(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却水を流さずに通板する冷却ゾーンにおける鋼板表面残留水が及ぼす悪影響を排除可能な熱延鋼板の冷却設備及びその水切り方法を提供する。【解決手段】鋼板搬送方向に並ぶと共にそれぞれ鋼板表面に水を吹き付け可能な水冷設備を備える複数の冷却ゾーンを備える。上記各水冷設備４，５は、その一部として、鋼板Ｓの搬送方向とは逆方向に水の噴射方向が傾斜すると共に鋼板幅方向全域に水を吹き付け可能な水噴射装置を有する。水冷を行うと設定された冷却ゾーン群Ｎ１〜Ｎｍの次に位置する冷却ゾーンにおいて、その水冷ゾーンの水冷設備が有する上記水噴射装置から鋼板に水を吹き付けて、残留水を除去する。【選択図】図１
2011005538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延後の鋼板を搬送しながら冷却する冷却設備であって、
鋼板搬送方向に並ぶと共にそれぞれ鋼板表面に水を吹き付け可能な水冷設備を備える複数の冷却ゾーンを備え、冷却する上記鋼板に応じて水冷を行う上記冷却ゾーンを設定する熱延鋼板の冷却設備において、
上記各水冷設備は、その一部として、鋼板の搬送方向とは逆方向に水の噴射方向が傾斜すると共に鋼板幅方向全域に水を吹き付け可能な水噴射装置を有し、
水冷を行うと設定された冷却ゾーンの後段に位置し且つ水冷を行うと設定されなかった冷却ゾーンにおいて、その冷却ゾーンの水冷設備が有する上記水噴射装置から鋼板に水を吹き付けるように制御する水切り制御部を備えることを特徴とする熱延鋼板の冷却設備。
【請求項２】
各冷却ゾーン間に水切りロールを備えることを特徴とする請求項１に記載した熱延鋼板の冷却設備。
【請求項３】
上記水噴射装置は、対応する水冷設備における一番上流側に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した熱延鋼板の冷却設備。
【請求項４】
各冷却ゾーンの水冷設備は、搬送される鋼板位置を挟んで上下にそれぞれ配置され、
上記水冷を行うと設定されなかった冷却ゾーンにおいて、上側の水冷設備の有する上記水噴射装置から鋼板上面に水を吹き付けて鋼板表面の残留水を除去すると共に、下側の水冷設備の上記水噴射装置からも鋼板下面に水を吹き付けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した熱延鋼板の冷却設備。
【請求項５】
鋼板搬送方向に並びそれぞれ水冷可能な複数の冷却ゾーンを通過させて熱間圧延後の鋼板を冷却するにあたり、
水冷を行う冷却ゾーンの後段における水冷を行わない冷却ゾーンに配置される水冷ノズルの一部を使用して、鋼板搬送方向とは逆向き方向に傾斜して水を吹き付けることで、鋼板表面の残留水を除去することを特徴とする水切り方法。
【請求項６】
上記水冷を行わない冷却ゾーンに配置される水冷ノズルの一部を使用して、鋼板搬送方向とは逆向き方向に傾斜して鋼板上面に水を吹き付けることで、鋼板上面の残留水を除去すると共に、鋼板搬送方向とは逆向き方向に傾斜して鋼板下面にも水を吹き付けることを特徴とする請求項５に記載した水切り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板の製造など熱間圧延後の鋼板の冷却技術に関し、特に鋼板表面に残存する水を排除する水切り技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却と圧延とを組み合わせた制御圧延や、オンラインで移送しながら冷却する制御冷却においては、鋼板についての高精度の温度制御装置が重要となる。特に厚鋼板の場合には、冷却に多量の冷却水を使用するため、各冷却ゾーンの出側における冷却水のせき止めや水切り、鋼板上の残留水の除去が重要となる。このため、従来から鋼板表面の水切り技術に関して、種々の技術が研究されている。
【０００３】
例えば、特許文献１の技術では、テーブルローラ上を移送される鋼板の幅方向一方側に、水切り用のサイドスプレーを設ける。そして、そのサイドスプレーからスプレー水を噴射して、鋼板表面の残留水を排除している。
また、冷却最終段後の水切りロールで排除しきれなかった鋼板表面の残留水を、鋼板通過部の直上に設置されたエアーパージにより、幅方向片側に向かって排除する技術の他、特許文献２には、ブラシを用いて鋼板上の残留水を除去する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−９０２３号公報
【特許文献２】実開昭６０−７４８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術のように、鋼板の幅方向一方からスプレー水を噴射した場合には、スプレー水の噴射側と逆側に残留水が滞留し易い。このため、滞留した側すなわちスプレー噴射とは鋼板幅方向で逆側の鋼板表面が冷却されることになる。この結果、鋼板幅方向に温度偏差が発生し、熱歪が発生する。
また、特許文献２に記載の技術のように、ブラシを用いた水切りでは、上述の幅方向偏差は解消されるが、ブラシによって鋼板表面を傷つけるおそれがある。さらに、ブラシの維持・管理に手間やコストがかかる、といった課題もある。
【０００６】
ここで、熱間圧延された厚鋼板の冷却設備は、通常、水冷ノズルなどから構成される水冷設備を備えた冷却ゾーンが、直列に数段〜十数段程度配置されて構成され、上記複数の冷却ゾーンの一部若しくは全部で、搬送される鋼板への水冷による急冷（加速冷却）が行われる。ここで、水冷を行う冷却ゾーンを水冷ゾーンと呼ぶ。
この冷却設備では、通常、各冷却ゾーンの入側・出側に水切りロールを設ける。この水切りロールは、隣接する水冷ゾーンから鋼板表面の残留水が流れ込むことを防止したり、自ゾーンの冷却水が隣接する冷却ゾーンに流れ出すことを防止したりするために設けられている。すなわち、この水切りロールの設置は、鋼板表面の残留水により鋼板に対し意図せざる冷却効果を及ぼすことを回避するために行う。
【０００７】
しかしながら、鋼板のクラウンや、板の反り（上反り、下反りなど）による上下バランスによって、鋼板表面と水切りロールとの間に隙間が形成される。この隙間によって上記水切りロールでパージしきれない残留水が、後段の冷却ゾーンに移行する恐れがある。該後段の冷却ゾーンが水冷ゾーンで無い、徐冷ゾーンである場合には、残留水が載っている部分だけが部分的に冷却される。
【０００８】
特に、近年、加速冷却技術が進歩し、また、それに伴い鋼板冷却挙動制御に対する材質設計面での要求が厳しくなり、水冷を実施しないゾーン、すなわち、冷却水を流さずに通板する冷却ゾーン（徐冷ゾーン）における鋼板表面の残留水が及ぼす悪影響が問題となってきた。
本発明は、上記のような点に着目したもので、冷却水を流さずに通板する冷却ゾーンにおける鋼板表面残留水が及ぼす悪影響を排除可能な熱延鋼板の冷却設備及びその水切り方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、熱間圧延後の鋼板を搬送しながら冷却する冷却設備であって、鋼板搬送方向に並ぶと共にそれぞれ鋼板表面に水を吹き付け可能な水冷設備を備える複数の冷却ゾーンを備え、冷却する上記鋼板に応じて水冷を行う上記冷却ゾーンを設定する熱延鋼板の冷却設備において、
上記各水冷設備は、その一部として、鋼板の搬送方向とは逆方向に水の噴射方向が傾斜すると共に鋼板幅方向全域に水を吹き付け可能な水噴射装置を有し、水冷を行うと設定された冷却ゾーンの後段に位置し且つ水冷を行うと設定されなかった冷却ゾーンにおいて、その冷却ゾーンの水冷設備が有する上記水噴射装置から鋼板に水を吹き付けるように制御する水切り制御部を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、各冷却ゾーン間に水切りロールを備えることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記水噴射装置は、対応する水冷設備における一番上流側に配置されることを特徴とするものである。
【００１１】
次に、請求項４に記載した発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した構成に対し、各冷却ゾーンの水冷設備は、搬送される鋼板位置を挟んで上下にそれぞれ配置され、
上記水冷を行うと設定されなかった冷却ゾーンにおいて、上側の水冷設備の有する上記水噴射装置から鋼板上面に水を吹き付けて鋼板表面の残留水を除去すると共に、下側の水冷設備の上記水噴射装置からも鋼板下面に水を吹き付けることを特徴とするものである。
【００１２】
次に、請求項５に記載した発明は、鋼板搬送方向に並びそれぞれ水冷可能な複数の冷却ゾーンを通過させて熱間圧延後の鋼板を冷却するにあたり、
水冷を行う冷却ゾーンの後段における水冷を行わない冷却ゾーンに配置される水冷ノズルの一部を使用して、鋼板搬送方向とは逆向き方向に傾斜して水を吹き付けることで、鋼板表面の残留水を除去することを特徴とする水切り方法を提供するものである。
次に、請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した構成に対し、上記水冷を行わない冷却ゾーンに配置される水冷ノズルの一部を使用して、鋼板搬送方向とは逆向き方向に傾斜して鋼板上面に水を吹き付けることで、鋼板上面の残留水を除去すると共に、鋼板搬送方向とは逆向き方向に傾斜して鋼板下面にも水を吹き付けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
ここで、以下の説明では、冷却ゾーンのうち、水冷を行う冷却ゾーンを水冷ゾーンと、水冷を行わない冷却ゾーンを徐冷ゾーンとも呼ぶ。
請求項１又は請求項５に係る発明によれば、鋼板の搬送方向とは逆方向に水の噴射方向が傾斜すると共に鋼板幅方向全域に水を吹き付け可能な水噴射装置で、徐冷ゾーンに移行した残留水を除去する。
このとき、鋼板幅方向全域に水を吹き付けることで、鋼板幅のいずれに載っている残留水も除去可能となる。また、鋼板の搬送方向とは逆方向に水の噴射方向が傾斜する事で、下流側への水の移動を抑制出来る。
【００１４】
また、水冷設備の一部を使用して残留水を除去するので、残留水の水切り（パージ）のための設備を、冷却ゾーン内に水冷用の設備とは別に設ける必要がない。
ここで、鋼板表面残留水の排除手段として、圧縮空気などの気体を鋼板表面に吹き付ける、いわゆるガスパージもある。しかし、このガスパージの場合には、冷却ゾーン内に対し、水冷用の冷却水配管・設備とは別に、ガスパージ用のガス配管および吹き付け設備を設置する必要があり、設備制約上、困難なため、適用できないのが現状である。
【００１５】
また、請求項２に係る発明では、水切りロールで水切りをした後に残存する残留水を、水噴射装置で除去する。したがって、水切りのために水噴射装置から噴射する水の噴射圧（若しくは、単位時間当たりの水の吹き付け量）を大幅に少なく設定可能となる。また、より確実に残留水を除去可能となる。
また、請求項３に係る発明によれば、水噴射装置は、対応する冷却ゾーン（徐冷ゾーン）における一番上流側に配置される。このため、その冷却ゾーン（徐冷ゾーン）の最上流位置若しくはその近傍で残留水が除去される結果、その冷却ゾーン（徐冷ゾーン）での鋼板徐冷時における、残留水の悪影響をより抑制することが出来る。
【００１６】
なお、水切りロールを備える場合には、一番上流側に、鋼板の搬送方向とは逆方向に水の噴射方向が傾斜する水噴射装置を配置することで、水冷ゾーンでの急冷時において、前側位置する水切りロール近傍に向けて冷却水をより有効に供給できることに繋がる。
また、請求項４又は請求項６に係る発明によれば、鋼板上面を水切りする際に、鋼板下面（裏面）にも適量に水を吹き付けることにより、前段の冷却ゾーンからの残留水、及び残留水除去用に鋼板上面に吹き付けた水による冷却との板の上下バランスを取ることができ、冷却後の歪の発生をより抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る設備構成を説明する概略構成図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係る冷却設備について説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の設備構成を説明する概略図である。
（構成）
図１に示すように、冷却設備Ａの前工程として熱間圧延工程Ｂを有する。熱間圧延工程Ｂは、熱間圧延を行う圧延機１を備える。図１中、符号１は、最終段の仕上げ圧延機を示す。
【００１９】
次に、冷却設備Ａについて説明する。鋼板ＳのパスラインＰ（鋼板Ｓの搬送方向）に沿って並ぶように、複数の冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍを有する。また、各冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍの間には水切りロール２，３が配置される。
上記各冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍ内には、図２に示すように、それぞれ水冷設備４，５が配置される。本実施形態の水冷設備４，５は、ラミナー型の加速冷却装置であって、水冷ヘッダ６，７から上記パスラインＰに沿って複数の水冷ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃが配列している。また、鋼板幅方向にも水冷ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃが並んで配置されていて、各鋼板幅方向に並ぶ水冷ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃの群から噴射される水は、それぞれ鋼板Ｓ表面に対し幅方向全域に均一に水が吹き付けられるように設定されている。
【００２０】
更に、本実施形態では、各冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍに配置される水冷ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃのうち一番上流に位置する水冷ノズル８ａ、９ａの群の各水の噴射方向は、鋼板Ｓの搬送方向とは逆方向となるように水の噴射方向が傾斜している。また、各冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍに配置される水冷ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃのうち一番下流に位置する水冷ノズル８ｃの群の水の噴射方向は、鋼板Ｓの搬送方向に水の噴射方向が傾斜している。すなわち、一番上流及び下流の水冷ノズル８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂの群は、それぞれ近い水切りロール２，３側に噴射方向が傾斜している。
ここで、上記一番上流に位置する水冷ノズル８ａ、９ａの群が、水噴射装置を構成する。
【００２１】
なお、上記噴射方向の傾斜角は、例えば１度以上の傾き角に設定して、直接鋼板Ｓの表面に水が吹き付けられるように設定しておく。
符号１２は、各水冷ヘッダ６，７に水を供給する水供給管を示している。その水供給管１２に流量調整弁１０が介装し、その流量調整弁１０によって各水冷ヘッダ６，７に供給する水の量、つまり各水冷ゾーンでの冷却能が制御される。流量調整弁１０は、コントローラ２０からの指令に応じて制御される。
また、本実施形態では、上記各水噴射装置を構成する水冷ノズル８ａに水を供給する枝管１３を備える。その枝管１３には、第２流量調整弁１１が介装し、その第２流量調整弁１１によって水噴射装置を構成する水冷ノズル８ａに供給する水の量が制御される。第２流量調整弁１１は、コントローラ２０からの指令に応じて制御される。
ここで、上記水冷設備４，５は、パスラインＰを挟んで上下に個別に配置されている。
【００２２】
また、最終圧延機１の出側には、圧延完了時の鋼板Ｓの表面温度を測定する温度計を備え、温度計は計測した鋼板温度をコントローラ２０に出力する。また、上記各冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍにも温度計（不図示）が適宜配置されて、計測した鋼板温度をコントローラ２０に出力する。
コントローラ２０は、水冷制御部２０Ａと、水切り制御部２０Ｂとを備える。
コントローラ２０には、冷却する鋼板Ｓの情報（板厚その他）が入力される。
【００２３】
そして、水冷制御部２０Ａは、上記入力した鋼板Ｓの情報や鋼板温度情報に基づき、水冷を行う冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍ−２（水冷ゾーン）を設定すると共に、各水冷ゾーンでの冷却に応じた水の供給制御量を演算し、演算した供給制御量となる指令を、対応する流量調整弁１０に出力する。また水冷を行わない冷却ゾーンＮｍ−１、Ｎｍに対応する流量調整弁１０には、閉指令を出力する。なお、冷却ゾーンＮ１〜Ｎｍ−２が水冷ゾーンで、Ｎｍ−１、Ｎｍが徐冷ゾーンの場合とする。
また、水切り制御部２０Ｂは、上記水冷ゾーンの最下流に位置する最終水冷ゾーンＮｍ−２の次の冷却ゾーンＮｍ−１における第２の流量調整弁１０にだけ、開指令を出力する。なお、徐冷ゾーンが無い場合には、水切り制御部２０Ｂは作動しない。
【００２４】
（動作・作用及び効果）
水冷ゾーンにおいては、各水冷設備の水冷ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃから水が噴射され、噴射された水が、水切りロール２，３によって隣接する冷却ゾーンへの移動を阻止することで、その水冷ゾーンを通過する鋼板Ｓ部分を冷却する。
このとき、最終水冷ゾーンＮｍ−２から、次段の徐冷ゾーンＮｍ−１（最上流位置にある徐冷ゾーン）に鋼板Ｓが移動する際に、一部の水が残留水として鋼板Ｓ上面に載った状態で当該徐冷ゾーンＮｍ−１に移行する。なお、この残留水は通常まだら模様のようにして存在する。
【００２５】
これに対し、本実施形態では、上記次段の徐冷ゾーンＮｍ−１の上流位置で水噴射装置を構成する水冷ノズル８ａの群からの水によって、上記残留水が除去される。
この結果、徐冷中の鋼板Ｓ部分には、残留水が載っていない状態で徐冷が行われる。
このように、水切りロール２，３で排除しきれなかった鋼板Ｓ表面に残った冷却水を、全幅に等間隔で設置された水冷ノズル８ａの群からの冷却水を用いることにより、全幅均等にパージをすることができる。
【００２６】
さらに、上面を水切りする際に、鋼板Ｓ裏面（下面）の水冷ノズル９ａの群からも適量に水を鋼板Ｓの下面に吹き付けることにより、鋼板Ｓ表面（上面）の前ゾーンからの残留水および水切り用の水による冷却との板の上下バランスを取ることができ、冷却後における歪の発生を抑制する。
ここで、本実施形態では、一番上流に位置する徐冷ゾーンＮｍ−１で、水噴射装置による残留水の除去を行う場合を例示したが、２番目に上流に位置する徐冷ゾーンＮｍで、水噴射装置による残留水の除去を行うようにしても良い。
【００２７】
また、上記説明では、水切りゾーンの後段が全て徐冷ゾーンの場合を例示したが、本実施形態は、これに限定されない。例えば、鋼板搬送方向に沿って「水切りゾーンと徐冷ゾーン」の組が複数回設定される場合においても適用可能である。この場合には、複数の徐冷ゾーンの全部若しくは一部の徐冷ゾーンにおいて、上述の水切り処理を適用すればよい。
また、上記実施形態では、水冷ノズル８ａ、９ａと他の水冷ノズル８ｂ、８ｃ、９ｂ、９ｃとを同じヘッダとしているが、別のヘッダとして、各ヘッダに供給する水を別に調整するようにしても良い。
【符号の説明】
【００２８】
２，３      水切りロール
４，５      水冷設備
６，７      水冷ヘッダ
８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、９ｃ  水冷ノズル
８ａ、９ａ  水冷ノズル（水噴射装置）
１０  流量調整弁
１１  第２流量調整弁
２０  コントローラ
２０Ａ      水冷制御部
２０Ｂ      制御部
Ａ    冷却設備
Ｂ    熱間圧延工程
Ｎ１〜Ｎｍ  各冷却ゾーン
Ｎｍ−２    最終水冷ゾーン
Ｎｍ−１、ｍ      徐冷ゾーン
Ｐ    パスライン
Ｓ    鋼板
【図１】
2011005538.tif 000003
【図２】
2011005538.tif 000004