JPS59577B2 - 冷延鋼帯の短時間連続焼鈍方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼ストリップの短時間連続焼鈍法に係り、表
面品質に優れた加工用冷延鋼板を最経済的に製造する方
法を提供するものである。

熱延後酸洗し、冷間圧延を施した銅帯に、引続き焼鈍を
施こすに際して連続焼鈍方式を適用して加工性のすぐれ
た軟質鋼板及び加工用高張力鋼板などを経済的に製造す
る技術が種々提案されている。

而して、かかる技術の基本は焼鈍中に鋼帯の受ける熱履
歴にあり、基本的なヒートパターンとして冷間圧延を施
した銅帯を再結晶温度以上に加熱し、所定時間均熱し、
次いで所定温度まで冷却し、或いは更に所定温度範囲内
で所定時間過時効処理を施した後、二次冷却するパター
ンが採用されている。

而して、連続焼鈍を実施する場合、工業的には焼鈍サイ
クルの全所要時間、すなわち、加熱時間、均熱時間、一
次冷却時間、過時効時間、二次冷却時間の合計を小さく
設定することが、更に簡潔構成の設備による高能率生産
が可能となり、経済的に有利となる。

例えば連続焼鈍法による軟質の加工用鋼板の従来の製造
技術においては、か力Δる焼鈍サイクルの設定は主とし
て均熱時間の確保と過時効処理時間の確保とに留意され
て設定されている。

すなわち、均熱時間については、再結晶粒を充分に成長
させ（特公昭４２−１１９１１号公報）、また過時効処
理に際して炭素の析出核数を増加させるべく炭化物が平
衡状態まで固溶するに充分な時間（特開昭４７−２６３
１３号公報）が必要であり、均熱時間については、特公
昭４２−１１９１１号公報によれば少なくとも２０秒以
上の均熱時間が必要とされている。

工業的には更に長い均熱時間が必要なようであり、多く
の公知技術において４０秒ないし３分の範囲内での均熱
時間の選択が行はれている。

一方過時効処理は言う迄もなく鋼中の固溶炭素を析出せ
しめる処理であり、過時効処理時間としては固溶炭素が
析出終了するに充分な時間が必要である。

過時効処理時間を短縮するためには種々の工夫がなされ
ており、例えは特公昭５２−１５０４６号公報において
は再結晶温度以上での均熱により炭化物からの炭素の固
溶を図った後、急冷を行なって固溶炭素の過飽和度を上
げて析出駆動力を確保するとともに析出核数を増加せし
める提案がなされている。

しかし、かかる工夫を行っても、実施例によれば過時効
時間としては６０秒〜１８０秒の時間が必要であり、工
業的には６０秒ないし５分の範囲から選択されている。

而して、軟質の加工用鋼板の連続焼鈍サイクル所要時間
の中でも上記の均熱時間、一次冷却速度、過時効時間以
外の加熱時間、再加熱時間、二次冷却時間に関しては従
来技術においては必ずしも明らかではなく、サイクル所
要時間の選択は、連続焼鈍に適した鋼種、鋼成分系の選
択と、適切な熱間圧延条件の選択との組合せで決定され
ており、必ずしも公開されている各個の断片的な数値を
寄せ集めて連続焼鈍サイクルの全所要時間を決定出来る
ものではないが、公開されている範囲内においては、全
所要時間を見るさ例えば特開昭５２−２６３１３号公報
における全所要時間は２６８秒および４７８秒、特開昭
５１−７１８１２号公報における全所要時間は１９２秒
、特開昭４９−５３１１７号公報における全所要時間は
３４０秒および４２０秒、特開昭４９−７４６９８号公
報における全所要時間は３３０秒および４３０秒、更に
特開昭４９−１３３２１４号公報における全所要時間は
２９０秒および３００秒であることが各実施例から読み
取られ、従来技術においては連続焼鈍方式による軟質の
加工用冷延鋼板の製造の全所要時間は約３分が工業的な
限界であり、３分から８分の範囲内で全所要時間の選択
が行はれている。

先述の如く連続焼鈍方式による軟質の加工用鋼板製造に
おいては焼鈍サイクルの全所要時間の短縮が生産性向上
、設備費用低減のために重要であることは言う迄もない
が、同時に焼鈍サイクルの短縮が材質的に有利な場合が
多い。

例えば加工用の軟質鋼板の場合鋼帯の均熱温度迄の加熱
条件と、均熱条件の組合せが焼鈍後の鋼板の加工性に極
めて大きく影響する。

更に詳しくは、均熱温度までの加熱に際して少くとも６
００°Ｃから均熱温度までの加熱速度を４０°Ｃ／秒以
上とし、均熱温度７００〜９００℃の範囲内で５〜２０
秒の短時間均熱を施こすことが鋼板にすぐれた加工性を
付与するのに極めて有効なのである。

これは次のような理由によるものである。

すなわちフェライト中の炭素の固溶濃度は温度によって
異なり鋼板温度が高い程、固溶限界濃度は高くなる。

熱間圧延を終了した鋼板は、通常工程においては５００
℃以上の高温で捲き取られ徐冷されるため、高温域でフ
ェライト中に固溶していた炭素は、冷却過程でセメンタ
イトとして析出し、フェライト中の固溶炭素濃度は十分
に低い状態にある。

而るに、冷間圧延終了後の焼鈍に際して、再結晶温度以
上への加熱過程でセメンタイトからフェライトへの炭素
の再固溶が起るが、このことが冷間圧延後の鋼板の再結
晶速度を著るしく遅らす。

これに対してセメンタイトからフェライトへの炭素の再
固溶速度を上廻る加熱速度で再結晶温度以上に加熱する
ならば、短かい再結晶時間で、かつ短かい過時効処理時
間で加工性のすぐれた材料が得られるものである。

而して生産性向上、経済性或いは軟質加工用鋼板製造の
ため例えば１２０秒以下といった短時間ヒートサイクル
を工業的に達成するために重要なことはまず急速加熱を
達成するための加熱手段にある。

従来工業的に実施される加熱手段としては、ラジアント
チューブ方式による間接加熱、抵抗加熱や誘導加熱など
の電気加熱、直火炉方式による直接加熱などがあるか、
エネルギー経済および伝熱速度面からは直火炉加熱が有
利であり、従って本発明においては急速加熱手段として
直火炉加熱特に高温ガスを直接ストリップ表面に衝突さ
せる噴流式直火炉加熱を採用することが第１の特徴であ
る。

而しながら、加熱手段として噴流式直火炉方式（以下単
に直火炉という）を採用することは次のような難点があ
る。

すなわち、雰囲気条件について通常、直火炉の操炉は、
燃料の燃焼条件は空気比１以下の条件が採用され、熱効
率、燃焼効率の点から空気比０．９５士０．０５程度で
操炉されるのが通常であるが、かかる操炉条件では、雰
囲気は本質的に酸化性であり、直火炉は酸化炉としての
性質を示すことである。

その結果、直火炉加熱に際して鋼板表面の酸化は避は得
ない。

更に実炉での燃焼に際して、燃焼反応は瞬時には完結し
ないため、空気比１以下の条件で燃焼させたとしてもフ
レーム周辺の雰囲気中には未燃の酸素が１００〜５００
ｐｐｍ残存する。

従って鋼板表面の酸化は更に促進されることになる。

このような理由から、直火炉加熱は空気比１以下のいわ
ゆる無酸化性直火炉加熱の場合においても本質的に酸化
性であり、鋼板表面の酸化は避けられない。

本発明者らの実験結果を示すが、再結晶温度以上にまで
加熱するときは、表面に生成する酸化鉄層の厚さは、加
熱速度にもよるが、１００℃／ＳｅＣ迄の範囲では鉄と
して０．２３９／ｍ２以上となる。

また、直火炉に投入される燃料の発熱を有効に利用する
ためには、直火炉の前に１段は２段の予熱帯を設け、直
火炉の高温燃焼排ガスを導いて銅帯との熱交換を図るこ
とが好ましいが、この場合の銅帯の加熱速度は、直火炉
加熱単独の場合に比し、ゆるやかであるため、酸化量が
大きくなる。

本発明者らの知見によれは、比較的低温４００℃迄の予
熱においても鉄として０．１ｇ／ｍ程度の表面酸化は避
けられず、特に直火炉排ガス中の未燃分の完全燃焼を予
熱帯で図る場合には、予熱帯における表面酸化は更に著
るしくなる。

かかる酸化層の存在は、製品としての冷延鋼板の表面性
状を著るしく損なうものであり、従って従来直火炉加熱
を採用して連続焼鈍を行う工業設備においては、例えば
ゼンジミア方式の熱漬亜鉛鍍金設備に見られるように直
火炉加熱に引き続き還元性雰囲気中で加熱、均熱を施こ
して酸化層を完全に還元するのが通例である。

而しながら、本発明が狙っている如き１２０秒以下の極
めて短かい焼鈍サイクルを達成するためには直火炉加熱
終了後の均熱時間を５〜２０秒と極めて短かくすること
が必要であるが、通常冷延鋼板の連続焼鈍に採用される
か如き還元雰囲気では、完全還元は極めて困難であると
いう難点がある。

更に、直火炉加熱の利点として従来直火炉加熱のガスク
リーニング効果が存在すると言われており、例えばゼン
ジミア方式の連続亜鉛鍍金設備では直火炉加熱の前設備
としてクリーニング設備は設置されず冷間圧延を終了し
た鋼板にクリーニングを施こすことなく、直ちに直火炉
加熱焼鈍が行われる。

しかるに本発明者らの知見によれば、通常冷間圧延を施
こした鋼板表面には圧延油と圧延２ 時に発生した鉄粉
の混合物が付着しているが、直火濾過熱に際して圧延油
はバーンオフするので圧延油に対してはガスクリーニン
グ効果を有するものの、鉄粉に対してはガスクリーニン
グ効果は有していないことが判った。

すなわち冷間圧延を終１ 了した鋼板の上の圧延鉄粉は
、α−鉄粒子を主体としている。

このα−鉄粒子は直火濾過熱に際してマグネタイトに酸
化され表面に固結する。

従って冷間圧延後の鋼板を直接に直火濾過熱する場合に
は直火炉過熱後の鋼板表面の酸化鉄層の厚さは、； 圧
延後の表面に存在する鉄粉量の分だけ更に増加する。

このような理由から付着鉄粉に対しては直火炉加熱を用
いる連続焼鈍により冷延鋼板を製造する場合には、加熱
に先立ち、何らかの洗浄設備を設けて鋼板表面の圧延鉄
粉を除去するのが普通であるが、鉄粉による酸化量増の
問題は解決されても、直火炉による酸化の問題は残る。

本発明において再結晶温度以上に加熱、均熱された銅帯
は、短時間ヒートサイクル達成のため又は冶金上の理由
により次いで５０°Ｃ／ＳｅＣ以上の冷却速度で急冷さ
れるが、軟質加工用鋼板の装置に於いて急冷後、過時効
処理か施こされる場合冶金的理由から急冷終了温度は銅
帯温度３００℃から５００℃の範囲にある過時効温度の
範囲で急冷を停止しなければならない。

これは、上記急冷を２５０°Ｃ以下まで、継続するとき
は、加熱、均熱過程でセメンタイトから一部溶出した固
溶炭素の過飽和度が極めて高くなり、過時効処理に際し
て微細炭化物が粒内に分散析出して析出硬化し、過時効
処理後の成品の加工性が低下するからである。

これに対し、加熱、均熱後の急速冷却を銅帯温度３００
℃以上Ｑこて停止するときは、炭化物は粒界に析出する
ため、かかる加工性の低下は起らない。

このような理由から、本発明においては加熱、均熱後の
急速冷却に際して冷却速度の選択、急冷停止温度の選択
が任意に可能な気水冷却を用いるものである。

これが本発明の第２の要点である。しかしながら、気水
冷却を行うときは、冷却中の鋼板表面における水蒸気分
圧は極めて高く表面の水蒸気酸化は避けられない。

また、冷却に際して蒸発し系外に排出される水を補うた
めの補給水中に通常含まれる溶存酸素が雰囲気に放出さ
れ、酸素酸化が起る。

、実験によれば、２００℃／ｓｅｃの冷却速度で急冷し
た場合でも、鉄として０．２ｉ／ｒｔｌ程度の酸化は覚
悟しなければならない。

従って直火炉加熱過程での酸化と相まって急冷過程での
表面酸化に基づく品質上の問題がある。

常法の如く、過時効処理ゾーンを還元雰囲気としても、
本発明が狙っている如く、１２０秒以下の連続焼鈍サイ
クルでの短時間過時効処理では温度が低いこともあって
還元は極めて困難である。

上記の如く本発明では、短時間均熱及び短時間過時効処
理では銅帯表面の酸化皮膜の完全還元が極めて困難であ
るこさから鋼帯表面の酸化層の除去を過時効処理後、最
終的に行なうものである。

これが本発明の第３の要点である。

この様に本発明に於いては、最終的に表面付着皮膜を除
去するものであるから、基本的には均熱及び過時効処理
の雰囲気を還元性にする必要はなく非還元性又は酸化性
雰囲気とするものである。

上記の酸化層の除去は、次の様にして行なうことが出来
る。

その１つは過時効帯に引き続き冷却兼酸洗帯又は冷却兼
湿式研磨帯を連設して二次冷却装置を省略する。

勿論、二次冷却後、酸化層の除去を行ってもかまわない
が１００℃以上過時効処理温度會での銅帯に冷却を兼ね
て酸洗を施こすことは、酸洗所要時間の短縮から好まし
いことである。

第１図は、本発明が対象とするヒートサイクルの一例を
示したものである。

図中Ａ、Ｂは過時効処理ヲ含むヒートサイクルで、Ａは
常温から均熱温度まで急速加熱をした場合、Ｂは常温か
ら４００〜５００°Ｃまでを予熱した場合である０又、
Ｃ１Ｄは、これらのヒートサイクルに於いて傾斜加熱、
傾斜冷却を組み入れた場合を夫々示している。

次に伝熱速度面では既存の工業窯炉においては直火炉が
最も優れており、高い伝熱速度を確保し得るが限界があ
ることがある。

すなわち、直火炉における熱伝達は次式にて近似される
。

Ｑ：伝熱量（ｋｃａＡ／ｈｒ、ｌ、φ ：総括熱吸収
率〔−〕、ｔ１：炉温〔℃〕、ｔ２：鋼帯温度〔℃〕、
Ａ１：銅帯受熱面積〔ｍ′〕、Ａ２：炉壁面積〔ｍ′〕
、Ｃ１：鋼帯黒度〔−〕、ε２：炉壁黒度炉壁口従って
、直火炉加熱により急速な鋼帯昇温を企てるならば、炉
温を高くする必要があるが、炉設備の構成上炉温には限
界がある。

また、総括熱吸収率φ については、炉壁黒度は使用す
る耐火材料によって一義的に定まり、鋼帯黒度について
も冷間圧延を施こした鋼帯表面は通常低い値を示す。

このようなことから直火炉加熱においても伝熱量に限界
が生じ、特に冶金学的理由から必要な少くとも６００℃
以上、好ましくは４００℃以上の温度領域における４０
℃／ｓｅｃ以上の鋼帯昇温速度を得ようとする場合板厚
が厚くなるにつれ確保しかたいという問題がある。

そこで、本発明では急速加熱前に、鋼帯表面の熱輻射率
を高める表面皮膜を銅帯表面に形成して直火式加熱炉に
より所望の急速加熱を可能とするものである。

この熱輻射率を高める表面皮膜の種類及びその形成方法
の具体例は次の通りである。

（１）熱輻射率を高める表面皮膜が無機酸化物皮膜であ
る場合。

この無機酸化物皮膜としては例えば化学式％式％ オンを示し、層間イオンは無機カチオン、有機カチオン
とイオン交換性を有する。

ＸはＭｇ２＋又はＭｇ２＋の一部がＬｉ＋で置換されて
いることを示す。

）で示される合成りん片状珪酸化合物を主体とする皮膜
を用いることができる。

この合成りん片状珪酸化合物の粉末あるいは分散液を銅
帯の表面に塗布し、０．０５〜５ｇ／ｍ”の合成りん片
状珪酸化合物を主体とする皮膜を形成せしめる。

一方、合成りん片状珪酸化合物の分散液中に銅帯を浸漬
し、電解することによっても銅帯表面に合成りん片状珪
酸化合物を主体とする皮膜を形成せしめることができる
。

更に合成りん片状珪酸化合物の粉末を、鋼帯表面に静電
塗布し、合成りん片状珪酸化合物を主体とする皮膜を銅
帯表面に形成せしめることができる。

（２）熱輻射率を高める皮膜が黒色有機物質皮膜である
場合。

この種の皮膜としては、例えばタンニン、タンニン酸、
没食子酸、エラグ酸などのピロガロール誘導体、黒色ア
ゾ染料、午ノンイミン染料の一種または二種以上を用い
ることができる。

この場合、このピロガロール誘導体などの黒色有機物質
を含有する黒色皮膜を鋼板表面に０．１〜５９ ／ ｔ
ｒｉ：形成せしめる。

そして塗布方法は銅帯をピロガロール誘導体を含有する
溶液に浸漬し、銅帯と対極の間に直流電圧、あるいは交
流電圧、あるいは直流電圧を重畳した交流電圧を印加し
、銅帯表面に黒色皮膜を形成せしめる。

（３）熱輻射率を高める表面皮膜が、銅帯表面の酸化生
成物皮膜である場合。

酸化生成物皮膜の生成量は、鉄として０．２〜５ ｇ／
ｍ”であることが好ましい。

この銅帯表面の酸化生成物皮膜は鋼表面の酸化生成物お
よび冷間圧延後の銅帯表面に残留する圧延鉄粉の酸化固
結した皮膜を利用することができる。

更に本発明で使用する噴流式直火炉の前面に直火炉の高
温排ガスを用いる予熱帯を設け、銅帯を６００℃、好ま
しくは４００℃を超えない温度まで予熱する間に銅帯表
面に酸化生成物皮膜を形成せしめることもできる。

この場合予熱帯雰囲気中の酸素濃度を制御すれば銅帯表
面の酸化生成物皮膜量を任意に調節できる。

更にこの場合、予熱帯出側に銅帯の温度および熱輻射率
検出端を設け、該検出端からの信号により予熱帯雰囲気
中の酸素濃度を制御し、噴流式直火炉入口の銅帯表面の
熱輻射率を板厚に応じて制御することも可能である。

尚、本発明に於いては、設備コスト、生産コストの観点
から、加熱に先立つ銅帯の洗浄を省略又は簡略すること
が好ましいが、十分なる洗浄を実施することをさまたげ
るものではない。

以下第２図について本発明の詳細な説明する。

第２図において、１はアンコイラ−、シャー、ウエルダ
ーなどの入側ハンドリング設備、２は入側ルーパー、３
は一次予熱帯、３は二次予熱帯、５は噴流バーナー１８
を有する噴流式直火式加熱炉、６は均熱帯、７は一次気
水冷却帯、８は過時効帯、９は二次冷却帯、１０は酸化
層除去装置、１１は水洗、１２はドライヤー、１３は出
側ルーパー、１４は調質圧延機、１５は塗油機、シャー
コイラーなどを含む出側ハンドリング設備である。

而して入側ハンドリング設備１から供給された冷間圧延
後の鋼帯１６は、入側ルーパー２を経て、−次子熱帯３
、二次予熱帯４、次いで直火式加熱炉５に導かれる。

直火式加熱炉５内において、本発明の方法において冶金
学的理由から要請される銅帯温度少なくも６００℃以上
、好ましくは４００℃以上の高温領域における銅帯の昇
温速度４０℃／ｓｅｃ以上を銅帯の板厚によらず確実に
確保するため本実施例においては次の如き操炉が行われ
る。

すなわち、直火式加熱炉５よりの高温燃焼ガスは、この
排出口１９から集合チャンバー２０を経て二次予熱帯４
に導かれ、銅帯の二次予熱に使用された後に、し午ユペ
レータ２３に導かれ、直火炉５における燃焼用空気と熱
交換を行なって温度が低下させられた後に一次予熱帯３
に導かれ、噴流として銅帯表面に衝突して鋼帯を昇温す
る。

尚予熱空気はバーナー１８に供給２４される。

−次子熱帯３はオン−オフ（ＯＮ−ＯＦＦ）自在な噴流
予熱ゾーン２１を複数個をもって構成され、板厚に応じ
、ＯＮゾーン数および噴流流速を変化せしめることによ
って一次予熱帯出口の銅帯温度を制御する。

−次子熱帯３での燃焼ガスは先づ上部に入りそこから出
て来た燃焼ガスは経路２２を経て更に下部に供給される
。

−次子熱帯３を通過することにより銅帯温度は常温から
１５０〜３００℃まで昇温されるが、この場合、板厚が
薄い場合にはオン（ＯＮ）ゾーン数および噴流流速を減
じて、比較的低温に予熱し、板厚が厚い場合にはオンゾ
ーン数および噴流流速を増して比較的高温に予熱する。

一次予熱帯３を出た銅帯は、次いで二次予熱帯４に導か
れ、直火式加熱炉５からの高温燃焼ガスと熱交換し、銅
帯温度４００〜５００℃に加熱されると同時に表面黒度
の調整が行はれる。

二次予熱帯４は、縦型のスロート状に構成され、対流熱
伝達および輻射熱伝達により銅帯を４００°〜５００℃
に予熱するが、この場合、板厚に応じて一次予熱帯３出
口の鋼帯温度を変えることにより、二次予熱帯４の出口
の銅帯温度が板厚が薄い場合には比較的低温に、板厚が
厚い場合は比較的高温になる様に予熱する。

二次予熱帯操炉で重要なのは表面黒度の調整であり、二
次予熱過程での銅帯の表面酸化量を制御することによっ
て行はれ表面酸化量が増加すれは表面黒度は増加する。

すなわち、二次予熱帯４出口の銅帯表面の酸化量を板厚
に応じ鉄として０．２〜５ｇ／ｍ”の範囲に制御するこ
とにより、直火式加熱炉５中で、冶金的に要請される４
００℃以上、均熱温度に至る迄の鋼帯の昇温速度を板厚
によらず、４０℃／ｓｅｃ以上の定速で急速昇温出来る
ものである。

二次予熱帯４出口の鋼帯表面の酸化量は、二次予熱帯４
の雰囲気中の酸素濃度を板厚に応じて変化せしめること
により調整する。

この場合、板厚が厚い場合には、酸素濃度を高くして表
面酸化量を比較的に多くし、板厚が薄い場合は酸素濃度
を低くして表面酸化量を比較的に少なくして又は表面酸
化を行わせないで引き続く直火式加熱炉５での急速昇温
に必要な銅帯表面黒度に制御する。

かかる制御は、二次予熱帯４の出口に設置したＭＡ温度
計により銅帯温度と表面黒度を同時に測定し、二次予熱
帯４の雰囲気酸素濃度を調節することによって行なう。

直火式加熱炉５の入口における銅帯表面の黒度は他の変
型として、予熱途中の銅帯、あるいは予熱終了後の鋼帯
を短時間空気中に曝露したり、あるいは表面に高温の空
気流を吹き付けることによっても調整することが出来る
が、いずれにしろ、表面の酸化量が鉄として５ｇ／ｍ”
迄の範囲内で、銅帯表面黒度０．３〜０．８５の範囲内
に調整する。

表面酸化量が鉄として５ ｇ／ ｒｒｌを超えると、黒
度上昇効果が顕著でなくなるとともに、酸化によるメタ
ルロスが大きくなるので、鉄として５．９／ｍ以上の酸
化は好ましくない。

一方冷間圧延後の銅帯表面の圧延鉄粉は表面黒度化にお
いて重要な役割を果たす。

すなわち、圧延鉄粉は極めて微粉であり、低温度領域に
おいても容易に酸化し、表面黒度を増加せしめる。

従って冷間圧延後の銅帯表面に付着している圧延鉄粉を
従来の連続焼鈍法におけるように除去することなく、無
電清又は簡易洗浄により鉄粉を残し積極的に黒度調整に
利用する。

かくて、二次予熱帯４の出口で板厚に応じ所要の黒度に
整えられた銅帯は、直火式加熱炉５の中で、４００〜５
００℃から均熱温度まで冶金的に必要ｆ、に４０℃／ｓ
ｅｃ以上の昇温速度で昇温される。

直火式加熱炉５は、複数個の燃焼帯１７で構成され、各
相１γに設けられた軸流式スリットバーナー１８からの
燃焼溶流が噴流として鋼板表面に衝突される。

燃料としては、これを限るものではないが、例えばＣＯ
Ｇを用い、空気比０．９５±０．０５程度で燃焼され、
炉温１２００℃以上で操炉せらＴＶる。

空気比が１を超えると直火炉加熱に際しての銅帯表面の
酸化が極めて著るしくなるので、空気比が１を超えない
ように操炉する。

直火式加熱炉５中で、４００℃以上、高くとも５００℃
以上から均熱温度に至る迄を４０℃／ｓｅｃ以上の昇温
速度で通過した銅帯は、目標とする材質により７００〜
８６０℃の均熱温度に達した後に均熱帯６中にて５〜２
０秒の均熱焼鈍が行はれる。

均熱帯６は、保温機構により構成されるが、その後半部
には、徐冷機構例えばジェットクーラが併設され、目標
とする材質によっては例えば第１図りの如き傾斜冷却を
行なう。

均熱帯６内の雰囲気は、本実施例においては非還元性の
雰囲気を用いるものである。

しかし均熱帯６の前後に接続する直火式加熱炉５および
一次気水冷却帯７からの雰囲気流入はできるだけ遮断す
る必要がある。

第２図に示されるように、直火式加熱炉５の燃焼排ガス
および一次気水冷却帯６の雰囲気は高温の銅帯に対して
強い酸化性を有しており、均熱帯６内で過度の酸化が起
るからである。

しかして、均熱帯６の雰囲気として、窒素ガスを用い、
かつ、加熱帯５および気水冷却帯７からの雰囲気流入に
よる雰囲気露点、雰囲気中水素濃度、ＣＯ濃度、Ｃ０２
濃度を測定して、雰囲気中の各成分の分圧比が次の範囲
を満たすように雰囲気を制御する。

直火式加熱帯５における燃焼が一定にコントロールされ
でいる限り、均熱帯６中の雰囲気中ＣＯ／ＣＯ２比はほ
ぼ一定であるので実質的には露点を測定してＨ２濃度を
制御すれば良く、かかる制御は容易に行なうことが出来
る。

勿論、他の実施例として、均熱帯雰囲気を酸化性雰囲気
にしてもよいが、前述の如く、高温の銅帯は強い酸化性
を有するため、鋼帯表面の付着皮膜の除去の条件がきび
しくなる。

均熱帯６において、７００〜８６０℃で５〜２０秒間の
均熱焼鈍を施こされた銅帯は、次いて一次気水冷却帯７
を通過することによって３００〜５００℃の範囲に５０
°Ｃ／Ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷される。

均熱により圧延組織の再結晶および粒成長を行ったのち
の急速冷却の目的は、加熱、均熱過程で多少なりともセ
メンタイトからフェライト粒内に拡散した固溶炭素の過
飽和度を高めて、引続く過時効処理にて固溶炭素の析出
を促進することにある。

又、気水冷却を採用する理由は、特に急速冷却の終点制
御が容易なためであり、過時効処理温度で冷却を停止で
きる。

この場合、冷却の終点の銅帯温度が２５０℃以下になれ
は、成品の加工性が極めて低下する。

気水冷却帯７は、複数個の単位気水冷却ゾーンにより構
成され、各ゾーンはそれぞれオン−オフ（ＯＮ−ＯＦＦ
）自在であり、かつ冷媒流量および気水混合比が任意に
可変できるようになっている。

かくて、オン−ゾーン数の選択および各ノ゛−ンにおけ
る冷媒流量ならびに気水混合比を選択することにより、
かかる制御を行なう。

気水冷却の冷媒としては、Ｎ２と水が使用される。

かかる冷却雰囲気では、鋼板表面の酸化は避けられない
が、過度の酸化を防ぐために、８０°Ｃ以上の温水ある
いはヒドラジン等の還元剤を冷却水に添加して冷却水中
の溶存酸素を少くすること、ある（１）はＮ２中にＮ２
を混入して雰囲気中のＰＨ２／ＰＨ２０分圧比を上げる
ことは好ましい。

気水冷却帯７において３００°Ｃ〜５００℃の範囲に冷
却された銅帯は、次ぎに過時効帯８にて、３００〜５０
０℃にて過時効処理される。

本発明にお（／１ては急速加熱、超短時間均熱、急速冷
却を組合せることにより、過時効時間は６０秒以下で行
うことが出来るが過時効温度は３５０〜４５０℃が好ま
しく、気水冷却帯７における急冷終了温度が４５０℃以
上の場合、および３５０°Ｃ以下の場合には過時効終了
時の銅帯温度がこの範囲に入るように過時効帯８の雰囲
気温度は制御さイ９る。

第３図は気水冷却帯７で使用する気水冷却装置の一例を
示したもので、気体のヘッダー２５にスリットノズル２
６を設けて帯状気体２７を噴出する。

−万水は、そのヘッダー２８からノズル２９に供給され
、ノズル２９からの噴出水３０は帯状気体２７と合流し
、気水混合噴射３１を得てストリップ１６に直接接触せ
しめる。

過時効帯８の雰囲気としては、均熱帯同様に非還元性雰
囲気又は酸化性雰囲気を採用する。

非還元性雰囲気の場合過時効帯８の雰囲気としては窒素
ガスを用い、過時効帯８の前後の一次気水冷却帯７ある
Ｑ）は二次冷却帯９からの雰囲気混入は出来るだけ遮断
することか必要である。

実炉操業においては過時効帯８内における過度の表面酸
化を避けるため、過時効帯８内の雰囲気露点を測定し、
Ｎ２ガスを混入してＰＨ２／ＰＨ２０を制御するのが適
当である。

過時効処理を受けた鋼帯は、次いで二次冷却帯９にて急
冷され、次いで酸洗槽１０で銅帯に付着しでいる全酸化
物などを除去後湯洗１１、乾燥１２を行なう。

この湯洗−乾燥に代えて、黄変防止のため水洗−調質圧
延油塗布を行ってもよい。

本発明を実施例にもとづいて説明するが、本発明は之に
よって限定されるものではない。

実施例 第２図に示した如き連続焼鈍設備により、第１図に示し
た如き焼鈍サイクルで熱延後酸洗を行った冷延鋼帯の連
続焼鈍を行った結果を表１に示す。

表１において、実施例１〜４は本発明の方法により１２
０秒以下の短時間連続焼鈍を施した場合を示す。

本発明の方法によらない各比較例に対比すれは明瞭であ
るように、本発明の方法により、すぐれた性質の鋼板を
得ることが出来ることが明瞭である。

表１において焼鈍サイクルの記号は各々第１図に示した
サイクルパターンの記号に一致している。

成品性状Ｑこついて外観は肉眼および顕微鏡観察により
判定し、また塗装性は成品に燐酸塩処理を施こし、更に
塗装を施こして塩水噴霧試験などの耐食性試験を施した
結果から判定した。

また、めっき性についでは、成品の薄鋼板に電気亜鉛め
っきを施こしたときの外観、電気亜鉛めっき後加工を施
したときの鍍金密着性、更に耐食性試験を施こしたとき
の結果、また溶融めっきを施したときのめつき密着性な
どの結果から総合的に判定した。

更に、材質については成品の薄鋼板に機械試験を行なっ
た結果から判定したものである。

（１）実施例１と比較例１は、平板用薄鋼板を製造する
サイクルでの焼鈍例を示す。

冷間圧延を施こしたままの銅帯を用い、予熱帯の酸素濃
度を制御して鋼板温度が５００℃まで予熱される間に急
速昇温に必要な表面黒度を確保した本発明の方法による
実施例１では１００秒の短時間焼鈍サイクルで平板用と
しての良好な材質を確保でき、かつ、二次冷却で酸洗を
行っているため外観、塗装性、めっき性とも良好であっ
た。

一方、本発明によらずに実施例１と同一通板速度で通板
した比較例１では、昇温速度が小さいために必要な均熱
温度が得られず満足すべき材質を得ることが出来なかっ
た。

また、表面性状は、二次冷却か水中浸漬のため外観的に
は美麗であったか、塗装性の面では耐食性が低く、かつ
、めっき性の面では、電気亜鉛めっきを施こし、成形加
工後鍍金層が剥離する現象が生じた。

これは、表層鉄血下に残存する未還元の酸化鉄層が原因
である。

（２）実施例２と比較例２６−！、加工用薄鋼板を製造
するサイクルでの焼鈍例を示す。

本発明の方法による実施例２では、８８秒の短時間焼鈍
により品質的に満足できる成品が得られたか、本発明に
よらない比較例２の方法では、材質的には満足するも二
次冷却が水中浸漬のため塗装性、めっき性とも比較例１
と同じ理由で満足出来る成品か得ら、ｔ″ｌなかった。

（３）実施例３、実施例４、比較例３、比較例４は、厚
手の加工用鋼板を製造するサイクルでの焼鈍例である。

本発明の実施例３．４では表面黒化物質を塗布後焼鈍す
ることにより９９秒以下の短時間焼鈍サイクルで焼鈍を
完了し、良好な性状の加工用鋼板が得られた。

これに対し、本発明の方法によらない比較例３では、材
質的には満足したが、熱輻射率確保のために塗布した物
質が表面に残留して汚れとなり、外観、塗装性、めっき
性とも不良であった。

これは残留した上記の塗布物質が燐酸塩被覆形成あるい
は鍍金被覆形成の障害となり、また、表面に酸化層が形
成されたためである。

一方、熱幅射率を高める物質を塗布しない場合には、比
較例４に示すように昇温速度が低いために大巾な減速を
余儀なくされ、焼鈍時間が１４８秒に延長したが、それ
でも均熱到達温度が低いために伸び不足の結果となり、
また、表面酸化層による障害が同様（こ発生した。

以下本発明の好ましい実施態様を列挙する。

（１）銅帯表面の熱輻射率を高める酸化物皮膜の形成に
冷間圧延時に発生した微細鉄粉の酸化物を利用する方法
。

（２）上記の皮膜量が鉄としてＱ、２−５．ｐ／ｍ”で
あり、銅帯の表面黒度が０．３〜０．８５であること。

（３）銅帯表面の熱輻射率を高める表面皮膜が、合成リ
ン片状珪酸化合物を主体とするもの。

（４）過時効処理後、１００℃以上の銅帯を冷却と同時
に酸洗する方法。

（５）最終的に表面付着皮膜を除去後、鋼帯を水洗−調
質圧延油塗布を行なうこと。

以上詳述した如く本発明によれば、冷延鋼帯を急速加熱
−短時間均熱一急速冷却一短時間過時効処理の組合せに
より短時間熱処理を行なう場合に、このヒートサイクル
の実現を容易に可能とすると共に、表面品質のすぐれた
鋼板が経済的に得られるものであり、冷延鋼帯の連続焼
鈍に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種ヒートサイクルの一例を示す図表。 第２図は本発明の実施例を示す全体装置の説明図、第３
図は気水冷却装置の一例の説明図である。 １・・・・・・入側ハンドリング設備、２・・・・・・
入側ルーパー、３・・・・・・−次子熱帯、４・・・・
・・二次子熱帝、５・・・−・・直火加熱炉、６・・・
・・・均熱帯、７・・・・・・一次気水冷却帯、８・・
・・・・過時効帯、９・・・・・・二次冷却帯、１０・
・・・・・酸化膜除去装置、１１・・・・・水洗、１２
・・・・・・ドライヤー、１３・・・・・・出側ルーパ
ー、１４・・・・・・調質圧延機、１５・・・・・・出
側ハンドリング設備、１６・・・・・・鋼帯、２５・・
・−・・ヘッダー、２６・・・・・・スリットノズル、
２７・・・・・・帯状気体、２８・・・・・ヘッダー、
２９・・・・・・ノズル、３０・・・・・・噴出水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱延及び酸洗後冷間圧延した冷延銅帯を、該銅帯に
   高温ガスを直接噴射する噴流式直火炉を用いて少くとも
   ６００℃から均熱温度までの加熱速度を４０℃／ｓｅｃ
   以上とし、均熱温度７００〜９００℃の範囲内で５〜２
   ０秒の短時間均熱を行ない、その後気体−液体の混合流
   体により鋼帯を５０℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で急速冷
   却すると共に過時効処理温度域で冷却を停止し、次いで
   過時効処理を行ない、最終的に銅帯表面の付着皮膜を除
   去することを特徴とする冷延銅帯の短時間連続焼鈍方法
   。 ２ 短時間均熱の雰囲気が非還元性雰囲気である特許請
   求の範囲第１項記載の冷延銅帯の短時間連続焼鈍方法。 ３ 短時間均熱の雰囲気が酸化性雰囲気である特許請求
   の範囲第１項記載の冷延鋼帯の短時間連続焼鈍方法。 ４ 過時効処理の雰囲気が非還元性雰囲気である特許請
   求の範囲第１項記載の冷延鋼帯の短時間連続焼鈍方法。 ５ 過時効処理の雰囲気が酸化性雰囲気である特許請求
   の範囲第１項記載の冷延銅帯の短時間連続焼鈍方法。 ６ 鋼帯表面の熱輻射率を高める表面皮膜を銅帯表面に
   形成したのち噴流式直火炉で急速加熱を行なう特許請求
   の範囲第１項記載の冷延銅帯の短時間連続焼鈍方法。