JP2021126678A - 熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<熱延鋼板の製造方法>
図1の熱延鋼板の製造方法は、熱間圧延された帯状鋼材をコイル状に巻き取る工程(巻取工程S1)と、巻取工程S1で巻き取られたコイルの端面を変位計で走査し、上記端面の凹凸の大きさを上記コイルの半径に亘って測定する工程(測定工程S2)と、測定工程S2で測定した凹凸の大きさを、過去にエッジ割れ(端部割れ)が生じた他のコイルの凹凸の大きさに基づいて設定された閾値と比較し、巻取工程S1よりも後工程における上記コイルのエッジ割れの有無を予測する工程(予測工程S3)とを備える。また、当該熱延鋼板の製造方法は、巻取工程S1で巻き取られたコイルを空冷する工程(空冷工程S4)を備える。さらに、当該熱延鋼板の製造方法は、空冷工程S4による空冷後のコイルを帯状に繰り出しつつ冷間圧延する工程(冷間圧延工程)及び上記冷間圧延工程による冷間圧延後の鋼材を焼鈍する工程(焼鈍工程)を備えていてもよい。なお、「コイル状」とは、軸方向視において渦巻き状であることをいう。「コイルの端面」とは、コイルにおける中心軸と垂直な面をいう。すなわち、「コイルの端面」とは、帯状鋼材の幅方向の端によって形成される面をいう。「コイルのエッジ割れ」とは、コイル自体の割れの他、コイルを展開した鋼材の割れを含む。
図2の製造設備1は、複数対の圧延ロール2a及びこれらの圧延ロール2aによって熱間圧延された帯状鋼材Xをコイル状に巻き取る巻取機2bを有し、熱間圧延ラインを構成する熱間圧延装置2と、巻取機2bで巻き取られたコイルX1の端面の凹凸の大きさをコイルX1の半径に亘って測定する測定ラインを構成する測定装置3と、測定装置3で測定された凹凸の大きさを、過去にエッジ割れが生じた他のコイルの凹凸の大きさに基づいて設定された閾値と比較し、上記熱間圧延ラインよりも後のラインにおけるコイルX1のエッジ割れの有無を予測する予測装置4とを備える。また、当該製造設備1は、上記測定ライン通過後のコイルX1を空冷する空冷装置5を備える。当該製造設備1は、空冷装置5による空冷後のコイルX1を冷間圧延する冷間圧延装置、上記冷間圧延装置による冷間圧延後の帯状鋼材を焼鈍する焼鈍装置等をさらに備えていてもよい。
帯状鋼材Xは、スラブを加熱し、熱間圧延することで形成される。帯状鋼材Xの組成としては、特に限定されないが、例えば炭素、ケイ素、マンガン、リン、硫黄、クロム、ニッケル、モリブデン及び銅、並びに残部が鉄及び不可避的不純物である組成を有する。帯状鋼材Xに冷間圧延を施す場合、巻取工程S1における巻取温度は、帯状鋼材XのMs(マルテンサイト変態開始温度)以上であることが好ましい。
Ceq[%]=[C]+[Si]/24+[Mn]/6+[Ni]/40+[Cr]/5+[Mo]/4+[V]/14・・・(1)
但し、[C]、[Si]、[Mn]、[Ni]、[Cr]、[Mo]及び[V]は、それぞれC、Si、Mn、Ni、Cr、Mo及びVの含有量(質量%)を示す。
巻取工程S1では、複数対の圧延ロール2aによって熱間圧延された帯状鋼材Xを高温下で巻取機2bによってコイル状に巻き取る。巻取工程S1における巻取温度は、マルテンサイトの相の生成を防ぐ観点から、帯状鋼材XのMs温度以上であることが好ましい。上記巻取温度の下限としては、400℃が好ましく、500℃がより好ましく、560℃がさらに好ましい。一方、上記巻取温度の上限としては、700℃が好ましく、670℃がより好ましい。上記巻取温度が上記下限に満たないと、帯状鋼材Xの強度が大きくなり過ぎて、冷間圧延工程等の後工程において装置への負荷が大きくなるおそれがある。逆に、上記巻取温度が上記上限を超えると、帯状鋼材X表面のスケール厚みが大きくなるおそれがある。なお、「巻取温度」とは、巻き取り直前の帯状鋼材Xの表面温度をいう。
測定工程S2では、コンベア3a上を搬送されるコイルX1の端面Eを変位計3bによって走査し、端面Eの凹凸の大きさをコイルX1の半径に亘って測定し、より好ましくは直径に亘って測定する。測定工程S2では、測定値の中央値を基準として端面Eの凹凸の大きさを求めることが好ましい。具体的には、測定工程S2では、変位計3bによってコイルX1の端面Eを半径に亘って連続計測し、複数の計測値の中央値を基準として端面Eの凹凸の大きさを求めることが好ましい。当該熱延鋼板の製造方法では、コイルX1の外周側及び/又は内周側の端部に巻きずれに起因する大きな突出部分(テレスコープ)が形成される場合がある。この点、当該熱延鋼板の製造方法は、上記中央値を基準として端面Eの凹凸の大きさを求めることで、部分的に大きな突出部分が存在する場合でも、コイルX1全体の凹凸の大きさを適切に測定することができ、後工程におけるコイルX1のエッジ割れの有無を予測しやすい。
予測工程S3は、予測装置4によって実施される。予測工程S3では、変位計3bで測定されたコイルX1の端面Eの凹凸の大きさを予め設定された閾値と比較する。予測工程S3では、変位計3bで測定されたコイルX1の端面Eの凹凸の大きさが上記閾値よりも大きい場合に、後工程においてコイルX1のエッジ割れのおそれが有ると予測する。一方、予測工程S3では、変位計3bで測定されたコイルX1の端面Eの凹凸の大きさが上記閾値以下である場合、後工程においてコイルX1のエッジ割れのおそれは無いと予測する。上記閾値としては、例えば過去にエッジ割れが生じたコイルX1の端面Eの凹凸の大きさよりも低い値が設定される。上記閾値は、過去にエッジ割れが生じたコイルX1におけるエッジ割れが生じた部分の凹凸の最小値に基づいて設定されることが好ましい。この場合、上記閾値としては、過去にエッジ割れが生じたコイルX1におけるエッジ割れが生じた部分の凹凸の最小値よりも小さい値が設定されることが好ましい。この閾値は、帯状鋼材Xの組成に対応して設けられてもよい。
空冷工程S4では、コンベア3a上を搬送されたコイルX1を常温まで空冷する。空冷工程S4では、コイルX1の端面Eに大きな突出部分が存在すると、この突出部分の冷却速度が速くなりやすい。コイルX1に冷却速度の速い部分が存在すると、この部分にマルテンサイトの相が生じやすくなり、例えば冷間圧延工程等の後工程でエッジ割れを生じやすくなる。
当該熱延鋼板の製造方法は、予測工程S3で、測定工程S2で測定したコイルX1の端面Eの凹凸の大きさを、過去にエッジ割れが生じた他のコイルの凹凸の大きさに基づいて設定された閾値と比較し、巻取工程S1よりも後工程におけるコイルX1のエッジ割れの有無を予測するので、予測工程S3における予測結果を参照することで、巻取工程S1よりも後工程におけるコイルX1のエッジ割れを抑制することができ、ひいては通板時における鋼材の破断を抑制することができる。
<熱延鋼板の製造方法>
図4の熱延鋼板の製造方法は、熱間圧延された帯状鋼材をコイル状に巻き取る工程(巻取工程S1)と、巻取工程S1で巻き取られたコイルの端面を変位計で走査し、上記端面の凹凸の大きさを上記コイルの半径に亘って測定する工程(測定工程S2)と、測定工程S2で測定した凹凸の大きさを、過去にエッジ割れが生じた他のコイルの凹凸の大きさに基づいて設定された閾値と比較し、巻取工程S1よりも後工程における上記コイルのエッジ割れの有無を予測する工程(予測工程S3)と、予測工程S3でエッジ割れが有りと予測された場合に、上記コイルの上記閾値を超える位置を含む領域を除去する工程(除去工程S5)とを備える。また、当該熱延鋼板の製造方法は、巻取工程S1で巻き取られたコイルを空冷する工程(空冷工程S4)を備える。さらに、当該熱延鋼板の製造方法は、空冷工程S4による空冷後のコイルを帯状に繰り出しつつ冷間圧延する工程(冷間圧延工程)及び上記冷間圧延工程による冷間圧延後の鋼材を焼鈍する工程(焼鈍工程)を備えていてもよい。当該熱延鋼板の製造方法が上記冷間圧延工程を備える場合、除去工程S5は、空冷工程S4後、かつ上記冷間圧延工程前に実施することができる。なお、当該熱延鋼板の製造方法における除去工程S5以外の各工程は、図1の熱延鋼板の製造方法と同様の手順で行うことができる。
当該熱延鋼板の製造方法は、図5の熱延鋼板の製造設備11(以下、単に「製造設備11」ともいう)を用いて実施することができる。図5の製造設備11は、複数対の圧延ロール2a及びこれらの圧延ロール2aによって熱間圧延された帯状鋼材Xをコイル状に巻き取る巻取機2bを有し、熱間圧延ラインを構成する熱間圧延装置2と、巻取機2bで巻き取られたコイルX1の端面の凹凸の大きさをコイルX1の半径に亘って測定する測定ラインを構成する測定装置3と、測定装置3で測定された凹凸の大きさを、過去にエッジ割れが生じた他のコイルの凹凸の大きさに基づいて設定された閾値と比較し、上記熱間圧延ラインよりも後のラインにおけるコイルX1のエッジ割れの有無を予測する予測装置4と、上記測定ライン通過後のコイルX1を空冷する空冷装置5と、空冷装置5による空冷後のコイルX1を帯状に繰り出しつつ、上記閾値を超える位置を含む領域を除去する除去装置6とを備える。当該製造設備11における除去装置6以外の各部の構成は、図2の製造設備1と同様とすることができる。
除去工程S5は、空冷工程S4による空冷後のコイルX1を部分的に除去する。当該熱延鋼板の製造方法は、コイルX1の端面Eに大きな突出部分が存在すると、この突出部分の冷却速度が速くなり、この冷却速度の速い部分にマルテンサイトの相が生じやすくなる。そのため、除去工程S5では、このマルテンサイトの相が生じやすい部分を選択的に除去することで、冷間圧延工程等の後工程におけるエッジ割れのおそれを回避する。
当該熱延鋼板の製造方法は、予測工程S3でエッジ割れが有りと予測された場合に、コイルX1の上記閾値を超える位置を含む領域を除去する工程をさらに備えるので、帯状鋼材X2におけるエッジ割れが生じ難い部分を有効に使用しつつ、後工程におけるエッジ割れを事前に回避することができる。
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[No.1]
図5に示す製造設備11を用いて鋼板を製造した。本実施例では、図5の除去装置6の下流側に、冷間圧延装置を備える製造設備を用いて鋼板を製造した。この製造例における後述の空冷工程後の板厚は2.08mm、この空冷工程後の板幅は1011mm、冷間圧延後の板厚は1.1mmであり、帯状鋼材の巻取温度は650℃であった。また、この帯状鋼材の、上述の式(1)で求められる炭素当量Ceqは0.6642[%]であり、下記式(2)で求められるMs温度は374℃であった。
Ms[℃]=539−423×[C]−30.4×[Mn]−17.7×[Ni]−12.1×[Cr]−7.5×[Mo]・・・(2)
但し、[C]、[Mn]、[Ni]、[Cr]及び[Mo]は、それぞれC、Mn、Ni、Cr及びMoの含有量(質量%)を示す。
No.1と同様の組成を有する鋼材を用いてNo.1と同様の手順で鋼板を製造した。No.2における帯状鋼材の品質、上記巻取工程における巻取温度[℃]、上記除去工程によるコイルの外周側の端部を基準とする長手方向における除去長さ[m]、冷間圧延後におけるエッジ割れの有無を表1に示す。また、上記測定工程で測定されたコイルの外周側の端面の凹凸の大きさを図6に示す。
No.1と同様の組成を有する鋼材を用いてNo.1と同様の手順で鋼板を製造した。No.3における帯状鋼材の品質、上記巻取工程における巻取温度[℃]、上記除去工程によるコイルの外周側の端部を基準とする長手方向における除去長さ[m]、冷間圧延後におけるエッジ割れの有無を表1に示す。また、上記測定工程で測定されたコイルの外周側の端面の凹凸の大きさを図6に示す。なお、No.3では、冷間圧延後の帯状鋼材にエッジ割れが生じている。コイルの外周側の端部からこの端部から最も離れた位置においてエッジ割れが生じた部分までの熱間圧延後のコイルの長さに換算した距離を表1に示す。また、図6に、コイルにエッジ割れが生じた部分のうちで、コイルの端面の凹凸が最も小さかった部分を示す。図6に示すように、No.3では、凹凸の大きさが15mm(図6上では−15mm)の位置でエッジ割れが生じている一方、凹凸の大きさが15mm未満の位置ではエッジ割れは生じていない。
No.1と同様の組成を有する鋼材を用いてNo.1と同様の手順で鋼板を製造した。No.4における帯状鋼材の品質、上記巻取工程における巻取温度[℃]、上記除去工程によるコイルの外周側の端部を基準とする長手方向における除去長さ[m]、冷間圧延後におけるエッジ割れの有無を表1に示す。また、上記測定工程で測定されたコイルの外周側の端面の凹凸の大きさを図6に示す。なお、No.4では、冷間圧延後の帯状鋼材にエッジ割れが生じている。コイルの外周側の端部からこの端部から最も離れた位置においてエッジ割れが生じた部分までの熱間圧延後のコイルの長さに換算した距離を表1に示す。また、図6に、コイルにエッジ割れが生じた部分のうちで、コイルの端面の凹凸が最も小さかった部分を示す。図6に示すように、No.4では、凹凸の大きさが43mm(図6上では−43mm)の位置でエッジ割れが生じている一方、凹凸の大きさが43mm未満の位置ではエッジ割れは生じていない。
2 熱間圧延装置
2a 圧延ロール
2b 巻取機
3 測定装置
3a コンベア
3b 変位計
4 予測装置
5 空冷装置
6 除去装置
6a 繰出リール
6b 剪断機
6c 巻取リール
X、X2 帯状鋼材
X1 コイル
E 端面
Claims (4)
- 熱間圧延された帯状鋼材をコイル状に巻き取る工程と、
上記巻取工程で巻き取られたコイルの端面を変位計で走査し、上記端面の凹凸の大きさを上記コイルの半径に亘って測定する工程と、
上記測定工程で測定した凹凸の大きさを、過去にエッジ割れが生じた他のコイルの凹凸の大きさに基づいて設定された閾値と比較し、上記巻取工程よりも後工程における上記コイルのエッジ割れの有無を予測する工程と
を備える熱延鋼板の製造方法。 - 上記測定工程で、測定値の中央値を基準として上記凹凸の大きさを求める請求項1に記載の熱延鋼板の製造方法。
- 上記予測工程でエッジ割れが有りと予測された場合に、上記コイルの上記閾値を超える位置を含む領域を除去する工程をさらに備える請求項1又は請求項2に記載の熱延鋼板の製造方法。
- 上記除去工程で、上記帯状鋼材を幅方向に亘って切断する請求項3に記載の熱延鋼板の製造方法。
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