JPH0414173B2 - - Google Patents

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JPH0414173B2
JPH0414173B2 JP60289320A JP28932085A JPH0414173B2 JP H0414173 B2 JPH0414173 B2 JP H0414173B2 JP 60289320 A JP60289320 A JP 60289320A JP 28932085 A JP28932085 A JP 28932085A JP H0414173 B2 JPH0414173 B2 JP H0414173B2
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JP
Japan
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steel strip
cooling
roll
tension
rolls
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Setsuo Mejika
Yoshihiro Iida
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 冷間圧延した薄鋼帯は、一般に連続焼鈍を経て
冷延鋼板製品とされるが、この連続焼鈍に引続く
冷却過程は、製品鋼板の品質に影響するところが
大きい。この明細書では、この冷却過程における
鋼帯の冷却挙動についての克明な解明に基き、簡
便かつ適切に、ロール冷却の能力を最大限有利に
増強することについての開発研究の成果に関連し
て以下に述べる。 連続焼鈍での鋼帯の急冷方式として種々の方式
が採用されているが、とくにロールの内部に冷媒
を流通させて抜熱し乍らこのロールに鋼帯を巻き
がけ接触させる、ロール冷却の手法は、鋼板表面
での酸化のうれいなく、また充分に高い冷却速度
が得られる上、ランニングコストも比較的低いな
どの点が有利である。 ここに連続焼鈍による均熱保持後の鋼帯の冷却
過程、多くの場合650°〜400°間をロール冷却の手
法で冷却する場合は、鋼帯−ロール間の熱伝達率
の制約により、通常は複数個のロールを必要とす
るが、この際最初のロールへの巻きがけ接触に
て、一たん鋼帯の幅方向温度不均一を来すと、過
冷却となつた部分での長手方向の収縮を生じさら
に引続くロール冷却によつて過冷却状態が助長さ
れて幅方向温度分布の不均一が拡大されることに
なる。 このような現象は、鋼帯の形状を悪化させて通
板の安定を阻害する蛇行の原因となるだけでな
く、後段でのロールに対する鋼帯の巻きがけ接触
が悪くなるので、冷却能力自体も低下する。 なお鋼帯の幅方向における温度不均一はまた、
ロール巻きがけ面上における幅方向の圧縮応力に
より、座屈を来すうれいがあり、この程度によつ
ては激しい蛇行のため鋼帯の炉内破断に至ること
も懸念される。 (従来の技術) 特開昭59−129737号公報によると、ロール冷却
に際してこのロールと対向して板幅方向に冷却量
の制御可能なガスジエツトを設け、これにより板
幅方向の温度不均一を低減し、形状不良を少なく
することが試みられたが、通常の連続焼鈍設備で
は高温部での鋼帯の座屈を防止するために鋼帯の
張力を0.8Kgf/mm2程度以下での操業が行われて
いるので、ロール胴での接触面圧が低く、板幅方
向の不均一冷却の防止効果は充分に上がらない。 次に特開昭59−20428号公報によると2本以上
のロールにて、鋼帯の張力を2〜5Kgf/mm2とし
て冷却することが開示されているが、若しも板幅
方向の接触不良が少しでも降こつた場合に、張力
が偏つて鋼帯の局部に非常に大きい引張応力を生
じるので、鋼帯の塑性変形を来すおそれがあり、
またロール冷却後における鋼帯の形状の劣化が激
しく、蛇行も大きくなつて生産能力が落ちるほ
か、ロール前後のブライドルのモータパワーが嵩
む上、一般にブライドルのロールと鋼帯との摩擦
係数はあまり大きくは取れないため、かなり多数
のブライドルロールを必要とし、その設置スペー
スが過大になつて設備コストも増す不利などの問
題点を生じる。 (発明が解決しようとする問題点) ロールが冷却方式の鋼帯冷却への適用に当た
り、鋼帯の幅方向にわたる不均一冷却を最小限に
抑えて、鋼帯の形状不良を有効に抑制してしかも
より安価に、冷却能力を最大限に発揮させるのに
有効な手段を与えることが、この発明の目的であ
る。 (問題点を解決するための手段) 上記の目的は、次の事項を骨子とする手段にて
有利に達成される。 連続熱処理炉中で加熱保持した鋼帯の冷却過程
にて、 複数個のロールに該鋼帯を順次巻きがけ接触さ
せ、かつ各ロールに巻きがけられた鋼帯の背面に
ガスジエツトを噴射させることによる急速冷却
を、550〜720℃の範囲の温度で開始し、 その際鋼帯の張力α(Kgf/mm2)を該急速冷却
の開始温度Tsに応じて次式 (1570−Ts)/1670<α<(2410−Ts)/630 の範囲に調整すること。 さて第1図は、鋼帯1に上記の急速冷却を含む
冷却過程を適用するのに好適な連続熱処理炉を模
式図であらわし、図中2は連続熱処理炉の冷却
帯、3,7,10,21及び25は何れもデフレ
クタロール、そして4〜6は前段の、また22〜
24は後段のそれぞれブライドルロール、8,9
は第1次冷却用のガスジエツト噴出装置、11〜
15がロール冷却方式による複数のロール、さら
に16〜20は、鋼帯の背面に適用しロール冷却
に助成をするためのガスジエツト噴出装置であ
る。 第2図はロール冷却方式による一般的な連続焼
鈍のヒートサイクルを示し、第1図にはあらわれ
ない均熱帯にて700〜800℃に均熱保持された鋼帯
を第1図に示した急速冷却帯2の前に設置された
冷却帯においてほぼ640℃〜A1変態点(723℃)
まで徐冷し、続いて第1図に示したガスジエツト
噴出装置8,9による冷却ガスの噴射(以下先行
ガスジエツトという)により冷却し次に複数のロ
ール11〜15に順次巻きがけ接触させ、またさ
らには鋼帯1の背面にガスジエツト噴出装置16
〜20による冷却ガスの噴射(以下対向ガスジエ
ツトという)を加えることによる、急速冷却によ
つて、約400℃に至らせ、該温度にて保持する過
時効処理を経て、系外に取出すわけである。 ここにロール冷却の適用による、急速冷却の開
始温度Tsは、第2図について上に触れたが、冷
却過程をロール冷却のみで行うときは640℃程度
以下にとると鋼帯1の材質及びサイズの如何によ
つて形状不良を生じるところ、その場合ガスジエ
ツト噴出装置8,9によるような先行ガスジエツ
トの第1次冷却を経ることにより形状不良のうれ
いなく600〜550℃より低い温度にまで低下させ得
るが、しかしロール冷却開始温度を550℃未満に
まで過度に下げるには、先行ガスジエツトによる
冷却域を徙らに広げて、電力コスト上の不利を来
すのみなので、ロール冷却方式による急速冷却の
開示温度については550〜720℃(先行ガスジエツ
トを行わない場合)の範囲で適合させ得る。 この急冷開始温度Tsをいま450〜750℃として
第1図に従うロール冷却方式を、板厚0.5〜1.2
mm、板幅800〜1200mmの鋼帯1に、ブライドロー
ル4〜6及び22〜24内で0.3〜4Kgf/mm2
張力下に適用する実験を行つた。冷却終了の時点
における鋼帯形状の観察結果を、急冷開始温度
Tsが650℃の場合の例を第3図にて表示して図解
した。 鋼帯の張力が0.5Kgf/mm2付近ではロール表面
への接触面圧が低くて不均一冷却が生じ鋼帯形状
の劣化がみられ、一方、張力を増すにつれ0.6〜
3Kgf/mm2の範囲で不均一はかなりに緩和されて
鋼帯形状は急峻度で1%未満に改善され、これに
反して張力をより強めると再び鋼帯形状の悪化傾
向を呈する。 この過大張力による形状悪化については、鋼帯
1との接触伝熱によるロールのサーマルクラウン
tが第4図のようにたとえば冷却ロール11の胴
中央に生じてそこに鋼帯1の過冷却傾向、ひいて
は長手方向収縮がもたらされ、さらに引続くロー
ル冷却によつて過冷却が助長され、そのため第5
図aに、同図bにて、不均一冷却が生じない場合
との対比において、第1図の各段ロール11〜1
5に至る接触面積の減少のため、過冷却部分にお
ける張力の集中によつて、鋼帯の平均張力が3Kg
f/mm2をこえるときは、第6図に示した650℃程
度における鋼板の降伏応力の値(5〜6Kgf/
mm2)を容易に超えて塑性変形を起こし、これが後
続のロール冷却によつてさらに促進されるためと
考えられる。 第7図にて急速冷却の開始温度Tsを400〜750
℃まで変化させたとき鋼帯張力に依存して形状不
良(急峻度1%以上)が生じる限界を対向ガスジ
エツトを行なわないAの場合と、行うBの場合と
について示したように、Tsが高い程形状不良が
生じ易く、また対向ガスジエツトを行うBの方
が、形状不良を生じない鋼帯の張力範囲が広くな
ることが実例でたしかめられた。 従つて、第7図に従う旧例開始温度Tsを550〜
720℃の範囲として形状不良を事実上発生させな
い鋼帯張力α(Kgf/mm2)の範囲は図より近似的
に、 Ts−1570/−1670<α<Ts−2410/−630 で与えられる。 なおここで第1図に示したガスジエツト噴出装
置8,9による先行ガスジエツトによる、第1次
冷却をとくに行つてクーリングバツクルの発生を
防ぐ場合にあつてはロール冷却による急例開始温
度は550〜600℃の温度域になるが、この場合にも
形状不良発生域は、第4図に示すところと殆ど同
様である。 一方、第8図において、鋼帯に張力をかけるた
めの冷却ロール群の前後に配設を必要とするブラ
イドルロールの設備費と鋼帯の張力との関係を示
す。 この図においては鋼帯の張力0.1Kgf/mm2かけ
るために必要なブライドルロールの設備費を指数
100として、鋼帯張力を上げるに伴う設備費の上
昇分を示したもので、これより鋼帯の張力を3Kg
f/mm2以上にするためにはブライドルロールのパ
ワーアツプのみでなく巨大ブライドルロールを要
してスペースが大きくなることも相まつて設備費
が急激に上昇する。 (作用) この発明において複数個のロールに鋼帯を順次
に巻がけ接触させることによる急速冷却の開始温
度を550〜720℃の範囲に限定したのは、先行ガス
ジエツトによる第1次冷却を行う場合にあつて
は、上記範囲のうち、600℃以下とはなし得ても、
550℃未満にまで過度に下げるためには先行ガス
ジエツトによる冷却域の無用な拡張により電力コ
ストが嵩む不利を伴うことから下限を、そして
720℃よりも高い温度では、形状不良を来すうれ
いがあることが上限を、それぞれ限定する理由で
ある。 またこの発明において上記対向ガスジエツトの
噴射を付加するときに同じく鋼帯の張力α(Kg
f/mm2)を (1570−Ts)/1670<α<(2410−Ts)/630の
範囲に、限定した理由は第7図につきすでに述べ
たように、鋼帯の形状不良を、急峻度で1%以内
に抑制するために不可欠なためである。 (実施例) 第1図において加熱、均熱された鋼帯1が急冷
帯2に装入される。急冷帯2にはは冷却ロール1
1〜15と冷却ロール11〜15に対向して設け
られたガス噴出チヤンバー16〜20とガス噴出
装置の前部及び冷却ロールの後部にそれぞれ冷却
ロール11〜15に接触している鋼帯1の張力を
上げるためのブライドルロール4〜6,22〜2
4が設けられている。 鋼帯1は第9図に示すように加熱帯、均熱帯で
は0.7Kgf/mm2程度で通板され、前後部のブライ
ドルロール4〜6,22〜24で鋼帯の板厚、板
幅により0.7〜2.7まで鋼帯張力が上げられ、先行
ガスジエツト装置8〜9により第1次冷却された
後冷却ロール11〜15に懸け回されながら冷却
され、かつ同時に冷却ロール11〜15と対向し
た対向ガスジエツト装置16〜20により鋼帯の
背面でも冷却された後ブライドルロール22〜2
4により鋼帯張力が0.7Kgf/mm2程度まで低下さ
れる。 これにより鋼帯の形状を悪化させることなく均
一冷却させることが可能となつた。即ちこの発明
の一実施例は次の通りである。
【表】 第10図にこの発明による効果を示す。この図
においてロール冷却帯の鋼帯の張力αKgf/mm2を Ts−1570/−1670<α<Ts−2410/−630 にすることにより形状不良による鋼帯不良率が
0.5%以下まで低減され、かつ、形状不良に起因
して生じる鋼帯の蛇行による能力低下が改善され
ている。 (発明の効果) ロール冷却による連続焼鈍を経た鋼帯の冷却に
伴う形状不良を生じるうれいなしに、該ロール冷
却での冷却能力を最大限度に発揮させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は連続熱処理炉の冷却帯を示す模式図、
第2図は連続焼鈍ラインのヒートサイクルの一例
を示す線図、第3図は冷却帯における鋼帯張力が
鋼帯の急峻度に及ぼす影響を示すグラフ、第4図
は冷却ロールのヒートクラウンによる鋼帯張力の
変動を示す説明図、第5図は冷却ロール群におけ
る鋼帯の接触面積推移の比較図であり、第6図は
板温と降伏応力の相関線図、第7図は鋼帯張力と
ロール冷却開始温度が鋼帯の形状に及ぼす影響を
示すグラフ、第8図は鋼帯張力とブライドルロー
ル設備費との関係グラフ、第9図は熱処理炉内に
おける張力分布図、第10図は鋼帯張力が鋼帯形
状不良率並びに鋼帯の蛇行による能力低下率に及
ぼす影響を示す効果線図である。 1……鋼帯、2……急冷帯、11〜15……冷
却ロール、16〜20……対向ガスジエツト装
置、4〜6,22〜24……ブライドルロール、
3,7,10,21,25……炉内ロール、8,
9……先行ガスジエツト装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続熱処理炉中で加熱保持した鋼帯の冷却過
    程にて、 複数個のロールに該鋼帯を順次巻きがけ接触さ
    せ、かつ各ロールに巻きがけられた鋼帯の背面に
    ガスジエツトを噴射させることによる急速冷却
    を、550〜720℃の範囲の温度で開始し、 その際鋼帯の張力α(Kgf/mm2)を該急速冷却
    の開始温度Tsに応じて次式 (1570−Ts)/1670<α<(2410−Ts)/630 の範囲に調整する ことを特徴とする、鋼帯の冷却方法。
JP60289320A 1985-12-24 1985-12-24 鋼帯の冷却方法 Granted JPS62149820A (ja)

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CA000525985A CA1281974C (en) 1985-12-24 1986-12-22 Steel strip cooling method
KR1019860011139A KR930005069B1 (ko) 1985-12-24 1986-12-23 강스트립의 냉각방법
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