JPS6321731B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野 この発明は、冷延鋼帯の連続焼鈍法および連続
焼鈍設備に関し、とくに該鋼帯の連続焼鈍設備内
における蛇行やヒツトバツクルの発生を効果的に
阻止しようとするものである。 技術背景 一般に、冷延鋼帯の連続焼鈍炉としては、設備
設置面積や設備費などの面から堅型炉が使用され
ている。かような堅型連続焼鈍炉においては、第
１図に示すように、鋼帯Ｓの搬送装置として多数
のハースロール１が炉２の上、下部にそれぞれ列
設されていて、鋼帯Ｓはこれらの上下ハースロー
ル群に順次に巻がけられて迂曲通板する間に、所
望の材料特性を得るのに必要な所定の熱処理が施
されるしくみになつている。 ところが上記の如くして鋼帯を炉内で連続熱処
理する場合、鋼帯の形状や炉内での張力バランス
または温度条件などによつては、鋼帯に蛇行が生
じて円滑な操業ができなくなることがある。この
ためかかる蛇行を防止すべく、ハースロールとし
ては、第２図ａおよびｂに示したようなクラウン
を付したロール１′，１″が一般に使用されてい
る。これはクラウンロールのセンタリング力すな
わち鋼帯をロール幅方向中心へ移動させようとす
る力によつて蛇行を修正させようとするものであ
る。しかしながらこのセンタリング力が強過ぎる
と、鋼帯はその幅方向に座屈を生じ、いわゆるヒ
ートバツクルと呼ばれる欠陥が発生する。 従つて蛇行ならびにヒートバツクルの発生を共
に防止するためには、両者が発生しないような適
正量のクラウンを予め付与しておく必要があると
ころ、かかるヒートバツクルの発生要因は多岐に
わたり、たとえば鋼帯の熱処理温度が高い程、ま
た板幅が大きく、板厚が小さい程、さらには通板
速度が大きい程ヒートバツクルは発生し易くなる
ため、適正なクラウン量の選定は極めて困難だつ
たのである。 従来技術とその問題点 上記した如きクラウン量の問題の解決策とし
て、たとえば実開昭55―172359号公報、特開昭57
―177930号公報および実開昭58―105464号公報な
どにおいて、クラウンを可変としたハースロール
が提案されている。 しかしながらクラウン量を制御するには、ハー
スロール毎に、クラウン量を測定するための装置
やこの測定結果に基いてクラウン量をコントロー
ルするための装置などを必要とするので、多大の
費用がかかるほか、応答性が遅いところにも問題
があつた。 ところで深絞り用冷延鋼帯としては、一般にＣ
量が0.1％以下の低炭素鋼が用いられ、ことに最
近では溶製技術の進歩によつてＣ量が0.005％以
下程度にも低減した極低炭素鋼も、深絞り用鋼板
の素材として使用されるようになつてきたが、こ
れらの深絞り用冷延鋼板は、800℃以上の温度に
加熱される高温焼鈍材であつてヒートバツクルが
発生し易く、かかる傾向は極低炭素となるに従つ
て著しい。 また最近ではぶりき用原板として、板厚0.2mm
以下の極薄材の需要が高まつているが、かかる極
薄材においても、上記の要請に応じて通板速度を
高くするにつれてヒートバツクルが発生し易くな
るところに問題を残していたのである。 また、極低炭素鋼を素材とした軟質ぶりき用原
板においてもヒートバツクルの問題があつた。 発明の目的 この発明は、上記の諸問題を有利に解決するも
ので、焼鈍炉内における蛇行の発生はいうまでも
なく、製品の歩留りや品質に及ぼす悪影響が殊の
外大きいヒートバツクルの発生を効果的に防止す
ることができる冷延鋼帯の連続焼鈍法を、その実
施に用いて好適な連続焼鈍設備に併せて提案する
ことを目的とする。 解決手段の解明経緯 第３図に、ぶりき原板の連続熱処理に用いて好
適とされる従来の連続焼鈍炉を模式で示す。図中
番号３は加熱帯、４は均熱帯、５は徐冷帯、そし
て６は急冷帯であり、鋼板Ｓは、かような加熱帯
３、均熱帯４、徐冷帯５および急冷帯６を順次に
通板する間に、所定の熱処理が施されるわけであ
る。 さて第４図ａ，ｂにそれぞれ、上記の連続焼鈍
炉を用いた場合における鋼帯の蛇行およびヒート
バツクルの発生頻度について調べた結果を、加熱
帯前半部、同後半部、均熱帯、徐冷帯および急冷
帯毎にハースロールのクラウン量との関係で示
す。 同図より、ヒートバツクルは、加熱帯後半部、
均熱帯および徐冷帯などの高温帯域で発生し易
く、一方蛇行は逆にこれらの高温帯域では発生し
にくいことがわかる。 次に第５図に、主に深絞り用鋼帯を対象とした
従来の連続焼鈍炉を含む連続焼鈍ラインを模式で
示す。同図に示したところにおいて鋼帯Ｓは、ベ
イオフリール７，７′で巻戻され、ついでウエル
ダーや洗浄装置などの入側設備８にて前処理を施
されたのち、入側ルーパ９を経て連続焼鈍炉１０
内に送り込まれる。この連続焼鈍炉１０において
鋼帯Ｓは、予熱帯１１、加熱帯１２、均熱帯１
３、第１次冷却帯１４、第２次冷却帯１５、過時
効処理帯１６および第３次冷却帯１７を順次に通
過する間に所定の熱処理が施され、ついで出側ル
ーパ１８を経てからシヤーなどの出側処理装置１
９にて後処理が施されたのち、テンシヨンリール
２０，２０′にて巻取られるしくみになつている。 かかる連続焼鈍炉にて、深絞り用鋼帯に熱処理
を施した場合のヒートバツクル発生率について調
べた結果を、第６図に示す。同図において横軸は
鋼帯の加熱温度、または縦軸は全処理コイル数に
対するヒートバツクル発生コイル数の百分率であ
る。 同図より明らかなように、鋼帯の温度が780℃
以下ではヒートバツクルの発生は皆無であるが、
780℃を超えると温度が高くなるに従つてヒート
バツクルが急激に発生するようになることがわか
る。 また第７図には、同様にして極低炭素鋼を素材
としたぶりき用原板（板厚0.2〜0.3mm）に熱処理
を施した場合におけるヒートバツクルの発生状況
についての調査結果を示す。 第７図から明らかなように、極低炭素ぶりき用
原板も深絞り鋼板と同様に、処理温度の低下に伴
つてヒートバツクルの発生は激減し、とくに700
℃以下では皆無であつた。 以上の実験結果から、発明者らは、ヒートバツ
クルならびに蛇行の防止につき鋭意検討を重ねた
結果、蛇行防止には大きな効力を発揮するハース
ロールも炉の高温帯域ではヒートバツクルを発生
させる大きな要因（その他サーマルクラウン、高
温での材質強度の低下、通板速度および鋼帯の熱
膨張などが微妙に影響していると考えられる）と
なつていることから、炉の高温帯域は、かような
ハースロールを排除した横型炉とする一方、かか
るおそれのない低温帯域についてはハースロール
を内蔵した堅型炉とし、しかもとくに上記横型炉
の入側および出側の鋼帯温度を適切に制御するこ
とによつて、所期した目的が極めて有効に達成さ
れ得ることを究明したのである。 発明の構成 この発明は、上記の知見に由来するものであ
る。 すなわちこの発明は、加熱帯、均熱帯および冷
却帯を順次に形成しつつ堅型炉、横型炉ついで堅
型炉と連なる連続焼鈍設備によつて冷延鋼帯に連
続焼鈍処理を施すに当り、該鋼帯の横型炉への導
入ならびに導出を該鋼帯にヒートバツクルが発生
しない温度下に行うことを特徴とする冷延鋼帯の
連続焼鈍法である。 またこの発明は、加熱帯、均熱帯および冷却帯
をそなえる連続焼鈍設備であつて、該加熱帯およ
び冷却帯をそれぞれ低温部と高温部とに分割し、
低温帯域である低温部加熱帯ならびに低温部冷却
帯をそれぞれ堅型炉、一方高温帯域である高温部
加熱帯、均熱帯および高温部冷却帯をそれぞれ横
型炉としたことを特徴とする冷延鋼帯の連続焼鈍
設備である。 なお、この発明に係る連続焼鈍設備における熱
処理帯域としては、上掲した加熱帯、均熱帯およ
び冷却帯に加え、予熱帯を加熱帯の前に配置する
こともできる。 以下この発明を具体的に説明する。 まずこの発明に従う連続焼鈍設備について説明
すると、第８図に、深絞り用冷却鋼帯を対象とし
た連続焼鈍設備の好適実施例を示し、図中番号２
１は予熱帯、２２は低温部加熱帯、そして２３が
高温部加熱帯ついで均熱帯と続く横型炉からなる
高温部加熱・均熱帯、また２４は引続いて横型の
まま連なり高温部冷却帯をなす第１次冷却帯であ
つて、これらの横型炉２３，２４は、予熱帯２１
および低温部加熱帯２２をなす堅型炉の上部に配
設されている。そして２５は第２次冷却帯、２６
は過時効処理帯、２７は第３次冷却帯であつてい
ずれも堅型炉からなる。 さてかかる連続焼鈍設備において、鋼帯Ｓは、
たとえば第９図に記号Ａで示したようなヒートパ
ターンに従つて熱処理が施され、所定の材料特性
が付与されることになる。すなわち鋼帯Ｓは、ま
ず熱帯２１ついで低温部加熱帯２２と通過してあ
る温度に昇温してから、これらの炉帯の上部に配
置された横型炉である高温部加熱・均熱帯２３に
導入されて所定の熱処理が施され、引続き第１次
冷却帯２４に導かれて所定の温度まで降温されて
から再び堅型炉である第２次冷却部体２５、過時
効処理帯２６ついで第３次冷却帯２７を経ること
により、所望の材料特性が付与されるわけであ
る。 ここで横型炉２３，２４の入側および出側にお
ける鋼帯温度は、前掲第６図に示した結果を見れ
ば明らかなように780℃以下の温度とすることが
ヒートバツクル防止の観点から必要である。 なお加熱手段としては、加熱・均熱帯２２，２
３ではラジアントチユーブ式バーナが、また予熱
帯２１では上記加熱・均熱帯２２，２３からの排
ガスによる直接加熱もしくは排ガスと熱交換せし
めた空気による加熱が好ましく、一方冷却手段と
しては、第１，２および３次冷却帯２４，２５，
２７については雰囲気ガスによるガスジエツト式
冷却が、また過時効処理帯２６では電熱ヒータ
や、ラジアントチユーブによる輻射式加熱が望ま
しい。 かかる深絞り用冷延鋼帯の焼鈍に用いて好適な
連続焼鈍設備の別の実施例を第１０図に示す。こ
の１０図に示したタイプにするか、それとも前掲
第８図に示したタイプにするかは、加熱速度や横
型炉入側温度などをどの程度とするかによつて決
定されるものである。 次に第１１図に、極低炭素鋼を素材とする深絞
り用冷延鋼帯を対象とした連続焼鈍設備の好適実
施例を示す。この好適例において、後半の堅型炉
が第２次冷却帯２５′のみからなる点を除いて、
構成の骨子は前掲第１０図に示した設備と共通す
る。 第１１図に示したところにおいて、鋼帯Ｓは、
前掲第９図にＢで示したようなヒートパターンに
従つて、順次に予熱帯２１、低温部加熱帯２２、
高温部加熱・均熱帯２３、高温部冷却帯２４つい
で低温部冷却帯２５′を通つて熱処理されること
により、所望の材料特性が付与されることにな
る。ここで鋼帯Ｓの横型炉２３，２４の入側およ
び出側における温度は、やはり780℃以下とする
必要がある。 さらに第１２図には、極低炭素鋼を素材とした
ぶりき用原板および板厚0.2mm以下のぶりき原板
などの極薄材の焼鈍に用いて好程な連続焼鈍設備
の他の実施例を示す。 この例で構成の骨子は、前掲第１１図に示した
ものとほぼ一致するが、横型炉の第１次冷却帯２
４が徐冷帯、引続く堅型炉の第２次冷却帯２５が
急冷帯になつている。 さてかかる設備において鋼帯Ｓは、たとえば前
掲第９図にＣで示したようなヒートパターンに従
つて熱処理が施されるわけであるが、かような鋼
種においては横型炉２３，２４への入側および出
側における鋼帯温度を、前掲第７図に示したとお
りヒートバツクル発生のない700℃以下に制御す
ることが必要である。 このようにこの発明法においては、横型炉への
鋼帯の導入ならびに導出をヒートバツクルの発生
のない温度で行うことが肝要なわけであるが、か
かる温度は材質や板厚によつて大きく変化するの
で、一義的に定めることはできない。 ところでこの発明では、連続焼鈍における高温
帯域を横型炉とする一方、その前後の低温帯域は
堅型炉とすることで、高温帯域におけるヒートバ
ツクルおよび蛇行の発生を防止するわけである
が、横型炉入口部および出口部のロールをステア
リングロールとすることによつて、さらに蛇行防
止の実効を上げることができる。 また横型炉において、鋼帯の垂下量が問題とな
る場合には、適宜サポートロールやフローターな
どを設置すればよい。 なお上掲した実施例ではいずれも、予熱帯をそ
なえる場合について主に説明したが、予熱帯がな
くても差し支えないのはいうまでもない。 次にこの発明に従う焼鈍方法の実施例について
説明する。 第８図に示した連続焼鈍設備を用いて極低炭素
鋼を素材とした下表１のサイズになる深絞り用冷
延鋼帯を、同じく表１に示したとおり高温部の加
熱・均熱帯および一次冷却帯の導入・導出温度お
よび、ラインスピードを種々変更した通板条件下
に40コイル宛の焼鈍を施した。 かかる焼鈍処理中におけるヒートバツクルおよ
び蛇行の発生状況について調べた結果を表１に併
記する。

【表】 表１に示した成績から明らかなように、780℃
以上の高温域を横型炉にて、加熱・均熱および一
次冷却することによつてヒートバツクルは防止で
きた。また、ヒートバツクルの発生しにくい、低
温域堅型炉のハースロールクラウン量を大きくと
り、横型炉の導入、導出部分に、ステアリング装
置を設けることで蛇行も防止できた。 以上述べたようにこの発明に従い、高温帯域を
横型炉とする一方、低温帯域は堅型炉とすること
により、ヒートバツクルならびに蛇行の発生を効
果的に防止することができるが、その他の効果に
ついては次のとおりである。 (1) 連続焼鈍設備の設置面積を削減することがで
きる。 (2) ヒートバツクルの発生を懸念することなしに
通板速度を上げることができるので、生産性が
向上する。 (3) 従来とくに高温帯域において張力変動が問題
とされたが、かかる高温帯域を横型炉としたこ
とにより鋼帯の垂下量によつて張力変動を緩和
できる。 (4) 高温帯域でとくに入り易いビツクアツプ疵す
なわち鋼帯表面の異物がハースロールに付着、
堆積し、これが鋼帯に転写されて生じる疵を低
減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、堅型連続焼鈍炉の模式図、第２図
ａ，ｂはそれぞれクラウンロールの正面図、第３
図は、従来のぶりき原板用の連続焼鈍設備の模式
図、第４図ａ，ｂはそれぞれ、鋼帯の蛇行および
ヒートバツクルの発生頻度に及ぼすハースロール
のクラウン量の影響を、加熱帯前半部、同後半
部、均熱帯、徐冷帯および急冷帯毎に調べた結果
を比較して示したグラフ、第５図は、従来の深絞
り用冷延鋼帯用の連続焼鈍設備の模式図、第６図
は、深絞り用冷延鋼帯の焼鈍温度とヒートバツク
ル発生率との関係を示したグラフ、第７図は、極
低炭素鋼を素材とするぶりき用原板における焼鈍
温度とヒートバツクル発生率との関係を示したグ
ラフ、第８図および第１０図はいずれも深絞り用
冷延鋼帯を対象としたこの発明に従う連続焼鈍設
備の模式図、第９図は、この発明法に従う鋼帯の
ヒートパターンを示した図、第１１図は、極低炭
素鋼を素材とする深絞り用冷延鋼帯を対象とした
連続焼鈍設備の模式図、第１２図は、極低炭素お
よび極薄のぶりき用原板の焼鈍に用いて好適な連
続焼鈍設備の模式図である。 ２１…予熱帯、２２…低温部加熱帯、２３…高
温部加熱・均熱帯、２４…第１次冷却帯、２５…
第２次冷却帯、２６…過時効処理帯、２７…第３
次冷却帯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加熱帯、均熱帯および冷却帯を順次に形成し
   つつ堅型炉、横型炉ついで堅型炉と連なる連続焼
   鈍設備によつて冷延鋼帯を連続焼鈍処理を施すに
   当り、該鋼帯の横型炉への導入ならびに導出を該
   鋼帯にヒートバツクルが発生しない温度で行うこ
   とを特徴とする冷延鋼帯の連続焼鈍法。 ２ 加熱帯、均熱帯および冷却帯をそなえる連続
   焼鈍設備であつて、該加熱帯および冷却帯をそれ
   ぞれ低温部と高温部とに分割し、低温帯域である
   低温部加熱帯ならびに低温部冷却帯をそれぞれ堅
   型炉、一方高温帯域である高温部加熱帯、均熱帯
   および高温部冷却帯をそれぞれ横型炉としたこと
   を特徴とする冷延鋼帯の連続焼鈍設備。 ３ 冷却帯が、横型炉の第１次冷却帯と、堅型炉
   の第２次冷却帯、過時効処理帯および第３次冷却
   帯とからなる特許請求の範囲第２項記載の連続焼
   鈍設備。 ４ 冷却帯が、横型炉の徐冷帯と、堅型炉の急冷
   帯とからなる特許請求の範囲第２項記載の連続焼
   鈍設備。 ５ 横型炉入側および出側における導入および導
   出ロールが、ステアリングロールである特許請求
   の範囲第２，３または４項記載の連続焼鈍設備。