WO2024180826A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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研二 山城
顕一 大須賀
玄太郎 武田
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • This disclosure relates to continuous annealing equipment, a continuous annealing method, a method for manufacturing cold-rolled steel sheets, and a method for manufacturing plated steel sheets.
  • this disclosure relates to continuous annealing equipment, a continuous annealing method, a method for manufacturing cold-rolled steel sheets, and a method for manufacturing plated steel sheets that manufacture high-strength steel sheets used in automotive structural materials, etc.
  • the continuously cast slabs are extensively processed by hot rolling and cold rolling until they reach the final plate thickness.
  • the subsequent annealing process restores the cold-worked structure, recrystallizes and grows the grains, and controls the transformed structure to adjust the balance between strength and workability.
  • continuous annealing furnaces are commonly used for annealing, in which a strip of steel sheet is transported while being heated, soaked, and cooled continuously.
  • hot-dip galvanizing and overaging treatments are also performed after the cooling.
  • the most common heating method for annealing furnaces is a radiant tube burner, which uses gas combustion to heat a metal tube (radiant tube), and indirectly heats the steel sheet with the radiant heat.
  • Patent Document 1 discloses a technique for providing a magnetic flux density reduction means for reducing the magnetic flux concentrating on the ends of the steel sheets when a solenoid-type induction heating device is used.
  • Patent Document 2 discloses a technique for providing an induction heating device with a cooling means for forcibly cooling the ends of the steel sheets.
  • Patent Document 3 discloses a technique for equalizing the temperature of the steel sheets, taking into account the temperature drop specific to the edge mask, when a transverse-type induction heating device is used.
  • Patent Documents 1 to 3 are aimed at uniformizing the temperature of the steel sheet after annealing. Although the technologies in Patent Documents 1 to 3 may ultimately reduce the effects of material changes at the ends of the steel sheet caused by overheating, there is a demand for further reduction in material variation in the steel sheet.
  • Patent Document 1 prevents overheating of the ends of the steel plate, but when applied to an annealing furnace, it does not homogenize the material, including the material variations in the plate width direction that already occur due to the thermal history or processing history in the hot rolling process or cold rolling process prior to the annealing furnace.
  • Patent Documents 2 and 3 are intended for application in annealing furnaces, but they do not homogenize the material, including the material variations in the sheet width direction that occur in processes prior to the annealing furnace.
  • the present disclosure aims to provide continuous annealing equipment, a continuous annealing method, a method for manufacturing cold-rolled steel sheets, and a method for manufacturing plated steel sheets that can suppress the occurrence of material variations in the sheet width direction.
  • a continuous annealing facility includes: A continuous annealing facility for steel sheets comprising a heating zone, a soaking zone, and a cooling zone in this order, an induction heating device provided between the soaking zone and the cooling zone; a cooling device that cools the end of the steel plate by gas at an inlet of the induction heating device; and a control device that controls operating conditions of the induction heating device and the cooling device based on the phase fraction of the steel sheet downstream of the induction heating device.
  • phase fraction is measured using a transformation ratio meter installed downstream of the induction heating device.
  • a continuous annealing method carried out in a continuous annealing facility for steel sheets comprising a heating zone, a soaking zone, and a cooling zone in this order, performing rapid heating by an induction heating device provided between the soaking zone and the cooling zone; cooling an end of the steel plate at an inlet of the induction heating device by a cooling device; and controlling operating conditions of the induction heating device and the cooling device based on the phase fraction of the steel sheet downstream of the induction heating device.
  • the induction heating device heats the steel sheet at 10° C./s or more and 200° C./s or less.
  • phase fraction is measured using a transformation ratio meter installed downstream of the induction heating device.
  • a method for producing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present disclosure includes: The steel sheet, which is a cold-rolled steel sheet, is annealed by any one of the continuous annealing methods (3) to (5).
  • a method for producing a plated steel sheet according to an embodiment of the present disclosure includes: (6) A step of plating the surface of the steel sheet annealed by the method for producing a cold-rolled steel sheet is included.
  • the plating treatment is an electrolytic galvanizing treatment, a hot-dip galvanizing treatment, or a hot-dip galvannealing treatment.
  • the present disclosure provides continuous annealing equipment, a continuous annealing method, a method for manufacturing cold-rolled steel sheets, and a method for manufacturing plated steel sheets that can suppress the occurrence of material variations in the sheet width direction.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a continuous annealing facility according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing another configuration of a continuous annealing facility according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the layout relationship between the cooling device and the induction heating device.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an example of a continuous annealing method.
  • FIG. 1 shows a part of a hot-dip galvanizing process equipped with a continuous annealing facility according to the present embodiment.
  • the steel material manufactured using the hot-dip galvanizing process is a thin steel sheet.
  • the steel material manufactured is a cold-rolled steel sheet.
  • the arrow in FIG. 1 indicates the line travel direction.
  • the upstream side in this travel direction may be expressed as "front” and the downstream side as "rear”.
  • the continuous annealing facility includes a payoff reel 1, a welding machine 2, an electrolytic cleaning device 3, an entry looper 4, a preheating zone 5, a heating zone 6, a soaking zone 7, and a cooling zone 8.
  • the continuous annealing facility also includes an induction heating device 9 (hereinafter sometimes referred to as "IH"), a transformation rate meter 10, and a cooling device 13.
  • the continuous annealing facility includes at least one induction heating device 9.
  • the continuous annealing facility includes at least one transformation rate meter 10.
  • the continuous annealing equipment is not limited to a configuration including the transformation ratio meter 10 as long as the phase fraction after annealing in the induction heating device 9 can be grasped.
  • the continuous annealing equipment may be configured to predict the transformation ratio based on information from an installed thermometer instead of the transformation ratio meter 10.
  • the continuous annealing equipment also includes at least one cooling device 13.
  • the cooling zone 8 includes a first cooling zone 8A and a second cooling zone 8B.
  • the continuous annealing equipment may further include a zinc plating tank (zinc pot 11) in which the thin steel sheet cooled to a predetermined temperature is immersed, an alloying zone, a holding zone, a final cooling zone, a temper rolling facility, an exit looper, a tension reel, and the like.
  • the thin steel sheet wound into a coil in the previous process is unwound by the pay-off reel 1.
  • the unwound thin steel sheet passes through the preheating zone 5 and then enters the continuous annealing furnace.
  • the continuous annealing equipment is configured with a heating zone 6, a soaking zone 7, and a cooling zone 8, in that order, following the preheating zone 5.
  • an induction heating device 9 is provided between the soaking zone 7 and the cooling zone 8.
  • the continuous annealing equipment also includes a transformation rate meter 10 downstream of the induction heating device 9. In the example of FIG. 1, the transformation rate meter 10 is provided between the induction heating device 9 and the cooling zone 8, but the installation position is not limited as long as it is downstream of the outlet of the induction heating device 9.
  • the transformation rate meter 10 can also be installed immediately after the induction heating device 9.
  • the transformation rate meter 10 is an example of a measuring device that measures the austenite fraction ( ⁇ phase fraction) of the steel plate.
  • a thermometer can be installed in the plate width direction in each annealing zone, and the results predicted from the steel plate dimensions and compositional performance, etc., can be used.
  • the plate width direction is the width direction of the steel plate.
  • the continuous annealing equipment is configured to include a mechanism for adjusting the output of the induction heating device 9 and the output of the cooling device 13 using the measurement results of the gamma phase fraction by the transformation rate meter 10.
  • the continuous annealing equipment may be configured to change other annealing equipment conditions, such as the furnace temperature of the soaking zone 7, as necessary.
  • the continuous annealing equipment according to this embodiment is not limited to the configuration of FIG. 1, and may be modified according to the desired quality of the steel sheet to be manufactured.
  • a zinc pot 11 and an alloying zone may be provided following the continuous annealing furnace, or the zinc pot 11 may be omitted.
  • the continuous annealing equipment may be partially divided.
  • the soaking zone 7 may be divided, and each of the divided soaking zones 7 may independently control the atmosphere or temperature.
  • Pre-tropical zone The thin steel plate discharged from the pay-off reel 1 at a temperature between room temperature and about 100° C. first enters the preheating zone 5 and is heated to about 200° C.
  • the preheating zone 5 uses the high-temperature exhaust gas generated in the heating zone 6.
  • the steel sheet enters the heating zone 6, where it is heated to a temperature of about 600 to 700°C.
  • a direct-fired heating furnace is used in the heating zone 6 in order to raise the temperature to a certain level in a short time and to control the surface condition.
  • a direct-fired heating furnace has high heating capacity and can reduce the volume of the furnace, and also allows for flexible control of the oxidation-reduction reaction on the steel sheet surface, taking into account the subsequent plating process.
  • the soaking zone 7 mainly plays a role of promoting the recrystallization of the ⁇ phase. However, it does not matter if there are some parts that pass through the A1 transformation point at this time.
  • a heating method for the soaking zone 7 it is desirable to adopt a radiant heating (radiant tube heating) method by gas combustion because of its high efficiency and heating uniformity.
  • the soaking zone 7 may be composed of a large single furnace shell.
  • the soaking zone 7 may have two or more compartments, each compartment may be separated by a heat insulating wall or the like, and the steel sheet may be held and heated in a target temperature range determined for each compartment.
  • the soaking zone 7 holds or slowly heats the steel sheet so that the temperature is in a temperature range (about 600 to 730°C) lower than the A1 transformation point, thereby ensuring the residence time in the recrystallization temperature range and suppressing the remaining of the unrecrystallized ⁇ phase.
  • the A1 transformation point is a temperature that causes austenite transformation
  • the set furnace temperature is 730°C as an example.
  • the austenite phase begins to occur at a temperature above the A1 transformation point.
  • the recrystallization temperature range by predicting it in advance by measurement, calculation or simulation, and taking into account the error range during annealing.
  • the continuous annealing equipment includes a soaking zone 7 using a radiant tube furnace, but may not include such a soaking zone 7 if it has the function of ensuring a heat retention time sufficient to advance ⁇ -phase recrystallization.
  • the soaking zone 7 is not limited to having a radiant tube furnace.
  • the continuous annealing equipment may not include a soaking zone 7, and the heating zone 6 may have the function of ensuring a heat retention time sufficient to advance ⁇ -phase recrystallization.
  • the continuous annealing equipment may include a heat retention device instead of the soaking zone 7.
  • the induction heating device 9 may be provided between the part that functions as the soaking zone 7 (the part or heat retention device that ensures the heat retention time of the heating zone 6 in the above example) and the cooling zone 8.
  • the induction heating device 9 adjusts the output so that the temperature of the steel sheet is included in a temperature range (about 750 to 900 ° C.) that is equal to or higher than the A1 transformation point and lower than the A3 transformation point, and rapidly heats the steel sheet.
  • the A3 transformation point is the upper limit temperature at which the ⁇ -phase fraction can be controlled.
  • the purpose of this process is to uniformly heat the entire steel sheet to a temperature equal to or higher than the A1 transformation point in a short time so that the same ⁇ -phase fraction can be obtained at any location of the steel sheet.
  • the adoption of the induction heating device 9 can also contribute to the miniaturization of the entire facility.
  • the A1 transformation point and the A3 transformation point may vary slightly depending on the composition of the steel sheet. Therefore, it is preferable that the suitable temperature range is predicted in advance by measurement, calculation or simulation, and set after taking into consideration the error range during annealing.
  • the temperature reached in the induction heating device 9 has a large effect on the mechanical properties of the final product. Therefore, the heating method of the induction heating device 9 needs to have a fast response to temperature control commands. Furthermore, when heating in this temperature range, the Curie point at which the magnetic properties of the steel sheet change is exceeded, so it is desirable for the induction heating device 9 to be of the transverse type.
  • the induction heating device 9 may increase the temperature at 10°C/s or more and 200°C/s or less. If the heating rate is less than 10°C/s, the ⁇ -grains will become coarse, and if the heating rate is more than 200°C/s, local high-temperature areas will occur in the plate width direction and uniformity will not be maintained. It is more preferable that the induction heating device 9 increase the temperature at 20°C/s or more and 100°C/s or less. If the heating rate is 20°C/s or more, the line length can be shortened, and if the heating rate is 100°C/s or less, the risk of buckling deformation of the steel plate due to thermal stress can be further reduced.
  • the induction heating device 9 When the induction heating device 9 is used to rapidly heat the steel to the target annealing temperature, it is possible that the transformation from the ⁇ phase to the ⁇ phase has not yet reached equilibrium immediately after heating. However, if the steel is held at near the target annealing temperature for too long, the transformation from the ⁇ phase to the ⁇ phase will proceed more than necessary, causing hardening, and the required elongation will not be obtained in the final product. Therefore, after the target annealing temperature is reached, it is most desirable to enter the steel into the cooling zone 8 as quickly as possible with a holding time of 0 seconds, and it is desirable for cooling to begin within 5 seconds. In order to avoid a non-equilibrium state, even if the steel is held, cooling will begin within 10 seconds at the latest. In other words, cooling of the steel sheet begins in the cooling zone 8 within 10 seconds after heating by the induction heating device 9 ends.
  • the induction heating device 9 may be provided between the soaking zone 7 and the cooling zone 8.
  • the induction heating device 9 is provided at the connection between the soaking zone 7 and the cooling zone 8, it is possible to add an induction heating device 9 to an existing furnace.
  • the soaking zone 7 may be configured to be split into two zones, with the upstream zone performing holding in the recrystallization zone and the downstream zone performing holding in the high temperature zone to promote the reduction reaction on the steel sheet surface. Since there is a difference in the optimal temperature range for each zone, a first induction heating device 9 that rapidly heats from the low temperature zone to the temperature of the high temperature zone, and a second induction heating device 9 for the purpose of adjusting the temperature for material control just before entering the cooling zone 8 may be installed.
  • the cooling device 13 is preferably a device that cools by spraying gas.
  • the cooling device 13 cools the end of the steel plate with gas.
  • the cooling device 13 is equipped with nozzles, and the nozzles may be attached to both the front and back sides of the steel plate so that gas is sprayed onto both sides (front and back) of the end of the steel plate.
  • the range in which overheating occurs is a range of approximately 200 to 300 mm inward from each edge of the steel plate in the plate width direction. Therefore, as long as the nozzles can be positioned so as to specifically cool this range, the nozzle attachment is not limited to a specific form.
  • the nozzle of the cooling device 13 may be a slit nozzle with a slit extending in the sheet width direction, or a nozzle with a small hole drilled in a nozzle header extending in the sheet width direction.
  • the thickness of the slit can be set to any width, for example, between 1 and 5 mm.
  • the small hole can be set to any diameter, for example, between 1 and 20 mm.
  • the nozzles can be installed in multiple stages.
  • the cooling gas is preferably a non-oxidizing gas (N 2 , H 2 , or a mixture thereof, etc.). In this case, the cooling gas is preferably a gas drawn from outside the furnace, not a high-temperature furnace gas.
  • the cooling capacity of the cooling device 13 may be determined based on the passing speed of the steel plate, the dimensions of the steel plate, and the specifications of the induction heating device 9. It is desirable for the cooling device 13 to have a cooling performance capable of realizing a heat transfer coefficient of 50 to 500 W/( m2 ⁇ K). If the heat transfer coefficient exceeds 500 W/( m2 ⁇ K), the shape of the steel plate may be distorted, which may cause problems during transportation.
  • the distance between the cooling device 13 and the induction heating device 9 is large, the steel sheet will be heated by the surrounding atmosphere before reaching the induction heating device 9 from the cooling device 13. As a result, the temperature distribution at the outlet side of the induction heating device 9 will not be uniform, which will cause the material to vary in the width direction.
  • the heat transfer coefficient of heating by forced convection in the furnace atmosphere is estimated to be approximately 20 W/( m2 ⁇ K). Assuming a sheet passing speed of 100 mpm and a sheet thickness of 1 mm, the temperature rise at the outlet side of the soaking zone is about 5°C at a distance of 4 m and about 10°C at a distance of 8 m. From the above, from the viewpoint of uniforming the temperature variation in the width direction, the distance from the outlet side of the cooling device 13 to the inlet side of the induction heating device 9 is preferably within 8 m, more preferably within 4 m.
  • a transformation rate meter 10 for measuring the phase fraction of the steel sheet is disposed downstream of the induction heating device 9, and the phase fractions (transformation rates) of the ⁇ -phase and ⁇ -phase of the steel sheet after the target annealing temperature is reached are measured.
  • the transformation rate meter 10 is provided for the purpose of adjusting the operating conditions of the induction heating device 9, the cooling device 13, and the like, based on the measured ⁇ -phase fraction. By such adjustment, the mechanical properties of the steel sheet can be stably obtained.
  • the installation position of the transformation rate meter 10 is not particularly limited as long as it is downstream of the induction heating device 9.
  • the transformation rate meter 10 is installed between the exit of the induction heating device 9 and the entrance of the cooling zone 8.
  • the method of measuring the transformation rate is not particularly limited.
  • the austenite fraction may be measured using a magnetic detector, i.e., a magnetic transformation rate measuring device consisting of a driving coil that generates a magnetic field and a detection coil that measures the magnetic field that has passed through the steel strip, as a device for measuring the magnetic transformation rate of the steel strip.
  • a magnetic transformation rate measuring device consisting of a driving coil that generates a magnetic field and a detection coil that measures the magnetic field that has passed through the steel strip
  • the device described in JP 2019-7907 A can be used.
  • the transformation rate meter 10 if the transformation rate meter 10 is installed near the induction heating device 9, the measurement accuracy may decrease due to the influence of the magnetic field.
  • a device that applies the X-ray diffraction method can be used as a method that is not influenced by the magnetic field.
  • ⁇ phase fraction can be quantified by the intensity of this diffraction peak.
  • X-CAP manufactured by SMS.
  • the transformation rate is preferably measured so as to obtain the phase fraction distribution in the plate width direction.
  • at least three locations at the plate width center and both plate width ends may be measured.
  • the plate width center is the central part of the steel plate in the plate width direction, and the center of the steel plate may be measured.
  • the plate width ends are the parts close to each of both edges of the steel plate in the plate width direction.
  • the measurement position at the plate width ends is not limited to a specific position, but it is necessary to measure at least one location within a range of 25 to 100 mm inward from the edge of the end of the steel plate.
  • the method of determining the transformation rate is not limited to measurement using the transformation rate meter 10.
  • a predicted value of the phase fraction may be used by calculation using a machine learning model or a physical model. In this case, it is desirable to install an appropriate thermometer inside the annealing furnace to improve the accuracy of the prediction model.
  • the cooling zone 8 is a facility for cooling the steel sheet to a predetermined temperature, and gas jet cooling, roll cooling, water cooling (water quenching), etc. are used as the cooling means.
  • the cooling zone 8 may be divided into a plurality of zones, such as a first cooling zone 8A and a second cooling zone 8B, and different cooling means may be combined or the cooling conditions of the same type of cooling means may be changed to control the thermal history of the steel sheet during cooling.
  • a transformation rate meter 10 may be installed in the divided portion.
  • Hot-dip galvanizing bath A hot-dip galvanizing bath is provided following the cooling zone 8, and hot-dip galvanizing can be applied to the surface of the steel sheet discharged from the cooling zone 8. Hot-dip galvanizing may be performed according to a conventional method, and a snout, a bath roll, and the like may be provided as necessary.
  • the hot-dip galvanizing bath may be followed by an alloying treatment facility.
  • the steel sheet is heated and subjected to an alloying treatment.
  • the alloying treatment may be performed according to a conventional method.
  • a holding zone, a final cooling zone, a temper rolling equipment, a straightener, an outlet looper, a tension reel, and the like may be further provided in order to improve the quality of the final product and to improve the manufacturing stability and efficiency.
  • These facilities may be provided and used according to the quality required for the product, and are not particularly limited.
  • straightening may be performed by passing the steel sheet through temper rolling equipment and a straightener. Temper rolling and straightening may be performed under conditions that allow the shape to be straightened without affecting the mechanical properties of the steel sheet.
  • a "transformation ratio control model” is constructed by grasping in advance the optimum phase fraction range for each product, and the output of the induction heating device 9 or the output of the cooling device 13 is controlled so that the phase fraction measurement result by the transformation ratio meter 10 falls within the target range.
  • other annealing equipment conditions such as the furnace temperature of the soaking zone 7, are also controlled as necessary. This makes it possible to manufacture products with very stable mechanical properties by further suppressing material variation in the sheet width direction, as compared to a method of simply homogenizing the steel sheet temperature during annealing in the sheet width direction.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of a continuous annealing method performed in the continuous annealing equipment in this embodiment.
  • This continuous annealing method may be performed by a control device associated with the continuous annealing equipment, such as a process computer that accumulates and manages operating condition results.
  • the phase fraction of the steel sheet that has passed through the induction heating device 9 is acquired as "actual transformation rate information.”
  • the phase fraction may be a measured value or a predicted value.
  • information on the dimensions of the steel sheet, such as the chemical composition, thickness, and width, obtained when the material is cast, is acquired as “material information.”
  • the manufacturing conditions of the passing process may be acquired as material information.
  • Information on the conveying speed of the steel sheet during annealing, the set furnace temperature, the atmosphere gas in the furnace, and the cooling conditions are acquired as "operating conditions of the continuous annealing equipment.” Based on this information, the mechanical properties (mechanical characteristics) of the final product are predicted using a "material prediction model.”
  • the material prediction model may be a physical model obtained by offline experiments or numerical analysis.
  • the material prediction model may be a machine learning model generated by machine learning using accumulated manufacturing results as learning data.
  • the target range of the mechanical properties is given by the host computer.
  • the host computer is a computer that gives manufacturing information, etc. to the process computer that manages the operation of the continuous annealing equipment. If the results are within the target range ("Mechanical properties within target range" in Figure 4 is Yes), the continuous annealing equipment continues operation under the current conditions (i.e., under the same conditions). If the results are outside the target range ("Mechanical properties within target range" in Figure 4 is No), the continuous annealing equipment changes the operating conditions.
  • the amount of phase fraction adjustment required to bring the material within the target range is calculated from the material prediction model described above, and a "transformation rate control model” is used to calculate the amount of steel sheet temperature control to achieve the amount of transformation rate adjustment.
  • the "transformation rate control model” may be a physical model obtained by offline laboratory experiments or numerical analysis, or a machine learning model obtained from accumulated manufacturing experience.
  • the gamma phase is suitable as the metal phase to be adjusted.
  • the continuous annealing equipment determines that the required steel sheet temperature control amount is within the controllable range of the cooling device 13 on the inlet side of the induction heating device 9 ("Within cooling device control range” in Figure 4 is Yes), it changes the cooling amount by only changing the output of the cooling device 13 ("Change cooling amount of cooling device” in Figure 4). If the continuous annealing equipment determines that the required steel sheet temperature control amount is not within the controllable range of the cooling device 13 ("Within cooling device control range" in Figure 4 is No), it also changes the conditions of the induction heating device 9.
  • the continuous annealing equipment determines that the required steel sheet temperature control amount is within the range that can be controlled by the induction heating device 9 ("Within IH output control range" in FIG. 4 is Yes), it changes the output of the induction heating device 9.
  • the continuous annealing equipment determines that the required steel sheet temperature control amount is not within the range that can be controlled by the induction heating device 9 ("Within IH output control range” in FIG. 4 is No)
  • it also changes the conditions of the cooling device 13 and equipment other than the induction heating device 9 (“Change other annealing equipment conditions" in FIG. 4).
  • other annealing equipment refers to the soaking zone 7 or cooling zone 8, etc.
  • annealing equipment has a lower responsiveness to changes in operating conditions compared to the induction heating device 9, but by controlling it in combination with the induction heating device 9 via the above control flow from moment to moment even while the conditions are changing, it is possible to minimize the amount by which the mechanical properties of the product deviate from the target.
  • the cooling device 13 creates a temperature difference between the sheet width end and the sheet width center in advance to eliminate this difference.
  • the cooling amount required to create the temperature difference is calculated using the following method.
  • ⁇ is approximately 2.
  • the value of ⁇ is empirically obtained, for example, from laboratory experiments or accumulated manufacturing conditions and performance. If the widthwise center portion of the steel sheet is heated by 100° C. ( ⁇ T C is 100° C.) by the induction heating device 9, the widthwise end portion of the steel sheet is heated by an additional 100° C. ( ⁇ T E is approximately 200° C.) compared to the widthwise center portion of the steel sheet. Therefore, the widthwise end portion of the steel sheet may be cooled by the cooling device 13 by an amount sufficient to eliminate the temperature difference (approximately 100° C. in this example) just before the steel sheet is transported to the induction heating device 9.
  • the temperature T EA of the widthwise end portion of the steel sheet after passing through the cooling device 13 has the following relationship of formula (2).
  • T S is the temperature of the cooling gas
  • T EA is the temperature of the width end of the plate after passing through the cooling device 13
  • T EB is the temperature of the width end of the plate before passing through the cooling device 13
  • h is the heat transfer coefficient of gas cooling (W/(m 2 ⁇ K))
  • S is the surface area (m 2 ) of the steel plate in the cooling device 13
  • c is the specific heat of the steel plate (J/(kg ⁇ K))
  • ⁇ is the density of the steel plate (kg/m 3 )
  • V is the volume (m 3 ) of the steel plate in the cooling device 13
  • t is the time (s) that the steel plate passes through the cooling device 13.
  • the cooling conditions are calculated so that, for example, T EB , which is the temperature at the sheet width end portion before cooling, is 800°C, and T EA is 700°C, using formula (2) and information on the conveying speed, specific heat, density, etc. of the steel sheet.
  • the amount of cooling can be changed by controlling the temperature or flow rate of the gas used for cooling.
  • the method for changing the amount of cooling there are no limitations on the method for changing the amount of cooling, but it is particularly desirable to control the flow rate by changing the gas ejection pressure.
  • the relationship between the heat transfer coefficient of the cooling device and a controllable parameter e.g., gas flow rate or pressure
  • the control parameters of the cooling device 13 may be changed so that the target amount of cooling is obtained at the plate width end. If the magnitude of variation in the gamma fraction is within a range of 10%, for example, at all positions in the width direction of the steel plate, the uniformity of the material is ensured.
  • JP Patent Publication 7-418678 discloses a structure in which cooling pipes through which air or water passes as a cooling medium are arranged on the inner surface of the furnace wall in a non-oxidizing furnace type heating furnace using a flame burner as a method of suppressing overheating of the steel plate edge.
  • this type of indirect cooling even if the cooling conditions such as the flow rate of the refrigerant are changed, it takes time for the temperature of the fluid in the furnace to change. Therefore, when the heat capacity of the plate changes due to a change in the plate passing speed or a change in plate thickness, it takes a certain amount of time for the plate temperature to reach the target temperature.
  • the continuous annealing equipment anneals steel materials including DP steel to stably obtain the target mechanical properties.
  • Specific examples of the steel sheets to be treated include, by weight, C 0.05% to 0.25%, Si 0.01% to 2.00%, Mn 0.50% to 4.00%, P 0.100% or less, S 0.0500% or less, and Sol.
  • steel sheets examples include those containing 0.005% or more and 0.100% or less of Al, 0.100% or less of N, and optionally containing Cr, Cu, Ni, Sb, Sn (all 1.00% or less), Mo, V, Ti, Nb (all 0.50% or less), Ta (0.10% or less), Mg, Zr (all 0.050% or less), B, Ca, and REM (all 0.0050% or less), with the balance being Fe and unavoidable impurities.
  • the steel sheet to be targeted is not limited as long as it is necessary to control the two-phase structure of ⁇ phase and ⁇ phase.
  • Table 1 shows the conditions and results of producing thin steel sheets using a conventional continuous annealing facility and a continuous annealing facility according to the present embodiment (see Figs. 1 and 2).
  • Comparative Example 1 Comparative Example 2, Comparative Example 1, and Example 2, three types of strength levels, 780 MPa, 980 MPa, and 1180 MPa, were produced, and three types of plate thicknesses, 1.0, 1.5, and 2.0 mm, were produced in ten pieces at each strength level.
  • the ten slabs of each plate thickness in each grade were all cast in different lots using a continuous casting machine. Therefore, although within the manufacturing control range, the chemical composition of each slab varies and the transformation behavior is not uniform.
  • Each slab was hot-rolled and pickled by a general method, and annealed and cold-rolled as necessary, and then heat-treated in a conventional continuous annealing facility and the continuous annealing facility disclosed herein, followed by post-treatment such as cooling and plating.
  • Three arbitrary locations were selected in the steel sheet conveying direction (longitudinal direction) of the final product coil, and tensile test pieces were taken from three locations, the center of the sheet width and both ends of the sheet width (positions 50 mm toward the center from both edges), and mechanical properties were measured. In other words, a total of nine test pieces were taken for each final product coil, and mechanical properties were measured.
  • the tensile test pieces were JIS No. 5.
  • the tensile test was performed in accordance with JIS Z2241.
  • the material was judged to be stable when the variation in TS (tensile strength) measured by the tensile test was within the range of 60 MPa, and the material was judged to be variable when it was greater than the range of -30 MPa to +30 MPa. Additionally, for the 780 MPa, 980 MPa, and 1180 MPa grades, the required strength ranges are 780 MPa or more, 980 MPa or more, and 1180 MPa or more, respectively.
  • Comparative example 1 was manufactured from the above-mentioned material using a conventional annealing furnace consisting of a preheating zone 5, a heating zone 6, and a soaking zone 7, without an induction heating device 9 and a transformation rate meter 10.
  • the line speed in the manufacturing process was in the range of 60 to 120 mpm, and the change in the steel sheet temperature was controlled according to the sheet thickness.
  • the steel sheet temperature at the exit of the heating zone 6 (direct flame heating) was in the range of 600 to 700°C to control the oxidation-reduction reaction on the surface. Further heating was then performed in the soaking zone 7 using a radiant tube method.
  • the steel sheet temperature at the exit of the soaking zone 7 (entrance to the cooling zone 8) was in the range of 770 to 870°C.
  • the furnace temperature of the soaking zone 7 was controlled so that the steel sheet temperature at the exit was the target value.
  • multiple material test pieces were taken from the final product after cooling, hot-dip galvanizing, alloying, etc., and the variation in mechanical properties was investigated.
  • the tensile strength varied greatly among the grades, and some were below the lower limit of each grade. This is believed to be due to the phase fraction during annealing not reaching the target value due to fluctuations in the chemical composition of the material, and when the annealing conditions changed at the joints of coils with different thicknesses and grades, there were areas where the heating conditions could not keep up.
  • Comparative Example 2 the continuous annealing equipment shown in FIG. 1 was used, but the cooling device 13 was not used to manufacture the product. Therefore, the cooling device is indicated as "none" in Table 1.
  • the transformation rate meter 10 is placed in the middle of the cooling zone 8, that is, between the first cooling zone 8A and the second cooling zone 8B.
  • the sheet passing speed and the outlet temperature of the heating zone 6 were controlled in the same range as in Comparative Example 1.
  • the phase fraction in the center of the sheet width during annealing was measured by the transformation rate meter 10 at the outlet of the cooling zone 8, and the output of the induction heating device 9 and the furnace temperature of the soaking zone 7 were controlled.
  • Example 1 shows the results of manufacturing a product using the continuous annealing equipment shown in Figure 1 and the cooling device 13.
  • the transformation rate meter 10 is placed in the middle of the cooling zone 8, that is, between the first cooling zone 8A and the second cooling zone 8B.
  • the phase fractions of the center and end portions of the strip width were measured by the transformation rate meter 10, and the output of the induction heating device 9, the furnace temperature of the soaking zone 7, and the cooling amount of the cooling device 13 on the inlet side of the induction heating device 9 were appropriately controlled in accordance with the control flow in Figure 4.
  • an appropriate cooling amount of the cooling device 13 could be set, and the material variation was greatly improved in both the center and end portions of the strip width.
  • the material variation of the end portions of the strip width became the same as that of the center portion of the strip width.
  • Example 2 shows the results of manufacturing a product using the continuous annealing equipment shown in Figure 2 and the cooling device 13.
  • the transformation rate meter 10 is placed immediately after the induction heating device 9.
  • the phase fractions of the center and end portions of the plate width were measured by the transformation rate meter 10, and the output of the induction heating device 9, the furnace temperature of the soaking zone 7, and the cooling amount of the cooling device 13 on the inlet side of the induction heating device 9 were controlled.
  • an appropriate cooling amount of the cooling device 13 could be set, and the material variation was greatly improved in both the center and end portions of the plate width.
  • the material variation of the end portions of the plate width became the same as that of the center portion of the plate width.
  • the transformation rate meter 10 immediately after the induction heating device 9, it became possible to measure the ⁇ fraction immediately before the end of annealing, and the operating conditions could be quickly corrected. Therefore, the material variation was reduced compared to Example 1.
  • the continuous annealing equipment, continuous annealing method, manufacturing method for cold-rolled steel sheet, and manufacturing method for plated steel sheet according to this embodiment can suppress the occurrence of material variations in the sheet width direction by using the above-mentioned configuration. Furthermore, the continuous annealing equipment according to this embodiment uses an induction heating device 9 that has high heating capacity and fast response to temperature control, which makes it possible to reduce the line length compared to conventional methods, and is therefore expected to reduce the introduction costs of manufacturing equipment.
  • the zinc pot 11 has been described as a zinc plating bath in which the thin steel sheet is immersed, but another plating process may be performed.
  • the plating process may be, for example, an electrolytic zinc plating process, a hot-dip galvanizing process, or an alloyed hot-dip galvanizing process.
  • the processor of the process computer may read and execute a program stored in a storage unit (e.g., a memory) of the process computer to execute processes such as controlling the output of the induction heating device 9, the furnace temperature of the soaking zone 7, and the cooling amount of the cooling device 13.
  • a storage unit e.g., a memory
  • the processor of the process computer may function as the above-mentioned control device by the program.

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Abstract

板幅方向の材質ばらつきの発生を抑制することができる連続焼鈍設備、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が提供される。連続焼鈍設備は、加熱帯（６）、均熱帯（７）及び冷却帯（８）をこの順に備えて構成される鋼板の連続焼鈍設備であって、均熱帯と冷却帯との間に設けられた誘導加熱装置（９）と、誘導加熱装置の入口で鋼板の端部をガスによって冷却する冷却装置（１３）と、誘導加熱装置より下流における鋼板の相分率に基づいて、誘導加熱装置及び冷却装置の操業条件を制御する制御装置と、を備える。

Description

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
　本開示は、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に関する。本開示は、特に、自動車用構造材などに用いられる高強度鋼板を製造する連続焼鈍設備、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に関する。
　自動車用薄鋼板の製造では、連続鋳造されたスラブは最終板厚に達するまで、熱間圧延、冷間圧延によって大きく加工される。続いて行われる焼鈍処理において、冷間加工組織の回復、再結晶及び粒成長、さらに、変態組織制御が行われ、強度と加工性のバランスが調整される。
　近年、焼鈍処理では、帯状に繋がった鋼板を搬送しながら加熱、均熱、冷却を連続的に行う、連続焼鈍炉が用いられるのが一般的である。また、鋼板の用途に応じて、上記冷却の後に、溶融亜鉛めっき処理及び過時効処理などが行われる。
　自動車用薄鋼板の製造において、鋼板の温度管理は所望の材料特性を得るために非常に重要である。例えば焼鈍炉の加熱手段としては、ガス燃焼で金属管（輻射管）を加熱して、その輻射熱で鋼板を間接加熱するラジアントチューブバーナーが一般的である。
　ラジアントチューブ炉は、輻射管及び炉壁からの輻射熱で鋼板を加熱するため、熱源の体積が非常に大きく、熱慣性が大きい。そのため、設定温度の変化に迅速に追随することが難しい。さらに、加熱終盤は鋼板の温度上昇速度が遅く、組織制御のために一定の均熱時間が必要であることから、必要な炉長が伸び、熱慣性がさらに大きくなるため、目標温度への追随がより遅延する。その結果、コイルを連続処理する過程で、鋼板の一部の温度が所定の焼鈍温度範囲に収まらず、機械的性質のばらつきによる歩留まり低下、温度制御のためのライン速度変更による生産性の低下などの問題が生じ得る。
　上記のような問題に対して、生産性の向上及び材質ばらつきの抑制のために誘導加熱装置が設置される場合がある。しかしながら、誘導加熱装置により鋼板を加熱する場合に、鋼板の端部が過加熱になる問題がある。過加熱を抑制するために、例えば特許文献１は、ソレノイド型の誘導加熱装置を使用する場合に、鋼板の端部に集中する磁束を緩和する磁束密度緩和手段を設ける技術を開示する。例えば特許文献２は、誘導加熱装置に鋼板の端部を強制的に冷却する冷却手段を設ける技術を開示する。例えば特許文献３は、トランスバース型の誘導加熱装置を使用する場合に、エッジマスク特有の温度低下を考慮して鋼板温度を均一化させる技術を開示する。
特開平１－２３２６８５号公報 特開２００１－６８６０号公報 特開２０１９－１７９７３３号公報
　ここで、特許文献１～３の技術は、あくまで焼鈍後の鋼板温度の均一化を目的とする。特許文献１～３の技術によって、結果的に過加熱による鋼板の端部の材質変化の影響は抑えられる可能性があるが、さらなる鋼板の材質ばらつきの抑制が求められている。
　特許文献１の手法は、鋼板の端部の過加熱を抑制するが、焼鈍炉へ適用する場合に、焼鈍炉以前の熱延工程又は冷延工程における熱履歴又は加工履歴の影響で既に生じている板幅方向の材質ばらつきを含めて材質を均一化するものでない。
　また、特許文献２及び特許文献３の技術は焼鈍炉への適用を想定しているが、焼鈍炉以前の工程で既に生じている板幅方向の材質ばらつきを含めて材質を均一化するものでない。
　本開示は、上記の問題を鑑み、板幅方向の材質ばらつきの発生を抑制することができる連続焼鈍設備、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を提供することを目的とする。
　（１）本開示の一実施形態に係る連続焼鈍設備は、
　加熱帯、均熱帯及び冷却帯をこの順に備えて構成される鋼板の連続焼鈍設備であって、
　前記均熱帯と前記冷却帯との間に設けられた誘導加熱装置と、
　前記誘導加熱装置の入口で前記鋼板の端部をガスによって冷却する冷却装置と、
　前記誘導加熱装置より下流における前記鋼板の相分率に基づいて、前記誘導加熱装置及び前記冷却装置の操業条件を制御する制御装置と、を備える。
　（２）本開示の一実施形態として、（１）において、
　前記相分率は、前記誘導加熱装置より下流に設置された変態率計を用いて測定される。
　（３）本開示の一実施形態に係る連続焼鈍方法は、
　加熱帯、均熱帯及び冷却帯をこの順に備えて構成される鋼板の連続焼鈍設備で実行される連続焼鈍方法であって、
　前記均熱帯と前記冷却帯との間に設けられた誘導加熱装置によって急速加熱を実施するステップと、
　冷却装置によって前記誘導加熱装置の入口で前記鋼板の端部を冷却するステップと、
　前記誘導加熱装置より下流における前記鋼板の相分率に基づいて、前記誘導加熱装置及び前記冷却装置の操業条件を制御するステップと、を含む。
　（４）本開示の一実施形態として、（３）において、
　前記誘導加熱装置は１０℃／ｓ以上、２００℃／ｓ以下で前記鋼板を加熱する。
　（５）本開示の一実施形態として、（３）又は（４）において、
　前記相分率は、前記誘導加熱装置より下流に設置された変態率計を用いて測定される。
　（６）本開示の一実施形態に係る冷延鋼板の製造方法は、
　（３）から（５）のいずれかの連続焼鈍方法によって冷延鋼板である前記鋼板を焼鈍する。
　（７）本開示の一実施形態に係るめっき鋼板の製造方法は、
　（６）の冷延鋼板の製造方法によって焼鈍された前記鋼板の表面にめっき処理を施すステップを含む。
　（８）本開示の一実施形態として、（７）において、
　前記めっき処理は、電気亜鉛めっき処理、溶融亜鉛めっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき処理である。
　本開示によれば、板幅方向の材質ばらつきの発生を抑制することができる連続焼鈍設備、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を提供することができる。
図１は、本開示の一実施形態に係る連続焼鈍設備の概略構成を示す模式図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る連続焼鈍設備の別の構成を示す模式図である。 図３は、冷却装置と誘導加熱装置の配置関係を示す概略図である。 図４は、連続焼鈍方法の一例を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照して本開示の一実施形態に係る連続焼鈍設備、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が説明される。各図中、同一又は相当する部分には、同一符号が付されている。以下の実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。
＜設備構成＞
　図１は、本実施形態に係る連続焼鈍設備を備えた溶融亜鉛めっきプロセスの一部を示す。本実施形態において、溶融亜鉛めっきプロセスを用いて製造される鋼材は薄鋼板である。また、製造される鋼材は冷延鋼板である。図１の矢印はライン進行方向を示す。以下において、この進行方向における上流側を「前」と、下流側を「後」と表現することがある。連続焼鈍設備は、ペイオフリール１、溶接機２、電解清浄装置３、入側ルーパー４、予熱帯５、加熱帯６、均熱帯７及び冷却帯８を備える。また、連続焼鈍設備は、誘導加熱装置９（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｈｅａｔｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅ、以下「ＩＨ」と称されることがある）、変態率計１０及び冷却装置１３を備える。連続焼鈍設備は少なくとも１つの誘導加熱装置９を備える。本実施形態において、連続焼鈍設備は少なくとも１つの変態率計１０を備える。しかし、連続焼鈍設備は、誘導加熱装置９で焼鈍した後の相分率を把握できれば、変態率計１０を備える構成に限定されない。例えば、連続焼鈍設備は、変態率計１０でなく、設置された温度計の情報に基づいて変態率を予測する構成であってよい。また、連続焼鈍設備は少なくとも１つの冷却装置１３を備える。本実施形態において、冷却帯８は第１の冷却帯８Ａと、第２の冷却帯８Ｂと、を含む。また、連続焼鈍設備は、所定の温度まで冷却された薄鋼板を浸漬する亜鉛めっき槽（亜鉛ポット１１）、合金化帯、保熱帯、最終冷却帯、調質圧延設備、出側ルーパー、テンションリールなどをさらに備えてよい。
　前工程でコイル状に巻き取られた薄鋼板はペイオフリール１で巻き戻される。巻き戻された薄鋼板は、予熱帯５を通過した後、連続焼鈍炉へ進入する。連続焼鈍設備は、予熱帯５に続く、加熱帯６、均熱帯７及び冷却帯８を、この順に備えて構成される。連続焼鈍設備において、誘導加熱装置９が均熱帯７と冷却帯８との間に設けられている。また、連続焼鈍設備は、誘導加熱装置９より下流に変態率計１０を備える。図１の例では、変態率計１０は、誘導加熱装置９と冷却帯８との間に設けられているが、誘導加熱装置９の出口より下流であれば設置位置が限定されるものでない。
　図２の例のように、変態率計１０は、誘導加熱装置９の直後に設置することも可能である。ここで、変態率計１０は、鋼板のオーステナイト分率（γ相分率）を測定する測定装置の一例である。また、オーステナイト分率を把握するために、各焼鈍帯に板幅方向に温度計を設置し、鋼板寸法及び成分実績等から予測した結果が用いられてよい。ここで、板幅方向は鋼板の幅方向である。
　さらに、連続焼鈍設備は、変態率計１０のγ相分率の測定結果を用いて、誘導加熱装置９の出力、冷却装置１３の出力を調整する機構を備える構成ある。連続焼鈍設備は、必要に応じて均熱帯７の炉温など、その他の焼鈍設備条件を変更する構成であってよい。ここで、本実施形態に係る連続焼鈍設備は、図１の構成に限定されるものでなく、製造する鋼板の目的とする品質に応じて変形され得る。例えば連続焼鈍炉に続いて亜鉛ポット１１と合金化帯などが設けられたり、亜鉛ポット１１が省略されたりしてよい。また、連続焼鈍設備は、一部の設備を分割することができる。例えば均熱帯７を分割して、分割された均熱帯７のそれぞれが雰囲気又は温度を独立に制御するようにしてよい。
（予熱帯）
　常温～１００℃程度の温度でペイオフリール１から払い出された薄鋼板は、まず、予熱帯５に進入し２００℃程度まで加熱される。本実施形態において、予熱帯５は加熱帯６で生じる高温の排気を利用する方式が採用されている。
（加熱帯）
　続いて、鋼板は加熱帯６に進入し、鋼板温度が６００～７００℃程度まで加熱される。本実施形態において、加熱帯６は、短時間である程度の温度まで昇温し、かつ、表面状態を制御するため、直火加熱炉方式が採用されている。直火式加熱炉は、加熱能力が高く炉の容積を小さくできることに加え、鋼板表面の酸化還元反応について、後のめっきプロセスを考慮した柔軟な制御が可能である。
（均熱帯）
　均熱帯７は、α相の再結晶を進行させることを主な役割とする。ただし、この際にＡ１変態点を通過する箇所があっても構わない。均熱帯７の加熱方式として、効率と加熱均一性の高さからガス燃焼による輻射加熱（ラジアントチューブ加熱）方式を採用することが望ましい。均熱帯７は大きな単一の炉殻で構成されてよい。また、均熱帯７は２つ以上の区画を有し、各区画を遮熱壁などで分離して、区画毎に決められた目標温度域で保持及び加熱を行う構成としてよい。本実施形態において、均熱帯７は、鋼板の温度がＡ１変態点より低い温度域（６００～７３０℃程度）であるように保持又は緩速加熱を行って、再結晶温度域での滞在時間を確保し、未再結晶α相の残留を抑制する。ここで、Ａ１変態点は、オーステナイト変態を生じさせる温度であって、一例として設定炉温が７３０℃である。換言すると、Ａ１変態点以上の温度でオーステナイト相が発生し始める。
　ここで、均熱帯７において鋼板の温度が低すぎると、α相の再結晶が進行せず、十分な加工性が得られない。一方、均熱帯７において鋼板の温度がＡ１変態点以上だと、α再結晶粒が粗大になり、強度が不足する。Ａ１変態点は、鋼板の成分によって若干変動する場合がある。そのため、再結晶温度域は、あらかじめ測定、計算又はシミュレーションにより予測し、焼鈍中の誤差範囲を考慮した上で設定されることが好ましい。
　本実施形態に係る連続焼鈍設備は、ラジアントチューブ炉による均熱帯７を備えるが、α相の再結晶を進行させるだけの保熱時間を確保する機能を有するのであれば、このような均熱帯７を備えない構成でありえる。例えば均熱帯７は、ラジアントチューブ炉を有するものに限定されない。また連続焼鈍設備は、均熱帯７を備えず、加熱帯６がα相の再結晶を進行させるだけの保熱時間を確保する機能を有してよい。また連続焼鈍設備は、均熱帯７に代えて、保熱装置を備えてよい。連続焼鈍設備が均熱帯７を備えない場合に、誘導加熱装置９は、均熱帯７の機能を有する部分（上記の例では加熱帯６の保熱時間を確保する部分又は保熱装置）と冷却帯８との間に設けられればよい。
（誘導加熱装置）
　次に、誘導加熱装置９は、鋼板の温度がＡ１変態点以上かつＡ３変態点より低い温度域（７５０～９００℃程度）に含まれるように、出力を調整して、鋼板を急速加熱する。ここで、Ａ３変態点は、γ相分率を制御できる上限の温度である。鋼板のいずれの場所でも同一のγ相分率が得られるように、このプロセスは、短時間で、鋼板全体を均一にＡ１変態点以上の温度まで昇温することが目的である。誘導加熱装置９を採用することにより、設備全体の小型化にも寄与することができる。ここで、Ａ１変態点及びＡ３変態点は、鋼板の成分によって若干変動する場合がある。そのため、好適な温度域は、あらかじめ測定、計算又はシミュレーションにより予測し、焼鈍中の誤差範囲を考慮した上で設定されることが好ましい。
　本実施形態に係る連続焼鈍設備が対象の１つとするＤＰ鋼では、誘導加熱装置９における到達温度が最終製品の機械的性質に大きな影響を与える。そのため、誘導加熱装置９の加熱方式は温度制御指令に対する応答が速いことが必要とされる。また、このような温度域で加熱する場合、鋼板の磁性が変化するキュリー点を超えるため、誘導加熱装置９はトランスバース式であることが望ましい。
　また、均熱帯７においてα相の再結晶域で保持しているため、加熱時に時間がかかってしまうとα粒の粗大化を招いてしまうことからも急速加熱が可能な誘導加熱装置９が望ましい。誘導加熱装置９は、１０℃／ｓ以上、２００℃／ｓ以下で昇温してよい。１０℃／ｓ未満ではα粒の粗大化を招き、２００℃／ｓより大きいと板幅方向で局所的な高温部が生じて均一性が保たれないためである。誘導加熱装置９は、２０℃／ｓ以上、１００℃／ｓ以下で昇温することがより好ましい。加熱速度が２０℃／ｓ以上であればライン長の長さをより短くでき、１００℃／ｓ以下であれば、熱応力によって鋼板が座屈変形するリスクをさらに低減できるためである。
　誘導加熱装置９によって目標焼鈍温度まで急速に加熱すると、加熱直後にはα相からγ相への変態が平衡状態に達していないことが起こり得る。しかしながら、目標焼鈍温度付近で保持しすぎるとα相からγ相への変態が必要以上に進行して硬質化し、最終製品において必要な伸びが得られない。従って、目標焼鈍温度に到達後は、０秒の保持時間でなるべく速やかに冷却帯８へ進入させることが最も望ましく、５秒以内に冷却が開始されることが望ましい。非平衡状態を避けるために、保持したとしても遅くとも１０秒以内に冷却が開始される。つまり、鋼板は、誘導加熱装置９による加熱が終了してから１０秒以内に、冷却帯８において冷却が開始される。
　このような条件を満たすために、誘導加熱装置９は、均熱帯７と冷却帯８との間に設けられればよい。例えば、誘導加熱装置９を均熱帯７と冷却帯８との接続部分に設ければ、既存炉についても誘導加熱装置９の増設として可能である。
　また、分割式の均熱帯７が用いられる場合に、誘導加熱装置９が２つ以上、設置されてよい。例えば均熱帯７は、上流側の区画で再結晶域での保持を行い、下流側の区画で鋼板表面の還元反応促進のために高温域での保持を行う、二つの区画に分割された構成であり得る。区画ごとの最適温度範囲に差があるため、低温区画から高温区画の温度まで急速に加熱する第一の誘導加熱装置９と、冷却帯８に入る直前で材質制御のための温度調整を目的とした第二の誘導加熱装置９と、が設置されてよい。
（冷却装置）
　誘導加熱装置９で鋼板を加熱する場合に、鋼板に発生した渦電流は板幅方向の両端部（エッジ）に集中する性質がある。そのため、板幅方向の両端部は、中央部分よりも高温になることが知られている。加熱後の鋼板の温度を板幅方向で均一化するため、図３のように鋼板の両端部を予め冷却する冷却装置１３が誘導加熱装置９の入側に設置される。
　冷却装置１３はガスを噴出して冷却する装置であることが好ましい。本実施形態において、冷却装置１３は鋼板の端部をガスによって冷却する。冷却装置１３はノズルを備え、鋼板の端部の両面（表裏）に対してガスが噴射されるように、ノズルが鋼板を挟んで対向するように表側及び裏側のそれぞれに取り付けられてよい。
　過昇温が生じる範囲は、板幅方向において、鋼板の両方の縁からそれぞれ内側に向かって２００～３００ｍｍ程度の範囲である。そのため、この範囲を特に冷却できるようにノズルを配置できれば、ノズルの取り付けは特定の形態に限定されない。ここで、変態率計１０を使用して測定した板幅方向の変態率分布に応じて、板幅方向の全体にわたって材質ばらつきが目標範囲内となるように冷却範囲を決定することがより好ましい。冷却範囲の変更が可能なように、板幅方向に向かって複数の冷却装置１３が設置されることが好ましい。
　冷却装置１３のノズルは、板幅方向にスリットが延伸するスリットノズルであってよいし、板幅方向に延伸するノズルヘッダに小孔が空けられたノズルであってよい。スリットの厚みは例えば１～５ｍｍの間で任意の幅を設定することができる。小孔は例えば１～２０ｍｍの範囲で任意の径を設定することができる。単一のノズルでは冷却量が不十分な場合に、ノズルを多段に設置することができる。冷却ガスは非酸化性のガス（Ｎ２、Ｈ２又はこれらの混合ガス等）が好ましい。このとき、冷却ガスは高温の炉内ガスでなく、炉外から引き込んだガスであることが好ましい。
　また、この冷却装置１３の冷却能力は、鋼板の通板速度、鋼板の寸法、誘導加熱装置９の仕様に基づいて決定されてよい。冷却装置１３は、熱伝達係数で５０～５００Ｗ／（ｍ２・Ｋ）を実現できる冷却性能を有することが望ましい。熱伝達係数が５００Ｗ／（ｍ２・Ｋ）を上回ると、鋼板の形状が崩れ、搬送時にトラブルを起こす可能性がある。
　ここで、冷却装置１３と誘導加熱装置９の距離が離れると、冷却装置１３から誘導加熱装置９に至るまでに鋼板が周囲雰囲気によって加熱されてしまう。その結果、誘導加熱装置９の出側の温度分布が均一にならず、幅方向で材質がばらつく原因となる。炉内雰囲気の強制対流による加熱の熱伝達係数はおおよそ２０Ｗ／（ｍ２・Ｋ）と推定される。通板速度１００ｍｐｍ、板厚１ｍｍを想定した場合に、均熱帯出側での温度上昇量は距離４ｍで５℃、８ｍで１０℃程度である。以上より、幅方向の温度バラつきを均一化する観点から、冷却装置１３の出側から誘導加熱装置９の入側まで距離は８ｍ以内が好ましく、４ｍ以内がより好ましい。
（変態率計）
　誘導加熱装置９より下流には鋼板の相分率を測定する変態率計１０が配置されており、目標焼鈍温度到達後の鋼板のα相及びγ相の相分率（変態率）が測定される。この変態率計１０は、測定したγ相分率に基づき、誘導加熱装置９、冷却装置１３などの操業条件を調整する目的で設けられている。このような調整によって、鋼板の機械的性質を安定して得ることができる。ここで、変態率計１０の設置位置としては、誘導加熱装置９より下流であれば特に限定されない。ただし、測定値をフィードバックして、誘導加熱装置９などの制御に用いる観点から、なるべく誘導加熱装置９に近いことが望ましい。その観点では、冷却帯の出口よりは上流に設置することが好ましい。ただし、変態率計１０の耐熱性を考慮して設置される必要がある。より迅速にフィードバックするために、変態率計１０は、誘導加熱装置９の出口から冷却帯８の入口の間に設けられることがより好ましい。
　ここで、変態率の測定方式は特に限定されない。例えば磁気検出器、すなわち鋼帯の磁気変態率を測定する装置として、磁場を発生する駆動コイルと、鋼帯を通過した磁場を測定する検出コイルとから構成される磁気変態率測定装置を用いて、オーステナイト分率が測定されてよい。具体的には、特開２０１９－７９０７号公報に記載された装置を用いることができる。ただし磁気変態率測定装置の場合に、変態率計１０が誘導加熱装置９の近傍に設置されると、磁場の影響を受けて測定精度が低下し得る。磁場の影響を受けない手法として、Ｘ線回折法を応用した装置が使用され得る。γ相とα相は結晶構造の差異により、鋼板にＸ線を照射すると各々固有の角度で回折ピークを生じる。この回折ピーク強度によりγ相分率を定量化することができる。市販されているものでは例えばＳＭＳ社製のＸ－ＣＡＰなどが挙げられる。
　変態率は、板幅方向の相分率分布が得られるように、測定されることが好ましい。板幅方向の相分率分布の測定が難しい場合に、板幅中央部及び両方の板幅端部の少なくとも３か所が測定されればよい。板幅中央部は鋼板の板幅方向の中央の部分であって、鋼板の中央が測定されてよい。また、板幅端部は鋼板の板幅方向の両方の縁のそれぞれに近い部分である。板幅端部における測定位置は特定の位置に限定されないが、鋼板の端部の縁から内側に向かって２５～１００ｍｍの範囲において少なくとも１か所が測定される必要がある。
　ここで、上記のように、変態率を把握する方法は、変態率計１０による測定に限定されない。他の方法として、機械学習モデル又は物理モデルを用いた計算などによって、相分率の予測値が用いられてよい。この場合、予測モデル精度向上のため、焼鈍炉内部には適宜温度計を設置することが望ましい。
（冷却帯）
　冷却帯８は、鋼板を所定の温度まで冷却する設備であり、冷却手段としてガスジェット冷却、ロール冷却、水冷却（ウォータークエンチ）などが用いられる。本実施形態のように、冷却帯８を第１の冷却帯８Ａと第２の冷却帯８Ｂなど複数に区分して、異なる冷却手段を組み合わせたり、同種の冷却手段の冷却条件を変更したりして、鋼板の冷却時の熱履歴が制御されてよい。また、冷却帯を分割した際に、分割部分に変態率計１０が設置されてよい。
（溶融亜鉛めっき浴）
　冷却帯８に溶融亜鉛めっき浴を後続させ、冷却帯８から排出される鋼板の表面に溶融亜鉛めっきを施すことができる。溶融亜鉛めっきは常法に従って行えばよく、必要に応じて、スナウト、浴中ロールなどを設けてよい。
（合金化設備）
　溶融亜鉛めっき浴に続いて合金化処理設備が設けられてよい。合金化処理設備では鋼板を加熱し合金化処理を施す。合金化処理は常法に従って行えばよい。
（その他設備）
　合金化設備に続いて、最終製品の品質向上と製造安定性及び効率化のため、保熱帯、最終冷却帯、調質圧延設備、矯正機、出側ルーパー、テンションリールなどがさらに備えられてよい。これらの設備は製品に要求される品質に応じて設け、使用されればよく、特に限定されるものではない。また、形状の乱れが生じた場合に、調質圧延設備及び矯正機を通板させることによって矯正が行われてよい。調質圧延及び矯正は、鋼板の機械的性質に影響を与えずに形状を矯正可能な条件で行えばよい。
＜操業方法（制御方法）＞
　本実施形態では、製品毎に最適な相分率の範囲を事前に把握して「変態率制御モデル」を構築し、変態率計１０での相分率の測定結果が、目標の範囲に収まるように誘導加熱装置９の出力又は冷却装置１３の出力を制御する。また、本実施形態では、必要に応じて均熱帯７の炉温など、その他の焼鈍設備条件についても制御する。このことによって、単に板幅方向で焼鈍時の鋼板温度を均一化する手法と比べて、さらに板幅方向における材質ばらつきを抑えて、機械特性が非常に安定した製品を製造することが可能になる。
　図４は、本実施形態において、上記の連続焼鈍設備で実行される連続焼鈍方法の一例を示すフローチャートである。この連続焼鈍方法は、操業条件実績を蓄積、管理するプロセスコンピュータに代表される連続焼鈍設備に付帯する制御装置によって実行されてよい。
　誘導加熱装置９を通過した鋼板の相分率が「変態率情報実績」として取得される。相分率は測定値であってよいし、予測値であってよい。また、材料を鋳造した際に得られた化学成分、板厚、板幅等の鋼板寸法の情報が「素材情報」として取得される。他にも、通過工程の製造条件が素材情報として取得されて構わない。また、焼鈍時の鋼板の搬送速度、設定炉温、炉内雰囲気ガス及び冷却条件などの情報が「連続焼鈍設備の操業条件」として取得される。これらの情報を元に、「材質予測モデル」を用いて、最終的に得られる製品の機械的性質（機械特性）が予測される。材質予測モデルは、オフラインでの実験又は数値解析によって得られる物理モデルであってよい。また、材質予測モデルは、蓄積された製造実績を学習用データとして、機械学習によって生成された機械学習モデルであってよい。
　次に、材質予測モデルから導かれた機械的性質の予測結果が、製品に許容される機械的性質の目標範囲内であるかを判断する。機械的性質の目標範囲は、上位コンピュータから与えられる。上位コンピュータは、連続焼鈍設備の操業を統括するプロセスコンピュータに対して、製造情報等を与えるコンピュータである。連続焼鈍設備は、目標範囲内であれば（図４の「機械的性質目標範囲内」がＹｅｓ）、現在の条件のまま（すなわち同一条件で）操業を継続する。連続焼鈍設備は、目標範囲から外れていた場合に（図４の「機械的性質目標範囲内」がＮｏ）、操業条件の変更を行う。操業条件の変更にあたっては、上記の材質予測モデルから材質を目標範囲内に収めるために必要な相分率の調整量を求め、その変態率の調整量を実現するための鋼板温度制御量を求める「変態率制御モデル」を使用する。「変態率制御モデル」は、オフラインでのラボ実験又は数値解析によって得られる物理モデルであってよいし、製造実績の蓄積から得られる機械学習モデルであってよい。ここで、調整対象とする金属相はγ相が適している。
　連続焼鈍設備は、必要な鋼板温度制御量が、誘導加熱装置９の入側の冷却装置１３の制御可能範囲に含まれると判断する場合に（図４の「冷却装置制御範囲内」がＹｅｓ）、冷却装置１３の出力変更のみで冷却量を変更する（図４の「冷却装置冷却量変更」）。連続焼鈍設備は、必要な鋼板温度制御量が、冷却装置１３の制御可能範囲に含まれないと判断する場合に（図４の「冷却装置制御範囲内」がＮｏ）、誘導加熱装置９の条件も併せて変更する。
　連続焼鈍設備は、必要な鋼板温度制御量が、誘導加熱装置９によって制御可能な範囲に含まれると判断する場合に（図４の「ＩＨ出力制御範囲内」がＹｅｓ）、誘導加熱装置９の出力を変更する。連続焼鈍設備は、必要な鋼板温度制御量が、誘導加熱装置９で制御可能な範囲に含まれないと判断する場合に（図４の「ＩＨ出力制御範囲内」がＮｏ）、冷却装置１３と誘導加熱装置９以外の設備の条件も合わせて変更する（図４の「その他焼鈍設備条件変更」）。ここで、その他焼鈍設備とは、均熱帯７又は冷却帯８などを指す。その他焼鈍設備は、誘導加熱装置９に比べて操業条件変更に対する応答性が低いが、条件が変化している間も時々刻々、上記の制御フローを経て誘導加熱装置９と組み合わせて制御していくことで製品の機械的性質が目標から外れる量を最小限に抑えることができる。
　上記の冷却量に関して、冷却装置１３は、板幅方向の変態率分布に基づいて予測される焼鈍完了時の鋼板温度が板幅方向で差を生じる場合に、この差を解消するように板幅端部に予め板幅中央部との温度差を付与する。温度差を付与するための冷却量は下記の方法で求められる。
　例えば、温度Ｔ１の鋼板が誘導加熱装置９を通板することによって板幅中央部の温度がＴ２になり、板幅端部の温度がＴ３になったとする。つまり、板幅中央部の昇温量であるΔＴＣはＴ２－Ｔ１である。また、板幅端部の昇温量であるΔＴＥはＴ３－Ｔ１である。このとき、ΔＴＥとΔＴＣは以下の式（１）の関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　エッジマスクなどの板幅端部の過加熱を抑制する設備が誘導加熱装置９に付帯されていない場合、αはおおよそ２である。αの値は、例えばラボ実験又は製造条件と実績の蓄積などにより経験的に求められる。仮に誘導加熱装置９によって板幅中央部が１００℃昇温（ΔＴＣが１００℃）される場合に、板幅端部は、板幅中央部と比較して、さらに約１００℃昇温（ΔＴＥが約２００℃）される。そのため、鋼板が誘導加熱装置９に搬送される直前に、冷却装置１３によって温度差を解消する分（この例では約１００℃）だけ板幅端部が冷却されればよい。冷却装置１３を通過後の板幅端部の温度であるＴＥＡは以下の式（２）の関係を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、ＴＳは冷却ガスの温度である。ＴＥＡは冷却装置１３を通過した後の板幅端部の温度である。ＴＥＢは冷却装置１３を通過する前の板幅端部の温度である。ｈはガス冷却の熱伝達係数（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））である。Ｓは冷却装置１３内にある鋼板の表面積（ｍ２）である。ｃは鋼板の比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））である。ρは鋼板の密度（ｋｇ／ｍ３）である。Ｖは冷却装置１３内にある鋼板の体積（ｍ３）である。ｔは鋼板が冷却装置１３内を通過する時間（ｓ）である。
　板幅端部を１００℃冷却する場合には、式（２）と鋼板の搬送速度、比熱、密度の情報などを用いて、例えば冷却前の板幅端部の温度であるＴＥＢを８００℃と仮定し、ＴＥＡが７００℃となる冷却条件を算出する。
　ここで、冷却量の変更は、冷却に用いられるガスの温度又は流量を制御することによって可能である。冷却量を変更する方法は限定されないが、特にガスの噴出圧（圧力）を変更して流量を制御することが望ましい。具体例として、冷却装置の熱伝達係数と制御可能なパラメータ（例えばガスの流量又は圧力）との関係を予め取得してテーブル化などを行い、板幅端部において目標の冷却量が得られるように冷却装置１３の制御パラメータを変更してよい。鋼板の幅方向の全ての位置において、例えばγ分率のばらつきの大きさが１０％の範囲内であれば、材質の均一性が確保される。
　ここで、例えば参考文献（特開平７―４１８６８）は、鋼板エッジの過加熱を抑制する手法として、火炎バーナーを用いた無酸化炉方式の加熱炉において炉壁の内面に冷却媒体として空気又は水を通す冷却管を配置する構造を開示する。このような間接的な冷却では冷媒の流量などの冷却条件を変更しても、炉内の流体の温度が変わるまで時間を要する。そのため、通板速度の変更、板厚の切り替わりなど、板の熱容量が変化した場合に、目標の板温となるまである程度の時間を要する。これに対して、本開示のガスによる直接冷却では冷却条件の変更が直接に鋼板の温度変化につながる。そのため、熱容量の非定常な変化が起きても即座に対応することが可能となり、鋼板エッジの板温を安定的に制御することができ、幅方向で材質バラつきのない高品質な鋼板を製造することができる。
（対象材）
　本実施形態に係る連続焼鈍設備は、ＤＰ鋼を含む鋼材を焼鈍し、目標とする機械的性質を安定的に得るものである。対象とする鋼板の具体例として、重量％で、Ｃが０．０５％以上かつ０．２５％以下、Ｓｉが０．０１％以上かつ２．００％以下、Ｍｎが０．５０％以上かつ４．００％以下、Ｐが０．１００％以下、Ｓが０．０５００％以下、Ｓｏｌ．Ａｌが０．００５％以上かつ０．１００％以下、Ｎが０．１００％以下を含有し、必要に応じてＣｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｎ（いずれも１．００％以下）、Ｍｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ（いずれも０．５０％以下）、Ｔａ（０．１０％以下）、Ｍｇ、Ｚｒ（いずれも０．０５０％以下）、Ｂ、Ｃａ、ＲＥＭ（いずれも０．００５０％以下）を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなるものが挙げられる。ただし、対象とする鋼板は、α相、γ相の二相組織を制御する必要性があるものであれば限定されない。
（実施例）
　表１は、従来の連続焼鈍設備、本実施形態に係る連続焼鈍設備（図１及び図２参照）を用いて、薄鋼板を製造した条件と結果を示す。比較例１、比較例２、実施例１及び実施例２について、強度レベルが７８０ＭＰａ、９８０ＭＰａ、１１８０ＭＰａ級の３種類を製造し、板厚は各々の強度レベルで１．０、１．５、２．０ｍｍの３種類を１０本ずつ製造した。各グレードにおける各板厚の１０本のスラブは、連続鋳造機において全て異なるロットで鋳造されたものを使用した。そのため、製造管理範囲内ではあるが各スラブの化学成分はばらついており変態挙動も均一にはなっていない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　各々のスラブは、一般的な手法で熱間圧延、酸洗を施され、必要に応じて、焼鈍、冷間圧延を施された後、従来技術の連続焼鈍設備及び本開示の連続焼鈍設備で熱処理されて、その後に、冷却、めっき等の後処理が実施された。最終製品コイルの鋼板搬送方向（長手方向）に任意の３か所を選定した後、板幅中央部と、両方の板幅端部（両方の縁より中央部に向かって５０ｍｍの位置）の３ヶ所の引張り試験片が採取されて、機械的性質が測定された。つまり、１つの最終製品コイルにつき、計９つの試験片が採取されて、機械的性質が測定された。ここで、引張り試験片はＪＩＳ５号とした。引張り試験はＪＩＳＺ２２４１に従って行われた。引張試験によって測定されたＴＳ（引張強度）のばらつきの大きさが６０ＭＰａの範囲内の場合に材質が安定していると判定し、－３０ＭＰａ～＋３０ＭＰａの範囲より大きい場合に材質がばらついていると判定した。また、７８０ＭＰａ、９８０ＭＰａ、１１８０ＭＰａ級の各グレードにおいて、必要な強度範囲はそれぞれ７８０ＭＰａ以上、９８０ＭＰａ以上、１１８０ＭＰａ以上である。
　比較例１は、誘導加熱装置９及び変態率計１０が設置されていない、予熱帯５、加熱帯６、均熱帯７から構成される従来の焼鈍炉を用いて、上記の素材から製造された。製造におけるライン速度は６０～１２０ｍｐｍの範囲であり、板厚に応じて鋼板温度の変化が制御された。加熱帯６（直火加熱）の出口の鋼板温度は６００～７００℃の範囲内として、表面の酸化還元反応を制御した。その後ラジアントチューブ方式の均熱帯７で更に加熱が行われた。均熱帯７の出口（冷却帯８の入口）の鋼板温度は７７０～８７０℃の範囲にあった。均熱帯７の炉温は出口の鋼板温度が目標値となるよう制御された。その後、冷却、溶融亜鉛めっき、合金化処理等を経て最終製品から材料試験片が複数採取されて、機械特性のばらつきが調査された。その結果、各グレードで引っ張り強さは大きくばらつき、グレード毎の下限値を下回るものが存在した。この原因は、素材の化学成分の変動で焼鈍時の相分率が狙った値になっていなかったことと、板厚及びグレードの異なるコイルの継目で焼鈍条件が変化した際に、加熱条件が追随できない部分が生じたことであると推定される。
　比較例２は、図１に示す連続焼鈍設備を用いたが、冷却装置１３を使用せずに製品を製造した結果である。そのため、表１において冷却装置は「無し」と表記している。ここで、変態率計１０は冷却帯８の中間部、すなわち第１の冷却帯８Ａと第２の冷却帯８Ｂとの間に配置されている。通板速度及び加熱帯６の出口温度は比較例１と同様の範囲で制御された。ただし、冷却帯８の出口の変態率計１０によって焼鈍時の板幅中央部の相分率が測定され、誘導加熱装置９の出力と均熱帯７の炉温が制御された。相分率を積極的に制御したため、製品の板幅中央部における機械特性のばらつきは大きく改善された。しかし、冷却装置１３を使用しなかったため、誘導加熱装置９により板幅端部が過加熱となり、板幅端部における材質ばらつきは比較例１よりも大きくなった。
　実施例１は、図１に示す連続焼鈍設備を用いて、冷却装置１３を使用して製品を製造した結果である。ここで、変態率計１０は冷却帯８の中間部、すなわち第１の冷却帯８Ａと第２の冷却帯８Ｂとの間に配置されている。変態率計１０によって板幅中央部と板幅端部の相分率が測定され、誘導加熱装置９の出力、均熱帯７の炉温及び誘導加熱装置９の入側の冷却装置１３の冷却量が図４の制御フローに則って適宜制御された。測定された板幅端部の相分率に基づいて、冷却装置１３の適切な冷却量を設定することができ、材質のばらつきは板幅中央部、板幅端部ともに大きく改善した。また、板幅端部の材質ばらつきは板幅中央部の材質ばらつきと同程度になった。
　実施例２は、図２に示す連続焼鈍設備を用いて、冷却装置１３を使用して製品を製造した結果である。ここで、変態率計１０は誘導加熱装置９の直後に配置されている。変態率計１０によって板幅中央部と板幅端部の相分率が測定され、誘導加熱装置９の出力、均熱帯７の炉温及び誘導加熱装置９の入側の冷却装置１３の冷却量が制御された。測定された板幅端部の相分率に基づいて、冷却装置１３の適切な冷却量を設定することができ、材質のばらつきは板幅中央部、板幅端部ともに大きく改善した。板幅端部の材質ばらつきは板幅中央部の材質ばらつきと同程度になった。また、変態率計１０を誘導加熱装置９の直後に設置したことで、より焼鈍終了直近のγ分率を測定することが可能となり、操業条件の修正を迅速に実施できる。そのため、実施例１と比較して材質ばらつきが低減した。
　以上のように、本実施形態に係る連続焼鈍設備、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は、上記の構成によって、板幅方向の材質ばらつきの発生を抑制することができる。また、本実施形態に係る連続焼鈍設備は、加熱能力が高く、温度制御に対する応答性が速い誘導加熱装置９を用いることによって、従来よりもライン長を抑えられるため、製造設備の導入コスト低減も期待できる。
　本開示の実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行されるプログラム又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
　上記の実施形態において亜鉛ポット１１は薄鋼板を浸漬する亜鉛めっき槽であるとして説明されたが、別のめっき処理が実行されてよい。めっき処理は、例えば電気亜鉛めっき処理、溶融亜鉛めっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき処理であってよい。
　例えばプロセスコンピュータの記憶部（例えばメモリ）に記憶されたプログラムを、プロセスコンピュータのプロセッサが読み込んで実行することによって、誘導加熱装置９の出力、均熱帯７の炉温及び冷却装置１３の冷却量を制御する処理などを実行してよい。つまり、プロセスコンピュータのプロセッサがプログラムによって上記の制御装置として機能してよい。
　１　ペイオフリール
　２　溶接機
　３　電解清浄装置
　４　入側ルーパー
　５　予熱帯
　６　加熱帯
　７　均熱帯
　８　冷却帯
　８Ａ　第１の冷却帯
　８Ｂ　第２の冷却帯
　９　誘導加熱装置
　１０　変態率計
　１１　亜鉛ポット
　１３　冷却装置

Claims (8)

  1. 　加熱帯、均熱帯及び冷却帯をこの順に備えて構成される鋼板の連続焼鈍設備であって、
    　前記均熱帯と前記冷却帯との間に設けられた誘導加熱装置と、
    　前記誘導加熱装置の入口で前記鋼板の端部をガスによって冷却する冷却装置と、
    　前記誘導加熱装置より下流における前記鋼板の相分率に基づいて、前記誘導加熱装置及び前記冷却装置の操業条件を制御する制御装置と、を備える、連続焼鈍設備。
  2. 　前記相分率は、前記誘導加熱装置より下流に設置された変態率計を用いて測定される、請求項１に記載の連続焼鈍設備。
  3. 　加熱帯、均熱帯及び冷却帯をこの順に備えて構成される鋼板の連続焼鈍設備で実行される連続焼鈍方法であって、
    　前記均熱帯と前記冷却帯との間に設けられた誘導加熱装置によって急速加熱を実施するステップと、
    　冷却装置によって前記誘導加熱装置の入口で前記鋼板の端部を冷却するステップと、
    　前記誘導加熱装置より下流における前記鋼板の相分率に基づいて、前記誘導加熱装置及び前記冷却装置の操業条件を制御するステップと、を含む、連続焼鈍方法。
  4. 　前記誘導加熱装置は１０℃／ｓ以上、２００℃／ｓ以下で前記鋼板を加熱する、請求項３に記載の連続焼鈍方法。
  5. 　前記相分率は、前記誘導加熱装置より下流に設置された変態率計を用いて測定される、請求項３又は４に記載の鋼板の連続焼鈍方法。
  6. 　請求項３から５のいずれか一項に記載の連続焼鈍方法によって冷延鋼板である前記鋼板を焼鈍する、冷延鋼板の製造方法。
  7. 　請求項６に記載の冷延鋼板の製造方法によって焼鈍された前記鋼板の表面にめっき処理を施すステップを含む、めっき鋼板の製造方法。
  8. 　前記めっき処理は、電気亜鉛めっき処理、溶融亜鉛めっき処理又は合金化溶融亜鉛めっき処理である、請求項７に記載のめっき鋼板の製造方法。
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