(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延ラインにおいて熱延鋼板を搬送するテーブルロール間に配置される熱延通板ガイドであって、
前記テーブルロール間に配設された冷却ノズルに対応する位置に設けられた複数のノズル孔と、搬送される前記熱延鋼板の板幅方向に隣接する前記ノズル孔同士の間に形成された排水孔と、
を備え、
前記排水孔は、搬送される前記熱延鋼板の通板方向に向けて延在する第１の孔部と、前記第１の孔部の前記通板方向の両端部に形成され、前記板幅方向に拡大された第２の孔部とからなり、前記第１の孔部の幅Ｗ１と前記第２の孔部の幅Ｗ２とが下記式（１）を満たすように形成され、
鉛直方向上方から見て、前記熱延通板ガイドの上面全体の面積に対する前記ノズル孔及び前記排水孔の開口面積の割合である開口面積比Ｓｈが、０．１３以上かつ０．１８以下の範囲内に設定されていることを特徴とする、熱延通板ガイド。
１．００＜Ｗ２／Ｗ１≦１．７０      ・・・（１）
【請求項２】
前記熱延通板ガイドは、熱延鋼板より軟質な材料である樹脂から形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の熱延通板ガイド。
【請求項３】
前記熱延通板ガイドを形成する材質のビッカース硬度は、３６以上１２５未満であることを特徴とする、請求項２に記載の熱延通板ガイド。
【請求項４】
前記熱延通板ガイドは、前記テーブルロールのロール幅の中央部に配置され、前記熱延通板ガイドの幅は前記テーブルロールのロール幅の１／２以下に構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱延通板ガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延ラインにおいて熱延鋼板を搬送するテーブルロール間に配置される熱延通板ガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延ラインにおいては、加熱炉でスラブを所定温度に加熱し、加熱したスラブを粗圧延機で所定厚みに圧延して粗圧延材とし、この粗圧延材を複数の圧延スタンドを備えた仕上圧延機で圧延して所定厚みの熱延鋼板を製造する。そして、仕上圧延機で圧延された熱延鋼板は、テーブルロールを備えた冷却床において所定の温度にまで冷却された後、巻取機においてコイル状に巻き取られる。【０００３】
上述の冷却床においては、搬送される熱延鋼板の上方にはノズルを備えた上面冷却装置が配設され、熱延鋼板を搬送するテーブルロール間に冷却ノズルを備えた下面冷却装置が配設されており、通過する熱延鋼板の上下面を冷却する構成とされている。【０００４】
ここで、冷却床においては、仕上圧延機で圧延された熱延鋼板の先端がテーブルロール間に落ち込んでしまうトラブルが発生することがある。特に、熱延鋼板の板厚が薄い場合には、剛性の不足により先端が変形しやすいため、上述のトラブルが発生しやすい傾向にある。そこで、熱間圧延ラインにおいては、熱延鋼板の先端がテーブルロール間に落ち込んでしまうことを防止するために、例えば特許文献１〜３に示すような熱延通板ガイド（エプロン）がテーブルロール間に配設されている。【０００５】
テーブルロール間に配設された熱延通板ガイドには、熱延鋼板の下面を冷却するために、上述の冷却ノズルに対応する位置にノズル孔が設けられている。ここで、熱延通板ガイドを配設した箇所においては、冷却ノズルから噴射された冷却水は、熱延鋼板の下面に衝突した後に熱延通板ガイドの上に滞留することになる。このため、熱延通板ガイドが配設された部分の冷却が促進されることになり、下面の冷却むらが生じ、その後の品質特性に問題が生じるおそれがある。【０００６】
そこで、上述した特許文献１〜３に記載された熱延通板ガイドにおいては、ノズル孔に加えて排水孔を形成して、熱延通板ガイドの上に滞留した冷却水を、排水孔を介して排出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２３９６２３号公報
【特許文献２】特開２０１０−４２４４５号公報
【特許文献３】特許第５０１５０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１では、熱延通板ガイドをテーブルロールの全幅に設置しているため、冷却水が熱延鋼板と熱延通板ガイドとの間に滞留しやすい。この滞留した冷却水のほとんどはガイドの端部から排出されることとなり、結果として板幅方向に冷却偏差が発生してしまう。【０００９】
また、上記特許文献２では、熱延通板ガイドに碁盤の目に複数形成された貫通孔のうち一部の貫通孔に対して冷却水を噴射するノズルを千鳥格子状に配置し、残りの貫通孔を排水孔として用いている。ここで、特許文献２においては多量の高圧水を冷却水として用いている。このため、熱延鋼板と熱延通板ガイドとの間がほぼ冷却水で満たされた状態で、鋼板表面に対して冷却水が高圧力で噴射されていると考えられる。したがって、特許文献２においても熱延通板ガイドの排水性は十分ではない。【００１０】
熱延通板ガイド上の滞留水による熱延鋼板の冷却温度むらの問題は、熱延鋼板の幅方向に加えて、長手方向にも存在する。熱間圧延ラインによって得られた熱延鋼板を冷間圧延した場合に、熱延鋼板の一端側において、長手方向で板厚変動が生じることがある。この板厚変動の周期を調査した結果、熱間圧延ラインの巻取機前の熱延鋼板の温度変動とよく一致していることが判明した。【００１１】
ここで、上述の熱間圧延ラインにおいては、仕上圧延機で圧延された熱延鋼板が巻取機に巻き取られるまでの間は、熱延鋼板に張力が作用していないことから、搬送される熱延鋼板が大きく上下に蛇行することがある。上下に大きく蛇行した熱延鋼板は、下に凸となった部分が熱延通板ガイドに近接・接触することによって温度が低下するため、上述のように、熱間圧延ラインの巻取機前の熱延鋼板の温度が長手方向で周期的に変化することが判明した。【００１２】
このように、熱延鋼板が下に凸となった部分は熱延通板ガイドに近接・接触するため、熱延通板ガイドの上に冷却水が滞留していた場合には、熱延鋼板が局所的に冷却されて大きく温度低下することになる。このため、単に排水孔を設けただけでは熱延通板ガイド上に滞留した冷却水の排出が十分ではなく、熱延鋼板の長手方向の温度変動を抑制することができなかった。すなわち、熱延鋼板の長手方向の温度変動を抑制するためには、熱延通板ガイドの排水性のさらなる向上が必要であった。【００１３】
上記特許文献３では、このような観点から、図７に示すような、ノズル２７が配置されるノズル孔３ａと、ノズル孔３ａの中間に通板方向直線状の排水孔３ｂとが形成された熱延通板ガイド３が提案されている。この方式は一定の効果は示すものの、熱延鋼板の幅方向および長手方向の温度変動を抑制するためには、熱延通板ガイドの排水性をさらに向上させる必要があった。【００１４】
また、熱延通板ガイドは、熱延鋼板と接触することによって摩耗していく。特に、熱延鋼板に疵が発生しないように熱延通板ガイドを熱延鋼板よりも軟質な材料で構成した場合には、早期に摩耗してしまい寿命が短くなるといった問題があった。最近では、熱間圧延ラインにおける生産性を向上させることを目的として、通板速度の上昇が図られており、熱延通板ガイドの早期損耗が促進される傾向にある。熱延通板ガイドを交換する場合には操業を中断することになるため、生産効率向上の観点から熱延通板ガイドの寿命延長が求められている。【００１５】
そこで、本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、熱延鋼板の下面に向けて噴射された冷却水を熱延通板ガイドの上から効率的に排出することによって熱延鋼板の長手方向の温度変動を抑制でき、かつ、早期損耗を抑制して寿命延長を図ることが可能な熱延通板ガイド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】
【００１６】
上記の課題を解決することを目的に、本発明者らは、熱間圧延ラインを模擬した試験機を用いて、ノズルによって熱延鋼板の下面に吹き付けられた水の流れを詳細に観察した。具体的には、透明のアクリル板を熱延鋼板に見立て、アクリル板の下面に熱延通板ガイドを配置し、熱延通板ガイドのノズル孔に配置されたノズルからアクリル板の下面に対して水を吹き付けた際の水の流れを、アクリル板の上面側から観察した。その結果、吹き付けられた水が以下のように挙動することを知見した。【００１７】
図７の熱延通板ガイド３において、ノズル２７から噴射された冷却水は、アクリル板下面に衝突し、上面から見て同心円状にアクリル板下面を流れる。このとき、冷却水の速度が大きいことおよび衝突する物体が液体であることのため、アクリル板に衝突した水の多くが、すぐに跳ね返って落下することなくアクリル板下面に沿って流れる。アクリル板下面に衝突した後、隣接するノズル２７の間に流れた水のうち、アクリル板下面衝突部からの距離が短い部分に流れた水は、排水孔３ｂの直上で他のノズルから供給された水と衝突し、排水孔３ｂを通って落下する（Ｓ１）。アクリル板下面衝突部からの距離が短い部分においては、衝突する水の単位面積あたりの運動量や各部での速度差がほとんどない。そのため、衝突した水は拡散することなく強い水の勢いを保ったまま排水孔３ｂを通って落下する。【００１８】
一方、アクリル板下面衝突部からの距離が長い部分に流れた水は、排水孔３ｂ端部あるいはその延長部直上だけではなく、その周囲に広がりと揺らぎを持って衝突していることが認められた（Ｓ２）。これは、アクリル板下面衝突部からの距離が長いので、以下の要因の影響が大きくなり、２つの方向から流れてきて衝突する水の運動量や速度に違いが生じるためと考えられる。さらに、これらの水の運動量や速度は、時間とともに変動するので揺らぎを持った衝突をするものと考えられる。このような水の流れとなる要因としては、以下のものが考えられる。【００１９】
１）水が接触する、アクリル板の表面状態、動き（鋼板の走行中の動きに相当する。）や傾きのごくわずかな違い
２）水を供給するノズル向きの微妙な位置のずれ
３）ノズル内面にランダムに脱着することでノズル吐出流の向きの微妙な変動の原因になる、水に含まれる気泡
ノズル内面への気泡の付着によりノズル吐出流の向きは微妙に傾く。その気泡が脱離するとノズル吐出流の向きは真っ直ぐに戻る。この現象が各部位でランダムに繰り返し発生してノズル吐出流の向きが微妙に変動すると考えられる。【００２０】
上記の新たな知見に基づき、課題を解決するために、本発明に係る熱延通板ガイドは、熱間圧延ラインにおいて熱延鋼板を搬送するテーブルロール間に配置される熱延通板ガイドであって、前記テーブルロール間に配設された冷却ノズルに対応する位置に設けられた複数のノズル孔と、搬送される前記熱延鋼板の板幅方向に隣接する前記ノズル孔同士の間に形成された排水孔と、を備え、前記排水孔は、搬送される前記熱延鋼板の通板方向に向けて延在する第１の孔部と、前記第１の孔部の前記通板方向の両端部に形成され、前記板幅方向に拡大された第２の孔部とからなることを特徴としている。【００２１】
本発明の熱延通板ガイドにおいては、前記テーブルロール間に配設された冷却ノズルに対応する位置に複数のノズル孔が設けられている。このノズル孔を介して熱延鋼板の下面に向けて噴射された冷却水は、熱延鋼板の下面に衝突して放射状に広がり、幅方向に隣接するそれぞれのノズル孔から噴射された冷却水同士が衝突することになる。ここで、本発明においては、搬送される前記熱延鋼板の板幅方向に隣接する前記ノズル孔同士の間に排水孔が形成されているので、隣接するそれぞれのノズル孔から噴射された冷却水同士が衝突する領域に排水孔が配置されることになり、熱延通板ガイドと熱延鋼板の下面との間に存在する冷却水の排出が促進される。【００２２】
ここで、本発明の熱延通板ガイドにおいては、前記排水孔は、搬送される前記熱延鋼板の通板方向に向けて延在している。この場合、幅方向に隣接するそれぞれのノズル孔から噴射された冷却水同士が衝突する領域において、排水孔の開口面積を確保することができ、冷却水の排出をさらに促進することができる。【００２３】
また、本発明の熱延通板ガイドにおいては、前記排水孔の前記通板方向の端部には、前記板幅方向に拡大された第２の孔部が設けられている。ノズル孔を介して熱延鋼板の下面に向けて噴射された冷却水は、熱延鋼板の下面に衝突して放射状に広がって通板方向にも流れていく。このため、前記排水孔の通板方向の端部に第２の孔部を設けることにより、冷却水の排出を確実に促進することが可能となる。
【００２４】
ここで、前記排水孔は、前記第１の孔部の幅Ｗ１と前記第２の孔部の幅Ｗ２とが下記式（１）を満たすように形成するのが望ましい
１．００＜Ｗ２／Ｗ１≦１．７０      ・・・（１）
【００２５】
また、本発明の熱延通板ガイドにおいて、前記熱延通板ガイドは、熱延鋼板より軟質な材料である樹脂から形成してもよい。これにより、熱延通板ガイドが熱延鋼板と接触した際に熱延鋼板に疵が生じることを抑制できる。例えば、前記熱延通板ガイドを形成する材質のビッカース硬度は、３６以上１２５未満とするのがよい。【００２６】
そして、本発明においては、鉛直方向上方から見て、前記熱延通板ガイドの上面全体の面積に対する前記ノズル孔及び前記排水孔の開口面積の割合である開口面積比Ｓｈが０．１３以上とされているので、熱延通板ガイドと熱延鋼板の下面との間に存在する冷却水を確実に排水孔から排出することができ、熱延通板ガイドの上に冷却水が滞留することを抑制できる。よって、熱延鋼板が大きく上下に蛇行して下に凸となった部分が熱延通板ガイドに近接・接触した場合であっても、熱延鋼板が大きく温度低下することが抑制されることになり、熱延鋼板の長手方向の温度変動を抑制することができる。また、本発明においては、前記開口面積比Ｓｈが０．１８以下とされているので、熱延鋼板との接触面積が確保され、この熱延通板ガイドの早期摩耗を抑制でき、寿命延長を図ることができる。【００２７】
また、本発明の前記熱延通板ガイドは、前記テーブルロールのロール幅の中央部に配置され、前記熱延通板ガイドの幅は前記テーブルロールのロール幅の１／２以下に構成されるようにしてもよい。これにより、冷却水を排出しやすくすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、熱延鋼板の下面に向けて噴射された冷却水を熱延通板ガイドの上から効率的に排出することによって熱延鋼板の長手方向の温度変動を抑制でき、かつ、早期損耗を抑制して寿命延長を図ることが可能な熱延通板ガイドを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態である熱延通板ガイドが用いられる熱間圧延ラインの概略説明図である。
【図２】本実施形態である熱延通板ガイドがテーブルロール間に配設された状態を示す側面説明図である。
【図３】本実施形態である熱延通板ガイドがテーブルロール間に配設された状態を示す平面説明図である。
【図４】本実施形態である熱延通板ガイドの説明図である。
【図５】本実施形態である熱延通板ガイドを用いた場合の冷却ノズルからの冷却水の挙動を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る熱延通板ガイドの変形例を示す平面図である。
【図７】従来の熱延通板ガイドにおける冷却水の挙動を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
＜１．熱間圧延ラインの概要＞
以下に、本発明の一実施形態である熱延通板ガイドについて、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態である熱延通板ガイド３０は、例えば図１に示す熱間圧延ライン１０において使用されるものである。
【００３１】
［１−１．熱間圧延ラインの構成例］
図１に示す熱間圧延ライン１０は、スラブ１を加熱する加熱炉１１と、加熱されたスラブ１を粗圧延して粗圧延材５ａとする粗圧延機１２と、粗圧延材５ａを再加熱する誘導加熱装置１３と、を備えている。また、熱間圧延ライン１０は、粗圧延材５ａを圧延して所定厚さの熱延鋼板を製造する仕上圧延機１５と、仕上圧延後の熱延鋼板５を所定温度に冷却する冷却床２０と、冷却された熱延鋼板５を巻き取るコイラー１８と、を備えている。
【００３２】
ここで、冷却床２０は、図２に示すように、熱延鋼板５の通板方向Ｆに向けて間隔を開けて配設された複数のテーブルロール２１、２１と、搬送される熱延鋼板５の上面を冷却する上面冷却装置２２と、テーブルロール２１、２１間に配設され、搬送される熱延鋼板５の下面を冷却する下面冷却装置２５と、を備えている。そして、通板方向Ｆにおいて、テーブルロール２１、２１間には、本実施形態である熱延通板ガイド３０が配置されている。
【００３３】
上面冷却装置２２は、冷却水が供給される給水配管２３と、給水配管２３に接続され、搬送される熱延鋼板５の上面に向けて冷却水を供給するラミナーノズル２４と、を備えている。
【００３４】
下面冷却装置２５は、図２及び図３に示すように、冷却水が供給される給水配管２６と、給水配管２６に複数配設された冷却ノズル２７と、を備えている。下面冷却装置２５の給水配管２６は、図３に示すように、搬送される熱延鋼板５の板幅方向に延在するように配置されており、複数の冷却ノズル２７は、熱延鋼板５の板幅方向に並列するように配置されている。
【００３５】
熱延通板ガイド３０は、仕上圧延機１５で圧延された熱延鋼板５の先端がテーブルロール２１、２１間に落ち込んでしまうことを防止するために通板方向Ｆに隣接するテーブルロール２１、２１間に配設される。本実施形態では、熱延通板ガイド３０は、熱延鋼板５よりも軟質な材料で構成されており、具体的には樹脂で構成されている。熱延通板ガイド３０を熱延鋼板５よりも軟質な材料により構成することで、熱延鋼板５と熱延通板ガイド３０とが接触した場合であっても、熱延鋼板５に疵が生じることを抑制できる。
【００３６】
具体的には、熱延通板ガイド３０は、熱延鋼板５にスリキズ等のような品質に影響する疵を付けないようにするため、熱延鋼板５よりも軟質な材料で構成される。例えば、普通鋼の硬度（ビッカース硬度）は約１２５Ｈｖである。普通鋼を用いた場合には熱延鋼板５が疵付く可能性が高いことから、熱延通板ガイド３０の硬度は１２５Ｈｖ以下であるのが望ましい。一方、熱延通板ガイド３０の耐久性の観点から、熱延鋼板５に接触してもすぐに摩耗しない程度の硬度があることが望ましい。例えば、熱延通板ガイド３０は、３６Ｈｖ以上の硬度があることが望ましい。
【００３７】
熱延通板ガイド３０は、図２に示すように、その上面がテーブルロール２１の上端位置よりも一段下方に後退した位置となるように配置されている。また、熱延通板ガイド３０は、図３に示すように、テーブルロール２１のロール幅の中央部に配置されており、板幅が異なる熱延鋼板５に対応可能とされている。ここで、板幅方向（すなわち、テーブルロール２１のロール幅方向）において、熱延通板ガイド３０の幅は、テーブルロール２１のロール幅の１／２以下に構成されるのがよい。このように、通板方向Ｆに隣接するテーブルロール２１、２１間において熱延通板ガイド３０が配置される部分を小さくすることで、熱延鋼板５と熱延通板ガイド３０との間に冷却水がさらに滞留しにくくすることができる。
【００３８】
熱延通板ガイド３０は、図３及び図４に示すように、下面冷却装置２５の冷却ノズル２７に対応する位置にノズル孔３１が設けられている。本実施形態に係る熱延通板ガイド３０には、図４に示すように、３つのノズル孔３１が、搬送される熱延鋼板５の板幅方向に並列するように配設されている。また、板幅方向に隣接するノズル孔３１、３１同士の間に、それぞれ排水孔３２が設けられている。本実施形態では、この排水孔３２は、図３及び図４に示すように、搬送される熱延鋼板５の通板方向Ｆに向けて延在している。排水孔３２は、板幅方向に隣接するノズル孔３１の間に位置し、熱延鋼板５の通板方向Ｆに延在する第１の孔部である延在部３４と、排水孔３２の通板方向Ｆにおける延在部３４の両端部に形成され、板幅方向に開口面積が拡大された第２の孔部である幅広孔部３３とから構成されている。
【００３９】
また、本実施形態である熱延通板ガイド３０においては、鉛直方向上方から見て、熱延通板ガイド３０の上面全体の面積に対するノズル孔３１及び排水孔３２の開口面積である開口面積比Ｓｈが０．１３以上、かつ０．１８以下の範囲内となるように設定されている。なお、排水孔３２の形状および開口面積比Ｓｈの詳細な説明は後述する。
【００４０】
［１−２．熱間圧延ラインによる熱延鋼板の製造手順］
次に、この熱間圧延ライン１０を用いて熱延鋼板５を製造する手順について説明する。図１に示すように、まず、スラブ１が、加熱炉１１に装入されて入口側から出口側に向けて搬送されるとともに加熱される（加熱工程）。加熱されたスラブ１が粗圧延機１２に装入される。粗圧延機１２によって粗圧延がなされ、粗圧延材５ａが製造される（粗圧延工程）。
【００４１】
次に、粗圧延材５ａが誘導加熱装置１３に装入され、再加熱される。（再加熱工程）。そして、誘導加熱装置１３を通過した粗圧延材５ａが仕上圧延機１５に供給される。この仕上圧延機１５によって仕上圧延がなされ、所定厚さの熱延鋼板５が製造される（仕上圧延工程）。
【００４２】
仕上圧延機１５で圧延された熱延鋼板５は、冷却床２０において、テーブルロール２１によって通板方向Ｆに向けて搬送されるとともに、上面冷却装置２２及び下面冷却装置２５によって所定温度にまで冷却される（冷却工程）。そして、所定温度にまで冷却された熱延鋼板５がコイラー１８に巻き取られる（巻き取り工程）。
【００４３】
＜２．熱延通板ガイド＞
本実施形態に係る熱延通板ガイド３０は、冷却水の排水性向上と強度向上とを両立させるため、板幅方向における排水孔３２の幅広孔部３３を延在部３４より拡張させることで、より多くの衝突流を排水孔３２より排出させるように構成されている。
【００４４】
まず、図５に基づいて、冷却床２０によって熱延鋼板５を冷却する冷却工程における下面冷却の状態について説明する。図５は、図４のＩ−Ｉ切断線において熱延鋼板５の通板方向Ｆ前方側から見た図である。冷却床２０において、熱延通板ガイド３０のノズル孔３１に挿通された冷却ノズル２７から、熱延鋼板５の下面に向けて冷却水Ｗが噴射される。熱延鋼板５の下面に衝突した冷却水Ｗは、熱延通板ガイド３０の上面と熱延鋼板５の下面との間の空間を放射状に広がっていく。そして、隣接するノズル孔３１、３１にそれぞれ挿通された冷却ノズル２７、２７同士からの冷却水Ｗは、隣接するノズル孔３１、３１同士の間の空間で衝突する。熱延鋼板５の下面に衝突した冷却水Ｗのほとんどは、このように挙動する。
【００４５】
上述したように、本実施形態に係る熱延通板ガイド３０は、テーブルロール２１、２１間に配設された冷却ノズル２７に対応する位置に設けられた複数のノズル孔３１と、板幅方向に隣接するノズル孔３１、３１同士の間に形成された排水孔３２と、を備えている。排水孔３２は、板幅方向に隣接する各ノズル孔３１、３１を介して冷却ノズル２７から噴射された冷却水Ｗ同士が衝突する領域に配置される。これにより冷却水Ｗの排水が促進される。
【００４６】
より詳細にみると、図４に示すように、排水孔３２は、板幅方向に隣接するノズル孔３１の間に位置し、熱延鋼板５の通板方向Ｆに延在する延在部３４と、延在部３４の両端部に形成され、板幅方向に開口面積が拡大された幅広孔部３３とから構成されている。各冷却ノズル２７、２７から噴射される冷却水Ｗの排水量が略同一であるとき、各冷却ノズル２７、２７から噴射され放射状に広がった冷却水Ｗは、隣接するノズル孔３１、３１間で通板方向Ｆに沿って直線状に衝突する。冷却水Ｗが直線状に衝突する空間には、排水孔３２の延在部３４が配置されている。また、冷却水Ｗは、熱延鋼板５の通板に伴って通板方向Ｆ下流側に流れる。この熱延鋼板５の通板に随伴する冷却水Ｗが流れる通板方向Ｆ下流側には幅広孔部３３が形成されている。
【００４７】
従って、延在部３４の上で衝突した冷却水Ｗは、排水孔３２を介して熱延通板ガイド３０の下方側へと速やかに排出される。また、延在部３４にて排出されない一部の冷却水による衝突流が、延在部３４から逃げるように通板方向Ｆに流れるが、これらは幅広孔部３３によって効率的に排出される。すなわち、熱延通板ガイド３０は、その上面に冷却水Ｗが滞留しないように構成されている。なお、排水孔３２は、通板方向Ｆ上流側にも幅広孔部３３が形成されている。通板方向Ｆ上流側にも幅広孔部３３は、当該熱延通板ガイド３０が配置されているテーブルロール２１、２１のうち通板方向Ｆ上流側に位置するテーブルロール２１の回転に伴って流れてくる冷却水Ｗを排出するのに役立つ。
【００４８】
ここで、排水孔３２は、板幅方向における幅広孔部３３の幅Ｗ２と延在部３４の幅Ｗ１とが下記式（１）の関係を満たすように形成されるのがよい。ここで、幅Ｗ２、Ｗ１は、幅広孔部３３、延在部３４のそれぞれの板幅方向における最大幅であるとする。
【００４９】
１．００＜Ｗ２／Ｗ１≦１．７０      ・・・（１）
【００５０】
上述したように、延在部３４の上での衝突流が通板方向Ｆに流れるため、延在部３４の両端に形成された幅広孔部３３の幅Ｗ２を延在部３４の幅Ｗ１より大きくすることで、延在部３４で排出されなかった冷却水を効率よく排出することができる。一方、幅広孔部３３の幅Ｗ２を大きくし過ぎると、熱延通板ガイド３０のうち幅広孔部３３が形成されている部分の強度が低下してしまう。これより、幅広孔部３３の幅Ｗ２は延在部３４の幅Ｗ１の１．７０倍までの大きさとするのがよい。
【００５１】
なお、排水孔３２の通板方向Ｆにおける長さＬは大きいほどよいが、熱延通板ガイド３０の耐久性やテーブルロール２１、２１との位置関係によっては、熱延通板ガイド３０の通板方向端部付近を開口できない場合もある。排水孔３２の長さＬはこれらを考慮して適宜決定される。
【００５２】
このような本実施形態に係る熱延通板ガイド３０は、鉛直方向上方から見て、熱延通板ガイド３０の上面全体の面積に対するノズル孔３１及び排水孔３２の開口面積である開口面積比Ｓｈが０．１３以上となるように形成されている。これにより、熱延通板ガイド３０と熱延鋼板５の下面との間に存在する冷却水Ｗを確実に排水孔３２から排出することができる開口面積を確保することができ、熱延通板ガイド３０の上に冷却水Ｗが滞留することを抑制できる。
【００５３】
ここで、冷却床２０において熱延鋼板５を冷却する冷却工程では、熱延鋼板５の先端がコイラー１８に巻き付くまでの間は熱延鋼板５には張力が作用していない。このため、熱延鋼板５のうち上下方向に大きく蛇行して下に凸となった部分が熱延通板ガイド３０に近接・接触することになる。しかし、本実施形態に係る熱延通板ガイド３０の構成により、熱延通板ガイド３０上における冷却水Ｗの滞留が抑制されているので、熱延鋼板５の局部的な温度低下を抑制することができ、熱延鋼板５の長手方向の温度変動を抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態において熱延通板ガイド３０は、鉛直方向上方から見て、熱延通板ガイド３０の上面全体の面積に対するノズル孔３１及び排水孔３２の開口面積である開口面積比Ｓｈが０．１８以下となるように構成されている。冷却水Ｗの排出効率を高めるには熱延通板ガイド３０の開口面積を大きくするのがよいが、開口面積を大きくし過ぎると熱延通板ガイド３０の耐久性に影響する。そこで、開口面積比Ｓｈを０．１８以下とすることで熱延通板ガイド３０と当該熱延通板ガイド３０に近接・接触する熱延鋼板５との接触面積を確保する。これにより、熱延通板ガイド３０が早期に摩耗することを抑制でき、寿命延長を図ることができる。
【００５５】
＜３．まとめ＞
以上、熱間圧延ラインの概要と本実施形態に係る熱延通板ガイド３０の構成およびその作用とについて説明した。本実施形態である熱延通板ガイド３０においては、排水孔３２は、通板方向Ｆに向けて延在する延在部３４と、通板方向Ｆにおける延在部３４の両端部に、板幅方向に拡大された幅広孔部３３とからなる。したがって、板幅方向に隣接するそれぞれのノズル孔３１、３１を介して噴射された冷却水Ｗ同士が衝突する領域に形成された延在部３４から隣接するノズル孔３１、３１を介して噴射された冷却水Ｗの衝突流が排出される、排水孔３２の開口面積を確保することができ、冷却水Ｗの排水をさらに促進することができる。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、熱延通板ガイド３０が熱延鋼板５よりも軟質な材料である樹脂で構成されているので、熱延鋼板５と熱延通板ガイド３０とが接触した場合であっても、熱延鋼板５に疵が生じることを抑制できる。また、熱延通板ガイド３０を軟質な材料で構成した場合であっても、上述のように、開口面積比Ｓｈを０．１８以下としていることから、熱延通板ガイド３０の早期摩耗を抑制することができる。さらに、熱延通板ガイド３０は、テーブルロール２１のロール幅の中央部に配置され、熱延通板ガイド３０の幅はテーブルロール２１のロール幅の１／２以下に構成される。このように熱延通板ガイド３０の設置面積自体を小さくすることで、熱延鋼板５の下面に向けて噴射された冷却水Ｗを排出し易くすることができる。
【００５７】
上述の構成とすることで、熱延鋼板５の下面に向けて噴射された冷却水を熱延通板ガイド３０の上から効率的に排出して熱延鋼板５の長手方向の温度変動を抑制し、かつ、早期損耗を抑制することができる。
【００５８】
以上、本実施形態である熱延通板ガイドについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、図１に示す構成の熱間圧延ラインの冷却床に配設されるものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の構成の熱間圧延ライン等に配設されるものであってもよい。
【００５９】
また、ノズル孔の個数及び形状、排水孔の個数及び形状は、実施形態において図示したものに限定されることはなく、適宜設計変更してもよい。さらに、樹脂で構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の材料で構成したものであってもよい。
【００６０】
例えば、排水孔の形状を、図６に示す熱延通板ガイド３０Ａのように、通板方向の上流側と下流側とで異なるようにしてもよい。図６の熱延通板ガイド３０Ａは、図４の熱延通板ガイド３０と比較して、排水孔３２Ａの形状が相違する。図６の排水孔３２Ａは、通板方向上流側の幅広孔部３３ａおよび通板方向下流側の幅広孔部３３ｂと、ノズル孔３１Ａの間に形成され、幅広孔部３３ａ、３３ｂを連結する延在部３４とからなる。この場合にも、排水孔３２は、板幅方向における幅広孔部３３ａ、３３ｂの幅Ｗ２と延在部３４の幅Ｗ１とが上記式（１）の関係を満たすように形成されるのがよい。
【００６１】
延在部３４にて排出されない一部の冷却水による衝突流は、通板方向上流側よりも熱延鋼板の通板に伴って通板方向下流側に流れる量の方が多いと考えられる。これより、通板方向上流側の幅広孔部３３ａよりも通板方向下流側の幅広孔部３３ｂを通板方向に長くなるようにすることで、より効率よく冷却水を排出できるようにすることができる。
【実施例１】
【００６２】
以下に、本発明の熱延通板ガイドの効果を確認すべく実施した実験結果について説明する。実施例１では、熱延鋼板の長手方向の温度変動について確認した。本発明の実施例として、図４に示すように、板幅方向に隣接するノズル孔３１同士の間に通板方向に向けて延在する排水孔３２を形成した熱延通板ガイド３０を用いた。また、比較例として、図４の排水孔を設けていない熱延通板ガイド（比較例１）とを用いた。
【００６３】
上述の熱延通板ガイドを、冷却床のテーブルロール間に配置して、熱延鋼板の冷却を実施し、冷却床を通過した熱延鋼板の先端から５０ｍの領域における温度バラツキを測定した。熱延鋼板の温度は、単色温度計を用いて、熱延通板ガイドが配設された板幅中央部と、熱延通板ガイドが配設されていない幅端部から板幅１／３の位置で測定した。測定された温度データから、以下の式によって、熱延通板ガイドの影響による温度変動幅Ｅを算出した。
Ｅ＝（板幅中央部の温度変動幅）−（１／３位置における温度変動幅）【００６４】
従来例の熱延通板ガイドを用いた場合には、熱延通板ガイドの影響による温度変動幅Ｅが１０．３℃であった。これに対して、本発明例の熱延通板ガイドを用いた場合には、熱延通板ガイドの影響による温度変動幅Ｅが５．８℃であった。本発明例の熱延通板ガイドを用いることにより、熱延鋼板の長手方向の温度変動を抑制できることが確認された。
【実施例２】
【００６５】
実施例２では、排水孔の幅広孔部と延在部との幅比（Ｗ２／Ｗ１）と開口面積比Ｓｈとを変化させたときの熱延通板ガイドの排水性能について検証した。本発明の実施例として、図４に示すように、板幅方向に隣接するノズル孔３１同士の間に通板方向に向けて延在する排水孔３２を形成した熱延通板ガイド３０を用いた。また、比較例として、図７に示したような幅広孔部のない排水孔を有する熱延通板ガイド３０Ａを用いた。
【００６６】
実施例２では、図２に示したような熱間圧延ライン１０を模擬した試験機を用いて、実施例および比較例の熱延通板ガイドの排水性能および耐久性を確認した。下記表１に、その結果を示す。ここで、排水性については、単位時間当たりの冷却水の排水量を測定して評価した。排水性評価は下記表２に基づき行った。なお、冷却ノズル２７の水量密度は０．５２ｍ３／ｍ２・ｍｉｎとした。また、耐久性については、熱延通板ガイドの月当たりの消耗量を測定して評価した。耐久性評価は下記表３に基づき行った。【００６７】
【表１】
0005664830.tif 000002
【００６８】
【表２】
0005664830.tif 000003
【００６９】
【表３】
0005664830.tif 000004
【００７０】
表１より、開口面積比Ｓｈを変化させた場合、Ｎｏ．１、２より、開口面積比Ｓｈが０．１３より小さくなると、耐久性は良好であるが、排水孔の開口面積が小さすぎるため排水性が低下することがわかる。一方で、Ｎｏ．１０、１１より、開口面積比Ｓｈが０．１８より大きくなると、排水性は良好であるが、排水孔の開口面積が大きすぎるために耐久性が低下することがわかる。【００７１】
また、開口面積比Ｓｈを０．１３以上０．１８以下とした場合であっても、Ｎｏ．３のように排水孔の幅広孔部と延在部との幅比（Ｗ２／Ｗ１）が１．００未満となると、延在部の幅より幅広孔部の幅が狭くなるため、排水性が劣る。また、Ｎｏ．４のように排水孔の幅広孔部と延在部との幅比（Ｗ２／Ｗ１）が１．７０より大きくなると、延在部と幅広孔部との境界部分であるネック部に過大な負荷がかかってしまう。このため、ネック部で割れが発生して破壊してしまい、耐久性に問題がある結果となった。
【００７２】
一方、Ｎｏ．５〜９のように、開口面積比Ｓｈを０．１３以上０．１８以下とし、排水孔の幅広孔部と延在部との幅比（Ｗ２／Ｗ１）を１．００より大きく１．７０以下とすることで、排水性、耐久性ともに良好となった。
【００７３】
なお、本実施例においてはＮｏ．１〜１１で用いた熱延通板ガイドは、ビッカース硬度が３６〜４１Ｈｖの材質を用いた。破壊したＮｏ．４を除き、Ｎｏ．１〜３、５〜１１のいずれも所定期間（６か月）使用しても鋼板に疵が付くことはなく、耐疵付き性は良好であった。
【符号の説明】
【００７４】
５    熱延鋼板
１０  熱間圧延ライン
１５  仕上圧延機
１８  コイラー
２０  冷却床
２１  テーブルロール
２７  冷却ノズル
３０  熱延通板ガイド
３１  ノズル孔
３２  排水孔
３３  幅広孔部（第２の孔部）
３４  延在部（第１の孔部）
【図１】
0005664830.tif 000005
【図２】
0005664830.tif 000006
【図３】
0005664830.tif 000007
【図４】
0005664830.tif 000008
【図５】
0005664830.tif 000009
【図６】
0005664830.tif 000010
【図７】
0005664830.tif 000011