(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有量０．３％以下の熱間圧延鋼板の伸びを推定する方法であって、熱間圧延鋼板の音響異方性又は磁気異方性を測定し、予め求められた伸びと前記異方性との関係に基づいて、熱間圧延鋼板の伸びを推定することを特徴とする熱間圧延鋼板の伸び推定方法。
【請求項２】
伸びと前記異方性との関係を熱間圧延鋼板の厚さに応じて求めておき、熱間圧延鋼板の厚さに応じて、それぞれの関係に基づいて熱間圧延鋼板の伸びを推定することを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延鋼板の伸び推定方法
【請求項３】
音響異方性又は磁気異方性センサ、前記センサからの異方性結果を計測する異方性計測部、予め求められた伸びと前記異方性との関係を記憶する記憶部、前記記憶部のデータを基に異方性計測部の値から伸びを推定する伸び推定部を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の伸び推定装置。
【請求項４】
音響異方性又は磁気異方性センサ、前記センサからの異方性結果を計測する異方性計測部、予め求められた伸びと前記異方性との関係を、複数の板厚に応じて複数記憶する記憶部、前記記憶部のデータの内どれを使うかを板厚に応じて選択する選択部、前記選択部で選択されたデータを基に異方性計測部の値から伸びを推定する伸び推定部を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の伸び推定装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の熱間圧延鋼板の伸び推定装置により、熱延鋼板の伸びを製造ライン中で推定し、その結果に基づき、伸び不足部位を切断する工程を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載の熱間圧延鋼板の伸び推定装置により、熱延鋼板の伸びを製造ライン中で推定し、その結果に基づき、伸び不足部位にマーキングを施す工程を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械試験値の一つである伸びを推定する方法及び装置、特に熱間圧延鋼板で炭素含有量が０．３％以下の軟鋼の伸びを推定する方法及び装置に関するものであり、さらには、この装置を使用した熱延鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延で製造される鋼板で、炭素量０．３％以下の鋼板は軟鋼（極軟鋼という場合もある）と呼ばれている。軟鋼は伸びに優れており、自動車用部品や鋼管など複雑な形状に加工される用途に適用される。また、冷間圧延されさらに焼鈍されて使用される場合もある。
【０００３】
伸びとは機械試験値の一つで、例えば図８に示すＪＩＳ  Ｚ  ２２０１で規定されている５号試験片のように評点が二ヶ所付いた短冊形の試験片を引張り試験機で引張り、破断に至るまでに二評点がどの位伸びたかで評価される。伸びが不足すると、加工の際に割れが出たり、冷間圧延後に所定の機械試験値が得られないといった問題が発生する。
【０００４】
現在、熱間圧延鋼板で伸びが重要視される軟鋼の製造過程においては、熱間圧延終了後の次工程、例えばスキンパスライン（調質圧延ライン）などで、コイルの切断を行ない、そのコイルをオフラインでさらに引張り試験用の試験片に加工し、機械試験機によって伸びを測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなオフラインにおける破壊検査による試験方法を使用している場合には、伸びの測定結果が得られるまで数日を要するため、その間、コイルを出荷できない、次工程に回せないという問題点がある。あるいは、次工程に回してしまった後に伸びが不足することが判明した場合には、伸び不足部位を切断するために再度ラインを通さなければならないといった問題がある。また、引張り試験用のサンプルを採取するためにコイルを切断しなければならず、歩留が低下している。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延鋼板であって炭素含有量が０．３％以下の軟鋼の伸びを非破壊的に推定する方法、及び装置を提供すること、さらにはこの装置を使用した熱延鋼板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、炭素含有量０．３％以下の熱間圧延鋼板の伸びを推定する方法であって、熱間圧延鋼板の音響異方性又は磁気異方性を測定し、予め求められた伸びと前記異方性との関係に基づいて、熱間圧延鋼板の伸びを推定することを特徴とする熱間圧延鋼板の伸び推定方法（請求項１）である。
【０００８】
発明者は、軟鋼の伸びが悪化する原因について検討を重ね、軟鋼は組織がほぼフェライト単相であるため伸びは結晶組織に支配されており、混粒が主な原因であることに着目した。混粒とは、仕上げ温度がＡｒ３変態点以下になってしまった場合に発生する。変態点以下で圧延されて伸ばされた組織と、巻き取り後の焼きなまし効果により粗大化した結晶粒が一部に含まれた組織が混粒である。
【０００９】
混粒には変態点以下で圧延されたために延伸された結晶組織が含まれている。延伸された結晶組織を持つと、音響異方性及び磁気異方性が生じる。このため、これら異方性と伸びとの間には相関関係がある。従って、予め伸びと音響異方性又は磁気異方性との関係を求めておき、その関係に基づくことによって、軟鋼である熱間圧延鋼板の伸びを推定することができることになる。また、本手段はオンラインで、また非破壊検査として実施することもできる。
なお、本手段は、炭素含有量０．１％以下の熱間圧延鋼板の伸びを推定するとき、特に有効である。
【００１０】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、伸びと前記異方性との関係を熱間圧延鋼板の厚さに応じて求めておき、熱間圧延鋼板の厚さに応じて、それぞれの関係に基づいて熱間圧延鋼板の伸びを推定することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１１】
混粒の原因は上述のように仕上げ温度が低いためであるが、鋼板の厚さによって板厚方向の温度分布には差が生じるため、鋼板の厚さによって板厚方向の混粒分布にも差が出ることになる。本発明はこれに着目し、伸びと前記異方性との関係を熱間圧延鋼板の厚さに応じて求めておき、熱間圧延鋼板の厚さに応じて、それぞれの関係に基づいて熱間圧延鋼板の伸びを推定することで推定精度を高めるようにしている。
【００１２】
前記課題を解決するための第３の手段は、音響異方性又は磁気異方性センサ、前記センサからの異方性結果を計測する異方性計測部、予め求められた伸びと前記異方性との関係を記憶する記憶部、前記記憶部のデータを基に異方性計測部の値から伸びを推定する伸び推定部を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の伸び推定装置（請求項３）である。
【００１３】
前記課題を解決するための第４の手段は、音響異方性又は磁気異方性センサ、前記センサからの異方性結果を計測する異方性計測部、予め求められた伸びと前記異方性との関係を、複数の板厚に応じて複数記憶する記憶部、前記記憶部のデータの内どれを使うかを板厚に応じて選択する選択部、前記選択部で選択されたデータを基に異方性計測部の値から伸びを推定する伸び推定部を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の伸び推定装置（請求項４）である。
【００１４】
これら第３の手段、第４の手段においては、それぞれ前記第１の手段、第２の手段を実施することができる。
【００１５】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第３の手段又は第４の手段である熱間圧延鋼板の伸び推定装置により、熱延鋼板の伸びを製造ライン中で推定し、その結果に基づき、伸び不足部位を切断する工程を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法（請求項５）である。
【００１６】
前記第３の手段、第４の手段を使用すれば、熱延鋼板の製造ライン中で、精度良く非破壊的に伸びを推定できるので、熱延鋼板の伸び不足部位を、例えばスキンパスラインなどの鋼板通板中に把握できる。このため、製造ラインにおいて伸び不足部位を切断できるので、材質異常部のない熱延鋼板を短期に製造することができる。
【００１７】
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第３の手段又は第４の手段である熱間圧延鋼板の伸び推定装置により、熱延鋼板の伸びを製造ライン中で推定し、その結果に基づき、伸び不足部位にマーキングを施す工程を有することを特徴とする熱間圧延鋼板の製造方法（請求項６）である。
【００１８】
本手段においては、製造ラインにおいて伸び不足部位を示すマーキングを施すことができるので、客先に鋼板コイルの品質情報を提供することができ、客先にて適切な使用ができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である熱間圧延鋼板の伸び推定装置の１例を示す概要図である。図１において、１は被検査材である鋼板、２は鋼板の異方性を検出する異方性センサ、３は異方性計測部、４は異方性と伸びとの関係のテーブル又は演算式、および伸び不足部位の判定しきい値を予め記憶しておく記憶部、５は異方性から伸びを推定する伸び推定部である。異方性センサ２は、音響異方性又は磁気異方性を計測するものであればよい。
【００２０】
図２は音響異方性の計測原理の例を示す図である。音響異方性とは、超音波の音速が伝播角度によって異なる現象である。図２の場合、圧延方向に平行な偏波面を持つＬ方向横波音速と圧延方向に直角な偏波面を持つＣ方向横波音速の比で定義される。これ以外にも、表面波や板波を用いて、Ｌ方向に伝播する際の音速とＣ方向に伝播する際の音速の比を用いてもよい。
【００２１】
図３は、音響異方性と伸びとの関係を調査した結果の例を示す図である。軟鋼の熱延鋼板（板厚１．２ｍｍ〜４．９ｍｍ）の音響異方性を１〜２ＭＨｚの横波超音波を用いて計測し、計測した部分からＪＩＳ５号試験片を作成して引張り試験で伸びの真値を求めた。音響異方性と伸びの間には明瞭な相関が見られ、図３から、伸びはＥＬは、
0003603306.tif 000002
で表される。記憶部４には、この演算式が記憶されている。
【００２２】
又は、例えば伸び３５％を合否判定のしきい値にするならば、音響異方性が１．０３以上ならＮＧ、１．０３以下ならＯＫのステータスを記憶するテーブルを記憶部４に記憶させておいてもよい。
【００２３】
異方性センサ２を音響異方性センサとして、その出力を異方性計測部３で受け、走行中の鋼板１の音響異方性を測定する。５の伸び推定部では、実際に計測された音響異方性をもとに、上記の演算式又はテーブルを参照して、伸びの値あるいは合否判定値を出力する。
【００２４】
異方性としては、音響異方性以外に、例えば磁気異方性も適用できる。図４は磁気異方性の計測原理の一例を示す図である。コイル２１〜２４はコア２０に巻かれている。コイル２１はＬ方向用の励磁コイルで、この磁束がＬ方向に透過して誘起される磁束をコイル２２でピックアップする。コイル２３はＣ方向用の励磁コイルで、この磁束がＣ方向に透過して誘起される磁束をコイル２４でピックアップする。
【００２５】
このようにして、コイル２２とコイル２３の励磁を同一にしたときのコイル２２とコイル２４の電圧の比から、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の比を求めることで、磁気異方性が検出される。異方性センサ２を磁気異方性センサとすれば、音響異方性センサを使用したときと同様の方法により、伸びの値あるいは合否判定値を知ることができる。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態である熱間圧延鋼板の伸び推定装置の他の例を示す概要図である。
１は被検査材である鋼板、２は鋼板の異方性を検出する異方性センサ、３は異方性計測部、４１〜４ｎは異方性と伸びとの関係のテーブル又は演算式、又は伸び不足部位の判定しきい値を予め記憶しておく記憶部であり、板厚毎に複数用意されている。５は異方性から伸びを推定する伸び推定部、６は板厚情報を基に、４１〜４ｎのどの情報を選択するかを決める選択部である。
【００２７】
図３の音響異方性と伸びとの関係をさらに詳しく調べていった結果、図６に示されるように板厚で分類すると、より相関が優れていることを見出した。これは板厚が厚いほど圧延の際に厚み方向に温度分布が生じ、混粒も厚み方向に分布を持つようになるためで、伸びは一部分の混粒が影響することに対し、音響異方性は板厚全体の平均を計測していることによる。
【００２８】
表１は図６の結果から、板厚を３分類した時の伸び換算式を示したものである。この演算式から得た伸びの標準偏差も合わせて示しており、板厚で分類しない場合は４．１％なのに対し、板厚で分類すると２．４〜３．３％と精度が向上した。
表１．伸び推定式と精度
【００２９】
【表１】
0003603306.tif 000003
【００３０】
図７は、本発明の実施の形態である熱間圧延鋼板の伸び推定装置を熱延スキンパスラインに設置した状態を示す図である。図中、１０は熱延鋼板コイル、１１は圧延ロール、１２は板がばたつかないようにする押さえロール、１３は巻き取りリールであり、１４は本発明の実施の形態である伸び推定装置、１５は切断装置又はマーキング装置である。このような構成によると、熱延鋼板コイル１０を熱延スキンパスミルにおいて圧延ロール１１で圧延して、巻き取りリール１３で巻き取る際に伸びの変化を検出できるので、伸びが不足している部位を検出したら、伸びが良好となる部位の境目で切断することにより、最も無駄なく材質異常部を除去することができる。この切断は、熱延スキンパスミルに通常付属している切断機により行うことができる。また、伸びが不足している部位にインクや磁気でマーキングを施してもよく、この場合には、最短納期で客先に出荷することができ、客先では材質異常部を別の用途に振り向けるといったことができるようになる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、熱間圧延鋼板であって炭素含有量が０．３％以下の軟鋼の伸びを非破壊的に推定する方法、及び装置を提供すること、さらにはこの装置を使用した熱延鋼板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である熱間圧延鋼板の伸び推定装置の他の例を示す概要図である。
【図２】音響異方性の計測原理の例を示す図である。
【図３】音響異方性と伸びとの関係を調査した結果の例を示す図である。
【図４】磁気異方性の計測原理の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態である熱間圧延鋼板の伸び推定装置の他の例を示す概要図である。
【図６】音響異方性と伸びとの関係を板厚で分類した結果の例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態である熱間圧延鋼板の伸び推定装置を熱延スキンパスラインに設置した状態を示す図である。
【図８】伸びを求める試験片の例を示す図である。
【符号の説明】
１…鋼板、２…異方性センサ、３…異方性計測部、４、４１〜４ｎ…記憶部、５…異方性推定部、６…選択部、１０…熱延鋼板コイル、１１…圧延ロール、１２…押さえロール、１３…巻き取りリール、１４…伸び推定装置、１５…切断装置、マーキング装置、２０…コア、２１〜２４コイル、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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