JP2009214112A - 熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱間圧延されて巻取られた熱延コイルの、その後の処理工程までの間に通常発生する巻緩みによるコイル変形を、コイル処理の生産性を低下させずに防止することができる熱延鋼板の製造方法を提供することである。
【解決手段】鋼板をAr3点以下かつＭＳ点以上の温度でコイルに巻取る過程で、鋼板の尾端からの長さがΔＬの温度増加領域で尾端温度が目標巻取り温度から温度増加分Δｔ(℃)だけ高くなるように、所定の熱応力条件および前記ΔＬとΔｔの関係式を満たすテーパ状またはステップ状の温度制御指令により、巻取り温度を増加させるようにした。このように鋼板尾端側の温度を先端側よりも高くして巻き取れば、冷却後一定の温度になったとき、コイル外周側の方が内周側に比べてより収縮量が大きく、コイルを外周側から巻き締めることになり、生産性の低下を伴わずに巻き緩みによるコイル変形を抑制できる。
【選択図】図６

Description

この発明は、熱間圧延コイルの巻き緩みによる変形を防止するための熱延鋼板の製造方法に関する。

熱間圧延された鋼板がコイル巻取り機で巻取られた熱延コイルは、コイルヤードで冷却されるが、この冷却ヤードへのクレーン搬送中やコイルヤードに横置き後の冷却過程で、コイル変形が発生する場合がある。コイル変形が発生すると、例えば、コイルがハイテン材（高張力鋼板）の場合、次工程での処理に際し、ペイオフリール装入後のコイルの先端部を引き出す口出し作業に時間を要し、生産性が阻害されるなどの問題が顕在化する。また、変形したコイル内径が巻戻しリールの軸径以下となり、コイル内径の切断作業が必要になる場合もある。このようなコイル変形を防止するため、例えば、特許文献１では、コイル温度またはコイル内径形状の測定結果に基づいて、変形したコイルまたは変形のおそれのあるコイルを抽出し、これらのコイルを４０°〜５０°の傾斜板を対向配置させたＶ型の変形防止台に載置し、コイル変形を防止または矯正する冷却処理方法が開示されている。同様に、特許文献２では、一対の傾斜板の傾斜角度を４５〜８５℃に設定し、かつこの傾斜板の基部中央に昇降機構を有する受台を設けて常にコイルを３点支持して、この受台を真円の場合の所定の位置に設定し、コイルの自重によって変形を修正するようにしたコイル置台装置が開示されている。また、特許文献３では、板厚２〜３．５ｍｍの高炭素鋼を、コイラに巻取後マンドレルに巻付けたまま保持冷却し、冷却後にマンドレルから取外して搬送することにより、コイルの軸方向を水平にして搬送するダウンエンド搬送後のコイル内径の長短径差を４０ｍｍ以下に収める熱延コイルの処理方法が開示されている。
特開昭５６−２３２３３号公報 特開平７−２４６４２２号公報 特開２００１−１７９３３５号公報

しかし、特許文献１に開示された熱間圧延コイルの冷却処理方法、および特許文献２に開示されたコイル置台装置については、変形防止台やコイル置台に載置されている状態ではコイルの変形を防止または矯正されるが、変形防止台からのハンドリング回数が増加すると、コイルが巻き緩んで、円筒状のコイル形状が潰れる場合が多くなるという問題がある。また、特許文献３に開示された熱延コイルの処理方法では、マンドレルに巻き付けたまま保持冷却する時間が必要なため、コイルの生産性が低下するという問題がある。

そこで、この発明の課題は、熱間圧延されて巻取られた熱延コイルの、その後の処理工程までの間に通常発生する巻緩みによるコイル変形を、コイル処理の生産性を低下させずに防止することができる熱延鋼板の製造方法を提供することである。

前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。

請求項１に係る熱延鋼板の製造方法は、鋼板を仕上げ圧延後に冷却してAr3点以下かつＭｓ点以上の温度で巻取る熱延鋼板の製造方法であって、前記鋼板の尾端部の巻取り温度を、この尾端部から先端側にある鋼板の巻取リ温度よりも高くして、コイルに巻取った後の半径方向の巻取り温度分布が、コイルの外周部の方がその内周部側の巻取り部よりも高い分布となるように冷却制御を行うことを特徴とする。
ここで、Ar3(℃)=901-325×C%+33×Ｓi%＋287×P%+40×Al%-92×(Mn%+Mo%+Cu%)-46×(Cr%+Ni%)（特許文献４参照）、ＭＳ(℃)＝550-350×C%-40×Mn%-35×V%-20×Cr%-17×Ni%-10×Cu%-10×Mo%-10×W%-0×Ｓi%+15×Co%（非特許文献１参照）
特開２００４−２５０７４４号公報 門間改三：鉄鋼材料学（実教出版：１９８０年）、ｐ．１６１

本発明者らは、熱延鋼板の巻取り後の冷却過程で、コイル変形が発生する原因について究明した結果、冷却速度の相違により、変態によるコイル周方向の長さ変化の差異が生じてコイルの巻き緩みが発生し、これがコイル変形の原因となっていることを突き止めた。すなわち、巻取り温度がコイル全長Ｌで一様とすれば、コイル内周側（鋼板の先端側）では冷却速度が遅く、コイルの外周側（鋼板の尾端側）では冷却速度が速くなるため、コイルの内周側に比べて、コイルの外周側での変態膨張による長さ変化が大きくなる。冷却によるコイルの長さ変化すなわち収縮量は、コイルの内周側および外周側とも同じであるから、変態膨張量の相違によって巻き緩みが発生する。このことから、尾端側（巻取後のコイル外周側）の温度を先端より高くして巻き取れば、冷却後一定の温度になったとき、コイル外周側の方が内周側に比べてより収縮量が大きく、コイルを外周側より巻き締めることになり、コイル変形を抑制することができる。

請求項２に係る熱延鋼板の製造方法は、請求項１に係る発明において、前記巻取ったコイルを、内周半径ａ(mm)、外周半径ｂ(mm)の円筒と見なしたとき、以下の式（１）で表される温度パラメータｔｐのｒ＝０．２ａ＋０．８ｂにおける値ｔｐ０が−１．５以下となるように冷却制御を行なうことを特徴とする。

ここで、r: コイル半径方向位置（mm）、t: 任意点の巻取温度（℃）

前記コイルを厚肉円筒と見なすと、厚肉円筒に半径方向に温度分布を与えた場合の熱応力（半径方向）は以下の式（６）で表される（例えば、非特許文献２参照）。

ここで、r:円筒半径(mm)、a: 内周半径(mm)、b: 外周半径(mm)、T: 任意点の温度(℃)、α: 線膨張係数、E: 縦弾性係数(kgf/mm²)、ν: ポアソン比
日本機械学会編：「機械工学便覧 基礎編A4材料力学」初版P74およびP68）

ここで、巻取温度分布t(r)を与えて巻き取ったコイルを冷却し、一定温度となった後の熱応力（半径方向）は、コイル層間の摩擦が十分である場合には、厚肉円筒に巻取温度分布とは逆の温度分布-t(r)を与えた場合に近似でき、以下の式（７）で表すことができる。

この半径方向の熱応力σrがある一定以上の値を示す場合に、コイルの層間の摩擦力が十分確保でき、その結果コイルの巻き緩みが発生せず、コイルが円筒形状から潰れにくくなると想定した。このため、上式（７）に掛かる物理定数を除いた以下の式（１）で表される温度パラメータｔｐを考える。
このパラメータｔｐは、負の値が圧縮応力状態に対応し、このｔｐが一定値以下となる巻き締まり状態にすればコイルが潰れにくくなると想定される。後述の［実施例］に記載した巻取り温度分布を変化させた実機実験の結果、図１に示すように、コイル９の内外周間の厚み（＝ｂ−ａ）を1.0として、コイル内周７ａ側から0.8、コイル外周７ｂ側から0.2の半径方向の位置［r=a+0.8(b-a)］における上記温度パラメータｔｐ０が、コイルの巻き緩み発生程度を表すことが判明し、同実機実験結果から、ｔｐ０≦−１．５の場合に巻き緩みが発生しないことが確認された。前記温度パラメータｔｐ０は、式（１）のｒに、上記のｒ＝［a+0.8(b-a)］を代入することによって得られる。なお、本願発明では、巻取り温度が、Ar3点以下かつＭｓ点以上の熱延鋼板の製造方法を対象としている。これは、巻き緩みは、巻取り時のコイル内周と外周での変態率の違いが、変態完了後に顕在化するために起こる現象と推定され、Ar3以上ではまだ変態開始せず、またＭｓ点以下では速やかに変態が完了してしまうため、巻取り時のコイル内外周の変態率差が生じにくいことによる。

請求項３に係る熱延鋼板の製造方法は、請求項１または２に係る発明において、前記鋼板の尾端部が、前記巻取ったコイルの尾端からのコイル長さがΔＬの温度増加領域に相当し、この鋼板尾端部の温度を、鋼板尾端温度が目標巻取り温度Ｔａから温度増加分Δｔ(℃)だけ高くなるように圧延方向にテーパ状に増加させることを特徴とする。

図２（ａ）は、上記コイルの温度増加領域ΔＬで、コイル尾端温度を温度増加分Δｔ(℃)だけテーパ状に高くする温度パターンを模式的に示したものである。コイル外径はｂ(mm)であるから、板端の面積（鋼板の側面積）ｈＬ＝π(ｂ^２−ａ^２)となる。したがって、

コイル厚さｄｒとコイル長さ（鋼板の長さ）ｄｘとは、次の関係が成立する。

また、前記温度増加領域ΔＬに対応するコイル厚さΔｒは、
Δｒ＝（ｈ／２πｂ）×ΔＬ --------------------------------------------（１１）
となる。したがって、前記式（１）の左辺第２の積分項は、

となる。前記テーパ状の温度変化開始点（Ｘ＝０）に対応するコイル半径方向の位置Ｒは、式（５）を用いて、
Ｒ＝ｂ-Δｒ＝ｂ−（ｈ／２πｂ）×ΔＬ-------------------------------------（５）
となる。式（５）を用いて、例えば、 Ｒ≧０．２ａ＋０．８ｂを満たすように、温度増加領域ΔＬを決定する。式（１）の右辺括弧内の第１の積分項を以下の式（１ｃ）に示すようにＡとおくと、式（１）は以下の式（１ａ）および（１ｂ）のように変形され、以下に記した式（２）および（２ａ）が得られ、温度増加分Δｔと温度増加領域ΔＬが満たすべき条件を簡便に定めることができる。

上記Ａの値は、鋼板尾端部の温度のみをテーパ状に増加させる場合にはゼロとなる（Ａ＝０）。また、操業上の都合により、鋼板先端部に、目標巻き取り温度よりも高くするなどの温度分布を付ける場合（Ａ≠０）には、上記式（１２）のように変換を行なうことにより、上記Ａの値を容易に計算することができる。なお、温度増加領域ΔＬは、Ｒ＜０．２ａ＋０．８ｂの場合についても、適宜決定することができる。

このように、式（５）、式（２）および（２ａ）を用いて、温度増加領域ΔＬとコイル尾端の温度増加分Δｔをそれぞれ決定することにより、巻取り後の冷却過程におけるコイルの巻き緩みを防止することができる。なお、鋼板尾端の温度増加分Δｔは、鋼板材質に悪影響を及ぼさない範囲内の温度増分とすることが望ましい。

請求項４に係る熱延鋼板の製造方法は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記鋼板の尾端部が、前記巻取ったコイルの尾端からのコイル長さがΔＬの温度増加領域に相当し、この鋼板尾端部の温度を、鋼板尾端温度が目標巻取り温度Ｔａから温度増加分Δｔ(℃)だけ高くなるように圧延方向にステップ状に増加させることを特徴とする。

図２（ｂ）は、上記コイルの温度増加領域ΔＬで、コイル尾端温度を温度増加分Δｔ(℃)だけステップ状に高くする目標温度パターンを模式的に示したものである。このステップ状の温度パターンの場合、前記式（１）の右辺第２の積分項は、以下の式（１３）のようになる。

この式（１３）および式（４）および式（５）を用いて、図２（ａ）のテーパ状の温度パターンの場合と同様に、例えば、Ｒ≧０．２ａ＋０．８ｂとなるように、温度増加領域ΔＬを決定する。上記テーパ状に温度増加させる場合と同様に、式（１）の右辺の第１の積分項を式（１ｃ）に示したようにＡとおいて式（１）を変形すると、以下に記した式（３）および（３ａ）が得られ、ステップ状の温度増加分Δｔと温度増加領域ΔＬが満たすべき条件を簡便に定めることができる。

このように、式（５）、式（３）および（３ａ）を用いて、ステップ状温度パターンの場合の温度増加領域ΔＬとコイル尾端の温度増加分Δｔをそれぞれ決定することにより、巻取り後の冷却過程におけるコイルの巻き緩みを防止することができる。なお、鋼板尾端部の温度をステップ状に増加させる場合も、テーパ状に増加させる場合と同様に、鋼板尾端の温度増加分Δｔは、鋼板材質に悪影響を及ぼさない範囲内の温度増分とすることが望ましい。また、前記テーパ状に温度増加させる場合と同様に、温度増加領域ΔＬは、Ｒ＜０．２ａ＋０．８ｂの場合についても、適宜決定することができる。

請求項５に係る熱延鋼板の製造方法は、請求項３に係る発明において、前記温度増加領域ΔＬを、下記（４）式および（５）式を用いて決定するステップ１と、この決定したΔＬを用いて上記式（１）を満足するように、テーパ状に温度を増加させて鋼板尾端の温度増加分Δｔを決定するステップ２と、この温度増加分Δｔから複数の冷却バンク出側での各温度増加分Δｔｉをそれぞれ決定するステップ３と、冷却水流量と冷却能力との関係を用いて、各温度増加分Δｔｉに対応する冷却水の補正流量ΔＷｉを決定するステップ４を備えた冷却制御方法を用いて、前記温度増加領域ΔＬを、各冷却バンクの冷却水流量をΔＷｉだけ減少させて冷却することを特徴とする。
ｂ＝√（ｈＬ／π＋ａ^２）-----------------------------------------------（４）
Ｒ＝ｂ-Δｒ＝ｂ−（ｈ／２πｂ）×ΔＬ-----------------------------------（５）
ここで、Ｌ：コイル全長(mm)、ａ：コイル内周半径(mm)、ｂ：コイル外周半径(mm)

このような冷却制御方法を用いれば、鋼板尾端部の温度を、簡便かつ精度よく、テーパ状に増加させることができる。上記冷却水流量と冷却能力（熱伝達率）との関係は、冷却実績データや実機冷却試験などにより、数式またはテーブル値などの形式で、予め求めておくことができる。

請求項６に係る熱延鋼板の製造方法は、請求項４に係る発明において、前記温度増加領域ΔＬを、下記（４）式および（５）式を用いて決定するステップ１と、この決定したΔＬを用いて上記式（１）を満足するように、ステップ状に温度を増加させて鋼板尾端の温度増加分Δｔを決定するステップ２と、この温度増加分Δｔから複数の冷却バンク出側での各温度増加分Δｔｉをそれぞれ決定するステップ３と、冷却水流量と冷却能力との関係を用いて、各温度増加分Δｔｉに対応する冷却水の補正流量ΔＷｉを決定するステップ４を備えた冷却制御方法を用いて、前記温度増加領域ΔＬを、各冷却バンクの冷却水流量をΔＷｉだけ減少させて冷却することを特徴とする。
ｂ＝√（ｈＬ／π＋ａ^２）-----------------------------------------------（４）
Ｒ＝ｂ-Δｒ＝ｂ−（ｈ／２πｂ）×ΔＬ-----------------------------------（５）
ここで、Ｌ：コイル全長(mm)、ａ：コイル内周半径(mm)、ｂ：コイル外周半径(mm)

このような冷却制御方法を用いれば、上記テーパ状に増加させる場合と同様に、鋼板尾端部の温度を、簡便かつ精度よく、ステップ状に増加させることができる。この鋼板尾端部の温度をステップ状に増加させる場合には、鋼板材質に悪影響を及ぼさない範囲で、冷却装置の最終冷却バンクを含むできるだけ後段側の冷却バンクにおける温度増加分の合計Δｔｉが、鋼板尾端における温度増加分Δｔに到達するように、冷却水流量を調節する必要がある。

この発明では、巻取後の熱延コイル外周側に対応する鋼板尾端側の温度を鋼板先端側温度より高くする温度パターンを与えて巻き取るようにしたので、冷却後一定の温度になったときに、コイル外周側の方が内周側に比べてより収縮量が大きく、発生する熱応力により、コイルを外周側より巻き締めることができる。それによって、コイル変形防止台から移載してもハンドリングの際にコイルが変形することなく、コイラで巻取り後にマンドレルに巻き付けたまま保持冷却する必要もなく、コイル処理における生産性の低下を伴わずに、巻取り後の冷却過程における巻き緩みを防止してコイル変形を抑制することができる。

また、コイル尾端側の温度増加領域ΔＬにおける温度増加をテーパ状またはステップ状に行うことにより尾端における温度増加分Δｔを実現するようにしたので、上記巻き緩みを防止するための温度パターン設定を簡便かつ精度よく行なうことができる。

以下に、この発明の実施形態を添付の図３から図６に基づいて説明する。

図３は、この発明の冷却方法を実施する熱延ミルの仕上げ圧延機以降の冷却設備の一例を模式的に示したものである。仕上げ圧延機１と巻取り機２との間のランアウトテーブル３には、上面側冷却装置４および下面側冷却装置５が設置され、これらの冷却装置４、５は、それぞれ複数の冷却バンク６ａ〜６ｆ、および６ａａ〜６ａｆを備えており、これらの各冷却バンクは流量バルブ（図示省略）により、冷却バンクごとに冷却水流量を制御できるようになっている。仕上げ圧延機１の出側、前記冷却装置４、５の中程と出側の、ランアウトテーブル３の上面側には、温度計Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が設置されている。上面側冷却装置４の各冷却バンク６ａ〜６ｆにはパイプ式の冷却ノズルが、下面側冷却装置５の各バンク６ａａ〜６ａｆにはスプレイ式の冷却ノズルが、鋼板Ｐを上下面から均一に冷却できるように、それぞれ所要のノズル密度で配置され、各冷却バンク６ａ〜６ｆ、および６ａａ〜６ａｆ毎の流量制御が可能となっている。

前記仕上げ圧延機１を通過した、温度が８００〜１０００℃程度の鋼板Ｐは、前記冷却装置４、５で、Ar3点以下かつＭｓ点以上の範囲内の所要の温度で、コイラ２でコイルに巻き取られる。この鋼板Ｐの冷却過程で、巻取り後のコイルの外周側に対応する鋼板尾端側の温度がテーパ状またはステップ状に高くなるように、冷却制御が行なわれる。図４に、この冷却制御方法の流れを示す。まず、冷却制御に必要なデータを、プロセスコンピュータなどの制御手段にインプットする（Ｓ１０）。次に、前記式（４）および式（５）を用いて、鋼板Ｐの尾端側の温度増加領域ΔＬを、例えば、Ｒ≧０．２ａ＋０．８ｂを満たすように決定する（Ｓ２０）。次に、図２（ａ）に示したテーパ状の温度パターンを与える場合には式（２）または（２ａ）を満足するように、図２（ｂ）に示したステップ状の温度分布を与える場合には式（３）または（３ａ）を満足するように、温度増加領域ΔＬに対応する、鋼板Ｐの尾端の温度増加分Δｔをそれぞれ決定する（Ｓ３０）。このようにして、図２（ａ）および図２（ｂ）に示した鋼板Ｐの尾端側の温度パターンを具体的に決定することができる。

例えば、図３に示した上下６つの冷却バンク６ａ〜６ｆ、および６ａａ〜６ａｆをそれぞれ備えた冷却装置４、５で、図２（ａ）に示したように、尾端側の温度をテーパ状に増加させる場合、温度増加分Δｔを各冷却バンク６ａ〜６ｆ、および６ａａ〜６ａｆに等しく振り分ける。すなわち、各冷却バンク出側における各温度増加分ΔｔｉはΔｔｉ＝Δｔ／６となる（Ｓ４０）。温度計Ｔ１により測定した冷却装置４、５の鋼板Ｐの入側表面温度Ｔｓ、および鋼板Ｐの圧延速度Ｖｆ、冷却域（使用する冷却バンク）の長さＺ、冷却水の温度、および予め求めた、上冷却バンク６ａ〜６ｆ、および下冷却バンク６ａａ〜６ａｆのそれぞれについての、冷却水流量と冷却能力（熱伝達率）との関係、各冷却バンクにおける冷却時間ｔｃ＝Ｚ／Ｖｆ、および各温度増加分Δｔｉに基づいて、各冷却バンク６ａ〜６ｆ、６ａａ〜６ａｆの冷却水流量Ｗの制御量すなわち減少量ΔＷｉを算出する（Ｓ５０）。また、図２（ｂ）に示したように、尾端側の温度をステップ状に増加させる場合には、決定した温度増加領域ΔＬの長さに応じて、冷却装置４、５の最終冷却バンク６ｆ、６ａｆにおける温度増加分Δｔｉ、またはこの最終冷却バンク６ｆ、６ａｆとその上流側に続く冷却バンクにおける温度増加分の合計Δｔｉが鋼板尾端における温度増加分Δｔに等しくなるように（Δｔｉ＝Δｔ；Ｓ４０）、上記テーパ状の増加の場合と同様にして冷却水流量の減少量ΔＷｉを算出することができる（Ｓ５０）。また、温度増加分Δｔの大きさに応じて、上記最終冷却バンク６ｆ、６ａｆ、またはこの最終冷却バンク６ｆ、６ａｆとその上流側に続く冷却バンクの冷却水流量をゼロにして、すなわち空冷により温度増加領域ΔＬの巻取り温度をステップ状に上昇させる冷却制御を行なうこともできる。なお、上記のように、空冷ではなく、冷却水流量をΔＷｉ減少させてステップ状に温度増加させる場合、図２（ｂ）に一点鎖線で模式的に示したように、鋼板Ｐには遷移温度領域が存在する。一方、前記冷却水流量と冷却能力（熱伝達率）の関係については、冷却能力（熱伝達率）は、厳密には鋼板温度（表面温度）に依存するため、予め、冷却温度域ごとに数式化またはテーブル値化しておくことができる。また、鋼板温度は、各冷却バンクにおける入出側の平均温度を用いることができるが、温度解析により求めた、逐次変化する鋼板温度を用いることもできる。このようにして、鋼板尾端部の巻取り温度をテーパ状またはステップ状に増加させるための冷却条件を設定することができる。

前記温度増加領域ΔＬから、鋼板Ｐの尾端側の温度制御開始点ＣＳが求まり、鋼板Ｐの熱間圧延過程で、この開始点ＣＳをトラッキングする。前記領域ΔＬをテーパ状に温度増加させる場合、この開始点ＣＳが上下の各冷却バンク６ａ、６ａａの入側に到達する時点から、または流量バルブの開度の遅れ時間分だけ早く、前記冷却水流量の減少量ΔＷｉ分だけ流量バルブの開度またはon-off数を下げる指令が出される。一方、前記領域ΔＬを、前述のように、例えば、冷却装置５、６の最終冷却バンク６ａ、６ａｆの冷却水流量を減少させてステップ状に温度増加させる場合、前記開始点ＣＳが、上下の最終冷却バンク６ｆ、６ａｆの入側に到達する時点から、または流量バルブの開度の遅れ時間分だけ早く、冷却水流量の減少量ΔＷｉ分だけ流量バルブの開度またはon-off数を下げる指令が出される。そして、温度計Ｔ３により、冷却後の鋼板Ｐの温度（巻取り温度ＣＴ）が測定され、鋼板Ｐの尾端の温度実績を把握することができる。この実績温度Ｔｍと目標温度Ｔｃ＝Ｔａ＋Δｔ間に温度偏差があれば、その温度偏差量ΔＴｃ（＝Ｔｍ−Ｔｃ）を解消するように、冷却水流量の制御対象とした冷却バンクの流量バルブの開度またはon-off数をフィードバック制御することもできる。このようにして、テーパ状またはステップ状の温度増加の場合の、各冷却バンクの冷却水流量を制御して、巻き緩み防止のための温度パターンを実現することができ、上記フィードバック制御を行なう場合には、より高精度に巻き取り温度パターンを制御することができる。なお、より厳密に巻取り温度を制御する場合など、必要に応じて中間の温度計Ｔ２で測定した鋼板温度とこの位置での目標温度との偏差量に基づいて、上流側の冷却バンク６ａ〜６ｃ、６ａａ〜６ａｃの冷却水流量を補正すなわち流量バルブの開度またはon-off数をフィードバック制御することもできる。

表１に化学組成を示した高張力鋼板の熱間圧延過程で、鋼板（板厚ｈ＝２．６ｍｍ）尾端部の温度パターンすなわち巻取り温度（ＣＴ）パターンを、（ａ）通常ＣＴ（５００℃）で巻取る、（ｂ）温度増加領域ΔＬ＝１２０ｍで、尾端ＣＴをテーパ状に通常ＣＴから５０℃上昇（温度増加分Δｔ＝５０℃）させて巻取る、（ｃ）ΔＬ＝１２０ｍで、尾端ＣＴを通常ＣＴから１００℃上昇（Δｔ＝１００℃）させて巻取る、の３水準に設定して、実機で試験圧延を行ない、内径ａ＝３７５ｍｍ、外径ｂ＝１７５０〜１８５０ｍｍのコイル状に巻取った後のハンドリング過程におけるコイル変形の有無を調査した。温度増加領域ΔＬ＝１２０ｍは、冷却制御の容易さの観点から選定した。また、温度増加分Δｔ＝５０℃および１００℃は、材質に悪影響を及ぼさない範囲で、２水準選定した。コイル変形の調査は、図５に示すように、巻取り機２（図３参照）からコイルを抜き出した直後に、コイル７の側面７ｃに耐熱チョークで半径方向の直線状マーキング８を付し、ハンドリング過程すなわちコイル冷却ヤードに載置した直後に、前記直線状マーキング８の曲がり変化を目視観察して、コイル変形すなわち巻き緩み、または巻き締まりの発生有無を判定した。

前記尾端の温度パターン設定条件および試験結果を表２に示す。表２には、式（６）に示した、ｒ＝０．２ａ＋０．８ｂにおける温度パラメータｔｐ０（式（１）の左辺）の値も併せて記載した。また、図６に、コイルの巻き緩み発生の有無に対応する温度パラメータｔｐ０の値を示す。

表２から、通常ＣＴ(No.3,No.4,No.12)および通常ＣＴ＋５０℃(No.6)の場合には、巻き緩みの発生が認められたが、通常ＣＴ＋１００℃(No.7〜No.11)の場合には、いずれも巻き緩みの発生は認められなかった。また、表２および図６から、温度パラメータｔｐ０が−１．５以下では、巻き緩みの発生が皆無であることがわかる。これは、前述したように、尾端側（巻取後のコイル外周側）の温度を、先端側の通常ＣＴよりも１００℃程度高くして巻き取れば、冷却後一定の温度になったとき、コイル外周側の方が内周側に比べてより大きく収縮するため、コイルを外周側より巻き締めることになって、コイル変形を抑制できることを示している。そして、このように巻き緩みが発生しない鋼板尾端側すなわちコイル外周側の温度パターンは、温度パラメータｔｐ０≦−１．５の条件を満足することがわかる。

熱延コイルを厚肉円筒と見なしたときの半径方向の位置に対応する温度パラメータｔｐを示す説明図である。 （ａ）コイル尾端温度を温度増加分Δｔ(℃)だけテーパ状に高くする実施形態の温度パターンを模式的に示した説明図である。（ｂ）コイル尾端温度を温度増加分Δｔ(℃)だけステップ状に高くする温度パターンを模式的に示したものである。 熱延ミルの仕上げ圧延機以降の冷却設備の一例を模式的に示したものである。 実施形態の冷却制御方法の流れを示す説明図である。 コイルの巻き緩み発生を調査する方法の説明図である。 コイルの巻き緩み発生の有無に対応する温度パラメータｔｐ０の値を示す説明図である。

符号の説明

１：仕上げ圧延機 ２：巻取り機 ３：ランアウトテーブル
４、５：冷却装置 ６、６ａ：冷却バンク ７：コイル
７ａ：コイル内周 ７ｂ：コイル外周 ７ｃ：コイル側面
８：マーキング Ｐ：鋼板 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３：温度計

Claims (6)

1. 鋼板を仕上げ圧延後に冷却してAr3点以下かつＭｓ点以上の温度で巻取る熱延鋼板の製造方法であって、前記鋼板の尾端部の巻取り温度を、この尾端部から先端側にある鋼板の巻取リ温度よりも高くして、コイルに巻取った後の半径方向の巻取り温度分布が、コイルの外周部の方がその内周部側の巻取り部よりも高い分布となるように冷却制御を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
   ここで、Ar3(℃)=901-325×C%+33×Ｓi%＋287×P%+40×Al%-92×(Mn%+Mo%+Cu%)-46×(Cr%+Ni%)、Ｍｓ(℃)＝550-350×C%-40×Mn%-35×V%-20×Cr%-17×Ni%-10×Cu%-10×Mo%-10×W%-0×Ｓi%+15×Co%
2. 前記巻取ったコイルを、内周半径ａ(mm)、外周半径ｂ(mm)の円筒と見なしたとき、以下の式（１）で表される温度パラメータｔｐのｒ＝０．２ａ＋０．８ｂにおける値ｔｐ０が−１．５以下となるように冷却制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板の製造方法。
   

   

   ここで、r: コイル半径方向位置（mm）、t: 任意点の巻取温度（℃）
3. 前記鋼板の尾端部が、前記巻取ったコイルの尾端からのコイル長さがΔＬの温度増加領域に相当し、この鋼板尾端部の温度を、鋼板尾端温度が目標巻取り温度Ｔａから温度増加分Δｔ(℃)だけ高くなるように圧延方向にテーパ状に増加させることを特徴とする請求項１または２に記載の熱延鋼板の製造方法。
4. 前記鋼板の尾端部が、前記巻取ったコイルの尾端からのコイル長さがΔＬの温度増加領域に相当し、この鋼板尾端部の温度を、鋼板尾端温度が目標巻取り温度Ｔａから温度増加分Δｔ(℃)だけ高くなるように圧延方向にステップ状に増加させることを特徴とする請求項１または２に記載の熱延鋼板の製造方法。
5. 前記温度増加領域ΔＬを、下記（４）式および（５）式を用いて決定するステップ１と、この決定したΔＬを用いて上記式（１）を満足するように、テーパ状に温度を増加させて鋼板尾端の温度増加分Δｔを決定するステップ２と、この温度増加分Δｔから複数の冷却バンク出側での各温度増加分Δｔｉをそれぞれ決定するステップ３と、冷却水流量と冷却能力との関係を用いて、各温度増加分Δｔｉに対応する冷却水の補正流量ΔＷｉを決定するステップ４を備えた冷却制御方法を用いて、前記温度増加領域ΔＬを、各冷却バンクの冷却水流量をΔＷｉだけ減少させて冷却することを特徴とする請求項３に記載の熱延鋼板の製造方法。
   ｂ＝√(ｈＬ／π＋ａ^２）-------------------------------------------------（４）
   Ｒ＝ｂ-Δｒ＝ｂ−（ｈ／２πｂ）×ΔＬ-----------------------------------（５）
   ここで、Ｌ：コイル全長(mm)、ａ：コイル内周半径(mm)、
6. 前記温度増加領域ΔＬを、下記（４）式および（５）式を用いて決定するステップ１と、この決定したΔＬを用いて上記式（１）を満足するように、ステップ状に温度を増加させて鋼板尾端の温度増加分Δｔを決定するステップ２と、この温度増加分Δｔから複数の冷却バンク出側での各温度増加分Δｔｉをそれぞれ決定するステップ３と、冷却水流量と冷却能力との関係を用いて、各温度増加分Δｔｉに対応する冷却水の補正流量ΔＷｉを決定するステップ４を備えた冷却制御方法を用いて、前記温度増加領域ΔＬを、各冷却バンクの冷却水流量をΔＷｉだけ減少させて冷却することを特徴とする請求項４に記載の熱延鋼板の製造方法。
   ｂ＝√(ｈＬ／π＋ａ^２）-------------------------------------------------（４）
   Ｒ＝ｂ-Δｒ＝ｂ−（ｈ／２πｂ）×ΔＬ-----------------------------------（５）
   ここで、Ｌ：コイル全長(mm)、ａ：コイル内周半径(mm)、ｂ：コイル外周半径(mm)

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