JP2022115684A

JP2022115684A - 鋼板の製造設備及び製造方法

Info

Publication number: JP2022115684A
Application number: JP2021012392A
Authority: JP
Inventors: 貴大平野; Takahiro Hirano; 悟史上岡; Satoshi Kamioka; 雄太田村; Yuta Tamura; 佑介野島; Yusuke Nojima; 健三浦; Takeshi Miura
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-08-09
Anticipated expiration: 2041-01-28
Also published as: JP7306413B2

Abstract

【課題】水切りロール出側ノズルからの流体の噴射を阻害することなく、簡単な構成及び構造によって、鋼板の尾端部が水切りゾーンに進入したときに水切りロール出側ノズルへの鋼板の衝突を回避することができる鋼板の製造設備及び製造方法を提供する。【解決手段】鋼板の製造設備１において、各水切りロール対４１～４ｎの上側水切りロール５を支持する筐体７には、当該水切りロール対４ｋ+２の入側の水切りロール対４ｋ+１とこの入側の水切りロール対４ｋ+１のさらに入側の水切りロール対４ｋとの間の水冷ゾーンＷＳｋの出側に向けて流体Ｒを噴射して水切りを行う水切りロール出側ノズル１２が設置される。上側水切りロール昇降装置１９は、鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴに進入する際に、水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４ｋ+２のうちの上側水切りロール５を降下させて下側水切りロール６とともに鋼板Ｓを上下に拘束した状態で搬送する。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の製造設備及び製造方法に関する。

鋼板の製造に際しては、鋼板に要求される機械的性質、特に強度と靱性を確保する必要がある。これを達成するために、熱間圧延後の高温の鋼板をそのままオンラインで冷却を行ったり、あるいは熱間圧延をした後、一旦室温まで空冷してオフラインで再加熱後、冷却を行ったりしている。これらの冷却で重要なことは、冷却が鋼板の全長及び全幅に亘って均一に行われることである。冷却が十分でない場合、鋼板の全面に亘って要求される材質上の特性を確保できないだけでなく、鋼板内の温度偏差に伴う平面形状の悪化を引き起こす。

鋼板の冷却を行う冷却設備としては、熱間圧延ライン上の圧延機の出側に配置され、熱間圧延後の鋼板を直接冷却するオンライン冷却設備と、熱間圧延ラインとは別の場所にある加熱炉の出側に配置され、当該加熱炉で再加熱された鋼板を冷却するオフライン冷却設備とがある。

オンライン冷却設備は、特許文献１に記載されたように、鋼板の搬送方向に所定のピッチで配置される上下対になった複数の水切りロール対により鋼板を上下に拘束した状態で搬送し、搬送方向に隣接する水切りロール対間に配置される上部ノズル及び下部ノズルにより冷却水を鋼板に向けて噴射して冷却する方法が一般的となっている。その際、搬送方向に隣接する水切りロール対間に水冷ゾーンが設定され、区切られている。オンライン冷却設備では、要求されている鋼板の板厚、冷却速度、冷却停止温度等に応じて冷却水量を、区切られた水冷ゾーン間で調整するとともに、鋼板の搬送速度を適切に設定することで要求を満たす鋼板温度履歴を実現している。したがって、精緻な冷却開始・冷却停止温度と冷却速度の制御をする水冷装置としては、オンライン冷却設備は好適である。このようなオンライン冷却方法として、例えば、特許文献２に示す熱間圧延鋼板の制御冷却方法が従来知られている。特許文献２に示す熱間圧延鋼板の制御冷却方法は、高温鋼板に対する制御冷却を、前段冷却と後段冷却との２段階に分け、前段冷却を全面膜沸騰冷却で行い、後段冷却を所定の冷却停止温度まで全面核沸騰冷却によって行うものである。

しかし、オンライン冷却設備を用いる場合、圧延直後から冷却開始までの放冷時間は、鋼板先端よりも鋼板尾端の方が長い。したがって、圧延後の鋼板温度が均一だった場合でも、鋼板尾端は放冷時間差だけ余分に放冷されるため、鋼板の先尾端の冷却開始温度に差が生じてしまい、特に鋼板長手方向に特性が均質な鋼板を得られない。
一方、オフライン冷却設備は、加熱炉と冷却装置が近接しているため、鋼板の先尾端の放冷時間差を低減させることができる。

オフライン冷却設備は、焼入れに用いられることがほとんどであるため、冷却速度が高くなるように大流量の水を流すことができるハイクエンチゾーンと、内部からの復熱を防止する程度の水を噴射するロークエンチゾーンとで構成されている。鋼板を拘束する水切りロール対は上下についているものの、オンライン冷却設備のように各水切りロール対間で冷却水量を調整するといった機能は持っていないのが一般的である。
このようなオンライン冷却設備及びオフライン冷却設備のいずれの場合であっても、鋼板全面の均一冷却を実現するためには、冷却設備から鋼板上下面に冷却水を均一に供給すること、及び冷却設備から鋼板に供給される冷却水が鋼板上面で冷却設備入側の上流側や冷却設備出側の下流側に流出することを防止することが重要となる。

ここで、冷却設備から鋼板に供給される冷却水が冷却設備出側の下流側に流出し、鋼板の上面に滞留する滞留水を排出するものとして、従来、例えば、特許文献３に示すものが知られている。
特許文献３に示す高温鋼板の水切り方法は、上面冷却装置の下流側に水噴射装置を、更に、その下流側に空気噴射装置を配設し、水噴射装置に設けられたノズルから水を、空気噴射装置に設けられたノズルから空気を噴射可能に構成する。そして、それぞれのノズルから鋼板の上面及び上面冷却装置側の方向であって、且つ、鋼板の側方の縁部の方向に向けて流体を噴射して、鋼板上面の滞留水をノズルから噴射された流体と随伴させて鋼板上から排出するようにしている。

これにより、鋼板の側方の縁部から滞留水が排出され、鋼板を幅方向に沿って均一に冷却することができ、材質のばらつきや鋼板の変形が少なくすることができる。
ところで、特許文献３に示す高温鋼板の水切り方法における噴射装置のノズル等の従来の水切りに用いられる流体を噴出するノズルは、搬送方向に沿って設けられた各水切りロール対において上側水切りロールに付随して設けられるのが一般的である。

これについて説明すると、例えば、図２に示すように、鋼板の冷却設備１０１において、鋼板Ｓの搬送方向に沿って複数（ｎ個）の上下で対をなす水切りロール対１０２_１～１０２_ｎ（図２には、１０２_ｋ－１～１０２_ｋ+４のみ図示）が設置されている。そして、各水切りロール対１０２_１～１０２_ｎは、鋼板Ｓに対し上側に配置される上側水切りロール１０３と鋼板Ｓに対し下側に配置される下側水切りロール１０４とを備え、このうち上側水切りロール１０３は、昇降可能な筐体１０５に取り付けられている。

また、鋼板Ｓの搬送方向に隣接する水切りロール対１０２_１，１０２_２・・・１０２_ｎ－１，１０２_ｎ間には、冷却水Ｗが噴射される複数の上下に対をなす冷却水噴射ノズル対１０６が設けられている。各冷却水噴射ノズル対１０６は、鋼板Ｓに対し上側に配置される上側冷却水噴射ノズル１０７と鋼板Ｓに対し下側に配置される下側冷却水噴射ノズル１０８とを備えている。
また、要求されている鋼板Ｓの板厚、冷却速度、冷却停止温度等に応じて決定された複数の冷却水噴射ノズル対１０６のうちの特定の冷却水噴射ノズル対１０６から冷却水Ｗが噴射された鋼板Ｓの搬送方向に隣接する水切りロール対（図２では、１０２_ｋ－１，１０２_ｋ及び１０２_ｋ，１０２_ｋ+１）間が水冷ゾーン（図２では、ＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋ）として設定される。また、鋼板Ｓの搬送方向の最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対１０２_ｋ+１とその水切りロール対１０２_ｋ+１の出側の水切りロール対１０２_ｋ+２との間に水切りゾーンＣＴが設定される。

そして、複数の水切りロール対１０２_１～１０２_ｎの各々の上側水切りロール１０３を支持する筐体１０５には、当該水切りロール対（図２では、１０２_ｋ－１）と当該水切りロール対１０２_ｋ－１の出側の水切りロール対１０２_ｋとの間の水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１の入側に流体Ｒを噴射して水切りを行う水切りロール入側ノズル１０９が設置されている。また、各水切りロール対１０２_１～１０２_ｎの上側水切りロール１０３を支持する筐体１０５には、当該水切りロール対（図２では、１０２_ｋ+１）と当該水切りロール対１０２_ｋ+１の入側の水切りロール対１０２_ｋとの間の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側に流体Ｒを噴射して水切りを行う水切りロール出側ノズル１１０が設置されている。各水切りロール入側ノズル１０９は配管１１１を介して入側ヘッダ１１２に接続され、各水切りロール出側ノズル１１０は配管１１３を介して出側ヘッダ１１４に接続されている。

そして、鋼板Ｓを冷却する時には、該当する水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋの冷却水噴射ノズル対１０６から冷却水Ｗを噴射する。また、このとき、水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋのうち最も入側の水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１の入側にある上側水切りロール１０３を支持する筐体１０５に設けられた水切りロール入側ノズル１０９から流体Ｒを当該水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１の入側に噴射して当該上側水切りロール１０３の上流側（入側）に流出して鋼板Ｓの上面に滞留する滞留水を排出する。

また、このとき、水切りゾーンＣＴの入側にある、即ち水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋのうち最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側にある上側水切りロール１０３を支持する筐体１０５に設けられた水切りロール出側ノズル１１０から流体Ｒを当該水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側に噴射して当該上側水切りロール１０３の下流側（出側）に流出して鋼板Ｓの上面に滞留する滞留水を排出する。
そして、鋼板Ｓの尾端部が水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋのうち最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対１０２_ｋ+１を抜けて水切りゾーンＣＴに進入するときには、水切りゾーンＣＴの出側にある上側水切りロール１０３は上昇するようになっている。

このため、冷却された鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴに進入するときには、水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋのうち最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対１０２_ｋ+１による鋼板Ｓの拘束状態が解放されるとともに、水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対１０２_ｋ+２による鋼板Ｓの拘束状態も解放されることになる。このとき、冷却された鋼板Ｓに座屈が発生した場合には、図２に示すように、鋼板Ｓの尾端部が跳ね上がり、水切りゾーンＣＴの入側にある水切りロール出側ノズル１１０に衝突し、その水切りロール出側ノズル１１０が損傷するおそれがある。

一方、圧延の途中で鋼板に上反りが発生した場合において、冷却装置の破損を効果的に回避するものとして、従来、例えば、特許文献４に示すものが知られている。
特許文献４に示す鋼板の冷却装置は、厚板圧延機の入側および／または出側に設置され、被圧延材に対し冷却水を射出する冷却ヘッダを備える冷却装置を、厚板圧延機に対し接近・退避移動が可能な配置とするものである。
また、熱間圧延機の直近の位置に冷却装置を設置した場合に、圧延材に上反りが発生しても、鋼板を適切に冷却することができるものとして、従来、例えば、特許文献５に示すものが知られている。

特許文献５に示す鋼板の冷却装置は、鋼板の上面に向けて熱間圧延機から離れる方向に冷却水を斜めに噴射する第１上ヘッダと、それに対向して鋼板の上面に向けて熱間圧延機に近づく方向に冷却水を斜めに噴射する第２上ヘッダとを備えている。また、当該冷却装置は、第１上ヘッダの下側を覆って、第２上ヘッダの冷却水が鋼板に衝突する位置の上方まで伸びる第１ガイドと、第１ガイドの後方に位置し、第２上ヘッダの下側を覆う第２ガイドとを備えている。そして、第２ガイドと第２上ヘッダは一体化しており、第２上ヘッダの冷却水の噴射方向に沿って昇降可能になっている。

特開平１０－１６６０２３号公報特開２０００－４２６２１号公報特開２００１－３５３５１５号公報特開２０１０－４２４３２号公報特開２００９－７２８１５号公報

しかしながら、この従来の特許文献４に示す鋼板の冷却装置及び特許文献５に示す鋼板の冷却装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、特許文献４に示す鋼板の冷却装置の場合、冷却装置において冷却ヘッダはレール上を前進・鋼帯移動可能に設置されている台車に実装されている。前述したような水切りロール出側ノズルをこの台車に設置してレール上を前進・鋼帯移動可能に設置しようとすると、水切りゾーンとなりうるべき全てのゾーンにこのような台車を設置する必要があり、構造が複雑になるという問題がある。

また、特許文献５に示す鋼板の冷却装置の場合、鋼板の先端部に上反りがあったとしても、第２ガイド及び第１ガイドに鋼板が案内されて第１上ヘッダ及び第２上ヘッダに鋼板が接触するのを回避するようにしてある。このような第１ガイド及び第２ガイドによって前述したような水切りロール出側ノズルを保護する場合、水切りロール出側ノズルからの水やエアーの噴射が第１ガイド及び第２ガイドによって阻害されるおそれがある。

従って、本発明はこれら従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、水切りロール出側ノズルからの流体の噴射を阻害することなく、簡単な構成及び構造によって、鋼板の尾端部が水切りゾーンに進入したときに水切りロール出側ノズルへの鋼板の衝突を回避し、安定的に鋼板を製造することができる鋼板の製造設備及び製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、鋼板の搬送方向に沿って設置された複数の上下で対をなす水切りロール対であって、各水切りロール対のうちの上側水切りロールが筐体に支持されて昇降可能となっている複数の水切りロール対と、前記筐体を昇降させて前記各水切りロール対のうちの上側水切りロールを昇降させる上側水切りロール昇降装置と、前記鋼板の搬送方向に隣接する水切りロール対間に設置された冷却水を噴射する複数の上下で対をなす冷却水噴射ノズル対とを備え、前記複数の冷却水噴射ノズル対のうちの任意の冷却水噴射ノズル対から冷却水が噴射された鋼板の搬送方向に隣接する水切りロール対間が水冷ゾーンとして設定されるとともに、前記鋼板の搬送方向の最も出側の水冷ゾーンの出側の水切りロール対とその水切りロール対の出側の水切りロール対との間に水切りゾーンを設定した冷却設備を有する鋼板の製造設備であって、前記複数の水切りロール対の各々の上側水切りロールを支持する筐体には、当該水切りロール対の入側の水切りロール対とこの入側の水切りロール対のさらに入側の水切りロール対との間の水冷ゾーンの出側に向けて流体を噴射して水切りを行う水切りロール出側ノズルが設置され、前記上側水切りロール昇降装置は、前記鋼板の尾端部が前記鋼板の搬送方向の最も出側の水冷ゾーンの出側の水切りロール対を抜けて前記水切りゾーンに進入する際に、前記水切りゾーンの出側の水切りロール対のうちの上側水切りロールを降下させて下側水切りロールとともに前記鋼板を上下に拘束した状態で搬送することを要旨とする。
また、本発明の別の態様に係る鋼板の製造方法は、前述の鋼板の製造設備を用いて鋼板を製造することを要旨とする。

本発明に係る鋼板の製造設備及び製造方法によれば、鋼板の搬送方向の最も出側の水冷ゾーンの出側に流体を噴射して水切りを行うための水切りロール出側ノズルからの流体の噴射を阻害することなく、簡単な構成及び構造によって、鋼板の尾端部が水切りゾーンに進入したときに水切りロール出側ノズルへの鋼板の衝突を回避し、安定的に鋼板を製造することができる鋼板の製造設備及び製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る鋼板の製造設備の概略構成図である。一般的な鋼板の冷却設備の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、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。

図１には、本発明の一実施形態に係る鋼板の製造設備の概略構成が示されており、製造設備１は、１００℃以下の鋼板Ｓをオーステナイト温度域の所定温度まで加熱する加熱炉２と、加熱炉２で加熱された鋼板Ｓを冷却するオフライン型の冷却設備３とを備えている。本実施形態においては、鋼板として、厚さ４．５ｍｍ以上の厚鋼板に適用できる。
加熱炉２には、製造設備1とは別の熱間圧延ラインで所定の厚み（例えば８０ｍｍ）及び幅（例えば２０００ｍｍ）にあらかじめ熱間圧延され、室温まで冷却された鋼板Ｓが装入される。鋼板Ｓは加熱炉２によって、オーステナイト温度域の所定の加熱温度（例えば、９１０℃程度）に加熱される。

加熱炉２から抽出された鋼板Ｓは、加熱炉２の出側に設置されているテーブルロール２２によって搬送されながら、冷却設備３で冷却される。
冷却設備３は、加熱炉２で加熱された鋼板Ｓを冷却するものであり、鋼板Ｓの搬送方向に沿って所定間隔で設置された複数（ｎ個）の上下で対をなす水切りロール対４_１～４_ｎ（図１には、４_ｋ－１～４_ｋ+４のみ図示）を備えている。各水切りロール対４_１～４_ｎは、鋼板Ｓに対し上側に配置される上側水切りロール５と、鋼板Ｓに対し下側に配置される下側水切りロール６とを備えている。各水切りロール対４_１～４_ｎは、上側水切りロール５と下側水切りロール６とで上下から鋼板Ｓを挟み込んで鋼板Ｓを搬送方向に搬送する。各水切りロール対４_１～４_ｎのうち上側水切りロール５は、筐体７に支持されて昇降可能となっている。

上側水切りロール５及び下側水切りロール６のそれぞれは、溝なしロールに限らず、通常の溝付きロールであってもよい。溝付きロールの場合の溝の幅は、例えば、６ｍｍ、１３ｍｍである。溝付きロールの場合、溝が延びる方向は水切りロールの円周方向であり、溝は水切りロールの軸方向に沿って適宜間隔を置いて複数形成されている。
また、冷却設備３は、筐体７を昇降させて各水切りロール対４_１～４_ｎのうちの上側水切りロール５を昇降させる上側水切りロール昇降装置１９を備えている。この上側水切りロール昇降装置１９は、例えば油圧シリンダにより構成され、後述する冷却制御装置２０にその駆動を制御されて上側水切りロール５を昇降させる。上側水切りロール５は、上側水切りロール昇降装置１９により個別に昇降可能である。

また、冷却設備３は、鋼板Ｓの搬送方向に隣接する水切りロール対４_１，４_２・・・４_ｎ－１，４_ｎ間に設置された冷却水Ｗを噴射する複数の上下で対をなす冷却水噴射ノズル対８を備えている。この冷却水噴射ノズル対８は、鋼板Ｓの幅方向に沿って複数設けられている。各冷却水噴射ノズル対８は、鋼板Ｓに対し上側に配置されて鋼板Ｓの上面に冷却水Ｗを噴射する上側冷却水噴射ノズル９と、鋼板Ｓに対し下側に配置されて鋼板Ｓの下面に冷却水Ｗを噴射する下側冷却水噴射ノズル１０とを備えている。上側冷却水噴射ノズル９は、鋼板Ｓの搬送方向に隣接する２つの水切りロール対４_１，４_２・・・４_ｎ－１，４_ｎのうち出側の水切りロール対４_２・・・４_ｎ－１、４_ｎの上側水切りロール５を支持する筐体７に設置された上側冷却水ヘッダ１８に配管１７を介して接続されている。また、下側冷却水噴射ノズル１０は、図示しない筐体７に設置された下側冷却水ヘッダ（図示せず）に配管（図示せ）を介して接続されている。上側冷却水ヘッダ１８及び下側冷却水ヘッダは、図示はしないが、後述の冷却制御装置２０に接続され、上側冷却水噴射ノズル９及び下側冷却水噴射ノズル１０から噴射される冷却水量が制御される。

そして、鋼板Ｓの搬送ラインにおいて、複数の冷却水噴射ノズル対８のうちの任意の冷却水噴射ノズル対８から冷却水Ｗが噴射された鋼板Ｓの搬送方向に隣接する水切りロール対（図１では、４_ｋ－１，４_ｋ及び４_ｋ，４_ｋ+１）間が水冷ゾーン（図１では、ＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋ）として設定されるとともに、冷却水Ｗが噴射されない水切りロール対４_１，４_２・・・４_ｎ－１，４_ｎ間が空冷ゾーンに設定される。図１においては、空冷ゾーンは設定されていない。鋼板Ｓの搬送方向に隣接する水切りロール対４_１，４_２・・・４_ｎ－１，４_ｎ間を水冷ゾーンとするか、空冷ゾーンとするかは、要求された鋼板Ｓの材質特性に応じて決定される。

また、鋼板Ｓの搬送ラインにおいて、鋼板Ｓの搬送方向の最も出側の水冷ゾーン（図１では、ＷＳ_ｋ）の出側の水切りロール対４_ｋ+１とその水切りロール対４_ｋ+１の出側の水切りロール対４_ｋ+２との間に水切りゾーンＣＴが設定される。水切りゾーンＣＴを形成する鋼板Ｓの搬送方向の最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対４_ｋ+１とその水切りロール対４_ｋ+１の出側の水切りロール対４_ｋ+２との間にも、冷却水噴射ノズル対８が備えられているが、この冷却水噴射ノズル対８から冷却水Ｗは噴射されない。

そして、この冷却設備３において、各水切りロール対４_１～４_ｎの上側水切りロール５を支持する筐体７には、当該水切りロール対４_ｋ－１と当該水切りロール対４_ｋ－１の出側の水切りロール対４_ｋとの間に設定される水冷ゾーンＷＳ_ｋ－１の入側に向けて流体Ｒとしての空気を噴射して水切りを行う水切りロール入側ノズル１１が設置されている。水切りロール入側ノズル１１は、鋼板Ｓの幅方向に沿って複数設けられている。各水切りロール入側ノズル１１は、筐体７に設置された入側空気ヘッダ１４に配管１３を介して接続される。

また、冷却設備３において、各水切りロール対４_１～４_ｎの上側水切りロール５を支持する筐体７には、当該水切りロール対４_ｋ+２の入側の水切りロール対４_ｋ+１とこの入側の水切りロール対４_ｋ+１のさらに入側の水切りロール対４_ｋとの間に設定される水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側に向けて流体Ｒとしての空気を噴射して水切りを行う水切りロール出側ノズル１２が設置されている。つまり、最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りを行う水切りロール出側ノズル１２は、この水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対４_ｋ+１のさらに出側の水切りロール対４_ｋ+２の上側水切りロール５を支持する筐体７に設置される。水切りロール出側ノズル１２は、鋼板Ｓの幅方向に沿って複数設置されている。そして、各水切りロール出側ノズル１２は、筐体７に設置された出側空気ヘッダ１６に配管１５を介して接続される。

また、冷却設備３は、鋼板Ｓの冷却を制御する冷却制御装置２０を備えている。冷却制御装置２０は、鋼板Ｓを搬送するテーブルロール２２、各水切りロール対４、各冷却水噴射ノズル対８に接続された上側冷却水ヘッダ１８及び下側冷却水ヘッダ、及び上位コンピュータ２１に接続されている。
この冷却制御装置２０は、上位コンピュータ２１から要求された材質特性に基づいて、水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋの数、空冷ゾーンの数、各水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋにおける冷却開始温度、冷却停止温度及び板厚中心位置における平均冷却速度、空冷ゾーンの空冷時間を決定する。そして、冷却制御装置２０は、決定された各各水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋにおける冷却停止温度等に基づいて水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋで使用する冷却水噴射ノズル対８の数及び噴射水量、空冷ゾーンのゾーン長、及び鋼板Ｓの搬送速度を制御する。これにより、各冷却水噴射ノズル対８から所定の流量の冷却水Ｗが噴射される。同時に鋼板Ｓが所定の搬送速度で搬送される。

また、冷却制御装置２０は、この鋼板Ｓの冷却を行う際に、水切りロール入側ノズル１１及び水切りロール出側ノズル１２による水切りの制御をも行い、上側水切りロール昇降装置１９、入側空気ヘッダ１４及び出側空気ヘッダ１６にも接続されている。
この冷却制御装置２０は、鋼板Ｓの冷却を行う際に、鋼板Ｓの搬送方向の最も入側の水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１の入側の水切りロール対４_ｋ－１の筐体７に設置された水切りロール入側ノズル１１から当該水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１の入側に向けて流体Ｒとしての空気を噴射して水切りを行うよう制御する。

また、冷却制御装置２０は、鋼板Ｓの冷却を行う際に、入側と同時に、鋼板Ｓの搬送方向の最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対４_ｋ+１のさらに出側の水切りロール対４_ｋ+２（水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２）の筐体７に設置された水切りロール出側ノズル１２から当該水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側に向けて流体Ｒとしての空気を噴射して水切りを行うよう制御する。
そして、冷却制御装置２０は、鋼板Ｓの冷却を行う際には、鋼板Ｓの搬送方向の最も入側の水冷ゾーンＷＳ_ｋ－１の入側の水切りロール対４_ｋ－１の筐体７から水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２の筐体７に至るまでの全ての筐体７を降下させるよう制御して、当該筐体７に設置された上側水切りロール５を降下させるように制御する。

また、冷却制御装置２０は、鋼板Ｓの尾端部が鋼板Ｓの搬送方向の最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対４_ｋ+１を抜けて水切りゾーンＣＴに進入する際には、上側水切りロール昇降装置１９が、水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２のうちの上側水切りロール５を降下させて下側水切りロール６とともに鋼板Ｓを上下に拘束した状態で搬送するよう制御する。

これにより、水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋで冷却された鋼板Ｓの尾端部が鋼板Ｓの搬送方向の最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対４_ｋ+１を抜けて水切りゾーンＣＴに進入した際に、冷却された鋼板Ｓに座屈が発生していたとしても、水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２によって鋼板Ｓが拘束されているため、鋼板Ｓの尾端部が図１に示すように大きく跳ね上がらない。従って、鋼板Ｓの尾端部が水切りロール出側ノズル１２に衝突することを回避することができる。また、鋼板Ｓの尾端部が上側冷却水噴射ノズル９に衝突することも回避することができる。

これに対して、図２に示す一般的な鋼板の冷却設備１０１においては、冷却された鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴに進入するときには、水冷ゾーンＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋのうち最も出側の水冷ゾーンＷＳ_ｋの出側の水切りロール対１０２_ｋ+１による鋼板Ｓの拘束状態が解放されるとともに、水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対１０２_ｋ+２による鋼板Ｓの拘束状態も解放されることになる。このとき、冷却された鋼板Ｓに座屈が発生した場合には、鋼板Ｓの尾端部が跳ね上がり、水切りゾーンＣＴの入側にある水切りロール出側ノズル１１０に衝突し、その水切りロール出側ノズル１１０が損傷するおそれがある。

ここで、本実施形態の鋼板の製造設備１においては、上側水切りロール昇降装置１９が水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２のうちの上側水切りロール５をも降下させて下側水切りロール６とともに鋼板Ｓを上下に拘束した状態で搬送するようにするだけで、鋼板Ｓが水切りロール出側ノズル１２に衝突することを回避できる。このため、特許文献４に示す鋼板の冷却装置のように、台車などは不要となり、簡単な構成及び構造によって、鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴに進入したときに水切りロール出側ノズル１２への鋼板Ｓの衝突を回避することができる。
また、水切りロール出側ノズル１２を保護するために特許文献５に示すようなガイド部材が存在しないため、水切りロール出側ノズル１２からの水やエアーの流体Ｒの噴射が当該ガイド部材によって阻害されるおそれはない。

また、本実施形態の冷却設備３においては、冷却制御装置２０は、鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２を抜けるときに、上側水切りロール昇降装置１９を次のように制御する。つまり、冷却制御装置２０は、上側水切りロール昇降装置１９が、水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２よりもさらに出側の複数の水切りロール対４_ｋ+３，・・・，４_ｎのうちの上側水切りロール５を支持する筐体７を上昇させるよう制御する。これにより、当該筐体７に支持されている上側水切りロール５及び水切りロール出側ノズル１２を上昇させ、上側水切りロール５と下側水切りロール６との間のロール開度を鋼板Ｓの板厚よりも大きくして鋼板Ｓを搬送する。

鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２を抜けて水切りゾーンＣＴの出側のゾーンに進入した際に、冷却された鋼板Ｓに座屈が発生していると、水切りゾーンＣＴの出側のゾーンの出側の水切りロール対４_ｋ+３によって鋼板Ｓが拘束されていないため、鋼板Ｓの尾端部が大きく跳ね上がることになる。しかし、水切りロール出側ノズル１２は上側水切りロール５とともに上昇しているため、鋼板Ｓの尾端部が水切りロール出側ノズル１２に衝突するおそれはない。

また、上側冷却水噴射ノズル９は、鋼板Ｓの搬送方向に隣接する２つの水切りロール対４_１，４_２・・・４_ｎ－１，４_ｎのうち出側の水切りロール対４_２・・・４_ｎ－１、４_ｎの上側水切りロール５を支持する筐体７に設置された上側冷却水ヘッダ１８に配管１７を介して接続されている。このため、上側水切りロール昇降装置１９が筐体７を上昇させると、上側冷却水噴射ノズル９も上昇する。これにより、鋼板Ｓの尾端部が水切りゾーンＣＴの出側の水切りロール対４_ｋ+２を抜けて水切りゾーンＣＴの出側のゾーンに進入した際に、鋼板Ｓの尾端部が上側冷却水噴射ノズル９に衝突するおそれはない。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、図１に示す冷却設備３は、オフライン型の冷却設備に用いられているが、オンライン型の冷却設備に用いられてもよい。
また、水切りロール入側ノズル１１及び水切りロール出側ノズル１２からは流体Ｒとしての空気を噴射するようになっているが、空気以外の水などの他の流体を噴射するようにしても良い。

１鋼板の製造設備
２加熱炉
３冷却設備
４_１～４_ｎ水切りロール対
５上側水切りロール
６下側水切りロール
７筐体
８冷却水噴射ノズル対
９上側冷却水噴射ノズル
１０下側冷却水噴射ノズル
１１水切りロール入側ノズル
１２水切りロール出側ノズル
１３配管
１４入側空気ヘッダ
１５配管
１６出側空気ヘッダ
１７配管
１８上側冷却水ヘッダ
１９上側水切りロール昇降装置
２０冷却制御装置
２１上位コンピュータ
２２テーブルロール
Ｗ冷却水
ＷＳ_ｋ-１、ＷＳ_ｋ水冷ゾーン
ＣＴ水切りゾーン
Ｓ鋼板

Claims

鋼板の搬送方向に沿って設置された複数の上下で対をなす水切りロール対であって、各水切りロール対のうちの上側水切りロールが筐体に支持されて昇降可能となっている複数の水切りロール対と、前記筐体を昇降させて前記各水切りロール対のうちの上側水切りロールを昇降させる上側水切りロール昇降装置と、前記鋼板の搬送方向に隣接する水切りロール対間に設置された冷却水を噴射する複数の上下で対をなす冷却水噴射ノズル対とを備え、前記複数の冷却水噴射ノズル対のうちの任意の冷却水噴射ノズル対から冷却水が噴射された鋼板の搬送方向に隣接する水切りロール対間が水冷ゾーンとして設定されるとともに、前記鋼板の搬送方向の最も出側の水冷ゾーンの出側の水切りロール対とその水切りロール対の出側の水切りロール対との間に水切りゾーンを設定した冷却設備を有する鋼板の製造設備であって、
前記複数の水切りロール対の各々の上側水切りロールを支持する筐体には、当該水切りロール対の入側の水切りロール対とこの入側の水切りロール対のさらに入側の水切りロール対との間の水冷ゾーンの出側に向けて流体を噴射して水切りを行う水切りロール出側ノズルが設置され、
前記上側水切りロール昇降装置は、前記鋼板の尾端部が前記鋼板の搬送方向の最も出側の水冷ゾーンの出側の水切りロール対を抜けて前記水切りゾーンに進入する際に、前記水切りゾーンの出側の水切りロール対のうちの上側水切りロールを降下させて下側水切りロールとともに前記鋼板を上下に拘束した状態で搬送することを特徴とする鋼板の製造設備。
前記上側水切りロール昇降装置は、前記鋼板の尾端部が前記水切りゾーンの出側の水切りロール対を抜けるときに、前記水切りゾーンの出側の水切りロール対よりもさらに出側の水切りロール対のうちの上側水切りロールを支持する筐体を上昇させて上側水切りロール及び水切りロール出側ノズルを上昇させ、下側水切りロールとの間のロール開度を前記鋼板の板厚よりも大きくして前記鋼板を搬送することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の製造設備。
請求項１又は２に記載の鋼板の製造設備を用いて鋼板を製造することを特徴とする鋼板の製造方法。