JPH0394023A - 連続熱処理工程における冷延鋼板冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、冷間圧延鋼イｉ！’（０．１〜２．３ｍｍ
厚）の連続熱処理工程における冷却方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 鋼ストリップを形状よく冷却する手段として、特公昭４
９−４ｆｉ０７号公報に、板状の噴流０ｎ出機構におい
て冷却水１１ｆ１流を多段に形成せしめ、水温６０℃以
下となし０．１ｋｇ／ｃｍ２以上のボックス内水圧で噴
射する方法が開示されている。この方法では噴流として
衝突した後の冷却水はストリップ表而を白山に流れ、そ
の流れとストリップ表面の間に不均一・蒸気膜を生じ、
不均一冷却となるおそれがある。この不均−冷却を肋く
ため、冷却水ノズルをストリップ進石力１ｒりに対して
ある間隔以ドに配．ｌ−Ｖ−１することか必要とされる
。

また、特公昭４：＋−ｍ：ｕｓ３一公報にもストリップ
の冷却方法が開示されているが、この方法においてはス
トリップが冷却液に浸されると同時に、その表面が極め
て激しい膜沸騰状態となるので、冷却水の噴流をストリ
ップ面に衝突させてその衝突圧により幅方１ｒｊＪ全体
にねたり恭気膜を除２＜　コｌ一れば、ストリップは均
−に冷却可能であること、が記述されている。

［発明が解決しようとする課題］ これらの従来手段に記載されている不均一冷却は、比較
的高温サイドで起こる蒸気膜形成により坐じる物理現象
の形状不良であり、これを軽減するためにボックス型ノ
ズルやスリット密度を調整する手段が従来技術として記
述されている。また、実操業においては、被冷却材の外
代形状′：ダによって物理的に冷却が不均−になる場合
があり、安全な温度までラインスピードを落して二次冷
却；ＩＩ：での冷風による冷却にて対応するのが常套的
に行われている。

しかしながら、従東の如〈玲却水ノズル間１煽やスリッ
ト密ｊ旦を．ＪｔＪ整しても、不灼＝一冷却をほほ゛完
全に抑制することは困難であり、またラインスピードを
イ１（速化することは牛産性や他の設備との撃合性を乱
す原因ともなり、決して好ましい事ではない。

本発明はこのような従来妓術の間連点を解？ｌ！１し、
不均−冷却とならず形状不良をもたらさないかつ生産姓
を損なわない効果的な冷延鋼板の冷却方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ −［記目的を達成するための本発明の構成は次の事項を
要旨とする。すなわち １．連続的に熱処理した冷間圧延鋼弗・を、熱処理工程
の後段に配設される水噴霧装置にて４５０℃以ドのｔＭ
　）Ｕから１００℃以゛ドに冷却するに眩し、被冷却材
の化学成分、固溶炭素量等の固有特性値に基づいて冷却
開始温度を決め、少くともこの冷却開始初期に稠密噴霧
を行い、局部冷却ムラから軽加下後＆ＩＩＩＩ１１化す
る表而欠陥を防ＩＬすることを特徴とする連続熱処理工
程における鋼板冷却方法。

２．　．−１＝記項ｌ記載の水噴霧装置は、冷却すべき
鋼姫の冷却開始点での材料強度を温度より勘案して」二
ノノのＪｌｉｌ密噴右１（さと下力の通常噴霧長さを決
定することを特徴とする冷延鋼板の冷却方法。

３．−Ｌ記項１記載の水噴霧装置として、冷却すべき鋼
帯の最も固溶炭素量の多い材料を基準としてその材料が
内在する歪欠陥、目視可能な欠陥或は軽加工後又は塗装
後顕在化する表面欠陥を発生させないために必要な鋼帯
バルク内部歪均一性を保持する稠密水噴霧冷却装置を使
用することを特徴とする冷延鋼板冷却方法。

４．上記項１記載の水噴霧冷却は、冷却すべき鋼帯の冷
却開始温度点での材料特性を勘案して、噴崩開始温度を
決定することを特徴とする冷延鋼板の冷月１力ｔ人。

である。

なお、本発明において、稠密噴霧冷却とは、鋼帯局所温
度偏差３０℃以内を実現する、水スプレー冷却、ガス／
水混合冷却、ミスト冷却等を総称するｂの、通；ｉｉｊ
；噴霧冷却とＧよ、鋼，ｊｌ：ノ．１１所／ｌＩｎ！　
瓜１＋，．ｉ　）’，：ｌ　Ｏ℃超の一般に使用される
冷却を言う。

［作用コ 本発明は、局部的偏冷却が悪影響を及ぼす材料を識別し
、悪影背するものには玲却開始時より稠密スプレーによ
る異常歪の混在しない冷却をするか、その材料の特性上
影響を与えない温度まで予め冷却することにより品質上
の欠陥を未然に防ぐものである。即ち、感受性の高い材
料には稠密水スプレー帯を適用するか、冷却開始時気体
と水の混合による噴霧冷却等の冷却を施すことにより、
生産性を損なわず高品質を確保するものである。

［発明の詳細］ 本発明者は、焼鈍された冷間圧延鋼帯が冷却水スプレー
と接触し４５０℃〜１５０℃から１００℃以下迄冷却し
た場合、目視可能な表面欠陥或は加工後又は塗装後顕在
化する表面欠陥が、材料の化学成分や冷却開始７Ｉ．１
度によって発坐したり、しなかったりすることを見出し
た。その原因は局部的冷却により発生ずる板内歪による
ｊ心力が材料の降伏応力を超えたとき、局所的に欠陥が
顕在化する問題であると，κえられた。一！ｌ−　Ｉｔ
わち、永を仙川した強制冷却において、不均一な熱応力
が被冷却材の降伏応力を赳え、Ｑ！　＋’１変形を惹起
せしめることに着目した。

本発明はこのん）部的な冷却が誼起せしめる現象が、水
噴霧装置の使用方法と被冷却鋼板の化学成分、及び冷却
開始温度等を調整することによりコントロール可能なこ
と、しかもこの局部冷却がたとえ内在しても品質に悪影
響を発生させない程度の範囲に抑制させることが可能な
ことを見出し、工業的に有害な欠陥を皆無ならしめた冷
却方法である。

ストリップの降伏応力（σｙ）が化学成分（ＣＭｎ，Ｐ
等）によって変わること、即ち？，　　＝ｆ　　（Ｃ．
　　Ｍｎ　　，　　Ｐ）　　　　　　　　　−（ｌ）又
、？１１■１度によっても変化することからσ，　＝Ｆ
　（Ｔ）　　　　　　　　　　　　・・・（２）（］）
　（２）式から次のように表される。

σ，−Ｆ’　　（Ｃ，Ｍｎ　，Ｐ，Ｔ）　　　・＝（３
）更に、塑性変形を引き起した際の不均一模様の発生の
枚瓜は国溶炭水の移動−ｊ＋１によって支配されるため
、影響囚子として取り」二げた。

ス１・リップの１忰伏応力Ｊｊよび固溶炭ぶの影韓ドで
不均一・応力の大きさをどこまで許容出来るかは、冷却
手段が一定であれば、ス］・リップの降伏応力は温度に
依存するので、第１図の５で指示される冷却開始温度が
重要な要因となる。

このため木発明の態様としては、次のものが挙げられる
。

連続焼鈍炉にて連続的に冷間圧延鋼帯（ストリッ、ブ）
を熱処理する方法において、前記連続焼鈍炉の後段に配
設される水噴霧装置にて４５０℃〜１５０℃の温度から
１００℃以下に冷却するに際し、ストリップの化学成分
、固溶炭素量等の固有特性値に基づいて冷却開始温度を
決め、少くともこの冷却開始初期に稠密噴霧を採用して
冷却する。

また、ストリップの降伏応力が温度の低下により増大す
ることから、冷却開始時点には、不均熱応力をＪ，ｌ；
　’！％！ｔ値以内にするため、稠帝冷却（箪２図にお
ける上方部分を稠密冷却とする）を採用し、後半はスト
リップの降伏応力の増大に応して、通常冷却（１５２図
に示すド方部分を通堂冷却とする〉を採川する。

さらに神々の処工］１１材料（ストリップ）のうち、最
も条｛’ｌの厳しいス１・リップなｊ，（べＣ：とｌノ
て、哨霧冷却装１ｉ￥ｔ直１１『の冷却開始温度を固定
し、常時稠密冷却を行う。

また、種々の処理材料の降伏応力の温度関数（（３）式
〉から、予め採用の冷却方法で生じる鋼板局所温度偏差
を知ることにより、逆に前記の冷却開始温度を決定して
冷却する方法を採用する。

本発明においては、高温サイドからの冷却に水噴霧だけ
では、冷延鋼帯のうち高温降伏応力の低い材質について
は可視欠陥を免れ得ないので、その限界埴として４５０
℃以下を規定し、又１５０℃は被冷却鋼帯の降伏応力は
比較的常温に近く−ヒ昇しているため、相当な局部的冷
却が存在しても、かかる欠陥を惹起し得ないための温度
の限界植である。鋼・１１Ｆ円部温度は板ＪソがＪ’ｒ
＋：　＜なった場合表面温度より高くなるため、計算等
の手段にて補足する必要がある。

従来技術ではマクロ的な形状不良が問題とされるか、本
発明では形状不良の様々なマクロな欠陥は後純のスキン
バスにて條１１出木ることもあり問匙どし゛Ｃいるので
＆まム〈、持小のミクＵＪ　７１　扼内に介在する肥に
よる応力がノ１，３部的にイＦイＦし、これが降伏応力
を超えた箇所に発生ずる可視可能な折れ状欠陥或は加工
後又はその後施行される塗装後に顕在化する模様状の欠
陥について問題としている。従って、形状不良の発生と
いうマクロなある面積をもつ歪と異なり、不均一冷却と
いう言葉で言い表わし難いものであり、局部歪という極
少な範囲の歪て惹起されるものに限定されるものてある
。

ｑ １　０ 被冷却鋼板の降伏強度は温度に依存して変化する。同じ
温度の程度の不均一性を｛＝Ｊ与しても、鋼板に発生す
る歪及びそれによって生じる応力は内在したり鋼板の全
面でなく一部に点在することが観察される。この物理的
性質を応用して水噴霧装置の使用方法を、板厚等の固有
因子と冷却空間での被冷却材の動的挙動も勘案して決め
、ノ一部歪の増大を肋止１−る。

鋼４ｆＰ局所温度偏差の大きさがかかる欠陥を惹起せし
めることを非鎮静鋼からなる鋼板の数多〈の実験にて確
認したが、鋼脩温度４５０〜１５０℃で偏差約３０〜６
０℃が得られた。

［失施例］ （夫施例１） ド記表１に力くず成分及び１＾１溶Ｊ災素！ＩＬの鋼種
Ａ，Ｂ，Ｃの冷延鋼板（板厚０．８ｍｍ，板幅１５８０
ｍｍ）を供試鋼とし、これに基い゜Ｃ得た鋼帯コイルを
用い、第１因に示す連続焼鈍炉４を通して熱処坤を行っ
た。このとき第１因の二二次冷却榮６の直前の温度計５
の｛１′／．置における７ん｛瓜は、鋼柿Ａは２７０℃
、Ｂ１１ は２３０℃、Ｃは２８０℃に保持した。二次冷却帯６に
て使用する冷却装置は、第２図に示す形式の水噴霧装置
を採用している。二二次冷却帯６おけろ水噴霧装置とし
ては、第３図に示す稠密ヘツダを全て使用するとともに
、ノズルはフラット・タイプ６５°で水量密度１８０９
．７ｍｉｎ．ｍ２にて冷却し、調買月ユ姓後リールにΔ
１収った。

在取った鋼・１１１；についてＩ１ｉｙ加１　（２％引
’ｊｌ＋りに相当）を施し品質を謳１べたが、鋼神Ａ，
Ｂ．Ｃ共にいすれもリューダスライン状の模様は発生せ
ず、アウターパネル用途として適正な鋼板が得られた。

表１ （ｔ１１　イ１シ５中１１１，％） １　２ （失施例２） 実施例１と同じｒ．　＋ｕｒｆで、イ１１シ第２レ１に
示す冷却装置の上部ＩＯ段を第３図に示す稠密ヘッダを
用い、その下段に第４図に示す通常のヘッダｌＯ段を用
い、上段は１８０見／ｍｉｎ．ｍ２，下段は１４０立／
ｍｉｎ．ｍ２の水量密度で冷却し、その後調質圧延しリ
ールで巻取った。鋼柿Ａ，Ｂ，Ｃ共に軽加工後に欠陥は
顕われず良好な品質の鋼板を得た。

（実施例３） 上記と同様な材料を用い、第１図の温度計５の位置にお
ける温皮を令て〜定の２：｝０℃に保持し、尖施例１と
同じ条件で冷却した。その結果実施例１と同様に良好な
鋼板を得た。

（実施例４） Ｌ記材料のうち鋼秤Ｂについて、高温での降伏応力（σ
ｙ）は下記式を用い、 ＋５３．７７ ・・・（４） 面内温度差から生じる応力をσ。とすると、σ．＝Ｅ　
　・　β　・　Δ丁 ・・・（５） たたしＥ゜ヤング率 β：線膨・１１（係数 Δ丁＝鋼板ノ，４所温疫｛桶ｋ（“Ｃ）ΔＴは第３図の
稠密噴霧冷却では約３０℃、第４図の通常噴霧冷却では
約４０℃であることを予め求めており、（５）式に代入
することにより、σ，≧０１，となる概算温度を求める
と、稠密噴霧冷却では２３０℃、通常噴霧冷却では１６
０℃を得た。

これに基き第１図の温度計５に示す温度を稠密冷却２３
０℃、通常噴霧冷却１６０℃と設定し゛Ｃ冷却した後調
τ′〔ＪＦ延し、リールに衣取り、シート鋼板に切断し
、軽加工を施したか、鋼板には欠陥は認められなかった
。

（従来例） 上記と同じ材料を川い、第１図の二次冷却；ｌｌｉ；　
６の直前の温度計５の位置における温度を全て３００℃
に保持し、水明霧装置としては、軍４図に示すヘッダ（
ヘッダ間隔２２０ｍｍ　）を全て使用するとともに、ノ
ズルはフラットタイプ６５°で水量密度１４０ｉ／ｍｉ
ｎ．ｍ２にて冷却し、調質圧延後リールに巻１　３ １　４ 取った。鋼種Ａ，Ｂ，Ｃ共、軽加工後リューダスライン
状の模様が発生し、アウターパネル用途には不合格とな
った。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の冷却方法によれば、加工す
るまで顕在化しない内在欠陥の発生を防止することが可
能となり、鋼板製遣時及び成形時の不良品の低減を図る
ことができ、著しい歩留りの向上となる。また、気体冷
却を安価な水噴霧冷却に代替可能であり、設備費の低減
も図れると共に、被玲却相料の固打の特＋’ｌ．　｛ｌ
’ｌにより冷却温没範囲を調整１−ることができ、電力
Ｙ’？の節減も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法を実施するための連続焼鈍炉
の概ゼ同、軍２因は第１円における二゛次玲却’ｌｉ’
の水噴霧系統図、第３円は本発明て採川する稠密噴霧ヘ
ツダの例を示す説明図、第４図は通常水噴霧ヘツダの例
を示す説明図てある。 １・・・ペイオフリール、２・・・洗浄セクション、３
・・・人側ルーパ、４・・・焼鈍炉本体、５・・・温皮
計、６・・・二次冷却イ１Ｆ、７・・・出側ルーバ、８
・・・デンシ：１ンリール、川・・・鋼板搬送ロール、
１２・・・水噴霧袈置、１：｝・・・′−“よ磁ブ１ユ
、１４・・・鋼板、１５・・・揚水川ポンプ、１６・・
・水補給タンク、ｌ７・・・水受タンク、１８・・・Ｊ
＋ｌｉ給水特４′Ｆ出願人代理人 ブｒ理土　失　Ｊ−１；　　知　之 （ほか１名） １５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続的に熱処理した冷間圧延鋼帯を、熱処理工程の
   後段に配設される水噴霧装置にて４５０℃以下の温度か
   ら１００℃以下に冷却するに際し、被冷却材の化学成分
   、固溶炭素量等の固有特性値に基づいて冷却開始温度を
   決め、少くともこの冷却開始初期に稠密噴霧を行い、局
   部冷却ムラから軽加工後顕在化する表面欠陥を防止する
   ことを特徴とする連続熱処理工程における鋼板冷却方法
   。 ２、請求項１記載の水噴霧装置は、冷却すべき鋼帯の冷
   却開始点での材料強度を温度より勘案して上方の稠密噴
   霧長さと下方の通常噴霧長さを決定することを特徴とす
   る冷延鋼板の冷却方法。 ３、請求項１記載の水噴霧装置として、冷却すべき鋼帯
   の最も固溶炭素量の多い材料を基準としてその材料が内
   在する歪欠陥、目視可能な欠陥或は軽加工後又は塗装後
   顕在化する表面欠陥を発生させないために必要な鋼帯バ
   ルク内部歪均一性を保持する稠密水噴霧冷却装置を使用
   することを特徴とする冷延鋼板冷却方法。 ４、請求項１記載の水噴霧冷却は、冷却すべき鋼帯の冷
   却開始温度点での材料特性を勘案して、噴霧開始温度を
   決定することを特徴とする冷延鋼板の冷却方法。