JP2509487B2 - 鋼板の材質予測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、厚鋼板などの金属組織
状態や材質を、製品に対する物理的評価を行うことな
く、製造段階あるいは製造前に予測できるようにした鋼
板の材質予測方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、厚鋼板などのユーザにおいて
は、製品の納入と共に、その材質試験結果を添付するこ
とを要求する場合が多い。このような要求に対し、メー
カー側は製造後の鋼板の一部を切り出し、これに対し
て、物理的な特性試験（引張試験、シャルピー試験等の
破壊検査）を行っている。

【０００３】したがって、現状では完成品になった後で
しか、その材質を知ることができず、製造前に要求され
る材質を精度良く確実に得られる成分や製造条件を設定
することが非常に困難である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な物理的な特性試験は多大な時間と費用を要し、製品の
出荷，納品などに影響を与えているために、物理的な特
性試験を行うことなく材質を推定する技術の開発や製造
前に材質を予測し、要求される材質を精度よく確実に得
られる成分や製造条件を設定するような技術の開発が望
まれている。

【０００５】そこで、本発明の目的は、与えられた成
分、製造条件に従って、鋼板の材質の予測を自動的に行
えるようにした鋼板の材質予測方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、鋼の成分及び製造条件の実績値あるいは
想定値を入力条件に製造工程における冶金現象を数式モ
デルにより計算することにより製品の金属組織状態（各
組織分率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径など）及
び炭窒化物の析出状態（固溶量、析出量、析出物粒径）
を予測し、これらによって鋼板の材質を推定するもので
ある。

【０００７】焼きならし法によって鋼板を製造する場合
は、焼きならし時の鋼片のサイズと鋼成分及び加熱条件
（炉内雰囲気温度分布、鋼片の炉内位置−時間情報）を
入力条件に冷却前のオーステナイト粒径や炭窒化物形成
元素の固溶・析出状態を算出し、この算出結果及び圧延
後の冷却条件（空冷と水冷の区別、冷却水量、水冷装置
内通板の位置−時間情報など）に基づいて変態後の金属
組織状態（各組織分率、各組織の硬度、粒状フェライト
粒径）やフェライト中における析出状態（固溶量、析出
量、析出物粒径）を算出し、これらによって鋼板の材質
を推定する。

【０００８】さらに、推定の精度を高めるためには焼き
ならしに先立つ再加熱−圧延−冷却の工程に対し、鋼成
分及び加熱条件（炉内雰囲気温度分布、鋼片の炉内位置
−時間情報、鋼片サイズ）を入力条件に圧延前のオース
テナイト粒径や炭窒化物形成元素の固溶・析出状態を算
出し、さらに圧延条件（各パス毎の入・出側厚、パス間
時間、ロール径、ロール回転速度など）に基づいて圧延
終了後のオーステナイト粒径及び圧延によるオーステナ
イト粒の偏平を考慮するためにオーステナイトの単位体
積当たりの粒界面積（以下オーステナイト粒界面積と略
記）や転位密度、オーステナイト中の炭窒化物の析出状
態（固溶量、析出量、析出物粒径）などを算出し、この
算出結果及び圧延後の冷却条件（空冷と水冷の区別、冷
却水量、水冷装置内通板の位置−時間情報など）に基づ
いて変態後の金属組織状態（各組織分率、各組織の硬
度、粒状フェライト粒径）やフェライト中における析出
状態（固溶量、析出量、析出物粒径）を算出し、これを
先に述べた焼きならし時の演算の初期条件（金属組織状
態や析出物状態）として入力する。

【０００９】

【作用】上記した手段によれば、材質（降伏強さ、引張
強さ、靭性など）の推定の鍵となる金属組織状態（各組
織分率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径）や析出物
状態（固溶量、析出量、析出物粒径）は、この各々の算
出のために必要となる入力条件から各工程に対応する金
属組織の変化に関する予測計算を順次実行しながら求め
ることができる。

【００１０】これにより、鋼成分及び製造条件の実績値
もしくは想定値を用いて製造段階または製造前に製品の
材質の予測を行うことができ、従来とは異なり、完成品
に対する物理的な特性試験（破壊試験）の省略、簡略化
が可能である。また、製造前に鋼成分や製造条件の想定
値を用い、材質を推定可能なので、求められる材質仕様
を確実に満たし、なおかつ効率的な製造条件を効率的ま
たは自動的に設定することが可能であるなど多くの利点
を生じる。

【００１１】

【実施例】図２、図３及び図４は本発明による鋼板材質
予測法を示す演算フローチャートである。

【００１２】また、図１は本発明が適用される鋼板製造
ラインの例を示す設備構成図である。なお、以下におい
ては、厚鋼板の製造を例に説明する。

【００１３】図１に示すように、圧延設備は圧延前に鋼
片（例えば、長さ２〜４ｍ，幅１〜２．５ｍ，厚み２５
０ｍｍ前後）を加熱する加熱炉２，大まかな圧延を行う
粗圧延機３，粗圧延された鋼板を製品の板厚に圧延する
仕上圧延機４，この仕上圧延機４によって圧延された鋼
板に生じた反りを修正するホットレベラ（ＨＬ）５，こ
のホットレベラ５を出た厚鋼板１を冷却する冷却装置
（Ａ）６，さらに圧延、冷却された厚鋼板を熱処理する
目的で設置された再加熱用の熱処理炉１０３及び再加熱
後に冷却を行う冷却装置（Ｂ）１０２の各々を備えて構
成されている。

【００１４】なお、加熱炉２，粗圧延機３，仕上圧延機
４，ホットレベラ５，冷却装置６、熱処理炉１０３及び
冷却装置１０２の各々には、その駆動を制御し、稼働中
の情報を得るためにプロセスコンピュータ（以下、プロ
コンと略記）が接続されている（加熱プロコン７、圧延
プロコン８、冷却プロコン９及び熱処理プロコン１０
１）。これらのプロコンは、中央制御室１０に設置され
た上位コンピュータ（不図示）に接続され、この上位コ
ンピュータは生産計画に従って加熱プロコン７、圧延プ
ロコン８、冷却プロコン９及び熱処理プロコン１０１を
駆動する。また、製品となった厚鋼板１に対し、機械試
験を行うための機械試験システム１１が設けられ、その
試験結果は中央制御室１０に送られる。

【００１５】次に、図２及び図３、図４に示す鋼板の材
質予測法について説明する。図２は本発明による材質予
測法の処理を大まかなブロック図で示したものであり、
図３、図４をこれをより詳細に説明するフローチャート
である。

【００１６】図２あるいは図３、図４に示した処理の実
行は、これを実現するソフトウェアを作成し、これをコ
ンピュータにロードし、計算を実行することにより行わ
れる。

【００１７】本発明による鋼板の材質予測法を図２によ
り説明する。

【００１８】焼きならし法によって鋼板を製造する場
合、その製造工程は２つの工程に大別される。ひとつは
焼きならし法の根幹となる工程でＡｃ３点以上の温度へ
の再加熱とその後の冷却からなり、いわゆる熱処理系の
工程である。もうひとつは、上記した熱処理系の工程に
先立ち、鋳造後の鋼板をＡｃ３点以上の温度へ再加熱
し、圧延を施し、その後に冷却する圧延・冷却系の工程
である。

【００１９】本発明による鋼板材質予測方法は、上記の
各工程に対応して、再加熱、圧延、冷却時の金属組織変
化を算出する圧延・冷却系計算部１０９とその後の焼き
ならし時の金属組織変化を算出する熱処理系計算部１０
７、さらに最終的な金属組織の算出結果から強度、靭性
等の諸材質を算出する組織−材質系計算部１０８に大別
されるいくつかの数式モデルで構成されており、それら
によって、製造工程中の金属組織変化と最終的な材質を
数値的に算出するものである。

【００２０】焼きならし法によって鋼板を製造する場合
に、製品の金属組織、材質に主たる影響を与えるのは熱
処理系における再加熱、冷却の工程である。したがっ
て、熱処理系計算部１０７のモデル群によって、焼きな
らし工程における再加熱、冷却に伴う金属組織変化及び
最終的な金属組織を算出し、組織−材質系計算部１０８
によって材質を計算することによって、その材質を予測
することができる。

【００２１】しかしながら、焼きならし工程における金
属組織変化は、その前組織の影響を受けることが知られ
ている。特に、焼きならし工程における再加熱温度が比
較的低温に設定される場合には、オーステナイトの成長
や析出物の再固溶が十分に行われないため、その傾向は
一層顕著である。

【００２２】したがって、本発明法のように製造工程中
の金属組織変化を予測し、鋼材の材質を予測する場合、
焼きならし工程のみについて金属組織変化の予測を行う
よりも、その前工程である圧延、冷却系の工程について
も予測を行い、その結果を前組織として取り入れて、焼
きならし工程の金属組織変化の予測を行う方が予測精度
は高い。

【００２３】以下には焼きならしにより鋼板を製造する
場合について、焼きならし工程及びその前工程である再
加熱、圧延、冷却工程を含めて、材質を予測する方法に
ついて説明する。

【００２４】図３、図４は本発明法の実施例の各計算部
部の構成を示している。

【００２５】圧延・冷却系計算部１０９は、焼きならし
工程の前工程である再加熱、圧延、冷却工程に対して適
用されるモデル群で、当該工程終了時の金属組織状態、
析出物状態と鋼板のサイズ及び温度分布を出力する。次
に、この演算結果は焼きならし工程に適用される熱処理
系計算部１０７に入力され、焼きならし終了後の金属組
織状態、析出物状態と鋼板の温度分布を出力する。繰り
返し熱処理が行われる場合はこの熱処理系計算部１０７
を繰り返し演算する。組織−材質系計算部１０８は熱処
理系計算部で算出された金属組織状態及び析出物状態か
ら強度や靭性などの材質を計算する部分である。

【００２６】圧延・冷却系計算部１０９は、加熱温度モ
デル２２、圧延温度モデル２８、歪分布モデル３０、冷
却温度モデル３９、初期状態モデル２０、オーステナイ
ト中析出モデル３５、熱間加工モデル２７、変態モデル
３８、フェライト中析出モデル１０４からなる。

【００２７】初期状態モデル２０は成分条件３６、加熱
温度モデル２２によって算出した温度・時間情報（Ａ）
２３とにより再加熱の際の昇温カーブに沿ってフェライ
ト＋セメンタイトからオーステナイトへの変態及びオー
ステナイトへの変態終了後はオーステナイト粒の成長
（オーステナイト粒径）と炭窒化物形成元素の固溶・析
出状態に代表される金属組織状態２６を算出するもので
ある。

【００２８】ここで、成分条件３６は、重量％で示され
る鋼中の炭素（Ｃ），シリコン（Ｓｉ），マンガン（Ｍ
ｎ），燐（Ｐ），硫黄（Ｓ），銅（Ｃｕ），ニッケル
（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），コバ
ルト（Ｃｏ），ニオブ（Ｎｂ），チタン（Ｔｉ），バナ
ジウム（Ｖ），タンタル（Ｔａ），アルミニウム（Ａ
ｌ），ボロン（Ｂ），窒素（Ｎ）などを指す。

【００２９】また、温度・時間情報（Ａ）２３は加熱温
度モデル２２に加熱条件２４（炉内雰囲気温度分布、鋼
片の炉内位置−時間情報、鋼片の厚さ、長さ、幅）を入
力し、差分法などにより加熱中の温度変化を算出するこ
とにより得られる。

【００３０】金属組織状態（固溶・析出状態）２６の計
算は鋼板内の複数の点について計算することが必要であ
る。これにより鋼板内の広い範囲での状態が推定可能と
なり、精度の良い予測が可能となる。

【００３１】次に、初期状態モデル２０の演算結果であ
る金属組織状態２６（固溶・析出状態、オーステナイト
粒径）を受けて、熱間加工モデル２７により圧延後の金
属組織状態３３（オーステナイト粒径、単位体積当たり
のオーステナイト粒界面積、転位密度）を算出する。

【００３２】熱間加工モデル２７は、圧延によるオース
テナイト中の転移の増加と圧延後のオーステナイトの回
復と再結晶をそれぞれ明確に区別して定式化したもの
で、圧延終了後のオーステナイト粒径、オーステナイト
粒界面積や転位密度などのオーステナイトの金属組織状
態３３を安定的に計算するために設けられている。

【００３３】熱間加工モデル２７により圧延後の金属組
織状態３３（圧延後のオーステナイト粒径、オーステナ
イト粒界面積、転位密度）を算出するには、圧延中の全
パスについて鋼板の温度・時間情報（Ｂ）２９、圧延に
よる歪、歪速度情報３１、及び圧延開始前の金属組織状
態として再加熱後の金属組織状態２６（オーステナイト
粒径、固溶・析出状態）が必要である。

【００３４】このうち圧延中の鋼板の温度・時間情報
（Ｂ）２９は加熱温度モデル２２から算出された再加熱
終了時の温度・時間情報（Ａ）２３を初期値として、圧
延温度モデル２８に各パス毎の圧延条件３２（入側板
厚、出側板厚、パス間時間、ロール径、ロール回転速
度）を入力することにより算出される。

【００３５】また、圧延による歪、歪速度情報３１は歪
分布モデル３０に圧延条件３２（入側板厚、出側板厚、
パス間時間、ロール系、ロール回転速度）を入力するこ
とにより板厚方向に異なる歪・歪速度を相当歪としての
位置ごとに塑性力学的に算出したものである。

【００３６】なお、熱間加工モデル２７により圧延後の
金属組織状態３３を計算するにあたって、成分条件３６
にＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂなど圧延工程中にオ
ーステナイト中で炭化物もしくは窒化物としての析出が
生じる元素を含有する場合には、その析出状態（固溶
量、析出量、析出物粒径）が圧延パス間に変化し、次パ
スでのオーステナイトの回復や再結晶の挙動が異なって
くる場合があるので、圧延パス間でオーステナイト中析
出モデル３５の演算を行い、その演算結果である析出物
状態３７（固溶量、析出量、析出物粒径）を逐次熱間加
工モデル２７に入力する必要がある。

【００３７】このオーステナイト中析出モデル３５は圧
延パス間及び圧延終了後、冷却開始までのオーステナイ
ト中での析出物状態３７（固溶量、析出量、析出物粒
径）を算出するために設けられており、各々の析出物の
生成と成長を熱力学及び鋼中の拡散から数式モデル化し
たものである。

【００３８】このオーステナイト中析出モデル３５によ
り析出物状態を求めるに際しては初期状態モデル２０に
より算出した再加熱終了後の鋼片中の固溶・析出状態３
７を初期条件として、圧延温度モデル２８による温度・
時間情報（Ｂ）２９の履歴に従って、成分情報３６及び
熱間加工モデルの演算結果である金属組織状態３３に基
づいて圧延パス間及び最終パス後の炭窒化物形成元素
（例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂなど）の固溶
量あるいは析出量、析出物粒径を演算し、析出物状態３
７（固溶量、析出量、析出物粒径）を出力する。

【００３９】次に、熱間加工モデル２７で算出された圧
延後の金属組織状態３３（圧延後オーステナイト粒径、
オーステナイト粒界面積、転位密度）の結果を受けて変
態モデル３８により、圧延終了後の冷却に伴って生じる
変態の進行及び変態終了後の金属組織状態４３（各組織
分率、粒状フェライト粒径、各組織の硬度）を算出す
る。

【００４０】変態モデル３８はオーステナイトが変態し
て生じるフェライト、パーライト、ベイナイト、マルテ
ンサイト等の各金属組織の生成と成長をオーステナイト
状態（オーステナイト粒径、オーステナイト粒界面積、
転位密度）及び析出物状態（例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，
Ｖ，Ｍｏ，Ｂなどの固溶量、析出量、析出物粒径）の関
数として定式化したものでこれに成分情報３６に基づく
熱力学的な計算結果を加味して、各組織の核生成、粒成
長を計算することで、各相の生成挙動を予測し、最終的
に球状フェライト、針状フェライト、パーライト、ベイ
ナイト、マルテンサイトの各組織分率及び球状フェライ
トの粒径といった変態後の金属組織状態を推定するため
に設けられている。

【００４１】この変態モデル３８は、冷却温度モデル３
９に基づく温度・時間情報（Ｃ）４０によって与えられ
る冷却過程に沿って、変態の進行を演算する。

【００４２】なお、変態モデルによる計算では、成分条
件３６に、例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂなど
のように変態挙動に著しい影響を与え、なおかつ圧延後
にオーステナイト中で、炭化物あるいは窒化物としての
析出が進行する元素を含有する場合にはオーステナイト
中析出モデル３５の演算結果３７を逐次入力し、計算を
行う必要がある。

【００４３】また、冷却温度モデル３９は冷却条件４２
（空冷・水冷区分、水冷の場合は冷却水量密度、冷却装
置内通板速度）変態を入力条件として、空冷や加速冷却
を行った際の温度変化を差分法などを用いて計算する
が、計算の精度を向上させるために変態に伴う発熱量を
考慮する必要があるので、変態モデル３８により算出し
た微小時間の変態量４１の変化を冷却過程で逐次フィー
ドバックするのである。次に、冷却過程における変態終
了後は変態モデル３８の演算結果である金属組織状態４
３（各組織分率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径）
を受けて、冷却温度モデル３９により算出される冷却過
程に沿って、フェライト中の炭化物や窒化物の析出物状
態１０５をフェライト中析出モデル１０４により、算出
する。これは圧延・冷却の後に続く焼きならし工程での
固溶析出状態をより精度良く算出するために計算の初期
値として利用するためである。

【００４４】フェライト中析出モデル１０４はフェライ
ト中での析出物の状態（固溶量、析出量、析出物粒径）
を算出するために設けられており、オーステナイト中析
出モデル３５と同様に、各々の析出物の生成と成長を熱
力学及び鋼中の拡散定数を用いて、数式モデル化したも
のである。

【００４５】このフェライト中析出モデル１０４により
析出物状態を求めるに際しては初期条件としてオーステ
ナイト中析出状態モデル３５による鋼板のオーステナイ
ト状態での析出物状態３７を用い、冷却温度モデル３９
による温度・時間情報（Ｃ）４０に沿って、成分情報３
６及び変態モデルの演算結果４３（フェライト粒径、各
組織分率、各組織の硬度）に基づいて析出元素（例えば
Ｎｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂなど）の固溶量、析出
量、析出物粒径を演算し、析出物状態１０５（固溶量ま
たは析出量、析出物粒径）を出力する。

【００４６】以上の計算によって、焼きならしの前工程
である再加熱、圧延、冷却が終了した時点での金属組織
を精度良く予測することが可能である。次に、これを初
期条件として、焼きならし工程における金属組織変化を
熱処理系計算部１０７により予測する。

【００４７】焼きならし工程における金属組織変化を計
算する熱処理系計算部１０７は、熱処理温度モデル１１
２、初期状態モデル２０、オーステナイト中析出モデル
３５、変態モデル３８、フェライト中析出モデル１０４
から成る。これらのモデルは圧延・冷却系計算部で用い
たものと同一のものであるが、熱処理温度モデルが焼き
ならし工程全体にわたる温度を算出する点や初期状態モ
デルの入力条件に圧延・冷却系計算部１０９の演算結果
である金属組織状態４３及び析出物状態１０５が含まれ
る点で、やや異なる。

【００４８】熱処理系計算部１０７の初期状態モデル２
０は成分条件３６、圧延・冷却系計算部１０９で計算さ
れた焼きならし前の金属組織状態４３、析出物状態１０
５及び熱処理温度モデル１１２によって算出した温度・
時間情報（Ｄ）１１３とにより再加熱時の昇温カーブに
沿ってフェライト（α）＋セメンタイト（θ）からオー
ステナイト（γ）への変態及び変態終了後はオーステナ
イト粒の成長（オーステナイト粒径）と炭・窒化物の固
溶・析出状態２６といった再加熱終了時の金属組織状態
を算出するものである。

【００４９】ここで、温度・時間情報（Ｄ）１１３は差
分法などによる熱処理温度モデル１１２に鋼板のサイズ
１１１（板厚、板幅、長さ）と熱処理条件１１０（炉内
雰囲気温度分布、鋼板の炉内位置−温度情報、冷却時の
空冷・水冷区分、水冷の場合は冷却水量密度、冷却装置
内通板速度）及び温度の初期条件として、圧延・冷却系
計算部１０９の冷却温度モデル３９の演算結果４０を入
力することにより算出する。

【００５０】温度・時間情報（Ｄ）１１３及び金属組織
状態２６の計算は板厚の表面から中心に向かう複数の点
について計算することが必要である。これにより表面か
ら内部までの状態を推定可能となり、精度の良い予測が
可能となる。

【００５１】次に、再加熱終了後の金属組織状態２６
（固溶・析出状態、オーステナイト粒径）を受けて、オ
ーステナイト中析出モデル３５、変態モデル３８により
冷却時のオーステナイト中の析出物状態（析出量、固溶
量、析出物粒径）及び変態による金属組織状態４３（各
組織分率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径）を計算
する。なお、変態後はフェライト中析出モデル１０４を
用いてフェライト中の析出物状態１０５（固溶量、析出
量、析出物粒径）を算出する。

【００５２】オーステナイト中析出モデル３５は圧延・
冷却系計算部１０９の説明で述べた通り、オーステナイ
ト中での析出物の状態を算出するために設けられてお
り、熱処理温度モデル１１２により算出された温度・時
間情報（Ｄ）１１３に従い、成分条件３６、初期状態モ
デル２０による鋼板中の固溶・析出状態２６に基づいて
析出元素（例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂな
ど）の固溶量、析出量、析出物粒径を演算し、析出物状
態３７を出力する点では圧延・冷却系計算部１０９と同
一であり、温度モデルが熱処理温度モデル１１２である
点と圧延がないので圧延後の金属組織状態３３（オース
テナイト粒径、オーステナイト粒界面積、転位密度）が
入力されない点だけが異なる。

【００５３】また、変態モデル３８も圧延・冷却系計算
部１０９の説明に述べた通り、オーステナイトが変態し
て出現するフェライト、、パーライト、ベイナイト、マ
ルテンサイト等の各金属組織の生成と成長を成分条件３
６に基づく熱力学的な計算、オーステナイト状態（オー
ステナイト粒径、オーステナイト粒界面積、転位密度）
及び析出物状態（例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，
Ｂなどの固溶量もしくは、析出量、析出物粒径）の関数
として定式化することで、各相の生成挙動を予測し、最
終的に球状、針状フェライト、パーライト、ベイナイ
ト、マルテンサイトの各組織分率及び球状フェライトの
粒径などの変態後金属組織状態を推定するために設けら
れており、ここでは初期状態モデル２０の演算結果２６
よりオーステナイト粒径、オーステナイト中析出モデル
３５より析出物状態３７（固溶量、析出量、析出物粒
径）を入力条件として、熱処理温度モデル１１２で算出
される冷却時の温度・時間情報（Ｄ）１１３に沿って変
態による組織変化を算出し、最終的な金属組織状態４３
（各組織分率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径）を
算出する。

【００５４】なお、熱処理系計算部１０７の変態の計算
においては、圧延を伴わないので熱間加工モデルの適用
を必要としない点が圧延・冷却系計算部とは異なるが、
成分条件３６に例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂ
など冷却中にオーステナイト中で炭化物あるいは窒化物
としての析出が生じる元素を含有する場合には、その析
出状態が変態挙動に影響を与える場合があるので、オー
ステナイト中析出モデル３５の演算結果３７を冷却過程
で逐次入力する必要がある点では圧延・冷却系計算部１
０９と同一である。また、熱処理温度モデル１１２の計
算の精度向上の目的で変態モデル３８による変態量４１
の変化を冷却過程で逐次フィードバックし、変態に伴う
発熱量を考慮する必要がある点も変わらない。

【００５５】次に、変態後の冷却過程におけるフェライ
ト中での炭化物や窒化物の析出物状態１０５をフェライ
ト中析出モデル１０４により算出する。これはフェライ
ト中での析出が鋼の析出強化（炭化物、窒化物）あるい
は固溶強化（炭素原子など）に影響する重要な因子だか
らである。

【００５６】このフェライト中析出モデル１０４により
析出物状態を求めるに際しては初期条件としてオーステ
ナイト中析出状態モデル３５による鋼板のオーステナイ
ト状態での固溶・析出状態３７を用い、熱処理温度モデ
ル１１２による温度・時間情報（Ｄ）１１３に従って、
成分条件３６及び変態モデルの演算結果４３（各組織分
率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径）に基づいて析
出元素（例えばＮｂ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｖ，Ｍｏ，Ｂなど）
の固溶量、析出量、析出物粒径を演算し、析出物状態３
７を出力する。

【００５７】以上の計算により焼きならし後の金属組織
状態及び炭化物、窒化物などの析出物状態を精度良く予
測することができる。したがって、この金属組織状態に
関する結果を組織−材質系計算部１０８に入力すること
により鋼材の最終的な材質を求めることができる。

【００５８】組織−材質系計算部１０８の組織−材質モ
デルは、鋼の固溶強化、析出硬化、変態強化、フェライ
ト粒径や各組織分率など材質への影響を分離して定式化
したのもで、金属組織状態４３、析出物状態３７、及び
成分条件３６に基づいて、鋼板の材質４５（降伏強さ
（ＹＳ），引張強さ（ＴＳ），靭性（例えば被面遷移温
度ｖＴｒｓ）など）を出力するものだからである。

【００５９】以上の処理を実行し、すべてが実行された
場合には、処理が終了し、材質の予測を行うことができ
る。この結果は、フロッピーディスクなどの記憶媒体に
保存されると共にプリンタによって打出される。

【００６０】以上に本発明法による鋼材の材質予測法の
概要を再加熱−圧延−冷却の後に焼きならしを１回だけ
行う場合について示したが、焼きならし処理を２回以上
繰り返す場合についても本法を提供することができる。
その場合は熱処理系計算部１０７の演算結果３７及び４
３を再び熱処理系計算部１０７の初期条件として初期状
態モデル２０に入力し、続く熱処理系計算部１０７の各
モデルを演算することを焼きならしの処理回数だけ繰り
返せば良い。

【００６１】次に、主なモデルの演算の詳細について図
５〜図１２を参照して説明する。なお、参照例は全て同
一鋼板内の位置（例えば板厚方向、板幅方向、長さ方
向）の異なるｍ点について計算した場合を示してある。
また、同一のモデルを圧延・冷却系計算部１０９と熱処
理系計算部１０７の両者で用いる場合には、圧延・冷却
系計算部１０９で使用される場合を例に説明する。

【００６２】図５は初期状態モデル２０の処理の詳細を
示すフローチャートである。

【００６３】まず、成分条件３６及び加熱条件２４を加
熱温度モデル２２に入力、演算した結果、得られた板内
ｍ点のスラブ温度・時間情報（Ａ）２３を入力し、計算
の時間間隔などの定数や初期値を設定する（ステップ２
０１：以下Ｓ２０１）。

【００６４】次いで、熱力学的な計算を行い当該成分条
件３６での状態図を計算する（Ｓ２０２）。

【００６５】次に、以下の手順によって、微小時間間隔
内の金属組織変化を算出する。

【００６６】まず、再加熱の処理時間が設定値を経過し
たか否かを判定し（Ｓ２０３）、否であれば再加熱処理
が継続すると判断し、まず析出物の固溶量、析出量及び
析出物粒径の計算を行う（Ｓ２０４）。この計算は熱力
学的に求めた鋼中での溶解度と原子の拡散性から析出物
の固溶を再現することによって行うものである。

【００６７】次に、オーステナイト粒の成長を計算す
る。ただし、周知のように鋼はＡｃ３点以上の温度に加
熱されると結晶構造の変化に伴ってフェライト相及びセ
メンタイト相の混合状態からオーステナイトへ変態す
る。

【００６８】そこで、この際のオーステナイト粒の成長
をＳ２０２で計算された相の状態毎に異なった手法によ
り計算する。すなわち、温度に応じてオーステナイト＋
フェライト＋セメンタイト域、オーステナイト＋フェラ
イト域、オーステナイト単相域へと変化する場合の各々
について、セメンタイトの固溶を伴うオーステナイトの
フェライトへの成長、オーステナイトのフェライトへ成
長、オーステナイトどうしの粒の食い合いによる成長を
計算する（Ｓ２０５）。

【００６９】このような計算を再加熱処理の継続する
間、微小時間毎に繰り返すことによって再加熱終了時の
金属組織状態（固溶量、析出量、析出物粒径、オーステ
ナイト粒径）を算出するものである。

【００７０】次に、図６は熱間加工モデル２７の処理の
詳細を示すフローチャートである。この処理は各パス毎
の圧延条件３２（入側板厚、出側板厚、パス間時間、ロ
ール径、ロール回転速度など）から圧延温度モデル２８
により算出される温度・時間情報（Ｂ）２９と圧延によ
る板厚方向の歪・歪速度分布を算出する歪分布モデル３
０の演算結果である歪、歪速度情報３１及び初期状態モ
デル２０の演算結果である再加熱後の金属組織状態２６
（オーステナイト粒径、固溶・析出状態）及びオーステ
ナイト中析出モデル３５の演算結果である析出物状態３
７を入力条件として行われる。

【００７１】周知のように鋼板の圧延工程においては複
数の圧延パスを施す場合が多い。このような場合、各パ
ス間において、オーステナイトには加工−回復−再結晶
という金属組織の変化が生じる。１パスの加工によりオ
ーステナイトは偏平すると共に内部には多数の転位が導
入される。回復は加工後に転位が消滅していく現象であ
り、再結晶は加工により偏平したオーステナイトの粒界
から転位の非常に少ない新しいオーステナイト粒が生成
することをいう。

【００７２】このような転位密度やオーステナイト粒
径、オーステナイト粒界面積の変化は各圧延パス毎に生
じており、図７に示すよう圧延パス間で著しく変化す
る。したがって、このような変化を各パス毎に計算する
必要がある。

【００７３】そこで、各パス間及び最終パス終了後の冷
却中のオーステナイト粒径、オーステナイト粒界面積、
オーステナイト中の転位密度は以下のように計算する。

【００７４】まず、計算に必要な初期値の設定として、
板内ｍ点の位置に対する温度、歪などの入力条件を設定
する（Ｓ２７１）。そして、この各々の点について、オ
ーステナイトの圧延後の偏平を考慮するために前記の歪
・歪速度情報３１に従って、オーステナイト粒の単位体
積当たりの粒界面積（オーステナイト粒界面積）及び圧
延により導入された転位密度を算出する（Ｓ２７２）。

【００７５】次に、圧延後の転移の回復及び再結晶を計
算するが、圧延の圧下量が大きい場合、圧延パス中にロ
ールバイト中に瞬時的に再結晶が生じる場合がある。こ
れを動的再結晶と呼び、圧延のパス間に生じる静的再結
晶と区別する必要がある。

【００７６】そこで、このような場合に対応するため
に、圧延条件（温度、歪量、歪速度）から動的再結晶が
生じているか否かを判定し、生じている場合には、動的
再結晶による転位密度の減少及び動的再結晶後の粒径を
計算する（Ｓ２７３）。

【００７７】次に、圧延パスの後、次の圧延パスまでの
間に生じる転位の回復及び再結晶を計算する。

【００７８】まず、動的再結晶が生じないか完了してい
ない場合には、その後、動的再結晶が生じる可能性があ
るので圧延パス後に静的再結晶が生じるまでの時間（静
的再結晶の潜伏期）を計算し、この潜伏期以内の時間で
は回復のみを計算し、潜伏期以降では静的再結晶の進行
（再結晶率、再結晶粒径、転位密度）を計算する（Ｓ２
７４）。

【００７９】また、圧延中に動的再結晶が完了している
場合、もしくは圧延後に静的再結晶が完了してしまって
から後は、再結晶粒同志の食い合いによるオーステナイ
ト粒の成長のみを計算する（Ｓ２７５）。

【００８０】なお、これらの現象はいずれもオーステナ
イト中の固溶・析出状態３７の影響を受けるので、本法
においては、加工による転位密度の増加の仕方、動的再
結晶挙動、加工後の回復・再結晶挙動及び粒成長を固溶
原子の種類と量などの固溶・析出状態の関数として定式
化することにより、これらの影響を考慮している。

【００８１】以上の計算により、次パスの直前のオース
テナイト粒径あるいはオーステナイト粒界面積及び転位
密度を算出する（Ｓ２７６）。

【００８２】次に、Ｓ２７６で算出されたオーステナイ
ト粒界面積、転位密度を初期値とし、次パスに対しても
同様の計算を行い、最終パスまで繰り返し計算すること
によって最終的なオーステナイトの金属組織状態（板内
ｍ点におけるオーステナイト粒径、オーステナイト粒界
面積、転位密度）を得る（Ｓ２７７）。

【００８３】図８はオーステナイト中析出モデルの処理
の詳細を示すフローチャートである。

【００８４】本モデルは圧延及び冷却中にオーステナイ
ト中において進行するニオブなどの炭窒化の析出を計算
し、その固溶量、析出量及び析出物粒径などを算出する
ことを目的とする。

【００８５】本モデルは圧延・冷却系計算部１０９と熱
処理系計算部１０７の両者で用いられるが、圧延・冷却
系計算部１０９で用いられる場合と熱処理系計算部１０
７で用いる場合の両者は、ややモデルの入出力が異なる
のみで、モデルの機能は変わらない。

【００８６】ここでは、圧延・冷却系計算部１０９で用
いられる場合を例に本モデルを説明する。

【００８７】なお、熱処理系計算部１０７で用いる場合
の入出力の相違点は、圧延による加工の影響を考慮す
るために用いる熱間加工モデル２７からの出力（オース
テナイト粒径、オーステナイト粒界面積、転位密度）３
３を必要とせず、初期状態モデルから再加熱時の固溶・
析出状態２６の入力をだけ必要とする、本モデルの出
力である析出物状態３７は熱間加工モデルへフィードバ
ックされなくても良い、温度・時間情報を圧延温度モ
デル２８ではなく熱処理温度モデル１１２から入力す
る、という３点のみである。

【００８８】オーステナイト中析出モデルの計算におい
ては、まず成分条件３６より、熱力学的な計算によって
鋼の状態図を計算し、平衡状態における固溶あるいは析
出状態などを算出する（Ｓ１１９）。

【００８９】次に、板内のｍ点について、Ｓ１１９で求
めた平衡状態及び熱間加工モデル２７の演算結果３３、
圧延温度モデル２８の演算結果３４を基に冷却過程を分
割した微小時間内に生じる各析出物の核生成を計算する
（Ｓ１２０）。

【００９０】次に、板内のｍ点について、既に核生成し
ている各析出物についてＳ１２０と同一の微小時間内に
生じる粒成長を算出する（Ｓ１２１）。

【００９１】次に、板内のｍ点について、現在計算して
いる時刻までに生成した各析出物の粒数及び粒径から析
出量、固溶量及び析出物粒径を平均粒径として算出する
（Ｓ１２２）。

【００９２】以上の計算を連続する冷却過程において繰
り返すことで圧延中及び圧延後の冷却過程におけるオー
ステナイト中の析出物状態３７を算出することができ
る。

【００９３】図９は変態モデル３８の処理の詳細を示す
フローチャートである。

【００９４】鋼の変態挙動は変態前のオーステナイト状
態（オーステナイト粒径あるいはオーステナイトの単位
体積当たりの粒界面積（オーステナイト粒界面積）、転
位密度、元素の固溶・析出状態（固溶量、析出量、析出
物粒径））、冷却速度の影響を受ける。

【００９５】本モデルはこれらを金属組織状態３３（オ
ーステナイト粒径、オーステナイト粒界面積、転位密
度）、析出物状態３７、温度・時間情報（Ｃ）４０とし
て入力し、変態の進行及び粒界フェライト（オーステナ
イト粒界に核生成したフェライト）、粒内フェライト
（オーステナイト粒内に核生成したフェライト）、パー
ライト、ベイナイト、マルテンサイトの各組織分率、さ
らにはフェライトについては形状の観点から、粒状のも
のについては粒状フェライトとして、その分率及び粒径
を算出し、これよりやや低温の特定の温度以下で生成す
る針状のフェライトについては、その分率を計算するも
のである。

【００９６】この計算方法は以下の通りである。

【００９７】まず当該成分における状態図を熱力学的な
計算により算出し（Ｓ３８１）各組織が熱力学的に生成
可能な条件（温度、成分領域）を求める。

【００９８】次に、冷却過程においてオーステナイトよ
り生成可能な各組織への変態量を計算する。

【００９９】この計算では冷却過程における任意の微小
時間内の変態量の増分を計算し、これを冷却過程で繰り
返し、変態終了まで続けることによって、最終的な各組
織分率を求めるのであるが、フェライトについては、ま
ずオーステナイト粒界、オーステナイト粒内での核生成
数を計算する（Ｓ３８２）。

【０１００】次に、生成した粒界、粒内フェライトの成
長を計算し、微小時間内の粒界粒内フェライト率の増分
を和して、フェライトの増分を算出する（Ｓ３８３）。
次に、生成したフェライトが粒状か針状かを、生成した
温度から判断し粒状である場合には、Ｓ３８２，Ｓ３８
３で算出したフェライトの生成数及び生成量を粒状フェ
ライト数及び粒状フェライト率の増分とし、針状である
場合には変態量の増分のみを求める（Ｓ３８４）。

【０１０１】パーライトやベイナイト、マルテンサイト
についても同様に冷却過程での微小時間内に生じる増分
を算出する（Ｓ３８３）。

【０１０２】以上の微小時間についての計算を冷却過程
で続けて行うのであるが、最終的な各組織分率及び粒状
フェライトの生成数を求めるために、微小時間毎の変態
量の増分及び粒状フェライト生成数の増分を前回の結果
に加算する（Ｓ３８４）。

【０１０３】次に、Ｓ３８４で求めた粒状フェライトの
粒数と分率から、粒状フェライトの平均の粒数を求める
（Ｓ３８５）。

【０１０４】次に、冷却過程の微小時間内の変態進行に
伴う発熱量を冷却温度モデルにフィードバックするため
に、Ｓ３８３で得られた変態量に応じた発熱量及び比熱
の変化を算出する（Ｓ３８６）。

【０１０５】以上の計算を板内のｍ点について計算し、
変態が終了するまでこれを継続する（Ｓ３８７）。

【０１０６】変態終了後には、Ｓ３８３，３８４の計算
結果を基に粒状フェライト、針状フェライト、パーライ
ト、ベイナイト、マルテンサイトの各々が生成した平均
温度を（以下、平均生成温度と略記）を算出し、さらに
これを基に各組織の硬度を算出する（Ｓ３８８）。

【０１０７】以上の計算において、フェライトを形状の
観点から粒状、針状に分離しておくのは粒状や針状とい
ったフェライトの形状が材質に関与することに着目した
ものであって、材質の予測を高精度に行うことを目的と
したものである。

【０１０８】また、各組織の平均生成温度を用いて硬度
を評価するのは平均生成温度の高低が変態時に生成する
転位が多いこととに対応しており同一組織であっても硬
さに差が生じるからである。このような硬さによって材
質を算出する方法については後述の組織−材質モデル４
４で説明する。

【０１０９】図１０はフェライト中析出モデルの処理の
詳細を示すフローチャートである。本モデルは変態後の
冷却中にフェライト中で進行するニオブなどの炭窒化の
析出を計算し、その固溶量あるいは析出量及び析出物粒
径などを算出することを目的とする。

【０１１０】本モデルは圧延・冷却系計算部１０９と熱
処理系計算部１０７の両者で用いられるが、圧延・冷却
系計算部１０９で用いる場合と熱処理系計算部１０７で
用いる場合の両者は、モデルの入出力がやや異なるのみ
で、モデルの機能は変わらない。

【０１１１】そこで、ここでは、圧延・冷却系計算部１
０９で用いられる場合を例に本モデルを説明する。

【０１１２】なお、この入出力の相違点は、圧延冷却系
計算部１０９で用いる場合には、温度・時間情報を冷却
温度モデル３９から得るが、熱処理系計算部１０７では
熱処理温度モデル１１２から得るという点及び本モデル
の演算結果が圧延・冷却系計算部１０９で用いる場合に
は熱処理系計算部１０７の初期状態モデル２０へ出力さ
れ、熱処理系計算部１０７で用いる場合には組織−材質
系計算部１０８へ出力されるという点である。

【０１１３】フェライト中析出モデルの計算過程は、ま
ず成分情報３６より、熱力学的な計算によって鋼の状態
図を計算し、平衡状態における固溶あるいは析出状態な
どを算出する（Ｓ１２４）。

【０１１４】次に、板内のｍ点についてＳ１２４で求め
た平衡状態及び変態モデル３８の演算結果４３、冷却温
度モデル３９の演算結果４０を基に冷却過程を分割した
微小時間内に生じる各析出物の核生成を計算する（Ｓ１
２５）。

【０１１５】次に、板内のｍ点について、既に核生成し
ている各析出物についてＳ１２５と同一の微小時間内に
生じる粒成長を算出する（Ｓ１２６）。

【０１１６】次に、板内のｍ点について、現在計算して
いる時刻までに生成した各析出物の粒数及び粒径から析
出量、固溶量及び析出物の平均粒径を算出する（Ｓ１２
７）。

【０１１７】以上の計算を連続する冷却過程において繰
り返すことで変態後の冷却過程におけるフェライト中の
析出物状態１０５を算出することができる。

【０１１８】図１１は組織−材質モデル４４の処理の詳
細を示すフローチャートである。

【０１１９】ここでは成分条件３６、フェライト中析出
モデル１０４の演算結果である析出物状態１０５及び変
態モデル３８の演算結果である金属組織状態４３の各入
力条件に基づいて、鋼板１の材質を表す降伏強さ、引張
強さ、靭性（被面遷移温度ｖＴｒｓ）及び均一伸びなど
の材質を算出することが目的である。

【０１２０】降伏強さの算出においては、まず成分情報
３６及びフェライト中析出モデル１０４の演算結果であ
る析出物状態１０５に基づいて鋼の析出強化量及び固溶
強化量を算出する（Ｓ４４１）。

【０１２１】次に、変態モデル３８の演算結果（フェラ
イト粒径、各組織分率、各組織の硬度）４３に基づいて
フェライトの細粒化による強化やパーライト、ベイナイ
トによる強化、変態時に導入される転位による強化など
の主に組織状態に起因する強化を算出し、これをＳ４４
１の結果に加味して降伏強さを算出する（Ｓ４４２）。

【０１２２】つづいて、引張強さを算出するが、これは
降伏強さの算出の場合と同様の手続きにより求める（Ｓ
４４３）。ただし、引張強さの算出に用いる式は降伏強
さを算出する式とはやや異なる。これは各因子の寄与が
降伏強さの場合とは異なるからである。

【０１２３】さらに均一伸びや靭性（ｖＴｒｓ）を各組
織分率、各組織の硬度、粒状フェライト粒径、析出物状
態より算出する（Ｓ４４３、４４４）。

【０１２４】最後に板内のｍ点についての材質を平均
し、平均的な材質を求める（Ｓ４４５）。

【０１２５】以上の処理が終了すると鋼板の材質予測を
行うことができる。この結果は、フロッピーディスク等
の記憶媒体に保存されると共に、プリンタによって打ち
出される。 〈試験例〉図１２から図１８は本発明による試験例結果
を示すものである。ここでは、焼きならし法による１６
種の製造例について、実測した金属組織状態及び材質と
本発明法による計算予測の結果との比較を示している。

【０１２６】図１３は製造例に用いた鋼板の化学成分を
示す。また、図１３は製造例に用いた各鋼の鋼種、製造
条件及び実測された降伏強さ、引張強さ、靭性（ｖＴｒ
ｓ）を記載してある。

【０１２７】図１４は各製造例の組織分率及び粒状フェ
ライト粒径の実測値と予測値の比較である。

【０１２８】また、図１５は各製造例の降伏強さ、引張
強さ、靭性（ｖＴｒｓ）の実測値と予測値の比較であ
る。

【０１２９】図１３、図１４、図１５中の製造例１から
１６はいずれも本発明法を用いた適用例である。ただ
し、製造例１、８、１６は焼きならしに先立つ圧延、冷
却工程に対しては計算を行わず、焼きならし工程に対し
てのみ本法を適用したものである。

【０１３０】また、製造例１４、１６は繰り返し熱処理
として同一条件の焼きならしを２回行った場合である。

【０１３１】これらによると、本法の適用例においては
いずれも金属組織状態、材質共に予測値は実測値とよい
一致を示す。特に、焼きならしに先立つ圧延、冷却工程
に対しては計算を実施した製造例１、６、８の予測精度
は高い。

【０１３２】図１６、図１７及び図１８は各鋼の降伏強
さ（ＹＰ）、引張強さ（ＴＳ）、靭性（ｖＴｒｓ）の各
々の実測値と予測値の比較をまとめて示したものであ
る。これによって、本法の適用例は極めて高い精度で鋼
材の材質を予測することができることがわかる。

【０１３３】このように、本法により信頼性の高い材質
に予測が可能になることにより、客先が要求する材質に
応じて製品の成分や製造条件を算出したり、完成品に対
する材質保証を行うことが可能である。

【０１３４】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば、連続鋳造もしくは鋼塊法によって製造された鋼片を
再加熱した後、圧延、冷却を施し、再び再加熱を行って
冷却するいわゆる焼きならし法によって製造される鋼板
に対して、鋼材の成分、製造条件の実測値あるいは想定
値より鋼板の材質を予測する方法において焼きならし時
の製造条件より、再加熱時のオーステナイトの金属組織
状態（オーステナイト粒径、固溶・析出状態）を求め、
さらに冷却中のオーステナイト中の炭窒化物の析出、変
態に伴う金属組織変化、変態後のフェライト組織中にお
ける炭窒化物の析出を計算し、最終的な金属組織状態
（粒状フェライト粒径、各組織分率、各組織の硬度）及
び析出物状態（固溶量、析出量、析出物粒径）を求め、
この算出結果に基づいて鋼材の材質を推定するようにし
たので、製造段階あるいは製造前に材質を予測すること
ができる。

【０１３５】また、要求される材質仕様を確実に実現し
得る製造条件を設定することができ、材質設計の効率化
や自動化が可能となる。さらに、これを材質保証に適用
すれば、従来のような完成品に対する破壊検査、測定を
不要にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明が適用される鋼板製造ラインの概要を示す
設備構成図である。

【図２】本発明による鋼板の材質予測方法の概略を示す
ブロック図である。

【図３】本発明による鋼板の材質予測方法を示すフロー
チャートである。

【図４】本発明による鋼板の材質予測方法を示すフロー
チャートである。

【図５】初期状態モデルの詳細処理を示すフローチャー
トである。

【図６】熱間加工モデルの詳細処理を示すフローチャー
トである。

【図７】圧延中及び圧延パス間に生じるオーステナイト
粒界面積の変化とオーステナイト中の転位密度の変化を
示す摸式図である。

【図８】オーステナイト中析出モデルの詳細処理を示す
フローチャートである。

【図９】変態モデルの詳細処理を示すフローチャートで
ある。

【図１０】フェライト中析出モデルの詳細処理を示すフ
ローチャートである。

【図１１】組織−材質モデルの詳細処理を示すフローチ
ャートである。

【図１２】１６種の製造例に用いた鋼の成分を示すもの
である。

【図１３】１６種の製造例の鋼種、製造条件、機械的特
性の実測値を示すものである。

【図１４】組織分率、粒状フェライト粒径及び各組織の
硬度の実測値と予測値の比較を示すものである。

【図１５】製造例の各々に対する降伏強さ、引張強さ、
靭性（ｖＴｒｓ）の実測値と予測値の比較の結果を示す
ものである。

【図１６】一貫シミュレーションを行った場合の降伏強
さ（ＹＳ）の実測値と予測値の比較結果を示す説明図で
ある。

【図１７】一貫シミュレーションを行った場合の引張強
さ（ＴＳ）の実測値と予測値の比較結果を示す説明図で
ある。

【図１８】一貫シミュレーションを行った場合の靭性
（ｖＴｒｓ）の実測値と予測値の比較結果を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 厚鋼板 ２ 加熱炉 ３ 粗圧延機 ４ 仕上圧延機 ５ ホットレベラ ６ 冷却装置Ａ ７ 加熱プロセスコンピュータ ８ 圧延プロセスコンピュータ ９ 冷却プロセスコンピュータ １０ 中央制御室 １１ 機械試験システム １０１ 熱処理プロセスコンピュータ １０２ 冷却装置Ｂ １０３ 熱処理炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 義之 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 平４−369003（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361158（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造もしくは鋼塊法により鋳造され
   た鋼片を再加熱した後、圧延、冷却を施し、再び再加熱
   を行って冷却するいわゆる焼きならし法によって製造さ
   れる鋼板に対して、鋼の成分、製造条件の実績値あるい
   は想定値より鋼板の材質を予測する方法で、焼きならし
   時の製造条件より、再加熱時のオーステナイトの金属組
   織状態（オーステナイト粒径、固溶・析出状態）を求
   め、さらに冷却中のオーステナイト中における炭化物、
   窒化物の析出、変態に伴う金属組織変化、変態後のフェ
   ライト組織中における炭化物、窒化物の析出を計算し、
   最終的な金属組織状態（粒状フェライト粒径、各組織分
   率、各組織の硬度）、及び析出物状態（固溶量、析出
   量、析出物粒径）を求め、この算出結果に基づいて鋼材
   の材質を推定することを特徴とする鋼板の材質予測方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において、焼きならし工程の前
   工程である再加熱−圧延−冷却の各工程に対して、各々
   の製造条件の実績値あるいは想定値より再加熱時のオー
   ステナイトの金属組織状態（オーステナイト粒径、固溶
   ・析出状態）を求め、さらに冷却中のオーステナイト中
   における炭化物、窒化物の析出、熱間圧延中のオーステ
   ナイトの金属組織変化（オーステナイト粒径、オーステ
   ナイトの単位体積当たりの粒界面積、転位密度）、変態
   に伴う金属組織変化、変態後のフェライト組織中におけ
   る炭化物、窒化物の析出を計算し、最終的な金属組織状
   態（粒状フェライト粒径、各組織分率、各組織の硬
   度）、及び析出物状態（固溶量、析出量、析出物粒径）
   を求め、この算出結果を焼きならし工程における演算の
   初期値として適用し、その算出結果に基づいて鋼材の材
   質を推定することを特徴とする鋼板の材質予測方法。