JPH10192950A - 厚鋼板の加工熱処理装置および厚鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広いスペースを必要とせずに十分な保温時間
をとることができる厚鋼板の加工熱処理装置および加工
熱処理による厚鋼板の製造方法を提供する。 【解決手段】 圧延機１の出側に設置された冷却装置２
と、内部に複数段のラック５を有する保温装置４と、こ
の保温装置４の内部の各段のラック５の位置に厚鋼板１
を昇降するための昇降装置３とを備えていることを特徴
とする厚鋼板の加工熱処理装置。圧延後の厚鋼板を所定
温度まで冷却しその後保温する加工熱処理による厚鋼板
の製造方法において、複数枚の厚鋼板を装入可能な保温
装置を用いて、厚鋼板をこの保温装置に装入してから圧
延ピッチより長い時間が経過した後、この厚鋼板を抽出
することを特徴とする加工熱処理による厚鋼板の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、加工熱処理によ
る厚鋼板の製造方法および厚鋼板の加工熱処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、厚鋼板の圧延においては、圧延後
の鋼板を加速冷却することにより、高強度化、高靱性化
を図る加工熱処理が行われている。これにより、合金元
素を低減することが可能となるため、溶接性に優れ、か
つ高強度・高靱性の厚鋼板を、効率よく製造することが
できる。ところが、加速冷却後の鋼板温度は必ずしも均
一ではないため、鋼板の変形等の形状劣化が生じること
になる。そこで、矯正機等を用いた鋼板の形状矯正等が
行われている。

【０００３】しかし、矯正機等による形状矯正では、形
状の改善はできても鋼板内部の熱応力に起因する残留応
力は解消しない。鋼板内部に残留応力があると、鋼板を
切断した場合、切断部近傍の残留応力は解放される反
面、鋼板の変形が生じる。鋼板の変形は、特に条切りし
た場合に顕著であり、条切りされた鋼板に横曲がり（幅
方向への曲がり、キャンバ）が発生する。

【０００４】そこで、加速冷却後の鋼板に、応力除去焼
鈍を施して残留応力を解消することが、種々試みられて
いる。既存の設備を用いて実施する方法としては、調質
炉を用いることができる。調質炉は、通常、焼入れ後の
焼戻しに用いられている。応力除去焼鈍は、一般に、こ
の焼戻し温度と同等ないしは低温でよいので、この限り
では適用できる。

【０００５】その他、徐冷カバーと徐冷ピットを用いる
方法もある。この技術では、圧延された高温の厚鋼板を
クレーン等でピットの中に積み重ねる。その上に保温カ
バーで覆いをして保温し、所定時間経過後、厚鋼板を取
り出すという方法である。

【０００６】これとは別に、徐冷カバーを固定して厚鋼
板を移送しつつ徐冷を行う方法も、提案されている。例
えば、特開昭５３−１１７６０９号公報には、冷却床の
床面を断熱煉瓦張りとし、その上部に保温天井を設けた
厚板徐冷用冷却床が開示されている。この冷却床の内部
には、鋼板搬送用のキャリアチェーンが設置されてお
り、前後の出入り口には、外気侵入防止用の鋼板（製）
カーテンあるいはエアカーテンが設置されている。

【０００７】また、冷却装置の出側のパスラインの延長
線上に、保温装置を組み込んだ技術も提案されている。
例えば、特開平６−２５４６１５号公報には、圧延後の
鋼板を冷却し、次いで一定の温度で保温する技術が提案
されている。

【０００８】図３は、この装置の概略図である。図中、
１は圧延機、２は冷却装置、４は保温装置、１２はホッ
トレベラ、１４は温度計をそれぞれ示す。この装置で
は、厚鋼板を圧延後、冷却装置３で目標温度まで冷却し
て保温装置４に装入する。保温装置４の中で、冷却後の
厚鋼板は目標温度に保たれ、温度分布の均一化を図って
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】まず、調質炉を用いる
方法は、温度の均一性と精度等の点では申し分ないが、
圧延ピッチと処理時間の整合性に問題がある。近年の圧
延機の能力の向上により、厚鋼板の圧延ピッチ（時間間
隔）が２．５〜３分程度まで短縮している。これに対し
て、応力除去には１０分程度は必要である。通常の容量
の調質炉では、同時に処理できる厚鋼板は１枚であるか
ら、処理時間は次の厚鋼板が来るまでの時間、即ち圧延
ピッチ以内に制限され大幅に不足する。

【００１０】その他、材質制御の目的で設置されている
調質炉を、応力除去の目的で使用することも問題であ
る。この場合、本来、調質炉で材質制御すべき製品が製
造できなくなり、機会損失を生じるとともに工程運用上
も好ましくない。

【００１１】また、この技術では、冷却後の厚鋼板を調
質炉の設置されている場所まで搬送する必要があるが、
調質炉は通常、圧延工場とは別の工場に設置されてお
り、そのための搬送作業が必要となる。

【００１２】徐冷カバーを使用する技術では、冷却後の
厚鋼板をこの設備まで搬送する必要があり、そのための
搬送作業が必要となることは、前述の調質炉の場合と同
様である。また、この方法は、厚鋼板を積み重ねるた
め、保温時間が同一とならない。保温時間は、下段程長
くなり、１段下になる毎にほぼ１圧延ピッチ長くなる。
従って、下段の厚鋼板は保温時間が長くなりすぎるとい
う問題がある。

【００１３】さらに、この方法は、徐冷カバーの開閉の
ため、クレーン等による（徐冷カバーの）搬送作業が必
要となる。さらに、この搬送作業中、徐冷カバーを仮置
するためのスペースを、冷却床の近くに確保しておく必
要がある。

【００１４】これに対して、特開昭５３−１１７６０９
号公報記載の技術では、徐冷カバーを使用する場合のよ
うに徐冷カバーの搬送作業は不要となる。しかし、複数
の厚鋼板を平面的に並べて装入するため、装置の床面積
が大きくなり、そのためのスペースを工場の中に確保す
るのは、通常は困難であるという問題がある。

【００１５】特開平６−２５４６１５号公報記載の技術
では、冷却装置の出側の延長線上に保温装置を組み込ん
でいるため、厚鋼板をクレーン等で搬送する必要はない
が、調質炉を用いる場合と同様、圧延ピッチと処理時間
の整合性に問題がある。この問題は、保温装置の容量を
増強し、複数の厚鋼板を同時に処理できるようにすれば
解決できる。しかしながら、保温装置の長さを数倍に拡
張する必要があり、通常の圧延工場ではレイアウト上問
題がある。

【００１６】この発明は、従来の厚鋼板の徐冷方法にお
ける上記の問題点を解決し、広いスペースを必要とせず
に十分な保温時間をとることができる厚鋼板の加工熱処
理装置および加工熱処理による厚鋼板の製造方法を提供
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、圧延
機の出側に設置された冷却装置と、内部に複数段のラッ
クを有する保温装置と、この保温装置の内部の各段のラ
ックの位置に厚鋼板を昇降するための昇降装置とを備え
ていることを特徴とする厚鋼板の加工熱処理装置であ
る。

【００１８】この発明では、保温装置の内部に複数段の
ラックが設けられているので、厚鋼板を複数枚保温でき
る。従って、保温時間を圧延ピッチにラックの段数を掛
けた値まで延長することができる。また、厚鋼板を積み
重ねるのではなく、複数段のラックに装入するので、厚
鋼板を抽出する順序は自由に選択でき、装入順序の早い
厚鋼板から先に抽出することができる。

【００１９】請求項２の発明は、圧延後の厚鋼板を所定
温度まで冷却しその後保温する加工熱処理による厚鋼板
の製造方法において、複数枚の厚鋼板を装入可能な保温
装置を用いて、厚鋼板をこの保温装置に装入してから圧
延ピッチより長い時間が経過した後、この厚鋼板を抽出
することを特徴とする加工熱処理による厚鋼板の製造方
法である。

【００２０】この発明では、複数枚の厚鋼板が装入でき
る保温装置を用いるので、保温時間が圧延ピッチにより
制限されることがない。そこで、圧延・冷却後の厚鋼板
を圧延ピッチより長い時間保温することにより、十分な
応力除去焼鈍ができる。なお、厚鋼板の板厚、化学成分
によっては、この方法により焼入れ・焼戻し処理を施す
ことも可能である。（但し、サブ零処理が必要な場合は
除く）

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施の形態の
１例を示す概観図である。図中、１は圧延機、２は冷却
装置、３は昇降装置、４は保温装置、５はラックをそれ
ぞれ示す。

【００２２】冷却装置２は、水スプレや噴流により厚鋼
板を水冷する装置であり、通常のローラークエンチやプ
レッシャクエンチ等の装置を用いることができる。圧延
機１と冷却装置２の間にホットレベラ等の形状矯正装置
を設置してもよい。

【００２３】保温装置４は、周囲を断熱材で囲んだ空間
であり、内部に厚鋼板を載せる複数段のラック５を有し
ている。これらのラックは、厚鋼板の装入と抽出が可能
なように、搬送手段を有することが望ましい。この搬送
手段としては、一般の調質炉と同様、ハースロールを用
いればよい。

【００２４】保温装置４の装入・抽出口は、図では片側
（冷却装置側）のみに開口されているが、両側に設けて
もよい。その場合は、昇降装置３も保温装置４の両側に
設ける必要がある。また、保温装置４を、冷却装置２の
延長線上に置かずに横にずらして設置してもよい。

【００２５】保温装置４の加熱能力は、厚鋼板を室温か
ら加熱する必要はないので、調質炉に比べて大幅に削減
できる。最低限の加熱能力としては、装置からの熱の放
散を補うことができればよい。もし、焼鈍温度を短時間
で変更する必要がある場合は、そのために必要な加熱能
力を装備させる。このように加熱能力に余裕をもたせる
ことにより、厚鋼板の外面を急速に加熱して残留応力と
は逆の熱応力を発生させることも可能である。これは、
アップクエンチと呼ばれる技術で、これにより、最終的
な厚鋼板内部の残留応力を低減できる。

【００２６】昇降装置３は、図１のように入側を中心に
出側を上下に旋回させるのが、装置が簡単となる。但
し、昇降装置の長さが短いと、最上段又は最下段のラッ
クと接続する際に、厚鋼板を載せた部分の傾斜が急とな
るため、搬送しにくくなるので、十分な長さが必要であ
る。

【００２７】また、昇降装置３としては、全体を上下さ
せるエレベータ形式の装置とすることも可能である。こ
の場合、装置の機構はやや複雑となるが、装置の長さは
厚鋼板の長さより多少大きい程度で済むので省スペース
となる。

【００２８】図２は、この発明の実施の形態の設備配置
の１例を示す平面図である。図２（ａ）は、保温装置４
を冷却装置２の延長線上に設置する場合（図１に対
応）、同（ｂ）は、保温装置４を、冷却装置２の延長線
の横にずらして設置する場合、同（ｃ）は、昇降装置３
と保温装置４の双方を、冷却装置２の延長線の横にずら
して設置する場合をそれぞれ示す。なお、図中の符号６
は搬送装置を示し、その他の符号は図１に同じである。

【００２９】図２（ｂ）の場合は、保温装置４の装入・
抽出口は、装置の側面に設けることになる。この場合、
昇降装置３は、厚鋼板を長手方向に搬送する手段ととも
に、幅方向にも移送できるよう横送り手段を設けてお
く。図２（ｃ）の場合は、搬送装置６に横送り手段を設
けておき、厚鋼板を昇降装置３および次の工程（精整工
程など）のいずれかに振り分けることができる。

【００３０】圧延機１で圧延された厚鋼板は、冷却装置
２で所定温度まで冷却される。ここで所定温度として
は、厚鋼板の平均温度が応力除去焼鈍の温度となるよう
にするのがよい。冷却後の厚鋼板は、昇降装置３で搬送
され、保温装置４に装入される。この時、昇降装置３の
高さ（保温装置側）は、保温装置４の内部のラック５の
高さに合わせておく。

【００３１】厚鋼板は複数のラック５のうち空いている
ラック５に装入され、所定時間保温される。ここで、所
定時間としては、最小で圧延ピッチ、最大で圧延ピッチ
にラック５の段数を掛けた値の時間である。

【００３２】

【発明の効果】この発明では、圧延後、冷却された厚鋼
板の応力除去焼鈍を行う保温装置において、保温装置の
内部に複数段のラックを設けたので、厚鋼板の保温時間
を圧延ピッチの数倍まで延長することができる。また、
厚鋼板をラックに装入するので、厚鋼板の保温時間を一
定とすることとができる。

【００３３】この発明により、設備のスペースを必要と
せずに十分な保温時間の応力除去焼鈍を行うことがで
き、加工熱処理による残留応力の低い厚鋼板の製造が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態の１例を示す概観図である。

【図２】発明の実施の形態の設備配置の１例を示す平面
図である。 （ａ）保温装置を冷却装置の延長線上に設置する場合 （ｂ）保温装置を冷却装置の延長線の横にずらして設置
する場合 （ｃ）昇降装置と保温装置を冷却装置の延長線の横にず
らして設置する場合

【図３】従来技術の徐冷方法を示す概観図である。

【符号の説明】

１ 圧延機 ２ 冷却装置 ３ 昇降装置 ４ 保温装置 ５ ラック ６ 搬送装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機の出側に設置された冷却装置と、
   内部に複数段のラックを有する保温装置と、この保温装
   置の内部の各段のラックの位置に厚鋼板を昇降するため
   の昇降装置とを備えていることを特徴とする厚鋼板の加
   工熱処理装置。
2. 【請求項２】 圧延後の厚鋼板を所定温度まで冷却しそ
   の後保温する加工熱処理による厚鋼板の製造方法におい
   て、複数枚の厚鋼板を装入可能な保温装置を用いて、厚
   鋼板をこの保温装置に装入してから圧延ピッチより長い
   時間が経過した後、この厚鋼板を抽出することを特徴と
   する加工熱処理による厚鋼板の製造方法。