JP6409832B2 - Water quenching apparatus, continuous annealing equipment, and steel plate manufacturing method - Google Patents
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本発明は、鋼板の冷却速度を略一定に保つことのできる水焼入れ装置、該水焼入れ装置を備えた連続焼鈍設備、及び該水焼入れ装置を用いることによって、機械的特性のばらつきを抑えた鋼板を製造することのできる鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a water quenching apparatus that can keep the cooling rate of a steel sheet substantially constant, a continuous annealing facility equipped with the water quenching apparatus, and a steel sheet that suppresses variations in mechanical properties by using the water quenching apparatus. The present invention relates to a method for manufacturing a steel sheet capable of manufacturing a steel sheet.
冷間圧延によって硬化した鋼板を軟化させるために、焼鈍が行われる。焼鈍は、鋼板を加熱、均熱、及び冷却する工程を有している。鋼種によっては、焼鈍の冷却工程で、ラインタンクに収容された水中に鋼板を浸漬させ、鋼板の急速冷却を行う水焼入れを行うことがある。 Annealing is performed in order to soften the steel sheet hardened by cold rolling. Annealing has the process of heating, soaking, and cooling the steel sheet. Depending on the steel type, in the annealing cooling step, water quenching may be performed in which the steel plate is immersed in water contained in the line tank and the steel plate is rapidly cooled.
水焼入れによる鋼板の急速冷却は、ハイテンと称される引張強度の大きい高強度冷延鋼板において特に重要である。冷却速度を速くすることにより、フェライト相の他に、マルテンサイトやベイナイト等の硬質な組織が生成される。これにより、特殊な合金元素を添加せずとも鋼板の高強度化が可能となる。 Rapid cooling of a steel sheet by water quenching is particularly important in a high-strength cold-rolled steel sheet having a high tensile strength called “HITEN”. By increasing the cooling rate, a hard structure such as martensite and bainite is generated in addition to the ferrite phase. Thereby, the strength of the steel sheet can be increased without adding a special alloy element.
鋼板を強度化すればするほど、所望の機械的特性を得るために、鋼板における生成組織の変動を抑える必要がある。しかし、鋼板の僅かな冷却速度の違いによって生成組織が変動してしまうことから、組織変動をコントロールすることは難しいという問題がある。このように、鋼板の機械的特性は、焼鈍時の冷却条件によって大きく影響を受けることが知られている。 As the steel sheet is strengthened, it is necessary to suppress the variation of the generated structure in the steel sheet in order to obtain desired mechanical properties. However, there is a problem that it is difficult to control the structure variation because the generated structure varies due to a slight difference in the cooling rate of the steel sheet. Thus, it is known that the mechanical properties of the steel sheet are greatly affected by the cooling conditions during annealing.
機械的特性のばらつきを小さくすることが特に求められている鋼板として、自動車用の高強度冷延鋼板が挙げられる。自動車用の高強度冷延鋼板は、自動車製造の過程で複雑な形状にプレス加工される。鋼板毎の僅かな機械的特性のばらつきによって、プレス加工後の製品には大きな寸法変動が生じてしまうことになる。厳密な寸法制御を行うために、自動車用の高強度冷延鋼板では、機械的特性のばらつきを抑えることが求められる。 High strength cold-rolled steel sheets for automobiles can be cited as steel sheets that are particularly required to reduce variations in mechanical properties. High-strength cold-rolled steel sheets for automobiles are pressed into a complicated shape during the process of manufacturing automobiles. Due to slight variations in mechanical properties of each steel plate, large dimensional fluctuations occur in the product after press working. In order to perform strict dimensional control, high strength cold-rolled steel sheets for automobiles are required to suppress variations in mechanical properties.
従来、同じ組成の鋼種を用いて、同じ連続焼鈍ラインで高強度冷延鋼板を製造したとしても、鋼板毎に機械的特性のばらつき、特に引張強度のばらつきが発生している。 Conventionally, even when high strength cold-rolled steel sheets are manufactured on the same continuous annealing line using steel types having the same composition, variations in mechanical properties, particularly tensile strength, occur for each steel sheet.
本発明者らの検討によると、鋼板の引張強度のばらつきは、季節や昼夜の時間帯等によって変動することが見出された。季節や時間帯によって大気温が変動することにより、特に水焼入れ水槽内の冷却水温が変動する。従来、冷却水の季節等による温度変動の幅はせいぜい十数度に過ぎず、冷却水の僅かな温度変動が鋼板の機械的特性へもたらす影響は僅かであると考えるのが技術常識であった。本発明者が鋭意検討した結果、冷却水の季節等による温度変動を小さくすることにより、鋼板の機械的特性のばらつきを小さくすることができることを見出し、本発明を想到した。 According to the study by the present inventors, it has been found that the variation in the tensile strength of the steel sheet varies depending on the season and the time zone of day and night. When the atmospheric temperature fluctuates depending on the season and time zone, particularly the cooling water temperature in the water-quenched water tank fluctuates. Conventionally, it was common knowledge that the range of temperature fluctuations due to the season of cooling water was only a few dozen degrees and that the slight temperature fluctuation of cooling water had little effect on the mechanical properties of the steel sheet. . As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the variation in the mechanical properties of the steel sheet can be reduced by reducing the temperature fluctuation due to the season of the cooling water, etc., and the present invention has been conceived.
尚、水焼入れ時の鋼板の冷却速度のばらつきを抑える技術を開示した文献として、特許文献1が挙げられる。特許文献1には、焼入れ後の鋼板の反りのバラツキを抑えるという課題を解決するために、水焼入れ水槽に供給される水の水温を略一定値、特に50℃±5℃の範囲内にすることが開示されている(特許文献1の0020段落、0027段落、及び0029段落)。
本発明者らの検討によると、特許文献1のように50℃±5℃内という冷却水温で水焼入れを行うと、鋼板の反りは有効に抑えられるものの、特に高強度冷延鋼板を製造する際に延性が低下しすぎてしまうという問題があることが見出された。
According to the study by the present inventors, when water quenching is performed at a cooling water temperature within 50 ° C. ± 5 ° C. as in
さらに、本発明者らの検討によると、水焼入れ水槽へ供給される冷却水の温度を一定に保ったとしても、水焼入れ水槽内の季節等による冷却水温の変動を抑えられないことが見出された。 Further, according to the study by the present inventors, it has been found that even if the temperature of the cooling water supplied to the water-quenched water tank is kept constant, fluctuations in the cooling water temperature due to the season in the water-quenched water tank cannot be suppressed. It was done.
本発明は、上記の問題に鑑みて完成されたものであり、季節及び時間帯等による水焼入れ水槽(以下、「ラインタンク」とも称される。)内における冷却水温の変動を小さくすることにより、鋼板の冷却速度の変動を抑えることのできる水焼入れ装置、該水焼入れ装置を備えた連続焼鈍設備、及び該水焼入れ装置を用いることにより、機械的特性のばらつきを抑えた鋼板を製造することのできる鋼板の製造方法を提供することをその課題とする。 The present invention has been completed in view of the above problems, and by reducing the fluctuation of the cooling water temperature in a water-quenched water tank (hereinafter also referred to as “line tank”) depending on the season and time zone. Manufacturing a steel sheet that suppresses variations in mechanical properties by using a water quenching apparatus that can suppress fluctuations in the cooling rate of the steel sheet, a continuous annealing facility equipped with the water quenching apparatus, and the water quenching apparatus. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a steel sheet that can be used.
本発明の手段は、次の通りである。
[1]連続焼鈍に用いられる水焼入れ装置であって、鋼板が浸漬される冷却水を収容するラインタンクと、前記ラインタンクに収容された冷却水の一部を抜き出して冷却し、冷却後の冷却水を前記ラインタンクへ供給する冷却水供給設備と、ラインタンクに収容された冷却水の水温を測定する冷却水温測定器と、前記冷却水温測定器によるラインタンク内の冷却水の水温測定結果に基づき、ラインタンク内の冷却水の水温がT℃±A℃内となるように、前記冷却水供給設備の運転を制御する制御装置と、を有し、前記A℃は、0℃超10℃以下とすることを特徴とする水焼入れ装置。
[2]連続焼鈍に用いられる水焼入れ装置であって、鋼板が浸漬される冷却水を収容するラインタンクと、前記ラインタンクに収容された冷却水の一部を抜き出して冷却し、冷却後の冷却水を前記ラインタンクへ供給する冷却水供給設備と、ラインタンクに収容された冷却水の水温を測定する冷却水温測定器と、前記冷却水温測定器によるラインタンク内の冷却水の水温測定結果に基づき、ラインタンク内の冷却水の水温がT℃±A℃内となるように、前記冷却水供給設備の運転を制御する制御装置と、を有し、前記A℃は、得られる鋼板の引張強度の最大値と最小値との差が、目標引張強度の12%以下となる温度とすることを特徴とする水焼入れ装置。
[3]前記制御装置は、前記冷却水温測定器によるラインタンク内の冷却水の水温測定結果に基づき、ラインタンク内の冷却水の水温がT℃±5℃内となるように、前記冷却水供給設備の運転を制御することを特徴とする[1]又は[2]に記載の水焼入れ装置。
[4]前記T℃を、10℃以上50℃以下とすることを特徴とする[1]から[3]までのいずれか一つに記載の水焼入れ装置。
[5]前記T℃を、30℃とすることを特徴とする[4]に記載の水焼入れ装置。
[6]前記冷却水供給設備は、冷却水を冷却する冷却塔を有し、前記制御装置は、前記冷却塔における冷却水の流入量及び流出量を制御することを特徴とする[1]から[5]までのいずれか一つに記載の水焼入れ装置。
[7]前記制御装置は、ラインタンクにおける冷却水の流入量及び流出量を制御することを特徴とする[1]から[6]までのいずれか一つに記載の水焼入れ装置。
[8]前記冷却水供給設備と前記ラインタンクとの間に、異物除去装置が設けられることを特徴とする[1]から[7]までのいずれか一つに記載の水焼入れ装置。
[9][1]から[8]までのいずれか一つに記載の水焼入れ装置を備えたことを特徴とする連続焼鈍設備。
[10][1]から[8]までのいずれか一つに記載の水焼入れ装置を用いて行われる鋼板の製造方法であって、ラインタンク内の水温がT℃±A℃の範囲内に維持された冷却水中に、鋼板を浸漬させる水焼入れ工程を備えることを特徴とする鋼板の製造方法。
[11]前記鋼板は、580MPa以上の引張強度を有する高強度冷延鋼板であることを特徴とする[10]に記載の鋼板の製造方法。
Means of the present invention are as follows.
[1] A water quenching apparatus used for continuous annealing, a line tank that stores cooling water in which a steel plate is immersed, and a part of the cooling water stored in the line tank is extracted and cooled. Cooling water supply equipment for supplying cooling water to the line tank, a cooling water temperature measuring device for measuring the temperature of the cooling water stored in the line tank, and a cooling water temperature measurement result in the line tank by the cooling water temperature measuring device And a control device for controlling the operation of the cooling water supply equipment so that the temperature of the cooling water in the line tank is within T ° C. ± A ° C. A water quenching apparatus characterized by having a temperature of ℃ or less.
[2] A water quenching apparatus used for continuous annealing, a line tank that stores cooling water in which a steel plate is immersed, and a part of the cooling water stored in the line tank is extracted and cooled. Cooling water supply equipment for supplying cooling water to the line tank, a cooling water temperature measuring device for measuring the temperature of the cooling water stored in the line tank, and a cooling water temperature measurement result in the line tank by the cooling water temperature measuring device And a control device for controlling the operation of the cooling water supply facility so that the temperature of the cooling water in the line tank is within T ° C. ± A ° C. A water quenching apparatus characterized in that a difference between a maximum value and a minimum value of tensile strength is a temperature at which the target tensile strength is 12% or less.
[3] The control device is configured to control the cooling water so that the temperature of the cooling water in the line tank is within T ° ± 5 ° C. based on the measurement result of the cooling water in the line tank by the cooling water temperature measuring device. The water quenching apparatus according to [1] or [2], wherein the operation of the supply facility is controlled.
[4] The water quenching apparatus according to any one of [1] to [3], wherein the T ° C is 10 ° C or higher and 50 ° C or lower.
[5] The water quenching apparatus according to [4], wherein the T ° C is set to 30 ° C.
[6] The cooling water supply facility includes a cooling tower for cooling the cooling water, and the control device controls an inflow amount and an outflow amount of the cooling water in the cooling tower. The water quenching apparatus according to any one of [5].
[7] The water quenching apparatus according to any one of [1] to [6], wherein the control device controls an inflow amount and an outflow amount of cooling water in the line tank.
[8] The water quenching apparatus according to any one of [1] to [7], wherein a foreign matter removing device is provided between the cooling water supply facility and the line tank.
[9] A continuous annealing facility comprising the water quenching apparatus according to any one of [1] to [8].
[10] A method for producing a steel sheet using the water quenching apparatus according to any one of [1] to [8], wherein the water temperature in the line tank is within a range of T ° C. ± A ° C. A method for producing a steel sheet, comprising a water quenching step of immersing the steel sheet in the maintained cooling water.
[11] The steel sheet, steel sheet manufacturing method according to [10], which is a high strength cold rolled steel sheet having a 580 M Pa or more tensile strength.
本発明の水焼入れ装置を用いることにより、季節及び時間帯等による気温変化に関わらず、ラインタンクに収容された冷却水の温度を基準温度(T℃)±A℃の範囲内に保つことができる。これにより、水焼入れ時における鋼板の冷却速度の変動を抑え、得られる鋼板の機械的特性のばらつきを抑えることができる。 By using the water quenching apparatus of the present invention, the temperature of the cooling water accommodated in the line tank can be kept within the range of the reference temperature (T ° C) ± A ° C regardless of the temperature change due to the season and time zone. it can. Thereby, the fluctuation | variation of the cooling rate of the steel plate at the time of water quenching can be suppressed, and the dispersion | variation in the mechanical characteristic of the steel plate obtained can be suppressed.
さらに、本発明の水焼入れ装置では、ラインタンクに収容された冷却水の温度を、30℃を基準として±5℃の範囲内に維持することによって、引張強度のばらつきをより小さくすることができるとともに、所望の高引張強度を有しかつ延性の低下を防止した高強度冷延鋼板を製造することができる。なお、冷却水の基準温度(T℃)の最適例として設定した30℃は、夏場及び冬場で共通して冷却水の温度範囲を±5℃に制御するために必要となる本発明に係る設備を、最も安価に製造しうる値である。即ち、基準温度が30℃よりも高くなると、冬場に循環する冷却水の温度を高くするための加熱装置が更に必要となる一方で、基準温度が30℃よりも低くなると、夏場に循環する冷却水の温度を低くするための冷却装置が更に必要となり、本発明の水焼入れ装置に係る設備がコスト高となってしまう。尚、水焼入れ装置に係る設備のコストを抑えるという観点から、基準温度(T℃)の範囲の好適例として、10℃以上50℃以下が挙げられ、更なる好適例として20℃以上40℃以下が挙げられる。 Furthermore, in the water quenching apparatus of the present invention, the variation in tensile strength can be further reduced by maintaining the temperature of the cooling water accommodated in the line tank within a range of ± 5 ° C. with reference to 30 ° C. At the same time, it is possible to produce a high-strength cold-rolled steel sheet having a desired high tensile strength and preventing a decrease in ductility. Note that 30 ° C. set as the optimum example of the reference temperature (T ° C.) of the cooling water is the facility according to the present invention which is necessary for controlling the temperature range of the cooling water to ± 5 ° C. in common in summer and winter. Is a value that can be manufactured at the lowest cost. That is, when the reference temperature is higher than 30 ° C., a heating device for increasing the temperature of the cooling water circulating in the winter season is further required, whereas when the reference temperature is lower than 30 ° C., the cooling circulating in the summer season is required. A cooling device for lowering the temperature of the water is further required, and the equipment according to the water quenching apparatus of the present invention is expensive. In addition, from the viewpoint of suppressing the cost of the equipment related to the water quenching apparatus, a preferable example of the range of the reference temperature (T ° C) is 10 ° C to 50 ° C, and a further preferable example is 20 ° C to 40 ° C. Is mentioned.
また、本発明の他の態様では、異物除去装置を用いることで、異物がラインタンク内に持ち込まれることを防止することができる。これにより、水焼入れ時に鋼板の表面に異物が付着することによる、製品表面の凹疵の発生を防止することができる。特に、高付加価値を有する高強度冷延鋼板では、凹疵の発生を防止することによって、顕著に歩留まりを向上させることができる。 Moreover, in the other aspect of this invention, it can prevent that a foreign material is carried in in a line tank by using a foreign material removal apparatus. Thereby, generation | occurrence | production of the depression of the product surface by foreign material adhering to the surface of a steel plate at the time of water quenching can be prevented. In particular, in a high-strength cold-rolled steel sheet having high added value, the yield can be remarkably improved by preventing the occurrence of recesses.
まず、図2及び図3を用いて、連続焼鈍設備について説明する。 First, the continuous annealing facility will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
図3では、右から左に通板されながら焼鈍が行われる。鋼板は、(1)予熱帯、(2)加熱帯、(3)均熱帯、(4)予備冷却帯、(5)水焼入れ帯、(6)焼戻し帯、(7)過時効帯、及び(8)冷却帯へと順番に通板される。これら(1)〜(8)の各帯における時間と温度との関係が図2(a)において示される。尚、図2で示される温度は典型例であって、この例に限定されるものではない。 In FIG. 3, annealing is performed while passing from right to left. The steel plates are (1) pre-tropical, (2) heating zone, (3) soaking zone, (4) precooling zone, (5) water quenching zone, (6) tempering zone, (7) overaging zone, and ( 8) It passes through the cooling zone in order. The relationship between the time and temperature in each of the zones (1) to (8) is shown in FIG. The temperature shown in FIG. 2 is a typical example and is not limited to this example.
図2を用いて温度条件について説明する。まず、(1)予熱帯において鋼板は300℃まで加熱される。次に、(2)加熱帯において鋼板は700℃まで加熱される。その後、(3)均熱帯において、鋼板の温度は800℃まで昇温され、800℃で一定時間保持される。(4)予備冷却帯において、鋼板はガスジェット等を用いて650℃まで降温される。その後、(5)水焼入れ帯において、鋼板は図3で示されるラインタンク3に収容された冷却水中に浸漬されることにより急速に冷却される。水焼入れ後には、(6)焼き戻し帯にて、誘導加熱装置等を用いて200℃付近まで焼き戻しがされ、(7)過時効帯で一定時間保持された後に、(8)冷却帯において冷却されることにより常温付近の鋼板が得られる。
The temperature condition will be described with reference to FIG. First, (1) in the pre-tropical zone, the steel sheet is heated to 300 ° C. Next, (2) the steel sheet is heated to 700 ° C. in the heating zone. Thereafter, (3) in the soaking zone, the temperature of the steel sheet is raised to 800 ° C. and held at 800 ° C. for a certain period of time. (4) In the preliminary cooling zone, the steel sheet is cooled to 650 ° C. using a gas jet or the like. Thereafter, (5) in the water quenching zone, the steel plate is rapidly cooled by being immersed in cooling water accommodated in the
図2(b)では、(5)水焼入れ帯において鋼板温度が急速に冷却する際の温度と時間との関係を拡大図により示す。水焼入れ帯において、最終的に鋼板はラインタンク3に収容された冷却水温と同程度の温度となる。図中の白丸で示すのは、ラインタンク内の冷却水の水温が30℃程度となる夏場での従来例である。図中の四角で示すのは、ラインタンク内の冷却水の水温が15℃程度となる冬場での従来例である。夏場と冬場とでは、冷却水温の差に起因して、鋼板が冷却水温と同程度の温度まで冷却される速度が異なる。図中の四角で示す冬場は、図中の白丸で示す夏場に比べて、直線の傾きが大きく、鋼板の冷却速度が大きいことが示されている。僅かな冷却水温の差であっても、鋼板の冷却速度が異なることによって生成組織が異なり、得られる鋼板の機械的特性にばらつきが生じうる。
In FIG.2 (b), the relationship between the temperature and time when steel plate temperature cools rapidly in (5) water quenching zone is shown with an enlarged view. In the water quenching zone, the steel plate finally has a temperature comparable to the cooling water temperature stored in the
次に、図1を用いて、本発明の水焼入れ装置に用いられる冷却水のフローについて説明する。尚、図1において、冷却水のフローは実線で示される。 Next, the flow of cooling water used in the water quenching apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the flow of cooling water is indicated by a solid line.
まず、ラインタンク3に収容された冷却水中に、鋼板1が浸漬されることで、鋼板1の水焼入れが行われる。上述したように、水焼入れ直前の鋼板1の温度は約680℃にも達しており、ラインタンク3に収容された冷却水は熱交換によって高温になりうる。本発明では、制御装置14と冷却水供給設備21とを用いて、ラインタンク3に収容された冷却水の水温を常にT℃±A℃内で維持することができる。図1の例において、冷却水供給設備21は、循環タンク5、冷却塔6、冷却塔入側ポンプ8A、冷却塔出側ポンプ8B、冷却塔入側調整弁9A、及び冷却塔出側調整弁9Bを有する。尚、T℃±A℃内とは、(T−A)℃と(T+A)℃とを含む温度範囲である。
First, the
ラインタンク3に収容される冷却水は、タンク入側ポンプ7Aによって冷却水供給設備21から供給され、タンク出側ポンプ7Bによって冷却水供給設備21へと戻される。図1の例では、ラインタンク3内の冷却水は、タンク出側ポンプ7Bによって冷却塔6へと戻される。
The cooling water stored in the
また、冷却塔6では、水の冷却が行われる。冷却された後の水は、冷却塔出側ポンプ8Bによって冷却塔から抜き出され、循環タンク5に一時貯水される。また、循環タンク5に貯水された冷却水は、一部がタンク入側ポンプ7Aによってラインタンク3へと送られるとともに、一部が冷却塔入側ポンプ8Aによって冷却塔6へと送られ、冷却される。尚、冷却塔入側ポンプ8Aの近傍には、冷却塔6への流入量を調節する冷却塔入側調整弁9Aが設けられ、冷却塔出側ポンプ8Bの近傍には、冷却塔6からの流出量を調節する冷却塔出側調整弁9Bが設けられる。
The
冷却塔6としては、従来公知の装置を用いることができる。典型例として、冷却塔内に供給した冷却水を大気と接触させ、水の気化熱により冷却水を冷却させる開放式冷却塔を用いることができる。一般に、冷却塔6は、大気温から水の気化熱分だけ低い温度まで水を冷却することができる装置であり、大気温によって冷却能力が左右される。よって、冷却塔6にて冷却された冷却水の水温は、夏場には高くなりやすく、冬場には低くなりやすいという傾向を有する。
A conventionally known apparatus can be used as the
図1において、冷却水供給設備21からラインタンク3へと冷却水を供給するラインとして、循環タンク5からラインタンク3へと到る矢印が示される。循環タンク5に収容された水は、タンク入側ポンプ7Aによってラインタンク3へと供給される。循環タンク5とラインタンク3との間には、ストレーナー等に代表される異物除去装置4が設けられることが好ましい。異物除去装置4に冷却水を通水することで、ラインタンク3内部に異物が持ち込まれることを防止することができる。これにより、水焼入れ時に鋼板表面に異物が付着し、異物由来の凹み疵が発生することを防止することができ、表面性状の良好な鋼板を得ることができる。尚、異物除去装置4で除去しうる異物の種類として、ラインタンク3での水焼入れ時に鋼板1の表面から持ち込まれる鉄屑等のスラッジや、冷却塔6において大気とともに吸い込まれる虫、砂等の飛散物が挙げられる。
In FIG. 1, an arrow from the
次に、図1を用いてラインタンク3内の冷却水温の制御機構について説明する。尚、図1において、制御装置14による制御フローは点線で示される。
Next, the control mechanism of the cooling water temperature in the
ラインタンク3には、冷却水温測定器13が設けられる。冷却水温測定器13は、ラインタンク3に収容された冷却水の水温を測定する。また、冷却水温測定器13は、制御装置14に接続される。制御装置14は、ラインタンクにおける冷却水温が常にT℃±A℃の範囲内に維持されるように、冷却水供給設備21の運転条件を調節している。
The
制御装置14によって制御される運転条件の一例として、冷却塔6における冷却水の流入量及び流出量が挙げられる。より具体的には、冷却塔入側ポンプ8A及び冷却塔入側調整弁9Aを制御することにより、冷却塔6への冷却水の流入量を調整することができる。同じように、冷却塔出側ポンプ8B及び冷却塔出側調整弁9Bを制御することにより、冷却塔6からの冷却水の流出量を調整することができる。ラインタンク3内の冷却水温が(T+A)℃を超えそうな場合、例えば夏場等の冷却水温が高くなりやすい条件下では、冷却塔6への流入量及び流出量を増やし、冷却塔6で処理される冷却水量を多くすることが行われる。また、ラインタンク3内の冷却水温が(T−A)℃を下回りそうな場合、例えば冬場等の冷却水温が低くなりやすい条件下では、冷却塔6への流入量及び流出量を減らし、冷却塔6で処理される冷却水量を少なくすることが行われる。
As an example of the operating conditions controlled by the
また、制御装置14によって制御される運転条件の他の一例として、ラインタンク3における冷却水の流入量及び流出量が挙げられる。より具体的には、タンク入側ポンプ7A及びタンク出側ポンプ7Bの運転が制御される。ラインタンク3内の冷却水温が(T+A)℃を超えそうな場合には、タンク入側ポンプ7A及びタンク出側ポンプ7Bの流量を増大させて、ラインタンク内部の冷却水交換速度を速めることが行われる。一方で、ラインタンク3内の冷却水温が(T−A)℃を下回りそうな場合には、タンク入側ポンプ7A及びタンク出側ポンプ7Bの流量を減少させて、ラインタンク内部の冷却水交換速度を遅くすることが行われる。
Another example of the operating conditions controlled by the
尚、制御装置14によって制御される装置は、上記例に限定されない。例えば、図示されていないが、制御装置14によって冷却塔6の風量を調節することによっても、ラインタンク3における冷却水の温度を調節することができる。
In addition, the apparatus controlled by the
A℃は、0℃超10℃以下とすることができる。このような温度条件とすることで、水焼入れ後の鋼板における機械的特性のばらつきを防止することができる。より確実に機械的特性のばらつきを抑えるという観点からは、A℃を5℃とすることが好ましい。 A ° C. can be more than 0 ° C. and 10 ° C. or less. By setting it as such temperature conditions, the dispersion | variation in the mechanical characteristic in the steel plate after water quenching can be prevented. From the viewpoint of more reliably suppressing variations in mechanical properties, it is preferable to set A ° C to 5 ° C.
A℃は、得られる鋼板の引張強度の最大値と最小値との差が、目標引張強度の12%以下となる温度とすることもできる。より具体的には、T℃+A℃の水温で水焼入れを行うことにより得られる鋼板の引張強度(最小値)と、T℃−A℃の水温で水焼入れを行うことにより得られる鋼板の引張強度(最大値)との差が、対象とする鋼板の目標引張強度の12%以下となるように、A℃を決定する。このようにA℃を決定することで鋼板の機械的特性(具体的には引張強度)にばらつきが生じることを確実に防止することができる。特に、目標引張強度の誤差(ずれ)が±6%超の鋼板は製品の出荷に影響を与えることがあることから、このような温度設定によって歩留まりの低下が抑えられる。鋼板の引張強度の最大値と最小値とは、通板対象とする鋼板について予め水焼入れ試験を行い、試験後に得られる実際の引張強度を測定することにより決定することができる。複数回の試験を行う場合には、得られた引張強度の相加平均値を引張強度の最大値・最小値として用いることもできる。 A ° C. may be a temperature at which the difference between the maximum value and the minimum value of the tensile strength of the obtained steel sheet is 12% or less of the target tensile strength. More specifically, the tensile strength (minimum value) of a steel plate obtained by water quenching at a water temperature of T ° C. + A ° C. and the tensile strength of the steel plate obtained by water quenching at a water temperature of T ° C.-A ° C. A ° C. is determined so that the difference from the strength (maximum value) is 12% or less of the target tensile strength of the target steel sheet. By determining A ° C. in this way, it is possible to reliably prevent variations in the mechanical properties (specifically, tensile strength) of the steel sheet. In particular, since a steel sheet having a target tensile strength error (deviation) exceeding ± 6% may affect the shipment of products, such a temperature setting can suppress a decrease in yield. The maximum value and the minimum value of the tensile strength of the steel sheet can be determined by conducting a water quenching test on the steel sheet to be passed through and measuring the actual tensile strength obtained after the test. When a plurality of tests are performed, the arithmetic average value of the obtained tensile strength can be used as the maximum value / minimum value of the tensile strength.
鋼板の目標引張強度は特に限定されないが、特に水焼入れは高強度冷延鋼板(ハイテン)で行うことが多いことから、580MPa以上とすることが望ましい。 The target tensile strength of the steel sheet is not particularly limited. However, since water quenching is often performed with a high-strength cold-rolled steel sheet (HITEN), the target tensile strength is preferably 580 MPa or more.
前記T℃(基準温度)は、10℃以上50℃以下とすることが好ましい。基準温度が50℃を超えると鋼板の焼入れ効果が十分には得られず、10℃を下回ると冷却水の水温を維持するのに多大なコストが必要となる。これらの中でも、夏場の冷却コストを抑えるという観点からは基準温度を30℃に設定することが特に好ましい。 The T ° C (reference temperature) is preferably 10 ° C or higher and 50 ° C or lower. If the reference temperature exceeds 50 ° C., the effect of quenching the steel sheet cannot be obtained sufficiently, and if it falls below 10 ° C., a large cost is required to maintain the cooling water temperature. Among these, it is particularly preferable to set the reference temperature to 30 ° C. from the viewpoint of suppressing the cooling cost in summer.
ラインタンク3内部の冷却水温は、前記基準温度(T℃)を30℃とし、25℃以上35℃以下となるように調節されることが更に好ましい。冷却水温が25℃未満であると、鋼板の冷却速度が速くなりすぎてしまうことでマルテンサイト分率が過剰となり、引張強度が過大となり鋼板の延性が低下してしまう。一方で、冷却水温が35℃よりも大きいと、鋼板の冷却速度が遅くなりすぎてしまうことでマルテンサイト分率が過小となり、十分な引張強度をもった鋼板を製造できなくなる。
More preferably, the cooling water temperature inside the
また、本発明において、ばらつきをおさえることのできる鋼板の機械的特性は引張強度には限定されず、延性等、他の機械的特性についても水焼入れ時の冷却速度の変動に起因したばらつきを抑えることができる。 Further, in the present invention, the mechanical properties of the steel sheet capable of suppressing the variation are not limited to the tensile strength, and other mechanical properties such as ductility are suppressed due to variations in the cooling rate during water quenching. be able to.
冷却塔、特に開放式の冷却塔を用いる場合には、夏場において冷却水が冷えにくくなる。特に、夏の昼間にラインタンク内の冷却水温を25℃未満で維持することには多大なコストがかかる。夏場における冷却コストを抑えるという観点からも、冷却水温は、30℃±5℃の範囲内とするのがよい。 When a cooling tower, particularly an open type cooling tower is used, the cooling water is difficult to cool in summer. In particular, maintaining the cooling water temperature in the line tank below 25 ° C. during the daytime in summer is very expensive. The cooling water temperature is preferably within the range of 30 ° C. ± 5 ° C. from the viewpoint of suppressing the cooling cost in summer.
本発明で製造される鋼板は、高強度冷延鋼板(ハイテン)であることが好ましく、具体的には、引張強度が580MPa以上である鋼板であることが好ましい。引張強度の上限値は特に制限されないが、一例として1600MPa以下であることが挙げられる。高強度冷延鋼板の組成の具体例としては、質量%で、Cが0.04%以上0.220%以下、Siが0.01%以上2.00%以下、Mnが0.80%以上2.80%以下、Pが0.001%以上0.090%以下、Sが0.0001%以上0.0050%以下、sol.Alが0.005%以上0.065%以下、必要に応じて、Cr,Mo,Nb,V,Ni,Cu,及びTiの少なくとも1種以上が0.5%以下、必要に応じて、B,Sbが0.01%以下、その他Fe並びに不可避的不純物である。 The steel plate produced in the present invention is preferably a high-strength cold-rolled steel plate (high tensile), and specifically, a steel plate having a tensile strength of 580 MPa or more. Although the upper limit of the tensile strength is not particularly limited, an example is 1600 MPa or less. As specific examples of the composition of the high-strength cold-rolled steel sheet, by mass%, C is 0.04% or more and 0.220% or less, Si is 0.01% or more and 2.00% or less, and Mn is 0.80% or more. 2.80% or less, P is 0.001% or more and 0.090% or less, S is 0.0001% or more and 0.0050% or less, sol. Al is 0.005% or more and 0.065% or less, and if necessary, at least one of Cr, Mo, Nb, V, Ni, Cu, and Ti is 0.5% or less, and if necessary, B , Sb is 0.01% or less, and other Fe and unavoidable impurities.
(本発明例1)、(比較例1)
目標引張強度が590MPaである鋼板(化学成分:C;0.093%、Si;0.20%、Mn;0.85%、P;0.07%、S;0.0020%、sol.Al;0.050%、残部鉄及び不可避的不純物)を、図3で示される連続焼鈍炉に通板した。連続焼鈍炉内における温度・時間は、図2(a)に示される条件であった。また、ラインタンク3内における冷却水温として、15℃〜62℃までの範囲で変化させて実験を行った。ラインタンク3内における冷却水温が任意の基準温度(T℃)±5℃以内の例を本発明例1とし、冷却水温15℃〜62℃(38.5℃±23.5℃)全体の例を比較例1とした。
(Invention Example 1), (Comparative Example 1)
Steel plate with target tensile strength of 590 MPa (Chemical component: C; 0.093%, Si; 0.20%, Mn; 0.85%, P; 0.07%, S; 0.0020%, sol.Al 0.050%, balance iron and unavoidable impurities) were passed through the continuous annealing furnace shown in FIG. The temperature and time in the continuous annealing furnace were the conditions shown in FIG. Moreover, it experimented by changing as the cooling water temperature in the
結果を図4に示す。例えば基準温度を30℃に設定し、ラインタンク内の冷却水温を25℃以上35℃以下の範囲内に設定すると、引張強度は600MPa以上640MPa以下の範囲内にあり、ばらつきが抑えられていた。一方で、ラインタンク内の冷却水温が15℃〜62℃の範囲全体を通して見ると、引張強度は最小で520Mpa、最大で670MPaとなっており、引張強度のばらつきが大きかった。 The results are shown in FIG. For example, when the reference temperature is set to 30 ° C. and the cooling water temperature in the line tank is set to a range of 25 ° C. to 35 ° C., the tensile strength is in the range of 600 MPa to 640 MPa, and variation is suppressed. On the other hand, when the cooling water temperature in the line tank was viewed throughout the range of 15 ° C. to 62 ° C., the tensile strength was a minimum of 520 MPa and a maximum of 670 MPa, and the variation in tensile strength was large.
また、冷却水温が25℃未満の例では、引張強度が過剰で延性の低下を引き起こしており、冷却水温が35℃より大きい例では、十分な引張強度が得られなかった。以上より、基準温度を30℃とし、冷却水温を30℃±5℃内に維持することによって、十分な引張強度であってかつ引張強度のばらつきを抑えた鋼板が得られることが示された。 Moreover, in the example whose cooling water temperature is less than 25 degreeC, tensile strength is excessive and has caused the fall of ductility, and in the example whose cooling water temperature is higher than 35 degreeC, sufficient tensile strength was not obtained. From the above, it was shown that by setting the reference temperature to 30 ° C. and maintaining the cooling water temperature within 30 ° C. ± 5 ° C., a steel sheet having sufficient tensile strength and suppressing variations in tensile strength can be obtained.
(本発明例2)、(比較例2)
目標引張強度が980MPaである鋼板(化学成分:C;0.125%、Si;1.40%、Mn;1.90%、P;0.010%、S;0.001%、sol.Al;0.030%、その他、残部鉄及び不可避的不純物)について、本発明例1及び比較例1と同様にして実験を行った。ラインタンク3内における冷却水温として、12℃〜36℃までの条件を振って実験を行った。
(Invention Example 2), (Comparative Example 2)
Steel sheet having a target tensile strength of 980 MPa (chemical component: C; 0.125%, Si; 1.40%, Mn; 1.90%, P; 0.010%, S; 0.001%, sol.Al) 0.030%, the remaining iron and unavoidable impurities) were tested in the same manner as Example 1 and Comparative Example 1. Experiments were performed while varying the cooling water temperature in the
本発明例2及び比較例2の結果を図5に示す。尚、図5〜7の横軸における「WQ水温」は、ラインタンク3内における冷却水温を意味する。図5における「本発明例」の矢印で示される範囲のように、ラインタンク内の冷却水温を30℃±5℃内にすると、得られた鋼板における引張強度の最大値と最小値との差は、111MPaであった。一方で、ラインタンク内の冷却水温が12℃〜36℃(24℃±12℃)の範囲全体を通してみると、引張強度の最大値と最小値との差は160MPaであった。このように、基準温度を30℃とし、冷却水温度を30℃±5℃の範囲内にすることによって、引張強度のばらつきを抑えることができた。
The results of Invention Example 2 and Comparative Example 2 are shown in FIG. The “WQ water temperature” on the horizontal axis in FIGS. 5 to 7 means the cooling water temperature in the
(本発明例3)、(比較例3)
目標引張強度が780MPaである鋼板(化学成分:C;0.065%、Si;1.00%、Mn;2.20%、P;0.008%、S;0.002%、sol.Al;0.035%、その他、残部鉄及び不可避的不純物)について、本発明例1及び比較例1と同様にして実験を行った。ラインタンク3内における冷却水温として、12℃〜41℃までの条件を振って実験を行った。
(Invention Example 3), (Comparative Example 3)
Steel plate having a target tensile strength of 780 MPa (chemical component: C; 0.065%, Si; 1.00%, Mn; 2.20%, P; 0.008%, S; 0.002%, sol.Al) 0.035%, the remaining iron and unavoidable impurities) were tested in the same manner as Example 1 and Comparative Example 1. Experiments were performed while varying the cooling water temperature in the
本発明例3及び比較例3の結果を図6に示す。図6における「本発明例」の矢印で示される範囲のように、ラインタンク内の冷却水温を28℃±7℃内にすると、得られた鋼板における引張強度の最大値と最小値との差は、92MPaであった。一方で、ラインタンク内の冷却水温が12℃〜41℃(26.5℃±14.5℃)の範囲全体につき780MPa規格を満たすデータのみで比較すると、引張強度の最大値と最小値との差は143MPaであった。このように、基準温度を28℃とし、冷却水温度を28℃±7℃の範囲内にすることによって、引張強度のばらつきを抑えることができた。 The results of Invention Example 3 and Comparative Example 3 are shown in FIG. When the cooling water temperature in the line tank is within 28 ° C. ± 7 ° C. as shown by the arrow of “Example of the present invention” in FIG. 6, the difference between the maximum value and the minimum value of the tensile strength in the obtained steel sheet. Was 92 MPa. On the other hand, when comparing only the data satisfying the 780 MPa standard for the entire range of the cooling water temperature in the line tank of 12 ° C. to 41 ° C. (26.5 ° C. ± 14.5 ° C.), the maximum value and the minimum value of the tensile strength are The difference was 143 MPa. Thus, by setting the reference temperature to 28 ° C. and the cooling water temperature within the range of 28 ° C. ± 7 ° C., it was possible to suppress variations in tensile strength.
(本発明例4)、(比較例4)
目標引張強度が1180MPaである鋼板(化学成分:C;0.135%、Si;1.40%、Mn;2.10%、P;0.010%、S;0.001%、sol.Al;0.030%、その他、残部鉄及び不可避的不純物)について、本発明例1及び比較例1と同様にして実験を行った。ラインタンク3内における冷却水温として、12℃〜43℃までの条件を振って実験を行った。
(Invention Example 4), (Comparative Example 4)
Steel plate having a target tensile strength of 1180 MPa (chemical component: C; 0.135%, Si; 1.40%, Mn; 2.10%, P; 0.010%, S; 0.001%, sol.Al 0.030%, the remaining iron and unavoidable impurities) were tested in the same manner as Example 1 and Comparative Example 1. Experiments were performed while varying the cooling water temperature in the
本発明例4及び比較例4の結果を図7に示す。図7における「本発明例」の矢印で示される範囲のように、ラインタンク内の冷却水温を31℃±4℃内にすると、得られた鋼板における引張強度の最大値と最小値との差は、129MPaであった。一方で、ラインタンク内の冷却水温が12℃〜43℃(27.5℃±15.5℃)の範囲全体につき1180MPa規格を満たすデータのみで比較すると、引張強度の最大値と最小値との差は171MPaであった。このように、基準温度を31℃とし、冷却水温度を31℃±4℃の範囲内にすることによって、引張強度のばらつきを抑えることができた。 The results of Invention Example 4 and Comparative Example 4 are shown in FIG. When the cooling water temperature in the line tank is within 31 ° C. ± 4 ° C. as indicated by the arrow of “Example of the present invention” in FIG. 7, the difference between the maximum value and the minimum value of the tensile strength in the obtained steel sheet. Was 129 MPa. On the other hand, when comparing only the data satisfying the 1180 MPa standard for the entire range where the cooling water temperature in the line tank is 12 ° C. to 43 ° C. (27.5 ° C. ± 15.5 ° C.), the maximum value and the minimum value of the tensile strength are The difference was 171 MPa. Thus, the variation in tensile strength could be suppressed by setting the reference temperature to 31 ° C. and the cooling water temperature within the range of 31 ° C. ± 4 ° C.
1 鋼板
3 ラインタンク
4 異物除去装置
5 循環タンク
6 冷却塔
7A タンク入側ポンプ
7B タンク出側ポンプ
8A 冷却塔入側ポンプ
8B 冷却塔出側ポンプ
9A 冷却塔入側調整弁
9B 冷却塔出側調整弁
11 水焼入れ装置
13 冷却水温測定器
14 制御装置
21 冷却水供給設備
DESCRIPTION OF
Claims (9)
鋼板が浸漬される冷却水を収容するラインタンクと、
前記ラインタンクに収容された冷却水の一部を抜き出して冷却し、冷却後の冷却水を前
記ラインタンクへ供給する冷却水供給設備と、
ラインタンクに収容された冷却水の水温を測定する冷却水温測定器と、
前記冷却水温測定器によるラインタンク内の冷却水の水温測定結果に基づき、ラインタンク内の冷却水の水温がT℃±A℃内となるように、前記冷却水供給設備の運転を制御す
る制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記冷却水温測定器によるラインタンク内の冷却水の水温測定結果に基づき、ラインタンク内の冷却水の水温がT℃±7℃内となるように、前記冷却水供給設備の運転を制御し、
前記T℃を28℃以上31℃以下とすることを特徴とする水焼入れ装置。 A water quenching apparatus used for continuous annealing for producing a steel sheet having a tensile strength of 580 MPa or more ,
A line tank containing cooling water into which the steel plate is immersed,
A cooling water supply facility that extracts and cools a part of the cooling water stored in the line tank, and supplies the cooled cooling water to the line tank;
A cooling water temperature measuring device for measuring the temperature of the cooling water stored in the line tank;
Control for controlling the operation of the cooling water supply equipment so that the temperature of the cooling water in the line tank is within T ° C. ± A ° C. based on the measurement result of the cooling water temperature in the line tank by the cooling water temperature measuring device. An apparatus,
The control device is configured to control the cooling water supply facility so that the cooling water temperature in the line tank is within T ° ± 7 ° C. based on the cooling water temperature measurement result in the line tank by the cooling water temperature measuring device. Control operation,
The water quenching apparatus, wherein the T ° C is set to 28 ° C to 31 ° C.
前記制御装置は、前記冷却塔における冷却水の流入量及び流出量を制御することを特徴とする請求項1から4までのいずれか一項に記載の水焼入れ装置。 The cooling water supply facility has a cooling tower for cooling the cooling water,
The water quenching apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the control device controls an inflow amount and an outflow amount of cooling water in the cooling tower.
ラインタンク内の水温がT℃±7℃の範囲内に維持された冷却水中に、鋼板を浸漬させる水焼入れ工程を備え、前記T℃を28℃以上31℃以下とすることを特徴とする鋼板の製造方法。 A method for producing a steel sheet having a tensile strength of 580 MPa or more performed using the water quenching apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
A steel plate characterized by comprising a water quenching step of immersing the steel plate in cooling water whose water temperature in the line tank is maintained within a range of T ° C ± 7 ° C , wherein the T ° C is 28 ° C or higher and 31 ° C or lower. Manufacturing method.
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