JPS5929651B2 - 鋼帯の熱処理方法 - Google Patents

鋼帯の熱処理方法

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JPS5929651B2
JPS5929651B2 JP6654678A JP6654678A JPS5929651B2 JP S5929651 B2 JPS5929651 B2 JP S5929651B2 JP 6654678 A JP6654678 A JP 6654678A JP 6654678 A JP6654678 A JP 6654678A JP S5929651 B2 JPS5929651 B2 JP S5929651B2
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JP
Japan
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heating
steel strip
oxide film
direct
heat treatment
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JP6654678A
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元 日戸
浩光 内藤
一彦 吉成
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼帯の連続熱処理における加熱過程を直火
加熱によって昇温する方法に関する。
冷間圧延後の銅帯を連続熱処理するには通常、還元雰囲
気を充填した炉を通す。
このような炉における加熱手段は、電気抵抗発熱体を発
熱させるか、輻射管と呼ばれる燃焼管中で燃料を燃焼さ
せて、輻射管を加熱し、輻射管からの主として放射によ
って鋼帯へ熱を伝える方法が採られる。
殊に、銅帯の昇温過程にあっては、温度0時間関係から
の制約もあって輻射管による加熱が適用される。
輻射管による銅帯加熱は、間接加熱であるために、極め
て熱効率が低(、エネルギ多消費となる他、長大な炉を
必要とする等の問題がある。
エネルギ効率、設備のコンパクト化といった観点からす
ると輻射管による間接加熱方式には限界がある。
他方、熱処理時間の短縮力瓢生産日程短縮等生産性、能
率の点から極めて効果的であるところから、従来箱型焼
鈍炉によって8〜10日間を要して処理していた材質の
ものも、10分間以内の処理時間で済む連続焼鈍プロセ
スに切換えられつつある。
かかるプロセスにあっては、製品品質面から極めて短時
間に銅帯を昇温せしめることが必要である。
銅帯に直接火焔を接触させる直火加熱方式が銅帯の急速
加熱に有効であることは以前から知られていたけれども
、銅帯の表面に酸化膜を生成せしめて表面性状を劣化せ
しめる等の問題がある。
従って、従来鋼帯の直火加熱は、後に溶融金属メッキ過
程のある、たとえば溶融亜鉛メツキライン等で適用され
ているのみであった。
一方、冷延鋼板は、通常塗装して使われるが、塗装下地
処理として電気亜鉛メッキしさらに化成処理したもの、
或は化成処理したものが塗装用素材として供される。
鋼板の表面性状がこの下地処理性、塗装密着性、さらに
は塗装後の鋼板の耐食性に大きく影響することはよく知
られている。
他方、冷間圧延後の鋼帯表面の汚れを電気清浄設備で処
理することなしに直火加熱によって焼散し得れば冷間圧
延から熱処理完了までの処理プロセスが簡素になり生産
性、設備コストの面から有利である。
前記溶融亜鉛メツキライン等では銅帯表面の汚れを焼散
することが行なわれているけれども、冷延鋼板等が対象
である場合は、表面性状が劣化するということからこの
方法は採られていない。
以上述べた諸要請から、冷間圧延後の銅帯を直火加熱に
よって、熱処理の加熱過程の昇温をする技術を確立する
ことがこの発明における技術的課題である。
発明者等は、この課題を解決するために研究を重ねた結
果、直火加熱における操業を適切な条件で行なうことに
より、表面性状の良好な熱処理鋼帯を得ることを可能に
した。
この発明は、銅帯の熱処理過程における加熱を直火加熱
炉で行ない、温度、空気比を制御して、直火加熱後の銅
帯表面の酸化膜の厚さを100OA0以下にせしめ続い
て還元過程でこの酸化膜を消去するという点によって特
徴づけられる。
以下に、この発明になる鋼帯の熱処理方法をいくつかの
実施例に基づいて詳細に説明スる。
銅帯を、可燃性流体の燃焼生成ガス雰囲気に曝して、昇
温する直火加熱を含むプロセスにおいては、その過程で
銅帯表面に生成する酸化皮膜の厚さが、以降の鋼帯処理
に重要な影響を及ぼす。
即ち、鋼帯の連続熱処理プロセスにあっては、直火加熱
過程に次いで還元雰囲気中で均熱を行なう均熱過程があ
るけれども、直火加熱過程で生成する銅帯表面の酸化皮
膜が厚くなると、銅帯が冶金学的に必要とする温度0時
間関係を満足する均熱時間では、前記酸化皮膜を完全に
除去できない。
他方、仮に銅帯表面の厚い酸化皮膜を、長時間の還元処
理を行なって除去したとしても、前述の厚い酸化皮膜が
還元されると、多孔質層として残る。
前述の酸化皮膜の残存や多孔質層は、前述の加熱、均熱
を含む熱処理を経た後の銅帯に、たとえばボンデ処理の
ような後処理を施す際に、後処理皮膜の不均一、粗大化
といった後処理性の阻害をもたらすほか、銅帯表面の光
沢を失なう。
発明者等は、直接加熱過程で銅帯表面に生成する酸化皮
膜の厚さと、銅帯の後処理後の表面性状(表面光沢、化
成処理性、塗装密着性、塗装耐食性)との関係について
研究を進めた結果、前記酸化皮膜の厚さが100OA’
以下であれば、直火加熱過程に続(還元雰囲気中での均
熱処理によって、前記酸化皮膜は完全に還元され、表面
光沢、化成処理性等の点で全く問題を生じない、という
知見を得た。
当然のことながら、前記均熱処理は銅帯が冶金学的に必
要な温度0時間関係を満足する長さの炉でなされる。
短時間還元のためには還元温度と雰囲気中の水素濃度を
高めることによって可能となる。
また還元雰囲気ガスを鋼帯表面に噴流衝突させることに
よって更に効率的に還元できる。
而して、発明者等はさらに、鋼帯の直火加熱において、
加熱後の鋼帯表面の酸化皮膜厚さを100OA’以下に
する直火加熱条件に関する研究を進めた結果、第1図の
曲線Aに示す、鋼帯温度、空気比関係を満足すれば、直
火加熱後の鋼帯表面の酸化皮膜厚さを100OA0以下
にし得ることを解明した。
即ち、第1図、曲線Aの左下方の領域で直火加熱すれば
、直火加熱後の銅帯表面の酸化皮膜厚さを100OA0
以下にできる。
既に述べたように、この発明は鋼帯を直火加熱するに際
し、それによって生成する酸化皮膜の厚さが100OA
0を超えると還元処理後においてなお酸化皮膜が残存し
、或は仮に還元時間、温度を十分ならしめたとしても、
かっての酸化皮膜は多孔質層となり、鋼帯表面は光沢を
回復せず、また熱処理後の表面処理における、たとえば
ボンデ処理のような後処理性が劣化するという、銅帯の
直火加熱において、表面に生成する酸化皮膜の許容厚さ
の臨界性に対する知見に基礎を置いている。
次に、この発明の実施態様における好ましい他の条件に
ついて述べる。
冷間圧延後の鋼帯を、たとえば電解清浄等の洗浄処理を
しないまま、連続熱処理における直火加熱段階で圧延油
等を焼散できればプロセスが簡素になり生産性、コスト
の面で有利である。
発明者等は、この点に関しても研究を進め、無洗浄材の
直火加熱後の鉄粉許容付着量を電解消浄材同等とすると
、第1図に示す曲線Bの上側の領域が適切であることを
解明した。
また、直火加熱における雰囲気ガスからの煤の発生は、
通常使用される燃料では、実際の温度。
空気比領域よりも低い温度、空気比領域で起るので問題
にならない。
一方、直火加熱における熱効率、省エネルギといった観
点からすると空気比は0.8以上でなければならない。
即ち、燃焼効率の面からみると、空気比1.0が望まし
く、0.8以下では未燃燃料が20係以上となり、急激
に燃料ロスが増大する。
他方、鋼帯表面の汚れを焼散せしめるには空気比1.0
以上が好ましいけれども、空気比が1.0でアッテモハ
ーナの構造、燃焼方式などによっては、未燃酸素が残留
することがある。
これは先に述べた1、鋼帯表面の酸化皮膜厚さを100
OA’超とせしめる原因となるから、この面からは、曲
線A以下の領域と・しなければならない。
さらに、鋼帯の表面汚れは、電解清浄材では問題ないが
、無洗浄材では圧延油等の残留があり、直火加熱におい
て、かかる鋼帯の表面汚れを生じさせない領域は第1図
に示す、曲線Cより上の領域である。
以上を要すると、冷間圧延後の鋼帯を直火加熱を含む連
続熱処理をするときの直火加熱における銅帯温度、空気
比関係は、第1図に示す曲線A。
B、Cおよび空気比0.8以上で囲まれる領域である。
一方、加熱帯における最高加熱温度は再結晶温度に係わ
るものであり850℃以下でよい。
従って、第1図に示す斜線を施した部分が鋼帯を直火加
熱するときの温度(鋼帯の)、空気比条件となる。
次に、この発明になる銅帯の熱処理方法の実施例を第1
表にまとめて示す。
82− 第1表に0印を付した実施例は、第1図に斜線を施した
範囲の条件で直火加熱した後還元処理を施すプロセスで
ある。
これらの実施例から明らかなように、直火加熱後の鋼帯
の酸化皮膜厚さと、塗装密着性、塗装耐食性、溶融亜鉛
密着性との間に強い相関があり、直火加熱後の鋼帯の酸
化皮膜厚さが1000A0を超えると、前述の緒特性が
急激に劣化することがわかる。
殊に、第1表、1段の実施例では、冷間圧延後の銅帯は
電解洗浄が施されており、表面汚れは徹底的に除去され
ていたにもかかわらず、直火加熱後の酸化皮膜厚さが1
000A0を超えているため、塗装密着性、塗装耐食性
は悪い。
他方、残留鉄粉量、表面汚れについても第1図の曲線B
、曲線Cとの相関が明らかである。
この発明を、冷間鋼帯に関して説明してきたけれども、
従来から直火加熱が行なわれているたとえば溶融亜鉛メ
ッキプロセスにおいて、この発明になる鋼帯の熱処理方
法を適用すると、従来しばしば発生していたメッキ密着
性不良が皆無となることを発明者等は突きとめた。
それを第1表右端欄に示す。
この実施例から明らかなように、銅帯表向の酸化皮膜の
厚さと溶融亜鉛メッキ密着性との間に強い相関があり、
酸化皮膜厚さが1000A0を超すと急速にメッキ密着
性が劣化してくる。
この発明は、以上述べたように構成しかつ作用せしめる
ようにしたから、鋼帯の熱処理における加熱過程に、直
火加熱を適用できるようになった。
而して、熱処理における設備のコンパクト化、エネルギ
使用における高効率化、高生産性を可能ならしめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明になる銅帯の熱処理方法における鋼
帯温度、空気比相関図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋼帯の熱処理プロセスの加熱過程における加熱を直
    火加熱炉で行うとともに、加熱温度を制御するか、又は
    燃焼用空気比を直火炉の全域にわたって0.8〜1,0
    に制御するか、あるいは双方を制御して、直火加熱後の
    銅帯表面に形成される酸化膜の膜厚を1000A0以下
    に抑制し、次いで前記の酸化膜が形成された鋼帯を次工
    程の還元雰囲気に維持された均熱処理工程で処理するこ
    とを特徴とする鋼帯の熱処理方法。
JP6654678A 1978-06-02 1978-06-02 鋼帯の熱処理方法 Expired JPS5929651B2 (ja)

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