JPS62124233A - 深絞り用極低炭素鋼の連続焼鈍方法及び装置 - Google Patents

深絞り用極低炭素鋼の連続焼鈍方法及び装置

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JPS62124233A
JPS62124233A JP61187922A JP18792286A JPS62124233A JP S62124233 A JPS62124233 A JP S62124233A JP 61187922 A JP61187922 A JP 61187922A JP 18792286 A JP18792286 A JP 18792286A JP S62124233 A JPS62124233 A JP S62124233A
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JP
Japan
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heating
zone
temperature
deep drawing
low carbon
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Withdrawn
Application number
JP61187922A
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English (en)
Inventor
Takashi Obara
隆史 小原
Kazunori Osawa
一典 大澤
Susumu Sato
進 佐藤
Kozo Sumiyama
角山 浩三
Riichi Kaihara
貝原 利一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C21D9/48Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、深絞り用極低炭素鋼を連続的に焼鈍する方法
と装置に関するものであり、特に冷却重視の従来型炉に
対し焼鈍サイクルの加熱工程を重視し、目標の加熱温度
に正確にυ制御し、極低炭素鋼の優れた材料特性を生か
す連続焼鈍の技術に関するものである。
(従来の技術) 従来、深絞り用鋼板を連続焼鈍法で製造する技術として
は、特公昭47−33409号公報に開示された技術が
ある。この技術は、第5図に記号(a )で示すように
熱間圧延で高温巻取した鋼板を冷間圧延俊、高温で一定
時間均熱した俊急冷し、400℃付近で1〜3分保持し
、さらに室温に冷却するものである。また、同公報の従
来例に示されている如く低炭素鋼を第5図の記号(b)
のように、加熱、均熱後、単純に冷却しで焼鈍する技術
もあるが、この熱サイクルで焼鈍した鋼板は硬質で深絞
り用鋼板として使用に耐えるものではない。このため、
低炭素鋼を加熱し、均熱後、急冷し、過時効をするサイ
クルで、深絞り用鋼板を製造しているのが現状である。
上記の如く低炭素鋼を連続焼鈍することにより深絞り用
鋼板を製造する場合に、サイクル中の最も重要な工程は
冷却過程であることは良く知られていることである。即
ち、急冷と過時効の条件、過時効に引き続く最終冷Wの
条件を制御することが必要である。このため、低炭素鋼
を連続焼鈍して深絞り用鋼板を製造する際には、実操業
上如何にして複雑な冷却過程を効果的に達成することや
、或いは加熱−均熱一急冷一過時効一冷却のサイクルに
おいて高能率で深絞り用鋼板を製造することが最大の問
題である。そのため、現在稼動している深絞り用鋼板の
連続焼鈍装置は、冷却過程が最も重要であることから、
操業面からも制御面からも全て前述した条件を車優先と
するように設計されている。
また、炭素含有量を約0.04重量%とした従来の低炭
素鋼に対して、その含有分が約0.002重最%の極低
炭素鋼を連続焼鈍する場合には、過時効処理が必要でな
いことは知られているが、加熱−均熱の過程を経る点で
は低炭素鋼と極低炭素鋼との間には本質的な差異がない
とされていた。そのため、従来、低炭素鋼用に設計され
た焼鈍炉により、極低炭素鋼も焼鈍されており、極低炭
素鋼の優れた特徴を引き出すことが出来ないばかりか、
不都合な点が多い。
(発明が解決しようとする問題点) 第4b図に示す従来の深絞り用鋼板の連続焼鈍炉で低炭
素鋼を処理する場合には、急冷速度及び過時効条件が最
も重要となるので、それらを正確に制御するために急冷
を開始する温度、即ち均熱帯出口側の温度を一定にしな
ければならなかった。
しかし、通板速度や板厚が変化した場合には、加熱帯で
の温度変化は第4a図の<r >〜(iii )のよう
に変化し、極端な場合には(1)のように一度高温にな
った後に均熱帯で徐冷されることすらあった。
ところで、本発明者等の研究によれば次のようなことが
わかった。C:  0.0025%、1yln:0.0
8%、 3i  :  0.01%、 p :  o、
oio%、S:0.005% 、 A i :  0.
04%、 N :  0.002%、T+:0.035
%の極低炭素鋼を溶製し、熱間圧延、冷間圧延により板
厚0 、8 mmとし、種々の加熱温度で均熱時間を0
〜120秒間とし、調質圧延した場合の伸び値を第2図
に示すが、この図からもわかるように加熱温度が高くな
るにつれ伸びは向上するが、加熱温度750℃の比較的
低温では長時間その温度に保持しても伸びがわずかしか
向上せず、800℃以上では均熱時間の影響はほとんど
認められず、降伏強さ、引張り強さ等の特性も同様の傾
向を示すことがわかった。
また、二次加工程性についても調査した結果、加熱温度
が850℃で均熱時間が0秒の場合には、−80℃でも
vjれが発生しなかったのに対し、850℃で30秒以
上の均熱時間にした場合には、脆化温度は一50℃以上
となった。この結果、二次加工性脆性の面から均熱時間
は可能な限り短いとよいことが判明した。
更に、板厚0.8nの冷延鋼板を加熱速度35℃/Sで
種々の温度まで加熱し、直ちに冷却速度30℃/Sで冷
却した時のr値(ランクフォード値)を測定した結果を
第3図に示す。この図からもわかるように、低炭素鋼の
場合には焼鈍温度が高くなるとr値が向上する傾向が認
められるがその変化は大きくなく、焼鈍温度が850℃
になるとオーステナイト相の割合が増加し結晶粒の成長
を妨げるので「値が低下する傾向にあった。一方、極低
炭素鋼の場合には、焼鈍温度が上昇するにつれてr値が
著しく高くなる傾向がわかった。
これらの結果より、本発明者等は、極低炭素鋼板で必要
な伸び、降伏強さ、引張り強さ、r値を1Gで、且つ耐
2次加工脆性の良好な材料を得るためには均熱時間を制
御するのではなく、目的の材質を得るために必要な加熱
最高温度を制御し、その侵直ちに冷却を開始することが
最も重要であるという知見を得た。
この知見をもとに従来の連続焼鈍炉r:極低炭素鋼を焼
鈍する場合を考察すると、前述したように連続焼鈍炉の
加熱帯において第4a図に)。
(ii>、(iii>のように変化した熱サイクルで鋼
板が焼鈍されるので、均熱帯出口側の温度が一定でも最
高加熱温度に依存して材質が変動する問題があった@ 更に、極低炭素鋼を連続焼鈍する場合は、特に高温で非
常に軟質となるために、高温での保持時間が長い程、表
面欠陥や鋼板の破断の危険性が増大し、操業上多くきな
問題となる。
本発明は、極低炭素鋼板を製造する際の前記問題点を一
挙に解決し、目標加熱温度に正確に制御して、極低炭素
鋼の成分が変動した場合でも均質な材質となり、熱延コ
イルの外巻部或いは内巻部に組織劣化を生じた場合でも
部分的高温加熱により製品の材質を補償し、板厚の変動
や通板速度が変化した場合でも鋼板温度が変動すること
を防止すると共に、所望の材質の極低炭素鋼板を同一素
材から製造することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、深絞り用極低炭素鋼帯を常温より一定温度ま
で加熱した侵、該鋼帯成分、及び製造条件と製品の材質
により決まる目標最高加熱温度に±10℃の精度で加熱
し、直ちに冷却することを特徴とする深絞り用極低炭素
鋼の連続焼鈍方法、とすることで前述した問題点を解決
した。また、常温より目標最高加熱温度に加熱する過程
中で上記鋼帯を冷却する過程が入ることを特徴とする深
絞り用極低炭素鋼の連続焼鈍方法を実施態様として含む
ものである。
また、第2発明は、加熱帯と、鋼帯単位長さ当りの加熱
能力が加熱帯より大ぎく且つ応答性の良い温度調節帯と
、冷却帯からなる連続焼鈍装置、である。また、深絞り
用極低炭素鋼の目標加熱温度をより容易に制御できるよ
うに、加熱帯中或いは温度調節帯中に冷却帯を設けたこ
とを特徴とするものであり、更に、熱効率の改善を図る
ために、加熱帯の前に予熱帯を設けた実施態様を含むち
のである。
本発明は、従来法の過時効処理をなくすと共に均熱過程
に代えて焼鈍温度、即ち目標加熱温度に加熱する過程を
設けたものである。この過程に於いては、極低炭素鋼の
成分が変動した場合でも製品の材質を均質にすること、
目的の材質を造り分(ブる材質制御、熱延コイルの内巻
部或いは外巻部に材質劣化の原因が生じた場合でも製品
の材質を補償すること、板厚の変動や通板速度が変化し
た場合でも鋼板温度が変動することを防止すること、及
び銅帯の先端部や後端部、即ち鋼帯の非定常部の材質を
均一化することを達成するために、目標加熱温度に対し
て±10℃の範囲内になるように目標加熱温度を精度良
く制御する。本発明の温度調節帯は極低炭素鋼板を加熱
しつつ積極的に温度を制御II?1′るものであり、大
きな加熱能力と炉の応答性が良いことが必要である。即
ち、第1a図の(i)に示すように高温に加熱した非酸
化性のガスを直接鋼板に吹き付けたり、鋼板を直接通電
加熱したり、或いは超高温のラジアントヂコーブを使用
することにより、鋼板を目標加熱温度に加熱する。この
ため、温度調節帯の鋼帯単位長さ当りの加熱能力は、予
熱帯或いは加熱帯の加熱能力よりも大きくする必要があ
る。更に、極低炭素鋼を目的の材質とするためには、目
標加熱温度に対して少なくとも±10℃の精度で温度を
制御する必要性がある。
また、第1a図で(iv)で示した例は温度調節帯中で
鋼板を部分的に冷却したが、加熱帯中で鋼板を部分的に
冷却し、鋼板を目標加熱温度に正確に制御することもあ
る。
第1a図の(1)に示ツように鋼板を目標加熱温度に加
熱した俊は、速やかに冷却を開始する。
この冷却に際しては、ガスジェット冷却、ロール冷却或
いはそれらを組み合せたものが適しており、冷却速度は
材質面からはほとんど規制されない。
(実施例) 従来型炉で、鋼板の厚み(龍)と通板速度(mpm)の
積が400程度の処理能力を有する炉の場合、加熱帯の
加熱能力(バーナー容量)は40×10’ kcal/
hr程度で、均熱帯は炉体からの放散熱を補償する程度
の加熱能力しかなく、そのバーナー容積は加熱帯の1/
10以下でaっだ。これに対して、本発明の実施例では
第1b図に示す装置の温度調節帯の加熱能力を第4b図
に示す従来装置の均熱帯の加熱能力の倍以上の10〜2
0x 10’ kcal/hrにして、炉温を1100
℃以上にすることが可能なように高温ガスジェット吹き
付けを用い、部分的な冷却をガスジェット冷却とした。
C含有量が0.0015重量%、Ti含有量が0.05
5重1%の深絞り用極低炭素鋼を熱間圧延した後の巻き
取り温度を第6図に示すが、巻き取り俊冷間圧延した後
、同図に示すように銅帯の途中で通板速度を変えて連続
焼鈍した。この際、本発明法では温度調節帯出側に於け
る鋼板の加熱温度は同図に示す実線の如く変化したのに
対し、従来炉の均熱帯出側に於ける鋼板の加熱温度は破
線に示す如く変化した。
本発明により製造された銅帯と従来炉により製造された
鋼帯のr値を測定した結果を同図に示すが、同図からも
判るように、鋼帯の先端部及び後端部の非定常部、及び
鋼帯の途中で通板速度を変化させた場合でも本発明によ
り製造された鋼帯のr値は略一定であるのに対して、従
来炉により製造された鋼帯のr値は大幅に変化した。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、深絞り用極低炭素
鋼の目標加熱温度を正確に制御するので、目的の材質の
深絞り用極低炭素鋼を製造することが可能となり、均質
な材質の深絞り用極低炭素鋼となる。また、板厚変動や
通板速度の変化による鋼板温度の変動も防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は、本発明の装置を用いた場合のヒートサイク
ルであり、@1b図は本発明法を実施するための装置の
構成を示す図である。 第2図は、伸びに及ぼす均熱時間と加熱温度の影響を表
わす図である。 第3図は、r値に及ぼす焼鈍温度の影響を表わす図であ
る。 第4a図は従来の連続焼鈍炉を用いた場合の焼鈍のヒー
トサイクルを表わす図であり、第4b図は、従来の連続
焼鈍炉の構成を表わす。 第5図は、従来の焼鈍のヒートサイクルを表わす図であ
る。 第6図は、通板速度を変更した場合のr値と加熱温度、
及び熱間圧延巻取り温度との関係を示す図である。 特許出願人   川崎製鉄株式会社 第1a図 r イ直 ガロ !/!  温浸 (’C) 第5図 時開 第6図 コイルイLJ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、深絞り用極低炭素鋼帯を常温より一定温度まで加熱
    した後、該鋼帯成分、及び製造条件と製品材質とにより
    決まる目標最高加熱温度に±10℃の精度で加熱し、直
    ちに冷却することを特徴とする深絞り用極低炭素鋼の連
    続焼鈍方法。 2、常温より目標加熱温度に加熱する過程中で、上記鋼
    帯を冷却する過程が入ることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の深絞り用極低炭素鋼の連続焼鈍方法。 3、加熱帯と、鋼帯の単位長さ当りの加熱能力が該加熱
    帯より大きく且つ応答性の良い温度調節帯と、冷却帯か
    らなる連続焼鈍装置。 4、加熱帯又は温度調節帯中に冷却帯を設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第3項記載の連続焼鈍装置。 5、加熱帯の前に予熱帯を設けたことを特徴とする特許
    請求の範囲第3項記載の連続焼鈍装置。
JP61187922A 1985-08-13 1986-08-12 深絞り用極低炭素鋼の連続焼鈍方法及び装置 Withdrawn JPS62124233A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60-176817 1985-08-13
JP17681785 1985-08-13

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JP61187922A Withdrawn JPS62124233A (ja) 1985-08-13 1986-08-12 深絞り用極低炭素鋼の連続焼鈍方法及び装置

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CN (1) CN1012826B (ja)
AT (1) ATE103011T1 (ja)
BE (1) BE905254A (ja)
CA (1) CA1274157A (ja)
DE (1) DE3689714T2 (ja)
ES (1) ES2000607A6 (ja)
FR (1) FR2586257B1 (ja)
IT (1) IT1197864B (ja)

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EP0211681A2 (en) 1987-02-25
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