CN117693600A - 金属板的淬火装置、连续退火设备、金属板的淬火方法、冷轧钢板的制造方法及镀覆钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供与通板速度、板厚无关地抑制淬火时在金属板中产生的形状不良的金属板的淬火装置、连续退火设备、金属板的淬火方法、冷轧钢板的制造方法及镀覆钢板的制造方法。金属板的淬火装置，其具有使所通过的金属板浸渍于液体而冷却的水槽、设于水槽的喷水装置、和对从水槽的内部通过的金属板进行约束的多个约束辊对，其中，喷水装置具有多个喷水喷嘴，其中，该喷水喷嘴是沿着金属板的通板方向以夹着金属板的表背面而使冷却水被相对地喷射的方式设置的，多个约束辊对的相对于金属板的位置基于操作条件而各自独立地被调整。

Description

金属板的淬火装置、连续退火设备、金属板的淬火方法、冷轧 钢板的制造方法及镀覆钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及在将金属板一边连续地通板一边进行退火的连续退火设备中，对在淬火时于金属板中产生的形状不良进行抑制的金属板的淬火装置、连续退火设备、金属板的淬火方法、冷轧钢板的制造方法及镀覆钢板的制造方法。
背景技术
在以钢板为代表的金属板的制造中，在连续退火设备中，将金属板加热后进行冷却，使其发生相变等，从而进行材质的塑造。近年来，在汽车业界，为了同时实现车身的轻质化和碰撞安全性，对薄壁化的高强度钢板(high tensile strength steel sheet)的需求逐渐增加。因此，对高张力钢板的制造有利的急速冷却技术的重要性与日俱增。在各种冷却方法中，使用水的冷却方法由于以低廉的成本获得较高的冷却速度而被广泛采用。然而，由于是急速冷却，因此潜在地在钢板内容易产生温度分布的差异，有时在钢板上产生翘曲、波状变形等面外变形所引起的形状不良，这成为问题。为了防止这样的钢板在水淬时的形状不良，以往提出了各种方法。
在专利文献1中，为了抑制在连续退火炉中的骤冷淬火时产生的金属板的波状变形，作为能够改变在骤冷淬火工序中施加的钢板的张力的张力变更机构，提出了在骤冷淬火部前后设置张紧辊的方法。
专利文献2中，着眼于在淬火开始点(冷却开始点)处，在金属板宽度方向上产生压缩方向的热应力，由于金属板压曲(buckling)而产生形状不良，提出了在由于冷却而产生板宽度方向上的压缩应力的区域或其附近区域，通过从金属板两面侧进行约束来抑制面外变形的方法。
此外，专利文献3中，提出了在将金属板的马氏体转变开始的Ms点的温度设为TMs℃、将马氏体转变结束的Mf点的温度设为TMf℃时，在金属板的温度在TMs+150℃～TMf-150℃的温度范围内的情况下，利用设于冷却液体中的一组约束辊对骤冷淬火中的金属板进行约束的方法。
此外，在专利文献4中提出了具备收容有使金属板浸渍的液体的水槽、具备对金属板的表面及背面喷射液体的多个喷嘴的喷出装置和对金属板进行约束的一对或多对约束辊、并由喷出装置的全部喷嘴向约束辊的方向喷射液体的方法、装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-184773号公报
专利文献2：日本特开2003-277833号公报
专利文献3：日本专利第6094722号公报
专利文献4：日本专利第6477852号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在专利文献1～4中公开的任意的方法中针对由约束辊对金属板的约束均没有考虑到金属板的板厚、在水槽内的通板速度，而在金属板的温度在TMs+150℃～TMf-150℃的范围内，有无法由约束辊进行约束这样的问题。结果，有在金属板的淬火后发生形状不良这样的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供与通板速度、板厚无关地抑制淬火时在金属板中产生的形状不良的金属板的淬火装置、连续退火设备、金属板的淬火方法、冷轧钢板的制造方法及镀覆钢板的制造方法。
用于解决课题的手段
解决上述课题的本发明的主要构成如下所述。
[1]金属板的淬火装置，其具有使所通过的金属板浸渍于液体而冷却的水槽、设于前述水槽的喷水装置、和对从前述水槽的内部通过的前述金属板进行约束的多个约束辊对，其中，前述喷水装置具有多个喷水喷嘴，其中，喷水喷嘴是沿着前述金属板的通板方向以夹着前述金属板的表背面而使冷却水被相对地喷射的方式设置的，前述多个约束辊对的相对于前述金属板的位置基于操作条件而各自独立地被调整。
[2]如[1]所述的金属板的淬火装置，其中，前述多个约束辊对的表面的最大高度粗糙度Rz的最大值及最小值均为5μm以上50μm以下。
[3]如[1]所述的金属板的淬火装置，其中，前述多个约束辊对的约束辊的辊直径(roll diameter)为50mm以上250mm以下。
[4]如[1]所述的金属板的淬火装置，其中，前述多个约束辊对以在将辊直径设为Dmm时、夹持前述金属板而相面对的1对约束辊的中心轴间距离成为D×1/4mm以上Dmm以下的方式配置。
[5]连续退火设备，其中，在均热带的出侧设有[1]～[4]中任一项所述的金属板的淬火装置。
[6]金属板的淬火方法，其中，使连续地通过的金属板浸渍于液体而开始冷却后，在前述金属板的温度在前述金属板的马氏体转变开始温度+150℃以下、马氏体转变结束温度-150℃以上的范围内的期间，使用调整了相对于金属板的位置的多个约束辊对来约束前述金属板。
[7]冷轧钢板的制造方法，其中，利用[6]所述的金属板的淬火方法对冷轧钢板进行淬火。
[8]镀覆钢板的制造方法，其中，接着[7]所述的冷轧钢板的制造方法对前述冷轧钢板实施镀覆处理。
[9]如[8]所述的镀覆钢板的制造方法，其中，前述镀覆处理通过电镀锌处理、熔融镀锌处理、合金化熔融镀锌处理中的任一种方法来进行。
发明效果
根据本发明涉及的金属板的淬火装置及金属板的淬火方法以及钢板的制造方法，能够与通板速度、板厚无关地对在淬火时金属板中产生的形状不良进行抑制。
附图说明
[图1]为示出本发明的淬火装置的构成的示意图。
[图2]为示出本发明的淬火装置的约束辊对的构成的示意图。
[图3]为示出本发明的约束辊的配置构成的示意图。
[图4]为示出金属板的翘曲的示意图。
[图5]为示出以往的淬火装置的构成的示意图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的一实施方式进行说明。以下，针对使用低廉且工业上有用的水作为冷却介质的情况进行说明，但冷却介质只要是能够供于冷却的液体则没有特别限定。
图1为示出本发明的一实施方式涉及的金属板S的淬火装置1的图。淬火装置1适用于设置在连续退火炉(连续退火设备)的均热带的出侧的冷却设备。淬火装置1中，在收容供于冷却的水的水槽2处，以一部分喷水喷嘴3a从水面(图中W)向上方露出的方式设置喷水装置3。喷水装置3中，喷水喷嘴3a相对于金属板S的表面以及背面、以具有规定的间隙的方式沿着从水槽2的内部连续地通板的金属板S的通板方向(图中箭头P)而配置有多个，在其中途配置有多个约束辊对4。需要说明的是，在图1中示出了4个约束辊对4，但只要是2个以上、即2对以上就没有限制。这些多个约束辊对4也可以具有用于基于操作条件调整相对于金属板S的位置的控制装置。
就金属板S而言，为了得到所希望的品质，有时需要在连续退火炉的出侧进行淬火。但是，已知由于淬火处理的骤冷而引起热收缩，形状会紊乱。特别是，在金属板S进行马氏体相变的情况下，在从马氏体转变开始温度(TMs℃)至马氏体转变结束温度(TMf℃)的范围内，同时产生急剧的热收缩和相变膨胀，作用于金属板S内的应力最大，金属板S的形状被破坏。需要说明的是，TMs℃及TMf℃的温度可以由金属板S的成分组成算出。
特别是，如果能够在基于淬火的骤冷中的金属板S的温度为TMs+150℃以下、TMf-150℃以上的温度范围内物理性地约束板，则能够使形状稳定化。而且，更优选TMs+100℃以下、TMf-100℃以上的范围。
对此，提出了在产生马氏体转变的温度范围内，在向冷却水的浸渍中使用以夹持金属板S的板面的方式设置的约束辊对4的技术。但是，在采用简单构成即1个、即仅1对约束辊对4的情况下，为了将约束时的金属板S的温度维持在适当的范围，需要限制金属板S的通板速度、板厚。因此，在本发明中，着眼于在冷却水中设置多个约束辊对4。
而且，在本发明中，如图1所示，通过设置多个约束辊对4，能对金属板S进行约束的距离变长，即使存在通板速度的增减或板厚的变动，也能够可靠地在TMs+150℃以下、TMf-150℃以上的温度范围内进行约束。若在该温度范围外进行约束，则不能抑制由相变引起的膨胀，金属板S的形状紊乱。另外，金属板S的板厚、通板速度根据产品的规格、连续退火炉的加热、均热能力而变化，因此，关于约束辊对4的数量，只要设置下述数量的约束辊对4即可：在金属板S的通板速度或板厚变化时，至少2个以上的约束辊对4能够在TMs+150℃～TMf-150℃的温度范围内进行约束。
在本发明中，使用具有多个喷水喷嘴3a的喷水装置3来促进冷却。如图1所示，由多个喷水喷嘴3a构成的喷水装置3配置在遍及水面W的正上方到水中的范围内。喷水喷嘴3a配置在比约束辊对4远离金属板S的位置。喷水喷嘴3a与金属板S的距离没有特别限定，但在近的情况下，有因钢板(金属板S)的翘曲、振动的影响而接触的风险，相反，在远的情况下，有到达钢板(金属板S)时的喷流流速变慢而冷却能力降低的情况，因此需要留意。从位于喷水装置3的最上部的喷水喷嘴3a喷射的制冷剂(图中的3b)与金属板S碰撞的位置、即喷流碰撞位置是自水面W向上方分离距离(图中A)的位置，其高度优选为10mm。
另外，在喷流碰撞位置过于接近水面W的情况下，由于水面W的位置变动的影响也会影响喷流碰撞位置，所以蒸气膜除去位置不稳定化，对冷却能力也会有较大的影响，因此不合适。另一方面，在过度远离水面W的情况下，在水喷出后的水流的流下中途水温上升，流下部的冷却能力降低，成为过渡沸腾状态，因此不适合。因此，距离A所示的水面W与喷流碰撞位置的距离优选为5～50mm(或10mm)左右。
以往，为了抑制金属板S的冷却速度的降低，在向约束辊对4与金属板S接触的部位(以下，称为“辊时(roll side)”)喷射水时，在约束辊对4的附近，推荐使喷水喷嘴3a以具有角度的方式配置(参见图5)。
但是，如图5所示，如果倾斜地配置喷嘴，则设备(水槽2)变长，所以通过进行实验等来详细调查了必要条件。其结果可知，在辊时冷却速度变慢的情况仅为残留有蒸气膜的情况，在不存在蒸气膜的情况下，几乎看不到冷却速度的降低。特别是在本发明中作为对象的高张力钢板的金属板S的淬火中，马氏体转变开始温度(TMs℃)为400℃左右，马氏体转变结束温度(TMf℃)为300℃左右。因此，设想淬火时用约束辊对4进行约束时的温度范围为150℃～550℃左右的情况。该温度范围相当于从核沸腾区域到过渡沸腾区域，蒸气膜不存在(核沸腾)，或者即使存在也成为相当不稳定的状态(过渡沸腾)。因此，只要进行少量的喷水就能够破坏蒸气膜，不需要朝向约束辊对倾斜地设定喷嘴，即使相对于金属板S垂直地喷射也没有问题。
而且，满足这些条件的是将马氏体转变开始温度(TMs℃)为450℃以下，优选为400℃以下的金属板S作为对象材料的情况。
如以往所指出的那样，在高温侧进行辊约束的情况下，如果不进行蒸气膜除去，则辊时的冷却速度大幅降低，但在该温度范围内原本不进行约束即可，不会成为问题。
因此，在本发明中，设置约束辊对4分别独立地向压入金属板S的方向或从金属板S离开的方向移动的移动机构，即使将喷水喷嘴3a配置成所喷射的冷却水夹着金属板S的表背面而相对，也能够得到稳定的冷却状态。为了使从喷水喷嘴3a喷射的冷却水夹着金属板S相对地喷射，需要将喷水喷嘴3a相对于金属板S的通板方向大致垂直地配置。关于该“大致垂直”，具体而言，若将喷水喷嘴3a相对于金属板S的倾斜角设为θ，则θ为80°以上100°以下，优选为82°以上98°以下，进一步优选为87°以上93°以下。
具体而言，使金属板S的温度达到存在过渡沸腾的担忧的温度范围的部位的约束辊对4退避，使用剩余的约束辊对4来约束金属板。需要说明的是，约束辊对4可以具有单独移动的机构，也可以不是一对、而是按每1个辊(约束辊4a)移动的机构。
在此，使哪个约束辊对退避或使用，根据操作条件确定即可。所谓操作条件，是指热处理条件及冷却条件，尤其，通板速度、板厚、淬火开始温度、金属板的“翘曲”是影响大的项目。在至少相同的钢种中，淬火前的热处理条件、从热处理结束到冷却开始的距离相同的情况下，优选基于通板速度和板厚来确定。使用的约束辊对的确定方法不仅是前述的方法(将0018段中记载的成为优选温度范围的位置根据通板速度、板厚来导出，从而确定进行约束的辊对)，也可以通过积累操作条件和在变更了使用的约束辊对时形状是否稳定的数据来选定使用优选的约束辊对。
即，关于金属板S的淬火处理，基于作为操作条件的通板速度或板厚，调整多个约束辊对4相对于金属板S的位置，由此能够可靠地在TMs+150℃以下、TMf-150℃以上的优选温度范围内约束金属板S。操作条件可以是通板速度或板厚，但也可以使用通板速度与板厚之积(以下，称为“LSD”)，在该情况下，通过通板速度或板厚的任一者变动(增减)，从而LSD也变化。就多个约束辊对4的位置的调整而言，作为约束辊对4的调整的条件，包括“使用的约束辊对”、“约束辊对间的距离”、后述的“中间筛量(intermesh value)”以及“偏移量”等的调整。
在通过辊约束来优化形状的方法的情况下，有时会产生由辊滑移引起的擦伤。认为这是由于水喷流以紊流状态与金属板S碰撞，因此有时会使金属板S剧烈振动，以及水膜容易进入约束辊4a与金属板S之间，有时会由于所谓的水膜滑行现象而引起滑移。作为前者的对策，优选利用多个约束辊对4约束金属板S，由此能够大幅地改善振动水平。进而，作为后者的对策，如果使约束辊4a的表面的最大高度粗糙度Rz粗糙成5μm以上，则排水性提高，因此能够防止滑移。
但是，由于在一定以上的Rz条件下防滑效果达到顶点，以及容易产生由粗糙度引起的瑕疵的生成，因此上限设为50μm以下。另外，最大高度粗糙度Rz由日本工业标准“JISB0601表面粗糙度(2001)”规定，是根据“JISB 0633”测量并计算出的，并且是在与金属板S的宽度方向相当的方向、即约束辊4a的长度方向上用二维粗糙度计测定的值。另外，只要是能够得到满足“JISB 0601表面粗糙度”的测定结果的测定设备，则其方法可以是非接触，也可以是接触。
关于约束辊4a的直径(直径Dmm)，也由于以下的理由而存在优选的范围。在约束辊4a的辊直径较大的情况下，由于对水流的干扰变大，因此水流不稳定化、蒸气膜除去的状况不稳定化，结果金属板S的形状不稳定化。另外，辊直径越大，制冷剂喷流被辊阻碍的距离越长，难以确保冷却长度，因此不优选。因此，辊直径优选为250mm以下。另一方面，若辊直径过小，则在约束金属板S时产生辊挠曲，约束金属板S的力变弱，因此无法发挥形状改善效果。因此，辊直径优选为50mm以上。
在此，图2及图3中示出约束辊对4的配置结构的一例。从金属板S的表侧和背侧相面对而成为一组的约束辊对4中，优选将各个约束辊4a的中心轴在金属板S的输送方向P上错开而配置(偏移)。此时，对于所有的约束辊4a，不需要向相同的方向偏移，可以按每个约束辊对来变更使哪个约束辊4a向上下偏移。若使中心轴相同，则无法压入金属板S，但若将中心轴错开配置，则压入量可变，约束力增加。但是，若成对的各个约束辊4a的中心轴间的距离、即偏移值(图中B)变得过大，则无法在表背处同时约束金属板S的该部位，无法发挥约束效果。出于这些理由，表背的1对约束辊4a的中心轴间距离(偏移值)优选为D×1/4mm以上、Dmm以下。需要说明的是，如上所述，D是约束辊4a的直径(mm)。若超过Dmm，则虽然能够增大辊的压入量，但无法得到辊约束效果。换言之，不能得到对板几乎同时施加弯曲·弯曲恢复力所带来的矫正效果。另一方面，若小于D×1/4mm，则约束效果强，但不能确保压入量，矫正效果不充分，或者在板厚变厚的情况下产生不能从辊间通过的问题。
另外，约束辊对4向压入金属板S的方向的移动量I(I.M；中间筛)没有特别限定，只要根据约束的金属板S的强度、配置、约束辊对4的数量对每个约束辊对设定最佳的范围即可。但是，在向压入方向的移动量小的情况下，容易发生滑移，因此擦伤风险变高。相反，在较大的情况下，有时会由此助长形状不良，因此存在适当的值。在使用钢板作为金属板S的情况下，在将板厚设为tmm时，约束辊对4向压入金属板S的方向的移动量优选为-t～+10×tmm的范围。在此，使用图3进行具体说明，作为约束辊4a相对于金属板S的移动量I，如-tmm的状态(参见图3(a))所示，若小于-tmm，则无法得到金属板S的约束效果。另外，作为约束辊4a相对于金属板S的移动量，如+10×tmm的状态(参见图3(b))所示，若超过+10×tmm，则金属板S的咬入变得过强，有可能无法通板。
约束辊对4的位置的调整也可以使用金属板S的翘曲信息来进行。金属板S的翘曲信息可以是预测值，也可以是测量值，没有特别限定。在测定金属板S的翘曲的情况下，作为翘曲的测定位置，有水槽2之前、水槽2之后、离线(offline)这3种模式，可以是任意组合。金属板S的翘曲的测定也可以使用激光式的测距仪等。如果是金属板S的冷却前的测定，则具有能够无延迟地确定约束辊对4的条件(使用的约束辊对、约束辊对间的距离、中间筛量、偏移量等)的优点。如果是金属板S的冷却后的测定，则虽然基于时间差的设定的延迟是不可避免的，但由于是基于金属板S的实际的翘曲信息的调整，所以能够进行可靠的约束辊对4的调整。在基于离线的金属板S的翘曲的测定中，约束辊对4的设定的延迟变大，但具有通过手工操作也能够测定等优点。
即，关于金属板S的淬火处理，基于在通板速度、板厚中加上金属板S的“翘曲”的信息的操作条件，也可以调整多个约束辊对4相对于金属板S的位置。而且，在该情况下，多个约束辊对4的位置的调整也可以是作为约束辊对4的调整的条件的“使用的约束辊对”、“约束辊对间的距离”、“中间筛量”以及“偏移量”等的调整。
另外，约束辊对4彼此之间的距离(图2中C)是指相邻的约束辊对4之中设置在上方的约束辊对4的下侧的约束辊4a的中心与设置在下方的约束辊对4的上侧的约束辊4a的中心之间的距离。
以具有用于使约束辊对4中的约束辊4a彼此相对于金属带S的通板方向P接近或远离的移动的机构为前提，因此，若使辊对退避，则严格来说约束辊对4彼此之间的距离倍增，约束辊对4的数量减半。但是，如果没有预先适当地设定当初的约束辊对4彼此的距离C，则不能得到形状矫正效果。
作为距离C的适当的范围为Dmm以上、10×Dmm以下。约束辊对4彼此之间的距离C小于Dmm时，从喷水喷嘴3a喷出的水在到达金属板S之前被约束辊对4阻碍，无法得到充分的冷却能力，用于形状矫正所需的距离变长，装置大型化，不优选。另外，由于金属板S与约束辊对4的接触点增加，因此压痕缺陷、滑移缺陷等表面缺陷的风险也变高。另一方面，在大于10×Dmm的情况下，金属板S从某个约束辊对4通过后，到被下一个约束辊对4约束为止的距离变长，无法得到设置多个约束辊对4的效果。
就约束辊4a的材质而言，由热传导率优异、并且具备可耐受夹压金属板时的载荷的强度的材质形成即可。例如，可以举出耐热钢(例如KHR12C)、不锈钢(SUS304、SUS310)、陶瓷等，但即使在小直径的情况下辊挠曲量也较小的CFRP原材料容易得到辊约束效果，特别是在想要确保冷却能力的情况下是有利的。
如上所述，本发明的目的在于，降低在金属板S的骤冷中发生马氏体转变而组织体积膨胀时产生的复杂且不均匀的凹凸状的形状，优选适用于冷轧钢板的制造方法。另外，也可以对该冷轧钢板继续进行镀敷处理。镀敷处理可以通过电镀锌处理、熔融镀锌处理、合金化熔融镀锌处理中的任一种方法来实施。
更具体而言，优选适用于拉伸强度为580MPa以上的高强度钢板(high tensilestrength steel sheet)的制造。拉伸强度的上限只要能够使辊材质等适应高强度即可，没有特别限制，如果是不锈钢(SUS304、SUS310)，陶瓷等，则即使拉伸强度为3000MPa附近也能够期待效果。
作为上述的高强度钢板(high tensile strength steel sheet)，有高强度冷轧钢板、以及对它们实施了表面处理的熔融镀锌钢板、电镀锌钢板、合金化熔融镀锌钢板等。即，进行实施本发明涉及的金属板S的淬火装置和淬火方法的连续退火，适合制造高强度冷轧钢板，热镀锌钢板，电镀锌钢板，合金化热镀锌钢板。
作为高强度钢板的组成的具体例，可举出下述例子：以质量％计，C为0.04％以上0.25％以下、Si为0.01％以上2.50％以下、Mn为0.80％以上3.70％以下、P为0.001％以上0.090％以下、S为0.0001％以上0.0050％以下、sοl.Al为0.005％以上0.065％以下，根据需要，Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、及Ti中的至少一种以上分别为0.5％以下，进一步根据需要，B、Sb分别为0.01％以下，余量由Fe及不可避免的杂质组成。
另外，本发明的实施方式能够适用于金属板整体的骤冷。另外，本发明并不限于作为实施方式而举例的水浸渍冷却，作为物理性地约束并防止相变引起的钢板变形的手段，无论加热·冷却都能够全面地适用。
实施例
以下，对使用本实施方式的金属板的淬火装置，金属板的淬火方法及钢板的制造方法来制造金属板的实施例进行说明。
以图1所示的淬火装置1为基础，在通板速度(参见表1中的“LS”)60～108mpm、淬火开始温度800℃、冷却喷水量1000T/hr、水温30℃的条件下制造板厚1.0～2.3mm，板宽度1000mm的拉伸强度1470MPa级的高张力冷轧钢板(金属板S)。另外，图1所示的淬火装置1所示的约束辊对4在上下方向上配置有4个，但在本实施例中，在上下方向上配置1-3个而实施。
在此，拉伸强度1470MPa级的高张力冷轧钢板的代表成分中，以质量％计，C设为0.20％、Si设为1.0％、Mn设为2.3％、P设为0.005％、S设为0.002％。需要说明的是，该高张力冷轧钢板的Ms点的温度(TMs℃)为400℃、Mf点的温度(TMf℃)为300℃。在此情况下，基于约束辊对4的约束有效的板温范围为150℃～550℃。
而且，约束辊4a的辊直径(D)设为150mm。将约束辊对4中的约束辊4a各自的中心轴沿通板方向错开75mm(图2中B＝75mm)而配置(参见表1的“偏移值”)，但在一部分条件下变更了偏移值(发明例7～10)。就约束辊对4的位置而言，将水面W设为0m，在发明例1～14中，在通板方向P上分别设置于0.3m(第1约束辊对)、0.75m(第2约束辊对)的位置。即，图2中的C为0.45m。发明例15、16是进一步在1.05m(第3约束辊对)的位置追加约束辊对的例子。各约束辊对4能够退避(在表1中相当于I.M-50mm。-表示退避方向(从金属板S离开的方向))，能够根据条件而变更使用或不使用(辊移动)。即，表1中的I.M“-50.0mm”表示该约束辊对4完全离开金属板S，没有对金属板S的约束力。需要说明的是，表1的I.M相当于图3中的I。
需要说明的是，在不进行约束辊对4的退避而将约束辊对4压入金属板S来使用的情况下，以向金属板S的压入量0mm为基本。即，在表1中I.M为“0.0mm”的情况下，成为约束辊对4压入金属板S的状态。更详细而言，I.M为“0.0mm”的状态是指约束辊对4(约束辊4a)的表面被调整至到达金属板S的中心位置的状态。换言之，I.M为“0.0mm”的状态是指约束辊对4(约束辊4a)的表面被压入了金属板S的板厚的1/2的距离的状态。另一方面，在发明例7、发明例9的条件下变更压入量。这是因为，在该条件下，金属板S的表面和背面的约束辊4a的高度相同(偏移值为0)，因此无法物理地压入，理论上只要将板厚的一半从轧制线起向-方向偏移而设定即可，但有可能成为过负荷，因此设富裕量地设定。
关于实施例中的评价，从冷却后的金属板S的翘曲量(mm)和表面品质这2个观点进行评价。关于金属板S的翘曲量，如图4所示，测定金属板S的宽度方向上的该金属板S的翘曲量(图中为K)。另外，关于金属板S的表面品质，从金属板S的搬送前端部·中央部·后端部采集板宽度×1m长度的样品，总计采集3张，进行各自的外观观察。观察3张板的表面、背面，将表面瑕疵等瑕疵合计为2处以下的情况分类为良好(表1中的“〇”)，将发现合计3处以上的瑕疵的情况分类为产生瑕疵(表1中的“×”)。
[表1]
接着，对表1所示的比较例1～5，发明例1～16所涉及的实施例进行说明。
在比较例1中，不设置约束辊对4，将喷水喷嘴3a的喷射方向设为与金属板S的通板方向P垂直的方向，对金属板S进行冷却。金属板S的翘曲量为34.5mm，产生了形状不良。
比较例2～5中约束辊对4为1个，比较例5的喷水方向相对于钢板设定为60°。比较例3、4由于约束辊对4位于从金属板的相变温度导出的约束优选温度范围内，因此翘曲量改善，但比较例2、5不能改善翘曲。根据这些结果，在1个约束辊对4中，无法应对金属板S的通板速度与板厚之积(LSD)的变化，另外，在喷水方向倾斜的情况下，形状变差。其理由在于，实质上的冷却能力下降，从约束辊对4通过的金属板S的温度上升。
另一方面，发明例1～6表示配置2个约束辊对4的条件的结果。而且，在发明例1～3中，选择了与LSD相匹配地使用的约束辊对4(选择了约束辊对4的移动的状态)，可确认能够应对大范围的LSD。需要说明的是，作为本发明对象的金属板以薄钢板为主，能够通过LSD来整理板的冷却状况。因此，当LSD变大时则难以被冷却，马氏体转变开始及结束位置比冷却开始位置远，优选选择位于图1的下方的约束辊对4。相反，如果LSD变小则容易被冷却，所以优选马氏体转变开始及结束位置接近冷却开始位置，选择位于图1的上方的约束辊对4。
与此相对，发明例4～6同时使用了2个约束辊对4，存在金属板S的翘曲恶化的条件。因此，为了应对通板速度及板厚的变化，需要约束辊4a的退避功能(约束辊对4的移动功能)。
发明例7～14以发明例2的条件为基础，变更了约束辊对4的偏移值(金属带S的通板方向P上的约束辊4a彼此的间隔)、约束辊4a的最大高度粗糙度Rz。在将偏移值设为0的情况下(发明例7、发明例9)，如上所述，由于约束辊4a的压入量的设定制约，与发明例2的结果相比，翘曲量变差。另一方面，关于将偏移值设为200mm的发明例8及发明例10，在将板厚设为1mm的条件下，金属板S的翘曲量也会恶化。由此可以确认偏移值需要适当地设定。
进而，从发明例11～14可以确认，根据约束辊4a的最大高度粗糙度Rz，有时金属板S的外观变差。可以确认，为了维持金属板S的表面的外观，以最大高度粗糙度Rz的最大值及最小值均包含在5μm～50μm的范围内的方式进行设定为好。
发明例15是参考发明例4～6而进行了淬火的例子。通过使用多个约束辊对4，能够得到对金属板S的一定程度的矫正效果。发明例16基于金属板S的通板速度与板厚之积(LSD)及金属板S的翘曲的计测结果，对多个约束辊对4进行了变更所使用的辊、并变更金属板S的约束位置及约束辊对间的距离的调整，由此能够将金属板S的翘曲量抑制在3.1mm。另外，在本例(发明例16)中，实施了所使用的约束辊对的选择和基于此的约束辊对间距离的调整，但调整的项目也可以是中间筛量、偏移量。金属板S的翘曲的计测可以在金属板S的通板方向P上的任一位置处设置激光位移计，基于来自该激光位移计的翘曲的计测结果来对多个约束辊对4的各种条件进行调整。
关于本发明涉及的金属板的淬火装置、金属板的淬火方法及钢板的制造方法，本申请的发明人的发明的原委在于为了解决在先所述的问题而反复进行了深入研究，结果得到了以下的见解。
为了使金属板S的形状良好，在从(TMs+150)(℃)至(TMf-150)(℃)的温度范围内，以不使金属板S发生面外变形的方式利用约束辊4a进行约束是有效的，但为了仅利用1个约束辊对4实现上述条件，需要大幅地限制金属板S的通板速度、板厚。与此相对，在采用多个约束辊对4的情况下，认为能够大幅缓和用于在良好的温度范围内使约束辊对4通过的条件范围。
如此，对于金属板S的LS、板厚等的变化，只要设置多个约束辊对4即可，但若不在适当的条件下设置约束辊对4，则有时金属板S的形状不稳定化，或产生由约束辊对4引起的擦伤等。
金属板S的形状的不稳定化是由冷却能力的不稳定性引起的，推测这是因为基于水流的蒸气膜除去性能不稳定化造成的。通常，已知在水淬火冷却中，根据金属板S的温度区域，从高温侧开始膜沸腾·过渡沸腾·核沸腾，冷却时的金属板S与水的接触状态(沸腾形态)发生变化，伴随于此，冷却速度、冷却均匀性发生变化。而且，为了实现温度均匀性高的急速冷却，重要的是仅在核沸腾区域进行冷却，为此，认为蒸气膜的均匀除去是重要的。为了实现这一点，在金属板S的表面和背面设置狭缝喷嘴并喷射水流的方法已经实用化。
另外，本申请的发明人进行了研究，结果可知，就并列设置多个喷射冷却介质的喷水喷嘴3a的多级平行喷流而言，由于周边流动的影响而较大地变动。若喷流变动，则与金属板S的碰撞位置也会变动，因此蒸气膜的除去变得不稳定。因此，可知通过单纯追加约束辊4a，有时蒸气膜除去状态不稳定化，金属板S的形状反而恶化。另一方面，认为在金属板S的表面产生的擦伤是约束辊4a滑移而产生的缺陷，起因于在约束辊4a与金属板S之间形成水膜的情况下产生的打滑现象。
附图标记说明
1淬火装置
2水槽
3喷水装置
3a喷水喷嘴
3b从喷水喷嘴喷射的制冷剂
4约束辊对
4a约束辊
D辊直径
P通板方向
Rz最大高度粗糙度
S金属板
K翘曲量
W水面
A水面至冷却开始点的距离
B相面对的1对约束辊的中心轴间距离(偏移值)
C约束辊对间的距离
I约束辊向压入金属板的方向的移动量(I.M)

Claims (9)

1.金属板的淬火装置，其具有使所通过的金属板浸渍于液体而冷却的水槽、设于所述水槽的喷水装置、和对从所述水槽的内部通过的所述金属板进行约束的多个约束辊对，其中，
所述喷水装置具有多个喷水喷嘴，其中，喷水喷嘴是沿着所述金属板的通板方向以夹着所述金属板的表背面而使冷却水被相对地喷射的方式设置的，
所述多个约束辊对的相对于所述金属板的位置基于操作条件而各自独立地被调整。
2.如权利要求1所述的金属板的淬火装置，其中，所述多个约束辊对的表面的最大高度粗糙度Rz的最大值及最小值均为5μm以上50μm以下。
3.如权利要求1所述的金属板的淬火装置，其中，所述多个约束辊对的约束辊的辊直径为50mm以上250mm以下。
4.如权利要求1所述的金属板的淬火装置，其中，所述多个约束辊对以如下方式配置：在将辊直径设为Dmm时，夹持所述金属板而相面对的1对约束辊的中心轴间距离成为D×1/4mm以上Dmm以下。
5.连续退火设备，其中，在均热带的出侧设有权利要求1～4中任一项所述的金属板的淬火装置。
6.金属板的淬火方法，其中，使连续地通过的金属板浸渍于液体而开始冷却后，在所述金属板的温度在所述金属板的马氏体转变开始温度+150℃以下、马氏体转变结束温度-150℃以上的范围内的期间，使用调整了相对于金属板的位置的多个约束辊对来约束所述金属板。
7.冷轧钢板的制造方法，其中，利用权利要求6所述的金属板的淬火方法对冷轧钢板进行淬火。
8.镀覆钢板的制造方法，其中，接着权利要求7所述的冷轧钢板的制造方法对所述冷轧钢板实施镀覆处理。
9.如权利要求8所述的镀覆钢板的制造方法，其中，所述镀覆处理通过电镀锌处理、熔融镀锌处理、合金化熔融镀锌处理中的任一种方法来进行。
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