JPH06192747A - Continuous annealing equipment for metal strip - Google Patents

Continuous annealing equipment for metal strip

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JPH06192747A
JPH06192747A JP34447692A JP34447692A JPH06192747A JP H06192747 A JPH06192747 A JP H06192747A JP 34447692 A JP34447692 A JP 34447692A JP 34447692 A JP34447692 A JP 34447692A JP H06192747 A JPH06192747 A JP H06192747A
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carburizing
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二彦 中川
Nobuaki Hanazono
宣昭 花園
Hiroshi Kuramoto
浩史 蔵本
Jiyun Morozumi
順 諸住
Susumu Okada
岡田  進
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Abstract

PURPOSE:To provide continuous annealing equipment, in which a high tensile strength steel strip having ultra deep drawability while keeping the tensile strength can be manufactured, by tempering the steel strip after decarburize- cooling. CONSTITUTION:By annealing at the recrystallizing temp. or higher to the strip A in the annealing zone constituted with a heating zone 6 and soaking zone 3, the ductility El and the deep drawability (r) value are improved, and the carburization is applied at the recrystallizing temp. or lower in a carburizing zone 4. Further, the strip A is cooled to the prescribed cooling temp. at the prescribed cooling velocity in a first cooling zone 5, and by existence of the solid solution C to only the surface layer of the strip A, the tensile strength TS is improved. By applying tempering at 250-550 deg.C holding temp. in the strip temp. holding zone 6, in the condition of holding the lowering quantity in tensile strength TS of the strip A to a little, the ductility El and the deep drawability (r) value lowered by the carburize-cooling is greatly recovered to constitute the whole process.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属帯の連続焼鈍設備
に関するものであり、例えば極低炭素鋼からなるストリ
ップを焼鈍炉内から浸炭炉内に通板して連続的に焼鈍浸
炭を行い、超深絞り性を有する高張力鋼板等を製造する
のに適するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a continuous annealing equipment for metal strips, for example, a strip made of ultra-low carbon steel is passed from an annealing furnace to a carburizing furnace to continuously perform annealing carburization. It is suitable for producing a high-tensile steel plate having an ultra deep drawability.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば自動車産業のような金属二次加工
産業界では、加工対象金属板に対してより高い加工性と
強度との両立が要求されている。具体的に前記自動車産
業界では、昨今問題化されている地球環境問題から低燃
費化を追求するために車体を軽量化する必要から、従来
の深絞り性を維持した上でより強度の高い鋼板が要求さ
れる。
2. Description of the Related Art In the metal secondary processing industry such as the automobile industry, it is required for a metal plate to be processed to have both high workability and strength. Specifically, in the automobile industry, it is necessary to reduce the weight of the vehicle body in order to pursue low fuel consumption due to the global environmental problems that have recently become a problem, so a steel plate with higher strength while maintaining the conventional deep drawability Is required.

【0003】このような金属板の評価指標としては、例
えば延性,深絞り性,時効性,強度,二次加工脆性,焼
付硬化性,スポット溶接性等が考えられる。そこで、前
記の深絞り性を特に重要視して,この深絞り性をランク
フォード値(以下r値:金属板幅歪み/板厚歪み)で評
価した場合、鋼中の炭素(以下Cと記す)量を低減する
ことが最も有利であることは公知であり、加えてこの低
炭素化により延性(Elongation:El)や時効性(Agin
g Index :AI)も向上する。ところが一方で、鋼中の
C量が低下するに従ってその他の評価指標は大方につい
て劣化する。例えば、析出物が減少して組織強度が低下
するために引張強度(抗張力,TensileStrength:T
S)が低下し、粒界強度が低下するために二次加工脆性
が劣化し、固溶C量が低下するために焼付硬化性が劣化
する。また、鋼中C量50ppm以下では,溶接による
加熱で粒成長速度が促進されて熱影響部(Heat Affecte
d Zone:HAZ)の粗粒化によってスポット溶接性が劣
化する。
As an evaluation index of such a metal plate, for example, ductility, deep drawability, aging property, strength, secondary work brittleness, bake hardenability, spot weldability and the like are considered. Therefore, when the deep drawability is evaluated with a Rank Ford value (hereinafter r value: metal plate width strain / plate thickness strain) with particular emphasis on the deep drawability, carbon in steel (hereinafter referred to as C) ) Is known to be most advantageous, and in addition, due to this low carbonization, ductility (Elongation: El) and aging (Agin
g Index: AI) is also improved. On the other hand, on the other hand, as the amount of C in the steel decreases, the other evaluation indices largely deteriorate. For example, the tensile strength (tensile strength, Tensile Strength: T
S) is lowered and the grain boundary strength is lowered, so that the secondary work embrittlement is deteriorated, and the amount of solid solution C is lowered, so that the bake hardenability is deteriorated. Further, when the C content in the steel is 50 ppm or less, the grain growth rate is accelerated by heating by welding, and the heat affected zone (Heat Affecte)
Spot weldability deteriorates due to the coarsening of the d Zone (HAZ).

【0004】そこで、図1に示すように極低炭素鋼から
なる金属帯を連続焼鈍処理によって再結晶焼鈍すること
により前記延性,深絞り性,時効性を得ながら、これに
続いて,連続浸炭処理によって表層部に固溶Cを存在さ
せることにより前記引張強度,二次加工脆性,BH性,
スポット溶接性を向上するために、本出願人は図2に示
すような特開平4−88126号公報に記載される連続
焼鈍浸炭設備を開発した。
Therefore, as shown in FIG. 1, a metal strip made of an ultra-low carbon steel is recrystallized by a continuous annealing treatment to obtain the above-mentioned ductility, deep drawing property and aging property. By the presence of solid solution C in the surface layer by the treatment, the tensile strength, secondary work embrittlement, BH property,
In order to improve the spot weldability, the present applicant has developed a continuous annealing carburizing equipment described in JP-A-4-88126 as shown in FIG.

【0005】この連続焼鈍浸炭設備によれば、加熱帯2
又は均熱帯3で金属帯(ストリップA)に対して所定の
再結晶焼鈍を行った後、浸炭帯4では鋼板温度,雰囲気
諸元,搬送速度(在炉時間),及び冷却条件を制御して
浸炭処理を行うことにより、金属帯の材質仕様を満足さ
せながら表層浸炭深さと濃度分布を所望の値とした金属
帯を連続的に製造することを可能とする。
According to this continuous annealing carburizing equipment, the heating zone 2
Alternatively, after performing a predetermined recrystallization annealing on the metal strip (strip A) in the soaking zone 3, in the carburizing zone 4, the steel plate temperature, atmosphere specifications, transfer speed (in-furnace time), and cooling conditions are controlled. By carrying out the carburizing treatment, it is possible to continuously manufacture the metal strip having the desired surface carburizing depth and concentration distribution while satisfying the material specifications of the metal strip.

【0006】なお、前記浸炭帯4で浸炭された金属帯を
冷却する第1,第2冷却帯5,7は非常に重要であり、
こうしたストリップの連続浸炭操業の実際にあっては不
可欠である。これらの冷却帯5,7では金属帯を急冷す
ることによって浸炭された固溶Cの拡散を停止し、金属
帯の表層部のうち表面の極薄い範囲にのみ固溶Cが固定
される。このため例えば前記特開平4−88126号公
報に記載される連続焼鈍浸炭設備では、浸炭後のストリ
ップを、第1冷却帯5で板温が600℃以下,好ましく
は500〜400℃程度になるまで20℃/sec.以上の
冷却速度で急冷し、前記第2冷却帯7では鋼板温度が2
50〜200℃程度になるまでガス冷却が行われる。一
方、この冷却速度及び冷却到達温度を制御することで、
常温遅時効性を有する高焼付硬化型鋼板(低AI−高B
H鋼板)を製造することもできることが判明してきた。
The first and second cooling zones 5 and 7 for cooling the metal zone carburized in the carburizing zone 4 are very important,
It is essential for the actual continuous carburizing operation of such strips. In these cooling zones 5 and 7, diffusion of the solid solution C carburized by quenching the metal zone is stopped, and the solid solution C is fixed only in the extremely thin area of the surface of the surface zone of the metal zone. Therefore, for example, in the continuous annealing carburizing equipment described in JP-A-4-88126, the strip after carburizing has a plate temperature of 600 ° C. or less, preferably about 500 to 400 ° C. in the first cooling zone 5. It is rapidly cooled at a cooling rate of 20 ° C./sec or more, and the steel plate temperature is 2 in the second cooling zone 7.
Gas cooling is performed until the temperature reaches about 50 to 200 ° C. On the other hand, by controlling the cooling rate and the temperature reached by cooling,
High bake hardening type steel plate with low aging at room temperature (low AI-high B)
It has been found that H steel plates can also be manufactured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで連続焼鈍設備
に連続浸炭設備を付加した連続焼鈍浸炭設備では、確か
にプレス加工に有効な深絞り性を有する高張力鋼板を製
造することが可能である。しかしながらその一方で、よ
り一層の軽量化と資材の軽減化に伴うコストの低廉化の
ために,更に深絞り性を追求した超深絞り性を有する高
張力鋼板の安定供給が要求されている。
By the way, in the continuous annealing and carburizing equipment in which the continuous carburizing equipment is added to the continuous annealing equipment, it is certainly possible to manufacture a high-strength steel sheet having a deep drawability effective for press working. On the other hand, however, in order to further reduce the weight and reduce the cost associated with the reduction of materials, stable supply of high-tensile steel sheet having ultra-deep drawability in pursuit of deep drawability is required.

【0008】ところが、抗張力(TS)に代表される強
度を高めるには,例えば浸炭による固溶Cの増加量を増
大すればよいが、固溶Cを増加しただけでは深絞り性
(r値)や延性(El)に代表されるプレス加工性は劣
化してしまう。従って、業界ではこのような二律相反す
る課題を解決するような連続焼鈍浸炭設備の開発が早急
に望まれている。
However, in order to increase the strength typified by tensile strength (TS), for example, the amount of increase in solid solution C due to carburization may be increased. However, if the amount of solid solution C is increased, deep drawability (r value) is obtained. And press workability represented by ductility (El) deteriorates. Therefore, there is an urgent need in the industry for the development of a continuous annealing carburizing equipment that solves these conflicting problems.

【0009】また、このような連続焼鈍浸炭設備の諸条
件を設定する実際にあたり、以下に述べる問題が判明し
た。 (1)浸炭速度については葉らの報告(葉 煦雲,春山
志郎ら:日本金属学会誌49(1985)7,529 )によって,
図3に示すように金属表層部のC量がある程度高く且つ
浸炭時間が長い場合、浸炭の速度は表層部のC濃度が平
衡濃度(即ち平衡濃度である)に達した後、Cが金属組
織内に拡散していく速度に比例するため、通常,時間の
平方根に比例することになり、この時間浸炭利得域を拡
散律速域と称するが、一方、前記のように金属表層部の
C量が極めて低く且つ浸炭時間が極めて短い場合は、該
表層部のC濃度が平衡濃度に達しないため、浸炭の速度
は金属表層部と炭素とが直接的に反応する速度に比例す
ることになり、この時間浸炭利得域を表面反応律速域と
称することが知られている。
Further, in the actual setting of various conditions of such a continuous annealing and carburizing equipment, the following problems have been found out. (1) Regarding the carburizing rate, according to a report by Ha et al. (Youn Ha, Shiro Haruyama et al .: Journal of Japan Institute of Metals 49 (1985) 7,529),
As shown in Fig. 3, when the amount of C in the metal surface layer is high to some extent and the carburizing time is long, the carburizing speed is such that after the C concentration in the surface layer reaches the equilibrium concentration (that is, the equilibrium concentration), C is the metal structure. Since it is proportional to the rate of diffusion inside, it is usually proportional to the square root of time, and this time carburizing gain area is called the diffusion rate-controlling area. On the other hand, as described above, the amount of C in the metal surface layer is When the carburizing time is extremely low and the carburizing time is extremely short, the C concentration in the surface layer portion does not reach the equilibrium concentration, so that the carburizing rate is proportional to the rate at which the metal surface layer portion and carbon directly react. It is known that the time carburization gain region is called the surface reaction rate-determining region.

【0010】そこで、例えば前記の耐二次加工脆性の向
上を対象とする金属に要求される仕様から(特開平3−
199344号公報など)当該金属帯の浸炭条件を求め
ると、浸炭濃度も浸炭深さも極めて小さいため、この場
合には表面反応律速域での浸炭処理を行う必要があり、
金属帯表層部の鋼中の平衡炭素濃度を等しい状態にある
と考える,従来のCO/CO2 等の管理によるカーボン
ポテンシャル(Cポテンシャル)制御では、金属帯への
浸炭量を制御できないことが判明した。 (2)また一般に、浸炭条件における雰囲気ガス組成は
化学平衡により求めることができる。従来の解法では考
え得る反応を全て列挙し、これらの反応の平衡関係か
ら,非線形の連立方程式を解くことによってガスの組成
を得ている。しかし、気相系の反応式からは正確なすす
発生(スーティング)の限界を求めることが極めて困難
である。 (3)更に、前述した表面反応速度については先の葉ら
の報告があるが、この報告ではCOガスのみにおける浸
炭速度について論じられているだけで、これをそのま
ま,複雑な組成からなる連続浸炭操業の実際に展開する
ことはできない。
Therefore, for example, from the specifications required for the metal for improving the secondary processing brittleness resistance (Japanese Patent Laid-Open No.
When the carburizing conditions for the metal band are determined, both the carburizing concentration and the carburizing depth are extremely small. In this case, it is necessary to perform carburizing treatment in the surface reaction rate-controlling region.
It was found that the carbon potential (C potential) control based on the conventional management of CO / CO 2 etc. cannot control the amount of carburizing to the metal strip, which is considered to be in the state where the equilibrium carbon concentration in the steel of the metal strip surface is in the same state. did. (2) Further, generally, the atmospheric gas composition under the carburizing condition can be obtained by chemical equilibrium. In the conventional solution method, all possible reactions are listed, and the gas composition is obtained by solving the nonlinear simultaneous equations from the equilibrium relationship of these reactions. However, it is extremely difficult to find the exact limit of sooting (sooting) from the reaction equation of the gas phase system. (3) Further, regarding the above-mentioned surface reaction rate, there is a report by Leaf et al., But in this report, only the carburizing rate in CO gas is discussed. The actual deployment of operations cannot be done.

【0011】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、浸炭冷却後の金属帯を250〜550℃
に保持して焼戻しを行うことにより,同等の抗張力(T
S)でありながら深絞り性(El,r値)の高い超深絞
り性を有する高張力鋼板を製造可能とした連続焼鈍設備
を提供することを目的とするものである。
The present invention was developed in view of these problems, and the metal strip after carburizing and cooling is heated to 250 to 550 ° C.
The same tensile strength (T
It is an object of the present invention to provide a continuous annealing equipment capable of producing a high-strength steel sheet having S) and a super deep drawability having a high deep drawability (El, r value).

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本件発明者等は前記諸問
題について鋭意検討を重ねた結果、以下の知見に基づい
て本発明を開発した。即ち、前記表面反応律速域におけ
る金属帯の浸炭条件を広範囲に渡って研究するうち,浸
炭後の温度経緯(履歴)によっても固溶Cの存在状態に
代表される浸炭の状態をコントロールすることができる
ことに着目した。そして、具体的に固溶Cの拡散を制御
してそれらの固溶Cを固定する冷却工程の後に,金属帯
を所定の板温に保持することによって焼戻しの効果が発
生し、浸炭冷却によって低下した延性(El)や深絞り
性(r値)の回復を可能とすることを見出した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made extensive studies on the above problems, and as a result, have developed the present invention based on the following findings. That is, while extensively studying the carburizing conditions of the metal zone in the surface reaction rate-controlling region, it is possible to control the carburizing state represented by the state of solid solution C also by the temperature history (history) after carburizing. Focused on what can be done. Then, after the cooling step of specifically controlling the diffusion of the solid solution C and fixing the solid solution C, by holding the metal strip at a predetermined plate temperature, the effect of tempering occurs, and the carburizing cooling reduces the effect. It has been found that it is possible to recover the ductility (El) and deep drawability (r value).

【0013】而して本発明の金属帯の連続焼鈍設備は、
連続的に送給される金属帯を浸炭する浸炭帯と、前記浸
炭帯から連続的に送出される金属帯を所定の冷却速度で
所定の冷却温度まで冷却する冷却帯とを備えた金属帯の
連続焼鈍設備において、前記冷却帯から連続的に送出さ
れる金属帯を250℃〜550℃の保持温度に保持する
板温保持帯を設けたことを特徴とするものである。
Thus, the continuous annealing equipment for metal strips of the present invention is
Of a metal strip having a carburizing zone for carburizing a continuously fed metal strip and a cooling zone for cooling the metal strip continuously delivered from the carburizing zone at a predetermined cooling rate to a predetermined cooling temperature In the continuous annealing equipment, a plate temperature holding zone for holding the metal zone continuously fed from the cooling zone at a holding temperature of 250 ° C. to 550 ° C. is provided.

【0014】[0014]

【作用】本発明の金属帯の連続焼鈍設備では、例えば加
熱帯や均熱帯を有する焼鈍帯内に連続的に送給される金
属帯に対して再結晶温度以上の板温条件下で焼鈍を行う
ことにより、例えば極低炭素鋼からなるストリップの結
晶方位を発達させて十分な延性や深絞り性を発揮せしめ
る。そして、例えば前記焼鈍帯内から浸炭帯内へ金属帯
が連続的に送給される場合は,焼鈍帯から送出される金
属帯を強制冷却するか或いは放冷して,必要に応じて加
熱し、又は一旦,焼鈍処理された金属帯が巻取り等によ
って完全に冷却した場合には必要に応じて加熱するなど
して、前記浸炭帯内に連続的に送給される金属帯に対し
て再結晶温度以下の板温条件下で浸炭を行うことによ
り、金属帯内層部への固溶Cの拡散を抑制して金属帯表
層部の濃度だけを高め、同時にこの表層浸炭部では粒内
への固溶Cの取り込みを抑制して粒界に多量の固溶Cを
存在せしめる。更に、浸炭帯から送出された金属帯を冷
却帯内に連続的に送給し、この冷却帯内で金属帯を所定
の冷却速度で所定の到達冷却温度まで冷却することによ
り、固溶Cの拡散を停止して前記金属帯表層部にのみ多
量の固溶Cを固定し、抗張力TSに代表される強度を向
上する。次いで、例えば前記冷却帯内から板温保持帯内
へ金属帯が連続的に送給される場合は,冷却帯から送出
される金属帯を強制冷却するか或いは放冷して,必要に
応じて加熱し、当該板温保持帯内で金属帯を250℃〜
550℃の保持温度に保持することにより実質的な焼戻
しを行い、前記抗張力はそのままに又は小さな低下量
で,前記浸炭帯での浸炭や冷却帯での冷却によって低下
した延性及び深絞り性を回復し、超深絞り性を有する高
張力鋼板の製造を可能とする。
In the continuous annealing equipment for metal strips of the present invention, for example, a metal strip continuously fed into a heating zone or an annealing zone having a soaking zone is annealed under a plate temperature condition of a recrystallization temperature or higher. By doing so, for example, the crystal orientation of the strip made of ultra-low carbon steel is developed to exhibit sufficient ductility and deep drawability. Then, for example, when the metal strip is continuously fed from the annealing zone into the carburizing zone, the metal strip delivered from the annealing zone is forcibly cooled or allowed to cool and heated as necessary. Alternatively, when the annealed metal strip is completely cooled by winding, etc., it may be heated as necessary to reheat the metal strip continuously fed into the carburized strip. Carburizing under the plate temperature condition below the crystallization temperature suppresses the diffusion of solid solution C into the inner zone of the metal zone and increases only the concentration of the surface zone of the metal zone. A large amount of solid solution C is allowed to exist at the grain boundaries by suppressing the incorporation of solid solution C. Further, by continuously feeding the metal strip sent from the carburizing zone into the cooling zone, and cooling the metal zone to a predetermined ultimate cooling temperature at a predetermined cooling rate in the cooling zone, the solid solution C The diffusion is stopped and a large amount of solid solution C is fixed only to the surface portion of the metal strip, and the strength represented by the tensile strength TS is improved. Then, for example, when the metal strip is continuously fed from the cooling zone to the plate temperature holding zone, the metal strip delivered from the cooling zone is forcibly cooled or allowed to cool, and if necessary. After heating, the metal strip is heated to 250 ° C in the plate temperature holding zone.
By holding at a holding temperature of 550 ° C, substantial tempering is performed, and the ductility and deep drawability reduced by carburizing in the carburizing zone or cooling in the cooling zone are recovered with the tensile strength as it is or with a small reduction amount. It is possible to manufacture a high-strength steel sheet having an ultra deep drawability.

【0015】[0015]

【実施例】図4は本発明の金属帯の連続焼鈍設備の一実
施例を示すものであり、極低炭素鋼からなるストリップ
の連続焼鈍浸炭設備の一例を示すものである。同図にお
いて極低炭素鋼ストリップAはコイル巻戻し機,溶接
機,洗浄機等を有する図示しない入側設備、予熱帯1、
加熱帯2、均熱帯3、浸炭帯4、第1冷却帯5、板温保
持帯6、第2冷却帯7、剪断機,巻取り機等の図示しな
い出側設備の順に通板されることにより、図5に示す板
温経緯・履歴が行われる。
EXAMPLE FIG. 4 shows an example of the continuous annealing equipment for metal strips according to the present invention, which is an example of continuous annealing carburizing equipment for strips made of ultra-low carbon steel. In the figure, the ultra-low carbon steel strip A is a coil rewinding machine, a welding machine, a washing machine, etc.
The heating zone 2, the soaking zone 3, the carburizing zone 4, the first cooling zone 5, the plate temperature retaining zone 6, the second cooling zone 7, the shearing machine, the winding machine, etc. Thus, the plate temperature history / history shown in FIG. 5 is performed.

【0016】前記加熱帯2は、図5に示すように入側設
備から連続的に送給されて予熱帯1で予熱されたストリ
ップAを再結晶温度以上まで加熱するものであり、具体
的には炉内温度が850〜1000℃でストリップAの
温度が700〜950℃になるように当該ストリップを
加熱する。そして加熱されたストリップAは前記均熱帯
3で必要な時間,再結晶温度以上に保持されることによ
り、深絞り性に有利な{1,1,1}集合組織を発達さ
せることができる。
As shown in FIG. 5, the heating zone 2 is for continuously heating the strip A preheated in the preheat zone 1 by continuously feeding it from the inlet side equipment to a temperature higher than the recrystallization temperature. Heats the strip so that the temperature in the furnace is 850 to 1000 ° C and the temperature of the strip A is 700 to 950 ° C. Then, the heated strip A is maintained at the recrystallization temperature or higher for the required time in the soaking zone 3 to develop a {1,1,1} texture advantageous for deep drawability.

【0017】この加熱帯2及び均熱帯3内を,ハースロ
ールを介して上下に昇降しながら通板されるストリップ
の通板路近傍には多数のラジアントチューブが配設され
ており、このラジアントチューブに送給される燃料ガス
を燃焼させて炉内温度(炉温)を制御する。本発明で
は、この燃料ガスの供給流量の設定は通板されて炉から
熱量を運び出すストリップへの加熱量に排ガス損失熱及
び炉体放散熱等を加えた炉内の熱収支から求まる炉の要
求(必要)熱量と同等であり、図示されないホストコン
ピュータにより後述するライン全体の制御ロジックに則
って行われる。
A large number of radiant tubes are arranged in the vicinity of the strip passage of the strip which is vertically passed through the heating zone 2 and the soaking zone 3 through a hearth roll. The temperature of the furnace (furnace temperature) is controlled by burning the fuel gas fed to the furnace. In the present invention, the setting of the supply flow rate of the fuel gas is required for the furnace determined from the heat balance in the furnace, which is obtained by adding the exhaust gas loss heat, the heat dissipated into the furnace, etc. (Necessary) It is equivalent to the amount of heat, and is performed by a host computer (not shown) according to the control logic of the entire line described later.

【0018】前記浸炭帯4は、ストリップA表面の極薄
い部分(表層部)に固溶炭素(C)が存在する浸炭層を
形成するために、図5に示すように該浸炭帯4内の浸炭
炉は図示されないホストコンピュータにより700〜9
50℃の炉内温度に制御して,ストリップ温度(板温)
が700℃以上,好ましくは再結晶温度以下となるよう
にし、またストリップが浸炭炉内を10〜120秒で通
過するように通板速度が制御される。また、浸炭炉内の
雰囲気塑性としては例えばCO濃度25%以下,H2
度30%以下のCO+H2 +N2 の混合雰囲気が用いら
れる。ちなみに前記炉温制御は、浸炭量(浸炭反応速
度)をストリップの通板方向に対して一定とし、材質上
のバラツキを抑止するために行う。また、既知のように
スーティング,即ち鋼板の表面に遊離炭素[C]が付着
すると、表面品質低下及び後工程の弊害要因となる。同
時に炉内の反応が所定の方向,例えば浸炭反応方向に促
進した結果,露点が上昇すると浸炭反応が阻害された
り、ストリップ表面に酸化が生じてテンパーカラーの原
因となったりするため、炉内物性及び炉内温度は,例え
ば本出願人が先に提案した特願平4−320891号に
記載される浸炭条件設定ロジックに基づいて重要に管理
されている。
In order to form a carburized layer in which solid solution carbon (C) exists in the extremely thin portion (surface layer portion) of the surface of the strip A, the carburized zone 4 is formed in the carburized zone 4 as shown in FIG. The carburizing furnace is 700-9 by a host computer (not shown).
The strip temperature (plate temperature) is controlled by controlling the temperature in the furnace at 50 ° C.
Is 700 ° C. or higher, preferably the recrystallization temperature or lower, and the strip running speed is controlled so that the strip passes through the carburizing furnace in 10 to 120 seconds. As the atmosphere plasticity in the carburizing furnace, for example, a mixed atmosphere of CO + H 2 + N 2 having a CO concentration of 25% or less and an H 2 concentration of 30% or less is used. By the way, the furnace temperature control is performed in order to keep the carburizing amount (carburizing reaction rate) constant in the strip passing direction to suppress variations in materials. Also, as is known, if sooting, that is, if free carbon [C] is attached to the surface of the steel sheet, it becomes a factor of deteriorating the surface quality and adversely affecting the subsequent steps. At the same time, the reaction in the furnace is accelerated in a predetermined direction, for example, the carburizing reaction direction. As a result, if the dew point rises, the carburizing reaction will be hindered, or the strip surface will be oxidized to cause temper coloration. The temperature inside the furnace and the temperature inside the furnace are importantly controlled based on the carburizing condition setting logic described in Japanese Patent Application No. 4-320891 previously proposed by the applicant.

【0019】本実施例では,浸炭炉内のストリップはハ
ースロール10を介して炉内を昇降しながら通板されて
いるが、これらのハースロール10はその回転性及びロ
ールクラウンを所定状態に保持するために,例えば軸受
近傍等が冷却されている。また、ロール自体の強度及び
耐磨耗性を維持するためにハースロールにはクロムCr
合金が使用されている。ところが、前記浸炭雰囲気ガス
がハースロール近傍まで及ぶと冷却されてスーティング
が進行するため、ハースロールにCが付着した後、ハー
スロール内部にCが拡散する。このようになると前記C
rとCが結合してCr炭化物が析出し、これによりハー
スロールに用いられている耐熱合金の結晶粒が破壊され
或いは膨張し、一方で固溶Crが減少するため、ハース
ロールが脆化,酸化されることにより孔状の腐食が進行
する。このようにハースロールを浸炭雰囲気ガス中に曝
すと、本件発明者等の実験によれば2年以内でハースロ
ールを交換しなければならないことが判明している。そ
こで本実施例では、ハースロール室を非接触のシール装
置11によって浸炭雰囲気から分離してハースロールの
劣化を防止するようにし、また該ハースロール室内を前
記ハースロールの劣化が進行しない程度の微弱浸炭状態
とすることによって、分離されたハースロール室内をス
トリップが通過する間に浸炭された表層部からCが放散
する,所謂脱炭を防止することに成功した。なお、スト
リップがハースロール室を通過する時間が極めて短く,
当該時間に係る鋼板表層部からの脱炭が問題とならない
場合には、前記ハースロール室内を非浸炭雰囲気として
もよい。
In the present embodiment, the strip in the carburizing furnace is passed through the hearth rolls 10 while moving up and down in the furnace. These hearth rolls 10 maintain their rotatability and roll crown in a predetermined state. Therefore, for example, the vicinity of the bearing is cooled. Also, in order to maintain the strength and abrasion resistance of the roll itself, chromium is used for the hearth roll.
Alloys are used. However, when the carburizing atmosphere gas reaches the vicinity of the hearth roll and is cooled, sooting proceeds, so that C adheres to the hearth roll and then C diffuses inside the hearth roll. In this case, C
When r and C are combined, Cr carbide is precipitated, which destroys or expands the crystal grains of the heat-resistant alloy used for the hearth roll, while the solid solution Cr decreases, so the hearth roll becomes brittle. Porous corrosion progresses by being oxidized. When the hearth roll is exposed to the carburizing atmosphere gas in this manner, experiments by the present inventors have revealed that the hearth roll must be replaced within two years. Therefore, in this embodiment, the hearth roll chamber is separated from the carburizing atmosphere by the non-contact sealing device 11 so as to prevent the deterioration of the hearth roll, and the hearth roll chamber is so weak that the deterioration of the hearth roll does not proceed. By making the carburized state, it has succeeded in preventing so-called decarburization, in which C is diffused from the carburized surface layer portion while the strip passes through the separated hearth roll chamber. In addition, the time that the strip passes through the hearth roll chamber is extremely short,
When decarburization from the steel sheet surface layer portion for the time concerned does not pose a problem, the hearth roll chamber may be set to a non-carburizing atmosphere.

【0020】前記シール装置11はここではその構造を
詳述しないが、例えばハースロール室と浸炭雰囲気室と
の間に介装されたシール層を3層構造とし、このうちハ
ースロール室側のシール層には前記弱浸炭雰囲気ガスを
噴出し、浸炭雰囲気室側のシール層には前記浸炭雰囲気
ガスを噴出し、中間のシール層からは排気を行うように
し、更に各雰囲気ガスの噴射方向及び噴射流量を制御し
て各雰囲気ガスの流れが前記中間のシール層側に向かう
ようにすると共に、ストリップの通板に伴う板層流によ
って発生する循環流をシール層のうちストリップの幅方
向端面に形成された排出口から排気する構成とした。
Although the structure of the sealing device 11 will not be described in detail here, for example, the sealing layer interposed between the hearth roll chamber and the carburizing atmosphere chamber has a three-layer structure, of which the seal on the hearth roll chamber side is formed. The weak carburizing atmosphere gas is ejected to the layer, the carburizing atmosphere gas is ejected to the seal layer on the carburizing atmosphere chamber side, and exhaust is performed from the intermediate seal layer. The flow rate is controlled so that the flow of each atmospheric gas is directed to the intermediate seal layer side, and the circulation flow generated by the plate laminar flow accompanying the passage of the strip is formed on the end face in the width direction of the strip of the seal layer. The air is exhausted from the exhaust port.

【0021】この浸炭帯4から送出されたストリップA
は前記第1冷却帯5に送給される。この第1冷却帯5で
はストリップの表層部のうち表面の極薄い範囲にのみ固
溶Cを固定するため、図5に示すように浸炭後のストリ
ップを、鋼板温度が600℃以下,好ましくは500〜
400℃程度になるまで20℃/sec.以上の冷却速度で
急冷する。この第1冷却帯5内ではこの冷却条件が達成
できるように,前記ホストコンピュータにより冷却帯内
を搬送されるストリップに対して冷却ガスジェットから
吹付けられる吹付けられる冷却ガス流量,流速及び冷却
ロールの温度,巻付け角等が制御される。
Strip A delivered from this carburizing zone 4
Is fed to the first cooling zone 5. In this first cooling zone 5, the solid solution C is fixed only in the extremely thin area of the surface layer of the strip, so that the strip after carburizing has a steel sheet temperature of 600 ° C. or lower, preferably 500 ° C. as shown in FIG. ~
It is rapidly cooled at a cooling rate of 20 ° C / sec. Or more until it reaches about 400 ° C. In order to achieve this cooling condition in the first cooling zone 5, the flow rate, flow velocity and cooling roll of the sprayed cooling gas blown from the cooling gas jet to the strip conveyed in the cooling zone by the host computer. The temperature, winding angle, etc. are controlled.

【0022】前記第1冷却帯5から送出された金属帯は
板温保持帯6に送給される。この板温保持帯6は、図5
に示すように前記浸炭帯4及び第1冷却帯5での浸炭冷
却によって低下した延性(El)や深絞り性(r値)を
回復するために,当該金属帯を250℃〜550℃の所
定温度に保持して所謂焼戻しを行い、これによって浸炭
冷却で得られた高張力はそのままに深絞り性を向上する
ためのものである。
The metal strip delivered from the first cooling zone 5 is delivered to the plate temperature holding zone 6. This plate temperature holding zone 6 is shown in FIG.
In order to recover the ductility (El) and deep drawability (r value) that have been reduced by the carburizing and cooling in the carburizing zone 4 and the first cooling zone 5, as shown in Fig. This is for improving the deep drawability while maintaining the temperature and performing so-called tempering, while maintaining the high tension obtained by the carburizing and cooling.

【0023】この板温保持帯6内を,ハースロール12
を介して上下に昇降しながら通板されるストリップの通
板路近傍には前記加熱帯及び均熱帯と同様に多数のラジ
アントチューブや冷却ガスジェットノズルが配設されて
おり、前記ラジアントチューブに送給される燃料ガスを
燃焼させて炉内温度(炉温)を制御して板温の加熱又は
均熱制御を可能とすると共に,前記冷却ガスジェットノ
ズルからストリップ表面に吹付けられる冷却ガス流量を
制御して板温の冷却制御を可能とする。本発明では、前
記第1冷却帯5での冷却到達温度が前記所定の保持温度
以上である場合には放冷若しくは前記冷却ガスジェット
ノズルによる強制冷却によって金属帯を当該所定の保持
温度とし、第1冷却帯5での冷却到達温度が前記所定の
保持温度以下である場合には前記ラジアントチューブ1
2によって金属帯を加熱して当該所定の保持温度とす
る,いずれの場合にも適用可能である。
Inside the plate temperature holding zone 6, the hearth roll 12
A large number of radiant tubes and cooling gas jet nozzles are arranged in the vicinity of the strip passage that is passed through the strip while moving up and down through the radiant tube. The supplied fuel gas is burned to control the temperature in the furnace (furnace temperature) to enable heating or soaking control of the plate temperature, and to control the flow rate of the cooling gas blown from the cooling gas jet nozzle to the strip surface. It is possible to control and cool the plate temperature. In the present invention, when the ultimate cooling temperature in the first cooling zone 5 is equal to or higher than the predetermined holding temperature, the metal strip is set to the predetermined holding temperature by cooling or forced cooling by the cooling gas jet nozzle, When the ultimate cooling temperature in the first cooling zone 5 is equal to or lower than the predetermined holding temperature, the radiant tube 1
It is applicable to any case where the metal strip is heated by 2 to the predetermined holding temperature.

【0024】前記板温保持帯6から送出されたストリッ
プAは次いで第2冷却帯7に送給される。この第2冷却
帯7では鋼板温度が250〜200℃程度までガス冷却
が行われる。このようにして最終的には表層部にのみ固
溶Cが存在する極低炭素のプレス成形用冷延鋼板を得る
ことができる。次に、本実施例の連続焼鈍設備によって
金属帯に浸炭のみを施した(冷却工程を含む)場合と、
浸炭冷却の後に前記板温保持帯で所定の温度T℃に所定
時間tsec.保持して焼戻しを施した場合とで,得られる
鋼板の材質特性の相違について図6に基づいて説明す
る。同図から明らかなように、焼戻しを施した場合には
抗張力TSは低下するが,その低下量は比較的小さく、
延性Elや深絞り性r値は大幅に増大し、浸炭量が増大
するにつれてその傾向は顕著化する。このことは、逆に
浸炭工程で得られた高い浸炭量を冷却工程で固定して大
きな抗張力を得ながらも,焼戻し工程で延性や深絞り性
の大幅な回復を得られることを意味するから、本発明の
目的とする超深絞り性を有する高張力鋼板の製造及びそ
の安定供給を可能とする。
The strip A fed from the plate temperature holding zone 6 is then fed to the second cooling zone 7. In the second cooling zone 7, gas cooling is performed up to a steel plate temperature of about 250 to 200 ° C. In this way, an extremely low carbon cold-rolled steel sheet for press forming can be finally obtained in which solid solution C exists only in the surface layer portion. Next, the case where only the carburizing was performed on the metal strip by the continuous annealing equipment of the present example (including the cooling step),
The difference in material properties of the obtained steel sheet between the case of tempering by holding the sheet at the predetermined temperature T ° C. for the predetermined time tsec after the carburizing cooling will be described with reference to FIG. 6. As is clear from the figure, the tensile strength TS decreases when tempered, but the decrease amount is relatively small.
The ductility El and the deep drawability r value greatly increase, and the tendency becomes remarkable as the carburizing amount increases. This means that, conversely, while a high carburizing amount obtained in the carburizing step is fixed in the cooling step to obtain a large tensile strength, a large recovery of ductility and deep drawability can be obtained in the tempering step. It is possible to manufacture a high-strength steel sheet having an ultra-deep drawability, which is an object of the present invention, and to stably supply the steel sheet.

【0025】なお、本実施例では板温の履歴が図5に実
線で示すように推移される場合についてのみ詳述した
が、例えば同図に仮想線で示すように,一旦,冷却され
た金属帯を再加熱して前記浸炭や焼戻しを行う場合にも
同様に展開可能である。
In this embodiment, only the case where the history of the plate temperature is changed as shown by the solid line in FIG. 5 has been described in detail. However, for example, as shown by the phantom line in FIG. The same can be applied to the case where the strip is reheated to carry out the carburizing or tempering.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように本発明の金属帯の連
続焼鈍設備によれば、浸炭帯から連続する冷却帯から送
出された金属帯を,板温保持帯で250℃〜550℃の
所定温度に保持して、当該金属帯に焼戻しを行うことを
可能としたために、浸炭工程や冷却工程で得られた抗張
力はそのままに,それらの工程で低下した延性や深絞り
性を大幅に回復し、超深絞り性を有する高張力鋼板の製
造及びその安定供給を可能とする。
As described above, according to the continuous annealing equipment for metal strips of the present invention, the metal strip delivered from the cooling zone continuous from the carburizing zone is heated to a predetermined temperature of 250 ° C to 550 ° C in the plate temperature holding zone. Since it was possible to temper the metal strip while maintaining the temperature, the tensile strength obtained in the carburizing process and the cooling process remained unchanged, and the ductility and deep drawability decreased in those processes were greatly recovered. It enables production of high-tensile steel sheet having ultra-deep drawability and stable supply thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】連続焼鈍浸炭設備で行われる熱処理工程の概念
説明図である。
FIG. 1 is a conceptual explanatory view of a heat treatment process performed in a continuous annealing carburizing facility.

【図2】図1の熱処理工程を実施化するための連続焼鈍
設備の一例を示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of continuous annealing equipment for implementing the heat treatment step of FIG.

【図3】金属帯表層部の炭素濃度が平衡濃度に達した後
の拡散律速域と該平衡濃度に達する以前の表面反応律速
域との説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a diffusion rate-determining region after the carbon concentration in the surface zone of the metal band reaches the equilibrium concentration and a surface reaction-limiting region before reaching the equilibrium concentration.

【図4】本発明の連続焼鈍設備の一実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of the continuous annealing equipment of the present invention.

【図5】図4の連続焼鈍設備で行われる板温制御の温度
経緯・履歴の説明図である。
5 is an explanatory diagram of temperature history / history of plate temperature control performed in the continuous annealing equipment of FIG.

【図6】図4の連続焼鈍設備で得られる金属帯又は鋼板
の抗張力及び延性,深絞り性の特性説明図である。
6 is a characteristic explanatory view of tensile strength, ductility, and deep drawability of the metal strip or steel plate obtained by the continuous annealing equipment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は予熱帯 2は加熱帯 3は均熱帯 4は浸炭帯 5は第1冷却帯 6は板温保持帯 7は第2冷却帯 Aはストリップ 1 is pre-tropical zone 2 is heating zone 3 is soaking zone 4 is carburizing zone 5 is first cooling zone 6 is plate temperature keeping zone 7 is second cooling zone A is strip

フロントページの続き (72)発明者 蔵本 浩史 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 諸住 順 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 岡田 進 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内(72) Inventor Hiroshi Kuramoto 1-chome, Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki-shi, Okayama (without street number) Inside the Mizushima Steel Works, Kawasaki Steel Co., Ltd. No address) Mizusaki Steel Works, Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Okada 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続的に送給される金属帯を浸炭する浸
炭帯と、前記浸炭帯から連続的に送出される金属帯を所
定の冷却速度で所定の冷却温度まで冷却する冷却帯とを
備えた金属帯の連続焼鈍設備において、前記冷却帯から
連続的に送出される金属帯を250℃〜550℃の保持
温度に保持する板温保持帯を設けたことを特徴とする金
属帯の連続焼鈍設備。
1. A carburizing zone for carburizing a continuously fed metal strip, and a cooling zone for cooling a metal strip continuously fed from the carburizing zone at a predetermined cooling rate to a predetermined cooling temperature. In the continuous annealing equipment for metal strips, a continuous metal strip is provided, which is provided with a plate temperature holding zone for holding the metal strip continuously fed from the cooling zone at a holding temperature of 250 ° C to 550 ° C. Annealing equipment.
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