(57)【要約】【課題】鋼材に冷却媒体（例えば冷却水）を供給する場合において、鋼材を高冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができる鋼材の冷却装置および冷却方法を提供する。【解決手段】ノズルの先端からパスラインまでの垂直距離が５００ｍｍ以上で、かつ冷却媒体の噴射速度が１０ｍ/ｓ以上であるとともに、ノズルの先端の内径Ｄと冷却媒体が鋼材に衝突する位置での冷却媒体の径Ｄｋとの関係がＤｋ＜２Ｄとなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体を噴射するノズルを有するヘッダを備えた鋼材の冷却装置において、
前記ノズルの先端からパスラインまでの垂直距離が５００ｍｍ以上で、かつ冷却媒体の噴射速度が１０ｍ/ｓ以上であるとともに、前記ノズルの先端の内径Ｄと前記冷却媒体が鋼材に衝突する位置での冷却媒体の径Ｄｋとの関係がＤｋ＜２Ｄとなっていることを特徴とする鋼材の冷却装置。
【請求項２】
前記ノズルは、その内部に形成された流路の長さがその径の１５倍以上となっているノズルであることを特徴とする請求項１に記載の鋼材の冷却装置。
【請求項３】
前記ノズルは、ヘッダに碁盤目状または千鳥状に配置されていることを特徴とする前記請求項１または２に記載の鋼材の冷却装置。
【請求項４】
冷却媒体を噴射するノズルを有するヘッダを用いた鋼材の冷却方法において、
前記ノズルの先端からパスラインまでの垂直距離を５００ｍｍ以上とし、かつ冷却媒体の噴射速度を１０ｍ/ｓ以上とするとともに、前記ノズルの先端の内径Ｄと前記冷却媒体が鋼材に衝突する位置での冷却媒体の径Ｄｋとの関係をＤｋ＜２Ｄとすることを特徴とする鋼材の冷却方法。
【請求項５】
前記ノズルは、その内部に形成された流路の長さがその径の１５倍以上となっているノズルであることを特徴とする請求項４に記載の鋼材の冷却方法。
【請求項６】
前記ノズルは、ヘッダに碁盤目状または千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の鋼材の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の冷却装置およびそれを用いた鋼材の冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延により鋼板を製造するプロセスでは、圧延温度を制御するのに冷却水を供給したり、空冷を行ったりするのが一般的であるが、近年、冷却水を高速度で噴射し、高い冷却速度を得て組織を微細化し、鋼板の強度を上げる技術の開発が盛んである。
【０００３】
例えば、鋼板の上面冷却をなすため、円管状のラミナー冷却ノズルから鋼板搬送用のローラーテーブル直上に、この幅方向にわたって直線状に複数のラミナー冷却水を注水している。一方、鋼板の下面冷却として、ローラーテーブル間にそれぞれスプレーノズルが設けられ、ここから冷却水を噴射する方法が一般的である。
【０００４】
例えば、冷却水を供給して鋼板を冷却する技術として、特許文献１に記載された技術がある。これは、冷却水を鋼板の搬送方向に対向して噴射するスリットノズルユニットを昇降させるものであり、別に設けたラミナーノズルやスプレーノズルとともに使用することで、広範囲の冷却速度を確保できるとされている。
【０００５】
また、冷却水を供給して鋼板を冷却する別の技術として、特許文献２に記載された技術がある。これは、スリット状のノズルを有するヘッダを傾斜対向させて膜状の冷却水を噴射させるとともに、仕切板を設けて冷却水を鋼板と仕切板の間に充満させて高い冷却速度を得られるとされている。
【特許文献１】特開昭６２−２６００２２号公報
【特許文献２】特開昭５９−１４４５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１、２に記載の技術は、冷却均一性の確保や設備コストなどに大きな問題点がある。
【０００７】
すなわち、前記特許文献１に記載の技術では、ノズルと鋼板の距離を離すと、ノズルから噴射される冷却水が広がってしまい、鋼板の搬送速度（例えば、６０〜６００ｍｐｍ）に対して冷却水衝突時の流速を確保することができず、冷却むらを生じる。また、冷却水の広がり抑制のためノズルからの噴射速度を低下させても、鋼板の搬送速度に対して冷却水衝突時の流速を確保することができず、冷却むらを生じる。つまり、ノズルを鋼板に近接させないと、鋼板の搬送速度に対して冷却水衝突時の流速を確保することができず、冷却むらを生じる。
【０００８】
そのため、特許文献１に記載の技術では、スリットノズルユニットを鋼板に近づけなければならず、先端や尾端が反った鋼板を冷却する場合は、鋼板がスリットノズルユニットに衝突して、スリットノズルユニットを破損したり、鋼板が移動できなくなって製造ラインの停止や歩留の低下を招いたりすることがある。そこで、先端や尾端が通過する時に、昇降機構を作動させて、スリットノズルユニットを上方に退避させることも考えられるが、その場合は先尾端の冷却が足りず、目的とする材質が得られなくなる。さらに、昇降機構を設けるための設備コストがかかるという問題もある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の技術では、ノズルを鋼板に近接させないと鋼板と仕切板との間に冷却水が充満しない。ノズルを鋼板に近接させると、特許文献１に記載の技術と同様に、先端や尾端が反った鋼板を冷却する場合に不都合が生じる。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鋼材に冷却媒体（例えば冷却水）を供給する場合において、鋼材を高冷却速度で均一にかつ安定して冷却することができる鋼材の冷却装置および冷却方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１２】
［１］冷却媒体を噴射するノズルを有するヘッダを備えた鋼材の冷却装置において、
前記ノズルの先端からパスラインまでの垂直距離が５００ｍｍ以上で、かつ冷却媒体の噴射速度が１０ｍ/ｓ以上であるとともに、前記ノズルの先端の内径Ｄと前記冷却媒体が鋼材に衝突する位置での冷却媒体の径Ｄｋとの関係がＤｋ＜２Ｄとなっていることを特徴とする鋼材の冷却装置。
【００１３】
［２］前記ノズルは、その内部に形成された流路の長さがその径の１５倍以上となっているノズルであることを特徴とする前記［１］に記載の鋼材の冷却装置。
【００１４】
［３］前記ノズルは、ヘッダに碁盤目状または千鳥状に配置されていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の鋼材の冷却装置。
【００１５】
［４］冷却媒体を噴射するノズルを有するヘッダを用いた鋼材の冷却方法において、
前記ノズルの先端からパスラインまでの垂直距離を５００ｍｍ以上とし、かつ冷却媒体の噴射速度を１０ｍ/ｓ以上とするとともに、前記ノズルの先端の内径Ｄと前記冷却媒体が鋼材に衝突する位置での冷却媒体の径Ｄｋとの関係をＤｋ＜２Ｄとすることを特徴とする鋼材の冷却方法。
【００１６】
［５］前記ノズルは、その内部に形成された流路の長さがその径の１５倍以上となっているノズルであることを特徴とする前記［４］に記載の鋼材の冷却方法。
【００１７】
［６］前記ノズルは、ヘッダに碁盤目状または千鳥状に配置されていることを特徴とする前記［４］または［５］に記載の鋼材の冷却方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を用いることにより、鋼材を目標温度まで高冷却速度で均一にかつ安定して冷やすことができる。その結果、品質の高い鋼材を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、本発明の基本的な考え方を述べる。なお、本発明は厚板や形鋼や鋼管など鋼材全般に適用できるが、以下鋼板を例にとって説明する。
【００２０】
冷却媒体（例えば冷却水）によって鋼板の冷却を行うに際して、冷却を確実に行うためには鋼板まで冷却水を確実に到達させ、衝突させる必要がある。そのためには、鋼板表面の滞流水の水膜を破って鋼板まで新鮮な冷却水を到達させなければならず、スプレーノズルから噴射された液滴群のような貫通力の弱い冷却水流ではなく、板状のラミナー水でもなく、水道の蛇口から連続的に流れ出るものと同様の柱状のラミナー流（棒状冷却水）である必要がある。なお、従来使われている円管ラミナーノズルによるラミナー流は、自由落下流であるので、滞留水膜があると鋼板まで冷却水が到着しにくい上に、滞流水がある場合とない場合で冷却能力に違いが生じる。
【００２１】
したがって、ノズルから噴射された冷却水が鋼板に衝突する位置（衝突点）での冷却水の径Ｄｋは、ノズルの先端の内径Ｄの２倍よりも小さくする必要がある（すなわち、Ｄｋ＜２Ｄ）。衝突点での冷却水の径Ｄｋがそれより大きくなると、鋼板到達時の冷却水はあたかもスプレーノズルから噴射された液滴群のような貫通力の弱い冷却水流にしかならないためである。
【００２２】
ここで、ノズルから噴射された冷却水が鋼板に衝突する位置（衝突点）での冷却水の径Ｄｋとは、冷却水が鋼板に対して垂直に噴射される衝突点の径であり、例えば、鋼板の代わりに透明な板を用いて衝突点の径を求めたり、圧力センサを用いて圧力分布より衝突点の径を求めたりすることができる。また、冷却水が鋼板に対して斜めに噴射される場合のＤｋは、冷却水が鋼板に衝突する直前での噴射方向に垂直な面における衝突点の径を指し、鋼板以外の鋼管などの鋼材におけるＤｋも同様に冷却水が鋼板に衝突する直前での径とする。
【００２３】
さらに、１０ｍ／ｓ以上の速度で冷却水を噴射すると、（特に鋼板上面において）鋼板面上の滞留水の水膜を破って鋼板まで新鮮な冷却水を到達させ得る。すなわち、熱間圧延した鋼板を冷却する冷却装置において、水量密度が４ｍ３／ｍ２ｍｉｍ以上になると、噴射する冷却水が鋼板上に滞留する滞留水の水膜を突き破って均一冷却するためには噴射する冷却水の速度が１０ｍ／ｓ以上必要である。
【００２４】
また、鋼板の反り等によって上ノズルが損傷するのを防止するために、上ノズルの先端からパスラインまでの垂直距離Ｈｐは５００ｍｍ以上とする。
【００２５】
そして、図５に、流路長さＬ、流路内径Ｄの流路を有するノズルについて、ノズル噴射距離（すなわち、ノズル先端から鋼板までの冷却水の噴射距離）Ｈをパラメータとして、ノズル流路比Ｌ／Ｄと抜熱量の関係の一例を示す。なお、ここでは、ノズル流路内径（ノズル先端の内径）Ｄを６ｍｍ一定とし、流路長さＬを種々変化させて、８００℃の鋼板を冷却し、その温度降下量から抜熱量を算出した。また、図６に、ノズル噴射距離Ｈをパラメータとして、ノズル流路形状比Ｌ／Ｄと鋼板到達時の冷却水の広がり（衝突点での冷却水の径）Ｄｋの関係の一例を示す。なお、鋼板到達時の冷却水の広がりＤｋは、鋼板上に感圧紙を設置し、その感圧紙から読み取った圧力分布から求めた。ここで、図５、６における冷却水の速度は、Ｖ＝１４ｍ／ｓである。
【００２６】
図５、図６に示すように、ノズル内部に形成された流路の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／Ｄが１５以上になると、冷却水の直進性が上がり、ノズル噴射距離Ｈが５００ｍｍ〜１２００ｍｍと離れていても、抜熱量を低下させることなく、冷却能力に違いを生じさせることなく、鋼板を均一に冷却できることが分かる。
【００２７】
また、図６からは、前述したようにノズルから噴射された冷却水が鋼板に衝突する位置（衝突点）での冷却水の径Ｄｋは、ノズルの先端の内径Ｄの２倍よりも小さくする必要があることがわかる。
【００２８】
図４に、上記の考え方に基づいた流体ノズルの例を示す。この流体ノズル４２は、ノズル本体４３と、ノズル４２を流体供給管（ヘッダ）４１に取り付けるために外周にネジ加工が施されている取付ネジ部４４とからなる直管の円管ノズルであり、ノズル本体４３と取付ネジ部４４の内部に冷却水の流路４５が設けられている。
【００２９】
そして、流路（直管部）４５の長さＬと内径Ｄは、図５、図６に基づいて、Ｌ／Ｄ≧１５の関係を満たすように設定している。ただし、Ｌ／Ｄが大きすぎると管摩擦損失が大きくなり、また、ノズルの加工も難しくなるので、Ｌ／Ｄ≦７０とすることが好ましい。
【００３０】
なお、流路４５の形状は問わないが、圧力損失を抑制するため、円筒状がより好ましい。
【００３１】
また、取付ネジ部４４はヘッダ４１とノズル４２を接続できれば、ノズル長さ方向のどの位置に設けられていてもよく、ノズル４２がヘッダ４１の外側に突き出していても、ヘッダ４１の内部に突き出すように取り付けられていてもよいが、ヘッダ４１の壁面近傍には流体の速度が低下することにより剥離したスケール等の異物が集まることが多いので、ノズル４２はヘッダ４１の内部に５ｍｍ以上突き出していることが好ましい。また、突き出している部分には側面に流入口を取り付けてもよい。
【００３２】
次に、本発明の一実施形態に係る鋼板の冷却装置について説明する。
【００３３】
図１、図２は、本発明の一実施形態に係る鋼板の冷却装置の説明図である。
【００３４】
この実施形態に係る冷却装置は、鋼板の熱間圧延ライン上に設置される通過式の冷却装置であり、図１に示す冷却ユニット２０または図２に示す冷却ユニット３０を１個または複数個備えている。
【００３５】
そして、図１に示す冷却ユニット２０は、鋼板１０上面の向けて棒状冷却水２３を噴射するために、鋼板１０の上面側に設置された上ヘッダ２１と、上ヘッダ２１に取り付けられた上ノズル２２と、鋼板１０上面の滞留水２４の水切りを行うための水切りロール２５とを備えているとともに、鋼板１０を搬送するテーブルローラ（図示せず）の間から鋼板１０下面の向けて棒状冷却水２８を噴射するために、鋼板１０の下面側に設置された下ヘッダ２６と、下ヘッダ２６に取り付けられた下ノズル２８を備えている。
【００３６】
ここで、上ノズル２２は、前述した流路形状比Ｌ／Ｄ≧１５を満たした円管ノズル４２であり、鋼板の全幅に冷却水を供給できるように鋼板幅方向に所定の間隔で一列に取り付けられており、そのノズル列が鋼板搬送方向に複数列（ここでは、６列）配置されている。
【００３７】
図３に上ノズル２２の配置の具体例を示す。
【００３８】
図３（ａ）は碁盤目状のノズル配置であり、碁盤目状の仮想交点にノズルが配置されている。すなわち、鋼板幅方向に所定の間隔（例えば、４０ｍｍ）で並べたノズル列が鋼板搬送方向に所定の間隔（例えば、３５ｍｍ）で複数列（ここでは、６列）配置されている。
【００３９】
図３（ｂ）は千鳥状のノズル配置であり、ノズルが鋼板搬送方向にジクザグに（千鳥状に）配置されている。すなわち、図３（ａ）のノズル配置に比べて、隣り合う列のノズル同士が鋼板幅方向にノズル間隔の半分（例えば、ノズル間隔が４０ｍｍであれば、その半分の２０ｍｍ）ずれるように配置されている。
【００４０】
そして、それぞれの上ノズル２２から噴射される棒状冷却水２３は、噴射速度Ｖが１０ｍ／ｓ以上で、鋼板搬送方向の噴射角度θは９０°であり、鋼板１０上面の衝突点における径Ｄｋが、ノズル先端の内径Ｄの２倍よりも小さくなっている（すなわち、Ｄｋ＜２Ｄ）。
【００４１】
なお、上ノズル２２の内径Ｄは特に規定しないが、ノズルが詰まりにくく、かつ冷却水の噴射速度を確保するためには、上ノズル２２の内径Ｄは３〜８ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４２】
また、鋼板１０の反り等によって上ノズル２２が損傷するのを防止するために、上ノズル２２の先端からパスラインまでの垂直距離Ｈｐを５００ｍｍ以上にしている。ただし、上ノズル２２の先端の位置をパスラインからあまり離すと冷却水が分散して棒状でなくなり冷却能力が低下するので、上ノズル２２の先端から鋼板までの冷却水のノズル噴射距離Ｈは１８００ｍｍ以下とするのが好ましい。
【００４３】
そして、下ノズル２７も、上ノズル２２と同様に、前述した流路形状比Ｌ／Ｄ≧１５を満たした円管ノズル４２であり、鋼板の全幅に冷却水を供給できるように鋼板幅方向に所定の間隔で一列に取り付けられており、そのノズル列が鋼板搬送方向に複数列（ここでは、６列）配置されている。その具体的なノズル配置例は図３に示したものである。
【００４４】
そして、それぞれの下ノズル２７から噴射される棒状冷却水２８は、噴射速度が１０ｍ／ｓ以上で、鋼板搬送方向の噴射角度は９０°であり、鋼板１０下面の衝突点における径が、ノズル先端の内径の２倍よりも小さくなっている。
【００４５】
なお、下ノズル２７の内径は特に規定しないが、ノズルが詰まりにくく、かつ冷却水の噴射速度を確保するためには、下ノズル２７の内径は３〜８ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００４６】
ちなみに、鋼板の上面側と下面側を同じように冷却しないと鋼板の曲がりや反りが発生し、製品直行率が低下する可能性があるので、鋼板の上面側と下面側に対する冷却能力を同一にする必要があるが、冷却能力が同一であれば、上ヘッダ２１と下ヘッダ２６は同じものでもよいし異なっていてもよい。また、上ノズル２２と下ノズル２７についてもノズルの内径や流路長さが異なっていてもよい。
【００４７】
一方、図２に示す冷却ユニット３０は、鋼板１０上面の向けて棒状冷却水３３を噴射するために、鋼板１０の上面側で鋼板搬送方向に互いに対向するように設置された一対の上ヘッダ３１と、それぞれの上ヘッダ３１に取り付けられた上ノズル３２とを備えているとともに、鋼板１０下面の向けて棒状冷却水３８を噴射するために、鋼板１０の下面側に設置された下ヘッダ３６と、下ヘッダ３６に取り付けられた下ノズル３８を備えている。
【００４８】
ここで、上ノズル３２の噴射角度θは、特に規定しないが、３０°〜９０°とするのが好ましい。噴射角度が３０°より小さいと、棒状冷却水３３の鉛直方向速度成分が小さくなって、鋼板１０への衝突が弱くなり、冷却むらが生じるからである。
【００４９】
また、対向する上ヘッダの間に中間ヘッダを設け、対向するヘッダ間の冷却能力を大きくすることも可能であり、その数はいくつであってもよい。
【００５０】
なお、その他の点については、前述の冷却ユニット２０と同様である。
【００５１】
そして、上記のような冷却ユニット２０あるいは冷却ユニット３０を備えた冷却装置を厚鋼板や薄鋼飯の熱間圧延ラインに設置することによって、鋼板を目標温度まで高一冷却速度で均一にかつ安定に冷やすことができ、その結果、品質の高い鋼板を製造することができるようになる。
【００５２】
また、本発明の冷却装置を形鋼や鋼管などの鋼材の冷却に使用できることはいうまでもない。
【実施例１】
【００５３】
本発明の実施例を以下に述べる。
【００５４】
図７は、本発明の実施例に用いた鋼板の熱間圧延ラインと、そこでの搬送パターンを示す図である。
【００５５】
この鋼板の熱間圧延ラインは、加熱炉１１、可逆式圧延機１２、ホットレベラ１３、冷却装置１４を備えており、仕上圧延後に加速冷却を行うようになっている。ここでは、加熱炉１１から抽出されたスラブを可逆式圧延機１２によって、粗圧延、仕上圧延を行って板厚を２５ｍｍとした後に、ホットレベラ１３を通し、冷却装置１４において温度降下量１５０℃の加速冷却を行った。
【００５６】
そして、本発明例１として、上記の実施形態に基づいて、図１に示す冷却ユニット２０を冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズル２２については、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で５００ｍｍとし、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、流路形状比Ｌ／Ｄを１７、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００５７】
また、本発明例２として、上記の実施形態に基づいて、図１に示す冷却ユニット２０を冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズル２２については、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、図３（ｂ）に示した千鳥状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、流路形状比Ｌ／Ｄを１７、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００５８】
また、本発明例３として、上記の実施形態に基づいて、図１に示す冷却ユニット２０を冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズル２２については、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、流路形状比Ｌ／Ｄを２３、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００５９】
また、本発明例４として、上記の実施形態に基づいて、図２に示す冷却ユニット３０を冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズル２２については、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを５ｍｍ、流路形状比Ｌ／Ｄを１５、噴射角度θを９０°、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００６０】
これに対して、比較例１として、冷却装置１４を従来のごく一般的な円管ラミナー冷却装置にして、鋼板の冷却を行った。その際、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、流路形状比Ｌ／Ｄを１３、噴射速度Ｖを７ｍ／ｓとした。
【００６１】
また、比較例２として、冷却装置１４を従来のごく一般的な円管ラミナー冷却装置にして、鋼板の冷却を行った。その際、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、流路形状比Ｌ／Ｄを１３、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００６２】
また、比較例３として、冷却装置１４を従来のごく一般的な円管ラミナー冷却装置にして、鋼板の冷却を行った。その際、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、流路形状比Ｌ／Ｄを１５、噴射速度Ｖを７ｍ／ｓとした。
【００６３】
また、比較例４として、基本的構成は図１に冷却ユニット２０と同様であるが、上ノズル先端の高さ位置がパスラインから垂直距離で１００ｍｍである冷却ユニットを冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズルについては、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、流路形状比Ｌ／Ｄを１０、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００６４】
また、比較例５として、基本的構成は図１に冷却ユニット２０と同様であるが、上ノズル先端の高さ位置がパスラインから垂直距離で１００ｍｍである冷却ユニットを冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズルについては、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、流路形状比Ｌ／Ｄを１７、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００６５】
また、比較例６として、基本的構成は図１に冷却ユニット２０と同様であるが、上ノズルの流路形状比Ｌ／Ｄが１０である冷却ユニットを冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズルについては、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で５００ｍｍとし、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００６６】
また、比較例７として、基本的構成は図１に冷却ユニット２０と同様であるが、上ノズルの流路形状比Ｌ／Ｄが１０である冷却ユニットを冷却装置１４に６ユニット設置して、鋼板の冷却を行った。その際、上ノズルについては、ノズル先端の高さ位置をパスラインから垂直距離で１２００ｍｍとし、図３（ａ）に示した碁盤目状配置で、ノズル内径Ｄを６ｍｍ、噴射速度Ｖを１０ｍ／ｓとした。
【００６７】
そして、それぞれの場合において、冷却後（十分に復熟した後）に、放射温度計を用いて鋼板幅方向温度を連続的に測定して、鋼板上面の温度分布を調べた。最先端、最尾端、幅方向板端部を除く定常部での温度のばらつき（最高温度と最低温度の差）を温度むらとして定義し、これを比較した。温度むらの大小は引張強度など製品の機械的性質のばらつきとほぼ対応した。
【００６８】
その結果を、表１に示す。
【００６９】
【表１】
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【００７０】
まず、比較例１、３は、冷却能力が小さく、また温度むらは仕上圧延後の加速冷却では８０℃となり、製品の強度ばらつきも大きかった。
【００７１】
また、比較例２は、冷却能力は比較例１に比べ上昇したが、Ｄｋ≧２Ｄと冷却水の広がりＤｋが大きかったため、温度むらは仕上圧延後の加速冷却では１５０℃となり、製品の強度ばらつきも大きかった。
【００７２】
また、比較例４、５は、上ノズルを鋼板に近接させなければならなかったので、鋼板の反りが発生した時に設備が破損することがあった。設備に衝突した鋼板は、製品にならないので、比較例１と比べて製品の歩留が低下した。また、設備破損の修理にかなりの時間を要したので、生産能率も低下した。
【００７３】
また、比較例６、７は、Ｄｋ≧２Ｄと上ノズルから噴射する冷却水が広がってしまい、冷却能力が低く、また広がり方により幅方向で温度むらが生じてしまった。
【００７４】
これに対して、本発明例１〜４は、冷却水の広がりが小さく、全長全幅でほぼ同程度の冷却を行うことができ、温度むらも８〜１５℃と極めて低い値に抑えることができ、材質ばらつきが小さく、品質の高い鋼板を製造することができた。
【００７５】
上記の結果により、本発明の有効性が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る他の冷却装置の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるノズルの配置例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるノズル形状を説明するための図である。
【図５】ノズルの流路長さとノズル内径の比が冷却能力に及ぼす影響を示した図である。
【図６】ノズルの流路長さとノズル内径の比が冷却水の広がりに及ぼす影響を示した図である。
【図７】本発明の実施例における鋼板の熱間圧延ラインと搬送パターンの説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１１  加熱炉
１２  圧延機
１３  ホットレベラ
１４  冷却装置
２０  冷却ユニット
２１  上ヘッダ
２２  円管ノズル
２３  棒状冷却水
２４  滞留水
２５  水切りロール
２６  下ヘッダ
２７  円管ノズル
２８  棒状冷却水
３０  冷却ユニット
３１  上ヘッダ
３２  円管ノズル
３３  棒状冷却水
３４  滞留水
３６  下ヘッダ
３７  円管ノズル
３８  棒状冷却水
４１  ヘッダ
４２  ノズル
４３  ノズル本体
４４  取付ネジ部
４５  ノズル流路
【図１】
2008168316.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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