JP2004269918A - Method for producing steel sheet in batch type annealing furnace - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a steel sheet in a batch type annealing furnace with which reconstruction and modification of the annealing facility are unnecessary, and energy unit requirement can be held to low and further, cost of a convector is not expended so much and uniform heating in the peripheral direction of the outer peripheral part of the steel sheet coil can be obtained. <P>SOLUTION: In the method for producing the steel sheet performing the annealing in the batch type annealing furnace 20 by piling up a plurality of steel sheet coils 1a - 1c while charging the convectors 10a, 10b among these coils, in the case of setting T (°C) for soaking temperature in the batch type annealing furnace and r<SB>1</SB>(mm) for inner diameter of the convector, the convector regulated with an inequality: r<SB>1</SB>≥ (T-638.8)/0.129, is selected and used. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の製造方法に関し、特に高対流型バッチ焼鈍炉においてコイル焼鈍を行う鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板は圧延により、金属結晶が長手方向に延ばされて繊維組織となり、機械的強度が高められる。用途によっては、このまま使用される場合もあるが、大半の場合、次工程での加工を容易なものとするため、硬さを低下し、又は靭性を増すべく焼鈍が実施される。焼鈍は、圧延により長手方向に引き伸ばされた結晶組織に所定の温度を与えて再結晶を促す工程である。金属組織の再結晶化により、鋼板の機械的性質は「やわらかな」ものに戻され、次工程での加工が容易なものとなる。
【０００３】
焼鈍に当たり焼鈍温度の設定は、鋼板の機械的性質を決定する上できわめて重要な事項である。特に高炭素鋼において、球状化を目的とする焼鈍を行う場合、Ａｃ１変態点（７２３℃）直下の温度にて長時間加熱を保つことが必要で、これを超えて温度保持された場合、金属組織の変態が進行してしまい、目的とする機械的性質を得ることが困難になる。
【０００４】
焼鈍には、鋼板コイルの巻きを解いて、伸長状態として所定温度に保たれた雰囲気が満たされたタワー型の焼鈍炉内を上下に走行させる連続焼鈍と、コイル形状のまま、ポット式の焼鈍炉内に所定温度で所定時間保持するバッチ焼鈍とがある。バッチ型焼鈍炉において、コイルは通常、３〜４段に縦積みされ、各コイルの間には、炉内雰囲気の流通を図るべくコンベクターが配置される。その際には、鋼板コイルと、コンベクターとは、各コイルが均一に加熱されるように、加熱炉に対しほぼ同軸上（ワークベースの中心部）に装入される。
【０００５】
このようなバッチ型焼鈍炉において、均一な加熱を実現する方法として特許文献１には、電熱ヒーターを用いて間接的に加熱を行う方法が開示されている。また特許文献２には、加熱炉に対してインナーカバーや装入する鋼板コイルを回転させて加熱の均一化を図る方法が開示されている。さらに特許文献３には、炉内雰囲気ガスの循環方向を逆転させて加熱の均一化を図る方法が開示されている。
【特許文献１】
特開平２−１７３２１９
【特許文献２】
特開平２−７７５２８
【特許文献３】
特開平６−１１６６５７
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、焼鈍中に鋼板コイルの内径部に、例えば金属鋼板の垂れなどによる遮蔽部が発生すると、炉内の周方向に対して雰囲気ガスの不均一な対流が発生して、鋼板コイルの外周部の周方向に不均一な加熱がもたらされることがある。
【０００７】
また、装入するコンベクターに関しては、通常鋼板コイルの外径より大きな外径を有するものが使用されるが、使用年月が長期間にわたると、コンベクターの内径、及び外径が熱収縮することがある。この熱収縮によって鋼板コイルの外径より小さな外径となってしまったコンベクターを使用する場合、焼鈍により鋼板コイルの巻き締めが解消して、自重により外周部の鋼板がコイルからずり落ちる懸念があるため、コンベクターを中心から意識的にずらせて装入する場合がある。かかる場合に、コンベクターをずらせたことに起因して、鋼板コイルの外周部の周方向に不均一な加熱がもたらされることがある。あるいは熱収縮したコンベクターの内径部遮蔽によっても鋼板コイルの外周部の周方向に不均一な加熱がもたらされることがある。
【０００８】
このようにして、鋼板コイルの外周部に温度のばらつきが生じると、特に高炭素鋼の様な金属結晶組織の球状化を目的とした焼鈍を行った場合、鋼板コイルの周方向に不均一なミクロ組織が形成されるため、製品鋼板の硬さのムラや、冷間圧延時の板厚ハンチング（変動）の原因となり、これに起因して歩留まりが悪化してしまう原因となることがあるという問題があった。
【０００９】
これに対応するため特許文献１に開示されている電熱ヒーターを用いて間接的に加熱を行う方法を適用しようとする場合、エネルギー源として相対的に高価な電力を必要とするため、ＬＰＧ等のガスを用いた直火式のバーナータイプのエネルギー原単位と比較して不利である。また、特許文献２、又は特許文献３に開示されている方法では、設備の改造や改善を必要とするうえ、焼鈍炉の高温部に複雑な構造を持ち込むことにつながるため、操業中に設備の不具合が発生する可能性が高くなり、操業に支障をきたすおそれがある。
【００１０】
さらに温度のばらつきの原因となっている収縮したコンベクターに関しては、これまで使用限界に関する管理基準がなく、主に廃棄することにより対応していたため、ランニングコストの上でも不利であった。
【００１１】
そこで、本発明は、焼鈍設備の改造や改善を必要とすることがなく、またエネルギー原単位を低く抑えることが可能であり、さらにコンベクターにコストを費やすことなく、鋼板コイルの外周部の周方向に均一な加熱をもたらすことが可能なバッチ焼鈍炉における鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の第一の態様は、複数の鋼板コイルを、それらの間にコンベクターを装入しつつ積み上げて、バッチ焼鈍炉にて焼鈍を行う鋼板の製造方法であって、前記バッチ焼鈍炉内の均熱温度をＴ（℃）、コンベクターの内径をｒ_１（ｍｍ）としたとき、下記（１）式にて規定されるコンベクターを選んで使用する鋼板の製造方法を提供するものである。
ｒ_１≧（Ｔ−６３８．８）／０．１２９ （１）
【００１４】
この第一の態様にかかる鋼板の製造方法においては、鋼板コイルの内径は６１０ｍｍであることを前提としている。内径の６１０ｍｍは、とくにＪＩＳ規格等で規定されているものではないが、鉄鋼業界内での事実上のスタンダードである。また、バッチ焼鈍炉内の均熱温度Ｔ（℃）は、高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃を少し下回る温度である。
【００１５】
コンベクターの内径ｒ_１を均熱温度Ｔに対して（１）式に規定する範囲内に規制することにより、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。
【００１６】
上記態様において、均熱温度は７１０℃であることとしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、均熱温度を通常焼鈍炉内均熱温度として採用されている７１０℃に設定した場合に、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。この場合、ｒ_１≧５５２ｍｍの範囲となるようにコンベクターの内径を選定することになる。
【００１８】
本発明の第二の態様は、複数の鋼板コイルを、それらの間にコンベクターを装入しつつ積み上げて、バッチ焼鈍炉にて焼鈍を行う鋼板の製造方法であって、コンベクターの内径をｒ_１（ｍｍ）、前記バッチ焼鈍炉内の均熱温度をＴ（℃）としたとき、下記（２）式にて規定される均熱温度にて焼鈍を行う鋼板の製造方法を提供して前記課題を解決しようとするものである。
Ｔ≦０．１２９ｒ_１＋６３８．８ （２）
【００１９】
この第二の態様にかかる鋼板の製造方法においても、鋼板コイルの内径は６１０ｍｍであることを前提としている。また、バッチ焼鈍炉内の均熱温度Ｔ（℃）は、（２）式に規定される範囲内であって、かつ高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃を下回る温度である。
【００２０】
コンベクターの内径ｒ_１に対して均熱温度Ｔを（２）式に規定する範囲内に規制することにより、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点（Ｔ_Ａｃ）である７２３℃以下に抑えることが可能となる。
【００２１】
上記態様において、コンベクターの内径は６１０ｍｍであることとしてもよい。
【００２２】
このようにすれば、コンベクターの内径を鋼板コイル内径に一致させることにより、焼鈍炉内の雰囲気の流通遮断なく行うことができ、かつコイルを下から支えるに十分な強度をあたえつつ、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。この場合、Ｔ≦７１７．５℃の範囲となるように均熱温度を設定することになる。
【００２３】
また、上記第一及び第二の態様（各変形例を含む。）において、複数の鋼板コイルの内、最大の外径を有するコイルの外径をＲ_２（ｍｍ）、前記コンベクターの外径をｒ_２（ｍｍ）とした時、下記（３）式を満たすコンベクターを使用することが好ましい。
ｒ_２−Ｒ_２≧１００ （３）
【００２４】
鋼板コイルの最大の外径Ｒ_２（ｍｍ）と、コンベクターの外径ｒ_２（ｍｍ）とを、上記（３）式の関係で規定することにより、現場作業において、クレーンによりコイルを積み上げる際に、コイルの載置の位置が多少ずれてもコイル外縁がコンベクターから外れることを防止することができる。
【００２５】
さらに上記態様（各変形例を含む。）において、複数の鋼板コイルの中心をバッチ焼鈍炉の中心と合わせて装入することが好ましい。
【００２６】
かくして、焼鈍炉自体の構造を改造することなく鋼板コイルの外周部の周方向に均一な加熱をもたらすことが可能な高対流型バッチ焼鈍炉における鋼板の製造方法が提供される。
【００２７】
本発明のこのような作用及び利得は、次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、コンベクターの内径を変化させた場合に、コイルの外周部の温度のばらつきがどのようになるかについて実操業の焼鈍炉において試験した結果を順に説明する。
【００２９】
図１は、３巻の鋼板コイル１ａ〜１ｃ、及びその間にある２枚のコンベクター１０ａ、１０ｂを示す斜視図である。この図では、この試験における焼鈍炉内での３巻の鋼板コイル１ａ〜１ｃ、及びその間にある２枚のコンベクター１０ａ、１０ｂの配置を容易に理解することができるように、焼鈍炉内の積層順に各コイル、コンベクターが上下方向に離隔されて表されている。なお、以下の説明において、コイル、コンベクターの参照符号は、各コイル、コンベクターを区別するときは数字の後にａ、ｂ、ｃ等を付し、区別の必要がないときはこれらを省略する。
【００３０】
各鋼板コイル１は、所定の幅を持った鋼板を所定の径を持つリール上に長さ方向に巻き重ねたものである。したがって鋼板の長さが長いほどコイル１の外径は大となる。流通上の便宜から、通常コイル１の内径は６１０ｍｍに調製されている。本試験においても、コイル１の内径は６１０ｍｍに調製された。
【００３１】
次に図１に参照符号１０ａで表されているコンベクターを例にとってその構造を説明する。コンベクター１０ａは、中心部に開口１５が設けられた上下２枚の円板１１、１２を備えている。円板１１と円板１２とは、径方向に等間隔に放射状に設けられた接合壁１３、１３、１３、…により堅固に接合されており、各接合壁１３、１３、１３、…の間には、内周部から外周部に通じるように放射状に通路１４、１４、１４、…が形成されている。かかる構成により、コンベクター１０ａは、上下２巻のコイル１ａ、１ｂの間に配置されて、上のコイル１ａを支えつつ、コイル１ａ、１ｂの内周側と外周側との炉内雰囲気の流通をはかることができる。なお、図１に示されるコンベクター１０ａの円板１１、１２のコイルに接する側の面は平面として表されているが、この面に通路を形成し、コンベクター１０とコイル１との界面に炉内雰囲気を流通させても良い。さらに、通路は必ずしも放射状に形成する必要はなく、例えば、外周側にゆくほど直径方向との角度が大きくなるようないわゆる渦巻き形状としても良い。
【００３２】
コンベクター１０を構成する材料は、例えば３〜４％の炭素、２〜３％のケイ素を含む鋼が使用される。本試験に使用されたコンベクター１０の実寸は、外径１８００〜２０００ｍｍ、内径５５０〜６００ｍｍ、厚さ９５〜１０５ｍｍであった。コンベクター１０の内径及び外径は焼鈍炉内において繰り返し高温にさらされることにより、年数が経過するとともに変化し、その変化量も無視し得ない量となってくる。内径及び外径が収縮するか、拡張するかは、コンベクター１０が一体成形されたものか、溶接されたものかにより異なると言われているが、極端な場合、５年間の使用を経て初期内径が２０％以上収縮したような例も経験されている。
【００３３】
図２は、焼鈍炉内の雰囲気の対流を概念的に示す断面図である。本試験に使用されたバッチ式焼鈍炉２０では、冷間圧延された鋼板コイル１ａ〜１ｃを、コンベクター１０ａ、１０ｂを挟んで炉床２４上に３段に積み重ね、これらの外側に、内筒２３、及びインナーカバー２２が被せられている。なお炉床２４にはベース雰囲気温度計２５が設けられており、雰囲気温度が逐次監視可能とされている。
【００３４】
インナーカバー２２の内部には雰囲気ガスが導入され、ベースファン２６により雰囲気ガスがインナーカバー２２内で強制循環される。雰囲気ガスとしては通常窒素（Ｎ_２）、あるいは水素（Ｈ_２）が使用される。本試験においては水素ガスが使用された。
【００３５】
また、インナーカバー２２の外周側には可搬式の加熱炉２１が被せられており、該加熱炉２１の炉体の円周方向に沿ってバーナー２７ａ、２７ｂが取り付けられている。バーナー２７ａ、２７ｂから噴射された燃料はインナーカバー２２と加熱炉２１との間で燃焼される。この燃焼熱を受けて鋼板コイル１ａ〜１ｃは焼鈍される。
【００３６】
燃焼の結果発生する熱エネルギーは、一部は加熱炉２１の耐火物２８に蓄熱されるが、大部分はインナーカバー２２の顕熱となり、インナーカバー２２から、雰囲気ガス、及び鋼板コイル１ａ〜１ｃの外周部に輻射熱として伝熱される。炉床２４の下方に設けられているベースファン２６が回転すると、その周囲の雰囲気ガスは炉床２４の下面に沿って外周方向へと移動し、さらに内筒２３、及びインナーカバー２２の内周面に沿って上方へと移動する。上方に移動された雰囲気ガスは一部がコンベクター１０ａ、１０ｂの通路を介してコイル１ａ〜１ｃの内周側へと導入され、その余の雰囲気ガスは内筒２３、及びインナーカバー２２の内周面に沿ってさらに上方へと移動する。インナーカバー２２の頂部にまで達した雰囲気ガスはそこでコイル１ａの内周側に吸入され、コイル１ａ〜１ｃの内周面に沿って炉床２４まで下降してベースファン２６へと環流される。このようにインナーカバー２２内を循環する雰囲気ガスにより、鋼板コイル１ａ〜１ｃは焼鈍される。また高温となった雰囲気ガスにより昇温されたコンベクター１０ａ、１０ｂからの熱伝導によってもコイル１ａ〜１ｃが昇温され、焼鈍が進行する。
【００３７】
図３は、試験に供した鋼板コイル１、及びコンベクター１０の中央部垂直断面を示す図である。以後の説明において、鋼板コイル１の内径をＲ_１、外径をＲ_２とし、コンベクター１０の内径をｒ_１、外径をｒ_２とする。
【００３８】
図４は、本試験における鋼板コイル１の外周部における温度測定位置を示す平面図である。各温度測定位置２ａ〜２ｌはコイル外周部を時計回り方向に１２等分したものであり、これらの位置に熱電対等からなる１２組の温度センサが配置された。このように温度測定装置が組み込まれた鋼板コイルを、３段積み重ねたコイルの２段目（参照符号１ｂ）に配置した。これら１２組の温度センサに併せて、焼鈍炉２０の炉床２４にもベース雰囲気温度計２５（図２参照）が配置され、これによっても、温度が測定された。
【００３９】
試験における焼鈍炉内均熱温度は７１０℃に設定され、時間とともに変化する各測定点の温度変化を記録した。
【００４０】
図５（ａ）は内径が４５０ｍｍ、（ｂ）は内径が６００ｍｍのコンベクターを使用した場合の、鋼板コイル１ｂの外周部各温度測定位置における温度変化を、均熱時間の経過とともに示すものである。内径４５０ｍｍのコンベクターを使用した場合、図５（ａ）に示すように、各測定位置２ａ〜２ｌにおける温度変化のばらつきが大きく、均熱時間が１６時間を過ぎても約半数の測定点において、高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以上の温度が記録されている。これに対して、内径６００ｍｍのコンベクターを使用した場合、図５（ｂ）に示すように、各測定位置２ａ〜２ｌにおける温度変化のばらつきは小さく抑えられており、均熱時間が１６時間を経過した時点で、全ての測定点で、高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下の温度におさまっている。
【００４１】
図６（ａ）は内径４５０ｍｍ、図６（ｂ）は内径６００ｍｍのコンベクターを使用した場合の、焼鈍後の鋼板のミクロ組織を示す顕微鏡写真である。内径４５０ｍｍのコンベクターを使用した場合、鋼板コイル１ｂの外周部測定点の約半数の温度が高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃を超えたため、図６（ａ）に示すようにラメラ組織が認められ、変態が起きていることが確認された。一方、内径６００ｍｍのコンベクターを使用した場合、鋼板コイル１ｂの外周部測定点の温度は高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えられているため、図６（ｂ）に示すような、良好なミクロ組織が形成されたことが確認された。
【００４２】
図７は、焼鈍炉内で７１０℃にて２４時間均熱した時点での鋼板コイル径方向の温度のばらつきを示す図である。内径４５０ｍｍのコンベクターを使用した場合、鋼板コイル１ｂの外周部測定点の温度の最高値と最低値との差（ΔＴ）が２６．３℃であった。これに対して、内径６００ｍｍのコンベクターを使用した場合、鋼板コイル１ｂの外周部測定点の温度の最高値と最低値との差（ΔＴ）は、７．９℃と大幅に低下した。
【００４３】
図８は、コンベクター内径と、鋼板コイル径方向の温度のばらつきとの関係を示す図である。本試験においては、均熱温度７１０℃、鋼板コイルの内径６１０ｍｍとして、コンベクター１０の内径ｒ_１を４５０ｍｍ、６００ｍｍ、６１０ｍｍと変化させた。試験に使用したこれら鋼板コイル１及びコンベクター１０の、それぞれの外径Ｒ_２、ｒ_２及び内径Ｒ_１、ｒ_１、並びにそれらの２４時間均熱後のコイル１ｂ外周部の温度のばらつきΔＴをまとめて表１に示す。
【表１】

【００４４】
ここで、温度ばらつきΔＴと、コンベクター内径ｒ_１との関係について検討する。図９は、コンベクターが遮断する面積に対する、コイル内径Ｒ_１（６１０ｍｍ）とコンベクター内径ｒ_１（Ｒ_１≧ｒ_１の範囲内に限るものとする。）との関係を示す図である。この図からも明らかなように、コンベクターが遮断する面積と、コイル内径差（Ｒ１−ｒ１）との関係は、コイル内径Ｒ_１、及びコンベクター内径ｒ_１が十分に大きい場合、直線関係に近似することができることがわかる。これから、コンベクター１０によるコイル内周側遮断面積に起因する温度のばらつきも、コイル内径Ｒ_１が６１０ｍｍ近傍においては、コンベクター内径ｒ_１に対して直線関係（一次関数）にあるとして扱えると判断される。
【００４５】
そこで、最小二乗法により温度ばらつきΔＴと、コンベクター内径ｒ_１との関係を求めると、
ΔＴ＝−０．１２９ｒ_１＋８４．２
すなわち、鋼板コイル１の外周部の全ての部分において、高炭素鋼のＡｃ１変態点（Ｔ_Ａｃ）である７２３℃以下の温度におさえるには、均熱温度Ｔに対してΔＴの誤差があっても温度が高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下であれば良いのだから、
７２３−Ｔ≧ΔＴ
すなわち、
７２３−Ｔ≧−０．１２９ｒ_１＋８４．２
又は、
ｒ_１≧（Ｔ−６３８．８）／０．１２９ （１）
【００４６】
均熱温度をＴ（℃）としたとき上記（１）式を満たす内径ｒ_１（ｍｍ）を備えたコンベクター１０を使用すれば、鋼板コイル１の外周部の各部分の温度が高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることができ、図６（ａ）に示すようにラメラ組織を発生させることがなく、図６（ｂ）に示すような良好なミクロ組織を形成することが可能である。
【００４７】
また、（１）式において、通常均熱温度は７１０℃とされるので、Ｔに７１０を代入すると、
ｒ_１≧５５２
すなわち、均熱温度７１０℃に設定したときにはコンベクターの内径を少なくとも５５２ｍｍとする必要がある。
【００４８】
また、（１）式を変形すると、
Ｔ≦０．１２９ｒ_１＋６３８．８ （２）
上記（２）式は、コンベクターの内径をｒ_１（ｍｍ）としたとき、鋼板コイル１の外周部の各部分の温度を高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えるためには、均熱温度を（０．１２９ｒ_１＋６３８．８）℃以下に設定すべきことを示している。
【００４９】
また（２）式において、ｒ_１＝６１０、すなわちコンベクター１０の内径をコイル１の内径と同一の６１０ｍｍとした場合、
Ｔ≦７１７．５
すなわち、コンベクターの内径を６１０ｍｍに設定したときには、均熱温度を７１７．５℃以下とする必要がある。
【００５０】
なお、表１においてコンベクターの外径ｒ２を鋼板の外径Ｒ２より１００ｍｍ大としたのは以下の理由による。すなわち、実操業において、クレーンによる焼鈍炉内でのコイルの積み上げの際に、その中心からのズレが片側で最大約５０ｍｍ程度であり、コンベクターの外径を半径で５０ｍｍ、すなわち直径で１００ｍｍ以上コイル外径より大きくしておけば、コイル載置位置がずれてもコイル外円がコンベクターから外れることがなくなるからである。
【００５１】
以上に説明した本発明の鋼板の製造方法を製造の現場において実践するためには、予め手持ちの、全てのコンベクターの内径及び外径を調査した値をリストアップしておき、オンラインにより得られる鋼板コイルの内径及び外径情報によって、（１）式および（３）式を満たす、最適なコンベクターを選択するようにすればよい。このような管理をコンピュータにゆだねることで、オペレーターに大きな負担を強いることなく操業が可能となる。
【００５２】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う鋼板の製造方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【００５３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の第一の態様によれば、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。
【００５４】
上記態様において、均熱温度は７１０℃であることとすれば、均熱温度を通常焼鈍炉内均熱温度として採用されている７１０℃に設定した場合に、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。
【００５５】
本発明の第二の態様によっても、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。
【００５６】
上記態様において、コンベクターの内径は６１０ｍｍであることとすれば、コンベクターの内径を鋼板コイル内径に一致させることにより、焼鈍炉内の雰囲気の流通遮断なく行うことができ、かつコイルを下から支えるに十分な強度をあたえつつ、炉内温度のばらつきを高炭素鋼のＡｃ１変態点である７２３℃以下に抑えることが可能となる。
【００５７】
また、上記第一及び第二の態様（各変形例を含む。）において、複数の鋼板コイルの内、最大の外径を有するコイルの外径をＲ_２（ｍｍ）、前記コンベクターの外径をｒ_２（ｍｍ）とした時、下記（３）式を満たすコンベクターを使用することにより、現場作業において、クレーンによりコイルを積み上げる際に、コイルの載置の位置が多少ずれてもコイル外縁がコンベクターから外れることを防止することができる。
ｒ_２−Ｒ_２≧１００ （３）
【００５８】
かくして、焼鈍炉自体の構造を改造することなく鋼板コイルの外周部の周方向に均一な加熱をもたらすことが可能な高対流型バッチ焼鈍炉における鋼板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】３巻の鋼板コイル及びその間にある２枚のコンベクターを示す斜視図である。
【図２】焼鈍炉内の雰囲気の対流を示す概念図である。
【図３】鋼板コイル及びコンベクターの中央部垂直断面を示す図である。
【図４】鋼板コイル外周部における温度測定位置を示す図である。
【図５】（ａ）は内径が４５０ｍｍ、（ｂ）は６００ｍｍのコンベクターを使用した場合の、鋼板コイル外周部各温度測定位置における温度変化を、焼鈍炉に装入してからの時間の経過とともに示す図である。
【図６】（ａ）は内径４５０ｍｍ、（ｂ）は内径６００ｍｍのコンベクターを使用した場合の、焼鈍後鋼板のミクロ組織を示す顕微鏡写真である。
【図７】焼鈍炉内で７１０℃にて２４時間均熱した時点での鋼板コイル径方向の温度のばらつきを示す図である。
【図８】コンベクター内径と、鋼板コイル径方向の温度のばらつきとの関係を示す図である。
【図９】コンベクターが遮断する面積に対する、コイル内径とコンベクター内径との差の関係が直線関係に近似することができることを示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 鋼板コイル
１０、１０ａ、１０ｂ コンベクター
２０ バッチ焼鈍炉
Ｒ_１ コイル内径
Ｒ_２ コイル外径
ｒ_１ コンベクター内径
ｒ_２ コンベクター外径[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a steel sheet, and more particularly to a method for manufacturing a steel sheet in which coil annealing is performed in a high convection type batch annealing furnace.
[0002]
[Prior art]
In the steel sheet, the metal crystals are elongated in the longitudinal direction by rolling to form a fiber structure, and the mechanical strength is increased. Depending on the application, it may be used as it is, but in most cases, annealing is performed to reduce hardness or increase toughness in order to facilitate processing in the next step. Annealing is a process of applying a predetermined temperature to the crystal structure elongated in the longitudinal direction by rolling to promote recrystallization. Due to the recrystallization of the metal structure, the mechanical properties of the steel sheet are returned to “soft”, and the work in the next step becomes easy.
[0003]
Setting the annealing temperature in annealing is a very important matter in determining the mechanical properties of the steel sheet. In particular, in the case of high carbon steel, when performing annealing for the purpose of spheroidization, it is necessary to maintain heating at a temperature immediately below the Ac1 transformation point (723 ° C.) for a long time. Transformation of the structure progresses, making it difficult to obtain the desired mechanical properties.
[0004]
Annealing is performed by unwinding a coil of a steel sheet and running vertically in a tower-type annealing furnace filled with an atmosphere maintained at a predetermined temperature in an extended state, and pot-type annealing while the coil shape is maintained. There is batch annealing in which a furnace is kept at a predetermined temperature for a predetermined time. In a batch-type annealing furnace, the coils are usually stacked vertically in three to four stages, and a convector is arranged between the coils in order to distribute the atmosphere in the furnace. At this time, the steel sheet coil and the convector are placed almost coaxially (at the center of the work base) with respect to the heating furnace so that the coils are uniformly heated.
[0005]
As a method for achieving uniform heating in such a batch type annealing furnace, Patent Document 1 discloses a method of indirectly heating using an electric heater. Patent Literature 2 discloses a method in which an inner cover and a steel coil to be charged are rotated with respect to a heating furnace to achieve uniform heating. Further, Patent Literature 3 discloses a method in which the direction of circulation of the atmosphere gas in the furnace is reversed to achieve uniform heating.
[Patent Document 1]
JP-A-2-173219
[Patent Document 2]
JP-A-2-77528
[Patent Document 3]
JP-A-6-116657
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if a shielding portion is formed in the inner diameter portion of the steel coil during annealing, for example, by dripping of a metal steel plate, uneven convection of the atmospheric gas occurs in the circumferential direction in the furnace, and the outer peripheral portion of the steel coil is generated. May result in uneven heating in the circumferential direction.
[0007]
Further, as for the convector to be charged, usually, one having an outer diameter larger than the outer diameter of the steel sheet coil is used, but when the use period is long, the inner diameter and the outer diameter of the convector thermally shrink. Sometimes. When using a convector whose outer diameter is smaller than the outer diameter of the steel sheet coil due to this heat shrinkage, there is a concern that the winding of the steel sheet coil is eliminated by annealing, and the steel sheet at the outer peripheral portion slips off the coil due to its own weight. For this reason, there is a case where the convector is inserted while being consciously shifted from the center. In such a case, uneven heating in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the steel sheet coil may be caused due to the shift of the convector. Alternatively, even when the inner diameter of the heat-shrinkable convector is shielded, uneven heating in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the steel coil may be caused.
[0008]
In this way, when temperature variations occur in the outer peripheral portion of the steel sheet coil, particularly when annealing is performed for the purpose of spheroidizing a metal crystal structure such as high carbon steel, unevenness is generated in the circumferential direction of the steel sheet coil. Since the microstructure is formed, it causes unevenness in hardness of the product steel sheet and thickness hunting (fluctuation) during cold rolling, and this may cause the yield to deteriorate. There was a problem.
[0009]
In order to cope with this, when an indirect heating method using an electric heater disclosed in Patent Document 1 is to be applied, relatively expensive electric power is required as an energy source. It is disadvantageous in comparison with the direct fire type burner type energy unit using gas. In addition, the method disclosed in Patent Document 2 or Patent Document 3 requires modification or improvement of equipment, and also leads to bringing a complicated structure into a high-temperature portion of an annealing furnace. There is a high possibility that a malfunction will occur, which may hinder the operation.
[0010]
Further, the contracted convector causing the temperature variation has been disadvantageous in terms of running cost since there has been no control standard concerning the use limit and the disposal was mainly performed by discarding the convector.
[0011]
Therefore, the present invention does not require modification or improvement of the annealing equipment, it is possible to keep the unit energy consumption low, and furthermore, without spending a cost on the convector, the circumference of the outer periphery of the steel sheet coil is reduced. An object of the present invention is to provide a method for producing a steel sheet in a batch annealing furnace capable of providing uniform heating in a direction.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the present invention will be described. In addition, in order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are added in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
[0013]
In order to solve the above-described problems, a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a steel sheet in which a plurality of steel sheet coils are stacked while charging a convector therebetween, and annealing is performed in a batch annealing furnace. When the soaking temperature in the batch annealing furnace is T (° C.) and the inner diameter of the convector is r ₁ (mm), the convector defined by the following equation (1) is selected and used. It is intended to provide a manufacturing method.
r ₁ ≧ (T−638.8) /0.129 (1)
[0014]
In the method for manufacturing a steel sheet according to the first embodiment, it is assumed that the inner diameter of the steel sheet coil is 610 mm. The inner diameter of 610 mm is not specified by JIS standards or the like, but is a de facto standard in the steel industry. The soaking temperature T (° C.) in the batch annealing furnace is a temperature slightly lower than 723 ° C., which is the Ac1 transformation point of high carbon steel.
[0015]
By regulating the inner diameter r ₁ of the convector in the range specified in (1) with respect to soaking temperature T, to suppress variations in the furnace temperature below 723 ° C. is Ac1 transformation point of the high carbon steel Becomes possible.
[0016]
In the above embodiment, the soaking temperature may be 710 ° C.
[0017]
In this manner, when the soaking temperature is set to 710 ° C. which is usually adopted as the soaking temperature in the annealing furnace, the variation in the furnace temperature is suppressed to 723 ° C. or less, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel. It becomes possible. In this case, the inner diameter of the convector is selected so that r ₁ ≧ 552 mm.
[0018]
A second aspect of the present invention is a method for manufacturing a steel sheet, in which a plurality of steel sheet coils are stacked while charging a convector therebetween, and annealing is performed in a batch annealing furnace, wherein the inner diameter of the convector is reduced. r ₁ (mm), provided that the soaking temperature in the batch annealing furnace is T (° C.), a method for producing a steel sheet that performs annealing at the soaking temperature defined by the following equation (2) is provided. This is to solve the above-mentioned problem.
T ≦ 0.129r ₁ +638.8 (2)
[0019]
Also in the method for manufacturing a steel sheet according to the second aspect, it is assumed that the steel sheet coil has an inner diameter of 610 mm. The soaking temperature T (° C.) in the batch annealing furnace is a temperature within the range defined by the equation (2) and lower than 723 ° C., which is the Ac1 transformation point of high carbon steel.
[0020]
By restricting the range defining the soaking temperature T in equation (2) with respect to the inner diameter r ₁ of the convector is a variation of the furnace temperature is Ac1 transformation point of the high carbon steel (T _Ac) 723 ° C. It is possible to keep it below.
[0021]
In the above embodiment, the inner diameter of the convector may be 610 mm.
[0022]
By doing so, by matching the inner diameter of the convector to the inner diameter of the steel sheet coil, it is possible to perform without interrupting the flow of the atmosphere in the annealing furnace, and while providing sufficient strength to support the coil from below, the inside of the furnace Temperature variation can be suppressed to 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel. In this case, the soaking temperature is set so that T ≦ 717.5 ° C.
[0023]
In the first and second aspects (including the respective modifications), the outer diameter of the coil having the largest outer diameter among the plurality of steel coils is R ₂ (mm), and the outer diameter of the convector is When r is set to r ₂ (mm), it is preferable to use a convector satisfying the following expression (3).
r ₂ −R ₂ ≧ 100 (3)
[0024]
By defining the maximum outer diameter R ₂ (mm) of the steel sheet coil and the outer diameter r ₂ (mm) of the convector in the relation of the above equation (3), when the coils are stacked by a crane in the field work. In addition, even if the position of the coil is slightly shifted, the outer edge of the coil can be prevented from coming off the convector.
[0025]
Further, in the above aspect (including each of the modifications), it is preferable to insert the steel sheet coils such that the centers of the plurality of steel sheet coils are aligned with the center of the batch annealing furnace.
[0026]
Thus, there is provided a method of manufacturing a steel sheet in a high convection type batch annealing furnace capable of providing uniform heating in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the steel sheet coil without modifying the structure of the annealing furnace itself.
[0027]
Such actions and advantages of the present invention will be apparent from embodiments described below.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the following, the results of a test in an actual operation annealing furnace will be described in order regarding how the temperature of the outer peripheral portion of the coil varies when the inner diameter of the convector is changed.
[0029]
FIG. 1 is a perspective view showing three coil coils 1a to 1c and two convectors 10a and 10b located therebetween. In this figure, in order to easily understand the arrangement of the three coiled steel coils 1a to 1c and the two convectors 10a and 10b located therebetween in the annealing furnace in this test, the inside of the annealing furnace was used. Each coil and convector are shown separated in the vertical direction in the stacking order. In the following description, reference numerals for coils and convectors are given a, b, c, etc. after the numerals when distinguishing each coil and convector, and are omitted when there is no need to distinguish them. .
[0030]
Each steel sheet coil 1 is formed by winding a steel sheet having a predetermined width on a reel having a predetermined diameter in a length direction. Therefore, the outer diameter of the coil 1 increases as the length of the steel plate increases. For convenience in distribution, the inner diameter of the coil 1 is usually adjusted to 610 mm. Also in this test, the inner diameter of the coil 1 was adjusted to 610 mm.
[0031]
Next, the structure of the convector represented by reference numeral 10a in FIG. 1 will be described. The convector 10a includes two upper and lower disks 11, 12 each having an opening 15 at the center. The disc 11 and the disc 12 are firmly joined by joining walls 13, 13, 13, ... radially provided at equal intervals in the radial direction, and between the joining walls 13, 13, 13, .... Are formed radially from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion. With this configuration, the convector 10a is disposed between the upper and lower two-turn coils 1a and 1b, and supports the upper coil 1a while flowing the furnace atmosphere between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the coils 1a and 1b. Can be measured. Although the surfaces of the convectors 10a shown in FIG. 1 that are in contact with the coils of the discs 11 and 12 are shown as flat surfaces, a passage is formed in this surface and the interface between the convector 10 and the coil 1 The atmosphere in the furnace may be circulated. Further, the passage does not necessarily need to be formed radially, and may be, for example, a so-called spiral shape in which the angle with respect to the diametrical direction increases toward the outer peripheral side.
[0032]
As a material constituting the convector 10, for example, steel containing 3 to 4% of carbon and 2 to 3% of silicon is used. The actual dimensions of the convector 10 used in this test were an outer diameter of 1800 to 2000 mm, an inner diameter of 550 to 600 mm, and a thickness of 95 to 105 mm. The inner and outer diameters of the convector 10 change over time due to repeated exposure to high temperatures in the annealing furnace, and the amounts of the changes become non-negligible. It is said that whether the inner and outer diameters are contracted or expanded depends on whether the convector 10 is integrally molded or welded, but in an extreme case, the initial state after 5 years of use In some cases, the inner diameter has shrunk by 20% or more.
[0033]
FIG. 2 is a sectional view conceptually showing the convection of the atmosphere in the annealing furnace. In the batch type annealing furnace 20 used in this test, the cold-rolled steel coils 1a to 1c are stacked in three stages on the hearth 24 with the convectors 10a and 10b interposed therebetween. 23 and the inner cover 22 are covered. Note that a base atmosphere thermometer 25 is provided on the hearth 24 so that the atmosphere temperature can be monitored sequentially.
[0034]
Atmospheric gas is introduced into the inner cover 22, and the atmospheric gas is forcibly circulated in the inner cover 22 by the base fan 26. Normally, nitrogen (N ₂ ) or hydrogen (H ₂ ) is used as the atmosphere gas. In this test, hydrogen gas was used.
[0035]
Further, a portable heating furnace 21 is covered on the outer peripheral side of the inner cover 22, and burners 27 a and 27 b are attached along the circumferential direction of the furnace body of the heating furnace 21. The fuel injected from the burners 27a and 27b is burned between the inner cover 22 and the heating furnace 21. The steel coils 1a to 1c are annealed by receiving the combustion heat.
[0036]
Part of the heat energy generated as a result of combustion is stored in the refractory 28 of the heating furnace 21, but most of the heat energy becomes sensible heat of the inner cover 22, and the atmosphere gas and the steel sheet coils 1 a to 1 c are transmitted from the inner cover 22. Is transmitted as radiant heat to the outer peripheral portion of the substrate. When the base fan 26 provided below the hearth 24 rotates, the surrounding ambient gas moves in the outer circumferential direction along the lower surface of the hearth 24, and further, the inner circumference of the inner cylinder 23 and the inner cover 22. Move upward along the plane. Part of the atmosphere gas moved upward is introduced into the inner peripheral sides of the coils 1a to 1c through the passages of the convectors 10a and 10b, and the remaining atmosphere gas is stored in the inner cylinder 23 and the inner cover 22. It moves further up along the peripheral surface. The atmosphere gas reaching the top of the inner cover 22 is then drawn into the inner peripheral side of the coil 1a, descends to the hearth 24 along the inner peripheral surface of the coils 1a to 1c, and is returned to the base fan 26. As described above, the steel sheets 1a to 1c are annealed by the atmosphere gas circulating in the inner cover 22. The coils 1a to 1c are also heated by the heat conduction from the convectors 10a and 10b heated by the high-temperature atmosphere gas, and the annealing proceeds.
[0037]
FIG. 3 is a diagram showing a steel plate coil 1 subjected to the test and a vertical cross section at the center of the convector 10. FIG. In the following description, the inner diameter of the steel sheet coil 1 is R ₁ , the outer diameter is R ₂ , the inner diameter of the convector 10 is r ₁ , and the outer diameter is r ₂ .
[0038]
FIG. 4 is a plan view showing a temperature measurement position on the outer peripheral portion of the steel sheet coil 1 in this test. Each of the temperature measurement positions 2a to 2l is obtained by dividing the outer peripheral portion of the coil into 12 equal parts in the clockwise direction, and twelve sets of temperature sensors including thermocouples and the like are arranged at these positions. The steel sheet coil incorporating the temperature measuring device as described above was arranged on the second stage (reference numeral 1b) of the three-stage stacked coil. A base atmosphere thermometer 25 (see FIG. 2) was also arranged on the hearth 24 of the annealing furnace 20 in addition to these twelve sets of temperature sensors, and the temperature was also measured by this.
[0039]
The soaking temperature in the annealing furnace in the test was set to 710 ° C., and the temperature change at each measurement point, which changed with time, was recorded.
[0040]
FIG. 5 (a) shows a change in temperature at each temperature measurement position on the outer peripheral portion of the steel sheet coil 1b when a convector having an inner diameter of 450 mm and a convector having an inner diameter of 600 mm are used with the elapse of the soaking time. is there. When a convector having an inner diameter of 450 mm is used, as shown in FIG. 5A, the variation in temperature change at each of the measurement positions 2a to 2l is large, and even when the soaking time exceeds 16 hours, about half of the measurement points are used. In addition, a temperature of 723 ° C. or higher, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel, is recorded. On the other hand, when a convector having an inner diameter of 600 mm is used, as shown in FIG. 5B, variation in temperature change at each of the measurement positions 2a to 2l is suppressed to be small, and the soaking time is 16 hours. At the time when the temperature has elapsed, all the measurement points are at a temperature of 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of the high carbon steel.
[0041]
FIG. 6A is a micrograph showing the microstructure of a steel sheet after annealing when a convector having an inner diameter of 450 mm and a convector having an inner diameter of 600 mm are used. When a convector having an inner diameter of 450 mm was used, the temperature of about half of the measurement points at the outer peripheral portion of the steel sheet coil 1b exceeded 723 ° C., which is the Ac1 transformation point of high carbon steel, so that the lamellar structure was formed as shown in FIG. Was confirmed, and it was confirmed that the metamorphosis had occurred. On the other hand, when a convector having an inner diameter of 600 mm is used, the temperature at the outer peripheral measurement point of the steel sheet coil 1b is suppressed to 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel, and therefore, as shown in FIG. It was confirmed that an excellent microstructure was formed.
[0042]
FIG. 7 is a diagram showing the variation in temperature in the radial direction of the steel sheet coil at the time of soaking at 710 ° C. for 24 hours in an annealing furnace. When a convector having an inner diameter of 450 mm was used, the difference (ΔT) between the maximum value and the minimum value of the temperature at the outer peripheral measurement point of the steel plate coil 1b was 26.3 ° C. On the other hand, when a convector having an inner diameter of 600 mm was used, the difference (ΔT) between the maximum value and the minimum value of the temperature at the outer peripheral measurement point of the steel sheet coil 1b was significantly reduced to 7.9 ° C.
[0043]
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between the inner diameter of the convector and the temperature variation in the radial direction of the steel sheet coil. In this test, assuming that the soaking temperature was 710 ° C. and the inner diameter of the steel plate coil was 610 mm, the inner diameter r ₁ of the convector 10 was changed to 450 mm, 600 mm, and 610 mm. The outer diameters R ₂ , r ₂ and inner diameters R ₁ , r _{1 of} the steel sheet coil 1 and the convector 10 used in the test, and the temperature variation ΔT of the outer peripheral part of the coil 1 b after soaking for 24 hours were determined. The results are shown in Table 1.
[Table 1]

[0044]
Here, consider a variation in temperature [Delta] T, the relationship between the convector inner diameter r _1. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the coil inner diameter R ₁ (610 mm) and the convector inner diameter r ₁ (limited to the range of R ₁ ≧ r ₁ ) with respect to the area blocked by the convector. As is apparent from this figure, the area convector is interrupted, the relationship between the coil inner diameter difference (R1-r1) is a coil inner diameter R _1, and if convector inner diameter r ₁ is sufficiently large, the linear relationship It can be seen that it can be approximated. Now, the variation in temperature caused by the peripheral-side shut-off area in the coil by the convector 10 also, in the vicinity of the coil inner diameter R ₁ is 610 mm, determined to handle as being in a linear relationship (linear function) to the convector inner diameter r ₁ Is done.
[0045]
Therefore, when the relationship between the temperature variation ΔT and the convector inner diameter r ₁ is obtained by the least square method,
ΔT = −0.129r ₁ +84.2
That is, in order to keep the temperature below 723 ° C., which is the Ac1 transformation point (T _Ac ) of the high-carbon steel, in all portions of the outer peripheral portion of the steel sheet coil 1, there is an error of ΔT with respect to the soaking temperature T. Since the temperature may be 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel,
723-T ≧ ΔT
That is,
723-T ≧ −0.129r ₁ +84.2
Or
r ₁ ≧ (T−638.8) /0.129 (1)
[0046]
If the convector 10 having an inner diameter r ₁ (mm) that satisfies the above equation (1) is used when the soaking temperature is T (° C.), the temperature of each part of the outer periphery of the steel sheet coil 1 becomes high carbon steel. Can be suppressed to 723 ° C. or less, which is the Ac1 transformation point, and a good microstructure as shown in FIG. 6B can be formed without generating a lamella structure as shown in FIG. Is possible.
[0047]
In addition, in the equation (1), since the soaking temperature is usually set to 710 ° C., when 710 is substituted for T,
r ₁ ≧ 552
That is, when the soaking temperature is set to 710 ° C., the inner diameter of the convector needs to be at least 552 mm.
[0048]
Also, by transforming equation (1),
T ≦ 0.129r ₁ +638.8 (2)
The above equation (2) indicates that when the inner diameter of the convector is r ₁ (mm), the temperature of each part of the outer peripheral portion of the steel sheet coil 1 is controlled to be 723 ° C. or lower which is the Ac1 transformation point of high carbon steel. , The soaking temperature should be set to (0.129r ₁ +638.8) ° C. or lower.
[0049]
In the equation (2), when r ₁ = 610, that is, when the inner diameter of the convector 10 is 610 mm, which is the same as the inner diameter of the coil 1,
T ≦ 717.5
That is, when the inner diameter of the convector is set to 610 mm, the soaking temperature must be 717.5 ° C. or less.
[0050]
In Table 1, the reason why the outer diameter r2 of the convector is set to be 100 mm larger than the outer diameter R2 of the steel plate is as follows. That is, in the actual operation, when the coils are stacked in the annealing furnace by the crane, the deviation from the center is up to about 50 mm on one side, and the outer diameter of the convector is 50 mm in radius, that is, 100 mm or more in diameter. If the coil diameter is larger than the coil outer diameter, the coil outer circle will not come off the convector even if the coil mounting position is shifted.
[0051]
In order to practice the method of manufacturing a steel sheet according to the present invention described above at a manufacturing site, a list of the values obtained by examining the inner and outer diameters of all the convectors in advance and obtained online can be obtained. What is necessary is just to select the optimal convector which satisfies the formulas (1) and (3) according to the inner and outer diameter information of the steel plate coil. By delegating such management to a computer, operations can be performed without imposing a great burden on the operator.
[0052]
Although the present invention has been described in connection with the most practical and preferred embodiments at this time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. Rather, it can be modified as appropriate without departing from the gist or idea of the invention which can be read from the claims and the entire specification, and a method of manufacturing a steel sheet with such a change is also included in the technical scope of the present invention. Must be understood as something.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the variation in the furnace temperature to 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel.
[0054]
In the above embodiment, if the soaking temperature is 710 ° C., when the soaking temperature is set to 710 ° C. which is usually adopted as the soaking temperature in the annealing furnace, the variation in the furnace temperature is reduced by high carbon steel. Can be suppressed to 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point.
[0055]
According to the second aspect of the present invention, it is also possible to suppress the variation in the furnace temperature to 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel.
[0056]
In the above embodiment, if the inner diameter of the convector is 610 mm, by matching the inner diameter of the convector with the inner diameter of the steel sheet coil, it can be performed without interrupting the flow of the atmosphere in the annealing furnace, and the coil can be moved from below. While providing sufficient strength to support, it is possible to suppress the variation in furnace temperature to 723 ° C. or lower, which is the Ac1 transformation point of high carbon steel.
[0057]
In the first and second aspects (including the respective modifications), the outer diameter of the coil having the largest outer diameter among the plurality of steel coils is R ₂ (mm), and the outer diameter of the convector is When r is set to r ₂ (mm), by using a convector that satisfies the following expression (3), when the coils are stacked by a crane in the field work, the outer edges of the coils are slightly displaced even if the mounting positions of the coils are slightly shifted. Can be prevented from deviating from the convector.
r ₂ −R ₂ ≧ 100 (3)
[0058]
Thus, there is provided a method of manufacturing a steel sheet in a high convection type batch annealing furnace capable of providing uniform heating in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the steel sheet coil without modifying the structure of the annealing furnace itself.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a three-turn steel coil and two convectors between them.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing convection of an atmosphere in an annealing furnace.
FIG. 3 is a diagram showing a vertical cross section at the center of a steel sheet coil and a convector.
FIG. 4 is a diagram showing a temperature measurement position on an outer peripheral portion of a steel coil.
FIG. 5 (a) shows the temperature change at each temperature measurement position on the outer periphery of a steel sheet coil when a convector having an inner diameter of 450 mm, and FIG. It is a figure shown with progress.
6A is a micrograph showing the microstructure of a steel sheet after annealing when a convector having an inner diameter of 450 mm and a convector having an inner diameter of 600 mm are used. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a variation in temperature in a steel sheet coil radial direction at the time when the temperature is soaked at 710 ° C. for 24 hours in an annealing furnace.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the convector inner diameter and the temperature variation in the steel plate coil radial direction.
FIG. 9 is a diagram showing that the relationship between the coil inner diameter and the convector inner diameter with respect to the area blocked by the convector can be approximated to a linear relationship.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c Steel sheet coil 10, 10a, 10b Convector 20 Batch annealing furnace R ₁ Coil inner diameter R ₂ Coil outer diameter r ₁ Convector inner diameter r ₂ Convector outer diameter

Claims (6)

複数の鋼板コイルを、それらの間にコンベクターを装入しつつ積み上げて、バッチ焼鈍炉にて焼鈍を行う鋼板の製造方法であって、前記バッチ焼鈍炉内の均熱温度をＴ（℃）、コンベクターの内径をｒ_１（ｍｍ）としたとき、下記（１）式にて規定されるコンベクターを選んで使用する鋼板の製造方法。
ｒ_１≧（Ｔ−６３８．８）／０．１２９ （１）A method for producing a steel sheet in which a plurality of steel sheet coils are stacked while charging a convector between them and annealed in a batch annealing furnace, wherein the soaking temperature in the batch annealing furnace is T (° C.). And a method for producing a steel sheet using a convector defined by the following formula (1) when the inner diameter of the convector is r ₁ (mm).
r ₁ ≧ (T−638.8) /0.129 (1) 前記均熱温度は７１０℃である請求項１に記載の鋼板の製造方法。The method for manufacturing a steel sheet according to claim 1, wherein the soaking temperature is 710 ° C. 複数の鋼板コイルを、それらの間にコンベクターを装入しつつ積み上げて、バッチ焼鈍炉にて焼鈍を行う鋼板の製造方法であって、コンベクターの内径をｒ_１（ｍｍ）、前記バッチ焼鈍炉内の均熱温度をＴ（℃）としたとき、下記（２）式にて規定される均熱温度にて焼鈍を行う鋼板の製造方法。
Ｔ≦０．１２９ｒ_１＋６３８．８ （２）A method of manufacturing a steel sheet in which a plurality of steel sheet coils are stacked while charging a convector between them and annealing is performed in a batch annealing furnace, wherein the inner diameter of the convector is r ₁ (mm), and the batch annealing is performed. A method for producing a steel sheet wherein annealing is performed at a soaking temperature defined by the following equation (2), where T (° C.) is the soaking temperature in the furnace.
T ≦ 0.129r ₁ +638.8 (2) 前記コンベクターの内径は６１０ｍｍである請求項３に記載の鋼板の製造方法。The method for manufacturing a steel sheet according to claim 3, wherein the inner diameter of the convector is 610 mm. 前記複数の鋼板コイルの内、最大の外径を有するコイルの外径をＲ_２（ｍｍ）、前記コンベクターの外径をｒ_２（ｍｍ）とした時、下記（３）式を満たすコンベクターを使用する請求項１〜４のいずれかに記載の鋼板の製造方法。
ｒ_２−Ｒ_２≧１００ （３）When the outer diameter of the coil having the largest outer diameter is R ₂ (mm) and the outer diameter of the convector is r ₂ (mm), the convector satisfying the following expression (3): The method for producing a steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein:
r ₂ −R ₂ ≧ 100 (3) 複数の前記鋼板コイルの中心を前記バッチ焼鈍炉の中心と合わせて装入する請求項１〜５のいずれかに記載の鋼板の製造方法。The method for manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of steel sheet coils are charged with their centers aligned with the center of the batch annealing furnace.

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