JP5907108B2 - 鋼板の熱処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、鋼板の熱処理方法に関する。
鋼板の熱処理方法として、より効率的に熱処理を行う方式として、炉が直列的に配置された複数のゾーンを有する連続熱処理炉がある。連続熱処理炉は一般に図２に示すように、鋼板を片端から装入して、ローラテーブル上を搬送しながら加熱、均熱を連続的に行って、指定の温度と時間になると、他端から抽出される構造となっており、バッチ式熱処理炉に比べて熱処理効率が優れた炉である。
連続熱処理炉のレイアウトの一例を図１に示す。鋼板積載テーブル２に積載された鋼板はショットブラスト１を通過してスケールを除去されて連続熱処理炉３に搬送される。連続熱処理炉３のラインは２系列あり、１系列は連続熱処理炉３の出口に焼入れ処理ができるローラクエンチ（ＲＱ）装置４を有している。他の系列は焼入れ処理を必要としない熱処理に用いられる。焼入れ処理を行って低温になった鋼板は冷却テーブル７に送られてラインオフされる。高温で抽出された鋼板および熱処理レベラー５で歪矯正を行った鋼板はクーリングベッド６で冷却された後にラインオフされる。本方式は熱処理の種類に応じて熱処理ラインを使い分けられるので熱処理効率に優れた方式となっている。
連続熱処理炉における炉の温度設定は、特許文献１は鋼帯の熱処理の例であるが、連続熱処理炉の各ゾーンの炉温度を、各ゾーンの入口、出口の目標温度に基づいて設定する方法が開示されている。本温度管理方法は上記した図２の連続熱処理炉にも適用可能である。
上記した連続熱処理炉を使用することによって、バッチ式熱処理炉に比較して、格段に熱処理能率を上げることができるが、鋼板を順次搬送しながら加熱するので抽出口に近い鋼板にトラブルが発生したり、炉外のラインで搬送渋滞が発生すると均熱が終了した鋼板が抽出できなくなるので、炉の温度を下げて炉内の鋼板の材質を保護する等の処置が必要になり、効率的に熱処理を行うことができないという問題がある。また、特許文献１には炉の下流で渋滞が発生した場合の操炉方法は記載されていない。
そこで、本発明は、上記課題を解決する為に、鋼板の予測材炉時間とライン渋滞を考慮して、連続熱処理炉の炉温設定を行い、効率的に熱処理を行う鋼板の熱処理方法を提供することを目標とする。
本発明の要旨は以下のとおりである。
[１] 加熱、均熱ゾーンが直列的に配置され、各ゾーンで炉温設定ができる連続熱処理炉において、下記ステップに従って熱処理を行うことを特徴とする鋼板の熱処理方法。
Ｓ１．加熱ゾーンに装入予定の鋼板の予測在炉時間（ｔ１）を板厚、目標抽出温度によるテーブルから算出する。
Ｓ２．炉内最下流鋼板の実績在炉時間と予測在炉時間の差（Δｔ）を算出する。
Ｓ３．抽出側の炉外搬送ラインの鋼板抽出スペースの有無を判定する。
Ｓ４．Δｔ ≦ ｔ１／２が成立するか否かを判定する。
Ｓ５．Ｓ３でスペースが有り、且つ、Ｓ４が成立する場合は、加熱ゾーンの設定温度を目標設定温度より高くして鋼板を熱処理する。
本発明により鋼板の在炉時間を短縮できるので、連続熱処理炉の熱処理効率をさらに上げることができる。
図１に示すラインは、連続熱処理ラインの一例を示すもので、上述したように２系列の連続式熱処理炉を使って熱処理の生産能率を上げたものである。図２は連続熱処理炉の側面図であり、図面左が鋼板装入口で、加熱ゾーン、均熱ゾーンと続き、図面右側が鋼板抽出口である。加熱ゾーンは常温で装入された鋼板を均熱温度まで加熱するゾーンであり、鋼板の昇温は熱伝導によるので、昇温速度が炉の操業能率に影響してくる。次いで、均熱ゾーンの温度は熱処理によって得ようとする鋼板の機械的性質が決まる重要な温度であり、均熱ゾーンの設定温度は各鋼板が必要とする機械的性質から決定される温度であり、多種類存在し、この均熱ゾーンの設定温度が鋼材の抽出目標温度となる。
連続熱処理ラインの操業において、この抽出目標温度がばらばらであると、鋼板装入のたびに加熱ゾーン、均熱ゾーンの設定温度を変える必要があり、はなはだ非効率となる。
また、鋼板の加熱は板厚方向への熱伝導が律速となるので、板厚差が大きい鋼板が混在する場合は板厚が厚い鋼板が搬送速度の律速となるので、炉運用上問題となる。
従って、連続熱処理ラインでは抽出目標温度が同一である鋼板を同一ロットにまとめて熱処理処理をするのが一般的である。こうすれば、同一ロットを処理中は均熱ゾーンは同一の設定温度となる。この時、以下のフローに基づいて、在炉時間の短縮を図る。
また、鋼板の加熱は板厚方向への熱伝導が律速となるので、板厚差が大きい鋼板が混在する場合は板厚が厚い鋼板が搬送速度の律速となるので、炉運用上問題となる。
従って、連続熱処理ラインでは抽出目標温度が同一である鋼板を同一ロットにまとめて熱処理処理をするのが一般的である。こうすれば、同一ロットを処理中は均熱ゾーンは同一の設定温度となる。この時、以下のフローに基づいて、在炉時間の短縮を図る。
加熱、均熱ゾーンが直列的に配置され、各ゾーンで炉温設定ができる連続熱処理炉において、
Ｓ１．加熱ゾーンに装入予定の鋼板の予測在炉時間（ｔ１）を板厚、目標抽出温度によるテーブルから算出する。
Ｓ１．加熱ゾーンに装入予定の鋼板の予測在炉時間（ｔ１）を板厚、目標抽出温度によるテーブルから算出する。
Ｓ２．炉内最下流鋼板の実績在炉時間と予測在炉時間の差（Δｔ）を算出する。
Ｓ３．抽出側の炉外搬送ラインの鋼板抽出スペースが有るか否かを判定する。鋼板抽出スペースが有る場合は、ステップ４を検討する。
Ｓ４．Δｔ ≦ ｔ１／２が成立するか否かを判定する。Δｔが正であれば均熱中の鋼板を予測在炉時間より早く抽出できることになるので、その時間が加熱ゾーンに装入予定の鋼板の予測在炉時間（ｔ１）の半分程度あれば、加熱ゾーンに余力（スペース）を作ることができる。そうすれば、加熱ゾーンの温度設定を変更できるし、次材を搬入することもできる。
Ｓ５．図３に示すように、加熱ゾーンの設定温度を均熱ゾーンの設定温度より３０℃高くする。ここで、加熱ゾーンに装入予定の鋼板の予測在炉時間（ｔ１）に乗ずる係数である１／２や設定温度に加える温度３０℃は、材質や設備的に問題ない範囲で任意に変更することができる。
なお、上記条件に該当しない場合は、加熱ゾーンの設定温度の変更は行わない。変更した場合は鋼板の温度が均熱目標温度より高くなって過加熱状態となるからである。
上記ステップＳ１〜Ｓ５の処理を行うことによって在炉時間の短縮を図ることができるので連続加熱炉の熱処理能力の向上がはかれる。
１ ショットブラスト
２ 鋼板積載テーブル
３ 連続熱処理炉
４ ＲＱ装置
５ 熱処理レベラー
６ クーリングベット
７ 冷却テーブル
２ 鋼板積載テーブル
３ 連続熱処理炉
４ ＲＱ装置
５ 熱処理レベラー
６ クーリングベット
７ 冷却テーブル
Claims (1)
- 加熱、均熱ゾーンが直列的に配置され、各ゾーンで炉温設定ができる連続熱処理炉において、抽出目標温度が同一である鋼板を同一ロットにまとめて熱処理をする際、下記ステップに従って熱処理を行うことを特徴とする鋼板の熱処理方法。
Ｓ１．加熱ゾーンに装入予定の鋼板の予測在炉時間（ｔ１）を板厚、目標抽出温度によるテーブルから算出する。
Ｓ２．炉内最下流鋼板の予測在炉時間から実績在炉時間を差し引いた値（Δｔ）を算出する。
Ｓ３．抽出側の炉外搬送ラインの鋼板抽出スペースの有無を判定する。
Ｓ４．Δｔ ≦ ｔ１／２が成立するか否かを判定する。
Ｓ５．Ｓ３でスペースが有り、且つ、Ｓ４が成立する場合は、加熱ゾーンの設定温度を目標設定温度より高くして鋼板を熱処理する。
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