(57)【要約】  本発明は、仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する方法であって、前記熱延鋼板の温度が６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却し、前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面に直接衝突する部分の面積が８０％以上である、熱延鋼板の冷却方法を提供する。
2010131467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する方法であって、
前記熱延鋼板の冷却面を、６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却し、
前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面に直接衝突する部分の面積が８０％以上である
ことを特徴とする、熱延鋼板の冷却方法。
【請求項２】
前記冷却水が前記冷却面に対して２０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で衝突するように噴射される
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項３】
前記冷却水が前記冷却面に対して２ｋＰａ以上の圧力で衝突するように噴射される
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項４】
前記冷却水が略円錐状に噴射され、前記冷却水の前記冷却面への衝突角度が鋼板搬送方向から見て７５度以上９０度以下である
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項５】
前記熱延鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で水切りし、且つ、前記熱延鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で水切りする
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項６】
前記熱延鋼板の上面及び下面を冷却し、
前記熱延鋼板の上面に対する冷却能力を、前記熱延鋼板の下面に対する冷却能力の０．８倍以上１．２倍以下に制御して強冷却する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項７】
前記熱延鋼板の上面のみが冷却されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項８】
仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する冷却装置であって、
前記冷却装置は、前記鋼板の冷却面の温度が６００℃以上、６５０以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却する強冷却機を備え、
前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面と直接衝突する部分の面積が８０％以上である
ことを特徴とする、熱延鋼板の冷却装置。
【請求項９】
前記強冷却機は、前記冷却水を噴出する複数のスプレーノズルを有し、前記複数のスプレーノズルは、前記冷却水が前記冷却面に対して２０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で衝突するように前記冷却水を噴射する
ことを特徴とする、請求項８に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１０】
前記強冷却機は、前記冷却水を噴出する複数のスプレーノズルを有し、前記複数のスプレーノズルは、前記冷却水が前記冷却面に対して２ｋＰａ以上の圧力で衝突するように前記冷却水を噴射する
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１１】
前記複数のスプレーノズルは前記冷却水を略円錐状に噴射し、前記冷却水の前記冷却面への衝突角度が鋼板搬送方向から見て７５度以上９０度以下である
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１２】
前記鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で水切りする第１の水切り機構と；
前記鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で水切りする第２の水切り機構と；
を更に備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１３】
前記第１の水切り機構は、前記冷却面よりも上流側に水切り水を噴射する第１の水切りノズルを有し、
前記第２の水切り機構は、前記冷却面よりも下流側に水切り水を噴射する第２の水切りノズルを有する
ことを特徴とする、請求項１２に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１４】
前記第１の水切り機構は、前記第１の水切りノズルの下流側に設けられる第１の水切りロールを有し、
前記第２の水切り機構は、前記第２の水切りノズルの上流側に設けられる第２の水切りロールを有する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１５】
前記強冷却機は、前記熱延鋼板の上面のみを冷却する
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１６】
前記強冷却機は、前記熱延鋼板の上面及び下面を冷却し、
前記熱延鋼板の上面に対する冷却能力が、前記熱延鋼板の下面に対する冷却能力の０．８倍以上１．２倍以下である
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延工程の仕上げ圧延後の熱延鋼板を通板させながら冷却する方法及び冷却装置に関する。
本願は、２００９年５月１３日に、日本に出願された特願２００９−１１６５４７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延工程の仕上げ圧延後の熱延鋼板（以下、「鋼板」という）は、仕上げ圧延機からコイラーまでランアウトテーブルによって搬送される。搬送中の鋼板は、ランアウトテーブルの上下に設けられた冷却装置により所定の温度まで冷却され、コイラーに巻き取られる。仕上げ圧延後の冷却の様態は鋼板の機械的特性に大きく影響するため、鋼板を均一に所定の温度に冷却することが重要である。【０００３】
この仕上げ圧延後の冷却では通常、冷却媒体として例えば水（以下、「冷却水」という。）を用いて鋼板を冷却する。冷却水による鋼板の冷却状態は、鋼板の温度により変化し、例えば一般的なラミナー冷却においては、図９に示すように鋼板の表面温度Ｔが（１）約６００℃以上では、膜沸騰状態Ａ（２）約３５０℃以下では核沸騰状態Ｂ（３）膜沸騰状態Ａと核沸騰状態Ｂとの間の温度域では、遷移沸騰状態Ｃで冷却される。尚、ここでの表面温度とは、冷却水により冷却されている鋼板の表面温度をいう。【０００４】
膜沸騰状態Ａでは、鋼板に冷却水を噴射した際、鋼板表面で冷却水が即座に蒸発し、鋼板の表面は蒸気膜に覆われる。この膜沸騰状態Ａにおける冷却では、この蒸気膜による冷却となり、図９に示すように冷却能力は小さいが、熱伝達率ｈは概ね一定の特性をもち、図１０に示すように鋼板の表面温度Ｔの低下に伴い熱流束Ｑは減少する。一般に、鋼板の内部温度が高い場合、内部からの熱伝導により表面温度も高く、膜沸騰状態Ａでは、鋼板の表面温度が高い部位は冷え易く、低い部位は冷え難いため、鋼板の内部及び表面温度が局所的に分散していても、冷却に伴い鋼板内の温度偏差が小さくなる。【０００５】
核沸騰状態Ｂでは、鋼板に冷却水を噴射した際、上述したような蒸気膜は生成されず、冷却水が鋼板の表面に直接接触する。したがって、図９に示すように鋼板の熱伝達率ｈは膜沸騰状態における熱伝達率ｈよりも大きく、また、図１０に示すように鋼板の表面温度の低下に伴い熱流束Ｑは減少する。したがって、核沸騰状態Ｂにおいても、膜沸騰状態と同様に、冷却に伴い鋼板内の温度偏差が小さくなる。なお、熱流束Ｑ（Ｗ/ｍ２）は、熱伝達率ｈ（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））、鋼板の表面温度Ｔ（Ｋ）、及び鋼板に噴射される冷却水の温度Ｗ（Ｋ）を用いて下記式（１）により算出される。
Ｑ＝ｈ×（Ｔ−Ｗ）・・・・（１）【０００６】
しかしながら、遷移沸騰状態Ｃでは、蒸気膜による冷却が行われる部分と冷却水が直接接触する部分とが混在する。この遷移沸騰状態Ｃでは、熱伝達率ｈ、熱流束Ｑは鋼板の表面温度の低下に伴い増加する。これは、鋼板の表面温度の低下に伴い、冷却水と鋼板との接触領域が増加するためである。【０００７】
従って、図１０に示すように鋼板の表面温度Ｔが高い部位、すなわち、内部温度が高い部分は冷え難く、低い部位は急激に冷え易いため、鋼板の温度に局所的な分散が発生すると、この温度分散は冷却に伴い発散的に大きくなる。すなわち、遷移沸騰状態Ｃにおいては、冷却に伴い鋼板内の温度偏差が大きくなり、鋼板を均一に冷却することができない。【０００８】
特許文献１では、遷移沸騰状態が開始する温度よりも高い温度で冷却を停止し、続いて核沸騰となる水量密度の冷却水により鋼板を冷却する方法が開示されている。この冷却方法では、鋼板に噴射する冷却水の水量密度が高いほど、遷移沸騰開始温度及び核沸騰開始温度が高温側にシフトするという事実に着目し、膜沸騰状態で鋼板を冷却した後、続いて冷却水の水量密度を大きくして核沸騰状態で鋼板を冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１１０３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に示した方法では、３ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水を直線状（棒状）に鋼板に噴射している。本発明者らが調べたところ、このような冷却方法では、鋼板が遷移沸騰状態で冷却されることを回避することができず、冷却に伴い温度偏差が大きくなることが分かった。【００１１】
上述したように、膜沸騰状態と核沸騰状態では鋼板の温度偏差は小さくなる。したがって、遷移沸騰状態を回避して膜沸騰状態と核沸騰状態のみで鋼板を冷却した場合、核沸騰状態での冷却後の鋼板の温度偏差は、膜沸騰状態での冷却後の鋼板の温度偏差よりも小さくなるはずである。【００１２】
しかしながら、特許文献１における表１及び表２を参照すると、後段ランナウトテーブル出側（核沸騰状態）での鋼板の温度偏差は、前段ランナウトテーブル出側（膜沸騰状態）での鋼板の温度偏差よりも大きくなっている。このことは、特許文献１の冷却方法を用いた場合、鋼板が遷移沸騰状態で冷却されたことにより鋼板の温度偏差が大きくなったことを示している。したがって、特許文献１の技術では、鋼板を均一に冷却することができない。【００１３】
本発明は、上述の問題点を鑑みてなされたものであり、熱間圧延の仕上げ圧延後に行われる熱延鋼板の冷却において、熱延鋼板を均一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】
本発明は、上記の課題を解決するために以下の手段を採用した。
（１）本発明の第１の態様は、仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する方法である。この方法では、前記熱延鋼板の冷却面の温度が６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却する。前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面に直接衝突する部分の面積は８０％以上である。
（２）上記（１）に記載の熱延鋼板の冷却方法では、前記冷却水が前記冷却面に対して２０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で衝突するように噴射されてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の冷却方法では、前記冷却水が前記冷却面に対して２ｋＰａ以上の圧力で衝突するように噴射されてもよい。
（４）上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の冷却方法では、前記冷却水が略円錐状に噴射され、前記冷却水の前記冷却面への衝突角度が鋼板搬送方向から見て７５度以上９０度以下であってもよい。
（５）上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の冷却方法は、前記熱延鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で水切りし、且つ、前記熱延鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で水切りしてもよい。
（６）上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の冷却方法では、前記熱延鋼板の上面及び下面を冷却し、前記熱延鋼板の上面に対する冷却能力を、前記熱延鋼板の下面に対する冷却能力の０．８倍以上１．２倍以下に制御して冷却してもよい。
（７）上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼板の冷却方法では、前記熱延鋼板の上面のみが冷却されてもよい。
（８）本発明の第２の態様は、仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する冷却装置である。前記冷却装置は、前記熱延鋼板の冷却面の温度が６００℃以上６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却する強冷却機を備える。前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面と直接衝突する部分の面積は８０％以上である。
（９）上記（８）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記強冷却機は、前記冷却水を噴出する複数のスプレーノズルを有し、前記複数のスプレーノズルは、前記冷却水が前記冷却面に対して２０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で衝突するように前記冷却水を噴射してもよい。
（１０）上記（８）又は（９）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記強冷却機は、前記冷却水を噴出する複数のスプレーノズルを有し、前記複数のスプレーノズルは、前記冷却水が前記冷却面に対して２ｋＰａ以上の圧力で衝突するように前記冷却水を噴射してもよい。
（１１）上記（８）又は（９）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記複数のスプレーノズルは前記冷却水を略円錐状に噴射し、前記冷却水の前記冷却面への衝突角度が鋼板搬送方向から見て７５度以上９０度以下であってもよい。
（１２）上記（８）又は（９）に記載の熱延鋼板の冷却装置は、前記鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で水切りする第１の水切り機構と；前記鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で水切りする第２の水切り機構と；を更に備えてもよい。
（１３）上記（１２）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記第１の水切り機構は、前記冷却面よりも上流側に水切り水を噴射する第１の水切りノズルを有し、前記第２の水切り機構は、前記冷却面よりも下流側に水切り水を噴射する第２の水切りノズルを有してもよい。
（１４）上記（１３）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記第１の水切り機構は、前記第１の水切りノズルの下流側に設けられる第１の水切りロールを有し、
前記第２の水切り機構は、前記第２の水切りノズルの上流側に設けられる第２の水切りロールを有してもよい。
（１５）上記（８）又は（９）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記強冷却機は、前記熱延鋼板の上面のみを冷却してもよい。
（１６）上記（８）又は（９）に記載の熱延鋼板の冷却装置では、前記強冷却機は、前記熱延鋼板の上面及び下面を冷却し、前記熱延鋼板の上面に対する冷却能力が、前記熱延鋼板の下面に対する冷却能力の０．８倍以上１．２倍以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、鋼板温度に局所的な分散が発生しても、温度が高い部位は冷え易いが、温度が低い部位は冷え難いため、熱延鋼板の温度分布は均一になっていく。その結果、鋼板を均一に冷却することができる。【００１６】
また、このことを換言すると、鋼板冷却面温度が６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度まで、高水量密度での冷却を行うことにより、当該水量密度での冷却区間（以下、強冷却区間）における遷移沸騰域通過時間を２０％未満とすることができ、強冷却区間後の熱延鋼板の温度偏差を強冷却区間前の温度偏差以下にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる冷却装置を有する熱延設備の概略を示す斜視図である。
【図２】仕上げ圧延機、冷却機、及び、上流側水切り機構の概略を示す側面図である。
【図３】上流側水切り機構、強冷却機、及び、下流側水切り機構の概略を示す側面図である。
【図４Ａ】噴流衝突面が鋼板冷却面の８０％以上の面積を覆うようにスプレーノズルを配置した例を示す図である。
【図４Ｂ】噴流衝突面が鋼板冷却面の約８０％の面積を覆うようにスプレーノズルを配置した例を示す図である。
【図５】鋼板表面温度と熱伝達率との関係を示したグラフである。
【図６】鋼板表面温度と熱流速との関係を示したグラフである。
【図７】冷却時間と熱流束との関係を示したグラフである。
【図８Ａ】核沸騰状態での冷却時間の比率と冷却前後の温度偏差の比率との関係を示したグラフである。
【図８Ｂ】冷却水の水量密度と冷却前後の温度偏差の比率との関係を示したグラフである。
【図９】一般的な鋼板冷却方法における、鋼板表面温度と熱伝達率との関係を示したグラフである。
【図１０】一般的な鋼板冷却方法における、鋼板表面温度と熱流束との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者らは、鋼板冷却面温度が６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から、４５０℃以下の第２の温度まで、水量密度が４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の冷却水により、前記冷却水の噴流が前記鋼板冷却面に直接衝突する部分の面積を８０％以上とした冷却を行うことで、強冷却区間における遷移沸騰状態での冷却を２０％未満とすることができ、強冷却区間終了後の温度偏差を、強冷却区間開始前よりも小さくすることができることを見出した。
【００１９】
以下、上記知見に基づく本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態にかかる冷却装置１を有する熱延設備において、仕上げ圧延機２以降の構成の概略を示している。なお、本実施形態にかかる熱延設備において、鋼板Ｈは、通常の操業時の通板速度である３ｍ／ｓｅｃ以上２５ｍ／ｓｅｃ以下程度で搬送されている。
【００２０】
熱延設備は、図１に示すように、加熱炉（図示せず）から排出され粗圧延機（図示せず）で圧延された鋼板Ｈを連続圧延する仕上げ圧延機２と、仕上げ圧延後の鋼板Ｈを例えば約３５０℃まで冷却する冷却装置１と、冷却された鋼板Ｈを巻き取るコイラー３とを有する。仕上げ圧延機２とコイラー３との間には、テーブルロール４ａを有するランアウトテーブル４が設けられている。そして、仕上げ圧延機２で圧延された鋼板Ｈは、ランアウトテーブル４上で搬送中に冷却装置１によって冷却され、コイラー３に巻き取られる。
【００２１】
冷却装置１内の最上流側、すなわち仕上げ圧延機２の直近の下流側には、仕上げ圧延機２を通過した直後の鋼板Ｈを冷却する冷却機１０が設けられる。冷却機１０は、図２に示すように、鋼板Ｈに冷却水を噴射するラミナーノズル１１を複数有する。ラミナーノズル１１は、鋼板Ｈの幅方向及び搬送方向にそれぞれ整列して複数設けられる。このラミナーノズル１１から鋼板Ｈに噴射される冷却水の水量密度は、例えば１ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ程度であればよい。そして、仕上げ圧延機２を通過した直後に鋼板冷却面の温度が８４０〜９６０℃になっている鋼板Ｈは、例えばラミナーノズル１１から噴射された冷却水によって、その温度が６００℃以上の目標温度になるまで冷却される。この目標温度は、ラミナーノズル１１による冷却水が遷移沸騰を開始する温度よりも３０℃以上高い温度にする必要がある。これは、遷移沸騰が開始する温度の１０℃程度高い温度の場合には、ラミナーの衝突点は冷却能力が局所的に高いため、遷移沸騰開始温度に到達する可能性が高くなるためである。したがって、目標温度は遷移沸騰が開始する温度よりも３０℃以上高いほうが望ましい。なお、この遷移沸騰を開始する温度は、水量密度、通板速度、水温等、様々な要因により変動するため、熱延設備の試運転の結果に基づき適宜調整してもよい。たとえば、ラミナー冷却での水量密度が大きい場合は遷移沸騰を開始する温度が高くなることが知られており、上記目標温度を高くする必要がある。また、通板速度が遅くなると、遷移沸騰開始温度は上昇し、たとえば、操業範囲外であるが２ｍ／ｓｅｃ程度になると６２０℃程度になることがある。一方、通板速度が速くなると遷移沸騰開始温度は低下し、２５ｍ／ｓｅｃ程度では５３０℃程度になることがある。例えば、ラミナー冷却時の水量密度が前記の１ｍ３／ｍ２／ｍｉｎより少ない場合、上記目標温度を６００℃という低い温度に設定してもよい。なお、冷却機１０での冷却は、ガス冷却又は気水混合冷却（ミスト冷却）であってもよい。
【００２２】
冷却機１０の下流側には、図１に示すように、冷却機１０で目標温度まで冷却された鋼板Ｈを冷却する強冷却機２０が設けられている。強冷却機２０は、図３に示すように、鋼板冷却面に対向する位置にスプレーノズル２１を複数有する。それぞれのスプレーノズル２１は鋼板冷却面に対して略円錐状に冷却水を噴射する。スプレーノズル２１は、鋼板Ｈからの高さＥ（鋼板冷却面からスプレーノズル２１の下端までの距離）が７００ｍｍ以上であればよく、例えば１０００ｍｍに設定される。これにより、搬送される鋼板Ｈとスプレーノズル２１などの設備との接触を回避することができ、スプレーノズル２１や鋼板Ｈなどの損傷を防止することができる。尚、スプレーノズル２１の先端位置を、例えば３００ｍｍ程度に設定し、設備の上流側に鋼板Ｈを把持する装置を設けることにより、スプレーノズル２１と鋼板Ｈとの接触を回避することができる。
【００２３】
スプレーノズル２１は、図４Ａ、図４Ｂに示すように、噴流衝突面２１ａが鋼板冷却面の８０％以上の面積を覆うように配置されていてもよい。すなわち、スプレーノズル２１は、強冷却工程における鋼板冷却面の８０％以上の面積に対して冷却水が衝突するように冷却水を噴射する。ここで、噴流衝突面２１ａとは、鋼板冷却面のうちスプレーノズル２１から噴射される冷却水が直接衝突する面を意味する。また、鋼板冷却面とは、図４Ａ、図４Ｂに示すように、最上流側の噴流衝突面２１ａの中心から、最下流側の噴流衝突面２１ａの中心までの距離Ｌと、鋼板Ｈの幅ｗとの積で示される領域Ｓを意味する。図４Ａは、噴流衝突面２１ａが鋼板冷却面の８０％以上の面積を覆うようにスプレーノズル２１を配置した例を示す。また、図４Ｂは、噴流衝突面２１ａが鋼板冷却面の約８０％の面積を覆うようにスプレーノズル２１を配置した例を示す。鋼板Ｈの冷却に際して、冷却水の噴流の衝突部と非衝突部では冷却能力が大きく異なる。このため、冷却能力の大きい噴流衝突部と冷却能力の小さい噴流非衝突部とが混在すると、噴流衝突部で鋼板冷却面の温度が低下しても、噴流非衝突部で冷却能力が低下したために生じる鋼板Ｈの内部からの復熱により鋼板冷却面の温度の低下が停滞してしまう。鋼板冷却面の温度と熱流束の関係が正の勾配である膜沸騰状態及び核沸騰状態においては、鋼板Ｈの温度偏差の縮小に対して大きな差は生じないが、遷移沸騰状態においては、この鋼板冷却面の温度低下の停滞により、遷移沸騰状態の滞在時間が増加して、温度偏差を拡大させてしまう。したがって、図４Ａに示されるように、噴流衝突面２１ａが鋼板冷却面の８０％以上を覆うようにスプレーノズル２１を配置することにより、遷移沸騰状態を強冷却区間の時間の２０％未満にすることができ、温度偏差の拡大を回避することができる。なお、水量密度が十分である場合には、図４Ｂに示すように、噴流衝突面２１ａが鋼板冷却面の約８０％の面積を覆うようにスプレーノズルを配置してもよい。これにより、強冷却区間のおける遷移沸騰域での冷却時間を、当該区間における冷却の時間の２０％未満として鋼板Ｈを冷却できる。また、各スプレーノズル２１からの噴流衝突面２１ａは、隣り合う噴流衝突面２１ａと必要以上に干渉させないことが望ましい。更に、図４Ａでは全てのノズルから冷却水を噴出させる場合を示しているが、噴流衝突面２１ａが鋼板冷却面の８０％以上となる範囲であれば、全てのノズルから冷却水を噴出しなくてもよい。
【００２４】
スプレーノズル２１から鋼板Ｈの上面の鋼板冷却面に噴射される冷却水の水量密度は、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下に設定される。水量密度を４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上に設定することにより、遷移沸状態の時間を強冷却区間の冷却時間の２０％未満にして、鋼板Ｈを冷却できる。また、水量密度を６ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上とする場合、より確実に、遷移沸騰域通過時間を強冷却区間の冷却時間の２０％未満にして、鋼板Ｈを冷却できる。たとえば、前述の遷移沸騰状態が開始する温度が高くなる場合は，水量密度を大きくすることが有効である。１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎの水量密度は、通常の操業時における水量密度の上限である。また、図３に示すように、この冷却水の噴射角度（広がり角度）αは、例えば３度以上かつ３０度以下であって、冷却水の噴流の鋼板冷却面に対する衝突角度βは水平方向から見て７５度以上９０度以下であることが望ましい。尚、例えば冷却水が噴射角度αが３０度で略円錐状に鉛直下向きに噴射される場合は、鉛直下向き方向への噴流（中心部の噴流）の衝突角度βは９０度であり、外側の噴流の衝突角度は７５度である。冷却水の衝突角度βは鋼板Ｈに対して垂直に近い方が、衝突圧力を上げやすいことや、噴射範囲内の均一性が向上すること等により、冷却能力および均一性の向上の両面での効果を上げるので望ましい。ただし、冷却水の全ての噴流の衝突角度を垂直にするには設備レイアウトの上で困難が生じる。さらに、この冷却水の鋼板冷却面に対する衝突速度は２０ｍ／ｓｅｃ以上としてもよい。また、衝突圧力を２ｋＰａ以上としてもよい。このような衝突速度及び／又は衝突圧力であることにより、鋼板の形状に凹凸があり、水が溜まりやすい状態でも、冷却水噴流を鋼板冷却面に直接届かせることができる。冷却水噴流が鋼板冷却面に直接届かないと、鋼板冷却面の蒸気膜の排除が十分に行えず、遷移沸騰状態の時間が長くなってしまう。尚、衝突速度４５ｍ／ｓｅｃ、衝突圧力３０ｋＰａを越えて設定しても、その効果が飽和するため、衝突速度の上限は４５ｍ／ｓｅｃ、衝突圧力の上限は３０ｋＰａとする。
【００２５】
また、強冷却機２０は、図３に示すように、鋼板Ｈの下面に対して下方から冷却水を噴射するスプレーノズル２２を複数有していてもよい。これにより、鋼板Ｈを急速に冷却し、遷移沸騰状態での冷却時間を短くすることができる。スプレーノズル２２から鋼板Ｈの下面に噴射される冷却水の水量密度、衝突速度あるいは衝突圧力は、上記スプレーノズル２１とほぼ同一になるように制御してもよい。すなわち、鋼板Ｈの下面側のスプレーノズル２２の冷却能力が、鋼板Ｈ上の冷却水及び重力の影響を除いて、鋼板Ｈの上面側のスプレーノズル２１の冷却能力とほぼ同等（鋼板Ｈの上面側のスプレーノズル２１の冷却能力に対して約０．８倍以上１．２倍以下）になるように制御されてもよい。また、鋼板Ｈ上の冷却水と重力の影響を考慮して、鋼板Ｈの下面に噴射される冷却水の水量密度、衝突速度あるいは衝突圧力を調整してもよい。そして、冷却機１０で上面温度が６００℃以上の目標温度まで冷却された鋼板Ｈは、強冷却機２０のスプレーノズル２１、２２から噴射された冷却水によって、強冷却区間終了時の鋼板温度が４５０℃以下、又は４００℃以下になるまで冷却される。この強冷却区間終了温度は、鋼材の機械的性質の設計、鋼板Ｈの厚さ等の条件により、適宜設定される。この温度は、水量密度、鋼板Ｈの厚さ、通板速度等、様々な要因により変動するため、熱延設備の試運転の結果に基づき適宜調整してもよい。なお、強冷却機２０は、鋼板Ｈの上面側のスプレーノズル２１のみを設ける構成としてもよい。尚、鋼板の強冷却区間開始前の温度及び強冷却区間終了後の温度については、例えば鋼板表面を放射温度計を用いて測定することができる。測定位置として、強冷却区間開始前の温度については、最上流側の噴流衝突面よりも上流側で、その近傍で測定し、強冷却区間終了後の温度については、最下流側の噴流衝突面よりも下流側で、その近傍で測定する。
【００２６】
強冷却機２０の直近の下流側には、図１に示すように、強冷却機２０で鋼板Ｈの上面に噴射された冷却水が、強冷却機２０の下流側に流れるのを防止するための水切り機構２３が設けられる。水切り機構２３は、鋼板Ｈの上面を流れる冷却水を、鋼板冷却面よりも下流側で、すなわち強冷却用の冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で、水切りする。水切り機構２３は、図３に示すように、鋼板Ｈの上面に水切り水を噴射する水切りノズル２５を有してもよい。鋼板Ｈの上面には、水切りノズル２５の上流側に水切りロール２４が設置されてもよい。水切りロール２４により、冷却水の大部分を下流側に流れるのを防止することができ、さらに、水切りノズル２５により水切りが行われるので、水切りノズル２５単独の場合より確実に水切りを行うことができる。また、水切りノズル２５の能力を低減させることもできる。このように、鋼板Ｈ上を流れる冷却水は水切りされる。水切りを適切に行わないと、鋼板Ｈ上に不均一な水流が発生し、温度分散を発生させる原因となる。
【００２７】
強冷却機２０の直近の上流側（冷却機１０の下流側）にも、図１に示すように、冷却水が冷却機１０側に流れるのを防止するための上流側水切り機構２６が設けられている。水切り機構２６は、鋼板Ｈの上面を流れる冷却水を、鋼板冷却面よりも上流側で、すなわち強冷却用の冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で、水切りする。上流側水切り機構２６は、図３に示すように、下流側水切り機構２３と同様に、水切りノズル２８を有してもよい。また、水切りロール２７を水切りノズル２８の下流側に設置してもよい。そして、上流側水切り機構２６によって、鋼板Ｈの上面を流れる冷却水が水切りされる。水切りを適切に行わないと、鋼板Ｈ上に不均一な水流が発生し、温度分散を発生させる原因となる。
また、図１に示すように、冷却装置１は、強冷却機２０の下流側に、他の冷却機５０を含んでもよい。他の冷却機５０は、上述した冷却機１０と同様の構成であってもよく、水冷の他、空冷、ミスト冷却を行うことができる。
【００２８】
冷却装置１には、図１に示すように、冷却機１０のラミナーノズル１１、強冷却機２０のスプレーノズル２１、２２、及び他の冷却機５０のラミナーノズルのそれぞれのノズルから噴射される冷却水の水量密度、噴射時間等を制御して、鋼板Ｈの温度を制御する制御部３０が設けられている。
【００２９】
次に、本発明の一実施形態に係る熱延鋼板Ｈの冷却方法について、図５及び図６に基づいて説明する。図５は、鋼板Ｈの表面の温度Ｔと熱伝達率（冷却能力）ｈの関係を示したグラフであり、図６は、鋼板Ｈの表面の温度Ｔと熱流束Ｑの関係を示したグラフである。
【００３０】
仕上げ圧延機２で連続圧延され、鋼板Ｈの表面温度Ｔが９４０℃程度になっている鋼板Ｈは、冷却機１０に搬送される。冷却機１０では、制御部３０によって制御された約１ｍ３／ｍ２／ｍｉｎの水量密度の冷却水が鋼板Ｈに噴射される。この程度の水量密度の冷却水であれば、鋼板Ｈは膜沸騰状態Ａで冷却される。冷却機１０での冷却は、ガス冷却や気水混合冷却であってもよい。そして、図５に示すように、冷却機１０によって、鋼板Ｈの表面の温度Ｔが６００℃以上６５０℃以下の目標温度になるまで冷却される。この目標温度は、１ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ程度以下の水量密度で鋼板Ｈを冷却した場合に冷却水が膜沸騰状態から遷移沸騰状態に変化する温度以上であることが望ましい。冷却機１０における冷却状態は、膜沸騰状態での冷却となるため、鋼板を均一に冷却することができる。尚、水冷を終了後、一定時間経過した場合、内部からの復熱が進行するため、表面温度と内部温度はほぼ等しくなる。
【００３１】
次に、鋼板Ｈの表面温度Ｔが６００℃以上、６５０℃以下の目標温度まで冷却された鋼板Ｈは、強冷却機２０に搬送される。強冷却機２０では、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水が鋼板上面に噴射され、図５に示すように、鋼板表面の温度Ｔが４５０℃以下の強冷却区間終了温度になるまで冷却される。尚、冷却水の供給量は、制御部３０によって制御することができる。以下では、一例として、強冷却機２０で６５０℃の強冷却区間開始温度から３５０℃の強冷却区間終了温度まで、鋼板上面を冷却する場合について説明する。
【００３２】
この強冷却機２０での冷却において、鋼板冷却面に噴射される冷却水の水量密度は、冷却機１０による冷却水の水量密度よりも大きいため、鋼板Ｈの遷移沸騰状態Ｃの領域は、冷却機１０における鋼板Ｈの遷移沸騰状態Ｃ’の領域よりも高温側にシフトする（図５参照）。強冷却機２０での冷却において、鋼板Ｈは冷却面温度が５９０℃までは遷移沸騰状態Ｃにおいて冷却され、その後、核沸騰状態Ｂの冷却となり、鋼板冷却面の温度Ｔが約３００℃に到達するまで冷却される。強冷却機２０では、水量密度が大きいため、鋼板表面の冷却速度が大きく、遷移沸騰状態を即座に通過し、遷移沸騰状態Ｃでの冷却時間は、強冷却区間における鋼板Ｈの冷却時間の２０％未満となる。遷移沸騰状態Ｃでは、鋼板Ｈの冷却面温度Ｔの低下に伴い熱流束Ｑが高くなり、温度偏差は拡大する特性をもつが、上述したように遷移沸騰状態Ｃの冷却時間は強冷却区間による鋼板Ｈの冷却時間の２０％未満と短時間であるため、遷移沸騰状態Ｃにおいて鋼板Ｈの表面は急速に冷却され、表面付近では温度偏差が拡大するが、内部からの熱伝導量は小さいため、遷移沸騰状態における、鋼板の冷却量は小さい。
【００３３】
その後、図６に示すように、核沸騰状態Ｂにおける冷却となるが、核沸騰状態では、膜沸騰状態Ａと同様に、鋼板Ｈの冷却面の温度Ｔが低下するのに伴い熱流束Ｑが低くなり、鋼板温度の低下とともに鋼板Ｈの温度偏差は小さくなる。また、冷却における熱流速が大きく、さらに、冷却時間が長いため、鋼板Ｈの内部からの熱伝導量が大きく、鋼板を強く冷却することができる。そのため、強冷却区間全体でみた場合、遷移沸騰状態における鋼板Ｈの冷却に対する影響は小さくなり、強冷却区間で冷却された後の鋼板Ｈの温度偏差を、強冷却区間における冷却前の鋼板Ｈの温度偏差以下にすることができる。
【００３４】
図７は、冷却時間と熱流束の関係を示している。この図７のように、熱流束が増加する時間域が遷移沸騰状態Ｃによる冷却であり、熱流束が減少する領域が核沸騰状態Ｂによる冷却である。また、強冷却区間における遷移沸騰状態の時間は、当該区間における全冷却時間の２０％未満である。その後、所定の温度まで均一に冷却された鋼板Ｈは、コイラー３に巻き取られる。
【００３５】
強冷却機２０において、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上の水量密度の冷却水を鋼板冷却面に噴射することにより、遷移沸騰状態Ｃでの鋼板Ｈの冷却を強冷却機２０による冷却時間の２０％未満に抑えた。この場合、本発明者らの知見によれば、冷却装置１における冷却前の鋼板Ｈの温度偏差を、冷却装置１における冷却後の鋼板Ｈの温度偏差以下にできる。したがって、鋼板Ｈの温度に局所的な分散が発生しても、温度が高いところは冷え易いが、温度が低いところは冷え難いため、鋼板Ｈの温度分布は均一になっていく。その結果、鋼板Ｈを均一に冷却することができる。また、強冷却区間終了後、冷却機５０により、水冷をおこなってもよく、このとき、鋼板温度は４５０℃以下になっているため、鋼板Ｈの冷却状態は核沸騰状態になり、上述したように、核沸騰状態の冷却では、冷却機５０による冷却前の鋼板温度偏差は、冷却前の温度偏差以下とすることができる。
【００３６】
また、強冷却機２０において、冷却水の水量密度を４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上と大きくしているので、核沸騰状態Ｂでの鋼板Ｈの冷却時間を短くすることができる。これによって冷却装置１を小型化することもできる。
【００３７】
また、強冷却機２０によって、鋼板上面における鋼板冷却面の８０％以上の面積に対して、衝突圧力が２ｋＰａ以上の冷却水を噴射する場合、鋼板Ｈ上の冷却水の分布や流動を鋼板冷却面で均一に制御でき、また、冷却水を直接、鋼板Ｈに衝突させ、鋼板冷却面の蒸気膜を排除できる。このため、鋼板Ｈをより均一に冷却することができる。
【００３８】
また、強冷却機２０によって、鋼板上面における鋼板冷却面の８０％以上の面積に対して、衝突速度が２０ｍ／ｓｅｃ以上の冷却水を噴射する場合、鋼板Ｈの形状が悪化しても、形状と通板速度の影響による、冷却水の衝突速度の変化が少なく、通板速度の影響を抑制することができ、鋼板Ｈを均一に冷却することができる。なお、形状の悪化の原因の多くは温度の局所的な温度偏差が存在することであり、本発明によれば遷移沸騰状態Ｃでの冷却時間を抑えることにより温度偏差を抑えることができるので、形状の悪化も抑制される。
【００３９】
また、強冷却機２０において、鋼板冷却面に向けて噴射される冷却水の衝突角度βが水平方向から７５度以上９０度以下である場合、鋼板冷却面における冷却水の噴流衝突面２１ａが比較的小さい面積になり、噴流衝突面２１ａ内の冷却水の衝突圧力を均一にするとともに、冷却水衝突時の垂直方向速度成分を大きくすることができる。これによって、鋼板冷却面の全体の衝突圧力を均一にかつ大きくすることができ、鋼板Ｈを均一に強冷却することができる。
【００４０】
また、強冷却機２０の下面側に、上面側のスプレーノズル２１と同等の冷却能力を有するスプレーノズル２２を設けた場合、すなわち冷却水の水量密度、衝突速度あるいは衝突圧力がスプレーノズル２１とほぼ同一のスプレーノズル２２を設けた場合、鋼板Ｈの上面と同時に下面も冷却することができる。これによって、鋼板Ｈの冷却を短時間で効率よく行うことができる。また、鋼板Ｈの上面と下面の温度差を小さくでき、熱応力による鋼板Ｈの変形を抑制することができる。鋼板Ｈの上面と下面の温度差が大きい場合、鋼種によっては、熱応力等による反りが発生し、通板性を阻害する要因となる。ここで、上面の冷却能力が下面の冷却能力に比して０．８倍以上１．２倍以下であれば、反りが発生しやすい鋼種であっても、これを発生させることなく、均一冷却性を実現できる。なお、冷却能力を調整するため、制御部３０により冷却水の供給量を調整することができる。なお、上面のみを冷却する場合、下面からの冷却水吹き上がりによる、下面側冷却水の飛散を解消でき、電気系統等への冷却水飛散防止対策が不要となるなどの利点がある。
【００４１】
また、強冷却機２０の下流側と上流側に、下流側水切り機構２３と上流側水切り機構２６をそれぞれ設けた場合、強冷却機２０によって鋼板Ｈの上面に噴射された冷却水が、強冷却機２０の上流側及び下流側に流れることを抑制できる。これによって、鋼板Ｈ上を不均一に冷却水が流れることを抑制でき、冷却を均一化できる。また、下流側水切り機構２３と上流側水切り機構２６が、水切りノズル２５、２８に加え、水切りロール２４、２７を有する場合、水切りロール２４、２７によって、より確実に水切りを行うことができる。
【００４２】
以上の実施形態では、冷却機１０は、ラミナーノズル１１を有していたが、これに代えて、スプレーノズル（図示せず）を有していてもよい。このスプレーノズルは、強冷却機２０のスプレーノズル２１よりも広い間隔で設けられてもよい。また、冷却機１０のスプレーノズルから噴射される冷却水の水量密度は、強冷却機２０のスプレーノズル２１からの冷却水の水量密度よりも小さくてもよい。
【００４３】
以上の実施形態では、冷却機１０において鋼板Ｈに冷却水を噴射していたが、これに代えて、又はこれと併用して、鋼板Ｈにガス、例えば空気を噴射して、鋼板Ｈを冷却してもよい。さらに、冷却水を使用せずに鋼板Ｈを放冷してもよい。
【００４４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の例のみに限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【実施例】
【００４５】
以下、図１に示したように冷却機１０と強冷却機２０とを有する冷却装置１を用いた実施例１〜７と比較例１〜３について説明する。これら実施例１〜７と比較例１〜３においては、仕上げ圧延機２、冷却装置１、コイラー３が順に設けられており、冷却装置１が仕上げ圧延後の鋼板を所定温度まで冷却する実験を行った。【００４６】
実施例１〜７と比較例１〜３において、仕上げ圧延機２と冷却装置１の共通の条件を、以下の表１に示す。また、実施例１〜７と比較例１〜３において、強冷却機の他の冷却条件については、表２に示すように種々の条件で実験を行った。なお、表２中の「遷移沸騰状態時間比率」とは、強冷却機における冷却時間に対する遷移沸騰状態Ｂでの冷却時間の比率をいう。そして、鋼板の冷却効果の評価として、強冷却機における鋼板の冷却前の温度偏差と冷却後の温度偏差とを比較し、表２中に「冷却後温度偏差／冷却前温度偏差」の比率として示した。尚、鋼板の強冷却前の温度及び強冷却後の温度については、非接触式の放射温度計を用いて測定した。強冷却前の温度については、最上流側の噴流衝突面から５０ｃｍ上流の位置において、鋼板の幅方向に均等に５点測定し、その平均温度を採用した。また、強冷却後の温度については、復熱が定常状態になる位置として、最下流側の噴流衝突面から５０ｃｍ下流の位置で、鋼板の幅方向に均等に５点測定し、その平均温度を採用した。また、実施例１〜３と比較例１〜３についての評価結果は、図８Ａ、図８Ｂに示すようにグラフ化して示した。なお、図８Ａ、図８Ｂでは、本発明の典型的な実施例として実施例１〜３のみをグラフ化した。【００４７】
【表１】
2010131467.tif 000003
【００４８】
【表２】
2010131467.tif 000004
【００４９】
表２及び図８Ａ、図８Ｂを参照すると、比較例１〜３はいずれも「遷移沸騰状態時間比率」が２０％以上であり、「冷却後温度偏差／冷却前温度偏差」は１より大きい値となった。これに対して、実施例１〜７はいずれも「遷移沸騰状態時間比率」が２０％未満であり、「冷却後温度偏差／冷却前温度偏差」は１以下の値となった。すなわち、本発明のように「遷移沸騰状態時間比率」を２０％未満とすれば、冷却前の鋼板の温度偏差が、冷却後には小さくなることが分かった。さらに、比較例１〜３における「水量密度」はいずれも３．５ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ未満であり、「冷却後温度偏差／冷却前温度偏差」は１より大きい値となった。これに対して、実施例１〜７における「水量密度」はいずれも４．０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上であり、「冷却後温度偏差／冷却前温度偏差」が１以下の値となった。したがって、本発明のように「水量密度」を４．０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上の冷却水を使用すれば、「遷移沸騰状態時間比率」が２０％未満となり、冷却前の鋼板の温度偏差が冷却後には小さくなることが分かった。【００５０】
このように、本発明の冷却方法では鋼板内の温度偏差が発生しても、その温度偏差を拡大することなく鋼板を均一に冷却することができる。また、均一冷却が実現できたことにより、材質的にも均一な鋼板を得ることができる。【００５１】
実施例１〜３を比較すると、鋼板に対する冷却水の衝突圧力を大きくし、当該冷却水の水量密度を大きくすれば、冷却前の鋼板の温度偏差を、冷却後にはさらに小さくできることが分かった。【００５２】
実施例１と実施例４を比較すると、鋼板に対する冷却水の衝突面積を大きくすれば、冷却前の鋼板の温度偏差を、冷却後にはさらに小さくできることが分かった。【００５３】
実施例１と実施例５を比較すると、強冷却機の冷却ノズルから噴射される冷却水の広がり角度が狭い場合、冷却前の鋼板の温度偏差を、冷却後にはさらに小さくできることが分かった。【００５４】
実施例１と実施例６を参照すると、鋼板に対する冷却水の衝突速度を早くすれば、冷却前の鋼板の温度偏差を、冷却後にはさらに小さくできることが分かった。【００５５】
実施例７を参照すると、強冷却機において鋼板の上面のみに冷却水を噴射した場合でも、「遷移沸騰状態時間比率」が２０％未満であれば、冷却前の鋼板の温度偏差を、冷却後に小さくできることが分かった。【００５６】
このように述べた実施例および形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したに過ぎず、これらのみによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、熱間圧延工程の仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する方法及び冷却装置に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１    冷却装置
２    仕上げ圧延機
３    コイラー
４    ランアウトテーブル
４ａ  テーブルロール
１０  冷却機
１１  ラミナーノズル
２０  強冷却機
２１  （上面側）スプレーノズル
２１ａ  噴流衝突面
２２  （下面側）スプレーノズル
２３  （下流側）水切り機構
２４  （下流側）水切りロール
２５  （下流側）水切りノズル
２６  （上流側）水切り機構
２７  （上流側）水切りロール
２８  （上流側）水切りノズル
３０  制御部
５０  他の冷却機
Ａ    膜沸騰状態
Ｂ    核沸騰状態
Ｃ    遷移沸騰状態
Ｈ    鋼板
【図１】
2010131467.tif 000005
【図２】
2010131467.tif 000006
【図３】
2010131467.tif 000007
【図４Ａ】
2010131467.tif 000008
【図４Ｂ】
2010131467.tif 000009
【図５】
2010131467.tif 000010
【図６】
2010131467.tif 000011
【図７】
2010131467.tif 000012
【図８Ａ】
2010131467.tif 000013
【図８Ｂ】
2010131467.tif 000014
【図９】
2010131467.tif 000015
【図１０】
2010131467.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月22日(2011.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する方法であって、
前記熱延鋼板の冷却面を、６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却し、
前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面に直接衝突する部分の面積が８０％以上である
ことを特徴とする、熱延鋼板の冷却方法。
【請求項２】
前記冷却水が前記冷却面に対して２０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で衝突するように噴射される
ことを特徴とする、請求項１に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項３】
前記冷却水が前記冷却面に対して２ｋＰａ以上の圧力で衝突するように噴射される
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項４】
前記冷却水が略円錐状に噴射され、前記冷却水の前記冷却面への衝突角度が鋼板搬送方向から見て７５度以上９０度以下である
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項５】
前記熱延鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で水切りし、且つ、前記熱延鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で水切りする
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項６】
前記熱延鋼板の上面及び下面を冷却し、
前記熱延鋼板の上面に対する冷却能力を、前記熱延鋼板の下面に対する冷却能力の０．８倍以上１．２倍以下に制御して強冷却する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項７】
前記熱延鋼板の上面のみが冷却されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱延鋼板の冷却方法。
【請求項８】
仕上げ圧延後の熱延鋼板を冷却する冷却装置であって、
前記冷却装置は、前記鋼板の冷却面の温度が６００℃以上、６５０℃以下の第１の温度から４５０℃以下の第２の温度になるまで、４ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以上１０ｍ３／ｍ２／ｍｉｎ以下の水量密度の冷却水により冷却する強冷却機を備え、
前記冷却面の面積に対し、前記冷却水の噴流が前記冷却面と直接衝突する部分の面積が８０％以上である
ことを特徴とする、熱延鋼板の冷却装置。
【請求項９】
前記強冷却機は、前記冷却水を噴出する複数のスプレーノズルを有し、前記複数のスプレーノズルは、前記冷却水が前記冷却面に対して２０ｍ／ｓｅｃ以上の速度で衝突するように前記冷却水を噴射する
ことを特徴とする、請求項８に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１０】
前記強冷却機は、前記冷却水を噴出する複数のスプレーノズルを有し、前記複数のスプレーノズルは、前記冷却水が前記冷却面に対して２ｋＰａ以上の圧力で衝突するように前記冷却水を噴射する
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１１】
前記複数のスプレーノズルは前記冷却水を略円錐状に噴射し、前記冷却水の前記冷却面への衝突角度が鋼板搬送方向から見て７５度以上９０度以下である
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１２】
前記鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を開始する位置よりも上流側で水切りする第１の水切り機構と；
前記鋼板の上面を流れる前記冷却水を、前記冷却水の供給を終了する位置よりも下流側で水切りする第２の水切り機構と；
を更に備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１３】
前記第１の水切り機構は、前記冷却面よりも上流側に水切り水を噴射する第１の水切りノズルを有し、
前記第２の水切り機構は、前記冷却面よりも下流側に水切り水を噴射する第２の水切りノズルを有する
ことを特徴とする、請求項１２に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１４】
前記第１の水切り機構は、前記第１の水切りノズルの下流側に設けられる第１の水切りロールを有し、
前記第２の水切り機構は、前記第２の水切りノズルの上流側に設けられる第２の水切りロールを有する
ことを特徴とする、請求項１３に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１５】
前記強冷却機は、前記熱延鋼板の上面のみを冷却する
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【請求項１６】
前記強冷却機は、前記熱延鋼板の上面及び下面を冷却し、
前記熱延鋼板の上面に対する冷却能力が、前記熱延鋼板の下面に対する冷却能力の０．８倍以上１．２倍以下である
ことを特徴とする、請求項８又は９に記載の熱延鋼板の冷却装置。
【国際調査報告】
2010131467.tif 000017
2010131467.tif 000018
2010131467.tif 000019
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