JP4325326B2 - Manufacturing method of high-tensile steel sheet - Google Patents

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JP4325326B2 JP2003321734A JP2003321734A JP4325326B2 JP 4325326 B2 JP4325326 B2 JP 4325326B2 JP 2003321734 A JP2003321734 A JP 2003321734A JP 2003321734 A JP2003321734 A JP 2003321734A JP 4325326 B2 JP4325326 B2 JP 4325326B2
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Description

この発明は、圧延機および加速冷却装置と同一ライン上に設置した誘導加熱装置により、加速冷却された鋼板をオンラインで焼戻し熱処理を行う、570MPa級以上の引張強度を有する、高張力鋼板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a high-strength steel sheet having a tensile strength of 570 MPa or higher, in which an accelerated cooling steel sheet is tempered online by an induction heating device installed on the same line as a rolling mill and an accelerated cooling device. It is about.

近年、鋼構造の大型化に伴い、より強靭な鋼の開発が求められている。通常、引張強度が約570MPa以上の鋼は、焼入れによりマルテンサイトもしくはベイナイト変態を生じさせ、その後の焼戻し処理によって過飽和固溶炭素や合金元素を炭化物として析出させることによって、主に靭性の改善を図って実用に供する。このような焼入れ・焼戻し鋼板の製造方法は、製造に多大な時間を要し、生産性が悪く、製造費用が多大であることが問題とされていた。   In recent years, with the increase in the size of steel structures, development of stronger steel has been demanded. Normally, steel with a tensile strength of about 570 MPa or more is mainly intended to improve toughness by causing martensite or bainite transformation by quenching and precipitating supersaturated solute carbon and alloy elements as carbides by subsequent tempering treatment. And put to practical use. Such a method of manufacturing a quenched / tempered steel sheet has been problematic in that it takes a long time to manufacture, the productivity is low, and the manufacturing cost is high.

そのため、焼入れ方法として、圧延後そのまま焼入れを行う直接焼入れ技術が開発され、製造費用の低減等の面で効果を奏している。このような製造法は、例えば、特公昭55−49131号公報、特公昭58−3011号公報等に記載されている。   Therefore, as a quenching method, a direct quenching technique in which quenching is performed as it is after rolling has been developed, which is effective in terms of reducing manufacturing costs. Such a production method is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 55-49131 and Japanese Patent Publication No. 58-3011.

しかし、これらの技術の焼戻し工程に関しては、加熱・保持の熱処理に多大な時間を消費し、そのため、熱処理工程を圧延および直接焼入れの製造ラインとは別の製造ラインで行わざるを得ず、その際の鋼板の搬送等に時間を消費するという問題を抱えており、生産性、製造費用の観点で改善の余地があった。   However, with regard to the tempering process of these techniques, a great amount of time is consumed in the heat treatment for heating and holding, and therefore, the heat treatment process must be performed on a production line different from the production line for rolling and direct quenching. There is a problem of consuming time for transporting the steel sheet at the time, and there is room for improvement in terms of productivity and manufacturing cost.

このような問題点を解決する方法として、特許第3015923号公報等に記載の方法がある。これは、圧延および直接焼入れと同一の製造ライン上に直結して設置した焼戻し処理装置を用いて、鋼板の焼戻し処理時の加熱を従来技術と比較して急速加熱とすることによって、焼入れ・焼戻し鋼板の生産性を著しく高めることを可能とするものである。   As a method for solving such a problem, there is a method described in Japanese Patent No. 3015923. This is achieved by using a tempering device installed directly on the same production line as rolling and direct quenching, and heating and tempering the steel sheet more rapidly than in the prior art. This makes it possible to significantly increase the productivity of the steel sheet.

特公昭55−49131号公報Japanese Patent Publication No.55-49131 特公昭58−3011号公報Japanese Patent Publication No.58-3011 特許第3015923号公報Japanese Patent No. 3015923

特許文献3に開示されているように急速加熱装置を用いたインライン熱処理のアイデアは、従来から存在していたが、実用化には至らなかった。この理由は、誘導加熱能力の不足等のハード面の問題以外にも、ソフト面の問題もあった。熱処理を行うためには、鋼板の長手方向、厚み方向で温度差をつけないで均一に加熱することが必要となる。このためには、誘導加熱時の鋼板の内部温度を精度良く推定する必要があり、この温度推定モデルを用いて加熱に要する電力を求める必要がある。また、加熱時の温度により加熱時の電力も異なるため、これらの処理をオンラインで行う必要がある。また、圧延能率を阻害しないように搬送速度や加熱回数を決定する必要がある。さらに、製造コストの観点から供給電力量を最小に抑えることが求められる。   As disclosed in Patent Document 3, the idea of in-line heat treatment using a rapid heating apparatus has existed in the past, but has not yet been put into practical use. The reason for this was not only hardware problems such as insufficient induction heating capacity, but also soft problems. In order to perform the heat treatment, it is necessary to uniformly heat the steel plate without causing a temperature difference in the longitudinal direction and the thickness direction. For this purpose, it is necessary to accurately estimate the internal temperature of the steel sheet during induction heating, and it is necessary to obtain the power required for heating using this temperature estimation model. Moreover, since the electric power at the time of heating differs depending on the temperature at the time of heating, it is necessary to perform these processes online. Moreover, it is necessary to determine a conveyance speed and the frequency | count of a heating so that rolling efficiency may not be inhibited. Furthermore, it is required to minimize the amount of power supplied from the viewpoint of manufacturing cost.

しかしながら、これらの問題に対して明確な解答を与えるような、電力の計算方法や鋼板搬送速度の求め方について検討した文献は見当たらない。   However, there are no literatures on how to calculate the power and how to determine the steel plate conveyance speed that give a clear answer to these problems.

従って、この発明の目的は、誘導加熱装置を用いたオンラインでの急速加熱焼戻し時における誘導加熱装置への電力供給量および鋼板搬送速度を制御することにより、強度、靭性に優れた570MPa以上の引張強度を有する高張力鋼板を高効率で製造することが可能な、高張力鋼板の製造方法を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to control the amount of power supplied to the induction heating device and the steel sheet conveyance speed during online rapid tempering using the induction heating device, thereby achieving a tensile strength of 570 MPa or more which is excellent in strength and toughness. An object of the present invention is to provide a method for producing a high-strength steel plate capable of producing a high-strength steel plate having strength with high efficiency.

本願発明者等は、上記問題点を克服すべく鋭意研究を重ねた結果、誘導加熱装置を用いてインライン熱処理を行うためには、誘導加熱時の鋼板の表層温度と内部温度を精度良く推定し、且つ加熱温度の目標値を満たす電力および鋼板搬送速度の設定が重要であることを知見した。   As a result of intensive studies to overcome the above problems, the inventors of the present application have accurately estimated the surface temperature and the internal temperature of the steel sheet during induction heating in order to perform in-line heat treatment using an induction heating device. In addition, it was found that it is important to set the power and the steel plate conveyance speed that satisfy the target value of the heating temperature.

この発明は、上記知見に基づきなされたものであり、下記を特徴とするものである。   The present invention has been made on the basis of the above findings, and is characterized by the following.

請求項1記載の発明は、質量%で、C:0.06〜0.18%、Si:0.05〜0.6%、Mn:0.5〜1.6%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、残部:Feおよび不可避的不純物からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力を前記誘導加熱装置に供給する供給する電力供給ステップとを備えたことに特徴を有するものである。
The invention according to claim 1 is, in mass%, C: 0.06-0.18%, Si: 0.05-0.6%, Mn: 0.5-1.6%, Al: 0.005. -0.1%, N: 0.0005-0.008%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, the balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., a rolling mill and a direct quenching device In the method of manufacturing a steel sheet that performs tempering using a solenoid induction heating device installed on the same manufacturing line, the data after induction heating is obtained from data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device. Satisfying the calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness, and the temperature condition where the maximum temperature of the surface of the steel plate is in the range of 500 to 720 ° C. and the temperature at the center of the plate thickness is in the range of 500 to 700 ° C. A temperature condition determination step for determining whether or not to perform, and if the temperature condition is not met, the power is corrected and the calculation step and the temperature condition determination step are repeated. And a power supply step for supplying power used for the calculation to the induction heating device when the temperature condition is met.

請求項2記載の発明は、質量%で、C:0.06〜0.18%、Si:0.05〜0.6%、Mn:0.5〜1.6%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、残部:Feおよび不可避的不純物からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力に基づいて、鋼板の加熱に使用される前記誘導加熱装置のそれぞれの電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力判定ステップと、前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力を前記誘導加熱装置に供給する供給する電力供給ステップとを備えたことに特徴を有するものである。
Invention of Claim 2 is the mass%, C: 0.06-0.18%, Si: 0.05-0.6%, Mn: 0.5-1.6%, Al: 0.005 -0.1%, N: 0.0005-0.008%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, the balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., a rolling mill and a direct quenching device In the method of manufacturing a steel sheet that performs tempering using a solenoid induction heating device installed on the same manufacturing line, the data after induction heating is obtained from data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device. Satisfying the calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness, and the temperature condition where the maximum temperature of the surface of the steel plate is in the range of 500 to 720 ° C. and the temperature at the center of the plate thickness is in the range of 500 to 700 ° C. A temperature condition determination step for determining whether or not to perform, and if the temperature condition is not met, the power is corrected and the calculation step and the temperature condition determination step are repeated. And when the temperature condition is satisfied, based on the electric power used for the calculation, the total value of the respective electric energy of the induction heating device used for heating the steel sheet is not more than a predetermined value. A power determination step for determining whether the power condition is satisfied, and a power supply step for supplying the power used for the calculation to the induction heating device when the temperature condition is satisfied. It has a special feature.

請求項3記載の発明は、質量%で、C:0.06〜0.18%、Si:0.05〜0.6%、Mn:0.5〜1.6%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、残部:Feおよび不可避的不純物
からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、前記温度条件に適合する場合は、前記搬送速度を増加した新たな搬送速度を用いて前記演算ステップ、前記温度条件判定ステップおよび前記判定処理ステップを前記温度条件に適合しなくなるまで繰り返して実行し、前記温度条件に適合する最終の演算に用いられた電力と搬送速度とを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにより抽出された搬送速度により鋼板を搬送しつつ、抽出された電力を前記誘導加熱装置に供給する抽出電力供給ステップとを備えたことに特徴を有するものである。
Invention of Claim 3 is the mass%, C: 0.06-0.18%, Si: 0.05-0.6%, Mn: 0.5-1.6%, Al: 0.005 -0.1%, N: 0.0005-0.008%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, the balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., a rolling mill and a direct quenching device In the method of manufacturing a steel sheet that performs tempering using a solenoid induction heating device installed on the same manufacturing line, the data after induction heating is obtained from data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device. Satisfying the calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness, and the temperature condition where the maximum temperature of the surface of the steel plate is in the range of 500 to 720 ° C. and the temperature at the center of the plate thickness is in the range of 500 to 700 ° C. A temperature condition determination step for determining whether or not to perform, and if the temperature condition is not met, the power is corrected and the calculation step and the temperature condition determination step are repeated. And when the temperature condition is satisfied, the calculation step, the temperature condition determination step, and the determination processing step are not adapted to the temperature condition by using the new transfer speed obtained by increasing the transfer speed. The extraction step for extracting the power and the conveyance speed used in the final calculation conforming to the temperature condition, and the steel plate was extracted while being conveyed by the conveyance speed extracted by the extraction step. And an extraction power supply step for supplying electric power to the induction heating device.

請求項4記載の発明は、質量%で、C:0.06〜0.18%、Si:0.05〜0.6%、Mn:0.5〜1.6%、Al:0.005〜0.1%、N:0.0005〜0.008%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、残部:Feおよび不可避的不純物からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力に基づいて、前記鋼板の加熱に使用される前記誘導加熱装置のそれぞれの電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力判定ステップと、前記温度条件に適合する場合は、前記搬送速度を増加した新たな搬送速度を用いて前記演算ステップ、前記温度条件判定ステップおよび前記判定処理ステップを前記温度条件に適合しなくなるまで繰り返して実行し、前記温度条件に適合する最終の演算に用いられた電力と搬送速度とを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにより抽出された搬送速度により鋼板を搬送しつつ、抽出された電力を前記誘導加熱装置に供給する抽出電力供給ステップとを備えたことに特徴を有するものである。
Invention of Claim 4 is the mass%, C: 0.06-0.18%, Si: 0.05-0.6%, Mn: 0.5-1.6%, Al: 0.005 -0.1%, N: 0.0005-0.008%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, the balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., a rolling mill and a direct quenching device In the method of manufacturing a steel sheet that performs tempering using a solenoid induction heating device installed on the same manufacturing line, the data after induction heating is obtained from data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device. Satisfying the calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness, and the temperature condition where the maximum temperature of the surface of the steel plate is in the range of 500 to 720 ° C. and the temperature at the center of the plate thickness is in the range of 500 to 700 ° C. A temperature condition determination step for determining whether or not to perform, and if the temperature condition is not met, the power is corrected and the calculation step and the temperature condition determination step are repeated. And when the temperature condition is satisfied, based on the electric power used for the calculation, the total value of the respective electric energy of the induction heating device used for heating the steel sheet is a predetermined value. A power determination step for determining whether or not the following power condition is satisfied; and, if the temperature condition is satisfied, the calculation step, the temperature condition determination step, and a new transfer speed obtained by increasing the transfer speed; The determination processing step is repeatedly executed until the temperature condition is not met, and an extraction step for extracting the power and the conveyance speed used in the final calculation that meets the temperature condition is extracted by the extraction step. An extraction power supply step of supplying the extracted power to the induction heating device while conveying the steel sheet at a conveyance speed. Than is.

請求項5記載の発明は、請求項3または4に記載の高張力鋼板の製造方法において、前記誘導加熱装置での加熱開始温度が確定するまでに、前記演算ステップから前記抽出ステップまでの各ステップを行って、事前に電力と搬送速度を抽出しておき、加熱開始温度が確定した時点で、前記演算ステップで予測していた加熱開始温度から前記確定した加熱開始温度への変更量に基づいて、前記事前に抽出された搬送速度を修正して新たに抽出された搬送速度とするとともに、その新たな抽出された搬送速度で電力の再計算を行って得られた電力を新たに抽出された電力とし、これらの新たに抽出された搬送速度と新たに抽出された電力を用いて前記抽出電力供給ステップを行うことに特徴を有するものである。請求項記載の発明は、請求項1からの何れか1つに記載の発明において、焼戻しが、焼戻し処理する鋼板の次に処理される他の鋼板が熱処理工程より前の工程で待機せずに済む時間、あるいは待機時間が最も短くなる時間内に完了するように、鋼板の加熱パス回数を設定する、加熱パス回数設定ステップを備えていることに特徴を有するものである。 Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the high-tensile steel plate of Claim 3 or 4, Each step from the said calculation step to the said extraction step until the heating start temperature in the said induction heating apparatus is decided. The power and the conveyance speed are extracted in advance, and when the heating start temperature is determined, based on the amount of change from the heating start temperature predicted in the calculation step to the determined heating start temperature. The previously extracted transport speed is corrected to a newly extracted transport speed, and the power obtained by recalculating the power at the newly extracted transport speed is newly extracted. The extracted power supply step is performed using the newly extracted transport speed and the newly extracted power. The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein the tempering waits for another steel plate to be processed next to the steel plate to be tempered in a step before the heat treatment step. The present invention is characterized in that it includes a heating pass number setting step for setting the number of times of heating pass of the steel sheet so that it can be completed within the time that is not required or the waiting time is the shortest.

請求項記載の発明は、請求項記載の発明において、鋼板を往復させることにより、誘導加熱装置を3パス以上通過させて加熱することに特徴を有するものである。 The invention described in claim 7 is characterized in that, in the invention described in claim 6 , the steel sheet is reciprocated to heat the induction heating device through three or more passes.

請求項記載の発明は、請求項1から何れか1つに記載の発明において、質量%で、さらに、Cu:1%以下、Ni:4%以下、Cr:1%以下、Mo:1%以下の少なくとも1つを含有することに特徴を有するものである。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7 , wherein the mass% is Cu: 1% or less, Ni: 4% or less, Cr: 1% or less, Mo: It is characterized by containing at least one of 1% or less.

請求項記載の発明は、請求項1から何れか1つに記載の発明において、質量%で、さらに、Nb:0.05%以下、V:0.5%以下、Ti:0.03%以下の少なくとも1つを含有することに特徴を有するものである。 The invention according to a ninth aspect is the invention according to any one of the first to eighth aspects, wherein the mass% further includes Nb: 0.05% or less, V: 0.5% or less, Ti: 0.00. It is characterized by containing at least one of 03% or less.

請求項10記載の発明は、請求項1から何れか1つに記載の発明は、質量%で、さらに、B:0.003%以下、Ca:0.01%以下の少なくとも1つを含有することに特徴を有するものである。 The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 9 , wherein at least one of B: 0.003% or less and Ca: 0.01% or less is further contained by mass%. It is characterized by containing.

この発明によれば、誘導加熱装置を用いたオンラインでの急速加熱焼戻し時における誘導加熱装置への電力供給量および鋼板搬送速度を制御することにより、強度、靭性に優れた570MPa以上の引張強度を有する高張力鋼板を高効率で製造することができる。   According to this invention, the tensile strength of 570 MPa or more excellent in strength and toughness is achieved by controlling the amount of power supplied to the induction heating device and the steel sheet conveyance speed during online rapid tempering using the induction heating device. It is possible to produce a high-tensile steel plate having high efficiency.

先ず、この発明における限定理由について述べる。なお、化学成分組成割合を示す%は、何れも質量%である。   First, the reasons for limitation in the present invention will be described. In addition, all% which shows a chemical component composition ratio is the mass%.

(C:0.06〜0.18%)
Cは、強度を確保するために含有させるが、0.06%未満ではその効果が不十分であり、一方、0.18%を超えると母材および溶接熱影響部の靭性が劣化すると共に、溶接性が著しく劣化する。従って、C含有量は、0.06〜0.18%の範囲内に限定する。
(C: 0.06-0.18%)
C is included to ensure the strength, but if less than 0.06%, the effect is insufficient, while if it exceeds 0.18%, the toughness of the base metal and the weld heat affected zone deteriorates, The weldability is significantly deteriorated. Therefore, the C content is limited to a range of 0.06 to 0.18%.

(Si:0.05〜0.6%)
Siは、製鋼段階の脱酸材および強度向上元素として含有させるが、0.05%未満ではその効果が不十分であり、一方、0.6%を超えると母材および溶接熱影響部の靭性が劣化すると共に、溶接性が著しく劣化する。従って、Si含有量は、0.05〜0.6%の範囲内に限定する。
(Si: 0.05-0.6%)
Si is contained as a deoxidizing material and a strength improving element in the steelmaking stage. However, if it is less than 0.05%, the effect is insufficient. On the other hand, if it exceeds 0.6%, the toughness of the base material and the weld heat affected zone is insufficient. Deteriorates and weldability deteriorates remarkably. Therefore, the Si content is limited to a range of 0.05 to 0.6%.

(Mn:0.5〜1.6%)
Mnは、強度を確保するために含有させるが、0.5%未満ではその効果が不十分であり、一方、1.6%を超えると溶接熱影響部の靭性が劣化すると共に、溶接性が著しく劣化する。従って、Mn含有量は、0.5〜1.6%の範囲内に限定する。
(Mn: 0.5-1.6%)
Mn is contained in order to ensure the strength, but if it is less than 0.5%, the effect is insufficient. On the other hand, if it exceeds 1.6%, the toughness of the weld heat affected zone deteriorates and weldability is reduced. Deteriorates significantly. Therefore, the Mn content is limited to a range of 0.5 to 1.6%.

(P、S:0.03%以下)
P、Sは、何れも不純物元素であり、0.03%を超えると健全な母材および溶接継手を得ることができなくなる。従って、P、S含有量は、0.03%以下に限定する。
(P, S: 0.03% or less)
P and S are both impurity elements, and if it exceeds 0.03%, it becomes impossible to obtain a sound base material and a welded joint. Therefore, the P and S contents are limited to 0.03% or less.

(Al:0.005〜0.1%)
Alは、脱酸のために添加するが、0.005%未満の場合にはその効果が十分でなく、一方、0.1%を超えて含有すると、鋼板の表面疵が発生し易くなる。従って、A1含有量は、0.005〜0.1%の範囲内に限定する。
(Al: 0.005 to 0.1%)
Al is added for deoxidation. However, when the content is less than 0.005%, the effect is not sufficient. On the other hand, when the content exceeds 0.1%, surface flaws of the steel sheet are likely to occur. Accordingly, the A1 content is limited to a range of 0.005 to 0.1%.

(N:0.0005〜0.008)
Nは、AlやNb等と析出物を形成して組織を微細化し、母材靭性を向上させる効果を有すること、および、焼戻し時にNbやV等と析出物を形成して析出強化による強度確保の効果を有するために添加する。しかしながら、0.0005%未満の添加では組織の微細化および強度確保に必要な析出物が形成されず、一方、0.008%を超える添加は母材および溶接継手の靭性を損なう。従って、N含有量は、0.0005〜0.008%の範囲内に限定する。
(N: 0.0005 to 0.008)
N has the effect of forming precipitates with Al, Nb, etc. to refine the structure and improving the toughness of the base metal, and ensuring the strength by precipitation strengthening by forming precipitates with Nb, V, etc. during tempering It is added to have the effect of. However, if the addition is less than 0.0005%, precipitates necessary for refining the structure and securing the strength are not formed, while addition exceeding 0.008% impairs the toughness of the base metal and the welded joint. Therefore, the N content is limited to a range of 0.0005 to 0.008%.

(Cu:1%以下)
Cuは、固溶強化および析出強化により強度を向上する作用を有している。しかしながら、Cu含有量が1%を超えると、靭性が低下する。従って、Cuを添加する場合には、その含有量を1%以下、好ましくは、0.50%以下に限定する。
(Cu: 1% or less)
Cu has an effect of improving strength by solid solution strengthening and precipitation strengthening. However, when the Cu content exceeds 1%, the toughness decreases. Therefore, when Cu is added, its content is limited to 1% or less, preferably 0.50% or less.

(Ni:4%以下)
Niは、靭性および焼入れ性を向上する作用を有している。しかしながら、Ni含有量が4%を超えると、経済性が劣る。従って、Niを添加する場合には、その含有量を4%以下、好ましくは、0.50%以下に限定する。
(Ni: 4% or less)
Ni has an effect of improving toughness and hardenability. However, if the Ni content exceeds 4%, the economy is inferior. Therefore, when Ni is added, its content is limited to 4% or less, preferably 0.50% or less.

(Cr:1%以下)
Crは、強度および靭性を向上する作用を有している。しかしながら、Cr含有量が1%を超えると、溶接性が劣化する。従って、Crを添加する場合には、その含有量を1%以下、好ましくは、0.50%以下に限定する。
(Cr: 1% or less)
Cr has an effect of improving strength and toughness. However, if the Cr content exceeds 1%, the weldability deteriorates. Therefore, when adding Cr, the content is limited to 1% or less, preferably 0.50% or less.

(Mo:1%以下)
Moは、焼入れ性および強度を向上する作用を有している。しかしながら、Mo含有量が1%を超えると、経済性が劣る。従って、Moを添加する場合には、その含有量を1%以下、好ましくは、0.50%以下に限定する。
(Mo: 1% or less)
Mo has the effect | action which improves hardenability and intensity | strength. However, if the Mo content exceeds 1%, the economy is inferior. Therefore, when adding Mo, the content is limited to 1% or less, preferably 0.50% or less.

(Nb:0.05%以下)
Nbは、マイクロアロイング元素として強度を向上させるために添加する。しかしながら、0.05%を超えると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。従って、Nbを添加する場合には、その含有量を0.05%以下に限定する。
(Nb: 0.05% or less)
Nb is added as a microalloying element to improve the strength. However, if it exceeds 0.05%, the toughness of the weld heat affected zone is deteriorated. Therefore, when adding Nb, the content is limited to 0.05% or less.

(V:0.5%以下)
Vは、マイクロアロイング元素として強度を向上させるために添加する。しかしながら、0.5%を超えると溶接熱影響部の靭性を著しく劣化させる。従って、Vを添加する場合には、その含有量を0.5%以下、好ましくは、0.1%以下に限定する。
(V: 0.5% or less)
V is added as a microalloying element in order to improve the strength. However, if it exceeds 0.5%, the toughness of the weld heat affected zone is significantly deteriorated. Therefore, when V is added, its content is limited to 0.5% or less, preferably 0.1% or less.

(Ti:0.03%以下)
Tiは、圧延加熱時あるいは溶接時にTiNを生成し、オーステナイト粒を微細化し、母材靭性ならびに溶接熱影響部の靭性を向上させる。しかしながら、その含有量が0.03%を超えると溶接熱影響部の靭性を劣化させる。従って、Tiを添加する場合には、その含有量を、0.03%以下に限定する。
(Ti: 0.03% or less)
Ti produces | generates TiN at the time of rolling heating or welding, refines | miniaturizes an austenite grain, and improves the toughness of a base material toughness and a weld heat affected zone. However, if the content exceeds 0.03%, the toughness of the weld heat affected zone is deteriorated. Therefore, when adding Ti, the content is limited to 0.03% or less.

(B:0.0030%以下)
Bは、焼入れ性を向上する作用を有している。しかしながら、0.0030%を超えると、靭性を劣化させる。従って、Bを添加する場合には、その含有量を0.0030%以下に限定する。
(B: 0.0030% or less)
B has the effect | action which improves hardenability. However, if it exceeds 0.0030%, the toughness is deteriorated. Therefore, when adding B, the content is limited to 0.0030% or less.

(Ca:0.01%以下)
Caは、硫化物系介在物の形態制御に不可欠な元素である。しかしながら、0.01%を超える添加は、清純度の低下を招く。従って、Caを添加する場合には、その含有量を0.01%以下に限定する。
(Ca: 0.01% or less)
Ca is an element indispensable for controlling the form of sulfide inclusions. However, addition over 0.01% leads to a reduction in clean purity. Therefore, when adding Ca, the content is limited to 0.01% or less.

(Pcm:0.30%以下)
Pcmは、溶接割れ感受性を表す指数であり、この値が高いほど引張強度が高くなるが、通常の環境における溶接施工において、予熱工程を省略、または予熱温度を低減させるため、Pcm値は、0.30%以下に限定する。なお、引張強度が570MPa級の場合には、Pcm値は、0.25%以下にすることが望ましい。
(Pcm: 0.30% or less)
Pcm is an index representing the susceptibility to weld cracking. The higher this value, the higher the tensile strength. However, in order to omit the preheating step or reduce the preheating temperature in welding in a normal environment, the Pcm value is 0. Limited to 30% or less. When the tensile strength is 570 MPa class, the Pcm value is desirably 0.25% or less.

鋼板の製造においては、転炉法、電気炉法等の鋼の溶製方法や、連続鋳造、造塊法等のスラブの製造方法について適宜選択できる。   In the production of the steel sheet, a steel melting method such as a converter method and an electric furnace method, and a slab production method such as a continuous casting method and an ingot forming method can be selected as appropriate.

(熱間圧延前の加熱温度:1000〜1300℃)
合金元素の均質化と未再結晶域を拡大させるのに有効なNbの固溶を図るため、加熱温度は1000℃以上に設定する必要がある。しかしながら、加熱温度が1300℃を超えると組織の粗大化により、母材の靭性が確保されなくなる。従って、熱間圧延前の加熱温度は、1000〜1300℃の範囲内に限定する。
(Heating temperature before hot rolling: 1000-1300 ° C.)
It is necessary to set the heating temperature to 1000 ° C. or higher in order to achieve homogenization of the alloy elements and solid solution of Nb effective for expanding the non-recrystallized region. However, if the heating temperature exceeds 1300 ° C., the toughness of the base material cannot be ensured due to the coarsening of the structure. Therefore, the heating temperature before hot rolling is limited to a range of 1000 to 1300 ° C.

(熱間圧延)
均一に加熱された本発明鋼を所定の板厚まで熱間圧延する工程は、通常の条件に依って差し支えない。圧延仕上げ温度は、Ar変態点を上回らなければならない。これは、Ar変態点を下回る温度で圧延を終了すると、後の直接焼入れにて、焼入れが不完全なものとなり良好な母材特性が確保できないためである。
(Hot rolling)
The process of hot rolling the steel of the present invention that has been uniformly heated to a predetermined plate thickness may be performed under normal conditions. The rolling finish temperature must be above the Ar 3 transformation point. This is because if the rolling is finished at a temperature lower than the Ar 3 transformation point, quenching becomes incomplete in the subsequent direct quenching, and good base material characteristics cannot be ensured.

(直接焼入れ)
熱間圧延終了後、母材強度および母材靭性を確保するため、Ar変態点以上の温度の鋼板を強制冷却により焼入れ処理を施すことが必要である。400℃以下に到達するまで直接焼入れする理由は、オーステナイトからマルテンサイトもしくはベイナイトヘの変態を完了させ、母材の強度を保つためである。
(Direct quenching)
After hot rolling is completed, it is necessary to quench the steel sheet having a temperature equal to or higher than the Ar 3 transformation point by forced cooling in order to ensure the base material strength and base material toughness. The reason for directly quenching until reaching 400 ° C. or less is to complete the transformation from austenite to martensite or bainite and to maintain the strength of the base material.

(焼戻し)
焼戻しは、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に直結して設置されたソレノイド型誘導加熱装置で行うものとした。これは、直結化により圧延・直接焼入れと焼戻しの間の搬送、その他による付加的な所要時間を排除することが可能となり、生産性を著しく向上することが可能となるためである。
(Tempering)
Tempering was performed by a solenoid induction heating apparatus installed directly on the same production line as the rolling mill and the direct quenching apparatus. This is because direct connection makes it possible to eliminate additional time required for conveyance between rolling / direct quenching and tempering, and the like, and to significantly improve productivity.

(焼戻し時の鋼板表面の最高到達温度)
焼戻し時の鋼板表面の最高到達温度が500℃未満では、加熱温度が低すぎるため直接焼入れによって劣化した靭性の回復が不十分である。一方、鋼板表面の最高到達温度が720℃を超えると、逆変態などに起因して、表層部の靭性および強度などが著しく劣化してしまう。よって、再加熱時の鋼板表面の最高到達温度は、500〜720℃の範囲内に限定する。
(Maximum temperature reached on steel sheet during tempering)
If the maximum temperature reached on the steel sheet surface during tempering is less than 500 ° C., the heating temperature is too low, and the recovery of toughness deteriorated by direct quenching is insufficient. On the other hand, when the maximum temperature reached on the surface of the steel sheet exceeds 720 ° C., the toughness and strength of the surface layer portion are significantly deteriorated due to reverse transformation and the like. Therefore, the maximum temperature reached on the steel sheet surface during reheating is limited to a range of 500 to 720 ° C.

(焼戻し時の板厚中心部の最高到達温度)
焼戻し時の板厚中心部の最高到達温度が500℃未満では、加熱温度が低すぎるため直接焼入れによって劣化した靭性の回復が不十分である。一方、鋼板中心部の最高到達温度が700℃を超えると、鋼板表面の最高到達温度の上限を上記のごとく限定しているため、所定の温度に昇温するまで著しく時間を要し、鋼板の生産効率が著しく低下する。従って、再加熱時の板厚中心部の最高到達温度は、500〜700℃の範囲内に限定する。
(Maximum temperature reached at the center of thickness during tempering)
If the maximum temperature reached at the center of the plate thickness during tempering is less than 500 ° C., the heating temperature is too low, and the recovery of toughness deteriorated by direct quenching is insufficient. On the other hand, when the maximum temperature reached in the center of the steel sheet exceeds 700 ° C., the upper limit of the maximum temperature reached on the steel sheet surface is limited as described above. Production efficiency is significantly reduced. Accordingly, the maximum temperature reached at the center of the plate thickness at the time of reheating is limited to a range of 500 to 700 ° C.

次に、ソノレイド型誘導加熱装置による再加熱の際の誘導加熱装置の制御方法について説明する。   Next, a method for controlling the induction heating device at the time of reheating by the sonolide type induction heating device will be described.

誘導加熱装置による加熱方法には、表層加熱と均一加熱とがある。どちらの場合にも、鋼板の表面と内部とをそれぞれ別々の目標温度になるように加熱する。内部温度とは、板厚方向の平均温度(平均温度)の場合、板厚中心部の温度(中心温度)の場合等がある。表層加熱の場合は、加熱終了時の表面温度が目標温度となるように加熱する。その場合に、加熱過程中の内部温度が上限温度を超えないように加熱する。   Heating methods using an induction heating device include surface layer heating and uniform heating. In both cases, the surface and the inside of the steel plate are heated so as to have different target temperatures. The internal temperature includes an average temperature in the thickness direction (average temperature), a temperature at the center of the thickness (center temperature), and the like. In the case of surface heating, heating is performed so that the surface temperature at the end of heating becomes the target temperature. In that case, it heats so that the internal temperature in a heating process may not exceed upper limit temperature.

この発明のような均一加熱の場合は、加熱終了時の内部温度を目標温度に加熱を行う。その場合に、加熱過程中の表面温度が上限温度を超えないように加熱を行う。均一加熱を行うためには、誘導加熱装置を複数台用意して加熱過程と冷却過程を繰り返しながら徐々に加熱する必要がある。   In the case of uniform heating as in the present invention, the internal temperature at the end of heating is heated to the target temperature. In that case, heating is performed so that the surface temperature during the heating process does not exceed the upper limit temperature. In order to perform uniform heating, it is necessary to prepare a plurality of induction heating devices and gradually heat them while repeating the heating process and the cooling process.

また、誘導加熱装置群を複数回往復させて加熱を行っても良い。搬送速度を上げるためには、加熱能力(最大電力)を上げ、数多くの誘導加熱装置を用意する必要があるが、これには装置コストと設置スペースが嵩むためである。   Moreover, you may heat by reciprocating the induction heating apparatus group several times. In order to increase the conveyance speed, it is necessary to increase the heating capacity (maximum power) and to prepare a large number of induction heating apparatuses, because this increases the apparatus cost and installation space.

さらに、同じ製造条件でも、加速冷却後の鋼板温度が操業条件により異なるために、電力をテーブル等であらかじめ用意しておくよりは、加速冷却後の鋼板温度を実測し、この実測温度に基づいて電力をオンラインで求めるような仕組みを構築する必要がある。   Furthermore, even under the same manufacturing conditions, the steel plate temperature after accelerated cooling differs depending on the operating conditions.Therefore, rather than preparing power in advance with a table or the like, the steel plate temperature after accelerated cooling is measured, and based on this measured temperature. It is necessary to build a mechanism that requires electricity online.

誘導加熱装置によりオンラインで上記熱処理を精度良く行うためには、以下の課題がある。   In order to accurately perform the heat treatment online with an induction heating apparatus, there are the following problems.

(1)誘導加熱時の鋼板の内部温度を精度良く推定する。
(2)加熱温度の目標、制限を満たす、電力と搬送速度を求める。
(1) The internal temperature of the steel sheet during induction heating is accurately estimated.
(2) The power and the conveyance speed that satisfy the target and limit of the heating temperature are obtained.

さらに、実用化にあたって、
(3)消費電力を、なるべく小さくする。
(4)操業を阻害しない搬送速度で熱処理を行う。
(5)加熱前の鋼板温度を実測し、その値により加熱電力、搬送速度等を決定する。
Furthermore, in practical use,
(3) Reduce power consumption as much as possible.
(4) Heat treatment is performed at a conveyance speed that does not impede operation.
(5) The steel plate temperature before heating is measured, and the heating power, the conveyance speed, etc. are determined based on the measured values.

この発明は、上記課題を解決するために以下の手段を用いる。   The present invention uses the following means in order to solve the above problems.

(1)誘導加熱時の鋼板の内部温度を精度良く推定するため、厚み方向の差分式を採用して、鋼板温度、電力により透磁率と浸透深さとを推定し、鋼板の厚み方向の誘導電流分布を求め、発熱量を計算する。   (1) In order to accurately estimate the internal temperature of the steel sheet during induction heating, a differential equation in the thickness direction is adopted, the permeability and penetration depth are estimated from the steel sheet temperature and power, and the induced current in the thickness direction of the steel sheet. Obtain the distribution and calculate the calorific value.

(2)加熱電力設定を求めるためには、温度条件が複数あり、操作量(電力)も複数あり、モデルが非線形であるために非線形計画法により算出する。その結果、表面温度と内部温度とは独立変数ではないが、複数台の誘導加熱装置による加熱によりある程度、独立とみなせ、別々に目標設定をすることが可能となる。   (2) In order to obtain the heating power setting, there are a plurality of temperature conditions, a plurality of manipulated variables (power), and the model is nonlinear. As a result, the surface temperature and the internal temperature are not independent variables, but can be regarded as independent to some extent by heating with a plurality of induction heating devices, and it is possible to set targets separately.

これを式で表すと、以下のようになる。   This is expressed as follows.

変数:各誘導加熱装置に与える電力P=〔p1、…、pi、…、pn〕
内部温度条件:|Ti−Tr|<c (cは定数)
表面温度条件:Tu−Ts>0
目的関数:消費電力の和(kWh)Σ(pi*v)
但し、Ts:表面温度最大値
Tr:加熱目標温度
Tu:上限温度
Ti:内部温度最大値
v:鋼板搬送速度
Variable: Electric power P applied to each induction heating device = [p1,..., Pi,.
Internal temperature condition: | Ti-Tr | <c (c is a constant)
Surface temperature condition: Tu-Ts> 0
Objective function: Sum of power consumption (kWh) Σ (pi * v)
Where Ts: Maximum surface temperature
Tr: Heating target temperature
Tu: Maximum temperature
Ti: Maximum internal temperature
v: Steel plate conveyance speed

(3)非線形計画法の目的関数を消費電力の和とすることにより、温度条件を満たす中で消費電力が最小となる電力が求まる。   (3) By using the objective function of nonlinear programming as the sum of power consumption, the power that minimizes the power consumption within the temperature condition can be obtained.

(4)ある速度で電力設定を求めてから、加熱可能な範囲で、搬送速度を変更しながら繰り返し計算を行うことにより、温度条件を満たす中で、操業を阻害しない搬送速度が求める。   (4) By obtaining the power setting at a certain speed, and repeatedly performing the calculation while changing the transportation speed within a heatable range, a transportation speed that does not hinder the operation is obtained while satisfying the temperature condition.

(5)オンラインで電力と搬送速度を求めるために、初期設定において事前に電力設定を行い最適化計算を簡略化する。また、加速冷却終了時に実測温度により電力と搬送速度の修正計算を行うことにより、さらに高精度の制御が可能となる。   (5) In order to obtain the power and conveyance speed online, the power is set in advance in the initial setting to simplify the optimization calculation. Further, by performing correction calculation of the electric power and the conveyance speed based on the actually measured temperature at the end of the acceleration cooling, it is possible to perform control with higher accuracy.

図1は、この発明に係る熱処理装置の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heat treatment apparatus according to the present invention.

鋼材1は、直列配置された複数台の誘導加熱装置2の中を移動しながら加熱される。各誘導加熱装置2の入り口には、鋼材1の温度を検出する温度検出器3が備えられている。温度検出器3で得られた温度信号は、制御装置4に入力される。制御装置4は、鋼材1の温度若しくは加熱開始の予定温度と鋼板搬送速度とに基づいて各誘導加熱装置2に供給する電力を計算し、その値を電力供給装置5に出力する。電力供給装置5は、供給電力が制御装置4から与えられた値になるように誘導加熱装置2の出力を制御する。   The steel material 1 is heated while moving through a plurality of induction heating devices 2 arranged in series. At the entrance of each induction heating device 2, a temperature detector 3 for detecting the temperature of the steel material 1 is provided. The temperature signal obtained by the temperature detector 3 is input to the control device 4. The control device 4 calculates the power to be supplied to each induction heating device 2 based on the temperature of the steel material 1 or the scheduled heating start temperature and the steel plate conveyance speed, and outputs the value to the power supply device 5. The power supply device 5 controls the output of the induction heating device 2 so that the supplied power becomes a value given from the control device 4.

次に、加熱電力と搬送速度の求め方について説明する。
この発明では、鋼材の厚み方向の温度分布を推定する数式モデルを用いる。さらに、その数式モデル用いて、電力設定計算、速度設定計算を行う。
Next, how to determine the heating power and the conveyance speed will be described.
In the present invention, a mathematical model for estimating the temperature distribution in the thickness direction of the steel material is used. Further, using the mathematical model, power setting calculation and speed setting calculation are performed.

まず、誘導加熱による鋼材の温度分布は以下のようにして求める。
鋼材内部の電流分布は、浸透深さで表される。浸透深さは式(1)のように周波数、比透磁率で表される。
First, the temperature distribution of the steel material by induction heating is obtained as follows.
The current distribution inside the steel material is represented by the penetration depth. The penetration depth is expressed by a frequency and a relative magnetic permeability as shown in Equation (1).

Figure 0004325326
Figure 0004325326

浸透深さの値が大きい場合には、誘導電流が鋼材内部まで流れるが、浸透深さが小さい場合には、誘導電流が表面に集中するため加熱も表面に集中し、鋼材内部は表面からの熱伝達により加熱されることになる。従って、同じ電力を投入しても、浸透深さにより表面の加熱温度は変わってくる。そこで、比透磁率等により浸透深さを求め、浸透深さにより鋼材内部での電流分布を算出し、電流分布により鋼材内部の温度分布を求める。   When the penetration depth is large, the induced current flows to the inside of the steel material, but when the penetration depth is small, the induced current is concentrated on the surface, so that heating is also concentrated on the surface. It will be heated by heat transfer. Therefore, even when the same electric power is applied, the surface heating temperature varies depending on the penetration depth. Therefore, the penetration depth is obtained from the relative permeability, the current distribution inside the steel material is calculated from the penetration depth, and the temperature distribution inside the steel material is obtained from the current distribution.

一般に、鋼材表面からの距離zと、誘導電流I(z)の関係は、式(2)で表される。αは、定数である。   In general, the relationship between the distance z from the steel material surface and the induced current I (z) is expressed by Expression (2). α is a constant.

Figure 0004325326
Figure 0004325326

よって、鋼材表面からの距離zにおける消費電力の比は、式(3)で表される。   Therefore, the ratio of the power consumption at the distance z from the steel material surface is expressed by Expression (3).

Figure 0004325326
Figure 0004325326

すなわち、式(3)を誘導加熱の際の電力分布と考えることができる。   That is, Equation (3) can be considered as the power distribution during induction heating.

次に、誘導加熱装置を用いた加熱過程における鋼材の温度変化を数式で表す。熱伝導方程式の差分式から、式(4)を得る。   Next, the temperature change of the steel material in the heating process using the induction heating apparatus is expressed by a mathematical formula. Equation (4) is obtained from the difference equation of the heat conduction equation.

Figure 0004325326
Figure 0004325326

Figure 0004325326
Figure 0004325326

式(4)のQは、境界条件である大気との熱伝達と、加熱装置から供給される熱量からなる。 Q 1 in the equation (4) includes heat transfer with the atmosphere, which is a boundary condition, and the amount of heat supplied from the heating device.

Figure 0004325326
Figure 0004325326

Figure 0004325326
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式(4)〜(7)を用いることにより、加熱後の鋼材の温度分布(x1,j2,jnb−1,j xnb,j)を求めることができる。これのフローを図2に示す。鋼材が誘導加熱装置を抜けたところで計算終了となる。 By using the equation (4) to (7), the temperature distribution of the steel after heating (x 1, j x 2, j x nb-1, j x nb, j) can be obtained. This flow is shown in FIG. The calculation ends when the steel material passes through the induction heating device.

次に、この温度モデルを用いた加熱電力の求め方のフローを図3に示す。   Next, FIG. 3 shows a flow of how to obtain the heating power using this temperature model.

まず適当な初期値電力(uk,J)を与えて、誘導加熱装置出側の加熱温度分布(xi,J)を計算する。そして、各誘導加熱装置での加熱温度と温度条件を比較し、温度条件を満たしているかどうかの判定を行う。温度条件に合致していれば、その加熱電力を最終的な加熱電力として計算を終了する。合致していない場合は、新たな誘導加熱電力を与えて温度計算のやり直しを行う。新しい加熱電力(uk,J)を与える方法は、線形計画法、非線形計画法など一般的な方法でかまわない。温度条件が実現可能であるならば、有限回の計算で収束する。 First, an appropriate initial value power (u k, J ) is given, and the heating temperature distribution (x i, J ) on the induction heating device outlet side is calculated. And the heating temperature and temperature conditions in each induction heating apparatus are compared, and it is determined whether the temperature conditions are satisfied. If the temperature condition is met, the calculation ends with the heating power as the final heating power. If they do not match, a new induction heating power is applied and the temperature calculation is performed again. The method for giving the new heating power (u k, J ) may be a general method such as linear programming or nonlinear programming. If the temperature condition is feasible, it converges with a finite number of calculations.

さらに、目的関数として各誘導加熱装置での消費電力量の和を与える。加熱後の鋼材温度が温度条件に合致するかどうかの判定を行った後、各誘導加熱装置での消費電力量が最少になるかどうかの判定も重ねて行う。すなわち、この処理によって求められる加熱電力が誘導加熱装置での消費電力量を最少にするようにする。この場合も、新しい加熱電力(uk,J)を与える方法は、線形計画法、非線形計画法など一般的な方法でかまわない。このフローを図4に示す。 Furthermore, the sum of the power consumption in each induction heating apparatus is given as an objective function. After determining whether or not the steel material temperature after heating meets the temperature condition, it is also determined whether or not the power consumption in each induction heating device is minimized. That is, the heating power required by this process minimizes the power consumption in the induction heating device. Also in this case, a method for giving a new heating power (u k, J ) may be a general method such as linear programming or non-linear programming. This flow is shown in FIG.

搬送速度の決定には、始めにパス数を決めておき、図5のフローに示すような収束計算を行う。適当な初期速度から始めて、電力設定計算を行う。速度によっては、電力能力の上限や、温度の条件によっては、加熱が不可能の場合がある。その場合は、速度を下げて電力の設定計算を行う。加熱可能なら、搬送速度を上げて電力の設定計算を行う。加熱可能な範囲の中で最も早い速度を求める。   To determine the transport speed, the number of passes is determined first, and convergence calculation as shown in the flow of FIG. 5 is performed. Start with an appropriate initial speed and perform power setting calculations. Depending on the speed, heating may not be possible depending on the upper limit of the power capacity and temperature conditions. In that case, the power setting calculation is performed at a reduced speed. If heating is possible, increase the transfer speed and calculate the power setting. Find the fastest speed within the heatable range.

そして、ここで決まった搬送速度をもとに、前項の電力設定計算を用いて加熱電力を求める。求めた加熱電力と搬送速度を使用して、鋼材の加熱を行う。   And based on the conveyance speed decided here, heating electric power is calculated | required using the electric power setting calculation of the preceding clause. The steel material is heated using the obtained heating power and conveyance speed.

このようにして求まる加熱電力・搬送速度は事前に計算してテーブル等に保存しておき利用することもできるし、鋼材の加速冷却が終了し、加熱開始温度が確定した時点にオンラインで計算して求めることもできる。   The heating power and transfer speed obtained in this way can be calculated in advance and stored in a table, etc., or used online, or calculated online when the accelerated cooling of the steel has been completed and the heating start temperature has been determined. Can also be requested.

しかしながら、事前に計算しておいた場合は、加速冷却終了時の温度が予定と異なる場合がある。また、複雑なモデルを用いて収束計算を繰り返し行うため膨大な計算量になり、オンラインでは計算が間に合わないことも考えられる。このような場合は、以下のような修正方式が有効である。これは、加熱電力と搬送速度を事前に計算しておき、加速冷却終了後の実績温度で搬送速度を修正し、電力を再計算する方式である。これを以下に示す。   However, if calculated in advance, the temperature at the end of the accelerated cooling may be different from the schedule. In addition, since the convergence calculation is repeatedly performed using a complicated model, the calculation amount is enormous, and the calculation may not be in time on-line. In such a case, the following correction method is effective. In this method, the heating power and the conveyance speed are calculated in advance, the conveyance speed is corrected with the actual temperature after the completion of the accelerated cooling, and the power is recalculated. This is shown below.

まず、図5のフローに従って事前に搬送速度を求める計算を行った後に、加熱開始温度が変更になった場合の搬送速度の影響係数を求めておく。この手順のフローを図6に示す。加熱開始温度を(Ti)、加熱開始温度の変更量を(ΔTi)とし、加熱開始温度が(Ti+ΔTi)の場合に搬送速度をどれだけ変更すれば良いのかの係数を求める。影響係数を1から処理を始めて、加熱可能で最も処理時間が短くなるように影響係数を調整する。この値を(q)とすると、実際の加熱開始温度が(Ti+ΔT)の場合の搬送速度(v’)は、下式(8)で求められる。   First, after calculating in advance the conveyance speed according to the flow of FIG. 5, an influence coefficient of the conveyance speed when the heating start temperature is changed is obtained. The flow of this procedure is shown in FIG. When the heating start temperature is (Ti), the heating start temperature change amount is (ΔTi), and the heating start temperature is (Ti + ΔTi), the coefficient of how much the conveyance speed should be changed is obtained. Starting from the influence coefficient of 1, the influence coefficient is adjusted so that heating is possible and the processing time is the shortest. When this value is (q), the conveyance speed (v ′) when the actual heating start temperature is (Ti + ΔT) is obtained by the following equation (8).

Figure 0004325326
Figure 0004325326

加速冷却を終了し、実績温度が検出された時点で、このような搬送速度の修正を行う。さらに、修正された速度で図3または図4に示す電力計算を再度行う。電力計算の収束計算のみであれば、時間はさほどかからない。修正方式を利用することにより、最も効率のよい搬送速度を求めることができ、加熱電力を精度よく設定することができる。   When the accelerated cooling is finished and the actual temperature is detected, the conveyance speed is corrected. Further, the power calculation shown in FIG. 3 or 4 is performed again at the corrected speed. If only the convergence calculation of the power calculation, it will not take much time. By using the correction method, the most efficient conveyance speed can be obtained, and the heating power can be set with high accuracy.

次に、鋼板を誘導加熱装置群を複数回往復させて加熱を行う例を説明する。ライン上に誘導加熱装置を設置して熱処理を行うためには、圧延能率を阻害しないように高能率で熱処理する必要がある。すなわち、焼戻し処理する鋼板の次に処理される他の鋼板が、圧延や加速冷却等の熱処理工程より前の工程で待機せずに済む時間内に熱処理を完了させる必要がある。万一待機せざるを得ない場合でも、その待機時間が最も短くなるように条件を設定する。   Next, an example will be described in which a steel sheet is heated by reciprocating an induction heating device group a plurality of times. In order to perform heat treatment by installing an induction heating device on the line, it is necessary to perform heat treatment with high efficiency so as not to impair rolling efficiency. In other words, it is necessary to complete the heat treatment within a time during which another steel plate to be processed next to the steel plate to be tempered does not have to wait in a step prior to the heat treatment step such as rolling or accelerated cooling. Even if it is necessary to wait, the condition is set so that the waiting time becomes the shortest.

これを達成するために、この発明では誘導加熱装置群を通過させる加熱パス数を設定する。すなわち、鋼材の寸法と必要昇温量から、いくつかのパス数における搬送速度と電力設定、及び熱処理時間を求め、その結果熱処理時間が最短となるパス数を選択して加熱することを特徴とする。   In order to achieve this, in the present invention, the number of heating passes through which the induction heating device group passes is set. In other words, from the dimensions of the steel material and the required temperature rise, the conveyance speed and power setting in several passes and the heat treatment time are obtained, and as a result, the number of passes with the shortest heat treatment time is selected and heated. To do.

1パスで加熱する場合や鋼板を往復させて3パスで加熱する場合において、変数を搬送速度と誘導加熱装置での電力とし、制約条件を鋼板表面と板厚中心部の目標温度とし、目的関数が処理時間と消費電力量からなる最適化問題を解く。この場合、線形計画法、非線形計画法等の最適化手法を用いて解くこともできるし、又は、変数を適当に変えて、最も処理時間が短くなり、消費電力が小さくなる搬送速度と電力の組合せを求めることにより解くこともできる。   When heating in one pass or heating in three passes by reciprocating a steel plate, the variables are the conveyance speed and the power in the induction heating device, the constraint conditions are the target temperature of the steel plate surface and the center of the plate thickness, and the objective function Solves an optimization problem consisting of processing time and power consumption. In this case, it can be solved by using an optimization method such as linear programming or nonlinear programming, or by appropriately changing the variables, the processing time becomes the shortest, and the conveyance speed and power at which power consumption is reduced are minimized. It can also be solved by obtaining a combination.

次に、この発明を実施例によってさらに詳細に説明する。   Next, the present invention will be described in further detail with reference to examples.

表1に示す化学成分の鋼A〜Dを溶製してスラブに鋳造し、加熱炉で1150℃に加熱後、熱間圧延を行った。圧延後、引き続き直接焼入れし、次いで、ライン上に直列に配置された3台の誘導加熱装置を用いて、連続的に焼戻し処理を行った。   Steels A to D having chemical components shown in Table 1 were melted and cast into slabs, heated to 1150 ° C. in a heating furnace, and then hot-rolled. After rolling, it was directly quenched and then tempered continuously using three induction heating devices arranged in series on the line.

鋼板の焼入れ条件、加熱条件およびこれらの製造条件で製造した鋼板の特性を表2に示す。   Table 2 shows the quenching conditions, heating conditions, and characteristics of the steel sheets manufactured under these manufacturing conditions.

なお、引張強度は、全厚引張試験片により測定し、靭性は、表層部および板厚中心部より採取した試験片を用いたシャルピー衝撃試験によって得られるvTrsにより評価した。材料特性の目標値は、表層部及び板厚中心部のvTrs:−50℃以下とした。   The tensile strength was measured by a full thickness tensile test piece, and the toughness was evaluated by vTrs obtained by a Charpy impact test using a test piece taken from the surface layer portion and the plate thickness center portion. The target value of the material property was set to vTrs: −50 ° C. or less in the surface layer portion and the plate thickness center portion.

Figure 0004325326
Figure 0004325326

Figure 0004325326
Figure 0004325326

表2から明らかなように、本発明例No.1〜6における再加熱後の内部温度は、目標温度まで加熱され、表面温度も本発明範囲の500〜720℃内であった。その結果、引張強度、表層部および板厚中心部vTrsとも目標値を満足した。本発明例No.1とNo.2とを比較すると、加熱開始時の鋼材温度を実測により補正した本発明例No.2の修正処理方式の方が、再加熱後の内部温度は、目標温度により近い値が得られた。また、何れの場合も、次に処理される鋼材を誘導加熱装置より前の工程で待機させることなく熱処理を行うことができた。   As is apparent from Table 2, Example No. of the present invention. The internal temperature after reheating in 1 to 6 was heated to the target temperature, and the surface temperature was also within the range of 500 to 720 ° C. of the present invention. As a result, the tensile strength, the surface layer portion, and the plate thickness center portion vTrs satisfied the target values. Invention Example No. 1 and No. 2 in comparison with Example No. 2 of the present invention in which the steel material temperature at the start of heating was corrected by actual measurement. In the correction processing method 2, the internal temperature after reheating was closer to the target temperature. Moreover, in any case, it was possible to perform the heat treatment without waiting the steel material to be processed next in a step before the induction heating apparatus.

これに対して、比較例No.7〜10は、搬送速度や電力設定が不適切であり、再加熱後の表面温度が720℃を超えたり(比較例No.7および10)、あるいは内部温度が目標温度に到達しなかった(比較例No.8および9)。その結果、引張強度、表層部あるいは板厚中心部vTrsの何れかが目標値以下の値となった。   In contrast, Comparative Example No. 7-10, the conveyance speed and power setting were inappropriate, the surface temperature after reheating exceeded 720 ° C. (Comparative Examples No. 7 and 10), or the internal temperature did not reach the target temperature ( Comparative examples No. 8 and 9). As a result, any of the tensile strength, the surface layer portion, or the plate thickness center portion vTrs became a value less than the target value.

この発明に係る熱処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the heat processing apparatus which concerns on this invention. 温度分布の求め方を示すフロー図である。It is a flowchart which shows how to obtain | require temperature distribution. 電力の求め方を示すフロー図である。It is a flowchart which shows how to obtain | require electric power. 消費電力の最適化を示すフロー図である。It is a flowchart which shows optimization of power consumption. 速度最適化を示すフロー図である。It is a flowchart which shows speed optimization. 影響係数の求め方を示すフロー図である。It is a flowchart which shows how to obtain | require an influence coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

1:鋼材
2:誘導加熱装置
3:温度検出器
4:制御装置
5:電力供給装置
1: Steel material 2: Induction heating device 3: Temperature detector 4: Control device 5: Power supply device

Claims (10)

質量%で、
C:0.06〜0.18%、
Si:0.05〜0.6%、
Mn:0.5〜1.6%、
Al:0.005〜0.1%、
N:0.0005〜0.008%、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下、
残部:Feおよび不可避的不純物
からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar3点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、
鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、
鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、
前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、
前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力を前記誘導加熱装置に供給する供給する電力供給ステップと
を備えたことを特徴とする、高張力鋼板の製造方法。
% By mass
C: 0.06-0.18%,
Si: 0.05 to 0.6%,
Mn: 0.5 to 1.6%
Al: 0.005 to 0.1%,
N: 0.0005 to 0.008%,
P: 0.03% or less,
S: 0.03% or less,
The balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., and a rolling mill and a direct quenching device In the manufacturing method of a steel sheet that performs tempering using a solenoid type induction heating device installed on the same manufacturing line,
A calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness after induction heating from the data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device,
A temperature condition determination step for determining whether or not a temperature condition in which the maximum temperature of the surface of the steel sheet is in a range of 500 to 720 ° C. and the temperature in the center of the plate thickness is in a range of 500 to 700 ° C .;
If the temperature condition is not met, a determination processing step of correcting the power and repeatedly executing the calculation step and the temperature condition determination step;
A method for producing a high-strength steel sheet, comprising: a power supply step for supplying power used for the calculation to the induction heating device when the temperature condition is met.
質量%で、
C:0.06〜0.18%、
Si:0.05〜0.6%、
Mn:0.5〜1.6%、
Al:0.005〜0.1%、
N:0.0005〜0.008%、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下、
残部:Feおよび不可避的不純物
からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar3点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、
鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、
鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、
前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、
前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力に基づいて、鋼板の加熱に使用される前記誘導加熱装置のそれぞれの電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力判定ステップと、
前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力を前記誘導加熱装置に供給する供給する電力供給ステップと
を備えたことを特徴とする、高張力鋼板の製造方法。
% By mass
C: 0.06-0.18%,
Si: 0.05 to 0.6%,
Mn: 0.5 to 1.6%
Al: 0.005 to 0.1%,
N: 0.0005 to 0.008%,
P: 0.03% or less,
S: 0.03% or less,
The balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., and a rolling mill and a direct quenching device In the manufacturing method of a steel sheet that performs tempering using a solenoid type induction heating device installed on the same manufacturing line,
A calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness after induction heating from the data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device,
A temperature condition determination step for determining whether or not a temperature condition in which the maximum temperature of the surface of the steel sheet is in a range of 500 to 720 ° C. and the temperature in the center of the plate thickness is in a range of 500 to 700 ° C .;
If the temperature condition is not met, a determination processing step of correcting the power and repeatedly executing the calculation step and the temperature condition determination step;
If the temperature condition is met, the total power amount of the induction heating device used for heating the steel sheet is less than a predetermined value based on the power used for the calculation. A power determination step for determining whether to
A method for producing a high-strength steel sheet, comprising: a power supply step for supplying power used for the calculation to the induction heating device when the temperature condition is met.
質量%で、
C:0.06〜0.18%、
Si:0.05〜0.6%、
Mn:0.5〜1.6%、
Al:0.005〜0.1%、
N:0.0005〜0.008%、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下、
残部:Feおよび不可避的不純物
からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar3点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、
鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、
鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、
前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、
前記温度条件に適合する場合は、前記搬送速度を増加した新たな搬送速度を用いて前記演算ステップ、前記温度条件判定ステップおよび前記判定処理ステップを前記温度条件に適合しなくなるまで繰り返して実行し、前記温度条件に適合する最終の演算に用いられた電力と搬送速度とを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された搬送速度で鋼板を搬送しつつ、抽出された電力を前記誘導加熱装置に供給する抽出電力供給ステップと
を備えたことを特徴とする、高張力鋼板の製造方法。
% By mass
C: 0.06-0.18%,
Si: 0.05 to 0.6%,
Mn: 0.5 to 1.6%
Al: 0.005 to 0.1%,
N: 0.0005 to 0.008%,
P: 0.03% or less,
S: 0.03% or less,
The balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., and a rolling mill and a direct quenching device In the manufacturing method of a steel sheet that performs tempering using a solenoid type induction heating device installed on the same manufacturing line,
A calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness after induction heating from the data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device,
A temperature condition determination step for determining whether or not a temperature condition in which the maximum temperature of the surface of the steel sheet is in a range of 500 to 720 ° C. and the temperature in the center of the plate thickness is in a range of 500 to 700 ° C .;
If the temperature condition is not met, a determination processing step of correcting the power and repeatedly executing the calculation step and the temperature condition determination step;
When the temperature condition is met, the calculation step, the temperature condition determination step, and the determination processing step are repeatedly performed until the temperature condition is not met using a new conveyance speed obtained by increasing the conveyance speed, An extraction step for extracting the power and the conveying speed used in the final calculation meeting the temperature condition;
A method for producing a high-strength steel sheet, comprising: an extraction power supply step for supplying the extracted power to the induction heating device while conveying the steel sheet at the conveyance speed extracted in the extraction step.
質量%で、
C:0.06〜0.18%、
Si:0.05〜0.6%、
Mn:0.5〜1.6%、
Al:0.005〜0.1%、
N:0.0005〜0.008%、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下、
残部:Feおよび不可避的不純物
からなり、且つ、
Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
で定義されるPcm値が0.30%以下である鋼を、1000〜1300℃に加熱して熱間圧延した後、Ar3点以上から400℃以下まで直接焼入れし、圧延機および直接焼入れ装置と同一の製造ライン上に設置されたソレノイド型誘導加熱装置を用いて焼戻しを行う鋼板の製造方法において、
鋼板の搬送速度と前記誘導加熱装置に供給予定の電力とを含むデータから誘導加熱後における鋼板の表面温度と板厚中心部の温度とを推定する演算ステップと、
鋼板の表面の最高温度が500〜720℃、板厚中心部の温度が500〜700℃の範囲となる温度条件を満足するか否かを判定する温度条件判定ステップと、
前記温度条件に適合しない場合は、前記電力を修正して前記演算ステップと前記温度条件判定ステップとを繰り返して実行する判定処理ステップと、
前記温度条件に適合する場合は、その演算に用いられた電力に基づいて、前記鋼板の加熱に使用される前記誘導加熱装置のそれぞれの電力量の合計値が所定の値以下である電力条件に適合するかどうかを判定する電力判定ステップと、
前記温度条件に適合する場合は、前記搬送速度を増加した新たな搬送速度を用いて前記演算ステップ、前記温度条件判定ステップおよび前記判定処理ステップを前記温度条件に適合しなくなるまで繰り返して実行し、前記温度条件に適合する最終の演算に用いられた電力と搬送速度とを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された搬送速度により鋼板を搬送しつつ、抽出された電力を前記誘導加熱装置に供給する抽出電力供給ステップと
を備えたことを特徴とする、高張力鋼板の製造方法。
% By mass
C: 0.06-0.18%,
Si: 0.05 to 0.6%,
Mn: 0.5 to 1.6%
Al: 0.005 to 0.1%,
N: 0.0005 to 0.008%,
P: 0.03% or less,
S: 0.03% or less,
The balance: Fe and inevitable impurities, and
Pcm = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B
A steel having a Pcm value defined by ≦ 0.30% is heated to 1000 to 1300 ° C. and hot-rolled, and then directly quenched from an Ar 3 point to 400 ° C., and a rolling mill and a direct quenching device In the manufacturing method of a steel sheet that performs tempering using a solenoid type induction heating device installed on the same manufacturing line,
A calculation step for estimating the surface temperature of the steel plate and the temperature at the center of the plate thickness after induction heating from the data including the conveyance speed of the steel plate and the power to be supplied to the induction heating device,
A temperature condition determination step for determining whether or not a temperature condition in which the maximum temperature of the surface of the steel sheet is in a range of 500 to 720 ° C. and the temperature in the center of the plate thickness is in a range of 500 to 700 ° C .;
If the temperature condition is not met, a determination processing step of correcting the power and repeatedly executing the calculation step and the temperature condition determination step;
When the temperature condition is met, based on the power used for the calculation, the power condition is such that the total amount of power of each of the induction heating devices used for heating the steel sheet is equal to or less than a predetermined value. A power determination step for determining whether it conforms; and
When the temperature condition is met, the calculation step, the temperature condition determination step, and the determination processing step are repeatedly performed until the temperature condition is not met using a new conveyance speed obtained by increasing the conveyance speed, An extraction step for extracting the power and the conveying speed used in the final calculation meeting the temperature condition;
A method for producing a high-strength steel sheet, comprising: an extraction power supply step for supplying the extracted electric power to the induction heating device while conveying the steel sheet at the conveyance speed extracted in the extraction step.
請求項3または4に記載の高張力鋼板の製造方法において、前記誘導加熱装置での加熱開始温度が確定するまでに、前記演算ステップから前記抽出ステップまでの各ステップを行って、事前に電力と搬送速度を抽出しておき、加熱開始温度が確定した時点で、前記演算ステップで予測していた加熱開始温度から前記確定した加熱開始温度への変更量に基づいて、前記事前に抽出された搬送速度を修正して新たに抽出された搬送速度とするとともに、その新たな抽出された搬送速度で電力の再計算を行って得られた電力を新たに抽出された電力とし、これらの新たに抽出された搬送速度と新たに抽出された電力を用いて前記抽出電力供給ステップを行うことを特徴とする、高張力鋼板の製造方法。In the manufacturing method of the high-tensile steel sheet according to claim 3 or 4, before the heating start temperature in the induction heating device is determined, each step from the calculation step to the extraction step is performed, Extracted in advance based on the amount of change from the heating start temperature predicted in the calculation step to the determined heating start temperature when the conveyance speed is extracted and the heating start temperature is determined The transport speed is corrected to the newly extracted transport speed, and the power obtained by recalculating the power at the newly extracted transport speed is used as the newly extracted power. A method for producing a high-strength steel sheet, wherein the extracted power supply step is performed using the extracted conveyance speed and newly extracted power. 焼戻しが、焼戻し処理する鋼板の次に処理される他の鋼板が熱処理工程より前の工程で待機せずに済む時間、あるいは待機時間が最も短くなる時間内に完了するように、鋼板の加熱パス回数を設定する、加熱パス回数設定ステップを備えていることを特徴とする、請求項1からの何れか1つに記載の、高張力鋼板の製造方法。 The heating path of the steel sheet so that tempering is completed within the time when other steel sheets to be processed next to the steel sheet to be tempered do not have to wait in the process before the heat treatment process, or the time in which the standby time is the shortest The method for producing a high-strength steel sheet according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a heating pass number setting step for setting the number of times. 鋼板を往復させることにより、前記誘導加熱装置を3パス以上通過させて加熱することを特徴とする、請求項記載の、高張力鋼板の製造方法。 The method for producing a high-strength steel sheet according to claim 6 , wherein the induction heating apparatus is heated by reciprocating three or more passes by reciprocating the steel sheet. 質量%で、さらに、
Cu:1%以下、
Ni:4%以下、
Cr:1%以下、
Mo:1%以下
の少なくとも1つを含有することを特徴とする、請求項1から何れか1つに記載の、高張力鋼板の製造方法。
In mass%,
Cu: 1% or less,
Ni: 4% or less,
Cr: 1% or less,
Mo: At least 1% or less is contained, The manufacturing method of the high-tensile steel plate as described in any one of Claim 1 to 7 characterized by the above-mentioned.
質量%で、さらに、
Nb:0.05%以下、
V:0.5%以下、
Ti:0.03%以下、
の少なくとも1つを含有することを特徴とする、請求項1から何れか1つに記載の、高張力鋼板の製造方法。
In mass%,
Nb: 0.05% or less,
V: 0.5% or less,
Ti: 0.03% or less,
The method for producing a high-strength steel sheet according to any one of claims 1 to 8 , wherein the steel sheet contains at least one of the following.
質量%で、さらに、
B:0.003%以下、
Ca:0.01%以下、
の少なくとも1つを含有することを特徴とする、請求項1から何れか1つに記載の、高張力鋼板の製造方法。
In mass%,
B: 0.003% or less,
Ca: 0.01% or less,
The method for producing a high-strength steel sheet according to any one of claims 1 to 9 , wherein the steel sheet contains at least one of the following.
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