JP6229066B2 - Ａｈｓｓ熱延コイルの熱処理方法、これを利用した冷間圧延方法および熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は熱延コイルの熱処理方法および巻き取られたコイルを加熱して熱処理する熱処理装置に関するものである。

鉄鋼の製造工程にて実施される熱間圧延工程は、高炉などで製造されたスラブを加熱炉で圧延に適当な温度に再加熱した後、粗圧延機（Ｒｏｕｇｈｉｎｇ Ｍｉｌｌ）および仕上げ圧延機（Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ Ｍｉｌｌ）などの一連の圧延装置を経てストリップ（ｓｔｒｉｐ）形態の熱延鋼板に圧延し、冷却設備を通じて冷却した後、巻取機を通じてコイル形態に巻き取る。そして、巻き取られた熱延コイルはヤード（ｙａｒｄ）に積み置きして空冷した後、冷延工場か製品として出荷される。

空冷過程において、大気と接した熱延コイルの縁と熱延コイルの内部とには冷却速度の差によって材質の偏差が発生することになり、これは後続工程である冷間圧延時の板の破断や偏り現象の原因となって、生産障害を誘発することとなる。

一方、熱間あるいは冷間圧延を経て生産されたストリップは移送および保管のためにコイル形態に巻き取られる。巻き取られたストリップコイルは、後で材質偏差を減らしたり所望の物理的特性を得るために加熱して熱処理を実施する場合が多い。

ストリップを加熱する方式は巻き取り状態のコイルを加熱設備内に収容して加熱する配置方式と、コイル状態のストリップを巻き出して移送させる途中で加熱装置を利用して加熱する連続方式が知られている。このうち、配置方式はコイル状態で作業が可能であるため、コイルを巻き取るまたは巻き出す設備が不要であり、ストリップが占める空間も大きくないため、連続方式と比べて設備の規模を小さくすることができる長所がある。

通常の配置型コイル加熱設備は、内部にコイルを収容する加熱炉、加熱炉の内部を加熱する加熱装置、加熱炉内部の熱気を循環させる循環ファン、そしてコイルの積み置きのために加熱炉内側の底に設けられたコイルスキッドを含む。

このようなコイル加熱設備は、循環ファンの動作によって加熱炉の内部の熱気が加熱炉の内部を循環しながら加熱炉内に積み置きされたコイルを加熱する。通常のコイル加熱設備は循環ファンが加熱炉の上部から下方に熱気を送風する形態である。

循環する熱気は送風ファンから下方に流動しながらコイルの片方の側面を加熱し、加熱炉の底に達して方向が曲がって反対側の側面に流動してコイルの反対側の側面を加熱しながら上昇する。全体としてコイルの周りをぐるぐる巻いて循環する形態である。一部の熱気はコイルの中空部（内巻き部）を通過して反対側に流れながらコイルの中空部を加熱する。

しかし、このようなコイル加熱設備は殆どの熱気がコイルの側面と周面の外側に流動するため、コイルの中空部を流れる熱気は微々たるものであるのが実状である。また、コイル下部面はコイルスキッドによって遮られるため、熱気が及ばない。したがって、コイルを全体的に均一に加熱することが難しく、全体的に均一な熱処理効果を得ることに限界がある。

本発明の実施例は、ＡＨＳＳ熱延コイルの幅方向の材質偏差を減らすことができる熱処理方法およびこれを利用した冷間圧延方法を提供しようとするものである。また、本発明の実施例は、コイルを全体的に均一に加熱することができ、均一な熱処理効果を得ることができる熱処理装置を提供しようとするものである。

本発明の一側面によれば、圧延材を熱間圧延して冷却した後、巻き取って熱延コイルを製造する熱延コイル生成段階と、前記熱延コイルの縁部分に硬質相が生成されるように、相変態が完了する温度まで冷却する１次冷却段階と、前記熱延コイルの縁部分だけを焼き戻し温度まで加熱して昇温させた後、前記焼き戻し温度で一定時間の間維持して前記１次冷却段階を経た前記熱延コイルの縁部分が前記熱延コイルの中央部分の強度と類似の強度を有するように熱処理する熱延コイル縁強度軟化段階と、前記熱延コイル縁強度軟化段階を経た前記熱延コイルを冷却する２次冷却段階を含む、ＡＨＳＳ熱延コイルの熱処理方法を提供することができる。

また、前記熱延コイル縁強度軟化段階において、前記焼き戻し温度は４００〜７００℃を含む。

また、前記熱延コイル生成段階において、巻き取り完了した前記熱延コイルの温度は５００〜７００℃を含む。

また、前記１次冷却段階において、前記相変態が完了する温度は常温〜４００℃の範囲を含む。

また、前記１次冷却段階において、前記熱延コイルの縁部分の幅は前記熱延コイルの全体幅に対する１／４領域を含む。

また、前記熱延コイルは引張強度７８０ＭＰａ以上であり得る。

また、前記熱延コイル縁強度軟化段階で加熱することは、前記熱延コイルの縁から前記熱延コイルの幅方向に前記熱延コイルの全体幅に対する１／４以上の領域が前記焼き戻し温度に到達するように急速加熱することを含む。

また、前記熱延コイル縁強度軟化段階において、前記一定時間は、下記の数学式によって求められる時間範囲で設定され得る。

数学式：Ｘ＝温度×（７．０＋ｌｏｇ（時間））、（温度はＫｅｌｖｉｎ、時間は分）
ここで、温度は焼き戻し温度、７６００≦Ｘ≦８６００。

また、前記２次冷却段階は、前記熱延コイルの縁部分に対して３℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却することを含む。

本発明の他の側面によれば、引張強度７８０ＭＰａ以上のＡＨＳＳ熱延コイルから冷延鋼鈑を製造する冷間圧延方法において、巻き取り温度が５００〜７００℃の範囲内である前記ＡＨＳＳ熱延コイルの縁部分に対して、常温〜４００℃の範囲まで１次冷却して前記縁部分を硬質相に相変態完了し、前記硬質相に相変態完了した前記縁部分に対してのみ再加熱した後、４００〜７００℃の温度範囲内で３０〜４８０分の間維持して強度軟化を発生させ、前記強度軟化された前記ＡＨＳＳ熱延コイルを速度３℃／ｍｉｎ以上で２次冷却した後で冷間圧延を実施する冷間圧延方法を提供することができる。

本発明のさらに他の側面によれば、熱延コイルを熱処理するための熱処理装置において、前記熱延コイルを積み置きして運搬する移送台車が進入される加熱チャンバーと、前記加熱チャンバーを形成する断熱壁面に設置されて前記熱延コイルを加熱する複数の加熱手段を具備する熱処理炉を含み、前記複数の加熱手段は前記加熱チャンバーの温度制御のために前記加熱チャンバーに設置される第１バーナーと、前記熱延コイルの両側面の加熱のために前記加熱チャンバーの両側壁に設置される第２バーナーと、前記熱延コイルの内巻き部に向かって熱風を供給する熱風供給部を含む、熱処理装置を提供することができる。

また、前記熱風供給部は、前記加熱チャンバーから排気される高温の排気ガスを回収して前記熱延コイルの内巻き部に向かって噴射させることができる。

また、前記第１バーナーは火炎加熱バーナーを含み、前記火炎加熱バーナーは噴射される火炎が前記熱延コイルに直接接触しないように、前記加熱チャンバーの上部壁に設置され得る。

また、前記第２バーナーは前記熱延コイルの両側面をそれぞれ輻射熱によって加熱する輻射加熱バーナーを含み、前記輻射加熱バーナーは前記熱延コイルの中心と下端との間の側面に向き合うように前記側壁に配置される、少なくとも一つ以上を具備することができる。

また、前記熱風供給部は、前記熱延コイルの内巻き部に向かって熱風を噴射するノズルと、前記加熱チャンバー内部の高温ガスが排気される排気配管と連結されて前記排気配管に流れる排気ガスを前記ノズルに供給する回収配管と、前記排気配管から前記回収配管への排気ガスの供給を調節するダンパーと、前記回収配管に流れる排気ガスを前記ノズル側に移送させる送風力を提供する送風機を含む。

また、前記熱処理炉は、前面、後面および下部が開放されるように上部壁と両側壁を具備したトンネル形態の本体を含み、前記開放された下部は、前記移送台車が前記加熱チャンバーに引き込まれるときに前記移送台車によって閉じられ、前記開放された前面と後面は前記熱処理炉に設置された開閉ドアによって閉じられ得る。

また、前記加熱チャンバーは、前記断熱壁面からなる前記上部壁、前記両側壁および前記移送台車の上面に配置された断熱パネルによって断熱構造を形成することができる。

また、前記移送台車が前記加熱チャンバーに引き込まれた場合、前記両側壁と前記移送台車との間の隙間を密閉する密閉装置をさらに含む。

また、前記密閉装置は、前記本体の側壁下端の一側に回転可能に結合され、前記隙間を密閉するための断熱材が備えられた回転アームと、前記断熱材が前記隙間を密閉する第１位置と前記隙間から離隔する第２位置間を移動することができるように前記回転アームを駆動する駆動ユニットを含む。

また、前記加熱チャンバー内の温度を制御するための制御部をさらに含み、前記制御部は、前記熱延コイルの加熱初期には前記加熱チャンバー内の温度を前記熱延コイルの加熱目標温度より高い温度に維持させ、所定時間経過後、前記加熱チャンバー内の温度を前記加熱目標温度に維持させるように、前記複数の加熱手段を制御することができる。

また、前記移送台車は、前記熱処理炉の両側でそれぞれレールに沿って前後に移動可能に設置された２台を具備し、前記２台の移送台車は交互に前記加熱チャンバーに引き込みおよび引き出され得る。

本発明のさらに他の側面によれば、巻き取られたコイルを収容して加熱する加熱炉と、前記加熱炉内部の熱気を循環させる循環装置および前記加熱炉の内部の前記コイルの周囲を流動する熱気の一部を前記コイルの中空部に案内する流動案内部を含む熱処理装置を提供することができる。

また、前記流動案内部は、前記コイルの側面と対向する前記加熱炉の側壁から前記コイルの中空部に向かって延びる案内板を含む。

また、前記案内板は、流動する熱気を前記コイルの中空部に案内するように、前記コイルの中心線に対して傾斜した傾斜案内面を含む。

また、前記案内板は、前記加熱炉の側壁に結合される結合端の厚さが前記コイルの中空部に向かう自由端の厚さより厚く形成され得る。

また、前記案内板は、前記コイル中空部に向かう自由端の幅を前記コイル中空部の直径と同じであるか小さい長さで設けることができる。

また、前記案内板は、前記加熱炉側壁に結合される結合端の最小幅が前記コイル中空部の直径以上、最大幅が前記コイルの外径以下の長さで設けることができる。

また、前記流動案内部は、前記コイルの両側の側面とそれぞれ対向する前記加熱炉の両側壁にそれぞれ設置され得る。

また、前記傾斜案内面を曲面形態で設けることができる。

また、前記流動案内部は、前記加熱炉側壁に装着されて前記案内板の角度調節のために前記案内板の結合端を回転可能に支持する結合部材と、前記案内板を角度調節状態で支持する支持部をさらに含む。

また、前記流動案内部は、前記加熱炉側壁に装着されたガイドレールと、前記ガイドレールに移動可能に装着されて前記案内板の結合端を支持する結合部材と、前記結合部材を移動させる移動装置をさらに含む。

また、前記循環装置は、前記加熱炉上部で前記コイルの片方の側面と前記加熱炉側壁との間の空間を通じて前記加熱炉底に向かって熱気を送風するように配置され得る。

また、前記案内板は、下降する熱気を案内する場合、前記コイルの中心と前記コイル中空部の上端との間の高さに配置され、前記コイルの下部を経由して上昇する熱気を案内する場合、前記コイルの中心と前記コイル中空部の下端との間の高さに配置され得る。

また、前記加熱炉の底と側壁とが会うコーナーに設けられ、熱気の流動方向転換のために前記加熱炉底に対して傾斜した流動案内面を備えたコーナー案内部をさらに含む。

また、前記加熱炉の底側に配置されて前記コイルの下側の周面を支持し、熱気の流通のために多方向に通気流路が形成されたコイル支持装置をさらに含む。

また、前記コイル支持装置は、相互離隔配置されてそれぞれの側面と上面とが連通する通気流路を備えた複数の支持ブロックと、前記各支持ブロックの上面に相互離隔状態で設置されて前記コイルを支持しながら前記コイルと前記支持ブロックの上面を離隔させる複数の離隔部材を含む。

本発明のさらに他の側面によれば、巻き取られたコイルを収容して加熱する加熱炉と、前記加熱炉内部の熱気を循環させる循環装置および前記加熱炉の底側に配置されて前記コイルの下側の周面を支持し、熱気の流通のために多方向に通気流路が形成されたコイル支持装置を含む熱処理装置を提供することができる。

本発明の実施例は、ＡＨＳＳ熱延コイルの幅方向の材質偏差を減らすことによって、冷間圧延時の材質偏差による縒りおよび形状不良を防止することができる。

また、本発明の実施例は、ＡＨＳＳ熱延コイルの縁部分だけを加熱するため、再加熱による内部酸化を最小化することができ、冷間圧延前の酸洗工程でのスケール剥離性を確保することができる。

また、本発明の実施例の熱処理装置は、流動案内部がコイルの周囲を流動する熱気の一部をコイルの中空部に案内するため、コイルを加熱する過程でコイルの外面と中空部の温度偏差を最小化することができる。したがって、コイルを全体的に均一に加熱することができ、均一な熱処理効果を得ることができる。

本発明の実施例に係る熱処理装置は、コイル支持装置に形成された多方向通気流路を通じてコイルの下側の周面側にも熱気が円滑に接近するため、コイル上部と下部の温度偏差を最小化して全体的に均一な加熱を具現することができる。

本発明の実施例に係る熱処理装置は、加熱炉の内部を循環する熱気が加熱炉下部に設置されたコーナー案内部によって案内されるため、流速を維持しながら方向転換が可能となり、熱気の円滑な循環を具現することができる。

本発明の実施例に係る熱延圧延工程を図示した図面である。 本発明の実施例に係る熱処理方法を図示したフローチャートである。 本発明の実施例に係る熱処理過程での温度変化を図示した図面である。 本発明の実施例に係る熱処理前の熱延コイル幅方向の強度を示した図表である。 本発明の実施例に係る熱処理再加熱開始温度による熱処理後の強度を示した図表である。 本発明の実施例に係る熱処理前の微細組織、熱処理温度および熱処理時間による強度変化を示した図表である。 図６を温度と時間の組合せ変数をｘ軸に使用して示した図表である。 本発明の実施例に係る熱処理最高温度による強度軟化効果の有無を示した図表である。 本発明の実施例に係る熱処理過程で熱延コイルの縁部分と熱延コイルの内部との２地点での温度変化を示した図表である。 本発明の実施例に係る熱処理過程で熱延コイルの幅方向の温度分布を図示した図表である。 本発明の実施例によって熱処理した熱延コイルの幅方向の材質偏差を既存の場合と比較して示した図表である。 本発明の第１実施例に係る熱処理装置を概略的に図示した図面である。 本発明の第１実施例に係る移送台車が熱処理炉に引き込まれた状態を図示した図面である。 本発明の第１実施例に係る密閉装置を概略的に図示した図面である。 本発明の第１実施例に係る熱処理炉の内部構造を図示した断面図である。 本発明の第１実施例に係る輻射加熱バーナーの配置構造を説明するための図面である。 本発明の第１実施例に係る熱風供給部を概略的に図示した図面である。 本発明の第１実施例に係る熱処理炉の温度制御のための制御ブロック図である。 本発明の第１実施例に係る熱処理炉に２段階の温度制御方法を図示した図表である。 本発明の第１実施例に係る熱処理炉に二つの温度パターンを適用した場合、熱延コイルの温度変化を図示した図表である。 本発明の第１実施例に係る熱処理炉の両側にそれぞれ配置された２台の移送台車を図示した図面である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の斜視図である。 図２２のII−II線による断面図である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の流動案内部の案内板の斜視図である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置のコーナー案内部の斜視図である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置のコーナー案内部の変形例を示した斜視図である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置のコイル支持装置の斜視図である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の支持ブロックに設置される離隔部材の変形例を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の流動案内部の案内板の変形例を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の流動案内部の案内板の変形例を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の流動案内部の変形例を示す図面である。 本発明の第２実施例に係る熱処理装置の流動案内部の変形例を示す図面である。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。以下に紹介される各実施例は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に本発明の思想が十分に伝えられるようにするために例として提供されるものである。本発明は以下で説明される実施例に限定されず、他の形態で具体化することもできる。本発明を明確に説明するために、説明と関連しない部分は図面から省略し、図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは説明の便宜上誇張して表現されることもある。明細書全体にかけて同じ参照番号は同じ構成要素を示す。

図１は本発明の実施例に係る熱延圧延工程を図示したものであり、図２は本発明の実施例に係る熱処理方法を図示したフローチャート、図３は本発明の実施例に係る熱処理過程での温度変化を図示した図面である。

図１〜図３を参照すれば、本発明の実施例に係る冷間圧延方法は熱延コイル生成段階（Ｓ１０）、１次冷却段階（Ｓ２０）、熱延コイル縁強度軟化段階（Ｓ３０）、２次冷却段階（Ｓ４０）および冷間圧延段階（Ｓ５０）を含む。

熱延コイル生成段階（Ｓ１０）は、スラブ（Ｓ１）を圧延して最終的にコイル形態に巻かれた引張強度７８０ＭＰａ以上のＡＨＳＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｓｔｅｅｌ）熱延コイル２０を製作する段階である。具体的に、スラブ（Ｓ１）は加熱炉１０で圧延に適当な温度に加熱され、加熱炉１０で加熱されたスラブ（Ｓ１）は３〜４台の圧延スタンドで構成された粗圧延設備１１にて幅圧延と厚さ圧延が実施されバー（Ｓ２）の形態で作られ、その後、６〜７台の圧延スタンドで構成された仕上げ圧延設備１２では所望の厚さに最終厚さ圧延を経て所望の厚さのストリップ（Ｓ３）に圧延され得る。その後、ストリップ（Ｓ３）は冷却工程（１３）を通過しながら所定の温度に冷却された後、巻取機１４に供給され、巻取機１４では冷却が完了したストリップ（Ｓ３）をコイル形態に巻き取って熱延コイル２０を生成することができる。以下、スラブ（Ｓ１）、バー（Ｓ２）、ストリップ（Ｓ３）は圧延材（Ｓ）と称し、圧延材（Ｓ）は高強度熱延鋼板（ＡＨＳＳ）として引張強度７８０ＭＰａ以上のＤｕａｌ−Ｐｈａｓｅ鋼（ＤＰ鋼）、Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ鋼（ＴＲＩＰ鋼）を含む。また、熱間圧延後、巻取機１４により巻き取られる時点の熱延コイル２０の温度（Ｔ１）は５００〜７００℃範囲を有することができる。

１次冷却段階（Ｓ２０）は、巻取機１４により巻き取られた熱延コイル２０の縁部分に硬質相（マルテンサイトとベイナイト）が生成されるように、十分な冷却速度を維持しながら相変態が完了する温度まで冷却させる段階である。

１次冷却段階（Ｓ２０）で相変態が完了する温度は、図３における熱処理再加熱開始温度（Ｔ２）に該当し、常温〜４００℃の範囲を含むことができる。ここで、相変態が完了する温度は図４および図５を参照して説明する。図４は本発明の実施例に係る熱処理前の熱延コイル幅方向の強度を示した図表であり、図５は本発明の実施例に係る熱処理再加熱開始温度による熱処理後の強度を示した図表である。図５に図示された通り、再加熱開始温度が４００℃以下の場合には、図４の熱処理前熱延コイルの強度と比べて熱処理後に強度軟化が起きるが、４００℃以上の場合には強度軟化が大きく起きないことが分かる。これは、再加熱開始温度が４００℃以上であれば、相変態が完全になされていない状態であるので、熱延コイル生成段階（Ｓ１０）と同じように、再加熱後の２次冷却段階（Ｓ４０）過程で再び硬質相が生成されるためである。したがって、１次冷却段階（Ｓ２０）は、熱延コイル２０の縁部分に相変態が完了する４００℃以下の温度まで冷却することが好ましい。ここで、１次冷却段階（Ｓ２０）は、工場のヤードまたはコイル倉庫の底の上に積み置きさせた状態で常温と熱延コイルの温度差を利用して相変態が完了する温度まで冷却させることができる。

熱延コイル縁強度軟化段階（Ｓ３０）は、１次冷却段階（Ｓ２０）を経て生成された熱延コイル２０縁部分の硬質相を焼き戻し温度（Ｔ３）まで加熱して昇温させた後、焼き戻し温度（Ｔ３）で一定時間の間、維持することによって熱延コイル２０の縁部分を熱延コイル２０中央部分の強度と類似の強度を有するように熱処理する段階である。

具体的に、熱延コイル縁強度軟化段階（Ｓ３０）は、熱延コイル２０の縁部分だけを加熱して焼き戻し温度（Ｔ３）（例として、４００〜７００℃）まで昇温させる加熱段階（Ｓ３１）と、焼き戻し効果が表れるのに必要な一定時間の間、焼き戻し温度（Ｔ３）で維持する温度維持段階（Ｓ３２）を含むことができる。

加熱段階（Ｓ３１）では、熱延コイル２０の端から熱延コイル２０の幅方向に熱延コイル２０の全体幅に対する１／４以上の領域（図４に図示された硬質相によって強度が高く示される境界）が焼き戻し温度（Ｔ３）に到達するように加熱することができる。

温度維持段階（Ｓ３２）では、熱延コイル２０の縁部分（例えば、全体幅に対する１／４領域）が焼き戻し温度（Ｔ３）に到達した後、一定時間の間、焼き戻し温度（Ｔ３）で維持することによって熱延コイル２０の縁部分が熱延コイル２０の中央部分の強度と類似の強度を有するように熱延コイル２０を軟化させる。

ここで、焼き戻し温度（Ｔ３）と焼き戻し温度（Ｔ３）の維持時間の関係は図６〜図８を参照して説明する。図６は本発明の実施例に係る熱処理前の微細組織、熱処理温度および熱処理時間による強度変化を示した図表で、図７は図６を温度と時間の組合せ変数をｘ軸に使用して示した図表、図８は本発明の実施例に係る熱処理最高温度による強度軟化効果の有無を示した図表である。

まず、図６を参照すれば、熱処理前の微細組織は、Ｆ＋Ｍ（フェライト＋マルテンサイト）、Ｆ＋Ｐ（フェライト＋パーライト）、Ａｓ−Ｒ（フェライト＋パーライト、圧延後空冷されたコイルの１／４幅位置）の三つに区分され、Ｆ＋Ｍはコイルの縁、Ａｓ−Ｒはコイル中心部分、Ｆ＋Ｐはコイル縁と中心部分の間の組織に該当する。ここで、Ｆ＋ＭとＦ＋Ｐの両方とも熱処理温度が４００℃であるときは、如何に時間が長くなっても強度軟化効果が大きく現れない。反面、熱処理温度を高く維持すればするほど短い時間で強度が大幅に低下することが分かる。

図７を参照すれば、図７は図６を温度と時間の組合せ変数をｘ軸に使用して示したもので、特定微細組織を対象とした温度−時間−強度データは一つのラインを形成する。温度と時間の組合せ変数は次のように、Ｘ（Ｈｏｌｌｏｍｏｎ−Ｊａｆｆｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）と定義される。

数学式１：Ｘ＝温度×（７．０＋ｌｏｇ（時間））、（温度はＫｅｌｖｉｎ、時間は分）

ここで、各微細組織によって初期強度に差があるが、Ｘ値が大きくなるにつれて同じ強度値で収束する。この強度値が初期Ａｓ−Ｒ組織の強度と等しくなると、コイル幅方向の材質偏差がなくなるので、この時のＸ値を基準として熱処理温度と熱処理時間の範囲を探すことができる。しかし、図８のように、熱処理温度が７００℃以上となると、セメンタイトがオステナイトに分解され、その後の冷却過程で硬質相が再生成されるため熱処理効果がなくなる。したがって、熱処理温度は７００℃以下に選定しなければならない。したがって、焼き戻し温度（Ｔ３）は４００〜７００℃範囲の値を有することができる。また、図７において、焼き戻し温度（Ｔ３、例えば、６００℃）での維持時間は、熱延コイル２０の縁部分と中心部分の強度が同一になる部分（影部分）に該当する温度であって７６００≦Ｘ≦８６００区間に該当し、これを数学式１に代入すれば、７６００＜＝８７３（７．０＋ｌｏｇ（時間））＜＝８６００であり、熱処理維持時間は５５．８分≦時間≦７０９．７分の値を有することができる。ここで、維持時間が略５６分より小さい場合には熱処理効果は小さく、７１０分より大きい場合には熱延コイル２０の縁部分の強度軟化が過度となって熱延コイル２０の中心部分の強度より弱くなる。

一方、加熱段階（Ｓ３１）では再加熱による熱延コイル２０の内部酸化を最小化できるように、強度軟化が必要な熱延コイル２０の縁部分だけを急速加熱を遂行して焼き戻し温度（Ｔ３）に到達させることができる。具体的に、図９は熱処理過程における熱延コイル２０の縁部分（１）と内部（２）の二地点での温度変化を示したもので、熱処理過程で熱延コイル２０は外部から加熱されるので熱延コイル２０の縁部分の温度は急激に上昇して上限温度（７００℃）に達し、熱延コイル２０の内部は緩やかに加熱される。この時、各幅方向の位置で温度が下限温度（４００℃）を通過した時点から熱処理が起きることになる。これを熱延コイル２０の幅方向の温度分布で示すと図１０の通りである。ここで、熱処理領域は、（１）と（２）の間となり、この領域で温度は上限と下限の間に維持されるようにしなければならない。（２）の位置は硬質相によって強度が高く示される境界点であり、図４の図表を基準とすれば、（１）と（２）の間隔は熱延コイル２０幅の１／４以上の値を有さなければならない。熱処理時間は、熱延コイルの（１）と（２）の間の領域が図９に図示した熱処理温度の上限と下限の間に維持される間の時間であって、熱処理開始から熱処理完了までであり、全体在炉時間は昇温が始まる時間を含むので実際の熱処理時間よりは長くなり、加熱開始から熱処理完了までである。したがって、加熱開始時点から焼き戻し温度（Ｔ３）に達する時間を短くするように急速加熱を遂行した方が熱延コイル２０の内部酸化抑制の側面で好ましい。

２次冷却段階（Ｓ４０）は、熱延コイル縁強度軟化段階（Ｓ３０）を経て組織が軟化された熱延コイル２０を常温で冷却する段階である。この時、熱延コイル２０は組織が軟化された状態であるから冷却速度による再硬化は起きないが、熱処理による内部酸化の影響を最小化するためには熱延コイル２０の縁部分に対して３℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却することができる。

[実施例]
図１１は、本発明の実施例によって熱処理した熱延コイルの幅方向の材質偏差を既存の場合と比較して示した図表である。熱延コイル２０の鋼種は高延伸９８０ＤＰであり、サイズは外径２１５０ｍｍ、内径７６２ｍｍ、幅１２００ｍｍである。適用した熱処理条件は、圧延後、常温で４８時間以上冷却させた後、再加熱して５５０℃で４時間維持後急冷処理である。圧延後、何も処理していない空冷材は縁部と中心部の材質偏差が約２５０ＭＰａ以上出ており、既存の徐冷ｂｏｘを適用した場合には幅方向の材質偏差が１５０ＭＰａ以下に低減される。そして本発明を適用した場合には、縁部分の材質軟化が大きく起きることによって、幅方向に材質偏差が５０ＭＰａ以下に低減することを確認することができた。

以下では本発明の第１実施例に係る熱処理装置に対して説明する。

図１２は本発明の第１実施例に係る熱処理装置を概略的に図示したもので、図１３は本発明の第１実施例に係る移送台車が熱処理炉に引き込まれた状態を図示した図面である。

図１２を参照すれば、本発明の第１実施例に係る熱処理装置３０は、大きく移送台車４０と、熱処理炉５０を含む。

移送台車４０は熱延コイル生成段階（Ｓ１０）で生成された熱延コイル２０を積み置きして運搬するとともに１次冷却段階（Ｓ２０）で熱延コイル２０を冷却させることに用いられ得る。

このような移送台車４０は、工場のヤードに設置されたレール４１に沿って移動するホイール４２が設置された平板形態の台車ボディー４３を具備することができる。台車ボディー４３は、図示しない駆動部によって正、逆回転可能なホイール４２によってレール４１に沿って前後に移動することができる。

台車ボディー４３は、熱延コイル２０を安定的に支持するために、強度の大きい鋼鉄または鋼合金で設けられ、台車ボディー４３の上面には断熱のために耐火物からなる断熱パネル４４が配置され得る。

また、断熱パネル４４の上面には、その長さ方向に沿って所定間隔離隔配置されて、熱延コイル２０を支持するための複数のスキッド４５が配置され得る。

複数の熱延コイル２０は、複数のスキッド４５にそれぞれ支持された状態で熱処理炉５０に進入される前に冷却され得る。

複数の熱延コイル２０が安着した移送台車４０は、レール４１に沿って移動することによって熱処理炉５０内部に進入することができる。このとき、移送台車４０の断熱パネル４４は熱処理炉５０下部の断熱構造を形成することができる。このため、移送台車４０は熱処理炉５０の幅より若干小さい幅を有するように設けられ、移送台車４０の長さは熱処理炉５０の長さより少し長く設けられ得る。

このような移送台車４０は、複数個の熱延コイル２０をスキッド４５に支持した状態で１次冷却を遂行することができ、１次冷却が完了した後はレール４１に沿って移動して熱処理炉５０内部に挿入されて熱処理炉５０の断熱構造の一部を形成することになる。したがって、熱処理作業のために複数個の熱延コイル２０を移送台車４０に載置または積下す作業を省略することができ、熱処理作業のための熱延コイル２０の待機時間は顕著に低減される。

熱処理炉５０は移送台車４０を収容できる大きさを有するトンネル形態で設けられ得る。このような熱処理炉５０は、前面、後面および下部が開放されたボックス形態の本体５１を具備し、本体５１の内部は移送台車４０が進入された場合、熱延コイル２０を加熱するための加熱チャンバー６０を形成することができる。

熱処理炉５０内部に移送台車４０が挿入された場合、本体５１の開放された下部は移送台車４０により閉じられ、本体５１の開放された前面と後面はそれぞれ本体５１に上下にスライディング可能に設置される開閉ドア５５により閉じられ得る。

これによって、加熱チャンバー６０は図１２および図１３に図示された通り、本体５１の上部壁５２と、上部壁５２の両端からそれぞれ下部に延びた両側壁５３、５４と、本体５１の開放された下部を閉じる移送台車４０の断熱パネル４４および本体５１の開放された前面と後面をそれぞれ閉じる開閉ドア５５によって密閉された断熱空間を形成することができる。

具体的に、開閉ドア５５は、本体５１の開放された前面と後面を閉じる場合、各開閉ドア５５の下端が移送台車４０の断熱パネル４４と接触することによって、本体５１の開放された前面と後面を密閉することができ、移送台車４０は加熱チャンバー６０に引き込まれる場合、移送台車４０の断熱パネル４４が本体５１の下部を密閉することによって熱処理炉５０の内部は密閉された加熱チャンバー６０を形成することができる。

このような開閉ドア５５、本体５１および移送台車４０により形成される加熱チャンバー６０の壁面は、内部の熱を保存するための断熱壁面で構成され得る。すなわち、上部壁５２と両側壁５３、５４は外観を形成する鉄皮の内側に耐火物が配置され、開閉ドア５５の内側にも耐火物が設置されることにより移送台車４０の断熱パネル４４とともに加熱チャンバー６０は断熱構造をなすことができる。

このとき、移送台車４０と両側壁５３、５４の間には所定の隙間が発生することがあり、このような隙間を密閉するために本体５１の一側には密閉装置７０が設置され得る。

図１４は本発明の第１実施例に係る密閉装置を概略的に図示した図面である。

図１４を参照すれば、密閉装置７０は、本体５１の両側壁下端にそれぞれ設置されて移送台車４０と両側壁５３、５４の間に形成される隙間（ｔ）を密閉することができるように、本体５１の長さ方向に沿って複数個離隔配置され得る。以下では本体５１の一側壁５３に設置された密閉装置７０について説明する。

このような密閉装置７０は、本体５１の側壁５３下端の一側に回転可能に結合される回転アーム７１と、回転アーム７１を回転駆動する駆動ユニット７２と、回転アーム７１の端部に配置されて回転アーム７１の回転方向に沿って隙間（ｔ）を密閉する第１位置と、隙間（ｔ）と離隔する第２位置間に移動可能な断熱材７４を含む。

駆動ユニット７２は、前後進退移動するロッド７３を具備した電気式、電子式、油圧式または空圧式シリンダーを含み、ロッド７３はリンク部材７５を媒介として回転アーム７１と連結され得る。

回転アーム７１は、本体５１の側壁５３下端で回転軸を中心に回転可能に設置され、一側はリンク部材７５とヒンジ結合され、他側には本体５１の長さ方向に沿って所定の長さ延長形成された断熱材７４が設けられ得る。断熱材７４は、メンテナンスのための交替ができるように回転アーム７１の他側に分離可能に結合され得る。

このような構成を通じて、移送台車４０が加熱チャンバー６０に入ってきた場合、移送台車４０と側壁５３の間に形成される隙間（ｔ）を、駆動ユニット７２によって回転する回転アーム７１の端部に設置された断熱材７４により密閉することができ、隙間（ｔ）を通した加熱チャンバー６０内の排気ガスまたは熱が外部に漏洩することが防止され得る。

熱処理炉５０の内部には開閉ドア５５、移送台車４０および密閉装置７０によって、本体５１の開放された部分が密閉された後、移送台車４０に積み置きされた複数の熱延コイル２０の縁部分を熱処理するための複数の加熱手段８０が設けられる。

図１５は本発明の第１実施例に係る熱処理炉の内部構造を図示した断面図で、図１６は本発明の第１実施例に係る輻射加熱バーナーの配置構造を説明するための図面である。

図１５および図１６を参照すれば、本発明の第１実施例に係る複数の加熱手段８０は、加熱チャンバー６０内部の温度制御のために、加熱チャンバー６０の内部空気を加熱する第１バーナー８１と、加熱チャンバー６０内部に配列された熱延コイル２０の両側面を加熱するための第２バーナー８２と、加熱チャンバー６０内部に配列された熱延コイル２０の内巻き部２１を加熱するための熱風供給部９０を含む。

第１バーナー８１は、燃料を燃焼させて火炎によって加熱チャンバー６０内部の空気を迅速に加熱する火炎加熱バーナー（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｆｌａｍｅ Ｂｕｒｎｅｒ）で構成され得る。

第１バーナー８１は、上部壁５２に設置されて垂直方向に火炎を噴出するように設けることができ、噴出した火炎が熱延コイル２０に直接当たらないように熱延コイル２０の両側面と所定距離（例として、５００ｍｍ以上）離隔した位置に配置され得る。これは、第１バーナー８１から噴出する火炎が熱延コイル２０に直接的に当たると局部的な温度上昇により熱延コイル２０が非均一になることを防止するためである。

第２バーナー８２は、熱延コイル２０の両側面縁部分を迅速に加熱するためのものであって、平板型の多孔質発熱面で燃料を燃焼させて、その輻射熱で熱延コイル２０の両側面を加熱する輻射加熱バーナー（Ｆｌａｔ Ｆｌａｍｅ Ｂｕｒｎｅｒ）で構成され得る。

第２バーナー８２は、加熱チャンバー６０に配置された熱延コイル２０の両側面とそれぞれ向き合う両側壁５３、５４に配置することができ、輻射加熱バーナーの構造上、燃焼ガスの吐出圧が大きくないため、第２バーナー８２の上下の温度差を考慮して、図１４に図示した通り、熱延コイル２０の中心と下端の間の側面に向き合うように側壁５３に位置することができ、熱延コイル２０の円周方向に均一な温度で加熱できるように、一つの熱延コイル２０の側面に対して左右両側に離隔配置された２個以上を具備することができる。

熱風供給部９０は、加熱チャンバー６０内の高温ガスによって熱延コイル２０が加熱される間、相対的に加熱速度が遅い熱延コイル２０の内巻き部２１を加熱するためのものである。すなわち、熱延コイル２０の内巻き部２１は、第１バーナー８１および第２バーナー８２の火炎との距離も遠く、燃焼ガスの流動も不備な部分に該当するため、相対的に加熱速度が熱延コイル２０の他の部分より遅くなる。したがって、熱風供給部９０は熱延コイル２０の内巻き部２１に熱風を噴射することによって熱延コイル２０の内巻き部２１で発生する温度偏差を減らすことができる。

図１７は本発明の第１実施例に係る熱風供給部を概略的に図示した図面である。

図１７を参照すれば、本発明の第１実施例に係る熱風供給部９０は、加熱チャンバー６０から排気される高温の排気ガスを回収して再び熱延コイル２０の内巻き部２１側に供給するように設けることができる。

このために、熱風供給部９０は加熱チャンバー６０に配置された熱延コイル２０の内巻き部２１と向き合うように、両側壁５３、５４に設置されるノズル９１と、加熱チャンバー６０内部の高温ガスが排気される排気配管５９と連結されて排気配管５９に流れる排気ガスをノズル９１に供給する回収配管９２と、排気配管５９から回収配管９２に排気ガス供給を調節するダンパー９３と、回収配管９２に流れる排気ガスをノズル９１側に移送させる送風力を提供する送風機９４を含むことができる。

このような構成を通じて、第１バーナー８１および第２バーナー８２により発生した燃焼ガスは、まず、熱延コイル２０の両側面と外巻き部を加熱した後、排気配管５９を通じて外部に排気される。このとき、排気配管５９を通じて排気される排気ガスの温度は略７００〜８００度程度の高温である。この場合、熱風供給部９０はダンパー９３の開度を調節して排気配管５９に流れる排気ガスを回収配管９２に流入させた後、ノズル９１を通じて再び熱延コイル２０の内巻き部２１に向かって噴出させることによって、相対的に加熱速度が遅い熱延コイル２０の内巻き部２１を迅速に加熱することができる。

以下では、本発明の第１実施例に係る熱処理装置を利用した熱処理方法に対して説明する。

まず、図１２に図示された通り、熱延コイル生成段階（Ｓ１０）を経て製作された熱延コイル２０は運搬されて移送台車４０のスキッド４５に積み置きされる。

そして、移送台車４０に積み置きされた熱延コイル２０は両側面の縁部分に硬質相が生成されるまで十分な冷却速度を維持しつつ空冷させる。

その後、移送台車４０はレール４１に沿って移動して熱処理炉５０内部に進入される。

熱処理炉５０の内部に移送台車４０の進入が完了すると、本体５１に設置された開閉ドア５５が閉じられるとともに密閉装置７０が移送台車４０と両側壁５３、５４の間の隙間（ｔ）を閉じて加熱チャンバー６０を密閉させた状態で熱処理作業を遂行する。

このとき、移送台車４０により運搬された熱延コイル２０を熱処理作業のために再び移動する必要がないので熱処理作業時間が低減される。また、図２１に図示された通り、移送台車４０が２個以上設けられた場合には、一つの移送台車４０が熱処理炉５０に進入されて熱延コイル２０が熱処理される間、他の一つの移送台車４０は熱延コイル２０をローディングした状態で１次冷却過程を遂行して待機した後、熱処理炉５０で熱処理が完了されて一つの移送台車４０が引き出されるときに他の一つの移送台車４０が直ちに熱処理炉５０に進入することができ、熱処理炉５０の稼動率を高めることができる。すなわち、２台の移送台車４０、４０ａは、それぞれ熱処理炉５０の両側からレール４１に沿って前後に移動可能に設けられ、一つの移送台車４０が熱処理炉５０の開放された前面を通じて熱処理炉５０の内部に装入されて熱処理される間には、他の一つの移送台車４０ａは熱処理炉５０の外で待機し、熱処理が完了して熱処理炉５０の開放された前面を通じて一つの移送台車４０が引き出されると、他の一つの移送台車４０ａは熱処理炉５０の開放された後面を通じて熱処理炉５０の内部に引き込まれる。

加熱チャンバー６０が密閉された後は、複数の加熱手段８０を通じて加熱チャンバー６０の温度制御を遂行して熱延コイル２０の熱処理作業を遂行する。

このとき、熱延コイル２０の熱処理のための加熱チャンバー６０の温度制御は、図１８に図示した通り、加熱チャンバー６０内部の温度を感知する温度センサ９８から感知された温度に基づいて複数の加熱手段８０を制御する制御部１００を通じてなすことができる。

制御部１００は熱延コイル２０の種類によって異なる初期温度を考慮して加熱チャンバー６０の温度を適切に設定することができる。

このような制御部１００は、図１９に図示された通り、熱延コイル２０の再加熱時に、加熱初期には加熱チャンバー６０内の温度が熱延コイル２０の熱処理上限温度（加熱目標温度）より高い温度を維持するように、複数の加熱手段８０を１次駆動して加熱チャンバー６０の温度を急速昇温させ、所定時間経過後、熱延コイル２０の表面温度が加熱目標温度を超過しないようにするために、加熱チャンバー６０内の温度を上限温度まで落とした後一定に維持するように複数の加熱手段８０を２次駆動させることによって熱処理時間を低減することができる。

図２０は本発明の加熱チャンバー内の温度制御を実施した場合、熱延コイルの表面と縁部分３００ｍｍ地点の温度変化を図示した図表である。

図２０において、加熱チャンバーの温度を７００℃に一定に維持する条件と初期温度を９００℃で１時間３０分維持後７００℃に下降させて熱処理時間の間維持する場合、両熱処理時間は縁部分の３００ｍｍ地点で５５０℃到達時間を基準として比較するとき、それぞれ９．５時間と１１．５時間で、本発明の第１実施例による加熱チャンバー６０の温度制御を遂行する場合、熱処理時間を約２時間短縮できる効果を有する。

一方、加熱チャンバー６０内で熱延コイル２０の熱処理作業を遂行する間には、複数の加熱手段８０を利用して冷却された熱延コイル２０の両側面縁部分と内巻き部２１を迅速に加熱することができ、加熱チャンバー６０から排気される高温の排気ガスを利用することによって、エネルギー節減効果を有することができるようになる。

そして、加熱チャンバー６０内で熱処理作業が完了した場合には、移送台車４０はレール４１に沿って移動して熱処理炉５０から引き出された後、移送台車４０に積み置きされた複数の熱延コイル２０の２次冷却段階を遂行することになる。

以下では、本発明の第２実施例に係る熱処理装置に対して説明する。

本発明の第２実施例に係る熱処理装置は、図２２と図２３に図示した通り、巻き取られたコイル１２０を収容する加熱炉１１０、加熱炉１１０内部を加熱する加熱装置１３０、加熱炉１１０内部の熱気を循環させる循環装置１４０、加熱炉１１０の底側に設置されたコイル支持装置１５０、循環する熱気の一部をコイル１２０の中空部１２２に案内する流動案内部１７０を具備する。

加熱炉１１０は、壁体が鉄皮１１０ａと耐火物１１０ｂから構成され、内部にコイル１２０を収容する加熱空間が形成された六面体型の構造物であり得る。加熱炉１１０は、図面に示してはいないが、加熱空間にコイル１２０を進入させたり加熱空間のコイル１２０を排出させるために、側壁１１３、１１４や上部壁１１１に開口を形成することができ、開口はドアやカバーによって開閉され得る。

加熱炉１１０に受容されるコイル１２０は、その周面１２１が加熱炉底１１２の中央部分に配置されたコイル支持装置１５０の上に置かれ、両側面１２３、１２４が加熱炉１１０の側壁１１３、１１４と対向するように配置され得る。コイル１２０の中空部１２２の開放された両端がそれぞれ加熱炉１１０の側壁１１３、１１４と対向する形態である。

加熱装置１３０は、図２２に図示した例のように、加熱空間内部に火炎を放射して加熱空間をコイル１２０の熱処理のための温度に加熱するバーナーを含むことができる。加熱装置１３０は、加熱空間の均一加熱のために加熱炉１１０の上部壁１１１や側壁１１３、１１４に複数設置され得るが、設置位置、設置数量などは提示された実施例に限定されるものではない。

循環装置１４０は図２３に図示した通り、片方の側壁と隣接する加熱空間の上部に設置されて下方に熱気を送風する送風ファン１４１と、送風ファン１４１を駆動するように加熱炉１１０の上部に装着された駆動モータ１４２を含むことができる。

循環装置１４０は、加熱炉１１０の上部でコイル１２０の片方の側面１２３と加熱炉１１０の側壁１１３の間の空間を通じて加熱炉１１０の底１１２に向かって熱気を送風する。したがって、送風された熱気は、循環装置１４０から下降しコイル１２０の片方の側面１２３側を加熱し、加熱炉１１０の底に達して方向が転換された後、コイル１２０の下部を経由して反対側に流動する。この後、熱気は再び上昇してコイル１２０の反対側の側面１２４側を加熱する。ここでは一例として、循環装置１４０が加熱炉１１０の上部壁１１１に設置された場合を提示しているが、循環装置１４０の設置位置と設置数量は変更されることもあり、これによる熱気の流動および循環方向は変更され得る。

流動案内部１７０は、加熱炉１１０の両側壁１１３、１１４にそれぞれ設置され、コイル１２０周囲を流動する熱気の一部をコイル１２０の中空部１２２に案内して、中空部１２２が円滑に加熱できるようにする。

加熱炉１１０両側の流動案内部１７０は、図２３と図２４に図示した通り、コイル１２０の側面１２３、１２４と対向する加熱炉の側壁１１３、１１４からコイル１２０の中空部１２２に向かって延びる案内板１７１を含む。

案内板１７１は、循環装置１４０の動作によって流動する熱気の流動方向と対向するように配置される傾斜案内面１７１ａ、１７１ｂを具備する。傾斜案内面１７１ａ、１７１ｂは、コイル１２０の中心線１２５に対して所定角度傾斜を維持して流動する熱気をコイル１２０の中空部１２２に案内する。

案内板１７１は、加熱炉１１０の側壁１１３、１１４に結合される結合端１７１ｃの厚さがコイル１２０の中空部１２２を向かう自由端１７１ｄの厚さより厚く形成（くさび形態）される。したがって、その上面と下面に自然に傾斜案内面１７１ａ、１７１ｂが形成される。このような形態は、結合端１７１ｃに向かうほど曲げ応力が増加するので自由端１７１ｄの垂れを防止することができる。

循環装置１４０から下降する熱気は、図２３に図示した通り、片方の側壁１１３に結合された案内板（１７１、図面の右側案内板）の上側傾斜案内面１７１ａにより一部がコイル中空部１２２側に自然に曲がるように案内されながらコイル中空部１２２に進入することができる。コイル１２０下部を経由した後、反対側で上昇する熱気は反対側の側壁１１４に結合された案内板（１７１、図面の左側案内板）の下側傾斜案内面１７１ｂの案内によって一部が自然に曲がりながらコイル１２０の中空部１２２に進入することができる。このように、コイル中空部１２２の両側から中空部１２２の内側に流入する熱気は、中空部１２２内で回転する流動場を形成してコイル中空部１２２の加熱効果を高める。

本実施例は、加熱炉１１０内で下降する熱気または上昇する熱気をコイル中空部１２２に案内するために、両側案内板４７１の傾斜案内面１７１ａ、１７１ｂが加熱炉１１０の上部と下部に向かうように配置した場合を提示しているが、循環装置１４０の位置変更などで熱気の流動方向が変わる場合、案内板１７１の傾斜案内面１７１ａ、１７１ｂも流動する開くと対向するように配置され得る。

本実施例は、両側案内板１７１の上面と下面にそれぞれ対等な形態の傾斜案内面１７１ａ、１７１ｂが形成された場合を提示しているが、傾斜案内面は流動する熱気と対向する片方の面にだけ形成されることもある。また、本実施例は、案内板１７１が加熱炉１１０の両側壁１１３、１１４にそれぞれ設置された場合を提示したが、案内板１７１がいずれか一方にのみ設置されてもコイル中空部１２２に熱気を誘導して中空部１２２の加熱を具現することができる。

図２４を参照すれば、案内板１７１は加熱炉１１０の側壁１１３に結合される結合端１７１ｃから自由端１７１ｄに行くほど幅（図面で左右幅）が狭くなる形態である。したがって、下降する熱気は、一部がコイル中空部１２２に流動し、残りが案内板１７１の両側を迂回してコイル１２０の下部側に流動することができる。同様に、反対側で上昇する熱気は、一部がコイル中空部１２２に流動し、残りがコイル１２０上部側に流動することができる。案内板１７１をこのような形態で構成する理由は、自由端１７１ｄの幅を過度に大きくする場合、下降または上昇する熱気を案内板１７１が遮断してコイル１２０の均一加熱を阻害する恐れがあるためである。

案内板１７１の自由端１７１ｄの幅は、コイル１２０の中空部１２２の直径と同じであるか中空部１２２の直径より小さい長さで設けられた方が良い。自由端１７１ｄの幅をコイル中空部１２２の直径より大きくしてもコイル中空部１２２に案内される流動は増加せず、かえって案内板１７１の両側を迂回する流動を妨害するためである。

案内板１７１の結合端１７１ｃは、最小幅がコイル中空部１２２の直径以上、最大幅がコイル１２０の外径以下の長さで設けられた方が良い。結合端１７１ｃの幅が最も短い場合には図２９に図示した例のように案内板１７１が長方形であり得る。結合端１７１ｃの幅がコイル１２０の外径より大きい場合には、案内板１７１を迂回する流動を妨害する恐れがあり好ましくない。

図２３を参照すれば、案内板１７１は下降する熱気を案内する場合、コイル１２０の中心とコイル中空部１２２の上端との間の高さに配置されることが好ましい。また、コイル１２０の下部を経由して上昇する熱気を案内する場合、コイル１２０の中心とコイル中空部１２２の下端との間の高さに配置されることが好ましい。

循環装置１４０から下降する熱気は、案内板１７１の案内によってコイル中空部１２２の下半部側に曲がりながら流入する。したがって、案内板１７１の高さがコイル１２０の中心より低いと、流動が中空部１２２に向かわず、コイル１２０下部の側面１２３に当たって下に向くようになり、中空部１２２の加熱効果が大きくない。逆に、案内板１７１の高さがコイル中空部１２２上端より高いと、コイル１２０上部の側面１２３が中空部１２２に向かう流動を遮り、同様に中空部１２２の加熱効果が大きくない。

本実施例の熱処理装置は、図２３に図示した通り、加熱炉１１０の底１１２と側壁１１３、１１４が会う両側のコーナーに熱気の流動方向を転換させる流動案内面１８１を具備したコーナー案内部１８０を具備する。一方のコーナー案内部１８０は加熱炉１１０の底１１２側に下降する熱気の方向をコイル１２０の下部側に案内し、他方のコーナー案内部１８０はコイル１２０下側を経由した熱気を上向きに案内する。

コーナー案内部１８０は、図２５に図示した通り、加熱炉１１０の側壁１１３、１１４の幅と対応する長さで設けることができ、流動案内面１８１は熱気の円滑な方向転換のために加熱炉底に対して傾斜した平面であり得る。図２６はコーナー案内部１８０の変形例であって、流動案内面１８２が傾斜した内曲面である場合を示している。このようなコーナー案内部１８０によれば、加熱炉１１０の内部を循環する熱気が流速を維持しながら方向を転換することができるので熱気の円滑な循環を具現することができる。

加熱炉１１０の底１１２側に配置されるコイル支持装置１５０は、図２３と図２７に図示した通り、熱気の流通のために多方向に形成された通気流路１５２、１５３、１５４を具備する。

コイル支持装置１５０は、図２７に図示した通り、通気流路１５２、１５３の確保のために相互離隔配置された複数の支持ブロック１５１と、各支持ブロック１５１の上面に相互離隔状態で設置されてコイル１２０を支持しながらコイル１２０と支持ブロック１５１の上面を離隔させる複数の離隔部材１５５を含む。各支持ブロック１５１は下部が連結板１５６により相互連結され得る。

各支持ブロック１５１は、約３５トンにも達するコイル１２０の重量を耐えることができるように、六面体型の構造物で構成され得る。また、各支持ブロック１５１には複数の側面１５１ｂと上面１５１ａに相互連通する通気流路１５４が形成される。

コイル支持装置１５０は、複数の支持ブロック１５１が相互離隔するように配置されて通気流路１５２、１５３を確保するとともに、各支持ブロック１５１に各側面と上面が連通する通気流路１５４が形成されるため、流動する熱気がコイル１２０の周面１２１の下側に容易に接近することができる。

複数の離隔部材１５５は、支持面積で最小化しつつコイルの周面１２１と支持ブロック１５１の上面１５１ａを離隔させて熱気が流れる流路を確保するため、コイル１２０の下側の周面１２１がコイル支持装置１５０に支持された状態でもコイル１２０の下部が循環する熱気によって円滑に加熱され得る。

図２８は離隔部材の変形例を示している。図２８の離隔部材１５８は、コイル１２０の周面１２１と接する外面が半円筒形態で設けられ得る。このような離隔部材１５８は、コイル１２０の周面１２１と離隔部材１５８が線接触をなすようにして支持面積を減らし、これを通じてコイル下側の周面１２１への熱気の接近がさらに円滑となるようにすることができる。

このように本実施例の熱処理装置は、案内板４７１を備えた流動案内部１７０がコイル１２０の周囲を流動する熱気の一部をコイル１２０の中空部１２２に案内するため、コイル１２０を加熱する過程でコイル１２０の外面と中空部１２２の温度偏差を最小化することができる。また、コイル支持装置１５０に形成された多方向通気流路１５２、１５３、１５４を通じてコイル１２０の下側の周面１２１側にも円滑な熱気の接近が可能であるため、コイル１２０上部と下部の温度偏差も最小化することができる。したがって、コイル１２０を全体的に均一に加熱することができ、 均一な熱処理効果を得ることができる。

図３０は流動案内部１７０案内板の変形例を示している。図３０の案内板４７１は、上側と下側の傾斜案内面２７１ａ、２７１ｂが内曲面の形態で設けられたものである。この案内板４７１も結合端２７１ｃの厚さを自由端３７１ｄの厚さより厚く形成することができ、結合端２７１ｃの幅より自由端３７１ｄの幅を狭く形成することができる。また、傾斜案内面２７１ａ、２７１ｂが内曲面の形態であるので両側端より中間の部分の厚さが薄いこともある。

このような案内板４７１は、内曲面の形態の傾斜案内面２７１ａ、２７１ｂが循環する熱気をコイル中空部１２２側に集める方式で誘導するため、熱気をコイル中空部１２２にさらに円滑に案内することができる。

図３１は流動案内部の変形例を示している。図３１の流動案内部４７０は、加熱炉１１０の側壁１１３に装着されて案内板４７１の結合端を回転可能に支持する結合部材４７２と、案内板４７１を、角度を調節した状態で支持する支持部４７３を含む。

案内板４７１は、結合端が軸３７４により結合部材４７２と回転可能に連結されるため、必要に応じて自由端３７１ｄの高さを上下させる方式で案内板４７１の角度を調節することができる。したがって、規格が異なるコイルを加熱する場合に、案内板４７１の角度を調節してコイル中空部１２２側に流動する熱気の流動方向を調節することができる。

支持部４７３は、一端が案内板４７１の下面に回転可能に連結され、他端が結合部材４７２に回転可能に連結されることによって案内板４７１を固定状態で支持することができる。支持部４７３は案内板４７１の角度調節のために、その長さを調節できるターンバックル形態であり得る。または案内板４７１の角度調節が必要な場合、長さが違うものに交替することができる。

図３２は流動案内部の他の変形例を示している。図３２の流動案内部４７０は加熱炉１１０の側壁１１３に装着されたガイドレール４７４と、ガイドレール４７４に移動可能に装着されて案内板４７１の角度調節のために案内板４７１の結合端を回転可能に支持する結合部材４７２と、結合部材４７２を移動させる移動装置４７５と、案内板４７１を角度調節状態で支持する支持部４７３を含むことができる。すなわち、必要に応じて案内板４７１の角度調節および高さ調節ができるようにしたものである。

移動装置４７５は、結合部材４７２に結合された状態で回転可能に支持され、案内板４７１の移動方向（ガイドレールの長さ方向）に延びた螺旋軸４７５ａと、螺旋軸４７５ａを回転させる回転手段を含むことができる。回転手段は、螺旋軸４７５ａの一端に設けられた回転取っ手４７５ｂで構成されるか、螺旋軸４７５ａを回転させる駆動モータ（図示されず）などであり得る。ここでは一例として、螺旋軸方式の移動装置を提示したが、移動装置はチェーン−スプロケット方式、ラックとピニオン方式などに多様に変更され得る。

図３２の例は、案内板４７１の高さ調節と角度調節ができるようにしたものであるが、これを多少変更して案内板４７１が結合部材４７２に固定されるようにすることもできる。この場合、案内板４７１は角度調節ができない代わりに移動装置４７５の動作によってその高さを調節することができ、これを通じてコイル中空部１２２に流動する熱気の方向を調節することができる。

Claims (37)

1. 圧延材を熱間圧延して冷却した後、巻き取って熱延コイルを製造する熱延コイル生成段階；
   前記熱延コイルの縁部分に硬質相が生成されるように、相変態が完了する温度まで冷却する１次冷却段階；
   前記熱延コイルの縁部分だけを焼き戻し温度まで加熱して昇温させた後、前記焼き戻し温度で一定時間の間維持して前記１次冷却段階を経た前記熱延コイルの縁部分が前記熱延コイルの中央部分の強度と対等の強度を有するように熱処理する熱延コイル縁強度軟化段階；
   前記熱延コイル縁強度軟化段階を経た前記熱延コイルを冷却する２次冷却段階；を含む、引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
2. 前記熱延コイル縁強度軟化段階において、
   前記焼き戻し温度は４００〜７００℃を含む、請求項１に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
3. 前記熱延コイル生成段階において、
   巻き取り完了した前記熱延コイルの温度は５００〜７００℃を含む、請求項１に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
4. 前記１次冷却段階において、
   前記相変態が完了する温度は常温〜４００℃の範囲を含む、請求項１に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
5. 前記１次冷却段階において、
   前記熱延コイルの縁部分の幅は前記熱延コイルの全体幅に対する１／４領域を含む、請求項４に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
6. 前記熱延コイルは引張強度７８０ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
7. 前記熱延コイル縁強度軟化段階で加熱することは、
   前記熱延コイルの縁から前記熱延コイルの幅方向に前記熱延コイルの全体幅に対する１／４以上の領域が前記焼き戻し温度に到達するように急速加熱することを含む、請求項６に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
8. 前記熱延コイル縁強度軟化段階において、
   前記一定時間は、下記の数学式によって求められる時間範囲で設定される、請求項７に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
   数学式：Ｘ＝温度×（７．０＋ｌｏｇ（時間））、（温度はＫｅｌｖｉｎ、時間は分）
   ここで、温度は焼き戻し温度、７６００≦Ｘ≦８６００。
9. 前記２次冷却段階は、
   前記熱延コイルの縁部分に対して３℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却することを含む、請求項１に記載の引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの熱処理方法。
10. 引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルから冷延鋼鈑を製造する冷間圧延方法において、
    巻き取り温度が５００〜７００℃の範囲内である前記引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルの縁部分に対して、常温〜４００℃の範囲まで１次冷却して前記縁部分を硬質相に相変態完了し、前記硬質相に相変態完了した前記縁部分に対してのみ再加熱した後、４００〜７００℃の温度範囲内で３０〜４８０分の間維持して強度軟化を発生させ、前記強度軟化された前記引張強度７８０ＭＰａ以上のAdvanced High Strength Steel熱延コイルを速度３℃／ｍｉｎ以上で２次冷却した後で冷間圧延を実施する、冷間圧延方法。
11. 請求項1の熱処理方法を実行する熱処理装置において、
    前記熱延コイルを積み置きして運搬する移送台車が進入される加熱チャンバーと、前記加熱チャンバーを形成する断熱壁面に設置されて前記熱延コイルを加熱する複数の加熱手段を具備する熱処理炉；を含み、
    前記複数の加熱手段は前記加熱チャンバーの温度制御のために前記加熱チャンバーに設置される第１バーナーと、前記熱延コイルの両側面の加熱のために前記加熱チャンバーの両側壁に設置される第２バーナーと、前記熱延コイルの内巻き部に向かって熱風を供給する熱風供給部を含む、熱処理装置。
12. 前記熱風供給部は、前記加熱チャンバーから排気される高温の排気ガスを回収して前記熱延コイルの内巻き部に向かって噴射させる、請求項１１に記載の熱処理装置。
13. 前記第１バーナーは火炎加熱バーナーを含み、
    前記火炎加熱バーナーは噴射される火炎が前記熱延コイルに直接接触しないように、前記加熱チャンバーの上部壁に設置される、請求項１１に記載の熱処理装置。
14. 前記第２バーナーは前記熱延コイルの両側面をそれぞれ輻射熱によって加熱する輻射加熱バーナーを含み、
    前記輻射加熱バーナーは前記熱延コイルの中心と下端との間の側面に向き合うように前記側壁に配置される、少なくとも一つ以上を具備する、請求項１１に記載の熱処理装置。
15. 前記熱風供給部は、前記熱延コイルの内巻き部に向かって熱風を噴射するノズルと、前記加熱チャンバー内部の高温ガスが排気される排気配管と連結されて前記排気配管に流れる排気ガスを前記ノズルに供給する回収配管と、前記排気配管から前記回収配管への排気ガスの供給を調節するダンパーと、前記回収配管に流れる排気ガスを前記ノズル側に移送させる送風力を提供する送風機を含む、請求項１２に記載の熱処理装置。
16. 前記熱処理炉は、前面、後面および下部が開放されるように上部壁と両側壁を具備したトンネル形態の本体を含み、
    前記開放された下部は、前記移送台車が前記加熱チャンバーに引き込まれるときに前記移送台車によって閉じられ、前記開放された前面と後面は前記熱処理炉に設置された開閉ドアによって閉じられる、請求項１１に記載の熱処理装置。
17. 前記加熱チャンバーは、前記断熱壁面からなる前記上部壁、前記両側壁および前記移送台車の上面に配置された断熱パネルによって断熱構造を形成する、請求項１６に記載の熱処理装置。
18. 前記移送台車が前記加熱チャンバーに引き込まれた場合、前記両側壁と前記移送台車との間の隙間を密閉する密閉装置をさらに含む、請求項１６に記載の熱処理装置。
19. 前記密閉装置は、前記本体の側壁下端の一側に回転可能に結合され、前記隙間を密閉するための断熱材が備えられた回転アームと、前記断熱材が前記隙間を密閉する第１位置と前記隙間から離隔する第２位置間を移動することができるように前記回転アームを駆動する駆動ユニットを含む、請求項１８に記載の熱処理装置。
20. 前記加熱チャンバー内の温度を制御するための制御部をさらに含み、
    前記制御部は、前記熱延コイルの加熱初期には前記加熱チャンバー内の温度を前記熱延コイルの加熱目標温度より高い温度に維持させ、所定時間経過後、前記加熱チャンバー内の温度を前記加熱目標温度に維持させるように、前記複数の加熱手段を制御する、請求項１１に記載の熱処理装置。
21. 前記移送台車は、前記熱処理炉の両側でそれぞれレールに沿って前後に移動可能に設置された２台を具備し、
    前記２台の移送台車は交互に前記加熱チャンバーに引き込みおよび引き出される、請求項１６に記載の熱処理装置。
22. 請求項１の熱処理方法を実行する熱処理装置において、
    巻き取られたコイルを収容して加熱する加熱炉；
    前記加熱炉内部の熱気を循環させる循環装置；および
    前記加熱炉の内部の前記コイルの周囲を流動する熱気の一部を前記コイルの中空部に案内する流動案内部を含む、熱処理装置。
23. 前記流動案内部は、前記コイルの側面と対向する前記加熱炉の側壁から前記コイルの中空部に向かって延びる案内板を含む、請求項２２に記載の熱処理装置。
24. 前記案内板は、流動する熱気を前記コイルの中空部に案内するように、前記コイルの中心線に対して傾斜した傾斜案内面を含む、請求項２３に記載の熱処理装置。
25. 前記案内板は、前記加熱炉の側壁に結合される結合端の厚さが前記コイルの中空部に向かう自由端の厚さより厚く形成される、請求項２４に記載の熱処理装置。
26. 前記案内板は、前記コイル中空部に向かう自由端の幅が前記コイル中空部の直径と同じであるか小さい長さで設けられる、請求項２４に記載の熱処理装置。
27. 前記案内板は、前記加熱炉側壁に結合される結合端の最小幅が前記コイル中空部の直径以上、最大幅が前記コイルの外径以下の長さで設けられる、請求項２６に記載の熱処理装置。
28. 前記流動案内部は、前記コイルの両側の側面とそれぞれ対向する前記加熱炉の両側壁にそれぞれ設置される、請求項２４に記載の熱処理装置。
29. 前記傾斜案内面が曲面形態で設けられる、請求項２４に記載の熱処理装置。
30. 前記流動案内部は、前記加熱炉側壁に装着されて前記案内板の角度調節のために前記案内板の結合端を回転可能に支持する結合部材と、前記案内板を角度調節状態で支持する支持部をさらに含む、請求項２３に記載の熱処理装置。
31. 前記流動案内部は、前記加熱炉側壁に装着されたガイドレールと、前記ガイドレールに移動可能に装着されて前記案内板の結合端を支持する結合部材と、前記結合部材を移動させる移動装置をさらに含む、請求項２３に記載の熱処理装置。
32. 前記循環装置は、前記加熱炉上部で前記コイルの片方の側面と前記加熱炉側壁との間の空間を通じて前記加熱炉底に向かって熱気を送風するように配置される、請求項２２に記載の熱処理装置。
33. 案内板は、下降する熱気を案内する場合、前記コイルの中心と前記コイル中空部の上端との間の高さに配置され、前記コイルの下部を経由して上昇する熱気を案内する場合、前記コイルの中心と前記コイル中空部の下端との間の高さに配置される、請求項３２に記載の熱処理装置。
34. 前記加熱炉の底と側壁とが会うコーナーに設けられ、熱気の流動方向転換のために前記加熱炉底に対して傾斜した流動案内面を備えたコーナー案内部をさらに含む、請求項３２に記載の熱処理装置。
35. 前記加熱炉の底側に配置されて前記コイルの下側の周面を支持し、熱気の流通のために多方向に通気流路が形成されたコイル支持装置をさらに含む、請求項２２に記載の熱処理装置。
36. 前記コイル支持装置は、相互離隔配置されてそれぞれの側面と上面とが連通する通気流路を備えた複数の支持ブロックと、前記各支持ブロックの上面に相互離隔状態で設置されて前記コイルを支持しながら前記コイルと前記支持ブロックの上面を離隔させる複数の離隔部材を含む、請求項３５に記載の熱処理装置。
37. 請求項１の熱処理方法を実行する熱処理装置において、
    巻き取られたコイルを収容して加熱する加熱炉；
    前記加熱炉内部の熱気を循環させる循環装置；および
    前記加熱炉の底側に配置されて前記コイルの下側の周面を支持し、熱気の流通のために多方向に通気流路が形成されたコイル支持装置を含む、熱処理装置。

Images