KR20230151109A - 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법 - Google Patents

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KR20230151109A
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KR1020237033655A
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겐이치 오스카
마이코 와타나베
신스케 고미네
히데유키 다카하시
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

소재 특성의 변동에 대해서 신속하게 응답 가능하고, 제품의 기계 특성의 변동을 극소화할 수 있는 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법이 제공된다. 연속 어닐링 설비는, 가열대 (6) 및 균열대 (7) 를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비로서, 균열대 (7) 는, 제 1 균열대 (7A) 와, 제 1 균열대 (7A) 의 후에 설치된 제 2 균열대 (7B) 를 포함하고, 제 1 균열대 (7A) 와 제 2 균열대 (7B) 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치 (9) 와, 제 2 균열대 (7B) 의 출구에 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치 (10) 를 구비한다.

Description

연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법
본 개시는 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 본 개시는 특히 자동차용 구조재 등에 사용되는 고강도 강판을 제조하는 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 박강판의 제조에서는, 연속 주조된 슬래브는 최종 판두께에 이를 때까지, 열간 압연, 냉간 압연에 의해서 크게 가공된다. 이어서 행해지는 어닐링 처리에 있어서, 냉간 가공 조직의 회복, 재결정 및 입 성장, 또한, 변태 조직 제어가 행해져, 강도와 가공성의 밸런스가 조정된다.
최근, 어닐링 처리에서는, 띠상으로 이어진 강판을 반송하면서 가열, 균열, 냉각을 연속적으로 행하는 연속 어닐링로가 사용되는 것이 일반적이다. 또, 강판의 용도에 따라서, 상기 냉각 후에, 용융 아연 도금 처리 및 과시효 처리 등이 행해진다.
어닐링로의 가열 수단으로는, 가스 연소로 금속관을 가열하고, 그 복사열로 강판을 간접 가열하는 레이디언트 튜브 버너가 일반적이다. 또, 용융 아연 도금 강판의 제조에서는, 도금성 확보를 위해서, 가스 연소의 화염을 직접 강판에 분사하여 가열하는 직화로를 가열로의 전단 부분에 채용하는 경우가 있다. 또한, 일반적으로, 상기한 가스 연소에 의해서 발생된 연소 가스의 배열 (排熱) 을 이용한 예열대가 가열대의 전에 설치된다.
레이디언트 튜브로는, 노벽으로부터의 복사열로 강판을 가열하기 때문에, 열관성이 크다. 그 때문에, 설정 온도의 변화에 신속하게 추종하기가 어렵다. 또한, 가열 종반에는 강판의 온도 상승 속도가 느리고, 조직 제어를 위해서 일정한 균열 시간이 필요한 점에서, 필요한 노 길이가 늘어나, 열관성이 더욱 커지기 때문에, 목표 온도에의 추종이 보다 지연된다. 그 결과, 코일을 연속 처리하는 과정에서, 강판의 일부의 온도가 소정의 어닐링 온도 범위를 초과하여, 기계적 특성의 편차에 의한 수율 저하, 온도 제어를 위한 라인 속도 변경에 의한 생산성의 저하 등의 문제가 발생될 수 있다.
상기와 같은 문제에 대해서, 특허문헌 1 은, 예열대와 가열대 (직화 가열로) 사이에, 또는, 복수의 직화 가열로로 구성되는 가열대의 중간에, 유도 가열 장치를 설치하여, 가열 능력을 보완함으로써 응답성을 높이는 기술을 개시한다. 특허문헌 2 는, 650 ℃ 이상 750 ℃ 이하까지는 완속 가열하고, 그곳으로부터 750 ℃ 이상 910 ℃ 이하의 어닐링 최고 도달 온도까지 급속 가열하는 기술을 개시한다. 특허문헌 3 은, 재결정·입 성장 모델에 의해서 강판 길이 방향으로 어닐링 최고 도달 온도를 변화시킴으로써, 강 성분 및 열연 조건의 변동에 의한 기계 특성의 편차를 안정화하는 것을 개시한다.
일본 공개특허공보 평11-61277호 일본 공개특허공보 2000-144262호 일본 공개특허공보 평10-152728호
그러나, 특허문헌 1 의 기술은, 강판 표면의 과잉 산화를 방지하기 위해서, 직하식 가열로의 출구에서의 강판 온도가 낮아, 레이디언트 튜브로에서도 가열을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 노 길이의 단축은 곤란해져, 노온 설정 변경의 영향이 광범위하게 미친다. 또한, 유도 가열 장치의 출력을 고속으로 제어함으로써 노온 변동의 영향을 흡수할 수 있다고 하고 있지만, 유도 가열 장치에 이어지는 직하식 가열로에서는 강판의 산화 제어에 중점이 두어져, 강판 온도 제어를 유연하게 행하기는 어렵다. 그 때문에, 노온 변동의 영향을 흡수하는 효과는 충분히 발휘할 수 없다.
특허문헌 2 의 기술은, Interstitial Free 강 (IF 강) 을 대상으로 하여, 균열 전의 유도 가열 장치 또는 통전 가열 장치를 사용한 급속 가열에 의해서 어닐링 최고 도달 온도를 제어하여, 전공정의 실적으로부터 예측되는 재질 편차를 어닐링 후의 α 재결정립의 입경 변화에서 흡수시키고 있다. 그러나, 최근의 제품의 고강도화가 요청되는 가운데, Dual Phase 강 (DP 강) 의 제조량이 증가하고 있다. DP 강은, 어닐링 중에 α 상으로부터 γ 상으로 변태시킬 필요가 있어, 어닐링로 내에서 A1 변태점 이상 A3 변태점 미만의 최고 도달 온도까지 가열하고, 그 도달 온도에 의해서 α 상과 γ 상의 분율을 제어할 필요가 있다. 그 때문에, 특허문헌 2 의 기술과 같이, 완속 가열 후에 균열 온도 요컨대 최고 도달 온도까지 급격하게 승온시키면, 결정 입경이 미세한 채로 α 상이 급격하게 γ 상으로 변태되어 버리기 때문에, 의도한 상 분율로 제어할 수 없게 되어 버린다.
특허문헌 3 의 기술은, 재결정역까지 강판을 가열한 후, 일단 그 영역에서 유지함으로써 재결정을 충분히 진행시키고 나서 다시 급속 가열로 목표 어닐링 온도까지 가열한다. 이 수법이면, 급속 가열에 의한 α 상으로부터 γ 상으로의 급격한 변태를 방지하는 것이 가능해지고, 원리적으로는 최고 도달 온도를 제어함으로써 상 분율을 제어하는 것이 가능해진다. 그러나, 실제의 제조 공정에서는, 소재의 화학 성분의 변동에 의해서 변태 거동이 변동되기 때문에 단순히 강판 온도만으로 상 분율을 제어하는 것은 어려워, 제품마다의 재질 편차를 억제할 수 없다.
본 개시는, 상기한 문제를 감안하여, 소재 특성의 변동에 대해서 신속하게 응답 가능하고, 제품의 기계 특성의 변동을 극소화할 수 있는 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비는,
가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비로서,
상기 균열대는, 제 1 균열대와, 상기 제 1 균열대의 후에 설치된 제 2 균열대를 포함하고,
상기 제 1 균열대와 상기 제 2 균열대 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치와,
상기 제 2 균열대의 출구에 상기 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치를 구비한다.
본 개시의 일 실시형태에 관련된 연속 어닐링 방법은,
가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비에서 실행되는 연속 어닐링 방법으로서,
상기 균열대는, 제 1 균열대와, 상기 제 1 균열대의 후에 설치된 제 2 균열대를 포함하고,
상기 연속 어닐링 설비는, 상기 제 1 균열대와 상기 제 2 균열대 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치와, 상기 제 2 균열대의 출구에 상기 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치를 구비하며,
상기 측정 장치에 의해서 측정된 상기 강판의 오스테나이트 분율에 기초하여, 상기 제 1 유도 가열 장치의 출력을 조정하고, 상기 제 2 균열대의 노온을 조정하는 스텝을 포함한다.
본 개시의 일 실시형태에 관련된 연속 어닐링 방법은,
가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비에서 실행되는 연속 어닐링 방법으로서,
상기 균열대는, 제 1 균열대와, 상기 제 1 균열대의 후에 설치된 제 2 균열대를 포함하고,
상기 연속 어닐링 설비는, 상기 제 1 균열대와 상기 제 2 균열대 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치와, 상기 제 2 균열대의 출구에 상기 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치를 구비하며,
상기 가열대에서, A1 변태점보다 낮은 온도역에서 상기 강판의 온도가 증가하도록 승온하는 스텝과,
상기 제 1 균열대에서, A1 변태점보다 낮은 온도역에서 상기 강판의 온도를 유지하는 스텝과,
상기 제 1 유도 가열 장치에서, 상기 강판의 온도가 A1 변태점 이상 또한 A3 변태점보다 낮은 온도역에 포함되도록, 10 ℃/s 이상 또한 200 ℃/s 이하에서 승온하는 스텝과,
상기 제 2 균열대에서, A1 변태점 이상 또한 A3 변태점보다 낮은 온도역에서 상기 강판의 온도를 유지하는 스텝을 포함한다.
본 개시의 일 실시형태에 관련된 냉연 강판의 제조 방법은,
상기한 연속 어닐링 방법에 의해서 냉연 강판인 상기 강판을 어닐링한다.
본 개시의 일 실시형태에 관련된 도금 강판의 제조 방법은,
상기한 냉연 강판의 제조 방법에 의해서 어닐링된 상기 강판의 표면에 도금 처리를 실시하고,
상기 도금 처리는, 전기 아연 도금 처리, 용융 아연 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금 처리이다.
본 개시에 의하면, 소재 특성의 변동에 대해서 신속하게 응답 가능하고, 제품의 기계 특성의 변동을 극소화할 수 있는 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법이 제공된다. 그 때문에, 종래의 어닐링로보다, 안정적으로 목표로 하는 기계 특성을 구비한 박강판 등을 제조하는 것이 가능해진다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비를 구비한 용융 아연 도금 프로세스를 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 강판 온도 이력의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 연속 어닐링 방법의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법이 설명된다.
<설비 구성>
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비를 구비한 용융 아연 도금 프로세스의 일부를 나타낸다. 본 실시형태에 있어서, 용융 아연 도금 프로세스를 사용하여 제조되는 강재는 박강판이다. 또, 제조되는 강재는 냉연 강판이다. 도 1 의 화살표는 라인 진행 방향을 나타낸다. 이하에 있어서, 이 진행 방향에 있어서의 상류측을「전」으로, 하류측을「후」로 표현하는 경우가 있다. 연속 어닐링 설비는, 페이 오프 릴 (1), 용접기 (2), 전해 청정 장치 (3), 입측 루퍼 (4), 예열대 (5), 가열대 (6), 균열대 (7) 및 냉각대 (8) 를 구비한다. 또, 연속 어닐링 설비는, 제 1 유도 가열 장치 (9) (Induction Heating device, 이하「IH」라고 칭해지는 경우가 있다) 및 변태율계 (10) 를 구비한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 균열대 (7) 는 제 1 균열대 (7A) 와, 제 2 균열대 (7B) 를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 냉각대 (8) 는 제 1 냉각대 (8A) 와, 제 2 냉각대 (8B) 를 포함한다. 연속 어닐링 설비는, 후술하는 제 2 유도 가열 장치를 추가로 구비해도 된다. 또, 연속 어닐링 설비는, 소정의 온도까지 냉각된 박강판을 침지하는 아연 도금조 (아연 포트 (11)), 합금화대, 보열대, 최종 냉각대, 조질 압연 설비, 출측 루퍼, 텐션 릴 등을 추가로 구비해도 된다.
전공정에서 코일상으로 권취된 박강판은 페이 오프 릴 (1) 에서 되감긴다. 되감긴 박강판은, 어닐링로의 예열대 (5) 로 진입한다. 연속 어닐링 설비는, 예열대 (5) 에 이어지는, 가열대 (6), 제 1 균열대 (7A), 제 1 유도 가열 장치 (9) 및 제 2 균열대 (7B) 를, 이 순으로 구비하여 구성된다. 또, 연속 어닐링 설비는, 제 2 균열대 (7B) 의 후에, 변태율계 (10) 를 구비한다. 변태율계 (10) 는, 강판의 오스테나이트 분율 (γ 상 분율) 을 측정하는 측정 장치의 일례이다. 여기에서, 변태율계 (10) 의 전에, 제 2 유도 가열 장치가 설치되어도 된다.
또한, 연속 어닐링 설비는, 변태율계 (10) 의 γ 상 분율의 측정 결과를 이용하여, 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력 및 제 2 균열대 (7B) 의 노온을 조정하는 기구를 구비하는 구성이다.
<구성 요소의 상세>
도 2 는, 일반적인 종래 기술의 어닐링로에서 어닐링한 경우와 본 실시형태에 있어서의 어닐링로에서 어닐링한 경우의 강판의 온도 이력을 예시한다. 세로축은 온도이다. 가로축은 시간이다. 라인 속도는 100 mpm 이다. 또, 강판의 판두께는 1 ㎜ 이다. 본 실시형태에서의 온도의 이력이 실선으로 나타내어지고, 대응하는 공정은 하방에 기재되어 있다. 또, 종래 기술의 온도의 이력이 점선으로 나타내어지고, 대응하는 공정은 상방에 기재되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 어닐링로에서는, 이하에서 설명하는 구성에 의해서, 종래 기술과 비교하여 프로세스에 걸리한 시간도 짧게 끝난다.
(예열대)
상온 ∼ 100 ℃ 정도의 온도에서 페이 오프 릴 (1) 로부터 내보내어진 박강판은, 먼저, 예열대 (5) 로 진입하여 200 ℃ 정도까지 가열된다. 박강판의 온도는 가열에 의해서 단순 증가해도 된다. 본 실시형태에 있어서, 예열대 (5) 는 가열대 (6) 에서 발생되는 고온의 배기를 이용하는 방식이 채용되고 있다.
(가열대)
계속해서, 강판은 가열대 (6) 로 진입하고, 강판 온도가 600 ∼ 700 ℃ 정도까지 가열된다. 박강판의 온도는 가열에 의해서 단순 증가해도 된다. 본 실시형태에 있어서, 가열대 (6) 는, 단시간인 정도의 온도까지 승온하며, 또한, 표면 상태를 제어하기 위해서, 직화 가열로 방식이 채용되고 있다. 직화식 가열로는, 가열 능력이 높아 노의 용적을 작게 할 수 있는 것에 더하여, 강판 표면의 산화 환원 반응에 대해서, 이후의 도금 프로세스를 고려한 유연한 제어가 가능하다.
(제 1 균열대)
제 1 균열대 (7A) 는, α 상의 재결정을 진행시키는 역할을 담당한다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 균열대 (7A) 에 있어서, 노온은 700 ∼ 800 ℃ 정도의 범위에서 제어되고, 강판의 온도가 A1 변태점보다 낮은 온도역 (600 ∼ 730 ℃ 정도) 에 있도록 유지된다. 여기에서, A1 변태점은, 오스테나이트 변태를 일으키게 하는 온도로서, 일례로서 설정 노온이 730 ℃ 이다. 환언하면, A1 변태점 이상의 온도에서 오스테나이트상이 발생되기 시작한다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 균열대 (7A) 의 가열 방식으로서, 효율과 가열 균일성이 높다는 점에서 가스 연소에 의한 복사 가열 (레이디언트 튜브 가열) 방식이 채용되었다.
여기에서, 제 1 균열대 (7A) 에 있어서 강판의 온도가 600 ℃ 미만이면, α 상의 재결정이 진행되지 않아, 충분한 가공성이 얻어지지 않는다. 한편, 제 1 균열대 (7A) 에 있어서 강판의 온도가 A1 변태점 (750 ℃) 이상이면, α 재결정립이 조대해져, 강도가 부족하다. A1 변태점 및 후술하는 A3 변태점은, 강판의 성분에 의해서 약간 변동되는 경우가 있기 때문에, 미리 측정 혹은 계산에 의해서 구해 두는 것이 바람직하다.
제 1 균열대 (7A) 에 있어서의 강판의 체재 시간이 지나치게 짧으면 α 상의 재결정의 진행이 불충분해지고, 지나치게 길면 결정립이 조대해져 기계 특성이 저하되어 버린다. 그래서, 사전에 최적의 체재 시간을 실험에 의해서 검토한 결과, 20 ∼ 60 초 정도 필요한 것을 알 수 있었다. 20 초 미만이면, α 상의 재결정은 진행이 불충분하여 가공성이 열등하고, 60 초를 초과하면 부분적으로 조대한 결정립이 발생되어, 강도가 불균일해지기 때문이다.
여기에서, 연속 어닐링 설비를 구비한 용융 아연 도금 프로세스에 있어서의 강판의 반송 속도 (라인 속도) 는, 일반적으로 50 ∼ 150 mpm 정도이다. 이것을 고려하여, 상기한 균열 조건을 만족시키기 위해서, 제 1 균열대 (7A) 의 라인 길이는 40 ∼ 60 m 가 바람직하다.
(제 1 유도 가열 장치)
다음으로, 제 1 유도 가열 장치 (9) 는, 강판의 온도가 A1 변태점 이상 또한 A3 변태점보다 낮은 온도역 (750 ∼ 900 ℃ 정도) 에 포함되도록, 출력을 조정하여, 강판을 급속 가열한다. 여기에서, A3 변태점은, γ 상 분율을 억제할 수 있는 상한의 온도이다. 이 프로세스는, 단시간에, 강판 전체를 균일하게 A1 변태점 이상의 온도까지 승온하는 것이 목적으로서, 설비 전체의 소형화에도 기여한다. 또, γ 상 변태의 진행에 편차가 발생되면, 최종 제품의 기계적 특성에 편차가 발생되기 때문이다. 제 1 유도 가열 장치 (9) 는, 10 ℃/s 이상 또한 200 ℃/s 이하에서 승온해도 된다. 10 ℃/s 미만에서는 α 립의 조대화를 초래하고, 200 ℃/s 보다 크면 폭 방향에서 국소적인 고온부가 발생되어 균일성이 유지되지 않기 때문이다. 제 1 유도 가열 장치 (9) 는, 20 ℃/s 이상 또한 100 ℃/s 이하에서 승온하는 것이 보다 바람직하다. 가열 속도가 20 ℃/s 이상이면, 라인 길이의 길이를 보다 짧게 할 수 있고, 100 ℃/s 이하이면, 열응력에 의해서 강판이 좌굴 변형되는 리스크를 더욱 저감할 수 있기 때문이다. 또, 본 실시형태에 있어서, 가열 능력의 높은 것 및 온도 제어에 대한 응답성의 속도의 관점에서, 급속 가열의 수단으로서 제 1 유도 가열 장치 (9) 가 사용되었다. 또, 이와 같은 온도역에서 가열하는 경우, 강판의 자성이 변화되는 퀴리점을 초과하기 때문에, 제 1 유도 가열 장치 (9) 는 트랜스버스식인 것이 바람직하다. 제 1 유도 가열 장치 (9) 가 트랜스버스식인 경우에, 출력은 자속에 의한 유도 가열이다.
제 1 유도 가열 장치 (9) 에 의해서 승온된 강판의 온도가 A1 변태점보다 낮은 온도 (730 ℃ 미만) 이면, α 상의 재결정 혹은 입 성장을 촉진할 뿐으로, 기계적 특성의 편차를 해소할 수 없다. 또, 제 1 유도 가열 장치 (9) 에 의해서 승온된 강판의 온도가 A3 변태점 이상 (900 ℃ 이상) 이면, γ 상 분율의 제어가 곤란해져, 최종 제품의 가공성이 저하된다.
제 1 유도 가열 장치 (9) 는 복사 가열 방식과 비교하여 가열 능력이 높아 승온 속도가 크다는 특징이 있지만, 급속 가열하기 위해서는 투입 전력을 크게 할 필요가 있어, 용량이 큰 수전 설비가 필요해진다. 그 때문에, 가열 능력과 설비 비용의 균형으로부터 실현 가능한 설비 규모로서, 설비 길이가 5 ∼ 10 m, 가열 시간이 2 ∼ 10 초 및 가열 속도가 20 ∼ 100 ℃/s 인 것이 바람직하다.
(제 2 균열대)
급속 가열 후의 강판은, 제 2 균열대 (7B) 에서 목표로 하는 γ 상 분율에 도달할 때까지 균열 유지된다. 본 실시형태에 있어서, 제 2 균열대 (7B) 의 가열 방식으로서, 제 1 균열대 (7A) 와 동일하게 레이디언트 튜브 가열 방식이 채용되었다. 제 2 균열대 (7B) 는 노온을 목표 어닐링 온도 부근인 800 ∼ 950 ℃ 정도로 제어한다. 800 ℃ 미만이면, γ 상으로의 변태가 느리고 부분적으로 α 상이 남기 때문에, 강도가 부족하다. 또, 950 ℃ 를 초과하면, γ 상 분율의 제어가 곤란해져, 최종 제품의 가공성이 열등하다. 한편, A1 변태점 이상으로 가열함으로써 α 상으로부터 γ 상으로의 변태가 발생되지만, 급속 가열했을 경우에, 승온 직후의 금속 조직은 평형 상태에 도달해 있지 않다. 그 때문에, 그 후의 유지 중에 변태를 진행시켜, γ 상 분율을 제어할 필요가 있다. 충분한 γ 상 분율이 얻어지는 체재 시간을 검토한 결과, 20 ∼ 50 초 정도의 체재가 필요하였다. 20 초 미만이면, γ 상 변태가 불충분해져, 강도가 부족하다. 50 초를 초과하면, 냉각 후에 α 상과 γ 상의 2 상으로 되지 않고, 냉각 후에 마텐자이트 단상으로 되어, 가공성이 부족하다. 여기에서, 체재 시간은 설비 길이와 라인 속도에 의해서 정해지기 때문에 제어 파라미터로서 사용하기가 어렵다. 그 때문에, 실제의 조업에 있어서, 유도 가열의 도달 온도를 제어하면서, γ 상 분율이 과대한 경우에는 노온을 저하시켜 변태의 진행을 지연시키고, 과소한 경우에는 노온을 올려 변태의 진행을 촉진하면 된다.
이 어닐링 조건을 달성하기 위해서, 일반적인 통판 속도를 고려하면, 제 2 균열대 (7B) 의 라인 길이는 30 ∼ 50 m 정도인 것이 바람직하다.
(변태율계)
제 2 균열대 (7B) 의 출측에는 강판의 γ 상 분율을 측정하는 변태율계 (10) 가 배치되어 있고, 냉각대 (8) 및 아연 도금조 등에서의 후공정으로 진입하기 직전의 강판의 α 상 및 γ 상의 상 분율 (변태율) 이 측정된다. 이 변태율계 (10) 는, 측정된 γ 상 분율에 기초하여, 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력 및 제 2 균열대 (7B) 의 온도를 조정하는 목적에서 설치되어 있다. 이와 같은 조정에 의해서, 강판의 기계적 특성을 안정적으로 얻을 수 있다.
여기에서, 변태율의 측정 방식은 특별히 한정되지 않지만, X 선 회절법을 응용한 수법이 온라인 또한 비접촉으로 측정 가능하기 때문에 바람직하다. γ 상과 α 상은 결정 구조의 차이에 의해서, 강판에 X 선을 조사하면 각각 고유의 각도에서 회절 피크를 일으킨다. 이 회절 피크 강도에 의해서 γ 상 분율을 정량화하는 수법이다. 시판되는 것에서는, 예를 들어 SMS 사 제조의 X-CAP 등을 들 수 있다. 또, 자기 검출기, 즉 강대의 자기 변태율을 측정하는 장치로서, 자장을 발생시키는 구동 코일과, 강대를 통과한 자장을 측정하는 검출 코일로 구성되는 자기 변태율 측정 장치를 사용하여, 오스테나이트 분율이 측정되어도 된다. 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2019-7907호에 기재된 장치를 사용할 수 있다.
(제 2 유도 가열 장치)
또, 제 2 균열대 (7B) 와 변태율계 (10) 사이에, 추가로 제 2 유도 가열 장치가 설치되어도 된다. 이 위치에 제 2 유도 가열 장치가 있음으로써, 변태율계 (10) 의 측정 결과를 더욱 지체하지 않고 반영하고, 보다 유연하게 변태율에 기초하는 제어가 가능해져, 최종 제품의 기계적 특성이 더욱 안정된다. 또, 제 2 유도 가열 장치가 설치됨으로써, 제 2 균열대 (7B) 의 노온에 의해서 제어하는 (온도 조정하는) 부하를 줄일 수 있다. 요컨대, 변태율계 (10) 의 측정 결과에 기초하는 온도 조정을, 제 2 균열대 (7B) 뿐만 아니라, 제 2 유도 가열 장치에서 행할 수 있다. 이와 같이, 제 2 유도 가열 장치가 보조적으로 병용됨으로써, 코일 이음매에서의 판두께 변동, 어닐링 조건을 변경할 때의 온도 제어의 지연을 방지하는 것도 가능해진다. 단, 연속 어닐링 설비에 대한 제 2 유도 가열 장치의 설치는 필수가 아니고, 적어도 제 1 유도 가열 장치 (9) 가 설치되면 된다.
(냉각대)
냉각대 (8) 는, 강판을 소정의 온도까지 냉각시키는 설비로서, 냉각 수단으로서, 가스 제트 냉각, 롤 냉각, 수 냉각 (워터 켄치) 등이 사용된다. 본 실시형태와 같이, 냉각대 (8) 를 제 1 냉각대 (8A) 와 제 2 냉각대 (8B) 등 복수로 구분하여, 상이한 냉각 수단을 조합하거나, 동종의 냉각 수단의 냉각 조건을 변경하거나 하여, 강판의 냉각시의 열이력이 제어되어도 된다.
(용융 아연 도금욕)
냉각대 (8) 에 용융 아연 도금욕을 후속시키고, 냉각대 (8) 로부터 배출되는 강판에 용융 아연 도금을 실시할 수 있다. 용융 아연 도금은 통상적인 방법에 따라서 행하면 되고, 필요에 따라서, 스나우트, 욕중 롤 등을 설치하면 된다.
(합금화 설비)
용융 아연 도금욕에 이어서, 합금화 처리 설비가 설치되어도 된다. 합금화 처리 설비에서는 강판을 가열하여 합금화 처리를 행한다. 합금화 처리는 통상적인 방법에 따라서 행하면 된다.
(그 밖의 설비)
합금화 설비에 이어서, 최종 제품의 품질 향상과 제조 안정성·효율화를 위해서, 보열대, 냉각대, 조질 압연 설비, 교정기, 출측 루퍼, 텐션 릴 등이 추가로 구비되어도 된다. 이들 설비는 제품에 요구되는 품질에 따라서 설치하여 사용되면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
<조업 방법 (제어 방법)>
본 실시형태에서는, 제품마다 최적의 γ 상 분율의 범위를 사전에 파악하여 변태율 제어 모델을 구축하고, 변태율계 (10) 에서의 γ 상 분율의 측정 결과가, 목표로 하는 범위에 들어가도록 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력과 제 2 균열대 (7B) 의 노온을 제어한다. 이로써, 보다 확실하게 기계 특성이 매우 안정적인 제품을 제조하는 것이 가능해진다. 변태율 제어 모델은 제품마다 구축되지만, 본 실시형태에 있어서 제품을 구분하는 요소로서, 강도의 그레이드가 사용된다. 제품을 구분하는 요소는, 강도의 그레이드에 한정되지 않는다. 예를 들어 강종, 강도 이외의 기계적 특성, 표면 특성 등, 필요로 되는 제품 특성에 의해서 제품의 구분이 행해지고, 제품마다의 변태율 제어 모델이 구축되어도 된다.
도 3 은, 본 실시형태에 있어서, 상기한 연속 어닐링 설비에서 실행되는 연속 어닐링 방법의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
어닐링로 내의 변태율계 (10) 를 사용한 γ 상 분율 측정 결과 (도 3 의「변태율 정보 실적」) 와, 당해 재료를 주조했을 때에 얻어진 화학 성분의 정보 (도 3 의「소재 정보」) 와, 연속 어닐링 설비의 현재의 조업 조건 (특히 냉각대 (8) 의 조업 조건) 으로부터, 재질 예측 모델을 사용하여, 최종적으로 얻어지는 제품의 기계 특성 (기계적 성질) 이 예측된다. 이 때, 사용되는 재질 예측 모델은 오프 라인에서의 레버러토리 실험 또는 수치 해석에 의해서 얻어지는 물리 모델뿐만 아니라, 제조 실적의 축적으로부터 얻어지는 기계 학습 모델을 사용해도 된다.
다음으로, 예측된 기계 특성 (도 3 의「기계적 성질의 예측 결과」) 이 당해 제품에 허용되는 기계적 성질의 목표 범위 내에 포함되는지를 판단한다. 기계적 성질의 목표 범위는, 상위 컴퓨터로부터 부여된다. 상위 컴퓨터는, 연속 어닐링 설비의 조업을 통괄하는 프로세스 컴퓨터에 대해서, 제조 정보 등을 부여하는 컴퓨터이다. 연속 어닐링 설비는, 목표 범위 내이면 (도 3 의「기계적 성질 목표 범위 내」가 Yes), 현재의 조건 그대로 조업을 계속한다. 연속 어닐링 설비는, 목표 범위로부터 벗어난 경우에 (도 3 의「기계적 성질 목표 범위 내」가 No), 조업 조건의 변경을 행한다. 조업 조건의 변경시에 있어서는, 상기한 재질 예측 모델로부터 재질을 목표 범위 내에 들게 하기 위해서 필요한 γ 상 분율의 조정량을 구하고, 그 변태율의 조정량을 실현하기 위한 강판 온도 제어량을 구하는 변태율 제어 모델을 사용한다. 변태율 제어 모델은, 오프 라인에서의 레버러토리 실험 또는 수치 해석에 의해서 얻어지는 물리 모델이면 되고, 제조 실적의 축적으로부터 얻어지는 기계 학습 모델이어도 된다.
연속 어닐링 설비는, 필요한 온도 제어 범위가, 제 1 유도 가열 장치 (9) 에 의해서 제어 가능한 범위에 포함된다고 판단될 경우에 (도 3 의「IH 출력 제어 범위 내」가 Yes), 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력을 변경한다. 연속 어닐링 설비는, 필요한 온도 제어 범위가, 제 1 유도 가열 장치 (9) 에 의해서 제어 가능한 범위에 포함되지 않는다고 판단될 경우에 (도 3 의「IH 출력 제어 범위 내」가 No), 제 2 균열대 (7B) 의 노온도 함께 변경한다. 제 2 균열대 (7B) 의 노온이 변화되고 있는 동안에도, 상기한 제어 플로에 따라서 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력과 제 2 균열대 (7B) 의 노온을 제어해 감으로써, 제품의 기계적 특성이 목표로부터 벗어나는 양을 최소한으로 억제할 수 있다. 요컨대, 소재 특성의 변동에 대해서 신속하게 응답 가능하고, 제품의 기계 특성의 변동을 극소화할 수 있다.
여기에서, 종래의 연속 어닐링 설비에서도, 변태율계 (10) 를 설치하여 판온의 고정밀도 제어에 의해서 변태율의 제어를 시도하는 것은 가능하다. 그러나, 종래의 복사 가열식의 어닐링로만의 설비 사양에서는 가열에 시간이 걸리기 때문에 (예를 들어 100 ∼ 200 초 정도), 노 용적이 매우 커진다 (예를 들어 라인 길이 150 ∼ 250 m). 그 때문에, 제어 지령에 대한 노온의 응답성이 매우 나쁠 뿐만 아니라, 노온 변화의 영향을 받는 강판 길이도 길어지기 때문에, 강판 온도를 미세하게 제어할 수 없다. 한편, 본 개시에 의하면, 제 1 유도 가열 장치 (9) 에 의해서 강판 온도를 고속으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 균열대 (7) 의 노 길이를 단축할 수 있기 때문에 (예를 들어 70 ∼ 110 m), 노온의 응답성이 높아진다. 그 결과, 소재에서 기인하는 변태 거동 변동에 대한 응답뿐만 아니라, 제품 이음매에서 어닐링 조건이 변화될 때에도 가열 조건의 변경을 신속하게 반영시키는 것이 가능해진다. 그리고, 목적으로 하는 어닐링 조건으로부터 벗어나는 범위를 축소할 수 있어 수율이 현격히 향상된다.
강판에는, 연속 어닐링 설비에서의 어닐링 처리에 이어서, 도금 처리, 합금화 처리, 조질 압연, 형상 교정 처리를 실시해도 된다. 도금 처리 및 합금화 처리는, 제품의 표면 특성에 요구되는 품질을 만족시키기 위한 통상적인 방법이어도 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
또, 형상의 변형이 발생된 경우에는, 계속하여 조질 압연 및 교정기에 통판시켜 교정하면 된다. 조질 압연 및 교정은, 강판의 기계적 특성에 영향을 주지 않고 형상을 교정하는 것에 그치는 조건에서 행하면 되고, 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
표 1 및 표 2 는, 종래의 연속 어닐링 설비, 본 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비 (도 1 참조) 를 사용하여, 박강판을 제조한 조건과 결과를 나타낸다. 여기에서 비교예 2 이외에서는, 제품의 기계 특성의 편차를 조사하기 위해서, 복수의 강도 레벨의 제품을 각각 코일로 30 개씩 제조하였다. 강도 레벨이 780 ㎫, 980 ㎫, 1180 ㎫ 급의 3 종류를 제조하고, 판두께는 각각의 강도 레벨로 1.0, 1.5, 2.0 ㎜ 의 3 종류를 10 개씩 제조하였다. 이들 각 그레이드 및 각 판두께의 10 개의 슬래브는, 연속 주조기에 있어서 모두 상이한 로트에서 주조된 것을 사용하였다. 그 때문에, 제조 관리 범위 내이기는 하지만, 각 슬래브의 화학 성분은 불균일하고, 변태 거동도 균일하게는 되어 있지 않다.
Figure pct00001
Figure pct00002
각각의 슬래브는 일반적인 수법으로, 열간 압연, 산세가 실시되고, 필요에 따라서, 어닐링, 냉간 압연이 실시된 후, 실험실에서의 어닐링, 종래 기술의 연속 어닐링 설비 및 본 개시의 연속 어닐링 설비에서 열처리되고, 그 후에, 냉각, 도금 등의 후처리가 실시되었다. 최종 제품의 임의의 3 개 지점으로부터 인장 시험편이 채취되고, 기계적 특성이 측정되었다. 여기에서, 인장 시험편은 JIS 5 호로 하였다. 인장 시험은 JISZ2241 에 따라서 행해졌다. 인장 시험에 의해서 측정된 TS (Tensile Strength, 인장 강도) 의 편차가 ±30 ㎫ 이하이면 기계적 특성이 안정적이고, ±30 ㎫ 보다 클 경우, 기계적 특성이 불균일한 것으로 하였다. 요컨대, TS 편차의 범위가 ±30 ㎫ 의 폭, 즉 60 ㎫ 이하이면 기계적 특성이 안정적인 것으로 하였다. 또, 780 ㎫, 980 ㎫, 1180 ㎫ 급의 각 그레이드에 있어서, 필요한 강도 범위는 각각 780 ㎫ 이상, 980 ㎫ 이상, 1180 ㎫ 이상이다.
비교예 1 은, 제 1 유도 가열 장치 (9) 및 변태율계 (10) 가 설치되어 있지 않은, 예열대 (5), 가열대 (6), 균열대 (7) (도 1 의 제 1 균열대 (7A) 와 제 2 균열대 (7B) 가 연속된 노 길이) 로 구성되는 종래의 어닐링을 사용하여, 상기한 소재로 제조되었다. 제조에 있어서의 라인 속도는 60 ∼ 120 mpm 의 범위이고, 판두께에 따라서 강판 온도의 변화가 제어되었다. 가열대 (6) (직화 가열) 의 출구의 강판 온도는 600 ∼ 700 ℃ 의 범위 내로서, 표면의 산화 환원 반응을 제어하였다. 그 후 레이디언트 튜브 방식의 균열대 (7) 에 도입하여 더욱 가열을 행하고, 재결정역에서의 체재 시간은 20 ∼ 60 초였다. 재결정역 이후의 가열/균열 시간은 100 ∼ 200 초였다. 균열대 (7) 의 출구 (냉각대 (8) 의 입구) 의 강판 온도는 750 ∼ 850 ℃ 의 범위에 있었다. 균열대 (7) 의 노온은 출구의 강판 온도가 목표치가 되도록 제어되었다. 그 후, 냉각, 용융 아연 도금, 합금화 처리 등을 거쳐 최종 제품으로부터 재료 시험편이 복수 채취되고, 기계 특성의 편차가 조사되었다. 그 결과, 각 그레이드에서 인장 강도는 크게 편차가 발생되어, 그레이드마다의 하한치를 밑도는 것이 존재하였다. 이 원인은, 소재의 화학 성분의 변동으로 어닐링시의 상 분율이 의도한 값으로 되어 있지 않았던 것과, 판두께 및 그레이드가 상이한 코일의 이음매에서 어닐링 조건이 변화되었을 때에, 가열 조건을 추종할 수 없는 부분이 발생된 것으로 추정된다.
비교예 2 는, 수치 계산과 절단판을 사용한 실험으로서, 균열대 (7) 의 입구에 있어서 목표 어닐링 온도까지 급속히 가열한 경우를 검토한 결과이다. 비교예 2 에서는, 재결정역에서의 체재 시간이 매우 짧고, 재결정이 진행되지 않은 채로 α 상으로부터 γ 상으로의 변태가 급속히 진행되었다. 그 때문에, 냉각 후의 조직은 마텐자이트 단상인 채로 조직 제어를 행할 수 없어, 균열이 발생되고, 기계 특성의 측정을 할 수 없었다.
비교예 3 은, 종래의 어닐링로의 균열대 (7) 의 중간 (도 1 의 제 1 균열대 (7A) 와 제 2 균열대 (7B) 사이의 동일한 위치) 에 유도 가열 설비를 설치하였다. 통판 속도 및 가열대 (6) 의 출구에 있어서의 강판 온도는, 비교예 1 과 동일한 범위에서 제어하였다. 제 1 유도 가열 장치 (9) 를 설치하기는 했지만, 변태율계 (10) 의 측정치를 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력 및 노온으로 피드백하지 않고, 종래와 동일하게 강판 온도만으로 제어가 행해졌다. 그 결과, 승온 속도는 5 ℃/s 였다. 응답성이 높은 제 1 유도 가열 장치 (9) 와 사이즈가 작은 균열대 (7) 를 사용하고 있기 때문에 강판 온도의 제어성은 향상되고, 제품의 기계 특성의 편차도 약간 개선되었으나, 후술하는 실시예에는 미치지 못한다. 또, 소재의 화학 성분에 의한 변동을 흡수할 수 없어, γ 상으로의 변태가 불충분하고, 기계 특성의 하한을 밑도는 것이 존재하였다.
비교예 4 는, 비교예 3 과 동일하게, 종래의 어닐링로의 균열대 (7) 의 중간에 유도 가열 설비를 설치하였다. 비교예 3 과 동일하게, 강판 온도는 비교예 1 과 동일한 범위에서 제어하였다. 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 승온 속도를 250 ℃/s 로 한 결과, 판 에지 부분의 인장 강도가 과잉으로 커지는 것이 존재하여, 기계적 특성의 허용 범위를 오버하는 것이 나타나게 되었다.
비교예 5 는, 균열대 (7) 의 출구의 변태율계 (10) 에 의해서 어닐링시의 상 분율을 측정하여, 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력과 균열대 (7) 의 노온을 제어하였다. 제 1 유도 가열 장치 (9) 및 제 2 균열대 (7B) 는 적합 범위에서 조업되고 있었기 때문에, 조정은 실시하지 않았다. 그러나, 통판 속도의 최적화를 실시하고 있지 않아, 제 1 균열대 (7A) 의 체재 시간이 70 초로 되어 버렸다. 이로써, α 립이 조대화하여, 최종 제품의 강도가 부족한 지점이 나타나게 되었다.
실시예 1 은, 도 1 에 나타내는 본 개시의 연속 어닐링 설비를 사용하여, 상기한 소재로 제품을 제조한 결과이다. 통판 속도 및 가열대 (6) 의 출구에 있어서의 강판 온도는, 비교예 1 과 동일한 범위에서 제어하였다. 단, 실시예 1 에서는 균열대 (7) 의 출구의 변태율계 (10) 에 의해서 어닐링시의 상 분율을 측정하여, 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력과 균열대 (7) 의 노온을 제어하였다. 그 결과, 냉각대 (8) 의 입구의 강판 온도의 범위는 비교예 1 에 비해서 커지기는 했지만, 상 분율에 기초하여 제어함으로써, 제품의 기계 특성의 편차가 크게 개선되었다. 또, 기계 특성의 하한치를 밑도는 지점은 존재하지 않았다.
실시예 2 는, 실시예 1 과 동일한 제어를 실시했지만, 제 1 유도 가열 장치 (9) 와 제 2 균열대 (7B) 의 노온을 제어하여, 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 승온 속도와 제 2 균열대 (7B) 의 온도를 조정한 예이다. 적합 범위로 제어한 결과, 제품의 기계적 특성은 목표 범위 내로 들어가는 결과가 되었다.
실시예 3 은, 연속 어닐링 설비의 균열대 (7) 의 출구로부터 변태율계 (10) 사이에 설치된 보조적인 제 2 유도 가열 장치도 사용하여 제조한 결과이다. 제 2 유도 가열 장치까지 사용하여, 균열대 (7) 의 출구에 있어서 상 분율을 제어할 수 있게 되었기 때문에, 기계 특성의 편차가 실시예 1 보다 작아졌다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비, 연속 어닐링 방법, 냉연 강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법은, 상기한 구성에 의해서, 소재 특성의 변동에 대해서 신속하게 응답 가능하고, 제품의 기계 특성의 변동을 극소화할 수 있다. 또, 본 실시형태에 관련된 연속 어닐링 설비는, 종래보다 라인 길이가 억제되기 때문에, 제조 설비의 도입 비용 저감도 기대할 수 있다.
본 개시의 실시형태에 대해서, 여러 도면 및 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 당업자라면 본 개시에 기초하여 다양한 변형 또는 수정을 행하는 것이 용이한 것에 주의하기 바란다. 따라서, 이들 변형 또는 수정은 본 개시의 범위에 포함되는 것에 유의하기 바란다. 예를 들어, 각 구성부 또는 각 스텝 등에 포함되는 기능 등은 논리적으로 모순되지 않도록 재배치 가능하고, 복수의 구성부 또는 스텝 등을 하나로 조합하거나, 혹은 분할하거나 하는 것이 가능하다. 본 개시에 관련된 실시형태는 장치가 구비하는 프로세서에 의해서 실행되는 프로그램 또는 프로그램을 기록한 기억 매체로서도 실현할 수 있는 것이다. 본 개시의 범위에는 이것들도 포함되는 것으로 이해되기 바란다.
상기한 실시형태에 있어서, 예열대 (5), 가열대 (6) 및 균열대 (7) 를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비를 설명했지만, 연속 어닐링 설비는 예열대 (5) 를 구비하지 않아도 된다. 예열대 (5) 를 구비하지 않은 구성의 경우에, 상기한 예열대 (5) 에 있어서의 처리는 가열대 (6) 에 의해서 실행되어도 된다.
상기한 실시형태에 있어서 아연 포트 (11) 는 박강판을 침지하는 아연 도금조인 것으로 설명되었지만, 다른 도금 처리가 실행되어도 된다. 도금 처리는, 예를 들어 전기 아연 도금 처리, 용융 아연 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금 처리여도 된다.
또, 예를 들어 프로세스 컴퓨터의 기억부 (예를 들어 메모리) 에 기억된 프로그램을, 프로세스 컴퓨터의 프로세서가 읽어들여 실행함으로써, 재질 예측 모델로부터 최종적으로 얻어지는 제품의 기계 특성을 예측하는 처리, 및, 변태율 제어 모델을 구축하고, γ 상 분율이 목표로 하는 범위에 들어가도록 제 1 유도 가열 장치 (9) 의 출력과 제 2 균열대 (7B) 의 노온을 제어하는 처리 등을 실행해도 된다. 또, 재질 예측 모델 및 변태율 제어 모델은, 프로세스 컴퓨터의 기억부에 기억되어도 된다.
1 : 페이 오프 릴
2 : 용접기
3 : 전해 청정 장치
4 : 입측 루퍼
5 : 예열대
6 : 가열대
7: 균열대
7A : 제 1 균열대
7B : 제 2 균열대
8 : 냉각대
8A : 제 1 냉각대
8B : 제 2 냉각대
9 : 제 1 유도 가열 장치
10 : 변태율계
11 : 아연 포트

Claims (8)

  1. 가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비로서,
    상기 균열대는, 제 1 균열대와, 상기 제 1 균열대의 후에 설치된 제 2 균열대를 포함하고,
    상기 제 1 균열대와 상기 제 2 균열대 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치와,
    상기 제 2 균열대의 출구에 상기 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치를 구비하는 연속 어닐링 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 균열대의 출구로서, 상기 측정 장치의 전에, 제 2 유도 가열 장치를 추가로 구비하는, 연속 어닐링 설비.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비에 이어서, 용융 아연 도금욕을 추가로 구비하는, 연속 어닐링 설비.
  4. 가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비에서 실행되는 연속 어닐링 방법으로서,
    상기 균열대는, 제 1 균열대와, 상기 제 1 균열대의 후에 설치된 제 2 균열대를 포함하고,
    상기 연속 어닐링 설비는, 상기 제 1 균열대와 상기 제 2 균열대 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치와, 상기 제 2 균열대의 출구에 상기 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치를 구비하며,
    상기 측정 장치에 의해서 측정된 상기 강판의 오스테나이트 분율에 기초하여, 상기 제 1 유도 가열 장치의 출력을 조정하고, 상기 제 2 균열대의 노온을 조정하는 스텝을 포함하는, 연속 어닐링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 유도 가열 장치가 출력을 조정하고, 상기 제 2 균열대가 노온을 조정하는 스텝은, 제품마다 구축된 변태율 제어 모델을 사용하는, 연속 어닐링 방법.
  6. 가열대 및 균열대를 이 순으로 구비하여 구성되는 강판의 연속 어닐링 설비에서 실행되는 연속 어닐링 방법으로서,
    상기 균열대는, 제 1 균열대와, 상기 제 1 균열대의 후에 설치된 제 2 균열대를 포함하고,
    상기 연속 어닐링 설비는, 상기 제 1 균열대와 상기 제 2 균열대 사이에 설치된 제 1 유도 가열 장치와, 상기 제 2 균열대의 출구에 상기 강판의 오스테나이트 분율을 측정하는 측정 장치를 구비하며,
    상기 가열대에서, A1 변태점보다 낮은 온도역에서 상기 강판의 온도가 증가하도록 승온하는 스텝과,
    상기 제 1 균열대에서, A1 변태점보다 낮은 온도역에서 상기 강판의 온도를 유지하는 스텝과,
    상기 제 1 유도 가열 장치에서, 상기 강판의 온도가 A1 변태점 이상 또한 A3 변태점보다 낮은 온도역에 포함되도록, 10 ℃/s 이상 또한 200 ℃/s 이하에서 승온하는 스텝과,
    상기 제 2 균열대에서, A1 변태점 이상 또한 A3 변태점보다 낮은 온도역에서 상기 강판의 온도를 유지하는 스텝을 포함하는, 연속 어닐링 방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 연속 어닐링 방법에 의해서 냉연 강판인 상기 강판을 어닐링하는, 냉연 강판의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 기재된 냉연 강판의 제조 방법에 의해서 어닐링된 상기 강판의 표면에 도금 처리를 실시하고,
    상기 도금 처리는, 전기 아연 도금 처리, 용융 아연 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금 처리인, 도금 강판의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024070278A1 (ja) * 2022-09-27 2024-04-04 Jfeスチール株式会社 連続焼鈍設備、連続焼鈍方法、冷延鋼板の製造方法及びめっき鋼板の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10152728A (ja) 1996-11-25 1998-06-09 Nippon Steel Corp 加工性および表面性状に優れる冷延鋼板の製造方法
JPH1161277A (ja) 1997-08-28 1999-03-05 Nkk Corp 鋼板の連続熱処理方法
JP2000144262A (ja) 1998-11-02 2000-05-26 Nippon Steel Corp 機械的特性の安定した加工用冷延鋼板の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS572132B2 (ko) * 1973-12-11 1982-01-14
JPS6269160A (ja) * 1985-09-24 1987-03-30 Kawasaki Steel Corp 鋼材の相分率測定方法
WO1997000975A1 (fr) * 1995-06-23 1997-01-09 Nippon Steel Corporation Procede de recuit en continu de toles d'acier laminees a froid et equipement correspondant
JP6432645B1 (ja) 2017-06-28 2018-12-05 Jfeスチール株式会社 焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定方法および磁気変態率測定装置、連続焼鈍プロセス、連続溶融亜鉛めっきプロセス

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10152728A (ja) 1996-11-25 1998-06-09 Nippon Steel Corp 加工性および表面性状に優れる冷延鋼板の製造方法
JPH1161277A (ja) 1997-08-28 1999-03-05 Nkk Corp 鋼板の連続熱処理方法
JP2000144262A (ja) 1998-11-02 2000-05-26 Nippon Steel Corp 機械的特性の安定した加工用冷延鋼板の製造方法

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