(57)【要約】【課題】熱延鋼板を圧延直後に急速冷却する。【解決手段】被圧延材１を圧延する圧延機２と、前記圧延機２で圧延された前記被圧延材１に対して冷却水を噴射する冷却設備３とを備える熱延鋼板の製造装置であって、前記冷却設備３は、前記圧延機２のワークロール１０における通板方向出側に前記被圧延材１に対して上下一対に設置される冷却装置５０ａ、５０ｂと、前記冷却装置５０ａ、５０ｂにおける通板方向出側の直近かつ前記被圧延材１に対して上下一対に設置される後続の冷却装置６０ａ、６０ｂとを有し、前記冷却装置５０ａ、５０ｂにおける上側冷却器５０ａおよび下側冷却器５０ｂは、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、前記後続の冷却装置６０ａ、６０ｂにおける上側冷却器６０ａは、前記後続の冷却装置６０ａ、６０ｂにおける下側冷却器６０ｂと独立してパスラインに対して上方向へ移動可能であるもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材を圧延する圧延機と、前記圧延機で圧延された前記被圧延材に対して冷却水を噴射する冷却設備とを備える熱延鋼板の製造装置であって、
前記冷却設備は、前記圧延機のワークロールにおける通板方向出側に前記被圧延材に対して上下一対に設置される冷却装置と、前記冷却装置における通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される後続の冷却装置とを有し、
前記冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、
前記後続の冷却装置における上側冷却器は、前記後続の冷却装置における下側冷却器と独立してパスラインに対して上方向へ移動可能である
ことを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
【請求項２】
被圧延材を圧延する圧延機と、前記圧延機で圧延された前記被圧延材に対して冷却水を噴射する冷却設備とを備える熱延鋼板の製造装置であって、
前記冷却設備は、前記圧延機のワークロールにおける通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される第一の冷却装置と、前記第一の冷却装置における通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される第二の冷却装置と、前記第二の冷却装置における通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される第三の冷却装置とを有し、
前記第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、
前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、
前記第三の冷却装置における上側冷却器は、前記第三の冷却装置における下側冷却器と独立してパスラインに対して上方向へ移動可能である
ことを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
【請求項３】
前記第三の冷却装置における上側冷却器に冷却水を供給する配管を伸縮配管とし、前記伸縮配管を伸縮動作させて、前記第三の冷却装置における上側冷却器を移動可能としたことを特徴とする請求項２に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項４】
前記第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、伸縮部材を介して前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器と連結されて、前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器に対して通板方向に移動可能であり、
前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、前記伸縮部材とは別の伸縮部材を介して前記圧延機のハウジングと連結され、前記ハウジングに対して通販方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項５】
前記第三の冷却装置における上側冷却器は、流圧シリンダまたは駆動源と連結するギヤ等を介してパスラインに対して上方向へ移動可能であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項６】
前記第三の冷却装置における上側冷却器を、弾性体の弾性変形による調芯機能を有する弾性継手を介して、前記伸縮配管と連結することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項７】
前記第三の冷却装置における配管連結部に、シール付差込式継手を用いたことを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項８】
前記第三の冷却装置における上側冷却器に取外し可能な旋回ピンを設け、前記第三の冷却装置における上側冷却器のオフラインでの反転作業を容易にしたことを特徴とする請求項７に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項９】
前記第三の冷却装置における冷却水を噴射する多数のノズルに、冷却水を供給する通水路の開閉を個々に制御することのできるチェック弁を設け、前記ノズルが設けられるノズルヘッダ内に常時冷却水が充満されるようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の熱延鋼板の製造装置。
【請求項１０】
前記第三の冷却装置は、前記ノズルヘッダと、当該ノズルヘッダとピン結合される着脱自在な通板ガイドとを備えることを特徴とする請求項９に記載の熱延鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延鋼板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱延鋼板の圧延においては、圧延機による圧延力や圧延速度等の圧延条件、冷却装置による冷却力や冷却速度等の冷却条件などが、製造される熱延鋼板の特性に影響する。つまり、圧延機や冷却装置等の設定条件を変えることにより、被圧延材である熱延鋼板の特性を変化させることができる。
【０００３】
例えば、熱間圧延設備の仕上げ圧延機後段から最終段までの各スタンドにおいて２０％以上の高圧下で熱延鋼板を圧延した直後に、当該熱延鋼板を冷却装置により急速冷却すると、合金元素の添加量が少なく、結晶粒が微細化された高強度鋼板を製造することができる。この微細粒鋼の製造方法における冷却には、高圧下圧延直後に１０［ｍ3／ｍｉｎ・ｍ2］以上の高水量密度で冷却水を被圧延材に噴射する必要がある。例えば、圧延後０．２秒以内に冷却を開始することより結晶粒の微細化された高強度鋼板ができることが知られている（非特許文献１）。
【０００４】
上記の高強度鋼板の製造における冷却装置としては、１０［ｍ3／ｍｉｎ・ｍ2］以上の高水量密度で冷却水を噴射することができるように大流量の冷却水を供給可能な大径の配管が必要とされ、一方で、圧延直後に冷却することができるように圧延機の通板方向出側直近に設置可能な程度に小型化される必要がある。
【０００５】
また、上記の高強度鋼板の製造においては、熱間圧延設備の仕上げ圧延機後段から最終段までの各スタンドにおいて２０％以上の高圧下で圧延するため、ワークロールが弾性変形を起こし、圧延される被圧延材の平坦度が低下する。平坦度の低い被圧延材は、均一に冷却されないだけでなく、破断等を起こして操業が不安定となる虞がある。生産性を落とさないためには、板破断によるライン停止が発生したとしても、破断された板の排出などの圧延機周辺における作業を容易にすることで、その時間を短くすることが有効である。通板方向出側に作業空間を広く確保することで、作業性を向上させる必要がある。
【０００６】
また、高圧下での操業が従来よりもワークロールの摩耗等の劣化を早めることにより、ワークロールの交換周期が短くなるので、ワークロールの交換頻度が増加する。よって、ワークロールの交換等の作業性を低下させることは、ライン停止時間を長くさせることになる。そこで、圧延直後に冷却する装置には、ロール組替時間を短縮させる仕組みが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４３６１４２号公報
【特許文献２】特開２０１２−６６２６６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】鉄鋼協会出展文献  第１２５回圧延理論部会  「超微細粒熱延薄鋼板の製造技術ＳＳＭＲ法の開発とその材料特性」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
作業空間を確保することができる冷却装置に関する技術としては、例えば、特許文献１がある。これは、冷却水の流れる水供給管体を中心軸として回転する旋回管体に噴射口を設けた上側冷却器と、架台に固定され冷却水を噴射する噴射口を設けた下側冷却器とから成る冷却装置である。これによれば、冷却装置の上側冷却器を上方へ大きく開くことができるので、圧延機および冷却装置の補修等の作業を容易に行うことができる。
【００１０】
しかし、旋回管体に供給される冷却水は、水供給管体と連結する一端側から先端の他端側へ流れながら、旋回管体の途中に形成した噴射口から噴射されるため、旋回管体における一端側近傍の噴射口と他端側近傍の噴射口とでは、噴射される冷却水の流量が異なる。つまり、冷却水の噴射流量を板幅方向で均一に分布させることは難しく、制御することができない。また、圧延機から離れた位置に設置される大型の装置であり、圧延直後の冷却および大流量の冷却水による冷却が考えられていない。この装置を圧延機の直近に設置することは難しい。
【００１１】
圧延機の通板方向出側直近に設置される冷却装置に関する技術としては、例えば、特許文献２がある。これは、ストリッパガイドがワークロール径の変化に追従可能なように油圧シリンダによる摺動機構を設け、被圧延材に冷却水を噴射する冷却装置である。これによれば、圧延機の通板方向出側直近に位置する多数のノズルから冷却水を直接被圧延材に噴射するので、圧延直後に被圧延材を急速冷却することができる。
【００１２】
しかし、冷却装置を圧延機における通板方向出側の直近に設置できる程度に小型化したため、冷却水を被圧延材に噴射する範囲は狭い。よって、通板速度が速い場合の被圧延材は、僅かな時間しか冷却水を噴射されない。つまり、特許文献２の小型化された冷却装置を備えた圧延設備においては、冷却装置から前述したような１０［ｍ3／ｍｉｎ・ｍ2］以上の高水量密度で冷却水を噴射しても、被圧延材を十分に冷却することができない。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、操業および補修等の作業効率を低下させないと共に、熱延鋼板を圧延直後に急速かつ十分に冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する第一の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、被圧延材を圧延する圧延機と、前記圧延機で圧延された前記被圧延材に対して冷却水を噴射する冷却設備とを備える熱延鋼板の製造装置であって、前記冷却設備は、前記圧延機のワークロールにおける通板方向出側に前記被圧延材に対して上下一対に設置される冷却装置と、前記冷却装置における通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される後続の冷却装置とを有し、前記の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、前記後続の冷却装置における上側冷却器は、前記後続の冷却装置における下側冷却器と独立してパスラインに対して上方向へ移動可能であることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第二の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、被圧延材を圧延する圧延機と、前記圧延機で圧延された前記被圧延材に対して冷却水を噴射する冷却設備とを備える熱延鋼板の製造装置であって、前記冷却設備は、前記圧延機のワークロールにおける通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される第一の冷却装置と、前記第一の冷却装置における通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される第二の冷却装置と、前記第二の冷却装置における通板方向出側の直近かつ前記被圧延材に対して上下一対に設置される第三の冷却装置とを有し、前記第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、それぞれ個別に通板方向へ移動可能であり、前記第三の冷却装置における上側冷却器は、前記第三の冷却装置における下側冷却器と独立してパスラインに対して上方向へ移動可能であることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第三の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第二の発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置における上側冷却器に冷却水を供給する配管を伸縮配管とし、前記伸縮配管を伸縮動作させて、前記第三の冷却装置における上側冷却器を移動可能としたことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第四の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第二または第三の発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、伸縮部材を介して前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器と連結されて、前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器に対して通板方向に移動可能であり、前記第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は、前記伸縮部材とは別の伸縮部材を介して前記圧延機のハウジングと連結され、前記ハウジングに対して通板方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第五の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第二乃至第四のいずれか一つの発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置における上側冷却器は、流圧シリンダまたは駆動源と連結するギヤ等を介してパスラインに対して上方向へ移動可能であることを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第六の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第二乃至第五のいずれか一つの発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置における上側冷却器を、弾性体の弾性変形による調芯機能を有する弾性継手を介して、伸縮配管と連結することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する第七の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第二乃至第六のいずれか一つの発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置における配管連結部に、シール付差込式継手を用いたことを特徴とする。
【００２１】
上記課題を解決する第八の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第七の発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置における上側冷却器に取外し可能な旋回ピンを設け、前記第三の冷却装置における上側冷却器のオフラインでの反転作業を容易にしたことを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決する第九の発明に係る熱延鋼板の圧延設備は、第二乃至第八のいずれか一つの発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置における冷却水を噴射する多数のノズルに、冷却水を供給する通水路の開閉を個々に制御することのできるチェック弁を設け、前記ノズルが設けられるノズルヘッダ内に常時冷却水が充満されるようにしたことを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決する第十の発明に係る熱延鋼板の製造装置は、第九の発明に係る熱延鋼板の製造装置において、前記第三の冷却装置は、前記ノズルヘッダと、当該ノズルヘッダとピン結合される着脱自在な通板ガイドとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
第一の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、冷却装置および後続冷却装置を備えた冷却設備とすることにより、冷却装置、後続の冷却装置をそれぞれの用途に合った大きさ、冷却能力、設置位置で設定することができる。冷却装置をある程度小型化することにより、圧延機のワークロールにおける通板方向出側に設置することができるので、被圧延材を冷却することができる。更に、後続の冷却装置の設置位置を冷却装置における通板方向出側の直近とすることにより、後続の冷却装置を周辺機器等による空間の制約が少ない圧延機のワークロールから離れた位置に設置することができるので、後続の冷却装置を大きくすることができる。よって、後続の冷却装置に十分な冷却能力を持たせることができ、被圧延材を十分に冷却することができる。
また、圧延機のワークロールにおける通板方向出側に冷却装置、後続の冷却装置と連ねて設置することにより、被圧延材を圧延直後から冷却し続けて十分な温度まで下げることができる。よって、圧延後０．２秒以内に冷却を開始して、結晶粒の微細化された高強度鋼板を製造することができる。
また、後続の冷却装置の上側冷却器をパスラインに対して上方向へ移動させることにより、固定される下側冷却器との隙間を大きく開くことができるので、種々の作業を行うための空間を確保することができる。よって、補修等の作業を容易に行うことができる。なお、後続の冷却装置における通板方向出側の直近にピンチロール装置等を設置した場合においても、後続の冷却装置の上側冷却器をパスラインに対して上方向へ移動させるので、後続の冷却装置とピンチロール装置等との干渉を伴わずに前述の空間を確保することができる。更に、後続の冷却装置の上側冷却器をパスラインに対して上方向へ移動させることにより、冷却装置を通板方向出側へ移動、もしくは取出すための空間を確保することができる。よって、冷却装置を通板方向出側へ取出して、冷却装置の補修等の作業を容易にすることができる。
【００２５】
第二の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第一の冷却装置、第二の冷却装置、第三の冷却装置を備えた冷却設備とすることにより、第一の冷却装置、第二の冷却装置、第三の冷却装置をそれぞれの用途に合った大きさ、冷却能力、設置位置で設定することができる。第一の冷却装置を小型化することにより、第一の冷却装置を圧延機のワークロールにおける通板方向出側の直近に設置することができるので、圧延の直後に被圧延材を冷却することができる。また、第二の冷却装置をある程度小型化することにより、第一の冷却装置における通板方向出側の直近に設置することができるので、第一の冷却装置に続いて被圧延材を冷却し続けることができる。更に、第三の冷却装置の設置位置を第二の冷却装置における通板方向出側の直近とすることにより、第三の冷却装置を周辺機器等による空間の制約が少ない圧延機のワークロールから離れた位置に設置することができるので、第三の冷却装置を大きくすることができる。よって、第三の冷却装置に十分な冷却能力を持たせることができ、被圧延材を十分に冷却することができる。
また、圧延機のワークロールにおける通板方向出側に第一の冷却装置、第二の冷却装置、第三の冷却装置と連ねて設置することにより、被圧延材を圧延直後から冷却し続けて十分な温度まで下げることができる。よって、圧延後０．２秒以内に冷却を開始して、結晶粒の微細化された高強度鋼板を製造することができる。
また、第三の冷却装置の上側冷却器をパスラインに対して上方向へ移動させることにより、固定される下側冷却器との隙間を大きく開くことができるので、種々の作業を行うための空間を確保することができる。よって、補修等の作業を容易に行うことができる。なお、第三の冷却装置における通板方向出側の直近にピンチロール装置等を設置した場合においても、第三の冷却装置の上側冷却器をパスラインに対して上方向へ移動させるので、第三の冷却装置とピンチロール装置等との干渉を伴わずに前述の空間を確保することができる。更に、第三の冷却装置の上側冷却器をパスラインに対して上方向へ移動させることにより、第一の冷却装置および第二の冷却装置を通板方向出側へ移動、もしくは取出すための空間を確保することができる。よって、第一の冷却装置および第二の冷却装置を通板方向出側へ取出して、第一の冷却装置および第二の冷却装置の補修等の作業を容易にすることができる。
【００２６】
第三の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第三の冷却装置における上側冷却器に冷却水を供給する配管を伸縮配管として、伸縮配管を伸縮動作させて第三の冷却装置における上側冷却器を伸縮配管の伸縮方向に移動させることにより、固定される下側冷却器との隙間を大きく開くことができるので、種々の作業を行うための空間を確保することができる。
【００２７】
第四の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器に対して通板方向に移動可能であり、第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器は圧延機のハウジングに対して通販方向に移動可能であるので、第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器と第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器をそれぞれ個別に移動させることができ、圧延機のワークロールに対しての位置を細かく調整することができる。また、第一の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器と第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器とを伸縮部材を介して連結し、第二の冷却装置における上側冷却器および下側冷却器と圧延機のハウジングとを伸縮部材とは別の伸縮部材を介して連結しているので、簡易な構造とすることができる。
【００２８】
第五の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第三の冷却装置における上側冷却器を駆動源と連結するギヤを介してパスラインに対して上方向へ移動可能としているので、第三の冷却装置における上側冷却器を下側冷却器に対して大きく開くことができる。
【００２９】
第六の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第三の冷却装置における上側冷却器に連結する配管として伸縮配管を採用することにより、配管を整列させて設置することができるので、製造装置としてコンパクトにすることができる。また、弾性継手を介して伸縮配管を連結することにより、弾性継手における弾性体の弾性変形により伸縮配管の姿勢を保つ力が働くので、複数の伸縮配管の姿勢を互いに干渉せず、伸縮時の抵抗を最小にするように調芯することができる。
【００３０】
第七の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第三の冷却装置における上側冷却器に連結する配管にシール付の差込式の継手を採用することにより、第三の冷却装置における上側冷却器に連結する配管を容易に取外すことができるので、第三の冷却装置における上側冷却器を製造装置から分離しやすいため、容易にライン外へ取外すことができる。よって、第三の冷却装置における上側冷却器の補修作業を行い易くなり、作業効率が向上する。
【００３１】
第八の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第三の冷却装置における上側冷却器に旋回ピンを設けることにより、第三の冷却装置における上側冷却器の反転作業が容易になるので、第三の冷却装置における上側冷却器の補修作業を行い易くなり、作業効率が向上する。
【００３２】
第九の発明に係る熱延鋼板の圧延設備によれば、第三の冷却装置における多数のノズルに、通水の開閉を個々に制御することのできるチェック弁を設けることにより、冷却水を常時ノズルヘッダ内に充満させることができるので、所定の圧力になれば噴射できるため、高い応答性を実現することができる。
【００３３】
第十の発明に係る熱延鋼板の製造装置によれば、第三の冷却装置におけるヘッダユニットと下流側通板ガイドとを容易に着脱できるようにピン結合としているので、第三の冷却装置の補修やヘッダユニットの交換等の作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係る熱延鋼板の製造装置を示す側面図である。
【図２】実施例１に係る熱延鋼板の製造装置を示す側断面図である。
【図３】実施例１に係る熱延鋼板の製造装置における第一の冷却装置および第二の冷却装置とハウジングとの係合を示す横断面図（図２におけるIII矢視断面図）である。
【図４】実施例１に係る熱延鋼板の製造装置における第三の冷却装置の冷却位置を示す横断面図である。
【図５】実施例１に係る熱延鋼板の製造装置における弾性継手を示す縦断面図である。
【図６】実施例１に係る熱延鋼板の製造装置における第三の冷却装置の上側冷却器を搬送する際の形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明に係る熱延鋼板の製造装置の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００３６】
本実施例に係る熱延鋼板の製造装置の構成について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００３７】
本実施例に係る熱延鋼板の製造装置は、図２に示すように、被圧延材である帯板１を圧延機２によって圧延し、圧延機２における帯板１の通板方向出側（下流側、図中左方側）に設置した冷却設備３によって冷却する。なお、圧延機２による圧延後の帯板１は、自重等により撓むことがないように、冷却設備３の下流側に設置されたピンチロール装置４によって緊張されている。帯板１のピンチロール装置４への通板の案内は、ピンチロール装置４の上流側に設置されたサイドガイド５によってなされる。
【００３８】
圧延機２は、熱間圧延設備における最終段に設置され、帯板１を圧延する上下一対のワークロール１０と、ワークロール１０を支持する上下一対のバックアップロール２０と、ワークロール１０およびバックアップロール２０を覆うハウジング３０とを備えている。もちろん、冷却設備３は本実施例のような最終段の圧延機２に限定されず、最終段以外に設置される圧延機の通板方向出側に冷却設備３を設置した熱延鋼板の製造装置としても良い。
【００３９】
冷却設備３は、冷却水を噴射して帯板１を冷却する水噴射式冷却設備であり、圧延機２におけるワークロール１０の下流側に連なって設置される上下一対の第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと、上下一対の第二の冷却装置５０ａ、５０ｂと、上下一対の第三の冷却装置６０ａ、６０ｂとから成る。
【００４０】
図１に示すように、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂは、ワークロール１０の下流側に隣接してハウジング３０内側において帯板１に対して上下一対に設置され、ワークロール１０の冷却水が帯板１に落水するのを防止すると共に、帯板１がワークロール１０に巻き付くのを防止するためにワークロール１０に対接するストリッパガイド４１ａ、４１ｂと冷却水を帯板１に噴射する多数のノズル７０を取付けた第一のノズルヘッダ４２ａ、４２ｂとを有し、第一冷却ゾーンＡにおいて被圧延材１の冷却を行う。第一の冷却装置の上側冷却器４０ａと第一の冷却装置の下側冷却器４０ｂは、それぞれ独立して通板方向に摺動可能である。ワークロール１０が傾き、胴長方向への移動にも追従可能なガイド構造となっている。
【００４１】
第二の冷却装置５０ａ、５０ｂは、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂの下流側に隣接して帯板１に対して上下一対に設置され、帯板１が正しく通板されるように案内する通板ガイド５１ａ、５１ｂと冷却水を帯板１に噴射する多数のノズル７０を取付けた第二のノズルヘッダ５２ａ、５２ｂとを有し、第二冷却ゾーンＢにおいて被圧延材１の冷却を行う。第二の冷却装置の上側冷却器５０ａと第二の冷却装置の下側冷却器５０ｂはそれぞれ独立して通板方向に摺動可能である。第一の冷却装置４０ａ、４０ｂは、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂに入れ子状の構造で設置されている。
【００４２】
第三の冷却装置６０ａ、６０ｂは、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂの下流側に隣接してハウジング３０外側において帯板１に対して上下一対に設置され、帯板１が正しく通板されるように案内する通板ガイド６１ａ、６１ｂと冷却水を帯板１に噴射する多数のノズル７０を取付けた第三のノズルヘッダ６２ａ、６２ｂとを有し、第三冷却ゾーンＣにおいて被圧延材１の冷却を行う。第三の冷却装置の上側冷却器６０ａはパスラインに対して上方向へ移動可能であり、第三の冷却装置の下側冷却器６０ｂは図示しない架台に固定されている。
【００４３】
図３に示すように、帯板１の幅方向における第一の冷却装置の上側冷却器４０ａの側面および第二の冷却装置の上側冷却器５０ａの側面に設けたそれぞれのガイド突起４３ａ、５３ａがハウジング３０に設けたガイドレール３１と係合し、第一の冷却装置の上側冷却器４０ａおよび第二の冷却装置の上側冷却器５０ａはハウジング３０に対して通板方向に摺動可能に設置されている。同様にして、第一の冷却装置の下側冷却器４０ｂおよび第二の冷却装置の下側冷却器５０ｂは、ハウジング３０に対して通板方向に摺動可能に設置されている。
【００４４】
図１に示すように、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂには、第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂと第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂが取付けられている。第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂの先端部は、図示しない係合ピンによって第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと連結されている。第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂの先端部は、図示しない係合ピンによってハウジング３０と連結されている。
【００４５】
第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂを収縮させると、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂは、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂのガイド突起４３ａ、４３ｂがハウジング３０のガイドレール３１に沿って（図３参照）、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂに近づくように下流側へ摺動する。一方、第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂを伸長させると、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂは、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂのガイド突起４３ａ、４３ｂがハウジング３０のガイドレール３１に沿って（図３参照）、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂから離れるように上流側（通板方向入側）へ摺動する。もちろん、第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂはそれぞれ独立して伸縮し、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂはそれぞれ独立して摺動可能である。
【００４６】
第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂを収縮させると、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂは、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂのガイド突起５３ａ、５３ｂがハウジング３０のガイドレール３１に沿って（図３参照）、ハウジング３０に近づくように上流側へ摺動する。一方、第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂを伸長させると、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂは、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂのガイド突起５３ａ、５３ｂがハウジング３０のガイドレール３１に沿って（図３参照）、ハウジング３０から離れるように下流側へ摺動する。もちろん、第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂはそれぞれ独立して伸縮し、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂはそれぞれ独立して摺動可能である。
【００４７】
第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂの摺動機構における作動源は本実施例の油圧シリンダに限定されず、例えば、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂをエアシリンダで摺動させても良く、ラックピニオンを設けて電気モータ等で摺動させても良い。ただし、多量の冷却水を使用する環境においては、潤滑油の不足による駆動摩擦増大や金属部品の酸化等による損傷を考慮する必要があり、摺動機構における作動源をシリンダ構造の伸縮部材とすることが好ましい。
【００４８】
第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂにより第一の冷却装置４０ａ、４０ｂを上流側へ摺動させることができるので、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂのストリッパガイド４１ａ、４１ｂをワークロール１０径、傾きの変化等に追従して対接させることができる。よって、ワークロール１０の冷却水が帯板１に落水するのを防止すると共に、帯板１がワークロール１０の外周面に巻き付き防止のためには、ワークロール１０に対接するストリッパガイド４１ａ、４１ｂによって帯板１はワークロール１０の外周面から剥されて、正しく通板される。また、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂがワークロール１０のより直近に位置するので、帯板１の圧延直後の冷却をより早く開始することができる。
【００４９】
第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂにより第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを下流側へ摺動させることができるので、ワークロール１０近傍の空間を広げることができる。よって、補修等の作業を容易に行うことができる。
【００５０】
また、第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂとハウジング３０とを連結している図示しない係合ピンを外すことで、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを一体（第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂを介して連結された状態）でハウジング３０から取り外すことができる。図示しない係合ピンを付け外しするだけで、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂのハウジング３０への組付けおよび組外し作業を容易に行うことができる。
【００５１】
もちろん、第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂと第一の冷却装置４０ａ、４０ｂとを連結している図示しない係合ピンを外した状態で、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを別々にハウジング３０への組付けおよび組外し作業を行っても良い。
【００５２】
図２に示すように、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａが上方へ移動可能なように、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａにラックギヤ１００を設け、ラックギヤ１００と嵌合するピニオンギヤ１１０を図示しない構造体に設置する。ピニオンギヤ１１０が図示しない駆動源により回転されることにより、ピニオンギヤ１１０と嵌合するラックギヤ１００を有する第三の冷却装置の上側冷却器６０ａが上方へ移動される。
【００５３】
図２に示すように、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａに冷却水を供給する配管としては、テレスコピック配管１５０と、テレスコピック配管１５０と第一の配管連結部１６０を介して連通する第二の支管１７０と、第二の支管１７０と第二の配管連結部１８０を介して連通する第三の支管１９０とがある。なお、第三の支管１９０は、図示しない本管と連通している。
【００５４】
つまり、冷却水は、図示しない本管から、第三の支管１９０、第二の配管連結部１８０、第二の支管１７０、第一の配管連結部１６０、テレスコピック配管１５０を通って、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａへ供給される。
【００５５】
図４に示すように、ノズルヘッダ６２ａを取付けた際にテレスコピック配管１５０内の冷却水の漏洩を防ぐことができるように、シール部材１３０が設けられている。シール部材１３０は、テレスコピック配管１５０に供給される冷却水の圧力を受けてテレスコピック配管１５０とノズルヘッダ６２ａとの取付け隙間をシールする簡易な構造である。よって、ノズルヘッダ６２ａの着脱が容易であり、ノズルヘッダ６２ａの交換等の作業効率が良い。なお、第三の冷却装置６０ａ、６０ｂにおける冷却水を噴射するための複数のノズル７０には、冷却水の通水開始と停止との切替えを行うチェック弁が取付けられている。
【００５６】
第三の冷却装置の上側冷却器６０ａの上方に連結されるテレスコピック配管１５０は、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａが上方への移動可能なように、配管部材１５１と弾性継手１５２とから成る。ここで、配管部材１５１は、入れ子式の伸縮可能な配管であり、弾性継手１５２は、図５に示すように、弾性体１５２ａの弾性変形による調芯機能を有する継手である。第三の冷却装置の上側冷却器６０ａの移動に伴い配管部材１５１が伸縮する際には、弾性体１５２ａの弾性変形による反発力がテレスコピック配管１５０の姿勢を制御する。よって、従来の配管を使用する際の高い加工精度は必要なく、製造困難性や操業不良の虞が低減される。
【００５７】
図２に示すように、第一の配管連結部１６０と第二の配管連結部１８０とを連結する第二の支管１７０は、容易に着脱可能な構造であり、取付けた際に冷却水の漏洩を防ぐことができるように図示しないシール部材が設けられている。図示しないシール部材は、供給される冷却水の圧力を受けて取付け隙間をシールする簡易な構造である。
【００５８】
つまり、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａとテレスコピック配管１５０および第一の配管連結部１６０を完全に製造装置から容易に取り外すことができる。よって、図示しないクレーン等を利用して、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを図示しない補修作業スペースへ搬送することもでき、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを反転して補修作業を行い易い姿勢とすることもできる。
【００５９】
なお、図６に示すように、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａの側面にロックバー２００を設け、第一の配管連結部１６０の側面に旋回ピン２０１を設ける。テレスコピック配管１５０が収縮した状態でロックバー２００を旋回ピン２０１に引っ掛けることにより、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａおよび第一の配管連結部１６０とをテレスコピック配管１５０が収縮した状態で固定することができる。これにより、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａおよび第一の配管連結部１６０を図示しない補修作業スペースへ搬送する際、および反転する際の作業を容易かつ安全に行うことができる。
【００６０】
また、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを冷却位置（図２および図４に示す位置）に位置させる際に、衝撃を緩和することができるように図示しない衝撃緩和部材を設置する。衝撃緩和部材としては、冷却位置における第三の冷却装置の上側冷却器６０ａと接触するようにコイルスプリングやラバースプリング、ウレタンゴムなどの衝撃を吸収できるような弾性体とすることが好ましい。
【００６１】
さらに、本実施例では、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａが冷却位置に正確に位置するようにストッパ部材６３を備える。ストッパ部材６３としては、様々な冷却条件に則することができるように、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａにおけるノズル７０と帯板１との距離を調整することができることが好ましい。例えば、ストッパ部材６３に距離調整用斜面を設け、油圧シリンダ等の伸縮動作によって距離調整用斜面の対接位置を変えることにより、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａにおけるノズル７０と帯板１との距離を調整する。
【００６２】
第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを移動させる機構は本実施例に限定されない。例えば、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａに昇降油圧シリンダを直接連結させ、昇降油圧シリンダの収縮により第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを引き上げるように、または昇降油圧シリンダの伸長により第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを押し上げるように第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを昇降させても良い。
【００６３】
次に、本実施例に係る熱延鋼板の製造装置の作動について、図１および図２を参照して説明する。
【００６４】
まず、圧延機２および冷却設備３を稼働させる前に、図示しない本管の元栓をゆっくり開けて、第三の支管１９０、第二の配管連結部１８０、第二の支管１７０、第一の配管連結部１６０、テレスコピック配管１５０を通して、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを冷却水で満たす（図２参照）。図示しない本管の元栓をゆっくり開けることで、冷却水が通水する際の水衝撃は極小となり無視することができる。
【００６５】
次に、圧延機２を稼働させると共に、所定の冷却条件に則するように冷却水の流量を調整し、所定の冷却条件に則するようにする。図２に示すように、帯板１は、圧延機２における上下一対のワークロール１０によって圧延されると共に、ピンチロール装置４によって緊張されている。よって、帯板１は、ワークロール１０とピンチロール装置４との間において撓むことなく、冷却設備３による冷却水の噴射を受けて冷却される。
【００６６】
まず、第一冷却ゾーンＡにおいて、帯板１は圧延機２におけるワークロール１０により圧延された直後（本実施例では圧延後０．２秒以内）に第一の冷却装置４０ａ、４０ｂにより冷却される。次いで、第二冷却ゾーンＢにおいて、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂによる冷却から間を置くことなく、帯板１は第二の冷却装置５０ａ、５０ｂにより更に冷却される。次いで、第三冷却ゾーンＣにおいて、帯板１は第三の冷却装置６０ａ、６０ｂにより十分に冷却される。
【００６７】
第一の冷却装置４０ａ、４０ｂを簡易な構造で形成して小型化したことにより、ストリッパガイド４１ａ、４１ｂがワークロール１０に対接するほどに圧延機２の通板方向出側の直近に第一の冷却装置４０ａ、４０ｂを配置することができ、圧延直後に帯板１の冷却を開始することができる。よって、合金元素の添加量が少なく、結晶粒が微細化された高強度鋼板を製造することができる。
【００６８】
また、図１に示すように、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂを第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂを介して第二の冷却装置５０ａ、５０ｂと連結させたことにより、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂを第二の冷却装置５０ａ、５０ｂに対して通板方向に摺動することができ、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂにおけるストリッパガイド４１ａ、４１ｂをワークロール１０の径の変化に追従してワークロール１０に対接させることができる。よって、ワークロール１０の冷却水が帯板１に落水するのを防止すると共に、帯板１が圧延後にワークロール１０に巻き付くことを防止することができる。
【００６９】
第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを簡易な構造で小型化したことにより、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと第三の冷却装置６０ａ、６０ｂとの間に配置でき、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂによる冷却後にも帯板１を連続的に冷却することができる。よって、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと合わせて帯板１を十分に冷却させることができる。なお、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂに第一の冷却装置４０ａ、４０ｂよりも高い冷却能力を備えることにより、冷却設備３全体としての冷却能力を向上させることができる。第二の冷却装置５０ａ、５０ｂは、ワークロール１０の直近ではなく、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂの下流側に設置されるので、冷却能力の向上に伴う大型化が許容される。
【００７０】
第三の冷却装置６０ａ、６０ｂに第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂよりも高い冷却能力を備えることにより、圧延した帯板１を図示しないコイルに巻き取れるほどに十分な冷却を行うことができる。第三の冷却装置６０ａ、６０ｂは、ワークロール１０または第一の冷却装置４０ａ、４０ｂの直近ではなく、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂの下流側に設置されるので、冷却能力の向上に伴う更なる大型化が許容される。
【００７１】
次に、本実施例に係る熱延鋼板の製造装置の補修等の作業について、図１および図５を参照して説明する。
【００７２】
圧延機２および冷却設備３の作動不良による補修およびワークロール１０の交換等においては、冷却設備３を大きく開放させることにより、作業を容易にできる。
【００７３】
まず、圧延機２を停止させた後に、図示しない本管の元栓を閉じて、第三の支管１９０、第二の配管連結部１８０、第二の支管１７０、第一の配管連結部１６０、テレスコピック配管１５０への冷却水の供給を止める（図２参照）。次いで、第三の支管１９０、第二の配管連結部１８０、第二の支管１７０、第一の配管連結部１６０、テレスコピック配管１５０に残った冷却水を排出する。第三の支管１９０、第二の配管連結部１８０、第二の支管１７０、第一の配管連結部１６０、テレスコピック配管１５０への冷却水の供給を止めて冷却水を排出させることで、冷却水が止水する際の水衝撃を無視できる程度に小さくすることができる。
【００７４】
次に、図示しない駆動源を作動して、ピニオンギヤを回転させる。ピニオンギヤと嵌合するラックギヤを設けた第三の冷却装置の上側冷却器６０ａは、帯板１から離れるように上方へ移動して退避位置（図２において二点鎖線で示す位置）に位置する。よって、第二の冷却装置の上側冷却器５０ａの下流側には広い空間ができ、冷却設備３の補修等の作業を容易に行うことができると共に、第二の冷却装置の上側冷却器５０ａがハウジング３０から離れるように下流側へ摺動する空間ができる（図１参照）。
【００７５】
なお、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａの通板ガイド６１ａを外した状態で第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを上方へ移動させた場合には、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａのノズルヘッダ６２ａは露出した状態であるので、ノズルヘッダ６２ａにおけるノズル交換等の保全作業を広い空間で行うことができる。
【００７６】
次に、第二の油圧シリンダ９０ａ、９０ｂとハウジング３０とを連結している図示しない係合ピンを外し、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを一体（第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂを介して連結された状態）でハウジング３０から取り外す。圧延機２の直近に設置されていた第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂが取外されたので、ワークロール１０近傍には広い空間ができ、圧延機２の補修やワークロール１０の交換等の作業を容易に行うことができる（図１参照）。
【００７７】
図示しない係合ピンの付け外しだけなので、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂのハウジング３０への組付けおよび組外しにおける作業を容易に行うことができる。もちろん、第一の油圧シリンダ８０ａ、８０ｂと第一の冷却装置４０ａ、４０ｂとを連結している図示しない係合ピンを外した状態で、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂおよび第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを別々にハウジング３０から取り外しても良い。
【００７８】
もちろん、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを移動させる方向は、本実施例に限定されない。例えば、製造装置の周辺に十分な空間を確保できる場合には、第三の冷却装置の上側冷却器６０ａを水平方向（被圧延材１の幅方向）に移動させても良い。
【００７９】
本実施例では、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを、油圧シリンダ８０ａ、８０ｂを介して連結された構造としたが、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと第二の冷却装置５０ａ、５０ｂを、油圧シリンダ８０ａ、８０ｂで連結されていない一体的な構造としても本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更された形態であることは明確である。
【００８０】
また、図２において、第一冷却ゾーンＡでの冷却が行われず、第二冷却ゾーンＢと第三冷却ゾーンＣでの冷却としても圧延後０．２秒以内に冷却を開始することができるような場合には、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂがなく、第二の冷却装置５０ａ、５０ｂおよび第三の冷却装置６０ａ、６０ｂが存在するようにしても良く、第一冷却ゾーンＡと第二冷却ゾーンＢでの冷却が行われず、第三冷却ゾーンＣのみの冷却としても圧延後０．２秒以内に冷却を開始することができるような場合には、第一の冷却装置４０ａ、４０ｂと第二の冷却装置５０ａ、５０ｂがなく、第三の冷却装置６０ａ、６０ｂのみが存在するようにしても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更された形態であることは明確である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、圧延直後に冷却することができるので、鋼板における結晶粒の微細化を目的とする熱間圧延における製造装置として好適である。また、冷却水の噴射流量等の冷却条件を俊敏に制御することができるので、圧延中に圧延条件を変更し得る連続鋳造圧延における製造装置として特に好適である。
【符号の説明】
【００８２】
１     帯板
２     圧延機
３     冷却設備
４     ピンチロール装置
５     サイドガイド
１０   ワークロール
２０   バックアップロール
３０   ハウジング
３１   ガイドレール
４０   第一の冷却装置
４１   第一の冷却装置のストリッパガイド
４２   第一の冷却装置のノズルヘッダ
４３   第一の冷却装置のガイド突起
５０   第二の冷却装置
５１   第二の冷却装置の通板ガイド
５２   第二の冷却装置のノズルヘッダ
５３   第二の冷却装置のガイド突起
６０   第三の冷却装置
６１   第三の冷却装置の通板ガイド
６２   第三の冷却装置のノズルヘッダ
６３   ストッパ部材
７０   ノズル
８０   第一の油圧シリンダ
９０   第二の油圧シリンダ
１００ ラックギヤ
１１０ ピニオンギヤ
１３０ シール部材
１５０ テレスコピック配管
１５１ 配管部材
１５２ 弾性継手
１６０ 第一の配管連結部
１７０ 第二の支管
１８０ 第二の配管連結部
１９０ 第三の支管
２００ ロックバー
２０１ 旋回ピン
【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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