装置を設置し、圧延後の鋼板を急冷することを挙げることができる。そして、このように圧延後の鋼板を急冷するには、冷却能力を高めるために、鋼板に噴射される単位面積当りの冷却水量、すなわち、流量密度を大きくすることが効果的である。
【０００４】
しかしながら、このように冷却水量、流量密度を大きくすると、給水と排水との関係で、鋼板上面においては該鋼板の上面に溜まる水（滞留水）が増加し、鋼板の下面側においては下面ガイドと鋼板との間の滞留水が増加することがある。このような滞留水は鋼板の冷却に使われた後の水であり、できるだけこれを早く排出し、ノズルからの供給水を鋼板に提供して冷却能力を確保したい。また滞留水は水の層であるから、これが厚いと抵抗となってノズルからの水が効果的に鋼板に届かないこともある。さらに滞留水は、鋼板中央部から端部に向けて流れ、その流速は鋼板の端部に近づくほど増加するため、滞留水の量が増加すると、鋼板の板幅方向における冷却ムラが大きくなる。
【０００５】
ここで鋼板の下面側に注目すると、該下面側には搬送ロールが配置され、該搬送ロール間には鋼板先端の入り込みを防止する下面ガイドが形成されている。これにより下面ガイドと鋼板下面との間に滞留水が生じやすい。
【０００６】
このような鋼板下面側の滞留水の抑制、すなわち排水性向上のための技術がいくつか開示されている。
例えば特許文献１には、搬送ロール間に設けられたスリットジェットと、該搬送ロール間の鋼板下面全体を覆うカバーの幅方向全体に亘ってスリットジェットの給水及び排水が可能な程度に隙間を開ける態様が開示されている。
特許文献２には、柱状噴流を給水するヘッダと鋼板下面ガイドを一体とし、鋼板下面ガイド内にノズルを設ける態様が開示されている。
特許文献３には、冷却手段としてフルコーンノズルを用いるとともに、熱延鋼板の中央にのみ幅狭のガイドを設ける態様が開示されている。
特許文献４には、下面ガイドとして幅の狭い保護板を適当な間隔で並べる、又は格子状に組み合わせた形状とする、孔を開けた板を用いる等して柱状噴流により供給された冷却水の排水を確保している態様が開示されている。
特許文献５および特許文献６には、冷却水を供給するための孔と排水するための孔とを設けることにより排水を円滑にするガイドが開示されている。
また、特許文献６では、冷却水を供給するための孔にノズルの先端を直接挿入する態様が開示されている。
特許文献７には、下面ガイドに給排水通路形成部材が設けられており、給水側と排水側とを分離して排水の円滑化を図る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−８６９２２号公報
【特許文献２】特公平５−８６２９８号公報
【特許文献３】特許第３３００５９４号公報
【特許文献４】特許第３６４２０３１号公報
【特許文献５】特許第４０２９８７１号公報
【特許文献６】特開２０１０−４２４４５号公報
【特許文献７】特願２００９−１５６０２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の下面カバーでは、給排水の隙間は確保されても鋼板先端が該隙間に引っ掛かってしまう虞がある。
特許文献２に記載の下面ガイドでは、冷却水の増大、高密度化により排水が追い付かない可能性があり、排水性の向上が求められる。
特許文献３に記載の下面ガイドでは、排水性は大きく確保できるもののガイド部分の冷却が低くなり冷却ムラを生じる虞がある。
特許文献４に記載の下面ガイドでは、ノズルからの噴流が該ガイドの一部に衝突して、該噴流が乱されることによる冷却能への影響が懸念される。また、給水と排水とが干渉して冷却能を低下させてしまう虞もある。
特許文献５に記載の下面ガイドでは、特に鋼板板幅方向の噴流孔間隔が狭い場合には、十分な排水性を確保することができない。仮に鋼板板幅方向の噴流孔間隔が十分広く、排水性を確保することができても、下面ガイドの孔を通してどのように給水、排水がなされるかについては言及されていない。
特許文献６および特許文献７に記載の下面ガイドでは、給水路と排水路とが分離され、排水能力の向上が図られている。
しかしながら、特許文献６に記載の下面ガイドではガイド板自体にノズルの先端を挿入する態様であり、鋼板からの熱の影響を受けやすいことから冷却ノズルの劣化が懸念される。一方でその熱の影響を避けるために冷却ノズルと鋼板との距離を大きく取ると、噴流が鋼板の適切な位置に噴射されない等の虞があり冷却能力が大きく減衰する問題がある。
また特許文献７に記載の下面ガイドでは、噴射された冷却水の一部が下面ガイドに設けられた給水孔を通過できず、鋼板冷却に寄与しないために、冷却水の一部が無駄となる虞がある。
【０００９】
そこで本発明は、熱延鋼板製造ラインにおいて、鋼板の移動（通板）を阻害することなく、下面から供給される冷却水噴流の給水路形成部材に改良を加えることで、排水性に優れ、かつ冷却水の無駄を減少させることができる鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、本発明について説明する。ここでは、わかりやすさのため図面の符号を括弧書きにて付記するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）の最終スタンド（１１ｇ）の下工程側に配置され、搬送ロール（１２）上を搬送される鋼板（１）を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズル（２１ｃ、２２ｃ）を備える鋼板の冷却装置（２０）であって、冷却ノズルは、鋼板が通過する部位の上面側及び下面側に設けられて該鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、下面側には下面ガイド（４０）が設けられ、下面ガイドは、下面側の冷却ノズルから噴射される冷却水が通過すべき流入孔（４２）と、冷却水が下方に落下して排出可能に通過すべき流出孔（４３）と、を有し、流入孔は鋼板搬送方向に並列されるとともに、流出孔は鋼板搬送方向に並列される隣接する流入孔の間に配置され、流入孔、及び流出孔のうち少なくとも１つには、流入孔に通じる通水路及び流出孔から通じる排水路を形成する給排水通路形成部材（４５）を有し、給排水通路形成部材により形成される流入孔に通じる通水路は、冷却ノズルから噴射される噴流を囲むように形成されているとともに、通水路の壁の少なくとも一部には通水路の内外を通じる連通手段を備えており、冷却ノズルからの冷却水の噴射は流入孔に通じる通水路内に行われることを特徴とする鋼板の冷却装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、給排水通路形成部材（４５）の一端側は流入孔（４２）の縁に連結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、鋼板板幅方向両端に備えられる流入孔又は流出孔に具備される給排水通路形成部材である最端部給排水通路形成部材は、鋼板板幅方向端部側の壁を欠くことにより噴流を囲むことなく、最端部給排水通路形成部材の内外が連通していることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、給排水通路形成部材（４５）の連通手段により、通水路の内側と外側との気圧差が、連通手段を設けないときに比べて低減されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）の最終スタンド（１１ｇ）の下工程側に配置され、搬送ロール（１２）上を搬送される鋼板（１）を冷却可能に設けられた複数の冷却ノズル（２１ｃ、２２ｃ）を備える鋼板の冷却装置（２０）であって、冷却ノズルは、鋼板が通過する部位の上面側及び下面側に設けられて該鋼板が通過する部位に向けて冷却水を噴射可能とされ、下面側には下面ガイド（４０）が設けられ、下面ガイドは、下面側の冷却ノズルから噴射される冷却水が通過すべき流入孔（４２）と、冷却水が下方に落下して排出可能に通過すべき流出孔（４３）と、を有し、流入孔は鋼板搬送方向に並列されるとともに、流出孔は鋼板搬送方向に並列される隣接する流入孔の間に配置され、流入孔、及び流出孔のうち少なくとも１つには、流入孔に通じる通水路及び流出孔から通じる排水路を形成する給排水通路形成部材（４５’’）を有し、給排水通路形成部材により形成される流入孔に通じる通水路は、冷却ノズルから噴射される噴流を囲むように形成されているとともに、噴流の中心における流量に対して流量が５０％となる位置を噴流端部とし、該噴流端部間を噴流厚さＸ１とするとともに、通水路の壁面と噴流端部との距離をＸ２としたとき、少なくとも通水路出口において、
Ｘ２／Ｘ１≦１／４
を満たし、冷却ノズルからの冷却水の噴射は流入孔に通じる通水路内に行われることを特徴とする鋼板の冷却装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、冷却ノズル（２２ｃ）１つに対して１つの流入孔（４２）が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、流出孔（４３）から通じる排水路は、下部の流路断面が上部の流路断面積より広く形成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置（２０）において、冷却ノズル（２２ｃ）はフラットスプレーノズルであることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）における最終スタンド（１１ｇ）と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置（２０）と、を鋼板（１）の搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置（１０）である。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、熱間仕上げ圧延機列（１１）における最終スタンド（１１ｇ）と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼板の冷却装置（２０）と、冷却水の水切りを行う水切り手段（１３）とを、鋼板搬送方向に順に備えることを特徴とする熱延鋼板の製造装置（１０）である。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）において、鋼板の冷却装置（２０）が備える冷却ノズル（２１ｃ、２２ｃ）のうち、最も上工程側に配置される冷却ノズルは最終スタンド（１１ｇ）のハウジング（１１ｇｈ）の内側に配置されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）において、鋼板の冷却装置（２０）が備える冷却ノズル（２１ｃ）のうち、少なくとも最終スタンド（１１ｇ）に最も近い冷却ノズルの冷却水噴射口が、最終スタンドのワークロール出口に位置すべき鋼板に向けられていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置（１０）を用いて、熱間仕上げ圧延機列（１１）における最終スタンド（１１ｇ）で圧延された鋼板を処理する工程を含むことを特徴とする熱延鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、熱延鋼板の製造ラインにおいて、通板される鋼板をガイドすることが可能であるとともに、高流量密度、大量の冷却水を高効率、高精度に供給しつつ、適切に排水できる鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法を提供することができる。これにより、上記したように圧延後の急冷をさらに促進させることが可能となり、機械的特性のよい鋼板を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】１つの実施形態に係る熱延鋼板の製造装置の一部を模式的に示した図である。
【図２】図１のうち、冷却装置が配置される部分に注目して拡大した図である。
【図３】本実施形態における冷却ノズルの配置とその噴射形態について説明する図である。
【図４】上面ガイドを説明する図である。
【図５】上面ガイドの流出孔が台形である例を説明する図である。
【図６】上面ガイドの流出孔の他の例を説明する例である。
【図７】上面ガイドによる冷却水の流れを説明する図である。
【図８】上面ガイドの他の形態例を示した図である。
【図９】上面ガイドのさらなる他の形態例を示した図である。
【図１０】下面ガイドを説明する図である。
【図１１】下面ガイドの流出孔が台形である例を説明する図である。
【図１２】下面ガイドの流出孔の他の例を説明する例である。
【図１３】給排水通路形成部材による通水路を説明する図である。
【図１４】下面ガイドによる冷却水の流れを説明する図である。
【図１５】給排水通路形成部材の他の例を説明する図である。
【図１６】給排水通路形成部材の他の例を説明する図である。
【図１７】他の形態の給排水通路形成部材を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の上記した作用および利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
図１は、１つの実施形態にかかる鋼板の冷却装置２０（以下、単に「冷却装置２０」と記載することがある。）、及び冷却装置２０を備えた熱延鋼板の製造装置１０の一部を概略的に示した図である。図１では、鋼板１は紙面左（上流側、上工程側）から右（下流側、下工程側）の方向へと搬送されており、紙面上下方向が鉛直方向である。当該上流側（上工程側）・下流側（下工程側）方向を通板方向と記載することがあり、これに直交する方向で、通板される鋼板の板幅の方向を鋼板板幅方向と記載することもある。また、以下の図において見易さのため繰り返しとなる符号の記載は省略することがある。
【００２８】
図１に示すように、熱延鋼板の製造装置１０は、熱間仕上げ圧延機列１１、冷却装置２０、搬送ロール１２、１２、…、ピンチロール１３を備えている。また図示及び説明は省略するが、熱間仕上げ圧延機列１１より上流側には、加熱炉や粗圧延機列等が配置され、熱間仕上げ圧延機列１１に入るための鋼板の条件を整えている。一方、ピンチロール１３の下流側には他の冷却装置や巻き取り機等が設けられ、鋼板コイルとして出荷するための各種設備が配置されている。
【００２９】
熱延鋼板は概ね次のように製造される。すなわち、加熱炉から抽出され粗圧延機で所定の厚さまで圧延された粗バーが、温度を制御されながら連続的に熱間仕上げ圧延機列１１で所定の厚さにまで圧延される。その後、冷却装置２０内で急速に冷却される。ここに、冷却装置２０は、熱間仕上げ圧延機列１１の最終スタンド１１ｇにおいて、圧延ロールを支持するハウジング１１ｇｈの内側から圧延ロールに極力近接するようにして設置されている。そして、ピンチロール１３を通過して他の冷却装置により所定の巻き取り温度まで冷却され、巻き取り機によりコイル状に巻き取られる。
【００３０】
熱延鋼板の製造装置１０（以下単に「製造装置１０」と記載することがある。）は、上記の通り熱間仕上げ圧延機列１１を備えている。本実施形態では、７機の圧延機（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、…、１１ｇ）が通板方向に沿って並列されている。ぞれぞれの圧延機１１ａ、１１ｂ、…、１１ｇは、いわゆる各スタンドを構成する圧延機で、最終製品において必要とされる厚さ、機械的性質、表面品質等の条件を満たすことができるように圧下率等が設定されている。
【００３１】
次に冷却装置２０について説明する。図２は、図１のうち冷却装置２０が備えられた部位を拡大して示した図である。図２（ａ）は冷却装置２０の全体が表れるように拡大した図、図２（ｂ）は、さらに最終スタンド１１ｇの近傍に注目した図である。冷却装置２０は、上面給水手段２１、２１、…、下面給水手段２２、２２、…、上面ガイド３０、３０、…、下面ガイド４０、４０、…を備えている。
【００３２】
上面給水手段２１、２１、…は、鋼板１の上面側に冷却水を供給する手段であり、冷却ヘッダ２１ａ、２１ａ、…、各冷却ヘッダ２１ａ、２１ａ、…に複数列をなして設けられた導管２１ｂ、２１ｂ、…、及び該導管２１ｂ、２１ｂ、…の先端に取り付けられた冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…を備えている。
本実施形態では、冷却ヘッダ２１ａは鋼板板幅方向、すなわち図２の紙面奥／手前方向に延在する配管であり、このような冷却ヘッダ２１ａ、２１ａ、…が通板方向に並列されている。
導管２１ｂ、２１ｂ、…は冷却ヘッダ２１ａから分岐する複数の細い配管であり、その開口端部が鋼板上面側に向けられている。導管２１ｂ、２１ｂ、…は、冷却ヘッダ２１ａの管長方向に沿って、すなわち鋼板板幅方向に複数、櫛歯状に設けられている。
【００３３】
各導管２１ｂ、２１ｂ、…の先端には冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…が取り付けられている。本実施形態の冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…は、扇状の冷却水噴流（例えば、５ｍｍ〜３０ｍｍ程度の厚さ）を形成可能なフラットタイプのスプレーノズルである。図３に当該冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…により鋼板表面に形成される冷却水噴流の衝突態様を概略的に示す。図３において、白丸で表したのは冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の直下の位置である。また、太線で冷却水噴流の衝突位置、形状を模式的に表している。図３には通板方向と鋼板板幅方向を併せて示している。
図３からわかるように本実施形態では、隣り合うノズル列では、鋼板板幅方向の位置をずらすように配置し、さらにその隣のノズル列と鋼板板幅方向位置が同じとなるように、いわゆる千鳥状配列としている。これにより搬送される鋼板の鋼板板幅方向における噴流の衝突領域が、ノズル列を通過するごとに均一化され、鋼板板幅方向における冷却ムラを低減させることが可能となる。
【００３４】
本実施形態では、鋼板表面における鋼板板幅方向の全ての位置にわたって冷却水噴流を少なくとも２回通過できるように冷却ノズルを配置した。すなわち、通板される鋼板のある点Ｄは、図３の直線矢印に沿って移動する。その際にノズル列Ａで２回（Ａ１、Ａ２）、ノズル列Ｂで２回（Ｂ１、Ｂ２）、ノズル列Ｃで２回（Ｃ１、Ｃ２）、…というように、各ノズル列において当該ノズル列に属するノズルからの噴流が２回衝突する。そのために、冷却ノズルの間隔ＰＷ、冷却水噴流の衝突幅Ｌ、ねじり角βの間に、
Ｌ＝２ＰＷ／ｃｏｓβ
の関係が成り立つように、冷却ノズルを配置した。ここでは２回通過としたが、これに限定されることはなく、３回以上通過するように構成してもよい。
なお、鋼板板幅方向における冷却能の均一化を図るという観点から、通板方向で隣り合うノズル列では、互いに逆の方向に冷却ノズルを捻った。
【００３５】
ここで、本実施形態では、上記のように隣り合うノズル列では、互いに逆の方向に冷却ノズルを捻じった形態を説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、全てが同じ方向に捻じってある形態であってもよい。また、捻じり角（上記β）も特に限定されるものではなく、必要とされる冷却能や設備配置の納まり等の観点から適宜決定することができる。
また、本実施形態では、上記利点の観点から通板方向に隣り合うノズル列を千鳥状配列とする形態としたが、これに限定されるものではなく、冷却ノズルが通板方向に直線上に並列される形態であってもよい。
【００３６】
上面給水手段２１が備えられる位置、特に冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…が配置されるべき位置は特に限定されるものではないが、熱間仕上げ圧延機列１１における最終スタンド１１ｇの直後に、該最終スタンド１１ｇのハウジング１１ｇｈの内側から当該最終スタンド１１ｇのワークロール１１ｇｗに極力近接するように配置させることが好ましい。このように配置することで、熱間仕上げ圧延機列１１による圧延直後の鋼板１を急冷することが可能になるとともに、鋼板１の先端部を安定して冷却装置２０に誘導することができる。本実施形態では、図２からわかるように、ワークロール１１ｇｗに近い冷却ノズル２１ｃは鉛直方向に低い位置として鋼板１に近づけて配置する。
【００３７】
さらに各冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の冷却水噴射口から噴射される冷却水の噴射方向は鉛直方向を基本とする一方、最終スタンド１１ｇのワークロール１１ｇｗに最も近い冷却ノズルからの冷却水の噴射は、鉛直よりもワークロール１１ｇｗの方向に傾けられることが好ましい。これにより、鋼板１が最終スタンド１１ｇで圧下されてから冷却が開始されるまでの時間をより一層短くし、圧延で蓄積された圧延歪が回復する時間をほぼゼロにすることも可能となる。従って、より微細な組織を有する鋼板を製造することができる。
【００３８】
図２に戻って下面給水手段２２、２２、…について説明する。下面給水手段２２、２２、…は、鋼板１の下面側に冷却水を供給する手段であり、冷却ヘッダ２２ａ、２２ａ、…、各冷却ヘッダ２２ａ、２２ａ、…に複数列をなして設けられた導管２２ｂ、２２ｂ、…、及び該導管２２ｂ、２２ｂ、…の先端に取り付けられた冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…を備えている。下面給水手段２２、２２、…は、上記した上面給水手段２１、２１、…に対向するように設けられ、冷却水の噴射方向が異なるが、概ね上面給水手段２１、２１、…と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００３９】
次に上面ガイド３０について説明する。図４に上面ガイド３０を概念的に示した。図４（ａ）は冷却装置２０の上方から見た図で一部を破断して示している。図４（ｂ）は側面側から見た図である。図４には冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の位置、鋼板１の位置、および図４が表す方向も併せて示している。
【００４０】
上面ガイド３０は、板状であるガイド板３１と、ガイド板３１の上面側に配置された排水通路形成部３５、３５、…とを備えている。
【００４１】
ガイド板３１は、板状の部材であるとともに、流入孔３２、３２、…及び流出孔３３、３３、…が設けられている。
流入孔３２、３２、…は上記した冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…に対応する位置に設けられ、その形状も噴流の形状に対応するものとしている。従って、流入孔３２、３２、…は、鋼板板幅方向に並列されて流入孔列３２Ａを形成するとともに、該流入孔列３２Ａ、３２Ａ、…が通板方向に並列されている。ここで、流入孔の形状は特に限定されるものではなく、冷却ノズルからの噴流がガイド板にできるだけ当たらないように形成されていればよい。具体的には使用される冷却ノズルの噴流の特性にもよるが、１つの冷却ノズル２１ｃからの単位時間当りの冷却水噴出量の１０％以上は上面ガイド３０のガイド板３１に衝突しないように通過する形状であることが好ましい。さらに限られたスペースに効率よく流入孔３２、３２、…を設ける観点から、流入孔の開口形状は、冷却水噴流の横断面形状（噴出方向軸に直交する断面）に略相似形であることが好ましい。
【００４２】
一方、流出孔３３、３３、…は、矩形の孔であり、該孔は鋼板板幅方向に複数並列されて流出孔列３３Ａを形成している。流出孔３３、３３、…間にガイド板３１の一部が残ることにより搬送される鋼板の先端の流出孔３３、３３、…への入り込みが防止され、これが鋼板侵入防止手段３３ｓ、３３ｓ、…となる。該流出孔列３３Ａ、３３Ａ、…は、上記した流入孔列３２Ａ、３２Ａ、…間に配置されている。
すなわち、ガイド板３１では通板方向に沿って流入孔列３２Ａと流出孔列３３Ａとが交互に配置されている。
【００４３】
ここでは、流出孔３３、３３、…の好ましい開口形状として、上記のような並列された矩形を説明した。これにより限られたスペースで効率良く大きな開口面積を得ることができる。ただしこれに限定されるものではなく、適切な排水量を確保することができ、鋼板の引っ掛かりを防止することが可能であればよい。すなわち、流出孔の開口形状は上記した矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や、台形を挙げることができる。そして鋼板侵入防止手段は、当該開口形状に対応した形状となる。例えば図５に示したように流出孔３３’’、３３’’、…を通板方向に上底下底を有する台形で形成した場合には、鋼板侵入防止手段３３ｓ’’、３３ｓ’’、…は通板方向から傾いた平行四辺形の形状とすることもできる。そしてこれにより流出孔列３３Ａ’’が形成される。
【００４４】
また、本実施形態では、流入孔列３２Ａと流出孔列３３Ａとが交互に配置されている例であるが、これに限定されるものではない。例えば流入孔列３２Ａ、３２Ａ間に２つ以上の流出孔列が配置されていてもよい。
【００４５】
図６に流出孔の変形例を示した。図６の変形例の上面ガイド３０’では、流出孔３３’が異なるのみで他の部位は上記した上面ガイド３０と同じなので、当該同じ部位については、符号も同じものを用い、説明も省略した。上面ガイド３０’の１つの流入孔３３’は、幅方向に１つの長い孔３３Ａ’であるとともに、ここに網材３３Ｂ’が張られている形態である。これによって流出孔を形成することもできる。網材３３Ｂ’のいわゆるメッシュの細かさは冷却水の流れへの影響が少なく、かつ、ゴミ等の異物のつまりが生じ難いとの観点から５ｍｍ×５ｍｍ以上の網目であることが好ましい。
【００４６】
図４に戻り上面ガイド３０について説明を続ける。流出孔３３、３３、…の縁のうち、通板方向に直交する向きの縁からは上方に向けて逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…が立設されている。この逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…は、流出孔３３、３３、…に入った水が再び流出孔３３、３３、…から元の位置へ逆流することを防止するために設けられるものである。この逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…を設けることで、より多くの排水量を確保することができ、排水性を向上させることが可能となる。
本実施形態では逆流防止片３３ｐ、３３ｐは略平行に立設されているが、逆流防止片３３ｐ、３３ｐ間をその下端側より上端側が狭くなるように立設させてもよい。これにより、逆流防止片と後述する排水通路形成部の立設される片（３５ａ、３５ｃ）との間の流路断面積を広く確保することができる。
【００４７】
排水通路形成部３５、３５、…は、図４（ｂ）からわかるように、片３５ａ、３５ｂ、３５ｃにより囲まれた凹状断面を有して鋼板板幅方向に延在する部材である。排水通路形成部３５は、ガイド板３１の上面側から、凹状の開口部を該ガイド板３１に向けて被せるように配置される。このとき、開口部、すなわち片３５ａと片３５ｃとの間にガイド板３１の上面の一部及び流出孔列３３Ａが含まれるように被せる。また、隣り合う排水通路形成部３５、３５、…間は所定の間隔を有し、該間隔の内側に流入孔列３２Ａ、３２Ａ、…、及び冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…が配置される。
また、流出孔列３３Ａに対向する片３５ｂのうち、流出孔列３３Ａ側の面には該流出孔列３３Ａの真上となる位置に整流片３６が設けられている。整流片３６の形状は、片３５ｂに衝突する排水を後述するように逆流防止片３３ｐ、３３ｐが設けられた排水通路の底面方向へ分離するように整流化できる形状が好ましい。例えば、逆三角形、台形、楔型やその他突起型形状を挙げることができる。
【００４８】
ここで、排水通路形成部３５、３５、…の高さは、特に限定されるものではないが、上記した上面給水手段２１の導管２１ｂ、２１ｂ、…の内径をｄとしたとき、５ｄ〜２０ｄの範囲であることが好ましい。これは導管２１ｂ、２１ｂ、…が２０ｄより長いと圧力損失が大きくなり好ましくなく、また、５ｄより短いと冷却ノズルからの噴射が安定しない虞があることによる。
【００４９】
以上のような上面ガイド３０は、図２に示したように配置される。本実施形態では３つの上面ガイド３０、３０、３０が用いられ、これが通板方向に並列される。いずれの上面ガイド３０、３０、３０も冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の高さ方向位置に対応するように配置されている。すなわち、本実施形態では最終スタンド１１ｇに近い上面ガイド３０では最終スタンド１１ｇ側端部が低く、他端側が高くなるように傾斜して配置されている。他の２つの上面ガイド３０、３０は、通板面から所定の間隔を有して該通板面と略平行に配置されている。
【００５０】
このような上面ガイド３０により、上面ガイド３０の基本的な機能であるところの鋼板先端部の通板時に該先端部が冷却ノズル等に引っ掛かる不具合を解消することができる。
さらに、上面ガイド３０によれば、鋼板上面側に供給された大量の冷却水を適切に排出することが可能となる。第一に、上面給水手段２１、２１、…により供給された冷却水は鋼板を冷却した後その一部は板幅方向に流れ、下方に落下して排水される。しかしながら供給された冷却水量、密度が大きいと当該排水では追い付かずに滞留水が厚く形成されてしまう。これに対して上面ガイド３０ではさらなる排水通路を設けることにより滞留水を薄く維持することが可能となる。詳しくは次の通りである。
【００５１】
図７に説明のための図を示した。図７ではわかり易さのため一部の符号を省略しているが、対応するものは図４（ｂ）の符号を参照できる。鋼板板幅方向からの排水が追い付かない程の高い冷却水供給密度、冷却水供給量の場合には、冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…からの水流も勢いが強い。かかる場合には、鋼板１の上面に噴射された冷却水は、図７に矢印Ｒで示したように通板方向前後にも移動し、衝突する。このような衝突が生じることにより冷却水はその向きを変え矢印Ｓで示したように上方に移動して流出孔３３、３３、…を通過し、排水通路形成部３５の片３５ｂに衝突する。このとき該片３５ｂには上記したように楔型の整流片３６が設けられ、冷却水が矢印Ｔで示したように方向転換される。そして整流片３６により当該方向転換の抵抗が低く抑えられ、方向転換が確実かつ効率よく行われる。
これによりガイド板３１の上面側に達した冷却水は図７の紙面奥／手前方向に移動して排水される。このとき流出孔３３の縁には逆流防止片３３ｐ、３３ｐが設けられているので、再び流出孔３３から冷却水が戻ることを抑制している。
【００５２】
このように、さらなる排水手段が設けられることにより上面側に供給された冷却水が大量、高流量密度になった場合であっても滞留水を抑えることができる。また、冷却水が給水される孔と排出される孔とを分けるとともに、上記のような構造により冷却に供される冷却水と排水されるために移動し始めた冷却水とが途中で衝突することを抑えられる。これにより給排水が円滑に行われ、滞留水を薄くすることができ、冷却効率を高くすることが可能となる。
このように円滑な排水と滞留水の抑制により鋼板板幅方向における冷却ムラを小さく抑えることも可能となる。これにより均一な品質を有する鋼板を得ることができる。冷却ムラは、冷却水の板幅方向温度ムラが±３０℃以内であることが好ましい。
【００５３】
本実施形態では、１つの流出孔列３３Ａに含まれる流出孔３３、３３、…を上面ガイド３０の鋼板板幅方向全部に亘って配置したが、これに限定されることはない。例えば滞留水が厚くなる傾向が大きい鋼板板幅方向中央部付近にのみこのような流出孔を設けてもよい。
【００５４】
ガイド板３１の上面に達した冷却水をガイド板３１の幅方向両端から排水することにおいて、その排水性をさらに向上させるための構成が加えられていてもよい。例えば次のようなものを挙げることができる。
ガイド板３１の上面側のうち鋼板板幅方向中央部を高く形成し、幅方向両端に向けて低くなるように傾斜を設けても良い。これによれば高低差により、冷却水がガイド板３１の両端に移動しやすくなり、さらに円滑な排水を促進することができる。
また、ポンプ等を設置して強制的に排水させる、または排水通路形成部内を負圧にすることにより冷却水を排水通路形成部内に導入しやすくして排水性を向上させてもよい。
また、上面ガイド自体を上下方向に移動可能に形成し、上面ガイド３０を通板に影響を与えない範囲で下方に移動することで滞留水に押しつけ、強制的に排水通路形成部内に導く構成としてもよい。
【００５５】
またガイド板３１に設けられる流入孔３３、３３、…や幅方向両端部では、その縁部分（エッジ）に面取りやＲを取る（エッジを円弧状に形成すること。）処理をしてもよい。これにより、通板される鋼板の引っ掛かりを減少させることや、冷却水の円滑な流動を促進することもできる。
【００５６】
ガイド板３１の材質は、ガイドとして必要とされる強度や耐熱性を有する一般的な材料を用いることができ、特に限定されるものではない。ただし、通板される鋼板がガイド板３１に接触したときの鋼板への擦り傷等を減らす目的で、強度、及び耐熱の問題が生じない部位には鋼板よりも軟質である樹脂等の材料を用いてもよい。
【００５７】
図８には他の形態の上面ガイド１３０、１３０’のうち図４（ｂ）に相当する図を示した。図８（ａ）が上面ガイド１３０、図８（ｂ）が上面ガイド１３０’である。ここでは上記した上面ガイド３０と共通する部材については同じ符号で示し、説明も省略する。
上面ガイド１３０では、排水通路形成部１３５、１３５、…がガイド板３１から分離して形成されている。従って、排水通路形成部１３５、１３５、…では、片３５ａ、３５ａ、…と逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…とが底板１３５ｄ、１３５ｄ、…により連結されるとともに、片３５ｃ、３５ｃ、…と逆流防止片３３ｐ、３３ｐ、…とは底板１３５ｅ、１３５ｅ、…により連結されて排水通路の底部を形成している。このように分離した上面ガイド１３０としてもよい。
図８（ｂ）に表わした上面ガイド１３０’は、さらに逆流防止片１３３ｐ’、１３３ｐ’、…がガイド板３１の上面側に延在している形態である。
【００５８】
図９にはさらなる他の形態の上面ガイド２３０、２３０’のうち図４（ｂ）に相当する図を示した。図９（ａ）が上面ガイド２３０、図９（ｂ）が上面ガイド２３０’である。ここでは上記した上面ガイド３０、１３０と共通する部材については同じ符号で示し、説明も省略する。
上面ガイド２３０でも、排水通路形成部２３５、２３５、…がガイド板３１から分離して形成されている。従って、排水通路形成部２３５、２３５、…では、片３５ａ、３５ａ、…と逆流防止片２３３ｐ、２３３ｐ、…とが底板２３５ｄ、２３５ｄ、…により連結されるとともに、片３５ｃ、３５ｃ、…と逆流防止片２３３ｐ、２３３ｐ、…とは底板２３５ｅ、２３５ｅ、…により連結されて排水通路の底部を形成している。また、逆流防止片２３３ｐ、２３３ｐ、…がガイド板３１の上面側に延在している。上面ガイド２３０では、ガイド板３１と排水通路形成部２３５、２３５、…との間に冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…の他、ヘッダ２１ａ、２１ａ、…及び導管２１ｂ、２１ｂ、…もここに含んでいる。このような上面ガイド２３０としてもよい。
【００５９】
図９（ｂ）に示した上面ガイド２３０’では、上記上面ガイド２３０において、隣り合う排水通路形成部２３５、２３５を１つの排水通路形成部２３５’とした。これによっても図９（ｂ）にＴ’で示した排水経路を確保することができる。これによれば排水経路（Ｔ’）の流路断面積を大きく取ることが可能となる。
【００６０】
次に下面ガイド４０について説明する。図１０に下面ガイド４０を概念的に示した。図１０（ａ）は冷却装置２０の上方から見た図を示している。図１０（ｂ）は側面側から見た図である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）には冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…の位置、及び鋼板１の位置も合わせて示している。
【００６１】
下面ガイド４０は、板状であるガイド板４１と、ガイド板４１の下面側に配置された給排水通路形成部材４５とを備えている。
【００６２】
ガイド板４１は、板状の部材であるとともに、流入孔４２、４２、…及び流出孔４３、４３、…を有している。
流入孔４２、４２、…は上記した各冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…に対応する位置に設けられる。従って、流入孔４２、４２、…は、鋼板板幅方向に並列されて流入孔列４２Ａを形成するとともに、流入孔列４２Ａ、４２Ａ、…が通板方向に並列されている。１つの冷却ノズル２２ｃに対して１つの対応する流入孔４２が設けられることが好ましい。これにより給排水を適切に分離して円滑な排水が可能となる。
流入孔４２、４２、…の開口形状は、特に限定されるものではないが、効率よく冷却水がここを通過するために、ガイド板４１に冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…からの噴流ができるだけ当たらないように形成されていることが好ましい。具体的には使用される冷却ノズルの噴流の特性にもよるが、１つの冷却ノズル２２ｃからの単位時間当りの冷却水噴出量の１０％以上は下面ガイド４０のガイド板４１に衝突しないように通過する形状であることが好ましい。
さらに限られたスペースに効率よく当該流入孔４２、４２、…を設ける観点から、流入孔の開口形状は、冷却水噴流の横断面形状（噴出方向軸に直交する断面形状）に略相似形であることが好ましい。
【００６３】
一方、流出孔４３、４３、…は、矩形の孔であり、該孔は鋼板板幅方向に複数並列されて流出孔列４３Ａを形成している。流出孔４３、４３、…間にガイド板４１の一部が残ることにより搬送される鋼板の先端の流出孔４３、４３、…への入り込みが防止され、これが鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓ、…となる。該流出孔列４３Ａ、４３Ａ、…は、上記した流入孔列４２Ａ、４２Ａ、…間に配置されている。
すなわち、ガイド板４１では通板方向に沿って流入孔列４２Ａと流出孔列４３Ａとが交互に配置されている。
【００６４】
流出孔４３、４３、…の通板方向大きさＬｇ（ｍ）は、適切な排水が可能となれば特に限定されるものではないが、例えば次の式（１）を満たすように形成することもできる。
α・Ｗ・Ｈ≦（Ｌｇ・Ｗ−Ｎ・Ｌｇ・Ｗｇ）／２            （１）
ここで、Ｗは下面ガイド４０の板幅方法の大きさ（ｍ）、Ｈは下面ガイド４０の上面と通板される鋼板１の下面との距離（ｍ）、Ｗｇは鋼板侵入防止手段４３ｓの板幅方向の大きさ（ｍ）、Ｎは鋼板侵入防止手段４３ｓが板幅方向に配置される数をそれぞれ表わしている。αは係数でありα＝０．５程度が好ましい。
これによれば、式（１）の右辺は流出孔４３、４３、…の合計の開口面積を表わし、左辺は、噴流が噴射された後に流出孔４３、４３、…に達する間に冷却水が移動する通路（下面ガイド４０の上面と鋼板１の下面との間）の流路断面積を表わす。そして右辺である流出孔４３、４３、…の合計の開口面積を左辺の流路断面積から決まる面積以上にすることにより、排水抵抗を小さく抑えることができる。
【００６５】
ガイド板４１の材質は、ガイドとして必要とされる強度や耐熱性を有する一般的な材料を用いることができ、特に限定されるものではない。ただし、通板される鋼板がガイド板４１に接触したときの鋼板への擦り傷等を減らす目的で、強度、及び耐熱の問題が生じない部位には鋼板よりも軟質である樹脂等の材料を用いてもよい。
【００６６】
またガイド板４１に設けられる流入孔４２、４２、…、流出孔４３、４３、…では、その縁部分（エッジ）に面取りやＲを取る（エッジを円弧状に形成すること。）処理をしてもよい。これにより、通板される鋼板の引っ掛かりを減少させることや、冷却水の円滑な流動を促進することもできる。
【００６７】
ここでは、流出孔４３、４３、…の好ましい開口形状として、上記のような並列された矩形を説明した。これにより限られたスペースで効率良く大きな開口面積を得ることができる。ただしこれに限定されるものではなく、適切な排水量を確保することができ、鋼板の引っ掛かりを防止することが可能であればよい。すなわち、流出孔の開口形状は上記した矩形に限定されるものではなく、例えば、円形や、台形を挙げることができる。そして鋼板侵入防止手段は、当該開口形状に対応した形状となる。例えば図１１に示したように、流出孔４３’’、４３’’、…を通板方向に上底下底を有する台形で形成した場合には、鋼板侵入防止手段４３ｓ’’、４３ｓ’’、…は通板方向から傾いた平行四辺形の形状とすることもできる。そしてこれにより流出孔列４３Ａ’’が形成される。
【００６８】
また、本実施形態では、流入孔列４２Ａと流出孔列４３Ａとが交互に配置されている例であるが、これに限定されるものではない。例えば流入孔列４２Ａ、４２Ａ間に２つ以上の流出孔列が配置されていてもよい。
【００６９】
図１２に流出孔の変形例を示した。図１２の変形例の下面ガイド４０’では、流出孔４３’が異なるのみで他の部位は上記した下面ガイド４０と同じなので、当該同じ部位については、符号も同じものを用い、説明も省略した。下面ガイド４０’の１つの流入孔４３’は、幅方向に１つの長い孔４３Ａ’であるとともに、ここに網材４３Ｂ’が張られている形態である。これによって流出孔を形成することもできる。網材４３Ｂ’のいわゆるメッシュの細かさは冷却水の流れへの影響が少なく、かつ、ゴミ等の異物のつまりが生じ難いとの観点から５ｍｍ×５ｍｍ以上の網目であることが好ましい。
【００７０】
図１０に戻り、給排水通路形成部材４５について説明する。また、図１３には、給排水通路形成部材４５及びここを通過する噴流を上斜めから見た図を示した。
給排水通路形成部材４５は、流入孔列４２Ａとこれに隣接する流出孔列４３Ａ、４３Ａとの境界部分のうち、ガイド板４１の下面側から垂下して通板方向及び鋼板板幅方向に並列される板状の部材が組み合わされて形成された部材である。このような板状の部材が組み合わされることにより、通板方向及び鋼板板幅方向に並列された複数の筒状の空間が形成されている。すなわち、当該筒状の内側空間を冷却水噴流が通過し、その外側を排水が通過することにより、給水路と排水路とを分けることができる。さらに詳しくは次の通りである。ここでは１つの筒状空間を形成する部材について説明する。
【００７１】
給排水通路形成部材４５は、図１３からわかるように、板状部材４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを備え、これが組み合わされて筒状の流通路を形成している。そして筒状の上端開口部には流入孔４２が配置される。そして通板方向に隣り合う給排水通路形成部材４５、４５間の上端部に流出孔４３、４３及び鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓが配置される。
【００７２】
本実施形態では、図１０（ｂ）からわかるように、ガイド板４１の鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓ、…は若干下方に厚く形成されている。そして、板状部材４５ａ、４５ｂの上端部が、ガイド板４１の下面及び当該鋼板侵入防止手段４３ｓ、４３ｓの厚く形成された側面に溶接により取り付けられている。一方、板状部材４５ｃ、４５ｄは、板状部材４５ａ、４５ｂに溶接により固定される。これにより、給排水通路形成部材４５の上端部は流入孔４３の縁に沿ってガイド板４１に連結されている。
【００７３】
本実施形態では溶接により取り付けられている形態を説明したが、ネジなどの固定手段や接着剤による固定であってもよく、特に限定されるものではない。また、ここではガイド板４１と給排水通路形成部材４５とは一体化しているが、必ずしも一体化している必要もない。ただし、給排水通路形成部材は、給水路と排水路とを形成する部材であるから、できるだけ給水路と排水路とを連通するような間隙はない方が好ましく、かかる観点から本実施形態では溶接により一体化したものを説明した。
【００７４】
また、図１３からわかるように、噴流のうちのより広い面となる面に対向する板状部材４５ｃ、４５ｄには、いわゆるパンチングメタルが適用されて筒状の内外が連通されるように形成されている。この理由については後で詳しく説明する。
【００７５】
給排水通路形成部材４５は、その下端部（筒状である下端開口部）側の間隔が狭く形成されており、ここに冷却ノズル２２ｃが配置される。これに伴って隣り合う給排水通路形成部材４５、４５間において、図１０（ｂ）にＶで示したようにその下端部の間隔が広く形成されている。このような形状は冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…からの噴流水の形状に合わせるように形成されていることが好ましい。
【００７６】
以上のような下面ガイド４０は、図２に示したように配置される。本実施形態では４つの下面ガイド４０、４０、…が用いられ、搬送ロール１２、１２、１２間のそれぞれに配置される。いずれの下面ガイド４０、４０、…も搬送ロール１２、１２、…の上端部に対してあまり低くならない高さに配置される。
【００７７】
このような下面ガイド４０により、下面ガイド４０の基本的な機能である、鋼板先端部が搬送ロール１２、１２間に引っ掛かる不具合を解消することができる。
さらに、下面ガイド４０によれば、鋼板下面側に供給された大量の冷却水を適切に排出することが可能となる。詳しくは次の通りである。
【００７８】
図１４に説明のための図を示した。図１４では図面の見易さのため符号を一部省略しているが、対応するものは図１０の符号を参照することができる。
冷却ノズル２２ｃから噴射された冷却水は、板状部材４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄにより囲まれる筒状の内側を通り、流入孔４２から鋼板１の下面に達し、該鋼板１を冷却する（図１４（ｂ））。その後冷却水はガイド板４１の上面を図１４（ａ）に直線矢印で示した方向に移動し、図１４（ｂ）に直線矢印で示したように流出孔４３、４３から下方に落下して排水される。
【００７９】
このように、給水のための孔と排水の孔とが分けられるのみでなく、給水のための通水路と、排水のための排水路も分けられているので、冷却に供される冷却水と排水とが途中で衝突することを抑えられる。これにより、給排水が円滑に行われ、滞留水を抑えることができ、冷却効率を高くすることが可能となる。特に冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…が給排水通路形成部材４５の直下にあるため、排水のための通路が冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…の左右近傍まで延在し、当該排水の冷却ノズル２２ｃ、２２ｃ、…への影響を抑えることができる。
下面ガイドにおいて、下面給水手段により供給された冷却水のうち８０％以上を流出孔から排水することが好ましい。これにより非常に高い冷却効率を確保することができる。
また、このように円滑な排水と滞留水の抑制により鋼板板幅方向における冷却ムラを小さく抑えることも可能となる。これにより均一な品質を有する鋼板を得ることができる。冷却ムラは、冷却水の鋼板板幅方向温度ムラが±３０℃以内であることが好ましい。
【００８０】
鋼板板幅方向については、板状部材４５ｃ、４５ｄ（図１３参照）が流入孔４２へ滑らかに接続されていることにより、板状部材４５ｃ、４５ｄがない場合と比較して、噴流がガイド板４１の下面に衝突、飛散することなく、噴流を流入孔４２へ無駄なく導いて鋼板１へ供給することができる。これにより冷却水の利用効率を高くすることが可能となる。
【００８１】
次に、図１３に表れているように、給排水通路形成部材４５の板状部材４５ｃ、４５ｄに孔が設けられる理由について説明する。
仮に板状部材４５ｃ、４５ｄでなく、単なる板状の部材である板材をここに配置すると、噴流と板材との間の圧力（気圧）が低下し、噴流が板材に引き寄せられる。噴流が板材間の中心を正確に通過すれば、噴流が板材に引き寄せられる力が等しくなるため噴流は直進する。ところが、実際には製造上の公差、装置の振動等により、噴流が板材間の中心を正確に通過し続けることはあり得ず、必ず板材のどちらかに接近する。一度どちらかの板材に接近してしまうと、噴流と板材壁面との間の圧力はさらに低下し、噴流はさらにその板材に移動する。そして最終的には板材の壁面側に引き寄せられ、噴流に曲がりが生じてしまう。この効果はコアンダ効果として知られている。コアンダ効果により噴流に曲がりが生じると、本来噴射すべき噴流の鋼板に対する位置と、実際に噴射される位置とが異なり、大きな冷却ムラを生じる虞がある。
これに対して、本実施形態の給排水通路形成部材４５によれば、板状部材４５ｃ、４５ｄに設けられた孔により板状部材４５ｃ、４５ｄを挟んで給水のための通水路内側と外側とで気圧を概ね等しくすることができ、通水路内の気圧の低下を防止することができる。すなわち、コアンダ効果が生じる原因を根本的に解消することが可能となる。これにより噴流の曲がりを抑えることが可能となる。
従って、本実施形態によれば、冷却ノズルと鋼板との位置を離隔しても鋼板の適切な位置に冷却水を噴射することができる。これにより冷却ノズルを熱等に起因する劣化から保護することも可能である。また、噴流が広がりを有するスプレー形態の場合には、ノズルと鋼板とをある程度離隔させることによって広い範囲の冷却が可能となるので、本実施形態の効果がさらに顕著なものとなる。
【００８２】
従って、板状部材にはこのような連通手段が設けられていればよく、実施形態のような円形孔の他、矩形、三角形、多角形等の孔でもよく、縦又は横のスリットであってもよい。
【００８３】
図１５には、変形例にかかる給排水通路形成部材４５’を示した。給排水通路形成部材４５’では、噴流のうち広い面に対向する板状部材４５ｃ’、４５ｄ’が、噴流の下流側にのみ設けられている。これにより、噴流を適切に流出孔に導くことができる。本変形例では、上記コアンダ効果により板状部材４５ｃ’、４５ｄ’への若干の引き寄せがあるが、板状部材４５ｃ’、４５ｄ’を上部のみに限ったため、噴流に大きな曲がりは生じない。
また、板状部材４５ｃ’、４５ｄ’に板状部材４５ｃ、４５ｄ同様の連通手段を設け、噴流の曲がりを抑えることも可能である。
【００８４】
図１６には、さらに他の変形例にかかる給排水通路形成部材４５’’を示した。給排水通路形成部材４５’’は、板状部材４５ａ、４５ｂ、４５ｃ’’、４５ｄ’’が上記と同様に筒状を形成するように配置されている。また、給排水通路形成部材４５’’では、噴流のうち広い面に対向する板状部材４５ｃ’’、４５ｄ’’に連通手段も設けられていない。ただし、給排水通路形成部材４５’’では、図１６にＸ３で示したように、給水の通水路において板状部材４５ｃ’’と板状部材４５ｄ’’との間隔を狭くし、図１６にＸ１で示した噴流厚さと概ね同じ程度としている。具体的には、噴流の中心における流量に対して流量が５０％となる位置を噴流端部とし、その端部間を噴流厚さＸ１とするとともに、板状部材４５ｃ’’、４５ｄ’’と当該噴流端部との距離をＸ２としたとき、次式（２）を満たすことが好ましい。
Ｘ２／Ｘ１≦１／４      （２）
ここで、通水路の通水方向全長に亘って式（２）を満たしている必要はなく、通水路の少なくとも出口においてこれを満たしていればよい。ただし、通水路の形状はできるだけ噴流の形状に沿ったものであることが好ましい。これにより噴流と板状部材との間に不要な空間が生じることが防止され、より効率よくコアンダ効果に起因する噴流の曲がりを防止することができる。
すなわち、給排水通路形成部材４５’’によれば、上記コアンダ効果により板状部材４５ｃ’’、４５ｄ’’に噴流が引き寄せられたとしても、噴流の曲がりは小さく抑えられ、目標とする鋼板の位置へ噴流を導くことができる。
また、噴流と板状部材との接触及び摩擦を抑制する観点から、次式（３）を満たすことがさらに好ましい。
Ｘ２／Ｘ１＜１／４      （３）
【００８５】
なお、上記した本実施形態では、冷却ノズル１つに対し、給排水通路形成部材の筒状体が１つ割り当てられる例を説明したが、これに限定されることなく、１つの筒状体に複数の冷却ノズルが割り当てられるように筒状体を形成してもよい。この場合、冷却ノズル１つに対して給排水通路形成部材の筒状体が１つ割り当てられる上記実施形態に比べてガイド板４１の下面に衝突、飛散する噴流の水量は増加する。しかしながら給排水通路形成部材を設けない場合と比較すると、当該衝突、飛散する噴流の水量を減少させることができ、冷却水の利用効率を高くすることが可能となる。
また、鋼板板幅方向の両端部に配置される冷却ノズルに対しては、給排水通路形成部材の板状部材４５ｃ、４５ｄのうち、鋼板板幅方向外側に配置される板状部材４５ｃ、又は板状部材４５ｄは備えられることなく開放された形態を有する最端部給排水通路形成部材を設けてもよい。これは、鋼板板幅方向両端に備えられる冷却ノズルではこれより外側に冷却ノズルが配置されないことから、必ずしも四周を囲む通水路を必要としないからである。
【００８６】
以上説明した実施形態では、給水の通路を形成する板状部材４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄで囲まれる筒状体の下端部の間隔が狭く形成され、これに伴って排水の通路を形成する板状部材４５ａ、４５ｂ間の下端部は間隔が広く形成されている。これにより排水路の拡張がされ、排水がさらに円滑に行われる。ただし、給排水通路形成部材の板状部材は必ずしもこのように傾斜している必要はなく、鉛直下方に垂下していてもよい。図１７にその例の下面ガイド１４０を示す。図１７は図１０に相当する図であり、板状部材１４５ａ、１４５ｂが鉛直下方に延在する給排水通路形成部材１４５以外は下面ガイド４０と同じである。このような下面ガイドであってもよい。
【００８７】
また以上では、複数の流入孔及び流出孔の全てについて給排水通路形成部材を設けることを説明したが、必ずしもこれに限定されることなく、少なくとも１つの流入孔及び流出孔に対して給排水通路形成部材が設けられていればよい。以上の実施形態のように全ての流入孔及び流出孔について給排水通路形成部材が設けられることにより最も顕著な効果を奏するが、その数が少なくても給排水通路形成部材を設けていない場合に比べると上記した効果を奏する。他の設備との配置の関係等により、一部の流入孔及び流出孔については給排水通路形成部材が設けられないこともあるからである。
【００８８】
図２に戻って熱延鋼板の製造装置１０について説明を続ける。搬送ロール１２、１２、…は、鋼板１のテーブルであるとともに該鋼板１を通板方向に搬送するロールである。上記したように搬送ロール１２、１２、…間に下面ガイド４０、４０、…が配置される。
【００８９】
ピンチロール１３は、水切りを兼ねており、冷却装置２０の下流側に設けられている。これにより、冷却装置２０内で噴射された冷却水が鋼板１の下流側へと流出することを防止することが可能になる。さらには、冷却装置２０における鋼板１の波打ちを抑制して、特に、鋼板１の先端が巻き取り機に噛み込む前の時点における鋼板１の通板性を向上させることができる。ここでピンチロール１３のロールのうち上側のロール１３ａは図２（ａ）に示したように上下に移動可能とされている。
【００９０】
以上により、熱延鋼板製造ラインにおいて、鋼板の移動（通板）を阻害することなく、高い流量密度、大量の冷却水を供給しても排水性に優れた冷却装置、熱延鋼板の製造装置を提供することができる。そしてこれにより機械的特性に優れた熱延鋼板を製造することが可能となる。
【００９１】
以上のような上面ガイド、下面ガイドによる冷却水の排水において、具体的な排水性能については、必要とされる鋼板の冷却熱量により適宜決められるものであり特に限定されない。ただし、上記したように、鋼板組織の微細化の観点から、圧延直後の急冷が効果的であり、そのために供給密度の高い冷却水が供給されることが好ましい。従って、上面ガイド、下面ガイドにおける排水も当該冷却水の供給量、流量密度に対応する排水性能を確保することできればよい。上記鋼板の微細化の観点から、供給される冷却水の流量密度は、１０〜２５ｍ３／（ｍ２・分）を挙げることができる。これより大きい流量密度でもよい。
【００９２】
本実施形態では好ましい形態として上記の上面ガイドと下面ガイドの両方を備える冷却装置、製造装置について説明したが、これに限定されるものではなく、上記の下面ガイドを適用するとともに、上面ガイドは従来のものを用いてもよい。
【００９３】
上記した熱延鋼板の製造装置により例えば次のように鋼板の製造をおこなう。すなわち、鋼板が巻き取り機により巻き取られ、次の鋼板１の圧延が開始されるまでの非圧延時間では冷却装置２０における冷却水の噴射は停止される。そして、冷却装置２０の下流側のピンチロール１３は、上記非圧延時間中に、冷却装置２０の上面ガイド３０よりも高い位置まで上側ロール１３ａが移動され、その後、次の鋼板の圧延が開始される。
当該次の鋼板の先端が熱間仕上げ圧延機列１１の最終スタンド１１ｇに噛み込む数秒前に、冷却装置２０の冷却水の噴射が開始され、鋼板の先端が冷却装置２０を通過した直後に冷却水の噴射圧力がほぼ所定値となるように制御される。また、鋼板１の先端がピンチロール１３を通過した直後に上側ロール１３ａを下降させ、鋼板１のピンチを開始する。
【００９４】
鋼板１の先端が冷却装置２０内へと搬送される前から冷却水の噴射を開始することで、鋼板先端における非定常冷却部の長さを短くすることが可能になるほか、噴射される冷却水により、鋼板１の通板性を安定化させることが可能になる。すなわち、鋼板１が浮き上がって上面ガイド３０へと近づこうとする場合には、鋼板１が冷却ノズル２１ｃ、２１ｃ、…より噴射される冷却水噴流から受ける衝突力が増し、鋼板１に鉛直方向下向きの力が作用する。そのため、鋼板１が上面ガイド３０へと衝突した場合であっても、冷却水噴流から受ける衝突力によりその衝撃力が緩和されるとともに、鋼板１と上面ガイド３０との摩擦熱が低減されるため、鋼板表面に生じる擦り疵を低減することが可能になる。
従って、このように操業される冷却装置２０を熱間仕上げ圧延機列１１の下流側に備える熱延鋼板の製造装置により、熱延鋼板を製造すれば、高密度、大量の冷却水を用いて冷却することが可能になる。すなわち、かかる製造方法により熱延鋼板を製造することで、組織が微細化された熱延鋼板を製造することが可能になる。
【００９５】
また、熱間仕上げ圧延機列での通板速度は通板開始部分を除いて一定としてもよい。これにより、鋼板全長に亘って機械的強度が高められた鋼板を製造することができる。
【００９６】
以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う鋼板の冷却装置、熱延鋼板の製造装置及び製造方法も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【符号の説明】
【００９７】
１  鋼板
１０  製造装置
１１  圧延機列
１１ｇ  最終スタンド
１２  搬送ロール
１３  ピンチロール
２０  冷却装置
２１  上面給水手段
２１ａ  冷却ヘッダ
２１ｂ  導管
２１ｃ  冷却ノズル
２２  下面給水手段
２２ａ  冷却ヘッダ
２２ｂ  導管
２２ｃ  冷却ノズル
３０  上面ガイド
３１  ガイド板
３２  流入孔
３２Ａ  流入孔列
３３  流出孔
３３Ａ  流出孔列
３３ｐ  逆流防止片
３５  排水通路形成部
３６  整流片
４０  下面ガイド
４１  ガイド板
４２  流入孔
４２Ａ  流入孔列
４３  流出孔
４３Ａ  流出孔列
４５  給排水通路形成部材
４５ａ  板状部材
４５ｂ  板状部材
４５ｃ  板状部材
４５ｄ  板状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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