JP2015214732A - 高強度鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱延鋼帯を均一に軟質化し、冷間圧延における負荷を軽減することによって、生産性を向上し、かつ歩留り良く高強度鋼板を製造する方法の提供
【解決手段】熱間圧延工程の出側で熱延鋼帯を熱延コイルとして巻取った後に、酸洗工程にて熱延コイルから連続的に供給される熱延鋼帯に酸洗を施して酸洗コイルとして再び巻取り、次いで熱処理工程にて酸洗コイルから連続的に供給される熱延鋼帯を500〜750℃に加熱する熱処理を施して熱処理コイルとして再び巻取り、引き続き温度保持工程にて熱処理コイルを所定の温度範囲に10〜600分間保持した後に室温まで冷却し、さらに冷間圧延工程にて熱処理コイルから連続的に供給される熱延鋼帯に冷間圧延を施して所定の板厚の高強度鋼板を冷延コイルとして巻取る高強度鋼板の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、高強度鋼板を製造する方法に関するものであり、詳しくは、熱間圧延で硬質化した熱延鋼帯を熱処理で軟質化することによって、冷間圧延の負荷を軽減することが可能な高強度鋼板の製造方法に関するものである。

近年、自動車用鋼板等の様々な分野で、高強度の鋼板（いわゆるハイテン材）が広く用いられるようになり、用途に応じた種々のハイテン材が開発されている。ところがハイテン材は、強度を高めるための合金成分を多く含有しているので、熱間圧延の後の冷却過程で硬質な低温変態相（たとえばベイナイトやマルテンサイト等）が生成し、ハイテン材に加工を加える際の変形抵抗が大きくなる。

ハイテン材の中でも特に、高強度の冷延鋼板（以下、高強度鋼板という）を製造する際には、素材となる熱延鋼帯の変形抵抗が大きく、しかも板厚を従来よりも薄く圧下するので、冷間圧延の負荷が増大する。その結果、冷間タンデム圧延機を複数回通板させて、冷間圧延のパス数を増やす必要が生じるばかりでなく、圧延中に破断等のトラブルが発生し易くなり、冷間タンデム圧延機の稼動率が低下し、ひいては高強度鋼板の生産性が低下するという問題が生じる。また、熱延鋼帯の変形抵抗が大きいので、冷間圧延によって得られる高強度鋼板の形状が劣化し、歩留りの低下を招くという問題もある。

このような問題を解消するために、冷間圧延を施す前の熱延鋼帯の変形抵抗を低減する技術が検討されている。

たとえば高炭素鋼の場合は、熱延鋼帯に硬質なパーライト相が生成して、冷間圧延における負荷が増大するので、予め熱延鋼帯のラメラー炭化物を球状化させることによって軟質化した後に、冷間圧延を施す技術が知られている。ラメラー炭化物を球状化するための焼鈍は、バッチ焼鈍（いわゆる箱焼鈍）が知られているが、一連の工程（加熱−均熱−徐冷）に長時間を要するので、合金成分の偏析が生じて、熱延鋼帯が脆化するという問題がある。また、熱延鋼帯を巻取ったコイル（以下、熱延コイルという）に箱焼鈍を施す場合は、熱延コイル内の部位によって温度のばらつきが生じて、熱延鋼帯の長手方向に変形抵抗の変動が発生するという問題もある。

特許文献１には、熱間圧延の後の冷却過程にて、熱延鋼帯の熱履歴を制御することによって、軟質なフェライト相を増加させ、冷間圧延における負荷を軽減する技術が開示されている。しかし、この技術を適用できるのは、フェライト変態が冷却過程の早期に開始される鋼種に限定されるという問題がある。

特許文献２には、熱延コイルから熱延鋼帯を連続的に焼鈍炉に供給し、連続焼鈍を行なうことによって、熱延鋼帯を軟質化する技術が開示されている。この技術は、上記のバッチ焼鈍よりも短時間で焼鈍を施すことが可能な連続焼鈍を採用するので、短時間で軟質化の効果が得られる鋼種に有効な技術である。しかし、軟質化に長時間を要する鋼種には適用できない。

一般に、高強度鋼板の成分は、残留オーステナイトの生成を促進して、所定の形状（たとえば自動車の車体等）への加工を容易に行なうために、Mnを多く含有するように設計される。成分をそのように設計した場合、高強度鋼板の素材となる熱延鋼帯は、当然、Mn含有量が大きいので、連続焼鈍が短時間で終了する特許文献２に開示された技術を適用すると、オーステナイト中でMnが均一に濃化せず、その結果、冷間圧延における負荷軽減の効果が期待できないという問題が生じる。

特開2012-139719号公報 特開2007-239097号公報

本発明は、従来の技術の問題点を解消し、熱延鋼帯を均一に軟質化し、冷間圧延における負荷を軽減することによって、生産性を向上し、かつ歩留り良く高強度鋼板を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者は、高強度鋼板を製造する際の冷間圧延の負荷を軽減する技術を検討するにあたって、熱延鋼帯を軟質化するための熱処理を連続的に行なうことによって、軟質化に要する時間を短縮でき、ひいては高強度鋼板の生産性を向上できる点に着目した。ところが、熱処理の所要時間を短縮すれば、軟質化が不均一に生じるという問題がある。そこで、熱処理時間の短縮と均一な軟質化を両立できる技術について詳細に研究した。

その結果、熱処理が終了した熱延鋼帯を好適な温度範囲に保持することによって、熱延鋼帯の全長および全幅にわたって均一に軟質化できるという知見を得た。つまり、
(A)熱延鋼帯の熱処理を連続的に行なうことによって、熱処理の所要時間を短縮して、生産性向上を図ることができ、
さらに
(B)熱処理が終了した熱延鋼帯を好適な温度範囲に保持して均一に軟質化した後に、冷間圧延を行なうことによって、良好な形状の高強度鋼板の形状を得ることができ、ひいては歩留り向上を図ることができる
ことが分かった。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。

すなわち本発明は、熱間圧延工程の出側で熱延鋼帯を熱延コイルとして巻取った後に、酸洗工程にて熱延コイルから連続的に供給される熱延鋼帯に酸洗を施して酸洗コイルとして再び巻取り、次いで熱処理工程にて酸洗コイルから連続的に供給される熱延鋼帯を500〜750℃に加熱する熱処理を施して熱処理コイルとして再び巻取り、引き続き温度保持工程にて熱処理コイルを所定の温度範囲に10〜600分間保持した後に、熱処理コイルを室温まで冷却し、さらに冷間圧延工程にて熱処理コイルから連続的に供給される熱延鋼帯に冷間圧延を施して所定の板厚の高強度鋼板を冷延コイルとして巻取る高強度鋼板の製造方法である。

本発明の高強度鋼板の製造方法においては、熱処理工程にて、誘導加熱を用いて熱延鋼帯を加熱することが好ましい。また、温度保持工程にて、保熱カバーを用いて熱処理コイルを所定の温度範囲に保持することが好ましく、その保熱カバーの内部を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。さらに、温度保持工程にて熱処理コイルを200℃超えの温度に10〜600分間保持し、次に巻替え工程にて熱処理コイルから連続的に供給される熱延鋼帯を200℃以下に冷却して巻替えコイルとして再び巻取った後に、巻替えコイルを室温まで冷却し、さらにその巻替えコイルを冷間圧延工程に送給することが好ましい。

本発明によれば、熱延鋼帯を短時間で均一に軟質化し、冷間圧延における負荷を軽減することができる。その結果、高強度鋼板の生産性を向上し、かつ歩留り良く製造することが可能となり、産業上格段の効果を奏する。

熱間圧延工程の例を模式的に示す説明図である。 酸洗工程の例を模式的に示す説明図である。 熱処理工程の例を模式的に示す説明図である。 熱処理工程の他の例を模式的に示す説明図である。 温度保持工程の例を模式的に示す説明図である。 温度保持工程の他の例を模式的に示す説明図である。 巻替え工程の例を模式的に示す説明図である。 冷間圧延工程の例を模式的に示す説明図である。 焼鈍工程の例を模式的に示す説明図である。

ここで、本発明に係る熱延鋼帯の好適な成分について説明する。

C：0.03〜0.35質量％
Cは、熱延鋼帯の強度、ひいては高強度鋼板の強度を高める作用を有する元素である。C含有量が少なすぎると、強度を高める効果が得られない。一方で、過剰に添加すると、高強度鋼板の溶接性が著しく劣化し、溶接部や熱影響部の靭性が低下する。したがって、Cは0.03〜0.35質量％の範囲内が好ましい。

Si：0.5〜3.0質量％
Siは、熱延鋼帯の強度、ひいては高強度鋼板の強度を高めるとともに、加工性を改善する作用を有する元素である。Si含有量が少なすぎると、強度向上および加工性改善の効果が得られない。一方で、過剰に添加すると、高強度鋼板が脆化する。したがって、Siは0.5〜3.0質量％の範囲内が好ましい。

Mn：2.5〜6.0質量％
Mnは、熱延鋼帯の強度、ひいては高強度鋼板の強度を高める作用を有する元素である。Mn含有量が少ない場合には、熱間圧延から冷却までの熱履歴を適切に制御することによって、熱延鋼帯に軟質なフェライト相を生成させることが可能であるから、本発明を適用する必要はない。つまり、本発明を適用することによって効果が期待できるのは、2.5質量％以上の範囲である。一方で、過剰に添加すると、熱延鋼帯の強度が大幅に上昇するので、熱処理を施しても十分な軟質化が期待できず、その結果、高強度鋼板の加工性が劣化する惧れがある。したがって、Mnは2.5〜6.0質量％の範囲内が好ましい。

P：0.1質量％以下
Pは、熱延鋼帯の強度、ひいては高強度鋼板の強度を高める作用を有する元素であるが、過剰に添加すると、粒界偏析による脆化が生じる。したがって、Pは0.1質量％以下が好ましい。

S：0.01質量％以下
Sは、過剰に添加すると、硫化物が介在物として分散するので、高強度鋼板の加工性が劣化する。したがって、Sは0.01質量％以下が好ましい。

N：0.008質量％以下
Nは、過剰に添加すると、窒化物が介在物として分散するので、高強度鋼板の加工性が劣化する。したがって、Sは0.008質量％以下が好ましい。

さらに、Al、Cr、V、Mo、Ni、Cu、Ti、Nbのうちの少なくとも１種を含有しても良い。Alは、熱延鋼帯の清浄度を高める作用を有する。Cr、V、Moは、熱延鋼帯の強度と延性をバランス良く向上する作用を有する。Ni、Cuは、熱延鋼帯の強度向上に有効である。Ti、Nbは、析出強化によって熱延鋼帯の強度向上に寄与する。これらの元素は、それぞれの効果を発揮させるための適量を添加すれば良く、各元素の含有量は特に限定しない。

上記した成分以外は、Feおよび不可避的不純物である。

次に、本発明に係る高強度鋼板の製造工程について説明する。

本発明に係る高強度鋼板を製造するにあたって、まず、製鋼工程にて上記の成分を有する鋼を溶製し、さらに連続鋳造で鋼スラブとした後、その鋼スラブを熱間圧延工程に送給する。以下に、熱間圧延工程以降を詳しく説明する。

図１は、熱間圧延工程の例を模式的に示す説明図である。図１中の矢印Ａは、熱延鋼帯の進行方向を示す。高強度鋼板の素材となる熱延鋼帯１は、図１に示すような熱間圧延工程（いわゆるホットストリップミル）にて熱間圧延を行なうことが好ましい。

すなわち熱間圧延工程では、鋼スラブ（図示せず）を加熱炉３で加熱し、引き続き、粗圧延機４および仕上げ圧延機５で所定の厚さの熱延鋼帯１とし、さらに冷却装置６で400〜700℃まで冷却して、得られた熱延鋼帯１を巻取り機７でコイル9a（以下、熱延コイルという）に巻取る。なお、粗圧延機４は必ずしも設置する必要はなく、たとえばステッケルミルで得られた熱延鋼帯から、本発明に係る方法で高強度鋼板を製造することも可能である。

そして、得られた熱延コイル9aを酸洗工程に送給する。

図２は、酸洗工程の例を模式的に示す説明図である。図２中の矢印Ａは、熱延鋼帯１の進行方向を示す。

酸洗工程では、熱延コイル9aを酸洗工程の入側の払出し機８に装填し、熱延コイル9aから巻戻された熱延鋼帯１の先端を、溶接機10にて、先行する熱延鋼帯の後端に接合する。このようにして熱延鋼帯１を連続的に酸洗槽11に浸漬して、熱延鋼帯１の表面の酸化物層を除去する。酸洗槽11内の酸洗液は、従来から知られている酸性液（たとえば塩酸、硫酸等）を使用し、その液温や浸漬時間は、熱延鋼帯１表面の酸化物層を除去しかつ表面性状が劣化しないように、適宜設定すれば良い。酸洗が終了した熱延鋼帯１を、酸洗槽11から排出し、切断機12で所定の長さに切断した後、コイル9b（以下、酸洗コイルという）に巻取る。

なお、後述する冷間圧延工程で得られる高強度鋼板に化成処理や溶融亜鉛めっき処理を施す場合は、この酸洗工程にて、酸化物層を十分に除去しておくことが好ましい。

酸洗コイル9bは、熱処理工程に送給される。

図３は、熱処理工程の例を模式的に示す説明図である。図３中の矢印Ａは、熱延鋼帯１の進行方向を示す。

熱処理工程では、熱延鋼帯１を酸洗コイル9bから巻戻して、加熱装置13で加熱した後、コイル9c（以下、熱処理コイルという）に巻取る。加熱装置13の入側と出側にブライドルロール14を配設して、熱延鋼帯１に張力を付与しながら、加熱することが好ましい。その理由は、熱延鋼帯１を安定して搬送することによって、形状不良の発生や寸法精度の劣化を防止できるからである。図３にはブライドルロール14を配設する例を示したが、一対のロールで熱延鋼帯１を挟持するピンチロールを用いても、同様の効果が得られる。

この熱処理工程は、酸洗コイル9bを巻戻さず、熱延鋼帯１を巻取ったままで熱処理を施す（いわゆるバッチ処理）ことも可能である。しかし、酸洗コイル9bの外周部と内周部は冷却され易く、中央部は冷却され難いので、酸洗コイル9bの部位に応じて温度のばらつきが生じ、熱延鋼帯１の特性（たとえば軟質化等）が長手方向に変動する。酸洗コイル9b全体を均一に加熱すれば、特性の変動を防止できるが、そのためには長時間を要し、熱処理工程の生産性の低下を招く。

したがって、熱延鋼帯１を短時間で均一に加熱するために、図３に示すように、熱延鋼帯１を酸洗コイル9bから巻戻して、連続的に加熱装置13に供給することが好ましい。

加熱装置13における熱延鋼帯１の加熱温度は500〜750℃の範囲内とする。加熱温度が500℃未満では、熱延鋼帯１を軟質化する効果が得られない。一方で、750℃を超えると、熱延鋼帯１幅方向のネッキングが発生して安定した搬送が困難になり、その結果、形状不良の発生や寸法精度の劣化の原因になる。また、加熱温度が高すぎる場合には、後述する温度保持工程の後の冷却過程で、マルテンサイトやベイナイト等の硬質な低温変態相が多く生成し、熱延鋼帯１の軟質化が困難になる。

加熱装置13の構成は特に限定せず、広く普及している加熱炉（たとえば連続焼鈍を行なうための連続焼鈍炉等）を使用することができる。燃料の燃焼熱で加熱する加熱炉（たとえば直火型無酸化方式や輻射管加熱方式等）を保有する場合は、その既存の設備を用いて熱延鋼帯１を加熱すれば良い。ただし、加熱装置13を小型化して、熱処理工程の関連設備の配置を簡素化する観点から、電気加熱方式（すなわち通電加熱方式または誘導加熱方式）の加熱装置を採用することが好ましい。電気加熱方式を採用すれば、熱延鋼帯１表面の酸化を抑制する効果も得られる。

通電加熱方式は、熱延鋼帯１に電流を直接流すので、加熱装置13の小型化のみならず加熱時間の短縮に有利である。しかし、熱延鋼帯１の温度のばらつきが生じ易いという欠点がある。

誘導加熱方式は、熱延鋼帯１を短時間で加熱でき、しかも温度を容易に制御することが可能である。したがって、熱延鋼帯１を短時間で均一に加熱するためには、誘導加熱方式の加熱装置13を用いることが好ましい。形状不良（たとえば波うち等）が生じた熱延鋼帯１を加熱する際に、誘導加熱方式を採用することによって、加熱装置13を安定して操業できるという効果も得られる。

熱延鋼帯１を加熱装置13で加熱した後、熱処理コイル9cとして巻取るまでの間に、放射や対流に起因する放冷、あるいはブライドルロール14やピンチロール（図示せず）等との接触に起因する冷却が発生するので、熱延鋼帯１の温度は低下する。

熱延工程における通常の設備配列では、その温度低下は、加熱装置13における加熱温度と熱処理コイル9cの巻取り温度との差（以下、自然冷却温度差という）が100℃以内であるから、熱延鋼帯１を支障なく軟質化できる。つまり熱処理コイル9cに巻取ることによって、熱延鋼帯１の冷却速度が小さくなるので、自然冷却温度差を100℃以内として比較的高温の熱延鋼帯１を巻取って、室温まで冷却される所要時間を長くする。その結果、軟質化の効果が向上する。

したがって、加熱装置13の出側で、冷却媒体（たとえば液体、気体等）を吹付ける強制冷却は行なわない。その理由は、冷却が促進されて、自然冷却温度差が100℃を超えるので、十分な軟質化が困難になるからである。

熱延鋼帯１の搬送速度が小さい場合、あるいは加熱装置13と巻取り機との距離が大きい場合は、強制冷却を行なわずとも、自然冷却温度差が100℃を超える惧れがある。そこで、たとえば、
(a)加熱装置13出側から巻取り機に至る搬送経路の一部または全部をカバー（以下、緩冷却カバーという）で覆う、
(b)加熱装置13と巻取り機の間にトンネル炉15を設置する（図４参照）
等の手段で、加熱装置13出側から巻取り機に至る搬送経路における自然冷却温度差を、100℃以内に抑制することが好ましい。

トンネル炉15の加熱手段は、特に限定しないが、熱延鋼帯１表面の酸化を抑制する観点から電気ヒーターが好ましい。さらに、トンネル炉15内を不活性ガス雰囲気とすることによって、酸化を抑制する効果が一層向上する。このようにして熱延鋼帯１表面の酸化を抑制することによって、後述する冷間圧延工程で得られる高強度鋼板に化成処理や溶融亜鉛めっき処理を施す際に、良好な化成皮膜やメッキ皮膜を形成することができる。

熱処理コイル9cは、温度保持工程に送給される。

図５は、温度保持工程の例を模式的に示す説明図である。

温度保持工程では、熱処理コイル9cをカバー16（以下、保熱カバーという）に収納して、温度低下を抑制しながら保持する。保熱カバー16には、加熱手段を設けず、室温まで冷却される途上の熱処理コイル9cを収納する。したがって保持温度は特に限定しないが、熱延鋼帯１全体の軟質化およびオーステナイト中のMn濃化を促進する観点から、200℃超えが好ましい。

保持時間は10〜600分の範囲内とし、熱延鋼帯１の成分、熱間圧延工程等における熱延鋼帯１の温度履歴等に応じて適宜設定する。保持時間が10〜600分の範囲内であれば、熱処理コイル9cの内周部から中央部さらに外周部までの熱延鋼帯１全体の軟質化に必要な時間を確保でき、かつオーステナイト中のMnの濃化に必要な時間を確保できる。Mnが十分に濃化すれば、安定な残留オーステナイトを形成することが可能となり、冷間圧延によって得られる高強度鋼板の加工性を高めることができる。

保持時間が600分（＝10時間）を超えると、熱延鋼帯１が脆化して、冷間圧延にて破断等のトラブルが発生し易くなる。ただし、温度保持工程の効率を向上する観点から、保持時間は180分（＝３時間）以下が好ましい。

一方で、保持時間が10分未満では、熱延鋼帯１全体を軟質化することが困難である。また、Mnの濃化に必要な時間を確保できない。ただし、熱延鋼帯１の軟質化と高強度鋼板の加工性を両立させる観点から、保持時間は30分以上、すなわち30〜600分の範囲内が好ましい。

この温度保持工程を、上記の熱処理工程とは別に設ける理由は、熱処理工程の巻取り機を保熱カバーで覆って、熱処理コイル9cの温度保持を行なうと、熱処理工程の生産性低下を招くからである。

保熱カバー16は、その内部を不活性ガス雰囲気として、熱延鋼帯１表面の酸化を抑制することが好ましく、その雰囲気を維持するために、雰囲気制御装置17を備えることが好ましい。

なお図５には、熱処理コイル9cを１個ずつ保熱カバー16に収納する例を示したが、複数個の熱処理コイル9cをピット18に収納し、開口部を保熱カバー16で覆うような構成（図６参照）であっても、同様の効果が得られる。

このようにして温度保持工程が終了した後に、熱処理コイル9cを冷間圧延工程に送給する。

あるいは、温度保持工程が終了した後に、積極的に冷却媒体（たとえば液体、気体等）を熱延鋼帯１に吹付けて強制冷却を行ない、その後、冷間圧延工程に送給しても良い。その理由は、熱延鋼帯１を、温度保持工程から短時間で冷間圧延工程へ送給でき、高強度鋼板の生産性向上に寄与するからである。ただし、温度保持工程の後に強制冷却を行なう場合は、熱処理コイル9c中央部に位置する熱延鋼帯１の冷却を促進するために、熱処理コイル9cを巻替える工程（以下、巻替え工程という）を設けることが好ましい。

図７は、巻替え工程の例を模式的に示す説明図である。図７中の矢印Ａは、熱延鋼帯１の進行方向を示す。

巻替え工程では、熱延鋼帯１を熱処理コイル9cから巻戻して、強制冷却装置19で冷却した後、コイル9d（以下、巻替えコイルという）に巻取る。強制冷却装置19の入側と出側にブライドルロール14を配設して、熱延鋼帯１に張力を付与しながら、冷却することが好ましい。その理由は、熱延鋼帯１を安定して搬送することによって、形状不良の発生や寸法精度の劣化を防止できるからである。図７にはブライドルロール14を配設する例を示したが、一対のロールで熱延鋼帯１を挟持するピンチロールを用いても、同様の効果が得られる。

強制冷却装置19の構成は特に限定せず、広く普及している冷却媒体（たとえば冷却水、冷却空気等）と吹付け手段（たとえばノズルによる噴射、プロペラの回転による送風等）を使用することができる。

強制冷却装置19出側における熱延鋼帯１の温度は200℃以下とすることが好ましい。その結果、巻替えコイル9dの巻取り温度も200℃以下となり、オーステナイト域よりも低温であるから、巻替え工程の後の冷却過程における硬質な低温変態相（たとえばベイナイト、マルテンサイト等）の生成を防止できる。

そして、温度保持工程が終了した熱処理コイル9c、あるいは巻替え工程が終了した巻替えコイル9dを冷間圧延工程に送給する。

図８は、冷間圧延工程の例を模式的に示す説明図である。図８中の矢印Ａは、熱延鋼帯１の進行方向を示す。

冷間圧延工程では、熱処理コイル9cまたは巻替えコイル9dから熱延鋼帯１を巻戻して、冷間圧延機20で所定の板厚に冷間圧延し、得られた高強度鋼板26をコイル9e（以下、冷延コイルという）に巻取る。上記の各工程を経て冷間圧延に供される熱延鋼帯１は、均一に軟質化しているので、冷間圧延における負荷が軽減される。したがって、冷間圧延機20の構成および操業条件を限定する必要はなく、タンデム圧延機やリバース圧延機等の、従来から知られている設備を使用する。また、冷間圧延機20に付随して設置される溶接機21、ルーパー22、切断機23の構成も特に限定しない。

さらに冷延コイル9eは、焼鈍設備（たとえば連続焼鈍炉、バッチ焼鈍炉等）を用いた焼鈍工程に供される。連続焼鈍炉を用いた焼鈍工程は、上記の熱処理工程（図３参照）と同様に、巻戻し機、連続焼鈍炉、巻取り機、ブライドルロール（あるいはピンチロール）等で構成されるので、ここでは説明を省略する。バッチ焼鈍炉（図９参照）を用いた焼鈍工程は、バッチ焼鈍炉24内に冷延コイル9eを収納して、焼鈍を施すものである。なお、複数個の冷延コイル9eを積上げる場合は、スペーサー25を挿入することが好ましい。

焼鈍工程にて連続焼鈍炉またはバッチ焼鈍炉のいずれを使用する場合も、焼鈍温度と焼鈍時間は特に限定せず、高強度鋼板26の成分や用途等に応じて適宜設定する。

また、高強度鋼板26に化成処理や溶融亜鉛めっき処理を施す場合も、その操業条件は特に限定しない。

以上に説明した通り、本発明を適用することによって、高強度鋼板を効率良く、かつ歩留り良く製造することが可能となる。

表１に示す成分を有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を溶製し、連続鋳造で鋼スラブとした。

その鋼スラブを熱間圧延工程に送給して、加熱炉にて1250℃に加熱し、引き続き、仕上げ圧延機（仕上げ圧延温度870℃）にて熱延鋼帯（板厚2.0mm、板幅1200〜1250mm）とし、さらに冷却装置で500℃に冷却した後、熱延コイルとして巻取った。

そして、熱延コイルを、コイルヤードにて100℃以下まで空冷した後、酸洗工程に送給した。

酸洗工程では、塩酸の水溶液を用いて酸洗を行なった後、熱延鋼帯を酸洗コイルとして巻取った。

次に、酸洗コイルを熱処理工程に送給した。

熱処理工程では、酸洗コイルから熱延鋼帯を巻戻して連続的に搬送しながら、誘導加熱装置を用いて熱延鋼帯を加熱した。熱延鋼帯の温度は、誘導加熱装置の下流側に設置した放射温度計で測定し、その測定値に応じて熱延鋼帯の搬送速度（基準値15ｍ／分）と誘導加熱装置の出力（基準値２MW）を調整して、所定の加熱温度に保持した。熱処理工程における加熱温度は、表２に示す通りである。

また、加熱装置の出側から巻取り機に至る搬送経路に緩冷却カバーを設けて、熱延鋼帯の温度低下を抑制した。その結果、自然冷却温度差は25〜40℃であった。このようにして熱延鋼帯を熱処理コイルとして巻取った。

その熱処理コイルを、コイル搬送装置で温度保持工程に送給した。

温度保持工程では、熱処理コイルを保熱カバーに収納して、熱処理コイルの外周部の温度低下を抑制しながら保持した。温度保持工程における保持温度と保持時間は、表２に示す通りである。一部の保熱カバーは、内部を窒素ガス雰囲気とした（表２参照）。

また、一部の熱処理コイルは、保熱カバーに収納せず、空冷とした（表２参照）。

いずれの熱処理コイルも、温度保持工程の開始から終了までの間に生じた外周部の温度低下は50〜100℃であった。

温度保持工程が終了した後に、保熱カバーを使用したものは、熱処理コイルを保熱カバーから取出して、コイルヤードに送給した。コイルヤードでは、熱処理コイルを200℃以下まで空冷した。

一部の熱処理コイルは、巻替え工程に送給して、強制冷却装置にて冷却水を吹付けて100℃以下に冷却し、巻替えコイルとして巻取った（表２参照）。

そして、温度保持工程が終了した熱処理コイル、あるいは巻替え工程が終了した巻替えコイルを冷間圧延工程に送給した。

冷間圧延機は、入側に溶接機を備えた完全連続式圧延機であり、４重式５スタンドミルである。そして冷間圧延にて、板厚1.0mm（圧下率50％）の高強度鋼板を得る際に、破断の有無を調査した。その結果を表２に示す通りであり、○は破断が生じなかったもの、×は破断が生じたものを意味する。なお、破断が生じたもの（×）の中には、冷間圧延機にて破断したものに加えて、合金成分を多く含有する熱延鋼帯が熱処理によって脆化し、ルーパーで曲げ変形されたときに破断したもの（つまり冷間圧延機に到達しなかったもの）も含む。

さらに、破断が生じなかったもの（○）について、熱延鋼帯が十分に軟化していたか、について調査した。その結果は表２に示す通りであり、○は冷間圧延機１スタンドあたりの圧延荷重の最大値が2300kN以下で板厚を1.0mmまで圧下できたもの、×は圧延荷重の最大値が2300kNを超えたものを意味する。なお圧延負荷の評価基準（圧延荷重2300kN）は、冷間圧延機の制御能力を考慮して設定した。つまり、圧延荷重が2300kNを超える状態で冷間圧延機を操業すると、様々なトラブル（たとえば形状不良、破断等）が発生し易くなる。

また、熱処理工程にて酸洗コイルから熱延鋼帯を巻戻さず、酸洗コイルにバッチ焼鈍を施した場合、およびバッチ焼鈍を施さない場合（熱処理工程を行なわない場合）の、冷間圧延における破断の有無、および圧延負荷を評価した結果を表３に示す。なお、バッチ焼鈍では、一連の工程（加熱−均熱−冷却）を経て、酸洗コイルが加熱され、さらに200℃以下に冷却されるまで50〜60時間を要した。

表３から明らかなように、バッチ焼鈍を施さない場合（No.33、35、37、39）は、熱延鋼帯の変形抵抗が過大であるので、圧延荷重2300kN以下で板厚を1.0mmまで圧下できなかった。また、バッチ焼鈍を施した場合（No.32、34、36、38）は、長時間を要するので、熱延鋼帯が脆化して、破断が生じた。

一方で、表２から明らかなように、酸洗コイルから熱延鋼帯を巻戻して連続的に搬送しながら熱処理を施して熱処理コイルとして巻取る熱処理工程、および熱処理コイルを保熱カバーに収納して温度低下を抑制する温度保持工程を、適切に行なうことによって、冷間圧延を安定して行なうことができた。

つまり、本発明を適用することによって、熱延鋼帯を均一に軟質化し、冷間圧延における負荷を軽減できることが確かめられた。

１ 熱延鋼帯
２ 高強度鋼板
３ 加熱炉
４ 粗圧延機
５ 仕上げ圧延機
６ 冷却装置
７ 巻取り機
８ 払出し機
9a 熱延コイル
9b 酸洗コイル
9c 熱処理コイル
9d 巻替えコイル
9e 冷延コイル
10 溶接機
11 酸洗槽
12 切断機
13 加熱装置
14 ブライドルロール
15 トンネル炉
16 保熱カバー
17 雰囲気制御装置
18 ピット
19 強制冷却装置
20 冷間圧延機
21 溶接機
22 ルーパー
23 切断機
24 バッチ焼鈍炉
25 スペーサー
26 高強度鋼板

Claims (5)

1. 熱間圧延工程の出側で熱延鋼帯を熱延コイルとして巻取った後に、酸洗工程にて前記熱延コイルから連続的に供給される前記熱延鋼帯に酸洗を施して酸洗コイルとして再び巻取り、次いで熱処理工程にて前記酸洗コイルから連続的に供給される前記熱延鋼帯を500〜750℃に加熱する熱処理を施して熱処理コイルとして再び巻取り、引き続き温度保持工程にて前記熱処理コイルを所定の温度範囲に10〜600分間保持した後に、前記熱処理コイルを室温まで冷却し、さらに冷間圧延工程にて前記熱処理コイルから連続的に供給される前記熱延鋼帯に冷間圧延を施して所定の板厚の高強度鋼板を冷延コイルとして巻取ることを特徴とする高強度鋼板の製造方法。
2. 前記熱処理工程にて、誘導加熱を用いて前記熱延鋼帯を加熱することを特徴とする請求項１に記載の高強度鋼板の製造方法。
3. 前記温度保持工程にて、保熱カバーを用いて前記熱処理コイルを所定の温度範囲に保持することを特徴とする請求項１または２に記載の高強度鋼板の製造方法。
4. 前記保熱カバーの内部を不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする請求項３に記載の高強度鋼板の製造方法。
5. 前記温度保持工程にて前記熱処理コイルを200℃超えの温度に10〜600分間保持し、次に巻替え工程にて前記熱処理コイルから連続的に供給される前記熱延鋼帯を200℃以下に冷却して巻替えコイルとして再び巻取った後に、前記巻替えコイルを室温まで冷却し、さらに前記巻替えコイルを冷間圧延工程に送給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の高強度鋼板の製造方法。

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