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技術 冷間圧延鋼板の製造方法、及び製造装置

出願人 住友金属工業株式会社
発明者 天野卓也植松千尋大西晶松田英樹野中俊彦
出願日 2006年12月19日 (13年7ヶ月経過) 出願番号 2006-341480
公開日 2008年7月3日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2008-150685
状態 特許登録済
技術分野 熱処理 ストリップ・線材の熱処理
主要キーワード 確保装置 急冷領域 高水量 霧状水 上流側流 垂れ水 気体冷却 ミスト雰囲気
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重要な関連分野

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図面 (7)

課題

連続焼鈍における冷却過程を精度良く確実に行うことにより、形状精度機械的特性に優れた冷間圧延鋼板の製造方法を提供する。

解決手段

連続焼鈍工程を有する冷間圧延鋼板を製造する方法であって、連続焼鈍工程が、水を含む冷却媒体を利用し、冷却量を調整可能とされた複数の冷却工程S1、S3、S5と、複数の冷却工程間の少なくとも1箇所で鋼板の温度を測定する測温工程S2、S4と、を含み、測温工程の測温が、該測温位置への上流工程側からの水の流入を防止する上流側流防止装置13、23の下流工程側で、かつ、測温位置への下流工程側からの水の流入を防止する下流側流入防止装置14、24の上流工程側で行われるとともに、測温工程で得られる鋼板表面温度から鋼種ごとに適する冷却過程となるように、冷却工程で冷却量を調整することにより、冷間圧延鋼板の形状、及び機械特性を制御可能とする。

概要

背景

冷間圧延鋼板を始めとする各種鋼板において、形状が安定し、機械的特性に優れたものを提供することは常に課題とされているところである。高張力鋼に関しては、近年、例えば衝突安全性の確保、省エネルギー、環境的な社会的要求等の観点から、自動車部品の分野でも、自動車部品に高張力鋼板を採用する傾向がある。これに伴って、これまでに高張力鋼板にはあまり厳格には要求されなかった、高精度加工のため、及び複雑な形状にも対応可能である加工のための加工性等が求められるようになってきた。

また、低い張力である例えば軟鋼についても例外ではなく、形状や機械的特性の向上は常に課題として挙げられている。

このような形状安定性や機械的特性を決める鋼板製造工程の1つとして、焼鈍工程を挙げることができる。特に該焼鈍工程における冷却パターンが与える影響は大きい。高張力鋼板では、多くの合金元素を添加させた鋼を熱間圧延冷間圧延した後、焼鈍工程で所定の冷却過程に基づいて冷却される。そしてこの冷却によって鋼板内組織が制御され、高張力等所定の機械的特性を確保することができる。しかし、冷却過程に含まれる急冷により、冷却ムラ低温変態相変態歪みが生じる場合があった。そしてこれは高張力鋼板の形状不良を発生させる問題となった。また、冷却ムラにより、冷却終点温度にばらつきが生じ、高張力鋼板の機械特性値にばらつきが生じるという問題もあった。

一方、軟鋼については、急冷により冷却しわ腰折れ状欠陥が発生するという問題があった。すなわち、鋼種毎に適した冷却過程がある。

以上のような問題点を解決するため、特許文献1には、高張力鋼板において、低温変態相域直前(低温変態相域+10℃〜100℃)まで急冷し、それより低温目標温度までは気体冷却による徐冷を行うことが開示されている。これにより、低温変態相域の急冷を避け、高張力鋼板の形状不良を抑制しようとするものである。

また、特許文献2には、350℃(クエンチ点膜沸騰と各沸騰境界から遷移沸騰域)までは、高水量密度で急冷し、それ以下の目標温度までは、低水量密度で緩冷し、高張力鋼板の形状不良を抑制する方法が開示されている。
特開2000−160254号公報
特開2000−178658号公報

概要

連続焼鈍における冷却過程を精度良く確実に行うことにより、形状精度、機械的特性に優れた冷間圧延鋼板の製造方法を提供する。連続焼鈍工程を有する冷間圧延鋼板を製造する方法であって、連続焼鈍工程が、水を含む冷却媒体を利用し、冷却量を調整可能とされた複数の冷却工程S1、S3、S5と、複数の冷却工程間の少なくとも1箇所で鋼板の温度を測定する測温工程S2、S4と、を含み、測温工程の測温が、該測温位置への上流工程側からの水の流入を防止する上流側流防止装置13、23の下流工程側で、かつ、測温位置への下流工程側からの水の流入を防止する下流側流入防止装置14、24の上流工程側で行われるとともに、測温工程で得られる鋼板表面温度から鋼種ごとに適する冷却過程となるように、冷却工程で冷却量を調整することにより、冷間圧延鋼板の形状、及び機械特性を制御可能とする。

目的

そこで、本発明は連続焼鈍における冷却過程を精度良く確実に行うことにより、形状精度、機械的特性に優れた冷間圧延鋼板の製造方法、及び製造装置を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

連続焼鈍工程を有する冷間圧延鋼板を製造する方法であって、前記連続焼鈍工程が、水を含む冷却媒体を利用し、冷却量を調整可能とされた複数の冷却工程と、前記複数の冷却工程間の少なくとも1箇所で鋼板の温度を測定する測温工程と、を含み、前記測温工程の測温が、該測温位置への上流工程側からの水の流入を防止する上流側流防止装置の下流工程側で、かつ、前記測温位置への下流工程側からの水の流入を防止する下流側流入防止装置の上流工程側で行われるとともに、前記測温工程で得られる鋼板表面温度から鋼種ごとに適する冷却過程となるように、前記冷却工程で冷却量を調整することにより、前記冷間圧延鋼板の形状、及び機械特性を制御可能とする冷間圧延鋼板の製造方法。

請求項2

前記冷却工程の冷却が気水混合冷媒により行われることを特徴とする請求項1に記載の冷間圧延鋼板の製造方法。

請求項3

前記測温工程の測温が、放射温度計により行われ、該放射温度計の検出波長が1.0〜1.2μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の冷間圧延鋼板の製造方法。

請求項4

前記連続焼鈍工程が縦型連続焼鈍装置によるものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷間圧延鋼板の製造方法。

請求項5

請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷間圧延鋼板の製造方法の前記測温工程に、さらに該測温工程の測温位置に設けられた視界保護装置を備え、該視界保護装置が、柱状の第1空間と、前記第1空間の外側面周囲に配置された第2空間と、前記第1空間と第2空間とを仕切隔壁と、前記第1空間の両端開口部の一方を閉鎖する端部壁と、前記第2空間を外側から包み込むように閉鎖する外壁と、前記外壁により閉鎖された前記第2空間に気体を供給する気体供給手段と、を有し、前記隔壁の少なくとも一部は気体を前記第2空間から第1空間へと均一に流通させる浸透部により形成されていることにより前記測温工程の測温環境が保護されることを特徴とする冷間圧延鋼板の製造方法。

請求項6

連続焼鈍装置を含む冷間圧延鋼板の製造装置であって、前記連続焼鈍装置が、水を含む媒体を冷却媒体とし、冷却量を調整可能とされた複数の冷却装置と、前記冷却装置間に少なくとも1つ配置され、鋼板の表面温度を実測可能に設けられる放射温度計と、前記放射温度計の上流工程側に設けられ、下流工程側への水の流入を防止する上流側流入防止装置と、前記放射温度計の下流工程側に設けられ、上流工程側への水の流入を防止する下流側流入防止装置と、を備え、前記複数の冷却装置のうちの1つの冷却装置、前記上流側流入防止装置、前記放射温度計、及び前記下流側流入防止装置が、製造工程の上流側から下流側にこの順に配置されることを特徴とする冷間圧延鋼板の製造装置。

技術分野

0001

本発明は、冷間圧延鋼板の製造方法、及びその製造装置に関し、詳しくは、形状や機械的特性の良好な冷間圧延鋼板を得るための製造方法、及びその製造装置に関する。

背景技術

0002

冷間圧延鋼板を始めとする各種鋼板において、形状が安定し、機械的特性に優れたものを提供することは常に課題とされているところである。高張力鋼に関しては、近年、例えば衝突安全性の確保、省エネルギー、環境的な社会的要求等の観点から、自動車部品の分野でも、自動車部品に高張力鋼板を採用する傾向がある。これに伴って、これまでに高張力鋼板にはあまり厳格には要求されなかった、高精度加工のため、及び複雑な形状にも対応可能である加工のための加工性等が求められるようになってきた。

0003

また、低い張力である例えば軟鋼についても例外ではなく、形状や機械的特性の向上は常に課題として挙げられている。

0004

このような形状安定性や機械的特性を決める鋼板製造工程の1つとして、焼鈍工程を挙げることができる。特に該焼鈍工程における冷却パターンが与える影響は大きい。高張力鋼板では、多くの合金元素を添加させた鋼を熱間圧延冷間圧延した後、焼鈍工程で所定の冷却過程に基づいて冷却される。そしてこの冷却によって鋼板内組織が制御され、高張力等所定の機械的特性を確保することができる。しかし、冷却過程に含まれる急冷により、冷却ムラ低温変態相変態歪みが生じる場合があった。そしてこれは高張力鋼板の形状不良を発生させる問題となった。また、冷却ムラにより、冷却終点温度にばらつきが生じ、高張力鋼板の機械特性値にばらつきが生じるという問題もあった。

0005

一方、軟鋼については、急冷により冷却しわ腰折れ状欠陥が発生するという問題があった。すなわち、鋼種毎に適した冷却過程がある。

0006

以上のような問題点を解決するため、特許文献1には、高張力鋼板において、低温変態相域直前(低温変態相域+10℃〜100℃)まで急冷し、それより低温目標温度までは気体冷却による徐冷を行うことが開示されている。これにより、低温変態相域の急冷を避け、高張力鋼板の形状不良を抑制しようとするものである。

0007

また、特許文献2には、350℃(クエンチ点膜沸騰と各沸騰境界から遷移沸騰域)までは、高水量密度で急冷し、それ以下の目標温度までは、低水量密度で緩冷し、高張力鋼板の形状不良を抑制する方法が開示されている。
特開2000−160254号公報
特開2000−178658号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、特許文献1及び2には、上記良好な冷却過程は開示されているが、実際の製造ラインにおいてこれをどのように実現するかについては開示されていない。特に、上記冷却には、冷媒として通常水気水が用いられるが、該冷却時は霧状の水(ミスト)が鋼板周辺飛散している雰囲気であり、かかるミスト、水濡れ雰囲気において精度良く鋼板の温度を測定することは困難であった。実際通常に考えられる方法で測定しても、上記特許文献に記載されたような冷却過程を有している製造方法では安定して製造することは困難であった。

0009

従って、依然として適切な冷却過程が得られているかは定量的に把握することができず、製造現場における経験に頼るところが大きかった。特に連続焼鈍における複数の冷却装置間においては、霧状の水が多く浮遊した環境であり、かつ、冷却水が飛び交っているため視界が悪く、正確な鋼板表面温度を測定することは見た目からも困難と考えられていた。

0010

そこで、本発明は連続焼鈍における冷却過程を精度良く確実に行うことにより、形状精度、機械的特性に優れた冷間圧延鋼板の製造方法、及び製造装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0011

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

0012

請求項1に記載の発明は、連続焼鈍工程を有する冷間圧延鋼板を製造する方法であって、連続焼鈍工程が、水を含む冷却媒体を利用し、冷却量を調整可能とされた複数の冷却工程(S1、S3、S5)と、複数の冷却工程間の少なくとも1箇所で鋼板の温度を測定する測温工程(S2、S4)と、を含み、測温工程の測温が、該測温位置への上流工程側からの水の流入を防止する上流側流防止装置(13、23)の下流工程側で、かつ、測温位置への下流工程側からの水の流入を防止する下流側流入防止装置(14、24)の上流工程側で行われるとともに、測温工程で得られる鋼板表面温度から鋼種ごとに適する冷却過程となるように、冷却工程で冷却量を調整することにより、冷間圧延鋼板の形状、及び機械特性を制御可能とする冷間圧延鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。ここでは、複数の冷却工程は2つの冷却工程(S1、S3)であってもよい。また、測温工程は1つ(S2)のみでもよい。

0013

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の冷間圧延鋼板の製造方法の、冷却工程(S1、S3、S5)の冷却が気水混合冷媒により行われることを特徴とする。ここで「気水混合冷媒」とは、気体液体とを混合させた冷媒のことである。

0014

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の冷間圧延鋼板の製造方法の測温工程(S2、S4)の測温が、放射温度計(15、25)により行われ、該放射温度計の検出波長が1.0〜1.2μmであることを特徴とする。

0015

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷間圧延鋼板の製造方法の連続焼鈍工程が縦型連続焼鈍装置によるものであることを特徴とする。ここで「縦型の連続焼鈍装置」とは、横型の連続焼鈍装置と区別される意味である。詳しくは、縦型の連続焼鈍装置では、連続焼鈍される鋼板が、上流工程側から下流工程側に向けて焼鈍されつつ鉛直方向上下に蛇行するにように移動する。一方、横型の連続焼鈍装置では、連続焼鈍される鋼板が、上流工程側から下流工程側に向けて焼鈍されつつ水平方向に移動する。

0016

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の冷間圧延鋼板の製造方法の測温工程(S2、S4)に、さらに該測温工程の測温位置に設けられた視界保護装置(50)を備え、該視界保護装置が、柱状の第1空間(51)と、第1空間の外側面周囲に配置された第2空間(52)と、第1空間と第2空間とを仕切隔壁(53)と、第1空間の両端開口部の一方を閉鎖する端部壁(55)と、第2空間を外側から包み込むように閉鎖する外壁(54)と、外壁により閉鎖された第2空間に気体を供給する気体供給手段(57)と、を有し、隔壁の少なくとも一部は気体を第2空間から第1空間へと均一に流通させる浸透部により形成されていることにより測温工程の測温環境が保護されることを特徴とする冷間圧延鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。

0017

請求項6に記載の発明は、連続焼鈍装置(1)を含む冷間圧延鋼板の製造装置であって、連続焼鈍装置が、水を含む媒体を冷却媒体とし、冷却量を調整可能とされた複数の冷却装置(12、22、32)と、冷却装置間に少なくとも1つ配置され、鋼板の表面温度を実測可能に設けられる放射温度計(15、25)と、放射温度計の上流工程側に設けられ、下流工程側への水の流入を防止する上流側流入防止装置(13、23、33)と、放射温度計の下流工程側に設けられ、上流工程側への水の流入を防止する下流側流入防止装置(14、24)とを備え、複数の冷却装置のうちの1つの冷却装置、上流側流入防止装置、放射温度計、及び下流側流入防止装置が、製造工程の上流側から下流側にこの順に配置されることを特徴とする冷間圧延鋼板の製造装置を提供することにより前記課題を解決する。

発明の効果

0018

本発明によれば、水を利用した冷媒での冷却中に、鋼板表面の水および鋼板周辺の測温部霧状水を除去する工夫を施すことで鋼板の温度を直接的に測定する。そのため、連続焼鈍の冷却装置間における鋼板表面の水温および浮遊する霧状水による水温の影響を大きく軽減させることができ、鋼板表面温度を従来技術よりも正確に測定できる。そして、この結果を利用して冷却量を調整することができる。従って、鋼種ごとに適した冷却過程で冷却することができ、形状、及び機械的特性等に優れた冷間圧延鋼板を提供することが可能となる。

0019

本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための最良の形態から明らかにされる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。

0021

図1に本発明の1つの実施形態にかかる冷間圧延鋼板の製造装置における連続焼鈍装置1を模式的に示した。当該連続焼鈍装置1は、後述する冷間圧延鋼板の製造方法の1つの実施形態に供する装置である。ここでは始めに連続焼鈍装置1について説明し、後で製造方法について説明する。

0022

連続焼鈍装置1は、いわゆる縦型の連続焼鈍装置である。従って、紙面上下方向が連続焼鈍装置1の上下方向に該当し、鋼板2は、上から下へ移動する。連続焼鈍装置1の上流工程側には加熱炉均熱炉が配設され、鋼板の加熱がおこなわれている。一方、連続焼鈍装置1の下流工程側には、巻き取り装置等が配置され、コイルとするための巻き取りがおこなわれたりする。

0023

連続焼鈍装置1は、上流工程側から、温度計10、搬送ロール11、第一気水冷却装置12、12、上流側流入防止装置としての第一水切り装置13、13、第一放射温度計15、及び、下流側流入防止装置としての第一水吹き上げ防止ロール14、14を備えている。さらにその下流工程側には第二気水冷却装置22、22、上流側流入防止装置としての第二水切り装置23、23、第二放射温度計25、及び、上流側流入防止装置としての第二水吹き上げ防止ロール24、24を有する。そしてその下流工程側には、第三気水冷却装置32、32、上流側流入防止装置としての第三水切り装置33、33、搬送ロール41、及び温度計40を備えている。以下それぞれについて説明する。

0024

温度計10、40は、連続焼鈍装置1に入る鋼板、及び出る鋼板のそれぞれの温度を測定するための温度計である。当該温度計10、40が設置される部位は、水やミスト雰囲気ではなく、鋼板2の表面は乾燥している。従って、温度計10、40は通常の温度計を利用することができる。これには接触、非接触の限定はなく、接触であれば接触式温度計、非接触であれば汎用の放射温度計を挙げることができる。ただし、特に温度計10が設置される位置における鋼板2の温度は700℃に達している場合もあり、温度の観点から適切なものを選択する必要がある。

0025

搬送ロール11、41は、鋼板2を連続焼鈍装置1へ導入出させるロールである。当該2つのロールは一対を成しており、鋼板2に所定の張力を与えたりする。搬送ロール11、41は、上記目的を達するものであれば通常の製造設備に用いられるロールをそのまま用いることができる。種類や形状が特に限定されるものではない。

0026

第一〜第三気水冷却装置12、12、22、22、32、32は、水と気体とをそれぞれ噴射し、該噴射後ノズル先端気液が混合された冷媒を鋼板2に射出し、鋼板2を冷却するための装置である。第一〜第三気水冷却装置12、12、22、22、32、32は鋼板2の表裏のそれぞれに配置されている。これにより、鋼板2の表裏を均一に冷却することができる。射出される冷媒のうち気体は、不活性であるガスが好ましく、その中でも窒素が特に好ましい。また、冷媒の射出量は、調整可能とされている。これは、後述するように、放射温度計15、25から得られた鋼板温度に基づいて、鋼板2の適する冷却過程となるように冷却量を変更するためである。

0027

第一〜第三水切り装置13、13、23、23、33、33は、上流側流入防止装置として、第一〜第三気水冷却装置12、12、22、22、32、32の下流工程側に図1に示すようにそれぞれ配置され、上記冷媒のうち鋼板2に付着して残留した水を鋼板2上から除去する。また、その他の下流工程側に流入しようとする水を遮断することもできる。第一〜第三水切り装置13、13、23、23、33、33は、鋼板2の表裏のそれぞれに設けられている。本実施形態の第一〜第三水切り装置13、13、23、23、33、33は、鋼板2の表面に水を噴射し、これにより上記鋼板2上に残留した水を取り去る。従って、第一〜第三水切り装置13、13、23、23、33、33は、斜め上方へ水が噴射されるようにノズル具備されている。噴射された水は、鋼板2の表面に付着した冷媒の水と一体となり、上流工程側に遡る。そして最終的には、鋼板2から離脱して、回収される。これにより第一〜第三水切り装置13、13、23、23、33、33の下流工程側の鋼板表面の冷媒は概ね除去される。

0028

本実施形態において、水切り装置はいわゆる水ナイフと呼ばれる態様の装置である。しかし、気水冷却装置により鋼板に付着した水を適切に除去することができればこれに限定されるものではない。これには例えばガスナイフ千鳥配列のロール等を挙げることができる。

0029

第一、第二水吹き上げ防止ロール14、14、24、24は、下流側流入防止装置として、鋼板2の表裏に備えられた一対のロールである。また、一対の第一、第二水吹き上げ防止ロール14、14、24、24は、鋼板2の進行方向に異なる位置で設けられている。いわゆる千鳥配列である。これにより、水吹き上げ防止ロールを並行配置した場合に生じる鋼板2への傷つき等を防止することができる。また、第一、第二水吹き上げ防止ロール14、14、24、24では、そのロールを鋼板が移動する本来の軌道に対して押し込むことができるように構成されている。そしてその押し込み量は変更可能である。

0030

このような第一、第二水吹き上げ防止ロール14、14、24、24により、その下流工程側に配置された第二、第三気水冷却装置22、22、32、32及び第二、第三水切り装置23、23、33、33からの水の吹き上げを防止することができる。

0031

本実施形態において、第一、第二水吹き上げ防止ロール14、14、24、24は、耐熱鋳鋼母材とし、セラミック溶射を施した。径は300mm、有効ロール幅は2200mmであり、押し込み量は0〜50mmの範囲で変化可能である。当該押し込み量は、吹き上げを防止すべき水の水量によって決められる。押込み量が多い程、水流入防止の効果が大きくなる。

0032

放射温度計15、25は、鋼板2の一方側に設けられている。また、放射温度計15は、水切り装置13の下流工程側で、かつ、水吹き上げ防止ロール14の上流工程側に配置され、放射温度計25は、水切り装置23の下流工程側で、かつ、水吹き上げ防止ロール24の上流工程側に配置されている。これにより、放射温度計15、25により測温される鋼板部分には水を少なくすることが可能となる。従って、鋼板2の表面温度を精度よく、また、ばらつきも少なく測定することができる。

0033

さらに本発明の連続焼鈍装置1に備えられる放射温度計15、25の検出波長は、1.0〜1.2μmとされている。これは、汎用の放射温度計の検出波長が0.8〜1.6μmであることに対してその波長を大きく制限し、水の透過率が高いものとした。これにより、さらに鋼板2の表面温度を精度よく、また、ばらつきも少なく測定することができる。

0034

本実施形態において、放射温度計は上下流工程に隣り合って備えられる気水冷却装置間に1つ設けられている。しかし、必ずしも1つである必要はなく、複数設けられても良い。

0035

さらに、連続焼鈍装置1には、視界確保装置50が備えられてもよい。以下に視界確保装置50について説明する。図2に連続焼鈍装置1の壁面3に取り付けられた視界確保装置50の断面図を示した。図2には合わせて鋼板2も示し、壁面3と鋼板2との間のミスト雰囲気空間をAで示している。また、視界確保装置50の外側面には放射温度計15のセンサー部15aが取り付けられている。また、図2(a)と、図2(b)とは視界確保装置50の連続焼鈍装置1への取付態様が異なるのみで、その構成自体は同じである。

0036

視界確保装置50は、柱状の第1空間51と、第1空間51の外周に沿ってその外側に配置された第2空間52と、第1空間51と第2空間52とを仕切る隔壁53と、隔壁53と軸心共有するとともに第2空間52の外周側に配置される円筒状の外壁54と、を備えている。また、隔壁53及び、外壁54の一方の端部には、第1空間51及び第2空間52を閉鎖する端部壁55設けられている。他方の端部側は第2空間52のみが閉鎖されるようにリング状の端部壁56が取り付けられている。さらに、外壁54の一部には、これを貫通して外部と第2空間52とを連結する孔が設けられ、ここに気体供給手段57が取り付けられている。閉鎖される各部位では、気密性を確保するために不図示のパッキン等のシール部材が用いられている。

0037

ここで、隔壁53は、多孔質フィルター濾材により形成されている。これには例えば焼結金属フィルターや、セラミックフィルターを挙げることができる。これにより、第1空間51と第2空間52とは完全に遮断されておらず、流通可能である。しかし、上記のような材料によるので、気体が流通するときにも流速は遅く、乱流の発生が抑えられる。

0038

端部壁55は、光透過性のある材料によって形成されている。これにより、端部壁55の壁を通してセンサー15aにより鋼板2の温度を測定することができる。従って、その材質は特に限定されるものではないが、これには、例えばガラスアクリルポリスチレンポリカーボネートポリエチレンテレフタレート(PET)等を挙げることができる。

0039

かかる構成を有する視界確保装置50が、連続焼鈍装置1に取り付けられる。具体的には次のように配置される。図2(a)に示した取り付けでは、連続焼鈍装置1の壁面3に設けられた孔に視界確保装置50の一端が合わせられる。このとき、第1空間51が開放されている側が鋼板2に向けられる。そして、センサー15aが端部壁55の外面に配置される。一方、図2(b)に示した取り付けでは、図2(a)の姿勢から視界確保装置50を鋼板2の方へ差し込むように移動させている。このとき、気体供給手段57が壁面3に当接される位置まで差し込まれる。

0040

以上の視界確保装置50を以下のように動作させる。すなわち、気体供給手段57にコンプレッサー等により、窒素等の不活性ガスが送られる。該不活性ガスは圧力調製弁により所定の圧力に調整されたうえで第2空間52に供給される。その結果、第2空間52の内圧が上記所定の圧力に高められ、第2空間52と第1空間51との間に差圧を生じる。すると、第1空間51と第2空間52とを仕切る隔壁53は不活性ガスを流通させることが可能なので、第2空間52に供給された不活性ガスは第1空間51へと流れる。ここで焼結金属は内部に微細かつランダムな方向に孔が無数とも言うべきほど多数形成されているので、濾材としての焼結金属内部の空気の流通は均一なものとなる。

0041

第1空間51へ流入した不活性ガスは、開放された一方の端部から緩やかにかつ遅滞なく排出される。このようにして第1空間51は外部の圧力より僅かに高く保たれるので、第1空間51内へのミストの流入を抑制することができる。これにより、センサー15aやセンサー前面に存在する端部壁55の水ミストやその他塵埃等による汚染を防止することが可能となる。従って、センサの精度を高く維持することができる。

0042

このように視界確保装置50を設けることによりさらに温度測定の精度向上及びばらつきの低減を図ることができる。

0043

次に、本発明の冷間圧延鋼板の製造方法について説明する。本発明では、当該冷間圧延鋼板の製造工程のうち、特に連続焼鈍工程の冷却工程に特徴を有する。そこで、以下に本発明の1つの実施形態である連続焼鈍の冷却工程S0について説明する。図3に連続焼鈍の冷却工程S0に含まれる工程をフロー図で模式的に示した。

0044

連続焼鈍の冷却工程S0は、冷却工程S1、測温工程S2、冷却工程S3、測温工程S4、及び冷却工程S5をこの順で備えている。以下に各工程について説明する。

0045

冷却工程S1、S3、S5は、鋼板を冷却するための工程である。ここでは、鋼板が予め決められた冷却過程に沿って冷却されるように、冷却量を調整することができる。また、冷却工程S1、S3、S5では、水を含む冷媒を利用し、速い冷却速度で効率の良い冷却を可能としている。ここで用いられる冷却装置としては、上記した気水冷却装置等を挙げることができる。

0046

測温工程S2、S4は、鋼板の表面温度を測定する工程である。ここでは後述する上流側の水が流入することを防止する手段、及び下流側からの水の流入を防止する手段により鋼板表面上の水の多くが除去されている。これにより、これまで困難であった当該部位での測温が可能となった。従って、鋼種に応じた冷却過程を精度良く行うことができ、形状安定性、機械的特性の良好な冷間圧延鋼板を提供することができる。

0047

ここで上流側の水が流入することを防止する手段は、冷却工程S1及び冷却工程S3の下流工程側で、測温工程S2及び測温工程S4の測温部の上流工程側に配置される。そして冷却工程S1、S3で鋼板に付着した水を除去したり、他からの垂れ水の下流工程側への流入を防止したりする。ここで用いられる当該手段としては例えば上流側流入防止装置としての水切り装置がある。具体的には上記したようないわゆる水ナイフ13、23や、他にもガスナイフ、千鳥状に配列された一対の水切りロール等を挙げることができる。

0048

また、下流側からの水の流入を防止する手段は、測温工程S2及び測温工程S4の測温部の下流工程側に配置される。そしてさらに下流工程側に配置される冷却工程S3及び冷却工程S5の冷却装置からの流入を防止する工程である。これにより上記測温工程S2、S4において精度良い測温が可能となる。ここに用いられる当該手段としては例えば下流側流入防止装置としての水吹き上げ防止装置がある。具体的には上記したような水吹き上げ防止ロール14、24の他、水ナイフ、ガスナイフを挙げることができる。

0049

加えて、当該測温工程S2、S4において所定の温度計を用いることにより、さらにその精度を上げ、ばらつきを抑えることができる。具体的には検出波長1.0〜1.2μmとした放射温度計である。この放射温度計は上記した放射温度計15、25が該当する。

0050

以上のような各工程を備える連続焼鈍の冷却工程S0を含む製造方法により、形状安定性、及び機械的特性に優れた冷間圧延鋼板を提供することが可能となる。

0051

次に2つの鋼種を例に、その冷却過程と、本発明の製造方法、製造装置とを対応させて説明する。図4は、横軸に測温位置を、縦軸に温度を示したグラフである。ここで、横軸の「S2」は測温工程S2を、「S4」は測温工程S4をそれぞれ意味している。また、図4(a)は軟鋼、図4(b)は高張力鋼の場合である。

0052

軟鋼の場合、初期の急冷を避け、平均的に一定の冷却速度で冷却することにより形状的に安定し、腰折れ状欠陥を防止できることがわかっている。しかし、従来の製造方法、製造装置では図4(a)にS2、S4で示した温度を精度良く測定することが困難であった。従って入口及び出口が設定の温度になっていても一定の冷却速度で冷却されているかを正確に知ることができず、上記欠陥が発生してしまっていた。これに対して本発明の製造方法、製造装置によればS2、S4において途中の温度を正確に把握することができる。従って、S2、S4で得られた温度に基づいて、各冷却工程における冷却量を調整し、理想の冷却過程を得ることが可能となる。これにより、上記欠陥の発生を抑え、形状安定性、及び機械的特性に優れた鋼板を提供することができる。

0053

一方、高張力鋼の場合、初期は急冷し、低温変態相域や遷移沸騰域付近を緩冷却することによって冷却むらによる欠陥を防止できることがわかっている。これは、低温変態相域や遷移沸騰域付近で急冷すると冷媒の沸騰態様、すなわち冷却量が鋼板の部分によって異なる現象が生じ、冷却むらを生じるからである。詳しくは低温変態相域での急冷は、マルテンサイトベイナイトといった低温変態相の変態開始時期が鋼板内で不均一となり、変態歪みが発生することによるものであり、遷移沸騰域での急冷は、鋼板内での一部が過冷却されることによるものである。しかし、従来の製造方法、製造装置では図4(b)にS2、S4で示した温度を精度良く測定することが困難であった。従って入口及び出口が設定の温度になっていても上記急冷領域、緩冷却領域を正確に把握することができず、上記欠陥を発生してしまっていた。これに対して本発明の製造方法、製造装置によればS2、S4において途中の温度を正確に把握することができる。従って、S2、S4で得られた温度に基づいて、各冷却工程における冷却量を調整し、理想の冷却過程を得ることが可能となる。これにより、上記欠陥の発生を抑え、形状安定性、及び機械的特性に優れた鋼板を提供することができる。

0054

このように、本発明の特に測温工程で得られた温度を用い、鋼板の冷却過程を最適なものに調整することにより、欠陥の発生を抑え、形状安定性、及び機械的特性に優れた鋼板を提供することができる。

0055

次に実施例によりさらに詳しく説明する。ただし、本発明は本実施例に限定されるものではない。

0056

(実施例1)
実施例1では、水吹き上げ防止手段の有無による測温工程における測温精度、及びばらつきの試験を行った。ここでは防止手段として上記に説明した水吹き上げ防止ロールを用いた。また、温度計として汎用の放射温度計、及び検出波長1.0〜1.2μmの放射温度計の両方を用いた。さらに校正用として接触式温度計による結果も合わせて示した。結果を表1に示す。

0057

0058

表1において、温度が正確であることは、校正のための接触式温度計との差異により得ることができる。表1に、接触式温度計の測定結果との差を括弧で示した。また、ばらつきが小さいことは、標準偏差が小さいことにより評価される。かかる観点で表1を見ると、温度が正確であることに関しては、特に汎用放射温度計を使用したときにその効果が大きい。一方、検出波長が1.0〜1.2μmの放射温度計では、水吹き上げロールの有無に関わらずかなり正確な温度測定が可能である。

0059

一方ばらつきに関しては、いずれの温度計に関しても水吹き上げ防止ロールがあったほうが明らかに小さい。従って、測温のばらつきを抑えることに関しても水吹き上げ防止ロールは大きな効果を有している。

0060

この結果により、水吹き上げ防止ロールにより鋼板温度測定の精度及びばらつきに対し効果を有することが明らかになった。加えて検出波長が1.0〜1.2μmの放射温度計を用いることによりさらに精度の良い測定が可能となることがわかる。

0061

(実施例2)
実施例2では、本発明の冷間圧延鋼板の製造方法、及びその製造装置を用いて鋼板の冷却過程を制御し、そのときの鋼板の形状、及び機械的特性を評価した。始めに条件等について説明する。
<鋼種>
鋼種は、軟鋼と高張力鋼の2種類とした。軟鋼は、主に深絞り用に用いられるSPCEJIS規格)である。また、高張力鋼は980MPa級のものとした。
<鋼板サイズ>
鋼板の大きさは、軟鋼については板厚0.8mm、板幅1200mm、高張力鋼については板厚1.4mm、板幅1000mmとした。
<冷却過程>
冷却過程は、本発明の製造方法、製造装置によれば所定の範囲内で自由に制御することができる。従って、本実施例では、適した冷却過程での冷却を各鋼種に対して1種類ずつ(No.1、No.4)おこなった。そして不適切な冷却過程での冷却を軟鋼については2種類(No.2、No.3)、高張力鋼については1種類(No.5)おこなった。
形状評価
形状の評価は、鋼板の急峻度(波長/波高)により評価した。鋼板の急峻度の測定は、JIS規格に準拠しておこない、評価結果は次に示す閾値により○、△、×によるものとした。
・軟鋼の場合(幅方向端部)
○:鋼板の急峻度(波高/波長):0.75%未満
△:鋼板の急峻度(波高/波長):0.75以上、0.80%未満
×:鋼板の急峻度(波高/波長):0.80%以上
・軟鋼の場合(幅方向中央部)
○:鋼板の急峻度(波高/波長):0.67%未満
△:鋼板の急峻度(波高/波長):0.67以上、0.70%未満
×:鋼板の急峻度(波高/波長):0.70%以上
・高張力鋼板の場合(幅方向端部)
○:鋼板の急峻度(波高/波長):0.9%未満
×:鋼板の急峻度(波高/波長):0.9%以上
・高張力鋼板の場合(幅方向中央部)
○:鋼板の急峻度(波高/波長):0.8%未満
×:鋼板の急峻度(波高/波長):0.8%以上
腰折れ欠陥の評価>
腰折れ欠陥は軟鋼に特有の欠陥であり、目視によりその有無を判断した。
機械的特性値の評価>
機械的特性値の評価は、引張り試験により試験をおこなった。評価は次に示す閾値により○、△でおこなった。ここでΔTSとは、狙いとする引張強度(TS)に対する実際の引張強度との差を意味する。
○:ΔTS≦±40MPa
△:ΔTS>±40MPa

0062

表2に結果を示す。また、図5には、軟鋼の場合(No.1〜No.3)における測温位置と温度の関係をグラフで示した。同様に、図6には高張力鋼の場合(No.4、No.5)における測温位置と温度の関係をグラフで示した。

0063

0064

始めに表2のNo.1〜No.3及び図5を参照しつつ軟鋼の場合ついて説明する。軟鋼は、上記したように、一定の冷却速度で冷却する過程が適する。No.1については、図5からわかるように一定の冷却速度を維持するように冷却した。このとき、形状、及び腰折れ欠陥に関する不具合は生じなかった。一方、No.2、No.3については、その程度に差はあるものの、いずれも初期段階で急冷をした。このとき、表2に表れているように、形状、及び腰折れ欠陥に不具合を生じた。このように本発明の製造方法及び製造装置により冷却過程を制御することができた。そしてこれは鋼板の性能に影響を与えるものであることもわかった。

0065

次に表2のNo.4、No.5及び図6を参照しつつ高張力鋼の場合ついて説明する。高張力鋼の場合は、上記したように、初期は急冷し、所定の温度域は緩冷却することが適している。No.4については図6からわかるように、初期の急冷後、緩冷却に移行している。このとき、形状及び機械特性値に関する不具合は生じなかった。一方、No.5については、初期段階でNo.4に比べて急冷が緩やかで、その後は逆にNo.4に比べて急冷している。このように冷却すると表2に表れているように、形状、及び機械特性値に不具合を生じた。このように本発明の製造方法及び製造装置により高張力鋼に関しても、冷却過程を制御することができた。そしてこれは鋼板の性能に影響を与えるものであることもわかった。

0066

以上、現時点において、最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う、冷間圧延鋼板の製造方法等も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

図面の簡単な説明

0067

本発明の製造装置の1態様を説明するための模式図である。
視界確保装置を説明するための断面図である。
本発明の製造方法の1態様を説明するためのフロー図である。
鋼種による適した冷却過程を説明するための図である。
実施例2のうち軟鋼の冷却過程を示す図である。
実施例2のうち高張力鋼の冷却過程を示す図である。

符号の説明

0068

1連続焼鈍装置
2鋼板
3 壁面
10温度計
11搬送ロール
12、22、32気水冷却装置
13、23、33上流側流入防止装置(水切り装置)
14、24 下流側流入防止装置(水吹き上げ防止ロール)
15、25放射温度計
40 温度計
41 搬送ロール
50視界確保装置
51 第1空間
52 第2空間
53隔壁
54外壁
55端部壁
56 端部壁
57気体供給手段
S0連続焼鈍の冷却工程
S1、S3、S5 冷却工程
S2、S4 測温工程

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