JPS58120744A - 高張力冷延鋼帯の連続熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高張力冷延鋼帯の連続熱処理方法に関するもの
である。

近年、冷延鋼帯を製造する方法として、非能率なパッチ
焼鈍法に代）、連続焼鈍法が実用化されつつある。そし
てその連続焼鈍法は加熱−均熱後の一次季却の方式によ
って分類される。

現在実用化されている一次冷却方式は、Ｉスジェ、ト冷
却（以下ＧＪＣと略記する）と、水焼入れ冷却（以下Ｗ
Ｑと略記する）の二つである。

ＧＪＣ法における代表的な焼鈍サイクル／４ターンを、
加工用冷延鋼帯について８１１図のｂｌＫ、高張力冷延
鋼帯について第２図のす、に示す。

また、ＷＱ法における代表的な焼鈍サイクルパターンを
、加工用冷延鋼帯について第１図のｂ！に、高張力冷延
鋼帯について第２図ｂ３に示す。

これらの実施態様は、それぞれ特公昭５１−５３３５号
公報にＧＪＣ法が、特開昭５２−１８４１５号公報にＷ
Ｑ法が示されている。

しかしながら、これらニガ式には各々問題を含んでいる
。即ち （１）　　ＧＪＣ法においては、その冷却速度が１０℃
／　１７＠ｅ　　のオーダーでらシ、冷却を任意の温度
（例えば過時効温度）で停止する、いわゆる終点温度制
御が可能表ため、過時効帯の前に再加熱帯を置く必要も
なく、設備費とエネルギーコストが安いという利点がお
る一方で、その低い冷却速度ゆえに、近年需要が高まっ
ている高張力冷延鋼帯（特に二相組織屋）の製造に際し
て素材の合金量を高くしなければならず製品製造コスト
が割高になるという問題がある。

（２）ＷＱ法においては、その冷却速度が１０００℃／
ｓ＠ｅのオーダーでめり、高張力冷延鋼帯の製造に際し
て低い合金の素材を使用できるという利点がある一方で
、その早過ぎる冷却速度ゆえに、加工用冷延鋼帯の製造
において終点温度制御できないのみならず、高張力冷延
鋼帯（％に二相組織諷）の製造においても冶金学的な必
要から焼戻しをする必要があり、結局いずれの品種の製
造においても再加熱（第１図とｌｓｚ図の２部）が不可
欠となり設備費とエネルギーコストを押上げる結果とな
っている。そればかりでなくＷＱ法におけるこの再加熱
は結晶粒内圧微細な炭化物を分布させ、加工用冷延鋼帯
と高張力冷延鋼帯を問わず、その加工法（とくに延性）
を劣化させる傾向にめる。

以上のような既存方式の問題を解決する別の冷却方式と
して、最近温水浸漬冷却法が考えられている。この冷却
法は、特開昭５２−９３６１９号公報に見られるように
静止した沸点に近い温水に銅帯を浸漬冷却するものであ
る。これにより＾温域では銅帯表面に均一な″撫沸騰”
を起させて、４０℃／　！ｌｅｅ程度の少しばか９急速
な冷却を行ない、低温域では銅帯表面の“核沸騰”によ
り、１５０℃／畠・Ｃ程度の急速冷却を行なう所の「二
段冷却」が自然に行われる。

この静止温水浸漬冷却法の狙いは、加工用冷延鋼帯製造
の際には過時効温度（約４００℃）での冷却終点温度制
御を行なう。

また高張力冷延鋼帯製造の際には穏やかな急速冷却で以
って、再加熱なしに素材合金を節減しようとするもので
おるが、夷は後者の狙いに若干の問題がおる。即ち、上
記二段冷却の変曲点が自然の状態では約３００℃である
ため、その温度まで４０℃／　ｍ＠Ｃ程度のあｔり早く
ない冷却が続くことになる。すると、高張力冷延鋼帯（
と〈Ｋ二相組織型）製造時の冷却において、素材によっ
ては冷却曲線が連続冷却に態曲線（以下ＯＣＴカーブと
略記する）のノーズを切ってしまい（第３図の曲線ｄ８
照）、合金節減の効果が思うように得られないことにな
る。

また、静止温水浸漬冷却においては、形状確保上の必要
性から浴温は沸点に極〈近い温ｆＫ限られる結果、冷却
曲線は鋼帯板厚によつて一義的に定ｔシ、従りて冷却速
度も、二段冷却の変曲点もまた非可変である。これは、
今後の流動的な高張力冷延鋼帯への特性要求を考えると
き、フレキシビリティに欠け、好ましいとは言えない。

さらに、静止温水への自然浸漬冷却で起きる二段冷却の
変曲点は、その前後の冷却速度の差が大きいために鋼帯
の形状をこわす恐れがある（鉄と鋼、６２（１９７６）
６、「冷却ストリ、グの水焼入技術の開発ＪＰ６３６参
照）。

以上をまとめれば、単純な静止温水浸漬冷却法は、高張
力Ｉｖｉｇ鋼帝を鋼帯する際に、従来のＧＪＣ法、ＷＱ
法に比べて利点が少ないのみならず満足な形状の製品も
得られない可能性があるということになλ。

不発明の目的は、前述の静止温水浸漬冷却法Ｋかける問
題点を解決しうる高張力冷延鋼帯の連続熱処理法を提供
することにある。

上記目的に鑑み、本発明者らは次の点圧着目した、即ち
、高張力冷延鋼帯の連続熱処理における均熱後の一次冷
却法において、二段冷却型とし、少くとも後段には静止
温水浸漬冷却性以外の冷却法を用いることＫよシ、静止
温水浸漬冷却法の難点を回避しようとするものである。

本発明者らは種々検討した結果、「浸漬冷却法」を採用
するが、前述のような静止温水浸漬冷却法の轍を踏まず
に形状良く銅帯を冷却するＫは、銅帯表面の蒸気膜を均
一に除去してやらねばならないので後段の冷却において
温水中で同温度の温水噴流を鋼帯に吹付ける方法を併用
する方法をとりだ、その際水温が低過ぎると、銅帯の冷
却は過度の急冷となｐ″前記たように焼戻しのための再
加熱が必要となるので、冷却速度を前段の静止温水浸漬
冷却では２０〜９０　℃／　ｓｅｅの範囲とし、後段の
温水噴流冷却では５０〜４００℃／　Ｉ＠１１の範囲と
するために、水温を９０℃以上とするものである。

素材成分によるが５０℃／畠＠譬未満では冷却効果が落
ち設備費が高くなるのみならず、焼入組織が得難く４０
０℃／ｓ＠ｅを超えると焼戻しのための再加熱が必要と
なる。

前記した如く９０℃以上の温水噴流冷却を一次冷却の後
段に用いれば、その冷却速度は噴流速度にもよるが５０
〜４００℃／　ｓ＠ａの範囲にＴｏ）、後段冷却の開始
点を５５０〜７１０℃の範囲にとれば、ＣＣＴカーブの
ノーズを切ることなく冷却で自（第３図の曲線Ｑ参照）
、ひいてＦｉ素材合金の節減ができる。

また、後段冷却の開始温度は可変であるので、冷却曲線
もフレキシブルなものとすることができる。

この温水噴流冷却法と前述の静止温水浸漬冷却法とを合
わせて温水冷却法と呼ぶ。

一方、−次冷却の前段冷却法としては、前記した如く静
止温水浸漬冷却法を用いる。この冷却法は２０７９０℃
／ｌ・＠程度の緩やかな冷却であり、高張力冷延鋼帯製
造においてはオーステナイト相への炭素や合金元素の拡
散濃縮を促し、後段での急冷でマルテンサイト化を容易
にするので好ましい、２０℃／ｓ＠ａ未満ではＣＣＴ曲
線のノーズを切シがちになって合金節減効果がうすれ９
０　℃／　ｓｅｃを超えるとオーステナイト相への濃縮
効果がうすれる。

この二段冷却において、変曲点は５５０ｔｌ：以上、と
することによって合金節減効果が大きくなる。

しかし高温度にすると固溶限の関係から上記拡散濃縮の
効果がうすれてしｔうので７１０℃以下が必要である。

本発明の方法に基〈大まかな焼鈍サイクルノナターンを
、第２図の轟に示す。

この焼鈍サイクルによ、り、Ｍｅ点以下の温度までの穏
やかな急速冷却にょ少再加熱なしく素材合金を節減する
ことができる。

高張力冷延鋼帯（とくに二相組織型）の製造に際して一
次冷却の最終段における温水噴流冷却においては、第３
図における曲線Ｃが示すように、銅帯温度がＭｓ点を完
全に切るように冷却されなければならない。

素材成分にも依るが、通常Ｍａ点はａｏｏｃ前後にめシ
、これを完全に下まわるためＫに、温水噴流冷却の終点
温度＃′１２０ｏ℃以下でおるべきである。

とくに、この温水を用いる噴流冷却では、冷水を用いる
場合とことなり冷却速度が過度に高くない穏ヤかな急速
冷却が行なわれるため、製品の加工性を確保するための
冷却Ｖｋの焼戻しも不要でありそれに要する再加熱エネ
ルギーも節約され、また、この温直域（〜２００℃）で
の困難な終点制御も不要であるという利点が８る。

本発明を実施するにあたっての一次冷却設備としては、
静止温水浸漬冷却のみでは、膜沸騰から核沸騰への変曲
点が約３００℃となシＣＣＴ！！ｌ＠のノーズを切シ、
マルテンサイトとならない、そのため５５０℃以上、７
１００以下の温度から５０〜４００℃／　ｓｅｅ　（Ｄ
冷却速度がとれるよう、かつ蒸気膜をＩＩＩＬ−帝両面
から均一に除去して形状を確保するため、はぼ垂直に搬
送される銅帯表面に９０Ｃ以上の温水を噴流として吹付
けるノズルを設けられるよう竪塵檀を採用する。横型′
ではライン長がのびて設備費が高くなるばかシでなく、
鋼帝上下面の冷却状況（気泡の発生と除去）に差異を生
じ、銅帯の形状がこわれやすい。

本発明の第２の特徴に従りて一次冷却の前段においてガ
スジェット冷却による徐冷を行なう理由を説明する。

温水浸漬開始時の銅帯温度を冶金的な理由及び銅帯の形
状の確保に必要な温度まで低くするため、均熱後の銅帯
を、温水冷却槽以前でガスジェット冷却装置を用いて冷
却するが５℃／　１１！ｅ以下では設備が過大となり、
３０℃／　ｍ＠を以上では冶金的なまたは形状確保上の
徐冷効果が出ないのでガスジェ、ト冷却装置を用いて５
℃／　ｓｅｅ以上、３０　℃／　ｓｅｃ以下の冷却速度
で冷却を行い、６００℃以上８ｏ。

℃以下の温度で温水冷却槽に浸漬する。

前記の如く本発明の第２の％ｉＫ従って、ガスジェット
冷却法による均熱温度からの冷却を８００℃以下６００
℃以上の温度とする理由はｓｏｏ℃を超えると鋼帯形状
がこわれ、また６００℃より低い温度までＧＪＣで冷却
すると、　ＣＣＴのノーズを切りやすく折角の合金節減
効果がうすれ息からである。

以下本発明についての実施例を図面を用いて詳述する。

第４図は、本発明を実施するための連続焼鈍設備の全体
を示すもので、１は捲戻機、２は溶接機、ａは洗浄装置
、４は入側ルーパー、５は加熱帯、６は均熱帯、７は本
発明の主体を成す一次冷却装置でＴｏ！＋、均熱Ｎ６と
一次冷却帯７の間にガスジェットクーラーなどをもつ一
次徐冷帯６ａが設置される。１０は後飽理装置である。

また、１１は出側ルーノダー、１２は調質圧延機、１３
は検査精整部、１４は剪断機、１５は捲取機である。

第４図において炉全体がすべて竪型ノ々スより構成され
る竪型炉であることは、スペース・セープイングの点か
らこのラインが大能力高速ラインに適して→ることを示
している。

次に第４図における一次冷却装置７の５Ｉ！施態様を第
５図に示す、この−次冷却装置は基本的に内部を二分す
る隔壁をもつ１檀の温水浸漬槽より成る１図において２
１は温水浸漬槽、２２は銅帯Ｓを転回する装置（例えば
ジンクロール）、２３は上りノ４スに設置した水中噴流
へ、ダー、２４は下クパス側の水性浴Ｗと上シパス側の
水性浴Ｖを仕切る隔壁である０両水性浴ＷとＶはいずれ
も常忙はぼ沸点（即ち、９０℃以上の温度）に保たれる
。

この装置の使用法は次の通りである。即ち、前段冷却を
靜止沸厳浴Ｗによル温水浸漬冷却で行なった後、後段冷
却を水中へ、ダー２３を働かせた水性浴Ｖにより温水噴
流冷却で行なう、この二段冷却の変曲点は、冶金学的な
理由または形状確保上の必要性から選ばれ、通常５５０
〜７１０℃の範囲にある。

均熱温度が高目（例えば８００℃以上）の場合Ｋに形状
確保のために、本発明の第２の特徴に従って均熱温度か
ら６００℃以上８００℃以下の温度範囲まで５〜ｂ く均熱帯６と該−次冷却装置７の間に、ＧＪＣ冷却のた
めの一次徐冷帯６ａを設置する。

なお水中噴流へ、ダーについて説明すると水中噴流へ、
ダー２３への温水供給は、噴流水供給ポンプ２５により
、例えば温水浸漬槽２１内の温水を引出して供給する。

即ち、内部循環量の噴流システムとなっているので噴流
系が作動するだけで、浴面水位や浴温か変化することは
なく、安定した操業を続けることができる。

第６図は、本発明の１！２の特徴に従って一次冷却に初
期徐冷が必要な場合の膜端配列を示す、２１は温水浸漬
槽、５１はガスジェットクーラーである。鋼帯Ｓは、ガ
スジェットクーラー５１によ）徐冷された後、温水浸漬
槽２１で所要の冷却速度で冷却される。その際、鋼帯Ｓ
が温水浸漬槽２１内の浴Ｗ中で冷却されるまでは外気を
遮断しておく必要があるので、その先端が浴Ｗ内に没し
ているフード５２を設置し、また温水浸漬槽２１内で発
生した水蒸気がガスジェットクーラー５１の方へ逆眞し
ないより、スロート５３を設置する。

以上の説明から明らかなように本発明に従い静止沸騰浴
浸漬冷却と温水噴流吹付浸漬冷却とを巧みに組合せるこ
とにより過度に過ぎない急速冷却を実現し、且つその冷
却過程において、変曲点温度の可変な２Ｒ冷却を可能な
らしめるものである。

これにより優れた特性ｔ４ｈつ高張力冷延鋼帯を安価な
製造コストで生産する設備として安価な投資で１１現さ
れる。さらにその７レキシグルな焼鈍ナイクルは将来に
向けての新製品開発の高いボテンシアルを提供する。

以下に、本発明による効果につｉて、従来法との比較に
おいて詳述する。従来法としてはＧＪＣ法とＷＱ法を採
シ上げる。

まず、製品品質の比較評価を具体的実施例に基いて行な
う。

実施例 本実施例では引張強さが６０１１ｉ１／ａｍ”クラスで
、二相組織を有する良加工性高張力冷延鋼帯の製造を目
標に行なっ九。素材の基本成分は、Ｃ：０．０７９％、
８１：０．５８Ｓ、　　Ｐ：０．０１８’ｊ％Ｓ：０．
００９％、Ａｊ：０．０６１％、Ｎ：０．００５２％で
めシ、所定の引ｇｋ強さ６０に＃／■怠をも九せるため
、連続焼鈍方法に応じて、ＭＩＫ含有量ｔｌＩ１表に示
す如く変えた。

これらの鋼を仕上温度８９０℃１捲取温度６１０℃で板
厚２．３−に熱間圧延し、酸洗後０．７−厚みに冷間圧
延し、次いで本発明の連続焼鈍方法と従来法の連続焼鈍
方法にて連続焼鈍してｊ１品とした。その際の焼鈍サイ
クルノ臂ターンは第２図に示すようなものであシ、ａが
本発明に、ｂｌがＧＪＣ法に％ｂ雪がＷＱ法に相当する
。

その結果を、連続焼鈍条件とともに第１表に示す、なお
、−次冷却における浸漬槽の浴温ｒ！９８℃であった。

また、従来法−ＱＣＷＱ法）では約４０℃であった。

この第１表から明らかなように、本発明の連続焼鈍方法
では、従来法−２（ＷＱ法）に比較して、過度に過ぎな
い急速冷却が達成されるので、所要合金Ｍ！Ｉ量は虚や
高いながらも、再加熱−焼戻しをする必要がなく、且つ
、材質的にも加工性が格段に優れた浪加工性高張力冷延
鋼帯が製造できることがわかる・ また従来法−１（ＧＪＣ法）と比較すると、とくに後段
冷却速度が急速なものになっていることから、素材合金
成分が大幅に節減されることがわかる。

次に上述の実施例を踏まえ、本発明による方法と従来法
（ＧＪＣ法及びＷＱ法）の間の総合的な比較評価を試み
る。

８２表に、製品材質、製造コスト、設備費についての上
記方法間の比較評価を示す、第２表の内容を詳述すれば
次の通りである。即ち、１）製品材質二本発明の方法で
は、従来法−２（ＷＱ法）と異なシー気急冷後の再加熱
−焼戻しがない（実施例参照）ので、従来法−１（ＧＪ
ＣＥ同様の優れた加工性をもつ製品が得られる。

２）製品製造コスト：実施例に見るように本発明では従
来法−１（ＧＪＣ法）に比べ素材合金成分量が節減され
るので素材コスト、ひいては製品製造コストが低減され
る。従来法−２（ＷＱ法）に比べると本発明では再加熱
がないので燃料コストは節減されるが、製品グレードに
よっては、第２表に示すようにやや条目の素材合金成分
量を要するので素材コストが嵩むことがある。

３）設備投資額二本発明を実施する連続焼鈍設備の所要
投資額は、従来法−２ＣＷＱ法）に比べ割高な再加熱帯
がない九めにかなシ安価である。

以上の説明かられかるように、本発明は、高張力冷延鋼
帯の製品特性、製品製造コスト、所要設備投資額のいず
れの面でも従来法（ＧＪＣ法、ＷＱ法）に勝る有用なプ
ロセスを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は加工用冷延鋼帯の焼鈍冷却サイクルの概略図、
第２図は高張力冷延鋼帯の熱処理サイクルの概略図、第
３図は高張力冷延鋼帯を連続熱処理する場合の連続冷却
曲線図、！４図は本発明の連続熱処理設備を含む冷延鋼
帯連続処理設備の全体図、第５図はｆｌＥＡ図における
一次冷却装置７の詳細図、第６図はガスジェットクーラ
ーを設置した一次冷却装置の概略図である。 特許出願人　新日本製鐵株式金社 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱、均熱、−次冷却、後処理工程からなる高張
   力冷延鋼帯の連続熱処理方法において、−次冷却の第一
   段階としてＡ＠ｌ変態点以上、ＡｏｓＫ態点以下点以下
   に均熱後の銅帯を９０℃以上の静止温水に浸漬し、７１
   ０℃以下５５０℃以上の温度まで２０℃／＠＠ｅ以上、
   ９０℃／　ｓ＠ｅ以下の冷却速度で冷却し、第二段階と
   して同じく９０℃以上の温水中で銅帯を５０℃／　ｌ＠
   ｅ以上、４α０℃／Ｉ＠＠以下の冷却速度で２００℃以
   下の温度まで温水噴流冷却することを特徴とする高張力
   冷延鋼帯の連続熱処理方法。
2. （２）加熱、均熱、−次冷却、後処理工程からなる高張
   力冷延鋼帯の連続熱処理方法において、−次冷却開始前
   の段階としてＡｃｌ変態点以上、Ａ＠１変態点以下の温
   度に均熱後の銅帯を、８００℃以下６００℃以上の温度
   まで５℃／膠・Ｃ以上３０Ｖｓｅｅ以下の冷却速度でガ
   スジェット冷却により徐冷した後、−次冷却の第一段階
   として９０℃以上の静止温水に浸漬し、７１０℃以下５
   ５０℃以上の温Ｒ−１，で２０℃／Ｉ＠ｅ以上、９０℃
   ／−＠Ｃ以下の冷却速度で冷却し、第二段階として同じ
   く９０℃以上の温水中で銅帯を５０℃／ｌ＠ｅ以上、４
   ００℃／　８＠１１１以下の冷却速度で２００℃以下の
   温度まで温水噴流冷却することを４Ｉ徴とする高張力冷
   延鋼帯の連続熱処理方法。