(57)【要約】      （修正有）【課題】制御圧延に先立って行う冷却中にシートバーの表層が相変態温度を下回ることを防止しつつ、制御圧延開始までに要する時間を低減して能率よく熱延鋼帯の製造方法の提供。【解決手段】少なくとも１つの可逆式圧延機３１と、可逆式圧延機の上流側または下流側に配置され、水量密度が１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の緩冷却装置４２及び水量密度が１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の急冷却装置４１からなる冷却装置４３とを備え、冷却装置からみて可逆式圧延機の反対側と、可逆式圧延機及び冷却装置相互間と、可逆式圧延機からみて冷却装置の反対側とのうちの少なくとも１箇所に被圧延材１０の表面温度を実測する温度計４５，４６を設置し、温度計により冷却直前の被圧延材の表面温度を実測し、被圧延材の実測表面温度に基づき、冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する方法。【選択図】図１
2018001211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１機の可逆式圧延機を含む複数の粗圧延機からなる粗圧延群と、前記可逆式圧延機の上流側または下流側に配置された冷却装置とを備え、前記冷却装置が、圧延方向で互いに隣り合って配置された、１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の水量密度で被圧延材を緩冷却する緩冷却装置と１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の水量密度で被圧延材を急冷却する急冷却装置とからなる、熱延鋼帯の製造設備を用い、被圧延材を前記可逆式圧延機の圧延パスに関連して前記緩冷却装置により緩冷却した後に、被圧延材を前記可逆式圧延機の圧延パスに関連して前記急冷却装置により急冷却する、熱延鋼帯の製造方法であって、
被圧延材の表面温度を測定する温度計を、前記冷却装置からみて前記可逆式圧延機の反対側と、前記可逆式圧延機および前記冷却装置相互間と、前記可逆式圧延機からみて前記冷却装置の反対側とのうちの少なくとも１箇所に設置し、
前記温度計により前記冷却装置による冷却直前の被圧延材の表面温度を実測し、
前記温度計による測定で得られた被圧延材の実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項２】
被圧延材の表面温度が、被圧延材の表層の相変態に関連した所定の基準温度以上に維持されるように、被圧延材の前記実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する、請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【請求項３】
前記実測表面温度によりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する、請求項１または２に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【請求項４】
前記被圧延材の搬送速度の修正量が所定量以上の場合に、前記被圧延材の搬送速度の修正に加えて、前記使用する噴射ヘッダー数の修正を行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【請求項５】
前記使用する噴射ヘッダー数の修正数がどの程度の前記搬送速度の修正量に相当するかの換算表をあらかじめ作成しておき、この換算表に基づき、前記搬送速度の修正量が前記所定量未満となるよう、使用する噴射ヘッダー数の修正数を決定する、請求項４に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【請求項６】
少なくとも１機の可逆式圧延機を含む複数の粗圧延機からなる粗圧延群と、前記可逆式圧延機の上流側または下流側に配置された冷却装置と備え、前記冷却装置が、圧延方向で互いに隣り合って配置された１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の水量密度で被圧延材を緩冷却する緩冷却装置と１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の水量密度で被圧延材を急冷却する急冷却装置とからなる熱延鋼帯の製造設備であって、
前記冷却装置からみて前記可逆式圧延機の反対側と、前記可逆式圧延機および前記冷却装置相互間と、前記可逆式圧延機からみて前記冷却装置の反対側とのうちの少なくとも１箇所に設置された、被圧延材の表面温度を実測する温度計と、
前記温度計による測定で得られた被圧延材の実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する修正手段と、を備えることを特徴とする熱延鋼帯の製造設備。
【請求項７】
前記修正手段は、被圧延材の表面温度が、被圧延材の相変態に関連した所定の基準温度以上に維持されるように、被圧延材の前記実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する、請求項６に記載の熱延鋼帯の製造設備。
【請求項８】
前記修正手段は、前記実測表面温度によりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する、請求項６または７に記載の熱延鋼帯の製造設備。
【請求項９】
前記修正手段は、前記被圧延材の搬送速度の修正量が所定量以上の場合に、前記被圧延材の搬送速度の修正に加えて、前記使用する噴射ヘッダー数の修正を行う、請求項６〜８のいずれか一項に記載の熱延鋼帯の製造設備。
【請求項１０】
前記修正手段は、あらかじめ作成された、前記使用する噴射ヘッダー数の修正数がどの程度の前記搬送速度の修正量に相当するかの換算表に基づき、前記搬送速度の修正量が前記所定量未満となるよう、使用する噴射ヘッダー数の修正数を決定する、請求項９に記載の熱延鋼帯の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に１２ｍｍ以上の厚みを持ち、且つ高靭性が要求される熱延鋼帯の製造において、粗圧延時に冷却装置によりシートバーの冷却を行う熱延鋼帯の製造方法および熱延鋼帯の製造設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１１には一般的な熱延工程が示されており、この圧延工程では、まず連続加熱炉1により１２００℃程度まで加熱された被圧延材（スラブ）をサイジングプレス２により板幅方向に鍛造することで板幅を調整し、次いでこの被圧延材を粗圧延機群３により圧延して厚み３０〜５０ｍｍのシートバー１０とし、続いてこのシートバー１０を連続圧延可能な６〜７スタンドの仕上げ圧延機群６により１．２〜２５ｍｍまで圧延して圧延鋼帯とし、次いでランアウトテーブル７により冷却してコイラー８で巻き取る。
【０００３】
熱延鋼板のうち、ラインパイプに代表される構造用鋼板は８〜２５ｍｍの厚みを有し、特に寒冷地向けラインパイプ素材のように強度と靭性が重視されるものは、圧延工程において制御圧延（Controlled-Rollｉng；CR）が実施されることが多い。制御圧延とは、鋼の結晶粒の成長速度が遅い低温条件下で圧延することで、結晶組織を微細化し靭性を向上させる技術である。制御圧延を開始する温度（制御圧延開始温度）は、ＮｂやＶなどの添加元素により異なるが、おおよそ９５０℃以下であり、制御圧延開始時の板厚から製品厚みになるまで少なくとも６０％程度の圧下率で圧延を行う。例えば、圧下率６０％で制御圧延を行う場合、製品厚みが２５ｍｍとすると、制御圧延開始時の厚みは６３ｍｍであり、粗圧延機群３では、厚み例えば２５０ｍｍのスラブから厚み６３ｍｍのシートバーとなるまで圧延を行う必要がある。
【０００４】
そのために、まず粗圧延機群３で粗圧延終了までにシートバー１０の厚みが所定の制御圧延開始板厚となるよう粗圧延を行い、次いでシートバー１０の中心温度が９５０℃以下となるまで仕上げ圧延機群６の前でシートバー１０を空冷待機させ、その後仕上げ圧延機群６で圧延する手法がとられる。この際に、仕上げ圧延機群６の前でシートバー１０を待機させる時間は２００〜３００秒程度必要であるため、この間に次材を圧延することが出来ず圧延能率が大きく低下する。熱延鋼帯の製造ラインに関して、待機時間の問題を解決するための先行文献は少ないが、厚鋼板の製造ラインでは数多く検討されており、例えば以下のような技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、可逆式の粗圧延機の入側若しくは出側に１５〜３００℃／秒程度の冷却装置を設置し、粗圧延機の圧延パスのパス間で冷却を実施することにより、つまり制御圧延開始厚みよりも板厚みが厚い段階で上記冷却装置により被圧延材の水冷を実施することにより、制御圧延開始までに目標の制御圧延開始温度にする技術である。しかしこの技術は、冷却速度が高く且つ板厚みが大きい場合は、鋼材の表面と中心の温度差が大きくなり、水冷中にシートバーの表層がフェライト相変態温度（フェライト相変態が始まる温度）を下回る可能性がある。シートバーの表層が相変態温度を下回った場合、シートバーの表層においてオーステナイト組織からフェライト組織への相変態が起こり、この状態で圧延を行うと軟質であるフェライト粒界に歪みが集中して表層割れが発生する可能性がある。
【０００６】
特許文献２に記載の技術は、複数の被圧延材を同時に圧延する手法に関するものであり、制御圧延前の厚みまで圧延が完了した後に、被圧延材を一旦圧延機から遠方の搬送テーブル上で待機させておき、その間に次材の圧延を実施することで、圧延機のアイドリング時間を極小化する技術である。しかし本技術は、制御圧延開始までの空冷による待機時間と圧延時間がほぼ一致しているときには能率向上効果が大きいものの、大きく異なる場合は圧延能率があまり上がらないという問題がある。
【０００７】
特許文献３には、制御圧延前の圧延が完了した鋼板を、次の被圧延材が通過できる高さに持ち上げて待機状態に保持する片持ちフォーク状のアームを有する昇降装置が開示されている。シートバーの厚みが十分厚く、且つ待機させるシートバーの待機時間が通過させるシートバーの圧延時間と一致している時には非常に有用な技術である。一方、熱延鋼帯では、厚鋼板と比較してスラブの重量が２０〜３０トンと大きく、またシートバーの長さが例えば２０ｍを超えるなど極めて長くなることから、大規模な昇降装置が必要になる。また、昇降装置のアームとシートバーが長時間接するため、その接触部の温度が低くなるという問題もある。さらに、待機装置を用いて次材を追い越して圧延を行うことができることが示唆されているが、冷却待ちを要する制御圧延材が含まれている場合に、どのように圧延を行えば、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができるかについては示されていない。
【０００８】
特許文献４には、上記文献の弱点を補強するために、特許文献３の昇降装置に加えて、圧延機の前後に水冷装置を設置することが開示されている。しかし本文献にも、特許文献３と同様、様々なサイズおよび温度条件のシートバーに対してどのように圧延を行えば、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができるかについては示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１４３４５９号公報
【特許文献２】特許４７２０２５０号公報
【特許文献３】特開平４−２７４８１４号公報
【特許文献４】特許４９４６５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明者らが、熱延鋼帯の製造ラインに関して、上記の問題を解決するため鋭意研究を行った結果、粗圧延機群の複数の圧延機のうち少なくとも１機を可逆式圧延機とすると共に、この可逆式圧延機の上流側または下流側に、圧延方向に互いに隣り合って配置された水量密度１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の急冷却装置と水量密度１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の緩冷却装置とからなる冷却装置を設け、可逆圧延機の圧延パスに関連して、シートバーの板厚が比較的大きい圧延パスでは緩冷却装置による緩冷却を行い、シートバーの板厚が比較的小さい圧延パスでは急冷却装置による急冷却を行うことで、シートバーの表層が相変態温度（例えば６００℃）を下回ることを防止しつつ、制御圧延開始までに要する時間を低減して能率よく熱延鋼帯を製造することに成功した。
【００１１】
ところで、粗圧延工程には、シートバーの表層の酸化スケールを除去するために１５ＭＰａ以上の高圧水をシートバー上面に噴射するデスケーリング工程や、冷却水の吹き付けにより平均温度約６０〜８０℃に調整されたロールによる圧延工程、さらに上述したような冷却装置を用いた冷却工程も含まれるが、いずれの工程でもシートバーは表層から抜熱され、シートバーの表面温度は板厚方向の中心部より低くなる。板厚方向の温度勾配が生じると鋼板内部の伝熱作用により、一定時間経過すれば板厚方向の温度勾配は緩和される。この現象を復熱という。復熱には、粗圧延工程のシートバーの厚みにおいて３０秒〜６０秒程の時間を要するため、圧延能率の観点から、シートバーの表層の温度が回復するまでシートバーを待機させることは一般的に行われず、表層温度が低下したままの状態で粗圧延工程は継続される。
【００１２】
一方、上記冷却装置を設置する目的は、シートバーの中心温度が圧延開示温度まで低下する時間を短縮することで圧延能率を向上させることであり、このために設備能力を最大活用できる条件は、表面温度を相変態温度（例えば６００℃）以上に保持するという制約下で最大の温度降下量が得られる条件となる。この条件を得るために、熱伝導方程式を差分近似した数値計算を解く差分法が用いられる。この際、シートバーからの熱損失として、デスケーリング処理や冷却装置による水冷、搬送期間中の空冷、圧延ロールとの接触等による種々の熱損失を考慮し、シートバーの板厚方向の断面温度分布を算出する。水冷による熱損失に関しては、水量密度とともにシートバー表面上の冷却水の噴射領域が大きく影響する。噴射領域は、冷却水用のヘッダーやノズルの設備上の配置により決まり、上記数値計算にも反映される。この数値計算により冷却中のシートバーの表面温度を予想し、相変態温度を下回らない範囲で冷却条件を調整する。シートバーを冷却装置に通過させながら冷却する場合、シートバーの搬送速度がセットアップ時の設定項目となる。
【００１３】
しかしながら、実施の圧延ラインでは、上記数値計算には反映されない、シートバー表面温度の低下を誘発する不確定因子が存在する。例えば、デスケーリング処理中の水の飛散防止のために遮蔽板が用いられるが、種々の事情により漏洩水が発生することがあり、このような場合、漏洩水がデスケーリング設備の前後領域でシートバーの上面に滞留し、表面温度を低下させる原因となる。また、通常、圧延ロール用の冷却装置には、圧延ロールに吹き付ける冷却水がシートバーの表面に乗らないようにロール水切り装置が設けられるが、冷却水の一部が漏出することもある。また、前材（先に圧延されたシートバー）との間隔が狭くなると、シートバー同士の衝突を防ぐためにテーブル上で次材（前材に続いて圧延されるシートバー）をオシレーションさせながら待機させることもある。
【００１４】
図１２（ａ）は、一例として、可逆式圧延機３１による圧延に際してデスケーリング処理を行った際に、シートバー１０の上面に飛散水が滞留する様子を示した模式図であり、（ｂ）は、そのときのシートバー１０の表面温度を可逆式圧延機３１の上流側に設置した放射温度計３５で測定した結果を経過時間とともに示したグラフである。図中、（ｉ）はシートバー１０を上流側へ搬送し放射温度計３５に到達した時点を示し、（ｉｉ）は反転のためシートバー１０の搬送を一時的に停止した時点を示し、（ｉｉｉ）はシートバー１０を下流側へ搬送した後にその先端部がデスケーリング装置の、上流側のスプレーヘッダー３６に到達した時点を示し、（ｉｖ）はシートバー１０の尾端部が放射温度計３５から外れた時点を示している。なお、デスケーリング装置は、上下で対をなし、可逆式圧延機３１の前後にそれぞれ隣接配置された２対のスプレーヘッダー３６，３７からなり、各スプレーヘッダー３６，３７からはシートバー１０表層に生成されたスケールを除去するために高圧水が噴射される。前後のスプレーヘッダー３６，３７は、圧延方向に応じて交互に噴射を行う。また、高圧水の噴射は、シートバー１０が圧延機に噛み込まれる前に開始される。
【００１５】
図１２（ｂ）のグラフによれば、圧延機３１を出た直後のシートバー１０の表面温度は、シートバー１０の先端が放射温度計３５を通過して３０〜４０秒後の温度より約１００℃低いことが分かる。また、リバース圧延を開始すると、デスケーリング装置のスプレーヘッダー３６，３７からの飛散水およびシートバー１０上面の乗り水の影響を受け、表面温度が約４２℃低下しており、不安定であることが分かる。このため、冷却装置により当初のセットアップ計算に基づく設定どおりに、シートバー１０の表面温度が相変態温度を下回らないように冷却を行っても、シートバー１０の表面温度が想定よりも低くなり、製造された熱延鋼帯の表層に相変態に起因する割れが発生する可能性がある。
【００１６】
それ故本発明の課題は、制御圧延に先立って行う冷却中にシートバーの表層が相変態温度を下回ることを確実に防止しつつ、制御圧延開始までに要する時間を低減して能率よく熱延鋼帯を製造することができる熱延鋼帯の製造方法および熱延鋼帯の製造設備を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を有利に解決する本発明の熱延鋼帯の製造方法は、少なくとも１機の可逆式圧延機を含む複数の粗圧延機からなる粗圧延群と、前記可逆式圧延機の上流側または下流側に配置された冷却装置とを備え、前記冷却装置が、圧延方向で互いに隣り合って配置された、１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の水量密度で被圧延材を緩冷却する緩冷却装置と１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の水量密度で被圧延材を急冷却する急冷却装置とからなる、熱延鋼帯の製造設備を用い、被圧延材を前記可逆式圧延機の圧延パスに関連して前記緩冷却装置により緩冷却した後に、被圧延材を前記可逆式圧延機の圧延パスに関連して前記急冷却装置により急冷却する、熱延鋼帯の製造方法であって、
被圧延材の表面温度を測定する温度計を、前記冷却装置からみて前記可逆式圧延機の反対側と、前記可逆式圧延機および前記冷却装置相互間と、前記可逆式圧延機からみて前記冷却装置の反対側とのうちの少なくとも１箇所に設置し、
前記温度計により前記冷却装置による冷却直前の被圧延材の表面温度を実測し、
前記温度計による測定で得られた被圧延材の実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正することを特徴とするものである。
【００１８】
なお、本発明の熱延鋼帯の製造方法にあっては、被圧延材の表面温度が、被圧延材の表層の相変態に関連した所定の基準温度以上に維持されるように、被圧延材の前記実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の熱延鋼帯の製造方法にあっては、前記実測表面温度によりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正することが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明の熱延鋼帯の製造方法にあっては、前記被圧延材の搬送速度の修正量が所定量以上の場合に、前記被圧延材の搬送速度の修正に加えて、前記使用する噴射ヘッダー数の修正を行うことが好ましい。
【００２１】
しかも、本発明の熱延鋼帯の製造方法にあっては、前記使用する噴射ヘッダー数の修正数がどの程度の前記搬送速度の修正量に相当するかの換算表をあらかじめ作成しておき、この換算表に基づき、前記搬送速度の修正量が前記所定量未満となるよう、使用する噴射ヘッダー数の修正数を決定することが好ましい。
【００２２】
また、前記課題を有利に解決する本発明の熱延鋼帯の製造設備は、少なくとも１機の可逆式圧延機を含む複数の粗圧延機からなる粗圧延群と、前記可逆式圧延機の上流側または下流側に配置された冷却装置と備え、前記冷却装置が、圧延方向で互いに隣り合って配置された１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の水量密度で被圧延材を緩冷却する緩冷却装置と１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の水量密度で被圧延材を急冷却する急冷却装置とからなる熱延鋼帯の製造設備であって、
前記冷却装置からみて前記可逆式圧延機の反対側と、前記可逆式圧延機および前記冷却装置相互間と、前記可逆式圧延機からみて前記冷却装置の反対側とのうちの少なくとも１箇所に設置された、被圧延材の表面温度を実測する温度計と、
前記温度計による測定で得られた被圧延材の実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する修正手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００２３】
なお、本発明の熱延鋼帯の製造設備にあっては、前記修正手段は、被圧延材の表面温度が、被圧延材の相変態に関連した所定の基準温度以上に維持されるように、被圧延材の前記実測表面温度に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正することが好ましい。
【００２４】
また、本発明の熱延鋼帯の製造設備にあっては、前記修正手段は、前記実測表面温度によりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、前記冷却装置に通過させる際の被圧延材の搬送速度と前記冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正することが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明の熱延鋼帯の製造設備にあっては、前記修正手段は、前記被圧延材の搬送速度の修正量が所定量以上の場合に、前記被圧延材の搬送速度の修正に加えて、前記使用する噴射ヘッダー数の修正を行うことが好ましい。
【００２６】
しかも、本発明の熱延鋼帯の製造設備にあっては、前記修正手段は、あらかじめ作成された、前記使用する噴射ヘッダー数の修正数がどの程度の前記搬送速度の修正量に相当するかの換算表に基づき、前記搬送速度の修正量が前記所定量未満となるよう、使用する噴射ヘッダー数の修正数を決定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の熱延鋼帯の製造方法および熱延鋼帯の製造設備によれば、被圧延材が冷却装置に進入する前に、被圧延材の表面温度を実測し、その測定結果（実測表面温度）に基づき冷却装置に通過させる被圧延材の搬送速度と冷却装置における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正するようにしたので、例えば冷却装置に進入する被圧延材の表面温度が想定よりも低い場合には、被圧延材の搬送速度を増大させたり使用する噴射ヘッダー数を減少させたりすることで冷却速度を緩やかにして冷却中に被圧延材の表面温度が相変態温度を下回ることを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の熱延鋼帯の製造方法の一実施形態を実施する、本発明の熱延鋼帯の製造設備の一実施形態を模式的に示す構成図であり、（ａ）はシートバーの圧延と冷却装置による水冷を同時に実施する様子を示し、（ｂ）はシートバーを反転させて圧延と水冷を同時に行う様子を示すものである。
【図２】板厚み４０ｍｍのシートバーを様々な冷却水量密度で冷却したときのシートバー表面の温度履歴を示すグラフである。
【図３】板厚み４０ｍｍのシートバーを様々な冷却水量密度で冷却したときのシートバーの断面平均温度を示すグラフである。
【図４】初期の表面温度が１０００℃の様々な板厚のシートバーについて、冷却水量密度とシートバーの表面温度が６００℃となるまで冷却したときの断面平均の限界温度降下量との関係を示すグラフである。
【図５】初期の表面温度が１０００℃の様々な板厚のシートバーについて、冷却水量密度とシートバーの断面平均の冷却速度との関係を示すグラフである。
【図６】温度計の他の配置例を示す、本発明の熱延鋼帯の製造設備の他の実施形態を示す構成図である。
【図７】（ａ）はセットアップ計算によりシートバーの表面温度が６００℃となるまで冷却するよう搬送速度を決定したときのシートバーの温度経過のシミュレーション結果を示し、（ｂ）は、設備状況の変化等に起因してシートバーの表面温度が１００℃低下した場合を想定して、シートバーの温度経過をシミュレーションしたときの結果を示し、（ｃ）は、シートバーの表面温度の低下を考慮し、シートバーの搬送速度を５０％高く修正して、シートバーの温度経過をシミュレーションしたときの結果を示すものである。
【図８】冷却装置の水量密度を５００〜３０００Ｌ／ｍｉｍ・ｍ２の範囲で変更したときの、冷却前のシートバーの表面温度の低下量と冷却中のシートバーの表面の最低温度との関係を示すグラフである。
【図９】シートバーの実測表面温度が予想した表面温度よりも低下している場合に、冷却装置に通過させるシートバーの搬送速度をどの程度修正すればよいかの一例を示すマップである。
【図１０】使用する噴射ヘッダー数の変更がどの程度のシートバーの搬送速度の修正量に相当するかの換算表であり、（ａ）は、一例として、全噴射ヘッダー数が１０本である緩冷却装置の換算表であり、（ｂ）は、一例として、全噴射ヘッダー数が６本である急冷却装置の換算表である。
【図１１】一般的な熱延鋼帯の製造設備を圧延パスと共に模式的に示す構成図である。
【図１２】（ａ）は、一例として、可逆式圧延機による圧延に際してデスケーリング処理を行った際に、シートバーの上面に飛散水が滞留する様子を示した模式図であり、（ｂ）は、そのときのシートバーの表面温度を可逆式圧延機の上流側に設置した放射温度計で測定した結果を経過時間と共に示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、一般的な熱延鋼帯の製造方法および製造設備を説明した後、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１１は、一般的な熱延鋼帯の製造設備を圧延パスとともに模式的に示す構成図である。
【００３０】
まず、一般的な熱延鋼帯の製造では、図１１に示すように、連続加熱炉1で例えば板厚み２６０ｍｍの被圧延材（スラブ）を１２５０℃に加熱し、その後、粗圧延機群３により所定の厚みのシート状の被圧延材であるシートバー１０とする。この際に、シートバー１０の板幅を調整するために、連続加熱炉１の出側に設置されているサイジングプレス２で、所定のサイズまで幅方向に圧下した後に、粗圧延機群３の圧延機に近接した位置に設置されているエッジャー４で同じく幅方向に圧下する。次いで、クロップシャー５によりシートバー１０の先端および尾端を切断した後に、そのシートバー１０を仕上げ圧延機群６で所定の厚み(例えば２０ｍｍ)まで仕上げ圧延して熱延鋼帯とし、その後、ランアウトテーブル７にて所定の温度まで冷却した後に、コイラー８で巻き取る。
【００３１】
図示例では粗圧延機群３は２機の粗圧延機から構成されており、粗圧延機群３のうち上流側(加熱炉側)には、リバース圧延可能な可逆式圧延機３１、下流側には下流側への搬送方向のみの圧延が可能な非可逆式圧延機３２が配置されている。この粗圧延機群３により、例えば、可逆式圧延機３１で５〜１１パス程度圧延した後に、非可逆式圧延機３２で１パスのみ圧延をする。
【００３２】
従来、所定の制御圧延開始厚みまで圧延されたシートバー１０は、所定の制御圧延開始温度に下がるまで粗圧延機群３と仕上げ圧延機群６の間でオシレーション待機される。シートバー１０の表面温度は放射温度計３３で測定し、シートバー１０の表面温度が所定の制御圧延開始温度にまで下がったことを確認した後、仕上げ圧延機群６に送り制御圧延を実施する。この際、空冷により１５０〜２５０℃程度温度を低下させるため、６０〜３００秒程度待機させる必要がある。この間、仕上げ圧延機群６では圧延を行うことができないため圧延能率の低下につながる。また、このときのシートバー１０の厚みを例えば５０ｍｍとすると、シートバー１０の長さは５０ｍ程度と極めて長いため、上記先行文献３や４に開示されるような、シートバーを持ち上げる昇降装置等の機構を導入するのは現実的ではない。
【００３３】
そこで、本発明の実施形態では、図１に示すように、粗圧延機群３の可逆式圧延機３１の上流側または下流側（図示例では下流側）に、水量密度１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上でシートバー１０を冷却する急冷却装置４１と水量密度１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満でシートバー１０を冷却する緩冷却装置４２とを有する冷却装置４３を設けて、粗圧延機群３内で圧延に加えて冷却を実施する構成を採用している。これにより、粗圧延機群３での圧延が完了した時点でシートバー１０の温度を制御圧延開始温度と等しくなるように調整することができ、制御圧延温度待ち時間を大幅に短縮することができる。
【００３４】
急冷却装置４１および緩冷却装置４２は圧延方向で互いに隣り合って配置される。「隣り合って配置される」とは、急冷却装置４１と緩冷却装置４２とがその相互間に粗圧延機を介さず圧延方向に直接隣り合って配置されることを意味する。
【００３５】
急冷却装置４１および緩冷却装置４２によるシートバー１０の冷却順序としては、まず緩冷却装置４２によりシートバー１０を緩冷却し、該緩冷却が完了した後に急冷却装置４１によりシートバー１０を急冷却することが肝要である。具体的には、可逆式圧延機３１で繰り返し圧延されていくシートバー１０の厚みに応じて急冷却装置４１と緩冷却装置４２を使い分ける。つまりシートバー１０の厚みが比較的厚い圧延初期では、可逆式圧延機３１の圧延パスに関連して、緩冷却装置４２による緩冷却を行い、シートバー１０の厚みが比較的薄い圧延後期では、可逆式圧延機３１の圧延パスに関連して、急冷却装置４１による急冷却を行う。このような冷却を行う理由は次の通りである。
【００３６】
図２に一例として板厚み４０ｍｍのシートバー１０を様々な冷却水量密度で冷却したときの表面の温度履歴を示す。図中、急激に温度が低下している時間領域は水冷を実施したことを示しており、下限温度を経て温度が上昇している時間領域は水冷を停止し放冷（空冷）を実施したことを示している。この図から冷却水の水量密度が多くなるに連れて表面の冷却速度(温度の時間勾配)は早くなることが分かる。一方、シートバー１０の温度が相変態に関連した所定の基準温度（以下、相変態温度と称す）である６００℃を下回ると、相変態が起こりオーステナイト組織からフェライト組織に変化する。このような状態で制御圧延を行った場合、表面延性が低下しフェライト粒界からの割れが発生するリスクがある。そのため、水冷中のシートバー１０の最表層の温度は６００℃以上に保持することが好ましい。図２に示す例ではそのような観点から、シートバー１０の表面温度が下限温度の６００℃となったところで水冷を停止している。図３は、そのときのシートバー１０の断面平均温度を示す。同じく図中の急激に温度が低下している時間領域は水冷を実施したことを示す。冷却水の水量密度が高いとシートバー１０の断面平均温度の時間勾配、つまり冷却速度は急峻になるものの、表面温度を６００℃以上に保持しフェライト粒界からの割れを防止する観点から冷却水の供給を途中で停止しているため、冷却水の水量密度が高いほど冷却終了時の温度も高くなる。そのため、冷却水の水量密度を小さくするほど、冷却速度は遅いものの、１回で冷却可能な温度降下量を大きくすることができることが分かる。
【００３７】
図４には初期の表面温度が１０００℃の様々な板厚のシートバー１０について、冷却水量密度と表面温度が６００℃となるまで冷却をしたときの断面平均の温度降下量との関係を示す。先に説明したように、表面温度を６００℃以上に保持するという制約条件があることで、板厚みが大きくなるほど、また冷却水の水量密度が大きくなるほど１回の水冷による冷却温度降下量は小さくなる。以後、表面温度６００℃の制約から1回の冷却で降下させることができる温度を限界温度降下量と呼ぶ。
【００３８】
図５には初期の表面温度が１０００℃の様々な板厚のシートバー１０について、冷却水の水量密度とシートバー１０の冷却速度の断面平均との関係を示す。冷却水の水量密度が大きいほど冷却速度は速い。そのため、先の制約を併せて考えると、限界温度降下量以下の冷却を実施する場合は、冷却水の水量密度を高くするほうが短い時間で温度を降下させることが出来るため、圧延時間の短縮には有利となる。
【００３９】
ここで実際の圧延工程を考えると、２２０〜２６０ｍｍ程度の厚みを持つスラブを４５ｍｍ程度まで１０パス前後で圧延する。圧延初期では板厚みが大きく限界温度降下量が小さくなる傾向にあるため、１パスあたりの表面の下限温度の点から限界温度降下量が大きい緩冷却が有利である。圧延後期の板厚みが小さくなった条件では、限界温度降下量を大きくとることができるので、冷却速度を高めて短い時間で水冷する急冷却のほうが有利になる。また、板厚みが小さいほうが限界温度降下量が大きいことから、複数の粗圧延機が設けられている場合は、最も小さい板厚みに対応した最下流の可逆式圧延機３１の上流側若しくは下流側において冷却を実施するのが好適である。
【００４０】
また、図４から分かるように、板厚みが比較的大きい８０ｍｍおよび１２０ｍｍの場合では、冷却水の水量密度が１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２を境に、低水量密度では限界温度降下量が大きくなる。そのため、シートバー１０の表面のフェライト割れを防止する観点から、板厚み８０ｍｍ以上では冷却水の水量密度を１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満とすることで大きな限界温度降下量を確保することができる。
【００４１】
このような理由から、本発明の実施形態では制御圧延に望ましい所定温度（制御圧延開始温度）までの冷却を複数パスに分散させ、１パスで２０〜３０℃程度の冷却を実施し、その際、板厚みが比較的大きい、特に板厚みが８０ｍｍ以上である圧延初期には、水量密度が１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満である緩冷却装置４２で緩冷却を実施し、板厚みが比較的小さい、特に板厚みが８０ｍｍ未満となる圧延後期には、水量密度が１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の急冷却装置４１で急冷却を実施する構成とている。
【００４２】
なお、緩冷却装置４２では、冷却水の水量密度を下げるほど１パスあたりの水冷による温度降下量は大きくなるが、冷却速度は遅くなるため、能率を向上させる効果が小さくなる。そこで、緩冷却装置４２の冷却水量は２００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上とするのが好ましい。一方、急冷却装置４１では、冷却水量密度を大きくするほど1パスあたりの水冷による温度降下量は小さくなるが、冷却速度は速くなる。そのため、1パスあたりの限界冷却能力があまり変わらない範囲では、冷却水量増大に伴う設備コストの上昇もあるため、冷却水の水量密度を６０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以下とするのが好ましい。
【００４３】
各冷却装置４１，４２は、複数の円管ノズルから構成される群噴流冷却、パイプラミナー、ミスト冷却、スプレー冷却などいかなる形式のものでもかまわないが、急冷却装置４１では冷却水量が多いためシートバー１０上に厚い滞留水が発生し易く、当該滞留水が噴射された冷却水の、鋼板表面への衝突を阻害する結果、安定した冷却が得られない可能性がある。そこで、急冷却装置４１には、液膜に対する貫通力の高い、円管ノズルを複数有する群噴流冷却装置を用いることが好ましい。一方、緩冷却装置４２では特に制限はなく、一般的に熱延鋼帯の冷却装置で使われているパイプラミナー方式やスプレー方式を用いることができる。
【００４４】
急冷却装置４１および緩冷却装置４２は、圧延方向でみて可逆式圧延機３１に対して近い位置に急冷却装置４１、遠い位置に緩冷却装置４２の順に配置するのが好ましい。本実施形態では、シートバー１０の厚みに応じて急冷却装置４１と緩冷却装置４２を使い分けると説明したが、シートバー１０は各圧延パスで圧下されることで板厚みが順次小さくなり、その分だけシートバー１０の長さは順次長くなる。つまり急冷却装置４１を使用する圧延後期では、シートバー１の長さは最も大きくなる。一般的な粗圧延機群のレイアウトは、設計仕様のパススケジュールに基づき、各粗圧延機の間隔が決まっている。そのため、シートバー１０を急冷却装置４１および緩冷却装置４２で通過冷却する際に、シートバー１０が長いとシートバー１０が急冷却装置４１および緩冷却装置４２から出た時点で隣接する粗圧延機まで到達して干渉する恐れがある。そこで、板厚みが小さく長いシートバー１０に対して冷却を行う急冷却装置４１は、可逆式圧延機３１に近い位置に設置するのが好ましい。
【００４５】
このように、可逆式圧延機３１の上流側または下流側において、まず緩冷却装置４２により１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２未満の水量密度でシートバー１０を緩冷却し、その後、シートバー１０を急冷却装置により１０００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２以上の水量密度で急冷却することで、シートバー１０の表層の温度が相変態温度を下回るのを防止しつつ、冷却に要する時間を短縮することができ、圧延能率を向上させることができる。
【００４６】
ところで、実際の圧延工程では、図１２を参照して説明したように、設備状況の変化やテーブル上での偶発的な材料待ち等に起因して、粗圧延開始前または粗圧延工程中にシートバー１０の温度が想定外に低下する場合がある。この場合、冷却装置４３により当初のセットアップ計算に基づく設定どおりに冷却を行うと、シートバー１０の表面温度が想定していた温度よりも低くなり、その結果シートバー１０の表層が相変態温度を下回る可能性がある。
【００４７】
そこで本実施形態では、図１に示すように、シートバー１０の表面温度を測定する温度計４５，４６を、冷却装置４３からみて可逆式圧延機３１の反対側（可逆式圧延機３１の上流側）と、可逆式圧延機３１からみて冷却装置４３の反対側（冷却装置４３の下流側）の２箇所に設置する。温度計４５，４６としては、測定対象表面の放射エネルギを検知する放射温度計を用いることが好ましい。図１（ａ）に示すように、可逆式圧延機３１と冷却装置４３との距離が、冷却を行う時点でのシートバー１０の長さよりも小さい場合は、可逆式圧延機３１で圧延しながら水冷を実施することになる。このような場合には、可逆式圧延機３１の上流側に設置されている温度計４５でシートバー１０の表面を測定（実測）する。「実測」とは、実際のシートバー１０から得られる情報に基づいてシートバー１０の表面温度を求めることを指す。そして、温度計４５による測定で得られたシートバー１０の表面温度（以下、実測表面温度と称す）が、セットアップ計算であらかじめ算出（予測）した同一時点、同一位置における表面温度（以下、計算表面温度と称す）よりも低い場合、実測表面温度を起点として、冷却後のシートバー１０の表面温度が相変態温度以上となるよう、再度セットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度と冷却装置４３における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する。
【００４８】
冷却装置４３に通過させて冷却したシートバー１０をリバース搬送し、再び冷却装置４３で冷却する場合は、図１（ｂ）に示すように、冷却直前のシートバー１０の表面温度は可逆式圧延機３１からみて冷却装置４３の反対側（冷却装置４３の下流側）に設置された温度計４６で測定する。シートバー１０の実測表面温度が、セットアップ計算であらかじめ算出した同一時点、同一位置における計算表面温度よりも低い場合、実測表面温度を起点として、冷却後のシートバー１０が相変態温度以上となるよう再度セットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度と冷却装置４３における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正する。
【００４９】
冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度を変更すると冷却装置４３で冷却される冷却時間を調整できる。また、冷却装置４３の急冷却装置４１および緩冷却装置４２はそれぞれ、所定ピッチで配列された複数の噴射ヘッダーを有しており、一部の噴射ヘッダーのバルブを閉止して使用する噴射ヘッダー数を減らすことにより冷却長を短くし、冷却時間を短くすることができる。例えば、冷却時間を当初予定されていた冷却時間の７５％にまで減少させるためには、噴射ヘッダー数を２５％減らすか、搬送速度を１．３３（＝１／０．７５）倍に増大させればよい。
【００５０】
図６に示すように、可逆式圧延機３１と冷却装置４３との間に温度計４７を配置してもよい。図６（ａ）に示すように、可逆式圧延機３１と冷却装置４３との距離が、水冷時の厚みにおけるシートバー１０の長さよりも大きい場合、可逆式圧延機３１でシートバー１０を圧下した後でかつ冷却装置４３への進入前に温度計４７によりシートバー１０の表面温度を測定し、必要に応じてシートバー１０の搬送速度と使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正した後に冷却装置４３を通過させることで、冷却時の温度降下量を自在に調整することができる。図６（ｂ）は、リバース搬送時の様子を示しており、この場合は、冷却装置４３の下流側に設置された温度計４６により、冷却装置４３への進入前にシートバー１０の表面温度を測定し、必要に応じてシートバー１０の搬送速度と使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正してから冷却装置４３に通過させる。
【００５１】
シートバー１０の実測表面温度を起点として再度セットアップ計算を行い、該セットアップ計算の結果に基づき、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度と冷却装置４３における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正するためには、数値演算機能を有する図示しない既存のプロセスコンピュータを利用することができ、このプロセスコンピュータが本発明における修正手段を構成する。
【００５２】
図７に、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度を修正しない場合と修正する場合のシミュレーション例を示す。ここで図７（ａ）は、冷却対象であるシートバー１０の板厚が８０ｍｍ、該シートバー１０の表面温度および断面平均温度が共に８００℃、緩冷却装置４２の水量密度が５００Ｌ／ｍｉｎ・ｍ２という初期条件で、セットアップ計算によりシートバー１０の表面温度が６００℃となるまで冷却するよう搬送速度を決定したときのシートバー１０の温度経過のシミュレーション結果を示している。図７（ｂ）は、シートバー１０の断面平均温度が８００℃で図７（ａ）と同条件であるが、上述したような設備状況の変化等に起因してシートバー１０の表面温度が１００℃低下した場合を想定し、冷却前のシートバー１０の表面温度を７００℃として、シートバー１０の温度経過をシミュレーションしたときの結果を示すものである。シートバー１０の搬送速度は図７（ａ）と同じである。このシミュレーションの結果から、冷却中にシートバー１０の表面温度は５７７℃まで低下し、制約条件（下限条件）の６００℃よりも２３℃低くなることが分かる。図７（ｃ）は、シートバー１０の温度に関する初期条件は図７（ｂ）のものと同じであるが、シートバー１０の搬送速度を図３（ａ），（ｂ）のシミュレーションにおける搬送速度よりも５０％高く修正しており、その結果、シートバー１０の表面温度が６００℃を下回るのは回避されている。
【００５３】
図８に、板厚８０ｍｍ、断面平均温度８００℃のシートバー１０において、冷却実施前のシートバー１０の表面温度の低下量（８００℃からの偏差）と、冷却装置４３の水量密度を５００〜３０００Ｌ／ｍｉｍ・ｍ２の範囲で変更したときの、冷却中のシートバー１０の表面の最低温度との関係を示す。このグラフから、同じ水量密度では、冷却前のシートバー１０の表面温度の低下量が大きいほど、冷却中のシートバー１０の表面の最低温度は低くなり、また、冷却前のシートバー１０の表面温度の低下量が同じでも冷却装置４３の水量密度が大きくなるほど、冷却中のシートバー１０の表面の最低温度は低くなることが分かる。
【００５４】
図９は、シートバー１０の実測表面温度が計算表面温度よりも低下している場合、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度をどの程度修正すればよいかの一例を示すマップである。冷却前のシートバー１０の表面温度の低下量が同じ場合、冷却装置４３の水量密度が大きいほど、搬送速度を大きく修正する必要があり、例えば、冷却直前のシートバー１０の実測表面温度が計算表面温度よりも１００℃低い場合には、当初のセットアップ計算で算出された搬送速度に対して１．５〜１．７倍程度まで搬送速度を増大させる必要がある。
【００５５】
次に、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度の修正と冷却装置４３における使用する噴射ヘッダー数の修正を併用する場合について説明する。冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度が過大となると、特に可逆式圧延機３１で圧延しながら冷却を行う場合に、圧延時に可逆式圧延機３１のローラとシートバー１０との間にスリップが発生し、圧延品質の低下等を招く虞がある。そこで、シートバー１０の搬送速度の修正量（以下、速度修正量を称す）が所定量以上、例えば４０％以上となる場合には、搬送速度の修正に加えて使用する噴射ヘッダー数の修正を併用することが好ましい。この際、図１０に示すように、使用する噴射ヘッダー数の変更がどの程度の速度修正量に相当するかの換算表をあらかじめ作成しておき、この換算表に基づき、速度修正量が上記所定量未満となるよう、噴射ヘッダー数の修正数を決定するのが好ましい。図１０（ａ）は、一例として、全噴射ヘッダー数が１０本である緩冷却装置４２の換算表であり、図１０（ｂ）は、一例として、全噴射ヘッダー数が６本である急冷却装置４１の換算表である。例えば、図１０（ａ）の換算表において、緩冷却装置４２における使用する噴射ヘッダー数を１０本から９本に減らすと、緩冷却装置４２に通過させるシートバー１０の搬送速度を１１％増大させることに等しくなる。
【００５６】
上記構成を備えた熱延鋼帯の製造装置およびそれを用いた熱延鋼帯の製造方法によれば、シートバー１０が冷却装置４３に進入する前に、シートバー１０の表面温度を測定し、その測定結果に基づき冷却装置１０に通過させるシートバー１０の搬送速度と冷却装置４３における使用する噴射ヘッダー数とのうちの少なくとも一方を修正するようにしたので、例えば冷却装置４３に進入するシートバー１０の表面温度が想定よりも低い場合には、シートバー１０の搬送速度を増大させたり使用する噴射ヘッダー数を減少させたりすることで冷却速度を緩やかにして冷却中にシートバー１０の表面温度が相変態温度を下回ることを確実に防止することができる。
【００５７】
また、シートバー１０の搬送速度の修正量が所定量（好ましくは４０％）以上の場合に、シートバー１０の搬送速度の修正に加えて、使用する噴射ヘッダー数の修正を行うようにしたので、シートバー１０の搬送速度が過度に大きくなって可逆式圧延機３１のローラとシートバー１０との間にスリップが発生するのを防止することができる。
【００５８】
さらに、使用する噴射ヘッダー数の修正数がどの程度の搬送速度の修正量に相当するかの換算表をあらかじめ作成しておき、この換算表に基づき、搬送速度の修正量が上記所定量未満となるよう、使用する噴射ヘッダー数の修正数を決定するようにしたので、シートバー１０の搬送速度の修正と使用する噴射ヘッダー数の修正とを併用する場合に、シートバー１０の搬送速度の修正量と使用する噴射ヘッダー数の修正数とを決定するための演算を容易に行うことができる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１）
次に、本発明の実施例について説明する。実施例１では、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度の修正を適用して、製品厚み２４ｍｍの熱延鋼帯（コイル）を製造した。具体的には、図１に示す熱延鋼帯の製造設備（適宜、図１１を参照）を用いて、圧延素材を連続式加熱炉1で１１５０℃まで加熱し、その後、粗圧延機群３で板厚６０ｍｍまで圧延してシートバー１０とし、このシートバー１０を仕上圧延機群６で制御圧延圧下率６０％として板厚２４ｍｍまで圧延した。粗圧延機群３では表１に記載の板厚スケジュールで粗圧延を実施し、奇数パスの出側で冷却装置４３の急冷却装置４１または緩冷却装置４２を用いて、仕上圧延工程前までにシートバーの表面温度が８５０℃±１０℃となるまで冷却した。ここで、実施例１では、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す位置に温度計４５，４６を設置して、可逆式圧延機３１および冷却装置４３にシートバー１０を進入させる直前のシートバー１０の表面温度を測定し、測定したシートバー１０の表面温度に基づき圧延速度および冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度を修正した。表２に、セットアップ計算により得られた、圧延前に想定されていたシートバー１０の表面温度（計算表面温度）と温度計により測定されたシートバー１０の表面温度（実測表面温度）との差、および冷却装置４３に通過させるシートバー１０の速度修正量（最初のセットアップ計算で得られたシートバー１０の搬送速度に対する修正後のシートバー１０の搬送速度の割合［％］）の一例を示す。
【００６０】
比較例１は、実施例１と同じ板厚スケジュール（表１）に従って粗圧延を行うが、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度は修正せずに冷却を行ったものである。
【００６１】
【表１】
2018001211.tif 000003
【００６２】
【表２】
2018001211.tif 000004
【００６３】
（実施例２）
実施例２では、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度の修正と冷却装置４３における使用する噴射ヘッダー数の修正との両方を適用して製品厚み１８ｍｍの熱延鋼帯（コイル）を製造した。具体的には、図１に示す熱延鋼帯の製造設備（適宜、図１１を参照）を用いて、圧延素材を連続式加熱炉１で１１７０℃まで加熱し、その後、粗圧延機群３で表３に記載の板厚スケジュールで粗圧延を実施し、奇数パスの出側で冷却装置４３の急冷却装置４１または緩冷却装置４２を用いて、仕上圧延工程前までにシートバー１０の表面温度が８５０℃±１０℃となるまで冷却した。シートバー１０の板厚が薄くなる５パス目以降は、シートバー１０の長さが長くなるため、可逆式圧延機３１で圧延しながら同時に水冷を実施した。ここで、圧延速度と冷却装置４３に通過させるシートバーの搬送速度とは互いに一致させる必要がある。一方、可逆式圧延機３１の、シートバー１０の噛み込み速度を高くすると、スリップが発生しやすくなるため、圧延速度は所定の範囲内に調整する必要がある。そこで、実施例２ではシートバー１０の速度修正量が所定量（４０％）以上の場合に、シートバー１０の搬送速度の修正に加えて使用する噴射ヘッダー数の修正を適用した。具体的には、実施例１と同様に、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す位置に温度計４５，４６を設置して、可逆式圧延機３１および冷却装置４３にシートバー１０を進入させる直前の該シートバー１０の表面温度を測定して、圧延速度、搬送速度および使用する噴射ヘッダー数を修正した。
【００６４】
【表３】
2018001211.tif 000005
【００６５】
本実施例で用いた冷却装置４３の修正前の噴射ヘッダー数は、緩冷却装置４２が１０本、急冷却装置４１が６本である。表４に、圧延前に想定していたシートバー１０の表面温度（計算表面温度）と温度計４５，４６により測定されたシートバー１０の実測表面温度との差、シートバー１０の速度修正量、および使用する噴射ヘッダー数を示す。使用する噴射ヘッダー数の決定は次のように行った。まず、計算表面温度と実測表面温度との差により、シートバー１０の搬送速度の修正のみ実施する場合の速度修正量を算出する（表４中の「速度修正量（ａ）」。次にこの速度修正量（ａ）が４０％以上のときに、使用する噴射ヘッダー数の修正を併用し、速度修正量が４０％を超えないようにする。使用する噴射ヘッダー数の決定は、図１０（ａ）で示した緩冷却装置４２用の換算表および図１０（ｂ）で示した急冷却装置４１用の換算表をそれぞれ用いて行った。一例として、表４中の「速度修正量（ａ）が４０％以上である圧延５パス目の事例で説明する。圧延５パス目で上流側に搬送する速度修正量（ａ）は＋４９％となる。この圧延パスでは緩冷却装置４２を使用するため、図１０（ａ）の換算表を参照し、使用する噴射ヘッダー数を１０本から９本に１本減とすれば、速度修正量を１１％増大させるのと同等の効果が得られる。このように、使用する噴射ヘッダー数を１本減とすれば、速度修正量は＋４９％から＋３８％（１１％減）とすることができ、最終的な速度修正量（表４中の「速度修正量（ｂ）」）を４０％未満に抑えることができる。他の圧延パスも同様に実施し、使用する噴射ヘッダー数と速度修正量（ｂ）を算出した。
【００６６】
【表４】
2018001211.tif 000006
【００６７】
比較例２は、実施例２と同じ板厚スケジュール（表３）に従って粗圧延を行うが、冷却装置４３に通過させるシートバー１０の搬送速度および使用する噴射ヘッダー１０は共に修正せずに冷却を行ったものである。
【００６８】
表５に、実施例１，２および比較例１，２にそれぞれ製造されたコイルからサンプルを採取し、表層の割れを目視と磁粉探傷試験により評価した結果を示す。これによると、本発明を適用しない場合、６％のコイルに表層割れを認めたが、本発明を適用したコイルでは表層割れは０％であった。
【００６９】
【表５】
2018001211.tif 000007
【００７０】
以上図示例に基づき本発明を説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更、追加することができる。例えば、上記実施形態では、シートバー１０の実測表面温度が計算表面温度よりも低い場合につき説明したが、シートバー１０の実測表面温度が計算表面温度よりも高い場合には、冷却装置４３に進入させるシートバー１０の搬送速度を減少させたり使用する噴射ヘッダー数を増加させたりすることで、冷却速度を上げることができる。また、シートバー１０の表面温度を測定する温度計の配置位置は図示例に限定されず、冷却装置４３からみて可逆式圧延機３１の反対側と、可逆式圧延機３１および冷却装置４３相互間と、可逆式圧延機３１からみて冷却装置４３の反対側とのうちの少なくとも１箇所に設置すればよく、これらの３箇所全てに設置してもよい。さらに、急冷却装置４１および緩冷却装置４２による冷却は、冷却装置４１，４２に向けて送り出される全ての圧延パスに関連して行わなくてもよく、水冷による温度降下量が大きく、仕上げ圧延機到達時の温度が仕上げ圧延の予定開始温度を下回る場合は、任意のパスの水冷を実施しなくてもよい。さらに、上記実施形態では、可逆式圧延機３１に対して近い位置に急冷却装置４１を、遠い位置に緩冷却装置４２をそれぞれ配置したが、粗圧延機３１，３２の間隔が十分に長い場合等では、可逆式圧延機３１に対して近い位置に緩冷却装置４２を、遠い位置に急冷却装置４１をそれぞれ配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
かくして本発明によれば、制御圧延に先立って行う冷却中にシートバーの表層が相変態温度を下回ることを確実に防止しつつ、制御圧延開始までに要する時間を低減して能率よく熱延鋼帯を製造することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  連続加熱炉
２  サイジングプレス
３  粗圧延機群
４  エッジャー
５  クロップシャー
６  仕上げ圧延機群
７  ランアウトテーブル
８  コイラー
１０  シートバー
３１  可逆式圧延機
３２  非可逆式圧延機
３３，３５  放射温度計
３６，３７  スプレーヘッダー
４１  急冷却装置
４２  緩冷却装置
４３  冷却装置
４５，４６，４７  温度計
【図１】
2018001211.tif 000008
【図２】
2018001211.tif 000009
【図３】
2018001211.tif 000010
【図４】
2018001211.tif 000011
【図５】
2018001211.tif 000012
【図６】
2018001211.tif 000013
【図７】
2018001211.tif 000014
【図８】
2018001211.tif 000015
【図９】
2018001211.tif 000016
【図１０】
2018001211.tif 000017
【図１１】
2018001211.tif 000018
【図１２】
2018001211.tif 000019