(57)【要約】【課題】高温の鋼板の急冷時に鋼板に発生する形状不良を抑制しつつ、所望の材質特性を有する鋼板の冷却方法および鋼板の製造方法ならびに鋼板の冷却設備を提供することを課題とする。【解決手段】鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷とするとともに、鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷とし、かつ、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を、鋼板搬送方向に沿って複数の冷却領域とし、前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする。【選択図】図１
2020105630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続焼鈍ラインの冷却帯で用いられる鋼板の冷却方法であって、
鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷とするとともに、鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷とし、
かつ、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を、鋼板搬送方向に沿って複数の冷却領域とし、前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする鋼板の冷却方法。
【請求項２】
連続焼鈍ラインの冷却帯で用いられる鋼板の冷却方法であって、
鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷とするとともに、鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷とし、
かつ、鋼板搬送方向に沿って、前記鋼板搬送方向上流側の領域を１つの緩冷の冷却領域とするとともに、前記鋼板搬送方向下流側の領域を１つの急冷の冷却領域とし、
前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする鋼板の冷却方法。
【請求項３】
前記緩冷では、鋼板のマルテンサイト変態開始温度より高い温度まで冷却する請求項１または２に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項４】
鋼板のマルテンサイト変態開始温度以上の温度から前記急冷での鋼板の冷却を開始し、前記急冷では、鋼板のマルテンサイト変態終了温度以下の温度まで冷却する請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項５】
前記緩冷において、冷却前の組織から１０％以上の組織変態を進行させないように冷却する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項６】
前記緩冷は、気体、液体、および気体と液体の混合物のうちから選択されるいずれか１種の冷媒を鋼板に噴射する請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項７】
前記急冷は、冷却液を鋼板に噴射する請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項８】
鋼板を板厚方向に押さえつけるロールによって、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を区分する請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法。
【請求項９】
前記冷却領域において、下記式（１）を満たす条件で冷却を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法。
【数１】
2020105630.tif 000025
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の鋼板の冷却方法を用いる、鋼板の製造方法。
【請求項１１】
連続焼鈍ラインの冷却帯で用いられる鋼板の冷却装置であって、
鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷として鋼板を冷却する緩冷却装置と、
鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷として鋼板を冷却する急冷装置とを備え、
前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を、鋼板搬送方向に沿って複数の冷却領域とし、前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする鋼板の冷却設備。
【請求項１２】
鋼板を板厚方向に押さえつけるロールによって、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を区分する請求項１１に記載の鋼板の冷却設備。
【請求項１３】
前記緩冷却装置は、鋼板表裏面に設置されて、気体、液体、および気体と液体の混合物のうちから選択されるいずれか１種である冷媒を噴射する冷媒噴射装置を備え、
前記急冷装置は、表裏面に設置されて、冷却液を噴射する冷却液噴射装置を備える請求項１１または１２に記載の鋼板の冷却設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続焼鈍ラインの冷却帯を通板しながら鋼板の冷却を行う、鋼板の冷却方法および鋼板の製造方法ならびに鋼板の冷却設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板を製造する際には、連続焼鈍設備において、加熱後に鋼板を冷却し、相変態を起こさせるなど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、高張力鋼板（ハイテン）の適用が進んでおり、そのような需要動向に対応するために、高張力鋼板の製造に有利な急速冷却（急冷）技術の重要性が増している。最も冷却速度が速い水焼入れ法としては、加熱された高温の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し、急冷を行う方法が一般的である。しかしながら、その急冷の際に、鋼板に反りや波状変形などの面外変形による形状不良が発生することが、問題となっている。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１では、連続焼鈍炉での急冷焼入時に生じる鋼板の波状変形を抑制するために、急冷焼入工程に付される鋼板の張力を変えることができる張力変更手段として、ブライドルロールを急冷焼入部前後に設ける手法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、焼入れ開始点（冷却開始点）において、鋼板幅方向で圧縮方向の熱応力が発生し、鋼板が座屈することによって形状不良が発生することに着目し、冷却により板幅方向での圧縮応力が発生している領域またはその近傍領域で、鋼板両面側から拘束することにより面外変形を抑制する手法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３では、急冷焼入れ装置内に一対の拘束ロールを配置し、この拘束ロールで鋼板を両面側から拘束することにより、面外変形を抑制する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８４７７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２７７８３３号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１６／０８４２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、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った。また、高温の鋼板に接触する急冷焼入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するため、ブライドルロールと鋼板がブライドルロールの幅方向に不均一に接触し、その結果、鋼板に座屈や疵が発生し、鋼板形状を改善することができないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された方法では、ピンチロールが１対しかなく、鋼板の形状矯正効果が小さいと考えられる。
【０００９】
また、特許文献３の急冷焼入れ装置を用いると、急冷時の鋼板の変形を防止できるものの、冷却水を噴射する噴射装置を鋼板が通過する際に、一時的に鋼板の冷却速度が低下することで、鋼板の特性が低下する。具体的には、鋼板の冷却速度の低下に起因して、所望の鋼板の材料特性、例えば所望の引張強度を有する鋼板が得られない場合がある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みて完成されたものであって、高温の鋼板の急冷時に鋼板に発生する形状不良を抑制しつつ、所望の材質特性を有する鋼板の冷却方法および鋼板の製造方法ならびに鋼板の冷却設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課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。
【００１２】
Ｍｓ点からＭｆ点にかけてマルテンサイト変態が生じるが、この温度域での鋼板の冷却速度が低下すると、鋼板の材料特性（例えば引張強度）も低下する。なお、Ｍｓ点とはマルテンサイト変態が開始する温度（マルテンサイト変態開始温度）のことであり、Ｍｆ点とはマルテンサイト変態が終了する温度（マルテンサイト変態終了温度）のことである。
【００１３】
材料特性を維持するためには、Ｍｓ点以下の冷却速度を維持する必要があるが、Ｍｓ点より高い温度については、浸漬冷却程度の冷却速度が必要ではなく、マルテンサイト以外の強度が低い組織である、フェライト、パーライト、ベイナイトが生じない程度の冷却速度で十分である。
【００１４】
一方、冷却速度が大きいと、熱収縮が大きいため、鋼板が変形し、製品形状が劣化する。熱収縮を小さくするためには、鋼板長手方向の温度勾配を小さくすることが重要であり、そのため、鋼板長手方向において、段階的に冷却速度を増加させると良い。
【００１５】
冷却速度を段階的に変化させる際、冷却領域（冷却エリア）を区分するため、鋼板を押さえつけるロールを設置することが好ましい。ロールを使用することにより、鋼板上での冷却エリア間の冷媒移動を抑制することができ、また、ロールで鋼板を押さえつけることができるので、鋼板の変形を抑制する効果も期待できる。
【００１６】
以上より、本発明者らは、急冷前に、必要かつ十分な冷却速度でＭｓ点より高い温度まで鋼板を冷却し、Ｍｓ点以下では急冷を行うことにより、熱収縮により鋼板に与えられる応力を抑制し、形状不良（変形）を抑制しつつ、所望の引張強度等の材質特性を有する鋼板を製造することができると考えた。
【００１７】
本発明は上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は次のとおりである。
［１］連続焼鈍ラインの冷却帯で用いられる鋼板の冷却方法であって、
鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷とするとともに、鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷とし、
かつ、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を、鋼板搬送方向に沿って複数の冷却領域とし、前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする鋼板の冷却方法。
［２］連続焼鈍ラインの冷却帯で用いられる鋼板の冷却方法であって、
鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷とするとともに、鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷とし、
かつ、鋼板搬送方向に沿って、前記鋼板搬送方向上流側の領域を１つの緩冷の冷却領域とするとともに、前記鋼板搬送方向下流側の領域を１つの急冷の冷却領域とし、
前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする鋼板の冷却方法。
［３］前記緩冷では、鋼板のマルテンサイト変態開始温度より高い温度まで冷却する［１］または［２］に記載の鋼板の冷却方法。
［４］鋼板のマルテンサイト変態開始温度以上の温度から前記急冷での鋼板の冷却を開始し、前記急冷では、鋼板のマルテンサイト変態終了温度以下の温度まで冷却する［１］〜［３］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
［５］前記緩冷において、冷却前の組織から１０％以上の組織変態を進行させないように冷却する、［１］〜［４］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
［６］前記緩冷は、気体、液体、および気体と液体の混合物のうちから選択されるいずれか１種の冷媒を鋼板に噴射する［１］〜［５］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
［７］前記急冷は、冷却液を鋼板に噴射する［１］〜［６］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
［８］鋼板を板厚方向に押さえつけるロールによって、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を区分する［１］〜［７］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
［９］前記冷却領域において、下記式（１）を満たす条件で冷却を行うことを特徴とする［１］〜［８］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法。
【００１８】
【数１】
2020105630.tif 000003
【００１９】
［１０］［１］〜［９］のいずれかに記載の鋼板の冷却方法を用いる、鋼板の製造方法。
［１１］連続焼鈍ラインの冷却帯で用いられる鋼板の冷却装置であって、
鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板の冷却速度を緩冷として鋼板を冷却する緩冷却装置と、
鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板の冷却速度を急冷として鋼板を冷却する急冷装置とを備え、
前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を、鋼板搬送方向に沿って複数の冷却領域とし、前記鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が前記鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上とする鋼板の冷却設備。
［１２］鋼板を板厚方向に押さえつけるロールによって、前記鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を区分する［１１］に記載の鋼板の冷却設備。
［１３］前記緩冷却装置は、鋼板表裏面に設置されて、気体、液体、および気体と液体の混合物のうちから選択されるいずれか１種である冷媒を噴射する冷媒噴射装置を備え、
前記急冷装置は、表裏面に設置されて、冷却液を噴射する冷却液噴射装置を備える［１１］または［１２］に記載の鋼板の冷却設備。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、形状不良を抑制しつつ、所望の材質特性を有する鋼板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の冷却装置を示す模式図である。
【図２】図２は、引張強度１５００ＭＰａ級鋼のＣＣＴ線図を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２３】
図１は、本発明の冷却設備１００を示す模式図である。本発明の冷却設備は、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る。なお、図１中の矢印は、鋼板Ｓの搬送方向を示す。
【００２４】
本発明の冷却設備１００は、緩冷却装置１と急冷装置２とを備える。連続的に通板しながら加熱、均熱、冷却および再加熱を行う連続焼鈍炉の均熱帯から排出された高温の鋼板Ｓが、緩冷却装置１にて冷却された後、急冷装置２にて冷却される。なお、急冷装置２での冷却後、鋼板Ｓはロール６により搬送方向が変更されて、後工程に導かれる。
【００２５】
本発明では、緩冷却装置１は、鋼板搬送方向上流側の領域における鋼板Ｓの冷却速度を緩冷として鋼板Ｓを冷却する。急冷装置２は、鋼板搬送方向下流側の領域における鋼板Ｓの冷却速度を緩冷として鋼板Ｓを冷却する。
【００２６】
本発明では、鋼板搬送方向上流側および下流側の領域を、鋼板搬送方向に沿って複数の冷却領域とし、鋼板搬送方向下流側の冷却領域の冷却速度が鋼板搬送方向上流側の冷却領域の冷却速度以上となるように、鋼板を冷却する。冷却速度が大きいと、熱収縮が大きいため、鋼板が変形し、製品形状が劣化する。熱収縮を小さくするためには、鋼板長手方向の温度勾配を小さくすることが重要である。本発明では、鋼板長手方向において上流側よりも下流側の冷却速度を増加させることにより、従来のような高温の鋼板の急冷時に鋼板に発生し得る形状不良を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明では、緩冷の冷却領域と急冷の冷却領域がそれぞれ１つずつの場合でも、複数の冷却領域の場合と同様に、鋼板長手方向において上流側よりも下流側の冷却速度を増加させることができ、従来のような高温の鋼板の急冷時に鋼板に発生し得る形状不良を抑制することができる。
【００２８】
冷却速度を鋼板搬送方向上流側よりも鋼板搬送方向下流側の方が大きくなるように変化させる際、複数の冷却領域（冷却エリア）を区分するため、鋼板Ｓを板厚方向に押さえつけるロール３を設置することが好ましい。例えば図１に示すように、鋼板Ｓの表裏面にロール３を設置することにより、鋼板Ｓ上での冷却エリアＺ（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４）間の冷媒移動を抑制することができ、また、ロール３で鋼板Ｓを押さえつけることができるので、鋼板の変形を抑制する効果も期待できる。ロール３の設置数（すなわち冷却エリアＺの数）については特に制限がない。なお、鋼板Ｓの表裏面に少なくとも１対のロール３を設置するのが好ましく、ロール３をオフセットさせてもよい。オフセットさせる場合は、鋼板Ｓの長手方向にロール３の直径以下となるようにオフセットさせることが好ましい。また、冷却エリア（＝ロールピッチ）の長さについては、冷却速度が速いほど変形しやすく、また、ロールピッチが短いほど変形を抑制しやすい、という２点から、緩冷側（鋼板搬送方向上流側）は冷却エリアを長くとっても鋼板の変形が生じにくくなる。したがって、緩冷側（鋼板搬送方向上流側）の冷却エリアのエリア長を長くしても、特に問題ない。
【００２９】
なお、一例として、図１では、緩冷却装置１と急冷装置２との境界に１対のロール３が設置されており、緩冷却装置１および急冷装置２において、いずれも２対のロール３が設置されている。これにより４つの冷却エリアＺ１〜Ｚ４ができ、Ｚ１もしくはＺ２の冷却速度より、Ｚ３もしくはＺ４の冷却速度の方が大きいという設定になる。
【００３０】
緩冷却装置１において緩冷する際、気体、液体、および気体と液体の混合物のうちから選択されるいずれか１種の冷媒を鋼板Ｓに噴射することが好ましい。冷媒の具体的な種類は鋼板Ｓに含有される化学成分に応じて選択すれば良い。必要以上に鋼板Ｓを酸化させたくない場合は、窒素などの不活性ガスを気体として使用すれば良い。
【００３１】
緩冷却装置１において緩冷する場合、例えば、図１に示すように、各冷却エリアＺ内に設置される冷媒噴射装置４を用いて、鋼板Ｓの表裏面に冷媒を噴射すればよい。なお、冷媒噴射装置４は冷媒を噴射するノズルを有している。図１は、冷媒噴射装置４が鋼板Ｓの表裏面および幅方向に複数設置されている一例であるが、このような配置に限定されない。
鋼板表裏面での冷却能力が同等であれば、ロール３間において冷媒噴射装置４は相対して設置する必要はない。
【００３２】
次に、緩冷却装置１で緩冷にて冷却された後の鋼板Ｓは、急冷装置２に搬送されて急冷される。急冷装置２で急冷する際、例えば、図１に示すように、各冷却エリアＺ内に設置される複数の冷却液噴射装置５を用いて、鋼板Ｓの表裏面に冷却液を噴射すればよい。なお、冷却液噴射装置５は冷却液を噴射するノズルを有している。冷却液噴射装置５は鋼板Ｓの表裏面および幅方向に複数設置され、鋼板Ｓの両面に冷却液を噴射すればよい。冷却液としては、例えば冷却水が好ましい。このように冷却液の噴射により例えば冷却液の温度まで冷却された鋼板は、次の工程へと搬送される。
【００３３】
鋼板Ｓは、緩冷却装置１および急冷装置２によって急冷されることにより熱収縮する。特に、鋼板Ｓがマルテンサイト変態を生じるような材料の場合には、鋼板Ｓの温度がマルテンサイト変態開始温度であるＭｓ点からマルテンサイト変態が終了する温度であるＭｆ点となったときに、鋼板Ｓに急激な熱収縮と変態膨張が同時に生じ、鋼板Ｓに働く応力が大きくなり、形状が崩れやすい。
【００３４】
特許文献３に記載されるように、従来技術では、焼鈍炉から出た鋼板は、炉内雰囲気で放冷された後、急冷装置で冷却される。その場合、焼鈍温度から少し温度が低下した状態から水温まで急冷されるため、非常に大きな熱収縮が生じる。
【００３５】
鋼板の変形を抑制するために、本発明では、Ｍｓ点より高い温度については、急冷装置２よりも遅い冷却速度で緩冷却装置１にて緩冷で冷却し、Ｍｓ点以上の温度から急冷装置２で急冷を行うことが好ましい。すなわち、緩冷却装置１での緩冷による鋼板Ｓの冷却は、Ｍｓ点より高い温度で行うことが好ましい。また、急冷装置２での急冷による鋼板Ｓの冷却は、鋼板ＳのＭｓ点以上の温度から急冷での鋼板の冷却を開始し、鋼板のＭｆ点以下の温度まで急冷で鋼板を冷却することが好ましい。
【００３６】
なお、Ｍｓ点やＭｆ点の温度は、鋼板の成分組成から推定することができる。例えば、引張強度１５００ＭＰａ級の鋼の場合、図２に示すようなＣＣＴ線図から、緩冷却装置１での緩冷による冷却は、４２０℃より高い温度で停止することが好ましい。急冷装置２による急冷は、４２０℃以上から開始し、５０℃以下まで冷却することが好ましい。また、鋼板の温度は、鋼板に熱電対を取り付ける等の方法により測定することができる。
【００３７】
変形を抑制し、良好な鋼板形状にするためには、前述のようにロールで区切られた冷却エリアと冷却速度を制御すれば良いが、本発明者らが解析および実験から求めた下記の判定式（１）を用いて判断すれば良い。
【００３８】
【数１】
2020105630.tif 000004
【００３９】
式（１）において、Ｖは通板速度（ｍ／ｓ）、νはポアソン比（＝０．３）、αは線膨張係数（＝１２×１０−６／℃）、Ｃｖｔは冷却速度と板厚の積（単位は℃・ｍ／ｓ）、ｋは変形係数（＝８４０）、πは円周率、Ｌはロールで区切られた冷却エリア長（単位はｍ）、ｔは板厚（単位はｍ）である。各冷却エリアにおいて上式で判定を行い、すべての冷却エリアで上式を満足するようにすれば、鋼板の変形を抑制することが可能である。
【００４０】
なお、式の導出については、以下のとおりである。
冷却により鋼板にかかる応力は下記式（２）で表される。
【００４１】
【数２】
2020105630.tif 000005
【００４２】
ここでσは応力、ΔＴは冷却前後の温度差である。また、Ｅはヤング率（Ｐａ）である。
ロール間の温度差については、ΔＴであることから、以下の式（３）で表される。
【００４３】
【数３】
2020105630.tif 000006
【００４４】
上記２式より、以下の式（４）を導き出すことができる。
【００４５】
【数４】
2020105630.tif 000007
【００４６】
また、文献：座屈設計のガイドライン作成小委員会、鋼構造シリーズ２  座屈設計ガイドライン、土木学会、１９８７年  より、以下の式（５）が知られている。
【００４７】
【数５】
2020105630.tif 000008
【００４８】
ここで、σｃｒは座屈が生じる限界応力、πは円周率である。
σ＞σｃｒで座屈が生じるため、それを回避できる条件は、以下の式（１）となる。
【００４９】
【数１】
2020105630.tif 000009
【００５０】
本発明において、緩冷却装置１での緩冷による冷却は、マルテンサイトを含めて急冷前に１０％以上の組織変態が生じないように冷却速度を制御することが望ましい。本発明において、急冷状態（急冷装置２での急冷）における組織は、１００％変態が生じたマルテンサイトであることが望ましい。したがって、緩冷において、冷却前の組織から１０％以上の組織変態を進行させないように冷却することが好ましい。図２に示す引張強度１５００ＭＰａ級鋼のＣＣＴ線図のように、例えば、この鋼については、冷却開始後、約１０秒でフェライト変態やベイナイト変態が生じ、Ｍｓ点が４２０℃である。図２に示すように、Ｍｓ点以上でも長時間が経過するとフェライト変態やベイナイト変態が生じる。したがって、そのような変態量を１０％未満にすることが好ましい。なお、図２において、焼鈍温度８５０℃だと、約１０秒でＭｓ点の４２０℃まで冷却するために、平均冷却速度が約４５℃／ｓ以上であることが好ましい。
【００５１】
なお、変態開始までの時間については、フォーマスタ等の装置で測定することが可能であり、また、緩冷却装置１と急冷装置２との間に特開平８−６２１８１号公報に記載される変態率センサを設置することにより、望ましい組織になっているかを確認しながら、急冷前の冷却速度を制御すれば良い。
【００５２】
また、緩冷却装置１での緩冷の際の冷却速度については、気体もしくは液体の流量を変化させる、流速を変化させる、混合比を変化させる、といった手法により制御すれば良い。
【００５３】
また、冷却速度が速いほど、熱収縮により鋼板Ｓが受ける応力が大きくなるため、緩冷において、下限に近い冷却速度、すなわち緩冷で変態を生じない最低限の冷却速度で冷却することが好ましい。なお、緩冷却装置１での緩冷と急冷装置２での急冷について、緩冷は１０℃／ｓ以上５００℃／ｓ未満であることが好ましく、急冷は５００〜２０００℃／ｓであることが好ましい。
【００５４】
また、図１では、鋼板通板ラインの両側にそれぞれ４つずつノズル４、５を設けた場合であるが、鋼板Ｓを両面側から冷却できればよく、鋼板Ｓ通板ラインの両側に最低２つずつ（緩冷却装置１に最低１つ、急冷装置２に最低１つ）でも、それぞれ複数設けられていてもよい。
【００５５】
以上より、本発明によれば、形状不良を抑制しつつ、所望の材質特性を有する鋼板を得ることができる。すなわち、本発明の冷却方法を鋼板の製造設備に適用することにより、形状不良を抑制しつつ、所望の材質特性を有する鋼板を製造することができる。
【実施例１】
【００５６】
以下に、本発明の更なる理解のために実施例を用いて説明する。なお、実施例はなんら本発明を限定するものではない。
【００５７】
図１の冷却設備を用いて、板厚１．０〜２．０ｍｍ、板幅１０００ｍｍ、引張強度１５００ＭＰａ級の冷延鋼板を製造した。鋼板の焼鈍炉直後の温度が８５０℃、冷却完了温度３０℃（水温）の条件で冷却を行った。なお、鋼板のＭｓ点は４２０℃、Ｍｆ点は２００℃である。
【００５８】
発明例１では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表１の条件で冷却を行った。
【００５９】
発明例２では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表２の条件で冷却を行った。
【００６０】
発明例３では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表３の条件で冷却を行った。
【００６１】
発明例４では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表４の条件で冷却を行った。
【００６２】
発明例５では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表５の条件で冷却を行った。
【００６３】
発明例６では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表６の条件で冷却を行った。
【００６４】
発明例７では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表７の条件で冷却を行った。
【００６５】
発明例８では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表８の条件で冷却を行った。
【００６６】
発明例９では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表９の条件で冷却を行った。
【００６７】
発明例１０では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表１０の条件で冷却を行った。
【００６８】
比較例１では、急冷前の冷却装置は不使用とし、急冷のみを、板厚１．２ｍｍ条件では、１６７ｍｐｍ（冷却速度１２５０℃／ｓ）で行った。
【００６９】
比較例２では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表１１の条件で冷却を行った。
【００７０】
比較例３では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表１２の条件で冷却を行った。
【００７１】
比較例４では、板厚１．２ｍｍ、通板速度１６７ｍｐｍとし、表１３の条件で冷却を行った。
【００７２】
比較例５では、板厚１．８ｍｍ、通板速度１１１ｍｐｍとし、表１４の条件で冷却を行った。
【００７３】
【表１】
2020105630.tif 000010
【００７４】
【表２】
2020105630.tif 000011
【００７５】
【表３】
2020105630.tif 000012
【００７６】
【表４】
2020105630.tif 000013
【００７７】
【表５】
2020105630.tif 000014
【００７８】
【表６】
2020105630.tif 000015
【００７９】
【表７】
2020105630.tif 000016
【００８０】
【表８】
2020105630.tif 000017
【００８１】
【表９】
2020105630.tif 000018
【００８２】
【表１０】
2020105630.tif 000019
【００８３】
【表１１】
2020105630.tif 000020
【００８４】
【表１２】
2020105630.tif 000021
【００８５】
【表１３】
2020105630.tif 000022
【００８６】
【表１４】
2020105630.tif 000023
【００８７】
得られた鋼板について、引張強度および鋼板形状を評価した。引張強度は、引張方向が圧延方向となるように、ＪＩＳ５号引張試験片を採取し、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１の規定に準拠して引張試験を実施して求めた。引張強度が１４７０ＭＰａ未満は×、１４７０ＭＰａ以上１５００ＭＰａ未満は○、１５００ＭＰａ以上は◎とした。
【００８８】
また、鋼板形状については、式（１）を満足するか否かを以下の基準で判定した。
◎：緩冷、急冷ともに式（１）を満足し、その結果、鋼板の反りが０ｍｍ以上５ｍｍ未満となったもの
〇：急冷において式（１）を満足し、その結果、鋼板の反りが５ｍｍ以上１０ｍｍ未満となったもの
×：緩冷、急冷ともに式（１）を満足せず、鋼板の反りが１０ｍｍ以上となったもの
結果を表１５に示す。
【００８９】
【表１５】
2020105630.tif 000024
【００９０】
本発明例はいずれも引張強度および鋼板形状を満足した。一方で、比較例１では、急冷温度が高く、急冷による熱収縮が大きく、鋼板の反りが大きくなった。また、比較例２、３では、急冷温度が低く、マルテンサイト変態が不十分であり、鋼板の引張強度が低下した。また、急冷前の緩冷においても、一部の冷却領域で冷却速度が逆転しているため、形状も悪化した。
【符号の説明】
【００９１】
１    緩冷却装置
２    急冷装置
３    ロール
４    冷媒噴射装置
５    冷却液噴射装置
６    ロール
１００  冷却設備
Ｓ    鋼板
Ｚ（Ｚ１〜Ｚ４）    冷却エリア
【図１】
2020105630.tif 000026
【図２】
2020105630.tif 000027