CN117255866A - 连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备 - Google Patents

连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够在短时间内控制炉内露点的连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备。连续退火炉的露点控制方法是在连续退火炉中，停止或减少向炉内供给湿润气体，并沿着连续退火炉的炉内壁供给干燥气体。连续退火炉的露点控制方法是可以在连续退火炉中，使连续退火炉的炉内壁达到高于炉内环境温度30℃以上的温度。

Description

连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制 造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌 设备
技术领域
本发明涉及连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备。
背景技术
近年来，在汽车、家电、建材等领域中，对于有助于结构物的轻量化等的高张力钢板(高强度钢板)的需求不断提高。作为高强度钢板，例如已知有通过在钢中含有Si而提高了扩孔性的钢板、通过在钢中含有Si和Al而易于形成残留γ的延展性良好的钢板等。
其中，在制作以含有大量Si的高张力钢板作为母材的热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板的情况下，存在以下问题。热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板，在非氧化性环境中或者还原环境中以600～900℃左右的温度进行加热退火后，进行热浸镀锌处理。钢中的Si是易氧化性元素，即使在通常使用的非氧化性环境中或还原环境中，也会被选择性氧化，在表面上富集而形成氧化物。该氧化物使镀覆处理时的对熔融锌的润湿性降低而引起不镀覆，因此随着钢中Si浓度的增加而润湿性降低，结果经常发生不镀覆。另外，即使没有发生不镀覆，也会产生镀覆密合性变差的问题。而且，钢中的Si被选择性氧化而富集在表面上时，在热浸镀锌后的合金化过程中会产生合金化延迟。其结果，生产性降低。并且，为了确保生产性而在过高温度下进行合金化处理，则可能会导致抗粉化性的恶化。因此，难以兼顾高生产性和良好的抗粉化性。
另外，在拉伸强度超过980MPa的超高张力钢板的情况下，不仅需要解决成型性，还需要解决钢板的氢脆开裂的问题。氢脆开裂是指在使用过程中受到高应力作用的钢构件由于从环境中侵入钢中的氢而突然断裂的现象。该断裂现象根据产生形态也称为延迟断裂。一般，已知钢板的拉伸强度越升高，钢板的氢脆开裂越容易产生。认为其原因是钢板的拉伸强度越高，在构件成型后残留在钢板中的应力越增大。例如在汽车用钢板的情况下，该氢脆开裂特别容易在施加大的塑性变形的弯曲加工部中发生。因此，不仅要求延展性、弯曲性、扩孔性等的成型性的提高，还要求弯曲加工部的耐氢脆特性的提高。
对于这样的问题，专利文献1公开了对规定的化学成分的冷轧钢板，在经二次退火炉通板后实施连续熔融镀覆处理来制造镀锌钢板的方法。为了在钢板表层形成适当的脱碳层，专利文献1的技术中，在第二次的热处理(退火)中，使炉内环境以满足相对于H2浓度为2～5％，水蒸气分压为－1.1≤log(PH2O/PH2)≤－0.07，即换算成露点大约为－17～+30℃的方式进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2019/187060号
专利文献2：日本特开2012－111995号公报
专利文献3：日本特开2016－125131号公报
发明内容
其中，虽然在专利文献1中换算的露点的范围为上述的范围，但一旦使炉内露点上升至0℃以上，则通常很难降低炉内露点。如果在炉内露点保持这样高的状态下使Si含量低于专利文献1中的目标高强度钢板的高强度钢板进行通板，则表面会剧烈地氧化，发生明显地粘辊。
作为高效地降低炉内露点的方法，专利文献2公开了一种方法，是将炉内气体部分取出，使用精炼机进行除湿而使气体温度上升至400～600℃后供给炉内的方法。另外，专利文献3公开了一种方法，通过从炉底辊附近排出环境气体，同时向炉底辊附近供给干燥气体，从而至少使炉内最上部的露点为0℃以下。
然而，已知即使组合专利文献2和专利文献3中记载的方法来置换炉内气体，实际上到露点下降为止也需要时间。其原因是在于，在降低露点的过程中，炉壁和炉隔热材料所含的水分被供给到炉内。在以往技术中，已知Si含量低的高强度钢板降低到适当的露点(例如－20℃以下)，例如需要12小时以上，生产性显著降低。
鉴于这样的情况，本公开的目的在于提供一种可在短时间内控制炉内露点的连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备。
本公开的一个实施方式涉及的连续退火炉的露点控制方法是在连续退火炉中停止或减少向炉内供给湿润气体，并沿着上述连续退火炉的炉内壁供给干燥气体。
上述的连续退火炉的露点控制方法是在连续退火炉中可以使上述连续退火炉的炉内壁为高于炉内环境温度30℃以上的温度。另外，上述的连续退火炉的露点控制方法中，可以将上述炉内露点从5℃以上的露点变更为小于0℃的露点。另外，上述的连续退火炉的露点控制方法是在连续退火炉中可以控制成从炉内向炉内壁喷射的干燥气体与上述炉内壁所成的角度为5°～45°，上述干燥气体向上述炉内壁的碰撞风速为0.8m/s以上。
本公开的一个实施方式涉及的钢板的连续退火方法是使用上述的连续退火炉的露点控制方法来控制炉内露点。
本公开的一个实施方式涉及的钢板的制造方法是使用上述的钢板的连续退火方法来制造高张力钢板、热浸镀锌钢板或者合金化热浸镀锌钢板。
本公开的一个实施方式涉及的连续退火炉具备可以沿着炉内壁供给气体的喷嘴，并且从上述喷嘴供给的气体包含干燥气体。
上述的连续退火炉在炉内的炉顶壁和炉侧壁中的至少一个上具备喷射气体的喷嘴，从上述喷嘴向炉内壁喷射的上述气体与上述炉内壁所成的角度可以为5°～45°。另外，上述的连续退火炉可以具有能够将炉内壁加热到高于炉内环境温度30℃以上温度的加热机构。
本公开的一个实施方式涉及的连续热浸镀锌设备具备上述的连续退火炉和接续上述连续退火炉的镀覆装置。
本公开的一个实施方式涉及的合金化热浸镀锌设备具备上述的连续退火炉和在上述连续退火炉之后的镀覆装置及合金化炉。
根据本公开，可以提供一种能够在短时间内控制炉内露点的连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备。
附图说明
图1是表示具备连续退火炉与镀覆装置的连续热浸镀锌设备的一个构成例的图。
图2是表示还原炉中的炉内气体的供给路径的一个例子图。
图3是表示以往的干燥气体供给喷嘴的图。
图4是表示本实施方式中的沿着炉内壁供给干燥气体的喷嘴的一个例子的图。
图5是表示对还原炉的内壁面进行加热控制的装置的一个例子的图。
图6是表示实施例和比较例的露点的变化的一个例子的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本公开的一个实施方式涉及的连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备。这里，钢板可以是高张力钢板、热浸镀锌钢板或者合金化热浸镀锌钢板，但不限定于特定的种类。
连续热浸镀锌设备是具备例如连续退火炉和在连续退火炉之后的镀覆装置而构成的。另外，合金化热浸镀锌设备是具备例如连续退火炉和在连续退火炉之后的镀覆装置及合金化炉而构成的。以下，有时将连续热浸镀锌设备和合金化热浸镀锌设备统称为热浸镀锌设备。
具备热浸镀锌设备的连续退火炉是包括对钢板进行升温加热的加热炉(加热段)、和对加热得到的钢板进行均热的均热炉(均热段)而构成的。这里，连续退火炉只要是具有钢板的升温加热与均热的机构且使钢板在炉内行进即移动的炉子且能够进行环境控制即可，不限于特定的设备和形式。加热炉例如可以为直火炉(DFF：Direct Fired Furnace)型或者非氧化炉(NOF：Non Oxidizing Furnace)型。另外，均热炉可以是辐射炉(RTF：RadiantTube Furnace)型。另外，连续退火炉可以是从加热炉到均热炉全部为辐射管(辐射)方式的全辐射管方式。
本实施方式涉及的连续退火炉的露点控制方法可以用于具备包括DFF型加热炉与RTF型均热炉、或者NOF型加热炉与RTF型均热炉的连续退火炉的连续热浸镀锌设备或者合金化热浸镀锌设备，可起到比以往技术更优异的效果。而且，本实施方式涉及的连续退火炉的露点控制方法可以用于具备全辐射管方式的连续退火炉的连续热浸镀锌设备或者合金化热浸镀锌设备，可起到比以往技术更优异的效果。
这里，在本说明书中，还原炉是指具备辐射管的炉的部分。例如，在包括DFF型加热炉与RTF型均热炉的连续退火炉以及NOF型加热炉与RTF型均热炉的连续退火炉中，还原炉是指均热炉。另外，在全辐射管方式的连续退火炉中，还原炉是指加热炉和均热炉。
图1是对具备连续退火炉20和镀覆装置22的连续热浸镀锌设备100的一个构成例进行说明的图。连续退火炉20是具备加热段10、均热段12、快速冷却段14、缓慢冷却段16而构成的。有时将快速冷却段14与缓慢冷却段16合起来称为冷却段。加热段10是由预热段10A与直火炉(DFF)10B构成的。另外，均热段12为辐射炉(RTF)，以下也称还原炉。另外，在图1中，示出了钢板P、炉鼻子18和镀覆装置22。炉鼻子18是用于使钢板P浸渍在镀浴中的设备。如图1所示，连续热浸镀锌设备100可以进一步具备合金化炉23而构成合金化热浸镀锌设备。
图2表示还原炉中的炉内气体的供给路径的一个例子。如图2所示，还原炉具有加湿装置26、循环恒温水槽28、气体分配装置24、投入气体用露点计32、湿润气体投入口36A～36C、38A～38C、40A～40C、常用干燥气体投入口42A～42H、供给喷嘴44A～44G、炉内露点的采集位置46。这里，炉内露点为连续退火炉的炉内环境气体的露点。供给喷嘴44A～44G是在降低炉内露点时用于沿炉内壁供给干燥气体的喷嘴。另外，炉内壁为炉内侧的炉壁。
通常，从干燥气体投入口42A～42H向还原炉内持续供给露点－60～－40℃的干燥的N2或者N2与H2的混合气体(以下有时表示为“N2+H2”)。在本实施方式中，其供给气体的一部分在由加湿装置26加湿后供给至炉内。加湿装置26具备氟类或聚酰亚胺系的中空纤维膜、平膜等加湿模块。加湿装置26使干燥气体在膜的内侧流动，使纯水在循环恒温水槽28中调至规定温度后在膜的外侧循环。中空纤维膜或者平膜是一种与水分子具有亲和力的离子交换膜。如果在膜的内侧和外侧产生水浓度差，则会产生使该浓度差均衡的力，水以该力为驱动力向水浓度低的方向透过膜而移动。加湿前的干燥气体的温度随季节和每日的气温变化而变化。加湿装置26还通过充分增加经由水蒸气透过膜的气体与水的接触面积来进行热交换，因此无论加湿前的干燥气体的温度高于还是低于循环水温，干燥气体都会成为加湿到与设定水温相同的露点的气体，能够进行高精度的露点控制。在这样加湿装置26中被加湿的气体(以下称为“湿润气体”)的温度能够在5～50℃的范围内进行任意控制。
如图2所示，将湿润气体直接供给至连续退火炉内。还原炉的环境是通过在整个炉中由测量仪器和过程计算机进行管理的。测量仪器和过程计算机还通过对露点进行适当地测定、并将其结果输出到加湿装置的控制系统来进行管理。如果炉内露点低于目标范围，则加湿装置26通过升高循环水温来供给高露点的气体。另外，如果炉内露点高于目标范围，则加湿装置26通过降低循环水温来供给低露点的气体。在本实施方式中，与从42A～42H的喷嘴供给的湿润气体不同，从44A～44G的喷嘴实施干燥气体的供给(沿炉壁的干燥气体的供给)。可以同时实施湿润气体的停止与沿炉壁的干燥气体的供给，也可以在停止湿润气体后，间隔一段时间，再沿炉壁供给干燥气体。另外，可以实施一边减少湿润气体的供给一边增加沿炉壁的干燥气体的供给。这里，即使不使湿润气体的供给完全停止至0Nm3/hr，只要减少到小于干燥气体的供给量的1/2、更优选小于1/3的流量，就能够得到可以在短时间内控制炉内露点的效果。
在还原炉中执行的工序(还原退火工序)还原了加热段10的氧化处理工序中在钢板表面形成的铁氧化物。此时，利用由铁氧化物供给的氧使Si、Mn等合金元素在钢板内部形成内部氧化物。结果在钢板最表面形成由铁氧化物还原得到的还原铁层，Si、Mn等作为内部氧化物残留在钢板内部。因此，在钢板表面的Si、Mn等的氧化得到抑制，防止钢板与熔融镀覆的润湿性的降低，能够得到良好的镀覆密合性。Si量低的(例如0.5％以下)钢种中，－30℃以下的炉内露点是合适的，而在含有其以上的Si时，为了获得上述的镀覆性提高效果，优选调整至－15～－5℃左右的炉内露点。
此外，在高强度的钢板(980MPa以上)中，进行弯曲加工的部分存在耐氢脆特性的问题，通过在退火后的钢板表层设置50μm左右的脱碳层，能够显著提高弯曲特性。本发明人发现，如果将炉内露点设为+5～+20℃、优选为+10～+15℃，则弯曲特性能够显著提高。
另一方面，由于+5～+20℃的露点适合的是一部分的钢种，因此在实际作业中，需要能够迅速控制炉内露点的设备。这里，在提高露点的情况下，通过使用上述的方法投入适当量的湿润气体，可以在几分钟内调整至所希望的露点。然而，在降低露点的情况下，如果只是简单地置换炉内气体，则从炉壁和隔热材料的水分释放需要时间。另外，如果在炉内露点未充分下降的状态下将Si量低的钢板通板，则可能会产生不镀覆和粘辊等表面缺陷。使用以往技术，特别是将炉内露点从+5℃以上的露点变为小于0℃的露点(例如从+10℃降低至－5℃的炉内露点)是困难的。如上所述，不仅需要气体的切换，还需要除去炉内水分。因此，需要能够高效地降低露点的技术，包括从+5℃以上到小于0℃的露点降低。
本实施方式涉及的包含连续退火炉的热浸镀锌设备，如下说明，执行停止或者减少负责升高露点的湿润气体向炉内的供给，并沿着连续退火炉的炉内壁供给干燥气体的露点控制方法。通过该方法能够促进从炉壁的水分释放。
图3为以往的还原炉的干燥气体供给方法。以往，从垂直于炉壁设置的气体配管向炉内供给干燥气体。常用的气体供给口42使用例如尺寸为25A～50A的配管。例如投入口个数为3～20个左右，总的气体流量为300～1000Nm3/hr左右，因此向炉内的喷出速度为2～50m/s左右。在以往的还原炉的干燥气体供给方法中，由于干燥气体与炉内的气体立即混合，无法高效地降低炉内壁附近的露点。即使炉的中央部的露点降低，炉内壁附近的露点也没有下降，从炉壁只能释放少量水分。
本发明人深入研究的结果发现，通过主动降低炉内壁附近的露点并产生水分浓度差，能够将炉壁和炉隔热材料所含的水分高效地释放到沿炉内壁流动的干燥气体中。
图4是表示本实施方式涉及的包含连续退火炉的热浸镀锌设备的还原炉的喷嘴(例如供给喷嘴44C)的一个例子。本实施方式涉及的连续退火炉具备能够沿炉内壁供给气体的喷嘴。另外，从喷嘴供给的气体包含干燥气体。即，在本实施方式中，喷嘴能够沿炉内壁供给干燥气体。喷嘴优选为图4所示的槽缝喷嘴。但是，喷嘴的种类和形状没有特别限定。作为其他的例子，喷嘴可以具有类似扁嘴喷嘴的形状。
图4的槽缝喷嘴例如在沿着钢板的宽度方向延伸的圆管的一部分中，朝向炉内壁具有2～10mm的缝宽。槽缝喷嘴的缝长度(气体喷射有效长度)为通板的钢板最大宽度左右。槽缝相对于炉内壁以喷射角度θ倾斜，并朝向炉内壁喷射干燥气体。喷射角度θ例如为5～45゜的范围。换言之，从槽缝喷嘴向炉内壁喷射的气体与炉内壁所成的角度为5°～45°。通过使喷射角度θ为该范围，喷流不易从炉内壁剥离，能够沿壁面供给干燥气体。
可以将气体喷射速度调整为2～20m/s左右。这里，如果将喷嘴缝宽设为B[mm]、将考虑了喷射角度的喷嘴喷射口与炉内壁的距离(参照图4)设为D[mm]、将喷射速度设为V[m/s]，则碰撞风速Vs[m/s]可以按照以下的公式推断。因此，优选设定向干燥气体的炉内壁的喷射速度，使Vs≥0.8m/s以上。通过使Vs≥0.8m/s，从而能够维持壁面喷流并减少壁面附近的水分浓度。
Vs＝3.46*V*√((B/D)/2)
这里，向炉内壁的碰撞风速Vs越快，炉壁的水分除去效果越大，但如果投入干燥气体的流量过多，则还原炉的内压上升，在冷却段侧有逆流的可能。因此，还原炉的内压必须调整至低于冷却段的内压。例如优选Vs＜10m/s。
这里，供给喷嘴44A～44G(参照图2)优选设置于炉顶壁和所有的炉侧壁。但是，供给喷嘴如果设置在炉床部，则可能卷入异物，因此也可以设置在除了炉床部以外的位置。供给的干燥气体可以低于炉内环境温度。这里，炉内环境温度为连续退火炉的炉内环境气体的温度。在干燥气体低于炉内环境温度的情况下，利用与环境气体的温度差难以维持炉顶部分的壁面喷流。因此，在炉顶壁中，供给喷嘴优选以3～5m的间隔设置。例如，图2的供给喷嘴44C与供给喷嘴44D的间隔可以为3～5m。喷射方向可以为朝向连续退火炉的上游的方向，可以为朝向下游的方向，也可以为钢板的宽度方向。在炉侧壁中，为了利用低温气体下降的性质，优选从还原炉的上部向下喷射气体。由于通常连续退火炉的高度为20～30m左右，因此优选在炉侧壁中沿着高度方向设置10m左右的间隔。例如图2的供给喷嘴44A与供给喷嘴44B的间隔可以为10m左右。
干燥气体可以使用与以往技术的干燥气体相同的露点－70～－50℃左右的N2与H2的混合气体。
本发明人发现，通过进一步使连续退火炉的炉内壁达到高于炉内环境温度30℃以上的温度，从而促进从炉壁和隔热材料的水分释放。此时，连续退火炉的炉内壁的温度只要是高于炉内环境温度30℃～50℃范围内的温度即可。
图5表示对还原炉的炉内壁进行加热控制的装置的一个例子。还原炉具有作为加热炉内壁的加热机构的发热体50A～50E、测定炉内壁的温度的温度计52A～52E和控制装置54A～54E。控制装置54A～54E根据温度计52A～52E测定的炉内壁的温度来控制发热体50A～50E的加热量。例如控制装置54A～54E通过对流过发热体50A～50E的电流量进行控制来调整发热体50A～50E的加热量。在实际作业中的还原炉的炉内壁利用炉内的辐射管的辐射热达到例如700～900℃。发热体50A～50E只要具有能够利用辐射管的辐射热从炉内的温度进一步加热30～50℃的加热能力即可。这里，已知即便使炉内壁的温度升高超过50℃，水分除去效果也会下降。因此，发热体50A～50E的加热能力可以为30～50℃。
实施例
在连续退火炉中具备DFF型加热炉的连续热浸镀锌设备(CGL)中，将DFF型加热炉的加热用燃烧器分为4组(组1～组4)。作为氧化区域，在连续退火炉中的钢板移动方向的上游侧配置3组(组1～组3)的加热用燃烧器。另外，作为还原区域，在氧化区域的钢板移动方向的下游侧配置剩余的一组(组4)加热用燃烧器。单独控制氧化区域和还原区域的空气比，进行试验。氧化区域和还原区域的长度分别为4m。
在连续退火炉中为了调节气体湿度，使用具有中空纤维膜型加湿部的加湿装置。将由加湿装置调湿的湿润气体直接供给连续退火炉。常用的干燥气体投入口与图2相同，设置8个。湿润气体投入口与图2相同，设置为9个。加湿装置的中空纤维膜型加湿部具备10个膜组件。构成为在各膜组件中流动最大500升/min的N2+H2混合气体与最大10升/min的循环水。N2+H2混合气体是为了连续退火炉的投入用而预先调整了成分的干燥气体，露点在－50℃下恒定。循环恒温水槽为10个膜组件共用，可提供100升/min的纯水。
首先，使用表1的钢种B，实施约90分钟的通板试验。用于降低炉内露点的干燥气体从在图2所示的位置上配置的供给喷嘴44A～44G、与进一步在炉侧壁的2个位置上配置的2个供给喷嘴、合计9个供给喷嘴供给。这些供给喷嘴分别为喷嘴缝宽4[mm]、长度(钢板的宽度方向)2m，向炉内壁的喷射角度θ为30゜，从考虑了喷射角度的喷嘴喷射口到炉内壁为止的距离D为80mm。另外，以气体喷射速度为2.35m/s、碰撞风速Vs为1.29m/s喷射干燥气体。此时，干燥气体向炉内的总流量约为600Nm3/hr。
表1
作为比较例，使用专利文献2(日本特开2012－111995号公报)中记载的装置，为了改变炉内露点，与常用的干燥气体同样地从垂直于炉内壁开口的供给口供给干燥气体。其它条件如表2所示。
如图6所示，炉内露点下降至－20℃以下需要的时间，在比较例中超过90分钟，而在实施例中缩短至20分钟。这里，炉内露点的测定位置为图2的采样位置46(在高度方向上不偏上游侧和下游侧，而是稍靠近炉顶侧的位置)。
接着，对目标炉内露点不同的多个钢种(参照表1)实施了连续通板试验。调整钢卷长度使各钢种的钢卷的通板时间分别20分钟左右。钢板温度和炉内露点的实际值由各钢卷的长边方向的中央部500m的平均值求出。
作为比较例，使用专利文献2(日本特开2012－111995号公报)和专利文献3(日本特开2016－125131号公报)中记载的装置。
其它的制造条件如表3和表4所示。在镀浴温度为460℃下进行。镀浴中的Al浓度为0.130％。另外，通过气体擦拭将附着量调整为单面45g/m2。另外，在实施了热浸镀锌后，在感应加热型合金化炉中进行合金化处理，合金化温度使皮膜合金化度(Fe含有率)达到10～13％以内。
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通过利用光学表面缺陷仪检查(检查有无不镀覆缺陷、粘辊缺陷)来评价镀覆外观。在钢卷长边总长中，如果缺陷产生率在0.1％以下，则为VG，如果在0.1～1.0％则为G，如果在1.0～5.0％，则为B，如果在5.0％以上，则为VB。综合评价的合格的条件为镀覆外观的评价为VG或者G。
另外，测定材料强度(拉伸强度)并进行评价。综合评价的合格的条件为材料强度达到基准值以上。钢种A的基准值为1180MPa。钢种B的基准值为1470MPa。钢种C的基准值为980MPa。钢种D的基准值为590MPa。
对于弯曲性，以平行于轧制方向的方向为弯曲试验轴向，采取宽度为30mm、长度为100mm的短条形试片进行弯曲试验。在行程速度为50mm/s、推进载荷为10吨、推进保持时间为5秒的条件下，进行90°V弯曲试验。用10倍的放大镜观察弯曲顶点的棱线部，求出未确认到裂纹长度为0.5mm以上的裂纹的最小弯曲半径。计算最小弯曲半径R与板厚t的比(R/t)，根据比值(R/t)评价弯曲性。综合评价的合格的条件为比值(R/t)在基准值以下。钢种A的基准值为3.5。钢种B的基准值为5.0。钢种C的基准值为1.5。钢种D的基准值为0.5。
综合评价在全部满足镀覆外观的条件、材料强度的条件和弯曲性的条件的情况下视为合格。作为使用专利文献2中记载的装置的比较例的No.1和No.2、与作为使用专利文献3中记载的装置的比较例的No.3最终为不合格。这些比较例在将钢种A和钢种B通板时为合格，但在将钢种C和钢种D通板时，因炉内露点未降低而产生粘辊缺陷、不镀覆缺陷等，为不合格。另外，作为炉内未加湿的(不仅是降低炉内露点的情况，还一直不向炉内供给湿润气体)比较例的No.8，在钢种A～钢种C中不满足材料特性而不合格。与此相对，作为实施例的No.4～No.7，所有的钢种均满足表面质量和材料特性，综合评价为合格。
如上所述，本实施方式涉及的连续退火炉的露点控制方法、钢板的连续退火方法、钢板的制造方法、连续退火炉、连续热浸镀锌设备以及合金化热浸镀锌设备，通过上述的构成和工序，能够在短时间内控制炉内露点。另外，由表3和表4中的实施例与比较例的对比可以明确，根据本公开，在制造含有各种成分的高张力钢板时，可在不降低生产性的情况下生产。
符号说明
10 加热段
10A 预热段
10B 直火炉
12 均热段
14 快速冷却段
16 缓慢冷却段
18 炉鼻子
20 连续退火炉
22 镀覆装置
23 合金化炉
24 气体分配装置
26 加湿装置
28 循环恒温水槽
36A～36C 湿润气体投入口
38A～38C 湿润气体投入口
40A～40C 湿润气体投入口
42 常用的气体供给口
42A～42H 常用的干燥气体投入口
44A～44G 供给喷嘴
46 采样位置
50A～50E 发热体
52A～52E 温度计
54A～54E 控制装置
100 连续热浸镀锌设备

Claims (11)

1.一种连续退火炉的露点控制方法，在连续退火炉中，停止或减少向炉内供给湿润气体，沿着所述连续退火炉的炉内壁供给干燥气体。
2.根据权利要求1所述的连续退火炉的露点控制方法，其中，在连续退火炉中，使所述连续退火炉的炉内壁达到高于炉内环境温度30℃以上的温度。
3.根据权利要求1或2所述的连续退火炉的露点控制方法，其中，将炉内露点从5℃以上的露点变更为小于0℃的露点。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的连续退火炉的露点控制方法，其中，在连续退火炉中，从炉内向炉内壁喷射的干燥气体与所述炉内壁所成的角度控制为5°～45°，将所述干燥气体向所述炉内壁的碰撞风速控制为0.8m/s以上。
5.一种钢板的连续退火方法，是使用权利要求1～4中任一项所述的连续退火炉的露点控制方法来控制炉内露点。
6.一种钢板的制造方法，是使用权利要求5所述的钢板的连续退火方法来制造高张力钢板、热浸镀锌钢板或合金化热浸镀锌钢板。
7.一种连续退火炉，具备能够沿炉内壁供给气体的喷嘴，并且从所述喷嘴供给的气体包含干燥气体。
8.根据权利要求7所述的连续退火炉，其中，在炉内的炉顶壁和炉侧壁中的至少一个具备喷射气体的喷嘴，从所述喷嘴向炉内壁喷射的所述气体与所述炉内壁所成的角度为5°～45°。
9.根据权利要求7或8所述的连续退火炉，其中，具备能够将炉内壁加热至高于炉内环境温度30℃以上的温度的加热机构。
10.一种连续热浸镀锌设备，具备权利要求7～9中任一项所述的连续退火炉和在所述连续退火炉之后的镀覆装置。
11.一种合金化热浸镀锌设备，具备权利要求7～9中任一项所述的连续退火炉和接续所述连续退火炉的镀覆装置及合金化炉。
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JPH0762450A (ja) * 1993-08-27 1995-03-07 Nippon Steel Corp 連続焼鈍炉における鋼帯エッジ部過加熱防止法
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FR3064278B1 (fr) * 2017-03-22 2021-04-23 Fives Stein Section et procede de refroidissement d'une ligne continue combinant un refroidissement sec et un refroidissement humide
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