JP7266678B2 - 鋼板冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板冷却装置に関するものである。

アルミニウムまたは鋼からなる鋼板の表面を亜鉛または亜鉛合金でめっきすると、鋼板の表面のめっき層を凝固させる冷却工程が行われる。
通常、鋼板が後工程に移送される過程または後工程中に、この冷却作業が行われることができるが、この冷却作業が行われる区間は極めて限定的であると言える。

したがって、許容された冷却作業区間内で鋼板に水または空気（以下、「冷却流体」という）を供給することで、強力な冷却を行うことになるが、この過程で大量の冷却流体が使用される。

鋼板の表面に衝突した冷却流体は、鋼板の幅方向の縁に沿って排出されるため、冷却流体の流量は、鋼板の縁に行くほど増加する傾向があり、鋼板の縁に行くほど増加する冷却流体の流量により、鋼板の縁にブローイングマーク（Ｂｌｏｗｉｎｇ ｍａｒｋ）のような表面欠陥が発生するという問題がある。

本発明は、鋼板の冷却効率性を向上させ、鋼板の表面に欠陥が発生することを抑制することを一つの目的とする。
また、鋼板の生産効率性を向上させることを一つの目的とする。

本発明は鋼板冷却装置に関するものである。
本発明の一実施例による鋼板冷却装置は、鋼板の移送経路において、上記鋼板と離隔するように設けられる装置本体と、上記装置本体に設けられて冷却流体を供給する冷却ユニットと、を含み、上記装置本体は、上記鋼板の一側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部に対面する第１エッジ本体と、上記鋼板の他側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部に対面する第２エッジ本体と、を含み、上記第１、２エッジ本体は、上記鋼板の移送方向に垂直な方向の断面が段差を有するように設けられてよい。

また、上記第１、２エッジ本体は、上記鋼板の移送方向に垂直な方向の断面が上記鋼板の幅方向に段差を有するように設けられ、その表面において、上記鋼板の厚さ方向に上記鋼板の表面までの最短距離が、上記鋼板の幅方向に変わるように提供されることができる。

また、一実施例において、鋼板の移送経路において、上記鋼板と離隔するように設けられる装置本体と、上記装置本体に設けられて冷却流体を供給する冷却ユニットと、を含み、上記装置本体は、上記鋼板の一側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部に対面する第１エッジ本体と、上記鋼板の他側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部に対面する第２エッジ本体と、を含み、上記第１、２エッジ本体は、上記鋼板の移送方向に垂直な方向の断面が線形的に傾斜して設けられ、且つその端部が上記鋼板の厚さ方向に上記鋼板から最も遠く存在するように、その端部が上記鋼板に対して離れる方向に傾斜して設けられてよい。

また、上記第１、２エッジ本体が上記鋼板の移送方向に垂直な方向の断面が上記鋼板の幅方向に段差を有するように設けられた場合、上記装置本体は、上記第１エッジ本体と上記第２エッジ本体が接する対称点の上記鋼板の幅方向への延長線と上記第１、２エッジ本体がそれぞれ形成する複数個の第１傾斜角の絶対値は、１°以上１０°以下であってもよい。

また、上記第１、２エッジ本体は、上記対称点と上記第１傾斜角を形成し、上記鋼板から離れる方向に傾斜した領域である第１傾斜区間と、上記第１傾斜区間に続いて、上記鋼板の厚さ方向に上記鋼板までの最短距離が上記鋼板の幅方向に一定に設けられる非傾斜区間と、上記非傾斜区間に続いて、上記鋼板に近づく方向に傾斜した領域である第２傾斜区間と、を含むことができる。

また、上記第１、２エッジ本体は、上記非傾斜区間の上記鋼板の幅方向への延長線と上記第２傾斜区間において第２傾斜角を形成するように設けられ、且つ上記第２傾斜角の絶対値は少なくとも３°であってもよい。

また、上記第１傾斜区間の上記鋼板の幅方向の長さは少なくとも９００ｍｍであり、上記非傾斜区間の上記鋼板の幅方向の長さは少なくとも５０ｍｍであり、上記第２傾斜区間の上記鋼板の幅方向の長さは少なくとも５０ｍｍであることができる。

また、上記装置本体は、上記鋼板と対面する面において、上記鋼板の反対方向に凹んで形成された少なくとも一つのディンプル領域を含むことができる。

また、上記第１エッジ本体及び上記第２エッジ本体は、上記鋼板の幅方向に上記鋼板の外周の外側に延長されることができる。

また、上記第１、２エッジ本体は、上記第１エッジ本体と上記第２エッジ本体が接する対称点を基準に、上記鋼板の幅方向に相互に対称であることができる。

また、上記ディンプル領域は、直径が０ｍｍ超過１５ｍｍ以下の値であり、深さが０ｍｍ超過０．５ｍｍ以下の値であり、ピッチの最大値は２５ｍｍであることができる。

また、上記冷却ユニットは、上記装置本体において、上記鋼板の移送方向に相互に離隔した複数個の冷却手段を含み、上記冷却手段は、上記鋼板と対面して冷却流体を供給する複数個の冷却ノズルと、上記冷却ノズルを収容するスロットと、上記冷却ノズルに連結されて冷却流体を一定の圧力で供給する供給手段と、を含むことができる。

また、上記装置本体は、上記鋼板の幅方向の中心に対面し、上記第１エッジ本体及び上記第２エッジ本体の間に存在するセンター本体をさらに含み、上記センター本体は、上記鋼板の厚さ方向に上記鋼板までの最短距離が上記鋼板の幅方向に一定に設けられてよい。

また、上記第１エッジ本体及び上記第２エッジ本体は、上記鋼板のエッジ部に対面し、外周が上記鋼板の表面から離れる方向に傾斜して設けられて形成される第１傾斜区間と、上記第１傾斜区間に続いて、外周が非傾斜して設けられて形成される非傾斜区間と、上記非傾斜区間に続いて、外周が上記鋼板の表面に近づく方向に傾斜して設けられて形成される第２傾斜区間と、を含むことができる。

また、上記非傾斜区間の上記鋼板の幅方向の長さは０を超えながら、上記センター本体の上記鋼板の幅方向の全体長さの１／５以下のいずれか一つの値であってもよい。
また、上記第１、２傾斜区間は、線形的に傾斜して設けられてよい。

また、上記装置本体は、上記装置本体の内部において、上記鋼板の幅方向に相互に離隔して配置される複数個の隔壁を含み、複数個の上記隔壁の離隔距離は、上記センター本体の上記鋼板の幅方向の長さと少なくとも同じ値であってもよい。

また、上記センター本体の延長線と上記第１傾斜区間が形成する第３傾斜角の絶対値は１°以上５°以下のいずれか一つの値であってもよい。

また、上記第２傾斜区間の上記鋼板の幅方向の長さは、０を超えながら、上記非傾斜区間の上記鋼板の幅方向の長さ以下の範囲のうちいずれか一つの値であってもよい。

また、上記非傾斜区間の上記鋼板の幅方向の延長線と上記第２傾斜区間が形成する第２傾斜角の絶対値は、０°を超えながら、上記第１傾斜区間の傾斜角の絶対値以下の値であってもよい。

また、上記装置本体は、上記鋼板と対面する面において、上記鋼板の反対方向に凹んで形成された複数個のディンプル領域を含み、複数個の上記ディンプル領域は、上記鋼板の幅方向に沿って配置されることができる。

また、上記冷却ユニットは、上記装置本体において、上記鋼板の移送方向に相互に離隔した複数個の冷却手段を含み、上記冷却手段は、上記鋼板と対面して冷却流体を供給する複数個の冷却ノズルと、上記冷却ノズルを収容するスロットと、上記冷却ノズルに連結されて冷却流体を一定の圧力で供給する供給手段と、を含み、複数個の上記冷却ノズルは、上記装置本体において、上記鋼板の幅方向に複数個が設けられ、且つ上記装置本体の外周よりも上記鋼板に近い位置で冷却流体を供給するように上記装置本体に設けられてよい。

また、複数個の上記冷却ノズルは、上記鋼板の厚さ方向に相互に同じ間隔だけ上記鋼板から離隔することができる。

本発明によると、鋼板の冷却効率が向上し、鋼板の表面品質が向上する。
また、鋼板の生産効率性が向上する。

本発明による鋼板冷却装置が適用されためっき設備を概略的に示したものである。 鋼板の冷却流量を概略的に示したものである。 本発明の一実施例による鋼板冷却装置を概略的に示したものである。 本発明のさらに他の一実施例による鋼板冷却装置を概略的に示したものである。 第１エッジ本体の断面を示したものである。 第２エッジ本体の断面を示したものである。 ディンプル領域が適用された第２エッジ本体の断面を示したものである。 ディンプル領域を概略的に示したものである。 ディンプル領域を概略的に示したものである。 さらに他の実施例の第２エッジ本体の断面を示したものである。 本発明のさらに他の一実施例による鋼板冷却装置を概略的に示したものである。 装置本体の断面の一部を示したものである 第２エッジ本体の断面を示したものである。 装置本体の断面を概略的に示したものである。 ディンプル領域が適用された装置本体の一部の断面を示したものである。 本発明のさらに他の一実施例によるディンプル領域が適用された装置本体の一部の断面を示したものである。 装置本体の一部を示したものである。 図１７の装置本体の規格をケース別に示したものである。 図１８による冷却流体の排出空間の面積を示したものである。 図１８による装置本体の表面と鋼板の表面との間に形成される空間の体積を示したものである。 図１８による冷却流量を示したものである。 図１８による冷却流体の排出方向への鋼板の最大せん断応力を示したものである。 ケース６及びケース７の冷却流体供給圧力による冷却流体の排出方向への鋼板の表面における最大せん断応力を示したものである。 冷却流体供給圧力による冷却流体の排出方向への鋼板の表面における最大せん断応力をケース６、ケース７及びケース７にディンプル領域を共に適用した場合別に、それぞれ示したものである。

本発明の実施例に関する説明の理解を助けるために、添付の図面に同一の符号で記載された要素は同じ要素であり、各実施例において、同じ作用をする構成要素のうち関連する構成要素は、同一または延長線上の数字で表した。

また、本発明の要旨を明確にするために、従来の技術によって既に周知された要素及び技術に対する説明は省略し、以下では、添付の図面を参考にして、本発明について詳細に説明する。

但し、本発明の思想は、提示される実施例に制限されず、当業者によって、特定の構成要素が追加、変更、削除された他の形態としても提案されることができるが、これも本発明と同じ思想の範囲内に含まれることを明らかにしておく。

また、添付の図面に記載されているＸ軸は鋼板の厚さ方向、Ｙ軸は鋼板の幅方向、Ｚ軸鋼板の長さ方向を意味する。

なお、以下で説明する冷却流体は、水、空気、及び窒素のうち少なくともいずれか一つであってもよく、水、空気、及び窒素を適切に混合して使用してもよいが、冷却流体の種類は、鋼板の特性、めっき工程の特性などによって適切に選択されて適用されてもよい。

以下で説明する鋼板は、亜鉛めっき鋼板であるか、またはマグネシウムが１％以上含まれた亜鉛合金めっき鋼板であってもよい。

また、上記鋼板は、熱間圧延または冷間圧延された鋼板であり、上記鋼板の幅は７００ｍｍ～１８００ｍｍであってもよい。

また、冷却流体を供給する冷却ノズルの噴射口から上記鋼板の表面までの最短距離は８０ｍｍ～１５０ｍｍであり、上記冷却ノズルは、鋼板の幅方向及び長さ方向に複数個が設けられてよく、この場合、上記冷却ノズルは上記鋼板の幅方向に少なくとも２００ｍｍ離隔されてよい。

また、上記冷却ノズルは、ストレートスリット（Ｓｔｒａｉｇｈｔ ｓｌｉｔ）、ラウンド（Ｒｏｕｎｄ）など様々なタイプに適用されてよい。
なお、以下で説明する角度の単位は「°」である。

図１に示すように、熱処理された鋼板１は、焼鈍炉のスナウト１０を介してめっき浴槽２０に流入されてシンクロール２１によって方向が転換され、案内ロール２２によって垂直に案内されてエアナイフ１４に送られる。

エアナイフ１４は、高速で流体を供給して鋼板の表面のめっき層の厚さを制御し、エアナイフ１４を通過した鋼板１は、本発明による鋼板冷却装置１００に供給される。

鋼板冷却装置１００を通過しながら、めっき層が冷却、凝固及び硬化された鋼板１は、次いで、上部ロール２４によって方向が転換されながら後工程に移送されるようになる。

上記のような鋼板のめっき設備に配置された本発明による鋼板冷却装置１００は、上記鋼板に対面する装置本体１１０を含み、上記装置本体１１０は、上記鋼板１の一側表面と対面する第１装置本体１１０ａ及び上記鋼板１の他側表面と対面して上記第１装置本体１１０ａと離隔した第２装置本体１１０ｂを含むことができる。

そして、上記第１装置本体１１０ａ及び上記第２装置本体１１０ｂには、冷却流体供給線１０１ａが連結され、上記冷却流体供給線１０１ａを介して上記第１装置本体及び上記第２装置本体に冷却流体が持続的に供給されてよい。

但し、上記第１装置本体及び上記第２装置本体には、供給された冷却流体を吸入することができるように、一定の吸入圧力を提供する吸入手段（図示せず）が連結されることもできるが、これは、必ずしも本発明によって限定されるものではなく、当業者によって適切に選択されて適用できる事項である。

図２に示すように、装置本体１１０において、鋼板１に対向する面には、上記冷却流体を鋼板１に供給する冷却手段１２０が設けられてよい。
上記冷却手段は、複数個の冷却ノズル１２１を含むことができ、複数個の上記冷却ノズル１２１は、鋼板の幅方向に離隔するように上記装置本体に設けられてよい。

上記冷却ノズル１２１は、スリット型、ラウンドパイプ型などで適用されてよいが、冷却ノズルの種類は必ずしも本発明によって限定されるものではない。

一方、鋼板１の縁に行くほど、鋼板１付近を通る冷却流体の流速が増加するが、これは、冷却ノズル１２１から噴射された冷却流体の累積により鋼板付近を通る冷却流体の量が増加するためである。

このように増加した流速は、鋼板の一側縁である第１エッジ部１ａにおいてブローイングマーク（Ｂｌｏｗｉｎｇ ｍａｒｋ）のような表面欠陥を引き起こす主な原因となり、このような表面欠陥は鋼板の他側縁においても同様に発生する。

そこで、図３に示すように、本発明による鋼板冷却装置は、上記鋼板の一側端から鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部１ａに対面する第１エッジ本体１１１及び上記鋼板の他側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部１ｂに対面する第２エッジ本体１１２を含む。

そして、上記第１、２エッジ本体１１１、１１２は、Ｚ軸方向、すなわち、鋼板１の移送方向に垂直な方向の断面が線形的に傾斜して設けられ、且つ第１エッジ本体１１１の端部１１１ａ及び第２エッジ本体１１２の端部１１２ａがＸ軸方向、すなわち、上記鋼板の厚さ方向に上記鋼板から最も遠く存在するように、それぞれの端部１１１ａ、１１２ａが上記鋼板に対して離れる方向に傾斜して設けられる。

これによると、上記第１エッジ本体１１１及び第２エッジ本体１１２が鋼板１と相互に離隔する間隔が次第に離れるため、その分、冷却流体が排出できる空間が広くなる。

したがって、冷却流体が鋼板の第１エッジ部１ａ及び第２エッジ部１ｂに滞留する時間が減り、鋼板の第１エッジ部１ａ及び第２エッジ部１ｂに滞留する冷却流体の量も少なくなり、冷却流体の流量の増加による鋼板の表面欠陥を防止することができる効果がある。

また、第１エッジ本体１１１及び第２エッジ本体１１２が鋼板１の幅方向に長くならなくても冷却流体が排出できる空間を広めることができるため、設備を大型化せずとも鋼板の表面品質を向上させることができる効果がある。このような効果は、以下で説明する本発明のさらに他の実施例における装置本体１１０にも同様に適用することができる。

一方、上記第１、２エッジ本体１１１、１１２は、上記第１エッジ本体１１１と上記第２エッジ本体１１２が接する対称点Ｃを基準に、上記鋼板の幅方向、すなわち、Ｙ軸方向に相互に対称であることができる。

そして、上記第１、２エッジ本体１１１、１１２の表面には、冷却手段１２０が設けられ、上記冷却手段１２０は、装置本体１１０の表面に沿ってＹ軸方向に配置された複数個の冷却ノズル１２１及びその内部に上記冷却ノズル１２１を収容し、上記鋼板１方向に開放されたスロット１２２を含むことができる。

冷却ノズル１２１から供給された冷却流体は、スロット１２２に沿って流動されて鋼板の表面に到達するようになり、このようなスロット１２２は、冷却流体の供給圧力を上昇させる役割を果たして冷却ノズル１２１から供給された冷却流体が鋼板に供給されることを有用にし、冷却流体の損失量を減らす役割を果たす。

このような冷却手段１２０は、上記装置本体１１０において鋼板の移送方向、すなわち、Ｚ軸方向に複数個が設けられ、上記装置本体１１０上で冷却ユニット１２０ａを成すことできる。

このとき、複数個の上記冷却手段１２０は、鋼板の移送方向、すなわち、Ｚ軸方向に相互に一定距離離隔することができる。
さらに、上記冷却ノズル１２１は、上記装置本体１１０の表面に形成されたスロット（開放された穴）であってもよい。冷却ノズル１２１の種類及び形状は必ずしも本発明によって限定されるものではない。

また、図４に示すように、さらに他の実施例の鋼板冷却装置は、上記鋼板１の一側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部１ａに対面する第１エッジ本体１１１及び上記鋼板の他側端から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部１ｂに対面する第２エッジ本体１１２を含む。

そして、上記第１エッジ本体１１１及び上記第２エッジ本体１１２の断面、すなわち、Ｚ軸方向に垂直な方向であるＸ－Ｙ平面における断面は段差を有するように設けられてよい。

上記第１エッジ本体１１１及び上記第２エッジ本体１１２のＸ－Ｙ平面における断面が段差を有するように設けられるとは、上記第１エッジ本体１１１及び上記第２エッジ本体１１２が上記鋼板１に対向する面がＹ軸方向に非線形であってもよいという意味である。

このように、上記第１エッジ本体１１１及び上記第２エッジ本体１１２にＹ軸方向に非線形である面が設けられることによって、上記装置本体においてＹ軸方向に非線形である面が上記鋼板に対向するようになる。

このような装置本体１１０の非線形の表面には冷却手段１２０が設けられ、上記冷却手段は、装置本体の非線形である表面に沿ってＹ軸方向に配置された複数個の冷却ノズル１２１及びその内部に上記冷却ノズル１２１を収容し、上記鋼板１の方向に開放されたスロット１２２を含むことができる。

冷却ノズル１２１から供給された冷却流体は、スロット１２２に沿って流動されて鋼板の表面に到達するようになり、このようなスロット１２２は、冷却流体の供給圧力を上昇させる役割を果たして冷却ノズル１２１から供給された冷却流体が鋼板に供給されることを有用にし、冷却流体の損失量を減らす役割を果たす。

このような冷却手段１２０は、上記装置本体１１０において鋼板の移送方向、すなわち、Ｚ軸方向に複数個が設けられ、上記装置本体１１０上で冷却ユニット１２０ａを成すことができる。

このとき、複数個の上記冷却手段１２０は、鋼板の移送方向、すなわち、Ｚ軸方向に相互に一定距離離隔することができる。

さらに、上記冷却ノズル１２１は、上記装置本体１１０の表面に形成されたスロット（開放された穴）であってもよい。但し、冷却ノズル１２１の種類及び形状は必ずしも本発明によって限定されるものではない。

図５に示すように、第１エッジ本体１１１は対称点Ｃを基準に、第２エッジ本体（図４の１１２）と対称の形態を有することができる。

そして、上記第１エッジ本体１１１は、上記鋼板の移送方向に垂直な方向であるＸ－Ｙ平面における断面が、上記鋼板の幅方向、すなわち、Ｙ軸方向に段差を有するように設けられ、Ｙ軸方向においてその厚さが一定でないように設けられる。

すなわち、上記第１エッジ本体１１１は、上記第１エッジ本体１１１の表面において、Ｘ軸方向に上記鋼板の表面までの最短距離がＹ軸に沿って変わるように段差を有して設けられる。

そこで、上記第１エッジ本体１１１の厚さは、Ｙ軸方向に一定ではなく、その厚さが変わるようになる。

第１エッジ本体１１１において、上記鋼板１に対向する面が、上記対称点Ｃの延長線と形成する角度は、第１傾斜角θ_１であり、第１傾斜角の絶対値は、１°以上１０°以下のいずれか一つの値であってもよい。

第１エッジ本体１１１は、その外周が上記対称点と第１傾斜角を形成することにより設けられる第１傾斜区間１１３と、上記第１エッジ本体１１１の外周が上記第１傾斜区間に続きながら、上記対称点から上記鋼板の幅方向に上記第１傾斜区間１１３より遠く存在する非傾斜区間１１４及び上記第１エッジ本体１１１の外周が上記非傾斜区間１１４に続きながら、上記対称点から上記鋼板の幅方向に上記非傾斜区間１１４より遠く存在する第２傾斜区間１１５を含むことができる。

すなわち、上記第１傾斜区間１１３、非傾斜区間１１４及び上記第２傾斜区間１１５は、上記第１エッジ本体１１１の外周が屈曲することで形成される領域と言える。これは、第２エッジ本体（図４の１１２）の場合にも同様に適用される。

第１傾斜区間１１３は、鋼板の第１エッジ部１ａに対向する面であり、鋼板の端部の外側まで連続される。

そして、上記非傾斜区間１１４は、上記鋼板の表面と平行な面であって、Ｙ軸方向に第１エッジ部１ａの外側に存在し、上記非傾斜区間１１４のＸ軸方向への厚さはＹ軸方向に行くほど変わることなく一定である。

そして、上記非傾斜区間１１４に続いて、上記第１エッジ本体１１１の端部を含む第２傾斜区間１１５は上記鋼板の表面に近づく方向に傾斜して設けられる。

上記第２傾斜区間１１５は、上記鋼板の表面に近づく方向に傾斜した区間であって、Ｘ軸方向に上記第２傾斜区間１１５の厚さは、上記非傾斜区間１１４のＸ軸方向の厚さと同じか、それ以上である。

このとき、上記第２傾斜区間１１５のＸ軸方向への厚さはＹ軸方向に線形的に変化され、上記非傾斜区間１１４のＹ軸方向への延長線と上記第２傾斜区間１１５が形成する角度は、第２傾斜角θ_２であり、上記第２傾斜角θ_２の絶対値は少なくとも３°である。

第２傾斜角θ_２は、第１エッジ本体１１１の縁領域に存在し、第２傾斜区間１１５が第２傾斜角θ_２だけ傾斜して設けられると、冷却流体が第１エッジ本体１１１の外部に排出される直前に、冷却流体の流速は増加させ、圧力は減少させるため、第１エッジ本体１１１の冷却流体の排出口の直前で冷却流体の迅速な排出を図ることができる。
これは、第２エッジ本体（図８の１１２）に形成された第２傾斜角θ_２にも同様に適用される事項である。

そして、本発明の一実施例において、上記第１傾斜区間１１３の上記鋼板の幅方向、すなわち、Ｙ軸方向の直線長さは少なくとも９００ｍｍであり、上記非傾斜区間１１４のＹ軸方向の直線長さは少なくとも５０ｍｍであり、上記第２傾斜区間１１５の上記鋼板のＹ軸方向の直線長さは少なくとも５０ｍｍであることができる。

但し、上記第１傾斜角θ_１と上記第２傾斜角θ_２の絶対値をそれぞれ上記の範囲内とするために、第１エッジ本体１１１のＸ軸方向への厚さを適切に調節することができる。これは、後述する第３傾斜角（図１２のθ_３）の場合にも同様に適用できる事項である。

そして、上記冷却ノズル１２１は、第１エッジ本体１１１の第１傾斜区間１１３に該当する領域に設けられてよいが、鋼板の第１エッジ部には対面しない第１傾斜区間１１３の領域に設けられ、上記鋼板に冷却流体を供給することができる。

このとき、上記第１エッジ本体１１１にスロット１２２を設けて、冷却ノズル１２１を収容すると、冷却流体の供給圧力を増加させて、冷却流体の過剰使用を防止することができる。

一方、図６で示すように、上記第２エッジ本体１１２は、対称点Ｃを基準に、上記第１エッジ本体（図５の１１１）と鋼板１の幅方向に対称である。
したがって、第１傾斜角θ_１の絶対値も１°以上１０°以下のいずれか一つの値であり、上記第２傾斜角θ_２の絶対値は少なくとも３°である。

また、冷却ノズル１２１は、鋼板の第２エッジ部には対面しない第１傾斜区間１１３の領域に設けられ、上記鋼板に冷却流体を供給することができる。

以上で説明した第１エッジ本体（図５の１１１）及び第２エッジ本体１１２によると、鋼板の端部から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部（図５の１ａ）及び鋼板のまた他の端部から上記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部に該当する領域に行くほど、第１エッジ本体（図５の１１１）及び第２エッジ本体１１２が鋼板１と相互に離隔する間隔が次第に離れるため、その分、冷却流体が排出できる空間が広くなる。

したがって、冷却流体が鋼板の第１エッジ部（図５の１ａ）及び第２エッジ部に滞留する時間が減り、鋼板の第１エッジ部（図５の１ａ）及び第２エッジ部に滞留する冷却流体の量も少なくなり、冷却流体の流量の増加による鋼板の表面欠陥を防止することができる効果がある。

一方、図７に示すように、本発明の一実施例において、上記第２エッジ本体１１２は、上記鋼板の反対方向に凹んで形成された溝の形態であるディンプル領域１１６を含むことができる。

これは、第１エッジ本体（図５の１１１）にも形成されることができ、第１エッジ本体（図５の１１１）及び上記第２エッジ本体１１２においてＹ軸方向に沿って複数個が形成されることができる。

また、上記第１エッジ本体（図５の１１１）及び上記第２エッジ本体１１２の端部は、上記鋼板１の外周の外側に延長されるため、ディンプル領域１１６も、上記鋼板の端部の外側まで存在するように上記第１エッジ本体（図５の１１１）及び上記第２エッジ本体１１２に形成されることができる。

このようなディンプル領域１１６は、鋼板の表面に形成される最大せん断応力を減少させる役割を果たして鋼板の第１エッジ部（図５の１ａ）及び第２エッジ部における冷却流体の量を減少させ、鋼板の第１エッジ部（図５の１ａ）及び第２エッジ部における表面欠陥を防止することができる効果がある。

また、上記ディンプル領域１１６は、第１エッジ本体（図５の１１１）及び第２エッジ本体１１２の表面に乱流境界層が形成されることを促進する役割を果たす。

第１エッジ本体（図５の１１１）及び第２エッジ本体１１２の表面において鋼板の幅方向に配置されたディンプル領域１１６は、上記第１エッジ本体（図５の１１１）及び第２エッジ本体１１２の表面と冷却流体との間に形成されるせん断応力を減少させる。これにより、冷却流体の流速を増加させ、冷却流体がスムーズに排出できるようにする役割を果たす。

したがって、冷却流体が鋼板の第１エッジ部（図５の１ａ）及び第２エッジ部方向にスムーズに、且つ、速やかに排出できるようになる。

このような現象は、鋼板の表面に欠陥の一種であるブローイングマーク（Ｂｌｏｗｉｎｇ ｍａｒｋ）などが形成されることを抑制する役割を果たす。

図８及び図９に示すように、第２エッジ本体（図９の１１２）に形成された上記ディンプル領域１１６は、直径Ｄが０ｍｍ超過１５ｍｍ以下のいずれか一つの値であり、深さ（図９のＥ）が０ｍｍ超過０．５ｍｍ以下のいずれか一つの値であり、ピッチＰの最大値は２５ｍｍであることができるが、このような規格は、第２エッジ本体（図９の１１２）だけでなく、第１エッジ本体（図５の１１１）にも同様に適用できる事項である。

一方、図１０に示すように、本発明の一実施例による冷却手段１２０は、上記鋼板と対面して上記鋼板の表面に冷却流体を供給する複数個の冷却ノズル１２１、その内部に上記冷却ノズルを収容する上記スロット１２２及び上記冷却ノズル１２１に連結されて冷却流体を一定の圧力で供給する供給手段１２３を含むことができる。

供給手段１２３は、それぞれの冷却ノズル１２１に連結されて一定の供給圧力を提供する供給ポンプなどが適用できるが、供給手段の種類は必ずしも本発明によって限定されるものではない。

一方、図１１には、本発明のさらに他の一実施例による鋼板冷却装置が示されている。
本発明のさらに他の一実施例によると、装置本体は、鋼板の幅方向の中心に対面し、上記第１エッジ本体１１１及び上記第２エッジ本体１１２の間に存在するセンター本体１１７をさらに含むことができる。

上記センター本体１１７は、Ｘ軸方向、すなわち、上記鋼板の厚さ方向に上記鋼板までの最短距離が、上記鋼板の幅方向に一定に設けられ、センター本体１１７が上記鋼板に対向する面は、上記鋼板の表面と平行に置かれる。

そして、上記センター本体１１７は、鋼板の第１エッジ部１ａ及び第２エッジ部１ｂに対向せず、上記鋼板の第１エッジ部１ａは、第１エッジ本体１１１に対向し、上記鋼板の第２エッジ部１ｂは、第２エッジ本体１１２に対向する。

そして、上記鋼板の移送方向、すなわち、Ｚ軸方向に相互に離隔した複数個の冷却手段１２０が設けられ、上記装置本体上に冷却ユニット１２０ａを形成する。

冷却手段１２０は、装置本体にＹ軸方向に形成された複数個の冷却ノズル１２１及び上記冷却ノズル１２１をその内部に収容するスロット１２２を含むことができる。

図１２は、上記装置本体１１０の半分を示したものであり、上記装置本体１１０は、図１２のＸ軸方向の中心線を基準に、左右対称構造である。

そのため、図１２には、センター本体１１７の半分と上記センター本体１１７の一側に続く第２エッジ本体１１２のＸ－Ｙ平面における断面が示されていることが分かり、以下で説明する第２エッジ本体１１２に関する事項は、第１エッジ本体（図１１の１１１）にも同様に適用できる事項である。

まず、センター本体１１７は、鋼板の中心から一定距離まで鋼板の第２エッジ部１ｂの方向を向く。そして、上記第２エッジ部は鋼板の第２エッジ部に対向するように設けられる。
このとき、センター本体１１７にのみ冷却ノズル１２１が設けられて、上記鋼板に冷却流体を供給することができる。

一方、図１３及び図１４に示すように、上記第２エッジ本体１１２は、第２エッジ部１ｂに対面し、外周が上記鋼板の表面から離れる方向に傾斜して設けられて形成される第１傾斜区間１１３、上記第１傾斜区間１１３に続いて、外周がＹ軸方向に非傾斜して設けられて上記第２エッジ部１ｂと平行に設けられる非傾斜区間１１４及び上記非傾斜区間１１４に続いて、外周が上記鋼板の表面に近づく方向に傾斜して設けられて形成される第２傾斜区間１１５を含むことができる。

このとき、上記非傾斜区間１１４のＹ軸方向の長さは０を超えながら、上記センター本体（図１１の１１７）の上記鋼板の幅方向の全体長さの１／５以下のいずれか一つの値であってもよい。

本発明の一実施例において、上記センター本体（図１１の１１７）の上記鋼板の幅方向の長さは少なくとも４５０ｍｍであり、上記第１傾斜区間１１３の鋼板の幅方向の長さは少なくとも４５０ｍｍであり、上記非傾斜区間１１４の上記鋼板の幅方向の長さは少なくとも５０ｍｍであり、上記第２傾斜区間１１５の上記鋼板の幅方向の長さは少なくとも５０ｍｍであることができる。

また、上記第１傾斜区間１１３及び上記第２傾斜区間１１５は、線形的に傾斜して設けられてよい。

そして、上記第１傾斜区間１１３は、第２エッジ本体１１２の外周が上記センター本体（図１１の１１７）のＹ軸方向への延長線と第３傾斜角θ_３を形成するように上記第２エッジ部から離れる方向に傾斜することで、形成されることができる。

上記非傾斜区間１１４は、上記第１傾斜区間１１３の端部から続き、第２傾斜区間１１５は、上記第２エッジ本体１１２の外周が上記非傾斜区間１１４から再び第２エッジ部に近づく方向に傾斜することで、形成されることができる。

以上の内容は、第１エッジ本体（図１１の１１１）が第２エッジ本体１１２と対称であることを反映して、上記第１エッジ本体（図１１の１１１）にも同じ原理で適用することができる。

このとき、上記第３傾斜角θ_３の絶対値は、１°以上５°以下のいずれか一つの値であってもよい。
すなわち、本発明のさらに他の一実施例において、上記装置本体１１０には、第１傾斜角（図８のθ_１）が存在しない。

そして、上記装置本体１１０の内部には、センター本体１１７と第２エッジ本体１１２とを分離する一つの隔壁１１８、及び上記センター本体１１７と第１エッジ本体１１１とを分離するさらに他の隔壁１１８が設けられてよい。

したがって、上記装置本体（図１１の１１０）の内部には、Ｙ軸方向に一対の隔壁１１８が存在するようになり、この隔壁１１８間の間隔は、センター本体１１７のＹ軸方向への全体長さと同一になる。

これは、冷却ノズル１２１に冷却流体の噴射圧力を提供する際に、噴射圧力が装置本体（図１１の１１１）内で不要に分散されることを防止する役割を果たすことができる。

また、上記第２傾斜区間１１５のＹ軸方向の長さは０を超えながら、上記非傾斜区間１１４のＹ軸方向の長さ以下の範囲のうちいずれか一つの値であってもよい。
したがって、第２傾斜区間１１５のＹ軸方向の長さは、非傾斜区間１１４のＹ軸方向の長さと同じか、それより短くてよい。

また、図１５に示すように、上記センター本体１１７及び上記第２エッジ本体１１２にも上記ディンプル領域１１６が形成されることができる。
上記ディンプル領域１１６は、Ｙ軸方向に上記装置本体（図１４の１１０）に複数個が設けられることができ、その詳細な事項は、前述したディンプル領域１１６に関する内容と同様に適用することができる。

また、図１６に示すように、上記センター本体１１７に設けられた冷却ノズル１２１にも供給手段１２３が連結されてよい。
供給手段は、冷却流体の供給圧力を提供する供給ポンプなどで設けられてよいが、これは必ずしも本発明によって限定されるものではない。

そして、上記冷却ノズル１２１は、Ｘ軸方向に上記センター本体１１７の外周よりも上記鋼板１の表面にさらに近く配置された状態で、上記鋼板に冷却流体を供給することができる。

このような場合、その内部に冷却ノズル１２１を収容するスロット１２２の開放された供給穴が上記鋼板の表面に上記冷却ノズル１２１よりもＸ軸方向に近く配置される。
これにより、冷却流体の供給圧力が損なわられる現象及び冷却流体の損失量を減らすことができる。

そして、複数個の上記冷却ノズル１２１は、上記鋼板の表面からＸ軸方向に同じ間隔だけ離隔して冷却流体を均一に供給するように提供されることができる。

一方、図１７に示された装置本体１１０は、センター線Ｃ_１を基準に、左右対称構造であり、図１７では、便宜のために、装置本体１１０の右側領域のみを示したものである。

以下では、装置本体１１０の半分をＹ軸方向に分割し、第１区間Ｌｃ、第２区間Ｌｉ、第３区間Ｌｅ及び第４区間Ｌｅｉとして説明する。

このとき、第１区間Ｌｃ及び第２区間Ｌｉの境界は、隔壁（図１５の１１８）となり、第１区間Ｌｃは、センター本体（図１５の１１７）に該当する領域となることができる。

図１８は、図１７に示された第１区間Ｌｃ、第２区間Ｌｉ、第３区間Ｌｅ、第４区間Ｌｅｉの値及び第１、２、３傾斜角（θ_１、θ_２、θ_３）を合計８つのケース（ｃａｓｅ）として適用したものである。

図１９は、図１８の８つのケースのうち、７つのケース（ｃａｓｅ）を実施例Ａとして、それぞれのケースごとに装置本体（図１６の１１０）の冷却流体排出空間の面積Ｂを示したものである。

また、図１９は、図１７の７つのケース（ｃａｓｅ）を実施例Ａとして、それぞれのケースごとに装置本体（図１７の１１０）の表面と鋼板（図１７の１）の表面との間に形成される空間の体積Ｃ_２を示したものであり、図２１は、図１８の７つのケース（ｃａｓｅ）を実施例Ａとし、それぞれのケースごとに冷却流量Ｆを示したものであり、図２２は、図１８の７つのケース（ｃａｓｅ）を実施例Ａとして、それぞれのケースごとに冷却流体の排出方向に鋼板の表面における最大せん断応力Ｇを示したものであり、図２３は、図１８のケース６及びケース７を適用した場合、そのような装置本体（図１７の１１０）において冷却流体を一定の圧力で供給する供給手段（図１０の１２３及び図１６の１２３）の出力Ｈ、つまり、冷却流体を供給する供給圧力に応じた冷却流体の排出方向に鋼板の表面における最大せん断応力Ｇを示したものである。

図１９の結果から、ケース１～５及びケース７では、ケース６に比べて約１５０％程度、冷却流体排出空間の面積Ｂが広くなったことが分かり、
図２０の結果から、ケース１～５及びケース７では、ケース６に比べて装置本体（図１７の１１０）の表面と鋼板（図１７の１）の表面との間に形成される空間の体積Ｃ_２が約２５％大きくなったことが分かり、
図２１の結果から、ケース１～５及びケース７では、ケース６に比べて冷却流量Ｆが約２３％程度増加し、冷却効率が向上したことが分かり、
図２２の結果から、ケース１～５及びケース７では、ケース６に比べて冷却流体の排出方向に鋼板の表面における最大せん断応力Ｇが約２６％程度小さくなったことが分かる。

また、図２３を参照すると、冷却流体を供給する供給手段（図１０の１２３及び図１６の１２３）の出力Ｈは、ケース６に比べて増加したケース７の場合にも、鋼板の表面における最大せん断応力Ｇがケース６に比べて増加していないことが分かる。これにより、ケース７の場合には、冷却流体の流量が増加しても、鋼板の表面の最大せん断応力Ｇは増加せず、鋼板の冷却効率は向上しながらも鋼板の表面に欠陥が発生することは抑制される。

また、図２４に示すように、冷却流体の排出方向に鋼板の表面における最大せん断応力Ｇにおいても、ケース７の実施例Ａがケース６の実施例Ａに比べて２６％程度減少し、ケース７の実施例にディンプル領域（α、図８の１１６）を加えた実施例（ｃａｓｅ７＋α）の場合には、ケース７の実施例Ａに比べて、冷却流体の排出方向に鋼板の表面における最大せん断応力Ｇが５．５％程度さらに減少することが分かる。

したがって、このような数値を活用して、それぞれの鋼板の特性及び工程の特性に合わせて鋼板冷却装置の装置本体（図１７の１１０）の規格を選択することができる。

上述の本発明による鋼板冷却装置は、耐食性に優れたマグネシウム－アルミニウム合金溶融めっき鋼板及びアルミニウム溶融めっき鋼板の製造時に鋼板の表面欠陥を著しく低減することができる。

以上で説明した事項は、本発明の一実施例について説明したものであり、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるは、当該技術分野における通常の知識を有する者には自明である。

Claims (20)

1. 鋼板の移送経路において、前記鋼板と離隔するように設けられる装置本体と、
   前記装置本体に設けられて冷却流体を供給する冷却ユニットと、を含み、
   前記装置本体は、
   前記鋼板の一側端から前記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部に対面する第１エッジ本体と、
   前記鋼板の他側端から前記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部に対面する第２エッジ本体と、を含み、
   前記第１、２エッジ本体はそれぞれが、
   前記鋼板の厚さ方向における前記鋼板の表面までの最短距離が、前記第１、２エッジ本体それぞれの表面において前記鋼板の幅方向に変わるように提供され、
   前記第１、２エッジ本体はそれぞれが、
   前記第１エッジ本体と前記第２エッジ本体が接する対称点の前記鋼板の幅方向への延長線と第１傾斜角を形成し、前記鋼板から離れる方向に傾斜した領域である第１傾斜区間と、
   前記第１傾斜区間に続いて、前記鋼板の厚さ方向に前記鋼板までの最短距離が、前記鋼板の幅方向に一定に設けられる非傾斜区間と、
   前記非傾斜区間に続いて、前記鋼板に近づく方向に傾斜した領域である第２傾斜区間と、を含む鋼板冷却装置。
2. 前記装置本体は、
   前記対称点の前記鋼板の幅方向への延長線と前記第１、２エッジ本体がそれぞれ形成する複数個の第１傾斜角の絶対値は１°以上１０°以下であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼板冷却装置。
3. 前記第１、２エッジ本体はそれぞれが、
   前記非傾斜区間の前記鋼板の幅方向への延長線と前記第２傾斜区間において第２傾斜角を形成するように設けられ、且つ
   前記第２傾斜角の絶対値は少なくとも３°であることを特徴とする、請求項１に記載の鋼板冷却装置。
4. 前記第１傾斜区間の前記鋼板の幅方向の長さは少なくとも９００ｍｍであり、
   前記非傾斜区間の前記鋼板の幅方向の長さは少なくとも５０ｍｍであり、
   前記第２傾斜区間の前記鋼板の幅方向の長さは少なくとも５０ｍｍであることを特徴とする、請求項３に記載の鋼板冷却装置。
5. 前記装置本体は、
   前記鋼板と対面する面において、前記鋼板の反対方向に凹んで形成された少なくとも一つのディンプル領域を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の鋼板冷却装置。
6. 前記第１エッジ本体及び前記第２エッジ本体は、
   前記鋼板の幅方向に前記鋼板の外周の外側に延長されたことを特徴とする、請求項５に記載の鋼板冷却装置。
7. 前記第１、２エッジ本体は、
   前記第１エッジ本体と前記第２エッジ本体が接する対称点を基準に、前記鋼板の幅方向に相互に対称であることを特徴とする、請求項６に記載の鋼板冷却装置。
8. 前記ディンプル領域は、
   直径が０ｍｍ超過１５ｍｍ以下の値であり、
   深さが０ｍｍ超過０．５ｍｍ以下の値であり、
   ピッチの最大値は２５ｍｍであることを特徴とする、請求項７に記載の鋼板冷却装置。
9. 前記冷却ユニットは、
   前記装置本体において、前記鋼板の移送方向に相互に離隔した複数個の冷却手段を含み、
   前記冷却手段は、
   前記鋼板と対面して冷却流体を供給する複数個の冷却ノズルと、
   前記冷却ノズルを収容するスロットと、
   前記冷却ノズルに連結されて冷却流体を一定の圧力で供給する供給手段と、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の鋼板冷却装置。
10. 前記装置本体は、
    前記鋼板の幅方向の中心に対面し、前記第１エッジ本体及び前記第２エッジ本体の間に存在するセンター本体をさらに含み、
    前記センター本体は、
    前記鋼板の厚さ方向に前記鋼板までの最短距離が、前記鋼板の幅方向に一定に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の鋼板冷却装置。
11. 鋼板の移送経路において、前記鋼板と離隔するように設けられる装置本体と、
    前記装置本体に設けられて冷却流体を供給する冷却ユニットと、を含み、
    前記装置本体は、
    前記鋼板の一側端から前記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第１エッジ部に対面する第１エッジ本体と、
    前記鋼板の他側端から前記鋼板の中心方向に一定距離だけ延びる第２エッジ部に対面する第２エッジ本体と、を含み、
    前記第１、２エッジ本体はそれぞれが、
    前記鋼板の厚さ方向における前記鋼板の表面までの最短距離が、前記第１、２エッジ本体それぞれの表面において前記鋼板の幅方向に変わるように提供され、
    前記装置本体は、
    前記鋼板の幅方向の中心に対面し、前記第１エッジ本体及び前記第２エッジ本体の間に存在するセンター本体をさらに含み、
    前記センター本体は、
    前記鋼板の厚さ方向に前記鋼板までの最短距離が、前記鋼板の幅方向に一定に設けられ、
    前記第１エッジ本体及び前記第２エッジ本体はそれぞれが、
    前記鋼板のエッジ部に対面し、外周が前記鋼板の表面から離れる方向に傾斜して設けられて形成される第１傾斜区間と、
    前記第１傾斜区間に続いて、外周が非傾斜して設けられて形成される非傾斜区間と、
    前記非傾斜区間に続いて、外周が前記鋼板の表面に近づく方向に傾斜して設けられて形成される第２傾斜区間と、
    を含む鋼板冷却装置。
12. 前記非傾斜区間の前記鋼板の幅方向の長さは、
    ０を超えながら、前記センター本体の前記鋼板の幅方向の全体長さの１／５以下のいずれか一つの値であることを特徴とする、請求項１１に記載の鋼板冷却装置。
13. 前記第１、２傾斜区間は、
    線形的に傾斜して設けられたことを特徴とする、請求項１又は１１に記載の鋼板冷却装置。
14. 前記装置本体は、
    前記装置本体の内部において、前記鋼板の幅方向に相互に離隔するように配置される複数個の隔壁を含み、
    複数個の前記隔壁の離隔距離は、
    前記センター本体の前記鋼板の幅方向への長さと少なくとも同じ値であることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の鋼板冷却装置。
15. 前記センター本体の延長線と前記第１傾斜区間が形成する第３傾斜角の絶対値は、１°以上５°以下のいずれか一つの値であることを特徴とする、請求項１１に記載の鋼板冷却装置。
16. 前記第２傾斜区間の前記鋼板の幅方向への長さは、
    ０を超えながら、前記非傾斜区間の前記鋼板の幅方向への長さ以下の範囲のうちいずれか一つの値であることを特徴とする、請求項１２に記載の鋼板冷却装置。
17. 前記非傾斜区間の前記鋼板の幅方向への延長線と前記第２傾斜区間が形成する第２傾斜角の絶対値は、
    ０°を超えながら、前記第１傾斜区間の傾斜角の絶対値以下の値であることを特徴とする、請求項１６に記載の鋼板冷却装置。
18. 前記装置本体は、
    前記鋼板と対面する面において、前記鋼板の反対方向に凹んで形成された複数個のディンプル領域を含み、
    複数個の前記ディンプル領域は、
    前記鋼板の幅方向に沿って配置されたことを特徴とする、請求項１７に記載の鋼板冷却装置。
19. 前記冷却ユニットは、
    前記装置本体において、前記鋼板の移送方向に相互に離隔した複数個の冷却手段を含み、
    前記冷却手段は、
    前記鋼板と対面して冷却流体を供給する複数個の冷却ノズルと、
    前記冷却ノズルを収容するスロットと、
    前記冷却ノズルに連結されて冷却流体を一定の圧力で供給する供給手段と、を含み、
    複数個の前記冷却ノズルは、
    前記装置本体において、前記鋼板の幅方向に複数個が設けられ、且つ前記装置本体の外周よりも前記鋼板に近い位置で冷却流体を供給するように前記装置本体に設けられたことを特徴とする、請求項９に記載の鋼板冷却装置。
20. 複数個の前記冷却ノズルは、
    前記鋼板の厚さ方向に相互に同じ間隔だけ前記鋼板から離隔したことを特徴とする、請求項１９に記載の鋼板冷却装置。

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