JPS5920428A - 連続焼鈍炉における鋼帯冷却方法 - Google Patents

連続焼鈍炉における鋼帯冷却方法

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JPS5920428A
JPS5920428A JP12889382A JP12889382A JPS5920428A JP S5920428 A JPS5920428 A JP S5920428A JP 12889382 A JP12889382 A JP 12889382A JP 12889382 A JP12889382 A JP 12889382A JP S5920428 A JPS5920428 A JP S5920428A
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cooling
steel strip
roll
zone
strip
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Yoshikazu Fukuoka
福岡 嘉和
Masahiro Shiotsuki
塩月 正宏
Hiroyuki Kuroda
裕之 黒田
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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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
    • C21D9/573Continuous furnaces for strip or wire with cooling

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (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】 この発明は連続焼鈍炉における銅帯冷却方法番て関する
連続焼鈍炉においては冷間圧延された銅帯を再結晶温度
以上に加熱・均熱後20〜2000℃/seeの急速冷
却を行い、300〜500℃の温度で0.5〜5分程度
保持を行うことで固溶炭素の少ない加工性に優れ次冷延
鋼板を製造する方法が行われている。これらの製造法に
おいて、短時間での固溶炭素析出(過時効処理)を行な
わせるための前処理、すなわち均熱処理後の急速冷却の
方法については種々の方法が検討および採用されている
。気体噴射による方法(ガスジェット急冷)、温水に浸
せきさせる方法、気体と液体の混合体の噴射による方法
、水および水溶液の液体中および気体中での噴射による
方法、内部処液体を通液したロールに鋼板を接触させ冷
却する方法(ロールコンタクト急冷)などの技術かめる
。これらの急冷法はそれぞれ設備の費用および大きさ、
エネルギーを含んだランニングコスト、製造される品種
および品質などの面において一長一短がある。この急冷
法のなかでは上記の面を考慮した場合内部を冷却体で冷
却されたロールで鋼帯を冷却させる方法が最もバランス
がとれ好ましい方法と考えられている。
しかし、冷却ロールに鋼帯を接触させて急冷させる方法
線、液体および気体を直接鋼帯に噴射させ冷却する方法
と異なり、固体と固体による接触のため、両者の温度差
が非常に大きな状態(高い冷却速度を得ようとする場合
、銅帯の温度が500’C超える場合)では均一に接触
させることは難しい。
この結果温度の不均一を発生させやすい。
この温度の不均一は冷却速度の異なりを生じると同時に
1冷却による熱収縮などの熱応力の不均一も発生させ、
熱応力の不均一によシ鋼帯の変形差が生じ、銅帯の形状
を乱すこととなる。極端な場合は座屈(絞り)を発生さ
−せ商品価値の全くないものとなってしまうと同時に板
破断によるライン停止の可能性も太きくなる。1+冷冷
却度の不均一によシ板面内の鋼板の機械的性質の不均一
を生じることとなシ、目標とし良品質の鋼板を製造する
ことが難しくなる。
更にこれらのロール冷却により銅帯の形状を乱すことで
、過時効処理以降の通板において鋼帯が炉内ロールと不
均一に接触するため、銅帯が蛇行しゃすくなシ、目標と
した通板速度が確保されなくなシ生産性の低下を生じ酷
い場合は鋼帯破断にも継が9生産性を著しく低下させる
こととなる。
上記のように冷却ロールによる銅帯の急冷法は種々の問
題点をかかえており、これら問題点は#1帯の板厚が薄
くなればなる程、板rIJが広くなれはなるほど増長さ
れる。
このような問題に対して従来とらitできた対策は、冷
却体であるロールの熱伝達率を低下させる方法(ロール
の材質、表面粗さ、表面コーティング)、冷却間゛始前
の銅帯の温度を下げると共に冷却液体の温度を上げ、ロ
ール表面と鋼帯の温度差を小さくするなどの消極的なも
のである。このような対応は銅帯の冷却速度を小さくす
るものであシ、高冷却速度が得られなくなることでその
後の過時効処理時間に長時間を要する要因となる。
本発明は上記した問題点を解決すべくなされたもので、
連続焼鈍炉における冷却ロールによ4鋼帝の冷却方法に
改良を加えて不均一な銅帯の冷却を抑制し、もって過時
効処理前及び連続焼鈍炉出側において良好な形状と品質
の銅帯を得ようとするものである。
即ち本発明においては、従来急冷開始前の鋼帯の温度お
よび冷却速度調整用として使用されてきた気体噴射冷却
によシ、鋼帯の巾方向温度分布と形状をコントロールし
、内部冷却ロールによる急冷前において安定した鋼帯状
態が得られるよう処し、内部を液体で冷却される冷却用
ロールが2本以上よりなる多段冷却ロールで構成される
急冷帯の前後にロール冷却帯内の張力を前後の炉内張力
より増加させることが可能なように冷却帯の入口側にバ
ックテンション(ドラグテンション)保持装置を、冷却
帯の出口側にプルテンション保持装置を設置して、ユニ
ット張力2 hiw?〜5V4/−の範囲でロール冷却
を行おうとするものである。
第1図により本発明方法を詳細に説明する。
図中(])は連続焼鈍炉でちゃ、(2)は加熱帯、(3
)は均熱帯、(4)は冷却帯、(5)は過時効処理帯で
ある。
銅帯(X)は冷間圧延された後、加熱帯(2) におい
て再結晶温度以上に加熱され、均熱帯(3)kお−て均
熱された後冷却をうける。
本発明においては、均熱帯の出側に設けられた気体噴射
装置α1を用いた気体噴射冷却と、その下流側に設置さ
れた多段冷却ロールαυによるロール冷却を行う。この
ロールは2本以上とし、各冷却ロールは内部を液体等に
より冷却されているものを用いる。
連続焼鈍法における加工用および絞り用軟鋼板の製造に
おいて、過時効処理のための再加熱を必要としない方法
でのヒートサイクルは周知のように第2図に示されるよ
うなパターンをとる。第2図において重要個所はT1か
らT3の気体噴射セクションとT3かもT4の冷却ロー
ルによる急冷セクションである。T2からT3の冷却速
度とT3の温度については各方面から検討されており、
Tsの温度が高くかつTstでの冷却速度が早いと銅帯
の硬度が高くなル延性を劣下させる。着たTsの温度が
低く(500℃以下) Tsから74間の冷却速度が遅
いと、その後の過時効処理(TjからTj )において
長時間の処理を必要とすることなどが一般に知られてい
る。
また冷却ロールによる銅帯接触急冷法においては急冷後
の過時効処理を短かくさせるためには、T2からTsの
冷却速度は早いほどTsの温度は高いほど効果があるこ
とは知られている。したがって従来の認識によればロー
ル冷却法においては、ロール冷却帯のUKは気体噴射に
よる冷却は不要である。しかしこの冷却速度を早くする
と前述した様に均一冷却と良好な鋼帯形状が得られない
。このため本発明者らはロール急冷帯における銅帯の冷
却速度が200℃/s e c以上の急冷において均一
冷却および良好な鋼帯形状を確保するための条件につい
て長期間に亘)数多くの実験を〈夛返してきた。その結
果、ロール急冷帯前において冷却された雰囲気ガスを使
用し、気体噴射装置で銅帯を若干冷却させてやると同時
に銅帯の巾方向の温度分布を制御してやることが効果が
あるとの知見に至った。
第3図に気体噴射装置α呻によシ気体噴射冷却後、ロー
ル冷却前の板巾方向温度差ΔTEと急峻度及び冷却帯出
側(即ちロール冷却後)の板巾方向温度差ΔTDとの関
係を示す。このグラフからΔTKを0〜−30℃の範囲
に制御することKより良結果が得られることがわかる。
急冷前(ロール冷却前)の銅帯の巾方向温度分布パター
ンはエツジ部から中央部に向って均一なテーパーパター
ンが望ましいが、中央部近傍ブロックのみの中央部適冷
でもかな夛効来がある。なお、上記ΔTE+ΔTnは下
式で定義される。
ΔTg=TEc(TBet+TCem)/2ΔTn=T
nc  (Toel+TDe*)/2但し TE(! 
:ロール冷却前の板中央温度Th61:     p 
   板左端温度Tle黛:   〃   板右端温度 TDc :ロール冷却後の板中央温度 Tn61 :     #    板左端温度’l’1
)6z :    /l    板右端温度以上のよう
な気体噴射冷却による温度分布コントロールを行うには
、第4図に示す気体噴射装置αQを用いれば良い。この
装置(10では噴射中の異なる複数のノズルグループ(
100)を多段に配設して1あり、各ノズルグループ(
Zoo)とガスクーラ(101)との間に夫々圧力調節
弁(102)を設けて各ノズルグループ(100)毎に
稼働、停止及び風量調整し得るようになっている。そし
て装置Q0の出側と入側に夫々鋼帯中方向の温度を測定
する銅帯表面温度測定器(図示せず)を設け、通過する
銅帯(X)の板巾に応じてノズルグループ(100)を
選択し、温度測定器によす測温しつつΔTEを目標値に
制御し得るように構成されている。
以上のように急冷的の気体噴射による巾方向温度分制御
だけでは、まだ不安定であり、さらに検討をかさね穴結
果、冷却ロール急冷帯内の銅帯張力を高めてやることで
さらに良好な急冷後の冷却均一性と銅帯の形状が得られ
ることがわかつ几。
この急冷帯内の張力値は、ユニット張カニz、 o K
f/1tal〜5.OV−とする。第5図に示すように
張、力値が2.O15/+a/未満ではロールとの接触
面圧が弱く、温度分布が不均一とな9易く、鋼帯形状も
乱れる。一方5.0 恥/−を超えると急冷帯における
銅帯の温度が一般には650〜350℃程度であるため
大きい塑性変形を起し絞夛が発生するため望ましくない
。また高張力になシ過ぎると板巾のネッキング量が大き
くなり、目標としている板巾より小さくなシ製品採取が
出来なくなる。この張力2.01147m1〜5.0 
Kg/−の範囲はp−ル接触圧で0.25〜0.7縁/
ll1l+I″の範囲となる。
なお、この急冷帯(ロール冷却帯)をはさんだ前後セク
ションの張力、特に均熱帯の張力は、銅帯の温度が非常
に高く、かつロールとロールのスパークが長い次め高張
力では鋼帯が絞りやすく一般的には1.5Ky/−以下
のコーニット張力で操業される必要がある。このロール
冷却帯を含んだ前後の張カッくターンの一例を第6図に
示す。このような張カッ(ターンは第1図に示すように
冷却ロール(II)の前後にテンション保持ロールαj
(2)を設置することにより実現できる。
このテンション保持ロール(]→(ロ)は冷却ロール(
ロ)前ではバックテンション保持(ドラグテンション保
持)を冷却ロール◇→後ではプルテンション保持を有し
、各冷却ロールにテンションメータを設け、ロール急冷
帯内の銅帯張力を通板する鋼帯のサイズによってユニッ
トテンションを20〜5.0 Kg/arm”の1ii
Hlコントロールできるように構成されている。これら
の保持ロールは1本でも2本以上の複数でも良く、テン
シコン保持ロール(2)α→aと冷却+=+−ルα)の
間隔は特に制約はないか、短い方が好ましい。
テンション保持ロール(2)α1の表面およびブ状でも
プライト状でも良く、フラットクラウンでもラジアルク
ラウンでも良いが、拘束力とセンタリンクを考慮し、ダ
ル状の表面で0.5〜1.0mm程度のラジアルクラウ
ンを付けた方1)1tFfましい。ロール材質忙ついて
は銅帯の温度に耐えられる程度の耐熱性を保有していれ
ば良く、耐摩耗性は大きい方が好ましいが、特定の材料
に限定されるものではない。
以上説明したように1本発明によれば気体噴射冷却によ
り急冷前鋼帯の巾方向温度分布をコントロールするとと
もに、ロール急冷帯部のみの鋼帯の張力を急冷帯の前後
に設置した張力保持装置で2〜5 Ky/wlにコント
ロールすることで広範囲の鋼板サイズのものを100℃
/sec以上の高冷却速度で板面に均一に冷却でき1、
この結果その後の過時効処理時間も350℃程度で2.
5分以内短時間で良好な機械的性質のものが得られる。
ま次均−冷却が可能な喪め、乱れの表い良好な形状の鋼
板が得られ、高品質と高生産性を兼ねそなえた操業が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の説明図、第2図は温度パターンの
説明図、第3図はΔTEと急、峻度及びΔTDとの関係
を示すグラフ、第4図は気体噴射装置の構成説明図、第
5図はユニット張力と急峻度及びΔTDとの関係を示す
グラフ、第6図は張力/くターンの説明図である。 αQ・・・気体噴射装置、αト・・多段冷却ロール(ロ
)と(6)・・・テンション保持ロール。 特許出願人  日本鋼管株式会社 発  明  者   福   岡   嘉   相同 
        塩   月   正   宏同   
      黒   1)  裕   之代理人弁理士
   吉   原   省   三第3図 −137− 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 冷間圧延された銅帯を加熱・均熱した後、気体噴射によ
    り鋼帯巾方向の温度分布を制御しつつ冷却し、次いでユ
    ニット張力2g!4/−〜5〜/−の範囲で2本以上の
    冷却ロールに銅帯を接触させて冷却することを特徴とす
    る連続焼鈍炉における銅帯冷却方法。
JP12889382A 1982-07-26 1982-07-26 連続焼鈍炉における鋼帯冷却方法 Granted JPS5920428A (ja)

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