(57)【要約】【課題】本発明の目的は、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備およびその設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法を提供することにある。【解決手段】急冷焼入部を有する連続焼鈍設備において、前記急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される鋼板４の張力を変えることができる張力変更手段としてのブライドルロール１０、１１を急冷焼入部前後に設けたことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
急冷焼入部を有する連続焼鈍設備において、前記急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を変えることができる張力変更手段を、前記急冷焼入部近傍に設けたことを特徴とする連続焼鈍設備。
【請求項２】
前記張力変更手段で前記金属板の張力が変えられることにより、前記急冷焼入工程での金属板の座屈固有モードが、前記急冷焼入工程前後の金属板に付与される張力と同等の大きさの張力が前記急冷焼入工程の金属板に付与された場合に発生する金属板の座屈固有モードよりも高次の座屈固有モードに移行するように構成された請求項１に記載の連続焼鈍設備。
【請求項３】
前記張力変更手段は、前記急冷焼入工程での金属板の張力が前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より大きくなるように設置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の連続焼鈍設備。
【請求項４】
前記張力変更手段は、前記急冷焼入工程での金属板の張力が前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より小さくなるように設置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の連続焼鈍設備。
【請求項５】
前記張力変更手段は、前記急冷焼入部前後に設けられたブライドルロールであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の連続焼鈍設備。
【請求項６】
連続焼鈍設備内の急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を、前記急冷焼入部近傍に設けられた張力変更手段により変えることを特徴とする連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法。
【請求項７】
前記張力変更手段で前記金属板の張力を変えることにより、前記急冷焼入工程での金属板の座屈固有モードが、前記急冷焼入工程前後の金属板に付与される張力と同等の大きさの張力が前記急冷焼入工程の金属板に付与された場合に発生する金属板の座屈固有モードよりも高次の座屈固有モードに移行するようにした請求項６に記載の連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法。
【請求項８】
前記張力変更手段により、前記急冷焼入工程での金属板の張力を前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より大きくなるようにしたことを特徴とする請求項６または７に記載の連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法。
【請求項９】
前記張力変更手段により、前記急冷焼入工程での金属板の張力を前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より小さくなるようにしたことを特徴とする請求項６または７に記載の連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法。
【請求項１０】
前記張力変更手段は、前記急冷焼入部前後に設けられたブライドルロールであることを特徴とする請求項６乃至９に記載の連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板を連続的に通板して焼鈍処理を行う際に急冷焼入時の金属板に生じる波状変形を抑制する連続焼鈍設備およびその設備における金属板の波状変形抑制方法に関するものである。ここで、波状変形とは、例えば金属板の幅方向の端部や中央部でそれぞれ発生する耳波変形や中伸び変形をいう。
【背景技術】
【０００２】
連続焼鈍炉の前半（加熱帯）での金属板の蛇行防止のため、連続焼鈍炉へ通板する前に金属板の形状を所定の数式を用いて平坦に矯正する矯正方法が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、連続焼鈍ラインにおいて、焼鈍条件の異なる２種類の金属板をつなげて高能率に通板するために、材質（成分）調整したダミー材を前記両金属板の間に挿入する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−６７１２２号公報
【特許文献２】特開昭６３−６９９２４号公報
【特許文献３】特開２００６−１０４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１、２に開示されたような矯正方法は、連続焼鈍炉の前半（加熱帯）での金属板の蛇行防止には有効であるが、急冷焼入時に生ずる金属板の波状変形に起因する連続焼鈍炉の後半での蛇行防止には無力である。当然、製品としての金属板の形状（品質）不良低減に対しても効果はない。
【０００６】
また、上記特許文献３に開示されたようなダミー材の材質を変更する方法は、ダミー材の蛇行防止には効果があるが、製品の蛇行防止には無力である。また、ダミー材として、条件に適合する材質（成分）調整を行なったものを準備しなければならないため、コストアップとなる。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備およびその設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、急冷焼入部を有する連続焼鈍設備において、前記急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を変えることができる張力変更手段を、前記急冷焼入部近傍に設けたことを特徴とする連続焼鈍設備である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記張力変更手段で前記金属板の張力が変えられることにより、前記急冷焼入工程での金属板の座屈固有モードが、前記急冷焼入工程前後の金属板に付与される張力と同等の大きさの張力が前記急冷焼入工程の金属板に付与された場合に発生する金属板の座屈固有モードよりも高次の座屈固有モードに移行するように構成されたものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記張力変更手段は、前記急冷焼入工程での金属板の張力が前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より大きくなるように設置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記張力変更手段は、前記急冷焼入工程での金属板の張力が前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より小さくなるように設置されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４に記載の発明において、前記張力変更手段は、前記急冷焼入部前後に設けられたブライドルロールであることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、連続焼鈍設備内の急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を、前記急冷焼入部近傍に設けられた張力変更手段により変えることを特徴とする連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記張力変更手段で前記金属板の張力を変えることにより、前記急冷焼入工程での金属板の座屈固有モードが、前記急冷焼入工程前後の金属板に付与される張力と同等の大きさの張力が前記急冷焼入工程の金属板に付与された場合に発生する金属板の座屈固有モードよりも高次の座屈固有モードに移行するようにしたものである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記張力変更手段により、前記急冷焼入工程での金属板の張力を前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より大きくなるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項６または７に記載の発明において、前記張力変更手段により、前記急冷焼入工程での金属板の張力を前記急冷焼入工程前後の金属板の張力より小さくなるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項６乃至９に記載の発明において、前記張力変更手段は、前記急冷焼入部前後に設けられたブライドルロールであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明に係る連続焼鈍設備は、急冷焼入部を有する連続焼鈍設備において、前記急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を変えることができる張力変更手段を、前記急冷焼入部近傍に設けた構成であるため、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備を実現できる。
【００１９】
また、本発明に係る連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法は、連続焼鈍設備内の急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を、前記急冷焼入部近傍に設けられた張力変更手段により変えることを特徴とするものであるため、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る連続焼鈍設備の前提となる急冷焼入工程の構成を説明するためのものであり、（ａ）は模式正面図、（ｂ）は温度イメージ図である。
【図２】図１に示す急冷焼入工程での鋼板の座屈固有モード解析結果（張力Ｘ＝１３ＭＰａの場合）を説明するためのものであり、（ａ）は鋼板の平面図、（ｂ）は鋼板の座屈固有モードの模式正面図である。
【図３】図１に示す急冷焼入工程での鋼板の座屈固有モード解析結果（張力Ｘ＞１３ＭＰａの場合）を説明するための鋼板の座屈固有モードの模式正面図である。
【図４】図１に示す急冷焼入工程での鋼板の座屈固有モード解析結果（張力Ｘ＜１３ＭＰａの場合）を説明するための鋼板の座屈固有モードの模式正面図である。
【図５】本発明に係る連続焼鈍設備の一実施形態を説明するための模式正面図である。
【図６】本発明に係る連続焼鈍設備の別の実施形態を説明するための模式正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００２２】
（本発明に係る連続焼鈍設備の構成）
本発明に係る連続焼鈍設備は、急冷焼入部を有する連続焼鈍設備において、前記急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を変えることができる張力変更手段を、前記急冷焼入部近傍に設けたことを特徴とする。
【００２３】
以上のような構成であるため、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備を実現できる。
【００２４】
（本発明に係る連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法）
本発明に係る連続焼鈍設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法は、連続焼鈍設備内の急冷焼入部にて急冷焼入工程に付される金属板の張力を、前記急冷焼入部近傍に設けられた張力変更手段により変えることを特徴とするものである。
【００２５】
以上のような方法であるため、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能である。
【００２６】
以下に、本発明に係る連続焼鈍設備の構成およびその設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法に至った理由について説明する。
【００２７】
本発明者達は、如何にしたら急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を直接抑制可能か鋭意研究する中で、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を実験とシミュレーションの両面から検討した。
【００２８】
まず初めに、本発明に係る連続焼鈍設備の前提となる急冷焼入工程の構成を図１に示す模式正面図を用いて説明する。図１（ａ）において、１は深さＨになりように急冷焼入用の水２が貯蔵された水槽、３は水槽１の上部側に設置された一対の水噴出装置、４は一対の水噴出装置３の間を通り、水２の中に浸入し、ローラ５を介して右斜め上方に通板される幅Ｗ＝１０００ｍｍ、厚さｔ＝１．５ｍｍの鋼板、６は一対の水噴出装置３のスリットノズルから鋼板４の両面に噴出する水流である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すように鋼板４が通板され急冷焼入される際の鋼板４の対応する位置での温度イメージ図である。この鋼板４は、急冷焼入領域Ｌ１の間で急冷焼入温度Ｔｑ≒６５０℃から水２の温度≒２５℃の温度勾配を受ける。この通板される鋼板４は、急冷焼入部（水噴出装置３及びその付帯設備）を有する連続焼鈍設備の急冷焼入工程を含めて全工程に亘って張力Ｘ＝１３ＭＰａを受けている。このような急冷焼入工程を通過すると、鋼板４には前述したような波状変形が発生する。
【００２９】
そこで、急冷焼入工程での上記波状変形は、どのような条件の時に発生するのか、座屈固有モード解析を実施した。その結果、急冷焼入工程での鋼板４が張力Ｘ＝１３ＭＰａを受け、かつ、図２（ａ）に示す鋼板４の平面図のように、鋼板４の幅Ｗ方向の端部４ａ、４ｃと中央部４ｂの間に約２００℃の温度差がある場合の座屈固有モード（図２（ｂ）参照）が、急冷焼入工程での上記波状変形に相当することが判明した。
【００３０】
上記シミュレーション（座屈固有モード解析）より、鋼板４の幅Ｗ方向の端部４ａ、４ｃと中央部４ｂの間に約２００℃の温度差がある場合に上記波状変形が生ずることが判明したため、この温度差は固定したまま、急冷焼入工程での鋼板４に加わる張力Ｘを変えたならば、急冷焼入工程での鋼板４の座屈固有モードを変化させることができるのではないかという着想に至った。すなわち、急冷焼入工程での鋼板４に加わる張力Ｘを変えたならば、急冷焼入工程での上記波状変形を直接抑制できるのではないかという着想に至った。
【００３１】
そこで、急冷焼入工程での鋼板４が、それぞれ張力Ｘ＞１３ＭＰａ、張力Ｘ＜１３ＭＰａを受ける場合の座屈固有モード解析を実施した。その結果、図３、図４に示すように、いずれの場合とも、図２（ｂ）に示す鋼板４の座屈固有モードが高次に移行することが分かった。すなわち、これは、急冷焼入工程前後の鋼板４に付与される張力（張力Ｘ＝１３ＭＰａ）と同等の大きさの張力が前記急冷焼入工程の鋼板４に付与された場合に発生する鋼板４の座屈固有モードを高次に移行させることが可能であることを物語っている。
【００３２】
次に、上記のような急冷焼入工程前後の鋼板４に付与される張力（張力Ｘ＝１３ＭＰａ）と同等の大きさの張力が前記急冷焼入工程の鋼板４に付与された場合に発生する鋼板４の座屈固有モードを高次に移行させることが可能な具体例としての一実施形態を図５、図６を用いて以下に説明する。
【００３３】
図５において、１０、１１は張力変更手段としてのブライドルロールである。また、図５において、図１に示す構成と同一な構成要素については、同一な符号を付して詳細な説明を省略する。ブライドルロール１０、１１の間隔Ｌ２は、急冷焼入領域Ｌ１を挟んでＬ２＞Ｌ１になるように急冷焼入部前後に設けられている。このように構成することで、ブライドルロール１０、１１で急冷焼入工程での鋼板４の張力Ｘを１３ＭＰａより大きくも小さくもすることが可能である。したがって、急冷焼入時に生じる鋼板４の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備を実現できる。また、ブライドルロール１０、１１は、ロールの回転速度を変えるができるため、鋼板４のサイズ（例えば、幅Ｗ＝８００〜１５００ｍｍ、厚さｔ＝０．６〜２．３ｍｍ）、材質によって波状変形が少なくなるような張力とする制御が可能である。
【００３４】
図６において、１５ａ、１５ｂはガイドロールである。また、図６において、図５の場合と同様に、図１に示す構成と同一な構成要素については、同一な符号を付して詳細な説明を省略する。ガイドロール１５ａ、１５ｂは、急冷焼入部前に設けられている。このガイドロール１５ａ、１５ｂを鋼板４に対して矢印Ｃの方向に設置することにより、鋼板４を面外方向に拘束する。ガイドロール１５ａ、１５ｂとロール５の間隔は、急冷焼入領域Ｌ１を挟んで、Ｌ１より大きくなるように設定されている。また、ガイドロール１５ａ、１５ｂは上下移動可能であるため、ガイドロール１５ａ、１５ｂを用いて急冷焼入工程での鋼板４の張力Ｘを１３ＭＰａより大きくすることが可能である。したがって、このような構成にした場合にも、急冷焼入時に生じる鋼板４の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備を実現できる。また、このような構成を採用する場合にも、鋼板４のサイズ（例えば、幅Ｗ＝８００〜１５００ｍｍ、厚さｔ＝０．６〜２．３ｍｍ）、材質によって波状変形が少なくなるような張力とする制御が可能である。
【００３５】
なお、本実施形態においては、鋼板と水冷を例に説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明の技術思想は広く金属板全般、急冷焼入全般に適応可能である。
【００３６】
また、本発明に係る連続焼鈍設備の構成およびその設備における急冷焼入時の金属板の波状変形抑制方法を用いたならば、急冷焼入時に生じる金属板の波状変形を抑制可能な連続焼鈍設備を実現できるばかりでなく、以下のようなさらなる作用効果も発揮される。すなわち、本発明を採用することにより、金属板の面外変形が小さくなり、形状修正するためのリコイラ、圧延等の後工程の省略も可能になる。また、金属板形状が安定することで、急冷焼入後の再加熱帯での蛇行を抑制（安定通板）することも可能になる。
【符号の説明】
【００３７】
１：水槽
２：水
３：水噴出装置
４：鋼板
４ａ、４ｃ：端部
４ｂ：中央部
５：ロール
６：水流
１０、１１：ブライドルロール
１５ａ、１５ｂ：ガイドロール
【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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