JP7452696B2 - 厚鋼板の製造方法および製造設備 - Google Patents
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Description
本発明は、厚鋼板の製造方法および製造設備に関する。
近年、建築構造物の大型化に伴い、使用される鋼材の高強度化が要求されている。同時に安全性の観点から、高い許容応力を有するとともに、引張強さに対する降伏強さの比である降伏比を低減することも要求されている。降伏比を低減すると、降伏点以上の応力が付加されても、破壊までに許容される応力および一様伸びが大きくなり、建築構造物に好適である塑性変形能に優れた鋼材となるためである。
低降伏比鋼製造の基本的な技術思想は下記の通りである。フェライト相とベイナイトあるいはマルテンサイト相の複合組織を造り込み、軟らかいフェライト相によって降伏応力を低く保つ。そして、硬いベイナイトあるいはマルテンサイト相で高い引張強さを得ることで、降伏比を低くする。
複合組織は一般的に、主に冷却、特に熱間圧延直後の加速冷却を制御することで得られる。より具体的には、加速冷却を前段の緩冷却と後段の急冷却の２段階に分け、前段の緩冷却で軟質のフェライト相を十分に成長させる。そして、後段の急冷却で硬質のベイナイトあるいはマルテンサイト相を得ることで、低降伏比を実現する複合組織を得ている。
例えば特許文献１には、軟質のフェライト相と硬質のベイナイトあるいはマルテンサイト相を含む複合組織で構成された、降伏比が低く溶接性の高い鋼管の製造方法が記載されている。特許文献１に示す低降伏比溶接鋼管の製造方法によると、熱延終了直後の鋼板を、その温度が６００℃前後になるまで緩冷却する前段冷却と、その後巻き取り温度まで急冷却する後段冷却の２段階に分けて加速冷却を実施する。そして、前段の緩冷却で軟質のフェライト相を十分に成長させ、後段の急冷却で硬質のベイナイトあるいはマルテンサイト相を得られるとしている。
また、特許文献１によると、鋼板を溶接し鋼管とした状態において、鋼管の肉厚をｔ、外径をＤとすると、ｔ／Ｄ≦２のとき降伏比≦８０％、２＜ｔ／Ｄ≦３のとき降伏比≦８５％、ｔ／Ｄ＞３のとき降伏比≦８８％を満たす低降伏比溶接鋼管が得られるとしている。軟質のフェライト相を析出させるための具体的な冷却速度として特許文献２には、板厚２５ｍｍの厚鋼板に冷却速度が５～１５℃／ｓの緩冷却を施す技術が開示されている。
図２に高温厚鋼板水冷プロセスにおける厚鋼板表面温度の履歴の一例を示す。図２に示すように、水冷の初期段階では、厚鋼板と水との間に蒸気膜がある膜沸騰状態で冷却される。膜沸騰状態では水と厚鋼板が直接接触しないため、冷却能力の指標である熱伝達率が低く、表面温度の低下も緩やかである。
しかしながら、表面温度が７００～５００℃程度に達すると、水と厚鋼板との間の蒸気膜を維持することが難しくなり、水と厚鋼板が部分的に接触する遷移沸騰状態で冷却される。一旦水と厚鋼板の接触が起こると、厚鋼板に接触した水の蒸発によって厚鋼板近傍の水の流動が激しくなり、熱伝達率が急激に上昇し、表面温度が急激に低下する。そしてその後、高い熱伝達率を保ったまま、厚鋼板と水との接触が定常的に起こる核沸騰状態に移行し、表面温度は急激に水温付近まで低下する。
特許文献１もしくは特許文献２に記載された技術のように、厚鋼板を６００℃前後になるまで緩冷却する場合には、熱伝達率の低い膜沸騰状態で厚鋼板を冷却することが好適である。しかし先述の通り、膜沸騰状態は厚鋼板表面温度が７００～５００℃の程度に達すると熱伝達率の高い核沸騰状態に遷移してしまう。ひとたび核沸騰状態に移行してしまうと、厚鋼板表面温度が急激に低下して冷却速度が過大になり、所望の特性をもった厚鋼板を製造することができない。加えて厚鋼板内で核沸騰状態への移行が部分的に発生した場合、その部分のみ所定の材質を造りこむことができず、厚鋼板全面で均質な特性を得ることができない。そのため、膜沸騰状態で厚鋼板を水冷するに際しては、膜沸騰状態から核沸騰状態へ遷移する温度を制御し、安定に膜沸騰状態を保つことが肝要である。
なお、図２に示した水冷プロセスの模式図から、膜沸騰状態はいずれ必ず核沸騰状態へ移行することがわかる。その下限値、つまり遷移温度の下限値については、たとえば非特許文献１においては、自発核生成温度で整理できると考えられている。つまり、冷媒と厚鋼板の界面温度が冷媒の自発核生成温度を上回ることが、冷媒中に蒸発核が生成し膜沸騰状態へ移行するための必要条件であるとされている。
冷媒と厚鋼板の界面温度Ｔｂは、熱伝導率をλ、熱拡散率をα、温度をＴとおき、冷媒のパラメータを添え字ｗ、厚鋼板のパラメータを添え字ｓで表すと式１で示される。
冷媒が水の場合、Ｔｂはおよそ３００℃とされているため、水温Ｔｗを３０℃とすると、炭素鋼を水冷する場合に水に自発核生成が起こるときの厚鋼板温度Ｔｓは、おおむね３３０～３５０℃となる。したがって膜沸騰状態は物理的に低くとも３３０～３５０℃までしか維持することができず、厚鋼板表層温度がそれ以上の温度において、膜沸騰冷却を停止する必要がある。したがって厚鋼板への冷却水の噴射は、厚鋼板の表裏層の温度が低くとも３５０℃になる前にされるべきであることに留意するべきである。
要求される冷却速度が高い場合は、遷移温度を上昇させて核沸騰状態と空冷状態を間欠的に行なうことで可能である。たとえば特許文献３では、厚鋼板の搬送方向に列を成して配置された冷却ノズルをピンチロールで区切り、大流量の水を噴射することによる核沸騰状態の急冷却と、水を噴射しない空冷状態を交互に設けている。これによって、表層冷却速度が３０℃／ｓ以上の冷却速度で、安定的に冷却可能だとされている。
上記のような沸騰遷移を伴わない冷却として、気体（たとえば空気）を厚鋼板に噴射することが考えられる。しかし一般に気体の強制対流による冷却能力は水冷の膜沸騰冷却能力と比較して１オーダ低く、目標の冷却速度を得るためには高速で気体を噴射する必要がある。したがってコンプレッサなどで気体を圧縮した後に噴射する必要があるが、コンプレッサの電力消費により製造コストが増大することを考えると好ましくない。
以上の事情を鑑みると、低降伏比鋼を前段の緩冷却と後段の急冷却に分けて複合組織を造りこむ商品を製造するに際しては、前段の緩冷却を熱伝達率の低い膜沸騰状態で水冷することが好ましい。しかし膜沸騰状態は厚鋼板表面の温度が７００～５００℃になると熱伝達率の高い核沸騰状態に遷移してしまうため、膜沸騰状態を低温まで安定的に維持することが重要になっている。
膜沸騰状態を低温まで安定的に維持する技術として、たとえば特許文献４では、冷却水を高温にすることで核沸騰状態への遷移温度を低減する技術が開示されている。また特許文献５では、水に蒸気を添加することで核沸騰状態への遷移温度を低減させつつ、膜沸騰状態における熱伝達率を上昇させる技術が開示されている。
動力炉・核燃料開発事業団、「原子炉安全性評価に関連する蒸気爆発現象」、１９８０年２月
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、５～１５℃／ｓの弱冷却を十分低温まで維持するための具体的な方法に言及がなく、その下限は６００℃までであった。プロセスや成分のばらつきを鑑みると、６００℃以下の低温までの緩冷却が必要であると考えられるため、特許文献２に記載の技術では製造した商品の特性が安定しないと考えられる。
特許文献３で開示されている技術は、核沸騰状態による急冷却と空冷状態を交互に設けることによる冷却は表層冷却速度が３０℃／ｓ以上の条件に限定されている。そのため特許文献５の技術で要求されている冷却速度が５～１５℃／ｓのプロセスのような、表層冷却速度が３０℃／ｓ未満の低冷速プロセスに対しては特許文献３の技術は適用できない。
遷移温度を低減するための技術として、特許文献４のように水温を上昇させるためには、ヒータなどの付帯設備が必要となるほか、そのランニングコストにより製造コストが増大するといった問題点がある。加えて厚鋼板の冷却水を循環利用している場合は、厚鋼板の抽出能率によって冷却水温度が変動するため、その管理は一層難しくなる。
また、特許文献５のように蒸気を使用する場合においても、蒸気を発生させる付帯設備が必要となる。加えて蒸気量を制御するための弁やヘッダなどを新設する必要があり、設備費の増大や管理項目の増加によるメンテナンス性の悪化をまねく。加えて両先行技術においては、いずれも冷却水温を上昇させることで膜沸騰から核沸騰状態への遷移温度を低減させている。しかし水温上昇のためのエネルギを余分に消費することは、省エネルギの観点から好ましくない。
ところで、一般に冷却ゾーン内における冷却水の水量密度と冷却能力が相関を持つことが知られている。そのため、所望の冷却速度で厚鋼板を冷却する場合は、ゾーン内における冷却水の水量密度を制御して冷却能力を調整する。一方で冷却ゾーン内における冷却水の水量密度はまた、膜沸騰状態から核沸騰状態に遷移する瞬間の厚鋼板表層温度（以降、遷移温度と呼称）とも相関を持つ。したがって先行する技術では、所望の冷却速度がある場合に、遷移温度を低下させる目的で水量密度を低減させることはできず、遷移温度のみを独立して低下させることができなかった。
そのため、非特許文献１に記載の通り、膜沸騰状態の冷却を維持できる物理的な下限温度は提案されているものの、水量密度のパラメータを固定した状態で沸騰遷移温度を低減される方法については知られていない。
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたもので、その目的は、付帯設備を増設することなく、また余分なエネルギを消費することなく膜沸騰状態を低温まで維持する厚鋼板の製造方法および製造設備を提供することにある。
上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下のとおりである。
［１］厚鋼板の水冷を行う厚鋼板の製造方法であって、前記厚鋼板の搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有する水冷装置を用いて、前記冷却水噴射ノズルの冷却水の噴射速度を０．４ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下として前記厚鋼板の水冷を行う、厚鋼板の製造方法。
［２］前記水冷装置内での前記厚鋼板の表層冷却速度を０．４℃／ｓ以上２９℃／ｓ以下とする、［１］に記載の厚鋼板の製造方法。
［３］前記水冷の前に前記厚鋼板のデスケーリングを行う、［１］または［２］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［４］前記水冷の前に前記厚鋼板の酸化スケール除去処理及び加熱を行う、［１］～［３］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［５］前記水冷の後に前記厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する、［１］～［４］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［６］前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量を制御することによって前記表層冷却速度を制御する［２］～［５］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［７］前記冷却水噴射ノズルの本数および前記厚鋼板の搬送速度を制御することによって前記厚鋼板の冷却停止温度を制御し、前記冷却停止温度を前記厚鋼板の表層温度にして３５０℃以上とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［８］厚鋼板の水冷を行う厚鋼板の製造設備であって、前記厚鋼板の搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有する水冷装置と、前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の噴射速度を０．４ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下に制御する制御装置と、を備える、厚鋼板の製造設備。
［９］前記制御装置は前記水冷装置内での前記厚鋼板の表層冷却速度を０．４℃／ｓ以上２９℃／ｓ以下に制御する、［８］に記載の厚鋼板の製造設備。
［１０］前記水冷装置の入側にデスケーリング装置を更に備える、［８］または［９］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１１］前記水冷装置の出側に前記厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する温度計を更に備える、［８］～［１０］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１２］前記制御装置は前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量を更に制御する、［８］～［１１］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１３］前記制御装置は、前記冷却水噴射ノズルの本数および前記厚鋼板の搬送速度を制御する、［８］～［１２］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１］厚鋼板の水冷を行う厚鋼板の製造方法であって、前記厚鋼板の搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有する水冷装置を用いて、前記冷却水噴射ノズルの冷却水の噴射速度を０．４ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下として前記厚鋼板の水冷を行う、厚鋼板の製造方法。
［２］前記水冷装置内での前記厚鋼板の表層冷却速度を０．４℃／ｓ以上２９℃／ｓ以下とする、［１］に記載の厚鋼板の製造方法。
［３］前記水冷の前に前記厚鋼板のデスケーリングを行う、［１］または［２］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［４］前記水冷の前に前記厚鋼板の酸化スケール除去処理及び加熱を行う、［１］～［３］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［５］前記水冷の後に前記厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する、［１］～［４］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［６］前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量を制御することによって前記表層冷却速度を制御する［２］～［５］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［７］前記冷却水噴射ノズルの本数および前記厚鋼板の搬送速度を制御することによって前記厚鋼板の冷却停止温度を制御し、前記冷却停止温度を前記厚鋼板の表層温度にして３５０℃以上とする、［１］～［６］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造方法。
［８］厚鋼板の水冷を行う厚鋼板の製造設備であって、前記厚鋼板の搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有する水冷装置と、前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の噴射速度を０．４ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下に制御する制御装置と、を備える、厚鋼板の製造設備。
［９］前記制御装置は前記水冷装置内での前記厚鋼板の表層冷却速度を０．４℃／ｓ以上２９℃／ｓ以下に制御する、［８］に記載の厚鋼板の製造設備。
［１０］前記水冷装置の入側にデスケーリング装置を更に備える、［８］または［９］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１１］前記水冷装置の出側に前記厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する温度計を更に備える、［８］～［１０］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１２］前記制御装置は前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量を更に制御する、［８］～［１１］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
［１３］前記制御装置は、前記冷却水噴射ノズルの本数および前記厚鋼板の搬送速度を制御する、［８］～［１２］のいずれか１つに記載の厚鋼板の製造設備。
本発明にかかる厚鋼板の製造設備および製造方法によれば、厚鋼板を顕著に低い冷却速度で水冷するに際して、膜沸騰状態を低温まで安定して維持できる。膜沸騰状態を低温まで安定して維持することで、全面で特性が均質な厚鋼板を製造することができる。
以下、本発明の実施形態について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は、本発明の一実施形態である厚鋼板の熱処理設備の概略構成を示す図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である厚鋼板の熱処理設備１は、オフライン型の設備であり、厚鋼板Ｓに酸化スケール除去処理を施す酸化スケール除去装置（図示せず）、厚鋼板Ｓを所定温度まで加熱する加熱炉２、加熱炉２で加熱された厚鋼板Ｓを冷却する水冷装置３、加熱炉２と水冷装置３の間で厚鋼板Ｓをデスケーリングするデスケーリング装置９、水冷装置３の出側における厚鋼板Ｓの温度を計測する温度計４、及び水冷装置３の動作を制御する制御装置１０を主な構成要素として備えている。また、熱処理設備１が本発明における「厚鋼板の製造設備」に相当する。
加熱炉２には、熱処理設備１とは別の場所にある熱間圧延ラインで所定の厚み（例えば３０ｍｍ）及び幅（例えば２０００ｍｍ）に熱間圧延され、室温程度まで冷却された厚鋼板Ｓが装入される。厚鋼板Ｓは加熱炉２において所定温度（例えば９１０℃）に加熱される。加熱炉２から抽出された厚鋼板Ｓは、加熱炉２の出側に設置されている複数のテーブルロール６によって搬送されながら水冷装置３で冷却される。
なお、一般に、オフライン型の熱処理設備では、厚鋼板は加熱炉２から抽出されて水冷装置３によって冷却が終わるまでほぼ一定速度で搬送されるため、厚鋼板の先尾端での冷却開始温度差は小さい。すなわち、厚鋼板の加熱温度をＴ０、加熱炉２から水冷装置３までの距離をＬ０、厚鋼板の搬送速度をＶ０とおくと、厚鋼板の先端部は温度Ｔ０で抽出され放冷時間Ｌ０／Ｖ０を経て冷却される。オフライン型の熱処理設備では、加熱炉２から水冷装置３までの距離Ｌ０が短いため、厚鋼板の先端部が加熱炉２から抽出され水冷装置３の入口に到っても、厚鋼板の尾端部は加熱炉２内で温度Ｔ０に保たれている。そのため、厚鋼板の尾端部も先端部と同じように温度Ｔ０で抽出され、放冷時間Ｌ０／Ｖ０を経て冷却されるので、厚鋼板の全長にわたって冷却開始温度を一定に保つことができる。このように、放冷によって温度低下しやすい厚鋼板において、全面で材質的に均質な厚鋼板を製造するのに有利なのがオフライン型の熱処理設備の特徴である。
但し、本発明はオンライン型の熱処理設備にも適用できる。この場合には、厚鋼板を加熱する加熱設備と、加熱設備によって加熱された厚鋼板を圧延する圧延設備と、圧延設備により所定の板厚まで圧延された厚鋼板を冷却する水冷装置を備える厚鋼板の熱処理設備が対象となる。この場合にも、水冷装置の入側では厚鋼板は高温に加熱された状態である点で、オフライン型の熱処理設備と同様である。一方でオンライン型の熱処理設備では、圧延直後から冷却開始までの放冷時間は、厚鋼板の先端部よりも尾端部の方が長い。そのため、厚鋼板の長さをＬ、厚鋼板の搬送速度をｖとすると、尾端部と先端部とでは時間Ｌ／ｖだけ放冷時間差が生じてしまう。従って、圧延後の厚鋼板温度が均一だった場合でも、尾端部は放冷時間差だけ余分に放冷されるため、先端部と尾端部の冷却開始温度に差が生じ、全面にわたって特性が均質な厚鋼板が得られない。そのため後述するように、制御装置１０によって厚鋼板の温度を予測し、それに応じて水冷装置３の操業条件を厚鋼板Ｓの長手位置にわたって変更することが好ましい。
加熱炉２においては、無酸化雰囲気（たとえば窒素雰囲気）で加熱されることが好ましい。後述するように遷移温度は、酸化スケールの厚さに影響を受け、酸化スケールが厚いほど膜沸騰状態から核沸騰状態に遷移しやすくなるためである。その際、加熱炉２内の酸素濃度は１％（体積％）以下に制御されるのが好ましい。
水冷装置３は、厚鋼板Ｓを所定の冷却条件で水冷する水冷装置３を備えている。水冷装置３は、厚鋼板Ｓの搬送方向に対して上下で対を成す上側の冷却水噴射ノズル３２ａおよび下側の冷却水噴射ノズル３２ｂを複数対、厚鋼板Ｓの搬送方向に沿って所定ピッチで並べて配置している。冷却水噴射ノズル３２（上側の冷却水噴射ノズル３２ａおよび下側の冷却水噴射ノズル３２ｂ）からは厚鋼板Ｓに向けて冷却水７が噴射される。つまり、厚鋼板Ｓの搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有している。また厚鋼板Ｓは、厚鋼板Ｓの搬送方向に沿って所定ピッチで並べて配置されたテーブルロール６によって搬送されながら冷却される。なお、一対の冷却水噴射ノズル３２ａ，３２ｂを単位とした冷却区間のことを冷却ゾーンと呼称し、冷却ゾーンは単位を「ゾーン」として数えることとする。図１では、冷却ゾーンは計７ゾーンとして描かれているが、７ゾーン以外としても本発明の効果は損なわれない。
水冷装置３の操業パラメータには、一対の冷却水噴射ノズル３２ａ，３２ｂから噴射される冷却水７の水量（冷却水量）と、テーブルロール６によって搬送される厚鋼板Ｓの搬送速度とが含まれている。冷却水量が多いほど、厚鋼板Ｓの冷却速度及び温度降下量を大きくすることができる。一方、厚鋼板Ｓの搬送速度が低いほど、厚鋼板Ｓの温度低下量を大きくすることができる。また、これらの操業パラメータを組み合わせることにより、所望の材質を得るための冷却条件として冷却停止温度や冷却速度を制御することができる。
水冷装置３の操業パラメータとして、冷却水量の冷却ゾーン毎のバランス（例えば、上流側の冷却ゾーンで冷却水量を多くし、下流側の冷却ゾーンで冷却水量を少なくする等）を設定してもよい。厚鋼板Ｓの温度域に応じて冷却速度を制御できるからである。さらに、冷却水を噴射する冷却ゾーンの数を設定してもよい。使用する冷却ゾーンの数によって冷却速度を同じにしながら冷却停止温度を制御できるからである。
冷却速度は材質によって種々変更できることが好ましく、軟質のフェライト相を得る観点から表層冷却速度は２９℃／ｓ以下であることが好ましい。より好ましくは１５℃／ｓ以下、さらに好ましくは１０℃／ｓ以下の表層冷却速度で厚鋼板Ｓを冷却するのが好ましい。また表層冷却速度が０．４℃／ｓ未満になると、放冷とほとんど同等の冷却速度となってしまい、生産効率が低下する。そのため表層冷却速度は０．４℃／ｓ以上とするのが好ましい。
図２に示した水冷プロセスの模式図から、膜沸騰状態はいずれ必ず核沸騰状態へ移行し、それ以降温度の下限はおおむね３３０℃から３５０℃であることは先述の通りである。したがって厚鋼板Ｓへの冷却水７の噴射は、好ましくは厚鋼板Ｓの表裏面温度が３５０℃以上、より好ましくは４００℃以上で停止されればよい。
また、図３に示した冷却水の噴射速度Ｖと遷移温度Ｔｔの関係を定式化すると式２のように表される。
これに後述する冷却水を安定的に噴射するための噴射速度を代入すると、Ｖ＝０．４ｍ／ｓでＴｔ＝３５０℃、Ｖ＝０．９ｍ／ｓでＴｔ＝４００℃となる。このことからも、厚鋼板Ｓへの冷却水７の噴射は、好ましくは厚鋼板Ｓの表裏面温度が３５０℃以上、より好ましくは４００℃以上で停止されればよい。
上記温度で冷却停止したのちは核沸騰状態になりやすい。そのため公知の技術で核沸騰状態による急冷却を施すのが好ましい。核沸騰による冷却を維持するためには、冷却ゾーンの最小水量密度が３００Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）以上であることが好ましい。また、高温かつ含熱量の大きい厚鋼板でも確実に核沸騰による急速冷却が行なわれるよう配慮するべきであるため、冷却ゾーンにおける最小水量密度がより好ましくは１０００Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）以上である。さらに好ましくは１５００Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）以上、最も好ましくは２０００Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）以上である。一方冷却ゾーンにおいて、水量密度が４０００Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）よりも大きいと、水量密度を上げても冷却速度がほとんど変化しない。このことから、冷却水の動力など経済性の観点から好ましくないため、最大水量密度は４０００Ｌ／（ｍ２・ｍｉｎ）以下とするのが良い。
さらに、発明者らが鋭意調査した結果、ゾーン内水量密度が同じであった場合、遷移温度は冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の噴射速度と相関を持つことが明らかになった。図３に冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の噴射速度と、遷移温度の関係を示す。冷却水の噴射速度と遷移温度が正の相関をもつことが図から読み取れる。加えて、特許文献１に示された技術のように６００℃までの緩冷却を行なう場合は、噴射される冷却水は３０ｍ／ｓ以下に制御するべきであることも図から読み取れる。したがって、安定して膜沸騰状態を維持するに際しては、冷却水噴射ノズル３２から噴射される冷却水の噴射速度は３０ｍ／ｓ以下、好ましくは２０ｍ／ｓ以下、さらに好ましくは７ｍ／ｓ以下に制御されるべきである。また冷却水噴射ノズル３２から射出される冷却水７を安定的に射出するためには、噴射速度は０．４ｍ／ｓ以上、好ましくは０．９ｍ／ｓ以上に制御されるべきである。
冷却水噴射ノズル３２には、冷却水を所定の噴射速度で均一に噴射できるスプレノズルを使用することができる。その際、冷却水をノズル内部で回転させながら射出するスプレ形式、具体的には、フルコーンスプレや角吹スプレのような形式が好ましい。ノズル内部で水に回転力を与えることによって、冷却水の噴射速度を低減できるからである。十分に噴射速度を低減できるのであれば、スリットタイプのノズルや多孔噴流ノズルやミストノズルを用いてもよい。また冷却ノズルは、冷却水量密度を目標とする冷却速度に応じて種々変更できるものが好ましい。
なお、冷却水噴射ノズル３２の操業条件は、上記に限定されるものではない。すなわち、冷却水噴射ノズル３２を膜沸騰状態の冷却と核沸騰状態の冷却の兼用ノズルとし、所望の材質によって上記条件での膜沸騰状態の冷却と、大流量の冷却水を噴射することによる核沸騰状態の冷却を使い分けても良い。
一般に遷移温度は、厚鋼板Ｓの表裏面に生成する酸化スケールの影響を受けることが知られている。酸化スケールが厚いほど遷移温度が高くなる傾向にあるため、安定して膜沸騰状態を維持するためには、厚鋼板Ｓ表裏面の酸化スケールは除去されるのが好ましい。したがって加熱炉２に装入される前に酸化スケール除去装置で厚鋼板Ｓの表裏面に生成した酸化スケールを除去することが好ましい。なお酸化スケール除去装置として、ショットブラスト装置を用いて厚鋼板Ｓをショットブラスト処理して表裏面の酸化スケールを除去しても良い。また酸洗装置を用いて厚鋼板Ｓを酸洗処理して表裏面の酸化スケールを除去しても良い。さらに研削装置を用いて厚鋼板Ｓを研削して表裏面の酸化スケールを除去しても良い。
酸化スケールの厚さに関して、一般的なミルスケールは１０～５０μｍ程度である。そのような厚さの酸化スケールを持つ厚鋼板Ｓに対して、上記に具体例として挙げた酸化スケール除去処理を施すことにより、酸化スケールを厚さ１μｍ未満まで低減させることができる。したがって加熱炉２に装入される厚鋼板Ｓの表裏面を覆う酸化スケールの厚さは、１μｍ未満であることが好ましい。
なお、酸化スケール除去装置は、必ずしも熱処理設備１と同じライン内に配置される必要はなく、別のラインや別の設備、あるいは別の工場に配置された酸化スケール除去装置を用いてもよい。加熱炉２に装入される厚鋼板Ｓの物流の自由度を高め、生産効率を向上させられるためである。
加熱炉２から抽出された厚鋼板Ｓは、高温状態のまま大気雰囲気にさらされる。したがって加熱炉２から水冷装置３まで搬送されている間に、厚鋼板Ｓの表裏面に酸化スケールが生成する。そのため加熱炉２と水冷装置３の間にデスケーリング装置９を配置し、厚鋼板Ｓの表裏面についた酸化スケールをデスケーリングすることが好ましい。
さらに、デスケーリング装置９と酸化スケール除去装置の両方を配置しても良い。加熱炉２に装入される前に厚鋼板Ｓに生成した酸化スケールを酸化スケール除去装置で除去、加熱炉２から抽出された厚鋼板Ｓに生成した酸化スケールをデスケーリング装置９で除去すれば、スケールを均一かつ容易に除去できる。
酸化スケールの厚さに関して、一般的なミルスケールは１０～５０μｍ程度である。そのような厚さの酸化スケールを持つ厚鋼板Ｓに対して、デスケーリング処理を施すことにより、酸化スケールを厚さ１μｍ未満まで低減させることができる。したがって水冷装置３に進入する厚鋼板Ｓの表裏面を覆う酸化スケールの厚さは、１μｍ未満であることが好ましい。
厚鋼板Ｓは、前述の通り３５０℃以上の温度で停止するよう水冷装置３を通過する。したがって温度計４を、水冷装置３の出側に設置し、水冷装置３によって冷却された厚鋼板Ｓの表面温度を計測することで、厚鋼板Ｓが想定通りに冷却できているかを確認することができる。また加熱温度情報と温度測定結果を併せて、計算や伝熱シミュレーションを行い、水冷中の冷却速度を算出することで、厚鋼板Ｓが想定通りに冷却できているかを確認することもできる。さらに水冷後の厚鋼板Ｓの面内温度分布を測定することで、厚鋼板Ｓが均一に冷却されているかを確認してもよい。
温度計４は、厚鋼板Ｓの幅方向に温度計を走査する方式や厚鋼板Ｓの幅方向に単数もしくは複数の温度計を配置する方式等により、厚鋼板Ｓの温度を計測する装置である。また、温度計４は、厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する。
図１において温度計４は水冷装置３の出側に設置されているが、水冷装置３の冷却後の厚鋼板温度を測定できれば水冷装置３の中に温度計４を設置してもよい。その際、温度計４を厚鋼板Ｓの搬送方向に対して複数台並べて設置し、各冷却ゾーンにおける厚鋼板Ｓの温度を測定してもよい。さらに温度計４を水冷装置３の入側に設置し、厚鋼板Ｓの加熱温度や冷却開始温度を測定しても良い。水冷装置３の入側での厚鋼板Ｓの温度を測温した方が、冷却速度の計算精度が向上するからである。
制御装置１０は、パーソナルコンピュータ等の周知の情報処理装置によって構成される。制御装置１０は、上位コンピュータ１１から厚鋼板Ｓの加熱温度、板厚等のサイズ情報の他、所望の材質を得るために必要な冷却停止温度の目標範囲（目標冷却停止温度）や冷却速度の目標範囲（目標冷却速度）に関する情報を取得する。そして、制御装置１０は、このような条件を実現するための熱処理設備１の操業条件を算出し、水冷装置３の各機器の操業パラメータを決定する。
本実施形態では、図４に示すように、制御装置１０は、コンピュータプログラムを実行することにより、水冷条件演算部１２として機能する。水冷条件演算部１２は、内部モデルに基づいた伝熱計算を行ない、冷却条件として設定される目標冷却停止温度や目標冷却速度を満たすように、使用する冷却ゾーンの数、冷却水量および厚鋼板Ｓの搬送速度を決定する。このようにして決定された冷却水量と厚鋼板Ｓの搬送速度の指令値は、水冷操業条件出力部１３から水冷装置３に送られる。水冷装置３では、冷却水量と厚鋼板Ｓの搬送速度の指令値に基づいて、冷却水ポンプの作動圧や作動台数、冷却水噴射ノズル３２の上流側に設けられたヘッダの本数や流量調整弁の開度、及びテーブルロール６を駆動するモーターの回転速度が決定される。
次に、図１に示す熱処理設備１を用いた本発明の厚鋼板の製造方法について説明する。まず熱処理設備１とは別の熱間圧延ライン（図示せず）で所定の厚み（例えば３０ｍｍ）および幅（例えば２０００ｍｍ）にあらかじめ熱間圧延され、室温になった後に酸化スケール除去装置でスケールを除去した厚鋼板Ｓを加熱炉２に装入する。そして、加熱炉２において厚鋼板Ｓを所定温度まで加熱する。
次いで、厚鋼板Ｓは加熱炉２から抽出され、加熱炉２の出側に設置されている複数のテーブルロール６により搬送されながら、水冷装置３で冷却する。この冷却工程では、板厚と目標とする素材の特性に応じて使用するゾーン数や水量を制御装置１０によって計算し設定するが、ここでは例として図１に示したすべてのゾーンから水を噴射する場合の製造方法を示す。
まず厚鋼板Ｓは、上下７対に配置された冷却水噴射ノズル３２から冷却水７を厚鋼板Ｓに噴射する。これら水冷装置内での水量密度および厚鋼板Ｓの搬送速度は、目標の厚鋼板特性が得られるように、制御装置１０によって設定され、冷却水噴射ノズル３２、およびテーブルロール６に指令されるものである。
この冷却工程を経た厚鋼板Ｓは後工程に供される。水冷装置に、加熱炉２から抽出された厚鋼板Ｓを通板することによって、所望の厚鋼板特性（たとえば、降伏比８０％以下）を確保した厚鋼板を製造することができる。
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、改良を行なうことができる。たとえば図５に示すように、水冷装置３の出側に水切りロール３３を設置し、厚鋼板Ｓ上に滞留した冷却水７を切ってもよい。板上に滞留した冷却水７を除去することによって、所望の冷却停止温度、ひいては特性をより確実に得ることができる。
良好な水切り性を得るために、水切りロール３３の厚鋼板Ｓへの押し付け力は、好ましくは４ｔｏｎ以上、より好ましくは６ｔｏｎ以上、さらに好ましくは８ｔｏｎ以上であるとよい。押し付け力が２０ｔｏｎ以下であれば、水切りロール３３が変形せずより良好な水切り性が得られる。そのため、押し付け力は２０ｔｏｎ以下とすることが好ましい。
水切りロール３３により押し付け力を付与する機構としては、バネ等のスプリング型や、空圧や油圧のような一定の押し付け力を付与可能なもののいずれでも構わない。水切りロール３３のたわみを調整する目的からは、一定の押し付け力を維持できる機構が好ましく、さらには押し付け力を厚鋼板Ｓの長手方向で変更できるような応答性を有する機構が好適である。
図６に示すように、水切りロール３３の代わりに水切りパージノズル３４を配置し、水切りパージ３５を噴射することで、厚鋼板Ｓ上に滞留した冷却水７を切っても良い。水切りパージ３５は液体でも気体であってもよく、それらの混合流体を噴射しても構わない。厚鋼板Ｓの温度偏差をより小さく保つには、気体を用いることが好ましい。さらに、生産コストの観点からは空気を用いることがより好ましい。
図７に示すように、水切りロール３３と水切りパージノズル３４を併用してもよい。また水冷装置３の入側に水切りロール３３および水切りパージノズル３４のどちらかもしくはその両方を配置して、水冷装置３から漏洩する冷却水７を切っても良い。厚鋼板Ｓの冷却開始温度をより正確にコントロールできるからである。
さらに、水冷装置３の入出側に限らず、各冷却ゾーンの入出側に水切りロール３３および水切りパージノズル３４のどちらかもしくはその両方を配置して、各冷却ゾーンを区切ってもよい。冷却ゾーンごとに異なる水量を噴射する際に、冷却水量が異なるゾーンを区切り厚鋼板の温度履歴を確かなものにできるからである。加えてたとえば水冷装置３の最も入側の噴射を停止させ冷却時間を短くするなど、使用するノズル対の数を自由に設定することができる。これにより、冷却される厚鋼板がとれる温度履歴をより多彩なものとし、要求特性に合わせて適切な冷却が行なえる。
図８に示すように、水冷装置３の入出側のいずれかもしくは両方に発明範囲外の水量を噴射することができる大流量冷却水噴射ノズル３６（上側の大流量冷却水噴射ノズル３６ａおよび下側の大流量冷却水噴射ノズル３６ｂ）を設置し、目標とする厚鋼板Ｓの特性に応じてそれらを用いて厚鋼板Ｓを冷却しても良い。大流量冷却水噴射ノズル３６が設置された冷却ゾーン数は、図８においては水冷装置３の入側３ゾーン、出側３ゾーンとなっているが、３ゾーン以外としても効果は損なわれない。
さらに、図９に示すように、水冷装置３内で冷却水噴射ノズル３２と発明範囲外の水量を噴射することができる大流量冷却水噴射ノズル３６とを同一冷却ゾーンに配置してもよい。本発明の緩冷却と発明範囲外の急冷却を組み合わせることによって、さらに多彩な温度履歴をとることができるためである。図９において同一冷却ゾーンに配置された冷却水噴射ノズル３２と大流量冷却水噴射ノズル３６は計７ゾーンとなっているが、７ゾーン以外としても効果は損なわれない。それに加えて水冷装置３の入出側のいずれかもしくは両方に発明範囲外の水量を噴射することができる大流量冷却水噴射ノズル３６を設置してもよい。
以下、本実施形態に係る厚鋼板の製造方法を用いて厚鋼板を製造した実施例を説明する。
図１０に示す設備において、あらかじめショットブラスト加工でスケールを除去した室温状態の厚鋼板（板厚１９ｍｍ、２５ｍｍ、４０ｍｍ×板幅３５００ｍｍ×板長７ｍ）を加熱炉で８４０℃まで窒素雰囲気で加熱した。その後、加熱炉から２．０ｍ離れた位置にある水冷装置で冷却し、降伏比が８０％以下である低降伏比調質鋼を製造した。
冷却対象となる厚鋼板の素材は、実験室で実施した小サンプルの熱サイクル試験で８４０℃まで加熱後、冷却速度６℃／ｓで４５０℃まで冷却したのち、室温まで急速冷却した試験を行ない、組織はフェライト＋ベイナイトとなり、降伏比が７５％となったものである。厚鋼板Ｓの狙いの組織としてはフェライト＋ベイナイトとしたが、その他の試験から板厚方向の一部（例えば、表層近傍）がフェライト＋マルテンサイトとなっていても特性が大きく劣化しないことを確認している。このため、本熱履歴と同じ熱履歴で実際の熱処理設備で厚鋼板を製造した場合、フェライト＋ベイナイトの混相組織となり、降伏比は７５％と予想され、これを目標の組織及び低降伏比とする。なお、降伏比は８０％以下を合格とした。
水冷装置３は加熱炉２の出側に配置されており、その内部には冷却水噴射ノズル３２が上下７対配置されていた。さらにその出側には温度計４が配置されており、冷却後の厚鋼板Ｓの表層温度を測温できるようになっている。温度計４は厚鋼板Ｓの幅方向温度分布を測定する走査型温度計である。厚鋼板全面に対して測定された厚鋼板表面温度のうち、最大値から最小値を差し引いた値を厚鋼板内の温度偏差値として評価した。
全面で均一な厚鋼板を得るためには、全面で均一な冷却速度と冷却停止温度となるよう冷却する必要がある。そのため、厚鋼板面内の特性の均一性を冷却停止温度で評価することとし、厚鋼板内の温度偏差値が±２５℃以内に収まっているものを合格とした。
冷却水噴射ノズル３２としては、フルコーンノズルとフラットスプレノズルの２種類を併用した。なおこれらノズルから噴射される冷却水の速度は、事前に実験室内で測定しており、その結果と操業条件の結果を照合して本発明の範囲内に収まっているかを確認した。
厚鋼板Ｓの製造に際しては、厚鋼板表層における８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度が４℃／ｓ、温度計４時点での厚鋼板表層温度が４５０℃になるよう、冷却水噴射ノズル３２の使用本数と各ゾーンの水量密度、厚鋼板の搬送速度を設定した。また水冷装置３から払い出された厚鋼板Ｓは、後工程である急速冷却に供され、周知の技術で室温まで急速冷却した。
まず初めに、水量密度と冷却速度の関係を把握するために、厚鋼板Ｓを１０００℃まで高温加熱したのち、６５０℃まで水冷する予備実験を行なった。厚鋼板Ｓを窒素雰囲気の加熱炉２で１０００℃まで加熱した後、水冷装置３で冷却を行った。水冷装置３出側の温度計４における厚鋼板Ｓの表層温度が６５０℃±２５℃、厚鋼板Ｓの表層における８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度が４～１０℃／ｓとなるように、冷却水噴射ノズル３２の使用本数と各ゾーンの水量密度、厚鋼板の搬送速度を設定した。
また、冷却水噴射ノズル３２としては、フルコーンノズルとフラットスプレノズルの２種類を使用し、それぞれの結果を比較した。また水冷装置３出側の温度計４で測定した厚鋼板Ｓの表層温度と厚鋼板Ｓの加熱温度をもとに１次元の伝熱シミュレーションを実施し、厚鋼板Ｓの表層における８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度を計算した。
水冷装置３内の冷却ゾーンの水量密度と冷却速度の関係は図１１に、水量密度と噴射速度の関係は図１２に示す通りとなった。すなわち、水量密度と冷却速度の関係はスプレの種類によって変化しない。一方で水量密度と噴射速度の関係は異なり、同じ水量密度で噴射するにしてもフルコーンノズルの方がフラットスプレノズルよりも冷却水の噴射速度が低かった。
次に、降伏比が８０％以下である低降伏比調質鋼を製造した。厚鋼板Ｓを窒素雰囲気の加熱炉２で８４０℃まで加熱した後、水冷装置３で冷却を行った。水冷装置３出側の温度計４における厚鋼板Ｓの表層温度が４５０℃±２５℃、厚鋼板Ｓの表層における８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度が６℃／ｓとなるように、冷却水噴射ノズル３２の使用本数と各ゾーンの水量密度、厚鋼板の搬送速度を設定した。なお冷却水噴射ノズル３２の使用本数と各ゾーンの水量密度、厚鋼板の搬送速度は、先述の冷却速度測定実験の結果を用いて設定した。冷却水噴射ノズル３２としては、フルコーンノズルとフラットスプレノズルの２種類を使用し、それぞれの結果を比較した。
また、水冷装置３出側の温度計４で測定した厚鋼板Ｓの表層温度と厚鋼板Ｓの加熱温度をもとに１次元の伝熱シミュレーションを実施し、厚鋼板Ｓの表層における８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度を計算した。水冷装置３から払い出された厚鋼板Ｓは、後工程である急速冷却に供され、周知の技術で室温まで急速冷却した。そののち、製造した厚鋼板Ｓから小サンプルを採取し、引張試験を行ない降伏比を測定するとともにミクロ組織を観察した。
表１に厚鋼板Ｓの製造条件および特性評価試験の結果を示す。表中の「組織」におけるＦはフェライトを、Ｂはベイナイトを、Ｍはマルテンサイトを意味し、「冷却停止温度」における「Ｒ．Ｔ．」は室温を意味する。
実施例１～３は、フルコーンスプレノズルを用いて冷却水の噴射速度を低減させて、水冷を行なった条件である。狙い通りの冷却速度と冷却停止温度で厚鋼板Ｓを冷却でき、降伏比は合格範囲内となった。冷却水の噴射速度を低減させたことにより、遷移温度が低減して膜沸騰状態を低温まで維持することができ、８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度を低温まで維持することができたためと考えられる。
実施例４はショットブラストによる厚鋼板表層のスケール除去を行なわなかった条件である。ほぼ狙い通りの冷却速度と冷却停止温度で厚鋼板Ｓを冷却できているが、スケール除去を行なった実施例１と比較して厚鋼板幅方向の温度偏差が拡大した。スケールが生成していた部分の沸騰遷移温度が上昇し、部分的に核沸騰化して冷却速度が増加していたためと考えられる。
比較例１～３は、フラットスプレノズルを用いて冷却水の噴射速度を発明の範囲外まで増速させて、水冷を行なった条件である。冷却条件は先述の冷却速度測定実験の結果を用いて設定したが、冷却停止温度は室温まで低下してしまった。そのため、正確な冷却速度は不明であった。そのためゾーン数を短くして別途冷却速度を同定する試験を行なった結果、冷却速度は本発明の範囲外まで増加していた。また冷却速度が高かったため、降伏比は合格範囲外となってしまった。沸騰遷移温度が向上して冷却が核沸騰状態となり、８００℃から６５０℃までの範囲の平均冷却速度を低温まで維持できなかったためと考えられる。
比較例４は、フラットスプレノズルを用いて冷却水の噴射速度を発明の範囲外まで減速させて、水冷を行なった条件である。冷却速度は空冷とほとんど同等だった。また厚鋼板の幅方向温度偏差が不合格となった。スプレの噴射流速が低くなり、冷却水を安定的に噴射できずに、スプレ直下にのみ水が集中したためと考えられる。
１ 熱処理設備（厚鋼板の製造設備）
２ 加熱炉
３ 水冷装置
４ 温度計
５ 冷却ゾーン
６ テーブルロール
７ 冷却水
９ デスケーリング装置
１０ 制御装置
１１ 上位コンピュータ
１２ 水冷条件演算部
１３ 水冷操業条件出力部
３２ 冷却水噴射ノズル
３２ａ 上側の冷却水噴射ノズル
３２ｂ 下側の冷却水噴射ノズル
３３ 水切りロール
３４ 水切りパージノズル
３５ 水切りパージ
３６ 大流量冷却水噴射ノズル
３６ａ 上側の大流量冷却水噴射ノズル
３６ｂ 下側の大流量冷却水噴射ノズル
Ｓ 厚鋼板
２ 加熱炉
３ 水冷装置
４ 温度計
５ 冷却ゾーン
６ テーブルロール
７ 冷却水
９ デスケーリング装置
１０ 制御装置
１１ 上位コンピュータ
１２ 水冷条件演算部
１３ 水冷操業条件出力部
３２ 冷却水噴射ノズル
３２ａ 上側の冷却水噴射ノズル
３２ｂ 下側の冷却水噴射ノズル
３３ 水切りロール
３４ 水切りパージノズル
３５ 水切りパージ
３６ 大流量冷却水噴射ノズル
３６ａ 上側の大流量冷却水噴射ノズル
３６ｂ 下側の大流量冷却水噴射ノズル
Ｓ 厚鋼板
Claims (11)
- 厚鋼板の水冷を行う厚鋼板の製造方法であって、
前記厚鋼板の搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有する水冷装置を用いて、
前記冷却水噴射ノズルの冷却水の噴射速度を０．４ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下として前記厚鋼板の水冷を行い、
前記水冷装置内での前記厚鋼板の表層冷却速度を０．４℃／ｓ以上４．１℃／ｓ以下とする、厚鋼板の製造方法。 - 前記水冷の前に前記厚鋼板のデスケーリングを行う、請求項１に記載の厚鋼板の製造方法。
- 前記水冷の前に前記厚鋼板の酸化スケール除去処理及び加熱を行う、請求項１に記載の厚鋼板の製造方法。
- 前記水冷の後に前記厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する、請求項１に記載の厚鋼板の製造方法。
- 前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量を制御することによって前記表層冷却速度を制御する、請求項１に記載の厚鋼板の製造方法。
- 前記冷却水噴射ノズルの本数および前記厚鋼板の搬送速度を制御することによって前記厚鋼板の冷却停止温度を制御し、前記冷却停止温度を前記厚鋼板の表層温度にして３５０℃以上とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の厚鋼板の製造方法。
- 厚鋼板の水冷を行う厚鋼板の製造設備であって、
前記厚鋼板の搬送方向に沿って配置された少なくとも上下１対の冷却水噴射ノズルを複数組有する水冷装置と、
前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水の噴射速度を０．４ｍ／ｓ以上３０ｍ／ｓ以下に制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は前記水冷装置内での前記厚鋼板の表層冷却速度を０．４℃／ｓ以上４．１℃／ｓ以下に制御する、厚鋼板の製造設備。 - 前記水冷装置の入側にデスケーリング装置を更に備える、請求項７に記載の厚鋼板の製造設備。
- 前記水冷装置の出側に前記厚鋼板の上下面のいずれか一方の面または両方の面の温度を測定する温度計を更に備える、請求項７に記載の厚鋼板の製造設備。
- 前記制御装置は前記冷却水噴射ノズルから噴射される冷却水量を更に制御する、請求項７に記載の厚鋼板の製造設備。
- 前記制御装置は、前記冷却水噴射ノズルの本数および前記厚鋼板の搬送速度を制御する、請求項７～１０のいずれか１項に記載の厚鋼板の製造設備。
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