JPH0380848B2 - - Google Patents
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- JPH0380848B2 JPH0380848B2 JP8198985A JP8198985A JPH0380848B2 JP H0380848 B2 JPH0380848 B2 JP H0380848B2 JP 8198985 A JP8198985 A JP 8198985A JP 8198985 A JP8198985 A JP 8198985A JP H0380848 B2 JPH0380848 B2 JP H0380848B2
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- cooling
- temperature
- steel
- ferrite
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0203—Cooling
- B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
- B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は冷却中の変態組織を制御することに
より目的とする材質の鋼材を得る方法に関するも
ので、とくに連続熱間圧延後の冷却制御に好適な
ものである。 （従来の技術） 変態で材質が決まる鋼材がどのような変態組織
を持つかはその鋼の成分および種々の製造条件
（熱延鋼材の場合にはスラブ加熱温度、圧延条件、
冷却条件等）により大きく変化するが、その中で
もとくに冷却条件の影響が大きく、その制御が材
質の調整には重要である。 熱延工程では冷却条件の制御法として圧延最終
段の出側温度とコイル巻取温度を管理する方法が
とられているが、その冷却条件の設定には次のよ
うな２種類の方法が用いられている。ひとつは
CCT図やTTT図を用い、目的とする変態組織を
得るための冷却パターンを設定する方法である。
しかし実際の冷却は直線冷却に対応するCCT図
や恒温保定に対応するTTT図のような単純な温
度変化をとるのではなく、より複雑な温度変化
（とくに変態発熱による冷却曲線の変化）をとる
ため、この方法による冷却条件の正確な設定は不
可能である。他の方法は特公昭58−2246号公報や
特開昭56−119741号公報にみられるように、冷却
中の変態進行予測モデルを作成し、目的とする材
質を得るための最適冷却パターンを求める方法で
ある。 （発明が解決しようとする問題点） 以上のような方法は冷却条件のプリセツトによ
る制御法であり、冷却途中での実際の変態量がわ
からないためフイードバツク、フイードフオワー
ドによる制御は困難である。従つて、冷却条件が
設定した条件から変動した場合、目的とする組織
を得ることができなくなる。また、冷却前の製造
条件（スラブ加熱温度、圧延条件）も変態前のオ
ーステナイト組織の変化を介して最終の変態組織
に影響を与えるが、この冷却前の製造条件が変動
した場合にもやはり目的とする組織を得ることが
できなくなる。 本発明はこれらの製造条件の変動による冷却中
の変態進行の変化を冷却ゾーン途中に設定した変
態量計で実測し、これをもとにその後の冷却条件
を修正し、最終の材質を一定に保つ目的でなされ
たものである。 （問題点を解決するための手段、作用） 本発明の要旨は、連続熱間圧延後の鋼材の冷却
を制御する際に、冷却途中の前記鋼材の変態開始
後に、該鋼材の温度と変態量を実測するステツプ
と、この実測値を用いて、下記式(1)〜(3)よりその
後の鋼材の変態の進行を予測するステツプと、予
測される最終的な組織と目標の材質の組織とを比
較するステツプと、この比較結果に基づいて冷却
条件を補正するステツプとから成ることを特徴と
する鋼材の冷却制御方法である。 dx／dt＝α（１−Ｘ） ……(1) α＝Ａ・１／Dγ・GR・（1n１／１−Ｘ）2/3 ……(2) α＝Ｂ・１／Dγ・GRP ……(3) ただし、フエライト変態、ベイナイト変態に対
しては(2)式のαを、パーライト変態に対しては(3)
式のαを(1)に代入し、式中、 Ｘ：冷却途中での鋼材の変態量測定値 α：鋼材の成分、初期オーステナイト粒径、冷却
途中での変態量実測値および温度実測値で決ま
る関数 Dγ：変態前のγの粒径 GR：フエライトおよびベイナイトの成長速度 GRP：パーライトの成長速度 Ａ、Ｂ：定数 である。 本発明者等は基礎的な加熱（オーステナイト
化）−冷却実験および実際の現場実験を重ねた結
果、一般に鋼材を冷却した場合、通常の拡散によ
る変態速度dX／dtは一般にその時の変態率Ｘに
より dX／dt＝α（１−Ｘ） ……(1) と表わされることを見出した。ここでαは成分、
変態前のオーステナイト組織、およびＸによつて
決まる関数である。 この式には時間が入つていないので、それまで
の冷却や変態の経過がどのようであつてもそれに
関係なくその時の変態速度を予測できる。また、
αは変態の種類により、具体的にはフアライト変
態、ベイナイト変態に対しては(2)式のように、パ
ーライト変態に対しては(3)式のように記述するこ
とができる。 α＝Ａ・１／Dγ・GR・（1n１／１−Ｘ）2/3 ……(2) α＝Ｂ・１／Dγ・GRP ……(3) ただし、Ｘは変態率、Dγは変態前のγの粒径、
GRはフエライトおよびベイナイトの成長速度、
GRPはパーライトの成長速度である。またＡ、Ｂ
は実測から求まる定数で、等温変曲線または等速
冷却曲線から求めることができる。ここでＸは実
測から求まる値であり、Dγは変態前のオーステ
ナイト粒径であり、鉄と鋼70（1984）、P2112で示
されるように熱間圧延条件をもとに加工後の回
復、再結晶の進行を計算することで求まる値であ
る。またGR、GRPは試料成分および湿度から求
まる値であり、ここでは(4)、(5)式（C.Zener：
Trans.AIME，167（1946）、P.550およびM.
Hillert：Jernkonl.Ann.，141（1957）、P.757）を
用い求める。 GR＝１／ｒ・Cγα−Cγ／Cγ−Cα・exp（−Q0／Ｔ）
……(4) GRP＝（TA1−Ｔ）・（Cγα −Cγβ）・exp（−Q0／Ｔ） ……(5) ただし、Q0は定数であり、Ｔはランアウトテ
ーブル上での鋼材温度、TA1は鋼材の成分によ
つて決まるA1変態温度である。Cγα、Cα、Cγβ、
ｒは鋼材の成分、温度をもとに通常の熱力学的計
算を行うことによつて求まる値であり、成長速度
を規定するそれぞれの相の界面での炭素量（炭素
以外の添加元素により変化する炭素量）に相当す
る。またCγは鋼材の添加炭素量から(6)式により
計算される値である。 Cγ＝（Co−XFCα）／（１−XF） ……(6) ここでCoは添加炭素量、XFはフエライトへ変
態した分率である。 一般に亜共析鋼を高温のオーステナイト状態か
ら冷却すると最初にフエライトへ変態し、その後
未変態のオーステナイトはパーライト、ベイナイ
トあるいはマルテンサイトへと変態する。上記の
冷却過程での変態の様子を、一例として、横軸に
鋼材の温度を取り、たて軸に鋼材の変態率を取つ
て、第３図に示す。図中Bs、Msは後述するベイ
ナイト変態開始温度（Bs）、マルテンサイト変態
温度（Ms）である。 この時の変態の進行を次のように計算する。 冷却中の温度変化は階段状に分割し、微少時間
Δtの間の恒温保持の集まりと考える。フエライ
ト変態の開始は熱力学データより決まるAe3温度
と考え、冷却途中の温度がAe3温度に達したとこ
ろで変態進行の計算を開始する。その後の変態進
行は微少時間Δtでの変態量をdx／dt・Δtとして
(1)式を用い求め、変態開始からの累積により求め
る。この時まず最初にフエライト変態進行を(1)、
(2)、(4)式を用い計算するが、この時変態進行に伴
う未変態オーステナイト中への固溶炭素の濃縮を
考え、未変態オーステナイト中の平均固溶炭素量
を(6)式を用い計算し、この固溶炭素量が成分と温
度をもとに熱力学的計算から求まる臨界値に達し
た時にパーライト変態が開始すると考える。その
後の変態進行は(1)、(3)、(5)式を用いフエライト変
態の場合と同様微少時間Δtの変態進行量を、
dx／dt・Δtにより求め累積することにより計算
する。ベイナイト変態は冷却途中の温度が(7)式か
ら求まる成分によつて決まるベイナイト変態開始
温度Bsに達した時に開始し、その後の変態進行
は(1)、(2)、(4)式を用いフエライト変態と同様の手
続で計算する。 Bs（℃）＝727.5−425［wt％Ｃ］ −42.5［wt％Mn］ ……(7) ここで［wt％Ｃ］は添加炭素量であり［wt％
Mn］は添加Mn量である。 マルテンサイト変態に関しては、冷却途中の温
度が成分によつて決まるマルテンサイト変態温度
（Ms）、に達した時残つている未変態オーステナ
イトがすべてマルテンサイトに変態するとして求
める。 本法においては最終の組織制御を行うが、その
狙いは最終の鋼材強度（TS）を制御することに
あるため、組織と鋼材強度とを対応付けることが
必要となる。そのために、本法では次式を用い
る。 TS＝k1｛fF・（HF＋k2Dα-1/2） ＋fP・HP＋fB・HB＋fM・HM｝ ……(8) ここでk1、k2は鋼種により決まる定数で、ｆは
各相の比率で上述の計算から求まる値、Ｈは各相
の強度である。ただしＦ、Ｐ、Ｂ、Ｍはそれぞれ
フエライト、パーライト、ベイナイトおよびマル
テンサイトを表す。またDαは冷却後のフエライ
ト粒径を示すがこの値は次式から求まる。 Dα＝｛5.51×1010・Dγ1.75・ exp（−21430／T5）・fF｝1/3 ……(9) ここでDγは変態前のオーステナイト粒径であ
り、前述したようにたとえば鉄と鋼70（1984）、
P2112で示されるような方法で求まる値である。 T5は、前述の変態進行の計算において変態率
が最終のフエライト粒径を決定するフエライトの
核の生成が完了していると考えられる５％にした
時の温度でありfFはフエライト変態率である。 本予測法の基本となる変態予測式は、ある時刻
での変態進行速度を冷却開始からの時間を含まな
い関数、言いかえれば成分、温度および変態率の
関数としているため、冷却途中（変態途中）での
温度・変態率を実測することによりその後の変態
進行を容易に予測できる。 本発明は以上の画期的な発見に基づいたもの
で、変態途中での温度・変態率を実測することに
よりそれまでの種々の製造条件の変動による予測
とのずれをその後の冷却条件で補い、最終の材質
のばらつきを極力おさえることを可能ならしめた
ものである。 本発明の具体的な例を連続熱間圧延ミルに関し
て以上説明する。 第１図に全体のシステムを示す。鋼材の成分お
よび仕上圧延後のオーステナイト粒径から希望す
る材質に相当する組織を得るための冷却パターン
を前述の予測法であらかじめ求めておき、この温
度パターンが得られるように冷却条件を設定する
（→→）。次に冷却ゾーン途中に設置した温
度計および変態率計により温度、変態率を測定す
る。この実測の温度および変態率が予測していた
温度、変態率と相違なければ、最初に設定した冷
却条件通りその後の冷却を行う。実測の温度、変
態率が予測の温度、変態率と異なる場合は、実測
の温度、変態率をもとに、式(1)を用い希望する材
質に相当する組織比率またはフアライト粒径を得
るための冷却条件を再度求め、冷却条件を変更す
る（→→）。 変態量計としては種々の方式が考えられるが、
例えば透過渦流法によるものを用いて板厚10mm程
度以上の鋼板の変態量をオンラインで測定するこ
とが可能である。この方法は鋼の磁気的性質の変
化を感知することにより変態量を測定するもので
ある。装置は発振用のコイルおよび受信用のセン
サーからなり、この２種の装置で鋼板をはさむよ
うな形で設置する。この装置の特徴としては鋼材
通板時のばたつきに強い、鋼板が冷却水でぬれて
いてもよい、装置自体が簡単なものであるなどが
あげられる。この方法では測定は鉄のキユーリー
点（約770℃）以下でしか行えないので、鋼材が
この温度以下になるような位置に変態量計を設置
するのがよい。連続熱延の場合にはランアウトテ
ーブル（ROT）の中間程度に設置するのが良い。
この位置には通常、温度計が設置されており、本
発明法を適用するのには透過渦流法の変態量計は
最適である。 （実施例） 第１表に示す成分の鋼について本発明法を適用
した、引張強さ55Kg／mm2の熱間圧延鋼板を製造し
た実施例を、従来法を適用した場合と比較して説
明する。 式(1)〜(7)を用い、種々の冷却パターンにおける
組織および材質を計算することから、上記の材質
を得る条件としてプリセツトした最終組織はフエ
ライト率80％、パーライト率17％、ベイナイト率
３％、フエライト粒径10μｍであつた。また圧延
条件のプリセツト値は、最終圧延出側温度870℃、
ランアウトテーブル途中での変態率70％、ランア
ウトテーブル途中での温度670℃、取巻時の温度
600℃であつた。第２表に現場実験を行つた結果
を示すが、この表から明らかなように本発明法に
より最終材質のばらつきが従来法を適用した場合
よりも大きく減少する。 このときの本法および従来法による組織と特性
の変動の例を第２図に示す。第２図ａはプリセツ
トした条件で圧延・冷却が行われていた部分の例
で、予定の材質となつている。同図ｂは従来法の
例で、圧延Top部に相当する。この部分では圧延
速度が遅く、最終圧延出側温度が高くなつていた
ため、オーステナイト粒径が大きくなり、その後
の冷却により最終組織のフエライト量が少なくな
つており、その結果強度が高くなつている。これ
に対し本法を適用した例では、冷却ゾーン中間に
設置した温度計および変態量計で温度、変態量を
実測し、この時点までの実測値をすべて総合し、
それ以後の冷却条件がプリセツトのまま進行した
場合の最終組織を(1)〜(7)式を用い計算し、プリセ
ツトの組織と比較する。この場合、Top部の最終
組織の予測値はフエライト率61％、パーライト率
０％、ベイナイト率39％、フエライト粒径8μｍ
であり、プリセツトの値と大きく異なつており、
その差を補正するため、温度および変態量を実測
した時点からの冷却条件（冷却速度、巻取温度）
を変えて冷却した場合の最終組織を(1)〜(7)式を用
い計算し、プリセツトの最終組織と近い最終組織
を与える冷却条件を選び、この冷却条件を与える
ように水量を調節したため（冷速の減少と巻取温
度の上昇）、圧延Top部で第２図ｃのような希望
する組織となり、その結果材質は希望する鋼材強
度となつた。
より目的とする材質の鋼材を得る方法に関するも
ので、とくに連続熱間圧延後の冷却制御に好適な
ものである。 （従来の技術） 変態で材質が決まる鋼材がどのような変態組織
を持つかはその鋼の成分および種々の製造条件
（熱延鋼材の場合にはスラブ加熱温度、圧延条件、
冷却条件等）により大きく変化するが、その中で
もとくに冷却条件の影響が大きく、その制御が材
質の調整には重要である。 熱延工程では冷却条件の制御法として圧延最終
段の出側温度とコイル巻取温度を管理する方法が
とられているが、その冷却条件の設定には次のよ
うな２種類の方法が用いられている。ひとつは
CCT図やTTT図を用い、目的とする変態組織を
得るための冷却パターンを設定する方法である。
しかし実際の冷却は直線冷却に対応するCCT図
や恒温保定に対応するTTT図のような単純な温
度変化をとるのではなく、より複雑な温度変化
（とくに変態発熱による冷却曲線の変化）をとる
ため、この方法による冷却条件の正確な設定は不
可能である。他の方法は特公昭58−2246号公報や
特開昭56−119741号公報にみられるように、冷却
中の変態進行予測モデルを作成し、目的とする材
質を得るための最適冷却パターンを求める方法で
ある。 （発明が解決しようとする問題点） 以上のような方法は冷却条件のプリセツトによ
る制御法であり、冷却途中での実際の変態量がわ
からないためフイードバツク、フイードフオワー
ドによる制御は困難である。従つて、冷却条件が
設定した条件から変動した場合、目的とする組織
を得ることができなくなる。また、冷却前の製造
条件（スラブ加熱温度、圧延条件）も変態前のオ
ーステナイト組織の変化を介して最終の変態組織
に影響を与えるが、この冷却前の製造条件が変動
した場合にもやはり目的とする組織を得ることが
できなくなる。 本発明はこれらの製造条件の変動による冷却中
の変態進行の変化を冷却ゾーン途中に設定した変
態量計で実測し、これをもとにその後の冷却条件
を修正し、最終の材質を一定に保つ目的でなされ
たものである。 （問題点を解決するための手段、作用） 本発明の要旨は、連続熱間圧延後の鋼材の冷却
を制御する際に、冷却途中の前記鋼材の変態開始
後に、該鋼材の温度と変態量を実測するステツプ
と、この実測値を用いて、下記式(1)〜(3)よりその
後の鋼材の変態の進行を予測するステツプと、予
測される最終的な組織と目標の材質の組織とを比
較するステツプと、この比較結果に基づいて冷却
条件を補正するステツプとから成ることを特徴と
する鋼材の冷却制御方法である。 dx／dt＝α（１−Ｘ） ……(1) α＝Ａ・１／Dγ・GR・（1n１／１−Ｘ）2/3 ……(2) α＝Ｂ・１／Dγ・GRP ……(3) ただし、フエライト変態、ベイナイト変態に対
しては(2)式のαを、パーライト変態に対しては(3)
式のαを(1)に代入し、式中、 Ｘ：冷却途中での鋼材の変態量測定値 α：鋼材の成分、初期オーステナイト粒径、冷却
途中での変態量実測値および温度実測値で決ま
る関数 Dγ：変態前のγの粒径 GR：フエライトおよびベイナイトの成長速度 GRP：パーライトの成長速度 Ａ、Ｂ：定数 である。 本発明者等は基礎的な加熱（オーステナイト
化）−冷却実験および実際の現場実験を重ねた結
果、一般に鋼材を冷却した場合、通常の拡散によ
る変態速度dX／dtは一般にその時の変態率Ｘに
より dX／dt＝α（１−Ｘ） ……(1) と表わされることを見出した。ここでαは成分、
変態前のオーステナイト組織、およびＸによつて
決まる関数である。 この式には時間が入つていないので、それまで
の冷却や変態の経過がどのようであつてもそれに
関係なくその時の変態速度を予測できる。また、
αは変態の種類により、具体的にはフアライト変
態、ベイナイト変態に対しては(2)式のように、パ
ーライト変態に対しては(3)式のように記述するこ
とができる。 α＝Ａ・１／Dγ・GR・（1n１／１−Ｘ）2/3 ……(2) α＝Ｂ・１／Dγ・GRP ……(3) ただし、Ｘは変態率、Dγは変態前のγの粒径、
GRはフエライトおよびベイナイトの成長速度、
GRPはパーライトの成長速度である。またＡ、Ｂ
は実測から求まる定数で、等温変曲線または等速
冷却曲線から求めることができる。ここでＸは実
測から求まる値であり、Dγは変態前のオーステ
ナイト粒径であり、鉄と鋼70（1984）、P2112で示
されるように熱間圧延条件をもとに加工後の回
復、再結晶の進行を計算することで求まる値であ
る。またGR、GRPは試料成分および湿度から求
まる値であり、ここでは(4)、(5)式（C.Zener：
Trans.AIME，167（1946）、P.550およびM.
Hillert：Jernkonl.Ann.，141（1957）、P.757）を
用い求める。 GR＝１／ｒ・Cγα−Cγ／Cγ−Cα・exp（−Q0／Ｔ）
……(4) GRP＝（TA1−Ｔ）・（Cγα −Cγβ）・exp（−Q0／Ｔ） ……(5) ただし、Q0は定数であり、Ｔはランアウトテ
ーブル上での鋼材温度、TA1は鋼材の成分によ
つて決まるA1変態温度である。Cγα、Cα、Cγβ、
ｒは鋼材の成分、温度をもとに通常の熱力学的計
算を行うことによつて求まる値であり、成長速度
を規定するそれぞれの相の界面での炭素量（炭素
以外の添加元素により変化する炭素量）に相当す
る。またCγは鋼材の添加炭素量から(6)式により
計算される値である。 Cγ＝（Co−XFCα）／（１−XF） ……(6) ここでCoは添加炭素量、XFはフエライトへ変
態した分率である。 一般に亜共析鋼を高温のオーステナイト状態か
ら冷却すると最初にフエライトへ変態し、その後
未変態のオーステナイトはパーライト、ベイナイ
トあるいはマルテンサイトへと変態する。上記の
冷却過程での変態の様子を、一例として、横軸に
鋼材の温度を取り、たて軸に鋼材の変態率を取つ
て、第３図に示す。図中Bs、Msは後述するベイ
ナイト変態開始温度（Bs）、マルテンサイト変態
温度（Ms）である。 この時の変態の進行を次のように計算する。 冷却中の温度変化は階段状に分割し、微少時間
Δtの間の恒温保持の集まりと考える。フエライ
ト変態の開始は熱力学データより決まるAe3温度
と考え、冷却途中の温度がAe3温度に達したとこ
ろで変態進行の計算を開始する。その後の変態進
行は微少時間Δtでの変態量をdx／dt・Δtとして
(1)式を用い求め、変態開始からの累積により求め
る。この時まず最初にフエライト変態進行を(1)、
(2)、(4)式を用い計算するが、この時変態進行に伴
う未変態オーステナイト中への固溶炭素の濃縮を
考え、未変態オーステナイト中の平均固溶炭素量
を(6)式を用い計算し、この固溶炭素量が成分と温
度をもとに熱力学的計算から求まる臨界値に達し
た時にパーライト変態が開始すると考える。その
後の変態進行は(1)、(3)、(5)式を用いフエライト変
態の場合と同様微少時間Δtの変態進行量を、
dx／dt・Δtにより求め累積することにより計算
する。ベイナイト変態は冷却途中の温度が(7)式か
ら求まる成分によつて決まるベイナイト変態開始
温度Bsに達した時に開始し、その後の変態進行
は(1)、(2)、(4)式を用いフエライト変態と同様の手
続で計算する。 Bs（℃）＝727.5−425［wt％Ｃ］ −42.5［wt％Mn］ ……(7) ここで［wt％Ｃ］は添加炭素量であり［wt％
Mn］は添加Mn量である。 マルテンサイト変態に関しては、冷却途中の温
度が成分によつて決まるマルテンサイト変態温度
（Ms）、に達した時残つている未変態オーステナ
イトがすべてマルテンサイトに変態するとして求
める。 本法においては最終の組織制御を行うが、その
狙いは最終の鋼材強度（TS）を制御することに
あるため、組織と鋼材強度とを対応付けることが
必要となる。そのために、本法では次式を用い
る。 TS＝k1｛fF・（HF＋k2Dα-1/2） ＋fP・HP＋fB・HB＋fM・HM｝ ……(8) ここでk1、k2は鋼種により決まる定数で、ｆは
各相の比率で上述の計算から求まる値、Ｈは各相
の強度である。ただしＦ、Ｐ、Ｂ、Ｍはそれぞれ
フエライト、パーライト、ベイナイトおよびマル
テンサイトを表す。またDαは冷却後のフエライ
ト粒径を示すがこの値は次式から求まる。 Dα＝｛5.51×1010・Dγ1.75・ exp（−21430／T5）・fF｝1/3 ……(9) ここでDγは変態前のオーステナイト粒径であ
り、前述したようにたとえば鉄と鋼70（1984）、
P2112で示されるような方法で求まる値である。 T5は、前述の変態進行の計算において変態率
が最終のフエライト粒径を決定するフエライトの
核の生成が完了していると考えられる５％にした
時の温度でありfFはフエライト変態率である。 本予測法の基本となる変態予測式は、ある時刻
での変態進行速度を冷却開始からの時間を含まな
い関数、言いかえれば成分、温度および変態率の
関数としているため、冷却途中（変態途中）での
温度・変態率を実測することによりその後の変態
進行を容易に予測できる。 本発明は以上の画期的な発見に基づいたもの
で、変態途中での温度・変態率を実測することに
よりそれまでの種々の製造条件の変動による予測
とのずれをその後の冷却条件で補い、最終の材質
のばらつきを極力おさえることを可能ならしめた
ものである。 本発明の具体的な例を連続熱間圧延ミルに関し
て以上説明する。 第１図に全体のシステムを示す。鋼材の成分お
よび仕上圧延後のオーステナイト粒径から希望す
る材質に相当する組織を得るための冷却パターン
を前述の予測法であらかじめ求めておき、この温
度パターンが得られるように冷却条件を設定する
（→→）。次に冷却ゾーン途中に設置した温
度計および変態率計により温度、変態率を測定す
る。この実測の温度および変態率が予測していた
温度、変態率と相違なければ、最初に設定した冷
却条件通りその後の冷却を行う。実測の温度、変
態率が予測の温度、変態率と異なる場合は、実測
の温度、変態率をもとに、式(1)を用い希望する材
質に相当する組織比率またはフアライト粒径を得
るための冷却条件を再度求め、冷却条件を変更す
る（→→）。 変態量計としては種々の方式が考えられるが、
例えば透過渦流法によるものを用いて板厚10mm程
度以上の鋼板の変態量をオンラインで測定するこ
とが可能である。この方法は鋼の磁気的性質の変
化を感知することにより変態量を測定するもので
ある。装置は発振用のコイルおよび受信用のセン
サーからなり、この２種の装置で鋼板をはさむよ
うな形で設置する。この装置の特徴としては鋼材
通板時のばたつきに強い、鋼板が冷却水でぬれて
いてもよい、装置自体が簡単なものであるなどが
あげられる。この方法では測定は鉄のキユーリー
点（約770℃）以下でしか行えないので、鋼材が
この温度以下になるような位置に変態量計を設置
するのがよい。連続熱延の場合にはランアウトテ
ーブル（ROT）の中間程度に設置するのが良い。
この位置には通常、温度計が設置されており、本
発明法を適用するのには透過渦流法の変態量計は
最適である。 （実施例） 第１表に示す成分の鋼について本発明法を適用
した、引張強さ55Kg／mm2の熱間圧延鋼板を製造し
た実施例を、従来法を適用した場合と比較して説
明する。 式(1)〜(7)を用い、種々の冷却パターンにおける
組織および材質を計算することから、上記の材質
を得る条件としてプリセツトした最終組織はフエ
ライト率80％、パーライト率17％、ベイナイト率
３％、フエライト粒径10μｍであつた。また圧延
条件のプリセツト値は、最終圧延出側温度870℃、
ランアウトテーブル途中での変態率70％、ランア
ウトテーブル途中での温度670℃、取巻時の温度
600℃であつた。第２表に現場実験を行つた結果
を示すが、この表から明らかなように本発明法に
より最終材質のばらつきが従来法を適用した場合
よりも大きく減少する。 このときの本法および従来法による組織と特性
の変動の例を第２図に示す。第２図ａはプリセツ
トした条件で圧延・冷却が行われていた部分の例
で、予定の材質となつている。同図ｂは従来法の
例で、圧延Top部に相当する。この部分では圧延
速度が遅く、最終圧延出側温度が高くなつていた
ため、オーステナイト粒径が大きくなり、その後
の冷却により最終組織のフエライト量が少なくな
つており、その結果強度が高くなつている。これ
に対し本法を適用した例では、冷却ゾーン中間に
設置した温度計および変態量計で温度、変態量を
実測し、この時点までの実測値をすべて総合し、
それ以後の冷却条件がプリセツトのまま進行した
場合の最終組織を(1)〜(7)式を用い計算し、プリセ
ツトの組織と比較する。この場合、Top部の最終
組織の予測値はフエライト率61％、パーライト率
０％、ベイナイト率39％、フエライト粒径8μｍ
であり、プリセツトの値と大きく異なつており、
その差を補正するため、温度および変態量を実測
した時点からの冷却条件（冷却速度、巻取温度）
を変えて冷却した場合の最終組織を(1)〜(7)式を用
い計算し、プリセツトの最終組織と近い最終組織
を与える冷却条件を選び、この冷却条件を与える
ように水量を調節したため（冷速の減少と巻取温
度の上昇）、圧延Top部で第２図ｃのような希望
する組織となり、その結果材質は希望する鋼材強
度となつた。
【表】
【表】
（発明の効果）
本発明は冷却途中の変態組織を制御しつつ冷却
を行うことができるので、目的とする材質の鋼材
が適格に得られ、その工業的効果は甚大である。
を行うことができるので、目的とする材質の鋼材
が適格に得られ、その工業的効果は甚大である。
第１図は本発明法の全体のシステム例を示す
図、第２図は本発明法および従来法による組織を
示す写真、第３図は冷却過程での鋼材の変態の様
子の一例を示すグラフである。
図、第２図は本発明法および従来法による組織を
示す写真、第３図は冷却過程での鋼材の変態の様
子の一例を示すグラフである。
１ 鉄鉱石、副原料、雑原料および燃料からなる
粉状の焼結原料に水を添加して混合造粒し、これ
を焼結機に装填して焼結鉱を製造するにさいし、 各粉状物質のそれぞれの飽和水分値Wiを予め
求めておき、この各飽和水分値Wiと各粉状物質
の配合割合Miとから焼結原料の飽和水分値の加
重平均（ΣWi×Mi）を算出し、この算出された
加重平均飽和水分値の50±２％の量の水を該焼結
原料に含有させて造粒することを特徴とする焼結
鉱の製造法。
粉状の焼結原料に水を添加して混合造粒し、これ
を焼結機に装填して焼結鉱を製造するにさいし、 各粉状物質のそれぞれの飽和水分値Wiを予め
求めておき、この各飽和水分値Wiと各粉状物質
の配合割合Miとから焼結原料の飽和水分値の加
重平均（ΣWi×Mi）を算出し、この算出された
加重平均飽和水分値の50±２％の量の水を該焼結
原料に含有させて造粒することを特徴とする焼結
鉱の製造法。
Claims (1)
- ただし、フエライト変態、ベイナイト変態に対
しては(2)式のαを、パーライト変態に対しては(3)
式のαを(1)に代入し、式中、 Ｘ：冷却途中での鋼材の変態量実測値 α：鋼材の成分、初期オーステナイト粒径、冷却
途中での変態量実測値および温度実測値で決ま
る関数 Dγ：変態前のγの粒径 GR：フエライトおよびベイナイトの成長速度 GRP：パーライトの成長速度 Ａ、Ｂ：定数 である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8198985A JPS61243125A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 鋼材の冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8198985A JPS61243125A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 鋼材の冷却方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61243125A JPS61243125A (ja) | 1986-10-29 |
| JPH0380848B2 true JPH0380848B2 (ja) | 1991-12-26 |
Family
ID=13761881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8198985A Granted JPS61243125A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 鋼材の冷却方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61243125A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19943403A1 (de) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Kühlen eines aus einem Walzgerüst auslaufenden warmgewalzten Stahlbandes |
| JP4529517B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-08-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炭素鋼板の製造方法および製造設備 |
| JP4402502B2 (ja) * | 2004-04-13 | 2010-01-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 巻取温度制御装置 |
| JP2015205331A (ja) * | 2014-04-23 | 2015-11-19 | 株式会社日立製作所 | 熱間圧延機の制御装置および制御方法 |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP8198985A patent/JPS61243125A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61243125A (ja) | 1986-10-29 |
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