(57)【要約】【課題】鋼板の制御圧延を行う場合等において、熱間圧延ライン上で鋼板をコンパクトな構造で適切に冷却することができる鋼板の冷却設備および冷却方法を提供する。【解決手段】鋼板１０を熱間圧延する間に、鋼板１０を通過させながら鋼板１０の上下面に冷却水を供給する冷却設備であって、鋼板１０の上方から鋼板１０の上面に向けて斜めに冷却水を供給するノズル２２ａ、２２ｂを有し、鋼板１０上で冷却水の噴射が鋼板１０の搬送方向に互いに対向するようにノズル２２ａ、２２ｂを配列している鋼板の冷却設備。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を熱間圧延する間に、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給する冷却設備であって、鋼板の上方から鋼板の上面に向けて斜めに冷却水を供給するノズルを搬送方向に複数列有し、鋼板上で冷却水が鋼板の搬送方向に互いに対向するように前記ノズルを配列していることを特徴とする鋼板の冷却設備。
【請求項２】
鋼板の上下面にそれぞれ４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の水量密度の冷却水を供給することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の冷却設備。
【請求項３】
前記ノズルは棒状冷却水を噴射することを特徴とする請求項１または２に記載の鋼板の冷却設備。
【請求項４】
棒状冷却水の噴射方向の速度成分の０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の鋼板の冷却設備。
【請求項５】
鋼板の幅方向に配列する全ノズル数の４０〜６０％が、鋼板の搬送方向に直角な鋼板幅方向片方の外側に向う成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズルであることを特徴とする請求項３または４に記載の鋼板の冷却設備。
【請求項６】
搬送方向に直角な鋼板幅方向の２方向の内、一方向に向かう成分を持つ棒状冷却水の数と他方に向かう成分を持つ棒状冷却水の数が、等しくなるように、前記棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに鋼板の冷却設備。
【請求項７】
ノズルの設置位置が鋼板幅方向中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の鋼板の冷却設備。
【請求項８】
棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分が一定で、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に等間隔となるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の鋼板の冷却設備。
【請求項９】
鋼板を熱間圧延する間に、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給する冷却方法であって、鋼板上で冷却水が鋼板の搬送方向に複数列設け互いに対向するように配列されたノズルによって、鋼板の上方から鋼板の上面に向けて斜めに冷却水を供給することを特徴とする鋼板の冷却方法。
【請求項１０】
鋼板の上下面にそれぞれ４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の水量密度の冷却水を供給することを特徴とする請求項９に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項１１】
前記ノズルは棒状冷却水を噴射することを特徴とする請求項９または１０に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項１２】
棒状冷却水の噴射方向の速度成分の０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう速度成分となるよう、棒状冷却水の噴射方向を設定することを特徴とする請求項１１に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項１３】
鋼板の幅方向に配列する全ノズル数の４０〜６０％が、鋼板の搬送方向に直角な鋼板幅方向片方の外側に向う成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズルであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項１４】
搬送方向に直角な鋼板幅方向の２方向の内、一方向に向かう成分を持つ棒状冷却水の数と他方に向かう成分を持つ棒状冷却水の数が、等しくなるように、前記棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに鋼板の冷却方法。
【請求項１５】
ノズルの設置位置が鋼板幅方向中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、各ノズルを設置することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
【請求項１６】
棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分を一定とし、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に等間隔となるように、各ノズルを設置することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板の冷却設備および冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼板の熱間圧延においては、強度や靭性の優れた鋼板の製造が求められており、その一例として、圧延材に制御圧延（Controlled Rolling；ＣＲ）を施すことにより、優れた材質の厚鋼板を造り込んでいる。すなわち、１０００℃以上に加熱したスラブを一旦所定の板厚まで圧延し、その後、圧延材の温度が未再結晶温度域やその温度域に近い温度域にある状態で仕上板厚まで圧延を行うものである。たとえば、厚さ２００〜３００ｍｍのスラブを１１００〜１２００℃程度まで加熱後、仕上板厚の１．５〜２倍程度まで圧延し、その後、温度が未再結晶域である８５０℃以下になった時点で制御圧延を開始し、仕上板厚（たとえば１５ｍｍ）まで圧延するというものである。
【０００３】
その際に、制御圧延を行う温度（制御圧延開始温度）が低くかつ制御圧延を行う板厚（制御圧延開始板厚）が厚い場合には、圧延材が制御圧延開始温度になるまでにかなりの時間を要するため、圧延機（可逆式圧延機）近傍の圧延ライン上で制御圧延開始温度になるまで圧延材を放冷状態で待機させていた。その結果、その冷却待ちによって圧延機に空き時間が発生し、圧延能率が低下するという問題が生じていた。
【０００４】
このような冷却待ちによって圧延機に空き時間が発生し圧延能率が低下するのを解消するために、冷却待ちが必要となった鋼板を圧延ライン外に設けた待機位置に移動させて冷却し、その冷却を行っている間は他の鋼板の圧延を行い、待機位置で冷却していた鋼板が所定の制御圧延開始温度になれば、待機位置から圧延ラインに戻して制御圧延を行うという技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５３−１４６２０８号公報
【特許文献２】特開昭６０−１８０６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１、２に記載の技術においては、圧延ライン外に待機位置を設けるためのスペースや、鋼板を圧延ラインと待機位置の間で移動させるための手段が必要となり、大掛かりな設備になってしまう。
【０００６】
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、鋼板の制御圧延を行う場合等において、熱間圧延ライン上で鋼板をコンパクトな構造で適切に冷却することができる鋼板の冷却設備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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【０００８】
［１］鋼板を熱間圧延する間に、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給する冷却設備であって、鋼板の上方から鋼板の上面に向けて斜めに冷却水を供給するノズルを搬送方向に複数列有し、鋼板上で冷却水が鋼板の搬送方向に互いに対向するように前記ノズルを配列していることを特徴とする鋼板の冷却設備。
【０００９】
［２］鋼板の上下面にそれぞれ４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の水量密度の冷却水を供給することを特徴とする前記［１］に記載の鋼板の冷却設備。
【００１０】
［３］前記ノズルは棒状冷却水を噴射することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の鋼板の冷却設備。
【００１１】
［４］棒状冷却水の噴射方向の速度成分の０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする前記［３］に記載の鋼板の冷却設備。
【００１２】
［５］鋼板の幅方向に配列する全ノズル数の４０〜６０％が、鋼板の搬送方向に直角な鋼板幅方向片方の外側に向う成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズルであることを特徴とする前記［３］または［４］に記載の鋼板の冷却設備。
【００１３】
［６］搬送方向に直角な鋼板幅方向の２方向の内、一方向に向かう成分を持つ棒状冷却水の数と他方に向かう成分を持つ棒状冷却水の数が、等しくなるように、前記棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする前記［３］乃至［５］のいずれかに鋼板の冷却設備。
【００１４】
［７］ノズルの設置位置が鋼板幅方向中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする前記［３］乃至［６］のいずれかに記載の鋼板の冷却設備。
【００１５】
［８］棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分が一定で、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に等間隔となるように、各ノズルが設置されていることを特徴とする前記［３］乃至［６］のいずれかに記載の鋼板の冷却設備。
【００１６】
［９］鋼板を熱間圧延する間に、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給する冷却方法であって、鋼板上で冷却水が鋼板の搬送方向に複数列設け互いに対向するように配列されたノズルによって、鋼板の上方から鋼板の上面に向けて斜めに冷却水を供給することを特徴とする鋼板の冷却方法。
【００１７】
［１０］鋼板の上下面にそれぞれ４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の水量密度の冷却水を供給することを特徴とする前記［９］に記載の鋼板の冷却方法。
【００１８】
［１１］前記ノズルは棒状冷却水を噴射することを特徴とする前記［９］または［１０］に記載の鋼板の冷却方法。
【００１９】
［１２］棒状冷却水の噴射方向の速度成分の０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう速度成分となるよう、棒状冷却水の噴射方向を設定することを特徴とする前記［１１］に記載の鋼板の冷却方法。
【００２０】
［１３］鋼板の幅方向に配列する全ノズル数の４０〜６０％が、鋼板の搬送方向に直角な鋼板幅方向片方の外側に向う成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズルであることを特徴とする前記［１１］または［１２］に記載の鋼板の冷却方法。
【００２１】
［１４］搬送方向に直角な鋼板幅方向の２方向の内、一方向に向かう成分を持つ棒状冷却水の数と他方に向かう成分を持つ棒状冷却水の数が、等しくなるように、前記棒状冷却水の噴射方向が設定されていることを特徴とする前記［１１］乃至［１３］のいずれかに鋼板の冷却方法。
【００２２】
［１５］ノズルの設置位置が鋼板幅方向中央から外側に向かうにつれて、棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分が順次大きくなるように、各ノズルを設置することを特徴とする前記［１１］乃至［１４］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
【００２３】
［１６］棒状冷却水の鋼板幅方向外側に向かう速度成分を一定とし、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に等間隔となるように、各ノズルを設置することを特徴とする前記［１１］乃至［１４］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
【００２４】
なお、本発明において、鋼板を熱間圧延する間に、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給するとは、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給した後に、１回以上熱間圧延することをいう。
【発明の効果】
【００２５】
本発明においては、鋼板を通過させながら鋼板の上下面に冷却水を供給するようにしているので、設備長が短くてすむとともに、鋼板上で冷却水が搬送方向に互いに対向するようにノズルを配列しているので、供給された冷却水自身が鋼板上の滞留冷却水を堰き止めて水切りを行うことになり、水切りロール等の付帯装置がなくとも適切に水切りが行われる。その結果、鋼板の制御圧延を行う場合等において、熱間圧延ライン上で鋼板をコンパクトな構造で適切に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における鋼板の冷却設備の説明図である。
【００２８】
この実施形態に係る冷却設備は、鋼板の熱間圧延ライン上に設置される通過式の冷却設備であり、鋼板１０の上面に向けて冷却水を供給するための上ヘッダユニット２１と、鋼板１０の下面に向けて冷却水を供給するための下ヘッダ３１を備えている。なお、図１中、１３はテーブルローラである。
【００２９】
上ヘッダユニット２１は、一対の上ヘッダ２１ａ、２１ｂによって構成されており、ここでは、いずれか一方の上ヘッダを第１上ヘッダ２１ａと呼び、他の上ヘッダを第２上ヘッダ２１ｂと呼ぶことにする。
【００３０】
そして、第１上ヘッダ２１ａと第２上ヘッダ２１ｂのそれぞれに鋼板の幅方向に配列するとともに搬送方向に複数列設けた円管ノズル２２ａ、２２ｂ（ここでは、鋼板１０の搬送方向に６列）が取り付けられており、第１上ヘッダ２１ａの円管ノズル（第１上ノズル）２２ａと第２上ヘッダ２１ｂの円管ノズル（第２上ノズル）２２ｂとは、それぞれから供給する棒状の冷却水２３ａ、２３ｂが鋼板１０の搬送方向に互いに対向するように配列されている。すなわち、第１上ノズル２２ａはθ１の伏角（噴射角度）で棒状冷却水２３ａを噴射し、第２上ノズル２２ｂはθ２の伏角（噴射角度）で棒状冷却水２３ｂを噴射するようになっている。
【００３１】
ちなみに、本発明の棒状冷却水とは、円形状（楕円や多角の形状も含む）のノズル噴出口から噴射される冷却水のことを指している。また、本発明の棒状冷却水は、スプレー状の噴流でなく、膜状のラミナーフローでなく、ノズル噴出口から鋼板に衝突するまでの水流の断面がほぼ円形に保たれ、連続性で直進性のある水流の冷却水をいう。
【００３２】
したがって、互いの上ヘッダから最も遠い側の列（最外側の列）の円管ノズルからの棒状冷却水が鋼板１０に衝突する位置同士に挟まれた領域が冷却領域ということになる。
【００３３】
その際に、第１上ノズル２２ａからの棒状冷却水２３ａの噴射線と第２上ノズル２２ｂからの棒状冷却水２３ｂの噴射線が交差しないようにすれば、図１に示すような滞留冷却水２４の水膜が安定して形成される。これによって、互いの上ヘッダに最も近い側の列（最内側の列）の円管ノズルからの棒状冷却水は滞留冷却水２４の水膜に向かって噴射されることになり、お互いに他方の棒状冷却水を壊すことがないので好ましい。そして、最内側の列の円管ノズルからの棒状冷却水が鋼板１０に衝突する位置同士の間隔を滞留域長さと呼ぶこととすると、滞留域長さを１．５ｍ以内とすれば、滞留する冷却水が鋼板１０を冷やす割合は比較的少ないので、鋼板１０の最先端や最尾端が非定常な状態で通過する場合に冷え方が大きく変化することを防ぐことができる。
【００３４】
図２（ａ）、（ｂ）は、上ヘッダ２１ａ、２１ｂに取り付けられている円管ノズル２２ａ、２２ｂの配置例を示したものである。前述したように、円管ノズル２２ａ、２２ｂが鋼板１０の搬送方向に６列配置されている。搬送方向に複数列配置するのは、１列のノズルでは鋼板に衝突する冷却水と冷却水の間で滞留冷却水を堰き止める力が弱くなるからである。よって、搬送方向には３列以上配置するのが好ましい。より好ましくは５列以上配置する。また、板幅方向には、通過する鋼板１０の全幅に冷却水を供給できるように取り付けられている。
【００３５】
一方、下ヘッダ３１については、ここでは、２個の下ヘッダ３１が配置されており、それぞれに円管ノズル３２が取り付けられ、テーブルローラ１３の隙間から棒状の冷却水３３を噴射して、通過する鋼板１０の全幅に冷却水を供給するようになっている。
【００３６】
そして、この冷却設備は、鋼板１０の上面に向けて上ヘッダ２１ａ、２１ｂから鋼板面の水量密度が４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上になるように冷却水を供給し、鋼板１０の下面に向けて下ヘッダ３１から同じく鋼板面の水量密度が４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上となるように冷却水を供給している。
【００３７】
ここで、水量密度を４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上としている理由について説明する。図１に示す滞留冷却水２４は供給する棒状冷却水２３ａ、２３ｂによって堰き止められて形成される。このとき水量密度が小さいと堰き止めること自体ができず、水量密度がある量よりも大きくなると堰き止めることができる滞留冷却水２４の量は増加し、板幅端部から排出される冷却水と供給される冷却水の量が釣り合って滞留冷却水２４は一定に維持される。厚鋼板の場合、一般的な板幅は２〜５ｍであり、４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の水量密度で冷却すれば、これらの板幅において滞留冷却水を一定に維持できて、圧延中の鋼板１０を通過させながら所望の温度降下量を得ることができる。
【００３８】
水量密度を４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上大きくすればするほど冷却待ちを解消する制御圧延材が多くなる。例えば、水量密度が小さいと板厚が薄い圧延材でしか冷却待ちを解消できないが、水量密度を増やしていけば、ある程度板厚が厚い圧延材でも冷却待ちを解消できるようになる。しかし、水量を増やしたことに対する冷却待ち時間短縮の効果は、水量密度を増やしていくほど徐々に小さくなっていくので、水量密度は、冷却待ち時間などの短縮効果と設備コストを勘案して、決定することが好ましい。さらに好ましい水量密度は４〜１０ｍ３／ｍ２ｍｉｎである。
【００３９】
そして、この冷却設備を熱間圧延ラインに配置するに際しては、冷却設備をコンパクトな大きさにするとともに可逆式圧延機に近い位置で鋼板を冷却できるようにするために、滞留域長さを１．５ｍ以内、冷却領域を３ｍ以内とし、その冷却領域が可逆式圧延機のワークロール中心から１０ｍ以内の範囲に位置するようにするのが好ましい。
【００４０】
そして、この冷却設備では、第１上ノズル２２ａから噴射される棒状冷却水２３ａと第２上ノズル２２ｂから噴射される棒状冷却水２３ｂが鋼板１０の搬送方向に互いに対向するようにしているので、鋼板１０上面の滞留冷却水２４が鋼板１０の搬送方向に移動しようとするのを、噴射された棒状冷却水２３ａ、２３ｂ自身が堰き止める。これによって、４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の大きな水量密度の冷却水を供給しても、安定した冷却領域が得られ、均一な冷却を行うことができる。
【００４１】
なお、上ノズル２２ａ、２２ｂから噴射する冷却水を例えば膜状冷却水ではなく棒状冷却水としているのは、棒状冷却水の方が安定的に水流が形成され、滞留冷却水を堰き止める力が大きいからである。
【００４２】
その際に、第１上ノズル２２ａの噴射角度θ１と、第２上ノズル２２ｂの噴射角度θ２は、３０°〜６０°とするのが好ましい。噴射角度θ１、θ２が３０°より小さいと、棒状冷却水２３ａ、２３ｂ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、冷却能力が低下するからであり、噴射角度θ１、θ２が６０°より大きいと、棒状冷却水２３ａ、２３ｂの搬送方向速度成分が小さくなって、滞留冷却水２４を堰き止める力が弱くなるからである。なお、噴射角度θ１と噴射角度θ２は必ずしも等しくする必要はない。さらに好ましい噴射角度θ１、θ２は４０°〜５０°である。
【００４３】
また、所望の冷却能力と水切り能力を得るために、上ノズル２２ａ、２２ｂの配置は搬送方向に５列以上とし、上ノズル２２ａ、２２ｂからの棒状冷却水２３ａ、２３ｂの噴射速度は８ｍ／ｓ以上とするのが好ましい。ノズル列数の上限は、冷却する鋼板のサイズ、搬送速度、目標とする温度降下量などによって適宜決定すればよい。また、噴射速度が３０ｍ／ｓを超えると、圧損が大きくなり、ノズル内面の磨耗が増加する問題が生じ、設備コストも増加するので、３０ｍ／ｓ以下とするのは好ましい。
【００４４】
さらに、鋼板１０の反り等によって上ノズル２２ａ、２２ｂが損傷するのを防止するために、上ノズル２２ａ、２２ｂの先端の位置をパスラインから離すようにするのがよいが、あまり離すと冷却水が分散するので、上ノズル２２ａ、２２ｂの先端とパスラインの距離を５００ｍｍ〜１８００ｍｍとするのが好ましい。
【００４５】
そして、上記のように構成された冷却設備を厚鋼板の圧延ラインに配置して、鋼板の制御圧延を行う場合には、所定の制御圧延開始板厚（例えば、仕上板厚の１．５〜２倍）において所定の制御圧延開始温度（例えば、８５０℃以下）となるように、鋼板１０を冷却設備で冷却しながら可逆式圧延機で圧延する。そして、所定の制御圧延開始板厚で所定の制御圧延開始温度になれば、それ以降は冷却設備での冷却は行わずに、仕上板厚（例えば、１５ｍｍ）まで圧延する。
【００４６】
なお、制御圧延開始温度になるまですべての圧延パスで冷却設備によって冷却を行う必要はなく、所定の板厚で所定の温度になるように、冷却設備を適宜オン・オフすればよい。
【００４７】
このようにして、この実施形態においては、鋼板１０を通過させながら鋼板１０の上下面に冷却水を供給するようにしているので設備長が短くてすむ。そして、鋼板１０上で冷却水が搬送方向に互いに対向するように上ノズル２２ａ、２２ｂを配列しているので、供給された棒状冷却水２３ａ、２３ｂ自身が鋼板１０上の滞留冷却水２４を堰き止めて水切りを行うことになり、水切りロール等の付帯装置がなくとも適切に水切りが行われる。その結果、鋼板の制御圧延を行う場合等において、熱間圧延ライン上で鋼板をコンパクトな構造で適切に冷却することができる。
【００４８】
なお、上記の実施形態においては、鋼板の下面に対して、鋼板面の水量密度が４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上になる棒状冷却水を供給しているが、本発明はそれに限定されるものではなく、鋼板面の水量密度が４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上になる冷却水を供給できるものであれば、それ以外のスリットノズルによるスプレー状冷却水等、どのような形態の冷却水であっても構わない。
【００４９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における鋼板の冷却設備は、図１に示した第１の実施形態において、棒状冷却水２３ａ、２３ｂの噴射方向の速度成分の０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水２３ａ、２３ｂの噴射方向を設定したものである。
【００５０】
図３、図４に示すが、棒状冷却水２３ａ、２３ｂの噴射方向の速度成分の０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう速度成分となるように、棒状冷却水２３ａ、２３ｂの噴射方向を設定すると、上ノズル２２ａ、２２ｂから鋼板１０上面に噴射された冷却水は、図３、図４中の矢印Ａに示すように、合流して速やかに鋼板１０幅端から落下するようになり、鋼板幅方向外側に向かう速度成分がない場合に比べて少ない水量で滞留冷却水２４を堰き止めて水切りができるようになるのでエネルギーコスト削減の面で好ましい。より好ましい範囲は１０〜３５％である。ちなみに、３５％を超えると冷却水の飛散防止に設備コストがかかる上に、棒状冷却水の鉛直方向成分が小さくなって、冷却能力が低下する。
【００５１】
また、鋼板の幅方向に配列する全ノズル数の４０〜６０％が、鋼板の搬送方向成分に直角な鋼板幅方向片方の外側に向かう成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズル数であることが好ましい。一方の外側に向いているノズル数が全体の６０％以上であり、板端からの冷却水排出に偏りが生じれば、滞留冷却水の厚みが厚くなったところで棒状冷却水が滞留冷却水を堰き止められなくなり、幅方向の温度むらが発生する可能性があるからである。また、片方の外側で飛散水が極端に多くなると、これを防止するための設備コストが高くなるからでもある。
【００５２】
ところで、図３に示すように幅方向外側を向かずに噴射するノズルを板幅中央部に設置したとしても、その数を全体の２０％以内とし、残りのうち両外側に向けるノズル数をほぼ等しくすれば、滞留冷却水の排出は円滑に行われる。滞留冷却水を堰き止めて水切りを行うのには、最も好適である。
【００５３】
ここで、上記の棒状冷却水の噴射方向の設定について、図５を用いて具体的に説明する。図５は、棒状冷却水の噴射方向を示したものであり、棒状冷却水の噴射線と鋼板とがなす角度（実質の伏角）をβ、搬送方向に対する伏角をθ、鋼板幅方向外側に向かう角度（外向き角）をαとして示している。そして、棒状冷却水の噴射速度０〜３５％が鋼板幅方向外側に向かう成分となるようにするということは、冷却水の噴射長さＬに対する鋼板幅方向成分Ｌｗの比Ｌｗ／Ｌ（幅方向速度成分比率）が０〜３５％となるようにすることを意味する。表１に、ノズルの噴射口高さｈを９００ｍｍ、搬送方向に対する伏角θを４５°、５０°とした場合の計算結果を示す。幅方向速度成分比率が０〜３５％となるのは、搬送方向に対する伏角θが４５°では外向き角αが０〜２５°、搬送方向に対する伏角θが５０°では外向き角αが０〜３０°の場合である。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
そして、前述した図３は、上記に基づいて上ノズル２２ａ、２２ｂを設置した場合の一例を示す平面図である。ここでは、鋼板幅方向中央のノズルからの棒状冷却水は外向き角αが０°とし、ノズルの設置位置が鋼板幅方向外側に向かうにつれて外向き角αが順次大きくなるようにしている。また、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に等間隔（例えば、６０ｍｍピッチ）となるように各ノズルを設置している。
【００５６】
また、前述した図４は、上記に基づいて上ノズル２２ａ、２２ｂを設置した場合の他の例を示す平面図である。ここでは、冷却水噴射の外向き角αを一定（例えば、２０°）とし、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に等間隔（例えば、６０ｍｍピッチ）となるように各ノズルを設置している。その際、鋼板幅方向中央付近では、左右の両外側に向けて噴射するノズルを設置しなくてはならないので、ノズルを取り付ける穴の加工が可能となるように、一方の鋼板幅方向外側に向けて噴射するノズル列（例えば、図４中の上方向に噴射成分をもつノズル列）と他方の鋼板幅方向外側に向けて噴射するノズル列（例えば、図４中の下方向に噴射成分をもつノズル列）を、搬送方向に交互に所定間隔（例えば、２０ｍｍ）ずらして設置し、鋼板の搬送方向成分に直角な鋼板幅方向片方の外側に向う成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズル数と、他の片方の外側に向う成分を持つ棒状冷却水を噴射するノズル数が等しくなるようにしている。
【００５７】
なお、外向き角αを大きくすれば、より少ない水量での水切りが可能となるが、図３に示すように、鋼板幅方向中央付近でノズル密度が大きくなる範囲が広がる。鋼板幅方向で均一な流量分布を得るように、そしてヘッダに送水するポンプの能力や配管の太さなどを考慮して、外向き角αを決定すればよい。
【００５８】
そして、上記のような冷却設備の両外側には、防水壁や排水口などを設けることが好ましい。冷却水が設備外に漏れたり、設備内で飛散して新たな滞留水となったりすることを防ぐために有効であるからである。
【００５９】
ただし、外向き角αが３０°を超える場合、冷却水の飛散防止に設備コストがかかる上に、棒状冷却水の垂直方向成分が小さくなって、冷却能力が低下するので好ましくない。
【実施例】
【００６０】
本発明の実施例として、前述の第２の実施形態に基づいて、図３または図４に示した冷却設備を用いて、鋼板の冷却を行った。その際、棒状冷却水の搬送方向に対する伏角θを４５°、噴射速度を８ｍ／ｓとした。また、ノズル内径を６ｍｍとした。
【００６１】
そして、本発明例１として、図３に示した冷却設備を用い、鋼板幅方向中央の棒状冷却水の外向き角αを０°、最外側の棒状冷却水の外向き角αを２５°とするとともに、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に６０ｍｍピッチとなるようにした。
【００６２】
また、本発明例２として、図４に示した冷却設備を用い、棒状冷却水の外向き角αを２０°一定とするとともに、棒状冷却水が鋼板に衝突する位置が鋼板幅方向に６０ｍｍピッチとなるようにした。
【００６３】
その結果、本発明例１、２とも、上ノズル２２ａ、２２ｂから鋼板１０上面に噴射された冷却水は、図３、４中の矢印Ａに示すように、合流して速やかに鋼板１０幅端から落下し、外向き角αがない場合に比べて少ない水量で滞留冷却水２４を堰き止めて水切りを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋼板の冷却設備の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における上ヘッダのノズル配置例を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る鋼板の冷却設備の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る他の鋼板の冷却設備の説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における噴射方向の説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  鋼板
１３  テーブルローラ
２１  上ヘッダユニット
２１ａ  第１上ヘッダ
２１ｂ  第２上ヘッダ
２２ａ  第１上ノズル
２２ｂ  第２上ノズル
２３ａ  棒状冷却水
２３ｂ  棒状冷却水
２４  滞留冷却水
３１  下ヘッダ
３２  下ノズル
３３  棒状冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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