JPH06330155A - 厚鋼板の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄肉厚鋼板の制御冷却において、直接焼き入
れ装置を用いても冷却停止温度の低下と冷却速度の上昇
を防止し、かつ鋼板長手方向の機械的性質を均一にする
方法を提供する。 【構成】 圧延機に付帯するスケール除去装置の高圧水
の圧力を調節することによって鋼板上のスケール厚さを
制御して、鋼板表面の熱伝達係数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造船用高張力鋼、海洋
構造物用高張力鋼、建築用高張力鋼、調質鋼などの高張
力鋼を製造する場合のオンライン制御冷却方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に溶接性の改善を図るために化学成
分を低減して高強度の材質を達成するために、圧延終了
後に加速冷却あるいは直接焼き入れを行う。特開昭５５
−１１５９２２号公報や特開昭６３−１６１１１９号公
報に開示されているように、圧延終了後加速冷却し、高
強度を得る方法が知られている。しかしこれらの技術は
薄肉材の場合、直接焼き入れ装置等においては冷却能力
が大きすぎて調節が困難であるというような設備的制約
があり、通板速度を最大限に速くしても冷却停止温度が
下がりすぎ、低温靱性、落重特性の低下を招くケースが
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法において
は、薄肉の溶接性に優れた低Ｃｅｑ、低Ｐｃｍの高張力
鋼を製造する場合、圧延時の制御圧延のみならず圧延後
加速冷却または直接焼き入れのプロセスを活用する。し
かし板厚２０ｍｍ程度で３０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度
を必要とする場合、加速冷却装置では冷却能力が不足す
ることが多いので後者の直接焼き入れ装置を使うことに
なる。

【０００４】この場合、直接焼き入れ装置を使った高冷
却速度（３０℃／ｓｅｃ以上）の加速冷却を実施するに
あたって、冷却開始前に被冷却鋼板の先端に比べ尾端が
温度が下がる上、冷却能力が大きいため最高の速度で直
接焼き入れ装置を通板しても薄肉の場合水冷後の鋼板温
度が下がりすぎ、靱性を損なわないで強度上昇が狙える
冷却停止温度範囲の下限以下となり、特に尾端側はその
傾向が大きくなり特定の板厚以下の鋼板に適用するのは
困難であった。

【０００５】本発明は、上記の問題を解決し、いかなる
冷却装置においても薄肉鋼板の冷却速度および冷却停止
温度を適正に制御できる厚鋼板の冷却方法を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、圧延機に付帯するスケール除去装置、
あるいは加熱炉出側と圧延機の間に設置されたスケール
除去装置を活用し、鋼板のスケール除去などを制御する
ことにより、直接焼入装置あるいは加速冷却装置出側で
冷却停止温度を鋼板長手方向に均一でかつ靱性を損なわ
ない程度に保持するためのものである。

【０００７】本法は薄肉材を直接焼入装置で冷却する場
合にとくに有効であり、鋼板表面の熱伝達係数に対応す
るスケール付着量の制御を通じて冷却速度を制御するこ
とにより、高強度と高靱性を鋼板全長にわたり均一に得
られるものである。また本発明は、通常用いられている
高圧水によるスケール除去装置以外のスケール除去装置
を活用することも適用範囲としている。

【０００８】すなわち本発明は、鋼板搬送装置でつなが
れたスラブ加熱炉と前後にスケール除去装置を備えた圧
延機と制御冷却装置または直接焼き入れ装置とからなる
厚板圧延ラインにおいて、厚鋼板を圧延後制御冷却装置
により冷却して高張力鋼を製造するにあたり、圧延中に
該圧延機の前後に備えられた該スケール除去装置を用い
て該鋼板表面のスケール除去率あるいはスケール残存厚
を制御することにより制御冷却時の該鋼板表面の熱伝達
係数を変化させて該鋼板の冷却速度および／または冷却
停止温度を制御することにより該鋼板長手方向に均一な
冷却速度を達成する厚鋼板の冷却方法である。

【０００９】

【作用】本発明によれば、圧延前のスケーリング除去装
置あるいは圧延中の圧延機に付帯するスケール除去装置
により、鋼板表裏面の一次スケールおよび二次スケール
を除去し、圧延スケール疵、噛み込み疵の発生を防止す
ると同時に、スラブ長手方向、あるいは被圧延材長手方
向のスケール厚を変化させ、圧延後の直接焼き入れ冷却
停止温度が長手方向で均一になるようにすることができ
る。鋼板の尾端が先端に比べ冷却停止温度が低くなる場
合は、スラブあるいは被圧延材の尾端側を先端側に比べ
て高圧水によるスケール除去装置の高圧水噴出量を多く
なるように制御し、スケール厚を薄くする。これは、圧
延後の水冷時の熱伝達係数を被圧延材長手方向で先端に
比べ尾端を低くすることにより、冷却速度を遅くしてい
ることに対応する。また、薄物の鋼板の場合、圧延前あ
るいは圧延中にスケール除去装置によりスケール層を剥
離し、熱伝達係数を低くすることによって直接焼き入れ
後の冷却停止温度の上昇を図る。こうすることによっ
て、直接焼き入れ装置の冷却設備の長さがあまり長くな
いとか、通板速度を無闇に上げられないなどの制約があ
って、通常の方法で冷却すれば冷却停止温度が低下せざ
るを得ない場合でも冷却停止温度の低下を防止し、直接
焼き入れのままで高強度、高靱性特性を有した鋼板を薄
肉材でも製造可能とする。これらはスケールが厚く密着
した鋼板表面では地金とスケールはほぼ完全接触してい
ること、スケール表面は粗度が粗く、濡れ性が良く、熱
伝達係数が高いが、スケールが剥離して薄い部分は濡れ
性が悪いので膜沸騰が起こりやすく、熱伝達係数が低く
なるためである。

【００１０】本発明では上記と同様な効果が得られるシ
ョット装置などのスケール除去装置はすべて適用範囲に
含む。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の１実施例を示す。スケール
除去装置には通常の高圧水によるスケール除去装置を用
いている。直接焼き入れ装置による冷却後の長手方向冷
却停止温度を従来レベルと比較して示したものである。
従来法の場合、本図の如く鋼板板厚ｔ＝１２ｍｍ、長さ
２５ｍの場合、直接焼き入れ装置出側での冷却停止温度
は直接焼き入れ装置内での通板速度を最大としても１０
０〜２５０℃で尾端の温度が下がる傾向にある。これに
対し、本発明法によれば、直接焼き入れ装置出側の冷却
停止温度は約５５０℃で鋼板尾端までほぼ一定で均一と
なる。本発明は、圧延前あるいは圧延中に圧延長手方向
の先端に比べて尾端でのスケール除去装置の高圧水圧力
を上昇させるように制御し、被圧延材のスケール厚を薄
くするようにする。また、スケール除去装置のパス回数
も通常の材料に比べて数パス増やし、スケール厚を薄く
し、直接焼き入れ装置冷却時の熱伝達係数を小さくする
よう制御している。

【００１２】図２は、直接焼き入れ前のスケール付着量
が多い場合は熱伝達係数の大きい核沸騰域に早くなる現
象を示しており、これは過去の各種知見から明らかにな
っている。図３は、ミルスケール除去装置の高圧水の圧
力とスケール付着量の関係を示しており、スケール除去
装置の高圧水圧力が高くなるとスケールが多く剥離され
ることを示しており、図２の中のスケール付着量が多い
のケースと少ないのケースと対応している。

【００１３】図４は、ミルスケール除去装置パス回数と
スケール付着量の関係を示しており、同様に図２の中の
とのケースに対応している。圧延中スケール除去装
置の高圧水の圧力は同一パス内でダイナミックに変化で
きるようになっており、プリセット、または板厚および
板長さに応じた基準テーブル方式により設定できるよう
になっている。

【００１４】本発明により、薄肉１２ｍｍ厚、２５ｍ長
さの直接焼き入れ実施材の長手方向冷却停止温度は上昇
し、均一となり、図５に示すように、靱性も大きく改善
され、長手方向で均一となった。

【００１５】

【発明の効果】本発明の方法は、加速冷却プロセスにも
活用でき、圧延長さが長くなるほど、板厚が薄くなるほ
ど冷却開始温度が低下することによる冷却停止温度の低
下、冷却速度の上昇を防止し、鋼板長手方向に均一な靱
性、強度、落重などの材質特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直接焼き入れ後の鋼板長手方向の冷却停止温度

【図２】鋼板表面温度と熱伝達係数の関係

【図３】ミルデスケーリング装置圧力とスケール付着量
の関係

【図４】ミルデスケーリング装置のパス回数とスケール
付着量との関係

【図５】本発明による鋼板長手方向の靱性特性（ｔ＝１
２ｍｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板搬送装置でつながれたスラブ加熱炉
   と前後にスケール除去装置を備えた圧延機と制御冷却装
   置または直接焼き入れ装置とからなる厚板圧延ラインに
   おいて、厚鋼板を圧延後制御冷却装置により冷却して高
   張力鋼を製造するにあたり、圧延中に該圧延機の前後に
   備えられた該スケール除去装置を用いて該鋼板表面のス
   ケール除去率あるいはスケール残存厚を制御することに
   より制御冷却時の該鋼板表面の熱伝達係数を変化させて
   該鋼板の冷却速度および／または冷却停止温度を制御す
   ることにより該鋼板長手方向に均一な冷却速度を達成す
   る厚鋼板の冷却方法。