JP2021171790A - Method for manufacturing steel plate, method for manufacturing steel pipe, apparatus for manufacturing steel plate and program - Google Patents
Method for manufacturing steel plate, method for manufacturing steel pipe, apparatus for manufacturing steel plate and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021171790A JP2021171790A JP2020076696A JP2020076696A JP2021171790A JP 2021171790 A JP2021171790 A JP 2021171790A JP 2020076696 A JP2020076696 A JP 2020076696A JP 2020076696 A JP2020076696 A JP 2020076696A JP 2021171790 A JP2021171790 A JP 2021171790A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hardness
- steel sheet
- steel plate
- plastic deformation
- steel
- 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
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 322
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 322
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 78
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 27
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 9
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 242
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 26
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 19
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 11
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 11
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 8
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000007546 Brinell hardness test Methods 0.000 description 1
- 238000007547 Knoop hardness test Methods 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000007550 Rockwell hardness test Methods 0.000 description 1
- 238000007545 Vickers hardness test Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- -1 hydrogen sulfide Chemical compound 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
本発明は、鋼板の製造方法、鋼管の製造方法、鋼板製造装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a steel sheet, a method for manufacturing a steel pipe, a steel sheet manufacturing apparatus, and a program.
近年、硫化水素環境下に晒される鋼板及び鋼板により製造された鋼製品では、硫化物腐食割れ(SSC:Sulfide Stress Cracking)が問題となっている。SSCは、硫化水素などの硫化物にさらされる鋼板の表層において、予め定められた硬度の上限値よりも硬度の高い表層硬化部が起点となって発生することが明らかとなっている。また、鋼板の強度が不足すると、鋼板の表層においては予め定められた硬度の下限値よりも硬度の低い表層軟化部が起点となって鋼板の破断が発生してしまう場合がある。このため、製造段階において、このような表層硬化部や表層軟化部(以下、表層硬化部および表層軟化部を総称して表層硬度変化部という)を硬度の測定により検出して、表層硬度変化部が存在しない鋼板、及び、鋼板を用いた鋼製品を製造することが求められている。 In recent years, sulfide corrosion cracking (SSC) has become a problem in steel sheets exposed to a hydrogen sulfide environment and steel products manufactured from steel sheets. It has been clarified that SSC is generated in the surface layer of a steel sheet exposed to a sulfide such as hydrogen sulfide, starting from a surface hardened portion having a hardness higher than a predetermined upper limit of hardness. Further, if the strength of the steel sheet is insufficient, the surface layer of the steel sheet may break from the surface softened portion having a hardness lower than the predetermined lower limit of hardness. Therefore, in the manufacturing stage, such a surface hardened portion and a surface softened portion (hereinafter, the surface hardened portion and the surface softened portion are collectively referred to as a surface hardness changing portion) are detected by measuring the hardness, and the surface hardness changing portion is detected. It is required to manufacture a steel plate in which is not present and a steel product using the steel plate.
鋼板の表層の硬度を測定する方法としては、例えば鋼板の表層の電磁気特性を測定する方法が知られている。例えば、特許文献1に記載する技術では、このような電磁気特性が鋼板の硬度に対して対応関係を示す一方、簡単な分析的な解決を不可能とするように変動することから、複数の電磁気特性によって鋼板の硬度を概算する方法が提案されている。具体的には、特許文献1に記載する技術では、各電磁気特性に関して、類似の化学組成を有する複数の鋼試料の硬度および電磁気特性を測定し、これら測定値をデータバンク内に、各々測定された電磁気特性に対する硬度の量子化された複数の組分け中に記憶する。そして、硬度を概算すべき鋼の複数の電磁気特性を測定し、データバンク内に記憶された量子化された組分けと比較して、測定された電磁気特性が入る量子化された組分けを決定した後に、それぞれの電磁気特性で組分けされた結果を比較することで硬度を概算している。
As a method for measuring the hardness of the surface layer of a steel sheet, for example, a method for measuring the electromagnetic characteristics of the surface layer of a steel sheet is known. For example, in the technique described in
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、それぞれの電磁気特性値において、あくまでも組分けを決定することに限られており、複数の電磁気特性値で得られた組分けから確からしい硬度を概算することができるにすぎなかった。このため、必ずしも硬度以外の影響によって電磁気特性値が変化した場合を控除できているわけではなく、確実に硬度以外の影響を控除して硬度が変化した部分を検出し、硬度が品質上問題となる部分が存在しない鋼板を製造する技術が求められていた。
However, the technique described in
そこで、この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、対象となる表面において、硬度が品質上問題となる部分を抑制した鋼板を製造することが可能な鋼板の製造方法、鋼管の製造方法、鋼板の製造装置、及びプログラムを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method for manufacturing a steel sheet capable of manufacturing a steel sheet in which a portion where hardness becomes a problem in quality is suppressed on a target surface, a steel pipe It provides a manufacturing method, a steel sheet manufacturing apparatus, and a program.
発明者らは、様々な鋼種の鋼材に対して、様々な条件の下、鋼材の表層の性状によって変化するパラメータを測定した。その結果、発明者らは、測定されるパラメータが、表層の硬度に依存するとともに、表層の応力状態にも依存することを見出した。また、制御圧延、制御冷却により製造された鋼板の表層には、残留応力が存在し、箇所によって応力状態が不均一であることが判明した。すなわち、硬度を正確に測定して硬度が品質上問題となる部分を正確に把握して対処するためには、鋼板の表層の応力状態の不均一さを解消する必要があるとの知見に至った。 The inventors measured parameters that change depending on the properties of the surface layer of the steel material under various conditions for steel materials of various steel types. As a result, the inventors have found that the parameters to be measured depend not only on the hardness of the surface layer but also on the stress state of the surface layer. Further, it was found that residual stress exists in the surface layer of the steel sheet manufactured by controlled rolling and controlled cooling, and the stress state is non-uniform depending on the location. In other words, it was found that it is necessary to eliminate the non-uniformity of the stress state on the surface layer of the steel sheet in order to accurately measure the hardness and accurately grasp and deal with the part where the hardness is a quality problem. rice field.
本知見に基づいて、上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明の一態様に係る鋼板の製造方法は、スラブを制御圧延する圧延工程と、前記圧延工程で制御圧延された鋼板を、制御冷却する冷却工程と、前記冷却工程で制御冷却された前記鋼板を繰り返し塑性変形することで、前記鋼板の表面を含む前記鋼板の表層の応力状態を調整する塑性変形工程と、前記鋼板の前記塑性変形工程が実施された前記鋼板の前記表面のうち少なくとも一部の硬度を測定する硬度測定工程と、前記硬度測定工程の測定結果に基づいて、硬度が予め設定された閾値を超える部位を硬度不良部位と判定する硬度判定工程と、前記硬度不良部位を除去する除去工程とを備える。 Based on this finding, the present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, in the method for producing a steel plate according to one aspect of the present invention, a rolling step of controlling and rolling a slab, a cooling step of controlling and cooling a steel plate controlled and rolled in the rolling step, and a control cooling in the cooling step are performed. At least of the plastic deformation step of adjusting the stress state of the surface layer of the steel plate including the surface of the steel plate by repeatedly plastically deforming the steel plate and the surface of the steel plate on which the plastic deformation step of the steel plate is carried out. A hardness measuring step of measuring a part of the hardness, a hardness determination step of determining a portion having a hardness exceeding a preset threshold based on the measurement result of the hardness measuring step as a hardness defective portion, and the hardness defective portion. It is provided with a removal step of removing.
この方法によれば、圧延工程及び冷却工程が実施された鋼板に対して、塑性変形工程において、鋼板を繰り返し塑性変形させる。これにより、対象となる表面を含む鋼板の表層では、冷却工程後に箇所によって残留応力が異なる応力が不均一な状態であったとしても、応力が不均一な状態を解消することができる。そして、硬度測定工程において、塑性変形工程で応力状態の不均一さを解消した状態で対象となる表面に対して硬度を測定することで、応力の影響を抑制して正確に硬度を測定することができる。このため、硬度判定工程では、正確に測定された硬度に基づいて硬度不良部位を正確に判定し、除去工程において硬度不良部位を確実に除去することができる。 According to this method, the steel sheet subjected to the rolling step and the cooling step is repeatedly plastically deformed in the plastic deformation step. As a result, in the surface layer of the steel sheet including the target surface, even if the stress having different residual stress differs depending on the location after the cooling step is in a non-uniform state, the non-uniform stress state can be eliminated. Then, in the hardness measurement step, by measuring the hardness of the target surface in a state where the non-uniformity of the stress state is eliminated in the plastic deformation step, the influence of stress is suppressed and the hardness is measured accurately. Can be done. Therefore, in the hardness determination step, the poor hardness portion can be accurately determined based on the accurately measured hardness, and the poor hardness portion can be reliably removed in the removal step.
また、上記の鋼板の製造方法において、前記硬度測定工程では、前記表面の電磁気特性を測定することによって前記表面の硬度を測定するものとしても良い。 Further, in the above-mentioned method for manufacturing a steel sheet, in the hardness measuring step, the hardness of the surface may be measured by measuring the electromagnetic characteristics of the surface.
この方法によれば、硬度測定工程で、鋼板の表面に損傷を与えることなく、また、応力の状態の影響を受けることなく、正確に硬度を測定することができる。 According to this method, the hardness can be accurately measured in the hardness measuring step without damaging the surface of the steel sheet and without being affected by the stress state.
また、上記の鋼板の製造方法において、前記塑性変形工程では、前記硬度測定工程で測定対象となる前記表面から厚さ2mm以上の範囲が塑性変形範囲となる加工度で繰り返し塑性変形を行うものとしても良い。 Further, in the above-mentioned method for manufacturing a steel sheet, in the plastic deformation step, it is assumed that the plastic deformation is repeatedly performed with a degree of processing in which a range of 2 mm or more in thickness from the surface to be measured in the hardness measurement step is the plastic deformation range. Is also good.
この方法によれば、表面から厚さ2mm以上の範囲で鋼材を塑性変形させることで、硬度測定の対象となる表面を含む厚さの範囲全体にわたって、塑性変形を生じさせて確実に応力状態を調整することができる。 According to this method, by plastically deforming a steel material within a range of 2 mm or more from the surface, plastic deformation is caused over the entire thickness range including the surface to be measured for hardness, and a stress state is surely maintained. Can be adjusted.
また、上記の鋼板の製造方法において、前記塑性変形工程では、加工度が1.8以上となるように繰り返し塑性変形を行うものとしても良い。 Further, in the above-mentioned method for manufacturing a steel sheet, in the plastic deformation step, the plastic deformation may be repeated so that the degree of processing is 1.8 or more.
この方法によれば、加工度1.8以上となるように鋼板を繰り返し塑性変形させることにより、硬度測定の対象となる表面を含む厚さ範囲が含まれる表面から厚さ2mm以上の範囲で、鋼材を塑性変形させて確実に応力状態を調整することができる。 According to this method, the steel sheet is repeatedly plastically deformed so as to have a workability of 1.8 or more, so that the thickness is 2 mm or more from the surface including the surface to be measured for hardness. The stress state can be surely adjusted by plastically deforming the steel material.
また、上記の鋼板の製造方法において、前記塑性変形工程では、前記鋼板の平坦度矯正を実施することで前記鋼板を繰り返し塑性変形させて前記鋼板の表面を含む前記鋼板の前記表層の応力状態を調整するものとしても良い。 Further, in the method for manufacturing a steel sheet, in the plastic deformation step, the steel sheet is repeatedly plastically deformed by performing flatness correction of the steel sheet to obtain a stress state of the surface layer of the steel sheet including the surface of the steel sheet. It may be adjusted.
この方法によれば、鋼板の平坦度矯正を行うことで、鋼板には圧縮塑性変形、引張塑性変形が繰り返し施され、鋼板の表層の応力状態を調整することができる。 According to this method, by correcting the flatness of the steel sheet, the steel sheet is repeatedly subjected to compressive plastic deformation and tensile plastic deformation, and the stress state of the surface layer of the steel sheet can be adjusted.
また、上記の鋼板の製造方法において、前記鋼板は鋼管の素材として用いられ、前記硬度測定工程、前記硬度判定工程及び前記除去工程は、前記鋼管の内面となる部分について実施するものとしても良い。 Further, in the above-mentioned method for manufacturing a steel plate, the steel plate may be used as a material for a steel pipe, and the hardness measuring step, the hardness determining step, and the removing step may be performed on a portion to be an inner surface of the steel pipe.
この方法によれば、内部を流通する流体による腐食が懸念される鋼管の内面部分について腐食の影響を受けやすい硬度不良部位が抑制された鋼管を製造することができる。 According to this method, it is possible to manufacture a steel pipe in which a portion having poor hardness, which is easily affected by corrosion, is suppressed on the inner surface portion of the steel pipe, which is feared to be corroded by the fluid flowing inside.
また、上記の鋼管の製造方法において、鋼板の製造方法で製造された鋼板をU字状にプレス加工する第一のプレス工程と、前記第一のプレス工程で加工された前記鋼板をO字状にプレス加工する第二のプレス工程と、前記第二のプレス工程で加工された前記鋼板の端部同士を溶接する溶接工程とを備えるものとしても良い。 Further, in the above-mentioned steel pipe manufacturing method, the first pressing step of pressing the steel plate manufactured by the steel plate manufacturing method into a U shape and the O-shaped steel plate processed by the first pressing step are formed. It may be provided with a second pressing step of press working and a welding step of welding the ends of the steel plates processed in the second pressing step.
この方法によれば、内部を流通する流体による腐食が懸念される鋼管の内面部分について腐食の影響を受けやすい硬度不良部位が抑制された鋼管を製造することができる。 According to this method, it is possible to manufacture a steel pipe in which a portion having poor hardness, which is easily affected by corrosion, is suppressed on the inner surface portion of the steel pipe, which is feared to be corroded by the fluid flowing inside.
また、本発明の一態様に係る鋼板製造装置は、スラブを制御圧延する圧延部と、前記圧延部で制御圧延された鋼板を、制御冷却する冷却部と、前記冷却部で制御冷却された前記鋼板を繰り返し塑性変形して、前記鋼板の表面を含む前記鋼板の表層の応力状態を調整する塑性変形付与部と、前記鋼板の前記塑性変形付与部によって繰り返し塑性変形が施された前記鋼板の前記表面のうち、少なくも一部の硬度を測定する硬度測定部と、前記硬度測定部の測定結果に基づいて、硬度が予め設定された閾値を超える部位を硬度不良部位と判定する硬度判定部とを備える。 Further, in the steel plate manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, a rolling portion for controlling and rolling a slab, a cooling portion for controlling and cooling a steel plate controlled and rolled by the rolling portion, and a cooling portion for controlling and cooling the steel plate by the cooling portion. A plastic deformation imparting portion that repeatedly plastically deforms a steel plate to adjust the stress state of the surface layer of the steel plate including the surface of the steel plate, and the steel plate that has been repeatedly plastically deformed by the plastic deformation imparting portion of the steel plate. A hardness measuring unit that measures at least a part of the hardness of the surface, and a hardness determining unit that determines a portion whose hardness exceeds a preset threshold value as a hardness defective portion based on the measurement results of the hardness measuring unit. To be equipped.
この構成によれば、圧延部及び冷却部によって圧延及び冷却が実施された鋼板に対して、塑性変形付与部によって鋼板を繰り返し塑性変形させる。これにより、対象となる表面を含む鋼板の表層では、冷却部による冷却後に箇所によって残留応力が異なる応力が不均一な状態であったとしても、応力が不均一な状態を解消することができる。そして、硬度測定部によって、塑性変形付与部によって応力状態の不均一さが解消された状態で対象となる表面に対して硬度が測定されることで、応力の影響を抑制して正確に硬度が測定される。このため、硬度判定部によって、正確に測定された硬度に基づいて硬度不良部位が正確に判定され、硬度不良部位を確実に除去することができる。 According to this configuration, the steel sheet that has been rolled and cooled by the rolling portion and the cooling portion is repeatedly plastically deformed by the plastic deformation imparting portion. As a result, in the surface layer of the steel sheet including the target surface, even if the residual stress differs depending on the location after cooling by the cooling unit, the non-uniform stress state can be eliminated. Then, the hardness measuring unit measures the hardness of the target surface in a state where the non-uniformity of the stress state is eliminated by the plastic deformation imparting unit, so that the influence of stress is suppressed and the hardness is accurately measured. Be measured. Therefore, the hardness determining unit can accurately determine the poor hardness portion based on the accurately measured hardness, and can reliably remove the poor hardness portion.
また、本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、スラブを制御圧延及び制御冷却することで生成された鋼板に対して繰り返し塑性変形を施すことで表層の応力状態が調整された表面に対して測定された電磁気特性から、当該表面の硬度を演算する硬度演算手段、前記硬度演算手段によって演算された硬度に基づいて硬度が予め設定された閾値を越える部位を硬度不良と判定する硬度判定手段、として機能させる。 Further, the program according to one aspect of the present invention applies a computer to a surface whose surface stress state is adjusted by repeatedly plastically deforming a steel plate generated by controlling rolling and controlling cooling of a slab. A hardness calculation means for calculating the hardness of the surface from the electromagnetic characteristics measured in the above manner, and a hardness determination means for determining a portion whose hardness exceeds a preset threshold value based on the hardness calculated by the hardness calculation means as a hardness defect. To function as ,.
本発明によれば、対象となる表面において、硬度が品質上問題となる部分を抑制した鋼板及び鋼管を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a steel plate and a steel pipe in which a portion where hardness becomes a problem in quality is suppressed on a target surface.
以下、本発明に係る実施形態について図1から図9を参照して説明する。図1は、本実施形態の鋼板の製造方法に用いられる鋼板製造装置1を示している。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 shows a steel
図1に示すように、本実施形態の鋼板製造装置1は、スラブSを連続鋳造する連続鋳造設備10と、スラブSを再加熱する再加熱炉20と、スラブSを制御圧延して鋼板Pとする圧延設備30(圧延部)と、鋼板Pを熱間矯正する熱間矯正設備40と、鋼板Pを制御冷却する冷却設備50(冷却部)とを備える。さらに、鋼板製造装置1は、制御冷却された鋼板Pの表面P1の平坦度を測定する平坦度測定部60と、制御冷却された鋼板Pを繰り返し塑性変形させる塑性変形付与設備65(塑性変形付与部)と、繰り返し塑性変形が施された鋼板Pの表面P1の硬度を測定する硬度測定部70と、硬度測定部70による測定結果に基づいて硬度不良部位Wを判定する硬度判定部90とを備える。以下、詳細を説明する。
As shown in FIG. 1, the steel
連続鋳造設備10は、溶鋼Mが注入される鋳型11を有し、鋳型11から連続してスラブSを生成する。再加熱炉20は、連続鋳造設備10によって生成されたスラブSを、圧延設備30で圧延可能な温度に再加熱する。なお、鋼板製造装置1は、連続鋳造設備10を備えておらず、予め製造されたスラブ片を再加熱炉20で加熱した後に圧延設備30によって圧延するものとしてもよい。
The
圧延設備30は、スラブSを制御圧延する。圧延設備30は、粗圧延部31と、仕上圧延部32とを有する。粗圧延部31は、再加熱炉20によって再加熱されたスラブSに対して粗圧延を行う。また、仕上圧延部32は、粗圧延部31で粗圧延が実施されたスラブSに対して仕上圧延を実施して鋼板Pを生成する。粗圧延部31は、上下に複数の粗圧延ローラ31a、31bを有する。また、仕上圧延部32は、上下に複数の仕上圧延ローラ32a、32bを有する。粗圧延部31及び仕上圧延部32は、いずれも、予め測定された鋼板Pの温度などの情報に基づいて粗圧延ローラ31a、31b、及び、仕上圧延ローラ32a、32bによる圧下率等を制御して、予め設定された範囲内の温度、圧下率等とすることで所望の鋼板Pを製造するための制御圧延を行う。熱間矯正設備40は、圧延設備30によって生成された鋼板Pを熱間において矯正する。熱間矯正設備40は、上下に複数の矯正ローラ40a、40bを有し、これら矯正ローラ40a、40bの上下の間隔等を調整することで鋼板Pの平坦度を矯正する。
The rolling
冷却設備50は、圧延設備30によって生成された鋼板Pに対して制御冷却を実施する。ここで、制御冷却とは、予め設定された範囲内の冷却開始温度、冷却停止温度、冷却速度により冷却することで鋼板Pの組織を制御することである。具体的には、制御冷却は、自然冷却よりも冷却速度が速い水冷、空冷等による加速冷却、自然冷却、自然冷却よりも冷却が遅い徐冷を含む工程であり、途中で加熱してもよい。加速冷却の冷却速度を途中で変更する多段冷却や、加速冷却を途中で停止して自然冷却し、加速冷却を再開する間欠冷却なども制御冷却に含まれる。
The
本実施形態では、冷却設備50は、鋼板Pを搬送する上下複数設けられた搬送ローラ51a、51bと、搬送ローラ51a、51bで搬送される鋼板Pを水冷する水冷部52とを有する。水冷部52は、鋼板Pに対して冷却水を噴射させる。水冷部52は、搬送ローラ51a、51bで搬送される鋼板Pの表面P1である上面P1aの上方に、搬送方向に沿って複数設けられるとともに、同様に表面P1である下面P1bの下方に、搬送方向に沿って複数設けられている。そして、水冷部52は、鋼板Pの上面P1a及び下面P1bに冷却水を噴射させて鋼板Pを冷却する。
In the present embodiment, the
平坦度測定部60は、鋼板において対象となる表面である上面の平坦度を測定する。平坦度測定部60は、鋼板を搬送する搬送ローラ61と、搬送ローラ61で搬送される鋼板において平坦度を測定する上面の上方に離間した位置に配されたレーザ距離計62とを有する。レーザ距離計62は、搬送ローラ61によって搬送される鋼板の上面にレーザを照射してその反射光を受光することで照射位置までの距離を測定する。レーザ距離計62は、搬送方向に直交する幅方向(すなわち紙面奥行方向)に複数設けられ、鋼板の幅全域において距離を測定可能である。このため、鋼板は、搬送ローラ61によって搬送されながら、上面全域において距離を測定し、当該距離測定結果から上面の平坦度を測定可能である。
The
本実施形態では、塑性変形付与設備65は、鋼板Pの平坦度を矯正することで、鋼板Pを繰り返し塑性変形させる平坦度矯正部である。図2に示すように、塑性変形付与設備65は、搬送される鋼板の下方に複数配された下側ローラ66と、鋼板の上方に複数配された上側ローラ67とを有する。下側ローラ66と上側ローラ67とは、搬送方向に位置をずらすようにして配されている。また、下側ローラ66と上側ローラ67の少なくとも一方は、上下に移動可能に設けられていて、これにより下側ローラ66と上側ローラ67との間隔を調整可能である。そして、下側ローラ66の上端と上側ローラ67の下端との間隔を鋼板の厚さ以下、または、下側ローラ66の上端を上側ローラ67の下端よりも上側となる(間隔寸法が負の値となる)ようにすることで、鋼板Pは、その間隔に応じて複数の下側ローラ66の上端と、複数の上側ローラ67の下端との間で蛇行して、引張変形と圧縮変形とが繰り返される。そして、表面側では上記間隔の大きさに応じて引張変形に伴う引張応力、圧縮変形に伴う圧縮応力が降伏応力を超え、これにより鋼板Pの表層には引張塑性変形、圧縮塑性変形が生じる。つまり、塑性変形付与設備65によって、鋼板Pは、表面を含む表層部分において、引張塑性変形及び圧縮塑性変形が交互に繰り返し実施される。これにより、制御冷却後に鋼板Pの表面P1を含む表層部分に生じている残留圧縮応力は、緩和される。
In the present embodiment, the plastic
上記のように、表層部分に生じる塑性変形領域の厚さは、加工度Kで表すことができる。加工度Kは、当該塑性変形領域の厚みに対する鋼板Pの全厚の比である。そして、上記のように複数の下側ローラ66の上端と、複数の上側ローラ67の下端との間を蛇行することによる加工度は以下のように示される。
As described above, the thickness of the plastic deformation region generated in the surface layer portion can be expressed by the degree of processing K. The workability K is the ratio of the total thickness of the steel sheet P to the thickness of the plastic deformation region. The degree of processing by meandering between the upper ends of the plurality of
すなわち、複数の上側ローラ67の下端との間を蛇行する鋼板Pの曲率kは、日比野の実用算式(参考文献1参照)及び図3から式(1)のように求められる。
参考文献1:社団法人 日本塑性加工学会,“矯正加工−板,管,棒,線を真直ぐにする方法−Straightening of Metal Products−Technology to Straighten Sheet,Tube and Others−”,株式会社コロナ社,1992年1月20日,p.29−89
That is, the curvature k of the steel plate P meandering between the lower ends of the plurality of
Reference 1: Japan Society for Plastic Processing, "Correcting-Straightening of Metal Products-Technology to Straighten Sheet, Tube and Others-", Corona Co., Ltd., 19 January 20, 2014, p. 29-89
ただし、k:曲率
m:定数(=6:参考文献1参照)
d:インターメッシュ(押し込み量)(mm)
L:ロール半ピッチ(mm)
である。インターメッシュdは、例えば、下側ローラ66の上端の高さ(上下方向の位置座標)に鋼板Pの板厚tを加えた値と、上側ローラ67の下端の高さ(上下方向の位置座標)との差分により求められる。また、ローラ半ピッチLは、隣り合う下側ローラ66の搬送方向における中心間距離の1/2であり、隣り合う下側ローラ66と上側ローラ67の搬送方向における中心間距離であり、曲げ梁の長さに相当する。
However, k: curvature m: constant (= 6: see Reference 1)
d: Intermesh (pushing amount) (mm)
L: Roll half pitch (mm)
Is. The intermesh d is, for example, the value obtained by adding the plate thickness t of the steel plate P to the height of the upper end of the lower roller 66 (position coordinates in the vertical direction) and the height of the lower end of the upper roller 67 (position coordinates in the vertical direction). ) And the difference. Further, the roller half pitch L is 1/2 of the distance between the centers in the transport direction of the adjacent
また、隣り合う上側ローラ67の下端同士の間を蛇行する鋼板Pにおいて、塑性変形している部分を示す降伏曲率kyは、同様に式(2)のように求められる。
Further, in the steel plate P meandering between the lower ends of the adjacent
ただし、ky:降伏曲率
sy:降伏応力(MPa)
t:板厚(mm)
E:縦弾性係数(MPa)
However, ky: yield curvature sy: yield stress (MPa)
t: Plate thickness (mm)
E: Young's modulus (MPa)
そして、一般に、少なくとも表面から0.25mm程度の範囲において、硬度不良が発生しうる。また、鋼材Pにおいて表層の硬度が変化し得る範囲としては、表面P1から厚さ0.5mmの範囲である。表面P1から厚さ0.5mmの範囲での硬度の変化を後述する電磁気特性の測定に基づいて測定する場合、電磁気特性を測定させるために鋼板Pの内部に生じさせる渦電流の浸透深さは、表面P1から少なくとも0.5mm以上とする必要がある。一方、残留応力の影響は、測定範囲となる表面P1から0.5mmの範囲だけでなく、当該範囲に隣接する範囲の残留応力状態も影響しうる。したがって、当該表層硬度変化部周辺の残留応力の影響を排除するためには、少なくとも表面P1から厚さ2.0mmの範囲について残留応力を緩和させることが望ましい。 And, in general, a hardness defect may occur at least in a range of about 0.25 mm from the surface. The range in which the hardness of the surface layer of the steel material P can be changed is a range of 0.5 mm in thickness from the surface P1. When the change in hardness in the range of 0.5 mm from the surface P1 is measured based on the measurement of the electromagnetic characteristics described later, the penetration depth of the eddy current generated inside the steel plate P in order to measure the electromagnetic characteristics is , It is necessary to be at least 0.5 mm or more from the surface P1. On the other hand, the influence of the residual stress can affect not only the range of 0.5 mm from the surface P1 which is the measurement range but also the residual stress state in the range adjacent to the range. Therefore, in order to eliminate the influence of the residual stress around the surface hardness change portion, it is desirable to relax the residual stress at least in the range of 2.0 mm from the surface P1.
図4及び表1は、加工度ごとに、板厚t(mm)と塑性変形付与部である塑性変形付与設備65により塑性変形した表面からの深さh(mm)との関係を計算した結果を示している。図4及び表1に示すように、加工度を1.8以上とすることで、一般的な厚板の厚さ範囲が含まれる10mm以上の厚さtの範囲において、いずれも表面P1から厚さ2.0mmの範囲について塑性変形を生じさせて残留応力を緩和させることができる。このため、加工度としては1.8以上とすることが好ましい。また、鋼板Pに塑性変形による損傷を与えることなく残留応力を緩和させるためには加工度5.0以下であることがより好ましい。このようにして目標の加工度を決定して、鋼板Pの厚さ、鋼板Pの材質の降伏応力、縦弾性係数、及び、式(1)〜式(3)に基づいて、インターメッシュdによって定まる塑性変形付与設備65における下側ローラ66と上側ローラ67との位置を決定すればよい。
FIGS. 4 and 1 show the results of calculating the relationship between the plate thickness t (mm) and the depth h (mm) from the surface plastically deformed by the plastic
また、塑性変形付与設備65は、平坦度測定部60による平坦度の測定結果に応じて、下側ローラ66と上側ローラ67との間隔を調整ものとしても良い。塑性変形付与設備65は、平坦度測定部60を設けず、平坦度測定部60の測定結果に関係なく、鋼板Pに対して平坦度矯正を実施することで鋼板Pに対して繰り返し塑性変形を施すものとしてもよい。
Further, the plastic
硬度測定部70は、繰り返し塑性変形が施された鋼板Pの表面P1の硬度を測定する。本実施形では、鋼板Pの表面P1のうち、上面P1aの硬度不良が問題となるので、硬度測定部70は当該上面P1aについて硬度測定を実施する。
The
図5に示すように、本実施形態の硬度測定部70は、鋼板Pの表層の性状によって変化するパラメータに基づいて硬度を測定する装置である。本実施形態のパラメータとしては、例えば鋼板Pの表層に磁界をかけた場合に、磁界を生成するために入力するパラメータであって当該表層の性状の影響を受けて変化するパラメータ、及び、磁界をかけることによって当該表層の性状に応じた値が測定されるパラメータを含む。なお、鋼板Pの表層に磁界をかけた場合に、当該表層の性状の影響を受けて変化するパラメータを総称して電磁気特性と称し、得られるパラメータの値を電磁気特性値と称する。以下、鋼板Pの表層の性状によって変化するパラメータが、鋼板Pの表層の電磁気特性である場合について説明する。
As shown in FIG. 5, the
硬度測定部70は、鋼板Pの表層の電磁気特性値を測定するパラメータ測定部700と、パラメータ測定部700で測定された電磁気特性値に基づいて鋼板Pの表層の硬度を求める硬度演算部720とを備える。ここで、本実施形態における硬度とは、様々な試験によって定量される硬度を含む。例えば、ビッカース硬さ試験によるビッカース硬度、ブリネル硬さ試験によるブリネル硬度、ヌープ硬さ試験によるヌープ硬度、ロックウェル硬さ試験によるロックウェル硬度などである。また、これらの硬度は、各硬度を測定する試験方法によって測定される値である必要はなく、予め相関関係が分かっていれば、リバウンド式試験機によって測定された結果に基づいて測定値を得ても良く、リバウンド式試験で得られる測定値そのものを硬度の指標として用いても良い。以下においては、一例としてビッカース硬度を測定するものとして説明し、単に硬度と称する。
The
図5に示すように、本実施形態においてパラメータ測定部700は、例えば鋼板PのBHループから得られる電磁気特性値を測定する装置である。BHループは、鋼板Pの表層に周期的に印加される磁界の強さHと、印加された磁界により鋼板Pの表層に生じた磁束密度Bとの関係を示す相関データである。パラメータ測定部700は、磁化器710と、発振器712と、励磁電源713と、磁界演算部714と、検出コイル715と、磁束密度演算部716と、BHループ演算部717と、電磁気特性値検出部718とを備える。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
磁化器710は、測定対象となる鋼板Pの表層部分、すなわち、上面P1aを含む表層部分の当該上面P1aとの間に隙間を有して上面P1aの上方に配されている。磁化器710は、ヨーク711Aと、励磁コイル711Bとを有する。U字形状のヨーク711Aは、胴部711bと、胴部711bの両端に形成された一対の先端部711aとを有している。一対の先端部711aは、磁極となる先端面を測定対象である鋼板Pの表層の表面P1に対向して配される。励磁コイル711Bは、先端部711aのそれぞれに巻かれている。このような構成により、ヨーク711Aは、励磁コイル711Bに交流電流が流れることで、先端部711aと対向する位置に配された鋼板Pの表層に、交流電流の大きさに応じた強さHの磁界を発生させることができる。
The
発振器712は、目的とする交流電流の周波数に応じた周波数の信号を出力する。励磁電源713は、発振器712から受け付けた信号の周波数に応じた交流電流を励磁コイル711Bに出力する。また、励磁電源713は、出力する交流電流の大きさ、すなわち交流電流の振幅を設定できる。磁界演算部714は、励磁電源713から励磁コイル711Bに出力される交流電流の大きさを検出し、検出された交流電流の大きさ、予め記憶された励磁コイル711Bの巻き数などから、鋼板Pの表層に発生した磁界の強さHを演算する。磁界演算部714は、演算した磁界の強さHをBHループ演算部717に出力する。
The
検出コイル715は、一対の先端部711aの少なくとも一方の先端部分に、磁極となる先端面を囲むように巻かれている。磁化器710によって発生する磁界と鋼板Pの表層の状態とにより、磁極と鋼板Pの表面P1とのギャップに発生する磁束Φは変化する。そして、検出コイル715には、この磁束Φの時間変化に応じて電磁誘導により電圧が発生する。磁束密度演算部716は、検出コイル715に発生する電圧を検出し、検出された電圧と、予め求められた検出コイル715の巻き数、検出コイル715の断面積などから、磁束密度Bを演算する。磁束密度演算部716は、演算した磁束密度BをBHループ演算部717に出力する。
The
BHループ演算部717は、磁界演算部714から出力された磁界の強さHと、磁束密度演算部716から出力された磁束密度Bとに基づいて、磁界の強さHと磁束密度Bとの関係を示すBHループを演算する。図6は、BHループ演算部717で演算されるBHループの一例を示している。図6に示すようなBHループにより、測定対象である鋼板Pの表層の電磁気特性値を得ることができる。具体的には、電磁気特性値としては、残留磁束密度Br、保磁力Hc、透磁率μなどが挙げられる。残留磁束密度Brは、BHループにおいてHが最大なった点R1から磁界の強さHを小さくしてゼロになった点R2における磁束密度Bである。また、保磁力Hcは、さらに磁界の向きを逆転させて磁束密度Bがゼロとなる点R3における磁界の強さを示している。また、透磁率μは、任意の磁界の強さHの時において磁界の強さをΔH分変動させた時の磁界の強さHに対する磁束密度Bの変化率を示している。なお、電磁気特性値としては、残留磁束密度Br、保磁力Hc、透磁率μに限られず、磁界の強さの変化により検出される電磁気特性値であればこれに限られるものではない。本実施形態では、電磁気特性値検出部718は、例えば、保磁力Hcを抽出する。ただし、これに限られず、電磁気特性値検出部718は、保磁力Hcに代えて残留磁束密度Brや透磁率μなどとしても良く、複数種類の電磁気特性値を検出するものとしても良い。電磁気特性値検出部718は、抽出した電磁気特性値を硬度演算部720に出力する。
The BH
次に、硬度演算部720について説明する。図7に示すように、硬度演算部720は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ800とメモリ810とを備える制御部80により、プログラムを実行することにより実現される機能部である。硬度演算部720は、記憶部82に予め記憶されている硬度と上記電磁気特性値との相関関係と、硬度測定部70によって測定された電磁気特性値とに基づいて硬度を算出する。
Next, the
なお、硬度演算部720の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
In addition, all or a part of each function of the
出力部81は、各種情報を出力する。出力部81は、例えば、パラメータ測定部700で測定され、硬度演算部720により算出された鋼板Pの表面上の任意の位置おける硬度を出力する。また、位置情報取得し、位置情報と硬度に関する情報とを対応付けて表示しても良い。また、位置情報と硬度に基づいて鋼板Pを示す平面上に硬度に関する情報を数値、または、色により視覚的に示すものとしても良い。出力部81は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等の表示装置を含んで構成される。出力部81は、これらの表示装置を自装置に接続するインタフェースとして構成されてもよい。
The
図1に示す硬度判定部90は、図7に示す制御部80により、硬度演算部720と同様にプログラムを実行することにより実現される機能部である。硬度判定部90は、硬度測定部70により測定された硬度に基づいて、当該硬度が測定された位置が硬度不良部位Wであるか否かを判定する。本実施形態では、鋼板Pの表面P1のうち対象となる上面P1aにおいて硬度が予め定められた硬度の上限値よりも硬度の高い表層硬化部を検出する。すなわち、硬度判定部90は、記憶部82に予め記憶された上限値と、硬度測定部70により測定された硬度を比較して、測定された硬度が上限値を上回る場合には、当該位置を硬度不良部位Wと判定する。なお、硬度判定部90は、鋼板Pの表面P1のうち対象となる上面P1aにおいて硬度が予め定められた硬度の下限値よりも硬度の低い表層軟化部を検出するものとしても良い。硬度判定部90は、表層硬化部及び表層軟化部の少なくとも一方の表層硬度変化部を硬度不良部位Wとして検出するものとする。硬度判定部90は、硬度不良部位Wとして判定された部位を、位置情報とともに出力部81に表示させる。
The
なお、本実施形態の鋼板製造装置1では、硬度測定部70及び硬度判定部90を、連続鋳造設備10、再加熱炉20、圧延設備30、熱間矯正設備40、冷却設備50、及び、塑性変形付与設備65と一体のラインとして説明したが、これに限られない。繰り返し塑性変形が実施された鋼板Pを、別ラインに運搬し、当該別ラインにおいて装置として構成された硬度測定部70A及び硬度判定部90によって、後述する硬度測定工程S7及び硬度判定工程S8を実施しても良い。さらには、塑性変形付与設備65も別ラインとして、冷却設備50で冷却された鋼板Pを、別ラインに運搬し、当該別ラインにおいて塑性変形付与設備65によって後述する塑性変形工程(平坦度矯正工程)S6を実施しても良い。
In the steel
また、制御冷却実施後に鋼板Pに対して焼鈍工程を実施しても良い。焼鈍工程を実施する場合には、冷却設備50と平坦度測定部60との間に焼鈍設備を設け、平坦度測定部60を設けない場合には冷却設備50と塑性変形付与部である平坦度矯正部65との間に設けるものとしても良い。また、製造された鋼板Pに対して内部欠陥を検出する内部欠陥検出工程を実施しても良い。内部欠陥検出工程を実施する場合には、例えば、焼鈍工程を実施しない場合には冷却設備50の後に、また、焼鈍工程を実施する場合には焼鈍設備の後に内部欠陥検出設備を設ける。内部欠陥検出設備としては、例えば鋼板Pに対して超音波を発振して反射波を検出することで内部欠陥を検出する超音波探傷試験装置が挙げられる。
Further, the annealing step may be performed on the steel sheet P after the controlled cooling is performed. When the annealing step is carried out, an annealing equipment is provided between the cooling
また、上記においては、鋼板Pに繰り返し塑性変形を施す手段として平坦度矯正するものとしたがこれに限られるものではない。鋼板Pに対して、圧縮塑性変形と、引張塑性変形を繰り返すことで鋼板Pの表層の応力状態を調整可能であれば、例えばオイルプレス機による3点曲げを繰り返し実施するなど、他の手段によって塑性変形付与部を実現するものとしても良い。 Further, in the above, the flatness is corrected as a means for repeatedly plastically deforming the steel sheet P, but the present invention is not limited to this. If the stress state of the surface layer of the steel plate P can be adjusted by repeating compressive plastic deformation and tensile plastic deformation of the steel plate P, for example, three-point bending with an oil press machine is repeatedly performed by other means. The plastic deformation imparting portion may be realized.
次に、本実施形態の鋼板の製造方法について説明する。図8は、本実施形態の鋼板の製造方法のフロー図を示している。図8に示すように、本実施形態の鋼板の製造方法は、スラブSを連続鋳造する鋳造工程S1と、スラブSを再加熱する再加熱工程S2と、スラブSを制御圧延して鋼板Pとする圧延工程S3と、鋼板Pを熱間矯正する熱間矯正工程S4と、鋼板Pを制御冷却する冷却工程S5とを備える。さらに、本実施形態の鋼板Pの製造方法は、制御冷却された鋼板Pに対して繰り返し塑性変形を施す塑性変形工程S6と、平坦度矯正された鋼板Pの表面P1の硬度を測定する硬度測定工程S7と、硬度測定結果に基づいて硬度不良部位Wを判定する硬度判定工程S8とを備える。さらに、本実施形態の鋼板の製造方法は、硬度不良部位Wと判定された部位の表面を研磨する表面研磨工程S9と、表面を研磨した硬度不良部位Wについて硬度の確認を行う硬度確認工程S10と、硬度確認の結果に基づいて硬度不良部位Wを除去する除去工程S11と、除去工程S11後に再度硬度の確認を行う硬度再確認工程S12と、鋼板Pの厚みを計測する厚み確認工程S13、S14とを備える。以下、詳細を説明する。 Next, the method for manufacturing the steel sheet of the present embodiment will be described. FIG. 8 shows a flow chart of a method for manufacturing a steel sheet of the present embodiment. As shown in FIG. 8, the method for producing a steel sheet of the present embodiment includes a casting step S1 for continuously casting the slab S, a reheating step S2 for reheating the slab S, and a steel sheet P for controlled rolling of the slab S. The rolling step S3, the hot straightening step S4 for hot straightening the steel sheet P, and the cooling step S5 for controlling and cooling the steel sheet P are provided. Further, the method for manufacturing the steel plate P of the present embodiment includes a plastic deformation step S6 in which the controlled and cooled steel plate P is repeatedly plastically deformed, and a hardness measurement for measuring the hardness of the surface P1 of the flattened steel plate P. A step S7 and a hardness determination step S8 for determining a hardness defect portion W based on the hardness measurement result are provided. Further, the method for producing a steel plate of the present embodiment includes a surface polishing step S9 for polishing the surface of a portion determined to be a poor hardness portion W and a hardness confirmation step S10 for confirming the hardness of the poorly hardened portion W whose surface has been polished. A removal step S11 for removing the poor hardness portion W based on the result of the hardness confirmation, a hardness reconfirmation step S12 for reconfirming the hardness after the removal step S11, and a thickness confirmation step S13 for measuring the thickness of the steel plate P. It is provided with S14. The details will be described below.
鋳造工程S1では、連続鋳造設備10によりスラブSが生成される。また、再加熱工程S2では、再加熱炉20により、連続鋳造設備10によって生成されたスラブSが、圧延設備30で圧延可能な温度まで再加熱される。なお、鋳造工程S1を実施せず、予め製造されたスラブ片を再加熱炉20で加熱した後に次に説明する圧延工程S3において圧延するものとしてもよい。
In the casting step S1, the slab S is generated by the
圧延工程S3では、圧延設備30によりスラブSが制御圧延される。本実施形態では、圧延工程S3では、再加熱されたスラブSに対して粗圧延を行う粗圧延工程S3aと、粗圧延されたスラブSに対して仕上圧延を行い、鋼板Pを生成する仕上圧延工程S3bとを実施する。熱間矯正工程S4では、熱間矯正設備40により、制御圧延によって生成された鋼板Pに対して、熱間において平坦度が矯正される。冷却工程S5では、冷却設備50により、制御圧延された鋼板Pに対して制御冷却が実施される。
In the rolling step S3, the slab S is controlledly rolled by the rolling
本実施形態の塑性変形工程S6は、鋼板Pの平坦度を矯正することにより鋼板Pに繰り返し塑性変形を施して鋼板Pの表層の応力状態を調整する平坦度矯正工程を実施する。塑性変形工程S6では、まず平坦度測定部60によって、鋼板Pの表面P1のうち対象となる上面P1aにおいて平坦度が測定される(ステップS6a)。そして、測定結果に基づいて、塑性変形付与設備65によって鋼板Pの平坦度の矯正が実施される(ステップS6b)。これにより冷却設備50で冷却された直後の平坦度に応じて鋼板Pの矯正を行うことができる。このため、平坦度の矯正に伴って、鋼板Pは繰り返し塑性変形が施され、鋼板Pの表面P1を含む表層部分の応力状態を調整し、均一化を図ることができる。なお、上記のとおり、平坦度の測定を省略して鋼板Pの平坦度の矯正のみを実施してもよい。
In the plastic deformation step S6 of the present embodiment, a flatness straightening step is carried out in which the flatness of the steel plate P is corrected to repeatedly plastically deform the steel plate P to adjust the stress state of the surface layer of the steel plate P. In the plastic deformation step S6, first, the
硬度測定工程S7では、硬度測定部70Aにより、対象となる鋼板Pの表面P1である上面P1aの硬度が測定される。本実施形態の硬度測定工程S7では、鋼板Pの表層の性状によって変化するパラメータに基づいて硬度を測定する。本実施形態のパラメータとしては、電気特性値であって、例えば上記のとおり残留磁束密度Br、保磁力Hc、透磁率μなどが挙げられる。なお、硬度の測定方法としては、上記のように、鋼板Pの表層の性状によって変化するパラメータに基づいて硬度を測定する方法に限らず、リバウンド式硬度試験のように、直接的に硬度を測定する試験方法としても良い。
In the hardness measuring step S7, the
硬度判定工程S8では、硬度判定部90によって、測定された硬度に基づいて、測定された上面P1aにおいて硬度不良部位Wの有無が判定される。硬度不良部位Wの判定アルゴリズムについては上記のとおりである。なお、硬度不良部位Wの存在が確認されない場合には、本実施形態の鋼板の製造方法は完了し、鋼板Pが製品として取り出される。
In the hardness determination step S8, the
表面研磨工程S9では、後述する硬度確認工程S10で直接的に硬度を測定して硬度を確認するために、硬度不良部位Wと判定された部位の表面を研磨して表面のスケールを除去する。研磨方法としては例えばグラインダによって表面を研磨する方法が挙げられる。グラインダで表面を研磨する場合、研磨材に用いる研磨微粉の粒度としては、例えばP100〜180(JIS R6001)が採用される。表面研磨工程S9を実施することにより鋼板Pの表面P1から、例えば深さ0.01〜0.1mm程度の範囲で、表面に存在するスケールを除去する。 In the surface polishing step S9, in order to directly measure the hardness and confirm the hardness in the hardness confirmation step S10 described later, the surface of the portion determined to be the poor hardness portion W is polished to remove the scale of the surface. Examples of the polishing method include a method of polishing the surface with a grinder. When polishing the surface with a grinder, for example, P100 to 180 (JIS R6001) is adopted as the particle size of the polishing fine powder used for the polishing material. By carrying out the surface polishing step S9, the scale existing on the surface is removed from the surface P1 of the steel sheet P, for example, in the range of about 0.01 to 0.1 mm in depth.
硬度確認工程S10では、硬度不良部位Wと判定されて鋼板Pの表面P1のスケールが除去された位置において、再度硬度の確認を行う(ステップS10a)。本実施形態では、リバウンド式硬度試験のような直接的に硬度を測定する試験方法によって実施する。これにより、間接的に硬度を測定する場合と比較して、より狭い範囲でより正確に硬度を測定することができる。なお、上記硬度測定工程S7と同様に、間接的に硬度を測定する測定方法により実施することとしても良い。また、間接的に硬度を測定する場合には表面研磨工程S9を省略しても良い。硬度確認工程S10による測定結果により硬度不良部位Wが確認されない場合(ステップS10b:NO)には、鋼板の製造方法は完了し、鋼板Pが製品として取り出される。一方、硬度不良部位Wが確認される場合(ステップS10b:YES)には除去工程S11に移行する。 In the hardness confirmation step S10, the hardness is confirmed again at the position where the hardness defect portion W is determined and the scale of the surface P1 of the steel sheet P is removed (step S10a). In this embodiment, it is carried out by a test method for directly measuring hardness such as a rebound type hardness test. As a result, the hardness can be measured more accurately in a narrower range than in the case of indirectly measuring the hardness. As in the hardness measuring step S7, the hardness may be indirectly measured by a measuring method. Further, when the hardness is indirectly measured, the surface polishing step S9 may be omitted. When the hardness defective portion W is not confirmed by the measurement result in the hardness confirmation step S10 (step S10b: NO), the steel sheet manufacturing method is completed and the steel sheet P is taken out as a product. On the other hand, when the poor hardness portion W is confirmed (step S10b: YES), the process proceeds to the removal step S11.
除去工程S11では、硬度確認工程S10で確認された硬度不良部位Wが除去される。具体的には、硬度不良部位Wが存在する位置に対して研削装置によって研削を行う。研削方法としては例えばグラインダによって表面を研削する方法が挙げられる。グラインダで表面を研削する場合、研削材に用いる研削微粉の粒度としては、例えばP36〜60(JIS R 6010)が採用される。これにより鋼板Pの表面P1から、例えば深さ0.1〜0.5mm程度の範囲で、硬度不良の原因となっている鋼材を除去することができる。少なくとも表面から0.25mm程度の範囲において、硬度不良が発生しうることから、表面から少なくとも0.25mmを超える範囲で研削することが好ましい。そして、除去した後に硬度再確認工程S12を実施する。 In the removal step S11, the hardness defective portion W confirmed in the hardness confirmation step S10 is removed. Specifically, grinding is performed by a grinding device at a position where a hardness defect portion W exists. Examples of the grinding method include a method of grinding the surface with a grinder. When the surface is ground with a grinder, for example, P36 to 60 (JIS R 6010) is adopted as the particle size of the grinding fine powder used for the abrasive. Thereby, the steel material causing the poor hardness can be removed from the surface P1 of the steel plate P, for example, in the range of about 0.1 to 0.5 mm in depth. Since poor hardness may occur at least in the range of about 0.25 mm from the surface, it is preferable to grind in the range of at least 0.25 mm from the surface. Then, after the removal, the hardness reconfirmation step S12 is carried out.
硬度再確認工程S12では、硬度不良部位Wと判定されて表面P1の鋼材が除去された位置において再度硬度の確認を行う(ステップS12a)。本実施形態では、リバウンド式硬度試験のような直接的に硬度を測定する試験方法によって実施する。なお、硬度確認工程S10同様に、上記硬度測定工程S7と同様に、間接的に硬度を測定する測定方法により実施することとしても良い。硬度再確認工程S12による測定結果により硬度不良部位Wが確認されない場合(ステップS12b:NO)には、厚み確認工程S13に移行する。一方、硬度不良部位Wが確認される場合(ステップS12b:YES)には厚み確認工程S14に移行する。 In the hardness reconfirmation step S12, the hardness is reconfirmed at a position where the hardness defective portion W is determined and the steel material on the surface P1 is removed (step S12a). In this embodiment, it is carried out by a test method for directly measuring hardness such as a rebound type hardness test. As in the hardness confirmation step S10, the hardness measurement step S7 may be carried out by a measuring method for indirectly measuring the hardness. When the poor hardness portion W is not confirmed by the measurement result in the hardness reconfirmation step S12 (step S12b: NO), the process proceeds to the thickness confirmation step S13. On the other hand, when the poor hardness portion W is confirmed (step S12b: YES), the process proceeds to the thickness confirmation step S14.
厚み確認工程S13では、硬度不良部位Wが除去されたことが確認できた鋼板Pに対して厚みを計測する(ステップS13a)。厚みを計測する範囲は鋼板P全体でも良いし、除去工程S11で硬度不良部位Wが除去された位置のみとしても良い。測定方法としては、例えば超音波探傷試験が用いられる。超音波探傷試験機により一方の面から超音波を発信させて反対側の面で反射される反射波を測定することで、測定位置における鋼板Pの厚みを測定することができる。測定の結果、鋼板Pの厚みが予め設定されている基準値以上の場合(ステップS13b:YES)には、鋼板の製造方法は完了し、鋼板Pが製品として取り出される。一方、測定の結果、鋼板Pの厚みが予め設定されている基準値未満の場合(ステップS13b:NO)には、製品不良と判定される。 In the thickness confirmation step S13, the thickness of the steel sheet P for which it has been confirmed that the poor hardness portion W has been removed is measured (step S13a). The range for measuring the thickness may be the entire steel sheet P, or may be only the position where the poor hardness portion W is removed in the removal step S11. As a measuring method, for example, an ultrasonic flaw detection test is used. The thickness of the steel plate P at the measurement position can be measured by transmitting ultrasonic waves from one surface with an ultrasonic flaw detection tester and measuring the reflected waves reflected by the other surface. As a result of the measurement, when the thickness of the steel sheet P is equal to or greater than the preset reference value (step S13b: YES), the method for manufacturing the steel sheet is completed and the steel sheet P is taken out as a product. On the other hand, as a result of the measurement, when the thickness of the steel plate P is less than the preset reference value (step S13b: NO), it is determined that the product is defective.
また、厚み確認工程S14では、硬度不良部位Wが残っていることが確認された鋼板Pに対して厚みを計測する(ステップS14a)。厚みを計測する範囲は鋼板P全体でも良いし、除去工程S11で硬度不良部位Wについて研削された位置のみとしても良い。測定方法は、厚み確認工程S13と同様である。測定の結果、鋼板Pの厚みが予め設定されている基準値以上の場合(ステップS14b:YES)には、再度除去工程S11を実施する。一方、測定の結果、鋼板Pの厚みが予め設定されている基準値未満の場合(ステップS14b:NO)には、製品不良と判定される。 Further, in the thickness confirmation step S14, the thickness of the steel sheet P confirmed to have the poor hardness portion W remaining is measured (step S14a). The range for measuring the thickness may be the entire steel sheet P, or may be only the position where the poor hardness portion W is ground in the removal step S11. The measuring method is the same as the thickness confirmation step S13. As a result of the measurement, when the thickness of the steel plate P is equal to or greater than the preset reference value (step S14b: YES), the removal step S11 is performed again. On the other hand, as a result of the measurement, when the thickness of the steel plate P is less than the preset reference value (step S14b: NO), it is determined that the product is defective.
なお、上記の鋼板の製造方法において、冷却工程S5の後に鋼板Pに対して焼鈍を行う焼鈍工程を実施しても良い。また、製造された鋼板Pに対して内部欠陥を検出する内部欠陥検出工程を実施しても良い。内部欠陥検出工程を実施する場合には、焼鈍工程を実施しない場合には冷却工程S5実施後に、焼鈍工程を実施する場合には焼鈍工程後に実施する。内部欠陥検出工程で実施する検査方法としては、上記のとおり例えば超音波探傷試験が挙げられる。 In the above method for manufacturing a steel sheet, an annealing step of annealing the steel sheet P after the cooling step S5 may be performed. Further, an internal defect detection step for detecting an internal defect in the manufactured steel sheet P may be performed. When the internal defect detection step is carried out, if the annealing step is not carried out, it is carried out after the cooling step S5, and if the annealing step is carried out, it is carried out after the annealing step. As described above, examples of the inspection method carried out in the internal defect detection step include an ultrasonic flaw detection test.
また、上記の鋼板の製造方法では、表面研磨工程S9、硬度確認工程S10、硬度再確認工程S12、及び厚み確認工程S13、S14とを備えるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、硬度判定工程S8まで実施した後に、硬度不良部位Wの存在が確認されない場合には鋼板Pの製造方法を完了し、また、硬度不良部位Wの存在が確認された場合にも当該部位について除去工程S11を実施して鋼板Pの製造方法を完了としても良い。 Further, the above-mentioned method for manufacturing a steel sheet includes, but is not limited to, a surface polishing step S9, a hardness confirmation step S10, a hardness reconfirmation step S12, and thickness confirmation steps S13 and S14. For example, if the presence of the poor hardness portion W is not confirmed after the hardness determination step S8 is performed, the manufacturing method of the steel sheet P is completed, and if the presence of the poor hardness portion W is confirmed, the portion is also considered. The removal step S11 may be carried out to complete the method for manufacturing the steel sheet P.
以上のように、本実施形態の鋼板の製造方法及び鋼板製造装置1では、圧延工程S3及び冷却工程S5が実施された鋼板Pに対して、塑性変形工程S6において、鋼板Pに繰り返し塑性変形が施される。より具体的には、上記実施形態では平坦度矯正工程により鋼板Pに繰り返し塑性変形が施される。これにより、対象となる表面P1である上面P1aを含む鋼板Pの表層部分では、冷却工程S5後の鋼板Pが箇所によって残留応力が異なる応力が不均一な状態であったとしても、応力が不均一な状態を解消することができる。そして、硬度測定工程S7において、塑性変形工程S6で応力状態の不均一さを解消した状態で対象となる表面P1に対して硬度を測定することで、応力の影響を抑制して正確に硬度を測定することができる。このため、硬度判定工程S8では、正確に測定された硬度に基づいて硬度不良部位Wを正確に判定し、除去工程S11において硬度不良部位Wを確実に除去することができる。このため、対象となる表面P1において、硬度が品質上問題となる部分を抑制した鋼板Pを製造することができる。
As described above, in the steel sheet manufacturing method and the steel
また、硬度測定工程S7で、鋼板Pの表面P1の電磁気特性を測定することによって、硬度を測定する鋼板Pの表面P1に損傷を与えることなく、また、応力の状態の影響を受けることなく、正確に硬度を測定することができる。 Further, by measuring the electromagnetic characteristics of the surface P1 of the steel plate P in the hardness measuring step S7, the surface P1 of the steel plate P whose hardness is to be measured is not damaged and is not affected by the stress state. Hardness can be measured accurately.
また、このような鋼板Pの製造方法で製造される鋼板Pが鋼管Qの素材として用いられ、硬度測定工程S7、硬度判定工程S8及び除去工程S11が、鋼管Qの内面Q1(図9及び下記参照)となる部分について実施、すなわち、上記鋼板Pの上面P1aについて実施されることで、内部を流通する流体による腐食が懸念される鋼管Qの内面Q1部分について、腐食の影響を受けやすい硬度不良部位Wが抑制された鋼管Qを製造することができる。 Further, the steel plate P manufactured by such a method for manufacturing the steel plate P is used as the material of the steel pipe Q, and the hardness measuring step S7, the hardness determination step S8 and the removing step S11 are performed on the inner surface Q1 of the steel pipe Q (FIG. 9 and the following). By implementing the part that becomes (see), that is, the upper surface P1a of the steel sheet P, the inner surface Q1 portion of the steel pipe Q, which is concerned about corrosion by the fluid flowing inside, has a hardness defect that is easily affected by corrosion. It is possible to manufacture a steel pipe Q in which the portion W is suppressed.
そして、上記鋼板Pの製造方法は、鋼管の製造方法の一工程として実施されて鋼管Qを製造するものとしても良い。すなわち、図9に示すように、本実施形態の鋼管Qの製造方法では、上記鋼板Pの製造方法で鋼板Pを製造する鋼板製造工程S20と、第一のプレス工程S21と、第二のプレス工程S22と、溶接工程S23とを備える。第一のプレス工程S21では、上記鋼板の製造方法で製造された鋼板PをU字状にプレス加工してU字状中間材P´を形成する。その際、塑性変形工程S6、硬度測定工程S7、硬度判定工程S8及び除去工程S11が実施された鋼板Pの上面P1aが鋼管Qとなった場合の内面Q1となるように、言い換えれば凹曲面となるように、鋼板PはU字状に加工される。また、第二のプレス工程S22では、第一のプレス工程S21で加工されたU字状中間材P´をO字状にプレス加工してO字状中間材P´´を形成する。さらに、溶接工程S23では、第二のプレス工程S22で加工されたO字状中間材P´´における鋼板Pの端部となる部分同士を、溶接線Q2にて溶接する。 Then, the method for manufacturing the steel sheet P may be carried out as one step of the method for manufacturing the steel pipe to manufacture the steel pipe Q. That is, as shown in FIG. 9, in the method for manufacturing the steel pipe Q of the present embodiment, the steel sheet manufacturing process S20 for manufacturing the steel sheet P by the method for manufacturing the steel sheet P, the first pressing process S21, and the second press. A step S22 and a welding step S23 are provided. In the first pressing step S21, the steel sheet P manufactured by the above method for manufacturing a steel sheet is pressed into a U shape to form a U-shaped intermediate material P'. At that time, the upper surface P1a of the steel sheet P on which the plastic deformation step S6, the hardness measurement step S7, the hardness determination step S8, and the removal step S11 were carried out becomes the inner surface Q1 when the steel pipe Q is formed, in other words, a concave curved surface. As such, the steel plate P is processed into a U shape. Further, in the second pressing step S22, the U-shaped intermediate material P ′ processed in the first pressing step S21 is pressed into an O shape to form an O-shaped intermediate material P ″. Further, in the welding step S23, the portions of the O-shaped intermediate material P ″ processed in the second pressing step S22, which are the ends of the steel plates P, are welded together by the welding line Q2.
このような鋼管の製造方法によれば、内部を流通する流体による腐食が懸念される鋼管Qの内面Q1部分について、腐食の影響を受けやすい硬度不良部位Wが抑制された鋼管Qを製造することができる。さらに、上記鋼管の製造方法において、溶接工程S23後に、鋼管Qを拡径する拡径工程を実施することで、UOE鋼管も製造することができる。 According to such a method for manufacturing a steel pipe, it is possible to manufacture a steel pipe Q in which the poor hardness portion W, which is easily affected by corrosion, is suppressed in the inner surface Q1 portion of the steel pipe Q, which is feared to be corroded by the fluid flowing inside. Can be done. Further, in the above-mentioned steel pipe manufacturing method, a UOE steel pipe can also be manufactured by carrying out a diameter-expanding step of expanding the diameter of the steel pipe Q after the welding step S23.
また、上記においては、鋼板Pに繰り返し塑性変形を施す方法として平坦度矯正するものとしたがこれに限られるものではない。鋼板Pに対して、圧縮塑性変形と、引張塑性変形を繰り返すことで鋼板Pの表層の応力状態を調整可能であれば、例えばオイルプレス機による3点曲げを繰り返し実施するなど、他の方法によって塑性変形付与部を実現するものとしても良い。 Further, in the above, the flatness is corrected as a method of repeatedly plastically deforming the steel sheet P, but the present invention is not limited to this. If the stress state of the surface layer of the steel plate P can be adjusted by repeating compressive plastic deformation and tensile plastic deformation of the steel plate P, for example, three-point bending with an oil press machine is repeatedly performed by another method. The plastic deformation imparting portion may be realized.
また、上記硬度測定工程S7では、検査対象となる鋼板Pについて、BHループを測定し、当該BHループから得られる電磁気特性値を得て硬度を演算するものとしたが、これに限られるものではない。図10及び図11は、上記硬度測定工程S7で用いられる変形例の鋼板製造装置1Aにおける硬度測定部70Aを示している。
Further, in the hardness measurement step S7, the BH loop is measured for the steel sheet P to be inspected, and the electromagnetic characteristic value obtained from the BH loop is obtained to calculate the hardness, but the hardness is not limited to this. No. 10 and 11 show the
図10に示すように、本変形例の鋼板製造装置1Aの硬度測定部70Aは渦流探傷装置である。すなわち、硬度測定部70Aは、検査プローブ851と、発振器852と、ブリッジ853と、移相器854と、増幅器855と、同期検波器856と、波形生成部857と、電磁気特性値検出部858とを有する。検査プローブ851は、測定コイル851aを有する。発振器852は、所定の周波数を有する基準信号を生成し、ブリッジ853及び移相器854に出力する。ブリッジ853は、測定コイル851aの微小なインピーダンス変化を電圧に変換し増幅器855に出力する。増幅器855は、ブリッジ853から出力された信号を増幅して、同期検波器856に出力する。移相器854は、基準信号の周波数を保ったまま位相をシフトした信号を生成し、同期検波器856に出力する。同期検波器856は、増幅器855から出力された信号を、移相器854から出力される信号によって同期検波し、直流成分を抽出して波形生成部857に出力する。波形生成部857では、同期検波器856から出力された信号に基づいて図11に示すような波形を生成する。電磁気特性値検出部858では、電磁気特性値として、同期検波器856で生成された波形から、例えば渦流位相δを検出する。そして、電磁気特性値検出部858は、電磁気特性値である渦流位相δを硬度演算部720に出力する。硬度演算部720では、記憶部82(図7参照)に予め記憶されている硬度と電磁気特性値である渦流位相δとの相関関係と、硬度測定部70Aによって測定されたである渦流位相δとに基づいて硬度を算出する。
As shown in FIG. 10, the
このように、電磁気特性値を測定する装置としては、BHループを検出する装置に限られず、本実施形態のような渦流探傷試験装置とし、これによって得られる電磁気特性値としても良い。また、BHループを検出する装置と渦流探傷試験装置とを組み合わせても良いし、BHループを検出する装置及び渦流探傷試験装置以外でも良い。少なくとも鋼板Pの表層に磁界を発生させ、硬度の違いによって異なる応答が得られる電磁気特性値を測定可能な装置であれば適用可能である。 As described above, the device for measuring the electromagnetic characteristic value is not limited to the device for detecting the BH loop, and the eddy current flaw detection test device as in the present embodiment may be used as the device for measuring the electromagnetic characteristic value. Further, the device for detecting the BH loop and the eddy current flaw detection test device may be combined, or the device other than the device for detecting the BH loop and the eddy current flaw detection test device may be used. It is applicable to any device capable of measuring at least an electromagnetic characteristic value in which a magnetic field is generated on the surface layer of the steel sheet P and a different response is obtained depending on the difference in hardness.
図12及び図13は、本発明の実施例を示している。図12は、(a)が、上記実施形態の鋼板製造装置1によって鋼板Pを製造した場合において、塑性変形付与設備65によって塑性変形工程S6を実施する直前の鋼板Pの上面P1aの残留応力を測定した結果であり、また、(b)が塑性変形工程S6を実施した直後の鋼板Pの上面P1aの残留応力を測定した結果である。鋼板PにはX65(降伏応力450MPa)を用いた。また、本実施例の鋼板Pの厚みは30mmである。また、塑性変形工程S6において鋼板Pに対して実施した平坦度矯正による加工度は2.2である。残留応力はX線応力測定法によって測定した。負の値は圧縮応力を示し、正の値は引張応力を示している。また、図12は、応力範囲ごとに示した度数分布であり、−50MPa未満−100MPa以上のバンド、−100MPa未満−150MPa以上のバンドというように50MPaのバンドごとの度数を示している。図12(a)に示すように、塑性変形工程S6前における残留応力は、平均で−225MPaであり、標準偏差は77.5MPaであった。一方、図12(b)に示すように、塑性変形工程S6を実施することで、鋼板Pの上面P1a全体を、平均0・1MPaのわずかな圧縮応力状態とし、標準偏差35.4MPaとなり、標準偏差を40MPaの範囲に収めることができた。これによりわずかな圧縮応力状態で均一化を図ることができ、その後の硬度測定工程S7において応力の影響を受けずに正確に硬度を測定できる状態とすることが確認できた。
12 and 13 show examples of the present invention. FIG. 12 shows the residual stress of the upper surface P1a of the steel plate P immediately before the plastic deformation step S6 is carried out by the plastic
図13は、鋼板Pの上面P1aについて硬度測定部70Aによって電磁気特性値として増分透磁率(Ω)を測定した結果を、上面P1a上にコンターによって示したものである。増分透磁率は、測定結果から得られる図6に示すBHループにおいて、B=0における変化率を示す値である。H=0であれば、H=+Hcの場合でも、H=−Hcの場合でも構わない。図13(a)は冷却工程S5実施直後の測定結果を示している。また、図13(b)は塑性変形工程S6実施直後の測定結果を示している。図13(a)に示すように、冷却工程S5実施直後では、鋼板Pの上面P1a上の増分透磁率の測定結果は大きなむらとなって表れている。これは、冷却工程S5までの工程の影響により鋼板Pの上面P1aを含む表層部分の応力状態が不均一であり、応力の影響を受けて増分透磁率の測定結果もばらつきが生じてしまっていることによる。一方、図13(b)に示すように、塑性変形工程S6実施直後では、平坦度矯正により鋼板Pの上面P1aを含む表層部分の応力状態がわずかな圧縮応力状態で均一化が図られて、これにより応力の影響を受けずに増分透磁率の測定結果にもばらつきが生じていない。このため、硬度の影響によるわずかな増分透磁率の変化も検出が可能となっている。
FIG. 13 shows the result of measuring the incremental magnetic permeability (Ω) as the electromagnetic characteristic value of the upper surface P1a of the steel sheet P by the
以上、本発明の実施形態及び実施例について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Is done.
1、1A 鋼板製造装置
30 圧延部
50 冷却部
65 塑性変形付与設備(塑性変形付与部)
70、70A 硬度測定部
90 硬度判定部
P 鋼板
P1 表面
Q 鋼管
Q1 内面
S スラブ
S3 圧延工程
S5 冷却工程
S6 塑性変形工程
S7 硬度測定工程
S8 硬度判定工程
S9 除去工程
S21 第一のプレス工程
S22 第二のプレス工程
S23 溶接工程
W 硬度不良部位
1, 1A Steel
70, 70A
Claims (9)
前記圧延工程で制御圧延された鋼板を、制御冷却する冷却工程と、
前記冷却工程で制御冷却された前記鋼板を繰り返し塑性変形することで、前記鋼板の表面を含む前記鋼板の表層の応力状態を調整する塑性変形工程と、
前記鋼板の前記塑性変形工程が実施された前記鋼板の前記表面のうち少なくとも一部の硬度を測定する硬度測定工程と、
前記硬度測定工程の測定結果に基づいて、硬度が予め設定された閾値を超える部位を硬度不良部位と判定する硬度判定工程と、
前記硬度不良部位を除去する除去工程とを備える鋼板の製造方法。 A rolling process that controls and rolls slabs,
A cooling process for controlling and cooling the steel sheet controlled and rolled in the rolling process, and
A plastic deformation step of adjusting the stress state of the surface layer of the steel sheet including the surface of the steel sheet by repeatedly plastically deforming the steel sheet controlled and cooled in the cooling step.
A hardness measuring step of measuring the hardness of at least a part of the surface of the steel sheet on which the plastic deformation step of the steel sheet is carried out, and a hardness measuring step of measuring the hardness of at least a part of the surface of the steel sheet.
Based on the measurement result of the hardness measurement step, a hardness determination step of determining a portion having a hardness exceeding a preset threshold value as a hardness defective portion,
A method for manufacturing a steel sheet, which comprises a removing step of removing a portion having poor hardness.
前記硬度測定工程、前記硬度判定工程及び前記除去工程は、前記鋼管の内面となる部分について実施する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の鋼板の製造方法。 The steel plate is used as a material for steel pipes.
The method for manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the hardness measuring step, the hardness determining step, and the removing step are carried out on a portion to be an inner surface of the steel pipe.
前記第一のプレス工程で加工された前記鋼板をO字状にプレス加工する第二のプレス工程と、
前記第二のプレス工程で加工された前記鋼板の端部同士を溶接する溶接工程とを備える鋼管の製造方法。 A first pressing step of pressing a steel sheet manufactured by the method for manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 6 into a U shape, and
A second press step of pressing the steel sheet processed in the first press step into an O shape, and a second press step.
A method for manufacturing a steel pipe, comprising a welding step of welding the ends of the steel sheet processed in the second pressing step.
前記圧延部で制御圧延された鋼板を、制御冷却する冷却部と、
前記冷却部で制御冷却された前記鋼板を繰り返し塑性変形して、前記鋼板の表面を含む前記鋼板の表層の応力状態を調整する塑性変形付与部と、
前記鋼板の前記塑性変形付与部によって繰り返し塑性変形が施された前記鋼板の前記表面のうち、少なくも一部の硬度を測定する硬度測定部と、
前記硬度測定部の測定結果に基づいて、硬度が予め設定された閾値を超える部位を硬度不良部位と判定する硬度判定部とを備える鋼板製造装置。 A rolling section that controls and rolls slabs,
A cooling unit that controls and cools the steel sheet that has been controlledly rolled by the rolling unit,
A plastic deformation imparting portion that repeatedly plastically deforms the steel sheet that has been controlled and cooled by the cooling unit to adjust the stress state of the surface layer of the steel sheet including the surface of the steel sheet.
A hardness measuring unit for measuring the hardness of at least a part of the surface of the steel sheet that has been repeatedly plastically deformed by the plastic deformation imparting portion of the steel sheet.
A steel sheet manufacturing apparatus including a hardness determination unit that determines a portion whose hardness exceeds a preset threshold value as a hardness defective portion based on the measurement result of the hardness measurement unit.
スラブを制御圧延及び制御冷却することで生成された鋼板に対して繰り返し塑性変形を施すことで表層の応力状態が調整された表面に対して測定された電磁気特性から、当該表面の硬度を演算する硬度演算手段、
前記硬度演算手段によって演算された硬度に基づいて硬度が予め設定された閾値を越える部位を硬度不良と判定する硬度判定手段、
として機能させるためのプログラム。 Computer,
The hardness of the surface is calculated from the electromagnetic characteristics measured for the surface whose surface stress state has been adjusted by repeatedly plastically deforming the steel sheet generated by controlling rolling and controlling cooling of the slab. Hardness calculation means,
A hardness determining means for determining a portion where the hardness exceeds a preset threshold value based on the hardness calculated by the hardness calculating means as a hardness defect.
A program to function as.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020076696A JP7448803B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Steel plate manufacturing method, steel pipe manufacturing method, steel plate manufacturing equipment and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020076696A JP7448803B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Steel plate manufacturing method, steel pipe manufacturing method, steel plate manufacturing equipment and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021171790A true JP2021171790A (en) | 2021-11-01 |
JP7448803B2 JP7448803B2 (en) | 2024-03-13 |
Family
ID=78281041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020076696A Active JP7448803B2 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Steel plate manufacturing method, steel pipe manufacturing method, steel plate manufacturing equipment and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7448803B2 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4289480B2 (en) | 2003-03-24 | 2009-07-01 | 株式会社神戸製鋼所 | Straightening method to obtain steel plate with good shape with little variation in residual stress |
JP2005052860A (en) | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Jfe Steel Kk | Roller leveler and straightening method |
JP4998820B2 (en) | 2007-03-14 | 2012-08-15 | 住友金属工業株式会社 | Eddy current inspection method and eddy current inspection apparatus for implementing the eddy current inspection method |
JP5672916B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-02-18 | Jfeスチール株式会社 | High-strength steel sheet for sour line pipes, method for producing the same, and high-strength steel pipe using high-strength steel sheets for sour line pipes |
JP5751012B2 (en) | 2011-05-24 | 2015-07-22 | Jfeスチール株式会社 | Manufacturing method of high-strength line pipe with excellent crush resistance and sour resistance |
JP5991175B2 (en) | 2011-12-09 | 2016-09-14 | Jfeスチール株式会社 | High-strength steel sheet for line pipes with excellent material uniformity in the steel sheet and its manufacturing method |
JP6481677B2 (en) | 2016-03-15 | 2019-03-13 | Jfeスチール株式会社 | Steel sheet residual stress estimation method, steel sheet manufacturing method, steel sheet residual stress estimation apparatus, and steel sheet manufacturing equipment |
JP6948297B2 (en) | 2017-09-04 | 2021-10-13 | Jfeスチール株式会社 | Steel sheet manufacturing method, surface hardness measuring device for magnetic materials, and steel sheet manufacturing equipment line |
-
2020
- 2020-04-23 JP JP2020076696A patent/JP7448803B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7448803B2 (en) | 2024-03-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6948297B2 (en) | Steel sheet manufacturing method, surface hardness measuring device for magnetic materials, and steel sheet manufacturing equipment line | |
US9221127B2 (en) | Method for producing welded tubes from steel | |
CN101384382A (en) | Application of induction heating to control sheet flatness in cold rolling mills | |
Liu et al. | A new mathematical model for determining the longitudinal strain in cold roll forming process | |
JP4523010B2 (en) | Steel plate manufacturing method | |
Jurcius et al. | Influence of vibratory stress relief on residual stresses in weldments and mechanical properties of structural steel joint. | |
Chen et al. | A 2.5-dimensional analytical model of cold leveling for plates with transverse wave defects | |
CN107552573A (en) | A kind of control method and device of high-strength steel internal stress | |
JPH11169939A (en) | Manufacture of hot rolled steel sheet and manufacturing equipment | |
JP7448803B2 (en) | Steel plate manufacturing method, steel pipe manufacturing method, steel plate manufacturing equipment and program | |
JP5026195B2 (en) | Metal fatigue identification device and metal fatigue identification method | |
JP7397318B2 (en) | Steel plate manufacturing method, steel pipe manufacturing method, steel plate manufacturing equipment and program | |
Laugwitz et al. | Development of levelling strategies for heavy plates via controlled FE models | |
JP6860025B2 (en) | Tempered rolling method, temper rolling equipment, steel strip manufacturing method | |
JP4927008B2 (en) | Method for predicting deformation resistance of metal strip and method for setting up cold tandem rolling mill | |
JP4018572B2 (en) | Manufacturing method of steel sheet with small variation in yield stress and residual stress | |
JP3947485B2 (en) | Steel plate manufacturing method | |
CN101543836A (en) | Production method and device for microstress hot rolling plates | |
CN114846323A (en) | Apparatus and method for testing surface material of steel plate | |
CN117098615A (en) | Method for producing hot-rolled steel sheet, method for predicting temperature history of hot-rolled steel sheet, and method for predicting hardened portion of hot-rolled steel sheet | |
JP2000301220A (en) | Steel plate and method and device for manufacturing steel plate | |
JP2001264298A (en) | Steel plate softening degree on-line measurement method | |
KR102553226B1 (en) | Electro-magnetic Test Device | |
Paech et al. | Inline wire diagnosis | |
Radwański et al. | Study on the influence of sheet straightening process on residual stress distribution, mechanical properties and structure of deep-drawing steel sheets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221205 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231222 |
|
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: 20240130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240212 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7448803 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |