JP3345774B2

JP3345774B2 - 高温鋼板の冷却方法および装置

Info

Publication number: JP3345774B2
Application number: JP09881598A
Authority: JP
Inventors: 晃夫藤林; 洋木部; 悟史上岡
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JPH11290933A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱間圧延された
高温鋼板の冷却方法および装置に関するものであり、特
に、冷却装置出側の鋼板上における冷却水の滞留を無く
し、鋼板を均一に冷却する方法および装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延された高温の鋼板には、圧延直
後に行われる水冷中に冷却むらが生じやすく、生成した
冷却むらのために、冷却後の鋼板に、変形、残留応力、
材質のバラツキなどの発生や、鋼板の変形による操業上
のトラブルが生じやすい。更に、鋼板が変形した場合に
は、圧延後の精整工程においてプレスや矯正機等による
成形作業が必要になるために、コスト高になることが避
けられない。そこで、従来から、高温の鋼板を均一にむ
らなく冷却するための方法や装置が種々提案されてい
る。

【０００３】熱間圧延後の高温の鋼板をオンラインで移
送しながら冷却する手段としては、一般に、テーブルロ
ーラ上を水平に移送される鋼板の上下面に向けて冷却水
を注水し冷却することが一般的である。特に、近年、圧
延と冷却とを組み合わせた制御圧延やオンラインで鋼板
を冷却する制御冷却においては、製品の高品質化にとも
なって、高精度の温度制御特に冷却停止温度の制御が重
要である。厚鋼板の場合には、製品サイズが大きく、幅
が５ｍにもおよび且つ板厚も厚いので、冷却に多量の冷
却水を使用するため、冷却装置の出側において冷却水を
せき止め、いかに水切りを行うか、そして、せき止めら
れ鋼板上に滞留した残水を、いかに速やかに鋼板上から
流出させるかが重要である。

【０００４】一方、鋼板を強制冷却する場合に、鋼板の
上面に対する冷却と下面に対する冷却とが、必ずしも同
じにはならないことから、鋼板の板幅方向に、「Ｃ反
り」と称する変形が生じやすい。この「Ｃ反り」は、鋼
板の板幅、板厚、上下面の温度差および温度履歴の差等
によって、反り量や反りの方向が決まる。

【０００５】即ち、鋼板上面の冷却が下面の冷却よりも
強い場合には、図３に示すように、鋼板１に下方に凸状
のＣ反りが発生しやすく、逆に、鋼板下面の冷却が上面
の冷却よりも強い場合には、図４に示すように、鋼板１
に上方に凸状のＣ反りが発生しやすくなる。特に、図３
に示すような、鋼板１に下方に凸状のＣ反りが発生した
場合には、鋼板１の板幅方向中央部に冷却水が滞留しや
すくなるため、板幅方向の不均一冷却が発生することが
避けられなかった。

【０００６】鋼板を、オンラインで移動させながら冷却
するに際しては、冷却水をせき止める水切りロールを兼
ねた複数対のロール間に鋼板を挟んで通板し、そのロー
ル間に冷却水を注水して鋼板の冷却を行う、オンライン
冷却が一般的である。このようなオンライン冷却の場合
には、前述したＣ反りが発生すると、拘束している水切
りロールと鋼板との間に隙間が生じ、この隙間から冷却
水が漏洩する結果、鋼板の非冷却部分を過冷却してしま
うことになる。

【０００７】特に、図３に示すような、鋼板１に、下方
に凸状のＣ反りが発生した場合には、鋼板板幅方向中央
部の水切りロールと鋼板との間に生じた隙間から冷却水
が漏洩する結果、冷却水が板幅方向中央部に滞留して過
冷却を引き起こすため、板幅方向の不均一冷却が避けら
れず、更に、滞留した冷却水による、鋼板の板幅方向中
央部付近の過冷却によって、Ｃ反りが助長されていた。

【０００８】そのため、従来から鋼板の水切り装置に関
し種々の技術が研究されており、例えば、次のような技
術が提案されている。

【０００９】（１）実開昭５３−３９５０８号：鋼板の
上面に向けてエアノズルを上下自在に配置し、エアノズ
ルから噴射されるエアによって水切りを行う（以下、先
行技術１という）。

【００１０】（２）特開平７−９０２３号：テーブルロ
ーラ上を移送される鋼板の一側方に設けられた噴射ノズ
ルから、鋼板の幅方向に高圧のスプレー水を噴射し、鋼
板上に滞留している冷却水の残水を鋼板の他側端から排
除する（以下、先行技術２という）。

【００１１】（３）実開昭５８−１２５６１１号、実開
昭５９−１６１０６２号：鋼板を間に挟んで上下に設け
られたゴムライニングロールによって、鋼板を押圧し水
切りする（以下、先行技術３という）。

【００１２】（４）特開昭６０−２０６５１６号、実開
平７−３３４０６号：水切りロールを配置し、その下流
側に鋼板の板幅方向に設けられた噴射ノズルから、鋼板
の板幅方向中央部より両端部に向け且つ水切りロールに
向けて水を噴射し水切りする（以下、先行技術４とい
う）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術１のように、鋼板の上面に向けて配置されたエアノズ
ルから噴射されるエアによって水切りを行う方法、およ
び、先行技術２のように、テーブルローラ上を移送され
る鋼板の一側方に設けられた噴射ノズルから、鋼板の幅
方向に高圧のスプレー水を噴射し、鋼板上に滞留してい
る冷却水の残水を鋼板の他側端から排除する方法は、何
れも、厚鋼板のように幅の広い鋼板の場合、大量の冷却
水を流すために、非接触の状態で冷却水をせき止め且つ
鋼板端部に押しやり排除することは難しかった。

【００１４】また、先行技術３のように、ゴムライニン
グロールによって鋼板を押圧し水切りする方法の場合
や、先行技術４のように、水切りロールを配置し、更
に、噴射ノズルから鋼板の板幅方向中央部より両端部に
向け且つ水切りロールに向けて水を噴射し水切りする方
法の場合は、漏出する冷却水の排除にある程度効果はあ
るものの、冷却中の鋼板に少なからず発生するＣ反りに
よって、鋼板と水切りロールとの間に隙間が生じ、この
隙間から流出する冷却水を排除することは難しかった。

【００１５】また、水切りロールの両端に加わる拘束力
を増やすと、ロールが撓んで鋼板とロールとの間に隙間
が生じる。特に、大きいＣ反りを抑えるために、大きい
拘束力を加えると、その分、ロールの撓み量が増えて、
ロール中央に大きな隙間が生じ、冷却水の漏洩が生ずる
問題があった。

【００１６】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、熱間圧延された高温鋼板を、ノズルからの冷
却水の噴射によって冷却するに際し、鋼板に不可避的に
発生するＣ反りによって、拘束している水切りロールと
鋼板との間に生じる隙間を最小限に抑え、確実に水切り
を行うことができ、これによって、材質のばらつきのな
い均質な鋼板を安定して製造することができる高温鋼板
の冷却方法および装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記
載の方法は、熱間圧延された高温の鋼板を、上拘束ロー
ルと下ロールとからなる複数組の水切りロールによって
拘束し一定速度で移動させる間に、その上下面に向け冷
却水を均一に噴射して、これを冷却するに際し、前記上
拘束ロールを昇降可能となし、鋼板の厚さ、水切りロー
ル間の距離および鋼板のＣ反り量に応じて、前記上拘束
ロールにより鋼板に加える拘束力を制御することに特徴
を有するものである。

【００１８】請求項２に記載の装置は、熱間圧延された
高温の鋼板を挟んでその上下に、前記鋼板の移送方向に
所定間隔をあけて設けられた、上拘束ロールと下ロール
とからなる複数組の水切りロールと、前記複数組の水切
りロール間に設けられた、前記鋼板の上面に向け冷却水
を噴射して冷却するための上部ノズルおよび前記鋼板の
下面に向け冷却水を噴射して冷却するための下部ノズル
とからなる、高温鋼板の冷却装置において、前記上拘束
ロールは、鋼板の厚さ、水切りロール間の距離および鋼
板のＣ反り量に応じて、前記鋼板に加える拘束力を制御
するように昇降可能になっていることに特徴を有するも
のである。

【００１９】請求項３に記載の装置は、熱間圧延された
高温の鋼板を挟んでその上下に、前記鋼板の移送方向に
所定間隔をあけて設けられた、上拘束ロールと下ロール
とからなる複数組の水切りロールと、前記複数組の水切
りロール間に設けられた、前記鋼板の上面に向け冷却水
を噴射して冷却するための上部ノズルおよび前記鋼板の
下面に向け冷却水を噴射して冷却するための下部ノズル
とからなる、高温鋼板の冷却装置において、前記上拘束
ロールは、鋼板の厚さ、水切りロール間の距離および鋼
板のＣ反り量に応じて、前記鋼板に加える拘束力を制御
するように昇降可能になっており、そして、前記上拘束
ロールの幅方向中央部に、前記上拘束ロールをサポート
し、前記上拘束ロールが撓んだ場合に、その中央部から
拘束力を伝えるためのバックアップロールが設けられて
いることに特徴を有するものである。

【００２０】請求項４に記載の装置は、前記上拘束ロー
ルの下流側に、前記鋼板の板幅方向に流体を噴射して、
前記水切りロールから漏洩した、鋼板の表面上にある冷
却水を除去するためのスプレーノズルが設けられている
ことに特徴を有するものである。

【００２１】この発明によれば、鋼板の表面を冷却した
冷却水はせき止められ、確実に冷却水の水切りが可能に
なる。特に不可避的に生じたＣ反りに対しても、ロール
と鋼板との間に隙間が生じることはなく、水切りロール
と鋼板との間から冷却水が漏洩することはなくなる。そ
の結果、従来発生していた漏洩水により鋼板が過冷却に
なることはなく、均一な冷却が可能になる。従って、鋼
板に冷却歪みは発生せず、プレスや矯正機による精整工
程を要することなく、品質の優れた鋼板を製造すること
ができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照しな
がら説明する。

【００２３】図１は、この発明の冷却装置の第１実施態
様を示す概略斜視図である。

【００２４】図１に示すように、熱間圧延された高温の
鋼板１を挟んでその上下に、鋼板１の移動方向に所定間
隔をあけて、上拘束ロール２および下ロール３からなる
１対の複数組の水切りロールＡが設けられている。

【００２５】複数組の水切りロール相互間の、鋼板１の
上面側には、鋼板の板幅方向に、先端部が上流側ロール
から下流側ロールに向けて屈曲したスリットノズル４が
設けられ、そして、鋼板１の下面側には、水中に没した
円管ノズル５が板幅方向に一定ピッチで複数列設けられ
ている。鋼板１の上面は、スリットノズル４から噴射さ
れた冷却水によって冷却され、鋼板１の下面は、円管ノ
ズル５から噴射された冷却水の随伴流で生じた液流によ
って冷却される。

【００２６】上拘束ロール２の下流側には、鋼板１と上
拘束ロール２との間の隙間から漏洩する冷却水を鋼板端
部から除去するために、鋼板移動方向に４５度の角度
で、鋼板の移動方向に対向し、且つ、鋼板の一端部から
他端部に向けた水切りスプレーノズル６，６が設けられ
ている。

【００２７】１対の水切りロールＡの下ロール３は、固
定式で鋼板の搬送ロールを兼ねている。上拘束ロール２
は、その幅方向両端部の上面に設けられた油圧シリンダ
ー７，７によって上下に昇降可能であり、上拘束ロール
２と下ロール３との間の隙間を、０．５ｍｍピッチで制
御し得るようになっている。更に、上拘束ロール２は、
セットされたギャップ以上の厚みの鋼板が通過する際
に、上拘束ロール２の両端から油圧シリンダー７，７を
介して、拘束力がかかる構造になっている。上拘束ロー
ル２の拘束力は、油圧シリンダー７，７による油圧を変
更することによって、片側最小５００ｋｇから最大２５
ｔまで可変になっている。

【００２８】Ｃ反りを押さえ込むために必要な、上拘束
ロール２による拘束力Ｐは、鋼板の板厚を８〜８０ｍｍ
とし、水切りロール間距離を６００〜２０００ｍｍに
押さえ込むＣ反り量を２〜５０ｍｍとした場合、ＦＥＭ
の計算機シミュレーションによる重回帰分析によって、
下記（１）式により算出することができる。

【００２９】Ｐ＝３．４３×１０^-4ｔ³Ｌ^0.65ｈ・・・・・・・・（１）但し、Ｐ：上拘束ロールの拘束力（ｔ）Ｌ：上流側水切りロールと下流側水切りロールとの間の距離（ｍｍ）ｔ：鋼板の板厚（ｍｍ）ｈ：Ｃ反り量（ｍｍ）

【００３０】従って、上流側水切りロールと下流側水切
りロールとの間の距離（Ｌ）、鋼板の板厚（ｔ）および
Ｃ反り量（ｈ）によって求められた上拘束ロールの拘束
力（Ｐ）に基づいて、上拘束ロール２に加える拘束力を
制御することにより、鋼板をむらなく均一に冷却するこ
とができる。

【００３１】図２は、この発明の装置の第２実施態様を
示す概略斜視図である。図２に示すように、第２実施態
様の装置においては、上拘束ロール２の板幅方向中央部
の上部にバックアップロール８が設けられている。バッ
クアップロール８は、上拘束ロール２をサポートしてお
り、上拘束ロール２が一定値以上撓んだ場合に、中央部
から拘束力を伝える作用を有している。

【００３２】即ち、上拘束ロール２の両端から拘束力を
加えた際に生じた、鋼板１と上拘束ロール２との間の隙
間が、例えば２〜４ｍｍに達すると、バックアップロー
ル８によって拘束力が伝達され、これによって、ロール
の撓み量を小さくなし、鋼板１と上拘束ロール２との隙
間を最小にすることが可能になる。

【００３３】鋼板の板厚が大きい場合、Ｃ反り量が大き
い場合、および、拘束ロール間のピッチが広い場合、上
拘束ロール２を鋼板１に押し付ける際にロール中央部が
撓む結果、鋼板と水切りロールとの隙間から冷却水が漏
洩しやすくなるが、バックアップロール８によって、こ
のような冷却水の漏洩を防止することができる。

【００３４】上拘束ロール２の下流側に、鋼板１と上拘
束ロール２との間の隙間から漏洩する冷却水を鋼板端部
から除去するパージ機構として、鋼板進行方向に４５度
の角度で、鋼板の搬送方向に対向し、且つ、鋼板の一端
部から他端部に向けた水切りスプレーノズル６，６が設
けられていることは、第１実施態様の装置と同様であ
る。

【００３５】上述した第１実施態様の、上流側水切りロ
ールと下流側水切りロールとの間の距離、鋼板の板厚お
よびＣ反り量に基づいて、上拘束ロール２に加える拘束
力を制御すると共に、第２実施態様の、上拘束ロールの
板幅方向中央部の上部にバックアップロールを設けて上
拘束ロールをサポートし、上拘束ロールが一定値以上撓
んだ場合に、中央部から拘束力を伝えるようにすれば、
鋼板に対する均一冷却を、より確実に行うことができ
る。

【００３６】

【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。

【００３７】〔実施例１〕図１に示した第１実施態様の冷却装置を使用し、板幅
３．０ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５ｍｍの熱間圧延後の厚
鋼板を、４０ｍｐｍの速度で移動させ、連続的に冷却し
た。

【００３８】この実施例においては、鋼板１を挟みその
上下に、直径２００ｍｍの上拘束ロール２と下ロール３
とからなる１対の２０組の水切りロールが、各ロール間
のピッチを１０００ｍｍとして設けられている。

【００３９】１対の水切りロール相互間の、鋼板１の上
面側に設けられたスリットノズル４から、２ｍ³／ｍｉ
ｎｍの量の冷却水を鋼板１に沿いその進行方向に流し
て、鋼板１の上面を冷却し、一方、鋼板１の下面側に１
００ｍｍピッチで設けられた円管ノズル５から冷却水を
噴射して鋼板１の下面を冷却した。

【００４０】この実施例においては、複数の冷却ゾーン
を間引くことによって、鋼板１に対する冷却強さをコン
トロールした。従って、例えば、冷却水を交互にオンオ
フして間欠的に冷却を施す場合は、冷却水をオンにした
ゾーンから、これに隣接する冷却水をオフにしたゾーン
に冷却水が流れ込まないように、上拘束ロール２によっ
て、冷却水を確実にせき止めて水切りする必要がある。
この実施例においては、１ゾーンおきに間欠的に冷却水
を噴射した場合について説明する。

【００４１】上述した寸法の高温の厚鋼板を、４０ｍｐ
ｍの速度で冷却装置を通過させて冷却したときに鋼板に
生じたＣ反り量は約１０ｍｍであった。そこで、前記
（１）式に基づき、上拘束ロール２の必要拘束力Ｐを求
めたところ、４．８ｔであった。

【００４２】そこで、油圧シリンダー７，７の油圧を調
整し、上拘束ロール２により２．５ｔずつ計５ｔの拘束
力で鋼板を拘束しながら冷却した。なお、このときのロ
ール間のギャップは、板厚−１．５ｍｍ即ち２３．５ｍ
ｍに設定した。冷却中のロール中央部に付近におけるロ
ールと鋼板との隙間は１ｍｍ以下であった。

【００４３】水切りスプレーノズル６から、１００ｌ／
ｍｍの量の水切り水を鋼板１の表面に向け噴射した。そ
の結果、漏洩した冷却水は、スプレーノズル６から噴射
された水によって、速やかに鋼板１の表面上から除去さ
れた。

【００４４】冷却装置入側における鋼板の温度分布を、
走査型の放射線温度計で計測したところ、８５０℃±１
５℃であり、また、冷却装置下流側２０ｍの位置で鋼板
の温度分布を、同じく走査型の放射線温度計で計測した
ところ５００℃±１０℃であって、冷却むらは発生しな
かった。また、鋼板の板幅方向に大きなＣ反り変形はな
く、冷却床で冷却後も特に大きな変形は生ぜず、精整工
程での成形作業は不要であった。また、冷却後に、鋼板
の板幅方向硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分
布差はなく、このことから冷却むらは生じなかったこと
が確認された。

【００４５】なお、図２に示した装置によって、実施例
１と同じ寸法の厚鋼板を４０ｍｐｍの速度で移動させ連
続的に冷却した。１０００ｍｍピッチで設けた２０本の
直径３００ｍｍの下ロール３のうち、１本おきに直径２
００ｍｍの上拘束ロール２を設けた。即ち、上拘束ロー
ル２のピッチは２０００ｍｍである。このような上拘束
ロール２と下ロール３とにより、圧延直後の厚鋼板１を
移送し、オンラインで冷却した。

【００４６】即ち、各上拘束ロール２の上面側下流に設
けられたスリットノズル４から、２２ｍ³／ｍｉｎｍの
量の冷却水を、鋼板１の移動方向に流して、鋼板１の上
面を冷却し、一方、鋼板１の下面側に１００ｍｍピッチ
で設けられた円管ノズル５から冷却水を噴射して鋼板１
の下面を冷却した。この場合においては、１ゾーンおき
に間欠的に冷却水を噴射した。従って、２ゾーンに１ゾ
ーンは、冷却水の存在しない空ゾーンとなる。

【００４７】上拘束ロール２と下ロール３との間の隙間
は、０．５ｍｍピッチで制御可能になっている。上拘束
ロール２と下ロール３との間を、セットされたギャップ
以上の厚さの鋼板１が通過するときは、上拘束ロール２
の両端部から、油圧シリンダー７を介して拘束力がかか
るとともに、その板幅方向中央部に設けられた長さ５０
０ｍｍのバックアップロール８が上拘束ロール２をサポ
ートし、上拘束ロール２が一定値以上撓んだ場合には、
バックアップロール８によって、上拘束ロール２の中央
部から拘束力を伝達した。

【００４８】このようなバックアップロール８を設けた
理由は、次の通りである。即ち、この場合においては、
実施例１と異なり、上拘束ロール２のピッチが２０００
ｍｍであるため、板幅３．０ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２０
ｍｍの熱間圧延後の高温鋼板を冷却する場合を考える
と、（１）式により算出した、上拘束ロール２による必
要拘束力は３１ｔであり、実施例１の４．８ｔに比べて
極めて大である。仮に、このような大きな拘束力を上拘
束ロール２の両端から加えると、ロールが撓んで、鋼板
１と上拘束ロール２との間に、約８〜１０ｍｍの隙間が
生ずる。

【００４９】そこで、この場合においては、上拘束ロー
ル２の板幅方向中央部に、長さ５００ｍｍのバックアッ
プロール８を設けたことによって、ロールの撓み量を小
さくした。バックアップロール８が必要か否かの判断
は、鋼板の板幅と所要拘束力とによって決まるが、ロー
ル両端から荷重を加えた場合のロール中央部におけるた
わみ量を弾性力学的に求め、その数字が数ｍｍ以上であ
る場合には、バックアップロール８を設ける必要があ
る。その理由は、鋼板１と上拘束ロール２との間の隙間
が数ｍｍ以上になると、後述する水切りスプレーノズル
６によって漏洩水を除去することが困難になるためであ
る。

【００５０】上述したように、この場合においては、
（１）式で求めた拘束力が３１ｔであったので、上拘束
ロール２の両端の油圧シリンダー７によって１０ｔずつ
拘束力をかけ、そして、バックアップロール８から残り
の拘束力をかけた。

【００５１】このように拘束ロール２を鋼板に押し付け
ても、なお漏洩する冷却水を排除するために、各ロール
の鋼板搬送方向下流側には、鋼板の進行方向に、４５度
の角度で鋼板の搬送方向に対向し且つ鋼板の一方端から
他方端に向けて設けられた１本の水切りスプレーノズル
６から、１００ｌ／ｍｉｎの量の水切り水を鋼板１の表
面に向け噴射した。その結果、漏洩した冷却水は、スプ
レーノズル６から噴射された水によって、速やかに鋼板
１の表面上から除去された。

【００５２】冷却装置入側における鋼板の温度分布を、
走査型の放射線温度計で計測したところ、８５０℃±１
０℃であり、また、冷却装置下流側２０ｍの位置で鋼板
の温度分布を、同じく走査型の放射線温度計で計測した
ところ５００℃±１０℃であって、冷却むらは発生しな
かった。また、鋼板の板幅方向に大きなＣ反り変形はな
く、冷却床で冷却後も特に大きな変形は生ぜず、精整工
程での成形作業は不要であった。また、冷却後に、鋼板
の板幅方向硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分
布差はなく、このことから冷却むらは生じなかったこと
が確認された。

【００５３】［実施例２］実施態様１について述べたように、上拘束ロール２を、
その幅方向両端部の上面に設けられた油圧シリンダー
７，７によって上下に昇降可能となし、Ｃ反り量に応じ
て拘束力を可変となすと共に、上述したように、上拘束
ロール２の板幅方向中央部にバックアップロール８を設
け、バックアップロール８によって上拘束ロール２をサ
ポートする装置によって鋼板を冷却した。

【００５４】１０００ｍｍピッチで設けた２０本の直径
３００ｍｍの下ロール３のうち、１本おきに直径２００
ｍｍの上拘束ロール２を設けた。即ち、上拘束ロール２
のピッチは２０００ｍｍである。このような上拘束ロー
ル２と下ロール３とにより、圧延直後の厚鋼板１を搬送
し、オンラインで冷却した。

【００５５】即ち、各上拘束ロール２の上面側下流に設
けられたスリットノズル４から２ｍ³／ｍｉｎｍの量の
冷却水を、鋼板１に沿いその進行方向に流して、板１の
上面を冷却し、一方、鋼板１の下面側に１００ｍｍピッ
チで設けられた円管ノズル５から冷却水を噴射して鋼板
１の下面を冷却した。この実施例においては、１ゾーン
おきに間欠的に冷却水を噴射した。従って、２ゾーンに
１ゾーンは、冷却水の存在しない空ゾーンとなる。

【００５６】前述したように、上拘束ロール２と下ロー
ル３との間の隙間は０．５ｍｍピッチで制御可能になっ
ている。上拘束ロール２と下ロール３との間を、セット
されたギャップ以上の厚さの鋼板が通過するときは、上
拘束ロール２の両端部から、油圧シリンダー７を介して
拘束力がかかる。このとき、ギャップの増加即ち通過す
る鋼板のＣ反り量の大小に応じて、油圧シリンダー７か
ら加わる拘束力が変化するようになっている。

【００５７】即ち、Ｃ反り量が大きい鋼板が通過しよう
とすると、ギャップが大きく拡がろうとするので、その
際には、拘束力が強く働く。逆にＣ反り量が小さい鋼板
の場合には、ギャップは拡がらないので、拘束力は小さ
い。即ち、この方式によれば、不必要に大きな拘束力を
加える必要がないので、Ｃ反り量が小さい鋼板の場合
は、ロールの撓み量が小さく、上拘束ロール２と鋼板１
との間に生ずる隙間は狭い。

【００５８】更に、上拘束ロール２の中央部には、長さ
５００ｍｍのバックアップロール８が設けられ、これに
よって上拘束ロール２をサポートしており、上拘束ロー
ル２が一定以上撓んだ場合に、バックアップロール８に
よって中央部から拘束力が伝達されるようにした。

【００５９】板幅３．０ｍ、長さ３０ｍ、厚さ２５ｍｍ
で、Ｃ反り量が１０ｍｍの場合と５０ｍｍの場合の２枚
の熱間圧延後の厚鋼板を、４０ｍｐｍの速度で冷却装置
を移動させ冷却した。ロール間のギャップは、板厚−
１．５ｍｍ即ち２３．５ｍｍに設定した。Ｃ反り量が１
０ｍｍの場合には合計５ｔ拘束量が、Ｃ反り量が５０ｍ
ｍの場合には合計２５ｔの拘束力が、上拘束ロール２の
両端の油圧シリンダー７から加わるように設定した。上
拘束ロール２とバックアップロール８との間には、約１
ｍｍの隙間があり、上拘束ロール２の中央が１ｍｍ上方
に撓んだ際にバックアップロール８が作動するように設
定した。

【００６０】各ロールの鋼板搬送方向下流側には、鋼板
の進行方向に４５度の角度で、鋼板の搬送方向に対向し
且つ鋼板の一方端から他方端に向けて設けられた１本の
水切りスプレーノズル６から、１００ｌ／ｍｉｎの量の
水切り水を鋼板１の表面に向け噴射した。その結果、漏
洩した冷却水は、スプレーノズル６から噴射された水に
よって、速やかに鋼板１の表面上から除去された。

【００６１】冷却装置入側における鋼板の温度分布を、
走査型の放射線温度計で計測したところ、８３０℃±１
０℃であり、また、冷却装置下流側２０ｍの位置で鋼板
の温度分布を、同じく走査型の放射線温度計で計測した
ところ４８０℃±１０℃であって、冷却むらは発生しな
かった。また、鋼板の板幅方向に大きなＣ反り変形はな
く、冷却床で冷却後も特に大きな変形は生ぜず、精整工
程での成形作業は不要であった。また、冷却後に、鋼板
の板幅方向硬度分布を調べたところ、特に大きな硬度分
布差はなく、このことから冷却むらは生じなかったこと
が確認された。

【００６２】〔比較例〕図１に示した第１実施態様と同様の装置を使用し、実施
例１と同じ寸法の厚鋼板を４０ｍｐｍの速度で移動さ
せ連続的に冷却した。

【００６３】鋼板１を挟みその上下に、直径２００ｍｍ
の上拘束ロール２と下ロール３とからなる１対の２０組
の水切りロールＡが、各ロール間のピッチを１０００ｍ
ｍとして設けられている。下ロールは搬送ロールを兼ね
て固定式であるが、上拘束ロールは上下に昇降可能な直
径１００ｍｍのフラットロールで、ロール間の隙間は
０．５ｍｍピッチで制御可能になっている。上拘束ロー
ル２と下ロール１とのギャップは、通過する鋼板の板厚
−１．５ｍｍで設定されている。

【００６４】上述した１対の水切りロール相互間の、鋼
板１の上面側に設けられたスリットノズル４から、２ｍ
³／ｍｉｎｍの量の冷却水を鋼板１に沿いその進行方向
に流して鋼板１の上面を冷却し、一方、鋼板１の下面側
に１００ｍｍピッチで設けられた円管ノズル５から冷却
水を噴射して鋼板１の下面を冷却した。この比較例にお
いては、１ゾーンおきに間欠的に冷却水を噴射した。従
って、２ゾーンに１ゾーンは、冷却水の存在しない空ゾ
ーンとなる。

【００６５】ロール間のギャップは、板厚−１．５ｍｍ
即ち２３．５ｍｍに設定し、Ｃ反り量が１０ｍｍの場合
と５０ｍｍの場合について、一定の拘束力２５ｔで拘束
しながら冷却した。なお、拘束力は、前記（１）式によ
れば、Ｃ反りが１０ｍｍの場合には５ｔであったが、拘
束力は変更せず、装置の最大荷重である２５ｔを付与し
て冷却した。各ロールの鋼板搬送方向下流側には、板幅
方向にヘッダーが設けられており、１本の水切りスプレ
ーノズル６から、１００ｌ／ｍｉｎの量の水切り水を鋼
板１の表面に向け噴射した。

【００６６】この比較例においては、Ｃ反り量が１０ｍ
ｍの場合も５０ｍｍの場合も、鋼板の板幅方向中央部の
上拘束ロール２と鋼板１との間に、約６〜１０ｍｍの隙
間が生じ、この隙間から冷却水が漏洩して隣接するゾー
ンに流れ込み、漏洩した冷却水は、ロール下流側に設け
られたスプレーノズル６から噴射された水では、鋼板端
部から完全に排除することはできず、常時存在していた
ので、鋼板中央部が選択的に過冷却されていた。

【００６７】冷却装置入側における鋼板の温度分布を、
走査型の放射線温度計で計測したところ、８３０℃±１
５℃であり、冷却装置下流側２０ｍの位置で鋼板の温度
分布を同じく走査型の放射線温度計で計測したところ４
００〜５１０℃であって、鋼板に大きな冷却むらが発生
した。また、鋼板の板幅方向に大きなＣ反り変形が生
じ、この鋼板を冷却床で冷却したところ、耳変形と呼ば
れている板端部の局所変形が生じた。従って、生じた局
所変形をレベラーおよびプレス矯正機によって除去する
精整工程が必要になった。また、冷却後に、鋼板の板幅
方向硬度分布を調べたところ、鋼板中央部に硬度の高い
いわゆる焼きむらが観察された。

【００６８】一般にＣ反り量は、冷却中の鋼板の上面と
下面の冷却条件によって必ずしも同一とはならず、少な
からずＣ反りが発生する。しかもこのＣ反り量は、条件
によっては一定でない。この比較例の結果から明らかな
ように、大きな拘束力を有する冷却装置が、必ずしも漏
洩水の少ない均一な冷却を可能とするものではない。

【００６９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
熱間圧延された高温鋼板を、オンライン冷却装置によっ
て連続的に冷却するに際し、鋼板を冷却むらが生ぜず均
一に冷却することができ、材質のばらつきのない均質な
鋼板を安定して製造することが可能になる。また、冷却
中および冷却後に板変形が生じないので、通板トラブル
が生ぜず、連続的な操業が可能であり、更に、冷却後も
大きな熱歪みが生じないので、レベラーやプレスによる
精製工程が不要になり、低コストで厚鋼板を製造するこ
とができる等、多くの工業上有用な効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の第１実施態様を示す概略斜視
図である。

【図２】この発明の装置の第２実施態様を示す概略斜視
図である。

【図３】鋼板を冷却中に発生する鋼板下方に凸状のＣ反
りを模式的に示す図である。

【図４】鋼板を冷却中に発生する鋼板上方に凸状のＣ反
りを模式的に示す図である。

【符号の説明】

１鋼板２上拘束ロール３下ロール４スリットノズル５円管ノズル６水切りスプレーノズル７油圧シリンダー８バックアップロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平11−10218（ＪＰ，Ａ) 特開平10−263670（ＪＰ，Ａ) 特開平10−263672（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−177823（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−168216（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−10019（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 45/02 320

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延された高温の鋼板を、上拘束ロ
ールと下ロールとからなる複数組の水切りロールによっ
て拘束し一定速度で移動させる間に、その上下面に向け
冷却水を均一に噴射して、これを冷却するに際し、前記
上拘束ロールを昇降可能となし、鋼板の厚さ、水切りロ
ール間の距離および鋼板のＣ反り量に応じて、前記上拘
束ロールにより鋼板に加える拘束力を制御することを特
徴とする、高温鋼板の冷却方法。
【請求項２】熱間圧延された高温の鋼板を挟んでその
上下に、前記鋼板の移送方向に所定間隔をあけて設けら
れた、上拘束ロールと下ロールとからなる複数組の水切
りロールと、前記複数組の水切りロール間に設けられ
た、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射して冷却するた
めの上部ノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴
射して冷却するための下部ノズルとからなる、高温鋼板
の冷却装置において、前記上拘束ロールは、鋼板の厚さ、水切りロール間の距
離および鋼板のＣ反り量に応じて、前記鋼板に加える拘
束力を制御するように昇降可能になっていることを特徴
とする、高温鋼板の冷却装置。
【請求項３】熱間圧延された高温の鋼板を挟んでその
上下に、前記鋼板の移送方向に所定間隔をあけて設けら
れた、上拘束ロールと下ロールとからなる複数組の水切
りロールと、前記複数組の水切りロール間に設けられ
た、前記鋼板の上面に向け冷却水を噴射して冷却するた
めの上部ノズルおよび前記鋼板の下面に向け冷却水を噴
射して冷却するための下部ノズルとからなる、高温鋼板
の冷却装置において、前記上拘束ロールは、鋼板の厚さ、水切りロール間の距
離および鋼板のＣ反り量に応じて、前記鋼板に加える拘
束力を制御するように昇降可能になっており、そして、
前記上拘束ロールの幅方向中央部に、前記上拘束ロール
をサポートし、前記上拘束ロールが撓んだ場合に、その
中央部から拘束力を伝えるためのバックアップロールが
設けられていることを特徴とする、高温鋼板の冷却装
置。
【請求項４】前記上拘束ロールの下流側に、前記鋼板
の板幅方向に流体を噴射して、前記水切りロールから漏
洩した、鋼板の表面上にある冷却水を除去するためのス
プレーノズルが設けられていることを特徴とする、請求
項２または３記載の、高温鋼板の冷却装置。