JPH06256858A - 熱延鋼板の冷却方法 - Google Patents

熱延鋼板の冷却方法

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JPH06256858A
JPH06256858A JP4127293A JP4127293A JPH06256858A JP H06256858 A JPH06256858 A JP H06256858A JP 4127293 A JP4127293 A JP 4127293A JP 4127293 A JP4127293 A JP 4127293A JP H06256858 A JPH06256858 A JP H06256858A
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JP
Japan
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steel sheet
hot rolled
rolled steel
temp
temperature
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Withdrawn
Application number
JP4127293A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuo Uehara
拓男 上原
Katsunori Kawaguchi
勝徳 川口
Masato Mazawa
正人 真沢
Shigeru Kihara
茂 木原
Atsushi Itami
淳 伊丹
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、C;0.08〜0.25%、S
i;0.7〜2.5%、Mn;0.8〜3.0%を含む
熱延鋼板(高残留γハイテン)を安定的に製造するため
の冷却方法を提供する。 【構成】 仕上圧延〜捲取り間の熱処理冷却工程におい
て鋼板温度が目標捲取り温度より100℃高い温度まで
低下した時点で水温45〜60℃の水で冷却することに
より膜沸騰の持続時間を長くし、クエンチ点を下げるこ
とで冷却速度が急激に変化する遷移沸騰の発生を抑制す
る。 【効果】 鋼板内の温度偏差の低減及び冷却制御性の向
上が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱延鋼板の冷却方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱延鋼板の仕上圧延機から捲取りまでの
熱処理設備の多くは、水冷却により鋼板の温度履歴を制
御し、所望の材質を確保するものである。一般に高温鋼
板の水冷却においては、鋼板からの熱流束は鋼板温度が
下がるにしたがって種々の形態をとることが知られてい
る(特開昭62−54507号公報参照)。図3は、鋼
板表面温度と鋼板からの熱流束の関係を示した概念図で
あるが、鋼板温度が高温側から熱流束が小さい膜沸騰
域、熱流束が急激に変化する遷移沸騰域、熱流束が減少
する核沸騰域が存在する。
【0003】各々の領域の温度は、熱延鋼板等の水冷却
においてはおよそ450〜500℃以上が膜沸騰、およ
そ450〜200℃が遷移沸騰、それ以下の温度が核沸
騰である。図3のA点は、クエンチ点と呼ばれ鋼板温度
がこの温度を下回った時に急激に鋼板と水の濡れ性(接
触)が良好になり、熱流束が増大し、膜沸騰状態に比べ
冷却制御性は低下する。しかしながら、このような問題
に対してはほとんど対応策がとられてないのが現状であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】自動車部品用の熱延鋼
板等には高位に安定した材質でかつ均一性が要求される
が、これに対し、従来技術により残留オーステナイトを
含む熱延高強度鋼板が多く製造されている。この鋼板
は、高精度の冷却制御を必要としその冶金的性質を得る
ためには熱延後350〜500℃前後で捲取る必要があ
るが、この温度域は、膜沸騰域から核沸騰域に移行する
遷移沸騰域で、鋼板からの熱流速(冷却速度)が大きく
変化するため、冷却制御が難しい領域であり、鋼板の幅
方向や長手方向で温度偏差を生じ材質バラツキを発生し
易い。
【0005】又、一般に冷却水温は、冷却能力(冷却速
度の大小)に大きく影響することが知られており、絶対
的な冷却能力確保や冷却水の再利用に関し水温を下げる
ためにかかるコストの面から一般に冷却水は、30℃前
後に保たれることが多いが、この水温での冷却では遷移
沸騰域が冷却停止温度付近の350〜500℃前後に存
在し冷却制御が難しく、冷却停止温度の的中率が低下
し、所望する材質が充分に得られないことがある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来技術
の問題点を有利に解決するものであり、C;0.08〜
0.25%、Si;0.7〜2.5%、Mn;0.8〜
3.0%、残部をFeとする範囲で含み、仕上圧延終了
温度をAr3 〜(Ar3 +70)℃、目標捲取り温度を
350〜550℃とした熱延鋼板の仕上圧延〜捲取り間
の熱処理冷却方法において、仕上圧延後、鋼板温度が目
標とする捲取り温度より100℃高い温度まで低下した
時点で温度45〜60℃の水で冷却することを特徴とす
る熱延鋼板の冷却方法である。
【0007】
【作用】本発明の作用について各要件の数値限定理由に
ついて以下に述べる。本発明は、鋼板の残留オーステナ
イトを多くすることにより高い成形性と高強度を得るこ
とを目的とするが、自動車用鋼板に要求される材質を得
るために残留オーステナイトを体積率で、例えば5%以
上確保するためには0.05%以上のCが必要となり、
更に微細な鉄炭化物の生成も考慮に入れると少なくとも
0.08%のCが必要である。又、スポット溶接性を考
慮するとCは0.25%以下とする必要がある。
【0008】Siは、本発明においては鋼板の冷却過程
におけるポリゴナルフェライトの生成と、捲取り後の徐
冷過程におけるオーステンパーにおいて、未変態オース
テナイト中の炭化物生成の抑制という役割を果たす。こ
の効果を発揮させるためには少なくとも0.7%のSi
の含有が必要である。又上限は、コスト及び転炉での溶
製の観点から2.5%とした。
【0009】Mnは、オーステナイトの安定化をもたら
すとともに鋼板の引張強度を高める。本発明において
は、これらを有効に発揮させるためにMnを含有させ
る。これらの効果を発揮させるためには少なくとも0.
8%の含有が必要である。上限は、コスト及び転炉での
溶製の観点から3.0%とした。
【0010】仕上圧延終了温度は、圧延中のオーステナ
イト粒径を決定する。オーステナイト粒径は、その後の
仕上圧延〜捲取りまでの冷却過程において、ポリゴナル
フェライトの生成を左右するものである。残留オーステ
ナイトを得るために未変態オーステナイトへのCの濃化
を充分に行わせるためにポリゴナルフェライトを生成さ
せる必要があるが、このためにはAr3 変態点以上であ
ることが必要である。又上限は工業的な製造(操業条件
のバラツキ等)を考慮してAr3 +70℃とした。
【0011】目標捲取り温度は、350〜500℃であ
るが、これは、未変態γのオーステンパーによりベイナ
イトフェライトのラス間や端部にCを濃化させ常温で順
安定な残留オーステナイトを生成させるために最終的に
必要な条件である。500℃を超えると実質上残留オー
ステナイトは生成せず、350℃未満であると下部ベイ
ナイトの生成により硬質になるとともに残留オーステナ
イト量も減少する。
【0012】次に目標冷却停止温度より100℃高い温
度に達した時点で45〜60℃の冷却水温で冷却する理
由について図1に示す例を用いて説明する。同図によれ
ば水温30℃,45℃,60℃の冷却温度履歴の比較に
おいては、水温30℃に比べ45℃は、鋼板温度がより
低い温度まで冷却速度変化の小さい膜沸騰状態が続いて
いる。水温30℃では膜沸騰状態が鋼板温度がおよそ6
50℃まで続いた後クエンチ点に至り、水温45℃では
およそ500℃まで膜沸騰状態が続いた後クエンチ点に
達し、水温60℃ではおよそ350℃まで膜沸騰が続い
た後クエンチ点に達する。
【0013】この現象を利用すれば、例えば所望する鋼
板の冷却停止温度が冷却速度の大きく変化する遷移沸騰
域にある場合、鋼板温度がクエンチ点に達する前に高水
温の水で冷却するようにすれば、膜沸騰状態を持続させ
ることができる。これにより冷却停止温度まで膜沸騰状
態を持続させることができれば、熱流束の急激な変化を
伴うことはないので冷却制御性の向上が期待できる。冷
却停止温度が遷移沸騰域に存在する場合、クエンチ点の
前後では冷却速度が大きく変化するため、鋼板内の温度
偏差が生じ易い。
【0014】水温と鋼板内温度偏差の関係を調べた結果
が図2であるが、一般に熱延製品の材質バラツキを許容
範囲内に収めるためには鋼板内温度偏差を25℃以下に
する必要がある。この偏差以下にするためには捲取り温
度500℃では冷却水温度を45℃以上、350℃では
58℃以上にすることが必要条件であるが、操業のバラ
ツキや水温を保持するための電力コスト等を考慮し、6
0℃以下とした。
【0015】
【実施例】本発明の冷却方法の効果を確認するために熱
延工場にて水温を変化させて実験を行った結果の例を図
4及び図5に示す。水温変化による効果は、鋼板の冷却
停止後の表面温度を測定し、評価した。実験条件は、以
下に示すとおりである。
【0016】冷却水温は30℃及び45℃の2水準とし
た。実験に供した鋼板寸法は、厚み4mm、幅1m、長さ
600mである。鋼板中の各元素成分割合は、C;0.
1%、Si;1.0%、Mn;2.0%、目標仕上圧延
終了温度930℃、目標捲取り温度は400℃とした。
図4(a),(b)は、実機実験で得られた鋼板長手方
向の捲取り温度パターンを示したものである。水温30
℃以下では捲取り温度のバラツキ(ハンチング)は大き
いが、水温45℃では、バラツキは小さくなっている。
温度バラツキはおよそ±50℃から25℃に低減されて
いる。これは水温アップによるクエンチ点の低下による
効果である。
【0017】図5(a),(b)は30℃と45℃の水
温別の鋼板温度と冷却速度の関係を示したものである。
図5(a)の水温30℃の条件では鋼板温度がおよそ4
20℃までは冷却速度は一定又は減少しているが、42
0℃以下では急激に増大している。一方、図5(b)の
水温45℃の条件では、鋼板温度がおよそ340℃まで
は冷却速度の急激な増大は見られない。水温45℃で
は、30℃に比べ、膜沸騰の持続時間が長く、クエンチ
点はおよそ80℃下がっている。従って、高水温の水を
用いて冷却することによりクエンチ点を下げ、冷却速度
が急激に変化する遷移沸騰域の発生を抑制し、冷却制御
精度の向上を図ることが可能であることを示している。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば熱延鋼板の冷却におい
て、本発明の冷却方法を用いて実験を行った結果、水温
の効果は顕著であり、高い水温の冷却水で冷却すること
により鋼板内の温度偏差の低減及び冷却制御性の向上が
期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷却方法と従来の方法で冷却した場合
の鋼板の温度履歴の図表である。
【図2】冷却水温と鋼板内温度偏差の関係を示した図表
である。
【図3】一般的な鋼材の冷却過程における鋼材の冷却曲
線(沸騰曲線)の概念図表である。
【図4】水温別の捲取り温度を示した図表で、(a)
は、水温30℃、(b)は、水温45℃の場合である。
【図5】水温別の鋼板温度と冷却速度の関係を示した図
表で、(a)は水温30℃、(b)は、水温45℃の場
合である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年4月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】自動車部品用の熱延鋼
板等には高位に安定した材質でかつ均一性が要求される
が、これに対し、従来技術により残留オーステナイトを
含む熱延高強度鋼板が多く製造されている。この鋼板
は、高精度の冷却制御を必要としその冶金的性質を得る
ためには熱延後350〜500℃前後で捲取る必要があ
るが、この温度域は、膜沸騰域から核沸騰域に移行する
遷移沸騰域で、鋼板からの熱流(冷却速度)が大きく
変化するため、冷却制御が難しい領域であり、鋼板の幅
方向や長手方向で温度偏差を生じ材質バラツキを発生し
易い。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木原 茂 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内 (72)発明者 伊丹 淳 君津市君津1番地 新日本製鐵株式会社君 津製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で、 C ;0.08〜0.25%、 Si;0.7〜2.5%、 Mn;0.8〜3.0%、 残部をFeとする範囲で含み、仕上圧延終了温度をAr
    3 〜(Ar3 +70℃)、目標捲取り温度を350〜5
    00℃とした熱延鋼板の仕上圧延〜捲取り間の熱処理冷
    却方法において、仕上圧延後、鋼板温度が目標とする捲
    取り温度より100℃高い温度まで低下した時点で、温
    度45〜60℃の水で冷却することを特徴とする熱延鋼
    板の冷却方法。
JP4127293A 1993-03-02 1993-03-02 熱延鋼板の冷却方法 Withdrawn JPH06256858A (ja)

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