JP2019090106A - Rapid cooling hardening apparatus and rapid cooling hardening method, and manufacturing method for metal plate product - Google Patents
Rapid cooling hardening apparatus and rapid cooling hardening method, and manufacturing method for metal plate product Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019090106A JP2019090106A JP2018200504A JP2018200504A JP2019090106A JP 2019090106 A JP2019090106 A JP 2019090106A JP 2018200504 A JP2018200504 A JP 2018200504A JP 2018200504 A JP2018200504 A JP 2018200504A JP 2019090106 A JP2019090106 A JP 2019090106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal plate
- quenching
- cooling
- temperature
- roll
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 145
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 145
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 93
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 84
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 29
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 19
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 claims description 8
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 25
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、金属板を連続的に通板しながら焼鈍を行う連続焼鈍設備において、急冷焼入れ時に金属板に発生する形状のバラツキを抑制することができる急冷焼入れ装置及び急冷焼入れ方法並びに金属板製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a quenching and quenching apparatus, a quenching and quenching method, and a metal sheet product, capable of suppressing variation in shape generated on a metal plate at the time of quenching and quenching in a continuous annealing facility for annealing while continuously passing a metal plate. The manufacturing method of
鋼板をはじめとする金属板(金属板製品)の製造においては、金属板を連続的に通板しながら焼鈍を行う連続焼鈍設備において、金属板を加熱後に冷却し、相変態を起こさせる等して材質の造り込みを行う。 In the production of metal plates including steel plates (metal plate products), the metal plates are heated and then cooled to cause a phase transformation, etc., in a continuous annealing facility that performs annealing while continuously passing the metal plates. Work to make the
近年、自動車業界では車体の軽量化と衝突安全性の両立を目的として、薄肉化した高張力鋼板(ハイテン)の需要が増している。高張力鋼板の製造時には、鋼板を急速に冷却する技術が重要となる。鋼板の冷却速度が最も速い技術の1つとして、水焼入れ法が知られている。水焼入れ法では、加熱された鋼板を水中に浸漬させると同時に、水中内に設けられたクエンチノズルにより冷却水を鋼板に噴射することで、鋼板の急冷焼入れが行われる。鋼板の急冷焼入れ時には、鋼板に反りや波状変形等の形状不良が発生するという問題がある。このような鋼板の急冷焼入れ時における形状不良を防止するために、従来、様々な手法が提案されている。 In recent years, in the automobile industry, the demand for thin-walled high-tensile steel sheets (high ten) has been increasing for the purpose of achieving both weight reduction of the vehicle body and collision safety. At the time of manufacture of high-tensile steel sheet, a technology for rapidly cooling the steel sheet is important. Water quenching is known as one of the techniques with the fastest cooling rate of steel plates. In the water quenching method, rapid quenching of the steel plate is performed by immersing the heated steel plate in water and simultaneously injecting cooling water onto the steel plate by a quench nozzle provided in the water. At the time of rapid quenching of the steel plate, there is a problem that shape defects such as warpage and wave deformation occur in the steel plate. In order to prevent such a shape defect at the time of rapid cooling of such a steel plate, various methods have been proposed conventionally.
例えば、特許文献1では、金属板のマルテンサイト変態が開始するMs点の温度をTMs(℃)、マルテンサイト変態が終了するMf点の温度をTMf(℃)とすると、急冷焼入れ中の金属板を、金属板の温度が(TMs+150)(℃)から(TMf−150)(℃)である範囲において、冷却液体中に設けられた一対の拘束ロールにより拘束する手法が提案されている。 For example, in Patent Document 1, assuming that the temperature at the Ms point at which martensitic transformation of the metal plate starts is T Ms (° C.) and the temperature at the Mf point at which martensitic transformation ends is T Mf (° C.) a metal plate, in the range is the temperature of the metal sheet from (T Ms +150) (℃) (T Mf -150) (℃), a technique for constraint proposed by a pair of constraining rolls provided in the cooling liquid ing.
これは、金属板は、冷却液体によって急冷されることにより熱収縮するが、特に、金属板には、金属板の温度がマルテンサイト変態が開始する温度であるMs点からマルテンサイト変態が終了する温度であるMf点となったときに、急激な熱収縮と変態膨張が同時に生じ、金属板内に働く応力が最も大きくなり、形状が崩れるので、金属板の温度が(TMs+150)(℃)から(TMf−150)(℃)である範囲において、金属板を拘束する拘束ロールを配している。なお、拘束ロールの位置を、Ms点からMf点の領域±150℃とした理由は、実験において、この範囲で反り量が十分に低減されることを確認したからである(特許文献1の段落[0018]、[0019]、図2、図4参照)。 This is because the metal plate is thermally shrunk by being quenched by the cooling liquid, but in particular, in the metal plate, the martensitic transformation ends from the Ms point, which is the temperature at which the temperature of the metallic plate starts martensitic transformation. when a Mf point is the temperature, caused rapid thermal contraction and transformation expansion at the same time, stress acting on the metal plate becomes largest, since the shape is lost, the temperature of the metal sheet (T Ms +150) (℃ In the range of T) to (T Mf- 150) (° C.), a restraining roll for restraining the metal plate is disposed. The reason for setting the position of the restraining roll in the range of the Ms point to the Mf point ± 150 ° C. is that in the experiment, it was confirmed that the amount of warpage was sufficiently reduced in this range (paragraph of Patent Document 1) [0018], [0019], see Figures 2 and 4).
また、特許文献2では、冷却液体の噴出をストリップ幅方向及び/又はライン方向で遮断して、ストリップの有効冷却幅及び/又は有効冷却長さを調整する手法が提案されている。
Further,
しかし、特許文献1に記載された方法では、確かに急冷焼入れ時の金属板の変形を防止できるものの、金属板の製造条件によって、金属板の温度が(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)の範囲になる位置が変化するため、金属板の温度が(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)となる位置で拘束ロールが金属板を拘束できない場合もあり、拘束ロールが常に効果を発揮できる訳ではない。その結果、金属板の製造条件によって金属板の形状にバラツキが発生し、後工程の処理等が煩雑になるという問題がある。 However, in the method described in Patent Document 1, although it is possible to prevent certainly deformation of the metal plate during quenching quenching, the manufacturing conditions of the metal plate, the temperature of the metal sheet (T Ms +150) (℃) ~ (T The position of the metal plate changes in the range of ( M f − 150) (° C.), so that the constraining roll sets the metal plate at a position where the temperature of the metal plate becomes (T Ms + 150) (° C.) to (T M f − 150) (° C.) In some cases, it is not possible to restrain, and a constraining roll can not always be effective. As a result, variations occur in the shape of the metal plate depending on the manufacturing conditions of the metal plate, and there is a problem that the processing and the like in the subsequent steps become complicated.
また、特許文献2に記載された方法では、冷却停止温度の制御は行えるが、冷却開始位置の制御を行うことはできないという問題がある。
Further, in the method described in
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、金属板(例えば、鋼板)を連続的に通板しながら焼鈍を行う連続焼鈍設備において、急冷焼入れ時に発生する、金属板の製造条件による形状のバラツキを抑制することができる急冷焼入れ装置及び急冷焼入れ方法並びに金属板製品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and in a continuous annealing system for performing annealing while continuously passing a metal plate (for example, steel plate), the metal plate generated at the time of quenching and quenching It is an object of the present invention to provide a quenching and quenching apparatus, a quenching and quenching method, and a method of producing a metal sheet product, which can suppress shape variations due to the production conditions of
本発明者らは、このような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下のような知見と着想を得た。 The present inventors earnestly studied to solve such a problem, and as a result, they obtained the following findings and ideas.
すなわち、金属板(例えば、鋼板)の急冷焼入れでは、金属板の温度が冷却開始位置からの距離に応じて低下していく。そのため、金属板の冷却開始位置を調整して、冷却開始位置から拘束ロールまでの冷却距離を制御することで、拘束ロールが常に同じ効果を発揮することが可能となる。また、金属板の急冷焼入れでは、必ずしも金属板を水中に浸漬させる必要は無く、十分な水量をノズルから噴射すれば、水中で噴射するのと同等の冷却能力が得られる。 That is, in the rapid quenching of a metal plate (for example, a steel plate), the temperature of the metal plate is lowered according to the distance from the cooling start position. Therefore, by adjusting the cooling start position of the metal plate and controlling the cooling distance from the cooling start position to the constraining roll, the constraining roll can always exhibit the same effect. In addition, in quenching and quenching of a metal plate, it is not necessary to immerse the metal plate in water, and if a sufficient amount of water is jetted from a nozzle, a cooling capacity equivalent to jetting in water can be obtained.
本発明は、上記のような知見と着想に基づいており、以下のような特徴を有している。 The present invention is based on the above findings and ideas, and has the following features.
[1]金属板を連続的に通板しながら冷却する急冷焼入れ装置であって、
前記金属板の両面側から前記金属板に冷却流体を噴射する複数のノズルを備えた冷却流体噴射装置と、
前記金属板を拘束する一対の拘束ロールと、
前記ノズルと前記金属板が通過する金属板通板ラインとの間に設けられ、前記冷却流体による前記金属板の冷却開始位置を調整して、該冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離を制御する可動マスキングと
を備えていることを特徴とする急冷焼入れ装置。
[1] A quenching and quenching apparatus for cooling while continuously passing a metal plate,
A cooling fluid injection device comprising a plurality of nozzles for injecting a cooling fluid from both sides of the metal plate to the metal plate;
A pair of restraining rolls for restraining the metal plate;
It is provided between the nozzle and the metal plate passing line through which the metal plate passes, and adjusts the cooling start position of the metal plate by the cooling fluid to control the distance from the cooling start position to the restraining roll. And a movable masking.
[2]前記金属板のマルテンサイト変態が開始するMs点の温度をTMs(℃)、マルテンサイト変態が終了するMf点の温度をTMf(℃)とした時に、前記金属板を(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)の温度で前記拘束ロールを通過させることを特徴とする前記[1]に記載の急冷焼入れ装置。 [2] The temperature of the Ms point at which martensitic transformation of the metal plate starts is T Ms (° C.), and the temperature of Mf point at which martensitic transformation ends is T Mf (° C.) The quenching and quenching apparatus according to [1], wherein the constraining roll is passed at a temperature of Ms + 150) (° C) to ( TMf- 150) (° C).
[3]前記可動マスキングは空気噴出ノズルを備えていることを特徴とする前記[1]または[2]に記載の急冷焼入れ装置。 [3] The quench and quench apparatus according to the above [1] or [2], wherein the movable masking is provided with an air jet nozzle.
[4]連続的に通板する金属板の表面に複数のノズルから冷却流体を噴射することで冷却する急冷焼入れ方法であって、拘束ロールによって前記金属板を拘束しつつ、可動マスキングによって前記冷却流体による前記金属板の冷却開始位置を調整して、該冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離を制御することを特徴とする急冷焼入れ方法。 [4] A quenching and quenching method of cooling by injecting a cooling fluid from a plurality of nozzles onto the surface of a metal plate which is continuously passed through, wherein the cooling is performed by movable masking while the metal plate is restrained by a restraining roll. A quenching and hardening method comprising adjusting a cooling start position of the metal plate by a fluid and controlling a distance from the cooling start position to the restraining roll.
[5]前記金属板のマルテンサイト変態が開始するMs点の温度をTMs(℃)、マルテンサイト変態が終了するMf点の温度をTMf(℃)とした時に、前記金属板を(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)の温度で前記拘束ロールを通過させることを特徴とする前記[4]に記載の急冷焼入れ方法。 [5] The temperature of the Ms point at which martensitic transformation of the metal plate starts is T Ms (° C.), and the temperature of Mf point at which martensitic transformation ends is T Mf (° C.) The quenching and quenching method according to [4], wherein the constraining roll is passed at a temperature of Ms + 150) (° C) to ( TMf- 150) (° C).
[6]前記金属板の冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離を、前記金属板の通板速度、焼入れ開始温度、目標とする拘束ロール通過時の前記金属板の温度、前記金属板の冷却速度に基づいて設定することを特徴とする前記[4]または[5]に記載の急冷焼入れ方法。 [6] The distance from the cooling start position of the metal plate to the constraining roll, the passing speed of the metal plate, the quenching start temperature, the temperature of the metal plate at the time of passing the constraining roll to be targeted, the cooling of the metal plate The quenching and hardening method according to the above [4] or [5], which is set based on the speed.
[7]前記金属板の通板速度をv(mm/s)、焼入れ開始温度をT1(℃)、目標とする拘束ロール通過時の温度をT2(℃)、前記金属板の冷却速度をCV(℃/s)として、前記金属板の冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離d(mm)を下式で表すことを特徴とする前記[6]に記載の急冷焼入れ方法。
d=(T1−T2)v/CV
[7] The passing speed of the metal plate is v (mm / s), the quenching start temperature is T 1 (° C.), the temperature at the time of passing the constraining roll to be targeted is T 2 (° C.), the cooling rate of the metal plate The distance d (mm) from the cooling start position of the metal plate to the constraining roll is expressed by the following equation, where CV (° C./s) is CV (° C./s).
d = (T 1- T 2 ) v / CV
[8]前記金属板の冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離を、前記金属板の通板速度、焼入れ開始温度、目標とする拘束ロール通過時の前記金属板の温度、冷却条件、前記金属板の板厚に基づいて設定することを特徴とする前記[4]または[5]に記載の急冷焼入れ方法。 [8] The distance from the cooling start position of the metal plate to the constraining roll, the passing speed of the metal plate, the quenching start temperature, the temperature of the metal plate at the time of passing the constraining roll to be targeted, cooling conditions, the metal The quenching and hardening method according to the above [4] or [5], which is set based on the thickness of the plate.
[9]前記金属板の通板速度をv(mm/s)、焼入れ開始温度をT1(℃)、目標とする拘束ロール通過時の温度をT2(℃)とし、冷却条件により定まる定数α(℃・mm/s)と、前記金属板の板厚t(mm)を用いて、前記金属板の冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離d(mm)を下式で表すことを特徴とする前記[8]に記載の急冷焼入れ方法。
d=(T1−T2)vt/α
[9] The constant is determined by the cooling conditions, where the passing speed of the metal plate is v (mm / s), the quenching start temperature is T 1 (° C.), and the temperature at the time when the target constraining roller passes is T 2 (° C.) The distance d (mm) from the cooling start position of the metal plate to the restraining roll is expressed by the following equation using α (° C. mm / s) and the plate thickness t (mm) of the metal plate The quenching method according to the above [8].
d = (T 1 −T 2 ) vt / α
[10]金属板製品を製造する際に、前記[4]〜[9]のいずれかに記載の急冷焼入れ方法を用いて急冷焼入れを行うことを特徴とする金属板製品の製造方法。 [10] A method for producing a metal sheet product, characterized in that when the metal sheet product is produced, quenching is carried out using the quenching method according to any one of the above [4] to [9].
[11]前記金属板製品は、高強度冷延鋼板、溶融亜鉛鍍金鋼板、合金化溶融亜鉛鍍金鋼板のいずれかであることを特徴とする前記[10]に記載の金属板製品の製造方法。 [11] The method for producing a metal sheet product according to the above [10], wherein the metal sheet product is any one of a high strength cold rolled steel sheet, a hot-dip galvanized steel sheet and an alloyed hot-dip galvanized steel sheet.
本発明においては、金属板(例えば、鋼板)を連続的に通板しながら焼鈍を行う連続焼鈍設備において、急冷焼入れ時に発生する、金属板の製造条件による形状のバラツキを抑制することができる。 In the present invention, in the continuous annealing equipment that performs annealing while continuously passing a metal plate (for example, steel plate), it is possible to suppress the variation in shape due to the manufacturing conditions of the metal plate, which occurs at the time of rapid quenching.
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
[実施形態1]
図1は本発明の実施形態1に係る急冷焼入れ装置11を示す図である。この急冷焼入れ装置11は、連続焼鈍炉の均熱帯の出側に設けられた冷却設備に適用されうる。
Embodiment 1
FIG. 1 is a view showing a rapid-
図1に示すように、この実施形態1に係る急冷焼入れ装置11は、連続的に通板する金属板(例えば、鋼板)1の両面側から金属板1に冷媒(冷却流体)である水2aを噴射し急速冷却を行う複数の水噴出ノズル2(冷却流体噴射装置)と、水噴出ノズル2と金属板1が通過する金属板通板ラインとの間に設けられて、冷却流体による金属板1の冷却開始位置を調整する可動マスキング3と、金属板1を拘束して変形を防ぐ一対の拘束ロール5を備えている。また、急冷焼入れ装置11の周囲には、水噴出ノズル2から噴射された水2aが周囲へ飛散するのを防止するために、遮蔽カバー6が設置されている。また、拘束ロール5の出側には、金属板1の搬送方向(通板方向)を変更するシンクロール4が設けられている。
As shown in FIG. 1, the quenching and
これによって、この実施形態1では、金属板1の表面に複数の水噴出ノズル2から水2aを噴射することで冷却する急冷焼入れ方法を行う際に、金属板1のマルテンサイト変態が開始するMs点の温度をTMs(℃)、マルテンサイト変態が終了するMf点の温度をTMf(℃)とした時に、拘束ロール5によって金属板1を拘束しつつ、可動マスキング3によって冷却流体による金属板1の冷却開始位置(可動マスキング3の下端)から拘束ロール5までの距離を制御し、金属板1を(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)の温度で拘束ロール5を通過させるようにしている。
By this, in this Embodiment 1, when performing the quenching and quenching method which cools by injecting
ここで、金属板1を(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)の温度で拘束ロール5を通過させるようにしているのは、前述の特許文献1に示されているように、金属板1は、冷却液体によって急冷されることにより熱収縮するが、特に、金属板1には、金属板1の温度がマルテンサイト変態が開始する温度であるMs点からマルテンサイト変態が終了する温度であるMf点となったときに、急激な熱収縮と変態膨張が同時に生じ、金属板1内に働く応力が最も大きくなり、形状が崩れるので、金属板1の温度が(TMs+150)(℃)から(TMf−150)(℃)である範囲において、金属板1を拘束ロール5で拘束しながら通過させるようにしている。拘束ロール5の位置を、Ms点からMf点の領域±150℃とした理由は、実験において、この範囲で反り量が十分に低減されることが確認されているからである(特許文献1の段落[0018]、[0019]、図2、図4参照)。
Here, so that passing the
その際に、冷却開始位置(可動マスキング3の下端)から拘束ロール5までの距離d(mm)は、通板速度v(mm/s)、金属板1の板厚t(mm)、焼入れ開始温度T1(℃)、目標とする拘束ロール5通過時の金属板1の温度T2(℃)、金属板1の冷却速度CV(℃/s)に基づいて設定することが好ましい。
At that time, the distance d (mm) from the cooling start position (lower end of the movable masking 3) to the
ちなみに、焼入れ開始温度T1(℃)は、冷却開始位置(可動マスキング3の下端)での金属板1の温度であり、拘束ロール5通過時の温度T2(℃)は、(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)の温度範囲内で定めた温度である。
Incidentally, the hardening start temperature T 1 (° C.) is the temperature of the metal plate 1 at the cooling start position (lower end of the movable masking 3), and the temperature T 2 (° C.) when passing through the
ここで、上記の値の間には、下記(1)式の関係が成立するので、距離d(mm)は下記(2)式で表される。
CV=(T1−T2)/(d/v) ・・・(1)
d=(T1−T2)v/CV ・・・(2)
Here, since the relationship of the following equation (1) holds between the above values, the distance d (mm) is expressed by the following equation (2).
CV = (T 1 −T 2 ) / (d / v) (1)
d = (T 1 −T 2 ) v / CV (2)
なお、冷却速度CVは、冷却条件(ノズル形状、噴射される冷却流体の種類(ここでは、水2a)・温度、噴射量など)に応じて定まる定数αと、金属板1の板厚tとを用いて表すことができ、板厚tにほぼ反比例することから、下記(3)式で表すことができる。
CV=α/t ・・・(3)
The cooling rate CV is a constant α determined according to the cooling conditions (nozzle shape, type of cooling fluid to be jetted (here,
CV = α / t (3)
例えば、板厚t=1〜2mmの鋼板では、下記(4)式で表され、中間値をとれば、下記(5)式で表される(特許文献1の段落[0022]参照)。
CV=1000/t〜2000/t(℃/s) ・・・(4)
CV=1500/t(℃/s) ・・・(5)
For example, in the case of a steel plate having a thickness t of 1 to 2 mm, it is represented by the following equation (4), and the intermediate value is represented by the following equation (5) (see paragraph [0022] of Patent Document 1).
CV = 1000 / t to 2000 / t (° C./s) (4)
CV = 1500 / t (° C./s) (5)
すなわち、この場合は、αは下記(6)式または(7)式ということになる。
α=1000〜2000(℃・mm/s) ・・・(6)
α=1500(℃・mm/s) ・・・(7)
That is, in this case, α is the following equation (6) or (7).
α = 1000 to 2000 (° C. mm / s) (6)
α = 1500 (° C. mm / s) (7)
このことから、上記(2)式は下記(8)式で表すことができる。
d=(T1−T2)vt/α ・・・(8)
From this, the above equation (2) can be expressed by the following equation (8).
d = (T 1 −T 2 ) vt / α (8)
なお、冷却速度CV(℃/s)やα(℃・mm/s)については、事前に、実験や数値解析等によって求めておき、データベース化や計算式化しておけばよい。 The cooling rates CV (° C./s) and α (° C. mm / s) may be obtained in advance by experiments or numerical analysis, and may be made into a database or a formula.
[実施形態2]
図2は本発明の実施形態2に係る急冷焼入れ装置12を示す図である。
Second Embodiment
FIG. 2 is a view showing a
図2に示すように、この実施形態2に係る急冷焼入れ装置12は、基本的な構成は、上記の実施形態1に係る急冷焼入れ装置11と同じであるが、それに加えて、可動マスキング3は、空気7aを噴射する空気噴出ノズル7を備えている。
As shown in FIG. 2, the quenching and quenching
これによって、金属板1上の水2aが可動マスキング3の位置にまで逆流してくるのを防止するようにしている。
Thus, the backflow of the
そして、上記の実施形態1、2は、金属板製品(製品として出荷される金属板)の製造に適用することができ、高強度冷延鋼板(ハイテン)の製造に適用することが特に好ましい。より具体的には、引張強度が580MPa以上である鋼板の製造に適用することが好ましい。引張強度の上限は特に制限されないが、一例として1600MPa以下であればよい。
And said
高強度冷延鋼板の組成の具体例として、質量%で、Cが0.04%以上0.25%以下、Siが0.01%以上2.50%以下、Mnが0.80%以上3.70%以下、Pが0.001%以上0.090%以下、Sが0.0001%以上0.0050%以下、sol.Alが0.005%以上0.065%以下、必要に応じて、Cr、Mo、Nb、V、Ni、Cu、及びTiの少なくとも1種以上がそれぞれ0.5%以下、さらに必要に応じて、B、Sbがそれぞれ0.01%以下、残部がFe及び不可避的不純物からなる例が挙げられる。 As a specific example of the composition of the high strength cold rolled steel sheet, C is 0.04% or more and 0.25% or less, Si is 0.01% or more and 2.50% or less, Mn is 0.80% or more by mass% .70% or less, P is 0.001% or more and 0.090% or less, S is 0.0001% or more and 0.0050% or less, sol. Al is 0.005% or more and 0.065% or less, and at least one or more of Cr, Mo, Nb, V, Ni, Cu, and Ti is 0.5% or less as needed , B and Sb are each 0.01% or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
また、高強度冷延鋼板だけでなく、溶融亜鉛鍍金鋼板や合金化溶融亜鉛鍍金鋼板の製造に適用することも同じように好ましい。 Moreover, it is equally preferable to apply not only to the high strength cold rolled steel sheet but also to the production of a hot-dip galvanized steel sheet or an alloyed hot-dip galvanized steel sheet.
このようにして、この実施形態1、2においては、急冷焼入れ時に金属板1が最適温度になる位置を制御することが可能となり、金属板1の製造条件(例えば、通板速度v)によらず常に、金属板1に発生する形状不良を拘束ロール5によって抑制することが可能となる。その結果、連続焼鈍設備において、急冷焼入れ時に発生する、金属板1の製造条件による形状のバラツキを抑制することができるようになる。
In this manner, in the first and second embodiments, it is possible to control the position at which the metal plate 1 reaches the optimum temperature at the time of quenching and quenching, and the manufacturing conditions of the metal plate 1 (for example, sheet passing speed v) Therefore, it is always possible to suppress the shape defect generated in the metal plate 1 by the constraining
なお、上記の実施形態1、2では、鋼板を水で急冷焼入れする場合を念頭において述べたが、本発明は、鋼板以外の金属板全般の冷却に適用することができ、また、水以外の冷媒を用いた急冷焼入れにも適用することができる。 In the first and second embodiments described above, the case where the steel plate is quenched and quenched with water is described in mind, but the present invention can be applied to cooling of all metal plates other than steel plates, and it is also possible to use other than water. The present invention can also be applied to quenching and quenching using a refrigerant.
そして、上記の実施形態1、2では、可動マスキング3を用いて、冷却開始位置から拘束ロール5までの距離dを制御することで、拘束ロール5通過時の金属板1の温度T2を(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)にして、製造条件によらず金属板1の形状を良好に保っているが、後工程での処理や操業の自由度の確保等の点から、金属板1の形状(例えば、反り量)の良・不良は問わず、金属板1の形状(例えば、反り量)のバラツキが無ければよいという場合には、拘束ロール5通過時の金属板1の温度T2を(TMs+150)(℃)〜(TMf−150)(℃)に限定しなくともよい。後工程での処理や操業の自由度の確保等を念頭におきながら、予測される形状(例えば、反り量)を考慮して、温度T2を予め定めておき、可動マスキング3を用いて、冷却開始位置から拘束ロール5までの距離dを制御することで、拘束ロール5通過時の金属板1の温度が予め定めた温度T2になるようにして、金属板1の形状(例えば、反り量)が同程度(例えば、後述の図7で定義する反り量のバラツキが4mm以内)になるようにすればよい。
In the first and second embodiments described above, the movable masking 3 is used to control the distance d from the cooling start position to the restraining
本発明の実施例を述べる。 An embodiment of the present invention will be described.
本発明例として、上記の本発明の実施形態1に係る急冷焼入れ装置11を用いて、板厚tが1.0mm、板幅が1000mmの引張強さ1470MPa級の高張力冷延鋼板を、通板速度vを1000〜3000mm/s、焼入れ開始温度T1を800℃、目標とする拘束ロール通過時の温度T2を400℃にして製造した。水温は30℃で、冷却速度α/tについては、事前測定と前記(5)式に基づいて1500/t(℃/s)と設定した。
As an example of the present invention, a high-tensile cold-rolled steel sheet having a thickness t of 1.0 mm and a width of 1000 mm and having a tensile strength of 1470 MPa class is obtained using the
なお、当該高張力冷延鋼板のMs点の温度TMsは350℃、Mf点の温度TMfは250℃である。したがって、上述したように、拘束ロール通過時の温度T2は、500℃〜100℃の範囲で設定すればよいので、ここでは、上記のように400℃に設定した。 The temperature T Ms at the Ms point of the high-tensile cold rolled steel sheet is 350 ° C., and the temperature T Mf at the Mf point is 250 ° C. Therefore, as described above, since the temperature T2 at the time of passing through the constraining roll may be set in the range of 500 ° C. to 100 ° C., the temperature T 2 is set to 400 ° C. as described above.
そして、冷却開始位置から拘束ロール5までの距離d(mm)は、上記(8)式に基づいてd=267〜800mmで制御した。
And the distance d (mm) from the cooling start position to the restraining
これに対して、比較例として、特許文献1に示した急冷焼入れ装置を用い、その他の条件は、本発明例と同じにして、上記の高張力冷延鋼板を製造した。 On the other hand, using the quenching and quenching apparatus shown in Patent Document 1 as a comparative example, the other conditions were the same as in the example of the present invention, and the above-described high-tensile cold rolled steel sheet was manufactured.
ただし、特許文献1に示した急冷焼入れ装置は、冷却開始位置から拘束ロールまでの距離d(mm)を制御することはできないため、d=400mmで一定とした。 However, since the quenching and quenching apparatus shown in Patent Document 1 can not control the distance d (mm) from the cooling start position to the restraining roll, d is constant at 400 mm.
そして、それぞれの場合(本発明例、比較例)について、通板速度v(mm/s)と拘束ロール通過時の温度T2(℃)との関係と、通板速度v(mm/s)と冷却後の鋼板の反り量との関係を調査した。なお、反り量の定義を図7に示す。具体的には、鋼板を水平面に置いた場合の、最も高い位置の高さを反り量とした。 And, in each case (invention example, comparative example), the relationship between the passing speed v (mm / s) and the temperature T 2 (° C.) when passing the restraining roll, and the passing speed v (mm / s) The relationship between the amount and the amount of warpage of the steel sheet after cooling was investigated. The definition of the amount of warpage is shown in FIG. Specifically, the height of the highest position when the steel plate was placed on the horizontal surface was taken as the amount of warpage.
本発明例の結果を図3、図4に示し、比較例の結果を図5、図6に示す。 The result of the example of the present invention is shown in FIG. 3 and FIG. 4, and the result of the comparative example is shown in FIG. 5 and FIG.
まず、比較例では、図5に示すように、通板速度v(mm/s)によって、拘束ロール通過時の温度T2(℃)は大きく変化し、制御することはできなかった。そのため、v=1500mm/s以外の条件では、拘束ロール通過時の温度T2(℃)が500℃〜100℃の範囲を外れてしまった。その結果、図6に示すように、v=1500mm/s以外の条件では、鋼板の反り量が全て10mm以上となり、変形抑制効果が不十分であった。その結果、反り量のバラツキ(最大値と最小値との差)が8mmと大きくなってしまった。 First, in the comparative example, as shown in FIG. 5, the temperature T 2 (° C.) at the time of passing the restraining roll largely changed depending on the sheet passing speed v (mm / s), and could not be controlled. Therefore, the temperature T 2 (° C.) at the time of passage through the restraining roll was out of the range of 500 ° C. to 100 ° C. under conditions other than v = 1500 mm / s. As a result, as shown in FIG. 6, under the conditions other than v = 1500 mm / s, the warpage amount of the steel plate was all 10 mm or more, and the deformation suppressing effect was insufficient. As a result, the variation in the amount of warpage (the difference between the maximum value and the minimum value) has increased to 8 mm.
一方、本発明例では、図3に示すように、通板速度v(mm/s)という鋼板の製造条件によらず、拘束ロール通過時の温度T2(℃)は400±20℃の範囲で全て制御可能であった。その結果、図4に示すように、鋼板の反り量は全て10mm以下にまで低減していた。それにより、反り量のバラツキ(最大値と最小値との差)が2mmに抑制された。 On the other hand, in the example of the present invention, as shown in FIG. 3, the temperature T 2 (° C.) at the time of passing the constraining roll is in the range of 400 ± 20 ° C. regardless of the steel sheet manufacturing condition of sheet passing speed v (mm / s). All were controllable. As a result, as shown in FIG. 4, the amount of warpage of the steel plate was all reduced to 10 mm or less. As a result, the variation in the amount of warpage (the difference between the maximum value and the minimum value) was suppressed to 2 mm.
これによって、本発明の有効性が確認された。 This confirms the effectiveness of the present invention.
1 金属板
2 水噴出ノズル
2a 水
3 可動マスキング
4 シンクロール
5 拘束ロール
6 遮蔽カバー
7 空気噴出ノズル
7a 空気
11 急冷焼入れ装置
12 急冷焼入れ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
前記金属板の両面側から前記金属板に冷却流体を噴射する複数のノズルを備えた冷却流体噴射装置と、
前記金属板を拘束する一対の拘束ロールと、
前記ノズルと前記金属板が通過する金属板通板ラインとの間に設けられ、前記冷却流体による前記金属板の冷却開始位置を調整して、該冷却開始位置から前記拘束ロールまでの距離を制御する可動マスキングと
を備えていることを特徴とする急冷焼入れ装置。 A quenching and quenching apparatus for cooling while continuously passing a metal plate,
A cooling fluid injection device comprising a plurality of nozzles for injecting a cooling fluid from both sides of the metal plate to the metal plate;
A pair of restraining rolls for restraining the metal plate;
It is provided between the nozzle and the metal plate passing line through which the metal plate passes, and adjusts the cooling start position of the metal plate by the cooling fluid to control the distance from the cooling start position to the restraining roll. And a movable masking.
d=(T1−T2)v/CV The passing speed of the metal plate is v (mm / s), the quenching start temperature is T 1 (° C.), the temperature at the time of passing the constraining roll to be targeted is T 2 (° C.), and the cooling rate of the metal plate is CV (CV) The quenching and quenching method according to claim 6, wherein the distance d (mm) from the cooling start position of the metal plate to the constraining roll is expressed by the following equation as ° C / s.
d = (T 1- T 2 ) v / CV
d=(T1−T2)vt/α The passing speed of the metal plate is v (mm / s), the quenching start temperature is T 1 (° C.), and the temperature at the time when the target constraining roller passes is T 2 (° C.). The distance d (mm) from the cooling start position of the metal plate to the constraining roll is expressed by the following equation using mm / s) and the plate thickness t (mm) of the metal plate. 9. The quenching and quenching method according to item 8.
d = (T 1 −T 2 ) vt / α
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017219748 | 2017-11-15 | ||
JP2017219748 | 2017-11-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019090106A true JP2019090106A (en) | 2019-06-13 |
JP6687084B2 JP6687084B2 (en) | 2020-04-22 |
Family
ID=66835973
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018200504A Active JP6687084B2 (en) | 2017-11-15 | 2018-10-25 | Quenching and quenching apparatus, quenching and quenching method, and method for manufacturing metal plate product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6687084B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021065583A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | Jfeスチール株式会社 | Metal strip quenching device, metal strip quenching method, and method for producing metal strip product |
WO2022163044A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Jfeスチール株式会社 | Metal sheet quench-hardening apparatus and quench-hardening method, and steel sheet production method |
WO2023026773A1 (en) | 2021-08-24 | 2023-03-02 | Jfeスチール株式会社 | Quenching device, quenching method, and metal sheet manufacturing method |
WO2023026774A1 (en) | 2021-08-24 | 2023-03-02 | Jfeスチール株式会社 | Quench-hardening apparatus, quench-hardening method, and metal sheet manufacturing method |
JP7508024B2 (en) | 2021-08-24 | 2024-07-01 | Jfeスチール株式会社 | Quenching device, quenching method, and method of manufacturing metal plate |
-
2018
- 2018-10-25 JP JP2018200504A patent/JP6687084B2/en active Active
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114450424B (en) * | 2019-09-30 | 2023-10-31 | 杰富意钢铁株式会社 | Metal strip quenching apparatus, metal strip quenching method, and method for producing metal strip product |
JPWO2021065583A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-11-04 | Jfeスチール株式会社 | Metal band quenching device, metal band quenching method, and manufacturing method of metal band products |
CN114450424A (en) * | 2019-09-30 | 2022-05-06 | 杰富意钢铁株式会社 | Metal strip quenching apparatus, metal strip quenching method, and method for manufacturing metal strip product |
JP7103511B2 (en) | 2019-09-30 | 2022-07-20 | Jfeスチール株式会社 | Metal band quenching device, metal band quenching method, and manufacturing method of metal band products |
EP4012057A4 (en) * | 2019-09-30 | 2022-10-12 | JFE Steel Corporation | Metal strip quenching device, metal strip quenching method, and method for producing metal strip product |
WO2021065583A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | Jfeスチール株式会社 | Metal strip quenching device, metal strip quenching method, and method for producing metal strip product |
WO2022163044A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Jfeスチール株式会社 | Metal sheet quench-hardening apparatus and quench-hardening method, and steel sheet production method |
JPWO2022163044A1 (en) * | 2021-01-29 | 2022-08-04 | ||
EP4257709A4 (en) * | 2021-01-29 | 2024-04-10 | JFE Steel Corporation | Metal sheet quench-hardening apparatus and quench-hardening method, and steel sheet production method |
JP7338783B2 (en) | 2021-01-29 | 2023-09-05 | Jfeスチール株式会社 | Quenching apparatus and method for metal plate, and method for manufacturing steel plate |
WO2023026774A1 (en) | 2021-08-24 | 2023-03-02 | Jfeスチール株式会社 | Quench-hardening apparatus, quench-hardening method, and metal sheet manufacturing method |
KR20240035542A (en) | 2021-08-24 | 2024-03-15 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Quenching device and method and manufacturing method of metal plate |
KR20240035543A (en) | 2021-08-24 | 2024-03-15 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | Quenching device and method and manufacturing method of metal plate |
JP7464143B2 (en) | 2021-08-24 | 2024-04-09 | Jfeスチール株式会社 | Quenching device, quenching method, and method of manufacturing metal plate |
WO2023026773A1 (en) | 2021-08-24 | 2023-03-02 | Jfeスチール株式会社 | Quenching device, quenching method, and metal sheet manufacturing method |
JP7508024B2 (en) | 2021-08-24 | 2024-07-01 | Jfeスチール株式会社 | Quenching device, quenching method, and method of manufacturing metal plate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6687084B2 (en) | 2020-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6094722B2 (en) | Metal plate manufacturing method and quench quenching apparatus | |
JP6687084B2 (en) | Quenching and quenching apparatus, quenching and quenching method, and method for manufacturing metal plate product | |
KR101128316B1 (en) | Continuous annealing equipment | |
JP2017119912A (en) | Quick-cooling quenching apparatus, and quick-cooling quenching method | |
JP6624113B2 (en) | Quenching and quenching equipment | |
KR20170012224A (en) | Method and device for producing a steel strip | |
JP6870701B2 (en) | Steel sheet cooling method, steel sheet cooling device and steel sheet manufacturing method | |
JP6687090B2 (en) | Quenching and quenching apparatus, quenching and quenching method, and method for manufacturing metal plate product | |
JP7314989B2 (en) | Quenching device and method for manufacturing metal plate | |
JP2005036308A (en) | Production method and production equipment for high carbon steel sheet | |
KR20170089045A (en) | Method and apparatus for manufacturing steel sheet having martensite phase | |
WO2023026774A1 (en) | Quench-hardening apparatus, quench-hardening method, and metal sheet manufacturing method | |
WO2023026773A1 (en) | Quenching device, quenching method, and metal sheet manufacturing method | |
JP7060003B2 (en) | Steel sheet cooling method, steel sheet manufacturing method, and steel sheet cooling equipment | |
JP7508024B2 (en) | Quenching device, quenching method, and method of manufacturing metal plate | |
WO2023002741A1 (en) | Metal sheet-quenching apparatus, continuous annealing facility, metal sheet-quenching method, cold-rolled steel sheet production method, and plated steel sheet production method | |
JP6879429B2 (en) | Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method | |
WO2021065583A1 (en) | Metal strip quenching device, metal strip quenching method, and method for producing metal strip product | |
KR20240096738A (en) | Quenching device and metal sheet manufacturing method | |
TH2401000903A (en) | Machine for wrenching Methods for quenching and methods for producing sheet metal. | |
KR20170091549A (en) | Method and apparatus for manufacturing steel sheet having martensite phase |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190327 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200212 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200303 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6687084 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |