JP2001335832A - Method for heating bar stock and method for producing precipitation-hardening type alloy bar - Google Patents
Method for heating bar stock and method for producing precipitation-hardening type alloy barInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属製の条材を急
速かつ均一に加熱および冷却することができる条材加熱
方法、およびそれを用いた析出硬化型合金条の製造方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for heating a metal strip rapidly and uniformly and a method for manufacturing a precipitation hardening alloy strip using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】析出硬化型合金とは析出硬化元素を含有
する合金をいい、この析出硬化元素を加熱により母相中
に過飽和に固溶させた後、固溶度曲線より低い温度に保
持すると、飽和固溶体の結晶の内外に金属間化合物の微
粒子が析出し、これにより時効硬化を図ることができる
特徴を有している。2. Description of the Related Art A precipitation hardening type alloy is an alloy containing a precipitation hardening element. This precipitation hardening element is supersaturated in a parent phase by heating and then kept at a temperature lower than the solid solubility curve. In addition, fine particles of an intermetallic compound are precipitated inside and outside of a crystal of a saturated solid solution, whereby age hardening can be achieved.
【０００３】この種の析出硬化型合金は、薄板であって
も極めて高い強度を有するため、近年、様々な用途に多
用されるようになってきたが、製造が難しいという欠点
があった。[0003] This kind of precipitation hardening type alloy has extremely high strength even in the form of a thin plate, and has recently been used frequently for various applications, but has a drawback that it is difficult to manufacture.
【０００４】例えば、０．２５ｍｍ程度の析出硬化型合
金条を製造する場合には、析出硬化型合金の鋳造体を２
ｍｍ厚→１ｍｍ厚→０．５ｍｍ厚→０．２５ｍｍ厚とい
うように段階的に圧延していく過程で、従来は、１ｍｍ
厚の段階で条材を高温に加熱して固溶化処理し、それを
冷却してからさらに２段階の冷間圧延を行って０．２５
ｍｍ厚の条材を得る方法が採られていた。For example, when manufacturing a precipitation hardening type alloy strip having a thickness of about 0.25 mm, a casting of the precipitation hardening type alloy is formed by two
In the process of rolling step-by-step in the order of mm thickness → 1 mm thickness → 0.5 mm thickness → 0.25 mm thickness, conventionally, 1 mm
At the thickness stage, the strip is heated to a high temperature to perform a solution treatment, and after cooling, the material is further subjected to two-stage cold rolling to obtain a 0.25
A method of obtaining a strip having a thickness of mm was adopted.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来法のよう
に１ｍｍ厚の段階で条材を溶体化処理すると、条材が厚
いために急速な加熱が困難である上、溶体化処理後に急
冷することができず、温度上昇している時間が長い。し
たがって、その間に飽和固溶体の結晶粒が成長して粗大
化してしまい、理想的な時効硬化が図れないおそれがあ
った。However, when the strip material is solution-treated at the stage of 1 mm thickness as in the conventional method, rapid heating is difficult due to the thick strip material, and rapid cooling is performed after the solution treatment. The temperature cannot be increased for a long time. Therefore, during this time, the crystal grains of the saturated solid solution grow and become coarse, and there is a risk that ideal age hardening cannot be achieved.
【０００６】また、固溶化処理を行った後の条材を、熱
間で圧延加工すると上記同様に飽和固溶体の結晶粒が粗
大化し、時効後に理想的な硬化が図れなくなることか
ら、最後の２段階の圧延を冷間で行わなければならな
い。しかし、冷間圧延では、条材が硬いこともあって多
大な加工エネルギーを要する。[0006] Further, when the strip material after the solution treatment is hot rolled, the crystal grains of the saturated solid solution are coarsened similarly to the above, and ideal hardening cannot be achieved after aging. Stage rolling must be performed cold. However, cold rolling requires a large amount of processing energy due to the fact that the strip is hard.
【０００７】以上の各問題を解決するには、固溶化処理
を最終板厚、すなわち上記の場合でいえば、０．２５ｍ
ｍ厚の段階で行えばよいのであるが、従来の条材加熱方
法では、条材を多数のロールで送りながら、バーナーで
加熱する方法が採られていたため、固溶化処理中に条材
の温度が不均一になったり、不均等な張力がかかったり
して変形が生じやすく、製品の形状品質を保ち難かっ
た。また、加熱時間が長くかかるために薄い条材では酸
化が生じやすく、酸化膜の除去にコストがかかる問題も
あった。したがって、最終製品の厚さまで薄肉化した状
態では、固溶化処理を行うことができなかったのであ
る。In order to solve each of the above problems, the solution treatment is carried out at the final plate thickness, that is, in the above case, 0.25 m
However, in the conventional method of heating a strip, a method in which the strip is heated by a burner while being fed by a number of rolls is adopted. However, it is difficult to maintain the shape and quality of the product because the shape tends to be deformed due to unevenness or uneven tension. Further, since a long heating time is required, oxidation is likely to occur in a thin strip, and there is also a problem that removing the oxide film is costly. Therefore, the solution treatment could not be performed in a state where the thickness was reduced to the thickness of the final product.
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、薄肉の条材を急速に加熱および冷却でき、しかも条
材に変形が生じにくい条材加熱方法、および理想的な析
出硬化が可能な析出硬化型合金条の製造方法を提供する
ことを課題としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables a thin strip to be rapidly heated and cooled, and a strip heating method in which the strip is hardly deformed, and an ideal precipitation hardening. It is an object of the present invention to provide a method for producing a precipitation hardening type alloy strip.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る条材加熱方法は、条材を連続走行させ
ながら条材を加熱する予備加熱工程と、予備加熱された
条材を、内部に設けられた発熱手段によりその外周面が
加熱された加熱ロールの外周面に当接させつつ、前記加
熱ロールを条材と同期回転させ前記条材を加熱ロールの
外周面からの熱伝導により加熱する主加熱工程と、主加
熱工程で加熱された条材を前記加熱ロールから下方へ走
行させつつ条材を冷却する冷却工程とを具備することを
特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a strip heating method according to the present invention comprises a preheating step of heating a strip while continuously running the strip, and a preheating step of heating the strip. The heat roller is rotated in synchronism with the strip while the outer face is brought into contact with the outer circumference of the heating roll, the outer circumference of which is heated by the heat generating means provided therein, and the heat is transferred from the outer circumference of the heating roll. And a cooling step of cooling the strip while running the strip heated in the main heating step downward from the heating roll.
【００１０】また、本発明に係る析出硬化型合金条の製
造方法は、析出硬化元素を含有する析出硬化型合金製の
条材を０．０５〜１ｍｍの肉厚まで薄肉化する圧延工程
と、薄肉化された条材を連続走行させつつ加熱する予備
加熱工程と、予備加熱された条材を、内部に設けられた
発熱手段によりその外周面が加熱された加熱ロールの外
周面に当接させつつ、前記加熱ロールを条材と同期回転
させ、前記条材を加熱ロールの外周面からの熱伝導によ
り、前記析出硬化元素の固溶化温度まで加熱する固溶化
処理工程と、固溶化処理された条材を前記加熱ロールか
ら下方へ走行させつつ条材を冷却する冷却工程とを具備
することを特徴としている。[0010] The method for producing a precipitation hardening alloy strip according to the present invention includes a rolling step of thinning a precipitation hardening alloy strip containing a precipitation hardening element to a thickness of 0.05 to 1 mm; A preheating step of heating the thinned strip while running continuously, and bringing the preheated strip into contact with the outer peripheral surface of the heating roll, the outer peripheral surface of which is heated by the heating means provided therein. Meanwhile, a solution treatment step of rotating the heating roll synchronously with the strip material and heating the strip material to the solution temperature of the precipitation hardening element by heat conduction from the outer peripheral surface of the heating roll, and the solution treatment was performed. A cooling step of cooling the strip while moving the strip downward from the heating roll.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る条材加熱方
法、および析出硬化型合金条の製造方法を実施するため
に使用する装置の一例を示す概略図である。方法の説明
に先立ち、装置の構造を簡単に説明する。符号１はアン
コイラであり、このアンコイラ１にセットされたコイル
２から、溶体化処理を行うべき条材４が連続的に送り出
される。アンコイラ１から送り出された条材４は、ピン
チロール６により走行速度を制御されつつ、ロール８，
１０、および入側ロール１２を経て加熱炉１４に導入さ
れる。加熱炉１４の下端入口にはシール１３が固定され
ており、このシール１３を通して条材４が導入されるこ
とにより、加熱炉１４からのガス放出が抑えられてい
る。FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus used for carrying out a method for heating a strip material and a method for producing a precipitation hardening type alloy strip according to the present invention. Prior to the description of the method, the structure of the apparatus will be briefly described. Reference numeral 1 denotes an uncoiler, and a strip 4 to be subjected to a solution treatment is continuously sent out from a coil 2 set in the uncoiler 1. The strip material 4 sent out from the uncoiler 1 is controlled in running speed by a pinch roll 6, and rolls 8,
10 and into the heating furnace 14 via the inlet roll 12. A seal 13 is fixed to the lower end entrance of the heating furnace 14, and gas is released from the heating furnace 14 by introducing the strip 4 through the seal 13.
【００１２】加熱炉１４は、図２に示すように、その下
部内に予備加熱室１６が形成される一方、上部内には主
加熱室１８が形成されている。予備加熱室１６と主加熱
室１８との間には水平な隔壁が形成され、隔壁には条材
４が通過するためのスロット２２が形成されている。主
加熱室１８内の中央には、大径の加熱ロール２６が、そ
の軸線を条材４の幅方向と平行にして、かつ軸線回り回
転可能に配置されており、入側ロール１２からの条材４
は鉛直上方へ延ばされて加熱ロール２６の上半面に巻か
れ、さらに下方へ延ばされている。As shown in FIG. 2, the heating furnace 14 has a preheating chamber 16 formed in a lower portion thereof, and a main heating chamber 18 formed in an upper portion thereof. A horizontal partition is formed between the preheating chamber 16 and the main heating chamber 18, and a slot 22 for the passage of the strip 4 is formed in the partition. In the center of the main heating chamber 18, a large-diameter heating roll 26 is arranged so that its axis is parallel to the width direction of the strip 4 and is rotatable around the axis. Lumber 4
Is extended vertically upward, wound around the upper half surface of the heating roll 26, and further extended downward.
【００１３】予備加熱室１６は、入側ロール１２から加
熱ロール２６に向けて上方へ走行する条材４を収容する
ように設けられ、加熱ロール２６から下方へ走行する条
材４は収容していない。条材４が加熱ロール２６から下
方へ向かう部分では、主加熱室１８の底部隔壁２７が厚
く、しかも加熱ロール２６に接近して形成され、条材４
は隔壁２７に形成されたスロット２９を通じて、加熱炉
１４の外に出される。加熱ロール２６により加熱された
条材４を速やかに冷却するためである。したがって、加
熱炉１４は正面から見ると全体としてＬ字型をなしてい
る。The preheating chamber 16 is provided to accommodate the strip 4 traveling upward from the inlet roll 12 toward the heating roll 26, and accommodates the strip 4 traveling downward from the heating roll 26. Absent. In a portion where the strip material 4 is directed downward from the heating roll 26, the bottom partition wall 27 of the main heating chamber 18 is thick and formed close to the heating roll 26.
Is discharged out of the heating furnace 14 through a slot 29 formed in the partition wall 27. This is for rapidly cooling the strip 4 heated by the heating roll 26. Therefore, the heating furnace 14 has an L-shape as a whole when viewed from the front.
【００１４】予備加熱室１６内には、条材４の通過域の
両側に複数の予備加熱ノズル２０が設けられ、これら予
備加熱ノズル２０から、予備加熱室１６内に高温のガス
が供給される。予備加熱用ガスとしては、加熱ロール２
６から排出される排ガスをそのまま使用することもでき
る。ただし、排ガスをそのまま使用すると条材４が酸化
するおそれがある場合には、熱交換器（図示略）を介し
て排ガスと熱交換させた不活性ガスか還元性ガス、また
は、排ガスと不活性ガスもしくは還元性ガスとの混合ガ
ス（排ガスと熱交換したものでもよい）が使用される。
このように廃熱を利用すれば加熱炉１４全体としての加
熱効率を高めることができる。In the preheating chamber 16, a plurality of preheating nozzles 20 are provided on both sides of the passage area of the strip 4, and a high-temperature gas is supplied from the preheating nozzles 20 into the preheating chamber 16. . As the preheating gas, heating roll 2
Exhaust gas discharged from 6 can be used as it is. However, if there is a risk that the strip 4 will be oxidized if the exhaust gas is used as it is, an inert gas or a reducing gas heat-exchanged with the exhaust gas through a heat exchanger (not shown), or an inert gas with the exhaust gas A gas or a mixed gas with a reducing gas (which may be heat-exchanged with exhaust gas) is used.
By using waste heat in this way, the heating efficiency of the entire heating furnace 14 can be increased.
【００１５】加熱ロール２６は、耐熱性に優れたステン
レス鋼、耐熱鋳鋼等の金属から主形成されたもので、そ
の外周面は条材４と密着するように鏡面加工されている
ことが好ましい。加熱ロール２６の外径は本発明では制
限されないが、加熱しやすさや、処理すべき条材４の厚
さや走行速度を考慮して、一般には５０〜１５０ｃｍ程
度、より好ましくは７５〜１００ｃｍ程度に設定され
る。加熱ロール２６の軸方向両端にはそれぞれ同軸に中
空のシャフト（図示略）が取り付けられ、これらシャフ
トは耐熱軸受および回転駆動機構（共に図示略）により
支持されている。回転駆動機構は、条材４の走行速度と
同期して加熱ロール２６を回転させるように制御され
る。The heating roll 26 is mainly formed of a metal having excellent heat resistance, such as stainless steel or heat-resistant cast steel, and its outer peripheral surface is preferably mirror-finished so as to be in close contact with the strip 4. The outer diameter of the heating roll 26 is not limited in the present invention, but is generally about 50 to 150 cm, more preferably about 75 to 100 cm, in consideration of the ease of heating and the thickness and running speed of the strip 4 to be treated. Is set. At both ends in the axial direction of the heating roll 26, hollow shafts (not shown) are attached coaxially, and these shafts are supported by heat-resistant bearings and rotary drive mechanisms (both not shown). The rotation drive mechanism is controlled to rotate the heating roll 26 in synchronization with the running speed of the strip 4.
【００１６】加熱ロール２６のシャフトの一端は、相対
回転を許容する回転シールを介して燃料供給源と空気供
給源にそれぞれ連結されており、燃料と空気が別個に供
給される。供給された燃料と空気は、加熱ロール２６の
大径部内で均一に混合されて連続的に燃焼され、これに
より、加熱ロール２６の外周面が均一な温度に加熱され
る。加熱ロール２６の外周面温度は条材４に対して行う
べき熱処理温度に設定されるべきであり、本発明では限
定されない。One end of the shaft of the heating roll 26 is connected to a fuel supply source and an air supply source via a rotary seal that allows relative rotation, so that fuel and air are separately supplied. The supplied fuel and air are uniformly mixed in the large diameter portion of the heating roll 26 and continuously burned, whereby the outer peripheral surface of the heating roll 26 is heated to a uniform temperature. The outer peripheral surface temperature of the heating roll 26 should be set to the heat treatment temperature to be performed on the strip 4 and is not limited in the present invention.
【００１７】加熱ロール２６のシャフトの他端は、相対
回転を許容する回転シールを介して排ガス管（共に図示
略）に接続され、この排ガス管は、予備加熱室１６内の
予備加熱ノズル２０に接続されている。これにより、加
熱ロール２６内で発生した排ガスが予備加熱ノズル２０
から予備加熱室１６内に噴出するようになっている。The other end of the shaft of the heating roll 26 is connected to an exhaust gas pipe (both not shown) via a rotary seal that allows relative rotation, and this exhaust gas pipe is connected to a preheating nozzle 20 in the preheating chamber 16. It is connected. As a result, the exhaust gas generated in the heating roll 26 is
From inside the preheating chamber 16.
【００１８】なお、排ガス温度が高すぎる場合には放熱
器等を介して温度を適当に下げてから予備加熱室１６内
に供給すればよい。また、排ガスを直接予備加熱室１６
内に導入すると予備加熱室１６内は一般に酸化性雰囲気
になるが、中性または還元性雰囲気にする必要があれ
ば、予備加熱室１６内に別途、不活性ガスや還元性ガス
を供給してもよい。また、排ガス管を熱交換器（図示
略）に接続し、この熱交換器において、不活性ガスまた
は還元性ガスと排ガスとを熱交換させた後、加熱された
不活性ガスまたは還元性ガスを予備加熱室１６内に導入
することも可能であるし、加熱した不活性ガスまたは還
元性ガスを排ガスの一部と共に予備加熱室１６内に導入
してもよい。さらに、加熱ロール２６からの廃熱を利用
せずに、予備加熱室１６内に独立した加熱手段、例えば
加熱バーナー、高周波誘導加熱装置等を設けてもよい。If the temperature of the exhaust gas is too high, the temperature of the exhaust gas may be appropriately lowered via a radiator or the like and then supplied into the preheating chamber 16. Further, the exhaust gas is directly supplied to the preheating chamber 16.
When introduced into the preheating chamber 16, the inside of the preheating chamber 16 generally becomes an oxidizing atmosphere. However, if it is necessary to set the atmosphere to a neutral or reducing atmosphere, an inert gas or a reducing gas is separately supplied into the preheating chamber 16. Is also good. Further, the exhaust gas pipe is connected to a heat exchanger (not shown), and in this heat exchanger, after the inert gas or the reducing gas and the exhaust gas are exchanged, the heated inert gas or the reducing gas is removed. It is possible to introduce into the preheating chamber 16, or a heated inert gas or reducing gas may be introduced into the preheating chamber 16 together with a part of the exhaust gas. Further, an independent heating means, for example, a heating burner, a high-frequency induction heating device, or the like may be provided in the preliminary heating chamber 16 without using the waste heat from the heating roll 26.
【００１９】主加熱室１８内にはまた、加熱ロール２６
の周囲に、複数の補助バーナー２４が設けられている。
これら補助バーナー２４は液化天然ガス等の燃焼ガスと
空気の混合気を燃焼し、主加熱室１８内の温度を上昇さ
せる作用を果たす。ただし、補助バーナー２４は本発明
にとって必須ではなく、加熱ロール２６のみによって十
分に条材４の温度を高めることができれば、設けなくて
もよい。In the main heating chamber 18, a heating roll 26 is also provided.
, A plurality of auxiliary burners 24 are provided.
The auxiliary burners 24 burn a mixture of air and a combustion gas, such as liquefied natural gas, to increase the temperature in the main heating chamber 18. However, the auxiliary burner 24 is not essential for the present invention, and may not be provided as long as the temperature of the strip 4 can be sufficiently increased only by the heating roll 26.
【００２０】加熱炉１４のスロット２９の下方近傍に
は、一対の送りロール２８が設けられ、これら送りロー
ル２８の下方には、条材４の両面と対向して複数のエア
ー噴出ノズル３０が配置されている。これらエアー噴出
ノズル３０は図示しない送風機に接続されており、強力
な空気噴射によって条材４を急激に冷却する。空気の代
わりに不活性ガスや還元性ガスを使用してもよい。A pair of feed rolls 28 are provided near the lower part of the slot 29 of the heating furnace 14, and a plurality of air ejection nozzles 30 are arranged below the feed rolls 28 so as to face both surfaces of the strip 4. Have been. These air ejection nozzles 30 are connected to a blower (not shown), and rapidly cool the strip 4 by powerful air ejection. An inert gas or a reducing gas may be used instead of air.
【００２１】加熱ロール２６から下方へ走行した条材４
は、出側ロール３２に案内され、再び上方へ方向転換さ
れる。出側ロール３２は冷却槽３４内の冷却水に浸漬さ
れており、これにより条材４はさらに冷却される。The strip 4 that has traveled downward from the heating roll 26
Is guided by the exit roll 32 and turned upward again. The exit roll 32 is immersed in the cooling water in the cooling tank 34, whereby the strip 4 is further cooled.
【００２２】その後、条材４はロール３６を経て酸洗槽
３８、水洗槽４０、湯洗槽４２を通過する。酸洗槽３８
には酸洗タンク３８Ａが接続されており、酸化膜を溶解
除去するための酸溶液が循環されている。酸溶液が付着
した条材４は水洗槽４０内に満たされた水で洗浄され、
さらに湯洗槽４２内に満たされた湯で洗浄される。湯洗
槽４２には湯洗タンク４２Ａからの湯が循環される。湯
の付着した条材４は、ブロア４４で両面に空気が吹き付
けられ、湯滴が除去される。さらに、乾燥機４６に導入
されて熱風により条材４が乾燥され、ピンチロール４
８、ロール５０を経てリコイラ５４内のコイル５２に巻
回されるようになっている。Thereafter, the strips 4 pass through the pickling tank 38, the washing tank 40, and the hot water tank 42 via the rolls 36. Pickling tank 38
Is connected to an acid washing tank 38A, and an acid solution for dissolving and removing the oxide film is circulated. The strip 4 to which the acid solution has adhered is washed with water filled in the washing tank 40,
Further, it is washed with the hot water filled in the hot water washing tank 42. Hot water from the hot water tank 42A is circulated in the hot water tank 42. Air is blown to both surfaces of the strip material 4 to which hot water adheres by a blower 44, and hot water drops are removed. Further, the strip material 4 is introduced into a dryer 46 and dried by hot air,
8. It is wound around the coil 52 in the recoiler 54 via the roll 50.
【００２３】次に、上記構成からなる装置を使用した、
本発明に係る析出硬化型合金条の製造方法を説明する。
この方法を適用できる析出硬化型合金は限定されない
が、好ましい合金の例を挙げれば以下の通りである。固
溶化処理を行うべき温度（固溶化温度）を併記する。Next, using the apparatus having the above configuration,
The method for producing the precipitation hardening alloy strip according to the present invention will be described.
The precipitation hardening type alloy to which this method can be applied is not limited, but examples of preferable alloys are as follows. The temperature at which the solution treatment is performed (solution solution temperature) is also described.
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】本発明の方法では、従来の加熱炉を用いた
加熱法では変形を生じるおそれがあった極薄い条材４も
処理することができる。むしろ、加熱ロール２６との直
接接触により熱を伝えるので、条材４は薄ければ薄いほ
ど急速加熱および急冷できるために好都合である。ただ
し、あまり薄くては強度不足により変形のおそれが生じ
るので、前述した各合金のような材質であれば０．０５
〜１ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ、さら
に好ましくは０．０８〜０．４ｍｍ、最適には０．１〜
０．３ｍｍとされる。According to the method of the present invention, an extremely thin strip 4 which may be deformed by a heating method using a conventional heating furnace can be treated. Rather, since heat is transmitted by direct contact with the heating roll 26, it is advantageous that the thinner the strip material 4, the faster it can be heated and cooled. However, if the material is too thin, deformation may occur due to insufficient strength.
１1 mm, more preferably 0.05 to 0.5 mm, still more preferably 0.08 to 0.4 mm, and most preferably 0.1 to
0.3 mm.
【００２６】このように薄い条材４は、析出硬化型合金
の鋳造塊に対して、熱間圧延を行った後、冷間圧延と焼
鈍を繰り返すことにより、効率よく製造することが可能
である。固溶化処理を行う以前であれば、熱間圧延を行
っても悪影響がないからである。Such a thin strip 4 can be efficiently manufactured by repeatedly performing cold rolling and annealing after performing hot rolling on a cast ingot of a precipitation hardening type alloy. . This is because there is no adverse effect even if hot rolling is performed before the solution treatment.
【００２７】図示の装置によって析出硬化型合金条を製
造するには、まず上述したような条材４をアンコイラ１
にセットした後、アンコイラ１から条材４を送り出し、
ピンチロール６で速度調整をしながら入側ロール１２を
経て、条材４を加熱炉１４内に導入する。予備加熱室１
６に入った条材４を予備加熱ノズル２０からの熱により
予備加熱する。In order to manufacture a precipitation hardening type alloy strip by the illustrated apparatus, first, the strip material 4 as described above is uncoiled.
After setting, the strip 4 is sent out from the uncoiler 1,
The strip 4 is introduced into the heating furnace 14 via the entry roll 12 while adjusting the speed with the pinch roll 6. Preheating chamber 1
6 is preheated by the heat from the preheating nozzle 20.
【００２８】予備加熱室１６内での予備加熱は、条材４
に対して行うべき固溶化処理温度より５０〜６００℃低
い温度、より好ましくは固溶化処理温度よりも１００〜
５００℃低い温度、さらに好ましくは固溶化処理温度よ
りも１００〜４００℃位低い温度まで条材４を加熱する
ことが好ましい。それ以上の温度まで加熱するには炉の
全長を大きくしなければならなくなる一方、予備加熱温
度が低すぎると、加熱ロール２６との接触点での条材４
の温度変化が急激になりすぎ、僅かな接触圧力のばらつ
きで主加熱温度が不均一になる可能性がある。The preheating in the preheating chamber 16 is performed by using the strip 4
A temperature 50 to 600 ° C. lower than the solution treatment temperature to be performed, more preferably 100 to 100 ° C. lower than the solution treatment temperature.
It is preferable to heat the strip 4 to a temperature lower by 500 ° C., more preferably 100 to 400 ° C. lower than the solution treatment temperature. In order to heat to a higher temperature, the entire length of the furnace must be increased, while if the preheating temperature is too low, the strip 4 at the point of contact with the heating roll 26 is
Temperature change becomes too abrupt, and a slight variation in contact pressure may cause the main heating temperature to become non-uniform.
【００２９】予備加熱室１６を通過した条材４は次に、
加熱ロール２６の回転に伴って、加熱ロール２６に半周
分当接する。この過程で、条材４は前記予備加熱温度か
ら固溶化処理温度に到るまで加熱される。加熱ロール２
６の外周面温度は、条材４の材質にあった固溶化処理温
度を僅かに超える程度に設定される。例えば、固溶化処
理温度よりも０〜２００℃高い程度、より好ましくは３
０〜１５０℃高い程度が好適である。The strip 4 having passed through the preheating chamber 16 is
With the rotation of the heating roll 26, the heating roll 26 comes into contact with the heating roll 26 for a half turn. In this process, the strip 4 is heated from the preheating temperature to the solution treatment temperature. Heating roll 2
The outer peripheral surface temperature of 6 is set to a level slightly exceeding the solution treatment temperature suitable for the material of the strip 4. For example, about 0 to 200 ° C. higher than the solution treatment temperature, more preferably 3 ° C.
A degree higher by 0 to 150 ° C. is preferred.
【００３０】また、加熱ロール２６から条材４が離れる
時点では、条材４の温度が加熱ロール２６の外周面温度
とほぼ等しくなっていることが好ましい。この時点での
条材４の温度が加熱ロール２６よりも低すぎる場合に
は、加熱ロール２６と条材４の接触時間が足りないので
あるから、加熱ロール２６の外径を大きくするか、条材
４の走行速度を低下するべきである。条材４と加熱ロー
ル２６との当接時間は特に限定されないが、条材４が均
一に加熱されるのに必要十分であるように、２〜１５秒
程度、より好ましくは４〜１０秒程度であることが好ま
しい。したがって、加熱ロール２６との接触による条材
４の加熱速度は３０〜２００℃／秒、より好ましくは４
０〜１５０℃／秒程度であるとよい。When the strip 4 is separated from the heating roll 26, the temperature of the strip 4 is preferably substantially equal to the temperature of the outer peripheral surface of the heating roll 26. If the temperature of the strip 4 at this time is too low than that of the heating roll 26, the contact time between the heating roll 26 and the strip 4 is insufficient, so that the outer diameter of the heating roll 26 is increased or The running speed of the material 4 should be reduced. The contact time between the strip 4 and the heating roll 26 is not particularly limited, but about 2 to 15 seconds, more preferably about 4 to 10 seconds, so that the strip 4 is necessary and sufficient to be uniformly heated. It is preferred that Therefore, the heating rate of the strip 4 by contact with the heating roll 26 is 30 to 200 ° C./sec, more preferably 4 to 200 ° C./sec.
The temperature is preferably about 0 to 150 ° C./sec.
【００３１】主加熱室１８を通過した条材４は、送りロ
ール２８で下方へ送られ、さらにエアー噴出ノズル３０
により空気を吹き付けられて急激に冷却される。エアー
噴出ノズル３０による冷却が終わり、出側ロール３２に
浸漬される箇所では、条材４の温度がその焼入温度より
も低くなっていることが好ましい。主加熱室１８から排
出された後の条材４の冷却速度は特に限定されないが、
結晶粒の成長を抑えるために４０℃／秒以上が好適であ
り、より好ましくは８０℃／秒以上とされる。The strip material 4 having passed through the main heating chamber 18 is sent downward by a feed roll 28, and is further fed by an air jet nozzle 30.
The air is blown by the, and it is cooled rapidly. It is preferable that the temperature of the strip 4 be lower than the quenching temperature at a location where the cooling by the air ejection nozzle 30 is completed and the strip 4 is immersed in the delivery roll 32. The cooling rate of the strip 4 after being discharged from the main heating chamber 18 is not particularly limited,
In order to suppress the growth of crystal grains, the temperature is preferably at least 40 ° C./sec, more preferably at least 80 ° C./sec.
【００３２】冷却槽３４内で冷却水に浸漬された条材４
は、酸洗槽３８で酸洗され、水洗槽４０で水洗され、さ
らに湯洗槽４２で湯洗されたのちに、ブロア４４で水気
を払われて乾燥機４６で乾燥される。そして、ピンチロ
ール４８を得てリコイラ５４でコイル５２に巻かれる。The strip 4 immersed in cooling water in the cooling tank 34
After being pickled in a pickling tank 38, washed with a water washing tank 40 and further washed with hot water in a hot water tank 42, the water is removed by a blower 44 and dried by a dryer 46. Then, the pinch roll 48 is obtained and wound around the coil 52 by the recoiler 54.
【００３３】以上の構成からなる析出硬化型合金条の製
造方法によれば、大径の加熱ロール２６に条材４を当接
させ、加熱ロール２６の熱を熱伝導により条材４へ伝え
て条材４を加熱するため、加熱ロール２６の外周面温度
が条材４の加熱温度へ正確に反映される。加熱ロール２
６の外周面温度は、外周面における面方向への熱伝導に
より均一に保つことが容易であるし、温度制御は加熱ロ
ール２６内の発熱量の制御により高精度かつ穏やかに調
整できるから、条材４が薄くてもその加熱温度を均一か
つ高精度に制御することが可能となる。したがって、幅
方向の温度分布を均一にすることができ、加熱中の温度
ばらつきに起因する条材４の変形が生じにくく、薄い条
材４の処理が可能である。また、条材４を安定して走行
させることができるうえ、条材４の形状が安定するた
め、生産性の向上が図れる。According to the method for manufacturing a precipitation hardening alloy strip having the above-described structure, the strip 4 is brought into contact with the large-diameter heating roll 26 and the heat of the heating roll 26 is transmitted to the strip 4 by heat conduction. Since the strip 4 is heated, the temperature of the outer peripheral surface of the heating roll 26 is accurately reflected on the heating temperature of the strip 4. Heating roll 2
6 can be easily kept uniform by heat conduction in the surface direction of the outer peripheral surface, and the temperature can be controlled with high accuracy and gentleness by controlling the amount of heat generated in the heating roll 26. Even if the material 4 is thin, the heating temperature can be controlled uniformly and with high precision. Therefore, the temperature distribution in the width direction can be made uniform, the deformation of the strip 4 due to the temperature variation during heating hardly occurs, and the thin strip 4 can be processed. In addition, since the strip 4 can run stably, and the shape of the strip 4 is stable, productivity can be improved.
【００３４】また、この実施形態の方法では、ただ１基
の加熱ロール２６に当接して加熱された条材４を、重力
に逆らわずに自然な状態で下方へ走らせ、その間にエア
ー噴出ノズル３０で急冷するようにしているため、加熱
中および加熱後の条材４に不均一な張力が掛からずに済
み、この点に起因する条材４の変形も生じにくく、薄い
条材４の処理が可能である。ただし、本発明では、加熱
ロール２６を２基以上設ける構成も可能である。Further, in the method of this embodiment, the strip 4 heated in contact with only one heating roll 26 is caused to run downward in a natural state without opposing gravity, and the air jet nozzle 30 In this case, uneven tension is not applied to the strip 4 during and after heating, and the strip 4 is less likely to be deformed due to this point. It is possible. However, in the present invention, a configuration in which two or more heating rolls 26 are provided is also possible.
【００３５】以上の理由により、この実施形態の方法で
は、条材４を最終製品の厚さまたはその厚さに近い値ま
で薄肉化したうえで固溶化処理することが可能であるか
ら、圧延工程を完了してから固溶化処理を行うことがで
き、圧延工程の途中に固溶化処理工程を設けることが必
須ではなくなる。したがって、固溶化処理工程の後に、
制御が難しくエネルギーコストもかかる冷間圧延工程を
設けなくてもよく、析出硬化型合金条を安価に、高品質
で製造することが可能となる。ただし、必要であれば、
固溶化処理工程の後に冷間圧延工程を設けることも可能
である。For the above reasons, in the method of this embodiment, it is possible to perform the solution treatment after reducing the thickness of the strip 4 to the thickness of the final product or a value close to the thickness of the final product. Is completed, the solution treatment can be performed, and it is not essential to provide a solution treatment process in the middle of the rolling process. Therefore, after the solution treatment step,
It is not necessary to provide a cold rolling step which is difficult to control and requires an energy cost, and it becomes possible to manufacture a precipitation hardening type alloy strip at low cost and with high quality. However, if necessary,
It is also possible to provide a cold rolling step after the solution treatment step.
【００３６】また、条材４を薄肉化した状態で固溶化処
理が行えるうえ、加熱ロール２６から離れるとすぐに条
材４の冷却が始まるため、固溶化処理後の冷却を急速に
行うことができ、固溶相結晶粒の成長を抑えて、微細な
結晶構造にすることが可能である。結晶粒が小さいほど
析出硬化粒による時効硬化が顕著になるため、より理想
的な時効硬化処理が可能となる。Further, the solution treatment can be performed in a state where the strip material 4 is thinned, and the cooling of the strip material 4 starts immediately after the strip material 4 is separated from the heating roll 26. Therefore, the cooling after the solution treatment can be rapidly performed. It is possible to suppress the growth of solid solution phase crystal grains and to obtain a fine crystal structure. Since the age hardening due to the precipitation hardening particles becomes remarkable as the crystal grains become smaller, more ideal age hardening treatment becomes possible.
【００３７】また、予備加熱室１６では、加熱ロール２
６からの廃熱を利用して条材４の予備加熱を行うように
しているので、エネルギーコストが安く済み、装置の構
造も単純化できる上、加熱ロール２６による加熱温度
と、予備加熱温度とを連動制御することが容易であると
いう利点も有する。In the pre-heating chamber 16, the heating roll 2
Since the preheating of the strip 4 is performed using the waste heat from 6, the energy cost can be reduced, the structure of the apparatus can be simplified, and the heating temperature by the heating roll 26, the preheating temperature, Also has an advantage that it is easy to perform interlock control.
【００３８】なお、以上の実施形態では、本発明を析出
硬化型合金条の製造方法に適用した例を挙げたが、本発
明は析出硬化型合金条の製造以外の用途、例えば、断面
異形条の連続焼鈍や、金属箔の高速連続焼鈍等にも適用
することができる。また、上記実施形態では、加熱ロー
ル２６内の発熱手段としてバーナーを使用していたが、
その代わりに高周波加熱、抵抗加熱なども利用すること
が可能である。In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a method of manufacturing a precipitation-hardening alloy strip is described. And continuous high-speed annealing of metal foil. Further, in the above embodiment, the burner is used as the heat generating means in the heating roll 26.
Instead, high-frequency heating, resistance heating, or the like can be used.
【００３９】[0039]
【実施例】2.6wt%Ni-0.62wt%Si-0.1wt%Sn-0.1wt%Zn-残C
u からなる組成の鋳塊（１５０×５２０×５４００ｍ
ｍ）を鋳造し、この鋳塊を厚さ１１ｍｍになるまで熱間
圧延し、さらに冷間圧延と焼鈍を繰り返して０．２ｍｍ
厚の条材を得た。次に、この条材を図１および図２に示
す条材加熱装置により固溶化処理した。処理条件は次の
通りである。 板条材の走行速度：１７ｍ／秒 予備加熱室１６内での予備加熱温度：３５０℃ 固溶化処理温度：８００℃ 加熱ロール２６の外周面温度：８２６℃ 条材４と加熱ロール２６との当接時間：４．４秒 加熱ロール２６の外径：７５０ｃｍ 主加熱室１８から排出された後の条材４の冷却速度：８
０℃／秒[Example] 2.6wt% Ni-0.62wt% Si-0.1wt% Sn-0.1wt% Zn-remaining C
u ingot (150 × 520 × 5400m
m), the ingot is hot-rolled to a thickness of 11 mm, and cold rolling and annealing are repeated to obtain 0.2 mm
A thick strip was obtained. Next, this strip was subjected to a solution treatment by a strip heating apparatus shown in FIGS. 1 and 2. The processing conditions are as follows. Running speed of the strip material: 17 m / sec Preheating temperature in the preheating chamber 16: 350 ° C. Solution treatment temperature: 800 ° C. Outer surface temperature of the heating roll 26: 826 ° C. Contact between the strip 4 and the heating roll 26 Contact time: 4.4 seconds Outer diameter of heating roll 26: 750 cm Cooling rate of strip 4 after discharging from main heating chamber 18: 8
0 ° C / sec
【００４０】一方、従来の方法として、前記と同じ鋳塊
を厚さ１１ｍｍになるまで熱間圧延し、さらに冷間圧延
と焼鈍を繰り返して１ｍｍ厚の条材を得た。次に、この
条材を通常の連続加熱炉を通して固溶化処理し、さらに
２段階の冷間圧延を行い、厚さ０．２ｍｍの板条材を得
た。加熱および冷却の条件は以下の通りである。 板条材の走行速度：２０ｍ／秒 固溶化処理温度：８００℃ 連続加熱炉内での条材の加熱速度：１７℃／秒 連続加熱炉を通過後の条材の冷却速度：２０℃／秒On the other hand, as a conventional method, the same ingot was hot-rolled to a thickness of 11 mm, and cold rolling and annealing were repeated to obtain a strip having a thickness of 1 mm. Next, the strip was subjected to a solution treatment through an ordinary continuous heating furnace, and further subjected to two-stage cold rolling to obtain a 0.2 mm thick strip. The heating and cooling conditions are as follows. Running speed of the strip material: 20 m / sec Solution treatment temperature: 800 ° C. Heating rate of the strip material in the continuous heating furnace: 17 ° C./sec Cooling rate of the strip material after passing the continuous heating furnace: 20 ° C./sec
【００４１】各方法により得られた厚さ０．２ｍｍの金
属板のビッカース硬度および電気伝導度を測定したの
ち、それぞれ４３０℃で４．５時間加熱する条件で時効
硬化させ、再びビッカース硬度および電気伝導度を測定
した。結果は表２に示す通りである。After measuring the Vickers hardness and the electric conductivity of the metal plate having a thickness of 0.2 mm obtained by each method, the metal plates were age-hardened under the condition of heating at 430 ° C. for 4.5 hours, respectively, and then again subjected to Vickers hardness and electric conductivity. The conductivity was measured. The results are as shown in Table 2.
【００４２】[0042]
【表２】 [Table 2]
【００４３】表２に示すように、本発明品では従来品に
比べて時効硬化後のビッカース硬度が高く、固溶化処理
が効果的に行えていることがわかった。As shown in Table 2, the product of the present invention had a higher Vickers hardness after age hardening than the conventional product, indicating that the solution treatment was effectively performed.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る条材
加熱方法では、加熱ロールに条材を当接させ、加熱ロー
ルの熱を熱伝導により条材へ伝えて加熱するため、加熱
ロールの外周面温度が条材の加熱温度へ正確に反映され
る。加熱ロールの外周面温度は、外周面における面方向
への熱伝導により均一に保つことが容易であるし、温度
制御は加熱ロール内の発熱量の制御により高精度かつ穏
やかに調整できるから、条材が薄くてもその加熱温度を
均一かつ高精度に制御することが可能となる。したがっ
て、条材の幅方向の温度分布が均一化し、加熱中の温度
ばらつきに起因する条材の変形が抑制され、薄い条材の
処理が可能である。As described above, in the method of heating a strip according to the present invention, the strip is brought into contact with the heating roll, and the heat of the heating roll is transmitted to the strip by heat conduction and heated. Is accurately reflected on the heating temperature of the strip. The temperature of the outer peripheral surface of the heating roll can be easily maintained uniform by heat conduction in the surface direction on the outer peripheral surface, and the temperature control can be adjusted with high accuracy and gentleness by controlling the amount of heat generated in the heating roll. Even if the material is thin, the heating temperature can be controlled uniformly and with high accuracy. Therefore, the temperature distribution in the width direction of the strip is made uniform, the deformation of the strip caused by temperature variation during heating is suppressed, and a thin strip can be treated.
【００４５】したがって、条材を十分に薄肉化したうえ
で固溶化処理することが可能であるから、圧延工程を完
了してから固溶化処理を行うこともでき、固溶化処理工
程の後に、制御が難しくエネルギーコストもかかる冷間
圧延工程を省くことが可能であり、析出硬化型合金条を
安価に、高品質で製造することが可能である。また、条
材を安定して走行させることができるうえ、条材の形状
が安定するため、生産性の向上が図れる。Therefore, since the solution can be subjected to the solution treatment after sufficiently reducing the thickness of the strip, the solution treatment can be performed after the rolling step is completed, and the control is performed after the solution treatment step. It is possible to omit the cold rolling step which is difficult and energy cost is high, and it is possible to manufacture the precipitation hardening type alloy strip at low cost and with high quality. Further, since the strip can be run stably, and the shape of the strip is stabilized, productivity can be improved.
【図１】 本発明に係る析出硬化型合金条の製造方法の
一実施形態に使用される装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of an apparatus used in an embodiment of a method for producing a precipitation-hardening alloy strip according to the present invention.
【図２】 同装置の加熱炉を示す正断面図である。FIG. 2 is a front sectional view showing a heating furnace of the apparatus.
１ アンコイラ ４ 条材 １２ 入側ロール １３ シール １４ 加熱炉 １６ 予備加熱室 １８ 主加熱室 ２０ 予備加熱ノズル ２４ 補助バーナー ２６ 加熱ロール ２８ 送りロール ３０ エアー噴出ノズル ３２ 出側ロール ３４ 冷却槽 ３８ 酸洗槽 ４０ 水洗槽 ４２ 湯洗槽 ４６ 乾燥機 ５４ リコイラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Uncoiler 4 strip material 12 Entry roll 13 Seal 14 Heating furnace 16 Preheating chamber 18 Main heating chamber 20 Preheating nozzle 24 Auxiliary burner 26 Heating roll 28 Feed roll 30 Air ejection nozzle 32 Exit roll 34 Cooling tank 38 Pickling tank 40 water washing tank 42 hot water washing tank 46 dryer 54 recoiler
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２３ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２３ ６３０ ６３０Ａ ６８２ ６８２ ６９１ ６９１Ｂ 1/08 1/08 Ｐ Ｙ (72)発明者 笹内 謙一 大阪府大阪市西区京町堀２丁目４番７号 中外炉工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K043 AA01 BB04 CA00 CB02 CB03 DA03 EA04 FA03 FA12 FA13 GA01 GA05 GA07 HA02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C22F 1/00 623 C22F 1/00 623 630 630A 682 682 682 691 691B 1/08 1/08 PY (72) Inventor Kenichi Sasauchi 2-4-7 Kyomachibori, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Chugai Furnace Industry Co., Ltd. 4K043 AA01 BB04 CA00 CB02 CB03 DA03 EA04 FA03 FA12 FA13 GA01 GA05 GA07 HA02
Claims (4)
る予備加熱工程と、 予備加熱された条材を、内部に設けられた発熱手段によ
りその外周面が加熱された加熱ロールの外周面に当接さ
せつつ、前記加熱ロールを条材と同期回転させ前記条材
を加熱ロールの外周面からの熱伝導により加熱する主加
熱工程と、 主加熱工程で加熱された条材を前記加熱ロールから下方
へ走行させつつ条材を冷却する冷却工程とを具備するこ
とを特徴とする条材加熱方法。1. A preheating step of heating a strip while continuously running the strip, and an outer peripheral surface of a heating roll whose outer peripheral surface is heated by a heating means provided inside the preheated strip. A main heating step of rotating the heating roll synchronously with the strip while heating the strip by heat conduction from the outer peripheral surface of the heating roll; and heating the strip heated in the main heating step with the heating roll. A cooling step of cooling the strip while traveling downward from above.
させるバーナーを有し、前記予備加熱工程は前記バーナ
ーの廃熱を利用して行うことを特徴とする請求項１記載
の条材加熱方法。2. The method according to claim 1, wherein the heating roll has a burner for burning a combustion gas therein, and the preheating step is performed using waste heat of the burner. .
て冷却する第１次冷却工程と、その後に条材を冷却液体
に浸漬して冷却する第２次冷却工程とを具備することを
特徴とする請求項１または２に記載の条材加熱方法。3. The cooling step includes a first cooling step of blowing a gas to the strip to cool the strip, and a second cooling step of immersing the strip in a cooling liquid to cool the strip. The method for heating a strip material according to claim 1, wherein:
製の条材を０．０５〜１ｍｍの肉厚まで薄肉化する圧延
工程と、 薄肉化された条材を連続走行させつつ加熱する予備加熱
工程と、 予備加熱された条材を、内部に設けられた発熱手段によ
りその外周面が加熱された加熱ロールの外周面に当接さ
せつつ前記加熱ロールを条材と同期回転させ、前記条材
を加熱ロールの外周面からの熱伝導により、前記析出硬
化元素の固溶化温度まで加熱する固溶化処理工程と、 固溶化処理された条材を前記加熱ロールから下方へ走行
させつつ条材を冷却する冷却工程とを具備することを特
徴とする析出硬化型合金条の製造方法。4. A rolling step of thinning a strip made of a precipitation hardening type alloy containing a precipitation hardening element to a thickness of 0.05 to 1 mm, and a preliminary step of heating the thinned strip while continuously running the strip. A heating step, rotating the heating roll synchronously with the strip while bringing the preheated strip into contact with the outer circumference of the heating roll, the outer circumference of which is heated by a heating means provided therein; A solution treatment step of heating the material to the solution temperature of the precipitation hardening element by heat conduction from the outer peripheral surface of the heating roll; and causing the solution-treated strip to travel downward from the heating roll, A method for producing a precipitation hardening type alloy strip, comprising: a cooling step of cooling.
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| JP2000154587A JP2001335832A (en) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | Method for heating bar stock and method for producing precipitation-hardening type alloy bar |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070807 |