(57)【要約】【課題】  高温の鋼板を目的に応じた冷却速度で、また、鋼板の面内及び表裏面を均一に冷却できる鋼板の冷却設備及び鋼板の冷却方法を提供する。【解決手段】  下水切りロール１１と上水切りロール１２とに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板１３を冷却する複数の上及び下のスプレーユニット１４、１５を有する鋼板の冷却設備１０及び冷却方法において、スプレーユニット１４、１５は、水供給口１６を備えた箱型のハウジング１７と、これに取り外し可能に収納され、水供給口１６に連通される水室２３が形成されたケーシング１８と、水室２３に連結される複数の水ノズル３１と、鋼板１３の板幅方向中央部を除く領域に少なくとも設けられた水室２３に供給する水の量を制御する流量調整弁４１と、板幅方向に移動して各流量調整弁４１の開度を調整可能なストライカー４９、５０とを備え、鋼板１３を均一に冷却制御する。【選択図】        図１
2006212688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並べて配置された複数の下水切りロールと、該下水切りロールの上方にそれぞれ昇降可能に配置された上水切りロールと、隣り合う前記下水切りロール及び前記上水切りロール間にそれぞれ配置され、前記下水切りロールと前記上水切りロールとに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板を冷却する複数の上及び下のスプレーユニットとを有する鋼板の冷却設備において、
前記上及び下のスプレーユニットのいずれか一方又は双方は、
水源に連結される水供給口を備えた箱型のハウジングと、
前記ハウジング内に取り外し可能に収納され、前記水供給口に連通して前記鋼板の板幅方向に複数に分割される水室が形成されたケーシングと、
前記水室に連結され、それぞれは隙間を設けて配置される複数の水ノズルと、
前記鋼板の板幅方向中央部を除く領域に少なくとも設けられた前記水室に供給する水の量を制御する流量調整弁と、
前記板幅方向に移動して、前記各流量調整弁の開度をそれぞれ調整可能なストライカーとを備えることを特徴とする鋼板の冷却設備。
【請求項２】
並べて配置された複数の下水切りロールと、該下水切りロールの上方にそれぞれ昇降可能に配置された上水切りロールと、隣り合う前記下水切りロール及び前記上水切りロール間にそれぞれ配置され、前記下水切りロールと前記上水切りロールとに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板を冷却する複数の上及び下のスプレーユニットとを有する鋼板の冷却設備において、
前記上及び下のスプレーユニットのいずれか一方又は双方は、
エア源及び水源にそれぞれ連結されるエア供給口及び水供給口を備えた箱型のハウジングと、
前記ハウジング内に取り外し可能に収納されて、前記水供給口に連通される水室及び前記エア供給口に連通される空気室を上下２段に形成するケーシングと、
前記水室及び空気室に直接連結され、それぞれは隙間を設けて配置される複数の気水ノズルと、
前記鋼板の板幅方向中央部を除く領域に少なくとも設けられた前記水室に供給する水の量を制御する流量調整弁と、
前記板幅方向に移動して、前記各流量調整弁の開度をそれぞれ調整可能なストライカーとを備えることを特徴とする鋼板の冷却設備。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の鋼板の冷却設備において、前記流量調整弁は、進退するプランジャーを有する直動型流量調整弁であって、該プランジャーに前記ストライカーを当接させて前記水室への水量を制限することを特徴とする鋼板の冷却設備。
【請求項４】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の鋼板の冷却設備において、前記流量調整弁は、回転するボールを有する回転型流量調整弁であって、該ボールに設けられた回転カムに前記ストライカーを当接させて前記水室への水量を制限することを特徴とする鋼板の冷却設備。
【請求項５】
請求項３及び４のいずれか１項に記載の鋼板の冷却設備において、前記ストライカーの高さ位置を多段に形成し、水量を複数段で変更することを特徴とする鋼板の冷却設備。
【請求項６】
下水切りロールと上水切りロールとに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板の上下面に、水ノズルを介して水又は気水ノズルを介して気水を噴射して前記鋼板を冷却する鋼板の冷却方法において、
前記鋼板の板幅方向の水量分布は、前記鋼板の板幅方向中央部を除く領域では水量を絞り、これ以外の領域では一定の水量を供給することを特徴とする鋼板の冷却方法。
【請求項７】
請求項６記載の鋼板の冷却方法において、前記鋼板の板幅方向両端部の更に外側では給水を停止することを特徴とする鋼板の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の鋼板を目的に応じた冷却速度で、かつ、鋼板の面内及び表裏面を均一に冷却するための鋼板の冷却設備及び鋼板の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、厚鋼板製造プロセスにおいて、低温域での大圧下圧延を特徴とする制御圧延と、５００℃前後まで急冷却した後に空冷することを特徴とする制御冷却とを組み合わせて、高強度及び高靱性の鋼板を得る技術が広く実生産に適用されている。この方法により、低合金で溶接性にも優れた高強度及び高靱性の鋼板が低コストで製造できる。
制御冷却を効果的に行なうには、細粒組織を得るために目標温度まで急速に冷却できる技術と、急速冷却を行なっても材質の均一性や鋼板の形状などを悪化させないための鋼板面内あるいは表裏面を均一に冷却する技術とが必要である。これらの技術に対する要求は、鋼板の性能に対する要求が高度化するにつれて厳しくなっており、これに対応し、高温の鋼板を冷却する場合の冷却速度を高めるには、冷却水量の増加や冷却水の高速化などが効果的であり、高圧水をスプレーノズル、あるいはスリットノズルから鋼板に噴出する方法が多く使用されてきている。
しかし、これらの方法では、鋼板上面の冷却において、ノズルから噴出された冷却水が鋼板上面に衝突した後、鋼板上を流れ、干渉水となって、鋼板サイド（端部）から流出する。このため、最終的に鋼板は、板幅方向での冷却能が、板幅端部ほど大きくなり板幅方向での冷却の不均一が生じる。
【０００３】
これを防止するための従来技術として、外側冷却ヘッダーと内側冷却ヘッダーとからなる二重構造の冷却ヘッダーにより、冷却水を圧空と共に噴射して鋼板を冷却する冷却装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
この冷却装置は、圧空噴射ノズルを有する内側冷却ヘッダーの両端部に、ヘッダーの長手方向に移動するマスク部材を内装している。このマスク部材は、内側冷却ヘッダーに供給された圧空の噴射を遮断するもので、その位置決めは、内側冷却ヘッダー内部に横設したねじロッドを介して、モーター駆動により行うものである。
このように構成することで、マスク部材の位置を変えることにより、冷却装置から噴射される冷却水の噴射幅を制御することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４６３３３号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載された従来技術においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
圧空噴射ノズルの開閉制御は、マスク部材の横行によるオンオフ制御のみによって行われているため、冷却水の噴射量を調整することができず、鋼板の冷却速度の制御が不可能であった。
また、内側冷却ヘッダーにマスク部材を設けているため、マスク部材により圧空噴射ノズルを閉状態としたとき、圧空噴射ノズルからの圧空の噴射は遮断されるが、内側冷却ヘッダーの外部の水は冷却水噴射ノズルから垂れ流しとなるため、鋼板の冷却制御においては好ましくなかった。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高温の鋼板を目的に応じた冷却速度で、また、鋼板の面内及び表裏面を均一に冷却できる鋼板の冷却設備及び鋼板の冷却方法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】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る鋼板の冷却設備は、並べて配置された複数の下水切りロールと、該下水切りロールの上方にそれぞれ昇降可能に配置された上水切りロールと、隣り合う前記下水切りロール及び前記上水切りロール間にそれぞれ配置され、前記下水切りロールと前記上水切りロールとに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板を冷却する複数の上及び下のスプレーユニットとを有する鋼板の冷却設備において、
前記上及び下のスプレーユニットのいずれか一方又は双方は、
水源に連結される水供給口を備えた箱型のハウジングと、
前記ハウジング内に取り外し可能に収納され、前記水供給口に連通して前記鋼板の板幅方向に複数に分割される水室が形成されたケーシングと、
前記水室に連結され、それぞれは隙間を設けて配置される複数の水ノズルと、
前記鋼板の板幅方向中央部を除く領域に少なくとも設けられた前記水室に供給する水の量を制御する流量調整弁と、
前記板幅方向に移動して、前記各流量調整弁の開度をそれぞれ調整可能なストライカーとを備える。
ここで、水の量を制御する流量調整弁は、鋼板の板幅方向中央部を除く領域の水室のみではなく、更に鋼板の板幅方向中央部の領域の水室にも設けることができる。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係る鋼板の冷却設備は、並べて配置された複数の下水切りロールと、該下水切りロールの上方にそれぞれ昇降可能に配置された上水切りロールと、隣り合う前記下水切りロール及び前記上水切りロール間にそれぞれ配置され、前記下水切りロールと前記上水切りロールとに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板を冷却する複数の上及び下のスプレーユニットとを有する鋼板の冷却設備において、
前記上及び下のスプレーユニットのいずれか一方又は双方は、
エア源及び水源にそれぞれ連結されるエア供給口及び水供給口を備えた箱型のハウジングと、
前記ハウジング内に取り外し可能に収納されて、前記水供給口に連通される水室及び前記エア供給口に連通される空気室を上下２段に形成するケーシングと、
前記水室及び空気室に直接連結され、それぞれは隙間を設けて配置される複数の気水ノズルと、
前記鋼板の板幅方向中央部を除く領域に少なくとも設けられた前記水室に供給する水の量を制御する流量調整弁と、
前記板幅方向に移動して、前記各流量調整弁の開度をそれぞれ調整可能なストライカーとを備える。
ここで、水の量を制御する流量調整弁は、鋼板の板幅方向中央部を除く領域の水室のみではなく、更に鋼板の板幅方向中央部の領域の水室にも設けることができる。
【０００９】
前記目的に沿う本発明に係る鋼板の冷却方法は、下水切りロールと上水切りロールとに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板の上下面に、水ノズルを介して水又は気水ノズルを介して気水を噴射して前記鋼板を冷却する鋼板の冷却方法において、
前記鋼板の板幅方向の水量分布は、前記鋼板の板幅方向中央部を除く領域では水量を絞り、これ以外の領域では一定の水量を供給する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜５記載の鋼板の冷却設備においては、鋼板の板幅方向中央部を除く領域に少なくとも設けられた水室に供給する水の量を制御する流量調整弁と、板幅方向に移動して各流量調整弁の開度を調整可能なストライカーとを備えているので、ストライカーの移動位置を調整することで、各流量調整弁の開度を調整できる。また、各流量調整弁は、水の供給及び停止を行うことができるので、水の垂れ流しを防止できる。
これにより、高温の鋼板を目的に応じた冷却速度で、しかも鋼板の面内及び表裏面を均一に冷却できる。
特に、請求項１及びこれに従属する請求項３〜５記載の鋼板の冷却設備においては、上及び下のスプレーユニットのいずれか一方又は双方は、水供給口を備えたハウジング内に取り外し可能に収納されて、水供給口に連通される水室を有するケーシングと、水室に連結される複数の水ノズルとを有するので、上及び下のスプレーユニットのハウジング及びケーシングの製作及び組立が容易であり、且つ、水ノズルの保守を容易にできる。即ち、水ノズルの閉塞等のため、水ノズルを交換する際、水ノズルをケーシングと共にハウジングから取り外すことができ、水ノズルの交換が容易にできる。
【００１１】
また、請求項２及びこれに従属する請求項３〜５記載の鋼板の冷却設備においては、上及び下のスプレーユニットのいずれか一方又は双方は、エア供給口及び水供給口を備えたハウジング内に取外し可能に収納されて、エア供給口に連通した空気室及び水供給口に連通した水室が上下２段に形成されたケーシングと、空気室及び水室に直接連結される複数の気水ノズルとを有するので、上及び下のスプレーユニットのハウジング及びケーシングの製作及び組立が容易であり、且つ、気水ノズルの保守を容易にできる。即ち、気水ノズルの閉塞等のため、気水ノズルを交換する際、気水ノズルをケーシングと共にハウジングから取り外すことができ、気水ノズルの交換が容易にできる。
【００１２】
請求項３記載の鋼板の冷却設備は、直動型流量調整弁のプランジャーにストライカーを当接させて水室への水量を制限するので、流量調整弁を機械的に制御して、水量を確実に調整することができ、また、電気的な制御を必要としないので、電気関係に要するコストが不要となる。
また、請求項４記載の鋼板の冷却設備は、回転型流量調整弁のボールに設けられた回転カムにストライカーを当接させて水室への水量を制限するので、流量調整弁を機械的に制御して、水量を確実に調整することができ、また、電気的な制御を必要としないので、電気関係に要するコストが不要となる。
更に、請求項５記載の鋼板の冷却設備は、ストライカーの高さ位置を多段に形成し、水量を複数段で変更するので、簡単な構成で細かい水量調整を実施できる。
【００１３】
請求項６、７記載の鋼板の冷却方法においては、鋼板の板幅方向中央部を除く領域では水量を絞り、これ以外の領域では一定の水量を供給する水量分布にするので、鋼板にかける全水量を鋼板の幅に関わらず一定にできる。これにより、例えば、必要冷却能力のみに応じた調整が可能な冷却水制御弁を使用できるので、この制御弁を使用しない場合と比較して、制御弁の個数及び仕様の削減を図ることができ、初期設備費を安価にできる。
特に、請求項７記載の鋼板の冷却方法は、鋼板の板幅方向両端部の更に外側で給水を停止するので、例えば、送水電力の削減によりランニングコストの削減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る鋼板の冷却設備に使用する上側スプレーユニットの模式的な説明図、図２は同鋼板の冷却設備の模式的な側面図、図３は同鋼板の冷却設備に使用する上側スプレーユニットの要部拡大図、図４は同上側スプレーユニットの流量調整弁の作動状態を示す説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る鋼板の冷却設備に使用する上側スプレーユニットの要部拡大図、図６は同上側スプレーユニットの流量調整弁の作動状態を示す説明図、図７は変形例に係る上側スプレーユニットの要部拡大図である。
【００１５】
図１〜図４に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る鋼板の冷却設備１０は、並べて配置された複数の下水切りロール１１と、下水切りロール１１の上方に配置された上水切りロール１２と、隣り合う下水切りロール１１及び上水切りロール１２間にそれぞれ配置され、下水切りロール１１と上水切りロール１２とに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板１３を冷却する複数（本実施の形態では、上下にそれぞれ２つずつ）の上及び下のスプレーユニット（以下、上側スプレーユニット、下側スプレーユニットともいう）１４、１５とを有している。なお、上水切りロール１２は、図示しない門形の取付け架台に設けられた油圧ジャッキの駆動により、昇降可能な構成となっており、下水切りロール１１はその高さ位置が固定されている。以下、詳しく説明する。
【００１６】
図１〜図３に示すように、上側スプレーユニット１４は、水供給口１６を備えた箱型のハウジング１７と、ハウジング１７内に取り外し可能に収納されるケーシング１８とを備えている。
このハウジング１７は、鋼板１３の搬送方向に平行に間隔をあけ、対向して垂直に配置された対となる矩形状の垂直板１９、２０と、垂直板１９、２０の上下方向の中間位置をボルト２１を介して取り外し可能に固定された矩形状の水平板２２とを有している。なお、上側スプレーユニット１４は、上水切りロール１２と一体的に昇降可能な構成となっているが、下側スプレーユニット１５は昇降しない。
【００１７】
ケーシング１８内には鋼板１３の板幅方向に沿って複数（図１では２１個）に分割された複数の水室２３が形成され、各水室２３は水供給口１６に連通されている。
ケーシング１８の天井部２４には、ハウジング１７の上部に設けられた水供給口１６に連通する冷却水管２５の下流側端部が接続され、また、ケーシング１８の天井部２４が、ハウジング１７の水平板２２の下面２６に当接配置されている。各水室２３は、ケーシング１８内に、ケーシング１８の天井部２４、両側部２７、２８、及び底部２９の各内面に接する矩形状の仕切り板３０を、板幅方向に所定の間隔（ピッチＰ）をあけて設けることで形成されている。なお、仕切り板３０は、天井部２４に図示しないボルトを介して取り外し可能に取り付けられている。
【００１８】
ケーシング１８の底部２９には、複数の水ノズル３１が隙間を開けてねじ締結機構により着脱可能に取り付けられている。この各水ノズル３１への水３２の供給口（水供給孔）３３は、各水室２３内に位置し、各水ノズル３１の水３２の噴出口が底部２９の下面より突出している。なお、水ノズル３１は、等間隔で格子点状又は列毎に半ピッチずらして配置することが好ましい。また、水ノズル３１からの水３２の噴出横断面の形状は正円形が好ましい。
ケーシング１８の底部２９下面には、矩形板状のエプロン３４が複数のねじ（ボルト）３５により一体的に連結され、このエプロン３４がハウジング１７の各垂直板１９、２０の下面に、複数のねじ（ボルト）３６を介して取外し可能に取付けられている。このエプロン３４には、ケーシング１８の底部２９から突出する水ノズル３１の先部が嵌入する略円柱状の開口部３７が形成されている。
【００１９】
ここで、水室２３は、ケーシング１８内に板幅方向に沿って２１個設けられており、７個の水室２３に対して１個のエプロン３４が取り外し可能に取り付けられている。即ち、３個のエプロン３４が板幅方向に沿って並んで設けられ、ケーシング１８は各エプロン３４に対応する３個のケーシング分割体１８ａによって構成されている。なお、水室２３の個数及びエプロン３４の数は、これに限定されるものではない。
このように構成することで、各水室２３への水３２の供給は、水源である例えば給水ポンプに接続される給水用ヘッダー管３８から分岐されて行なわれる。なお、板幅方向の中央部の７個の水室２３には、給水用ヘッダー管３８から分岐された各給水管３９を介して、水３２が直接供給される。一方、両側部に位置する計１４個の水室２３への水３２の供給は、給水用ヘッダー管３８から分岐された各給水管４０に設けられた流量調整弁４１を介して行なわれている。このように、流量調整弁４１は、鋼板１３の板幅方向中央部を除く領域の各水室２３に使用しているが、鋼板１３の板幅方向中央部の各水室２３にも、即ち全ての水室２３に使用することも可能である。
【００２０】
図３に示すように、直動型の流量調整弁４１は、鋼板１３の板幅方向に沿って並べられ、しかも給水管４０の下流端とハウジング１７の水平板２２に形成された水供給口１６との間に設けられている。流量調整弁４１は、各給水菅４０の下流端と水供給口１６を連通する流路４２が内部に形成され、ハウジング１７の水平板２２の上面４３にねじ締結機構により取り付けられたバルブブロック４４と、流路４２の途中に設けられ、流路４２の断面積を調整するプランジャー４５とを有している。流路４２に連通する給水路４６を備えた上下方向に進退するプランジャー４５は、バルブブロック４４の上部に設けられたブラケット４７を介してセットされたコイルバネ４８により常時下方に付勢されており、プランジャー４５に下からの力が作用しない図３に示す状態では、流量調整弁４１が全開状態（１００％）となっている。
【００２１】
図４は、図１に示す上側スプレーユニット１４の板幅方向一側部分を具体的に示しているが、これらの図に示すように、プランジャー４５は、板幅方向に沿って移動するストライカー４９により、コイルバネ４８による付勢力に対抗して上昇し、流量調整弁４１の開度を全開状態から全閉状態（０％）に調整できるようになっている。なお、上側スプレーユニット１４の板幅方向他側部分に設けられるストライカー５０は、ストライカー４９の形状と鏡面対称になっており、ストライカー４９と同時に対向して進退する。
【００２２】
図４に示すように、ストライカー４９（ストライカー５０も同じ）の上側には、プランジャー４５の下端部の球面５１が接触するようになっており、鋼板１３の板幅方向の外側から順に、内側に向けて、上に大きく傾斜した大傾斜面５２、大傾斜面５２に接続する上水平面５３、上水平面５３に接続し、内側に沿って下に小さく傾斜した上小傾斜面５４、上小傾斜面５４に接続する下水平面５５、及び下水平面５５に接続し、内側に向けて下に小さく傾斜した下小傾斜面５６が形成されている。プランジャー４５のピッチをＰとすると、大傾斜面５２の水平距離は約０．８Ｐ、上水平面５３の水平距離は約１．５Ｐ、上小傾斜面５４の水平距離は約０．５Ｐ、下水平面５５の水平距離は約０．３Ｐ、下小傾斜面５６の水平距離は約０．５Ｐとなっている。なお、ストライカーに形成する大傾斜面、上水平面、上小傾斜面、下水平面、及び下小傾斜面の各水平距離は、これに限定されるものではなく、また段数も多くすることが可能である。これにより、更に細かい水量調整が可能になる。
このように、ストライカー４９、５０の高さ位置を多段に形成することで、流量調整弁４１の開度を調整でき、水量を複数段で変更できる。
【００２３】
図４に示すように、プランジャー４５がストライカー４９に接していない両側（即ち、板幅方向のストライカー４９より外側と内側）に位置する各流量調整弁４１は全開状態となっており、プランジャー４５が上水平面５３に接する中央の２個の流量調整弁４１は全閉状態となっており、プランジャー４５が下水平面５５に接するストライカー４９上の流量調整弁４１は５０％開状態となっている。従って、この状態からストライカー４９が板幅方向の外側にワンピッチ移動すると、最外側の流量調整弁４１は全開状態から大傾斜面５２に沿ってプランジャー４５が上方に押し上げられ、上水平面５３に接して全閉状態となり、全閉状態にあった中央の２個のうち外側の流量調整弁４１がまだ全閉状態を維持し、内側の流量調整弁４１が上小傾斜面５４に沿ってプランジャー４５が押し下げられて全閉状態から５０％開状態となり、ストライカー４９上の最内側の流量調整弁４１は５０％開状態から下小傾斜面５６に沿ってプランジャー４５が押し下げられ、ストライカー４９から外れて全開状態となる。
【００２４】
図３及び図４に示すように、ストライカー４９（ストライカー５０も同じ）の下部には、取付ブラケット５７を介してナット部材５８が取り付けられている。ナット部材５８に形成された雌ねじは、図示しない電動モーターにより駆動されるスクリュー軸５９に形成された雄ねじに螺合されている。なお、スクリュー軸５９の雄ねじ及びナット部材５８の雌ねじは、ストライカー４９側とストライカー５０側とは、逆ねじに形成されている。
かかる構成によって、電動モーターの駆動により、スクリュー軸５９を回転することによって、ナット部材５８を介して各ストライカー４９、５０を同時に左右対称に板幅方向に進退することができる。
【００２５】
ここで、図１に示すように、各ストライカー４９、５０を板幅方向両側位置に配置して、鋼板１３を冷却する場合について説明する。
図１に示すように、３分割された中央のエプロン３４に対応する７個の水室２３は、それぞれ給水管３９を介して水源に連通しており、ここから鋼板１３に流量調整弁４１の全開に相当する量の水３２が供給されている。また、両側のエプロン３４に対応する水室２３のうち、それぞれ板幅方向内側の２個の水室２３では、流量調整弁４１のプランジャー４５が各ストライカー４９、５０に接触していないため、それぞれ全開（１００％）となっており、ここから鋼板１３に水３２が供給されている。
【００２６】
また、板幅方向両側のエプロン３４に対応する水室２３のうち、更に外側のそれぞれ１個の水室２３では、流量調整弁４１のプランジャー４５が各ストライカー４９、５０の下水平面５５に接触して、その開度が５０％となっており、ここから全開の場合の約半分程度の水３２が鋼板１３に供給されている。なお、更に外側のそれぞれ２個の水室２３では、流量調整弁４１のプランジャー４５が各ストライカー４９、５０の上水平面５３に接触して、全閉（０％）となっており、鋼板１３への水３２の供給が停止されている。
【００２７】
更に、各ストライカー４９、５０から外れて最も外側のそれぞれ２個の水室２３では、流量調整弁４１のプランジャー４５が各ストライカー４９、５０に接触していないため、全開（１００％）で水３２が供給されている。
このように、直動型の流量調整弁４１を使用することで、鋼板１３の板幅方向の水量分布を、鋼板１３の板幅方向中央部を除く領域、例えば鋼板１３の両端部では水量を絞り、鋼板１３の両端部より内側及び外側では、前記した一定の水量を供給する分布にできる。これにより、鋼板１３にかける全水量を鋼板１３の板幅に関わらず一定にできるため、全体水量を調整する制御弁を使用する必要がなく設備投資額を削減できる。
なお、ストライカーの上水平面５３の長さを更に長くすることで、鋼板１３の両端部近傍より外側の給水を停止することも可能である。  
【００２８】
次いで、本発明の第１の実施の形態に係る鋼板の冷却設備１０の上側スプレーユニット１４の使用方法及び作用（又は動作）について、図１を参照しながら説明する。
まず、図１に示すように、事前に、各々７個の水室２３の底部２９に接して、各ケーシング分割体１８ａに一体的に固定された３個のエプロン３４を、ハウジング１７の垂直板１９、２０の下端部にねじ３６により取り外し可能に固定する。なお、各水ノズル３１は、ケーシング１８の底部２９にねじ締結機構により着脱可能に取り付けられている。
【００２９】
次に、下水切りロール１１と上水切りロール１２とに挟まれながら搬送される高温状態の鋼板１３を冷却する。
この場合、図１に示すように、鋼板１３の板幅に応じて、各ストライカー４９、５０の板幅方向の位置を調整し、各流量調整弁４１の動作を制御する。各ストライカー４９、５０は、鋼板１３の板幅方向両端を中心に、板幅方向に沿って内側及び外側へ、例えば２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の領域（水量０％ゾーン）への水の供給を停止し、水量０％ゾーンから更に鋼板１３の板幅方向に沿って内側へ例えば２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の領域（水量５０％ゾーン）への供給水量を絞る位置にそれぞれ移動し、供給水量が制御される。なお、鋼板１３の板幅方向中央部に位置する各水室２３には流量調整弁４１が使用されていないため、その供給水量は制御されることなく、即ち予め設定した一定量、常に供給され続ける。しかし、鋼板１３の板幅方向中央部に位置する各水室２３にも流量調整弁４１を使用することで、更に高精度に供給水量を制御できる。
これにより、鋼板１３の板幅方向中央部を除く領域、即ち鋼板１３の板幅方向両側の冷却速度を制御できる。
【００３０】
なお、水ノズル３１を交換する場合には、水ノズル３１の先部が嵌入する開口部３７を有する各エプロン３４を、７個の水室２３を備えたケーシング分割体１８ａと共にハウジング１７から取り外し、ケーシング１８（ケーシング分割体１８ａ）の底部２９にねじ締結された交換対象となる水ノズル３１を取り外して、新しい水ノズル３１をケーシング１８（ケーシング分割体１８ａ）の底部２９に取り付けた後、各エプロン３４をケーシング分割体１８ａと共にハウジング１７に取り付ける。また、事前に新しい水ノズル３１を取り付けた７個の新しい水室２３を有するケーシング分割体１８ａを、古いものと交換することもできる。
このように、エプロンはケーシングと一体的にねじ締結により連結され、更に、ハウジングに複数のねじにより取り外し可能に取り付けられているので、エプロンをケーシングと共に取り外すことによって、ケーシングにねじ締結された水ノズルの保守（交換や取り替え）が極めて簡単に行なえる。
【００３１】
続いて、図２に示す本発明の第２の実施の形態に係る鋼板の冷却設備の上側スプレーユニット６０について説明する。この上側スプレーユニット６０は、前記した本発明の第１の実施の形態に係る鋼板の冷却設備１０の上側スプレーユニット１４の流量調整弁の構成のみが異なるため、同一の部材には同一の番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００３２】
図５及び図６に示すように、回転型の流量調整弁６１は、従来公知のボール状となった弁体（ボール）６２を有し、この弁体６２が、ハウジング１７の上部に設けられた水供給口１６に連通する冷却水管６３と、給水用ヘッダー管３８から分岐された各給水管６４との接続部分に設けられている。
弁体６２には、弁体６２を回動可能に回転させる駆動軸６５が接続され、この駆動軸６５には、正面視して卵形状となった回転カム６６が接続されている。なお、駆動軸６５は、回転カム６６の偏心位置（拡幅側）に設けられているので、自由状態では回転カム６６の縮幅した部分が下方に位置して、流量調整弁６１が全閉状態（０％）となっている。
【００３３】
図６に示すように、回転カム６６は、板幅方向に沿って移動するストライカー６７により回動し、全開状態から全閉状態に調整できるようになっている。ストライカー６７の上側には、回転カム６６の上端部を除く周面６８が接触するようになっており、鋼板の板幅方向に水平部分が多段（図６では４段）に形成され、その高さ位置が調整されている。なお、ストライカー６７の高さ位置が最も低くなる部分の端部には、回転カム６６の回転角度を初期状態（全閉状態）に確実にリセットするための回転リセット部材６９が設けられている。
このように、ストライカー６７の高さ位置を多段に形成することで、流量調整弁６１の開度を調整でき、水量を複数段で変更できる。
【００３４】
図６に示すように、ストライカー６７を配置することにより、自由状態にある回転カム６６の周面６８の下端位置に、ストライカー６７の最下段の水平部７０が接する板幅方向外側の流量調整弁６１は全閉状態（開度０％）となり、二段目の水平部７１に接する流量調整弁６１は４０％開状態となり、三段目の水平部７２に接する流量調整弁６１は６０％開状態となり、最上段の水平部７３に接する板幅方向内側の流量調整弁６１は全開状態（開度１００％）となる。
【００３５】
従って、ストライカー６７が、図６で板幅方向の最も内側に配置されている流量調整弁６１のみに一段目の水平部７０が接触する状態から、図６に示す状態の位置まで、板幅方向の外側に移動する過程においては、最も内側に配置される流量調整弁６１は、二段目から最上段の各水平部７１〜７３によって順次回動されて全開状態となる。このとき、内側から２番目の流量調整弁６１が一段目から三段目の各水平部７０〜７２によって順次回動されて開度６０％状態となり、内側から３番目の流量調整弁６１が一段目及び二段目の水平部７０、７１によって回動されて開度４０％状態となる。
このように、ストライカー６７が、鋼板の板幅方向外側へ向かって移動すると共に、閉状態となっていた各流量調整弁６１を順次開状態にするので、鋼板の板幅に応じてストライカー６７を移動させることで、鋼板の板幅方向両端部の更に外側の給水を停止できる。
【００３６】
図５及び図６に示すように、ストライカー６７の下部には、ナット部材７４が取り付けられている。ナット部材７４に形成された雌ねじは、図示しない電動モーターにより駆動されるスクリュー軸７５に形成された雄ねじに螺合されている。
かかる構成によって、電動モーターの駆動により、スクリュー軸７５を回転することによって、ナット部材７４を介してストライカー６７を板幅方向に進退することができる。
このように、回転型の流量調整弁６１を使用することで、鋼板外部の送水を停止して、送水電力を削減し、省エネを図ることができる。なお、ストライカーの構造を変えることで、前記した直動型の流量調整弁４１を使用した場合と同様の注水制御を行うことも可能である。
【００３７】
なお、前記した上側スプレーユニット１４の代わりに、図７に示すように、他の上側スプレーユニット７６を使用することもできる。この上側スプレーユニット７６は、水３２とエア７７とを組み合わせて鋼板１３を冷却するものである。なお、前記した上側スプレーユニット１４と同様の機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００３８】
上側スプレーユニット７６は、エア供給口７８及び水供給口７９を備えた箱型のハウジング８０と、ハウジング８０内に取り外し可能に収納されるケーシング８１とを備えている。
このハウジング８０は、鋼板１３の搬送方向に平行に間隔をあけ、対向して垂直に配置された対となる矩形状の垂直板８２、８３と、垂直板８２、８３の上下方向の中間位置をボルト２１を介して取り外し可能に固定された矩形状の水平板８４とを有している。
【００３９】
ケーシング８１には、エア供給口７８に連通して鋼板１３の板幅方向に複数に分割された空気室８５が上段に、水供給口７９に連通して鋼板１３の板幅方向に複数に分割された水室８６が下段に配置され、空気室８５と水室８６とが上下２段に形成されている。なお、空気室８５と水室８６とは、一対一で対応する必要はなく、例えば、１個の空気室８５に複数の水室８６を対応させることができる。ここで、ケーシング８１の天井部８７が、ハウジング８０の水平板８４の下面８８に当接配置されている。
この各水室８６は、その天井部８９、両側部９０、９１、及び底部９２の各内面に接する矩形状の仕切り板９３を、板幅方向に所定の間隔をあけて設けることで形成されている。なお、仕切り板９３は、天井部８９に図示しないボルトを介して取り外し可能に取り付けられている。
ここで、空気室８５も、水室８６と同様に、その内部に仕切り板を配置し、鋼板１３の板幅方向に複数に分割して形成されている。
【００４０】
ケーシング８１の天井部８７、即ち各空気室８５の天井部には、ハウジング８０の水平板８４に設けられたエア供給口７８に連通するエア連通管９４の下流側端部が接続され、各水室８６の天井部８９には、ハウジング８０の水平板８４に設けられた水供給口７９に連通する水連通管９５の下流側端部が接続されている。なお、エア連通管９４の上流側端部はエア源である例えばコンプレッサーに接続され、水連通管９５の上流側端部は水源である例えば給水ポンプに接続されている。
ここで、各水連通管９５は、空気室８５の天井部及び水室８６の天井部８９を貫通して設けられている。なお、水連通管９５の上流側には、前記した直動型の流量調整弁４１又は回転型の流量調整弁６１が接続され、この流量調整弁４１、６１が給水管４０、６４を介して給水用ヘッダー管３８に接続されている。
また、エア連通管９４は、図示しないエア用ヘッダー管に接続されている。
【００４１】
空気室８５及び水室８６には、複数の気水ノズル９７がそれぞれ隙間を有して設けられている。
各気水ノズル９７は、その上端部に空気室８５に連通するエア供給孔９８が形成され、その中間位置に水室８６に連通する水供給孔９９が形成され、空気室８５及び水室８６に直接連結可能な構成となっている。なお、気水ノズル９７の上部は、各水室８６の天井部８９に図示しないＯリングを介して取付けられ、シールされている。
かかる構成によって、各水室８６に供給された水３２は、気水ノズル９７の水供給孔９９を経て、空気室８５から供給されるエア７７と共に、気水ノズル９７内にて、撹拌されながら混合され、微細な気液混合の冷却媒体（気水）１００が製造される。そして、この冷却媒体１００は、気水ノズル９７の先端の噴出口から鋼板１３に吹き付けられるため、気水ノズル９７は前記した水ノズル３１よりも大きな（約２倍の）冷却能力を発揮することができる。
【００４２】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の鋼板の冷却設備及び鋼板の冷却方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、上側スプレーユニットに流量調整弁を設けた場合について説明したが、更に下側スプレーユニットに流量調整弁を設けることも、また下側スプレーユニットのみに流量調整弁を設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鋼板の冷却設備に使用する上側スプレーユニットの模式的な説明図である。
【図２】同鋼板の冷却設備の模式的な側面図である。
【図３】同鋼板の冷却設備に使用する上側スプレーユニットの要部拡大図である。
【図４】同上側スプレーユニットの流量調整弁の作動状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る鋼板の冷却設備に使用する上側スプレーユニットの要部拡大図である。
【図６】同上側スプレーユニットの流量調整弁の作動状態を示す説明図である。
【図７】変形例に係る上側スプレーユニットの要部拡大図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：鋼板の冷却設備、１１：下水切りロール、１２：上水切りロール、１３：鋼板、１４：上側スプレーユニット、１５：下側スプレーユニット、１６：水供給口、１７：ハウジング、１８：ケーシング、１８ａ：ケーシング分割体、１９、２０：垂直板、２１：ボルト、２２：水平板、２３：水室、２４：天井部、２５：冷却水管、２６：下面、２７、２８：側部、２９：底部、３０：仕切り板、３１：水ノズル、３２：水、３３：供給口、３４：エプロン、３５、３６：ねじ、３７：開口部、３８：給水用ヘッダー管、３９、４０：給水管、４１：流量調整弁、４２：流路、４３：上面、４４：バルブブロック、４５：プランジャー、４６：給水路、４７：ブラケット、４８：コイルバネ、４９、５０：ストライカー、５１：球面、５２：大傾斜面、５３：上水平面、５４：上小傾斜面、５５：下水平面、５６：下小傾斜面、５７：取付ブラケット、５８：ナット部材、５９：スクリュー軸、６０：上側スプレーユニット、６１：流量調整弁、６２：弁体、６３：冷却水管、６４：給水管、６５：駆動軸、６６：回転カム、６７：ストライカー、６８：周面、６９：回転リセット部材、７０〜７３：水平部、７４：ナット部材、７５：スクリュー軸、７６：上側スプレーユニット、７７：エア、７８：エア供給口、７９：水供給口、８０：ハウジング、８１：ケーシング、８２、８３：垂直板、８４：水平板、８５：空気室、８６：水室、８７：天井部、８８：下面、８９：天井部、９０、９１：側部、９２：底部、９３：仕切り板、９４：エア連通管、９５：水連通管、９７：気水ノズル、９８：エア供給孔、９９：水供給孔、１００：冷却媒体
【図１】
2006212688.tif 000003
【図２】
2006212688.tif 000004
【図３】
2006212688.tif 000005
【図４】
2006212688.tif 000006
【図５】
2006212688.tif 000007
【図６】
2006212688.tif 000008
【図７】
2006212688.tif 000009