JP2014189893A - 連続焼鈍ラインの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ライン運転停止状態にある連続焼鈍ラインでのライン運転を再開する際に、低炭素鋼板や極低炭素鋼板等のバックリングが発生しやすい鋼板で発生するバックリングに起因する板破断を防止するとともに、ライン停止時に発生してライン停止時間を著しく増加させる原因となるバックリングの起点（小波）の発生を防止することで、ライン停止時間を増加させない連続焼鈍ラインの運転方法を提供する。
【解決手段】鋼板の連続焼鈍ラインにおいて、ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持するかまたは１〜２９（ｍ／ｍｉｎ）／ｓｅｃの範囲で緩やかに減速することを特徴とする連続焼鈍ラインの運転方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、鋼板の連続焼鈍ラインの運転方法に関し、特に鋼板の連続的な搬送の停止（ライン運転停止）後に鋼板の連続的な搬送（ライン運転）を再開して鋼板を連続焼鈍する際の鋼板の破断を防止する連続焼鈍ラインの運転方法に関する。

冷延鋼板の連続焼鈍ラインの焼鈍炉の構成例を図１に示す。この連続焼鈍ラインでは、焼鈍炉２は竪型焼鈍炉で、加熱帯３、均熱帯４、及び冷却帯（第１冷却帯５、第２冷却帯６及び第３冷却帯７）を備え、焼鈍炉２の入側及び出側には、それぞれルーパ（図示なし）が設けられている。加熱帯３、均熱帯４には、バーナ加熱による輻射管（図示なし）が配置されている。焼鈍炉２内には、鋼板１を搬送するロール（炉内ロール）８が複数設けられ、鋼板１を安定通板するため、該ロール８の形状は、ロール両端部の直径より中央部の直径を大きくした、凸クラウン形状が採用されている。なお、図１中の１１はシールロールである。

加熱帯３、均熱帯４からの輻射熱によってロール８のクラウン形状が影響を受けるのを防止するため、炉内の上部及び下部にロール室を設けて、該ロール室内にロール８を配置している。図２はロール室を説明する概略断面図で、加熱帯３の最前段の炉内ロール近傍のロール室を示す。ロール室９は、鋼板１を導入、導出する開口部を有する仕切り１０によって仕切られ、加熱帯３の炉内からの輻射加熱が防止される。均熱帯４においても同様である。

図１のラインでは、鋼板１は加熱帯３の下側から炉内に導入される。鋼板１は、焼鈍炉２内を連続的に搬送されて焼鈍されるが、焼鈍炉２の設備故障、焼鈍炉２の上流又は下流の設備故障、作業トラブルによって、焼鈍炉２内の鋼板１の連続的な搬送を停止（ライン運転停止）する場合がある。ライン運転停止後、焼鈍炉２は降温、冷却される。

ライン運転停止の原因になった問題が解消されると、次のようにして連続焼鈍ラインのライン運転（鋼板の連続的な搬送）が再開される。

加熱帯３、均熱帯４の温度を、鋼板を再結晶させることができる温度、例えば５００〜７００℃以上の温度域に昇温した後、低速でライン運転を再開し、途中でライン運転停止させずに炉速を徐々に上昇して所定炉速とし、また炉速上昇に合わせて加熱帯３、均熱帯４の温度を鋼板温度が所定焼鈍温度となるように徐々に所定焼鈍炉温度に上昇する。

この従来のライン運転の再開方法（従来運転方法）では、炉内での鋼板（単に板とも言う）が軟化してバックリング（座屈）が成長しやすく、それによって板破断して、再びライン運転停止に至ることがある。

近年、連続焼鈍技術の普及に伴い、多様な用途に供される低炭素鋼板や極低炭素鋼板が連続焼鈍ラインにおいて製造されているが、これらの鋼板は薄物、広幅材が多くて、ライン運転再開作業の過程でバックリングによる板破断が特に発生しやすい。

なお、低炭素鋼板はＣ含有量が０．０１〜０．１質量％程度、極低炭素鋼板はＣ含有量が０．００５質量％以下程度の鋼板である。

特許文献１には、ライン運転停止（ライン停止とも言う）中、連続熱処理炉内のヘルパーロールを、正方向と逆方向へ少なくとも半回転させて、ライン停止中に発生するヘルパーロールの熱変形を防止することで、ライン停止後の運転再開時に発生するヒートバックル（バックリング）を防止することが記載されている。

しかし、特許文献１に記載の方法でも、低炭素鋼板や極低炭素鋼板でライン運転再開時に発生するバックリングによる板破断を確実に防止することができない。

これに対して、特許文献２には、ライン運転停止状態にある鋼板の連続焼鈍ラインのライン運転を再開して鋼板を連続焼鈍する際に、下記工程（１）〜（３）を順次行うことで、ライン停止後の運転再開時に発生するバックリングにより板破断を防止することが記載されている。

（１）焼鈍炉の温度を、ヒートバックル危険温度より低い温度域に降温した後、ライン運転を行い、ライン運転停止時に加熱帯のロール室内にある鋼板のうちの少なくとも最前段の炉内ロールに巻きついている部分を搬送してロール室の外の炉内に移動させ、移動させた後ライン運転を停止する工程、（２）次にライン運転停止状態で、炉内の温度を鋼板が再結晶する温度域に昇温し、ライン運転停止時に焼鈍炉の加熱帯のロール室内にあった鋼板のうちの少なくとも最前段の炉内ロールに巻きついていた部分を再結晶させる工程、（３）その後、ライン運転を開始して焼鈍炉内の鋼板の搬送速度である炉速と焼鈍炉温度を所定炉速と所定焼鈍炉温度に移行させて鋼板を連続焼鈍する工程。

しかし、特許文献２に記載の方法では、低炭素鋼板や極低炭素鋼板でライン運転再開時に発生するバックリングによる板破断を防止することができるが、ライン停止中に当該鋼板を再結晶させるための焼鈍を行うので、ライン停止時間が著しく増加してしまうという問題がある。

また、特許文献１に記載の方法では、ライン停止時に発生してライン停止時間を著しく増加させる原因となるバックリング（鋼板の幅方向の座屈）の起点（微小絞り：小波）の発生を充分に防止できないという問題がある。

特開平３−３１４２８号公報 特開２００９−０３０１３７号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を考慮し、ライン運転停止状態にある連続焼鈍ラインでのライン運転を再開する際に、低炭素鋼板や極低炭素鋼板等のバックリングが発生しやすい鋼板で発生するバックリングに起因する板破断を防止するとともに、ライン停止時に発生してライン停止時間を著しく増加させる原因となるバックリング（鋼板の幅方向の座屈）の起点（小波）の発生を防止することで、ライン停止時間を増加させない（ラインの生産能力を低下させない）連続焼鈍ラインの運転方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の手段は、下記の通りである。

［１］鋼板の連続焼鈍ラインにおいて、ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持するかまたは１〜２９（ｍ／ｍｉｎ）／ｓｅｃの範囲で緩やかに減速することを特徴とする連続焼鈍ラインの運転方法。

［２］ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際の速度または緩やかに減速する際の開始速度を、定常速度の１／１０００〜１／３とすることを特徴とする前記［１］に記載の連続焼鈍ラインの運転方法。

［３］ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際または緩やかに減速する際の鋼板進行距離を、１／１００〜１００ｍとすることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の連続焼鈍ラインの運転方法。

［４］ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際または緩やかに減速する際の炉内張力を、定常張力の１／２〜９９／１００とすることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の連続焼鈍ラインの運転方法。

本発明によれば、連続焼鈍ラインにおいて、ライン運転からライン停止をする際、および、ライン運転を再開して鋼板を連続焼鈍する際に、低炭素鋼板や極低炭素鋼板等のバックリングに起因する板破断を防止できるとともに、ライン停止時に発生するバックリング（鋼板の幅方向の座屈）の起点（小波）の発生を防止することで、ライン停止時間を著しく短縮することができる。

冷延鋼板の連続焼鈍ラインの焼鈍炉の構成例を示す概略図である。 焼鈍炉のロール室を示す概略断面図である。 本発明におけるライン速度、鋼板進行距離、炉内張力の状態を示す図である。

本発明では、鋼板の連続焼鈍ラインにおいて、ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持するかまたは１〜２９（ｍ／ｍｉｎ）／ｓｅｃの範囲で緩やかに減速することによって（図３（ａ））、ライン停止時にライン内で発生する張力バランスの乱れを緩和することで、ライン停止時に発生してライン停止時間を著しく増加させる原因となるバックリング（鋼板の幅方向の座屈）の起点（小波）の発生を防止することを可能にした。

ここで、緩やかに減速する際の減速レート(減速割合)を１〜２９（ｍ／ｍｉｎ）／ｓｅｃとしているのは、図３（ａ）に記載しているように、通常の減速レート(減速割合)が３０〜５０（ｍ／ｍｉｎ）／ｓｅｃであることから、それより緩やかに減速することを意味している。

また、それとともに、ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持するかまたは緩やかに減速する間に鋼板が焼鈍されることで、ライン停止後にロール室内の炉内ロールに巻き付いている鋼板の生焼け（通常は、鋼板温度が充分に上昇していないために未再結晶となっている）を防止することを可能にした。これにより、従来、ライン立上げ時に座屈が発生しにくいが生焼け（未結晶）による脆性割れが生じていた温度領域の炉温で立上げても、生焼け（未結晶）による脆性割れの発生を防止することが可能になった。

上記のように運転する背景としては、単純に小波を防止するためには低温で立上げることが有効であるが、この場合、上記のように生焼け部が脆性割れを起こしてしまう。これを防ぐには、生焼け部を焼鈍してから立上げたいが、ライン停止後では長時間を要する。そこで、ライン停止前に低速で保持するかまたは緩やかに減速する間に焼鈍することで、ライン停止時間の短縮を図った。

なお、低速で保持するかまたは緩やかに減速する際は、通常よりも焼鈍炉の負荷が軽くなる（鋼板が炉温にさらされる時間を長くとれる）ため、短時間での焼鈍が可能となる。

そして、ライン運転中からライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際の速度または緩やかに減速する際の開始速度は、図３（ａ）に示すように、定常速度の１／１０００〜１／３にすることが好ましい。定常速度の１／１０００以上にすることで、鋼板温度の上昇が抑制され、バックリングが発生しにくくなるからであり、定常速度の１／３以下にすることで、鋼板が再結晶する温度を充分に確保できるからである。なお、より好ましくは、３／１０００〜１／５がよい。

また、ライン運転中からライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際または緩やかに減速する際の鋼板進行距離（鋼板送り長さ）は、図３（ａ）に示すように、１／１００〜１００ｍ（０．０１〜１００ｍ）にすることが好ましい。０．０１ｍ以上にすることで、再結晶に充分な時間を確保できるからであり、１００ｍ以下にすることで、結晶粒が成長し過ぎることが抑制されて、バックリングが発生しにくくなるからである。なお、より好ましくは、１〜６０ｍがよい。

さらに、ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際または緩やかに減速する際の炉内張力は、図３（ｂ）に示すように、定常張力の１／２〜９９／１００にすることが好ましい。定常張力の１／２〜９９／１００にすることで、鋼板の絞りやバックリングの発生防止および蛇行の発生防止を容易に行えることが実機試験等で確認されているからである。

本発明の実施例を以下に述べる。

本発明例として、上述した本発明に基づいて連続焼鈍ラインの運転を行った。また、比較例として、前記の特許文献２に基づいて連続焼鈍ラインの運転を行い、従来例として、前記の従来運転方法に基づいて連続焼鈍ラインの運転を行った。なお、対象は、低炭素鋼板および極低炭素鋼板とした。

実施条件と実施結果を表１に示すように、本発明例では、比較例と同様の結晶粒径を確保しつつ、さらにバックリングの発生を防止しており、ライン停止時間を半減させることができた。

１ 鋼板
２ 焼鈍炉
３ 加熱帯
４ 均熱帯
５ 第１冷却帯
６ 第２冷却帯
７ 第３冷却帯
８ ロール（炉内ロール）
９ ロール室
１０ 仕切り
１１ シールロール

Claims (4)

1. 鋼板の連続焼鈍ラインにおいて、ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持するかまたは１〜２９（ｍ／ｍｉｎ）／ｓｅｃの範囲で緩やかに減速することを特徴とする連続焼鈍ラインの運転方法。
2. ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際の速度または緩やかに減速する際の開始速度を、定常速度の１／１０００〜１／３とすることを特徴とする請求項１に記載の連続焼鈍ラインの運転方法。
3. ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際または緩やかに減速する際の鋼板進行距離を、１／１００〜１００ｍとすることを特徴とする請求項１または２に記載の連続焼鈍ラインの運転方法。
4. ライン運転中からのライン停止前に、ライン速度を低速で一旦保持する際または緩やかに減速する際の炉内張力を、定常張力の１／２〜９９／１００とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の連続焼鈍ラインの運転方法。

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