KR20220029743A - 후강판의 제조 설비 및 제조 방법 - Google Patents

후강판의 제조 설비 및 제조 방법 Download PDF

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KR20220029743A
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유스케 노지마
사토시 우에오카
유타 다무라
다카히로 히라노
겐 미우라
오리 구마노
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

후강판에 대하여 2 단계로 급냉각을 실시하는 경우에, 제 1 단계의 급냉각과 제 2 단계의 급냉각을 정밀하게 관리할 수 있는 후강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공한다. 후강판의 제조 설비 (1) 에 있어서, 냉각 장치 (3) 는, 가열로 (2) 로부터 추출된 후강판 (S) 을 급냉각시키는 제 1 급냉각 존 (5), 후강판 (S) 을 공냉하는 공냉 존 (6) 및 공냉된 후강판 (S) 을 급냉각시키는 제 2 급냉각 존 (7) 을 갖는 급냉각 에어리어 (4) 를 구비한다. 급냉각 에어리어 (4) 는, 후강판 (S) 의 상면측이나 하면측의 어느 일방 또는 양측에 설치되는 방사식 온도계 (11a), (11b) 를 공냉 존 (6) 을 포함하여 적어도 1 대, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한다. 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a), (11b) 에 의해 후강판 (S) 의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정한다.

Description

후강판의 제조 설비 및 제조 방법
본 발명은, 후강판의 제조 설비 및 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 건축 구조물의 대형화에 수반하여, 사용되는 강재의 고강도화가 요구되고 있다. 동시에 안전성의 관점에서, 높은 허용 응력을 가짐과 함께, 인장 강도에 대한 항복 강도의 비인 항복비를 저감시키는 것도 요구되고 있다. 항복비를 저감시키면, 항복점 이상의 응력이 부가되어도, 파괴까지 허용되는 응력 및 일정 신장이 커져, 건축 구조물에 바람직한 소성 변형능이 우수한 강재가 되기 때문이다.
저항복비 강 제조의 기본적인 기술 사상은, 페라이트상과 베이나이트 혹은 마텐자이트상의 복합 조직을 만들어, 항복비를 낮게 하는 것이다. 즉, 부드러운 페라이트상에 의해 항복 응력을 낮게 유지하고, 단단한 베이나이트 혹은 마텐자이트상으로 높은 인장 강도를 얻는다.
복합 조직은 일반적으로, 주로 냉각, 특히 열간 압연 직후의 가속 냉각을 제어함으로써 얻어지고 있다. 보다 구체적으로는, 가속 냉각을 전단의 완냉각과 후단의 급냉각의 2 단계로 나누고, 전단의 완냉각으로 연질의 페라이트상을 충분히 성장시키고, 후단의 급냉각으로 경질의 베이나이트 혹은 마텐자이트상을 얻는다.
예를 들어 특허문헌 1 에서는, 연질의 페라이트상과 경질의 베이나이트 혹은 마텐자이트상을 포함하는 복합 조직으로 구성된, 항복비가 낮고 용접성이 높은 강관의 제조 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 1 에 나타내는 저항복비 용접 강관의 제조 방법에서는, 열연 종료 직후의 강판을, 그 온도가 600 ℃ 전후가 될 때까지 완냉각시키는 전단 냉각과, 그 후 권취 온도까지 급냉각시키는 후단 냉각의 2 단계로 나누어 가속 냉각을 실시한다. 그렇게 함으로써, 전단의 완냉각으로 연질의 페라이트상을 충분히 성장시키고, 후단의 급냉각으로 경질의 베이나이트 혹은 마텐자이트상이 얻어지는 것으로 하고 있다. 이 제조 방법에 의해, 강판을 용접하여 강관으로 한 상태에 있어서, 강관의 두께를 t, 외경을 D 라고 하면, t/D ≤ 2 일 때 항복비 ≤ 80 ％, 2 ＜ t/D ≤ 3 일 때 항복비 ≤ 85 ％, t/D ＞ 3 일 때 항복비 ≤ 88 ％ 를 만족하는 저항복비 용접 강관이 얻어지는 것으로 하고 있다.
최근, 건축 구조물의 내진성 확보의 요망이 더욱 높아져, 종래보다 더욱 인장 강도가 높은 강재가 요구되고 있다. 종래의 연질 페라이트상-경질 베이나이트 혹은 마텐자이트상의 복합 조직에서는, 특히 표층의 연질 페라이트상에 있어서, 높은 인장 강도를 안정적으로 얻기 어렵기 때문에, 최근 요구되고 있는 높은 인장 강도를 만족할 수 없다.
더하여, 구조물의 시공 능률의 향상과 비용의 저감을 위해서, 용접 효율의 향상과 강재의 대입열 용접의 적용 범위 확대가 요구되고 있다. 대입열 용접을 실시했을 경우에도 높은 인성을 유지하기 위해서는, 용접부 열 영향부에서의 오스테나이트립의 성장을 억제할 필요가 있고, 합금의 성분 조성을 적절한 범위로 할 필요가 있다. 따라서, 합금 성분의 다량 첨가에 의한 고강도화를 도모하는 것은 어렵다.
이 요구를 달성하기 위해서, 베이나이트상과 섬상 마텐자이트상의 복합 조직으로 함으로써, 고장력화를 도모하는 기술이 개시되어 있다. 그 제조 방법에서는, 2 단으로 나누어진 냉각에 있어서, 각 단계의 냉각 정지 온도에 더하여, 특히 제 2 단계의 냉각 개시 온도나, 각 단계의 냉각 속도의 범위도 제한함으로써 마이크로 조직의 제조를 실시하고 있는 것이 특징이다.
특허문헌 2 에 나타내는 비조질 저항복비 고장력 후강판의 제조 방법에서는, 열간 압연 후, 제 1 냉각으로서, 강판의 표면 온도에서 Ar3 변태점 이상의 온도로부터 냉각을 개시한다. 그리고, 표면의 냉각 속도가 50 ℃/s 이상으로 냉각되고, 표면 온도가 (Bs - 150) ℃ 이상 (Bs - 30) ℃ 이하, 또한, 판 두께의 1/2 위치의 온도가 Ar3 변태점 이상에서 냉각을 정지하는 가속 냉각을 실시한다. 제 1 냉각 정지 후, 표면 온도가 냉각 정지로부터 30 ℃ 이상 상승하고, 또한 Bs 이하의 온도까지 복열한다. 이어서, 제 2 냉각으로서, 판 두께의 1/2 위치의 평균 냉각 속도가 10 ℃/s 이상으로서, 1/2 위치 온도가 Ms 이상 600 ℃ 이하까지 냉각되도록 되어 있다.
또한, 특허문헌 3 에 나타내는 저항복비 고장력 후강판의 제조 방법은, 소정 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 압연하여 후강판으로 하는 열간 압연 공정에 이어서, 재가열 공정, 제 1 수냉 공정, 공냉 공정 및 제 2 수냉 공정을 갖는다. 재가열 공정은, 후강판을, 900 ∼ 1000 ℃ 의 재가열 온도까지 재가열하고, 재가열 온도로 10 분 이상 유지한다. 제 1 수냉 공정은, 재가열 공정 후의 후강판을, Ar3 변태점 이상의 냉각 개시 온도로부터, 판 두께 1/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도 : 1 ∼ 200 ℃/s 로, 400 ∼ 550 ℃ 의 냉각 정지 온도까지 냉각시킨다. 공냉 공정은, 제 1 수냉 공정 후의 후강판을 30 ∼ 300 s 공냉한다. 제 2 수냉 공정은, 공냉 공정 후의 후강판을, 판 두께 1/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도 : 1 ∼ 200 ℃/s 로, 300 ℃ 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각시킨다.
여기서, 도 8 에 고온 강판 수냉 프로세스에 있어서의 온도 이력의 일례를 나타낸다. 수냉의 초기 단계에서는, 강판은 물과 강판 사이에 증기막이 있는 막 비등 상태로 냉각된다. 막 비등 상태에서는 물과 강판이 직접 접촉하지 않기 때문에, 냉각 능력의 지표인 열 전달률은 낮다. 그러나, 강판 표층 온도가 700 ∼ 500 ℃ 정도에 이르면, 물과 강판 사이의 증기막을 유지하는 것이 어려워져, 물과 강판이 부분적으로 접촉하는 천이 비등 상태로 냉각된다. 일단 고액 접촉이 일어나면, 강판에 접촉한 물의 증발에 의해 강판 근방의 물의 유동이 격렬해지고, 열 전달률이 급격하게 상승한다. 그 결과, 높은 열 전달률을 유지한 채로, 강판과 물의 접촉이 정상적으로 일어나는 핵 비등 상태로 이행하여, 강판의 온도는 급격하게 수온 부근까지 저하된다.
강판 온도와 열 전달률은, 도 9 에 나타내는 바와 같은 N 자의 곡선 관계가 된다. 막 비등역과 핵 비등역에서는, 강판 온도와 열 전달률은 정 (正) 의 상관을 가지기 때문에, 강판 온도가 높은 부분은 냉각이 강하고, 강판 온도가 낮은 부분은 냉각이 약하다. 따라서, 온도 편차가 있는 강판을 이 영역에서 냉각시키면, 온도 편차는 서서히 축소되어 간다. 한편 천이 비등역에서는, 강판 온도와 열 전달률은 부 (負) 의 상관을 가지기 때문에, 강판 온도가 높은 부분은 냉각이 약하고, 강판 온도가 낮은 부분은 냉각이 강하다. 따라서, 한번 강판 내에 온도 편차가 발생하게 되면, 그 온도 편차는 서서히 확대되게 된다.
전체면에서 균질인 강판을 제조하기 위해서는, 강판 전체면을 균일하게 냉각시키는 것이 중요하다. 그 때문에 강판 냉각 장치에서는, 강판 온도와 열 전달률이 정의 상관을 가지는 핵 비등역과 막 비등역을 사용하여 냉각시키는 것이 일반적이다.
도 9 의 강판 온도와 열 전달률의 관계를 다시 참조하면, 열 전달률은 막 비등역보다 핵 비등역 쪽이 큰 것을 알 수 있다. 또한 어떠한 냉각 양식을 취했다고 해도, 수온 부근까지를 막 비등역만으로 냉각시킬 수는 없고, 결국에는 비등 천이에 의해 불안정한 천이 비등 영역으로 이행하게 된다. 그 때문에, 급속 냉각을 필요로 하는 공정에서는, 핵 비등에 의한 냉각을 사용하는 것이 일반적이다.
냉각수량이 많을수록 핵 비등이 일어나기 쉽고, 또한 그 냉각열 전달률도 높은 것이 알려져 있다. 따라서, 열간 압연 직후의 직접 퀀칭이나, 열 처리 설비에서의 퀀칭 등의 급속 냉각 프로세스에서는, 대량의 냉각수를 강판에 분사하여, 냉각 속도가 높은 핵 비등 상태로 냉각시켜 강판을 제조하는 것이 일반적이다. 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 저항복비 고장력 강의 제조 프로세스, 특히 마텐자이트상을 얻기 위해서 실시하는 제 2 단계의 급냉각 프로세스도, 높은 냉각 속도가 요구되기 때문에 동일하게 냉각된다.
여기서 퀀칭이란, 열간 압연 후 Ac3 변태점 이상으로 유지된 강판, 및 압연 후 냉각된 후 가열로 등으로 다시 Ac3 변태점 이상까지 가열된 강판을, 냉각 장치로 Ms 점 이하까지 급속 냉각시키는 고강도 강판의 제조 수법을 가리킨다. 또한, 압연 후의 강판을 냉각·재가열하지 않고 퀀칭하는 것을, 특별히 직접 퀀칭이라고 호칭한다. 이 직접 퀀칭은, 후에 서술하는 온라인 냉각 장치에 의해 실시된다. 또한, 열 처리 설비란, 압연 라인과는 별도의 장소에 있는 가열로와 냉각 장치로 이루어지는 설비이며, 주로 열간 압연 후 냉각된 강판의 퀀칭에 사용된다. 이 열 처리 설비는, 후에 서술하는 오프 라인형의 열 처리 설비라고도 불린다.
그런데 최근에는, 건축물의 고층화가 진행되고 있다. 이들 초고층 건축물의 구조에 사용되는 저항복비 고장력 강은, 그 판 두께를 현저하게 두껍게 함으로써 주량 접합부의 탄성 강성·항복 내력을 확보하고 있다. 이와 같은 현저하게 두꺼운 강판의 냉각에는, 냉각 속도가 높은 핵 비등 상태에서 냉각시켰다고 해도, 몇 분 내지 수십 분에 이르기 까지의 긴 냉각 시간을 필요로 한다.
퀀칭의 경우에는 강판 온도가 실온이 될 때까지 냉각시기 때문에, 판 두께가 현저하게 두꺼운 강판을 냉각시킬 때에도, 강판을 냉각 장치 내에서 체류시킴으로써 충분한 냉각 시간을 확보할 수 있다.
한편으로 저항복비 고장력 강 등의 고부가 가치 강은, 강판의 냉각을 700 ∼ 300 ℃ 정도에서 정지함으로써, 내부 조직의 제조를 실시하는 경우가 많다. 강판의 냉각 정지 제어는, 예를 들어 특허문헌 4 에 기재된 방법에 의해 실현된다. 즉, 미리 각 냉각 헤더의 냉각 능력을 평가해 두고, 요구 정지 온도에서 냉각이 정지하도록 헤더의 냉각 능력을 기초로 온도 계산하여 냉각 시간을 산출, 그 냉각 시간에 맞도록 강판의 반송 속도를 설정한다. 그 때문에 일반적으로 냉각 정지를 수반하는 강판은, 냉각 장치 내에서 체류하지 않는 통과 냉각에 의해 실시된다.
냉각 장치의 입측과 출측에 넓은 대피 스페이스가 있는 경우에는, 1 단계째의 냉각을 끝낸 강판을 일단 냉각 장치 출측으로 내보낸 후, 역주시켜 2 단째의 냉각을 실시하여 냉각 장치 입측으로 내보냄으로써 2 단계 냉각을 실시할 수 있다. 그러나 냉각 장치의 직전에 가열로 등의 부대 설비를 수반하는 것은, 역주에 의한 2 단째의 냉각을 실시할 수 없어, 1 단째와 2 단째의 냉각은 모두 역주를 수반하지 않고 실시할 필요가 있다.
강판 냉각 장치의 설비 길이는, 일반적으로는 10 ∼ 20 m 정도이기 때문에, 판 두께가 두꺼운 저항복비 고장력 강의 냉각에 있어서는, 충분한 냉각 시간을 확보하기 위해서 반송 속도를 수 m/min 정도의 현저하게 낮은 속도로 설정할 필요가 있다.
강판의 냉각은, 온라인 냉각 장치에 의해 실시하는 경우와, 오프 라인형의 열 처리 설비에 의해 실시하는 경우가 있다. 전자는, 압연 라인 상의 압연기의 후방에 배치되고, 압연 후의 강판을 직접 냉각시킨다. 후자는, 압연 라인과는 별도의 장소에 있는 가열로의 후방에 배치되고, 당해 가열로에서 재가열된 강판을 냉각시킨다.
온라인 냉각 장치는, 특허문헌 5 에 기재된 기술과 같이 상하 쌍이 된 복수의 구속 롤쌍으로 강판을 구속하여 통판 냉각시키는 것이 일반적이다. 그 때, 구속 롤쌍에 의해 냉각 존이 구획되기 때문에, 냉각수량을 구속 롤쌍 사이에서 조정함과 함께, 강판 반송 속도를 적절히 설정함으로써 요구를 만족하는 강판 온도 이력을 실현하고 있다. 그 예로서, 특허문헌 6 에는, 냉각 전단에서는 약냉한 후, 냉각 후단에서는 강냉하는 기술이 기재되어 있다. 이와 같이, 저항복비 고장력 강에 요구되는 정밀한 냉각 개시·냉각 정지 온도와 냉각 속도의 제어를 하는 수냉 장치로는, 온라인 냉각 장치는 바람직하다.
그러나, 온라인 냉각 장치를 사용하는 경우, 압연 직후부터 냉각 개시까지의 방냉 시간은, 강판 선단보다 강판 미단 쪽이 길다. 따라서, 압연 후의 강판 온도가 균일했던 경우에도, 강판 미단은 방냉 시간차만큼 여분으로 방냉되기 때문에, 강판의 선미단의 냉각 개시 온도에 차가 생기게 되고, 특히 강판 길이 방향으로 특성이 균질인 후강판이 얻어지지 않는다. 강판의 선미단의 방냉 시간차는, 그 반송 속도가 낮으면 낮을수록 증대한다. 현저하게 두꺼운 강판을 제조하는 경우에는, 가열로와 냉각 장치가 근접한 오프 라인형의 열 처리 설비를 사용함으로써, 강판의 선미단의 방냉 시간차를 저감시킬 수 있다.
오프 라인형의 열 처리 설비는, 퀀칭에 사용되는 것이 대부분이다. 그 때문에, 냉각 속도가 높아지도록 큰 유량의 물을 흘릴 수 있는 하이 퀀치 존과, 내부로부터의 복열을 방지할 정도의 물을 분사하는 로우 퀀치 존으로 구성되어 있다. 강판을 구속하는 롤쌍은 상하로 붙어 있기는 하지만, 온라인 냉각 장치와 같이 각 롤쌍 사이에서 냉각수량을 조정한다고 하는 기능은 가지고 있지 않은 것이 일반적이다.
이상과 같이, 종래보다 판 두께가 현저하게 두꺼운 저항복비 고장력 강을 제조할 때에는, 냉각 시간을 충분히 취하기 위해서 반송 속도를 낮게 할 필요가 있다. 그 때문에, 그러한 경우에도 강판 선미단에서 냉각 개시 온도를 확보할 수 있는 오프 라인형의 열 처리 설비를 사용해야 한다.
그러나, 일반적인 오프 라인형의 열 처리 설비로 냉각시키면 냉각 개시·냉각 정지 온도나 냉각 속도를 제어할 수 없어, 복합 조직의 제조가 어려운 것이 과제가 되어 있다.
또한, 2 단계 냉각 특유의 과제로서, 중간 온도의 관리를 들 수 있다. 강판의 냉각 장치에는 그 입측과 출측에 온도계가 설치되어 있고, 그것들의 온도를 기초로 냉각수량이나 반송 속도를 설정함으로써, 냉각량이나 냉각 정지 온도를 제어하는 것이 일반적이다. 한편, 오프 라인형의 열 처리 설비로 2 단 냉각을 실시할 때에, 중간 온도, 즉 1 단째의 냉각 정지 온도와 2 단째의 냉각 개시 온도를 제어할 때에는, 입출측 온도계에 더하여 냉각 장치 내에서 강판의 온도를 측정할 필요가 있다.
고온 물체의 표면 온도 측정 방법은, 크게 나누어 2 개의 방법이 있다. 1 개는 고온 물체의 표면에 열전쌍 등의 측온 소자를 용접 또는 접촉시켜 측정하는 방법이고, 다른 하나는, 고온 물체로부터 방사되는 복사 에너지를 비접촉으로 검출하는 방사식 온도계에 의한 측정 방법이다. 전자의 경우, 측온은 안정 그리고 정확하지만, 측온 물체가 이동을 수반하는 실프로세스에서는 측온 소자의 용접이나 접촉은 곤란하다. 그 때문에 냉각 장치에서의 표면 온도는, 오로지 방사식 온도계에 의해 측정된다. 그러나, 방사식 온도계는, 분위기 중에 물방울이나 수증기가 존재하면, 수증기에 의해 고온 물체로부터 방사되는 복사 에너지가 산란 및 감쇠하게 되어, 온도 측정 정밀도가 저하된다는 결점이 있다.
또한, 여기서의 「수증기」 는, 공기 중을 떠도는 직경 수십 ∼ 수백 ㎛ 의 물의 입자를 의미한다. 공기 중을 떠도는 물의 입자를 나타내는 말로는, 「(미세한 물의) 액적」 이 올바르고, 물의 기체 상태를 나타내는 「수증기」 는 본래 적절하지는 않다. 그러나, 온도 계측에 있어서, 공기 중을 떠도는 물의 입자를 나타내는 말로서 수증기가 일반적이기 때문에, 여기서는 이것을 수증기, 그것으로 채워진 분위기를 수증기 환경이라고 칭호한다.
냉각 중의 강판 온도를 방사식 온도계로 측정할 때에, 수증기의 영향을 방지하는 방법으로서, 분위기를 에어 퍼지하는 방법이 있다. 특허문헌 7 에서는, 연속 주조기의 2 차 냉각대에 있어서 방사식 온도계를 사용하여 주편 온도를 측온하는 데에 있어서, 방사식 온도계와 주편의 사이를 에어 기둥으로 채움으로써, 수증기에 의한 측정 정밀도의 악화를 저감시킬 수 있는 기술이 개시되어 있다.
또한, 냉각 중인 강판 온도를 방사 온도계로 측정하는 데에 있어서, 강판으로부터 방사된 열 방사 광을 퍼지수를 통하여 방사 온도계로 검출하는 방법으로서, 종래, 예를 들어, 특허문헌 8 에 나타내는 것이 알려져 있다. 특허문헌 8 에 나타내는 강재의 표면 온도 측정 방법은, 반송 중인 열연 강대의 하면의 온도를 방사식 온도계로 측정하는 데에 있어서, 방사식 온도계와 강대의 사이를 물기둥으로 채움으로써, 수증기에 의한 측정 정밀도의 악화를 저감시키도록 하고 있다.
일본 공개특허공보 평10-17980호 일본 공개특허공보 2015-190008호 일본 공개특허공보 2018-90872호 일본 공개특허공보 평11-169941호 일본 공개특허공보 평10-166023호 일본 공개특허공보 2000-42621호 일본 특허 제5459459호 일본 공개특허공보 2006-17589호
그러나, 특허문헌 7 에 나타내는 주편의 표면 온도 측정 방법의 경우, 발생하는 수증기가 많은 경우에는, 에어 퍼지를 해도 수증기의 영향을 완전하게 제거할 수 없다. 그 때문에, 계절이나 온도에 따라서는 표면 온도의 측정 정밀도가 악화되게 된다는 문제가 있다. 일반적으로, 오프 라인형의 열 처리 설비의 수온은, 수온에 의한 냉각 능력의 변화를 억제하기 위하여 연중으로 일정해지도록 관리되고 있다. 그 때문에, 실온이 낮은 동계는, 냉각 장치 내가 냉각수로부터 발생한 다량의 수증기로 채워지게 된다.
또한, 특허문헌 8 에 나타내는 강재의 표면 온도 측정 방법의 경우, 퍼지수 자체에 의해 강판이 냉각되어 버리기 때문에, 강판의 상면의 온도를 측정하는 방법으로서 바람직하지 않다.
본 발명은 이들 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이다. 그 목적은, 후강판에 대하여 2 단계로 급냉각을 실시하는 경우에, 제 1 단계의 급냉각과 제 2 단계의 급냉각을 정밀하게 관리하고, 강판 전체면에서 균질인 후강판을 제조할 수 있는 후강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 관련된 후강판의 제조 설비는, 후강판을 가열하는 가열로와, 그 가열로에서 가열된 후강판을 냉각시키는 냉각 장치와, 그 냉각 장치의 입측 및 출측의 후강판의 온도 중 어느 일방 또는 양방을 측정하는 온도계를 구비한 후강판의 제조 설비로서, 상기 냉각 장치는, 상기 가열로로부터 추출된 후강판을 급냉각시키는 제 1 급냉각 존, 그 제 1 급냉각 존에서 급냉각된 후강판을 공냉하는 공냉 존 및 그 공냉 존에서 공냉된 후강판을 급냉각시키는 제 2 급냉각 존을 갖는 급냉각 에어리어를 구비하고, 그 급냉각 에어리어는, 상하 1 쌍의 급냉각 노즐을 복수 세트, 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치함과 함께, 후강판의 상면측이나 하면측의 어느 일방 또는 양측에 설치되는 방사식 온도계를 상기 공냉 존을 포함하여 적어도 1 대, 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치하고, 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계에 의해 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정하는 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 다른 양태에 관련된 후강판의 제조 방법은, 후강판을 가열하는 가열 공정과, 그 가열 공정에서 가열된 후강판을 냉각 장치로 냉각시키는 냉각 공정과, 그 냉각 공정의 입측 및 출측의 후강판의 온도 중 어느 일방 또는 양방을 온도계로 측정하는 온도 측정 공정을 구비한 후강판의 제조 방법으로서, 상기 냉각 공정은, 상기 가열 공정에서 가열된 후강판을 제 1 급냉각 존에서 급냉각시키는 제 1 급냉각 공정, 그 제 1 급냉각 공정에서 급냉각된 후강판을 공냉 존에서 공냉하는 공냉 공정 및 그 공냉 공정에서 공냉된 후강판을 제 2 급냉각 존에서 급냉각시키는 제 2 급냉각 공정을 갖는 급냉각 공정을 구비하고, 상기 제 1 급냉각 공정 및 상기 제 2 급냉각 공정에서는, 상기 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치된, 상하 1 쌍의 복수 세트의 급냉각 노즐로부터 후강판에 냉각수를 분사하고, 상기 공냉 공정에서는, 상기 공냉 존을 포함하여 상기 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치된, 후강판의 상면측이나 하면측의 어느 일방 또는 양측에 설치되는 적어도 1 대의 방사식 온도계 중, 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계에 의해 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정하는 것을 요지로 한다.
본 발명에 관련된 후강판의 제조 설비 및 제조 방법에 의하면, 후강판에 대하여 2 단계로 급냉각을 실시하는 경우에, 제 1 단계의 급냉각과 제 2 단계의 급냉각을 정밀하게 관리하여, 강판 전체면에서 균질인 후강판을 제조할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 제 1실시형태에 관련된 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프 라인의 열 처리 설비의 개략 구성도이다.
도 2 는, 측정에 사용되는 공냉 존에 배치되는 방사식 온도계의 설치 높이를 설명하는 도면이다. (a) 는 후강판의 상면측에 배치된 상측 방사식 온도계의 집광부가 물기 제거 롤의 상단보다 높은 위치에 배치되어 있는 모습을 나타내고 있다. (b) 는 후강판의 상면측에 배치된 상측 방사식 온도계의 집광부가 물기 제거 롤의 상단보다 낮은 위치에 배치되어 있는 모습을 나타내고 있다.
도 3 은, 제 1 급냉각 존과 공냉 존의 경계선에 있어서의 물기 제거 기구를 설명하는 도면이다. (a) 는 물기 제거 기구를 물기 제거 롤과 에어 퍼지에 의해 구성했을 경우, (b) 는 물기 제거 기구를 물기 제거 롤에 의해서만 구성했을 경우, (c) 는 물기 제거 기구를 에어 퍼지에 의해서만 구성했을 경우를 나타내고 있다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 열 처리 설비에 있어서, 제 1 급냉각 존의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐로부터 강냉 모드로 냉각수를 분사하고, 제 2 급냉각 존의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐로부터 강냉 모드로 냉각수를 분사한 상태를 나타내는 설명도이다. 제 1 급냉각 존을 급냉각 에어리어에 있어서 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수가 분사되는 영역으로 하고 있다. 공냉 존을 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수가 분사되지 않는 영역으로 하고 있다. 제 2 급냉각 존을 공냉 존의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수가 분사되는 영역으로 하고 있다. 도 4 에 있어서는, 후강판의 판 두께 방향 중심 위치의 온도 이력을 함께 나타내고 있다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 열 처리 설비에 있어서, 제 1 급냉각 존의 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐로부터 강냉 모드로 냉각수를 분사함과 함께 그 출측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐로부터 약냉 모드로 냉각수를 분사하고, 제 2 급냉각 존의 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐로부터 강냉 모드로 냉각수를 분사함과 함께 그 출측의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐로부터 약냉 모드로 냉각수를 분사한 상태를 나타내는 설명도이다. 제 1 급냉각 존을 급냉각 에어리어에 있어서 가장 입측의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수가 분사되는 영역으로 하고 있다. 공냉 존을 제 1 급냉각 존의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐의 출측의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수가 분사되지 않는 영역으로 하고 있다. 제 2 급냉각 존을 공냉 존의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수가 분사되는 영역으로 하고 있다. 도 5 에 있어서는, 후강판의 판 두께 방향 중심 위치의 온도 이력을 함께 나타내고 있다.
도 6 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프 라인의 열 처리 설비의 개략 구성도이다.
도 7 은, 실시예에 이용된 오프 라인의 열 처리 설비의 개략 구성도이다.
도 8 은, 막 비등, 천이 비등, 및 핵 비등에 대하여, 강판 표면 온도와 냉각 시간의 관계로 설명하기 위한 그래프이다.
도 9 는, 막 비등, 천이 비등, 및 핵 비등에 대하여, 열 전달률과 강판 온도의 관계로 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성 부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 실시형태로 특정하는 것은 아니다. 또한, 도면은 모식적인 것이다. 그 때문에, 두께와 평면 치수의 관계, 비율 등은 현실의 것과는 상이한 것에 유의해야 하고, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있다.
(제 1 실시형태)
도 1 에는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프 라인형의 열 처리 설비의 개략 구성이 나타나 있다. 열 처리 설비 (1) 는, 100 ℃ 이하의 후강판 (S) 을 오스테나이트 온도역의 소정 온도까지 가열하는 가열로 (2) 와, 가열로 (2) 에서 가열된 후강판 (S) 을 냉각시키는 냉각 설비 (3) 와, 입측 온도계 (8) 및 출측 온도계 (9) 를 구비하고 있다.
가열로 (2) 에는, 열 처리 설비 (1) 와는 별도의 열간 압연 라인에서 소정 두께 (예를 들어 80 ㎜) 및 폭 (예를 들어 2000 ㎜) 으로 미리 열간 압연되고, 실온까지 냉각된 후강판 (S) 이 장입된다. 후강판 (S) 은 가열로 (2) 에 의해, 오스테나이트 온도역의 소정 가열 온도 (예를 들어, 910 ℃ 정도) 로 가열된다.
가열로 (2) 로부터 추출된 후강판 (S) 은, 가열로 (2) 의 출측에 설치되어 있는 복수의 테이블 롤 (12) 에 의해 반송되면서, 냉각 장치 (3) 로 냉각된다.
냉각 장치 (3) 는, 급냉각 에어리어 (4) 를 구비하고 있다. 급냉각 에어리어 (4) 는, 가열로 (2) 로부터 추출된 후강판 (S) 을 급냉각시키는 제 1 급냉각 존 (5), 제 1 급냉각 존 (5) 에서 급냉각된 후강판 (S) 을 공냉하는 공냉 존 (6) 및 공냉 존 (6) 에서 공냉된 후강판 (S) 을 급냉각시키는 제 2 급냉각 존 (7) 을 갖는다.
급냉각 에어리어 (4) 는, 반송 라인에 대하여 상하로 쌍을 이루는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 을 복수 세트, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 나열하여 배치하고 있다. 또한, 반송 라인을 반송되는 후강판 (S) 의 상면측 및 하면측의 양측에 설치되어 쌍을 이루는 방사식 온도계 (11a, 11b) 를 복수 세트, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 급냉각 노즐 (10a, 10b) 에 인접하여 나열하여 배치하고 있다.
급냉각 에어리어 (4) 에 있어서의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 은, 후술하는 강냉 모드, 약냉 모드 및 정지 모드로 동작한다. 강냉 모드에서는, 각 급냉각 노즐 (7a, 7b) 은 후술하는 바와 같이 최대 수량에 가까운 수량으로 냉각수 (14) 를 후강판 (S) 을 향하여 분사한다. 약냉 모드에서는, 각 급냉각 노즐 (7a, 7b) 은 후술하는 바와 같이 최소 수량에 가까운 수량으로 냉각수 (14) 를 후강판 (S) 을 향하여 분사한다. 또한, 정지 모드에서는, 각 급냉각 노즐 (7a, 7b) 로부터의 냉각수 (14) 의 분사는 정지하고, 각 급냉각 노즐 (7a, 7b) 이 정지 모드에 있는 각 급냉각 노즐 (7a, 7b) 쌍의 구간이 공냉 존 (6) 을 형성한다.
여기서, 열 처리 설비 (1) 로는, 오프 라인형의 열 처리 설비를 사용하고 있지만, 온라인 냉각 장치를 사용하는 경우, 압연 직후부터 냉각 개시까지의 방냉 시간은, 후강판 (S) 의 선단보다 미단 쪽이 길다. 후강판 (S) 의 길이를 L, 후강판 (S) 의 반송 속도를 v 라고 하면, 미단과 선단에서는 L/v 만큼 방냉 시간차가 생기게 된다. 따라서, 압연 후의 강판 온도가 균일했던 경우에도, 후강판 (S) 의 미단은 방냉 시간차만큼 여분으로 방냉되기 때문에, 선미단의 냉각 개시 온도에 차가 생기게 되고, 후강판 (S) 의 전체면에 걸쳐서 특성이 균질인 후강판이 얻어지지 않는다. 특히 반송 속도가 낮은 후물 (厚物) 강판은, 방냉 시간차 L/v 가 커지기 때문에, 온라인 냉각 장치에 있어서의 선미단의 냉각 개시 온도차는, 반송 속도가 느릴수록 현저해진다고 할 수 있다.
오프 라인형의 열 처리 설비 (1) 에서는, 일반적으로 가열로 (2) 로부터 추출되어 수냉대 (냉각 장치 (3)) 에서 냉각이 종료될 때까지 대략 일정 속도로 반송되기 때문에, 후강판 (S) 의 선미단에서의 냉각 개시 온도차가 작다. 후강판 (S) 의 가열 온도를 T0, 가열로 (2) 로부터 수냉대까지의 거리를 L0, 반송 속도를 v0 이라고 해두면, 후강판 (S) 의 선단은 온도 (T0) 에서 추출되어 방냉 시간 L0/v0 을 거쳐 냉각된다. 오프 라인형의 열 처리 설비 (1) 는 가열로 (2) 로부터 수냉대까지의 거리가 짧기 때문에, 후강판 (S) 의 선단이 가열로 (2) 로부터 추출되어 냉각에 이르러도, 후강판 (S) 의 미단은 가열로 내에서 온도 (T0) 로 유지되어 있다. 그 때문에 후강판 (S) 의 미단도, 선단과 동일하게 온도 (T0) 에서 추출되고, 방냉 시간 L0/v0 을 거쳐 냉각되기 때문에, 후강판 (S) 의 전체 길이에 걸쳐서 냉각 개시 온도를 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 반송 속도가 낮은 후물 강판에 있어서, 전체면에서 균질인 강판을 제조하기 위해서는, 오프 라인형의 열 처리 설비 (1) 를 사용하는 것이 효과적이다.
급냉각 에어리어 (4) 의 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 에서는, 핵 비등에 의한 고냉속의 냉각을 실시한다. 그 때문에 급냉각 노즐 (7a, 7b) 은, 큰 유량의 물을 폭 방향으로 균일하게 분사할 수 있는 슬릿 타입의 노즐이나, 플랫 스프레이 노즐이 사용되는 것이 일반적이다. 그러나, 급냉각 노즐 (7a, 7b) 로서, 온라인 냉각 장치에서 이용되고 있는 다공 분류나, 연속 주조에서 주로 이용되고 있는 미스트 스프레이에 의해 큰 유량의 물을 분사해도 되고, 효과가 손상되는 것은 아니다.
후강판 (S) 의 모든 판 두께에 대응할 수 있도록, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 에 있어서의 냉각수 (14) 의 분사수량을 변경 가능하게 한다. 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 에 있어서의 최소 수량과 최대 수량의 비가 2 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6 정도, 더욱 바람직하게는 10 정도이다. 단, 핵 비등에 의한 냉각을 유지하기 위해서, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 각각에 있어서의 최소 수량 밀도가 300 L/㎡·min 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 각각에 있어서, 고온 그리고 함열량이 큰 후강판이어도 확실하게 핵 비등에 의한 급속 냉각이 실시되도록 최대 수량 밀도는 1000 L/㎡·min 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1500 L/㎡·min 이상, 더욱 바람직하게는 2000 L/㎡·min 이상이다. 한편, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 각각에 있어서, 수량 밀도가 4000 L/㎡·min 보다 크면, 수량 밀도를 올려도 냉각 속도가 거의 변화하지 않는다. 냉각수의 동력 등 경제성의 관점에서 바람직하지 않기 때문에, 최대 수량 밀도는 4000 L/㎡·min 이하로 하는 것이 바람직하다. 이후, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 각각에 있어서, 바람직한 최대 수량에 가까운 수량으로 분사하는 경우를 강냉 모드, 바람직한 최소 유량에 가까운 수량으로 분사하는 경우를 약냉 모드라고 호칭한다.
방사식 온도계 (11a, 11b) 는, 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 복수 세트 설치되어 있다. 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a, 11b) 를 사용하여 후강판 (S) 의 상면 및 하면의 온도를 측정함으로써, 후강판 (S) 과 방사식 온도계 (11a, 11b) 사이에 수증기나 물이 개입하는 것을 방지하여, 감쇠나 산란이 없는 확실한 측정이 가능해진다. 이로써, 중간 온도 (제 1 급냉각 존 (5) 에서의 냉각 정지 온도 및 제 2 급냉각 존 (7) 에서의 냉각 개시 온도) 를 적절히 관리하여 제 1 단계의 급냉각과 제 2 단계의 급냉각을 정밀하게 관리할 수 있게 된다. 또한, 방사식 온도계 (11a, 11b) 의 집광부와 후강판 (S) 사이를 대기압 이상의 압력의 공기로 채우는 것, 예를 들어, 방사식 온도계 (11a, 11b) 의 집광부와 후강판 (S) 사이에서 에어 퍼지를 실시함으로써, 수증기나 물의 제거를 확실한 것으로 해도 된다.
또한, 도 1 에 있어서, 방사식 온도계 (11a, 11b) 는, 급냉각 에어리어 (4) 모두에 있어서, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 복수 세트 설치되어 있지만, 공냉 존 (6) 에만 설치하도록 해도 된다. 또한, 방사식 온도계 (11a, 11b) 는, 상측의 방사식 온도계 (11a) 만 설치하여 후강판 (S) 의 상면만을 측정하도록 해도 되고, 하측의 방사식 온도계 (11b) 만 설치하여 후강판 (S) 의 하면만을 측정하도록 해도 된다. 도 1 에 있어서는, 방사식 온도계 (11a, 11b) 는, 후강판 (S) 의 상하로 쌍을 이루어 설치되어 있지만, 상측의 방사식 온도계 (11a) 만을 작동시켜 후강판 (S) 의 상면만을 측정하도록 하고 있다.
또한, 측정하는 방사식 온도계 (11a, 11b) 가 설치되어 있는 공냉 존 (6) 에는, 반드시 급냉각 노즐 (10a, 10b) 은 설치되어 있지 않아도 된다. 단, 이 경우, 공냉 존 (6) 의 길이를 변경했을 때에 대응할 수 없기 때문에, 급냉각 노즐 (10a, 10b) 은, 급냉각 에어리어 (4) 모두에 있어서, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 복수 세트 설치하는 것이 바람직하다.
방사식 온도계 (11a, 11b) 는, 반드시 급냉각 노즐 (10a, 10b) 과 일체일 필요는 없고, 급냉각 노즐 (10a, 10b) 과 독립적으로 승강하는 기능을 구비하고 있어도 된다. 반대로 급냉각 노즐 (10a, 10b) 이 승강할 때에 방사식 온도계 (11a, 11b) 의 절대적인 높이가 일정해지는 것과 같은 기능을 구비하고 있어도 된다.
또한, 열 처리 설비 (1) 에 있어서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 급냉각 에어리어 (4) 의 가장 입측에는 물기 제거 기구로서의 물기 제거 롤 (13) 을 설치하고 있다. 또한, 급냉각 에어리어 (4) 의 가장 출측에도 동일하게 물기 제거 기구로서의 물기 제거 롤 (13) 을 설치하고 있다. 이것은, 냉각수 (14) 가 후강판 (S) 을 통하여 장치의 입측으로 유출하는 것, 및 냉각수 (14) 가 후강판 (S) 을 통하여 장치의 출측으로 유출되는 것을 방지하기 위함이다. 이로써, 급냉각 에어리어 (4) 를 나온 후강판 (S) 으로 올라온 물에 의한 판 내 냉각 정지 온도의 편차나, 판 내 혹은 상하의 냉각 정지 온도의 불균일에 의한 후강판 (S) 의 형상 악화, 및 장치 출측에 있는 별도의 장치에 냉각수 (14) 가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 후강판 (S) 을 100 ℃ 이상의 온도에서 냉각 정지할 때에는, 냉각 정지 온도에 대한 올라온 물의 영향이 크기 때문에, 제 2 급냉각 존 (7) 의 가장 출측에 물기 제거 롤 (13) 을 설치하여, 급냉각 에어리어 (4) 를 나온 후강판 (S) 으로 올라온 물을 배제하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서의 각 상측의 급냉각 노즐 (10a) 사이에도 물기 제거 기구로서의 물기 제거 롤 (13) 이 설치되어 있다. 이로써, 예를 들어 급냉각 에어리어 (4) 의 가장 입측의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터의 냉각수 (14) 의 분사를 정지시켜, 급냉각의 시간을 짧게 하는 등, 각 존에서 사용하는 급냉각 노즐 쌍의 수를 자유롭게 설정할 수 있다. 또한, 제 1 급냉각 존 (5) 혹은 제 2 급냉각 존 (7) 에 있어서, 각 급냉각 노즐 쌍이 상이한 수량을 분사하는 경우에도, 물기 제거 롤 (13) 에 의해 그것들을 구획함으로써, 냉각수 (14) 가 다른 장소에 혼입되어, 의도하지 않은 냉각 속도로 후강판 (S) 을 냉각시키는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 냉각되는 후강판 (S) 이 취할 수 있는 온도 이력을 다채로운 것으로 하여, 요구 특성에 맞추어 적절한 냉각을 실시할 수 있다.
각 물기 제거 롤 (13) 은, 테이블 롤 (12) 의 상방에 위치하고 있고, 승강 기능을 가짐으로써 여러 가지 판 두께의 후강판 (S) 을 일정한 가압력으로 구속할 수 있다. 양호한 물기 제거성을 얻기 위해서는 냉각 중인 후강판 (S) 의 형상을 평탄하게 유지하는 것이 바람직하고, 물기 제거 롤 (13) 의 가압력은 바람직하게는 4 ton 이상, 보다 바람직하게는 6 ton 이상, 더욱 바람직하게는 8 ton 이상이 바람직하다. 또한, 각 물기 제거 롤 (13) 의 가압력이 지나치게 크면, 물기 제거 롤 (13) 이 휘어 후강판 (S) 과 물기 제거 롤 (13) 사이에 간극이 생겨 물기 제거성이 악화될 우려가 있다. 이 때문에, 각 물기 제거 롤 (13) 의 가압력은, 20 ton 이하가 바람직하다.
또한, 제 1 급냉각 존 (5) 의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐 (10a) 과 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 사이 및 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 와 제 2 급냉각 존 (7) 의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐 (10a) 사이에, 적어도 각각 1 개의 물기 제거 롤 (13) 을 설치하는 것이 바람직하다. 이로써, 공냉 존 (6) 으로의 냉각수 (14) 의 누설을 확실하게 억제할 수 있고, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의한 온도 측정을 정확하게 실시할 수 있다.
수냉 구간과 공냉 구간의 경계선에서는, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 물기 제거 롤 (13) 에 더하여 분사 노즐 (17) 로부터 분사되는 물 퍼지 (18) 혹은 에어 퍼지를 실시하여, 수냉 적용 구간 밖으로의 냉각수 (14) 의 누설을 확실하게 억제하는 것이 바람직하다. 특히, 제 1 급냉각 존 (5) 혹은 제 2 급냉각 존 (7) 에 있어서 강냉 모드에 의해 후강판 (S) 의 냉각을 실시하고 있는 이웃하는 공냉 존 (6) 에서 후강판 (S) 의 온도 계측을 실시하는 경우에는, 강냉 모드로 분사되고 있는 다량의 냉각수 (14) 를 확실하게 적용 구간 내에 머무르게 하기 위해서, 물기 제거 롤 (13) 과 물 퍼지 혹은 에어 퍼지를 사용하는 것이 바람직하다.
단, 온도 계측을 실시하는 존의 이웃하는 존이 공냉이나 약냉 모드인 경우에는, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 물기 제거 롤 (13) 만을 사용해도 되고, 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 물 퍼지 (18) 혹은 에어 퍼지만을 사용해도 된다.
또한, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 공냉 존 (6) 의 입측 및 출측에 설치된 물기 제거 기구가 물기 제거 롤 (13) 일 때, 공냉 존 (6) 의 상면측에 배치된 방사식 온도계 (11a) 의 집광부가 물기 제거 롤 (13) 의 상단보다 낮은 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 공냉 존 (6) 의 상면측에 배치된 방사식 온도계 (11a) 의 집광부가 물기 제거 롤 (13) 의 상단보다 높은 위치에 배치되어 있으면, 이웃하는 존으로부터 유입된 수증기에 의해 복사 에너지가 감쇠·산란하기 때문에, 이것을 방지하기 위함이다.
또한, 열 처리 설비 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 후강판 (S) 의 냉각을 제어하는 냉각 제어 장치 (15) 를 구비하고 있다. 냉각 제어 장치 (15) 는, 후강판 (S) 을 반송하는 테이블 롤 (12), 각 급냉각 노즐 (10a, 10b), 입측 온도계 (8) 및 출측 온도계 (9), 각 방사식 온도계 (11a, 11b), 및 상위 컴퓨터 (16) 에 접속되어 있다.
이 냉각 제어 장치 (15) 는, 요구된 재질 특성을 확보할 수 있는 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도, 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도, 및 공냉 존 (6) 에서의 공냉 시간의 각각의 목표의 범위를 상위 컴퓨터 (16) 로부터 취득한다. 또한, 냉각 제어 장치 (15) 는, 입측 온도계 (8) 및 출측 온도계 (9) 에 의해 측정된 냉각 장치 (3) 의 입측 및 출측의 후강판 (S) 의 온도와, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 측정된 후강판 (S) 의 온도를 취득한다. 그리고, 냉각 제어 장치 (15) 는, 상기 취득한 온도를 사용하여 내부 모델에 기초한 전열 계산을 실시하고, 제 1 급냉각 존 (5) 과 제 2 급냉각 존 (7) 에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 후강판 (S) 의 반송 속도를 제어한다. 이 때, 제 1 급냉각 존 (5) 과 제 2 급냉각 존 (7) 의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도, 공냉 존 (6) 에서의 공냉 시간의 각각이 목표로 하는 범위 내에 들어가도록 한다. 이로써, 각 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 소정 유량의 냉각수 (14) 가 분사된다. 동시에 후강판 (S) 이 소정 반송 속도로 반송된다.
예를 들어, 후강판 (S) 을 급냉각시켜 퀀칭하는 경우를 생각한다.
판 두께가 두꺼운 (예를 들어 16 ㎜ 이상) 경우, 수냉에 의해 후강판 (S) 의 표층 온도가 저하해도 판 두께 방향으로 열 전도에 시간이 걸리기 때문에, 판 두께 중심은 즉시 냉각되지 않아 표층과 중심의 온도차가 커진다. 따라서, 후강판 (S) 의 내부의 열 전도에 의한 냉각이 지배적이다. 일반적인 강판 수냉 프로세스의 강냉각의 열 유속은 106 kcal/㎡hr 전후의 오더인 데에 반하여, 내부의 열 전도의 열 유속은 105 kcal/㎡hr 전후의 오더로, 양자에는 큰 차가 있다. 그 때문에, 급냉각 에어리어 (4) 의 강냉 모드 (예를 들어, 수량 밀도 1500 L/min·㎡) 에 의해 후강판 (S) 의 표층의 온도를 낮춘 후에는, 급냉각 에어리어 (4) 의 약냉 모드 (예를 들어, 수량 밀도 300 ∼ 800 L/min·㎡) 에 의해 냉각시키는 것이 바람직하다.
판 두께가 얇은 (예를 들어 16 ㎜ 미만) 경우, 수냉에 의해 후강판 (S) 의 표층 온도가 저하한 후, 판 두께 방향의 열 전도에 의해 곧바로 후강판 (S) 의 중심이 냉각된다. 그 때문에, 후강판 (S) 의 표층과 중심의 온도 차는 그다지 크지 않고, 후강판 (S) 의 표층의 수냉 열 전달에 의한 냉각이 지배적이다. 이 범위의 판 두께에서는, 급냉각 에어리어 (4) 의 약냉 모드 (예를 들어, 수량 밀도 300 ∼ 800 L/min·㎡) 에 의해 중 ∼ 소 유량의 물을 분사하여 냉각시키는 것이 바람직하다.
모드를 전환하는 판 두께의 임계값은, 실시형태에서는 16 ㎜ 로 하고 있지만, 목표로 하는 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 각각에 있어서의 냉각 개시 온도나 냉각 정지 온도, 냉각 속도에 따라 변경해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 사용하는 모드의 전환은 판 두께에만 주목하고 있지만, 그 밖의 파라미터 (예를 들어, 원하는 후강판 (S) 의 특성, 수율, 제조 시간, 판 폭이나 판 길이 등) 에 의해, 모드를 전환해도 된다.
도 4 에는, 도 1 에 나타내는 오프 라인의 열 처리 설비에 있어서, 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 강냉 모드로 냉각수 (14) 를 분사한 상태가 나타나 있다. 여기서, 제 1 급냉각 존 (5) 을 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 하고 있다. 또한, 공냉 존 (6) 을 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되지 않는 영역으로 하고 있다. 그리고, 제 2 급냉각 존 (7) 을 공냉 존 (6) 의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 하고 있다. 도 4 에 있어서는, 후강판 (S) 의 판 두께 방향 중심 위치의 온도 이력이 나타나 있다.
이 도 4 에 나타내는 바와 같은 냉각 패턴에서는, 보다 확실하게 물이나 수증기를 제거하기 위해서, 공냉 존 (6) 에 있어서 중앙의 급냉각 노즐 (10a) 에 인접하여 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 또한, 이 온도 이력에 있어서의 후강판 (S) 의 판 두께는 12 ㎜ 를 상정하고 있다.
또한, 도 5 에는, 도 1 에 나타내는 오프 라인의 열 처리 설비에 있어서, 제 1 급냉각 존 (5) 의 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 강냉 모드로 냉각수 (14) 를 분사함과 함께 그 출측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 약냉 모드로 냉각수 (14) 를 분사한 상태가 나타나 있다. 동시에, 제 2 급냉각 존 (7) 의 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 강냉 모드로 냉각수 (14) 를 분사함과 함께 그 출측의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 약냉 모드로 냉각수 (14) 를 분사한 상태가 나타나 있다. 여기서, 제 1 급냉각 존 (5) 을 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서 가장 입측의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 하고 있다. 또한, 공냉 존 (6) 을 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되지 않는 영역으로 하고 있다. 그리고, 제 2 급냉각 존 (7) 을 공냉 존 (6) 의 상하 2 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 하고 있다.
이 도 5 에 나타내는 바와 같은 냉각 패턴에서는, 보다 확실하게 물이나 수증기를 제거하기 위해서, 공냉 존 (6) 에 있어서 상하 2 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 중 입측의 급냉각 노즐 (10a) 에 인접하여 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 공냉 존 (6) 의 입측은 이웃하는 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측의 냉각수 (14) 의 분사가 약냉 모드인 데에 반하여, 출측은 이웃하는 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 냉각수 (14) 의 분사가 강냉 모드로서, 약냉 모드의 분사에 가까운 입측 쪽이 확실하게 물이나 수증기를 제거할 수 있다. 또한, 이 온도 이력에 있어서의 후강판 (S) 의 판 두께는 80 ㎜ 를 상정하고 있다. 후강판 (S) 의 표층의 온도는 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 강냉 모드로의 냉각에 의해 저하하고, 약냉 모드로 전환했을 경우에도 후강판 (S) 의 내부에서는 높은 냉각 속도를 유지하고 있는 것이 도 5 로부터 판독할 수 있다.
도 4 및 도 5 에 나타낸 제어의 예는 일례로서, 목표로 하는 소재의 특성 (예를 들어, 항복비나 인장 강도) 에 따라 제어 형태는 여러 가지로 변경할 수 있다.
다음으로, 도 1 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 를 사용한 본 발명의 후강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 소정 두께 (예를 들어 80 ㎜) 및 폭 (예를 들어 2000 ㎜) 으로 미리 열간 압연되고, 실온이 된 후에 스케일을 제거한 후강판 (S) 을 가열로 (2) 에 장입한다. 그리고, 가열로 (2) 에 있어서, 후강판 (S) 을 오스테나이트 온도역 (예를 들어, 910 ℃) 까지 가열한다 (가열 공정).
이어서, 후강판 (S) 은 가열로 (2) 로부터 추출되고, 가열로 (2) 의 출측에 설치되어 있는 복수의 테이블 롤 (12) 에 의해 반송되면서, 냉각 장치 (3) 로 냉각된다 (냉각 공정).
그리고, 이 냉각 공정에 앞서, 냉각 장치 (3) 의 입측에 설치된 입측 온도계 (8) 에 의해 냉각 공정의 입측의 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정한다. 또한, 냉각 공정 후, 냉각 장치 (3) 의 출측에 설치된 출측 온도계 (9) 에 의해 냉각 공정의 출측의 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정한다 (온도 측정 공정).
여기서, 냉각 공정은, 가열 공정에서 가열된 후강판 (S) 을 제 1 급냉각 존 (5) 에서 급냉각시키는 제 1 급냉각 공정, 제 1 급냉각 공정에서 급냉각된 후강판 (S) 을 공냉 존 (6) 에서 공냉하는 공냉 공정 및 공냉 공정에서 공냉된 후강판 (S) 을 제 2 급냉각 존 (7) 에서 급냉각시키는 제 2 급냉각 공정을 구비하고 있다.
도 1 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 에서는, 제 1 급냉각 존 (5) 은, 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서 가장 입측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 하고 있다. 또한, 공냉 존 (6) 을 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되지 않는 영역으로 하고 있다. 그리고, 제 2 급냉각 존 (7) 을 공냉 존 (6) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 3 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 하고 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 제 1 급냉각 존 (5) 은, 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서 가장 입측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로 한다. 또한, 공냉 존 (6) 을 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되지 않는 영역으로 한다. 그리고, 제 2 급냉각 존 (7) 을 공냉 존 (6) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 5 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되는 영역으로서 이후 설명한다.
따라서, 제 1 급냉각 공정에서는, 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 가장 입측에 배치된, 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 후강판 (S) 에 냉각수를 분사한다. 또한, 공냉 공정에서는, 제 1 급냉각 존 (5) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 가 분사되지 않는다. 그리고, 제 2 급냉각 공정에서는, 공냉 존 (6) 의 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 출측의 상하 5 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 로부터 냉각수 (14) 를 분사한다.
공냉 공정에서는, 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서 후강판 (S) 의 반송 방향을 따라 상면측 및 하면측의 양측에 설치된 7 쌍의 방사식 온도계 (11a, 11b) 중, 공냉 존 (6) 에 배치된 1 대의 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정한다.
여기서, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 후강판 (S) 의 반송 속도는, 냉각 제어 장치 (15) 에 의해 제어된다. 냉각 제어 장치 (15) 는, 측정된 각 온도에 기초하여 전술한 제 1 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량 등을 제어한다. 상기 온도로서, 입측 온도계 (8 및 9) 로 측정된 냉각 장치 (3) 의 입측 및 출측의 후강판 (S) 의 온도와, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 측정된 후강판 (S) 의 상면의 온도가 사용된다. 상기 제어는, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도, 공냉 공정에서의 공냉 시간의 각각이 목표의 범위 내에 들어가도록 실시된다.
그리고, 냉각 공정을 구성하는 급냉각 공정을 거친 후강판 (S) 은 후공정에 제공된다.
이로써, 요구되는 강판 특성 (예를 들어, 항복비 80 ％ 이하) 을 확보하는 후강판 (S) 을 제조할 수 있다.
여기서, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정하기 때문에, 후강판 (S) 과 방사식 온도계 (11a) 사이에 수증기나 물이 개입하는 것을 방지하여, 감쇠나 산란이 없는 확실한 측정이 가능해진다. 이로써, 중간 온도 (제 1 급냉각 존 (5) 에서의 냉각 정지 온도 및 제 2 급냉각 존 (7) 에서의 냉각 개시 온도) 를 적절히 관리하여 제 1 단계의 급냉각과 제 2 단계의 급냉각을 정밀하게 관리할 수 있다. 이 때문에, 판 두께가 현저하게 두꺼운 후강판 (S) 에 대하여 2 단계로 급냉각을 실시하는 경우에도, 강판 전체면에서 균질인 후강판 (S) 을 제조할 수 있다.
또한, 입측 온도계 (8), 출측 온도계 (9) 및 방사식 온도계 (11a) 로 계측된 각 온도와, 실험실에서의 실험 데이터나 실기에서의 제조 실적을 비교함으로써, 제조된 후강판 (S) 이 요구 특성을 만족하고 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 후강판 (S) 의 반송 속도의 실적과 상기 각 온도에 의해, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에 있어서의 냉각 속도도 계산할 수 있어, 요구 특성을 보다 확실한 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 각 온도나 냉각 속도는, 강판 사양 (예를 들어 판 두께나 판 폭, 강종) 이나 조업 실적 (예를 들어 수온이나 기온, 수량) 등과 함께 상위 컴퓨터 (16) 내에 보존하는 것이 바람직하다. 그것에 의해, 이후 강판 사양이나 조업 실적이 가까운 것을 냉각시킬 때에 참고 데이터로서 취출하고, 거기에 따라 각 존의 수량에 적절한 학습을 실시함으로써, 각 온도나 냉각 속도의 목표를 확실한 것으로 할 수도 있다. 또한 이들 데이터는, 재료 시험에 의해 평가된 강판 특성과 연결함으로써, 고객의 요구에 따른 강판 특성의 미세 조정을 실시할 수도 있다.
제 2 급냉각 공정에서는, 제 2 급냉각 존 (7) 의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐 (10a) 의 출측에 설치된 물기 제거 롤 (13) 을 작동시켜, 제 2 급냉각 존 (7) 으로 분사되는 냉각수 (14) 가 출측으로 유출되는 것을 저지하는 것이 바람직하다. 이로써, 급냉각 에어리어 (4) 를 나온 후강판 (S) 으로 올라온 물에 의한 판 내 냉각 정지 온도의 편차를 방지할 수 있다. 또한, 판 내 혹은 상하의 냉각 정지 온도의 불균일에 의한 후강판 (S) 의 형상 악화, 및 장치 출측에 있는 별도의 장치에 냉각수 (14) 가 유입되는 것도 방지할 수 있다.
공냉 공정에서는, 제 1 급냉각 존 (5) 의 가장 출측 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐 (10a) 과, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 사이에 각 1 개 설치된 물기 제거 롤 (13) 을 작동시키는 것이 바람직하다. 이로써, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 으로 분사되는 냉각수 (14) 가 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 의 근방에 유입되는 것을 저지하여, 온도 측정을 정확하게 실시할 수 있다.
또한, 공냉 공정에서는, 공냉 존 (6) 의 상면측에 배치된 방사식 온도계 (11a) 의 집광부를, 상기 2 개의 물기 제거 롤 (13) 의 각각의 상단보다 낮은 위치에 설치한 상태로, 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 이로써, 공냉 존 (6) 의 상면측에 배치된 방사식 온도계 (11a) 의 온도 측정에 있어서, 이웃하는 제 1 급냉각 존 (5) 혹은 제 2 급냉각 존 (7) 으로부터 유입된 수증기에 의해 복사 에너지가 감쇠·산란하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 공냉 공정에서는, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 의 집광부와 후강판 (S) 사이를 대기압 이상의 압력의 공기로 채운 상태에서, 후강판 (S) 의 상면의 온도를 측정하는 것이 바람직하다. 이로써, 방사식 온도계 (11a) 에 의한 온도 측정에 있어서, 수증기나 물의 제거를 확실한 것으로 할 수 있다.
또한, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에 있어서의 냉각수의 분사수량이 변경 가능하고, 그 분사 가능한 최소 수량과 최대 수량의 비가 2 이상이고, 그 최대 수량 밀도가 1000 L/㎡·min 이상 그리고 그 최소 수량 밀도가 300 L/㎡·min 이상인 것이 바람직하다.
(제 2 실시형태)
도 6 에는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프 라인의 열 처리 설비의 개략 구성이 나타나 있다. 기본 구성은 도 1 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 와 동일하지만, 급냉각 에어리어 (4) 에 있어서, 각 상하 1 쌍의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 에 인접하여, 급냉각 에어리어 (4) 의 설정 수량 외의 수량 (예를 들어 30 ∼ 200 L/㎡·min 과 같은 저유량) 을 분사할 수 있는 노즐 (19a, 19b) 을 설치하고 있다.
이로써, 목표로 하는 후강판 (S) 의 특성에 따라, 적절히 급냉각 및 다른 냉각의 어느 것을 선택하여 후강판 (S) 을 냉각시킬 수 있다.
또한, 도 6 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 는, 냉각 장치 (3) 의 출측에 강판 형상계 (20) 를 설치하고 있다. 이로써, 전재 (前材) 나 과거의 후강판 (S) 의 강판 형상으로부터 수량·반송 속도의 설정 패턴을 피드백 제어하여, 후강판 (S) 의 형상 개선을 실시할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명해 왔지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고 여러 가지 변경, 개량을 실시할 수 있다.
예를 들어, 도 1 및 도 4 내지 도 6 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 는, 오프 라인형의 열 처리 설비이지만, 온라인 냉각 장치에 본 발명을 적용해도 된다. 오프 라인형의 열 처리 설비는, 온라인 냉각 장치와 비교하여 추가의 공정을 필요로 하게 되기 때문에 시간적·금액적인 비용이 높아진다. 또한, 판의 반송 등에 의해 생산성을 저해할 우려도 있다. 그 때문에, 본 발명에서 서술한 매우 두꺼운 판 두께의 후강판 (S) 의 냉각이 아니라 통상적인 판 두께의 재료인 경우에는, 반송 속도가 빨라져, 후강판 (S) 의 선미단의 냉각 개시 온도에 차가 나기 어렵기 때문에, 오히려 온라인 냉각 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 온라인 냉각 장치를 사용하는 경우에 있어서도, 2 단 냉각시에는 중간 온도의 관리가 필요하게 되는 것은 분명하고, 본 발명에 기재된 기술을 그대로 사용하여 후강판 (S) 을 제조할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 도 1 및 도 4 내지 도 6 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 에 있어서, 방사식 온도계 (11a, 11b) 는 후강판 (S) 의 상면측 및 하면측의 양방에 설치되어 있지만, 후강판 (S) 의 상면측에만 혹은 하면측에만 설치되어 있어도 된다. 또한, 도 1 및 도 4 내지 도 6 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 에 있어서, 하면측의 방사식 온도계 (11b) 가 후강판 (S) 의 하면의 온도만을 측정해도 되고, 상면측 및 하면측의 양방의 방사식 온도계 (11a, 11b) 가 후강판 (S) 의 상면 및 하면의 양방의 온도를 측정하도록 해도 된다.
또한, 냉각 장치 (3) 의 입측에 입측 온도계 (8) 를 설치하고, 출측에 출측 온도계 (9) 를 설치하고 있지만, 어느 일방만을 설치하여, 입측 및 출측의 후강판 (S) 의 온도 중 어느 일방의 온도를 측정하도록 해도 된다.
실시예
도 7 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 에 있어서, 미리 숏 블라스트 가공으로 스케일을 제거한 실온 상태의 후강판 (S) 을 질소 분위기의 가열로 (2) 에서 900 ℃ 로 가열하였다. 그 후, 가열로 (2) 로부터 2.0 m 떨어진 위치에 있는 냉각 장치 (3) 로 냉각시켜, 저항복비를 갖는 건축용 강을 제조하였다. 후강판 (S) 의 성분 조성은, 질량％ 로 C : 0.061 ％, Si : 0.07 ％, Mn : 1.98 ％, P : 0.007 ％, S : 0.0008 ％, Al : 0.03 ％, Cu : 0.33 ％, Ni : 1.01 ％, Cr : 0.34 ％, Mo : 1.50 ％, Nb : 0.010 ％, V : 0.04 ％, Ti : 0.012 ％, N : 0.0042 ％ 이고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물이다.
도 7 에 나타내는 열 처리 설비 (1) 에 있어서는, 가열로 (2) 로부터 냉각 장치 (3) 사이에 입측 온도계 (8) 로서 주사형 방사식 온도계가 설치되고, 냉각 장치 (3) 의 5.0 m 출측에 출측 온도계 (9) 로서 주사형 방사식 온도계가 설치되어 있다. 또한, 냉각 장치 (3) 의 급냉각 에어리어 (4) 에는, 상면측의 급냉각 노즐 (10a) 의 근방에 방사식 온도계 (11a) 가 설치되어 있다.
그리고, 실시예 1 ∼ 2 에서는, 후강판 (S) 의 냉각에 있어서, 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 과, 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시켰다. 또한, 입측 온도계 (8) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도 및 출측 온도계 (9) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도와, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 측정된 후강판 (S) 의 상면의 온도에 기초하여, 각종 제어를 실시하였다. 즉, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 후강판 (S) 의 반송 속도를 제어하여, 하기 온도 조건이 달성되도록 하였다. 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도 : Ar3 변태점 이상, 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 : 400 ∼ 550 ℃, 제 1 급냉각 공정에서의 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도 : 1 ∼ 200 ℃/s, 공냉 공정에서의 공냉 시간 : 30 ∼ 300 s, 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 : 300 ℃ 이하, 제 2 급냉각 공정에서의 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도 : 1 ∼ 200 ℃/s. 실시예 1 에서는, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 모두 강냉 모드로 하였다. 실시예 2 에서는, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정의 각각에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 강냉 모드와 약냉 모드의 양자를 이용하고, 출측의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 을 약냉 모드로 하였다.
비교예 1 에서는, 후강판 (S) 의 냉각에 있어서, 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 과, 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시키지 않았다. 또한, 중간 온도 (제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 및 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도) 의 관리를 하지 않고, 입측 온도계 (8) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도 및 출측 온도계 (9) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도에 기초하여, 각종 제어를 실시하였다. 즉, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 후강판 (S) 의 반송 속도를 제어하여, 하기 온도 조건이 달성되도록 하였다. 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도 : Ar3 변태점 이상, 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 : 300 ℃ 이하. 비교예 1 에서는, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 모두 강냉 모드로 하였다.
비교예 2 에서는, 후강판 (S) 의 냉각에 있어서, 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시키지 않았다. 또한, 중간 온도의 관리를 하지 않고, 입측 온도계 (8) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도 및 출측 온도계 (9) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도에 기초하여, 각종 제어를 실시하였다. 즉, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 후강판 (S) 의 반송 속도를 제어하여, 하기 온도 조건이 달성되도록 하였다. 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도 : Ar3 변태점 이상, 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 : 300 ℃ 이하. 비교예 2 에서는, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 모두 강냉 모드로 하였다.
비교예 3 ∼ 5 에서는, 후강판 (S) 의 냉각에 있어서, 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 과, 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시켰다. 또한, 후강판 (S) 의 냉각에 있어서, 중간 온도의 관리를 하지 않고, 입측 온도계 (8) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도 및 출측 온도계 (9) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도에 기초하여, 각종 제어를 실시하였다. 즉, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 후강판 (S) 의 반송 속도를 제어하여, 하기 온도 조건이 달성되도록 하였다. 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도 : Ar3 변태점 이상, 공냉 공정에서의 공냉 시간 : 30 ∼ 300 s, 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 : 300 ℃ 이하. 비교예 3 에서는, 제 1 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 모두 약냉 모드로 하고, 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 모두 강냉 모드로 하였다. 또한, 비교예 4 에서는, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 모두 강냉 모드로 하였다. 또한, 비교예 5 에서는, 제 1 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 강냉 모드와 약냉 모드의 양자를 이용하고, 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 분사수량은 강냉 모드로 하였다.
그리고, 실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 5 의 각각에 대하여, 열 전도 방정식을 계산기로 역산 처리함으로써, 판 두께 중심의 온도 이력을 산출하였다. 역산 처리에는, 입측 온도계 (8) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도 및 출측 온도계 (9) 로 측정된 후강판 (S) 의 온도와, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 측정된 후강판 (S) 의 상면의 온도를 사용하였다. 또한, 산출한 판 두께 중심의 온도의 이력으로부터, 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도, 및 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도를 계산하였다. 또한, 산출한 판 두께 중심의 온도와 설정된 후강판 (S) 의 반송 속도와 급냉각에 사용한 총 존 길이로부터, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도를 계산하였다. 또한, 설정된 후강판 (S) 의 반송 속도와 공냉 존 (6) 의 존 길이로부터 공냉 시간을 계산하였다.
또한, 실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 5 의 각각에 대하여, 냉각 장치 (3) 의 출측에 출측 온도계 (9) 로서 설치한 주사형 방사식 온도계로 후강판 (S) 의 길이 위치에서의 폭 방향 온도 편차를 측정하고, 후강판 (S) 의 표면 온도 분포를 구하였다. 표면 온도의 최대치로부터 최소치를 뺀 값을 온도 편차값으로서 평가하였다.
또한, 실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1 ∼ 5 의 각각의 냉각 조건으로 냉각된 후강판 (S) 의 기계 특성을 평가하였다. 후강판 (S) 의 판 두께 중앙 (판 두께 1/2) 위치로부터 JIS 4 호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241 의 규정에 준거한 인장 시험을 실시하여, 인장 강도 (TS), 항복 강도 (YS), 항복비 (YR) 를 평가하였다. 그리고, TS 는 780 ㎫ 이상, YS 는 630 ㎫ 이상, YR 은 80 ％ 이하에서 합격으로 하였다.
또한, 후강판 (S) 의 판 두께 중앙 위치로부터 JIS Z 2202 의 규정에 준거한 V 노치 시험편을 채취하고, JIS Z 2242 의 규정에 준거한 샤르피 충격 시험을 실시하고, 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 (vE0) 를 평가하였다. 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 (vE0) 는 100 J 이상에서 합격으로 하였다.
평가 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
실시예 1 ∼ 2 에서는, 계산된 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도, 및 공냉 시간이 목표 온도의 범위 내가 되었다. 또한, 후강판 (S) 의 표면 온도에 있어서의 폭 방향 온도 편차도 작고, 인장 강도 (TS), 항복 강도 (YS), 항복비 (YR), 및 0 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 (vE0) 는 합격이었다.
또한, 실시예 2 의 경우, 제 1 급냉각 존 (5) 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측의 급냉각 노즐 (10a, 10b) 을 약냉 모드로 했기 때문에, 실시예 1 과 비교하여 출측의 물기 제거가 용이해져 폭 방향 온도 편차가 개선되었다.
비교예 1 에서는, 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시키지 않았기 때문에, 공냉 존 (6) 측에 냉각수가 누출되었다. 그 때문에, 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도, 및 공냉 시간을 계산 할 수 없어, 불명이었다. 또한, 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시키지 않았기 때문에, 후강판 (S) 의 표면 온도에 있어서의 폭 방향 온도 편차가 커지게 되었다. 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측에서 물기 제거가 실시되지 않기 때문에, 냉각수가 제 2 급냉각 존 (7) 의 출측으로 유출되어, 냉각 장치 (3) 의 출측에서도 후강판 (S) 에 물이 올라간 상태가 되었기 때문인 것으로 생각된다.
또한, 비교예 2 에서는, 제 1 급냉각 존 (5) 의 출측 및 제 2 급냉각 존 (7) 의 입측의 물기 제거 롤 (13) 을 작동시키지 않았기 때문에, 공냉 존 (6) 측으로 냉각수가 누출되었다. 그 때문에, 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도, 및 공냉 시간을 계산할 수 없어, 불명이었다. 또한, 공냉 존 (6) 에 냉각수가 누수된 것으로부터, 공냉 시간이 짧아진 것으로 생각되고, 이로써 베이나이트 변태율이 불충분해져 섬상의 마텐자이트가 얻어지지 않았기 때문에, 후강판 (S) 의 YR 이 불합격이 되었다.
또한, 비교예 3 에서는, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 온도를 측정하지 않고, 중간 온도의 관리를 실시하지 않았다. 이 때문에, 계산된 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도가 목표 범위 밖이 되어, 후강판 (S) 의 YS 및 vE0 이 불합격이 되었다.
또한, 비교예 4 에서는, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 온도를 측정하지 않고, 중간 온도 (제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 및 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도) 의 관리를 실시하지 않았다. 이 때문에, 계산된 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도가 목표 범위 밖이 되어, 후강판 (S) 의 TS, YR 및 vE0 이 불합격이 되었다.
또한, 비교예 5 에서는, 공냉 존 (6) 에 배치된 방사식 온도계 (11a) 에 의해 후강판 (S) 의 온도를 측정하지 않고, 중간 온도의 관리를 실시하지 않았다. 이 때문에, 계산된 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서의 각각의 판 두께 중심의 냉각 속도가 목표 범위 밖이 되어, 후강판 (S) 의 YS 및 vE0 이 불합격이 되었다.
만일, 비교예 3 ∼ 5 와 동일 조건으로, 제 1 급냉각 공정 및 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐 (10a, 10b) 의 수 및 분사수량, 공냉 존 (6) 의 존 길이, 및 반송 속도를 실시예 1 ∼ 2 와 동일하게 했을 경우, 실시예 1 ∼ 2 와 동일한 특성을 가지는 후강판 (S) 을 제조할 수 있는 것으로 추정된다. 그러나, 중간 온도의 측정을 실시하지 않는 경우 (공냉 존 (6) 에 배치되는 방사식 온도계 (11a) 에 의한 후강판 (S) 의 온도 측정을 실시하지 않는 경우), 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 정지 온도 및 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도의 제어를 적절히 할 수 없다. 그 때문에, 후강판 (S) 이 요구 특성을 만족하고 있는 것을 확인하기 위해서는, 그때마다 재료 평가 시험을 실시하여 특성 평가할 수 밖에 없다. 또한, 계절마다의 수온의 변화나, 설비의 경년 변화에 의한 변화에 대응하기 위해서는, 중간 온도 측정에 의한 냉각 능력의 평가와 학습을 그때마다 실시할 필요가 있다.
따라서, 중간 온도의 측정을 실시하지 않는 경우의 후강판 (S) 의 제조는, 우연히 온도 이력이 합치했다고 해도, 매우 생산성이 낮거나, 혹은 품질 관리 상황이 나쁜 공정이 되게 된다. 후강판 (S) 에 대하여 2 단계로 급냉각을 실시할 때에 제 1 단계 및 제 2 단계의 급냉각의 각각에 있어서의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 냉각 속도의 제어를 실시하는 경우에는, 본 발명과 같은 중간 온도의 측정과 수량 조정이 필요하다.
1 ; 열 처리 설비
2 ; 가열로
3 ; 냉각 장치
4 ; 급냉각 에어리어
5 ; 제 1 급냉각 존
6 ; 공냉 존
7 ; 제 2 급냉각 존
8 ; 입측 온도계 (온도계)
9 ; 출측 온도계
10a, 10b ; 급냉각 노즐
11a, 11b ; 방사식 온도계
12 ; 테이블 롤
13 ; 물기 제거 롤 (물기 제거 기구)
14 ; 냉각수
15 ; 냉각 제어 장치
16 ; 상위 컴퓨터
17 ; 분사 노즐
18 ; 물 퍼지
19a, 19b ; 노즐
20 ; 강판 형상계
S ; 후강판

Claims (14)

  1. 후강판을 가열하는 가열로와, 그 가열로에서 가열된 후강판을 냉각시키는 냉각 장치와, 그 냉각 장치의 입측 및 출측의 후강판의 온도 중 어느 일방 또는 양방을 측정하는 온도계를 구비한 후강판의 제조 설비로서,
    상기 냉각 장치는, 상기 가열로로부터 추출된 후강판을 급냉각시키는 제 1 급냉각 존, 그 제 1 급냉각 존에서 급냉각된 후강판을 공냉하는 공냉 존 및 그 공냉 존에서 공냉된 후강판을 급냉각시키는 제 2 급냉각 존을 갖는 급냉각 에어리어를 구비하고,
    그 급냉각 에어리어는, 상하 1 쌍의 급냉각 노즐을 복수 세트, 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치함과 함께, 후강판의 상면측이나 하면측의 어느 일방 또는 양측에 설치되는 방사식 온도계를 상기 공냉 존을 포함하여 적어도 1 대, 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치하고,
    상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계에 의해 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐의 출측에 물기 제거 기구를 설치하고, 상기 제 1 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐과 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계 사이 및 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계와 상기 제 2 급냉각 존의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐 사이에, 적어도 각각 1 개의 물기 제거 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 물기 제거 기구의 각각이, 물기 제거 롤, 에어 퍼지, 및 물 퍼지에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐과 측정에 사용되는 상기 공냉 존의 상면측에 배치된 상기 방사식 온도계 사이 및 측정에 사용되는 상기 공냉 존의 상면측에 배치된 상기 방사식 온도계와 상기 제 2 급냉각 존의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐 사이에 설치된 상기 물기 제거 기구의 각각이 물기 제거 롤이고, 측정에 사용되는 상기 공냉 존의 상면측에 배치된 상기 방사식 온도계의 집광부가 상기 물기 제거 롤의 상단보다 낮은 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계의 집광부와 후강판 사이를 대기압 이상의 압력의 공기로 채우는 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 급냉각 존 및 상기 제 2 급냉각 존에 있어서의 냉각수의 분사수량이 변경 가능하고, 그 분사 가능한 최소 수량과 최대 수량의 비가 2 이상이고, 그 최대 수량 밀도가 1000 L/㎡·min 이상 그리고 그 최소 수량 밀도가 300 L/㎡·min 이상인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도계에 의해 측정된 상기 냉각 장치의 입측 및 출측의 후강판의 온도 중 어느 일방 또는 양방의 측정치와, 상기 방사식 온도계에 의해 측정된 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도의 실측치에 기초하여, 상기 제 1 급냉각 존의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도, 상기 공냉 존에서의 공냉 시간, 상기 제 2 급냉각 존의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 각각이 목표로 하는 범위 내에 들어가도록, 상기 제 1 급냉각 존에서 사용하는 급냉각 노즐의 수 및 분사수량, 상기 공냉 존의 존 길이, 상기 제 2 급냉각 존에서 사용하는 급냉각 노즐의 수 및 분사수량, 및 상기 후강판의 반송 속도를 제어하는 냉각 제어 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.
  8. 후강판을 가열하는 가열 공정과, 그 가열 공정에서 가열된 후강판을 냉각 장치로 냉각시키는 냉각 공정과, 그 냉각 공정의 입측 및 출측의 후강판의 강판 온도 중 어느 일방 또는 양방을 온도계로 측정하는 온도 측정 공정을 구비한 후강판의 제조 방법으로서,
    상기 냉각 공정은, 상기 가열 공정에서 가열된 후강판을 제 1 급냉각 존에서 급냉각시키는 제 1 급냉각 공정, 그 제 1 급냉각 공정에서 급냉각된 후강판을 공냉 존에서 공냉하는 공냉 공정 및 그 공냉 공정에서 공냉된 후강판을 제 2 급냉각 존에서 급냉각시키는 제 2 급냉각 공정을 갖는 급냉각 공정을 구비하고,
    상기 제 1 급냉각 공정 및 상기 제 2 급냉각 공정에서는, 상기 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치된, 상하 1 쌍의 복수 세트의 급냉각 노즐로부터 후강판에 냉각수를 분사하고,
    상기 공냉 공정에서는, 상기 공냉 존을 포함하여 상기 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치된, 후강판의 상면측이나 하면측의 어느 일방 또는 양측에 설치되는 적어도 1 대의 방사식 온도계 중, 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계에 의해 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공냉 공정에서는, 상기 제 1 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐과 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계 사이 및 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계와 상기 제 2 급냉각 존의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐 사이에 적어도 각각 1 개 설치된 물기 제거 기구를 작동시켜, 상기 제 1 급냉각 존에서 분사되는 냉각수 및 상기 제 2 급냉각 존에서 분사되는 냉각수가 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계의 근방에 유입되는 것을 저지하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 급냉각 공정의 출측에 있어서 후강판의 판 두께 평균 온도를 100 ℃ 이상에서 정지할 때에, 상기 제 2 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐의 출측에 설치된 물기 제거 기구를 작동시켜, 상기 제 2 급냉각 존에서 분사되는 냉각수가 제 2 급냉각 존의 출측으로 유출되는 것을 저지하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 공냉 공정에서는, 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계의 집광부를, 상기 제 1 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐과 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계 사이 및 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계와 상기 제 2 급냉각 존의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐 사이에 설치된 상기 물기 제거 기구의 각각의 상단보다 낮은 위치에 설치한 상태에서, 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공냉 공정에서는, 측정에 사용되는 상기 공냉 존에 배치된 상기 방사식 온도계의 집광부와 후강판 사이를 대기압 이상의 압력의 공기로 채운 상태에서, 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 급냉각 공정 및 상기 제 2 급냉각 공정에 있어서의 냉각수의 분사수량이 변경 가능하고, 그 분사 가능한 최소 수량과 최대 수량의 비가 2 이상이고, 그 최대 수량 밀도가 1000 L/㎡·min 이상 그리고 그 최소 수량 밀도가 300 L/㎡·min 이상인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 제어 장치에 의해, 상기 온도계로 측정된 상기 냉각 장치의 입측 및 출측의 후강판의 온도 중 어느 일방 또는 양방의 측정치와, 상기 방사식 온도계에 의해 측정된 후강판의 상면이나 하면의 어느 일방 또는 양방의 온도의 실측치에 기초하여, 상기 제 1 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도, 상기 공냉 공정에서의 공냉 시간, 상기 제 2 급냉각 공정에서의 냉각 개시 온도, 냉각 정지 온도 및 판 두께 중심 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 각각이 목표로 하는 범위 내에 들어가도록, 상기 제 1 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐의 수 및 분사수량, 상기 공냉 존의 존 길이, 상기 제 2 급냉각 공정에서 사용하는 급냉각 노즐의 수 및 분사수량, 및 상기 후강판의 반송 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.
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