(57)【要約】【課題】レールのような長尺の鋼材の長手方向の温度を正確に補正できる長尺鋼材の温度補正装置を提供する。【解決手段】長尺鋼材の温度補正装置は、冷却装置１の冷却機３の外部に設けられ、レール鋼材２の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計５ａ，５ｂと、レール鋼材２を冷却機３の内部に送り込む搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…と、冷却機３の内部に設けられ、レール鋼材２の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計６ａ１〜６ａ４，６ｂ１〜６ｂ４と、機外温度計５ａ，５ｂにより測定された温度を用いてレール鋼材２の温度分布を作成すると共に、機内温度計６ａ１〜６ａ４，６ｂ１〜６ｂ４により測定された温度を用いて温度分布を補正する演算制御装置５０と、を備える。【選択図】図１
2016203239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で長尺の鋼材を冷却する冷却機と、
該冷却機の外部に設けられ、前記鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計と、
前記鋼材を前記冷却機の内部に送り込む搬送装置と、
前記冷却機の内部に設けられ、前記鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計と、
前記機外温度計により測定された温度を用いて前記鋼材の温度分布を作成すると共に、前記機内温度計により測定された温度を用いて前記温度分布を補正する演算制御装置と、
を備えることを特徴とする長尺鋼材の温度補正装置。
【請求項２】
前記機外温度計は、前記鋼材が前記冷却機の内部に送り込まれる際に移動する前記鋼材の表面を測温するように、前記冷却機の入口側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の長尺鋼材の温度補正装置。
【請求項３】
前記演算制御装置は、前記同時に測温して得られた測定温度の値と、前記同時に測温した測温位置における前記温度分布の値との差分を用いて前記温度分布を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の長尺鋼材の温度補正装置。
【請求項４】
前記鋼材はレール用の鋼材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の長尺鋼材の温度補正装置。
【請求項５】
前記演算制御装置は、前記レール用の鋼材の頭部と底部の両方について行うことを特徴とする請求項４に記載の長尺鋼材の温度補正装置。
【請求項６】
内部で長尺の鋼材を冷却する冷却機と、
該冷却機の外部に設けられ、前記鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計と、
前記鋼材を前記冷却機の内部に送り込む搬送装置と、
前記冷却機の内部に設けられ、前記鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計と、
前記機外温度計により測定された温度を用いて前記鋼材の第１の温度分布を作成すると共に、前記機内温度計により測定された温度を用いて前記第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成し、該作成された第２の温度分布を用いて前記鋼材の冷却条件を設定する演算制御装置と、
を備え、前記設定された冷却条件を用いて前記鋼材を冷却することを特徴とする長尺鋼材の冷却装置。
【請求項７】
前記冷却条件は、前記鋼材を長手方向に沿って区分された複数個の分割ブロック毎に設定され、
前記分割ブロック毎に設定された冷却条件で前記鋼材を冷却するように、前記複数個の分割ブロックにそれぞれ対応する複数個の冷却ブロックが形成された冷却ヘッダを更に備えることを特徴とする請求項６に記載の長尺鋼材の冷却装置。
【請求項８】
熱間圧延処理が施されたレール用の鋼材を冷却する冷却機と、
該冷却機の外部に設けられ、前記鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計と、
前記鋼材を前記冷却機の内部に送り込む搬送装置と、
前記冷却機の内部に設けられ、前記鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計と、
前記機外温度計により測定された温度を用いて前記鋼材の第１の温度分布を作成すると共に、前記機内温度計により測定された温度を用いて前記第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成し、該作成された第２の温度分布を用いて前記鋼材の冷却条件を設定する演算制御装置と、
を有し、前記設定された冷却条件を用いて前記鋼材を冷却する冷却装置を備えることを特徴とするレールの製造設備。
【請求項９】
前記冷却条件は、前記鋼材を長手方向に沿って区分された複数個の分割ブロック毎に設定され、
前記冷却装置は、前記分割ブロック毎に設定された冷却条件で前記鋼材を冷却するように、前記複数個の分割ブロックにそれぞれ対応する複数個の冷却ブロックが形成された冷却ヘッダを更に備えることを特徴とする請求項８に記載のレールの製造設備。
【請求項１０】
長尺の鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温して前記鋼材の温度分布を作成する工程と、
前記鋼材を冷却機の内部に送り込む工程と、
前記送り込んだ前記鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って複数箇所同時に測温する工程と、
前記同時に測温して得られた測定温度を用いて前記温度分布を補正する工程と、
を含むことを特徴とする長尺鋼材の温度補正方法。
【請求項１１】
前記鋼材の表面を連続的に測温する処理は、前記鋼材を前記冷却機の内部に送り込む際に移動する前記鋼材の表面に対して行うことを特徴とする請求項１０に記載の長尺鋼材の温度補正方法。
【請求項１２】
長尺の鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温して前記鋼材の第１の温度分布を作成する工程と、
前記鋼材を冷却機の内部に送り込む工程と、
前記送り込んだ前記鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って複数箇所同時に測温する工程と、
前記同時に測温して得られた測定温度を用いて前記第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成する工程と、
前記第２の温度分布を用いて前記鋼材の冷却条件を設定する工程と、
を含み、前記設定された冷却条件を用いて前記鋼材を冷却することを特徴とする長尺鋼材の冷却方法。
【請求項１３】
熱間圧延処理が施されたレール用の鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温して前記鋼材の第１の温度分布を作成する工程と、
前記鋼材を冷却機の内部に送り込む工程と、
前記送り込んだ前記鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って複数箇所同時に測温する工程と、
前記同時に測温して得られた測定温度を用いて前記第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成する工程と、
前記第２の温度分布を用いて前記鋼材の冷却条件を設定する工程と、
前記設定された冷却条件を用いて前記鋼材を冷却する工程と、
を含むことを特徴とするレールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺鋼材の温度補正装置及び温度補正方法、長尺鋼材の冷却装置及び冷却方法、レールの製造設備及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製鉄所において軌条（レール）を製造する場合、１１００℃以上に加熱したレール用の鋼材（以下「レール鋼材」と称する。）を圧延して形状を整えた後、一定の条件下で鋼材を６５０℃程度以下に急速に冷却し、オーステナイト組織からパーライト組織に変態するように鋼の変態挙動を制御する。冷却は、通常、空気、水、空気と水の混合ミスト等の冷却媒体をレール表面に噴射して行われる。このときレール全体の材質を適正化するため、冷却後のレール鋼材の温度が長手方向に亘って均一となるように冷却されることが重要である。
【０００３】
レール鋼材は、２５ｍ以上のように比較的長尺であるため、冷却処理前の加熱処理の時点から既に、長手方向で部分的に温度の差異が生じる。また加熱後に行われる熱間圧延処理でも、圧延機により複数回の圧延を行って時間が経過する間に温度降下が生じる。そのため冷却開始直前のレール鋼材の温度は、長手方向において均一ではなく、部分的に異なる温度分布（いわゆる「温度斑」や「温度ムラ」）が形成されているため、冷却開始直前のレール鋼材の温度を正確に把握することが重要である。
【０００４】
冷却開始直前のレール鋼材の長手方向の温度を速やかに測定する方法としては、内部でレール鋼材を冷却する冷却機内にレール鋼材を送り込む前に、予め走査型の測温を行い、長手方向の温度分布を得る方法が有効であるが、この場合、冷却機内にレール鋼材を送り込んだ後、冷却開始までに一定の時間が経過するため、冷却機の内部でも改めてレール鋼材の表面温度を測定し、冷却機の外部で作成した温度分布を適切に補正する必要がある。冷却機の内部で測温する方法としては、内部に走査型の温度計を設け、冷却直前のレール鋼材の表面を走査させて表面温度を測定する方法がある（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８８５７３号公報
【発明の概要】
【０００６】
しかし特許文献１の技術を用いる場合、レール鋼材の端から端まで走査すること自体に一定の時間がかかるため、レール鋼材の長手方向では測定温度のタイミングに部分的にズレが生じる。例えば、走査終了間際に測温したレール鋼材の他端側の温度と異なり、走査開始直後に測温したレール鋼材の一端側の温度には、一端から他端までの走査時間の間に降下した温度が反映されない。よって、冷却機の内部で得た温度で、外部で予め作成した温度分布を補正しようとしても、適切に補正できない場合がある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題に着目して為されたものであって、レール鋼材のような長尺の鋼材の長手方向の温度を正確に補正できる長尺鋼材の温度補正装置、及びこの温度補正装置を備える長尺鋼材の冷却装置、及びこの長尺鋼材の冷却装置を備えるレールの製造設備、更に、長尺の鋼材の長手方向の温度を正確に補正できる長尺鋼材の温度測定の温度補正方法、及びこの温度補正方法を含む長尺鋼材の冷却方法、及びこの長尺鋼材の冷却方法を含むレールの製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の長尺鋼材の温度補正装置に係るある態様は、内部で長尺の鋼材を冷却する冷却機と、この冷却機の外部に設けられ、鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計と、鋼材を冷却機の内部に送り込む搬送装置と、冷却機の内部に設けられ、鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計と、機外温度計により測定された温度を用いて鋼材の温度分布を作成すると共に、機内温度計により測定された温度を用いて温度分布を補正する演算制御装置と、を備えることを要旨とする。
【０００９】
また本発明の長尺鋼材の冷却装置に係るある態様は、内部で長尺の鋼材を冷却する冷却機と、この冷却機の外部に設けられ、鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計と、鋼材を冷却機の内部に送り込む搬送装置と、冷却機の内部に設けられ、鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計と、機外温度計により測定された温度を用いて鋼材の第１の温度分布を作成すると共に、機内温度計により測定された温度を用いて第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成し、この作成された第２の温度分布を用いて鋼材の冷却条件を設定する演算制御装置と、を備え、設定された冷却条件を用いて鋼材を冷却することを要旨とする。
【００１０】
また本発明のレールの製造設備に係るある態様は、熱間圧延処理が施されたレール用の鋼材を冷却する冷却機と、この冷却機の外部に設けられ、鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温する機外温度計と、鋼材を冷却機の内部に送り込む搬送装置と、冷却機の内部に設けられ、鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って同時に測温する複数個の機内温度計と、機外温度計により測定された温度を用いて鋼材の第１の温度分布を作成すると共に、機内温度計により測定された温度を用いて第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成し、この作成された第２の温度分布を用いて鋼材の冷却条件を設定する演算制御装置と、を有し、設定された冷却条件を用いて鋼材を冷却する冷却装置を備えることを要旨とする。
【００１１】
また本発明の長尺鋼材の温度補正方法に係るある態様は、長尺の鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温して鋼材の温度分布を作成する工程と、鋼材を冷却機の内部に送り込む工程と、送り込んだ鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って複数箇所同時に測温する工程と、同時に測温して得られた測定温度を用いて温度分布を補正する工程と、を含むことを要旨とする。
【００１２】
また本発明の長尺鋼材の冷却方法に係るある態様は、長尺の鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温して鋼材の第１の温度分布を作成する工程と、鋼材を冷却機の内部に送り込む工程と、送り込んだ鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って複数箇所同時に測温する工程と、同時に測温して得られた測定温度を用いて第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成する工程と、第２の温度分布を用いて鋼材の冷却条件を設定する工程と、を含み、設定された冷却条件を用いて鋼材を冷却することを要旨とする。
【００１３】
また本発明のレールの製造方法に係るある態様は、熱間圧延処理が施されたレール用の鋼材の表面を長手方向に沿って連続的に測温して鋼材の第１の温度分布を作成する工程と、鋼材を冷却機の内部に送り込む工程と、送り込んだ鋼材の表面を冷却前に長手方向に沿って複数箇所同時に測温する工程と、同時に測温して得られた測定温度を用いて第１の温度分布を補正して第２の温度分布を作成する工程と、第２の温度分布を用いて鋼材の冷却条件を設定する工程と、設定された冷却条件を用いて鋼材を冷却する工程と、を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
したがって本発明の長尺鋼材の温度補正装置及び温度補正方法によれば、長尺鋼材の長手方向の温度を正確に補正できる。また本発明の長尺鋼材の冷却装置及び冷却方法によれば、長尺鋼材の長手方向の測定温度を用いて長尺鋼材を最適な冷却条件で冷却できる。また本発明のレールの製造設備及び製造方法によれば、レール全長に亘って均一かつ適正な形状及び品質のレールを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷却装置の構成の概略を、機外温度計及び機内温度計を中心に模式的に説明する鳥瞰図（斜視図）を含むブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る冷却装置の構成の概略を、機内の冷却ヘッダを中心に模式的に説明する鳥瞰図（斜視図）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る冷却装置を備えるレールの製造設備を模式的に示す図である。
【図４】頭部用機内温度計の測温位置とレール鋼材との位置関係を模式的に説明する図である。
【図５】頭頂冷却ヘッダとレール鋼材との位置関係を模式的に説明する図である。
【図６】演算制御装置の構成の概略を模式的に説明するブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の冷却方法を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正方法を説明するグラフ図である（その１）。
【図９】本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正方法を説明するグラフ図である（その２）。
【図１０】本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正方法を説明するグラフ図である（その３）。
【図１１】本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正方法を説明するグラフ図である（その４）。
【図１２】本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の冷却方法で設定された冷却条件を模式的に説明する図である。
【図１３】変形例に係る冷却装置の一部を断面した状態で模式的に説明する上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また以下の説明における「左右」や「上下」の方向は、単に説明の便宜上の定義であって、本発明の技術的思想を限定するものではない。よって、例えば、紙面を９０度回転すれば「左右」と「上下」とは交換して読まれ、紙面を１８０度回転すれば「左」が「右」に、「右」が「左」になることは勿論である。
【００１７】
―冷却装置の構造―
本発明の実施の形態に係る冷却装置１は、図１に示すように、内部で長尺の鋼材（レール鋼材）２を冷却する冷却機３と、この冷却機３の外部に設けられ冷却機３の内部に搬送されるレール鋼材２の長手方向の温度を測定する頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂと、冷却機３の内部にレール鋼材２の長手方向に沿って設けられた頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４及び底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４と、を備える。
【００１８】
また冷却装置１は、図２に示すように、冷却機３の内部に設けられレール鋼材２の頭部を冷却する頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃと、レール鋼材２の底部を冷却する底部冷却ヘッダ７ｄと、を備える。また本発明の実施の形態に係る冷却装置１は、レール鋼材２の機内取り込み時の温度分布及びレール鋼材２の冷却前の温度分布を算出し、レール鋼材２の頭部及び底部の冷却条件を制御可能な演算制御装置５０を備える。
【００１９】
冷却装置１は、図３に示すように、製鉄所のレールの製造設備に設けられる。レールの製造設備では、図示を省略した連続鋳造機で鋳込まれてブルーム等の鋼材（レール鋼材２）が形成され、形成されたレール鋼材２は図３中の上側に位置する加熱炉７１で加熱された後、熱間圧延装置７２で、粗圧延機７２ａ、中間圧延機７２ｂ及び仕上げ圧延機７２ｃでそれぞれ所定の回数だけ圧延される。熱間圧延処理が施されたレール鋼材２は、熱間鋸断機７３で所定の長さに切断された後、ホットスタンプ機７４でレール鋼材２毎に記号が刻印され、本発明の実施の形態に係る冷却装置１に送り込まれる。冷却装置１で強制冷却されたレール鋼材２は、後工程で冷却床７５において放冷された後、ローラ矯正機７６、検査機７７等でそれぞれの処理が施され、最終的にレール成品８０となる。尚、レールの製造ラインとしては、図３に示した装置群に限定されず、他の各種の切断装置や加熱装置や検査装置等を加えた様々なパターンのラインで構成可能である。
【００２０】
冷却装置１の冷却機３には、図１及び図２に示すように、レール鋼材２が送り込まれる入口３ａが側壁に設けられ、冷却機３の外部には、入口３ａに連通するは搬送ローラ等で構成される搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…が設けられている。尚、図１及び図２中では、冷却処理後のレール鋼材２が外部に送り出される出口の図示は省略されているが、例えば冷却機３の入口３ａと反対側の側壁に設けてもよいし、或いは入口３ａを出口として搬出用に用いてもよい。
【００２１】
また冷却機３の内部には、搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…と同様に、レール鋼材２を冷却する冷却位置まで搬送する図示を省略した搬送装置が設けられる。またいずれも図示を省略しているが、冷却機３の内部にはレール鋼材２を起立転倒自在に転回させる転回装置が設けられている。転回装置は図１及び図３で示したような横倒し状態で送り込まれたレール鋼材２を、冷却処理のために冷却機３の内部で起立させる。また冷却機３の内部には、冷却中のレール鋼材２を拘束して変位を抑制する、図示を省略したクランプ等が設けられている。
【００２２】
冷却装置１の頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂは、例えば冷却機３の入口３ａ側の側壁にそれぞれ設けられる。頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂはいずれも、レール鋼材２の頭部及び底部の温度を連続的に測定する温度計であり、例えば移動するレール鋼材２の表面を放射温度計により測定する。すなわち頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂによる測温は走査型である。尚、走査型の測温態様であれば、例えば冷却機３の外部で静止したレール鋼材２に対して、温度計をレール鋼材２の長手方向に沿って移動させながら測温するように、レール鋼材２の頭部及び底部の温度を連続的に測定してもよい。
【００２３】
図１に示した頭部用機外温度計５ａの場合、搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…によって冷却機３の入口３ａに送り込まれるレール鋼材２の頭部の冷却機３側の先端（図１中の右上側）から、頭部の冷却機３と反対側の後端（図１中の左下側）まで、レール鋼材２の長手方向に沿って平行に表面の温度を測定する。頭部用機外温度計５ａの測温位置は、図１中の右側に示す頭頂面と図１中の上側に示す頭側面との境界位置近傍であり、連続した測温位置の軌跡は直線状に表れる。
【００２４】
また底部用機外温度計５ｂは、頭部用機外温度計５ａと同様に、搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…によって送り込まれるレール鋼材２の底部の冷却機３側の先端から、底部の冷却機３と反対側の後端まで、レール鋼材２の長手方向に沿って平行に表面の温度を測定する。底部用機外温度計５ｂの測温位置は、図１の紙面を正面視した方向の奥側に表れる底面の、長手方向に直交する方向における略中央位置であり、頭部用機外温度計５ａと同様に、連続した測温位置の軌跡は直線状に表れる。頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂは、いずれも機外測温制御部５１に接続されている。
【００２５】
冷却装置１の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４は、例えば冷却機３の内部で天井側又は側壁の上部等に、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃと互いの動作が干渉しないように固定して設けられる。頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４は、頭部用機外温度計５ａが横倒し状態のレール鋼材２の頭部を測温したのに対し、起立した状態のレール鋼材２の頭部の表面温度を測定する。頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４の測温位置は、頭部用機外温度計５ａが測温した頭頂面と頭側面との境界位置近傍の領域における直線状の軌跡に含まれる。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る冷却装置１では、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４は２個以上設けられ、図１及び図２中には４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４が、レール鋼材２の長手方向に沿って、測温方向を互いに平行にして設けられた状態が例示されている。４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４は、隣り合う頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４同士は等間隔であると共に、両端の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４は、それぞれ対応するレール鋼材２の端部から等距離で離間した位置に設けられている。またこの両端の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４のそれぞれの端部からの離間距離は、隣り合う頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４の間隔の約半分である。
【００２７】
すなわちレール鋼材２の長手方向の長さをＬとすると、４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、図９〜図１１に示すように、隣り合う測温位置の間隔は（１／４）Ｌ程度であると共に、両端の測温位置Ｐ１，Ｐ４のそれぞれのレール鋼材２の端部からの離間距離は（１／８）Ｌ程度である。そのため、４個の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４により、レール鋼材２の長手方向を正面から見たときに、レール鋼材２は、４個の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のそれぞれを中心として長手方向に（１／４）Ｌずつの長さの矩形状の領域で４個に区分けされる。レール鋼材２の長手方向の領域を、４個の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４がそれぞれ同じ幅で区分けするように、４個の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が形成されることにより、レール鋼材２の長手方向の温度ムラを効果的に補正する温度を測定可能となる。
【００２８】
また４個の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、図４中に斜線を付した領域で示すように、レール鋼材２が冷却機３の入口３ａを通過する際の、レール鋼材２の長手方向において、単位時間あたりの移動距離が最長をなす区間（最速区間）Ａ２を挟むように、最速区間Ａ２の左右に２個ずつ配置されている。
レール鋼材２は、冷却機３の内部で先端と後端とをそれぞれ所定の位置に停止させるために、先端が冷却機３の入口３ａを通過した後、機外の搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…及び機内の搬送装置は回転速度を低下させ、レール鋼材２の移動速度を減じる。そのためレール鋼材２の移動速度は、冷却機３の入口３ａを通過し始めてから終わるまでの間で一定ではなく変化する。
【００２９】
例えば、レール鋼材２が冷却機３の外部で入口３ａの手前側に停止した状態から冷却機３に送り込む場合、冷却機３の入口３ａを基点として移動するレール鋼材２を見ると、移動速度はゼロ（零）から次第に加速されて最大速度となり、その後減速して最後は略ゼロに近い低速となる。よって、単位時間（例えば１秒間）に冷却機３の入口３ａを通過した移動距離は、図４に示すように、レール鋼材２の先端側から中央に向かって漸増して加速区間Ａ１を形成し、その後中央付近で最速区間Ａ２を形成した後、後端側に向かって漸減して減速区間Ａ３を形成するように変化する。
【００３０】
レール鋼材２の冷却機３への送り込み時の移動速度の変化パターンは、図示したパターンに限定されず、レールの製造ラインの状態に応じて多様に変化する。よってレール鋼材２の冷却機３への送り込み時の移動速度の変化パターンに応じて、複数個の測温位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうち、少なくとも半分以上の測温位置Ｐ３，Ｐ４が、走査型測温作業における減速区間Ａ３中に配置されるように頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４を設けることにより、走査型測温作業に伴う作業開始時と作業終了時の温度降下の差異の影響をより多く考慮することが可能となる。
【００３１】
冷却装置１の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４は、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４と同様に、冷却機３の内部で天井側又は側壁の上部側に設けられ、レール鋼材２の底部の表面温度を測定する。底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４の測温位置は、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４と同様に、底部用機外温度計５ｂが測温した底面の略中央位置の領域における直線状の軌跡に含まれる。
【００３２】
底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４は、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４と同様に２個以上設けられ、図１中には４個の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４が、レール鋼材２の長手方向に沿って設けられた状態が例示されている。４個の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４は、図１に示すように、レール鋼材２を挟んで４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４と対応する位置に設けられる。すなわち４個の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４は、４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４と同様に、隣り合う底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４の間隔は（１／４）Ｌ程度であると共に、両端の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４のそれぞれ対応するレール鋼材２の端部からの離間距離は（１／８）Ｌ程度である。頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４及び底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４は、いずれも機内測温制御部５２に接続されている。
【００３３】
冷却装置１の頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃは、例えば冷却機３の内部で天井側又は側壁の上部等から下側に向かって懸架されるように支持された状態で設けられる。頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃは、図２に示したように、レール鋼材２の頭部から一定の距離離間して設けられ、符号の付記を省略した頭部に対向する噴射面に設けられた不図示の噴射孔から、例えば水や空気又は水と空気の混合ミスト等の冷却媒体を一定の冷却条件で噴射して吹き付けることで、レール鋼材２の頭部を冷却目標温度まで冷却する。頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃは、頭頂冷却ヘッダ７ａ、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ及び第２頭側冷却ヘッダ７ｃを有する。尚、頭頂冷却ヘッダ７ａ、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ及び第２頭側冷却ヘッダ７ｃのそれぞれの形状は、図２に例示したものに限定されず、他の形状に適宜変更できる。
【００３４】
尚、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃをなす頭頂冷却ヘッダ７ａと、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ及び第２頭側冷却ヘッダ７ｃは、それぞれがレール鋼材２に対して近接離反自在に支持されるように構成できる。頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃとレール鋼材２との非冷却時の間隔が、冷却時の間隔より拡がることで、冷却機３の内部に送り込まれた横倒し状態のレール鋼材２を、転回装置を用いて起立させるときには、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃがレール鋼材２から離間して、レール鋼材２の周囲に起立するのに必要な空間を確保する。またレール鋼材２が起立した冷却直前の時点では、所望の冷却処理を行えるように頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃをレール鋼材２に近接させる。
【００３５】
頭頂冷却ヘッダ７ａは、レール鋼材２の長手方向の長さと略等しい長さであり、起立状態のレール鋼材２の頭部の上側（図２中の上側）に、噴射面がレール鋼材２の頭部の頭頂面に略正対するように、レール鋼材２の長手方向に平行に設けられている。尚、例えばレール鋼材２を、冷却時に冷却機３の内部空間でオシレーションさせる場合を考慮して、頭頂冷却ヘッダ７ａの長さはレール鋼材２の長さより１．０５倍や１．１０倍等、適宜、長めに設定することも可能である。
【００３６】
頭頂冷却ヘッダ７ａは、長手方向に沿って複数個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２に分割され、図２中では説明のため１２個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２が例示されている。尚、実際の態様においては冷却ブロックの個数は１２個に限定されず、３０個程度以上１００個程度以下であることが好ましく、５０個程度以上８０個程度以下であることがより好ましい。冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２が３０個未満であると、レール鋼材２の長手方向に沿った温度分布の算出の精度が低くなる。また冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２が１００個を超えると、冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２毎の動作制御が複雑になり、装置を構成するための負担が大きくなる。
【００３７】
頭頂冷却ヘッダ７ａの複数個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２は、それぞれ冷却時の冷却条件を異ならせ、互いに独立して動作可能に構成されている。冷却条件としては、図１２に示すように、冷却媒体の噴射流量（ｍ３／ｈ）、噴射圧（Ｎ／ｍ２）、混合ミストの場合の気水比（％）及び噴射時間（ｓ）等がある。また複数個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２はいずれも１個ずつ頭頂冷却速度制御部５３に接続されている。
【００３８】
第１頭側冷却ヘッダ７ｂは、頭頂冷却ヘッダ７ａと同様に、レール鋼材２の長手方向の長さと略等しい長さ、あるいは、長めであり、起立状態のレール鋼材２の頭部の一方の側面側（図２中の左側）に、噴射面がレール鋼材２の頭部の一方の側面に略正対するように、レール鋼材２の長手方向に平行に設けられている。第１頭側冷却ヘッダ７ｂも頭頂冷却ヘッダ７ａと同様に、長手方向に沿って複数個の冷却ブロック７ｂ１〜７ｂ１２に分割され、図２中では説明のため１２個の冷却ブロック７ｂ１〜７ｂ１２が例示されている。実際の冷却ブロックの個数については、頭頂冷却ヘッダ７ａと同様に３０個程度以上８０個程度以下の個数で選択可能であると共に、冷却ブロック７ｂ１〜７ｂ１２毎に冷却条件を異ならせ、互いに独立して動作可能に構成されている。第１頭側冷却ヘッダ７ｂの複数個の冷却ブロック７ｂ１〜７ｂ１２はいずれも１個ずつ第１頭側冷却速度制御部５４に接続されている。
【００３９】
第２頭側冷却ヘッダ７ｃは、頭頂冷却ヘッダ７ａ及び第１頭側冷却ヘッダ７ｂと同様に、レール鋼材２の長手方向の長さと略等しい長さ、あるいは、長めであり、起立状態のレール鋼材２の頭部の他方の側面側（図２中の右側）に、噴射面がレール鋼材２の頭部の他方の側面に略正対するように、レール鋼材２の長手方向に平行に設けられている。第２頭側冷却ヘッダ７ｃも、頭頂冷却ヘッダ７ａ及び第１頭側冷却ヘッダ７ｂと同様に、長手方向に沿って複数個の冷却ブロック７ｃ１〜７ｃ１２に分割され、図２中では説明のため１２個の冷却ブロック７ｃ１〜７ｃ１２が例示されている。実際の冷却ブロックの個数については頭頂冷却ヘッダ７ａ及び第１頭側冷却ヘッダ７ｂと同様であると共に、冷却ブロック７ｃ１〜７ｃ１２毎に冷却条件を異ならせ、互いに独立して動作可能である構成も同様である。第２頭側冷却ヘッダ７ｃの複数個の冷却ブロック７ｃ１〜７ｃ１２はいずれも１個ずつ第２頭側冷却速度制御部５５に接続されている。
【００４０】
冷却装置１の底部冷却ヘッダ７ｄは、例えば冷却機３の内部で床面上に載置又は側壁の下部等から上側に向かって突き出されるように支持された状態で設けられる。底部冷却ヘッダ７ｄは、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃと同様に、レール鋼材２の底部の底面から一定の距離離間して設けられ、符号の付記を省略した底部に対向する噴射面に設けられた不図示の噴射孔から、冷却媒体を一定の冷却条件で噴射して吹き付けることで、レール鋼材２の底部を冷却目標温度まで冷却する。
【００４１】
底部冷却ヘッダ７ｄは、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃと同様に、レール鋼材２の長手方向の長さと略等しい長さであり、起立状態のレール鋼材２の底部の底面に噴射面が略正対するように、レール鋼材２の長手方向に平行に設けられている。底部冷却ヘッダ７ｄも、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃと同様に、長手方向に沿って複数個の冷却ブロック７ｄ１〜７ｄ１２に分割され、図２中では説明のため１２個の冷却ブロック７ｄ１〜７ｄ１２が例示されている。底部冷却ヘッダ７ｄの実際の冷却ブロックの個数については頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃと同様であると共に、冷却ブロック７ｄ１〜７ｄ１２毎に冷却条件を異ならせ、互いに独立して動作可能である構成も同様である。底部冷却ヘッダ７ｄの複数個の冷却ブロック７ｄ１〜７ｄ１２はいずれも１個ずつ底部冷却速度制御部５６に接続されている。
【００４２】
レール鋼材２には、頭頂冷却ヘッダ７ａの冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２、第１頭側冷却ヘッダ７ｂの冷却ブロック７ｂ１〜７ｂ１２、第２頭側冷却ヘッダ７ｃの冷却ブロック７ｃ１〜７ｃ１２及び底部冷却ヘッダ７ｄの冷却ブロック７ｄ１〜７ｄ１２に対応して、複数個の分割ブロックが形成される。図５中には、頭頂冷却ヘッダ７ａの１２個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２と、レール鋼材２の１２個の分割ブロックが測定対応した状態が例示されている。レール鋼材２の冷却は、この複数個に区分された分割ブロックＢ１〜Ｂ１２単位で、それぞれ対応する頭頂冷却ヘッダ７ａ、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ、第２頭側冷却ヘッダ７ｃ及び底部冷却ヘッダ７ｄの複数個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２，７ｂ１〜７ｂ１２，７ｃ１〜７ｃ１２，７ｄ１〜７ｄ１２により実行される。
【００４３】
演算制御装置５０は、図６に示すように、第１温度分布作成部５０１、差分算出部５０２、第２温度分布作成部５０３及び冷却条件設定部５０４を有する。また演算制御装置５０には、図１及び図２に示すように、機内測温制御部５２、機外測温制御部５１、頭頂冷却速度制御部５３、第１頭側冷却速度制御部５４、第２頭側冷却速度制御部５５及び底部冷却速度制御部５６がそれぞれ接続されている。また演算制御装置５０には、入力装置６１及びデータ記憶装置６２がそれぞれ接続されており、演算制御装置５０は、データ記憶装置６２の内部に格納されたデータにアクセス可能に構成されている。
【００４４】
データ記憶装置６２には、入力装置６１を介してレール鋼材２の表面温度の値とレール鋼材２に与えられた冷却目標温度に応じて経験則として決定された冷却条件テーブルが入力される。演算制御装置５０は、頭部用機外温度計５ａ、底部用機外温度計５ｂ、頭部機内温度計及び底部機内温度計のそれぞれの測定温度を入力データとして、冷却直前のレール鋼材２の分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の代表温度を算出すると共に、分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の冷却条件を決定する演算処理を実行する。「代表温度」とは、レール鋼材の冷却直前の温度の指標を意味する。
【００４５】
演算制御装置５０の第１温度分布作成部５０１は、頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂによって得られた連続的な測温データを、レール鋼材２の長手方向のそれぞれの位置（ｘ座標）に対応させる。例えば、長さＬのレール鋼材２の先端位置をｘ＝０とし後端位置をｘ＝Ｌとして、ｘ＝０からｘ＝Ｌまでの連続的な温度の値による曲線が描かれるように、レール鋼材２の長手方向のすべての位置（ｘ座標）の値について測定温度を対応させ、レール鋼材２の長手方向の温度状態を表した第１の温度分布ＴＡを作成する。
【００４６】
演算制御装置５０の差分算出部５０２は、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４及び底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４によって得られた複数個の測温位置の離散的な測温データＴ１〜Ｔ４と、それぞれの測温位置のｘ座標における第１の温度分布ＴＡの値ＴＡ１〜ＴＡ４との差分Δｔ１〜Δｔ４を算出する。また差分算出部５０２は、算出された複数個の差分Δｔ１〜Δｔ４を用いて、第１の温度分布ＴＡと冷却直前の表面温度との差分の近似曲線を作成する。近似曲線の作成により、レール鋼材２の長手方向におけるすべての位置（ｘ座標）の値について、第１の温度分布ＴＡと冷却直前の表面温度との差分の推測値が算出される。
【００４７】
演算制御装置５０の第２温度分布作成部５０３は、算出されたレール鋼材２の長手方向におけるすべての位置（ｘ座標）の実測値である差分Δｔ１〜Δｔ４及び実測値以外の推測値を、第１の温度分布ＴＡに付加して、冷却直前のレール鋼材２のすべての位置（ｘ座標）の表面温度を算出し、第２の温度分布ＴＢを作成する。
【００４８】
演算制御装置５０の冷却条件設定部５０４は、作成された第２の温度分布ＴＢを用いて、複数個の分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の代表温度を算出する。ある分割ブロックＢ１〜Ｂ１２の代表温度は、例えば、この分割ブロックＢ１〜Ｂ１２の長手方向の両端のｘ座標におけるそれぞれの第２の温度分布ＴＢの値の平均値等を採用できる。また冷却条件設定部５０４は、算出した分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の代表温度の値と、冷却目標温度とを、データ記憶装置６２に格納された冷却条件テーブルに参照して分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の冷却条件を設定する。分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の冷却条件は、頭部の冷却条件と底部の冷却条件とについてそれぞれ設定されると共に、頭部の冷却条件は、頭頂部の冷却条件と左右の２個の頭側部の冷却条件とについてそれぞれ設定される。
【００４９】
設定された冷却条件のデータはいずれもデータ記憶装置６２に格納されると共に、頭頂部の冷却条件は頭頂冷却速度制御部５３に入力される。また左右の２個の頭側部の冷却条件は第１頭側冷却速度制御部５４及び第２頭側冷却速度制御部５５にそれぞれ入力される。また底部の冷却条件は底部冷却速度制御部５６に入力される。尚、演算制御装置５０が、データ記憶装置６２からそれぞれの冷却条件のデータを読み出して、演算制御装置５０に接続され図示を省略した表示装置に表示するように構成してもよい。
【００５０】
頭頂冷却速度制御部５３は、入力された頭頂部の冷却条件で冷却媒体が噴射されるように、頭頂冷却ヘッダ７ａの動作を制御する。また第１頭側冷却速度制御部５４及び第２頭側冷却速度制御部５５は、入力されたそれぞれの頭側部の冷却条件で冷却媒体が噴射されるように、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ及び第２頭側冷却ヘッダ７ｃの動作をそれぞれ制御する。また底部冷却速度制御部５６は、入力された底部の冷却条件で冷却媒体が噴射されるように、底部冷却ヘッダ７ｄの動作を制御する。
【００５１】
尚、上記説明した装置のうち、冷却機３にそれぞれ設けられた頭部用機外温度計５ａ、底部用機外温度計５ｂ、機外測温制御部５１、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４及び底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４と、搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…、機外測温制御部５１、機内測温制御部５２及び演算制御装置５０とが、本発明の長尺鋼材の温度補正装置に相当する。
【００５２】
―長尺鋼材の冷却方法―
次に、本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の冷却方法を説明する。まず予め冷却機３の入口３ａを開放し、開放した入口３ａから冷却機３の内部にレール鋼材２を横倒し状態で冷却機３の上流側から送り込む。
【００５３】
次に図７のステップＳ１において、レール鋼材２を搬送装置…２０ｊ−１，２０ｊ，２０ｊ＋１…を用いて送り込む際、たとえば放射温度計からなる頭部用機外温度計５ａを用いて、頭頂面と頭側面との境界位置近傍の一点を測温する。レール鋼材２が移動して、頭部用機外温度計５ａの測温点を逐次的に通過することにより、レール鋼材２の頭部の同じ高さ位置の表面温度が連続的に測温される。またたとえば放射温度計からなる底部用機外温度計５ｂを用いて、底面の長手方向に直交する方向における略中央位置の一点を測温する。頭部用機外温度計５ａの場合と同様に、レール鋼材２が底部用機外温度計５ｂの測温点を逐次的に通過することにより、レール鋼材２の底部の同じ高さ位置の表面温度が連続的に測温される。
【００５４】
レール鋼材２は移動の進行に伴って、先端が冷却機３の内部に進入し、更にレール鋼材２の後端側の領域が逐次的に冷却機３の内部に収納される。収納されるレール鋼材２の領域が後端に近づくにつれ、レール鋼材２の移動速度は低下し、更に移動速度がゼロ（零）となり移動が停止する。レール鋼材２の停止後、冷却機３の内部に全体が収納された横倒し状態のレール鋼材２を転回装置を用いて起立させると共に、冷却機３の入口３ａを閉め内部を密閉する。
【００５５】
次にステップＳ２において、演算制御装置５０の第１温度分布作成部５０１により、頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂによって得られた連続的な測温データを、レール鋼材２の長手方向のそれぞれの位置（ｘ座標）に対応させ、図８に示すように、第１の温度分布ＴＡを作成する。
次にステップＳ３においてレール鋼材２を、冷却機３の内部の冷却位置に配置する。このステップＳ３が行われることにより、ステップＳ３に後続するステップＳ９までの処理が終了した時点で、冷却位置に配置されたレール鋼材２に対して、冷却媒体を噴出させるだけで速やかに冷却処理を開始することが可能となる。レール鋼材２の冷却位置への配置は、レール鋼材２を起立させた位置に、頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃ及び底部冷却ヘッダ７ｄを天井や側壁や床面側から近接させて、それぞれがレール鋼材２に近接した状態を形成することにより行えばよい。そして冷却機３の内部に配置されたレール鋼材２をクランプ等で拘束し、冷却位置に固定する。
【００５６】
次にステップＳ４において、冷却位置に静止状態で固定されたレール鋼材２の頭部に対して、４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４により、頭部用機外温度計５ａが測温した測温点と同じ高さで、４箇所の測温位置Ｐ１〜Ｐ４に対して同時に測温位置Ｐ１〜Ｐ４を測温する。またレール鋼材２の底部に対しても、４個の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４により、底部用機外温度計５ｂが測温した測温点と同じ高さで、４箇所の測温位置に対して同時に測温を行う。
【００５７】
次にステップＳ５において、演算制御装置５０の差分算出部５０２により、図９に示すように、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４及び底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４によって得られたそれぞれの４個の測温位置の離散的な測温データと、測温位置のｘ座標における第１の温度分布ＴＡの値との４個の差分を算出する。尚、図９中には、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４によって得られた４個の測温データＴ１〜Ｔ４と、それぞれ対応する第１の温度分布ＴＡの値ＴＡ１〜ＴＡ４との４個の差分Δｔ１〜Δｔ４とが例示されている。
【００５８】
次にステップＳ６において、差分算出部５０２により、図１０に示すように、頭部及び底部それぞれの４個の差分を用いて、第１の温度分布ＴＡと冷却直前の表面温度との差分の近似曲線Ｃを作成し、レール鋼材２の長手方向におけるすべての位置（ｘ座標）の値について、第１の温度分布ＴＡと冷却直前の表面温度との差分の推測値を算出する。尚、図１０中には直線状の近似曲線Ｃが例示されているが、近似曲線Ｃとしては２次曲線等、直線以外の近似曲線の場合もある。
次にステップＳ７において、演算制御装置５０の第２温度分布作成部５０３により、算出されたレール鋼材２のすべての位置（ｘ座標）の差分Δｔ１〜Δｔ４及び推測値を、第１の温度分布ＴＡに付加して、図１１に示すように、冷却直前のレール鋼材２のすべての位置（ｘ座標）の表面温度を算出し、第２の温度分布ＴＢを作成する。
【００５９】
次にステップＳ８において、演算制御装置５０の冷却条件設定部５０４により、第２の温度分布ＴＢを用いて、図１２に示すように、複数個の分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の代表温度を算出する。例えば図１２中の最も左側に位置する分割ブロックＢ１は、図１１中のｘ座標におけるｘ＝０からｘ＝（１／１２）Ｌとの間の領域に対応し、分割ブロックＢ１の代表温度Ｔｘ１は、ｘ＝０の位置の第２の温度分布ＴＢにおける推測値Ｔｘａと、ｘ＝（１／１２）Ｌの位置の第２の温度分布ＴＢにおける推測値Ｔｘｂとの相加平均値で算出されている（Ｔｘ１＝（Ｔｘａ＋Ｔｘｂ）／２）。
【００６０】
また図１２中の左側から２番目に位置する分割ブロックＢ２は、図１１中のｘ＝（１／１２）Ｌからｘ＝（２／１２）Ｌ＝（１／６）Ｌとの間の領域に対応する。分割ブロックＢ２の領域には、頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４の測温位置Ｐ１が含まれるので、分割ブロックＢ２の代表温度Ｔｘ２は、分割ブロックＢ１の場合と異なり、第２の温度分布ＴＢからの推測値ではなく、図１２に示したように、測温位置Ｐ１で測定された実測値である測温データＴ１を用いて、後続の処理で設定される冷却条件の最適性を高める。
【００６１】
次にステップＳ９において、冷却条件設定部５０４により、分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎の代表温度と、レール鋼材２に与えられた冷却目標温度とを、データ記憶装置６２に格納された冷却条件テーブルに参照して、図１２に示すように、各分割ブロックＢ１〜Ｂ１２における頭頂部の冷却条件と、左右の２個の頭側部の冷却条件と、底部の冷却条件とをそれぞれ設定する。図１２中最も左側に位置する分割ブロックＢ１の頭頂部の冷却条件として、混合ミストを冷却媒体として用いる場合の噴射流量Ｆ１（ｍ３／ｈ）、噴射圧Ｈ１（Ｎ／ｍ２）、気水比Ｒ１（％）及び噴射時間τ１（ｓ）が例示されているように、１２個の分割ブロックＢ１〜Ｂ１２のそれぞれの冷却条件が設定されている。
【００６２】
次にステップＳ１０において、演算制御装置５０により、頭頂冷却速度制御部５３、第１頭側冷却速度制御部５４、第２頭側冷却速度制御部５５を介して、頭頂冷却ヘッダ７ａ、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ及び第２頭側冷却ヘッダ７ｃのそれぞれが、設定された頭部の冷却条件で冷却媒体を噴射するように、頭頂冷却ヘッダ７ａ、第１頭側冷却ヘッダ７ｂ及び第２頭側冷却ヘッダ７ｃのそれぞれの動作を制御する。
【００６３】
また演算制御装置５０により、底部冷却速度制御部５６を介して、底部冷却ヘッダ７ｄが設定された底部の冷却条件で冷却媒体を噴射するように、底部冷却ヘッダ７ｄの動作を制御する。頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃ及び底部冷却ヘッダ７ｄを制御して動作させることにより、レール鋼材２を冷却目標温度に降温するように冷却する。そして、長手方向に温度ムラが生じている温度分布を有するレール鋼材２であっても、冷却後に、長手方向の全長に亘って均一かつ最適な品質を得ることが可能となり、本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の冷却方法が終了する。
【００６４】
その後、例えば頭部冷却ヘッダ７ａ，７ｂ，７ｃをレール鋼材２から離間させ、クランプ等による拘束から解除し、転回装置によりレール鋼材２を起立状態から横倒し状態に転回させる。そして冷却機３の出口を開放して、出口からレール鋼材２を、図３に示したようなレールの製造設備の冷却装置１の下流側に搬送し、それぞれの装置で処理を施すことにより、レール成品８０（レール）を得ることができる。尚、上記ステップＳ１〜Ｓ１０のうち、ステップＳ１〜Ｓ７の処理が、本発明の長尺鋼材の温度補正方法に相当する。
【００６５】
本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正装置によれば、冷却機３の内部に搬入される際のレール鋼材２の移動に併せてレール鋼材２の表面温度を連続的に測定して、第１の温度分布ＴＡを得る。そしてレール鋼材２を冷却機３の内部に取り込んだ後、静止したレール鋼材２の表面を４箇所の機内温度計で同時に速やかに測温し、測温で得られた４個の実測値を用いて第１の温度分布ＴＡを補正して、冷却直前のレール鋼材２の温度分布を推定した第２の温度分布ＴＢを算出する。よって、冷却機３の機内でレール鋼材２の表面を走査して得た測温データを用いて第１の温度分布ＴＡを補正する場合に比し、第２の温度分布ＴＢの算出の処理にかかる時間を大幅に短縮できる。
【００６６】
また本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正装置によれば、機内温度計を少なくとも２箇所以上レール鋼材２の長手方向に沿って配置して、第１の温度分布ＴＡを補正するので、レール鋼材２の長手方向に亘る温度斑（温度ムラ）に対して、適切に補正することができる。また本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正装置によれば、冷却機３の機内で、レール鋼材２の頭部側と底部側とをそれぞれ別箇に測温して得た実測値を用いて第１の温度分布ＴＡを補正するので、頭部と底部の両方についていずれも正確性を高めた補正が可能である。
【００６７】
また本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正装置によれば、第１の温度分布ＴＡを補正するための、冷却機３の機内での測温作業を走査型の温度計で行うのではなく、冷却機３の内部に固定した複数個の温度計で行う。冷却機３の機内では、冷却位置に配置されたレール鋼材２と冷却ヘッダとが非常に近接した状態であると共に、機内では冷却ヘッダや冷却ヘッダ用の配管等が密に取り付けられているため、レール鋼材２に対して温度計を移動させるような走査型の測温設備を冷却機３の内部に増設することは、スペース上の制約から非常に困難な場合が多い。よって本発明の実施の形態に係る長尺鋼材の温度補正装置によれば、走査型の測温設備を設ける場合に比べて、冷却機３の機内に省スペースで温度計を設置できる点で好適である。
【００６８】
また本発明の実施の形態に係る冷却装置１によれば、冷却直前の温度分布から、レール鋼材２の長手方向において、冷却ヘッダの複数個の冷却ブロックに応じて区分した分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎に、冷却直前の代表温度を算出する。そして算出した代表温度を用いて、分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎に最適な冷却条件を設定し、設定した冷却条件で、複数個の冷却ブロック７ａ１〜７ａ１２を動作させる。よってレール鋼材２の長手方向に部分的な温度ムラが生じていても、レール鋼材２を分割ブロックＢ１〜Ｂ１２毎に最適な冷却条件で冷却することができる。また冷却条件を最適化した本発明の実施の形態に係る冷却装置１を備えたレールの製造設備によれば、全長に亘って均一かつ適正な形状及び品質のレールを製造することができる。
【００６９】
本発明は上記のとおり開示した実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。
【００７０】
（変形例）
例えば図１３の上面図に示すように、冷却機３の入口３ａが設けられた側壁に、入口３ａと間隔を空けてレール鋼材２の出口３ｂを別途設けると共に、冷却機３の内部では、冷却機３の外部の搬送装置…２０ｊ，２０ｊ＋１…によって入口３ａから送り込まれたレール鋼材２を、冷却機３の内部に描いた白抜き矢印で示すように、入口３ａ側から出口３ｂ側へ、搬送装置…２０ｊ，２０ｊ＋１…の搬送方向に直交する方向に搬送するように、冷却装置１ｘを構成してもよい。冷却機３の内部には、入口３ａ側に連通する入側領域３１と、出口３ｂ側に連通する出側領域３３と、入側領域３１と出側領域３３との間に設けられた冷却領域３２とが設けられている。
【００７１】
図１３に例示した冷却装置１ｘでは、冷却機３の入口３ａが設けられた側壁の、入口３ａを挟むように、図１で示したのと同様の頭部用機外温度計５ａ及び底部用機外温度計５ｂが設けられている。また冷却機３の内部の冷却領域３２には、図１で示したのと同様の４個の頭部用機内温度計６ａ１〜６ａ４及び４個の底部用機内温度計６ｂ１〜６ｂ４が設けられている。冷却領域３２の冷却位置で冷却されたレール鋼材２は、冷却機３の出口３ｂから外部に送り出され、出口３ｂに連通する搬送装置…２１ｊ，２１ｊ＋１…により、図３に示した冷却装置１の下流側の装置に搬送される。
【００７２】
変形例に係る冷却装置１では、冷却機３に連通する入口３ａ側の搬送装置…２０ｊ，２０ｊ＋１…と、出口３ｂ側の搬送装置…２１ｊ，２１ｊ＋１…とがそれぞれ平行に設けられると共に、冷却機３の内部にもレール鋼材２を搬送する経路が形成されている。そのため、変形例に係る冷却装置１ｘをレールの製造設備の中に配置して製造ラインを構成すれば、製造ラインのパターンを増やしてレールの製造設備の稼働効率を高めることができる。
【００７３】
（その他の実施の形態）
また、本発明の実施の形態では長尺鋼材としてレール鋼材２を用いて説明したが、レール鋼材２以外の例えばＨ形鋼や鋼矢板といった他の長尺の形鋼、長尺の鋼板或いは長尺の棒鋼等の鋼材に対しても本発明は適用可能である。以上のように、本発明は、本明細書及び図面に記載していない様々な実施の形態等を含むとともに、本発明の技術的範囲は、上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１    冷却装置
２    長尺鋼材（レール鋼材）
３    冷却機
３ａ  入口
５ａ  頭部用機外温度計
５ｂ  底部用機外温度計
６ａ１〜６ａ４  頭部用機内温度計
６ｂ１〜６ｂ４  底部用機内温度計
７ａ  頭頂冷却ヘッダ
７ａ１〜７ａ１２  冷却ブロック
７ｂ  第１頭側冷却ヘッダ
７ｂ１〜７ｂ１２  冷却ブロック
７ｃ  第２頭側冷却ヘッダ
７ｃ１〜７ｃ１２  冷却ブロック
７ｄ  底部冷却ヘッダ
７ｄ１〜７ｄ１２  冷却ブロック
２０ｊ  搬送装置
５０  演算制御装置
５１  機外測温制御部
７２  熱間圧延装置
８０  レール成品
Ｂ１〜Ｂ１２  分割ブロック
Ｐ１〜Ｐ４  測温位置
ＴＡ  第１の温度分布
ＴＢ  第２の温度分布
【図１】
2016203239.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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