KR20200052930A - 후강판의 제조 설비 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

항복비가 동일한 강판에 있어서의 편차가 적은 고강도 또한 저항복비의 후강판을 제조할 수 있는, 후강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공한다. 후강판의 제조 설비(1)는, 100℃ 이하의 후강판(S)을 오스테나이트 온도역까지 가열하는 가열로(2)와, 가열로(2)에서 가열된 후강판(S)을 퀀칭하는 퀀칭 장치(3)를 구비한다. 퀀칭 장치(3)는, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)을 완냉각하는 완냉각 존(4)과, 완냉각 존(4)을 통과한 후강판(S)을 급냉각하는 급냉각 존(5)을 구비한다. 완냉각 존(4)에 있어서의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)에 있어서의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에 탈수 장비(9)를 배치한다. 가열로(2)에서 완냉각 존(4)까지의 거리를 4m 이내로 한다.

Description

후강판의 제조 설비 및 제조 방법

본 발명은, 100℃ 이하의 후강판을, 오프라인의 열처리 설비에 의해 재가열 및 퀀칭하는 후강판의 제조 설비 및 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 일본 국내에서는 대규모의 지진 재해가 발생하고 있어, 고층 건축물을 중심으로 안전성의 관점에서, 대지진이 발생해도 건물의 붕괴를 초래하지 않도록, 강판의 고강도화(인장 강도가 490㎫ 이상)에 더하여, 항복 강도와 인장 강도의 비인 항복비가 80％ 이하인 저항복비강의 니즈가 높아지고 있다. 이러한 고강도 또한 저항복비를 갖는 강판의 제조 방법으로서, 종래, 예를 들면, 특허문헌 1에 나타내는 것이 알려져 있다. 고강도를 유지하면서, 저항복비를 달성하기 위해서는, 강판의 조직으로서 부드러운 페라이트상(α)과 단단한 베이나이트(β) 혹은 마르텐사이트(M) 등을 강도에 따른 적당한 비율로 분산시키는 방법이 널리 이용되고 있다.

여기에서, 특허문헌 1에 나타내는 저항복비 저탄소 저합금 고장력강의 제조 방법에서는, 소정 성분을 갖는 강편을 열간 압연시에 있어서 950℃ 이하에서의 누적 압하율 25％ 이상의 압연을 행하고, 그 후, 열간 압연 라인과는 다른 장소에 있는 가열로 및 냉각 장치를 이용한 소위 오프라인에서의 열처리를 행한다. 이 오프라인에서의 열처리에서는, 강편을 Ac1 변태점과 Ac3 변태점의 중간의 적당한 온도로 가열하고, 변태 오스테나이트상이 마르텐사이트 혹은 저온 변태 생성물 혹은 양자의 혼합 조직을 얻는데 충분한 공냉 이상의 냉각 속도로 냉각하고, 그 후, Ac1 변태점 온도 이하에서 템퍼링하는 것이다. 오프라인에서 열처리된 강판을 일반적으로는 조질강(調質鋼)이라고 부른다.

한편, 오프라인에서의 열처리를 수반하지 않고 저항복비의 강판을 얻는 것으로서, 예를 들면, 특허문헌 2 및 3에 나타내는 것이 알려져 있다. 이 특허문헌 2 및 3에 나타내는 방법에서는, 열간 압연 직후의 고온의 강판을 직접 냉각하는 공정을 갖고 있고, 이를 온라인의 열처리라고 칭한다.

특허문헌 2에 나타내는 고인성 고장력강의 제조법은, 소정 성분의 강을 1000℃∼1300℃로 가열하고, 적어도 980℃ 이하 Ar3의 온도 범위에서 단면율 80％ 이상으로 열간 압연한다. 그리고, 그 직후에 강판을 페라이트가 생성하는 Ar3 변태 온도 이하까지 공냉 혹은 그에 준한 냉각을 행함으로써 먼저 페라이트를 생성시키고, 그 후, 강판을 급냉하여 페라이트·마르텐사이트의 2상 층 형상 조직으로 이루는 것이다.

또한, 특허문헌 3에 나타내는 저항복비 고장력강의 제조 방법은, 소정 성분 범위의 강을 열간 압연 후, 판두께 중심부의 오스테나이트 분율이 90％ 이하가 될 때까지 5℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각한 후, Ac1 변태점＋20℃∼Ac3 변태점 －20℃까지, 승온, 가열 보존 유지 후, 5∼30℃/s의 냉각 속도로 강제 냉각하여, 600∼400℃에서 강제 냉각을 정지하는 것이다.

또한, 특허문헌 2, 3에 나타내는 방법과 같이, 오프라인의 열처리 공정 없이 제조된 강판은, 일반적으로는 비조질강으로 불리고 있다.

일본공개특허공보 소55-97425호 일본공개특허공보 소55-41927호 일본공개특허공보 평6-271934호 일본특허 제5217509호 공보 일본공개특허공보 2015－174134호

그런데, 일반적으로 고온의 강판을 수냉하면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 고온역에서는 열유속이 작은 막 비등이 발생하여, 강판의 표면 온도가 저하하는데에 따라, 냉각이 불안정한 전이 비등 상태를 거쳐 핵 비등 상태로 된다.

여기에서, 전이 비등 영역에서는, 강판의 표면 온도가 저온일수록 열유속이 증가하기 때문에, 냉각 개시시에 강판 내에 온도 편차를 갖고 있는 경우, 냉각이 진행함에 따라 온도 편차가 확대된다. 냉각이 전이 비등 영역에서 행해지는 한, 국소적인 온도 불균일은 적산되어 확대되어, 냉각 후의 강판의 재질에 편차가 발생한다.

이에 대하여, 막 비등 영역이나 핵 비등 영역에서의 냉각은, 고온부는 열유속이 크기 때문에 냉각이 촉진되는데 대하여, 저온부는 열유속이 작기 때문에 냉각이 늦어져, 결과적으로 양자의 온도차가 축소하여 온도 불균일은 감소한다. 단, 핵 비등에 의한 냉각은 냉각 능력이 높아, 낮은 냉각 속도(예를 들면, 판두께 20㎜의 판두께 단면 평균의 냉각 속도가 5℃/s)로 냉각하는 경우에는 적합하지 않다.

따라서, 고온의 강판을 낮은 냉각 속도로 수냉하는 경우, 전이 비등 영역을 피하고, 막 비등 영역에서 냉각함으로써 균일한 냉각이 가능해진다. 일반적으로, 강판에 분사되는 냉각수의 수량 밀도가 낮으면 막 비등이 발생하기 쉽기 때문에, 균일한 냉각을 실현하기 위해서는 저수량 밀도로 수냉하여, 전이 비등 영역을 피할 필요가 있다.

추가로, 막 비등으로부터 전이 비등으로 이행하는 온도(이하, 전이 비등 온도라고 부름)는, 강판의 표면에 생성되는 스케일의 영향을 받아, 본원 발명자들이 검토한 결과, 냉각시에 있어서의 스케일 두께와 강판의 온도 이력의 관계는, 도 17에 나타내는 바와 같이 되고, 스케일이 두꺼울수록 전이 비등 온도가 고온화하여, 전이 비등이 발생하기 쉬워진다.

여기에서, 냉각 전에 스케일을 제거하여 균일 냉각을 실현하는 방법으로서, 예를 들면, 특허문헌 5에 나타내는 강판의 제조 방법이 알려져 있다. 특허문헌 5에 나타내는 강판의 제조 방법은, 압연 최종 패스를 종료한 후에, 강판을 반송시키면서, 디스케일링 장치에 의해 강판의 전체 길이의 표리면에 에너지 밀도가 0.10J/㎟ 이상의 고압수를 분사하고, 그 후, 강판을 가속 냉각하도록 하고 있다. 그리고, 디스케일링 장치에 의한 고압수의 분사 압력을 10㎫ 이상으로 하고 있다.

그러나, 특허문헌 5에 나타내는 강판의 제조 방법의 경우, 에너지 밀도가 0.10J/㎟ 이상, 분사 압력도 10㎫ 이상의 고압수를 디스케일링 장치에 의해 분사할 필요가 있기 때문에, 스케일 제거에 다대한 에너지를 필요로 하여, 고압의 디스케일링 펌프나 배관 등이 필요해진다.

또한, 온라인의 열처리에 있어서 냉각을 실시할 때에, 최근 널리 사용되고 있는 통과형 냉각 장치를 이용한 경우, 강판의 선단과 미단에서 냉각 장치에 진입하는 타이밍에 어긋남이 발생한다. 즉, 강판의 반송 속도를 V(m/s), 강판의 길이를 L(m)로 했을 때, 강판의 미단은 선단과 비교하여 L/V(s)만큼 길게 방냉(放冷)되기 때문에, 냉각 개시 온도가 강판의 선단과 미단에서 상이하다. 도 18에는, 냉각시의 강판의 선단 및 미단의 온도 이력을 나타낸다. 냉각 개시 온도가 강판의 선단과 미단에서 상이함으로써, 페라이트 분율이 판 내에서 변화하여, 항복비가 동일한 강판 내에서 편차가 발생해 버린다는 문제가 있다.

그래서, 특허문헌 1에 나타내는 저항복비 저탄소 저합금 고장력강의 제조 방법에 있어서는, 오프라인의 열처리에 있어서의 중간 열처리 온도(Ac1 변태점과 Ac3 변태점의 중간 온도)를 적절히 선택함으로써 저항복비의 강판이 재현성 좋게 얻어지기는 하지만, 열간 압연 후에 복수회의 가열 및 냉각의 열처리 공정이 필요하게 되어, 에너지 비용이 높아짐과 함께 강판의 생산성의 저하를 회피할 수 없다.

또한, 특허문헌 2에 나타내는 고인성 고장력강의 제조법에 있어서는, 온라인의 열처리이고, 열간 압연 후에 재가열을 행하지 않기 때문에, 에너지 비용의 관점에서는 매우 유리하다. 그러나, 특허문헌 2에 나타내는 방법에 있어서는, 열간 압연 직후에 강판을 페라이트가 생성되는 Ar3 변태 온도 이하까지 공냉 혹은 그에 준한 냉각을 행하지만, 이 대기 기간 중은, 그 외의 소재를 압연할 수 없어 열간 압연 라인의 생산성의 저해 요인이 된다.

또한, 특허문헌 3에 나타내는 저항복비 고장력강의 제조 방법에 있어서는, 온라인의 열처리이지만, 판두께 중심부의 오스테나이트 분율이 90％ 이하가 될 때까지 5℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각한 후에 승온 과정이 필요한 점에서, 열간 압연 라인에 가열 장치를 설치할 필요가 있다. 특허문헌 3에 있어서는, 이 가열 장치에 대한 기재는 없고, 애초 열간 압연 라인에 이러한 가열 장치를 설치하는 것 자체가 기술적인 난이도가 높다.

또한, 특허문헌 2 및 3에 나타내는 방법에 있어서의 온라인의 열처리의 문제로서, 전술한 바와 같이, 냉각 개시 온도가 강판의 선단과 미단에서 상이함으로써, 페라이트 분율이 판 내에서 변화하여, 항복비가 동일한 강판 내에서 편차가 발생해 버리는 문제가 있다.

강판의 퀀칭 개시 온도가 강판의 선단과 미단에서 균일하게 되는 방법으로서, 종래, 예를 들면, 특허문헌 4에 나타내는 후강판의 제조 방법 및 제조 설비가 알려져 있다.

특허문헌 4에 나타내는 후강판의 제조 설비에서는, 2개의 냉각 장치를 준비하고, 제1 냉각 장치에서 강판의 선단과 미단에 미리 온도차를 설정해 두고, 제2 냉각 장치에 진입할 때의 강판의 선단의 온도와 강판의 미단의 온도의 온도차가 50℃ 이내가 되도록 하는 것이다.

그러나, 특허문헌 4에 나타내는 후강판의 제조 방법 및 제조 설비에 있어서는, 판두께가 얇은 경우에는, 공냉에서도 냉각 속도가 빠르기 때문에, 소정의 온도보다도 퀀칭 온도(제1 냉각 장치 및 제2 냉각 장치에 진입할 때의 강판의 온도)가 낮아져 버리거나 하여, 실제의 조업에서는 제2 냉각 장치에 진입할 때의 강판의 선단의 온도와 강판의 미단의 온도의 온도차를 50℃ 이내로 하는 것은 곤란했다.

따라서, 본 발명은 이들 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 에너지 비용을 염가로 함과 함께 강판의 생산성의 저하를 초래하는 일 없이, 항복비가 동일한 강판 내에 있어서의 편차가 적은 고강도 또한 저항복비의 후강판을 제조할 수 있는, 후강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 태양에 따른 후강판의 제조 설비는, 100℃ 이하의 후강판을 오스테나이트 온도역까지 가열하는 가열로와, 당해 가열로에서 가열된 후강판을 퀀칭하는 퀀칭 장치를 구비한 후강판의 제조 설비로서, 상기 퀀칭 장치는, 상기 가열로로부터 추출된 후강판을 완(緩)냉각하는 완냉각 존과, 당해 완냉각 존을 통과한 후강판을 급냉각하는 급냉각 존을 구비하고, 상기 완냉각 존은, 적어도 상하 1쌍의 완냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치됨과 함께, 상기 급냉각 존은, 적어도 상하 1쌍의 급냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치되고, 상기 완냉각 존의 상측의 완냉각 노즐과 상기 급냉각 존의 상측의 급냉각 노즐의 사이에 탈수 장치를 배치함과 함께, 상기 가열로에서 상기 완냉각 존까지의 거리를 4m 이내로 하는 것을 요지로 한다.

또한, 본 발명의 다른 태양에 따른 후강판의 제조 방법은, 100℃ 이하의 후강판을 가열로에서 오스테나이트 온도역까지 가열하는 가열 공정과, 당해 가열 공정에서 가열된 후강판을 퀀칭 장치에서 퀀칭하는 퀀칭 공정을 구비한 후강판의 제조 방법으로서, 상기 퀀칭 공정은, 상기 가열로로부터 4m 이내에 배치된, 상기 퀀칭 장치의 완냉각 존에 의해, 상기 가열로로부터 추출된 후강판을 완냉각하는 완냉각 공정과, 상기 퀀칭 장치의 급냉각 존에 의해, 상기 완냉각 존을 통과한 후강판을 급냉각하는 급냉각 공정을 구비하고, 상기 완냉각 공정에서는, 적어도 상하 1쌍의 완냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 상기 완냉각 존의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 상기 후강판에 분사하여 완냉각을 행함과 함께, 상기 급냉각 공정에서는, 적어도 상하 1쌍의 급냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 상기 급냉각 존의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 상기 후강판에 분사하여 급냉각을 행하고, 상기 완냉각 존의 상측의 완냉각 노즐과 상기 급냉각 존의 상측의 급냉각 노즐의 사이에 탈수 장치를 배치하고, 상기 상측의 완냉각 노즐로부터의 냉각수와 상기 상측의 급냉각 노즐로부터의 냉각수를 상기 탈수 장치에서 구속하여 상기 상측의 완냉각 노즐로부터의 냉각수와 상기 상측의 급냉각 노즐로부터의 냉각수의 혼합을 회피하는 것을 요지로 한다.

본 발명에 따른 후강판의 제조 설비 및 제조 방법에 의하면, 항복비가 동일한 강판 내에 있어서의 편차가 적은 고강도 또한 저항복비의 후강판을 제조할 수 있는, 후강판의 제조 설비 및 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프라인의 열처리 설비의 개략 구성도이다.
도 2는 후강판의 선단 및 미단이 가열로로부터 추출되고 나서 퀀칭 장치의 완냉각 존에 진입할 때까지의 온도 저하를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 있어서의 후강판의 제조 설비를 적용하여 냉각했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해서 CCT선도를 이용하여 설명한 도면이고, (a)는 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 페라이트 분율이 소정의 분율로 된 시점에서 급냉각으로 하여 거의 실온까지 냉각하고, 제2상으로서 마르텐사이트를 주체로 한 조직으로 했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해서 CCT선도를 이용하여 설명한 도면, (b)는 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 페라이트 분율이 소정의 분율로 된 시점에서 급냉각으로 하고, 후강판의 판두께 방향의 평균 온도가 베이나이트 생성 온도로 된 시점에서 급냉각을 정지하고, 제2상으로서 베이나이트를 주체로 한 조직으로 했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해서 CCT선도를 이용하여 설명한 도면이다.
도 4는 참고예에 따른 후강판의 제조 설비를 적용하여 냉각했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해서 CCT선도를 이용하여 설명한 도면이다.
도 5는 완냉각 존의 완냉각 노즐과 급냉각 존의 급냉각 노즐의 사이에 탈수 장치를 배치한 경우와 당해 탈수 장치를 배치하지 않는 경우의 상황을 나타내는 것으로, (a)는 당해 탈수 롤을 배치하지 않은 경우의 상황을 나타내는 도면, (b)는 당해 탈수 롤을 배치한 경우의 상황을 나타내는 도면이다.
도 6은 탈수 장치를 변형예로 대신한 경우의 도 5(b)와 동일한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 후강판의 제조 설비에 있어서의 완냉각 노즐의 예를 나타내고, (a)는 스프레이 형상이 풀 콘(충돌 형상：원형)인 예를 나타내는 개략 사시도, (b)는 스프레이 형상이 각진 분사(충돌 형상：직사각형)인 예를 나타내는 개략 사시도이다.
도 8은 도 1에 나타내는 오프라인의 열처리 설비에 있어서, 완냉각 존에 있어서 선두에서 최후까지 상하 3쌍의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하고, 급냉각 존에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하고, 최후의 상하 1쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하지 않는 경우의 후강판의 판두께 방향의 평균 온도 변화를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1에 나타내는 오프라인의 열처리 설비에 있어서, 완냉각 존에 있어서 선두의 상하 1쌍의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하지 않고, 나머지의 2개의 상하 2쌍의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하고, 급냉각 존에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하고, 최후의 상하 1쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하지 않는 경우의 후강판의 판두께 방향의 평균 온도 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 1에 나타내는 오프라인의 열처리 설비에 있어서, 완냉각 존에 있어서 앞으로부터 2개의 상하 2쌍의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하고, 최후의 1개의 상하 1쌍의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하지 않고, 급냉각 존에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하고, 최후의 상하 1쌍의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 분사하지 않는 경우의 후강판의 판두께 방향의 평균 온도 변화를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 후강판의 제조 방법 및 제조 설비가 적용되는 오프라인의 열처리 설비의 변형예의 개략 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프라인의 열처리 설비의 개략 구성도이다.
도 13은 스케일 박리율과 분사수의 에너지 밀도의 관계에 대해서, 오프라인 재가열 후에 디스케일링을 행하는 경우와 온라인 압연 후에 디스케일링을 행하는 경우를 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 14는 디스케일링 장치를 나타내는 것으로, (a)는 후강판의 반송 방향 측면측으로부터 본 디스케일링 장치의 개략 구성도, (b)는 후강판의 폭방향 정면측으로부터 본 디스케일링 장치의 개략 구성도, (c)는 후강판의 상방향으로부터 본 분사수의 패턴을 나타내는 도면이다. 단, 도 14(b)에 있어서는, 반송 라인에 대하여 하측에 위치하는 디스케일링 장치는 도시하고 있지 않다.
도 15는 디스케일링 장치로부터의 분사수의 분사 압력에 대한 액적 속도와 분사 거리의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 막 비등, 전이 비등 및 핵 비등을 설명하기 위한 그래프이다.
도 17은 냉각시에 있어서의 스케일 두께와 강판의 온도 이력의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 18은 냉각시의 강판의 선단 및 미단의 온도 이력을 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성 부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 실시 형태에 특정하는 것은 아니다. 또한, 도면은 개략적인 것이다. 그 때문에, 두께와 평면 칫수의 관계, 비율 등은 현실의 것과는 상이한 것에 유의해야 하고, 도면 상호간에 있어서도 서로의 칫수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있다.

(제1 실시 형태)

도 1에는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프라인의 열처리 설비의 개략 구성이 나타나 있고, 열처리 설비(1)는, 오프라인형의 열처리 설비이고, 100℃ 이하의 후강판(S)을 오스테나이트 온도역까지 가열하는 가열로(2)와, 가열로(2)에서 가열된 후강판(S)을 퀀칭하는 퀀칭 장치(3)를 구비하고 있다.

가열로(2)에는, 열처리 설비(1)와는 다른 열간 압연 라인(도시하지 않음)에서 소정의 두께(예를 들면 30㎜) 및 폭(예를 들면 2000㎜)으로 미리 열간 압연되고, 실온으로 된 후에 표면 스케일 제거 장치(도시하지 않음)에서 스케일을 제거한 후강판(S)이 장입된다. 그리고, 가열로(2)에서는, 후강판(S)을 오스테나이트 온도역(예를 들면, 910℃ 정도)까지 가열한다.

가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)은, 가열로(2)의 출측(出側)에 설치되어 있는 복수의 테이블 롤(8)에 의해 반송되면서 퀀칭 장치(3)에서 퀀칭된다.

여기에서, 퀀칭 장치(3)는, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)을 완냉각하는 완냉각 존(4)과, 완냉각 존(4)을 통과한 후강판(S)을 급냉각하는 급냉각 존(5)을 구비하고 있다.

완냉각 존(4)은, 반송 라인에 대하여 상하로 쌍을 이루는 상측의 완냉각 노즐(6a) 및 하측의 완냉각 노즐(6b)을 복수쌍(본 실시 형태에 있어서는, 3쌍), 후강판(S)의 반송 방향을 따라 소정 피치로 나열하여 배치하고 있다. 각 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 후강판(S)을 향하여 냉각수(12)가 분사된다.

또한, 급냉각 존(5)은, 반송 라인에 대하여 상하로 쌍을 이루는 상측의 급냉각 노즐(7a) 및 하측의 급냉각 노즐(7b)을 복수쌍(본 실시 형태에 있어서는, 3쌍), 후강판(S)의 반송 방향을 따라 소정 피치로 나열하여 배치하고 있다. 각 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 후강판(S)을 향하여 냉각수(13)가 분사된다.

여기에서, 도 1에 나타내는 열처리 설비(1)는, 후강판(S) 내에 있어서의 항복비의 편차를 적게 하기 위해, 온라인형이 아니라 오프라인형의 열처리 설비로 하고, 또한, 가능한 한 적은 에너지로 제조하여 에너지 비용을 염가로 하기 위해, 1회의 열처리 공정(가열이 1회)으로 저항복비(항복 강도와 인장 강도의 비인 항복비가 80％ 이하)의 후강판을 제조하는 것이다.

먼저, 온라인형의 열처리 설비가 아니라, 오프라인형의 열처리 설비로 하는 이유에 대해서 기술한다. 온라인형의 열처리 설비로 한 경우의 최대의 과제는, 냉각 전의 후강판(S)의 선단과 미단의 온도 편차에 의해 기계적 특성이 동일한 강판 내에서 불균일하게 되어 버리는 것이다. 그래서, 후강판(S)의 전체 길이에 걸쳐 냉각 개시 온도를 일정하게 하기 위해, 온라인형이 아니라 오프라인형의 열처리 설비로 하고, 가열로(2)와 퀀칭 장치(냉각 장치)(3)를 근접 배치하고, 가열로(2)로부터 후강판(S)을 추출하면 거의 동시에 퀀칭 장치(3)로 퀀칭을 실시하도록 하고 있다.

도 2를 참조하여 후강판의 선단 및 미단이 가열로로부터 추출되고 나서 퀀칭 장치의 완냉각 존에 진입할 때까지의 온도 저하를 설명한다.

가열로(2)에서는, 후강판(S)이 일정한 온도가 되도록 균열 가열한다. 일반적으로, 가열로(2) 내에서의 후강판(S)의 판내 온도 편차를 ±5∼10℃ 정도로 가열할 수 있고, 또한 가열로(2)의 로온까지 후강판(S)이 승온되는 점에서, 가열로(2)의 로 내 온도는 거의 목표의 온도에 대하여 균일하게 할 수 있다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가열로(2)에서 퀀칭 장치(3)까지의 거리가 L인 경우에 있어서, 예를 들면, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 가열로(2)로부터 후강판(S)의 선단이 추출되고, 후강판(S)이 반송 속도(V)로 반송되고, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 후강판(S)의 선단이 퀀칭 장치(3)에 진입한 것으로 한다. 이 경우, 후강판(S)이 가열로(2)를 나오고 나서 외기에 의해 후강판(S)의 온도 저하가 개시되기 때문에, 후강판(S)의 선단은 가열로(2)와 퀀칭 장치(3)의 사이의 거리(L)만큼 이동하는 시간(L/V)만큼 방냉되게 된다. 한편, 후강판(S)의 미단에 대해서도, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 가열로(2)로부터 후강판(S)의 미단이 추출되고, 후강판(S)이 반송 속도(V)로 반송되고, 도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 후강판(S)의 미단이 퀀칭 장치(3)에 진입한 것으로 한다. 이 경우, 후강판(S)이 가열로(2)를 나오고 나서 외기에 의해 후강판(S)의 온도 저하가 개시되기 때문에, 후강판(S)의 미단은 가열로(2)와 퀀칭 장치(3)의 사이의 거리(L)만큼 이동하는 시간(L/V)만큼 방냉되게 된다. 여기에서, 후강판(S)의 반송 속도(V)가 일정하다고 하면, 가열로(2) 내에서 후강판(S)의 선미단에 온도 편차가 없고, 또한, 동일 시간 방냉되어, 퀀칭 장치(3)에 진입하기 때문에, 퀀칭 장치(3)의 진입시에 있어서 후강판(S)의 선미단에 온도 편차는 없다. 이 때문에, 판재마다의 후강판(S)의 선미단의 온도에 편차는 적고, 후강판(S)의 선미단에 대해서 동일 온도에서 냉각을 개시할 수 있다. 이에 따라, 후강판(S)의 전체 길이에 걸쳐 냉각 개시 온도를 일정하게 할 수 있다. 또한, 후강판(S)의 선미단에 대해서 동일 온도에서 냉각을 개시하기 위해서는, 후강판(S)의 선단이 가열로(2)를 나오고 나서, 후강판(S)의 미단이 퀀칭 장치(3)에 진입할 때까지 일정한 속도로 통판하는 것이 바람직하다.

다음으로, 퀀칭 장치(3)를, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)을 완냉각하는 완냉각 존(4)과, 완냉각 존(4)을 통과한 후강판(S)을 급냉각하는 급냉각 존(5)을 구비하여 구성하는 이유에 대해서 기술한다.

가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)에 대하여, 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 먼저 페라이트를 소정의 분율만큼 생성시키고, 그 후에 급냉각을 실시하고, 나머지의 오스테나이트상을 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상으로 한다. 이에 따라, 1회의 열처리 공정에서 제1상의 페라이트 분율의 컨트롤을 함과 함께, 제2상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 만들어 넣는다. 이에 따라, 후강판의 조직으로서 부드러운 페라이트상과 경질상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 강도에 따른 적당한 비율로 분산시킬 수 있어, 인장 강도를 유지한 위에 저항복비를 달성할 수 있다. 그리고, 오프라인의 열처리 설비(1)로서 있기 때문에, 페라이트 분율이 판 내에서 변화하는 일 없이, 항복비가 동일한 강판 내에서 편차가 발생하지 않는 후강판을 얻을 수 있다.

이와 같이, 퀀칭 장치(3)를, 완냉각 존(4)과 급냉각 존(5)으로 구성하여 후강판(S)을 냉각했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력의 개략도를 도 3에 나타낸다. 도 3(a)는, 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 페라이트 분율이 소정의 분율로 된 시점에서 급냉각으로 하여 거의 실온까지 냉각하고, 제2상으로서 마르텐사이트를 주체로 한 조직으로 했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해 CCT선도를 이용하여 설명한 도면이다. 또한, 온도의 개략도는, 비교적 판두께가 두꺼운(50㎜ 이상) 조건에 대해서 기재하고 있다.

여기에서, 완냉각 존(4)에 있어서의 완냉각에서는, 후강판(S)의 표층으로부터 판두께 방향 중심까지의 각 위치의 냉각 속도가 0.4∼10℃/s 정도, 바람직하게는 0.4∼5℃/s가 되도록 조정하면, 후강판(S)의 표층과 판두께 방향 중심의 페라이트 분율은 크게 변화하지 않고, 판두께 방향에 걸쳐 거의 일정한 페라이트 분율로 할 수 있다. 완냉각 존(4)에 있어서의 완냉각에 있어서, 후강판(S)의 표층으로부터 판두께 방향 중심까지의 각 위치의 냉각 속도가 0.4∼10℃/s가 되도록 제어하기 위해, 완냉각 존(4)에서의 냉각수의 단위 면적당의 수량(이후, 수량 밀도라고 칭함)은, 30∼200L/(min·㎡)로 하는 것이 바람직하다. 완냉각 존(4)에서의 냉각수의 수량 밀도가 30L/(min·㎡) 미만이면, 목표의 냉각 속도의 하한값인 0.4℃/s를 하회하여, 거의 공냉과 동등의 냉각 속도가 되는 점에서, 생산성이 현저하게 저하한다. 한편, 당해 수량 밀도가 200L/(min·㎡)보다 크면, 베이나이트 등의 제2상의 조직이 완냉각 중에 생성할 가능성이 있어, 안정적으로 목표의 페라이트 분율로 할 수 없다. 낮은 냉각 속도로, 보다 균일하게 냉각하기 위해서는, 당해 수량 밀도를 바람직하게는 150L/(min·㎡) 이하로 하는 것이 좋다.

또한, 급냉각 존(5)에 있어서의 급냉각에서는, 완냉각보다도 빠른 냉각 속도이면 좋고, 특히 냉각 속도가 가장 늦어지는 판두께 방향 중심부에서 4℃/s 이상으로 함으로써 후강판(S)의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도가 마르텐사이트 생성 온도보다도 낮은 온도까지 차게 할 수 있어, 제2상의 조직을 마르텐사이트 주체로 할 수 있다. 급냉각 존(5)에 있어서의 급냉각에 있어서, 냉각 속도가 가장 늦어지는 판두께 방향 중심부에서 4℃/s 이상으로 하기 위해, 급냉각 존(5)에서의 냉각수의 수량 밀도는 1000∼4000L/(min·㎡)로 하는 것이 바람직하다. 당해 수량 밀도가 1000L/(min·㎡) 미만에서는 특히 판두께가 두꺼운 경우(예를 들면 100㎜), 목표의 냉각 속도에 이르지 않는 위에, 전이 비등이 발생하여 온도 불균일이 생기는 문제가 있다. 목표의 냉각 속도를 달성하면서, 균일하게 냉각하기 위해서는, 당해 수량 밀도를 바람직하게는 1200L/(min·㎡) 이상으로 하는 것이 좋다. 한편, 당해 수량 밀도가 4000L/(min·㎡)보다 크면, 이 이상 수량 밀도를 올려도 냉각 속도는 거의 변화하지 않는 점에서 냉각수의 동력 등 경제성의 관점에서 바람직하지 않다.

또한, 도 3(b)는, 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 페라이트 분율이 소정의 분율로 된 시점에서 급냉각으로 하고, 후강판의 판두께 방향의 평균 온도가 베이나이트 생성 온도로 된 시점에서 급냉각을 정지하고, 제2상으로서 베이나이트를 주체로 한 조직으로 했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해서 CCT선도를 이용하여 설명한 도면이다. 또한, 온도의 개략도는, 비교적 판두께가 두꺼운(50㎜ 이상) 조건에 대해서 기재하고 있다.

여기에서, 완냉각 존(4)에 있어서의 완냉각에서는, 후강판(S)의 표층으로부터 판두께 방향 중심까지의 각 위치의 냉각 속도가 0.4∼10℃/s 정도, 바람직하게는 0.4∼5℃/s가 되도록 조정하면, 후강판(S)의 표층과 판두께 방향 중심의 페라이트 분율은 크게 변화하지 않고, 판두께 방향에 걸쳐 거의 일정한 페라이트 분율로 할 수 있다. 바람직하게는, 완냉각 종료시의 판두께 방향의 온도 편차(표층-판두께 방향 중심)가 100℃ 이하가 되도록 냉각 속도를 선택하는 것이 좋다. 또한, 그 후의 급냉각 존(5)에 있어서의 급냉각에서는, 완냉각보다도 빠른 냉각 속도이면 좋고, 판두께 방향 중심부에서 4℃/s 이상으로 냉각함과 함께, 베이나이트 생성 온도(400∼55℃)에서 냉각을 종료시킴으로써, 제2상의 조직을 베이나이트 주체로 할 수 있다.

한편, 도 4는, 참고예에 따른 후강판의 제조 설비를 적용하여 냉각했을 때의 후강판의 표층 및 판두께 방향 중심의 온도 이력 및 후강판의 조직 변화에 대해서 CCT선도를 이용하여 설명한 도면이다. 또한, 온도의 개략도는, 비교적 판두께가 두꺼운(50㎜ 이상) 조건에 대해서 기재하고 있다.

참고예에 따른 후강판의 제조 설비에서는, 냉각 초기부터 급냉각을 실시하고, 거의 수온에 이르기까지 후강판을 냉각하고 있다. 이 냉각 방법에서는, 냉각 초기부터 급냉각을 실시하기 때문에, 후강판(S)의 표면의 냉각 속도는 냉각 초기에 빠르고, 후강판(S)의 표면 온도가 수온 근방으로 된 시점에서 거의 일정 온도로 된다. 그 때문에, 후강판(S)의 표층은 페라이트 변태를 하지 않고, 마르텐사이트 변태를 하고 있다. 이 때문에, 참고예에 따른 후강판의 제조 설비에서는, 1회의 열처리 공정에서 복상(複相) 조직을 만들어 넣을 수 없다.

이에 대하여, 본 실시 형태에 따른 후강판의 제조 설비에서는, 전술한 바와 같이, 퀀칭 장치(3)를, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)을 완냉각하는 완냉각 존(4)과, 완냉각 존(4)을 통과한 후강판(S)을 급냉각하는 급냉각 존(5)을 구비하여 구성되어 있다. 이에 따라, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)에 대하여, 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 먼저 페라이트를 소정의 분율만큼 생성시키고, 그 후에 급냉각을 실시하고, 나머지의 오스테나이트상을 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상으로 한다. 이 때문에, 1회의 열처리 공정에서 제1상의 페라이트 분율의 컨트롤을 함과 함께, 제2상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 만들어 넣을 수 있다.

또한, 열처리 설비(1)에 있어서는, 도 1 및 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 완냉각 존(4)의 가장 출측의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)의 가장 입측(入側)의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에는, 탈수 장치(9)가 설치되어 있다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 완냉각 존(4)의 가장 입측의 상측의 완냉각 노즐(6a)의 입측과 급냉각 존(5)의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 출측에도 탈수 장치(9)가 설치되어 있다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 완냉각 존(4)의 각 완냉각 노즐(6a)간 및 급냉각 존(5)의 각 급냉각 노즐(7a)간에도 탈수 장치(9)가 설치되어 있다. 이들 탈수 장치(9)는, 탈수 롤로 구성된다.

완냉각 존(4)의 가장 출측의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에 탈수 장치(9)를 설치하는 이유에 대해서, 도 5(a), (b)를 참조하여 설명한다.

도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 완냉각 존(4)의 가장 출측의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에 탈수 장치(9)를 설치하고 있지 않은 경우, 상측의 완냉각 노즐(6a)로부터의 냉각수(12)와 상측의 급냉각 노즐(7a)로부터의 냉각수(13)가 혼합되어 버린다. 특히, 급냉각 노즐(7a)의 쪽이 냉각 속도를 빠르게 하는 점에서 냉각수의 유량을 많게 할 필요가 있기 때문에, 냉각수(12)의 유량이 적은 완냉각 노즐(6a)측에 급냉각 노즐(7a)로부터의 냉각수(13)가 진입해 버리고, 완냉각 노즐(6a)의 직하(直下)에서는 냉각 능력이 높아지는 경향으로 된다. 이 때문에, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 완냉각 존(4)의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에 탈수 장치(9)를 설치한다. 그리고, 상측의 완냉각 노즐(6a)로부터의 냉각수(12)와 상측의 급냉각 노즐(7a)로부터의 냉각수(13)를 탈수 장치(9)에서 구속하여 상측의 완냉각 노즐(6a)로부터의 냉각수(12)와 상측의 급냉각 노즐(7a)로부터의 냉각수(13)의 혼합을 회피하여, 안정된 냉각을 실현할 수 있도록 하고 있다.

또한, 완냉각 존(4)의 가장 입측의 상측의 완냉각 노즐(6a)의 입측과 급냉각 존(5)의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 출측에 탈수 장치(9)를 설치한 이유에 대해서 설명한다.

도 4에서 설명한 바와 같은 참고예에 따른 후강판의 제조 설비를 적용하여 후강판(S)을 냉각할 때에는, 일반적으로 실온까지의 냉각밖에 할 수 없기 때문에, 베이나이트가 생성되는 400∼550℃에서 냉각을 정지시킬 수 없다. 이 참고예에 따른 후강판의 제조 설비를 적용하여 후강판(S)을 냉각하는 경우에 있어서, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 후강판(S)의 온도가 베이나이트 생성역(400℃ 전후)에서 급냉각을 정지시키고자 하면, 급냉각 노즐로부터의 냉각수가 특히 후강판(S) 상에 체류해 버려, 그 체류수가 존재하고 있는 부위에서 후강판의 면 내의 과냉각을 발생시키는 원인으로 된다. 이 때문에, 베이나이트가 생성되는 400∼550℃에서 냉각을 정지시킬 수 없다. 또한, 가장 가열로에 가까운 완냉각 존(4)측에서는, 가열로(2)측에 체류수가 후강판(S) 상을 따라 흐르기 때문에, 가열로(2)측에 냉각수가 침입해 버려, 가열로(2)의 고장의 원인이 되거나, 앞과 동일하게 후강판(S)의 면 내의 과냉각을 발생시키거나 하는 원인으로 된다. 이 때문에, 본 실시 형태와 같이, 완냉각 존(4)의 가장 입측의 상측의 완냉각 노즐(6a)의 입측과 급냉각 존(5)의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 출측에 탈수 장치(9)를 설치함으로써, 후강판(S) 상에 체류하는 체류수를 탈수 장치(9)에서 구속하여 체류수가 퀀칭 장치(3)의 외로 유출되는 것을 저지하여, 베이나이트 생성역에서 정밀도 좋게 냉각을 정지하도록 하고 있다.

여기에서, 각 탈수 장치(9)는, 반송 라인에 대하여 상방에 위치하고 있고, 승강 기능을 가짐으로써, 여러 가지 판두께의 후강판(S)을 일정한 압압력으로 구속할 수 있다. 양호한 탈수성을 얻기 위해서는 냉각 중의 후강판(S)의 표면 형상을 평탄하게 하는 것이 좋고, 각 탈수 장치(9)의 밀어부침력은 바람직하게는 4ton 이상, 보다 바람직하게는 6ton 이상, 더욱 바람직하게는 8ton 이상이 좋다. 한편, 각 탈수 장치(9)가 휘어져 후강판(S)과 탈수 장치(9)의 사이에 극간이 생겨 탈수성이 악화될 가능성이 있기 때문에, 압압력은 20ton 이하가 바람직하다.

또한, 탈수 장치(9)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 탈수 롤이 아니라, 퍼지수(15)를 분사하여 냉각수를 후속하는 퍼지 노즐로 구성하거나, 혹은 공압 퍼지로 구성해도 좋다. 단, 수냉 적용 구간 외로 냉각수를 누설시키지 않고, 보다 안정된 냉각을 실시하기 위해서는, 탈수 장치(9)로서 탈수 롤을 이용하는 것이 바람직하다.

여기에서, 전술한 바와 같이, 완냉각 존(4)에 있어서의 완냉각에서는, 페라이트를 생성시키는 점에서 냉각 속도를 0.4∼10℃/s 정도로 제어하고 싶은 점에서, 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를, 30∼200L/(min·㎡) 정도로 하는 것이 적합하다. 그리고, 완냉각시에는, 후강판(S)의 냉각으로서는 비교적 냉각수량이 적은 상태가 되기 때문에, 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 분사된 액적으로 된 냉각수는 후강판(S)에 충돌했을 때에, 액적과 후강판(S)의 사이에 증기막이 발생하는 소위 막 비등 상태로 된다. 이 막비등 상태는 온도가 낮아지면 붕괴하여 액적과 후강판(S)이 직접 접촉하는 소위 핵 비등으로 이행하여 급격하게 냉각 능력이 빨라진다. 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터의 수량 밀도가 높을수록, 핵 비등으로 이행하는 온도(소위 전이 온도)가 고온화하기 때문에, 완냉각이 가능한 막 비등 상태의 온도 범위가 좁아져 간다. 그 때문에, 국소적인 수량 밀도가 높아지지 않도록, 가능한 한 퍼져서 분사되는 스프레이 형상이 바람직하다. 이 점에서, 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터의 냉각수(12)의 냉각 형식으로서는, 광범위하게 낮은 수량 밀도로 분무 가능한 스프레이 냉각이 좋고, 특히 도 7(a)에 나타내는 풀 콘(충돌 형상：원형), 오벌(충돌 형상：타원), 도 7(b)에 나타내는 각진 분사(충돌 형상：직사각형)이 바람직하다. 가능한 한 광범위하게 균일하게 분무하는 점에서, 오벌이면, 단경과 장경의 비는 1:1∼1:4의 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 또한, 각진 분사의 경우도 오벌과 동일하게, 단변과 장변의 비를 1:1∼1:4의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 물과 공기를 혼합시킨 소위 미스트 냉각에서도 먼저 기술한 스프레이와 같이, 단변과 장변의 비율을 적절히 선정하면 동등한 성능으로 할 수 있다.

또한, 전이 온도는, 후강판(S)의 표면에 생성되는 산화 스케일의 영향을 받아, 일반적으로는 스케일 두께가 두꺼울수록 전이 온도가 고온화한다. 완냉각 중에 이러한 전이 온도에 도달해 버리면 후강판(S)의 표면이 급속히 냉각되기 때문에, 특히 강판 표층의 냉각 속도가, 0.4∼10℃/s보다도 훨씬 빨라질 위험성이 있다. 그래서, 이 전이 온도를 낮게 하여, 가능한 한 막 비등으로 냉각 가능한 범위를 넓히기 위해, 가열로 장입 전의 후강판은, 숏 블러스트나 산세정 등의 공정에서, 미리 열간 압연시에 생성된 비교적 두꺼운 스케일을 제거하는 것이 바람직하다. 일반적인 밀 스케일은, 10∼50㎛ 정도이지만, 숏 블러스트나 산세정에 의해 가열로 장입 전의 스케일의 두께를 1㎛ 미만으로 할 수 있다. 또한, 가열로(2) 내는 질소 분위기 가열 등의 무산화 분위기에서 가열함으로써, 가열로(2) 내에서의 스케일의 생성을 억제하는 것이 좋고, 바람직하게는, 가열로(2) 내의 산소 농도를 1％ 미만으로 하는 것이 적합하다.

이와 같이 함으로써, 가열로(2) 추출까지의 스케일의 생성을 방지할 수 있지만, 가열로(2) 추출 후에 고온 강판은 대기 분위기에 폭로되어 역시 산화 스케일이 생성된다. 여기에서, 산화 스케일의 억제의 관점에서, 후강판(S)의 선단 및 미단의 각각이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만, 바람직하게는 100sec 이내로 하도록 후강판(S)의 반송 속도를 제어하는 것이 적합하다. 또한, 일반적인 오프라인 열처리의 반송 속도는, 2∼20mpm 정도이고, 산화 스케일을 가능한 한 방지하는 관점에서, 최저의 반송 속도를 2mpm으로 한 경우, 가열로(2)의 추출구로부터 완냉각 존까지의 거리(L)는 4m 이내가 바람직하고, 3.3m 이내가 되면 더욱 적합하다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 가열로(2)에서 완냉각 존(4)까지의 거리(L)를 4m 이내로 하고 있다.

열처리 설비(1)에 있어서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 후강판(S)의 선단 및 미단의 각각이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만이 되도록 후강판(S)의 반송 속도를 제어하는 제어 장치(10)가 형성되어 있다.

이 제어 장치(10)는, 후강판(S)의 반송 속도를 제어하기 위해, 즉 반송 속도 제어 장치로서 기능하기 위해, 후강판(S)을 반송하는 테이블 롤(8)에 접속됨과 함께, 상위 컴퓨터(11)에 접속되어 있다. 제어 장치(10)는, 상위 컴퓨터(11)에서, 가열로(2)에서 완냉각 존(4)까지의 거리(L)의 정보를 취득함과 함께, 이 거리(L)에 기초하여 후강판(S)의 선단 및 미단의 각각이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만이 되는 바와 같은 후강판(S)의 반송 속도(V)를 산출하고, 이 산출된 반송 속도(V)로 후강판(S)을 반송하도록 테이블 롤(8)의 회전 속도를 제어한다.

또한, 완냉각 존(4)에 있어서의 완냉각으로부터 급냉각 존(5)에 있어서의 급냉각으로 전환하는 타이밍의 후강판(S)의 온도, 즉, 후강판(S)의, 완냉각 존(4)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도는, 적어도 10％ 이상, 바람직하게는 20％ 이상, 80％ 이하의 페라이트 분율이 되는 페라이트를 생성하고 싶기 때문에, 550℃∼800℃의 범위 내로 하는 것이 적합하다.

열처리 설비(1)에 있어서는, 전술의 제어 장치(10)가, 완냉각 제어 장치로서의 기능도 겸비하고 있고, 제어 장치(10)는, 후강판(S)에 냉각수를 분사하는 완냉각 노즐(6a, 6b)에 접속되어 있다. 그리고, 제어 장치(10)는, 상위 컴퓨터(11)에서, 가열 온도, 판두께 등의 정보에 더하여, 후강판(S)의 목표 온도(완냉각 존(4)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도인 550℃∼800℃의 범위 내의 목표 온도)의 정보를 취득함과 함께, 이 목표 온도에 기초하여, 냉각수를 분사하는 완냉각 노즐(6a, 6b)의 수(완냉각 노즐(6a, 6b)의 쌍 수), 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 산출한다. 그리고, 제어 장치(10)는, 이 산출된 후강판(S)의 반송 속도로 후강판(S)을 반송하면서 완냉각 노즐(6a, 6b)의 수(완냉각 노즐(6a, 6b)의 쌍 수) 및 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도로 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 후강판(S)을 향하여 냉각수를 분사한다. 이에 따라, 후강판(S)의, 완냉각 존(4)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도는, 550℃∼800℃의 범위 내의 목표 온도로 된다.

또한, 급냉각 존(5)에 있어서의 급냉각에서는, 완냉각에서 오스테나이트로부터 어느 분율만큼 페라이트로 된 후강판(S)의 조직을, 그 나머지의 오스테나이트를 베이나이트 혹은 마르텐사이트로 하고 싶기 때문에, 냉각 속도는 가능한 한 빠른 쪽이 좋고, 적어도 후강판(S)의 판두께 방향 중심에서 4℃/s 이상으로 제어한다. 이 점에서, 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도는 1000∼4000L/(min·㎡) 정도로 하는 것이 좋다. 당해 수량 밀도가 1000L/(min·㎡) 미만에서는 특히 판두께가 두꺼운 경우(예를 들면 100㎜), 목표의 냉각 속도에 도달하지 않고, 당해 수량 밀도가 4000L/(min·㎡)보다 큰 경우에는, 이 이상 수량 밀도를 올려도 냉각 속도는 거의 변화하지 않는 점에서 냉각수의 동력 등 경제성의 관점에서 바람직하지 않다. 추가로 급냉각시에는, 먼저 설명한 막 비등 상태가 되면 냉각 능력이 낮아지기 때문에, 핵 비등으로 전이하기 쉽도록 급냉각 노즐(7a, 7b)의 분사 압력은 높은 쪽이 좋고, 적어도 0.1㎫ 이상, 바람직하게는 0.3㎫ 이상이 좋다. 또한, 당해 분사 압력이 1.0㎫를 초과하면 펌프의 동력이 커질뿐만 아니라, 배관 등도 내압성이 높은 것이 필요해져 경제적이지 않기 때문에, 당해 분사 압력은 1.0㎫ 이하가 적합하다.

또한, 후강판(S)의 급냉각의 종료 온도, 즉, 후강판(S)의, 급냉각 존(5)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 실온∼550℃의 범위 내가 적합하다. 550℃보다도 급냉각의 종료 온도가 높은 경우는, 안정되게 베이나이트를 생성할 수 없기 때문에, 고강도 강판을 얻을 수 없기 때문이다.

열처리 설비(1)에 있어서는, 전술의 제어 장치(10)가, 급냉각 제어 장치로서의 기능도 겸비하고 있고, 제어 장치(10)는, 후강판(S)에 냉각수를 분사하는 급냉각 노즐(7a, 7b)에 접속되어 있다. 그리고, 제어 장치(10)는, 상위 컴퓨터(11)에서, 가열 온도, 판두께 등의 정보에 더하여, 후강판(S)의 목표 온도(급냉각 존(5)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도인 실온∼550℃의 범위 내의 목표 온도)의 정보를 취득함과 함께, 이 목표 온도에 기초하여, 냉각수를 분사하는 급냉각 노즐(7a, 7b)의 수(급냉각 노즐(7a, 7b)의 쌍 수), 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 산출한다. 그리고, 제어 장치(10)는, 이 산출된 후강판(S)의 반송 속도로 후강판(S)을 반송하면서 급냉각 노즐(7a, 7b)의 수(급냉각 노즐(7a, 7b)의 쌍 수) 및 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도로 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 후강판(S)을 향하여 냉각수를 분사하여 정지한다. 이에 따라, 후강판(S)의, 급냉각 존(5)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도는, 실온∼550℃의 범위 내의 목표 온도에서 정지된다.

또한, 도 8에는, 도 1에 나타내는 오프라인의 열처리 설비에 있어서, 제어 장치(10)에 의해 후강판(S)의 반송 속도 제어, 완냉각 제어 및 급냉각 제어를 행하고, 완냉각 존(4)에 있어서 선두에서 최후까지 상하 3쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하고, 급냉각 존(5)에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 분사하고, 최후의 상하 1쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 분사하지 않는 경우의 후강판의 판두께 방향의 평균 온도 변화가 나타나 있다.

또한, 도 9에는, 도 1에 나타내는 오프라인의 열처리 설비에 있어서, 제어 장치(10)에 의해 후강판(S)의 반송 속도 제어, 완냉각 제어 및 급냉각 제어를 행하고, 완냉각 존(4)에 있어서 선두의 상하 1쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하지 않고, 나머지의 2개의 상하 2쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하고, 급냉각 존(5)에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 분사하고, 최후의 상하 1쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 분사하지 않는 경우의 후강판의 판두께 방향의 평균 온도 변화가 나타나 있다. 도 9에 나타내는 제어의 예에서는, 완냉각 존(4)에 있어서 선두의 상하 1쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하지 않고, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)의 방냉 시간이 도 8의 제어예에 대하여 길게 되어 있다.

또한, 도 10에는, 도 1에 나타내는 오프라인의 열처리 설비에 있어서, 제어 장치(10)에 의해 후강판(S)의 반송 속도 제어, 완냉각 제어 및 급냉각 제어를 행하고, 완냉각 존(4)에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하고, 최후의 1개의 상하 1쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하지 않고, 급냉각 존(5)에 있어서 선두에서 2개의 상하 2쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 분사하고, 최후의 상하 1쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 분사하지 않는 경우의 후강판의 판두께 방향의 평균 온도 변화가 나타나 있다. 도 10에 나타내는 제어의 예에서는, 완냉각 존(4)에 있어서 최후의 1개의 상하 1쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 분사하지 않고, 완냉각과 급냉각의 사이에 공냉으로 거의 일정 온도로서 보존 유지 가능하게 되어 있다.

도 8∼도 10에 나타낸 제어의 예는, 일 예로서, 목표로 하는 소재의 특성(예를 들면, 페라이트 분율)에 의해 제어 형태는 여러 가지로 변경할 수 있다.

다음으로, 도 1에 나타내는 열처리 설비(1)를 이용한 본 발명의 후강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 열처리 설비(1)와는 다른 열간 압연 라인(도시하지 않음)에서 소정의 두께(예를 들면 30㎜) 및 폭(예를 들면 2000㎜)으로 미리 열간 압연되어, 실온으로 된 후에 표면 스케일 제거 장치(도시하지 않음)에서 스케일을 제거한 후강판(S)을 가열로(2)에 장입한다. 그리고, 가열로(2)에 있어서, 후강판(S)을 오스테나이트 온도역(예를 들면, 910℃ 정도)까지 가열한다(가열 공정).

이어서, 후강판(S)은 가열로(2)로부터 추출되고, 가열로(2)의 출측에 설치되어 있는 복수의 테이블 롤(8)에 의해 반송되면서 퀀칭 장치(3)에서 퀀칭한다(퀀칭 공정).

여기에서, 이 퀀칭 공정에서는, 먼저, 가열로(2)로부터 4m 이내에 배치된, 퀀칭 장치(3)의 완냉각 존(4)에 의해, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)을 완냉각한다(완냉각 공정).

이 완냉각 공정에서는, 상하 복수 (3)쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)을 후강판(S)의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 완냉각 존(4)의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수를 후강판(S)에 분사하여 완냉각을 행한다.

여기에서, 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 30∼200L/(min·㎡)로 하여 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 후강판(S)에 분사하여 완냉각을 행한다. 또한, 후강판(S)의, 완냉각 존(4)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 550℃∼800℃의 범위 내의 목표 온도가 되도록, 제어 장치(10)에서 냉각수(12)를 분사하는 완냉각 노즐의 수(완냉각 노즐(6a, 6b)의 쌍 수), 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 제어하여 완냉각을 행한다.

또한, 제어 장치(10)는, 후강판(S)의 선단 및 미단의 각각이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만이 되도록 후강판(S)의 반송 속도를 제어한다.

다음으로, 퀀칭 공정에서는, 퀀칭 장치(3)의 급냉각 존(5)에 의해, 완냉각 존(4)을 통과한 후강판(S)을 급냉각한다(급냉각 공정).

이 급냉각 공정에서는, 상하 복수 (3)쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)을 후강판(S)의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 급냉각 존(5)의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수를 후강판(S)에 분사하여 급냉각을 행한다.

여기에서, 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 1000∼4000L/(min·㎡)로 하여 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 후강판(S)에 분사하여 급냉각을 행한다. 또한, 후강판(S)의, 급냉각 존(5)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 실온∼550℃의 범위 내의 목표 온도에서 냉각 정지하도록, 제어 장치(10)에서 냉각수(13)를 분사하는 급냉각 노즐(7a, 7b)의 수(급냉각 노즐(7a, 7b)의 쌍 수), 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 제어하여 급냉각을 행한다.

그리고, 퀀칭 공정을 거친 후강판(S)은, 후속 공정에 제공된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 후강판(S)의 제조 방법에 의하면, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)에 대하여, 냉각 초기를 완냉각으로 하여, 먼저 페라이트를 소정의 분율만큼 생성시키고, 그 후에 급냉각을 실시하고, 나머지의 오스테나이트상을 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상으로 한다. 이에 따라, 1회의 열처리 공정에서 제1상의 페라이트 분율의 컨트롤을 함과 함께, 제2상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 만들어 넣는다. 이 때문에, 후강판(S)의 조직으로서 부드러운 페라이트상과 경질상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 강도에 따른 적당한 비율로 분산시킬 수 있어, 인장 강도를 유지한 위에 저항복비를 달성할 수 있다. 그리고, 1회의 열처리 공정에서 저항복비의 후강판(S)을 얻을 수 있기 때문에, 가능한 한 적은 에너지로 제조하여 에너지 비용을 염가로 할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 12에는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 후강판의 제조 설비를 나타내는 오프라인의 열처리 설비의 개략 구성이 나타나 있다. 도 12에 나타내는 열처리 설비(1)는, 기본 구성은, 도 1에 나타내는 열처리 설비와 동일하지만, 가열로(2)와 퀀칭 장치(3)의 사이에, 가열로(2)에서 가열된 후강판(S)에 대하여 디스케일링을 행하는 디스케일링 장치(16)를 구비하고 있는 점에서 상위하다.

가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)은, 가열로(2)의 출측에 설치되어 있는 복수의 테이블 롤(8)에 의해 반송되면서 디스케일링 장치(16)에 의해 강판 표리면의 스케일이 제거된다. 이에 따라, 후강판(S)의 더욱 균일한 냉각을 실현할 수 있어, 편차가 적은 고강도 또한 저항복비의 후강판(S)을 제조하는 것이 가능해진다.

그리고, 디스케일링 장치(16)에 의해 스케일이 제거된 후강판(S)은, 테이블 롤(8)에 의해 반송되면서 퀀칭 장치(3)에서 냉각된다.

오프라인형의 열처리 설비(1)에 있어서, 열간 압연된 후강판(S)을, 재가열한 후에 디스케일링함으로써, 분사수의 에너지 밀도가 작아도, 후강판(S)의 표리면의 스케일을 제거할 수 있다. 이 때문에, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)의 표리면에 대하여 디스케일링 장치(3)로부터 분사수(17)를 분사함으로써 강판 표리면의 스케일을 제거하도록 하고 있다.

여기에서, 후강판(S)에 분사되는 분사수의 에너지 밀도(J/㎟)란, 디스케일링에 의해 스케일을 제거하는 능력의 지표이고, 분사수의 수량 밀도×분사 압력×충돌 시간으로서 정의된다. 수량 밀도(㎥/(s·㎟))는, 분사수의 분사 유량(㎥/s)÷분사수의 충돌 면적(㎟)으로 계산되는 값이다. 또한, 분사 압력(N/㎡)은, 분사수의 토출 압력으로 정의되고, 충돌 시간(s)는, 분사수의 충돌 두께÷후강판(S)의 반송 속도로 계산되는 값으로 정의된다.

이 분사수의 에너지 밀도와 스케일 박리율(분사수가 후강판(S)에 분사되어 스케일이 박리된 면적과 강판 면적의 비율)의 관계는, 어느 강종에 있어서의 디스케일링에서의 스케일 박리 상황에 대해서, 온라인에서의 압연 후의 후강판(S)과 오프라인에서의 재가열 후의 후강판(S)을 조사한 결과, 구체적으로는 도 13에 나타내는 바와 같이 되고, 오프라인에서 재가열한 후에는 낮은 에너지 밀도, 구체적으로는 0.005J/㎟ 이상에서 스케일을 후강판(S)의 전체면에서 박리하는 것이 가능해진다.

한편, 온라인에서 열간 압연된 후의 스케일은 후강판(S)에 밀어넣어지고 있기 때문에, 스케일의 지철로의 밀착성이 높고, 0.1J/㎟ 이상의 에너지 밀도의 분사수를 후강판(S)에 충돌시킴으로써, 스케일을 후강판(S)의 전체면에서 박리하는 것이 가능해진다. 이에 대하여, 열간 압연되어 그 후 100℃ 이하까지 냉각한 후강판(S)을 가열로(2)에서 재가열하면, 재가열시에 스케일과 후강판(S)의 열팽창차에 의해 스케일이 박리하고, 가열로(2) 추출 후는 스케일이 후강판(S)으로부터 박리한 상태가 되어 있고, 디스케일링수의 에너지 밀도가 낮아도 스케일을 균일 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 가열로(2) 내나 가열로(2) 추출 후에 생성된 스케일에 관해서도, 스케일은 압연에 의해 밀어넣어지는 일 없이, 밀착력이 낮은 상태이기 때문에, 0.005J/㎟ 이상의 낮은 에너지 밀도로 스케일 제거가 가능해진다.

이 때문에, 본 실시 형태에 있어서는, 가열로(2)의 출측에 디스케일링 장치(16)를 배치하여 가열로(2)에서 가열된 후강판(S)에 대하여 디스케일링을 행하도록 하고, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도를 0.005J/㎟ 이상으로 하고 있다. 그리고, 디스케일링 장치(16)는, 도시하지 않는 디스케일링 펌프를 통하여 도 12에 나타내는 바와 같이 제어 장치(10)에 접속되고, 제어 장치(10)가, 디스케일링으로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도가 0.005J/㎟ 이상이 되도록, 분사수의 수량 밀도, 분사 압력 및 충돌 시간을 제어하고 있다. 또한, 제어 장치(10)는, 후술하는 바와 같이, 디스케일링 장치(3)로부터 분사되는 분사수의 분사 압력이, 0.5㎫ 이상이 되도록 제어하고 있다.

또한, 가열로(2)에 후강판(S)을 장입하기 전에 미리 스케일 제거 기구, 예를 들면 숏 블러스트나 산세정 등의 공정에서 스케일을 제거하고, 가열로(2)에 장입하기 전의 스케일 두께를 1㎛ 미만으로 함으로써, 스케일을 보다 균일하고 또한 용이하게 제거하는 것이 가능해진다. 또한, 가열로(2) 내는 질소 분위기 등의 무산화 분위기에서 가열함으로써, 가열로(2) 내에서의 스케일 생성을 억제함으로써 용이하게 스케일을 제거할 수 있기 때문에, 가열로(2) 내의 산소 농도를 1％ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

후강판(S)의 전체면에서 스케일을 제거하기 위해서는, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도를 바람직하게는 0.008J/㎟ 이상, 더욱 바람직하게는 0.01J/㎟ 이상으로 하는 것이 좋다. 당해 분사수의 에너지 밀도가 과도하게 크면, 고압 펌프나 고압 배관이 필요하게 되고, 설비 비용이 증대하기 때문에, 당해 분사수의 에너지 밀도를 0.05J/㎟ 이하로 하는 것이 좋다.

여기에서, 디스케일링 장치(16)는, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 반송 라인이 반송되는 후강판(S)에 대하여 상방 및 하방에 설치되고, 각각의 디스케일링 장치(16)가, 도시하지 않는 디스케일링 펌프에 접속된 디스케일링 헤더(16a)와, 디스케일링 헤더(16a)에 형성된 복수의 디스케일링 노즐(16b)을 구비하고 있다. 각 디스케일링 노즐(16b)로부터 후강판(S)의 표면 혹은 이면을 향하여 분사수(17)가 분사되어, 후강판(S)의 표면 혹은 이면에 발생한 스케일이 제거된다. 분사수(17)의 에너지 밀도는, 전술한 바와 같이, 0.005J/㎟ 이상으로 된다.

복수의 디스케일링 노즐(16b)은, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이(도 14(b)에는 상측의 디스케일링 장치(16)만 도시), 후강판(S)의 폭방향으로 연장되는 디스케일링 헤더(16a)에 당해 폭방향을 따라 소정 피치로 설치되어 있다. 그리고, 서로 이웃하는 디스케일링 노즐(16b)로부터의 분사수(17)가, 도 14(c)에 나타내는 바와 같이, 공중에서 충돌하지 않도록, 각 디스케일링 노즐(16b)은 비틀림 각도가 부여되어 설치되어 있다. 여기에서, 비틀림 각도는, 후강판(S)의 반송 방향에 대하여 직교하는 후강판(S)의 폭방향으로 연장되는 선(L)과 분사수(17)가 이루는 각도이다. 이 비틀림 각도가, 구체적으로는 2° 이상 20° 이하가 되도록 각 디스케일링 노즐(16b)이 설치된다.

또한, 후강판(S)의 표면 혹은 이면으로부터 각 디스케일링 노즐(16b)의 분사구까지의 분사 거리(도 14(a) 참조)가 지나치게 길면, 분사된 액적의 속도는 비행 중에 감쇠하기 때문에, 스케일 제거 능력이 저하되어 버린다. 여러 가지의 분사 압력에 대하여 액적 속도와 분사 거리의 관계를 조사한 결과, 도 15에 나타내는 바와 같이 된다. 본 실시 형태에 있어서의 디스케일링 장치(16)로부터의 분사수의 분사 압력은, 온라인에 있어서의 열간 압연 후의 통상의 디스케일링 장치로부터의 분사수의 분사 압력과 비교해 낮기 때문에, 액적 속도의 감쇠는 작고, 분사 거리의 영향은 작지만, 본 실시 형태에 있어서의 디스케일링 장치(16)로부터의 분사수의 분사 거리는, 바람직하게는 600㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 400㎜ 이하가 좋다. 단, 디스케일링 장치(16)가 후강판(S)의 표면 혹은 이면과 지나치게 근접하면 , 후강판(S)에 디스케일링 노즐(16b)이 충돌하여 당해 디스케일링 노즐(16b)이 파손되기 때문에, 분사 거리는 40㎜ 이상으로 하는 것이 좋다.

그리고, 퀀칭 장치(3)에 의해 후강판(S)을 냉각하기 전에, 디스케일링 장치(16)에서 후강판(S)의 표면 및 이면에 생성된 스케일을 제거함으로써, 퀀칭 장치(3)에서 후강판(S)을 균일하게 냉각할 수 있고, 후강판(S)의 판 내에서 균일한 재질, 특히 항복비의 편차가 작은 고강도의 저항복비 조질 후강판을 제조할 수 있다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 스케일 두께가 얇을수록, 전이 비등 온도가 저온화하기 때문에, 퀀칭 장치(3)에 있어서의 후술의 완냉각이 가능한 막 비등 상태의 온도 범위가 넓어지고(도 16 참조), 전이 비등이 발생하는 일 없이 균일하게 후강판(S)을 냉각할 수 있고, 후강판(S) 내의 강도나 항복비의 편차가 적은 후강판(S)을 제조할 수 있다.

또한, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 분사 압력은, 0.5㎫ 이상이면 좋다. 이에 따라, 디스케일링에 의해 후강판(S)을 지나치게 차게하는 일 없이, 목표의 냉각 개시 온도에서 완냉각 존(4)에 의한 완냉각을 개시할 수 있다. 이에 따라, 정밀도 좋게 페라이트 분율을 제어 가능하게 되어, 항복비의 편차가 작은 고강도의 저항복비 조질 강판을 제조할 수 있다. 후강판(S)을 수냉하는 경우, 냉각 능력(열유속×수냉 시간)은 수량 밀도의 대략 0.7승에 비례하고, 반송 속도에 반비례하기 때문에, 냉각 능력은 수량 밀도나 반송 속도의 영향이 크고, 분사 압력의 영향은 작다.

한편, 분사 압력이 낮은 경우, 분사수의 에너지 밀도 0.005J/㎟ 이상을 확보하기 위해서는, 수량 밀도를 크게 하거나, 반송 속도를 저하시킬 필요가 있지만, 디스케일링에 의한 냉각 능력이 커져, 냉각 개시 온도가 저하되어 버린다. 분사수의 분사 압력이, 0.5㎫ 미만에서, 분사수의 에너지 밀도 0.005J/㎟ 이상을 확보하면, 디스케일링의 냉각 능력이 커지고, 특히 판두께가 얇으면(예를 들면 10㎜) 목표의 냉각 개시 온도에서 완냉각을 개시할 수 없어, 페라이트 분율이 목표로부터 어긋나 항복비가 편차가 발생해 버린다.

또한, 도 12에 나타내는 열처리 설비(1)에 있어서는, 완냉각 존(4)의 가장 출측의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에는, 탈수 장치(9)가 설치되어 있다. 또한, 완냉각 존(4)의 가장 입측의 상측의 완냉각 노즐(6a)의 입측과 급냉각 존(5)의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 출측에도 탈수 장치(9)가 설치되어 있다. 또한, 완냉각 존(4)의 상측의 각 완냉각 노즐(6a)간 및 급냉각 존(5)의 상측의 각 급냉각 노즐(7a)간에도 탈수 장치(9)가 설치되어 있다.

다음으로, 도 12에 나타내는 열처리 설비(1)를 이용한 후강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 열처리 설비(1)와는 다른 열간 압연 라인(도시하지 않음)에서 소정의 두께(예를 들면 15㎜), 폭(예를 들면 3000㎜) 및 길이(예를 들면 15m)로 미리 열간 압연되어, 실온으로 된 후에 스케일 제거 기구(도시하지 않음)에서 스케일을 제거한 후강판(S)을 가열로(2)에 장입한다. 그리고, 가열로(2)에 있어서, 후강판(S)을 오스테나이트 온도역(예를 들면, 910℃ 정도)까지 가열한다(가열 공정).

이어서, 가열로(2)에서 가열되고, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)에 대하여 디스케일링 장치(16)에서 디스케일링을 행한다(디스케일링 공정).

이 디스케일링 공정에서는, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수(17)의 에너지 밀도를 0.005J/㎟ 이상으로 하여 디스케일링 장치(16)로부터 분사수(17)를 후강판(S)의 표면 및 이면에 분사하여 디스케일링을 행한다.

또한, 디스케일링 공정에서는, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수(17)의 분사 압력을 0.5㎫ 이상으로 하여 디스케일링 장치(16)로부터 분사수(17)를 후강판(S)의 표면 및 이면에 분사하여 디스케일링을 행한다.

이어서, 디스케일링 공정에서 디스케일링된 후강판(S)을 퀀칭 장치(3)에서 냉각한다(퀀칭 공정).

이 퀀칭 공정에서는, 먼저, 가열로(2)로부터 4m 이내에 배치된 퀀칭 장치(3)의 완냉각 존(4)에 의해, 가열 공정 완료 후부터 후강판(S)이 퀀칭 장치(3)에 진입할 때까지의 시간을 120초 이하로 하고, 디스케일링 장치(16)에 의해 디스케일링된 후강판(S)을 완냉각한다(완냉각 공정).

이 완냉각 공정에서는, 상하 복수쌍의 완냉각 노즐(6a, 6b)을 후강판(S)의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 완냉각 존(4)의 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 후강판(S)에 분사하여 완냉각을 행한다.

여기에서, 완냉각 공정에서는, 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 30∼200L/(min·㎡)로 하여 완냉각 노즐(6a, 6b)로부터 냉각수(12)를 후강판(S)에 분사하여 완냉각을 행한다. 또한, 후강판(S)의, 완냉각 존(4)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 550℃∼800℃의 범위 내의 목표 온도가 되도록, 제어 장치(10)에서 냉각수(12)를 분사하는 완냉각 노즐(6a, 6b)의 수(완냉각 노즐(6a, 6b)의 쌍 수), 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 제어하여 완냉각을 행한다.

다음으로, 퀀칭 공정에서는, 퀀칭 장치(3)의 급냉각 존(5)에 의해, 완냉각 존(4)을 통과한 후강판(S)을 급냉각한다(급냉각 공정).

이 급냉각 공정에서는, 상하 복수쌍의 급냉각 노즐(7a, 7b)을 후강판(S)의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 급냉각 존(5)의 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 후강판의 표면 및 이면에 분사하여 급냉각을 행한다.

여기에서, 급냉각 공정에서는, 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 1000∼4000L/(min·㎡)로 하여 급냉각 노즐(7a, 7b)로부터 냉각수(13)를 후강판(S)에 분사하여 급냉각을 행한다. 또한, 후강판(S)의, 급냉각 존(5)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 실온∼550℃의 범위 내의 목표 온도에서 정지하도록, 제어 장치(10)에서 냉각수(13)를 분사하는 급냉각 노즐(7a, 7b)의 수(급냉각 노즐(7a, 7b)의 쌍 수), 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 제어하여 급냉각을 행한다.

그리고, 퀀칭 공정을 거친 후강판(S)은, 후속 공정에 제공된다.

이와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 후강판(S)의 제조 방법에 의하면, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)에 대하여 디스케일링 장치(16)에서 디스케일링을 행하고, 퀀칭 장치(3)에 의해 후강판(S)을 냉각하기 전에, 후강판(S)의 표면 및 이면에 생성된 스케일을 제거한다. 이에 따라, 퀀칭 장치(3)에서 후강판(S)을 균일하게 냉각할 수 있다.

그리고, 열간 압연된 후강판(S)을, 재가열한 후에 디스케일링함으로써, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수(17)의 에너지 밀도를 0.005J/㎟ 이상의 낮은 에너지 밀도로 스케일 제거가 가능해진다. 이 때문에, 냉각 전의 디스케일링시에 있어서 다대한 에너지를 필요로 하는 일 없이 균일한 디스케일링을 행할 수 있다.

그리고, 디스케일링 장치(16)에 의해 디스케일링된 후강판(S)에 대하여, 냉각 초기를 완냉각으로 하고, 먼저 페라이트를 소정의 분율만큼 생성시키고, 그 후에 급냉각을 실시하고, 나머지의 오스테나이트상을 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상으로 한다. 이에 따라, 1회의 열처리 공정에서 제1상의 페라이트 분율의 컨트롤을 함과 함께, 제2상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 만들어 넣는다. 이에 따라, 후강판의 조직으로서 부드러운 페라이트상과 경질상의 베이나이트상 혹은 마르텐사이트상을 강도에 따른 적당한 비율로 분산시킬 수 있어, 인장 강도를 유지한 위에 저항복비를 달성할 수 있다. 그리고, 오프라인의 열처리 설비(1)로서 있기 때문에, 페라이트 분율이 판 내에서 변화하는 일 없이, 항복비가 동일한 강판 내에서 편차가 발생하지 않는 후강판을 얻을 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 가지의 변경, 개량을 행할 수 있다.

예를 들면, 완냉각 존(4)에 있어서, 완냉각 노즐(6a, 6b)은 적어도 상하 1쌍 있으면 좋고, 본 실시 형태와 같이 3쌍에 한정되지 않는다.

또한, 급냉각 존(5)에 있어서, 급냉각 노즐(7a, 7b)은 적어도 상하 1쌍 있으면 좋고, 본 실시 형태와 같이 3쌍에 한정되지 않는다.

또한, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 따른 열처리 설비(1)에 있어서, 탈수 장치(9)는, 완냉각 존(4)의 가장 출측의 상측의 완냉각 노즐(6a)과 급냉각 존(5)의 가장 입측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 사이에 설치되어 있으면 좋고, 완냉각 존(4)의 가장 입측의 상측의 완냉각 노즐(6a)의 입측과 급냉각 존(5)의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐(7a)의 출측 및, 완냉각 존(4)의 상측의 각 완냉각 노즐(6a)간 및 급냉각 존(5)의 상측의 각 급냉각 노즐(7a)간에 설치되어 있을 필요는 반드시 없다.

또한, 도 11에 나타내는 바와 같이, 완냉각 존(4) 및 급냉각 존(5)에 있어서, 탈수 장치(9)간에 완냉각 노즐(6a) 및 급냉각 노즐(7a)의 양자를 설치하고, 목표로 하는 후강판(S)의 특성에 따라서, 적절히, 완냉각 혹은 급냉각 중 어느 하나를 선택하여, 완냉각 존(4)에 있어서 완냉각을, 급냉각 존(5)에 있어서 급냉각을 행하도록 해도 좋다.

또한, 가열로(2)∼퀀칭 장치(3)간 및 퀀칭 장치(3)의 출측에 방사 온도계를 설치하여, 후강판(S)의 표면 온도를 측정할 수도 있다. 이에 따라, 후강판(S)의 표면 온도의 실적을 바탕으로 계산기에 의해 후강판(S)의 내부 온도의 예측도 가능해진다.

실시예

본 발명의 효과를 검증하기 위해, 실시예 1∼7로서, 도 12에 나타내는 열처리 설비(1)에 있어서, 미리 숏 블러스트 가공으로 스케일을 제거한 실온 상태의 후강판(S)(판두께 12㎜, 50㎜, 100㎜, 판폭 3500㎜, 판길이 7m)을 가열로(2)에서 930℃까지 질소 분위기에서 가열한 후, 가열로(2)로부터 2.75m 떨어진 위치에 있는 퀀칭 장치(3)에서 퀀칭했다. 여기에서, 완냉각 존(4), 급냉각 존(5)에 있어서의 상측의 냉각 노즐과 하측의 냉각 노즐의 쌍의 수(냉각수를 분사한 상하 노즐 쌍의 수)는 표 1에 나타내는 바와 같았다.

또한, 디스케일링 장치(16)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복수의 디스케일링 노즐(16b)이 폭방향으로 나열되고, 분사 거리는 400㎜, 비틀림각은 10°, 단일 노즐에 의한 스프레이 복사폭은 150㎜이고, 가열로(2)로부터 2.0m 떨어진 위치에 설치되어 있었다. 단, 실시예 1∼7 및 비교예 1∼6에 있어서는, 디스케일링 장치(16)는 사용하지 않았다.

여기에서, 후강판(S)의, 완냉각 존(4)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 700±25℃가 되도록, 완냉각 노즐(6a, 6b)의 쌍 수, 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 설정했다. 또한, 후강판(S)의, 급냉각 존(5)의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도(급냉 종료 온도)가 400±25℃가 되도록, 급냉각 노즐(7a, 7b)의 쌍 수, 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판(S)의 반송 속도를 설정했다. 또한, 전술의 3종류의 판두께에 대하여, 완냉각시의 냉각 속도가 표층에 대하여 0.4∼10℃/s가 되도록 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 30∼200L/(min·㎡)로 설정했다. 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도는, 급냉각시의 냉각 속도가 판두께 방향 중심부에서 4℃/s 이상이 되도록, 1000∼1500L/(min·㎡)로 설정했다.

또한, 실시예 1∼7에 있어서, 가열로(2)에서 완냉각 존(4)까지의 거리를 2.75m로 하고, 또한 후강판(S)의 선단 및 미단의 각각이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만이 되도록 후강판(S)의 반송 속도를 설정했다. 또한, 가열로(2)∼퀀칭 장치(3)간 및 퀀칭 장치(3)의 출측에 방사 온도계를 설치하여, 후강판(S)의 표면 온도를 측정하고, 후강판(S)의 표면 온도의 실적을 바탕으로 계산기에 의해 후강판(S)의 판두께 방향의 평균 및 중심 온도를 산출했다.

또한, 냉각의 대상이 되는 후강판의 소재는, 실험실에서 실시한 작은 샘플의 열사이클 시험에서 930℃까지 가열 후, 냉각 속도 5℃/s로 700℃까지 냉각한 후, 400℃까지 냉각 속도 15℃/s로 냉각한 시험을 행하여, 조직은 페라이트＋베이나이트가 되고, 항복비는 75％로 된 것이다. 그 때문에, 실시예 1∼7에 있어서, 후강판(S)의 목표의 조직으로서는 페라이트＋베이나이트로 하지만, 그 외의 시험에서 판두께 방향의 일부(예를 들면, 표층 근방)에 페라이트＋마르텐사이트로 되어 있어도 특성이 크게 열화하지 않는 것을 확인하고 있다. 이 때문에, 본 열이력과 동일한 열이력으로 실제의 열처리 설비에서 후강판을 제조한 경우, 페라이트＋베이나이트의 혼상 조직으로 되어, 항복비는 75％로 예상되고, 실시예 1∼3에 있어서는 이를 목표의 조직 및 저항복비로 한다. 또한, 항복비는 80％ 이하를 양(良)으로서 판단한다.

또한, 재질 편차가 작은 강판을 제조하기 위해서는, 급냉각 존(5)의 출측의 강판면 내의 온도 편차를 30℃ 이내로 억제할 필요가 있었다. 강판면 내의 온도 편차는, 급냉각 존(5)의 출측에 설치된 주사형 방사 온도계를 이용하여, 강판 전체면에 대하여 측정된 강판 표면 온도 중, 최대값과 최소값을 뺀 값으로 하여 평가했다.

그 결과를 표 1의 실시예 1∼7에 나타낸다. 후강판(S)이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간, 가열로(2)에서 완냉각 존(4)까지의 거리 및, 완냉각 존(4) 및 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 본 발명의 범위로 하면, 완냉각시의 표층의 냉각 속도 및 급냉각시의 판두께 방향 중심의 냉각 속도는 본 발명의 추천하는 범위(완냉각 0.4∼10℃/s, 급냉각 4℃/s 이상)로 되고, 후강판(S)의 조직은 판두께 방향 중심에서는 목표의 페라이트＋베이 나이트가 되었다. 또한, 후강판(S)의 판두께가 두꺼운 50㎜(실시예 2, 4∼6), 100㎜(실시예 3 및 7)에서는, 후강판(S)의 조직은 표층 근방에서 목표의 조직과 약간 상이하여 페라이트＋마르텐사이트로 되었지만, 어느 경우나 항복비는 목표의 80％ 이하를 달성할 수 있었다. 또한, 실시예 1∼7에 있어서, 강판면 내의 온도 편차는 30℃ 이내로 되어, 재질 편차가 작은 고강도 또한 저항복비의 강판을 제조할 수 있었다.

이에 대하여, 표 1에 있어서, 비교예 1∼3은 완냉각을 실시하지 않은 예이다. 비교예 1∼3에서는, 완냉각을 실시하고 있지 않기 때문에, 후강판(S)의 조직은 페라이트가 생성하지 않고, 판두께 방향의 전체에 걸쳐 베이나이트 혹은 마르텐사이트로 되었다. 이 때문에, 항복비가 어느 경우나 80％ 이상으로 되었다.

또한, 비교예 4는, 완냉각 존(4)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 250L/(min·㎡)로 설정한 예이다. 비교예 4에서는, 당해 수량 밀도가 200L/(min·㎡)를 초과하고 있기 때문에, 완냉각 중에 전이 비등이 발생하고, 완냉각의 표층 냉각 속도가 12.7℃로 되어 항복비가 91％로 된 위에, 강판면 내의 온도 편차가 40℃로 커져 버렸다.

또한, 비교예 5는, 급냉각 존(5)에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 900L/(min·㎡)로 설정한 예이다. 비교예 5에서는, 당해 수량 밀도가 1000L/(min·㎡) 미만이기 때문에, 급냉각 중에 전이 비등이 발생하여, 항복비는 80％였지만, 강판면 내의 온도 편차가 36℃로 크게 되어 버렸다.

또한, 비교예 6은, 가열로(2)로부터 완냉각 존(4)까지의 거리를 4.5m, 후강판(S)의 반송 속도를 2.0mpm로 하고, 후강판(S)이 가열로(2)가 추출되고 나서 완냉각 존(4)에 진입할 때까지의 시간을 135sec로 본 발명의 추천 범위인 120sec 미만보다도 길게 한 예이다. 비교예 6에 있어서는, 후강판이 대기 분위기에 노출된 시간이 길어, 후강판(S)의 표면에 생성된 스케일이 두껍고, 완냉각 중에 전이 비등이 발생하여, 강판면 내의 온도 편차가 42℃로 커진 위에, 완냉각과 급냉각의 종료 온도가 목표의 700±25℃, 400±25℃로부터 크게 벗어나 버려, 항복비가 85％로 되어 버렸다.

다음으로, 가열로(2)로부터 추출된 후강판(S)에 대하여 디스케일링 장치(16)를 사용하여 디스케일링을 실시한 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 8∼12는, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도를 0.005J/㎟ 이상으로 하여 디스케일링한 후, 본 발명의 범위의 수량 밀도로 완냉각 존(4) 및 급냉각 존(5)에서 냉각한 예이다. 이 경우, 항복비 80％ 이하를 달성하면서, 강판면 내의 온도 편차를 10∼14℃로 작게 할 수 있었다. 특히, 실시예 9 및 10은, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도가 0.0080J/㎟, 0.0102J/㎟로 컸기 때문에, 스케일이 강판 전체면에서 균일하게 제거되고, 강판면 내의 온도 편차가 작아져, 재질 편차가 작은 고강도 또한 저항복비의 강판을 제조할 수 있었다. 또한, 실시예 11에서는, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 분사 압력이, 0.5㎫였기 때문에, 반송 속도를 내리거나, 분사수의 수량을 많게 하거나 하지 않고 에너지 밀도 0.005J/㎟를 확보할 수 있었다. 그 결과, 디스케일링에 의한 온도 강하를 억제할 수 있어, 냉각 개시 온도를 저하시키는 일 없이 완냉각을 개시할 수 있었기 때문에, 페라이트 분율이 목표하는대로 되어, 항복비가 목표의 75％로 되었다. 또한, 실시예 12에서는, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 분사 압력이 더욱 높아 1.0㎫였기 때문에, 반송 속도를 내리거나, 분사수의 수량을 많게 하거나 하지 않고 에너지 밀도 0.0101J/㎟를 확보할 수 있었다. 그 결과, 페라이트 분율이 목표대로 되어, 항복비가 목표의 75％로 된 위에, 강판면 내의 온도 편차가 10℃로 작게 할 수 있었다.

한편, 비교예 7은, 디스케일링 장치(16)로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도를 0.005J/㎟ 이상으로 하여 디스케일링했지만, 그 후, 완냉각 존(4)에서 냉각을 실시하고 있지 않는 예이다. 이 경우, 후강판의 조직은 페라이트가 생성되지 않고, 판두께 방향의 전체에 걸쳐 베이나이트로 되었다. 이 때문에, 항복비가 85％로 되었다.

1 : 오프라인의 열처리 설비(후강판의 제조 설비)
2 : 가열로
3 : 퀀칭 장치
4 : 완냉각 존
5 : 급냉각 존
6a : 상측의 완냉각 노즐
6b : 하측의 완냉각 노즐
7a : 상측의 급냉각 노즐
7b : 하측의 급냉각 노즐
8 : 테이블 롤
9 : 탈수 장치
10 : 제어 장치(반송 속도 제어 장치, 완냉각 제어 장치, 급냉각 제어 장치)
11 : 상위 컴퓨터
12 : 완냉각 노즐로부터의 냉각수
13 : 급냉각 노즐로부터의 냉각수
15 : 퍼지수
16 : 디스케일링 장치
16a : 디스케일링 헤더
16b : 디스케일링 노즐
17 : 분사수
S : 후강판

Claims (18)

100℃ 이하의 후강판을 오스테나이트 온도역까지 가열하는 가열로와, 당해 가열로에서 가열된 후강판을 퀀칭하는 퀀칭 장치를 구비한 후강판의 제조 설비로서,
상기 퀀칭 장치는, 상기 가열로로부터 추출된 후강판을 완(緩)냉각하는 완냉각 존과, 당해 완냉각 존을 통과한 후강판을 급냉각하는 급냉각 존을 구비하고,
상기 완냉각 존은, 적어도 상하 1쌍의 완냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치됨과 함께, 상기 급냉각 존은, 적어도 상하 1쌍의 급냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치되고,
상기 완냉각 존의 상측의 완냉각 노즐과 상기 급냉각 존의 상측의 급냉각 노즐의 사이에 탈수 장치를 배치함과 함께, 상기 가열로에서 상기 완냉각 존까지의 거리를 4m 이내로 하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항에 있어서,
상기 완냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도는 30∼200L/(min·㎡), 상기 급냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도는 1000∼4000L/(min·㎡)인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 후강판의 선단 및 미단의 각각이 상기 가열로로부터 추출되고 나서 상기 완냉각 존에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만이 되도록, 상기 후강판의 반송 속도를 제어하는 반송 속도 제어 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열로와 상기 퀀칭 장치의 사이에, 상기 가열로에서 가열된 후강판에 대하여 디스케일링을 행하는 디스케일링 장치를 구비하고, 상기 디스케일링 장치로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도를 0.005J/㎟로 하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제4항에 있어서,
상기 디스케일링 장치로부터 분사되는 분사수의 분사 압력은, 0.5㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후강판의, 상기 완냉각 존의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 550℃∼800℃의 범위 내의 목표 온도가 되도록, 냉각수를 분사하는 완냉각 노즐의 수, 완냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판의 반송 속도를 제어하는 완냉각 제어 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후강판의, 상기 급냉각 존의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 실온∼550℃의 범위 내의 목표 온도에서 냉각 정지하도록, 냉각수를 분사하는 급냉각 노즐의 수, 급냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판의 반송 속도를 제어하는 급냉각 제어 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 100℃ 이하의 후강판은, 상기 가열로에서 가열하기 전에, 표면 스케일 제거 장치에서 스케일을 제거한 것인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완냉각 존의 가장 입측(入側)의 상측의 완냉각 노즐의 입측과 상기 급냉각 존의 가장 출측(出側)의 상측의 급냉각 노즐의 출측에 탈수 장치를 배치하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 설비.

100℃ 이하의 후강판을 가열로에서 오스테나이트 온도역까지 가열하는 가열 공정과, 당해 가열 공정에서 가열된 후강판을 퀀칭 장치에서 퀀칭하는 퀀칭 공정을 구비한 후강판의 제조 방법으로서,
상기 퀀칭 공정은, 상기 가열로로부터 4m 이내에 배치된, 상기 퀀칭 장치의 완냉각 존에 의해, 상기 가열로로부터 추출된 후강판을 완냉각하는 완냉각 공정과, 상기 퀀칭 장치의 급냉각 존에 의해, 상기 완냉각 존을 통과한 후강판을 급냉각하는 급냉각 공정을 구비하고,
상기 완냉각 공정에서는, 적어도 상하 1쌍의 완냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 상기 완냉각 존의 완냉각 노즐로부터 냉각수를 상기 후강판에 분사하여 완냉각을 행함과 함께, 상기 급냉각 공정에서는, 적어도 상하 1쌍의 급냉각 노즐을 후강판의 반송 방향을 따라 나열하여 배치한 상기 급냉각 존의 급냉각 노즐로부터 냉각수를 상기 후강판에 분사하여 급냉각을 행하고,
상기 완냉각 존의 상측의 완냉각 노즐과 상기 급냉각 존의 상측의 급냉각 노즐의 사이에 탈수 장치를 배치하고, 상기 상측의 완냉각 노즐로부터의 냉각수와 상기 상측의 급냉각 노즐로부터의 냉각수를 상기 탈수 장치에서 구속하여 상기 상측의 완냉각 노즐로부터의 냉각수와 상기 상측의 급냉각 노즐로부터의 냉각수의 혼합을 회피하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항에 있어서,
상기 완냉각 공정에서는, 상기 완냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 30∼200L/(min·㎡)로 하여 상기 냉각 노즐로부터 냉각수를 상기 후강판에 분사하여 완냉각을 행하고, 상기 급냉각 공정에서는, 상기 급냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도를 1000∼4000L/(min·㎡)로 하여 상기 급냉각 노즐로부터 냉각수를 상기 후강판에 분사하여 급냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 후강판의 선단 및 미단의 각각이 상기 가열로로부터 추출되고 나서 상기 완냉각 존에 진입할 때까지의 시간이 120sec 미만이 되도록, 반송 속도 제어 장치에서 상기 후강판의 반송 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 공정과 상기 퀀칭 공정의 사이에, 상기 가열 공정에서 가열된 후강판에 대하여 디스케일링 장치에서 디스케일링을 행하는 디스케일링 공정을 구비하고, 당해 디스케일링 공정에서는, 상기 디스케일링 장치로부터 분사되는 분사수의 에너지 밀도를 0.005J/㎟로 하여 상기 디스케일링 장치로부터 분사수를 상기 후강판에 분사하여 디스케일링을 행하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제13항에 있어서,
상기 디스케일링 공정에서는, 상기 디스케일링 장치로부터 분사되는 분사수의 분사 압력을 0.5㎫ 이상으로 하여 상기 디스케일링 장치로부터 분사수를 상기 후강판에 분사하여 디스케일링을 행하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후강판의, 상기 완냉각 존의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 550℃∼800℃의 범위 내의 목표 온도가 되도록, 완냉각 제어 장치에서 냉각수를 분사하는 완냉각 노즐의 수, 완냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판의 반송 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 후강판의, 상기 급냉각 존의 종점시에 있어서의 판두께 단면 평균 온도가 실온∼550℃의 범위 내의 목표 온도에서 냉각 정지하도록, 급냉각 제어 장치에서 냉각수를 분사하는 급냉각 노즐의 수, 급냉각 존에 있어서의 냉각수의 수량 밀도 및, 후강판의 반송 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 100℃ 이하의 후강판은, 상기 가열로에서 가열하기 전에, 표면 스케일 제거 장치에서 스케일을 제거한 것인 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완냉각 존의 가장 입측의 상측의 완냉각 노즐의 입측과 상기 급냉각 존의 가장 출측의 상측의 급냉각 노즐의 출측에 탈수 장치를 배치하고, 상기 후강판의 위에 체류하는 체류수를 상기 탈수 장치에서 구속하여 상기 체류수가 상기 퀀칭 장치의 외로 유출되는 것을 저지하는 것을 특징으로 하는 후강판의 제조 방법.

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