JP6879428B2 - Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method - Google Patents

Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP6879428B2
JP6879428B2 JP2020506833A JP2020506833A JP6879428B2 JP 6879428 B2 JP6879428 B2 JP 6879428B2 JP 2020506833 A JP2020506833 A JP 2020506833A JP 2020506833 A JP2020506833 A JP 2020506833A JP 6879428 B2 JP6879428 B2 JP 6879428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal plate
quenching
restraint roll
roll
restraint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020506833A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2020085352A1 (en
Inventor
宗司 吉本
宗司 吉本
智弘 橋向
智弘 橋向
宗佑 鈴木
宗佑 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of JPWO2020085352A1 publication Critical patent/JPWO2020085352A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6879428B2 publication Critical patent/JP6879428B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur

Description

本発明は、金属板を連続的に通板しながら焼鈍を行う連続焼鈍設備における焼入れ装置及び焼入れ並びに鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a quenching apparatus and quenching in a continuous annealing facility for annealing while continuously passing a metal plate, and a method for manufacturing a steel sheet.

鋼板をはじめとする金属板の製造においては、連続焼鈍設備において、金属板を加熱後に冷却し、相変態を起こさせる等して材質の造り込みを行う。近年、自動車業界では車体の軽量化と衝突安全性の両立を目的として、薄肉化した高張力鋼板（ハイテン）の需要が増している。ハイテンの製造時には、鋼板を急速に冷却する技術が重要となる。鋼板の冷却速度が最も速い技術の１つとして、水焼入れ法が知られている。水焼入れ法では、加熱された鋼板を水中に浸漬させると同時に、水中内に設けられたクエンチノズルにより冷却水を鋼板に噴射することで、鋼板の焼入れが行われる。鋼板の焼入れ時には、鋼板に反りや波状変形等の形状不良が発生するという問題がある。このような鋼板の焼入れ時における形状不良を防止するために、従来、様々な手法が提案されている。 In the production of metal plates such as steel sheets, the metal plates are heated and then cooled in a continuous annealing facility to cause phase transformation, etc., to build the materials. In recent years, there has been an increasing demand for thinned high-strength steel sheets (HITEN) in the automobile industry for the purpose of achieving both weight reduction of the vehicle body and collision safety. When manufacturing high-tensile steel, technology for rapidly cooling steel sheets is important. The water quenching method is known as one of the technologies having the fastest cooling rate of steel sheets. In the water quenching method, the heated steel sheet is immersed in water, and at the same time, cooling water is sprayed onto the steel sheet by a quench nozzle provided in the water to quench the steel sheet. When quenching a steel sheet, there is a problem that the steel sheet has a shape defect such as warpage or wavy deformation. Various methods have been conventionally proposed in order to prevent such shape defects during quenching of steel sheets.

例えば、特許文献１では、連続焼鈍炉での焼入れ時に生じる金属板の波状変形を抑制するために、焼入れ工程に付される鋼板の張力変更手段として、ブライドルロールを焼入れ部前後に設ける手法が提案されている。また、特許文献２には、焼入れの際に鋼板の表裏面の少なくとも幅方向の全域に亘って張力を付与することにより、鋼板を平坦状に矯正する手法が提案されている。また、特許文献３には、焼入れ中の金属板を一対の拘束ロールにより拘束することで、鋼板の変形を防止する手法が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a method in which bridle rolls are provided before and after the quenching portion as a means for changing the tension of the steel sheet attached to the quenching process in order to suppress the wavy deformation of the metal plate that occurs during quenching in a continuous annealing furnace. Has been done. Further, Patent Document 2 proposes a method of straightening a steel sheet into a flat shape by applying tension over at least the entire width direction of the front and back surfaces of the steel sheet during quenching. Further, Patent Document 3 proposes a method of preventing deformation of a steel plate by restraining a metal plate being hardened with a pair of restraining rolls.

しかし、特許文献１に記載された方法は、高温の鋼板に大きな張力をかけるため鋼板の破断が起きるおそれがある。また、高温の鋼板に接触する焼入れ部前のブライドルロールには大きなサーマルクラウンが発生し、ブライドルロールと鋼板とが幅方向に不均一に接触してしまう。その結果、鋼板に座屈や疵が発生するので、鋼板形状を改善することができないという問題がある。
また、特許文献２に記載された方法では、張力１５Ｎ／ｍｍ２とすることで反り量が数ｍｍ程度まで減少しているが、このような高張力では鋼帯に絞りが発生する恐れがある。
また、特許文献３に記載された方法では、焼入れ時の鋼板の変形を防止できるものの、金属板が拘束ロールを通過する際に、一時的に金属板の冷却速度が低下することで、金属板の特性が低下するという課題がある。具体的には、金属板の冷却速度の低下に起因して、所望の引張強度を有する金属板が得られないことがある。However, the method described in Patent Document 1 applies a large tension to a high-temperature steel sheet, which may cause the steel sheet to break. Further, a large thermal crown is generated on the bridle roll in front of the hardened portion that comes into contact with the high temperature steel plate, and the bridle roll and the steel plate come into non-uniform contact in the width direction. As a result, buckling and flaws occur in the steel sheet, so that there is a problem that the shape of the steel sheet cannot be improved.
Further, in the method described in Patent Document 2, the amount of warpage is reduced to about several mm by setting the tension to 15 N / mm 2 , but such a high tension may cause the steel strip to be drawn. ..
Further, although the method described in Patent Document 3 can prevent the steel plate from being deformed during quenching, the cooling rate of the metal plate temporarily decreases when the metal plate passes through the restraint roll, so that the metal plate is temporarily lowered. There is a problem that the characteristics of Specifically, a metal plate having a desired tensile strength may not be obtained due to a decrease in the cooling rate of the metal plate.

これらの問題を解決するための技術を、本出願人は特許文献４において開示している。特許文献４では、焼入れ中の金属板を一対又は複数の拘束ロールにより拘束しつつ、拘束ロールに最も近いノズルからは、拘束ロールの方へ向かって斜めに液体を噴出する手法が提案されている。 The applicant discloses a technique for solving these problems in Patent Document 4. Patent Document 4 proposes a method in which a metal plate being quenched is restrained by a pair or a plurality of restraint rolls, and a liquid is ejected diagonally toward the restraint roll from a nozzle closest to the restraint roll. ..

特開２０１１−１８４７７３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-184773 特開平１１−１９３４１８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-193418 特許第６０９４７２２号公報Japanese Patent No. 6094722 特開２０１７−１１９９１２号公報JP-A-2017-119912

ただし、特許文献４に記載された方法では、焼入れ時の鋼板の変形を防止しつつ、拘束ロールの近傍での金属板の冷却速度の低下を抑えることができるが、金属板の板幅方向の冷却速度が不均一になるという課題がある。具体的には、金属板の中央部よりもエッジ部の冷却速度が高くなり、冷却速度の不均一性に起因して、金属板の中央部よりもエッジ部の引張強度が高くなるということがある。 However, in the method described in Patent Document 4, it is possible to prevent the steel plate from being deformed during quenching and to suppress a decrease in the cooling rate of the metal plate in the vicinity of the restraint roll, but in the plate width direction of the metal plate. There is a problem that the cooling rate becomes non-uniform. Specifically, the cooling rate of the edge portion is higher than that of the central portion of the metal plate, and the tensile strength of the edge portion is higher than that of the central portion of the metal plate due to the non-uniformity of the cooling rate. is there.

本発明者らは、このような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下のような知見を得た。拘束ロールと金属板は板幅方向全面で接触しているため、拘束ロールに隣接するノズルから噴出された水の逃げ場が、金属板の板幅方向にしかないことになり、金属板の中央部に衝突した水は横流れすることになる。そのため、金属板上における冷却速度は、金属板の中央部よりもエッジ部の方が高くなる傾向がある。 As a result of diligent studies to solve such a problem, the present inventors have obtained the following findings. Since the restraint roll and the metal plate are in contact with each other in the entire plate width direction, the escape place for water ejected from the nozzle adjacent to the restraint roll is only in the plate width direction of the metal plate, and is located in the center of the metal plate. The collided water will flow sideways. Therefore, the cooling rate on the metal plate tends to be higher at the edge portion than at the central portion of the metal plate.

本発明は、上記の知見に基づき完成されたものである。すなわち、焼入れ時に金属板に発生する形状不良を抑制しつつ、金属板の冷却速度の低下を抑えながら、金属板の板幅方向の冷却速度の不均一性を防止することのできる焼入れ装置及び焼入れ方法並びに鋼板の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been completed based on the above findings. That is, a quenching device and quenching capable of suppressing non-uniformity of the cooling rate in the width direction of the metal plate while suppressing a decrease in the cooling rate of the metal plate while suppressing shape defects that occur in the metal plate during quenching. An object of the present invention is to provide a method and a method for manufacturing a steel plate.

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
［１］ 高温の金属板を浸漬させる液体を収容した槽と、
少なくとも一部が前記槽の液体中に設けられ、前記金属板の両面に前記液体を噴射する複数のノズルを備えた噴出装置と、
前記噴出装置の入側端部と出側端部との間に設けられ、前記金属板を両面から挟みつける拘束ロールとを備え、
前記噴出装置は、少なくとも前記拘束ロールに隣接するノズルが、前記金属板に対して垂直方向から前記拘束ロールの方へ傾斜しており、
前記拘束ロールが、ロール表面に、前記隣接するノズルから噴出された液体を前記金属板の長手方向に逃がす溝を有する焼入れ装置。
［２］ 前記溝が前記拘束ロールの軸を囲う輪形であり、前記輪形を含む平面が前記拘束ロールの軸に対して垂直である前記［１］に記載の焼入れ装置。
［３］ 前記溝が前記拘束ロールの軸を囲う輪形であり、前記輪形を含む平面が前記拘束ロールの軸に対して斜めである前記［１］に記載の焼入れ装置。
［４］ 前記溝の幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、深さが５ｍｍ以上３０ｍｍ以下で、前記拘束ロールの軸線方向に沿った溝の間隔が５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である前記［２］または［３］に記載の焼入れ装置。
［５］ 前記溝が前記拘束ロールの軸を中心とする螺旋状である前記［１］に記載の焼入れ装置。
［６］ 前記溝の幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、深さが５ｍｍ以上３０ｍｍ以下で、前記拘束ロールの軸線方向に沿った一周前の溝との間隔が５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である前記［５］に記載の焼入れ装置。
［７］ 前記拘束ロールに隣接するノズルの液体噴出方向と前記金属板の成す角度が２０°以上６０°以下である前記［１］〜［６］のいずれかに記載の焼入れ装置。
［８］ 前記［１］〜［７］のいずれかに記載の焼入れ装置を用いて急冷焼入れを行う焼入れ方法。
［９］ 鋼板を製造する際に、前記［８］に記載の焼入れ方法を用いる鋼板の製造方法。The means for solving the above problems are as follows.
[1] A tank containing a liquid for immersing a high-temperature metal plate and
An ejection device having at least a part of the liquid in the tank and having a plurality of nozzles for injecting the liquid on both sides of the metal plate.
It is provided between the inlet side end portion and the outlet side end portion of the ejection device, and is provided with a restraint roll for sandwiching the metal plate from both sides.
In the ejection device, at least the nozzle adjacent to the restraint roll is inclined from the direction perpendicular to the metal plate toward the restraint roll.
A quenching device in which the restraint roll has a groove on the roll surface for allowing a liquid ejected from the adjacent nozzle to escape in the longitudinal direction of the metal plate.
[2] The quenching device according to the above [1], wherein the groove is a ring shape surrounding the axis of the restraint roll, and the plane including the ring shape is perpendicular to the axis of the restraint roll.
[3] The quenching device according to the above [1], wherein the groove is a ring shape surrounding the axis of the restraint roll, and the plane including the ring shape is oblique to the axis of the restraint roll.
[4] In the above [2] or [3], the width of the groove is 10 mm or more and 50 mm or less, the depth is 5 mm or more and 30 mm or less, and the distance between the grooves along the axial direction of the restraint roll is 50 mm or more and 200 mm or less. The quenching device described.
[5] The quenching device according to the above [1], wherein the groove is spiral around the axis of the restraint roll.
[6] In the above [5], the width of the groove is 10 mm or more and 50 mm or less, the depth is 5 mm or more and 30 mm or less, and the distance from the groove one round ahead along the axial direction of the restraint roll is 50 mm or more and 200 mm or less. The quenching device described.
[7] The quenching apparatus according to any one of [1] to [6], wherein the liquid ejection direction of the nozzle adjacent to the restraint roll and the angle formed by the metal plate are 20 ° or more and 60 ° or less.
[8] A quenching method in which quenching is performed using the quenching apparatus according to any one of [1] to [7] above.
[9] A method for producing a steel sheet, which uses the quenching method according to the above [8] when producing a steel sheet.

本発明によって、焼入れ時に金属板に発生する形状不良を抑制しつつ、金属板の冷却速度の低下を抑えながら、金属板の板幅方向の冷却速度の不均一性を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent non-uniformity of the cooling rate in the width direction of the metal plate while suppressing a decrease in the cooling rate of the metal plate while suppressing a shape defect that occurs in the metal plate during quenching.

図１は、本発明の一実施形態に係る焼入れ装置の基本構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a quenching apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の噴出装置の付近を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the ejection device of FIG. 図３は、本発明の一実施形態における拘束ロールの一例を横から見た拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an example of the restraint roll according to the embodiment of the present invention as viewed from the side. 図４は、本発明の一実施形態における拘束ロールの他の例を横から見た拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of another example of the restraint roll according to the embodiment of the present invention as viewed from the side. 図５は、従来の拘束ロールを横から見た拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a conventional restraint roll as viewed from the side. 図６は、本発明例１の結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the results of Example 1 of the present invention. 図７は、本発明例２の結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the results of Example 2 of the present invention. 図８は、比較例１の結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of Comparative Example 1. 図９は、比較例２の結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the results of Comparative Example 2. 図１０は、比較例３の結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the results of Comparative Example 3. 図１１は、本発明例１、２及び比較例１〜３の結果を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the results of Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples 1 to 3. 図１２は、鋼板を搬送方向から正対して見た模式図である。FIG. 12 is a schematic view of the steel sheet viewed from the transport direction.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について具体的に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る焼入れ装置の基本構成を示す図である。図２は図１に示す焼入れ装置の噴出装置４付近の拡大図である。焼入れ装置は、連続焼鈍炉の均熱帯の出側に設けられた冷却設備に適用されうる。図１では、連続焼鈍炉の均熱帯の出口に設けられた一対のシールロール３が示されている。焼入れ装置は、金属板５を冷却するための冷媒（液体）である水２を収容した水槽１と、金属板５の両面に水２を吹き付けて冷却するための噴出装置４と、金属板５を拘束して変形を防ぐ拘束ロール７とを備えている。噴出装置４は少なくとも一部が槽１の液体中（水２中）に設けられる。また、噴出装置４の出側には、金属板５を水中に浸漬させつつ金属板５の搬送方向（通板方向）を変更するシンクロール６が設けられる。 FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a quenching apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the ejection device 4 of the quenching apparatus shown in FIG. Quenching equipment can be applied to cooling equipment installed on the outskirts of the soothing tropics of continuous annealing furnaces. FIG. 1 shows a pair of seal rolls 3 provided at the solitary tropical outlet of a continuous annealing furnace. The quenching device includes a water tank 1 containing water 2 which is a refrigerant (liquid) for cooling the metal plate 5, a ejection device 4 for spraying water 2 on both sides of the metal plate 5 to cool the metal plate 5, and the metal plate 5. It is provided with a restraint roll 7 that restrains and prevents deformation. At least a part of the ejection device 4 is provided in the liquid (in water 2) of the tank 1. Further, on the outlet side of the ejection device 4, a sink roll 6 for changing the transport direction (passing direction) of the metal plate 5 while immersing the metal plate 5 in water is provided.

噴出装置４は、水を噴出する複数のノズル１４、２４と、ノズル１４、２４を保持するノズルユニット３４、４４とからなる。一対のノズルユニット３４と４４との間には、間隙が設けられている。前記間隙中を金属板５が通板される際に、金属板５の表裏面に向かってノズル１４、２４から水が噴出される。図１及び図２の例では、金属板５の左側をおもて面とし、右側を裏面とする。図の左側には、ノズル１４を金属板５のおもて面に向けるようにノズルユニット３４が配置され、図の右側には、ノズル２４を金属板５の裏面に向けるようにノズルユニット４４が配置される。 The ejection device 4 includes a plurality of nozzles 14 and 24 for ejecting water, and nozzle units 34 and 44 for holding the nozzles 14 and 24. A gap is provided between the pair of nozzle units 34 and 44. When the metal plate 5 is passed through the gap, water is ejected from the nozzles 14 and 24 toward the front and back surfaces of the metal plate 5. In the examples of FIGS. 1 and 2, the left side of the metal plate 5 is the front surface, and the right side is the back surface. On the left side of the figure, the nozzle unit 34 is arranged so that the nozzle 14 faces the front surface of the metal plate 5, and on the right side of the figure, the nozzle unit 44 is arranged so that the nozzle 24 faces the back surface of the metal plate 5. Be placed.

図１及び図２の例では、ノズルユニット３４及び４４は、それぞれ搬送方向に沿って２つずつに分割される。金属板５のおもて面側には、入側ノズルユニット３４ａと出側ノズルユニット３４ｂとが設けられ、裏面側には、入側ノズルユニット４４ａと出側ノズルユニット４４ｂとが設けられる。拘束ロール７は、入側ノズルユニット３４ａ、４４ａと出側ノズルユニット３４ｂ、４４ｂとの間に設けられる。これにより、拘束ロール７は、噴出装置の入側端部（入側ノズルユニット３４ａ、４４ａの入側端面）と出側端部（出側ノズルユニット３４ｂ、４４ｂの出側端面）との間に設けられることになる。 In the examples of FIGS. 1 and 2, the nozzle units 34 and 44 are each divided into two along the transport direction. An inlet nozzle unit 34a and an outlet nozzle unit 34b are provided on the front surface side of the metal plate 5, and an inlet nozzle unit 44a and an outlet nozzle unit 44b are provided on the back surface side. The restraint roll 7 is provided between the inlet nozzle units 34a and 44a and the outlet nozzle units 34b and 44b. As a result, the restraint roll 7 is placed between the entry side end portion (entrance side end surface of the entry side nozzle units 34a, 44a) and the exit side end portion (outside end surface of the exit side nozzle units 34b, 44b) of the ejection device. It will be provided.

入側ノズルユニット３４ａ、４４ａは、一部が水中に浸漬し、残部が水上から出るように設けられる。通板されてきた金属板５は、水上に露出する入側ノズルユニット３４ａ、４４ａの内側の間隙に装入され、次いで水中に浸漬し、ノズル１４及び２４から水が噴出される。入側ノズルユニット３４ａ、４４ａには、複数のノズル１４、２４が設けられている。一部のノズル（例えば図１の入側ノズルユニット３４ａ、４４ａの最も上に設けられたノズル）は、ノズルの開口部が水面よりも上部に位置し、ノズルの開口部の少なくとも一部が水中に浸漬していない状態にある。開口部が水面よりも上部に位置するノズルは、高温の金属板５が水中に導入された際に発生する水の噴き上げを抑えるため、斜め下に向かって水を噴出できるように、下方向に向いて斜めに設けられている。 The inlet nozzle units 34a and 44a are provided so that a part of the nozzle units 34a and 44a is immersed in water and the rest is discharged from the water. The metal plate 5 that has been passed through is charged into the gap inside the inlet nozzle units 34a and 44a exposed on water, then immersed in water, and water is ejected from the nozzles 14 and 24. The inlet nozzle units 34a and 44a are provided with a plurality of nozzles 14 and 24. For some nozzles (for example, the nozzle provided at the top of the inlet nozzle units 34a and 44a in FIG. 1), the nozzle opening is located above the water surface, and at least a part of the nozzle opening is underwater. It is in a state where it is not immersed in. The nozzle whose opening is located above the water surface suppresses the spouting of water that occurs when the high-temperature metal plate 5 is introduced into the water, so that the water can be spouted diagonally downward. It is provided diagonally facing you.

金属板５は、入側ノズルユニット３４ａ、４４ａを通過した後に、拘束ロール７により拘束される。拘束ロール７は、金属板５の急冷時に生じうる変形を防止するために、水中において金属板５を両面（表裏面）から挟みつける。一対の拘束ロール７は、中心軸を金属板５の搬送方向にずらして配置することが好ましい。中心軸をずらして配置することで、金属板５の拘束力を増大させ、形状矯正力を高めることができる。一例として、それぞれの中心軸を搬送方向に４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下ずらして拘束ロール７を配置することが好ましく、８０ｍｍ以上１００ｍｍ以下ずらして配置することがさらに好ましい。 The metal plate 5 is restrained by the restraint roll 7 after passing through the inlet nozzle units 34a and 44a. The restraint roll 7 sandwiches the metal plate 5 from both sides (front and back surfaces) in water in order to prevent deformation that may occur when the metal plate 5 is rapidly cooled. It is preferable that the pair of restraint rolls 7 are arranged so that the central axis is shifted in the transport direction of the metal plate 5. By arranging the metal plate 5 with the central axis shifted, the binding force of the metal plate 5 can be increased and the shape correction force can be enhanced. As an example, it is preferable that the restraint rolls 7 are arranged with their central axes shifted by 40 mm or more and 150 mm or less in the transport direction, and more preferably 80 mm or more and 100 mm or less.

また、拘束ロール７によって金属板５を押し込み、拘束ロール７に金属板５を巻き付けるように通板することが望ましい。金属板５を押し込むことにより、矯正力を高めることができる。１個の拘束ロール７による押し込み量は、図１及び図２のように金属板５が直線状に通板される場合を基準（０ｍｍ）とした場合に、水平方向に０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とすることが好ましい。０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることがより好ましい。 Further, it is desirable that the metal plate 5 is pushed by the restraint roll 7 and the metal plate 5 is passed around the restraint roll 7 so as to be wound around the metal plate 5. By pushing the metal plate 5, the straightening force can be increased. The amount of pushing by one restraint roll 7 is 0 mm or more and 2.5 mm or less in the horizontal direction when the case where the metal plate 5 is linearly passed as shown in FIGS. 1 and 2 is used as a reference (0 mm). Is preferable. It is more preferably 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.

金属板５は、拘束ロール７を通過した後に、出側ノズルユニット３４ｂ、４４ｂの間隙を通過する。この際にも、出側ノズルユニット３４ｂ、４４ｂに設けられたノズル１４、２４によって金属板５の表裏面に水が噴出される。
図１の例では、入側ノズルユニット３４ａ、４４ａと出側ノズルユニット３４ｂ、４４ｂが、拘束ロール７を上下から挟むように設けられており、拘束ロール７と重なる高さにはノズルユニット及びノズルが設けられていない。このような例では、入側ノズルユニット３４ａ、４４ａの最も出側に位置するノズル１４ａ、２４ａと、出側ノズルユニット３４ｂ、４４ｂの最も入側に位置するノズル１４ｂ、２４ｂが、拘束ロール７に隣接するノズルとなる。上記の隣接するノズルを以下「隣接ノズル」と称することがある。After passing through the restraint roll 7, the metal plate 5 passes through the gaps between the exit side nozzle units 34b and 44b. Also at this time, water is ejected to the front and back surfaces of the metal plate 5 by the nozzles 14 and 24 provided on the outlet side nozzle units 34b and 44b.
In the example of FIG. 1, the inlet side nozzle units 34a and 44a and the outlet side nozzle units 34b and 44b are provided so as to sandwich the restraint roll 7 from above and below, and the nozzle unit and the nozzle are set at a height overlapping the restraint roll 7. Is not provided. In such an example, the nozzles 14a and 24a located on the outermost side of the inlet nozzle units 34a and 44a and the nozzles 14b and 24b located on the outermost side of the outlet nozzle units 34b and 44b are placed on the restraint roll 7. It becomes an adjacent nozzle. The above-mentioned adjacent nozzles may be hereinafter referred to as "adjacent nozzles".

前記隣接ノズルは、水平ではなく、ノズルの開口部が水平面から拘束ロール７の方へと向くように、傾斜して設けられる。すなわち、前記隣接ノズルは、金属板５に対して垂直方向から拘束ロール７の方へ傾斜している。より具体的には、図２における隣接ノズル１４ａ、２４ａは、下方向に傾けて取り付けられ、隣接ノズル１４ｂ、２４ｂは、上方向に傾けて取り付けられる。このように隣接ノズルを傾けると、隣接ノズルを水平となるように設けるのに比べて、隣接ノズルから噴出された水を、拘束ロール７と金属板５との接触点により近い位置まで到達させることができる。これにより、拘束ロール７の近傍でノズルから噴出された水が金属板５の表裏面に接触しにくいことに起因する、拘束ロール７近傍での金属板５に対する冷却能力の低下を防止することができる。 The adjacent nozzle is not horizontal, but is provided so as to be inclined so that the opening of the nozzle faces from the horizontal plane toward the restraint roll 7. That is, the adjacent nozzle is inclined toward the restraint roll 7 from the direction perpendicular to the metal plate 5. More specifically, the adjacent nozzles 14a and 24a in FIG. 2 are attached tilted downward, and the adjacent nozzles 14b and 24b are attached tilted upward. When the adjacent nozzles are tilted in this way, the water ejected from the adjacent nozzles reaches a position closer to the contact point between the restraint roll 7 and the metal plate 5 as compared with the case where the adjacent nozzles are provided so as to be horizontal. Can be done. As a result, it is possible to prevent a decrease in the cooling capacity of the metal plate 5 in the vicinity of the restraint roll 7 due to the fact that the water ejected from the nozzle in the vicinity of the restraint roll 7 does not easily come into contact with the front and back surfaces of the metal plate 5. it can.

図１及び図２の例では、隣接ノズル以外の他のノズルについても、全て隣接ノズルと同じ方向に傾けて設けているが、隣接ノズル以外のノズルは従来通り水平に設けていてもよい。ただし、金属板５における水の接触位置をなるべく均一にするという観点からは、各ノズルユニットにおける全てのノズルを同じ方向に同じ角度だけ傾けることが好ましい。 In the examples of FIGS. 1 and 2, all the nozzles other than the adjacent nozzles are also provided at an angle in the same direction as the adjacent nozzles, but the nozzles other than the adjacent nozzles may be provided horizontally as in the conventional case. However, from the viewpoint of making the contact position of water on the metal plate 5 as uniform as possible, it is preferable to tilt all the nozzles in each nozzle unit in the same direction and by the same angle.

図２のように、隣接ノズルの傾斜角度としては、隣接ノズルの軸線方向（液体噴出方向（水の噴出方向））と金属板とのなす角度のうち、鋭角となる角度θを設定することができる。尚、水は一定の広がりをもってノズルから吐出されるが、前記水の噴出方向としてはノズルから吐出された水の中心軸線の方向を採用することができる。
角度θは、隣接ノズルからの水の噴出量、隣接ノズルの開口部と拘束ロール７との距離、隣接ノズルの開口部と金属板５の表裏面との距離等に応じて設定することができる。角度θの好適例としては、２０°以上６０°以下が挙げられる。角度θが２０°以上６０°以下であれば、隣接ノズルから噴出された水の流れが拘束ロール７と金属板５との接触位置のより近傍まで到達し、拘束ロール７近傍での金属板５に対する冷却速度低下を抑制する効果が十分に得られる。
また、角度θを３０°以上４５°以下とすることがさらに好ましい。尚、ノズルを傾斜させる際には、ノズルから水を斜めに噴射できるように、少なくともノズルの先端を傾斜させていればよい。As shown in FIG. 2, as the inclination angle of the adjacent nozzle, an acute angle θ among the angles formed by the axial direction of the adjacent nozzle (liquid ejection direction (water ejection direction)) and the metal plate can be set. it can. Although the water is discharged from the nozzle with a certain spread, the direction of the central axis of the water discharged from the nozzle can be adopted as the ejection direction of the water.
The angle θ can be set according to the amount of water ejected from the adjacent nozzle, the distance between the opening of the adjacent nozzle and the restraint roll 7, the distance between the opening of the adjacent nozzle and the front and back surfaces of the metal plate 5, and the like. .. A preferable example of the angle θ is 20 ° or more and 60 ° or less. When the angle θ is 20 ° or more and 60 ° or less, the flow of water ejected from the adjacent nozzle reaches closer to the contact position between the restraint roll 7 and the metal plate 5, and the metal plate 5 in the vicinity of the restraint roll 7 The effect of suppressing a decrease in the cooling rate is sufficiently obtained.
Further, it is more preferable that the angle θ is 30 ° or more and 45 ° or less. When tilting the nozzle, at least the tip of the nozzle may be tilted so that water can be injected obliquely from the nozzle.

また、本発明に係る焼入れ装置は、金属板５の搬送方向に沿って一体として形成された、非分割型のノズルユニットを備えていてもよい。
図示していないが、噴出装置４における各ノズルは、ポンプを途中に設けた配管に接続される。ポンプによって、水槽１内の水２が配管内を汲み上げられて、ノズル１４、２４へと圧送されることにより、ノズル１４、２４の開口部から高圧水が噴出される。Further, the quenching apparatus according to the present invention may include a non-divided nozzle unit integrally formed along the conveying direction of the metal plate 5.
Although not shown, each nozzle in the ejection device 4 is connected to a pipe provided with a pump in the middle. The water 2 in the water tank 1 is pumped up in the pipe by the pump and pumped to the nozzles 14 and 24, so that the high-pressure water is ejected from the openings of the nozzles 14 and 24.

また、水槽１内の水２は、焼入れに適した水温となるように維持される。水槽１内の水２の一部が、外部のクーリングタワー等の冷却設備に送られて冷却された後に、冷却後の水２が水槽１へと戻されることで、水槽１内の水温上昇が防止される。例えば、水槽１内の水温としては、０℃超５０℃以下が好ましく、１０℃以上４０℃以下が特に好ましい。 Further, the water 2 in the water tank 1 is maintained at a water temperature suitable for quenching. A part of the water 2 in the water tank 1 is sent to an external cooling facility such as a cooling tower to be cooled, and then the cooled water 2 is returned to the water tank 1 to prevent the water temperature in the water tank 1 from rising. Will be done. For example, the water temperature in the water tank 1 is preferably more than 0 ° C. and 50 ° C. or lower, and particularly preferably 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.

そして、本発明の一実施形態に係る焼入れ装置では、従来の拘束ロールとは異なった拘束ロールを備えている。 The quenching apparatus according to the embodiment of the present invention includes a restraint roll different from the conventional restraint roll.

図５は、従来の拘束ロール７（７Ｘ）を横から見た図である。拘束ロール７Ｘを使用すると、拘束ロール７と金属板５は板幅方向全面で接触することになり、拘束ロール７の隣接ノズルから噴出された水の逃げ場が板幅方向にしかなく、金属板５の中央部に衝突した水は横流れする。そのため、金属板５上における冷却速度は、金属板５の中央部よりもエッジ部の方が高くなる傾向がある。 FIG. 5 is a side view of the conventional restraint roll 7 (7X). When the restraint roll 7X is used, the restraint roll 7 and the metal plate 5 come into contact with each other in the entire plate width direction, and the escape place of the water ejected from the adjacent nozzle of the restraint roll 7 is only in the plate width direction, and the metal plate 5 The water that collides with the central part of the water flows sideways. Therefore, the cooling rate on the metal plate 5 tends to be higher at the edge portion than at the central portion of the metal plate 5.

これに対して、図３は、本発明の一実施形態における拘束ロール７（７Ａ）を横から見た図であり、図４は、本発明の一実施形態における他の拘束ロール７（７Ｂ）を横から見た図である。 On the other hand, FIG. 3 is a side view of the restraint roll 7 (7A) according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view of the other restraint roll 7 (7B) according to the embodiment of the present invention. Is a view from the side.

図３及び図４の例では、拘束ロール７Ａ、７Ｂのロール表面に拘束ロールの軸を囲う輪形の溝７ａが設けられており、拘束ロール７Ａ、７Ｂと金属板５は金属板５の板幅方向全面では接触しないことになる。そのため、拘束ロール７Ａ、７Ｂの隣接ノズルから噴出された水の逃げ場が、金属板５の板幅方向だけではなく通板方向にも存在し、金属板５の中央部に衝突した水は横流れだけでなく、縦流れもするようになる。すなわち、溝７ａは、隣接するノズルから噴出された水を金属板５の通板方向（金属板５の長手方向）に逃がして、金属板５のエッジ部に向かう横流れを抑制する働きをする。従って、金属板５上における冷却速度は、金属板５の中央部とエッジ部で差が無く、板幅方向で均一になる。 In the examples of FIGS. 3 and 4, a ring-shaped groove 7a surrounding the axis of the restraint roll is provided on the roll surface of the restraint rolls 7A and 7B, and the restraint rolls 7A and 7B and the metal plate 5 have the plate width of the metal plate 5. There will be no contact in the entire direction. Therefore, the escape place of the water ejected from the adjacent nozzles of the restraint rolls 7A and 7B exists not only in the plate width direction of the metal plate 5 but also in the through plate direction, and the water colliding with the central portion of the metal plate 5 only flows laterally. Instead, it will also flow vertically. That is, the groove 7a has a function of allowing the water ejected from the adjacent nozzles to escape in the passing direction of the metal plate 5 (longitudinal direction of the metal plate 5) and suppressing the lateral flow toward the edge portion of the metal plate 5. Therefore, the cooling rate on the metal plate 5 has no difference between the central portion and the edge portion of the metal plate 5, and becomes uniform in the plate width direction.

溝７ａの形状は、図３の拘束ロール７Ａのように、輪形を含む平面が拘束ロールの軸線方向に対して垂直でも良いし、図４の拘束ロール７Ｂのように、輪形を含む平面が拘束ロールの軸線方向に対して斜めでも良い。図４の拘束ロール７Ｂのように拘束ロールの軸線方向に対して斜めの場合には、金属板５の表面性状をより良好な状態に保つことができるため、より好ましい。
輪形の溝７ａの幅（拘束ロール７の軸線方向に沿った一辺）は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下がより好ましく、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下が更に好ましい。
輪形の溝７ａの深さは、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下がより好ましく、８ｍｍ以上１２ｍｍ以下が更に好ましい。拘束ロール７の軸線方向に沿った溝７ａ同士の間隔は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下がより好ましく、７５ｍｍ以上１２５ｍｍ以下が更に好ましい。ここで、溝７ａ同士の間隔とは、隣り合う溝の端の間の距離とする。The shape of the groove 7a may be such that the plane including the ring shape is perpendicular to the axial direction of the restraint roll as in the restraint roll 7A of FIG. 3, or the plane including the ring shape is restrained as in the restraint roll 7B of FIG. It may be diagonal to the axial direction of the roll. When the restraint roll 7B in FIG. 4 is oblique to the axial direction of the restraint roll, the surface texture of the metal plate 5 can be kept in a better state, which is more preferable.
The width of the ring-shaped groove 7a (one side along the axial direction of the restraint roll 7) is preferably 10 mm or more and 50 mm or less, more preferably 10 mm or more and 30 mm or less, and further preferably 15 mm or more and 25 mm or less.
The depth of the ring-shaped groove 7a is preferably 5 mm or more and 30 mm or less, more preferably 5 mm or more and 15 mm or less, and further preferably 8 mm or more and 12 mm or less. The distance between the grooves 7a along the axial direction of the restraint roll 7 is preferably 50 mm or more and 200 mm or less, more preferably 50 mm or more and 150 mm or less, and further preferably 75 mm or more and 125 mm or less. Here, the distance between the grooves 7a is the distance between the ends of the adjacent grooves.

なお、図示していないが、溝７ａの形状は拘束ロールの軸を中心とする螺旋状であってもよい。螺旋状の溝の場合は、幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下で、深さが５ｍｍ以上３０ｍｍ以下で、拘束ロール７の軸線方向に沿った一周前の溝との間隔が５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。
螺旋状の溝の場合も、溝の形状のより好ましい範囲や更に好ましい範囲は拘束ロール７Ａ同様である。
そして、金属板と拘束ロールのスリップを抑えるために、拘束ロール７を駆動ロールとすることが好ましい。さらに、金属板５の矯正力を調整するために、拘束ロール７は、必要に応じて開閉可能（金属板５に対する押し込み量を制御可能）とすることが好ましい。Although not shown, the shape of the groove 7a may be spiral around the axis of the restraint roll. In the case of a spiral groove, the width is 10 mm or more and 50 mm or less, the depth is 5 mm or more and 30 mm or less, and the distance from the groove one round ahead along the axial direction of the restraint roll 7 is 50 mm or more and 200 mm or less. preferable.
In the case of the spiral groove, the more preferable range and the more preferable range of the groove shape are the same as those of the restraint roll 7A.
Then, in order to suppress the slip between the metal plate and the restraint roll, it is preferable to use the restraint roll 7 as a drive roll. Further, in order to adjust the straightening force of the metal plate 5, it is preferable that the restraint roll 7 can be opened and closed as needed (the amount of pushing into the metal plate 5 can be controlled).

拘束ロール７は、熱伝導率に優れるとともに、金属板５の挟圧時における荷重に耐えられる強度を備えた材質で形成されていればよい。拘束ロール７の材質としては、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１０、セラミック等が挙げられる。 The restraint roll 7 may be made of a material having excellent thermal conductivity and strength to withstand the load when the metal plate 5 is pinched. Examples of the material of the restraint roll 7 include SUS304, SUS310, and ceramics.

上記のような本発明の実施形態に係る焼入れ装置及びそれを用いた焼入れ方法は、鋼板の製造に適用することができ、高強度冷延鋼板（ハイテン）の製造方法に適用することが特に好ましい。より具体的には、引張強度が５８０ＭＰａ以上である鋼板の製造方法に適用することが好ましい。引張強度の上限は特に制限されないが、一例として１６００ＭＰａ以下であればよい。ハイテンの製造時には、鋼板を急速に冷却することで、緻密な組織制御を行うことが重要となる。この実施形態を適用することで、焼入れ時に発生する形状不良を抑制しつつ、拘束ロール７近傍での冷却速度の低下を防ぎながら、板幅方向の冷却速度を均一にし、確実に所望の強度のハイテンを製造することができる。 The quenching apparatus according to the embodiment of the present invention and the quenching method using the same as described above can be applied to the production of steel sheets, and are particularly preferably applied to the production method of high-strength cold-rolled steel sheets (HITEN). .. More specifically, it is preferably applied to a method for producing a steel sheet having a tensile strength of 580 MPa or more. The upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but as an example, it may be 1600 MPa or less. During the production of high-tensile steel, it is important to perform precise structure control by rapidly cooling the steel sheet. By applying this embodiment, while suppressing shape defects that occur during quenching and preventing a decrease in the cooling rate in the vicinity of the restraint roll 7, the cooling rate in the plate width direction is made uniform and the desired strength is surely obtained. High-tensile can be manufactured.

高強度冷延鋼板の組成の具体例として、質量％で、Ｃが０．０４％以上０．２５％以下、Ｓｉが０．０１％以上２．５０％以下、Ｍｎが０．８０％以上３．７０％以下、Ｐが０．００１％以上０．０９０％以下、Ｓが０．０００１％以上０．００５０％以下、ｓｏｌ．Ａｌが０．００５％以上０．０６５％以下、必要に応じて、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＴｉの少なくとも１種以上がそれぞれ０．５％以下、さらに必要に応じて、Ｂ、Ｓｂがそれぞれ０．０１％以下、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる例が挙げられる。
尚、本発明の実施形態は、鋼板を急冷する例に限定されるものではなく、鋼板以外の金属板全般の急冷に適用することができ、また、水以外の液体を用いた焼入れにも適用することができる。As a specific example of the composition of the high-strength cold-rolled steel sheet, in terms of mass%, C is 0.04% or more and 0.25% or less, Si is 0.01% or more and 2.50% or less, and Mn is 0.80% or more 3 .70% or less, P 0.001% or more and 0.090% or less, S 0.0001% or more and 0.0050% or less, sol. Al is 0.005% or more and 0.065% or less, if necessary, at least one or more of Cr, Mo, Nb, V, Ni, Cu, and Ti is 0.5% or less, and further, if necessary. , B and Sb are 0.01% or less, respectively, and the balance is Fe and unavoidable impurities.
The embodiment of the present invention is not limited to the example of quenching a steel sheet, and can be applied to quenching of all metal plates other than steel sheets, and also to quenching using a liquid other than water. can do.

以下に、実施例を用いて本発明についてより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

（本発明例１）
板厚１．０ｍｍ、板幅１０００ｍｍで引張強さ１４７０ＭＰａ級の高張力冷延鋼板を製造する際に、図１〜３に示した焼入れ装置および拘束ロール７Ａを用いて、通板速度１．０ｍ／ｓで焼入れを行った。尚、噴出装置４においてノズル１４、２４を傾斜させる角度θは、全て３０°とした。ここで、拘束ロール７Ａの中心軸は通板方向に８０ｍｍずらして配置し、拘束ロール７Ａの金属板５への押し込み量は全て０．５ｍｍとした。また、溝７ａは、幅が２０ｍｍで、深さが１０ｍｍで、溝７ａ同士の間隔が１００ｍｍとした。(Example 1 of the present invention)
When manufacturing a high-strength cold-rolled steel sheet with a plate thickness of 1.0 mm and a plate width of 1000 mm and a tensile strength of 1470 MPa, the quenching apparatus and restraint roll 7A shown in FIGS. Quenching was performed at / s. The angles θ at which the nozzles 14 and 24 are tilted in the ejection device 4 are all set to 30 °. Here, the central axis of the restraint roll 7A was arranged so as to be offset by 80 mm in the plate passing direction, and the amount of the restraint roll 7A pushed into the metal plate 5 was set to 0.5 mm. Further, the groove 7a has a width of 20 mm, a depth of 10 mm, and a distance between the grooves 7a of 100 mm.

また、焼入れ装置に通板中の鋼板の温度を測定した。具体的には、熱電対型の温度計を用いて、鋼板の被測定領域の温度を経時的に測定した。尚、鋼板の冷却開始温度（噴出装置４に入る直前の温度）は７４０℃であり、冷却終了温度（水槽１から出た直後の温度）は３０℃であった。冷却開始後の経過時間と鋼板の温度との関係から、鋼板が拘束ロール７Ａに接触している瞬間の、鋼板の板幅方向の冷却速度分布を計算した。結果を図６に示す。 In addition, the temperature of the steel plate being passed through the quenching device was measured. Specifically, the temperature of the area to be measured of the steel sheet was measured over time using a thermocouple type thermometer. The cooling start temperature of the steel sheet (the temperature immediately before entering the ejection device 4) was 740 ° C., and the cooling end temperature (the temperature immediately after exiting the water tank 1) was 30 ° C. From the relationship between the elapsed time after the start of cooling and the temperature of the steel sheet, the cooling rate distribution in the plate width direction of the steel sheet at the moment when the steel sheet was in contact with the restraint roll 7A was calculated. The results are shown in FIG.

また、通板後に鋼板の反り量を測定した。具体的には、鋼板を搬送方向から正対して見た図１２を用いて説明する。鋼板に反りが発生すると、鋼板の幅方向において高さの高い部分と低い部分とが形成される。通板後の鋼板において、最も高さの高い部分と、最も高さの低い部分との高さの差を反り量として測定した。 In addition, the amount of warpage of the steel sheet was measured after passing the sheet. Specifically, it will be described with reference to FIG. 12 when the steel sheet is viewed from the transport direction. When the steel sheet is warped, a high portion and a low height portion are formed in the width direction of the steel sheet. In the steel sheet after passing the plate, the difference in height between the highest height portion and the lowest height portion was measured as the amount of warpage.

（本発明例２）
拘束ロール７Ａの溝７ａを、幅が１０ｍｍで、深さが５ｍｍで、溝７ａ同士の間隔を２００ｍｍとしたこと以外は、本発明例１と同様にして実験を行った。結果を図７に示す。(Example 2 of the present invention)
An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 of the present invention, except that the grooves 7a of the restraint roll 7A had a width of 10 mm, a depth of 5 mm, and a distance between the grooves 7a of 200 mm. The results are shown in FIG.

（比較例１）
特許文献４に記載の焼入れ装置と図５に示した拘束ロール７Ｘを用いたこと以外は、本発明例１と同様にして実験を行った。結果を図８に示す。(Comparative Example 1)
An experiment was carried out in the same manner as in Example 1 of the present invention, except that the quenching apparatus described in Patent Document 4 and the restraint roll 7X shown in FIG. 5 were used. The results are shown in FIG.

（比較例２）
特許文献３に記載の焼入れ装置と図５に示した拘束ロール７Ｘを用いたこと以外は、本発明例１と同様にして実験を行った。尚、隣接ノズルの傾斜角度は９０°であった。結果を図９に示す。(Comparative Example 2)
An experiment was carried out in the same manner as in Example 1 of the present invention, except that the quenching apparatus described in Patent Document 3 and the restraint roll 7X shown in FIG. 5 were used. The inclination angle of the adjacent nozzle was 90 °. The results are shown in FIG.

（比較例３）
拘束ロール７Ａの溝７ａを、幅が５ｍｍで、深さが２ｍｍで、溝７ａ同士の間隔を３００ｍｍとしたこと以外は、本発明例１と同様にして実験を行った。結果を図１０に示す。(Comparative Example 3)
An experiment was conducted in the same manner as in Example 1 of the present invention, except that the groove 7a of the restraint roll 7A had a width of 5 mm, a depth of 2 mm, and a distance between the grooves 7a of 300 mm. The results are shown in FIG.

＜冷却速度の評価＞
図６、７（本発明例１、２）では、鋼板の板幅方向の冷却速度分布は、板幅位置によらずほぼ一定であり、ほぼ均一に冷却されている。冷却速度は１５００℃／ｓであった。
一方、図８（比較例１）では、中央部よりもエッジ部の方が冷却速度が高くなり、不均一に冷却されている。冷却速度は中央部が１５００℃／ｓでエッジは２０００℃／ｓであった。
同様に、図９（比較例２）では、中央部よりもエッジ部の方が冷却速度が高くなり、不均一に冷却されている。冷却速度は中央部が９００℃／ｓでエッジは１２００℃／ｓであり、図６と中央部で比較すると冷却速度が約４０％（１５００℃／ｓから９００℃／ｓ）低下している。
図１０（比較例３）では、中央部よりもエッジ部の方が冷却速度が高くなり、不均一に冷却されている。冷却速度は中央部が１５００℃／ｓでエッジは１７００℃／ｓであった。
鋼板の板幅中央部とエッジ部の冷却速度に、１００℃以上の差がある場合は、不均一性が生じた。
これにより、本発明を適用することで、拘束ロール近傍における金属板の冷却速度の低下を抑えつつ、板幅方向の冷却速度の不均一性を防止できることが示された。<Evaluation of cooling rate>
In FIGS. 6 and 7 (Examples 1 and 2 of the present invention), the cooling rate distribution of the steel sheet in the plate width direction is substantially constant regardless of the plate width position, and the steel sheet is cooled substantially uniformly. The cooling rate was 1500 ° C./s.
On the other hand, in FIG. 8 (Comparative Example 1), the cooling rate of the edge portion is higher than that of the central portion, and the cooling is uneven. The cooling rate was 1500 ° C./s at the center and 2000 ° C./s at the edges.
Similarly, in FIG. 9 (Comparative Example 2), the cooling rate of the edge portion is higher than that of the central portion, and the cooling is unevenly performed. The cooling rate is 900 ° C./s at the central portion and 1200 ° C./s at the edge, and the cooling rate is reduced by about 40% (from 1500 ° C./s to 900 ° C./s) as compared with FIG. 6 at the central portion.
In FIG. 10 (Comparative Example 3), the cooling rate of the edge portion is higher than that of the central portion, and the cooling is unevenly performed. The cooling rate was 1500 ° C./s at the center and 1700 ° C./s at the edges.
When there was a difference of 100 ° C. or more between the cooling rates of the central portion and the edge portion of the steel plate width, non-uniformity occurred.
From this, it was shown that by applying the present invention, it is possible to prevent the non-uniformity of the cooling rate in the plate width direction while suppressing the decrease in the cooling rate of the metal plate in the vicinity of the restraint roll.

＜引張強度の評価＞
本発明例１、２によって製造された鋼板の引張強度は、板幅方向全域で約１４７０ＭＰａであった。
これに対し、比較例１によって製造された鋼板の引張強度は、板幅中央部は約１４７０ＭＰａであったが、エッジ部は約１５５０ＭＰａであり、引張強度の不均一性が見られた。
また、比較例２によって製造された鋼板の引張強度は、板幅中央部は約１３５０ＭＰａで、エッジ部は約１４００ＭＰａであり、引張強度の低下と不均一性が見られた。
また、比較例３によって製造された鋼板の引張強度は、板幅中央部は約１４７０ＭＰａであったが、エッジ部は約１５２０ＭＰａであり、引張強度の不均一性が見られた。
鋼板の板幅中央部とエッジ部の引張強度に３０ＭＰａ以上の差がある場合は、引張強度の不均一性があると判断した。
これにより、本発明を適用することで、拘束ロール近傍での冷却速度の低下や不均一性に伴う、鋼板の特性低下や不均一性を防止することができることが示された。<Evaluation of tensile strength>
The tensile strength of the steel sheet produced according to Examples 1 and 2 of the present invention was about 1470 MPa over the entire plate width direction.
On the other hand, the tensile strength of the steel sheet produced in Comparative Example 1 was about 1470 MPa in the central portion of the plate width, but about 1550 MPa in the edge portion, and non-uniformity of the tensile strength was observed.
Further, the tensile strength of the steel sheet produced in Comparative Example 2 was about 1350 MPa in the central portion of the plate width and about 1400 MPa in the edge portion, and a decrease in tensile strength and non-uniformity were observed.
Further, the tensile strength of the steel sheet produced in Comparative Example 3 was about 1470 MPa in the central portion of the plate width, but about 1520 MPa in the edge portion, and non-uniformity of the tensile strength was observed.
When there is a difference of 30 MPa or more in the tensile strength between the central portion and the edge portion of the steel plate width, it is judged that there is non-uniformity in the tensile strength.
From this, it was shown that by applying the present invention, it is possible to prevent the deterioration and non-uniformity of the characteristics of the steel sheet due to the decrease and non-uniformity of the cooling rate in the vicinity of the restraint roll.

＜反り量の評価＞
本発明例１、２及び比較例１、２、３において測定した鋼板の反り量の結果を図１１に示す。
本発明例１、２及び比較例１、２、３では、ともに鋼板の反り量は同程度であり、本発明のように拘束ロールに溝を備えていても、焼入れ時の鋼板の変形を防止できることが確認された。<Evaluation of warpage amount>
The results of the amount of warpage of the steel sheet measured in Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples 1, 2 and 3 are shown in FIG.
In Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples 1, 2 and 3, the amount of warpage of the steel sheet is about the same, and even if the restraint roll is provided with a groove as in the present invention, deformation of the steel sheet during quenching is prevented. It was confirmed that it could be done.

本発明によって、焼入れ時に金属板に発生する形状不良を抑制しつつ、金属板の冷却速度の低下を抑えながら、金属板の板幅方向の冷却速度を均一にすることができる、焼入れ装置、焼入れ方法及び前記焼入れ方法を用いる鋼板の製造方法を提供することが可能である。 According to the present invention, a quenching device and quenching capable of suppressing a shape defect that occurs in a metal plate during quenching, suppressing a decrease in the cooling rate of the metal plate, and making the cooling rate of the metal plate in the width direction uniform. It is possible to provide a method and a method for producing a steel plate using the quenching method.

１ 水槽
２ 水
３ シールロール
４ 噴出装置
５ 金属板
６ シンクロール
７ 拘束ロール
７Ａ 拘束ロール
７Ｂ 拘束ロール
７Ｘ 拘束ロール
７ａ 溝
１４、２４ ノズル
１４ａ、２４ａ 隣接ノズル
１４ｂ、２４ｂ 隣接ノズル
３４、４４ ノズルユニット
３４ａ、４４ａ 入側ノズルユニット
３４ｂ、４４ｂ 出側ノズルユニット1 Water tank 2 Water 3 Seal roll 4 Ejector 5 Metal plate 6 Sink roll 7 Restraint roll 7A Restraint roll 7B Restraint roll 7X Restraint roll 7a Groove 14, 24 Nozzle 14a, 24a Adjacent nozzle 14b, 24b Adjacent nozzle 34, 44 Nozzle unit 34a , 44a Input side nozzle unit 34b, 44b Out side nozzle unit

Claims (7)

高温の金属板を浸漬させる液体を収容した槽と、
少なくとも一部が前記槽の液体中に設けられ、前記金属板の両面に前記液体を噴射する複数のノズルを備えた噴出装置と、
前記噴出装置の入側端部と出側端部との間に設けられ、前記金属板を両面から挟みつける拘束ロールとを備え、
前記噴出装置は、少なくとも前記拘束ロールに隣接するノズルが、前記金属板に対して垂直方向から前記拘束ロールの方へ傾斜しており、
前記拘束ロールが、ロール表面に、前記隣接するノズルから噴出された液体を前記金属板の長手方向に逃がす溝を有し、
前記溝の幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、深さが５ｍｍ以上３０ｍｍ以下で、前記拘束ロールの軸線方向に沿った溝の間隔が５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、焼入れ装置。 A tank containing a liquid for immersing a high-temperature metal plate,
An ejection device having at least a part of the liquid in the tank and having a plurality of nozzles for injecting the liquid on both sides of the metal plate.
It is provided between the inlet side end portion and the outlet side end portion of the ejection device, and is provided with a restraint roll for sandwiching the metal plate from both sides.
In the ejection device, at least the nozzle adjacent to the restraint roll is inclined from the direction perpendicular to the metal plate toward the restraint roll.
The restraining roll, the roll surface, the liquid ejected from the adjacent nozzles have a groove to escape in the longitudinal direction of the metal plate,
A quenching device having a groove width of 10 mm or more and 50 mm or less, a depth of 5 mm or more and 30 mm or less, and a groove interval of 50 mm or more and 200 mm or less along the axial direction of the restraint roll. 前記溝が前記拘束ロールの軸を囲う輪形であり、前記輪形を含む平面が前記拘束ロールの軸に対して垂直である、請求項１に記載の焼入れ装置。 The quenching apparatus according to claim 1, wherein the groove has a ring shape surrounding the axis of the restraint roll, and the plane including the ring shape is perpendicular to the axis of the restraint roll. 前記溝が前記拘束ロールの軸を囲う輪形であり、前記輪形を含む平面が前記拘束ロールの軸に対して斜めである、請求項１に記載の焼入れ装置。 The quenching apparatus according to claim 1, wherein the groove has a ring shape surrounding the shaft of the restraint roll, and the plane including the ring shape is oblique to the shaft of the restraint roll. 前記溝が前記拘束ロールの軸を中心とする螺旋状である、請求項１に記載の焼入れ装置。 The quenching apparatus according to claim 1, wherein the groove is spiral around the axis of the restraint roll. 前記拘束ロールに隣接するノズルの液体噴出方向と前記金属板の成す角度が２０°以上６０°以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の焼入れ装置。 The quenching apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the liquid ejection direction of the nozzle adjacent to the restraint roll and the angle formed by the metal plate are 20 ° or more and 60 ° or less. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の焼入れ装置を用いて急冷焼入れを行う、焼入れ方法。 A quenching method in which quenching is performed using the quenching apparatus according to any one of claims 1 to 5. 鋼板を製造する際に、請求項６に記載の焼入れ方法を用いる、鋼板の製造方法。 A method for producing a steel sheet, which uses the quenching method according to claim 6 when producing the steel sheet.
JP2020506833A 2018-10-25 2019-10-23 Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method Active JP6879428B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018200738 2018-10-25
JP2018200738 2018-10-25
PCT/JP2019/041433 WO2020085352A1 (en) 2018-10-25 2019-10-23 Quenching device, quenching method, and metal plate production method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020085352A1 JPWO2020085352A1 (en) 2021-02-15
JP6879428B2 true JP6879428B2 (en) 2021-06-02

Family

ID=70331682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020506833A Active JP6879428B2 (en) 2018-10-25 2019-10-23 Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6879428B2 (en)
CN (1) CN112912522A (en)
WO (1) WO2020085352A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114672627B (en) * 2022-03-21 2022-12-09 东北大学 Symmetrical constraint roller type quenching device and quenching method for heat treatment reinforced aluminum alloy plate

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4238260B2 (en) * 2006-09-19 2009-03-18 新日本製鐵株式会社 Steel plate cooling method
CN101993995B (en) * 2010-11-26 2012-05-30 首钢总公司 Water quenching and cooling method and device for ultrahigh-strength strip steel
WO2016084283A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-02 Ｊｆｅスチール株式会社 Method for manufacturing metal plates and quenching device
JP6308287B2 (en) * 2015-12-28 2018-04-11 Ｊｆｅスチール株式会社 Rapid quenching apparatus and quench quenching method
JP6455421B2 (en) * 2015-12-28 2019-01-23 Ｊｆｅスチール株式会社 Rapid quenching apparatus and quench quenching method
JP6624113B2 (en) * 2017-02-21 2019-12-25 Ｊｆｅスチール株式会社 Quenching and quenching equipment
KR101977466B1 (en) * 2017-05-25 2019-05-13 주식회사 포스코 Apparatus for cooling strip

Also Published As

Publication number Publication date
CN112912522A (en) 2021-06-04
JPWO2020085352A1 (en) 2021-02-15
WO2020085352A1 (en) 2020-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6477852B2 (en) Rapid quenching apparatus and quench quenching method
KR101987566B1 (en) Method for manufacturing metal sheet and rapid quenching unit
EP2450117B1 (en) Use of a cooling device, manufacturing device, and manufacturing method for hot-rolled steel sheet
WO2017115742A1 (en) Rapid cooling quenching device and rapid cooling quenching method
JP6687084B2 (en) Quenching and quenching apparatus, quenching and quenching method, and method for manufacturing metal plate product
JP6879428B2 (en) Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method
JP5673530B2 (en) Hot rolled steel sheet cooling apparatus, cooling method, manufacturing apparatus, and manufacturing method
JP6455421B2 (en) Rapid quenching apparatus and quench quenching method
JP6879429B2 (en) Quenching equipment, quenching method, and steel sheet manufacturing method
JP6870701B2 (en) Steel sheet cooling method, steel sheet cooling device and steel sheet manufacturing method
JP5663848B2 (en) Hot-rolled steel sheet cooling device and operation control method thereof
JP5613997B2 (en) Hot-rolled steel sheet cooling device, hot-rolled steel sheet manufacturing apparatus and manufacturing method
WO2020203261A1 (en) Quenching device and metal sheet manufacturing method
JP7103511B2 (en) Metal band quenching device, metal band quenching method, and manufacturing method of metal band products
JP7306590B1 (en) Quenching equipment, continuous annealing equipment, quenching method, steel sheet manufacturing method, and plated steel sheet manufacturing method
JP7355251B2 (en) Metal plate quenching equipment, continuous annealing equipment, metal plate quenching method, cold rolled steel plate production method, and galvanized steel plate production method
WO2022163044A1 (en) Metal sheet quench-hardening apparatus and quench-hardening method, and steel sheet production method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210330

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210412

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6879428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250