JP2013081990A - 熱延コイルの冷却方法と製造方法および冷却装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および/またはコイル置場において冷却するに当たり、上記熱延コイルの外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の冷却速度を、熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接していない部分に対して接している部分を加熱する方法、あるいは、熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接している部分に対して接していない部分を強制冷却する方法のいずれかの方法で等しくなるよう冷却する。
【選択図】図10
Description
したがって、特許文献2および特許文献3は、板厚変動とは無関係の技術である。
一方、高強度鋼板の母材となる熱延鋼板の場合、その巻き取り後の組織は、上記特許文献1のように、ベイナイト組織であることが多い。これは、高強度冷延鋼板や溶融亜鉛めっき鋼板等を製造する熱処理設備の冷却速度が遅いため、MnやCr,Mo,Bのような焼入性を高める元素が多量に添加されており、熱間圧延直後のフェライト変態が抑制される結果、出現するまでの時間が長い(フェライト+パーライト)組織とならずにベイナイト主体の組織となるためである。
なお、本発明の熱延コイルは、上記成分組成以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。ただし、P:0.05mass%以下、S:0.01mass%以下、Al:0.1mass%以下、N:0.01mass%以下であれば含有してもよい。
C:0.08mass%、Si:1.5mass%、Mn:2.3mass%、P:0.008mass%およびS:0.002mass%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを1200℃に加熱後、仕上圧延終了温度を890℃、巻取温度を500℃とする熱間圧延を行ない、板厚:2.6mmの熱延コイルとした後、冷却ヤードに搬送し、室温まで冷却させた。
特別な合金元素を含有していない一般熱延鋼板では、熱間圧延し、所定の巻取温度まで冷却され、コイルに巻き取られるまでの間には、フェライトとパーライトへの変態はほぼ完了している。一方、CやSi,Mn等を多量に含んでいる高強度鋼板の場合には、上記添加成分によってフェライト変態が遅延するため、上記のように、コイルに巻き取った時点では、変態が完了しないか、殆ど変態が進行していない。そのため、熱間圧延後、コイルに巻取られた熱延コイルは、次工程への搬送途中および/またはコイルが一時保管されるコイル置場(コイルヤード)において変態を起こすことになる。
上述したように、本発明が解決しようとする板厚変動は、熱延コイルの周方向の一部が急速冷却され、その部分が他の部分と比較して硬質な鋼板組織となることによって引き起こされるものである。したがって、この板厚変動をなくすには、熱延コイルの周方向の材質変動を防止する、すなわち熱延コイルの周方向の鋼板組織を均一化することが必要である。
この方法は、急速冷却されるコイル置台や地面に接している部分を緩冷却側に移行させる、すなわち、図7の冷却曲線Aを、図8に示した冷却曲線A´のように冷却曲線Bに近づけてやる方法である。これによって、熱延コイルの周方向の鋼板組織を全周にわたって均一な(フェライト+パーライト)主体の組織とすることができ、コイルの外周ピッチで発生する材質変動を防止することができる。なお、熱延コイル外周面を部分的に加熱する具体的な手段としては、特に制限はないが、電熱加熱、赤外線加熱、火炎加熱、誘導加熱あるいはこれらを適宜組み合わせた加熱方法であれば好適に用いることができる。
この方法は、コイル置台や地面に接していない緩冷却される部分を急速冷却側に移行させる、すなわち、図7の冷却曲線Bを、図9に示した冷却曲線B´のように冷却曲線Aに近づけてやる方法である。これによって、熱延コイルの周方向の鋼板組織を全周にわたって均一なベイナイト主体の組織とすることができ、コイルの外周ピッチで発生する材質変動を防止することができる。なお、熱延コイル外周面を部分的に強制冷却する具体的な手段としては、特に制限はないが、冷却空気、冷却フォグ、冷却水あるいはこれらを適宜組み合わせた冷却方法であれば好適に用いることができる。
図10は、コイル置台や地面と接する熱延コイル外周の急速冷却部分を加熱してやる本発明の冷却装置の一実施形態を示したものであり、図10(a)は、コイル搬送装置2のコイル置台3の下方に加熱手段5を設置した例、図10(b)は、コイル置場に置かれた熱延コイルが接する地面4に加熱手段5を設置した例である。(なお、以降の図11〜14についても、同様に(a)はコイル搬送装置、(b)はコイル置場に設置された冷却装置を示す。)これらの加熱手段5を有する冷却装置を用いることで、コイルがコイル置台や地面などに接している部分の冷却速度を小さくし、その他の部分との冷却速度差を小さくすることができるので、コイル外周ピッチの材質変動(組織変動)を防止し、板厚変動を解消することができる。
というのは、最も冷却速度が速いコイル置台や地面に接する部分を加熱してやることで、最も冷却速度が遅い部分と冷却速度を一致させることが可能となる。しかしながら、上記の中間の冷却速度の部分も存在するので、加熱手段を複数設置することで、コイル全体の冷却速度をより等しくすることができるからである。
図13は、コイル置台や地面と接していない熱延コイルの外周部分を強制冷却してやる本発明の冷却装置の一実施形態を示したものであり、図13(a)は、コイル搬送装置2上に載置された熱延コイル外周面に向けて、冷却空気、冷却フォグおよび冷却水等の冷媒を噴射する冷却手段10を複数設置した例を、図13(b)は、コイル置場に置かれた熱延コイルのコイル置台や地面に接していない外周面に向けて、冷却空気、冷却フォグおよび冷却水等の冷媒を噴射する冷却手段10を複数設置した例である。これらの冷却手段10を有する冷却装置を用いることで、熱延コイルのコイル置台や地面と接していない外周部分の冷却速度を大きくし、接している部分との冷却速度差を小さくすることができるので、コイル外周ピッチの材質変動(組織変動)を防止し、板厚変動を解消することができる。
なお、上述した図10〜図14の冷却装置は、本発明に係る冷却装置の数例を示したものであり、本発明はそれらの冷却装置に限定されるものではなく、例えば、加熱手段5と冷却手段10の両方を併せもつ冷却装置としてよい。
なお、この際、コイル搬送装置およびコイル置場に設置した、加熱手段を有する図10の本発明に係る冷却装置を用いて、コイル巻き取り終了後〜10時間後まで冷却した。
その後、上記熱延コイルを酸洗した後、タンデム式連続圧延機を用いて板厚:1.6mmに冷間圧延した。このときの冷間圧延機出側の板厚チャートを図15に示した。
この図から、板厚変動幅が±20μm以内に収まっており、コイルに巻き取り直後の熱延コイルを本発明の冷却方法(冷却装置)を用いて冷却することにより、ほぼ完全にコイル周方向の材質が均一化され、板厚変動を防止できることが確認された。
2:コイル搬送装置(コイル台車)
3:コイル置台
4:地面
5、6:加熱手段
7:温度監視装置(温度計)
8:外枠フレーム
9:昇降枠
10:冷却手段
Claims (13)
- 熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および/またはコイル置場において冷却する方法であって、上記熱延コイルの外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の冷却速度を等しくなるよう冷却することを特徴とする熱延コイルの冷却方法。
- 上記冷却速度を等しくする方法は、熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接していない部分に対して接している部分を加熱する方法であることを特徴とする請求項1に記載の熱延コイルの冷却方法。
- 上記加熱する手段は、ヒーター加熱、赤外線加熱、火炎加熱および誘導加熱から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする請求項2に記載の熱延コイルの冷却方法。
- 上記冷却速度を等しくする方法は、熱延コイル外周面のコイル置台または地面と接している部分に対して接していない部分を強制冷却する方法であることを特徴とする請求項1に記載の熱延コイルの冷却方法。
- 上記強制冷却する手段は、冷却空気、冷却フォグおよび冷却水から選ばれる1種または2種以上の冷媒を噴射する手段であることを特徴とする請求項4に記載の熱延コイルの冷却方法。
- 熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と接していない部分の温度差に基づいて、加熱投入熱量あるいは冷媒噴射量を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱延コイルの冷却方法。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法で熱延コイルを冷却することを特徴とする熱延コイルの製造方法。
- 上記熱延コイルは、C:0.05〜0.20mass%、Si:1.0〜2.5mass%およびMn:1.0〜2.5mass%を含有する成分組成を有することを特徴とする請求項7に記載の熱延コイルの製造方法。
- 上記熱延コイルは、引張強さが980MPa以上の高強度鋼板用の母材であることを特徴とする請求項7または8に記載の熱延コイルの製造方法。
- 熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および/またはコイル置場において冷却する冷却装置であって、
上記搬送装置のコイル置台下方および/またはコイル置場の地面に加熱手段を設けてなることを特徴とする熱延コイルの冷却装置。 - 上記に加熱手段に加えてさらに、
熱延コイルに対して相対移動する外枠フレームと、
その外枠フレームに設けられたコイルの高さに応じて昇降する昇降枠と、
その昇降枠に設けられたコイル外周面に沿って移動可能な加熱手段を有することを特徴とする請求項10に記載の熱延コイルの冷却装置。 - 熱間圧延した熱延鋼帯を巻き取った直後の熱延コイルを、上記熱延コイルを搬送する搬送装置および/またはコイル置場において冷却する冷却装置であって、
熱延コイルに対して相対移動する外枠フレームと、
その外枠フレームに設けられたコイルの高さに応じて昇降する昇降枠と、
その昇降枠に設けられたコイル外周面に沿って移動可能な冷却手段を有することを特徴とする熱延コイルの冷却装置。 - 熱延コイル外周面のコイル置台または地面に接する部分と、接していない部分の温度を監視し、両部分の温度差に基づいて加熱投入熱量または冷媒噴射量を制御する機能を有することを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の熱延コイルの冷却装置。
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