KR102310881B1 - 열연 강판의 냉각 장치, 및 열연 강판의 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

열간 압연 공정의 마무리 압연 후에 열연 강판의 하면을 적절히 냉각함으로써, 당해 열연 강판의 압연 방향 및 판폭 방향에 있어서 온도의 균일성을 향상시키는 것을 목적으로 하고, 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에, 반송 롤 상을 반송되는 열연 강판의 하면을 냉각하는 냉각 장치로서, 강판 반송 영역의 하면의 판폭 방향의 전체 영역 및 압연 방향의 소정 길이로 획정되는 냉각 영역을 전체 냉각 영역으로 하고, 전체 냉각 영역을 판폭 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역인 폭 분할 냉각대와, 폭 분할 냉각대를 압연 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 냉각 영역인 분할 냉각면과, 분할 냉각면의 각각의 하면에 냉각수를 분사하는 적어도 1개의 냉각수 노즐과, 냉각수 노즐로부터 분사되는 냉각수의, 분할 냉각면으로의 충돌 및 비충돌을 전환하는 전환 장치와, 판폭 방향의 온도 분포를 측정하는 폭 방향 온도계와, 폭 방향 온도계의 측정 결과에 의거해, 전환 장치의 동작을 제어하는 제어 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치로 한다.

Description

열연 강판의 냉각 장치, 및 열연 강판의 냉각 방법

본 발명은, 열간 압연 공정의 마무리 압연 후, 반송 롤 상을 반송되는 열연 강판의 하면을 냉각하는 냉각 장치, 및, 당해 냉각 장치를 이용하는 냉각 방법에 관한 것이다.

근년의 자동차의 경량화에 수반하여, 열연 강판 중 고장력 강판의 수요가 높아지고 있으며, 열연 강판에 요구되는 품질이 한층 높아지고 있다. 특히 근년에는, 단순히 높은 강도뿐만 아니라, 프레스 성형성이나 구멍 확장성 등의 뛰어난 가공성이나, 인장 강도나 가공성 등의 기계적 특성의 불균형을 강판의 전체 영역에 걸쳐서 소정의 범위 내에 넣는 것 등도 아울러 요구되고 있다.

그러나, 마무리 압연 후의 냉각시, 여러 가지의 요인으로 열연 강판의 판폭 방향으로 불균일 온도 분포가 발생하는 경우가 있다. 구체적인 예로는, 열연 강판의 압연 방향으로 연신하는 줄기 형상의 불균일 온도 분포가 판폭 방향으로 발생하는 것을 들 수 있다. 요인은 몇 가지 있으며, 마무리 압연 후의 냉각에 들어가기 전에 있어서의, 마무리 압연 및 마무리 압연 전에 행해지는 디스케일링으로 남은 스케일에 의한 것, 마무리 압연시에 살포되고 남은 윤활재의 판폭 방향 분포에 의한 것, 마무리 압연기의 스탠드 사이에 설치된 냉각수 스프레이의 불균일성에 의한 것, 및, 가열로 기인에 의한 것 등을 들 수 있다. 또, 마무리 압연 후의 냉각에 들어가고 나서도, 냉각 장치의 메인터넌스 불량에 의한 불균일 온도 분포의 발생 등이 있다.

그런데, 열연 강판의 제조 프로세스에 있어서, 상기와 같은 최종적인 제품의 특성에 크게 영향을 주는 인자 중 1개로서, 권취 온도가 있다. 따라서, 강판의 품질 향상을 위해서는, 강판의 전체 영역에 걸쳐서 권취 온도의 균일성을 높이는 것이 중요하다. 여기서, 권취 온도란, 마무리 압연 후의 냉각 공정의 후이고 강판이 권취될 때의 권취 장치 직전에 있어서의 강판의 온도이다.

일반적으로, 마무리 압연 후의 800℃~900℃의 고온 강판에 냉각수를 분사하는 냉각 공정에 있어서는, 강판 온도가 약 600℃ 이상인 동안은, 막 비등에 의해 발생하는 증기가 안정적으로 강판 표면을 덮는다. 그로 인해, 냉각수에 의한 냉각 능력 자체는 작아지나, 강판을 전체면에 걸쳐서 균일하게 냉각시키는 것이 비교적 용이해진다.

그러나, 특히 강판 온도가 550℃를 밑도는 부근으로부터, 강판 온도의 저하와 더불어 발생하는 증기의 양은 감소한다. 그리고, 강판 표면을 덮고 있던 증기막이 붕괴되기 시작하여, 증기막의 분포가 시간적 및 공간적으로 변화하는 천이 비등역이 된다. 그 결과, 냉각의 불균일성이 증가하여, 강판의 판폭 방향 및 압연 방향에 있어서의 온도 분포의 불균일성이 급격하게 확대되기 쉬워진다. 이로 인해, 강판 온도의 컨트롤이 어려워지고, 강판 전체를 목표했던 권취 온도로 냉각을 끝내는 것이 곤란해진다.

한편, 강도와 가공성을 양립시킨 뛰어난 특성을 갖는 제품을 제조하기 위해서는, 권취 온도를 500℃ 이하의 저온역에까지 저하시키는 것이 효과적이다. 그로 인해, 판폭 방향 및 길이 방향의 분포도 포함하여 강판 전체에 걸치는 권취 온도의 불균일성을, 목표로 하는 온도에 대해서 소정의 범위 내에 넣는 것이 매우 중요하다. 이들의 관점에서, 권취 온도를 제어하기 위한 발명이 지금까지 수많이 이루어져 왔다.

이들의 발명 중에서 많은 것은, 냉각 장치 자체에 기인하여 발생하는 불균일 냉각에 대한 대책 방법 및 수단에 관한 것이다. 특히 열연 강판에서는, 강판의 상면측에 분사한 냉각수가 강판 상에 체류함으로써 생기는 판폭 방향의 불균일 냉각이 큰 문제가 되기 때문에, 각종의 대책이 이루어지고 있다. 또, 이 이외에는, 냉각 장치 이외의 요인, 특히 냉각 전의 판폭 방향 및 길이 방향의 불균일 온도 분포, 혹은 강판 표면의 거침이나 스케일 두께 등의 표면 성상의 불균일에 의해서 생기는 불균일 냉각의 저감을 과제로 하는 것이 많이 보여진다. 즉, 특히 권취 온도가 저온역인 경우에, 냉각 전의 불균일 온도 분포에 의해, 온도가 낮은 부분에 있어서 먼저 증기막이 붕괴되어 천이 비등역에 들어가 급랭되기 때문에, 냉각 후의 온도 편차가 냉각 장치의 입구측의 온도 편차보다 확대해 버리는 문제가 생긴다. 또, 표면 성상의 불균일의 영향도 동일하게, 표면 거침이 큰 개소, 혹은 스케일이 두꺼운 개소에 있어서 선택적으로 증기막이 먼저 붕괴되어, 역시 냉각 후에 냉각 장치의 입구측에서의 수배에까지 온도 편차가 확대해 버리는 문제가 생긴다.

이 냉각 전의 온도 및 표면 성상의 불균일이 원인으로 발생하는 불균일 냉각의 대책으로서 가장 바람직한 것은, 냉각 전에 이들의 불균일이 충분히 작아지도록 어떠한 수단을 실시하는 것이다. 실제로, 이러한 대책에 관한 발명도 많이 이루어지고 있다. 그러나, 열연 강판의 제조 라인과 같은 대량 생산 설비에 있어서는, 생산성이나 비용면도 중요하다. 비록 냉각 전의 온도 및 표면 성상의 불균일성을 개선하는 대책이 존재했다고 해도, 전체적인 비용 밸런스를 도모하는 중에서, 냉각 전의 불균일성 개선 대책을 냉각 후의 문제가 완전히 없어질 때까지 철저하게 실시하는 것은, 현실적으로는 매우 어렵다. 또, 표면 성상의 불균일성의 발생의 원인은 메커니즘적으로 해명되어 있지 않은 부분이 많아, 발본적인 대책이 견출되어 있지 않은 케이스도 있다.

그래서, 냉각 전의 불균일성에 대처하는 또 하나의 수단으로서, 냉각 전 혹은 냉각 도중의 온도 분포 정보를 바탕으로, 저온부에 대해서 선택적으로 냉각량을 제한하거나, 혹은 고온부에 대해서 냉각량을 증가함으로써, 냉각 후의 온도 분포를 균일화하는 것이 생각된다. 또, 이하와 같이 하여 냉각 후의 온도 분포를 균일화할 수 있다고도 생각된다. 즉, 스케일 등 표면 성상의 불균일은, 반드시 냉각 전의 온도 분포 정보로는 파악할 수는 없다. 그러나, 냉각 도중의 온도 분포에는 그 영향이 드러나는 것이 많다. 따라서, 적당한 타이밍, 즉 증기막의 붕괴가 본격적으로 진행되어 치명적인 불균일 온도 분포가 생기기 전의 타이밍에서 온도 분포를 측정하고, 그 정보를 바탕으로 냉각량을 제어함으로써, 냉각 후의 온도 분포를 균일화할 수 있다고 생각된다.

그래서, 이하에 개시하는 발명이 지금까지 이루어져 왔다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 파일럿압에 의해서 개폐하는 개폐 밸브를 내장한 분사 노즐을 배열한 스프레이 헤더에 있어서, 각각의 분사 노즐의 개폐 밸브를 온, 오프하는 파일럿압을 공급하는 컨트롤 실린더를 설치하고, 이 컨트롤 실린더 내의 내압을 가변 모터로 회전시킨 나사 상을 이동하는 피스톤 로드의 위치에서 제어함으로써 분사 노즐의 냉각수의 분출을 제어하는 스프레이 폭 제어 장치에 의한 강판의 냉각 방법에 있어서, 스프레이 헤더에 설치된 복수의 분사 노즐 중에서, 미리 설정된 특정의 분사 노즐로의 개폐 밸브에 대한 작동용 파일럿압을 조정함으로써 에지 마스크, 혹은, 프런트와 테일 마스크를 형성하는 것을 특징으로 하는 강판의 냉각 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 강관을 향해서 분출한 냉각수에 유체를 분사하여 냉각수의 흐름을 강관에 부딪히지 않는 방향으로 바꾸는 분사 장치와, 이 분사 장치에 의해 흐름 방향을 바꾼 냉각수를 받는 통을 구비한 강관의 냉각 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 3에는, 판형상 수류를 뿜어올리는 슬릿을 갖는 원관 형상 헤더와, 뿜어올린 수류의 폭 방향 단부로부터 폭 방향 중앙을 향해 점차 수류를 차폐하는 오목부가 형성되고, 상기 헤더와 동심으로 회전 가능한 폭 조정체를 구비한 열간 압연재의 냉각 장치가 개시되어 있다.

또, 특허문헌 4에는, 냉각 장치에 있어서, 열연 강판에 냉각제를 첨가하기 위한 노즐이 열연 강판의 상면 및 하면의 양측에 폭 방향으로 복수 설치되어 있고, 이들 노즐이, 특히 높은 온도가 검출 가능한 위치에 냉각제가 첨가되는 양식으로 제어되는 것이 개시되어 있다. 이 냉각 장치에는, 또한 복수의 온도 센서가 폭 방향으로 설치되어 있고, 이들 온도 센서가 열연 강판의 폭 방향의 온도 분포를 검출하며, 온도 센서의 신호에 의거해 의존하여, 노즐로부터의 냉각제량을 제어 가능하게 구성되어 있다.

특허문헌 5에는, 냉각 장치에 있어서, 복수 개의 냉각수 공급 노즐군을 직선 형상으로 배열한 냉각수 헤더가 열연 강판의 상방, 또한 폭 방향으로 복수 개 배치되어 있고, 판폭 방향의 온도 분포를 검지하는 온도 분포 센서로 계측된 온도 분포에 의거해, 냉각수의 유량을 제어하는 것이 개시되어 있다. 구체적으로는, 이들 냉각수 헤더에는 온 오프 제어 밸브가 설치되고, 온 오프 제어 밸브에 의해서 냉각수가 제어된다.

일본국 특허공개 평7-314028호 공보 일본국 실용신안 공개 소58-81010호 공보 일본국 특허공고 소62-25049호 공보 일본국 특허공표 2010-527797호 공보 일본국 특허공개 평6-71328호 공보

열연 강판은, 강판의 반송 속도(≒권취 속도)가 수m/s~20수m/s로 매우 빠르다. 이로 인해, 상술의 압연 방향의 냉각 전 및 냉각 도중의 강판의 불균일 온도 분포에 따라, 냉각수 노즐로부터의 냉각수 분사의 개시 및 정지를 전환하기 위해서는, 전환의 응답 시간을 극력 짧게 하여, 고속으로 제어할 필요가 있다.

또, 냉각 전 및 냉각 도중의 강판의 판폭 방향에 있어서의 불균일 온도 분포를 해소하기 위해서는, 판폭 방향을 따라서 늘어놓은 냉각수 노즐로부터의 냉각수의 분사의 개시 및 정지의 전환을, 개개에 혹은 복수 개 단위로 개별적으로 고속으로 행할 필요가 있었다. 그러나, 종래의 열연 강판의 냉각 공정에서 사용되고 있는 냉각 장치의 상기 응답 시간은 1초~3초 정도이다. 이로 인해, 응답 시간의 도중에도 열연 강판이 10m~수십m 반송되어 버린다. 따라서, 특히 압연 방향으로 약 10m 이하의 피치로 변화하는 강판의 불균일 온도 분포에 대해서는, 냉각 후의 불균일 온도 분포 확대를 충분히 억제할 수 없었다.

특허문헌 1에 개시되어 있는 기술에서는, 파일럿압에 의해서 개폐하는 개폐 밸브를 내장하는 노즐을 판폭 방향으로 늘어놓는다. 그리고, 냉각수 분사의 OFF에 필요한 파일럿압을 공급하는 범위를 판폭 방향에 미리 설치된 범위 내에서 선택 가능하게 하여, 선택적으로 냉각수 분사를 정지 가능하게 한다. 이로써, 강판의 에지나 선후단의 저온부에 대응하여, 냉각수 분사를 ON/OFF 제어하는 것을 가능하게 하고 있다.

그러나, 냉각수 분사의 ON/OFF의 응답 시간은 피스톤 로드의 이동 속도에 의존한다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 기술은, 나사의 회전에 의한 이동 때문에 이동량이 적어, 1초간에 약 3회 이상의 ON/OFF 제어를 하는 것은 곤란하다. 따라서, 세세한 피치(예를 들어 10m 이하)의 불균일 온도 분포에 대응하기에는 한계가 있었다.

또, 특허문헌 2에 개시된 기술에서는, 강관을 냉각하는 냉각수의 수류의 방향을 바꾸어 냉각하지 않는 상태를 실현하는 것이 개시되어 있으나, 이 전환 기술만으로는 강판의 판폭 방향에 있어서 임의의 위치의 온도 제어를 할 수 없었다.

특허문헌 3에 개시된 기술에서는, 강판의 단부에 냉각수류가 부딪히지 않도록 차폐판을 회전시키고 있으나, 강판의 판폭 방향에 있어서 임의의 위치의 온도 제어를 할 수 없었다.

또, 특허문헌 4에 기재된 냉각 장치에서는, 노즐로부터의 냉각제량을 판폭 방향으로 제어하는 것은 개시되어 있으나, 구체적으로 어떠한 방법으로 냉각제량을 제어하는지는 개시가 없다. 즉, 특허문헌 4의 도 8에는, 노즐이 판폭 방향으로 늘어놓아 배치된 모습이 도시되어 있으나, 그 노즐에 접속되는 배관의 상류측에서, 냉각제가 어떻게 제어되는지는 개시되어 있지 않다. 예를 들어 노즐에 접속되는 배관에 냉각제가 채워져 있지 않은 상태인 경우, 단순히 냉각제량을 제어하는 것만으로는, 노즐로부터 냉각제를 첨가할 때의 응답성이 나쁘다. 강판의 반송 속도는, 수m/s~20수m/s로 매우 빠르기 때문에, 상술의 길이 방향의 냉각 전 및 냉각 도중의 강판의 불균일 온도 분포에 따라, 일부의 냉각수 노즐로부터의 냉각수 분사의 개시 및 분사의 정지를 전환하여 강판에 충돌시키는 냉각수의 양을 제어하기 위해서는, 냉각수를 분사하고 있는 상태로부터 분사의 정지로의 전환, 및 냉각수의 분사를 정지하고 있는 상태로부터 분사의 개시로의 전환에 필요로 하는 시간, 즉 응답 시간을 극력 짧게하여, 고속으로 제어 가능하게 할 필요가 있다.

또, 특허문헌 4에는, 판폭 방향의 냉각제량의 제어는 개시되어 있으나, 압연 방향의 냉각제의 제어에 대해서는 개시가 없다. 이러한 경우, 열연 강판의 압연 방향으로 연신하는 줄기 형상의 불균일 온도 분포를 억제하는 것은 곤란하다. 게다가, 당해 상면에는 판상수가 존재하여, 열연 강판의 판폭 방향 온도를 충분히 제어할 수 없다. 이상을 감안하면, 특허문헌 4에 기재된 냉각 장치에서는, 열연 강판의 판폭 방향 온도의 충분한 균일화는 도모되지 않으며, 개선의 여지가 있다.

특허문헌 5에 기재된 냉각 장치에서는, 상술한 특허문헌 4와 동일한 문제가 있다. 즉, 온 오프 제어 밸브에 의해서 냉각수가 제어되고 있고, 상술과 동일하게 역시, 예를 들어 노즐에 접속되는 배관에 냉각수가 항상 채워져 있지 않은 상태에서는 응답성이 나쁘다. 또, 냉각수 헤더는 판폭 방향으로는 복수 설치되어 있으나, 압연 방향으로는 1개 설치되어 있을 뿐이며, 열연 강판에 대해서 압연 방향의 온도 제어는 불가능하고, 줄기 형상의 불균일 온도 분포를 억제하는 것은 곤란하다.

게다가, 특허문헌 5의 냉각 장치에서는, 열연 강판의 상면에 냉각수를 분사하여 냉각하는 것인데, 당해 상면에는 판상수가 존재하여, 열연 강판의 판폭 방향 온도를 충분히 제어할 수 없다. 또한 이 판상수를 적절히 수절(水切)하지 않으면, 온도 분포 센서에 의한 온도 측정을 정확하게 행할 수 없으며, 온도 제어에 개선의 여지가 있다.

이상을 감안하면, 종래의 냉각 장치와 냉각 방법에서는, 열연 강판의 압연 방향 및 판폭 방향 온도의 균일화는 곤란했다.

또, 고장력 강판의 재질 특성은, 냉각의 영향을 크게 받는다. 고장력 강판은, 최종적인 제품의 특성에 미치는 권취 온도의 영향이 종래재보다 크기 때문에, 종래재에서는 신경쓰이지 않았던 정도의 불균일 온도 분포가, 고장력 강판의 강도에 크게 영향을 준다. 그러므로, 고장력 강판을 제조할 때에는, 종래재의 제조시보다 정밀도가 높은 냉각 제어를 행하는 것이 요구된다. 지금까지 제안되고 있는, 강판의 상면측으로부터 공급한 냉각수에 의해서 강판의 냉각 온도를 제어하고자 하는 기술에는, 예를 들어 이하와 같은 문제가 있다.

(1) 강판의 상면측으로부터 공급한 냉각수는, 강판의 상면에 충돌한 후, 강판의 상면에 체류하여, 판상수가 된다. 상면측으로부터 냉각수를 공급하면, 특히 강판 온도가 550℃를 밑도는 온도 영역에서는, 냉각수를 충돌시킨 개소에 더해, 판상수에 의해서도, 강판이 냉각된다. 고장력 강판에서는, 이 영향이 특히 크기 때문에, 종래재보다 불균일 온도 분포가 커진다.

(2) 강판의 상면측으로부터 공급한 냉각수는, 강판의 상면에 충돌한 후, 그 일부가 강판의 판폭 방향으로 흐른다. 이 판폭 방향으로 흐른 물이, 강판의 상면측으로부터 공급된 냉각수와 간섭한다. 그로 인해, 상면측으로부터 공급한 냉각수에 의해서, 강판의 판폭 방향 온도를 고정밀도로 제어하는 것은 곤란하다.

(3) 강판의 상면측으로부터 공급한 냉각수에 의해서 정밀도가 높은 냉각 온도 제어를 행하기 위해서는, 수절 설비를 이용하여 판상수를 제거할 필요가 있다. 온도의 측정 정밀도를 높이기 쉽게 하기 위해서, 온도계는 수절 설비의 영향을 받기 어려운 개소, 즉, 냉각수를 분사하는 냉각수 노즐로부터 압연 방향으로 떨어진 위치에 설치된다. 그 결과, 온도가 측정되고 나서 물이 충돌할 때까지의 시간이 길어지고, 이 시간 내의 온도 변화가 커지기 때문에, 냉각 온도의 제어 정밀도가 저하한다.

이상과 같이, 강판의 상면측으로부터 공급한 냉각수에 의해서 강판의 판폭 방향 냉각 온도를 제어하고자 하는 종래 기술에서는, 고장력 강판을 제조할 때에 요구되는 레벨의 정밀도가 높은 판폭 방향 온도 제어를 행하는 것은 곤란했다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에 열연 강판의 하면을 적절히 냉각함으로써, 당해 열연 강판의 압연 방향 및 판폭 방향에 있어서 온도의 균일성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태는, 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에, 반송 롤 상을 반송되는 열연 강판의 하면을 냉각하는 냉각 장치로서, 강판 반송 영역의 하면의 판폭 방향의 전체 영역 및 압연 방향의 소정 길이로 획정(劃定)되는 냉각 영역을 전체 냉각 영역으로 하고, 전체 냉각 영역을 판폭 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역인 폭 분할 냉각대와, 폭 분할 냉각대를 압연 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 냉각 영역인 분할 냉각면과, 분할 냉각면의 각각의 하면에 냉각수를 분사하는 적어도 1개의 냉각수 노즐과, 냉각수 노즐로부터 분사되는 냉각수의, 분할 냉각면으로의 충돌 및 비충돌을 전환하는 전환 장치와, 판폭 방향의 온도 분포를 측정하는 폭 방향 온도계와, 폭 방향 온도계의 측정 결과에 의거해, 전환 장치의 동작을 제어하는 제어 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치이다.

여기서, 「냉각수 노즐로부터 분사되는 냉각수의, 분할 냉각면으로의 충돌 및 비충돌」 중, 「분할 냉각면으로의 충돌」이란, 분할 냉각면에 열연 강판의 하면이 존재하는 경우에 냉각수가 당해 열연 강판의 하면에 충돌하는 냉각수의 분사를 의미한다. 한편, 「분할 냉각면으로의 비충돌」이란, 분할 냉각면에 열연 강판의 하면이 존재하는 경우에 냉각수가 당해 열연 강판의 하면에 충돌하지 않는 상태를 의미한다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에 있어서, 냉각수 노즐은, 분할 냉각면마다 대응한 냉각수 노즐이 1개 이상 배치되어도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치의 인접하는 분할 냉각면들에 있어서, 배치되는 냉각수 노즐의 수가 압연 방향에서 서로 상이해도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에 있어서, 폭 분할 냉각대에 포함되는 분할 냉각면 각각의 압연 방향 길이가, 압연 방향에서 서로 상이해도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에 있어서, 분할 냉각면의 압연 방향 길이는, 반송 롤간 길이의 배수여도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에 있어서, 판폭 방향에 있어서의 복수의 냉각수 노즐의 배치는, 판폭 방향으로 서로 이웃하는 냉각수 노즐의 중심간 거리가 모두 동일 거리가 되도록 배치되어도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에서는, 동일한 분할 냉각면을 냉각하기 위한 복수의 냉각수 노즐이 배치되고, 전환 장치는, 동일한 분할 냉각면에 대한 복수의 냉각수 노즐의, 동일한 분할 냉각면으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을 전환하는 전환 제어 계통을 통합하여 동시에 제어할 수 있다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에 있어서, 전환 장치가, 냉각수 노즐로 공급되는 냉각수가 흐르는 배관에 설치된, 냉각수를 공급하는 급수 헤더와, 냉각수를 배수하는 배수 헤더 또는 배수 에리어와, 급수 헤더와 배수 헤더 또는 배수 에리어의 사이에서 냉각수의 흐름을 전환하는 밸브를 구비하도록 구성할 수 있다.

이때, 밸브는 삼방 밸브여도 되고, 삼방 밸브를 반송 롤의, 판폭 방향의 측방에 설치됨과 더불어, 냉각수 노즐의 선단과 동일 높이에 배치해도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에서는, 전환 장치가, 냉각수 노즐에 공급되는 냉각수가 흐르는 배관에 설치된, 냉각수를 공급하는 급수 헤더와, 냉각수를 배수하는 배수 에리어와, 냉각수 노즐로부터 분사되고 있는 냉각수의 분사 방향을 바꾸는 수단과, 분사 방향 변경시에는 냉각수가 분할 냉각면에 충돌하지 않도록 차폐하는 수단을 구비하고, 냉각수의 분사 방향을 바꾸는 수단에 의해 냉각수의, 분할 냉각면의 하면으로의 충돌 및 비충돌을 전환 가능하게 해도 된다.

상기 제1 양태의 열연 강판의 냉각 장치에서는, 폭 방향 온도계는, 전체 냉각 영역의 압연 방향 상류측 및 압연 방향 하류측 중 적어도 한쪽에 설치되고, 또한, 폭 분할 냉각대마다 설치할 수 있다. 이때, 폭 방향 온도계를 강판 반송 영역의 하면측에 배치해도 된다.

본 발명의 제2 양태는, 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에, 반송 롤 상을 반송되는 열연 강판의 하면을 냉각하는 냉각 방법으로서, 강판 반송 영역의 하면의 판폭 방향의 전체 영역 및 압연 방향의 소정 길이로 획정되는 냉각 영역을 전체 냉각 영역으로 하고, 전체 냉각 영역을 판폭 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역을 폭 분할 냉각대로 하며, 폭 분할 냉각대를 압연 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 냉각 영역을 분할 냉각면으로 하고, 열연 강판의 판폭 방향의 온도 분포를 측정하여, 온도 분포의 측정 결과에 의거해 분할 냉각면마다 냉각수 노즐에 의한 열연 강판으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을 판폭 방향 및 압연 방향의 각각에 있어서 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 방법이다.

상기 제2 양태에서는, 동일한 분할 냉각면에 대해서 냉각수를 분사하는 냉각수 노즐이 복수 구비되고, 당해 복수의 냉각수 노즐에 의한 동일한 분할 냉각면에 존재하는 열연 강판으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을, 복수의 냉각수 노즐을 통합하여 동시에 제어해도 된다.

상기 제2 양태에서는, 냉각수 노즐로 공급되는 냉각수가 흐르는 배관에 설치된, 냉각수를 공급하는 급수 헤더와, 냉각수를 배수하는 배수 헤더 또는 배수 에리어와, 급수 헤더와 배수 헤더 또는 배수 에리어의 사이에서 냉각수의 흐름을 전환하는 밸브를 구비하고, 열연 강판의 판폭 방향의 온도 분포의 측정 결과에 의거해, 밸브의 개폐를 제어하여 분할 냉각면마다 냉각수 노즐에 의한 열연 강판으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을 판폭 방향 및 압연 방향의 각각에 있어서 제어해도 된다.

여기서, 상기 밸브는, 상기 급수 헤더로부터 공급되는 냉각수를, 상기 냉각수 노즐이 설치된 중간 헤더에 공급하는 삼방 밸브이며, 냉각수 노즐로부터의 냉각수에 의해서 열연 강판의 하면을 냉각하지 않는 중간 헤더에 대해서는, 당해 냉각수 노즐로부터의 냉각수가 열연 강판의 하면에 충돌하지 않을 정도로 계속 나오도록 삼방 밸브의 개도를 제어해도 되고, 냉각수 노즐로부터의 냉각수에 의해서 열연 강판의 하면을 냉각하는 중간 헤더에 대해서는, 냉각수 노즐로부터의 냉각수가 열연 강판의 하면에 충돌하도록 삼방 밸브의 개도를 제어해도 된다.

본 발명에 의하면, 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에 열연 강판의 하면을 적절히 냉각함으로써, 당해 열연 강판의 압연 방향 및 판폭 방향에 있어서 온도의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 열간 압연 설비(10)의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 2는 제1 형태에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 개략을 도시한 사시도이다.
도 3은 제1 형태에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 개략을 도시한 측면도이다.
도 4는 제1 형태에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 개략을 도시한 평면도이다.
도 5는 1개의 예의 분할 냉각면(A3)을 설명하는 도면이다.
도 6은 폭 분할 냉각대(A2)에 주목한 설명도이다.
도 7은 다른 예의 분할 냉각면(A3)을 설명하는 도면이다.
도 8은 다른 예의 분할 냉각면(A3)을 설명하는 도면이다.
도 9는 제1 형태에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에 있어서의 분할 냉각면(A3), 냉각수 노즐(20)의 배치, 및 온도 측정 장치(30, 31)의 배치를 설명하는 도면이다.
도 10은 분할 냉각면(A3) 및 냉각수 노즐(20)의 배치의 예이다.
도 11은 분할 냉각면(A3) 및 냉각수 노즐(20)의 배치의 예이다.
도 12는 분할 냉각면(A3) 및 냉각수 노즐(20)의 배치의 예이다.
도 13은 분할 냉각면(A3) 및 냉각수 노즐(20)의 배치의 예이다.
도 14는 온도 측정 장치(30)의 형태예를 설명하는 도면이다.
도 15는 냉각수 노즐(20)의 형태예를 설명하는 도면이다.
도 16은 중간 헤더(21)를 구비하지 않는 예의 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 17은 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 18은 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)의 구성을 설명하는 다른 도면이다.
도 19는 냉각수 진행 방향 변경 장치(226)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 20은 냉각수 진행 방향 변경 장치(226)의 구성을 설명하는 다른 도면이다.
도 21은 냉각수 진행 방향 변경 장치(326)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 22는 냉각수 진행 방향 변경 장치(326)의 구성을 설명하는 다른 도면이다.
도 23은 비교예 1의 경우의 강판 상면 온도 분포의 일부를 도시한 도면이다.
도 24는 실시예 1의 경우의 강판 상면 온도 분포의 일부를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

[제1 형태]

도 1은 제1 형태에 있어서의 냉각 장치를 구비한 열연 강판의 제조 장치(이하, 「열간 압연 설비」라고 칭한다)(10)의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.

열간 압연 설비(10)에서는, 가열한 슬래브(1)를 롤로 상하에 끼워 연속적으로 압연하고, 최소 1mm 정도의 판두께까지 얇게 하여 열연 강판(2)으로서 이것을 권취한다. 열간 압연 설비(10)는, 슬래브(1)를 가열하기 위한 가열로(11)와, 이 가열로(11)에 있어서 가열된 슬래브(1)를 판폭 방향으로 압연하는 폭 방향 압연기(12)와, 이 판폭 방향으로 압연된 슬래브(1)를 상하 방향으로부터 압연하여 조압연 바(bar)로 하는 조압연기(13)와, 조압연 바를 또한 소정의 두께까지 연속하여 열간 마무리 압연을 하는 마무리 압연기(14)와, 이 마무리 압연기(14)에 의해 열간 마무리 압연된 열연 강판(2)을 냉각수에 의해 냉각하는 냉각 장치(15, 16, 17)와, 냉각 장치(15, 16, 17)에 의해 냉각된 열연 강판(2)을 코일 형상으로 권취하는 권취 장치(19)를 구비하고 있다. 냉각 장치(15, 16, 17) 중, 상측 냉각 장치(15)는 강판 반송 영역의 상방에 배치되고, 하측 냉각 장치(16), 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)는 강판 반송 영역의 하방에 배치되어 있다.

가열로(11)에서는, 장입구를 개재하여 외부로부터 반입되어 온 슬래브(1)를 소정의 온도로 가열하는 처리가 행해진다. 가열로(11)에 있어서의 가열 처리가 종료하면, 슬래브(1)는 가열로(11) 밖으로 반송되고, 폭 방향 압연기(12)를 거친 후, 조압연기(13)에 의한 압연 공정으로 이행한다.

반송되어 온 슬래브(1)는, 조압연기(13)에 의해 30mm~60mm 정도의 두께까지의 조압연 바(시트 바)에 압연되고, 마무리 압연기(14)로 반송된다.

마무리 압연기(14)에서는, 반송되어 온 조압연 바를 수mm 정도의 판두께까지 압연하여 열연 강판(2)으로 한다. 압연된 열연 강판(2)은, 반송 롤(18)(도 2~도 4 참조)에 의해 반송되고 상측 냉각 장치(15), 하측 냉각 장치(16), 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)로 보내진다.

열연 강판(2)은, 상측 냉각 장치(15), 하측 냉각 장치(16), 및 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에 의해 냉각되고, 권취 장치(19)에 의해 코일 형상으로 권취된다.

상측 냉각 장치(15)의 구성은 특별히 한정되는 일 없이 공지의 냉각 장치를 적용할 수 있다. 예를 들어 상측 냉각 장치(15)는, 강판 반송 영역의 상방으로부터 당해 강판 반송 영역의 상면을 향해서 연직 하방에 냉각수를 분사하는 냉각수 노즐을 복수 갖고 있다. 냉각수 노즐로는, 예를 들어 슬릿 라미나 노즐이나 파이프 라미나 노즐 등이 이용된다. 상측 냉각 장치(15)는 냉각 능력의 확보의 관점에서 구비되는 것이 바람직하고, 냉각 부족이 되지 않는 경우에는 반드시 배치되는 것은 아니나, 통상은 필요하게 된다.

하측 냉각 장치(16)는, 런 아웃 테이블의 반송 롤(18) 상을 반송되는 강판 반송 영역의 하방으로부터, 당해 강판 반송 영역의 하면을 향해서 연직 상방에 냉각수를 분사하여 강판 반송 영역을 냉각하는 냉각 장치이며, 그 구성은 특별히 한정되는 일 없이 공지의 냉각 장치를 적용할 수 있다.

다음으로, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성에 대해 설명한다. 도 2에는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 일부를 개략적으로 도시한 사시도, 도 3에는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 일부를 개략적으로 도시한, 판폭 방향(Y방향)에서 본 측면도, 도 4에는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 일부를 개략적으로 도시한, 상하 방향(Z방향) 상방으로부터 본 평면도를 도시했다.

본 형태에 있어서의 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)는, 냉각수 노즐(20)과, 중간 헤더(21), 배관(23), 급수 헤더(25), 삼방 밸브(24), 및 배수 헤더(26)를 구비하는 전환 장치와, 온도 측정 장치(30, 31)와, 제어 장치(27)를 갖고 개략 구성되어 있다.

하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)는, 후술하는 강판 반송 영역의 하면인 전체 냉각 영역(A1)이 분할되어 이루어지는 분할 냉각면(A3)에 대해서의 냉각을 제어하는 장치이다. 도 5~도 8에 그 설명을 위한 도면을 도시했다. 도 5~도 8은 분할 냉각면(A3)을 설명하는 도면이다. 도 5~도 8은, 열간 압연 설비(10)를 Z방향에서 본 도면이고, 후술하는 전체 냉각 영역(A1)과 반송 롤(18)의 위치의 관계를 도시하고 있다. 또한, 도 5~도 8에 있어서는 설명의 편의상, 반송 롤(18)을 점선으로 나타내고 있다.

본 형태에 있어서는, 열간 압연 설비(10)로 제조할 수 있는 열연 강판(2)이 런 아웃 테이블 상을 반송될 때에 존재할 수 있는 영역을 「강판 반송 영역」이라고 한다. 「강판 반송 영역」이란 즉, 제조 가능한 열연 강판의 최대 판두께×최대 판폭으로 구획되고, 압연 방향으로 연장되는 삼차원 영역이다. 이로 인해, 「강판 반송 영역」은 압연 방향에 있어서, 런 아웃 테이블 상에 있어서의 마무리 압연기의 출구측단으로부터 권취기의 전까지의 영역을 차지한다.

「강판 반송 영역」의 하면 중, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)가 냉각 대상으로 하는 영역이며, 판폭 방향의 전체 영역 및 압연 방향의 소정 길이로 획정되는 영역을 「전체 냉각 영역(A1)」이라고 한다.

「판폭 방향의 전체 영역」이란, 열연 강판(2)이 반송 롤(18) 상에 있어서 존재할 수 있는 영역을 나타낸다. 「압연 방향의 소정 길이」란, 적어도 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 2피치 이상의 길이이다. 「압연 방향 롤간 1피치의 길이」란, 압연 방향에 있어서 인접하는 반송 롤의 축들 사이의 거리를 의미한다. 「압연 방향의 소정 길이」의 길이는 특별히 한정되는 것은 없으나, 설비 비용의 관점에서는 20m 이하 정도가 바람직하다. 구체적인 길이는, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 냉각 능력과, 열연 강판(2)의 불균일 온도 분포가 예측되는 양태로부터 적당히 결정하면 된다.

전체 냉각 영역(A1)을, 판폭 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역을 「폭 분할 냉각대(A2)」라고 한다. 도 6에, 강판 반송 영역(A1)이 6개의 폭 분할 냉각대(A2)로 분할된 일례를 도시한다. 도 6에 도시한 예에서는, 기술의 이해를 용이하게 하기 위해, 폭 분할 냉각대(A2)는 판폭 방향으로 6개 배열되어 있으나, 분할수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 판폭 방향에 있어서의 폭 분할 냉각대(A2)의 수(즉 분할수)는, 특별히 한정되는 것은 없다.

폭 분할 냉각대(A2)의 판폭 방향 길이는, 강판 반송 영역(A1)의 판폭 방향 길이가 분할수로 분할된 길이가 된다. 폭 분할 냉각대(A2)의 판폭 방향의 길이는 특별히 한정되지 않고, 50mm나 100mm 등, 적당히 설정하면 된다.

폭 분할 냉각대(A2)를 압연 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역을 「분할 냉각면(A3)」이라고 한다. 분할 냉각면(A3)의 판폭 방향 길이는, 폭 분할 냉각대(A2)의 판폭 방향 길이와 동일하고, 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이는 폭 분할 냉각대(A2)의 압연 방향 길이를, 분할수로 분할한 길이이다.

분할 냉각면(A3)의 압연 방향의 길이는, 특별히 한정되는 것은 없으며, 적당히 설정할 수 있다. 도 5에 도시한 분할 냉각면(A3)의 압연 방향의 길이는, 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 1피치와 동일 길이로 설정되어 있다. 또, 도 7에는, 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 2피치분의 길이로 설정된 예를 도시한다. 이와 같이 분할 냉각면(A3)의 압연 방향의 길이는, 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 피치의 정수배의 길이이면 된다.

또한, 압연 방향에 인접하여 배열되는 복수의 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이는 동일할 필요는 없고, 서로 상이해도 된다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이를 상류측으로부터 하류측으로, 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 1피치분, 2피치분, 4피치분, 8피치분, 16피치분, …과 같이 순차적으로 길게 하여 나갈 수도 있다.

이하의 설명에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 압연 방향 길이가 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 피치의 4배의 길이인 분할 냉각면(A3)을 예로 설명한다. 본 형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 피치의 4배의 압연 방향 길이를 갖는 분할 냉각면(A3)으로 하고 있다. 단 상기한 바와 같이, 다른 형태의 분할 냉각면(A3)도 적용할 수 있다.

냉각수 노즐(20)은, 런 아웃 테이블의 강판 반송 영역의 하방으로부터, 강판 반송 영역의 하면을 향해서 연직 상방에 냉각수를 분사하는 냉각수 노즐이며, 복수의 냉각수 노즐(20)이 배치되어 있다. 냉각수 노즐(20)에는, 각종 공지의 종류의 노즐을 이용할 수 있고, 이것에는 예를 들어 파이프 라미나 노즐을 들 수 있다. 또한, 냉각수 노즐(20)의 판폭 방향의 냉각 범위는, 분할 냉각면(A3)의 판폭 방향 길이 이하로서, 분할 냉각면(A3)으로의 냉각수의 충돌 범위가 다른 분할 냉각면(A3)에 들어가지 않도록 한다.

도 9에는, 본 형태에 있어서의, 분할 냉각면(A3)에 대한 냉각수 노즐(20)의 배치도 함께 도시했다. 도 9에서는 냉각수 노즐(20)을 「●」로 나타내고 있다. 냉각수 노즐(20)은, 분할 냉각면(A3)의 각각을 향해서 적어도 1개씩 배치되어 있다.

본 형태에서 냉각수 노즐(20)은, 강판 반송 영역을 위에서 본 평면도에서, 1개의 분할 냉각면(A3)에 4개의 냉각수 노즐(20)이 속하도록 배치되어 있다. 본 형태에서는 4개의 냉각수 노즐(20)은 평면도에서, 서로 이웃하는 반송 롤(18) 사이의 각각에 배치되고, 압연 방향으로 늘어놓아져 있다. 1개의 분할 냉각면(A3)에 속하는 냉각수 노즐(20)의 수 및 배치는 특별히 한정되는 것은 없으며, 1개여도 되고, 복수여도 된다. 서로 이웃하는 분할 냉각면(A3)들에서 냉각수 노즐(20)의 수나 배치가 상이해도 된다.

또한, 냉각수 노즐(20)로부터 토출시키는 수량 및 유속은 판폭 방향, 압연 방향의 각 냉각수 노즐(20)에서 동일하게 하고, 냉각 능력을 동일하게 하는 것이 제어는 용이하다. 또, 압연 방향의 동일 위치에 있는 판폭 방향으로 늘어선 각 분할 냉각면(A3)에 설치되는 냉각수 노즐(20)의 수, 토출수량 및 토출 유속을 동일하게 하고, 판폭 방향으로 늘어선 각 분할 냉각면(A3)에서의 냉각 능력을 동일하게 하는 것이 제어는 용이하다.

또한, 판폭 방향에 배치된 분할 냉각면(A3)에 속하는 토출수량 및 토출 유속이 동일한 냉각수 노즐(20)에서는, 그 배치가 판폭 방향으로 서로 이웃하는 냉각수 노즐(20)의 중심간 거리가 모두 동일 거리가 되도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이로써 판폭 방향에 있어서의 균일한 냉각을 보다 높은 정밀도로 행할 수 있다.

또한, 냉각수 노즐(20)의 토출수량 및 토출 유속에 의거하는 냉각 능력이 판폭 방향, 압연 방향에서 상이해도, 제어 장치(27)에 의해 제어하는 것은 가능하다.

본 형태에서는, 이러한 분할 냉각면(A3)이 압연 방향(X방향)으로 2개, 판폭 방향(Y방향)으로 6개 늘어놓아 배치된다. 토출수량 및 토출 유속이 동일한 냉각수 노즐(20)도 압연 방향, 및 판폭 방향의 각각에 늘어놓아 배치된다.

도 9에는, 본 형태에 있어서의 분할 냉각면(A3), 및 여기에 속하는 냉각수 노즐(20)의 배치에 대해 도시했으나, 이것에 한정되는 것은 없으며, 여러가지 조합을 적용할 수 있다. 도 10~도 13에 예시적으로 열거했다. 여기에서의 각 냉각수 노즐은 토출수량·유속이 동일하고 냉각 능력을 동일하게 설정하고 있다.

도 10에 도시한 예는, 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이가 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 1피치분이며, 각 분할 냉각면(A3)에 1개의 냉각수 노즐(20)이 속하고 있다.

도 11에 도시한 예는, 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이가 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 1피치분이며, 각 분할 냉각면(A3)에 2개의 냉각수 노즐(20)이 배치되어 있다. 이 2개의 냉각수 노즐(20)은 압연 방향으로 배열되어도 되고, 판폭 방향으로 배열되어도 된다. 또, 도 11과 같이 압연 방향 및 판폭 방향 중 어느 쪽으로도 어긋나도록 배치해도 된다.

도 12에 도시한 예는, 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이가 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 2피치분이며, 각 분할 냉각면(A3)에는 4개의 냉각수 노즐(20)이 배치되어 있다.

도 13에 도시한 예는, 분할 냉각면(A3)의 압연 방향 길이가, 상류측으로부터 반송 롤(18)의 압연 방향 롤간 1피치분, 2피치분, 4피치분, 8피치분… 으로 변화하여, 압연 방향으로 서로 이웃하는 분할 냉각면(A3)에서 각각의 분할 냉각면(A3)에 속하는 냉각수 노즐(20)의 수가 상이한 예이다.

중간 헤더(21)는, 본 형태에 있어서의 전환 장치의 일부로서 기능하여, 냉각수 노즐(20)에 냉각수를 공급하는 헤더이다. 본 형태에서는 도 2~도 4로부터 알 수 있듯이, 중간 헤더(21)는 압연 방향으로 연장되는 관 형상의 부재이고, 압연 방향으로 복수의 냉각수 노즐(20)이 설치되어 있다. 따라서, 1개의 중간 헤더(21)에 배치된 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수의 분사 및 정지를 동시에 제어할 수 있다. 도시의 예에서는, 1개의 중간 헤더(21)에 대해서 냉각수 노즐(20)은 압연 방향으로 4개 늘어놓아져 있는데, 냉각수 노즐(20)의 수는 이것에 한정되는 것은 아니다.

그리고 중간 헤더(21)는 1개의 분할 냉각면(A3)에 1개가 되도록 배치된다. 이로써, 분할 냉각면(A3)마다 냉각수의 분사와 정지의 전환 제어를 행할 수 있다.

본 형태에서는 분할 냉각면(A3)이 압연 방향으로 2개 설치되어 있기 때문에, 중간 헤더(21)도 압연 방향으로 2개뿐이나, 중간 헤더(21)의 수는 분할 냉각면(A3)의 수에 따라 적당히 변경하면 된다.

삼방 밸브(24)는, 본 형태에 있어서의 전환 장치의 일부로서 기능하는 부재이다. 즉, 삼방 밸브(24)는 냉각수 노즐(20)로부터 분사되는 냉각수의, 강판 반송 영역의 하면으로의 충돌과 비충돌을 전환하는 전환 장치의 주요 부재이다.

본 형태의 삼방 밸브(24)는 분류형이며, 급수 헤더(25)로부터의 물을, 배관(23)으로 인도하여 중간 헤더(21), 게다가 냉각수 노즐(20)에 급수하는지, 배수 헤더(26)로 인도하는지를 전환하는 밸브이다. 또한, 본 형태에서는 배수를 위한 부위로서 배수 헤더(26)를 예시했는데, 그 양태는 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 형태의 삼방 밸브(24)를 대신하여 2개의 스톱 밸브(넓은 의미로 유체의 흐름을 멈추기 위한 밸브, ON/OFF 밸브로 불리기도 한다)를 설치하여 삼방 밸브와 동일하게 제어를 행하는 것도 가능하다.

본 형태에서 삼방 밸브(24)는, 1개의 중간 헤더(21)에 1개 설치되고, 냉각수를 공급하는 급수 헤더(25)와 냉각수를 배출하는 배수 헤더(26)의 사이에 배치되어 있다. 단 이것에 한정되지 않으며, 복수의 중간 헤더(21)에 대해서 1개의 삼방 밸브(24)를 배치하는 형태여도 된다. 이것에 의하면, 복수의 중간 헤더(21)를 통합하듯이 동시에 제어할 수 있다.

또한, 도시의 예에서는, 급수 헤더(25)와 배수 헤더(26)는 각각 2개 설치되어 있는데, 이들 급수 헤더(25)와 배수 헤더(26)의 수는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 각각 1개여도 된다.

배관(23)의 내부는, 삼방 밸브(24)에 의해, 항상 냉각수가 채워지도록 되어 있다. 이로써, 강판 반송 영역의 하면(분할 냉각면(A3))에 냉각수를 충돌시킬 때, 즉 열연 강판(2)의 하면을 냉각할 때에, 삼방 밸브(24)를 여는 지시가 내려지고 나서, 냉각수 노즐(20)로부터 냉각수가 분사될 때까지의 시간을 짧게 할 수 있어, 응답성을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 삼방 밸브(24)의 개폐의 응답성은 0.5초 이내가 바람직하다. 삼방 밸브(24)에는 예를 들어 전자 밸브가 이용된다.

또, 삼방 밸브(24)는, 냉각수 노즐(20)의 선단과 동일 높이에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 삼방 밸브(24) 중, 배관(23)과의 접속 부위가 냉각수 노즐(20)의 선단과 동일 높이 위치로 되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 냉각수 노즐(20)의 선단과 배관(23)의 선단이 동일 높이가 되며, 배관(23)의 내부에는 항상 냉각수가 채워진다. 예를 들어 삼방 밸브(24)의 실링이 완전하지 않아 냉각수가 다소 새어도, 배관(23)의 내부를 냉각수로 채울 수 있어, 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다.

삼방 밸브(24)는, 반송 롤(18)에 대해서 판폭 방향의 측방에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 삼방 밸브(24)를 반송 롤(18)의 하방에 설치하는 것도 생각되는데, 반송 롤(18)의 하방의 공간은 한정되어 있으며, 복수의 삼방 밸브(24)를 설치하는 것은 곤란하다. 또, 반송 롤(18)의 하방에서 삼방 밸브(24)의 메인터넌스를 행하는 것도 곤란하다. 이 점, 본 형태와 같이 삼방 밸브(24)가 반송 롤(18)에 대해서 판폭 방향의 측방에 설치되어 있으면, 당해 삼방 밸브(24)의 설치의 자유도가 높고, 메인터넌스도 용이하게 행할 수 있다.

상류측 온도 측정 장치(30)는, 강판 반송 영역의 하면측이 되는 위치에 배치되어 폭 방향 온도계로서 기능하고, 전체 냉각 영역(A1)의 압연 방향 상류측에 있어서의 열연 강판(2)의 온도를 측정한다.

상류측 온도 측정 장치(30)는, 폭 분할 냉각대(A2)의 각각에 대응하여 배치되는 것이 바람직하고, 따라서 도시의 예에서는, 상류측 온도 측정 장치(30)는, 각 폭 분할 냉각대(A2)의 상류측에 있어서의 온도(즉 냉각되기 전의 온도)를 측정할 수 있도록 판폭 방향으로 6개 늘어놓아 설치되어 있다. 이로써 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 상류측에 있어서의 열연 강판(2)의 판폭 방향의 온도를 전체 폭에 걸쳐서 측정할 수 있다.

하류측 온도 측정 장치(31)는, 강판 반송 영역의 하면측이 되는 위치에 배치되어 폭 방향 온도계로서 기능하고, 전체 냉각 영역(A1)의 압연 방향 하류측에 있어서의 열연 강판(2)의 온도를 측정한다.

하류측 온도 측정 장치(31)는, 폭 분할 냉각대(A2)에 대응하여 배치되는 것이 바람직하고, 도시의 예에서는, 하류측 온도 측정 장치(31)는, 냉각 후에 있어서의 각 폭 분할 냉각대(A2)의 온도를 측정할 수 있도록 판폭 방향으로 6개 늘어놓아 설치되어 있다. 이로써 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)보다 압연 방향 하류측에 있어서의 열연 강판(2)의 판폭 방향의 온도를 전체 폭에 걸쳐서 측정할 수 있다.

제어 장치(27)는, 상류측 온도 측정 장치(30)의 측정 결과, 하류측 온도 측정 장치(31)의 측정 결과 중 어느 한쪽, 혹은 양쪽의 결과에 의거해, 전환 장치의 동작을 제어하는 장치이다. 따라서 제어 장치(27)는, 소정의 프로그램에 의거해 연산을 행하는 전자 회로나 컴퓨터를 구비하고 있고, 이것에 상류측 온도 측정 장치(30), 하류측 온도 측정 장치(31) 및 전환 장치가 전기적으로 접속되어 있다.

구체적으로는, 마무리 압연 후에 런 아웃 테이블을 반송되는 열연 강판(2)의 온도를 상류측 온도 측정 장치(30)로 측정한다. 이 측정 결과가 제어 장치(27)에 보내지고, 분할 냉각면(A3)마다 열연 강판(2)의 온도를 균일화하기 위해서 필요한 냉각량을 산출한다.

그리고, 그 계산 결과에 의거해, 제어 장치(27)는, 삼방 밸브(24)의 개폐를 피드 포워드 제어한다. 즉, 제어 장치(27)는, 분할 냉각면(A3)마다 열연 강판(2)의 온도를 균일화하기 위한 냉각량을 실현하기 위해서, 삼방 밸브(24)의 개폐를 제어하여, 분할 냉각면(A3)마다 냉각수 노즐(20)로부터 분사되는 냉각수의, 열연 강판(2)의 하면으로의 충돌과 비충돌을 제어한다.

그리고 분할 냉각면(A3)은, 판폭 방향 및 압연 방향의 각각에 배열되어 있으므로, 제어 장치(27)는 판폭 방향 및 압연 방향 모두 온도 제어할 수 있고, 열연 강판(2)의 온도의 균일화를 높은 정밀도로 행할 수 있다.

또, 열연 강판(2)의 압연 방향으로 연신하는 줄기 형상의 불균일 온도 분포를 억제하려면, 피드 포워드 제어가 유용하고, 이들의 관점에서 상류측 온도 측정 장치(30)를 이용한 피드 포워드 제어에 의해 열연 강판(2)의 판폭 방향 온도를 더욱 균일화할 수 있다.

단, 피드 포워드 제어에 한정하지 않고, 하류측 온도 측정 장치(31)의 측정 결과에 의거해, 삼방 밸브(24)의 개폐를 피드백 제어해도 된다. 즉, 하류측 온도 측정 장치(31)의 측정 결과를 이용하여 제어 장치(27)로 계산을 행하고, 그 계산 결과에 의거해 분할 냉각면(A3)마다, 삼방 밸브(24)의 개폐수를 제어한다. 이로써, 분할 냉각면(A3)마다, 강판 반송 영역의 하면으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을 제어할 수 있다.

하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에서는, 상류측 온도 측정 장치(30)의 측정 결과에 의한 삼방 밸브(24)의 피드 포워드 제어와, 하류측 온도 측정 장치(31)의 측정 결과에 의한 삼방 밸브(24)의 피드백 제어를 선택적으로 행할 수 있다.

또, 이러한 피드백 제어를 피드 포워드 제어 결과의 보정 제어로서 적용할 수도 있다. 이와 같이, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에서는, 상류측 온도 측정 장치(30)의 측정 결과에 의한 삼방 밸브(24)의 피드 포워드 제어와, 하류측 온도 측정 장치(31)의 측정 결과에 의한 삼방 밸브(24)의 피드백 제어를 통합시켜 행할 수도 있다.

또한, 피드 포워드 제어 또는 피드백 제어를 어느 한쪽만을 행하는 경우에는, 상류측 온도 측정 장치(30) 또는 하류측 온도 측정 장치(31) 중 어느 한쪽을 생략해도 된다.

또, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에서는, 중간 헤더(21)에 삼방 밸브(24)가 설치되고, 또한 삼방 밸브(24)가 냉각수 노즐(20)의 선단과 동일 높이에 배치되어 있으므로, 배관(23)의 내부를 항상 냉각수로 채울 수 있다. 따라서, 상류측 온도 측정 장치(30) 및/또는 하류측 온도 측정 장치(31)의 온도 측정 결과에 의거해 삼방 밸브(24)의 개폐를 제어하여, 냉각수 노즐(20)로부터 분사되는 냉각수를 제어할 때, 그 응답성을 매우 좋게 할 수 있다.

또한, 배관(23)의 내부를 보다 확실히 냉각수로 채우기 위해, 냉각수 노즐(20)로부터 항상 냉각수가 계속 나오도록 해도 된다. 즉, 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수를 분할 냉각면(A3)에 충돌시키지 않는 중간 헤더(21)에 대해서는, 당해 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수가 분할 냉각면(A3)에 충돌하지 않을 정도로 계속 나오도록 삼방 밸브(24)의 개도를 제어한다. 한편, 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수를 분할 냉각면(A3)에 충돌시키는 중간 헤더(21)에 대해서는, 당해 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수가 분할 냉각면(A3)에 충돌하도록 삼방 밸브(24)의 개도를 제어한다. 이러한 경우, 배관(23)의 내부가 냉각수로 확실히 채워지므로, 응답성을 확보할 수 있다.

이상의 형태의 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에 있어서, 상류측 온도 측정 장치(30), 하류측 온도 측정 장치(31)의 구성은, 열연 강판(2)의 온도를 측정하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 일본국 특허 제3818501호 공보 등에 기재된 온도 측정 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 도 14는 상류측 온도 측정 장치(30)의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.

상류측 온도 측정 장치(30)는, 열연 강판(2)의 온도를 측정하는 방사 온도계(32)와, 강판 반송 영역(열연 강판(2))에 대향하는 위치에 선단이 배치되고, 후단이 방사 온도계(32)에 접속된 광 파이버(33)와, 강판 반송 영역과 광 파이버(33)의 선단 사이에 물기둥을 형성할 수 있도록, 강판 반송 영역의 하면을 향해서 물을 분사하는, 물기둥 형성부로서의 노즐(34)과, 노즐(34)에 물을 공급하기 위한 저수조(35)를 갖고 있다. 상류측 온도 측정 장치(30)는, 이 물기둥을 개재하여 강판 반송 영역의 하면(열연 강판(2))으로부터의 방사광을 방사 온도계(32)로 수광함으로써, 열연 강판(2)의 하면 온도를 측정한다.

여기서, 일반적으로는 강판 반송 영역의 하면에는 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수 등이 존재하기 때문에, 통상의 온도계를 이용한 경우, 당해 냉각수에 기인한 측정 오차가 생긴다. 이로 인해, 온도계를 설치하기 위해서는, 냉각수를 제거하여, 압연 방향으로 냉각수가 존재하지 않는 구간(예를 들어 수미터)이 필요하게 된다.

이에 대해, 상류측 온도 측정 장치(30)에서는, 노즐(34)로부터의 물기둥을 개재하여 방사광을 방사 온도계(32)로 수광하므로, 이 물기둥에 의해서 상기 냉각수의 영향을 억제하여, 냉각수에 기인하는 측정 오차를 저감할 수 있다. 따라서, 냉각수가 존재하지 않는 구간을 설치할 필요가 없고, 상류측 온도 측정 장치(30)를 최상류측의 냉각수 노즐(20)에 근접시킬 수 있다. 이로 인해, 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 충분한 응답성을 확보하기 위해서는, 상류측 온도 측정 장치(30)와 최상류측의 냉각수 노즐(20)의 거리는 5m 이내가 바람직하고, 게다가 1m 이내가 바람직하다.

또, 런 아웃 테이블 상에서는 열연 강판(2)이 사행하기 때문에, 상류측 온도 측정 장치(30)와 최상류측의 냉각수 노즐(20)의 거리가 길면, 열연 강판(2)의 판폭 방향에 있어서의 온도 측정 위치와 냉각 위치가 상이할 우려가 있다. 이러한 경우, 특히 열연 강판(2)의 판폭 방향 단부 부근의 냉각이 행해지지 않을 우려가 있다.

이에 대해서도, 본 형태에서는 상류측 온도 측정 장치(30)를 최상류측의 냉각수 노즐(20)에 근접시킬 수 있으므로, 열연 강판(2)의 판폭 방향에 있어서의 온도 측정 위치와 냉각 위치를 확실히 일치시킬 수 있어, 열연 강판(2)을 적절히 냉각할 수 있다.

또한, 하류측 온도 측정 장치(31)의 구성도 상류측 온도 측정 장치(30)의 구성과 동일하며, 상술한 상류측 온도 측정 장치(30)에 있어서의 효과와 동일한 효과를 향수할 수 있다.

중간 헤더(21)에는 삼방 밸브(24)가 설치되어 있고, 당해 중간 헤더(21)에 있어서의 냉각수 노즐(20)의 개수가 적은 것이, 열연 강판(2)에 분사되는 냉각수의 제어성은 향상한다. 한편, 냉각수 노즐(20)의 개수를 줄이면 그만큼, 필요한 삼방 밸브(24)의 수가 증가하여, 설비 비용과 러닝 비용이 높아진다. 따라서, 이들의 밸런스를 고려하여, 냉각수 노즐(20)의 개수를 설정할 수 있다.

분할 냉각면(A3)에 냉각수를 충돌시킬 즈음, 소량의 냉각수를 이용한 경우, 전체 냉각 영역(A1)의 압연 방향 길이가 길어져 버린다. 이로 인해, 예를 들어 1m³/m²/min 이상의 큰 수량 밀도의 냉각수를 냉각수 노즐(20)로부터 분사하는 것이 바람직하다.

하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)에 있어서, 도 15에 도시한 바와 같이 냉각수 노즐(20)의 선단에는, 냉각수를 분사하는 분사 구멍(40)이 복수 설치되어 있어도 된다. 복수의 분사 구멍(40)은, 판폭 방향(Y방향)의 투사면에 있어서 동일 간격으로 설치된다. 예를 들어 냉각수 노즐(20)의 단일의 분사 구멍으로부터 대유량의 냉각수를 분사한 경우, 열연 강판(2)의 판폭 방향에 있어서 냉각수가 1개소에 충돌하기 때문에, 줄기 형상의 불균일 온도 분포가 생기기 쉽다. 이에 대해서, 분사 구멍(40)을 복수 설치함으로써, 분할 냉각면(A3)으로의 냉각수의 충돌 압력을 줄일 수 있다. 따라서, 줄기 형상의 불균일 온도 분포를 보다 확실히 억제할 수 있어, 열연 강판(2)의 판폭 방향 온도를 더욱 균일화할 수 있다.

상기 형태에서는, 중간 헤더(21)가 구비되어 있는데, 당해 형태에 한정되는 일 없이 중간 헤더(21)를 갖지 않는 형태로 하는 것도 가능하다. 이 형태에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 구성의 개략을 도시한 평면도를 도 16에 도시한다. 도 16은 도 4에 상당하는 도면이고, 냉각수 노즐(20)의 1개마다 삼방 밸브(24)가 접속되게 되나 이해를 용이하게 하기 위해, 도 16에서는, 삼방 밸브(24), 급수 헤더(25), 및, 배수 헤더(26)의 기재를 생략하고 있다.

도 16에 도시한 형태에 있어서, 각 냉각수 노즐(20)에는, 도시하지 않은 배관이 접속되어 있고, 이 배관에 삼방 밸브가 설치되어 있다. 삼방 밸브는, 배관에 냉각수를 공급하는 급수 헤더와 냉각수를 배출하는 배수 헤더의 사이에 설치되어 있다. 이러한, 1개의 냉각수 노즐(20)에 대해서 1개의 삼방 밸브가 설치되는 형태여도, 상기 형태로 얻어지는 효과와 동일한 효과를 발휘하는 것이 가능하다. 이 경우에서도 상기 분할 냉각면(A3)의 사고방식은 도 4에 도시한 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)와 동일하다.

도 1에 도시한 예에 있어서의 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)는 하측 냉각 장치(16)의 상류측에 배치되어 있으나, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)의 배치 개소는 이 예에 한정되지 않는다.

도 1에 도시한 예와 같이 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 하측 냉각 장치(16)의 상류측에 배치하면, 열연 강판(2)에 생겨 있는 불균일 온도 분포를 냉각 공정의 초기에 제거할 수 있다.

이에 대해서, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 하측 냉각 장치(16)의 중간에 배치하면, 상측 냉각 장치(15), 하측 냉각 장치(16)에 의한 냉각이 불균일이었다고 해도, 그에 따른 불균일 온도 분포를 제거할 수 있다.

또, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 하측 냉각 장치(16)의 하류측에 설치하면, 권취 온도의 불균일 온도 분포를 저감할 수 있다.

이와 같이, 하측 냉각 장치(16)에 대해서 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 배치하는 위치에 따라서 그 효과는 상이하기 때문에, 제조하는 강종이나 설비 비용의 관점에서 적당히 배치 장소를 결정하면 된다. 또한, 불균일 온도 분포를 가능한 한 억제하는 관점에서는, 하측 냉각 장치(16)의 상류, 중단, 하류의 각각에 배치하는 것이 바람직하다.

[제2 형태]

제2 형태에서는, 열간 압연 설비(10)의 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 대신하여 배치되는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(117)에 있어서, 제1 형태의 전환 장치의 삼방 밸브(24)를 대신하여 냉각수 진행 방향 변경 장치(126, 226, 326) 및 가이드판(125)이 배치되고, 배수 에리어는 있으나, 배수 헤더가 없어진 것이다. 그 외의 구성에 대해서는 제1 형태와 동일한 구성을 적용할 수 있으므로, 제1 형태의 경우와 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 17, 도 18은, 제2 형태의 전환 장치 중 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)를 포함하는 전환 장치의 예를 설명하는 도면이고, 반송 롤(18) 사이에 배치된 1개의 냉각수 노즐(20)의 주변에 주목하여 도시한 도면이다.

본 예에서 전환 장치는, 가이드판(125), 및 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)를 구비하고 있다.

가이드판(125)은, 중간 헤더(21)와 분할 냉각면(A3)의 사이에 배치되는 판 형상의 부재이다. 가이드판(125)은 열연 강판(2)의 통판시에 이 열연 강판(2)의 선단이 충돌해도, 충분히 견딜 수 있는 강도로 설계되어 있다. 가이드판(125)은, 적어도 서로 이웃하는 반송 롤(18) 사이의 각각에 배치되어 있다. 이로써, 특히 통판시에 열연 강판(2)의 최첨단이 냉각수 노즐(20), 중간 헤더(21), 반송 롤(18)에 걸리는 것을 방지할 수 있다.

또, 가이드판(125)에는, 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)로부터 기체를 분사하지 않는 경우에, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수를 통과시키는 분사구(125a)가 설치되어 있다. 이로써, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수가 가이드판(125)을 통과하여 분할 냉각면(A3)에 충돌하고, 적절한 냉각을 하는 것이 가능해진다. 또, 가이드판(125)에는 배수를 통과시키는 배수 구멍이 설치되어도 된다.

가이드판(125)의 상면과 분할 냉각면(A3)의 거리는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 20mm 정도로 할 수 있다.

또, 가이드판(125)은, 분사구(125a)를 가짐과 더불어 압연 방향으로 평행하게 형성된 편(125b)과, 편(125b)의 하면으로부터 하방으로 늘어뜨려 설치된 수절판(125c, 125d)을 갖고 있다. 수절판(125c)은 수절판(125d)보다 분사구(125a)측에 설치되어 있다.

수절판(125c, 125d)은, 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)로부터 기체를 분사하고 있을 때, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수가 편(125b)에 충돌한 후에 분사구(125a)측에 흩날리는 것을 회피한다. 또한 수절판(125c, 125d)은, 분사된 기체의 흐름에 의해 분사구(125a)로부터 냉각수가 강판 반송 영역측으로 날아가 분할 냉각면(A3)에 충돌해 버리는 것을 억제한다.

또, 수절판(125d)은, 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)로부터 기체를 분사하고 있을 때, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수가 편(125b)에 충돌한 후에, 냉각수 노즐(20)측으로 흩날리는 것을 회피하고, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수 분류에 간섭하는 것을 방지하는 작용도 갖는다. 수절판(125d)은 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수 분류 및 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)로부터 분사된 기체의 흐름을 방해하지 않도록 설치되어 있다.

여기서, 수절판(125c)의 길이는, 너무 길면, 냉각수 분류가 직접 충돌하여 분사구(125a)로부터 냉각수가 강판 반송 영역측으로 날아가 버리는 양이 증가하기 때문에, 10mm 이상 30mm 이하 정도로 하는 것이 바람직하다.

한편, 수절판(125d)의 길이에 대해서는, 상기 간섭을 충분히 방지할 수 있는 길이를 확보할 수 있으면 되고, 50mm 이상 150mm 이하 정도로 하는 것이 바람직하다.

냉각수 진행 방향 변경 장치(126)는, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수에 대해서 기체를 분사하여, 냉각수의 진행 방향을 변경하는 장치이다. 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)는, 가스 헤더(127), 가스 지관(128), 밸브(129), 및, 가스 노즐(130)을 갖고 구성되어 있다.

가스 노즐(130)로부터 분사된 기체가, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수의 진행 방향을 바꿈으로써, 냉각수의 분할 냉각면(A3)으로의 충돌 및 비충돌을 제어한다.

보다 구체적으로는, 가스 노즐(130)은 각각 가스 지관(128)을 통해서 가스 헤더(127)에 접속되어 있고, 가스 헤더(127)로부터 소정의 압력의 기체(예를 들어, 공기)가 공급된다. 또 가스 지관(128)의 도중에 밸브(129)가 장착되어 있다.

밸브(129)는, 제어 장치(27)로부터의 신호에 의거해 가스 노즐(130)로부터의 기체의 분사의 개시 및 정지를 제어한다. 이러한 밸브로는 전자 밸브를 들 수 있다. 또 1개의 분할 냉각면(A3)에 속하는 냉각수 노즐(20)에 대해서, 냉각수 노즐(20)의 수에 따라 가스 노즐(130)을 배치함으로써, 분할 냉각면(A3)마다 강판 반송 영역의 하면으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을 제어할 수 있다.

가스 노즐(130)은, 도 17, 도 18로부터 알 수 있듯이, 냉각수 노즐(20)의 근방에 설치한다. 가스 노즐(130)로부터는, 연직 방향에 대해서 15도 이상 30도 이하 정도 기울여 기체를 분사함으로써, 비교적 적은 기체 유량으로 효과적으로 냉각수 분류의 진행 방향을 변화시킬 수 있다.

가스 노즐(130)로는, 노즐로부터의 거리가 멀어져도 비교적 충돌력이 감쇠하기 어려운 부채 형상의 분류를 형성하는 플랫 에어 노즐을 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 가스 노즐(130)로부터 분사된 부채 형상의 분류의 확대각이 너무 크면 냉각수 분류에 충돌했을 때에 충돌력의 감쇠가 크기 때문에, 분사된 부채 형상의 분류가 냉각수 분류의 폭 방향 전체를 딱 커버할 수 있도록 조정하는 것이 바람직하다.

도 17에 도시한 바와 같이, 밸브(129)가 폐쇄되어, 가스 노즐(130)로부터 기체가 분사되지 않는 경우는, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수는 분사구(125a)를 통과하여, 분할 냉각면(A3)에 충돌하고, 열연 강판(2)의 냉각을 행할 수 있다. 또한, 도 17에 있어서, 실선의 선단에 흑삼각을 붙인 화살표로 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수의 흐름 방향을 나타내고 있다.

한편, 도 18은, 도 17과 동일 시점에서, 가스 노즐(130)로부터 기체를 분사하고 있는 장면을 도시한 개략 도면이다. 도 18에서는 점선의 선단에 흑삼각을 붙인 화살표로 가스 노즐(130)로부터 분사된 기체의 흐름 방향을 나타내고 있다.

분할 냉각면(A3)에 냉각수가 충돌하는 것을 방해하도록 밸브(129)를 작동하는 구체적인 양태로서, 냉각수 노즐(20)로부터 분사되고 있는 냉각수 분류가 분할 냉각면(A3)에 충돌하지 않도록, 냉각수 분류의 진행 방향을 바꾸는 것을 들 수 있다.

밸브(129)가 제어 장치(27)로부터의 신호를 받아 작동함으로써, 냉각수 노즐(20)로부터 분사되고 있는 냉각수 분류를 향해서 가스 노즐(130)로부터 기체를 분사시킨다. 이로써, 냉각수 노즐(20)로부터 분사되고 있는 냉각수 분류가 기체의 흐름에 밀려 방향이 바뀐다. 그 결과, 가이드판(125)의 하면에 냉각수가 충돌하기 때문에, 냉각수는 분사구(125a)를 통과할 수 없게 된다. 이로써 냉각수가 분할 냉각면(A3)에 충돌하는 것을 방해할 수 있어, 열연 강판(2)의 냉각이 정지된다.

여기서, 제어 장치(27)에 의한 전환 장치의 제어는, 상기한 제1 형태의 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 모방하여 동일하게 행할 수 있다.

본 형태에 의하면, 전환 장치에 의해서 분할 냉각면(A3)으로의 충돌이 방해된 냉각수는, 분할 냉각면(A3)에 충돌하는 것이 막아지기 때문에, 분할 냉각면(A3)으로의 충돌이 방해된 냉각수를 회수하는 통 등을 필요로 하지 않는다. 따라서, 제2 형태의 전환 장치는 서로 이웃하는 반송 롤(18)간 등의 좁은 스페이스에도 설치하기 쉽다.

또, 제2 형태의 전환 장치는, 냉각수 노즐(20)로부터의 냉각수 분사를 ON/OFF 제어하는 것이 아니라, 냉각수 노즐(20)로부터 일정량의 냉각수를 분사한 채로, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 후의 냉각수 분류의 열연 강판(2)으로의 충돌 및 비충돌을 제어하고 있다. 또한, 냉각수 분류의 충돌 및 비충돌을 제어하는 수단으로는, 기계적으로 셔터 등을 동작시키는 것이 아니라, 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)에 의해 가스 노즐(130)로부터의 기체의 분사를 ON/OFF 제어함으로써, 냉각수의 분할 냉각면(A3)으로의 충돌 및 비충돌을 제어하고 있다.

도 19, 도 20은 제2 형태의 변형예에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(117)의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 19는 도 17에 상당하는 도면이고, 도 20은 도 18에 상당하는 도면이다.

도 19 및 도 20에 예시한 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(117)는, 전환 장치의 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)를 대신하여, 냉각수 진행 방향 변경 장치(226)가 이용된 전환 장치가 적용되어 있다. 따라서 여기에서는, 냉각수 진행 방향 변경 장치(226)에 대해 설명한다.

냉각수 진행 방향 변경 장치(226)는, 노즐 어댑터(227) 및 에어 실린더(228)를 구비하고 있다. 노즐 어댑터(227)는 냉각수 노즐(20)에 장착되어 있다. 또, 노즐 어댑터(227)는 고정축(229)을 중심으로 하여 회전 가능하게 장착되어 있다. 고정축(229)은, 도시되어 있지 않은 서포트 부재에 의해서 위치가 어긋나지 않도록 고정되어 있다. 또, 노즐 어댑터(227)에는, 로드 선단축(230)을 개재하여 에어 실린더(228)의 피스톤 로드(231)가 로드 선단축(230)에서 회전 가능하도록 접속되어 있다.

따라서, 에어 실린더(228)를 움직임으로써, 냉각수 노즐(20)을 기울일 수 있다. 즉, 도 19에 도시한 냉각수 노즐(20)의 자세에서는, 연직 방향 상방에 냉각수를 분사할 수 있고, 에어 실린더(228)를 움직임으로써 도 20에 도시한 바와 같이 냉각수 노즐(20)을 연직 방향에 대해서 소정의 각도로 경사시킬 수 있다.

노즐 어댑터(227)는 각 냉각수 노즐(20)에 각각 장착되어 있고, 에어 실린더(228)는 각 노즐 어댑터(227)에 각각 장착되어 있다. 에어 실린더(228)의 작동은, 도시되어 있지 않은 전자 밸브에 의해서 행할 수 있다. 이 전자 밸브가 제어 장치(27)로부터의 신호를 받아 개폐함으로써, 에어 실린더(228)를 개재하여 냉각수 노즐(20)의 방향을 상기와 같이 연직 방향 또는 연직 방향에 대해서 경사진 방향 중 어느 한 자세로 제어한다.

도 19에 도시한 바와 같이, 냉각수 노즐(20)을 연직 방향으로 제어한 경우는, 냉각수 분류는 가이드판(125)에 설치된 분사구(125a)를 통과하여 분할 냉각면(A3)에 충돌한다. 한편, 도 20에 도시한 바와 같이, 냉각수 노즐(20)을 연직 방향에 대해서 경사진 자세로 제어한 경우는, 냉각수 노즐(20)이 경사진 만큼, 냉각수 분류의 분류 방향이 변화하여 가이드판(125)의 하면에 충돌하고, 분할 냉각면(A3)에 냉각수는 충돌하지 않는다.

이와 같이, 전자 밸브가 제어 장치(27)로부터의 신호를 받아 작동함으로써, 냉각수 노즐(20)의 자세를 바꾸고, 냉각수 노즐(20)로부터 분사되고 있는 냉각수의 방향을 바꾸어, 냉각수가 분할 냉각면(A3)에 충돌하는 것을 방해하는 자세와 방해하지 않는 자세를 전환할 수 있다.

또한, 유연성을 갖는 관(예를 들어, 고무관 등)(232)에 의해서 중간 헤더(21)와 노즐 어댑터(227)를 접속함으로써, 상기와 같이 냉각수 노즐(20)이 경사져도, 유연성을 갖는 관(232)이 변형함으로써, 양자의 상대적인 위치의 어긋남을 흡수할 수 있다.

냉각수 노즐(20)을 경사시키는 각도는, 냉각수 분류의 대략 전체가 가이드판(125)의 하면에 충돌하도록 조정할 필요가 있다. 한편, 응답 시간을 짧게 하기 위해서는 가능한 한 냉각수 노즐(20)을 경사시키는 각도를 작게 하는 것이 좋다. 이들의 관점에서, 냉각수 노즐(20)을 연직 방향에 대해서 5도 이상 10도 이하 정도 경사시켰을 때에 냉각수 분류의 대략 전체가 가이드판(125)의 하면에 충돌하도록 설계하는 것이 바람직하다.

도 21, 도 22는 제2 형태의 다른 변형예에 따르는 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(117)의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 21은 도 17에 상당하는 도면이고, 도 22는 도 18에 상당하는 도면이다.

도 21 및 도 22에 예시한 전환 장치는, 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)를 대신하여, 냉각수 진행 방향 변경 장치(326)가 이용되고 있다. 따라서 여기에서는, 냉각수 진행 방향 변경 장치(326)에 대해 설명한다.

냉각수 진행 방향 변경 장치(326)는, 노즐 어댑터(327), 에어 실린더(328) 및 분류 편향판(329)을 구비하고 있다. 노즐 어댑터(327)는 냉각수 노즐(20)에 장착되어 있다. 또, 노즐 어댑터(327)에는, 분류 편향판(329)이 회전축(330)을 중심으로 하여 회전 가능하도록 장착되어 있다. 또한, 분류 편향판(329)에는, 로드 선단축(331)을 개재하여 에어 실린더(328)의 피스톤 로드(332)가 로드 선단축(331)에서 회전 가능하도록 접속되어 있다.

따라서, 에어 실린더(328)를 움직임으로써, 분류 편향판(329)을 기울일 수 있다. 즉, 도 21에 도시한 분류 편향판(329)의 자세에서는, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수에 부딪히지 않는 위치에 분류 편향판(329)이 있고, 에어 실린더(328)를 움직임으로써, 도 22에 도시한 바와 같이, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 냉각수에 부딪히도록, 분류 편향판(329)을 연직 방향에 대해서 소정의 각도 경사시킬 수 있다.

노즐 어댑터(327)는 각 냉각수 노즐(20)에 각각 장착되어 있고, 에어 실린더(328)는 각 노즐 어댑터(327)에 각각 장착되어 있다. 에어 실린더(328)의 작동은, 도시되어 있지 않은 전자 밸브에 의해서 행할 수 있다. 이 전자 밸브가 제어 장치(27)로부터의 신호를 받아 개폐함으로써, 에어 실린더(328)를 개재하여 분류 편향판(329)의 방향을 상기와 같이 연직 방향 또는 연직 방향에 대해서 경사진 방향 중 어느 한 자세로 제어할 수 있다.

도 21에 도시한 바와 같이, 분류 편향판(329)을 연직 방향으로 제어한 경우는, 냉각수 분류는 가이드판(125)에 설치된 분사구(125a)를 통과하여 분할 냉각면(A3)에 충돌한다. 한편, 도 22에 도시한 바와 같이, 분류 편향판(329)을 연직 방향에 대해서 경사진 자세로 제어한 경우는, 냉각수 노즐(20)로부터 분사하고 있는 냉각수가 분류 편향판(329)에 의해서 굽어지고, 냉각수 분류의 분류 방향이 변화하여 가이드판(125)의 하면에 충돌하고, 분할 냉각면(A3)에 냉각수가 충돌하지 않는다.

이와 같이, 전자 밸브가 제어 장치(27)로부터의 신호를 받아 작동함으로써, 분류 편향판(329)의 자세를 바꾸고, 냉각수 노즐(20)로부터 분사되고 있는 냉각수의 방향을 바꾸어, 냉각수가 분할 냉각면(A3)에 충돌하는 것을 방해하는 자세와 방해하지 않는 자세를 전환할 수 있다.

분류 편향판(329)을 경사시키는 각도는, 냉각수 분류의 대략 전체가 가이드판(125)의 하면에 충돌하도록 조정할 필요가 있다. 한편, 응답 시간을 짧게 하기 위해서는 가능한 한 분류 편향판(329)을 경사시키는 각도를 작게 하는 것이 좋다. 이들의 관점에서, 분류 편향판(329)을 연직 방향에 대해서 5도 이상 10도 이하 정도 경사시켰을 때에 분류 편향판(329)에 의해서 냉각수 분류의 대략 전체가 가이드판(125)의 하면에 충돌하도록 방향이 바뀌도록 설계하는 것이 바람직하다.

지금까지 냉각수 진행 방향 변경 장치로서 3개의 형태를 예시하여 설명했다. 이들 중에서도 기체를 분사하여 냉각수 분류의 방향을 바꾸는 경우, 가동부와 에어 실린더 등을 필요로 하지 않는다. 따라서, 종래의 방법과 비교해도 당연하나, 상기한 분류 편향판을 이용하는 방법이나 냉각수 노즐을 기울이는 방법에 비해서도, 장치를 소형화할 수 있으므로, 좁은 스페이스에도 설치하기 쉬워진다. 또, 가동부와 에어 실린더 등을 필요로 하지 않음으로써, 내구성의 면에서도 유리하다. 한편, 기체(에어)의 소비량이 증가하여 비용면에서는 불리하게 되는 경우도 생각되는데, 종래와 같이 냉각수 분류를 완전하게 차단 또는 방향을 크게 바꾸는 경우에 비해 냉각수 분류의 방향을 변화시켜야 할 각도를 근소하게 할 수 있으므로, 필요한 기체(에어)의 양이 종래에 비해 큰 폭으로 삭감되며, 그 결과, 컴프레서 등의 설치 비용이나 러닝 비용이 저감한다.

상술한 분류 편향판을 이용하는 경우도, 냉각수 분류의 방향을 근소하게 바꾸는 것만으로 좋으므로, 종래와 같이 냉각수 분류를 완전히 차단 혹은 방향을 크게 바꾸는 경우에 비해, 분류 편향판에 가해지는 힘이 10% 내지 20% 정도가 된다(×sinθ배, θ：냉각수 분류의 방향의 변화각). 그로 인해, 반복하여 받는 충격 하중을 크게 저감할 수 있으므로, 장치 가동부의 필요 강도를 내릴 수 있다. 이로써 대폭적인 경량화가 가능해지고, 에어 실린더의 필요 추진력이 경감하여 실린더 지름을 작게 할 수 있다. 또, 에어 소비량도 삭감할 수 있으므로 러닝 비용이 저감한다. 또한, 에어 실린더의 왕복 동작시에 가해지는 충격 하중도 경감하여, 종래법에 비해 내구성을 큰 폭으로 개선할 수 있다.

제2 형태에 관한 상기 설명에서는, 냉각수 노즐(20)로부터 분사된 후의 냉각수 분류의 방향을 바꿈으로써, 냉각수 분류의 분할 냉각면(A3)으로의 충돌 및 비충돌을 제어하는 형태를 예시했다. 단, 제2 형태는 당해 형태에 한정되지 않으며, 예를 들어, 가이드판을 압연 방향으로 이동시킴으로써, 또는, 냉각수 노즐로부터 분사된 후의 냉각수 분류의 방향을 바꾸는 것과, 가이드판을 압연 방향으로 이동시키는 것을 조합함으로써, 냉각수 분류의 분할 냉각면으로의 충돌 및 비충돌을 제어해도 된다.

또, 제1 형태, 제2 형태에 관한 상기 설명에서는, 제어 장치를 이용하여, 분할 냉각면에 냉각수를 충돌시키도록 동작하는 전환 장치의 수나, 제2 형태에 관한 분할 냉각면에 충돌하는 냉각수를 분사하는 냉각수 노즐의 수를 제어하는 형태를 예시했다. 본 발명은 당해 형태에 한정되지 않으며, 예를 들어, 전환 장치의 수나 냉각수 노즐의 수의 제어에 더해, 냉각수 노즐로부터 분사되는 냉각수의 유량을 제어하는 형태로 하는 것도 가능하다. 냉각수의 유량은, 유량 조정 밸브를 이용하여 제어할 수 있다. 이 경우, 유량 조정 밸브는 중간 헤더와 전환 장치 사이에 설치할 수 있다.

냉각수 노즐로서 스프레이 노즐을 이용하는 경우, 스프레이 노즐의 선단과 강판의 거리를 바꿀 수 있도록 구성해도 된다. 이로써, 강판에 충돌하는 냉각수 분류의 충돌압을 제어하는 것이 가능하게 되므로, 냉각 온도의 제어를 행하기 쉬워진다.

실시예

이하, 실시예와 비교예에 의거해 본 발명의 효과에 대해 설명한다. 단 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

＜실시예 1＞

효과의 검증에 있어서, 실시예 1의 냉각 장치로서, 도 2에 도시한 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 이용했다. 또 비교예 1의 냉각 장치로서, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치(17)를 이용하는 일 없이 종래의 하측 냉각 장치(16)를 적용했다.

본 검증에 있어서의 조건은 다음과 같다. 실시예 1의 조업 조건은, 강판 판폭：1300mm, 판두께：3.2mm, 강판 반송 속도：600mpm, 냉각 전의 온도：900℃, 목표 권취 온도：550℃로 했다. 하측 폭 방향 제어 냉각 장치는, 제1 형태의 전환 장치를 이용했다. 단, 도 4의 것에서는 압연 방향에 2개의 중간 헤더가 있고, 각각의 중간 헤더에 4개의 냉각수 노즐이 배치되어 있으나, 실시예 1에서는, 압연 방향에 4개의 중간 헤더가 있고, 각각의 중간 헤더에 2개의 냉각수 노즐을 설치했다. 그리고 압연 방향에 있어서의 냉각 길이는 도 4와 동일한 반송 롤간 8개소분으로 하고, 삼방 밸브 및 배관계를 포함시킨 응답 속도는 0.2초였다. 또, 분사하는 냉각수의 수량 밀도를 2m³/m²/min로 했다. 하측 폭 방향 제어 냉각 장치의 설치 위치는 권취 장치에 가까운 측(하측 냉각 장치의 하류측)으로 했다.

한편, 비교예 1의 조업 조건은, 판폭 방향의 냉각 제어 기능은 없고, 분사하는 냉각수의 수량 밀도는 0.7m³/m²/min로 했다.

도 23에는, 비교예 1에 있어서의 강판 상면 온도 분포의 일부를 취출한 예를 도시했다. 도 23에서는 온도 분포 표시를 알기 쉽게하기 위해, 특히 목표 온도보다 저온측의 분포만을 농담으로 표시하고 있다(후에서 도시한 도 24도 동일). 옅은 먹색 부분은 목적의 온도에 대해서 -30℃ 이상 -15℃ 이하의 부분, 진한 흑색의 부분은 목적의 온도에 대해서 -30℃보다 낮은 부분이다. 도 23으로부터 알 수 있듯이, 비교예 1에서는 판폭 방향 중앙부에 비교적 넓은 저온부(p)가 생겨 있었다. 또, 압연 방향으로 연장되는 줄기 형상의 저온부(q1, q2)도 생겨 있었다.

그리고 비교예 1에 의하면 표준 온도 편차는 23.9℃였다. 표준 온도 편차는, 적외선 온도 화상 측정 장치에 의해 측정한 결과로부터, 강판의 선단 및 미단 각 10m와, 또한 양단 각 50mm를 제외한 강판 온도의 전체 측정점으로부터 구했다.

도 24에는 실시예 1에 있어서의 강판 상면 온도 분포의 일부를 취출한 예를 도시했다. 도 24로부터 알 수 있듯이, 실시예 1에서는 저온부(p, q1, q2) 모두 비교예 1에 비해 작아지고 있는 것을 알았다.

그리고 실시예 1에 의하면 표준 온도 편차는 8.8℃였다. 따라서, 본 발명에 의하면, 열연 강판의 판폭 방향 온도를 균일화할 수 있는 것을 알았다.

＜실시예 2＞

조업 조건은 실시예 1과 동일하게 하고, 하측 폭 방향 제어 냉각 장치의 압연 방향에 있어서의 냉각 길이는 실시예 1과 동일하게, 반송 롤간 8개소분의 길이로 했다. 하측 폭 방향 제어 냉각 장치는, 제2 형태의 전환 장치로 냉각수 진행 방향 변경 장치는 냉각수 진행 방향 변경 장치(126)를 이용하여, 도 10에 도시한 바와 같이, 1개의 분할 냉각면(A3)에 1개의 전환 장치를 설치했다. 응답 속도는 0.18초였다. 또, 분사하는 냉각수의 수량 밀도는 2m³/m²/min로 했다. 하측 폭 방향 제어 냉각 장치의 설치 위치는 권취 장치에 가까운 측(하측 냉각 장치의 하류측)으로 했다.

실시예 2에 의하면, 냉각 후의 열연 강판의 강판 전체면의 온도 분포는 도 24와 동일한 결과를 얻을 수 있으며, 표준 온도 편차는 8.6℃였다.

1: 슬래브 2: 열연 강판
10: 열간 압연 설비 11: 가열로
12: 폭 방향 압연기 13: 조압연기
14: 마무리 압연기 15: 상측 냉각 장치
16: 하측 냉각 장치 17: 하측 폭 방향 제어 냉각 장치
18: 반송 롤 19: 권취 장치
20: 냉각수 노즐 21: 중간 헤더
23: 배관 24: 삼방 밸브
25: 급수 헤더 26: 배수 헤더
27: 제어 장치 30: 상류측 온도 측정 장치
31: 하류측 온도 측정 장치 32: 방사 온도계
33: 광 파이버 34: 노즐
35: 저수조 40: 분사 구멍
117: 하측 폭 방향 제어 냉각 장치 125: 가이드판
125a: 분사구 125c, 125d: 수절판
126, 226, 326: 냉각수 진행 방향 변경 장치
127: 가스 헤더 128: 가스 지관
129: 밸브 130: 가스 노즐
227, 327: 노즐 어댑터 228, 328: 에어 실린더
229: 고정축 230, 331: 로드 선단축
231, 332: 피스톤 로드 232: 관
329: 분류 편향판 330: 회전축

Claims (16)

1. 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에, 반송 롤 상을 반송되는 열연 강판의 하면을 냉각하는 냉각 장치로서,
   강판 반송 영역의 하면의 판폭 방향의 전체 영역 및 압연 방향의 소정 길이로 획정(劃定)되는 냉각 영역을 전체 냉각 영역으로 하고, 상기 전체 냉각 영역을 상기 판폭 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역인 폭 분할 냉각대와,
   상기 폭 분할 냉각대를 상기 압연 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 냉각 영역인 분할 냉각면과,
   상기 분할 냉각면의 각각의 하면에 냉각수를 분사하는, 각 분할 냉각면당 복수의 냉각수 노즐과,
   상기 냉각수 노즐로부터 분사되는 냉각수의, 상기 분할 냉각면으로의 충돌 및 비충돌을 전환하는 전환 장치와,
   상기 전체 냉각 영역의 압연 방향 상류측 및 압연 방향 하류측 중 적어도 한쪽에, 상기 전체 냉각 영역에 근접하여, 상기 강판 반송 영역의 하면측에, 또한 상기 폭 분할 냉각대마다 설치되어, 상기 열연 강판의 상기 판폭 방향의 온도 분포를 측정하는 폭 방향 온도계와,
   제어 장치를 구비하고,
   상기 전환 장치는,
   상기 냉각수 노즐로 공급되는 냉각수가 흐르는 배관에 설치된, 냉각수를 공급하는 급수 헤더와,
   상기 분할 냉각면마다 압연 방향으로 연장되고, 또한 압연 방향으로 복수의 상기 냉각수 노즐이 배치된 중간 헤더와,
   상기 급수 헤더와 상기 중간 헤더 사이에 설치된 밸브를 구비하고,
   상기 밸브는 삼방 밸브이며, 반송 롤의, 판폭 방향의 측방에 설치됨과 더불어, 상기 냉각수 노즐의 선단과 동일 높이에 배치되어 있고,
   상기 제어 장치는, 상기 열연 강판의 상기 판폭 방향의 온도 분포의 측정 결과에 의거해, 상기 밸브의 개폐를 제어하여 상기 폭 분할 냉각대 중에 포함되는 복수의 상기 분할 냉각면으로의 상기 냉각수 노즐에 의한 냉각수의 충돌 및 비충돌을 상기 분할 냉각면마다 제어함으로써, 상기 폭 분할 냉각대의 압연 방향 전체 길이에서의 냉각을 제어하여, 상기 전체 냉각 영역 내의 열연 강판의 냉각 제어로 하는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   인접하는 상기 분할 냉각면들에 있어서, 배치되는 상기 냉각수 노즐의 수가 압연 방향에서 서로 상이한 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 폭 분할 냉각대에 포함되는 상기 분할 냉각면 각각의 압연 방향 길이가, 압연 방향에서 서로 상이한 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 분할 냉각면의 압연 방향 길이는, 상기 반송 롤간 길이의 배수인 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 판폭 방향에 있어서의 복수의 상기 냉각수 노즐의 배치는, 판폭 방향으로 서로 이웃하는 상기 냉각수 노즐의 중심간 거리가 모두 동일 거리가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   동일한 상기 분할 냉각면을 냉각하기 위한 복수의 상기 냉각수 노즐이 배치되고,
   상기 전환 장치는,
   동일한 상기 분할 냉각면에 대한 복수의 상기 냉각수 노즐의, 동일한 상기 분할 냉각면으로의 냉각수의 충돌 및 비충돌을 전환하는 전환 제어 계통을 통합하여 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 전환 장치가,
   상기 냉각수를 배수하는 배수 헤더 또는 배수 에리어를 구비하고,
   상기 밸브는,
   상기 급수 헤더와 상기 배수 헤더 또는 상기 배수 에리어의 사이에서 상기 냉각수의 흐름을 전환하는, 열연 강판의 냉각 장치.
8. 열간 압연 공정의 마무리 압연 후에, 반송 롤 상을 반송되는 열연 강판의 하면을 냉각하는 냉각 방법으로서,
   강판 반송 영역의 하면의 판폭 방향의 전체 영역 및 압연 방향의 소정 길이로 획정되는 냉각 영역을 전체 냉각 영역으로 하고,
   상기 전체 냉각 영역을 상기 판폭 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 각각의 냉각 영역을 폭 분할 냉각대로 하며,
   상기 폭 분할 냉각대를 상기 압연 방향으로 복수로 분할하여 얻어지는 냉각 영역을 분할 냉각면으로 하고,
   냉각수 노즐로 공급되는 냉각수가 흐르는 배관에 설치된, 냉각수를 공급하는 급수 헤더와,
   상기 분할 냉각면마다 압연 방향으로 연장되고, 또한 압연 방향으로 복수의 상기 냉각수 노즐이 배치된 중간 헤더와,
   상기 급수 헤더와 상기 중간 헤더 사이에 설치된 밸브를 구비하고,
   상기 밸브는 삼방 밸브이며, 반송 롤의, 판폭 방향의 측방에 설치됨과 더불어, 상기 냉각수 노즐의 선단과 동일 높이에 배치되어 있고,
   상기 전체 냉각 영역의 압연 방향 상류측 및 압연 방향 하류측 중 적어도 한쪽에서, 상기 전체 냉각 영역에 근접하여, 상기 강판 반송 영역의 하면측에서, 또한 상기 폭 분할 냉각대마다, 상기 열연 강판의 상기 판폭 방향의 온도 분포를 측정하여,
   상기 온도 분포의 측정 결과에 의거해, 상기 밸브의 개폐를 제어하여 상기 폭 분할 냉각대 중에 포함되는 복수의 상기 분할 냉각면으로의 상기 냉각수 노즐에 의한 냉각수의 충돌 및 비충돌을 상기 분할 냉각면마다 제어함으로써, 상기 폭 분할 냉각대의 압연 방향 전체 길이에서의 냉각을 제어하여, 상기 전체 냉각 영역 내의 열연 강판의 냉각 제어로 하는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   동일한 상기 분할 냉각면에 대해서 상기 냉각수를 분사하는 상기 냉각수 노즐이 복수 구비되고, 당해 복수의 냉각수 노즐에 의한 상기 동일한 분할 냉각면에 존재하는 상기 열연 강판으로의 상기 냉각수의 충돌 및 비충돌을, 상기 복수의 냉각수 노즐을 통합하여 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 방법.
10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각수를 배수하는 배수 헤더 또는 배수 에리어를 구비하고,
    상기 밸브는 상기 급수 헤더와 상기 배수 헤더 또는 상기 배수 에리어의 사이에서 상기 냉각수의 흐름을 전환하는 것인, 열연 강판의 냉각 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 밸브는, 상기 급수 헤더로부터 공급되는 냉각수를, 상기 냉각수 노즐이 설치된 중간 헤더에 공급하는 것이며,
    상기 냉각수 노즐로부터의 냉각수에 의해서 상기 열연 강판의 하면을 냉각하지 않는 상기 중간 헤더에 대해서는, 당해 냉각수 노즐로부터의 냉각수가 상기 열연 강판의 하면에 충돌하지 않을 정도로 계속 나오도록 상기 삼방 밸브의 개도를 제어하고,
    상기 냉각수 노즐로부터의 냉각수에 의해서 상기 열연 강판의 하면을 냉각하는 상기 중간 헤더에 대해서는, 상기 냉각수 노즐로부터의 냉각수가 상기 열연 강판의 하면에 충돌하도록 상기 삼방 밸브의 개도를 제어하는 것을 특징으로 하는 열연 강판의 냉각 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제

Images