JP2021154388A - 熱延鋼板の製造方法、熱延鋼板の温度履歴予測方法及び熱延鋼板の硬質化部予測方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、コイルの端面の凹凸の温度履歴を予測可能な熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係る熱延鋼板の製造方法は、熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する工程と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する工程と、上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際に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導出する工程と、上記算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する工程とを備える。【選択図】図１
Description
本発明は、熱延鋼板の製造方法、熱延鋼板の温度履歴予測方法及び熱延鋼板の硬質化部予測方法に関する。
熱延鋼板は、熱間圧延された帯状鋼材をコイル状に巻き取り、巻き取られたコイルを常温程度まで冷却して製造される。この熱延鋼板は、再度帯状に繰り出して酸洗及び冷間圧延を施され、冷延鋼板となる。この冷延鋼板の製造上の問題点として、通板時における鋼材の破断が挙げられる。鋼材に破断が生じると、通板ラインを停止して復旧作業を行うことを要し、復旧のためのコストが嵩むと共に、生産効率が低下する。また、鋼材の破断は、設備故障の原因ともなる。
焼き入れ性の高い鋼材の冷間圧延時の破断の原因のひとつとして、鋼材の端部の亀裂が挙げられる。冷間圧延中の鋼材の端部に亀裂が生じていると、通板時にこの亀裂部分に応力が集中し、亀裂が成長し、鋼材の破断へとつながりやすい。
この亀裂の原因として、熱間圧延されたコイルの巻き取り形状の不良が挙げられる。つまり、熱間圧延後のコイルに巻き取り不良があると、コイルの端面の凹凸が大きくなる。コイル端面に大きな凸部があると、凸部がフィンの機能を果たすことでコイルの冷却時に凸部の冷却速度が速くなる。凸部の冷却速度が速くなると、凸部にベイナイトやマルテンサイト等の硬質の相が混在しやすくなる。その結果、鋼材の冷間圧延時にボイドが発生し、かつこのボイドが成長することで、端部の亀裂を招来しやすくなる。
このような観点から、本発明者らは、コイルの端面の凹凸（特に凸部）の温度履歴を予測することで、後工程における鋼材の破断の可能性を事前に察知できることを見出した。
なお、特許文献１には、熱間圧延された圧延鋼板のランアウトテーブル（ＲＯＴ）上での温度むらを予測し、この予測した温度むらが小さくなるようにコイラに巻き取られる前の圧延鋼板の製造条件を制御することが記載されている。
また、特許文献２には、金属板コイルの端面にコイル直径に亘って距離計を走査させ、距離計とコイル端面との距離を測定してコイル端面のテレスコープ量を算出するに当たり、コイルエンド部の測定値がタング形状部であるか、テレスコープ形状であるかを識別する技術が記載されている。特許文献２には、コイル内直径両端の最内巻金属板同士の測定距離の差、又はコイル外直径両端の最外巻金属板同士の測定距離の差がそれぞれ閾値を超えるコイルは、金属板のコイルエンドのタング形状部を測定していると判定し、このタング形状部を測定した最内巻及び／又は最外巻距離データを除外してコイルのテレスコープ量を算出することが記載されている。
しかしながら、特許文献１、２では、コイル端面の凹凸とコイル端部の亀裂との関係については検討されていない。
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、コイルの端面の凹凸の温度履歴を予測可能な熱延鋼板の製造方法及び熱延鋼板の温度履歴予測方法を提供することを目的とする。また、本発明は、コイルの端面の凹凸の温度履歴に基づいて後工程における鋼材の破断の有無を予測可能な熱延鋼板の硬質化部予測方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る熱延鋼板の製造方法は、熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する測定工程と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する第１算出工程と、上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る巻取工程と、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導出する導出工程と、上記第１算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する第１予測工程とを備える。
当該熱延鋼板の製造方法は、上記帯状鋼材が巻き取られて形成されたコイルの端面の凹凸の放冷状態での温度履歴を予測することができる。
当該熱延鋼板の製造方法は、上記第１予測工程で予測された温度履歴を用いて相変態率を算出する第２算出工程と、上記第２算出工程で算出された相変態率を用いて上記帯状鋼材の硬質化部を予測する第２予測工程とをさらに備えるとよい。当該熱延鋼板の製造方法は、上記第２算出工程及び上記第２予測工程を備えることで、後工程における鋼材の破断の有無を予測することができる。
上記導出工程で、上記変位計による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とよい。このように、上記導出工程で、上記変位計による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ことによって、上記コイルの端面の凹凸の放冷状態での温度履歴を容易かつ正確に予測しやすい。
上記導出工程で、上記凹凸の飛び出し方向と上記変位計による走査方向とで規定される２次元座標系を用いて上記凹凸の大きさを求めるとよい。このように、上記導出工程で、上記凹凸の飛び出し方向と上記変位計による走査方向とで規定される２次元座標系を用いて上記凹凸の大きさを求めることによって、上記コイルの端面の凹凸の放冷状態での温度履歴を容易かつ正確に予測しやすい。
本発明の他の一態様に係る熱延鋼板の温度履歴予測方法は、熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する測定工程と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する第１算出工程と、上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る巻取工程と、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導出する導出工程と、上記第１算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する第１予測工程とを備える。
当該熱延鋼板の温度履歴予測方法は、上記帯状鋼材が巻き取られて形成されたコイルの端面の凹凸の放冷状態での温度履歴を予測することができる。
本発明の他の一態様に係る熱延鋼板の硬質化部予測方法は、熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する測定工程と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する第１算出工程と、上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る巻取工程と、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導出する導出工程と、上記第１算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する第１予測工程と、上記第１予測工程で予測された温度履歴を用いて相変態率を算出する第２算出工程と、上記第２算出工程で算出された相変態率を用いて上記帯状鋼材の硬質化部を予測する第２予測工程とを備える。
当該熱延鋼板の硬質化部予測方法は、コイルの端面の凹凸の温度履歴に基づいて後工程における鋼材の破断の有無を予測することができる。
以上説明したように、本発明の一態様に係る熱延鋼板の製造方法及び他の一態様に係る熱延鋼板の温度履歴予測方法は、コイルの端面の凹凸の温度履歴を予測することができる。また、本発明の他の一態様に係る熱延鋼板の硬質化部予測方法は、コイルの端面の凹凸の温度履歴に基づいて後工程における鋼材の破断の有無を予測することができる。
以下、本発明の実施の形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。
［第一実施形態］
＜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の表面温度を測定する工程（測定工程Ｓ１）と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を測定工程Ｓ１で測定された上記表面温度に基づいて算出する工程（第１算出工程Ｓ２）と、測定工程Ｓ１後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る工程（巻取工程Ｓ３）と、巻取工程Ｓ３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導出する工程（導出工程Ｓ４）と、第１算出工程Ｓ２で算出された温度履歴と導出工程Ｓ４で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する工程（第１予測工程Ｓ５）とを備える。測定工程Ｓ１、第１算出工程Ｓ２、巻取工程Ｓ３、導出工程Ｓ４及び第１予測工程Ｓ５は、本発明の一態様に係る熱延鋼板の温度履歴予測方法を構成する。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。
＜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の表面温度を測定する工程（測定工程Ｓ１）と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を測定工程Ｓ１で測定された上記表面温度に基づいて算出する工程（第１算出工程Ｓ２）と、測定工程Ｓ１後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る工程（巻取工程Ｓ３）と、巻取工程Ｓ３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導出する工程（導出工程Ｓ４）と、第１算出工程Ｓ２で算出された温度履歴と導出工程Ｓ４で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する工程（第１予測工程Ｓ５）とを備える。測定工程Ｓ１、第１算出工程Ｓ２、巻取工程Ｓ３、導出工程Ｓ４及び第１予測工程Ｓ５は、本発明の一態様に係る熱延鋼板の温度履歴予測方法を構成する。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。
当該熱延鋼板の製造方法によると、上記コイルの端面の凹凸の温度履歴を予測することで、この熱延鋼板を用いて冷間圧延板を製造する際の鋼材の破断の可能性を事前に察知することができる。
当該熱延鋼板の製造方法について説明するにあたり、まず図２を参照して当該熱延鋼板の製造方法を実施可能な熱延鋼板の製造設備１（以下、単に「製造設備１」ともいう）について説明する。
〔熱延鋼板の製造設備〕
図２の製造設備１は、複数対の圧延ロール２ａと、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を搬送する搬送部２ｂと、搬送部２ｂに搬送された帯状鋼材Ｘをコイル状に巻き取る巻取機２ｃとを有し、熱間圧延ラインを構成する熱間圧延装置２と、搬送部２ｂに搬送されている帯状鋼材Ｘの表面温度を測定する測定装置３と、帯状鋼材Ｘを端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合のコイル（仮想コイル）の放冷状態での温度履歴を、測定装置３で測定された帯状鋼材Ｘの表面温度に基づいて算出する算出装置４と、巻取機２ｃで巻き取られたコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさをコイルＸ１の半径に亘って導出する導出ラインを構成する導出装置５と、算出装置４で算出された温度履歴と導出装置５で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する予測装置６とを備える。また、当該製造設備１は、上記導出ライン通過後のコイルＸ１を放冷する放冷装置７を備える。なお、当該製造設備１は、放冷装置７による放冷後のコイル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。
図２の製造設備１は、複数対の圧延ロール２ａと、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を搬送する搬送部２ｂと、搬送部２ｂに搬送された帯状鋼材Ｘをコイル状に巻き取る巻取機２ｃとを有し、熱間圧延ラインを構成する熱間圧延装置２と、搬送部２ｂに搬送されている帯状鋼材Ｘの表面温度を測定する測定装置３と、帯状鋼材Ｘを端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合のコイル（仮想コイル）の放冷状態での温度履歴を、測定装置３で測定された帯状鋼材Ｘの表面温度に基づいて算出する算出装置４と、巻取機２ｃで巻き取られたコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさをコイルＸ１の半径に亘って導出する導出ラインを構成する導出装置５と、算出装置４で算出された温度履歴と導出装置５で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する予測装置６とを備える。また、当該製造設備１は、上記導出ライン通過後のコイルＸ１を放冷する放冷装置７を備える。なお、当該製造設備１は、放冷装置７による放冷後のコイル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。
熱間圧延装置２は、加熱炉（不図示）で加熱された厚鋼板に粗圧延及び仕上圧延を施したうえで、圧延後の帯状鋼材Ｘを搬送部２ｂによって巻取機２ｃに搬送し、巻取機２ｃでコイル状に巻き取る。搬送部２ｂは、例えば複数の搬送ローラを有する。
測定装置３は、サーモグラフィ等の非接触温度センサ３ａを有する。測定装置３は、熱間圧延後かつ巻取機２ｃに巻き取られる前の帯状鋼材Ｘの表面温度を測定する。測定装置３は、帯状鋼材Ｘの表面の全領域（全長全幅）の温度を測定する。
算出装置４は、例えばコンピュータから構成される。算出装置４は、例えば帯状鋼材Ｘを巻き取って形成される端面に凹凸のないコイル（仮想コイル）を円筒形と仮定し、この仮想コイルの放冷状態での温度履歴を極座標系の２次元モデルによって算出する。
導出装置５は、巻取機２ｃで巻き取られたコイルＸ１を搬送するコンベア５ａと、コンベア５ａ上を搬送されているコイルＸ１の端面Ｅを走査し、この端面Ｅの形状を測定する変位計５ｂと、変位計５ｂで測定された形状に基づいてコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさを導出する導出部５ｃとを有する。変位計５ｂは、コイルＸ１の端面Ｅの形状をコイルＸ１の半径に亘って測定し、好ましくは直径に亘って測定する。変位計５ｂとしては、例えばレーザー変位計が用いられる。変位計５ｂは、コイルＸ１の端面Ｅにレーザー光を照射するレーザー照射部と、端面Ｅで反射された光線の一部を受光する受光素子とを有する。変位計５ｂは、上記レーザー照射部から端面Ｅに照射されたレーザー光の反射光を上記受光素子によって読み取る。変位計５ｂは、三角測距方式によってコイルＸ１の端面Ｅの形状を測定可能に構成される。導出部５ｃは、例えばコンピュータから構成される。変位計５ｂと導出部５ｃとは、一体的に構成されていてもよい。
予測装置６は、例えばコンピュータから構成される。予測装置６は、巻取機２ｃで実際に巻き取られたコイルＸ１が放冷装置７等で放冷されたと想定した場合のコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の温度履歴を予測する。
放冷装置７は、測定装置３で端面Ｅの形状を測定された後のコイルＸ１を放冷する。当該製造設備１では、巻取機２ｃによる巻き取り後のコイルＸ１は５００℃程度又はそれ以上に加熱されている。放冷装置７は、この加熱されたコイルＸ１を常温まで空冷する。当該製造設備１は、巻取機２ｃで巻き取られたコイルＸ１を放冷するため、コイルＸ１の端面Ｅに大きな凸部が存在すると、この凸部の冷却速度が他の部分よりも速くなりやすい。
〔帯状鋼材〕
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は、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Ｓ３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）以上とすることができる。
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は、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Ｓ３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）以上とすることができる。
帯状鋼材Ｘの下記式（１）で表される炭素当量Ｃｅｑの上限としては、０．７５％が好ましく、０．７０％がより好ましい。帯状鋼材Ｘの炭素当量Ｃｅｑが上記上限を超えると、放冷時の冷却速度が大きい場合にマルテンサイトの相が生成するおそれが高くなる。一方、上記炭素当量Ｃｅｑの下限としては、特に限定されないが、例えば０．５５％とすることができる。上記炭素当量Ｃｅｑが上記下限に満たない場合、概ね巻取工程Ｓ３までに変態が完了するため、マルテンサイトの相は生成され難く、後工程でコイルＸ１にエッジ割れを生じるおそれが低い。そのため、当該熱延鋼板の製造方法は、帯状鋼材Ｘの炭素当量Ｃｅｑが上記下限以上である場合に、好適に用いられる。
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。
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。
（測定工程）
測定工程Ｓ１は、測定装置３によって行う。測定工程Ｓ１では、熱間圧延後かつ巻取機２ｃに巻き取られる前の帯状鋼材Ｘの表面温度を、帯状鋼材Ｘの表面の全領域（全長全幅）に亘って測定する。
測定工程Ｓ１は、測定装置３によって行う。測定工程Ｓ１では、熱間圧延後かつ巻取機２ｃに巻き取られる前の帯状鋼材Ｘの表面温度を、帯状鋼材Ｘの表面の全領域（全長全幅）に亘って測定する。
（第１算出工程）
第１算出工程Ｓ２は、算出装置４によって行う。第１算出工程Ｓ２では、例えば帯状鋼材Ｘを巻き取って形成される端面に凹凸のないコイル（仮想コイル）を円筒形と仮定し、この仮想コイルの放冷状態での温度履歴を極座標系の２次元モデルによって算出する。第１算出工程Ｓ２は、巻取工程Ｓ３の前に行ってもよく、巻取工程Ｓ３の後に行ってもよい。また、第１算出工程Ｓ２を導出工程Ｓ４の後に行うことも可能である。
第１算出工程Ｓ２は、算出装置４によって行う。第１算出工程Ｓ２では、例えば帯状鋼材Ｘを巻き取って形成される端面に凹凸のないコイル（仮想コイル）を円筒形と仮定し、この仮想コイルの放冷状態での温度履歴を極座標系の２次元モデルによって算出する。第１算出工程Ｓ２は、巻取工程Ｓ３の前に行ってもよく、巻取工程Ｓ３の後に行ってもよい。また、第１算出工程Ｓ２を導出工程Ｓ４の後に行うことも可能である。
図３を参照して、第１算出工程Ｓ２による仮想コイルＸ２の放冷状態での温度履歴の算出手順の一例について説明する。第１算出工程Ｓ２では、仮想コイルＸ２の一方の端面（図３では上端面）を含む仮想平面と仮想コイルＸ２の中心軸との交点の座標を原点Ｏ（０、０）とし、原点Ｏを基準とする中心軸方向の座標をｚ［ｍ］、原点Ｏを基準とする径方向の座標をｒ［ｍ］とする極座標系の２次元モデルを用いて仮想コイルＸ２の放冷状態での温度履歴を算出する。第１算出工程Ｓ２では、仮想コイルＸ２の中心軸方向及び半径方向にそれぞれ複数の算出点を設け、各算出点に対して放冷状態での温度履歴を算出する。具体的には、第１算出工程Ｓ２では、仮想コイルＸ２の内部の算出点（外気に露出してない部分の算出点）については下記式（２）、外気に露出している部分の算出点については下記式（３）を用い、巻取り直後を基準とする仮想コイルＸ２の算出点におけるｔ時間後の温度をΦ［℃］として、仮想コイルＸ２の放冷状態での温度履歴を算出する。
なお、上記式（２）及び上記式（３）において、Ｈ：エンタルピー［ｋｃａｌ／ｋｇ］、ρ：帯状鋼材の算出点に対応する部分の密度［ｋｇ／ｍ３］、λｒ：径方向熱伝導率［ｋｃａｌ／ｍ／ｈｒ／℃］、λｚ：軸方向熱伝導率［ｋｃａｌ／ｍ／ｈｒ／℃］、ε：放射率［−］、σ：ステファンボルツマン定数［ｋｃａｌ／ｍ２／ｈｒ／℃４］、Ｆ１２：形態係数［−］、α：自然対流熱伝達率［ｋｃａｌ／ｈｒ／ｍ２／℃］、Ｖ：帯状鋼材の算出点に対応する部分の体積［ｍ３］、Ａ：帯状鋼材の算出点に対応する部分の表面面積［ｍ２］を意味する。また、上記式（３）において、ｑは境界条件である。この境界条件は、仮想コイルＸ２の内周面については下記式（４）、仮想コイルＸ２の端面及び外周面については下記式（５）で与えられる。下記式（４）及び下記式（５）において、Ｔ：算出点に対応する部分の測定工程Ｓ１で測定された表面温度［℃］、Ｔｆ：放冷時の雰囲気温度［℃］を意味する。
（巻取工程）
巻取工程Ｓ３では、測定工程Ｓ１で表面温度が測定された後の帯状鋼材Ｘを高温下で巻取機２ｃによってコイル状に巻き取る。巻取工程Ｓ３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、巻取り直前の帯状鋼材Ｘの表面温度をいう。
巻取工程Ｓ３では、測定工程Ｓ１で表面温度が測定された後の帯状鋼材Ｘを高温下で巻取機２ｃによってコイル状に巻き取る。巻取工程Ｓ３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、巻取り直前の帯状鋼材Ｘの表面温度をいう。
（導出工程）
導出工程Ｓ４は、導出装置５によって行う。図２及び図４に示すように、導出工程Ｓ４では、コンベア５ａ上を搬送されるコイルＸ１の端面Ｅを変位計５ｂによって走査し、端面Ｅの凹凸の形状をコイルＸ１の半径に亘って測定し、好ましくは直径に亘って測定する。さらに、導出工程Ｓ４では、導出部５ｃによって、凹凸の飛び出し方向（コイルＸ１の中心軸方向）と変位計５ｂによる走査方向（コイルＸ１の半径方向）とで規定される２次元座標系を用いて端面Ｅの凹凸の大きさを求める。当該熱延鋼板の製造方法は、上記２次元座標系を用いて端面Ｅの凹凸の大きさを求めることで、後述の第１予測工程Ｓ５により、コイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を容易かつ正確に予測しやすい。
導出工程Ｓ４は、導出装置５によって行う。図２及び図４に示すように、導出工程Ｓ４では、コンベア５ａ上を搬送されるコイルＸ１の端面Ｅを変位計５ｂによって走査し、端面Ｅの凹凸の形状をコイルＸ１の半径に亘って測定し、好ましくは直径に亘って測定する。さらに、導出工程Ｓ４では、導出部５ｃによって、凹凸の飛び出し方向（コイルＸ１の中心軸方向）と変位計５ｂによる走査方向（コイルＸ１の半径方向）とで規定される２次元座標系を用いて端面Ｅの凹凸の大きさを求める。当該熱延鋼板の製造方法は、上記２次元座標系を用いて端面Ｅの凹凸の大きさを求めることで、後述の第１予測工程Ｓ５により、コイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を容易かつ正確に予測しやすい。
導出工程Ｓ４では、変位計５ｂによる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、導出工程Ｓ４では、変位計５ｂによってコイルＸ１の端面Ｅを半径に亘って連続計測した後、導出部５ｃによって変位計５ｂによる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、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）が形成されているような場合でも、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る。その結果、第１予測工程Ｓ５により、コイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を容易かつ正確に予測しやすい。
図４及び図５を参照して、導出工程Ｓ４によるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさの導出手順の一例について説明する。まず、導出工程Ｓ４では、コンベア５ａ上を搬送されるコイルＸ１の端面Ｅを変位計５ｂによって走査し、端面Ｅの凹凸の形状をコイルＸ１の半径に亘って測定する。次に、変位計５ｂによる測定値の中央値を基に端面Ｅの基準面Ｒを設定する。続いて、コイルＸ１の中心軸Ｚと基準面Ｒとの交点の座標を原点Ｏ（０、０）とし、原点Ｏを基準とする中心軸方向の座標をｚ［ｍ］、原点Ｏを基準とする径方向の座標をｒ［ｍ］とする極座標系の２次元モデルを用い、端面Ｅの凹凸の大きさを求める。具体的には、コイルＸ１を径方向に複数の領域に分割したうえ、領域ごとに凹凸の大きさを平均し、この平均値を２次元座標系に落とし込むことで、この領域の凹凸の大きさとして導出する。この際、コイルＸ１の径方向における各領域の長さを同じとしないことも可能である。例えはテレスコープに起因する凹凸を反映しやすいよう、径方向において両端に位置する一対の領域の長さを他の領域に対して小さく設定してもよい。また、一定の閾値を設け、この閾値以下の飛び出し量は凹凸に相当しないものとして取り扱うことも可能である。
（第１予測工程）
第１予測工程Ｓ５は、予測装置６によって行う。第１予測工程Ｓ５では、巻取り直後を基準とするコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する。第１予測工程Ｓ５では、上述の式（２）〜（５）を用いて端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する。この際、基準面Ｒについては、上記式（３）の境界条件を上記式（５）によって与える。
第１予測工程Ｓ５は、予測装置６によって行う。第１予測工程Ｓ５では、巻取り直後を基準とするコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する。第１予測工程Ｓ５では、上述の式（２）〜（５）を用いて端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する。この際、基準面Ｒについては、上記式（３）の境界条件を上記式（５）によって与える。
＜利点＞
当該熱延鋼板の製造方法は、帯状鋼材Ｘが巻き取られて形成されたコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測することができる。従って、当該熱延鋼板の製造方法によると、帯状鋼材Ｘを用いて冷間圧延板を製造する際における鋼材破断の可能性を事前に察知することができる。
当該熱延鋼板の製造方法は、帯状鋼材Ｘが巻き取られて形成されたコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測することができる。従って、当該熱延鋼板の製造方法によると、帯状鋼材Ｘを用いて冷間圧延板を製造する際における鋼材破断の可能性を事前に察知することができる。
当該熱延鋼板の温度履歴予測方法は、帯状鋼材Ｘが巻き取られて形成されたコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の放冷状態での温度履歴を予測することができる。従って、当該熱延鋼板の温度履歴予測方法によると、帯状鋼材Ｘを用いて冷間圧延板を製造する際における鋼材破断の可能性を事前に察知することができる。
［第二実施形態］
＜熱延鋼板の製造方法＞
図６の熱延鋼板の製造方法は、熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する工程（測定工程Ｓ１１）と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を測定工程Ｓ１１で測定された上記表面温度に基づいて算出する工程（第１算出工程Ｓ１２）と、測定工程Ｓ１１後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る工程（巻取工程Ｓ１３）と、巻取工程Ｓ１３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導出する工程（導出工程Ｓ１４）と、第１算出工程Ｓ１２で算出された温度履歴と導出工程Ｓ１４で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する工程（第１予測工程Ｓ１５）と、第１予測工程Ｓ１５で予測された温度履歴を用いて相変態率（フェライト・パーライト変態率）を算出する工程（第２算出工程Ｓ１６）と、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて上記帯状鋼材の硬質化部を予測する工程（第２予測工程Ｓ１７）とを備える。測定工程Ｓ１１、第１算出工程Ｓ１２、巻取工程Ｓ１３、導出工程Ｓ１４、第１予測工程Ｓ１５、第２算出工程Ｓ１６及び第２予測工程Ｓ１７は、本発明の一態様に係る熱延鋼板の硬質化部予測方法を構成する。測定工程Ｓ１１、第１算出工程Ｓ１２、巻取工程Ｓ１３及び導出工程Ｓ１４については、図１の測定工程Ｓ１、第１算出工程Ｓ２、巻取工程Ｓ３及び導出工程Ｓ４と同様の手順で行うことができるため、説明を省略する。なお、第１算出工程Ｓ１２では、後述する第１予測工程Ｓ１５と同様に、上述の式（２）に代えて下記式（６）を用い、かつ上述の式（３）に代えて下記式（７）を用いて温度履歴を算出してもよい。
＜熱延鋼板の製造方法＞
図６の熱延鋼板の製造方法は、熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する工程（測定工程Ｓ１１）と、上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を測定工程Ｓ１１で測定された上記表面温度に基づいて算出する工程（第１算出工程Ｓ１２）と、測定工程Ｓ１１後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る工程（巻取工程Ｓ１３）と、巻取工程Ｓ１３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導出する工程（導出工程Ｓ１４）と、第１算出工程Ｓ１２で算出された温度履歴と導出工程Ｓ１４で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する工程（第１予測工程Ｓ１５）と、第１予測工程Ｓ１５で予測された温度履歴を用いて相変態率（フェライト・パーライト変態率）を算出する工程（第２算出工程Ｓ１６）と、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて上記帯状鋼材の硬質化部を予測する工程（第２予測工程Ｓ１７）とを備える。測定工程Ｓ１１、第１算出工程Ｓ１２、巻取工程Ｓ１３、導出工程Ｓ１４、第１予測工程Ｓ１５、第２算出工程Ｓ１６及び第２予測工程Ｓ１７は、本発明の一態様に係る熱延鋼板の硬質化部予測方法を構成する。測定工程Ｓ１１、第１算出工程Ｓ１２、巻取工程Ｓ１３及び導出工程Ｓ１４については、図１の測定工程Ｓ１、第１算出工程Ｓ２、巻取工程Ｓ３及び導出工程Ｓ４と同様の手順で行うことができるため、説明を省略する。なお、第１算出工程Ｓ１２では、後述する第１予測工程Ｓ１５と同様に、上述の式（２）に代えて下記式（６）を用い、かつ上述の式（３）に代えて下記式（７）を用いて温度履歴を算出してもよい。
（第１予測工程）
第１予測工程Ｓ１５では、後述の第２算出工程Ｓ１６で算出される各時間の変態発熱量Ｑｔ［ｋｃａｌ／ｍ３／ｈｒ］を加算して上記帯状鋼材の温度履歴を求める。具体的には、第１予測工程Ｓ１５では、上述の式（２）に代えて下記式（６）を用い、かつ上述の式（３）に代えて下記式（７）を用いて温度履歴を予測する。第１予測工程Ｓ１５は、上述の式（２）に代えて下記式（６）を用い、かつ上述の式（３）に代えて下記式（７）を用いる以外、図１の第１予測工程Ｓ５と同様の手順で行うことができる。
第１予測工程Ｓ１５では、後述の第２算出工程Ｓ１６で算出される各時間の変態発熱量Ｑｔ［ｋｃａｌ／ｍ３／ｈｒ］を加算して上記帯状鋼材の温度履歴を求める。具体的には、第１予測工程Ｓ１５では、上述の式（２）に代えて下記式（６）を用い、かつ上述の式（３）に代えて下記式（７）を用いて温度履歴を予測する。第１予測工程Ｓ１５は、上述の式（２）に代えて下記式（６）を用い、かつ上述の式（３）に代えて下記式（７）を用いる以外、図１の第１予測工程Ｓ５と同様の手順で行うことができる。
（第２算出工程）
第２算出工程Ｓ１６は、例えばコンピュータによって行うことができる。第２算出工程１６では、γ粒径の影響を含んだ等温変態式から相変態率を算出する。また、第２算出工程Ｓ１６では、この算出された相変態率に応じた変態発熱量Ｑｔを算出する。具体的には、第２算出工程Ｓ１６では、下記式（８）及び下記式（９）によって相変態率Ｘ［−］を算出すると共に、下記式（１０）を用いて時間ｔにおける変態発熱量Ｑｔ［ｋｃａｌ／ｍ３／ｈｒ］を算出する。第２算出工程Ｓ１６で算出された変態発熱量Ｑｔは、上述の第１予測工程Ｓ１５における温度履歴の予測に使用される。また、この変態発熱量Ｑｔは、上述の第１算出工程Ｓ１２における温度履歴の算出に用いられてもよい。
第２算出工程Ｓ１６は、例えばコンピュータによって行うことができる。第２算出工程１６では、γ粒径の影響を含んだ等温変態式から相変態率を算出する。また、第２算出工程Ｓ１６では、この算出された相変態率に応じた変態発熱量Ｑｔを算出する。具体的には、第２算出工程Ｓ１６では、下記式（８）及び下記式（９）によって相変態率Ｘ［−］を算出すると共に、下記式（１０）を用いて時間ｔにおける変態発熱量Ｑｔ［ｋｃａｌ／ｍ３／ｈｒ］を算出する。第２算出工程Ｓ１６で算出された変態発熱量Ｑｔは、上述の第１予測工程Ｓ１５における温度履歴の予測に使用される。また、この変態発熱量Ｑｔは、上述の第１算出工程Ｓ１２における温度履歴の算出に用いられてもよい。
なお、上記式（８）から（１０）において、Ｓ：核生成面積項、Ｋ：温度依存項、Ｑｔｏｔａｌ：総変態発熱量［ｋｃａｌ／ｍ３／ｈｒ］、Ｔ：第１算出工程Ｓ１２又は第１予測工程Ｓ１５で算出された算出点の温度［℃］を意味する。また、上記式（８）から（１０）におけるａ、ｂ、ｃ、ｍ、ｎは、鋼材の品種毎に調整される定数を意味する。これらの定数は、例えば粗圧延後の熱延クロップを用いてＴＴＴ線図を作成し、計算値が実験値と適合するように調整して決定することができる。但し、変態速度はオーステナイト粒径等の変態前組織の状態に影響されるため、熱間圧延条件によって変化する。そのため、ｃの値は、熱間圧延条件ごとに調整される。
（第２予測工程）
第２予測工程Ｓ１７は、例えばコンピュータによって行うことができる。第２予測工程Ｓ１７では、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて巻取工程Ｓ１３で巻き取られたコイルの端面の硬質化部を予測する。第２予測工程Ｓ１７では、例えば相変態率と硬度との関係を予め求めておき、算出された相変態率から硬質化部を予測する。第２予測工程Ｓ１７では、例えば冷間圧延工程等の後工程において鋼材に破断が生じ得る硬度の閾値を予め設定しておき、この閾値と算出された相変態率とを比較することで、後工程における鋼材の破断の有無を予測してもよい。また、第２予測工程Ｓ１７では、冷間圧延工程等の後工程において鋼材に破断が生じ得る相変態率の閾値を予め設定しておき、算出された値をこの閾値とを比較することで鋼材の破断の有無を予測してもよい。
第２予測工程Ｓ１７は、例えばコンピュータによって行うことができる。第２予測工程Ｓ１７では、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて巻取工程Ｓ１３で巻き取られたコイルの端面の硬質化部を予測する。第２予測工程Ｓ１７では、例えば相変態率と硬度との関係を予め求めておき、算出された相変態率から硬質化部を予測する。第２予測工程Ｓ１７では、例えば冷間圧延工程等の後工程において鋼材に破断が生じ得る硬度の閾値を予め設定しておき、この閾値と算出された相変態率とを比較することで、後工程における鋼材の破断の有無を予測してもよい。また、第２予測工程Ｓ１７では、冷間圧延工程等の後工程において鋼材に破断が生じ得る相変態率の閾値を予め設定しておき、算出された値をこの閾値とを比較することで鋼材の破断の有無を予測してもよい。
＜利点＞
当該熱延鋼板の製造方法は、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて後工程における鋼材の破断の有無を予測することができる。当該熱延鋼板の製造方法によると、後工程で破断の原因となる硬質化部を予め切除することで、通板時における鋼材の破断のリスクを低減することができる。
当該熱延鋼板の製造方法は、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて後工程における鋼材の破断の有無を予測することができる。当該熱延鋼板の製造方法によると、後工程で破断の原因となる硬質化部を予め切除することで、通板時における鋼材の破断のリスクを低減することができる。
当該熱延鋼板の硬質化部予測方法は、第２算出工程Ｓ１６で算出された相変態率を用いて後工程における鋼材の破断の有無を予測することができる。
［その他の実施形態］
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。
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。
例えば上記導出工程では、上記コイルの端面の凹凸の平均値、最頻値等を基にこの端面の凹凸の大きさを求めることも可能である。但し、上述のように、上記導出工程では、テレスコープ等の大きな突出部分が存在する場合でも、上記コイルの全体の凹凸の大きさを適切に測定することができる観点から、測定値の中央値を基準として上記コイルの端面の凹凸の大きさを求めることが好ましい。
上記導出工程では、コイルの端面の凹凸の飛び出し方向と変位計による走査方向とで規定される２次元座標系を用いて上記凹凸の大きさを求めなくてもよい。例えば上記導出工程では、変位計による測定結果をそのままコイルの端面の凹凸の大きさとして導出してもよい。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［Ｎｏ．１］
図２に示す製造設備１を用いて熱延鋼板を製造した。まず、非接触温度センサ３ａ（ＦＬＩＲ社製のサーモグラフィ「ＣＰＡ−ＳＣ７１００」）を用い、熱間圧延後かつ巻取機２ｃに巻き取られる前の帯状鋼材Ｘの表面温度を帯状鋼材Ｘの表面の全領域（全長全幅）に亘って測定した（測定工程）。次に、この帯状鋼材Ｘを端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合のコイル（仮想コイル）の放冷状態での温度履歴を、上記式（２）〜（５）を用いて算出した（第１算出工程）。この第１算出工程では、仮想コイルの中心軸方向に１０個、半径方向に５０個（合計：１０×５０個）の算出点を設けたうえ、各算出点に対して放冷状態での温度履歴を算出した。上記仮想コイルにおける中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた上端面の巻取り直後を基準とする放冷状態での温度履歴を図７に示す。
図２に示す製造設備１を用いて熱延鋼板を製造した。まず、非接触温度センサ３ａ（ＦＬＩＲ社製のサーモグラフィ「ＣＰＡ−ＳＣ７１００」）を用い、熱間圧延後かつ巻取機２ｃに巻き取られる前の帯状鋼材Ｘの表面温度を帯状鋼材Ｘの表面の全領域（全長全幅）に亘って測定した（測定工程）。次に、この帯状鋼材Ｘを端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合のコイル（仮想コイル）の放冷状態での温度履歴を、上記式（２）〜（５）を用いて算出した（第１算出工程）。この第１算出工程では、仮想コイルの中心軸方向に１０個、半径方向に５０個（合計：１０×５０個）の算出点を設けたうえ、各算出点に対して放冷状態での温度履歴を算出した。上記仮想コイルにおける中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた上端面の巻取り直後を基準とする放冷状態での温度履歴を図７に示す。
続いて、帯状鋼材Ｘを巻取機２ｃで実際に巻き取った（巻取工程）。次に、巻き取られたコイルＸ１の端面Ｅを直径に亘って変位計５ｂ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製のレーザー変位計「ＩＬ−２０００」）で走査し、コイルＸ１の端面Ｅの凹凸の形状を測定した。さらに、変位計５ｂによる測定値の中央値を基に端面Ｅの基準面を設定したうえ、凹凸の飛び出し方向と変位計５ｂによる走査方向とで規定される２次元座標系を用いて端面Ｅの凹凸の大きさを導出部５ｃにより導出した（導出工程）。なお、コイルＸ１の端面Ｅの凹凸は、変位計５ｂ側に突出している場合をプラス、コンベア５ａ側に凹んでいる場合をマイナスとした。この導出工程では、コイルＸ１を半径方向に１３の領域に分割し、領域ごとに凹凸の大きさを平均し、この平均値を２次元座標系に落とし込み、この領域の凹凸の大きさとして導出した。この導出工程では、テレスコープに起因する凹凸を反映しやすいよう、径方向において両端に位置する一対の領域の長さを他の領域の長さに対して小さく設定した。具体的には、径方向両端に位置する領域の長さを他の領域の長さの１／２に設定した。また、凹凸の閾値を１０ｍｍに設定し、各領域の凹凸の平均値について１０ｍｍ未満の値は切り捨てた。この導出工程における変位計５ｂによるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の形状の測定結果及び導出部５ｃによるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさの導出結果を図８に示す。
続いて、導出工程で導出されたコイルＸ１の端面Ｅの凹凸部分について、巻取り直後を基準とする放冷状態での温度履歴を、上記第１算出工程による算出結果と上記式（２）〜（５）とを用いて予測した（第１予測工程）。中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた位置におけるコイルＸ１の端面Ｅの第１予測工程による予測結果を図９に示す。また、図９に、第１予測工程で予測した位置に対応するコイルＸ１の端面Ｅの巻取り直後から２３分後の温度の実測値を示す。
［Ｎｏ．２］
Ｎｏ．１と同様の製造設備１を用い、Ｎｏ．１と同様にして、測定工程、第１算出工程、巻取工程、導出工程及び第１予測工程を行った。上記仮想コイルにおける中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた上端面の巻取り直後を基準とする放冷状態での温度履歴を図１０に示す。また、上記導出工程における変位計５ｂによるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の形状の測定結果及び導出部５ｃによるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさの導出結果を図１１に示す。さらに、中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた位置におけるコイルＸ１の端面Ｅの第１予測工程による予測結果、及び第１予測工程で予測した位置に対応するコイルＸ１の端面Ｅの巻取り直後から２４分後の温度の実測値を図１２に示す。
Ｎｏ．１と同様の製造設備１を用い、Ｎｏ．１と同様にして、測定工程、第１算出工程、巻取工程、導出工程及び第１予測工程を行った。上記仮想コイルにおける中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた上端面の巻取り直後を基準とする放冷状態での温度履歴を図１０に示す。また、上記導出工程における変位計５ｂによるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の形状の測定結果及び導出部５ｃによるコイルＸ１の端面Ｅの凹凸の大きさの導出結果を図１１に示す。さらに、中心軸から半径方向に４１０ｍｍ離れた位置におけるコイルＸ１の端面Ｅの第１予測工程による予測結果、及び第１予測工程で予測した位置に対応するコイルＸ１の端面Ｅの巻取り直後から２４分後の温度の実測値を図１２に示す。
図７から図１２に示すように、上記導出工程によって凹凸ありと判定されたＮｏ．１及び凹凸なしと判定されたＮｏ．２共に、上記第１予測工程による予測結果と実測値とが略一致している。このことから、Ｎｏ．１及びＮｏ．２共に、コイルＸ１の端面Ｅの凹凸の温度履歴を十分正確に予測できていることが分かる。
［Ｎｏ．３］
Ｎｏ．１と同様の製造装置１を用い、測定工程、第１算出工程、巻取工程、導出工程及び第１予測工程を行った。また、Ｎｏ．３では、上述の式（８）及び式（９）を用いてコイルの端面の相変態率を算出すると共に、上述の式（１０）を用いて変態発熱量を算出した（第２算出工程）。Ｎｏ．３では、第１算出工程及び第１予測工程で、上述の式（６）及び式（７）を用いて温度履歴を予測した。さらに、Ｎｏ．３では、第２算出工程で相変態率を算出した位置（算出点）のビッカース硬度［Ｈｖ］を実測した。Ｎｏ．３で算出された相変態率及びＮｏ．３で測定されたビッカース硬度を表１に示す。
Ｎｏ．１と同様の製造装置１を用い、測定工程、第１算出工程、巻取工程、導出工程及び第１予測工程を行った。また、Ｎｏ．３では、上述の式（８）及び式（９）を用いてコイルの端面の相変態率を算出すると共に、上述の式（１０）を用いて変態発熱量を算出した（第２算出工程）。Ｎｏ．３では、第１算出工程及び第１予測工程で、上述の式（６）及び式（７）を用いて温度履歴を予測した。さらに、Ｎｏ．３では、第２算出工程で相変態率を算出した位置（算出点）のビッカース硬度［Ｈｖ］を実測した。Ｎｏ．３で算出された相変態率及びＮｏ．３で測定されたビッカース硬度を表１に示す。
表１に示すように、相変態率の小さい算出点Ａは、相変態率の大きい算出点Ｂ及びＣよりもビッカース硬度が大きくなっている。このことから、相変態率は、コイルの硬度と相関していることが分かる。そのため、第２算出工程によって相変態率を算出することで、コイルの硬質化部を予測できる。また、冷間圧延工程等の後工程において鋼材の破断が生じ得る硬度又は相変態率の閾値を予め設定しておき、この閾値と算出された相変態率とを比較することで、後工程において鋼材に破断が生じるか否かを予測することができる。
以上説明したように、本発明の一態様に係る熱延鋼板の製造方法は、冷間圧延板の製造時等における鋼材の破断の可能性を事前に察知するのに適している。
１ 熱延鋼板の製造設備
２ 熱間圧延装置
２ａ 圧延ロール
２ｂ 搬送部
２ｃ 巻取機
３ 測定装置
３ａ 非接触温度センサ
４ 算出装置
５ 導出装置
５ａ コンベア
５ｂ 変位計
５ｃ 導出部
６ 予測装置
７ 放冷装置
Ｘ 帯状鋼材
Ｘ１ コイル
Ｘ２ 仮想コイル
Ｅ 端面
Ｏ 原点
Ｒ コイルの端面の基準面
Ｚ コイルの中心軸
２ 熱間圧延装置
２ａ 圧延ロール
２ｂ 搬送部
２ｃ 巻取機
３ 測定装置
３ａ 非接触温度センサ
４ 算出装置
５ 導出装置
５ａ コンベア
５ｂ 変位計
５ｃ 導出部
６ 予測装置
７ 放冷装置
Ｘ 帯状鋼材
Ｘ１ コイル
Ｘ２ 仮想コイル
Ｅ 端面
Ｏ 原点
Ｒ コイルの端面の基準面
Ｚ コイルの中心軸
Claims (6)
- 熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する測定工程と、
上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する第１算出工程と、
上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る巻取工程と、
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導出する導出工程と、
上記第１算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する第１予測工程と
を備える熱延鋼板の製造方法。 - 上記第１予測工程で予測された温度履歴を用いて相変態率を算出する第２算出工程と、
上記第２算出工程で算出された相変態率を用いて上記帯状鋼材の硬質化部を予測する第２予測工程と
をさらに備える請求項１に記載の熱延鋼板の製造方法。 - 上記導出工程で、上記変位計による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又は請求項２に記載の熱延鋼板の製造方法。
- 上記導出工程で、上記凹凸の飛び出し方向と上記変位計による走査方向とで規定される２次元座標系を用いて上記凹凸の大きさを求める請求項１、請求項２又は請求項３に記載の熱延鋼板の製造方法。
- 熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する測定工程と、
上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する第１算出工程と、
上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る巻取工程と、
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導出する導出工程と、
上記第１算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する第１予測工程と
を備える熱延鋼板の温度履歴予測方法。 - 熱間圧延された帯状鋼材の表面温度を測定する測定工程と、
上記帯状鋼材を端面に凹凸のないコイル状に巻き取ったと仮定した場合の巻取り後における放冷状態での温度履歴を、上記測定工程で測定された上記表面温度に基づいて算出する第１算出工程と、
上記測定工程後の上記帯状鋼材を実際にコイル状に巻き取る巻取工程と、
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導出する導出工程と、
上記第１算出工程で算出された温度履歴と上記導出工程で導出された凹凸の大きさとを用いて、上記凹凸の放冷状態での温度履歴を予測する第１予測工程と、
上記第１予測工程で予測された温度履歴を用いて相変態率を算出する第２算出工程と、
上記第２算出工程で算出された相変態率を用いて上記帯状鋼材の硬質化部を予測する第２予測工程と
を備える熱延鋼板の硬質化部予測方法。
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