JP5332072B2 - 厚鋼板の熱処理方法およびその装置 - Google Patents
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Description
本発明は、誘導加熱装置を用いた厚鋼板の熱処理方法およびその装置に関する。
最近、熱処理能率を上げる工夫が提案されており、例えば、特開平9−256053号公報には、温度パターンを工夫して能率を上げる技術が提案されている。この技術では、炉内で鋼材を連続的に搬送して熱処理する場合において、鋼材の進行方法に向かって炉の設定温度を変化させ、炉の入側を高温に、出側を低温に設定する。さらにこの技術では、炉の入側を目的とする熱処理温度より200℃以上高く設定し、炉の出側に向かって段階的に設定炉温を底下させ、炉の出口前での炉の設定温度を目的とする熱処理温度±20℃以内にするというものである。
(1)本発明に係る厚鋼板の熱処理方法は、間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置の中を1枚の厚鋼板を通過させて加熱する厚鋼板の熱処理方法において、該1枚の厚鋼板の前および後に、それぞれダミー材を配置し、該厚鋼板と該ダミー材との間隔を所定の間隔に保ちながら厚鋼板を連続的に加熱するに当たり、該所定の間隔を5cm以上、前記誘導加熱装置のコイルの長さの2/3以下とすることを特徴とする。
誘導加熱装置5としては、トランスバース型とソレノイド型があり、ここでは、ソレノイド型の誘導加熱装置を用いているが、トランスバース型においても本発明の効果は同様に得られる。トランスバース型は、図5(a)に示すように、上下一対のコイル6を鋼板1の表面および裏面にほぼ平行に配置したものであり、ソレノイド型は、図5(b)に示すように、コイル6を鋼板1の板幅方向の全周を包囲するように巻回してなるものである。図中、7は電源である。ソレノイド型は、表層部から加熱されるため、表層部と内部は温度差がある。トランスバース型は、板厚方向の温度分布が均一な状態で温度上昇する特徴がある。両者は、用途、目的、コスト等を考慮して選択され、あるいは組み合わせて使用される。
本発明の第1の実施例として、図2で示したソレノイド型誘導加熱装置を厚鋼板の製造ラインに適用した例について説明する。なお、6台のソレノイド型誘導加熱装置5−1〜5−6のコイル長(鋼板の長手方向に対応する寸法)は80cmで、各誘導加熱装置の間隔は1mである。通過可能な板幅は最大4600mm、板厚は最大100mmである。さらに各誘導加熱装置間には、鋼板の温度をモニターする目的で温度計12が設けられている。
加熱後の先行鋼板の後端部付近は、温度が中央部と同じ650℃まで加熱されていた。
(第2の実施例)
第2の実施例は、熱処理を施す鋼板の先端部および/または後端部に、図4に示すような長さがコイルの半分程度以上のダミー材14を近接させて通過させる場合である。なお、この実施例は連続的に加熱する場合の第1の鋼板の先端部分の温度が降下している部分を補完する効果が期待される。
第1の実施例と同じ設備構成で同じ鋼板を加熱処理する場合、鋼板1−1の前に、被加熱材と同じ幅3000mm、厚み25mm、長さ2mの鋼板のダミー材を置いて連続的に通過させてダミー材と鋼板1−1を連続的に加熱した。ダミー材と鋼板1−1を近接させた状態で、誘導加熱装置5を通過させて、ダミー材の後端が最終段誘導加熱装置5−6のコイル出口に到達した段階で、出側ローラ群8cの搬送速度を上げて、ダミー材を速やかに次工程である冷却床へ搬送した。加熱後の鋼板1−1の先端部付近は、温度が中央部と同じ650℃まで加熱されていて、先端部の加熱不足は解消されていた。
比較例として、鋼板を一枚だけ表1に示した誘導加熱条件で熱処理した場合の鋼板の加熱状態を説明する。各誘導加熱装置出側の温度計12で連続的に当該鋼板の長手方向の温度を計測したところ、誘導加熱装置を通過した時点で当該鋼板の先後端部は、コイルの長さ、すなわち先端部80cmと後端部80cmが当該鋼板の長手方向中心部、幅方向中心部の表面温度に比べて約50℃温度が降下していた。この部分は通常の熱処理を施された部分に比較して、当初予定されていた熱処理効果が得られず、先端部と後端部は硬度が高くなっていた。また、この部分のミクロ組織観察を行ったところ、焼き入れままの組織が観察された。このように、先端部と後端部には焼戻し効果が不十分な領域が存在し、所要の品質が得られなかった。この場合は硬さが焼き入れ状態と変わらず、焼戻し効果が得られなかった。そのため、この鋼板の先端部100cmと後端部100cmを切断機で切り落とした。
1−1 先行鋼板
1−2 後行鋼板
2 熱間圧延機
3 水冷装置
4 矯正機
5 誘導加熱装置
5−1〜5−6 ソレノイド型誘導加熱装置
6 コイル
8 搬送テーブル
8a 入側ローラ群
8b 中間ローラ群
8c 出側ローラ群
10 冷却床
12 温度計
14 ダミー材
15 カウンターウエイト
16 サポート材
Claims (4)
- 間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置の中を1枚の厚鋼板を通過させて加熱する厚鋼板の熱処理方法において、該1枚の厚鋼板の前および後に、それぞれダミー材を配置し、該厚鋼板と該ダミー材との間隔を所定の間隔に保ちながら厚鋼板を連続的に加熱するに当たり、該所定の間隔を5cm以上、前記誘導加熱装置のコイルの長さの2/3以下とすることを特徴とする厚鋼板の熱処理方法。
- 間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置の中を複数の厚鋼板を通過させて加熱する厚鋼板の熱処理方法において、先頭鋼板の前および最後尾鋼板の後に、それぞれダミー材を配置し、該先頭鋼板および該最後尾鋼板と該ダミー材との間隔と、中間の鋼板同士の間隔とをそれぞれ所定の間隔に保ちながら厚鋼板を連続的に加熱するに当たり、該所定の間隔を5cm以上、前記誘導加熱装置のコイルの長さの2/3以下とすることを特徴とする厚鋼板の熱処理方法。
- 先行鋼板の後端が最終段誘導加熱装置のコイル出口に到達した段階で、出側ローラ群の搬送速度を上げて、加熱処理の終了した先行鋼板を速やかに次工程へ搬送することを特徴とする、請求項2に記載の厚鋼板の熱処理方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の厚鋼板の熱処理方法に用いる熱処理装置であって、間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置と、厚鋼板を搬送する搬送ローラ群とを備え、第1段の誘導加熱装置上流側の入側ローラ群と、各誘導加熱装置間の中間ローラ群と、最終段の誘導加熱装置下流側の出側ローラ群とが、それぞれ独立に搬送速度が変更可能に構成されていることを特徴とする厚鋼板の熱処理装置。
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