(57)【要約】【課題】鋼板長手方向の材料特性の均質性に優れた可逆式圧延機と通過型冷却装置を用いた厚鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】可逆式熱間圧延機の下流側に第１の通過型冷却装置と第２の通過型冷却装置を順に配置する圧延ー冷却装置を用いた、以下の工程を備えた圧延ー冷却方法。１．仕上げ圧延で最終圧延の直前の圧延を行う際、最終圧延の圧延仕上げ温度が、鋼板の先端部の温度と尾端部の温度が同じとなるように、前記鋼板を第１の通過型冷却装置で、冷却する工程。２．仕上げ圧延後の鋼板を、第２の通過型冷却装置で冷却する際、冷却開始温度が前記鋼板の先端部の温度と尾端部の温度が同じとなるように、第１の通過型冷却装置で冷却する工程。３．前記鋼板を、第２の通過型冷却装置を一定速度で、通板して冷却する工程。【選択図】  図５
2008246579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ圧延後の鋼板を通過型冷却装置を用いて水冷する際、前記鋼板の長手方向に予め温度勾配を付与するように第１の水冷を行い、前記第１の水冷後に第２の水冷を一定の通過速度で行うことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
【請求項２】
可逆式熱間圧延機の上流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記可逆式熱間圧延機の下流側に第２の通過型冷却装置を配置し、可逆式熱間圧延機の下流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記第１の通過型冷却装置の下流側に第２の通過型冷却装置を配置する圧延ー冷却装置を用いた厚鋼板の製造方法であって、前記可逆式熱間圧延機で仕上げ圧延された鋼板は、前記第１の通過型冷却装置での冷却で、長手方向に温度勾配が付与され、前記鋼板は前記第２の通過型冷却装置を一定速度で通過することを特徴とする厚鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の通過型冷却装置で冷却する際、鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度がＡｒ３点以上または二相域温度となるように、前記第１の通過型冷却装置で温度勾配を付与することを特徴とする請求項２記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記第２の通過型冷却装置で冷却する際、鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度差が５０℃以内となるように、前記第１の通過型冷却装置で温度勾配を付与することを特徴とする請求項２または３記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項５】
可逆式熱間圧延機の下流側または上流側に通過型冷却装置を配置する圧延ー冷却装置を用いた厚鋼板の製造方法であって、前記可逆式熱間圧延機で仕上げ圧延された鋼板は、前記通過型冷却装置で最初に冷却された後、逆送されつつ次の冷却が施され、前記最初の冷却で長手方向に温度勾配が付与され、前記次の冷却における、鋼板の逆送速度は一定速度であることを特徴とする厚鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記通過型冷却装置で冷却する際、次の冷却における鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度がＡｒ３点以上または二相域温度となるように、前記最初の冷却で温度勾配を付与することを特徴とする請求項５記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記通過型冷却装置で冷却する際、次の冷却における鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度差が５０℃以内となるように、前記最初の冷却で温度勾配を付与することを特徴とする請求項５または６記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項８】
請求項２に記載の第１の通過型冷却装置または請求項５に記載の可逆式圧延機の下流側または上流側に配置される通過型冷却装置の冷却領域の鋼板搬送方向の長さが０．４ｍ〜４ｍであることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一つに記載の厚鋼板の製造方法。
【請求項９】
可逆式熱間圧延機の上流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記可逆式熱間圧延機の下流側に第２の通過型冷却装置を配置し、可逆式熱間圧延機の下流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記第１の通過型冷却装置の下流側に第２の通過型冷却装置を配置する厚鋼板の製造設備。
【請求項１０】
可逆式熱間圧延機の下流側または上流側に、仕上げ圧延後の鋼板を順送、逆送しつつ冷却可能な通過型冷却装置を配置する厚鋼板の製造設備。
【請求項１１】
請求項９に記載の第１の通過型冷却装置または請求項１０に記載の可逆式圧延機の下流側または上流側に配置される通過型冷却装置の冷却領域の鋼板搬送方向の長さが０．４ｍ〜４ｍであることを特徴とする請求項９または１０記載の厚鋼板の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可逆式圧延機と通過型冷却装置を用いた厚鋼板の製造方法、なかでも熱間圧延後に直接焼入れあるいは加速冷却を施す製造方法に関し、特に鋼板長手方向の材料特性の均質性に優れた厚鋼板の製造に好適な圧延ー冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚鋼板の材質は、ミクロ組織に依存し、ミクロ組織を均一にするためには、例えば加速冷却を施す場合には圧延仕上げ温度−冷却開始温度−冷却停止温度の全てをそれぞれ一定にすることが重要であり、また、直接焼入れを施す場合には圧延仕上げ温度−冷却開始温度をそれぞれ一定にすることが重要である。
【０００３】
圧延仕上げ温度が変わると結晶粒の大きさや形、あるいは圧延歪により形成されるフェライトの核生成サイト数などが大きく異なるために最終的に得られる組織形態が変化し、強度や靭性が大きく変化する。
【０００４】
また、冷却開始温度も組織に重大な影響を与える。強度を確保するためにＡｒ３点以上のオーステナイト領域から冷却する場合、鋼板尾端が冷却設備に進入する前に温度が低下しＡｒ３点を下回ると、フェライトが生成し始めるために強度低下が起こり、安定した材質確保が困難である。
【０００５】
フェライトを一部生成させた領域から焼き入れて、二相組織を得る場合においても鋼板の先尾端での温度差はフェライトとオーステナイトの二相分率を変化させ強度や靭性に大きく影響する。
【０００６】
さらに冷却停止温度は、特に加速冷却プロセスの場合に規定され、得られる組織の変態率を一定にするために極めて重要であり、圧延仕上げ温度−冷却開始温度−冷却停止温度の全てをそれぞれ一定にすることが材質の均一性を保つ上で重要である。
【０００７】
ところが、圧延後の直接焼入れや加速冷却においては冷却開始温度が鋼板の先端と尾端で相違し、加速冷却の場合にはさらに冷却設備内の通過冷却処理において冷却停止温度が板長手方向でばらつき、材質を均一に造り込むことが困難であった。
【０００８】
加速冷却では冷却開始から終了まで温度を数百℃降下させるが、限られた冷却設備長で所望の温度まで冷却させるため、搬送速度は圧延速度（２〜４ｍ／ｓ）よりも遅くする場合が多く、鋼板の長手方向の温度差を生じる原因となる。
【０００９】
例えば鋼板の製品の長さがＬ＝３０ｍ、搬送速度がｖ＝１ｍ／ｓｅｃである場合、先端と尾端では冷却開始がＬ／ｖ＝３０ｓｅｃも違うので、尾端部は先端部よりも３０ｓｅｃ間余計に空冷される。
【００１０】
そこで、特許文献１には冷却装置入り側へ温度計を設置して鋼板の長手方向の温度を実測し、冷却装置への進入速度をステップ的に増速させて、冷却停止温度を均一化することで材質の安定を図る方法が開示されている。
【００１１】
特許文献１記載の方法は、上述したように材質の安定化は冷却停止温度だけでなく、冷却開始温度にも著しく影響を受けるため、十分な材質均一の効果が得られない。
【００１２】
特許文献２には鋼板長手方向において冷却開始温度を一定にする方法が開示されている。熱間圧延途中において冷却装置へ鋼板を挿入し、鋼板長手方向に温度分布をつけておくことで、圧延終了時に鋼板の先尾端で温度傾斜が付き、その後の冷却設備への挿入時に冷却開始温度を一定にする。
【００１３】
したがって、特許文献２記載の方法では、鋼板の靭性に影響を与える最も重要な圧延仕上げ温度が鋼板の長手方向で大きく異なり、鋼板長手方向において一定の靭性を得ることができない。
【特許文献１】特開昭６１−２１３３２７号公報
【特許文献２】特開平８−９００４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、上述したように、製品の長さがＬ＝３０ｍ程度と長くなる場合は、圧延速度より、冷却時の鋼板搬送速度が遅いため、鋼板の材質均一性に及ぼす影響は鋼板の先端部、尾端部での仕上げ温度差の影響より、冷却開始温度差、停止温度差の方が大きい。
【００１５】
そこで、本発明は鋼板長さが長い場合において、鋼板の冷却開始温度、冷却停止温度が鋼板の全長において均一で、強度および靭性の均質性に優れた厚鋼板が得られる、製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者等は熱間圧延の圧延仕上げ温度およびその後の冷却開始温度と冷却停止温度をそれぞれ一定にする圧延ー冷却工程について種々検討し、熱間圧延機近傍に冷却領域の短い冷却装置を配して、熱間圧延や焼入れや加速冷却の前に適切な温度勾配を鋼板長手方向に付与することが実機操業において最も安定した効果が得られ有効なことを見出した。
【００１７】
本発明は得られた知見を基に更に検討を加えてなされたもので、すなわち、本発明は、１．仕上げ圧延後の鋼板を通過型冷却装置を用いて水冷する際、前記鋼板の長手方向に予め温度勾配を付与するように第１の水冷を行い、前記第１の水冷後に第２の水冷を一定の通過速度で行うことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
２．可逆式熱間圧延機の上流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記可逆式熱間圧延機の下流側に第２の通過型冷却装置を配置し、可逆式熱間圧延機の下流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記第１の通過型冷却装置の下流側に第２の通過型冷却装置を配置する圧延ー冷却装置を用いた厚鋼板の製造方法であって、前記可逆式熱間圧延機で仕上げ圧延された鋼板は、前記第１の通過型冷却装置での冷却で、長手方向に温度勾配が付与され、前記鋼板は前記第２の通過型冷却装置を一定速度で通過することを特徴とする厚鋼板の製造方法。
３．前記第２の通過型冷却装置で冷却する際、鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度がＡｒ３点以上または二相域温度となるように、前記第１の通過型冷却装置で温度勾配を付与することを特徴とする２記載の厚鋼板の製造方法。
４．前記第２の通過型冷却装置で冷却する際、鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度差が５０℃以内となるように、前記第１の通過型冷却装置で温度勾配を付与することを特徴とする２または３記載の厚鋼板の製造方法。
５．可逆式熱間圧延機の下流側または上流側に通過型冷却装置を配置する圧延ー冷却装置を用いた厚鋼板の製造方法であって、前記可逆式熱間圧延機で仕上げ圧延された鋼板は、前記通過型冷却装置で最初に冷却された後、逆送されつつ次の冷却が施され、前記最初の冷却で長手方向に温度勾配が付与され、前記次の冷却における、鋼板の逆送速度は一定速度であることを特徴とする厚鋼板の製造方法。
６．前記通過型冷却装置で冷却する際、次の冷却における鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度がＡｒ３点以上または二相域温度となるように、前記最初の冷却で温度勾配を付与することを特徴とする５記載の厚鋼板の製造方法。
７．前記通過型冷却装置で冷却する際、次の冷却における鋼板の先端部および尾端部での冷却開始温度差が５０℃以内となるように、前記最初の冷却で温度勾配を付与することを特徴とする５または６記載の厚鋼板の製造方法。
８．２に記載の第１の通過型冷却装置または５に記載の可逆式圧延機の下流側または上流側に配置される通過型冷却装置の冷却領域の鋼板搬送方向の長さが０．４ｍ〜４ｍであることを特徴とする２乃至７のいずれか一つに記載の厚鋼板の製造方法。
９．可逆式熱間圧延機の上流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記可逆式熱間圧延機の下流側に第２の通過型冷却装置を配置し、可逆式熱間圧延機の下流側に第１の通過型冷却装置を配置した場合は、前記第１の通過型冷却装置の下流側に第２の通過型冷却装置を配置する厚鋼板の製造設備。
１０．可逆式熱間圧延機の下流側または上流側に、仕上げ圧延後の鋼板を順送、逆送しつつ冷却可能な通過型冷却装置を配置する厚鋼板の製造設備。
１１．９に記載の第１の通過型冷却装置または１０に記載の可逆式圧延機の下流側または上流側に配置される通過型冷却装置の冷却領域の鋼板搬送方向の長さが０．４ｍ〜４ｍであることを特徴とする９または１０記載の厚鋼板の製造設備。
【００１８】
なお、本発明で言う圧延仕上げ温度、冷却開始温度、冷却停止温度などの鋼板温度は、特に断わらない限り、放射温度計で鋼板表面の温度を測定して得られた温度を言う。
【００１９】
また、本発明において、先端部と先端とは、互いに区別することなく、いずれも鋼板の進行方向の先端近傍であって、製品に用いられる定常部の先端を含む領域を指すものとする。同様に、尾端部と尾端とは、互いに区別することなく、いずれも鋼板の進行方向の後端近傍であって、製品に用いられる定常部の後端を含む領域を指すものとする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、厚鋼板の圧延ー冷却工程で、圧延仕上げ温度、冷却開始温度、冷却停止温度の全てが鋼板の全長においてそれぞれ均一で、強度・靭性の均質性に優れた厚鋼板が得られ産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、仕上げ圧延機の上流側の近傍および／または下流側の近傍に鋼板長手方向の温度が調整可能な冷却設備を配置し、更に当該冷却設備の下流側に焼入れ、または、加速冷却が可能な水冷設備を配置した鋼板の熱間圧延ー冷却設備を用いて、圧延仕上げ温度、冷却開始温度、冷却停止温度の全てを鋼板の全長においてそれぞれ均一にすることを特徴とする。以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明を適用する圧延ー冷却設備における圧延機、冷却装置の配置を模式的に示し、図において１２は加熱炉、９は圧延機、１０は圧延機９の上流または下流側に配置した第１の通過型冷却装置で、（１０）内は圧延機９の上流側に配置した場合、１１は第２の通過型冷却装置を示す。尚、圧延機９の加熱炉１２側を圧延機９の上流側、第２通過型冷却装置１１側を下流側と称す。
【００２３】
厚鋼板（図示しない）は、加熱炉１２で圧延のために加熱され、仕上げ圧延後、第１通過型冷却装置１０で、鋼板長手方向に適切な温度勾配を付与する。
【００２４】
仕上げ圧延終了後の鋼板は、焼入れ、加速冷却などのため、第２通過型水冷装置１１に搬送されるが、鋼板長手方向で冷却開始温度が略同一となるように、予め、第１通過型冷却装置１０を通過する際、鋼板長手方向に適切な温度勾配を付与する。
【００２５】
図２は、本発明に係る鋼板の製造方法における圧延ー冷却方法を説明する模式図で、Ｐ１〜Ｐ４はパスを指し、Ｐ３が最終（仕上げ）パス、Ｐ２が最終パスＰ３の直前のパス、Ｐ１がＰ２の直前のパス、Ｐ４は仕上げ圧延後、または仕上げ圧延、水冷後の鋼板を圧延機９を通過させるための空パスを示す。
【００２６】
ａは圧延機９による圧延作業、ｂ１、ｂ２は第１通過型冷却装置による水冷作業、ｃは第２通過型冷却装置による水冷作業を示す。図においても、鋼板は図示しない。
【００２７】
図２（ａ）は圧延機９の下流側に第１通過型冷却装置１０、第２通過型冷却装置１１を順に配置し、仕上げ圧延後の鋼板を順次通過させて冷却する場合（Ｃａｓｅ１），図２（ｂ）は圧延機９の上流側に第１通過型冷却装置１０、圧延機９の下流側に第２通過型冷却装置１１を配置し、仕上げ圧延（Ｐ３）後の鋼板は、空パス（Ｐ４）で第１通過型冷却装置１０で冷却後、空パス（Ｐ４）で圧延機９を通過して第２通過型冷却装置１１で冷却される場合（Ｃａｓｅ２），図２（ｃ）は圧延機９の下流側に通過型冷却装置（本説明では第１の通過型冷却装置１０）を配置し、一端、冷却させた後、逆送しつつ前記通過型冷却装置で冷却する場合（Ｃａｓｅ３）を示す。
【００２８】
上記（Ｃａｓｅ１），（Ｃａｓｅ３）において、Ｐ３を最終（仕上げ）パスとして説明したが、Ｐ２を最終（仕上げ）パスとし、Ｐ３のパスでは圧延機９を空パスすることも可能である。
【００２９】
また、図２（ｃ）では第１通過型冷却装置１０を圧延機９の下流側に設けた場合を示しているが、第１通過型冷却装置１０を圧延機９の上流側に設けてＰ２を最終（仕上げ）パスとすることも可能である。
【００３０】
図３は、図２に示すＣａｓｅ１〜３における鋼板長手方向の温度分布を模式的に示す。図において、矢印の方向に鋼板は進行するものとし、説明では、鋼板の進行方向側を鋼板の先端部、反対方向を鋼板の尾端部と称する。以後、図２，３を適宜、参照しつつ、本発明を説明する。
【００３１】
Ｃａｓｅ１の場合、鋼板は最終パスＰ３で、所定の板厚とされた後、第１通過型冷却装置１０で水冷ｂ１された後、第２通過型冷却装置１１で水冷ｃされ、所望の性能が付与される。水冷ｂ１は、第２通過型冷却装置１１で水冷ｃされる際、冷却開始温度が鋼板長手方向で略同一となるように、鋼板長手方向において尾端部を先端部よりΔＴだけ高温とする。第２通過型冷却装置１１で水冷ｃを施す際、鋼板は一定速度で第２通過型冷却装置１１内に進入させ、冷却停止温度を鋼板長手方向で略同一とする。
【００３２】
Ｃａｓｅ２の場合、鋼板は圧延機９により，最終パスＰ３で、所定の板厚とされた後、第１通過型冷却装置１０で水冷ｂ１された後、空パスＰ４で圧延機９を通過し、第２通過型冷却装置１１で水冷ｃされ、所望の性能が付与される。
【００３３】
水冷ｂ１は、第２通過型冷却装置１１で水冷ｃされる際、冷却開始温度が鋼板長手方向で略同一となるように、鋼板長手方向において尾端部を先端部よりΔＴだけ高温とする。第２通過型冷却装置１１で水冷ｃを施す際、鋼板は一定速度で第２通過型冷却装置１１内に進入させ、冷却停止温度を鋼板長手方向で略同一とする。
【００３４】
尚、Ｃａｓｅ１，２では、鋼板を第１通過型冷却装置１０を加速しつつ通過させることにより鋼板長手方向において尾端部を先端部よりΔＴだけ高温とすることが可能である。
【００３５】
Ｃａｓｅ３の場合、鋼板は最終パスＰ３で、所定の板厚とされた後、第１通過型冷却装置１０で水冷ｂ１後、再び、第１通過型冷却装置１０を逆送しつつ水冷ｂ２される。水冷ｂ１は、鋼板長手方向において先端部を尾端部よりΔＴだけ高温とする。水冷ｂ１を行う場合、鋼板は、第１通過型冷却装置１０を減速しつつ通過させることにより先端部を尾端部よりΔＴだけ高温とすることが可能である。
【００３６】
逆送しつつ水冷ｂ２される場合は、前記尾端部が先端部となり、前記先端部が尾端部となることより冷却開始温度が鋼板長手方向で略同一となる。逆送しつつ第１通過型冷却装置１０で水冷ｂ２を施す際、鋼板は一定速度で第１通過型冷却装置１０内に進入させ、冷却停止温度を鋼板長手方向で略同一とする。逆送とは、圧延機９の下流側から上流側に鋼板を搬送する場合を指す。
【００３７】
Ｃａｓｅ１〜３において、鋼板長手方向の尾端部と先端部に付与する温度差ΔＴは、第２通過型冷却装置１１または逆送して行う第１通過型冷却装置１０によるその後の冷却において、鋼板尾端部での冷却開始温度が、先端部と同じ温度となるように付与する。
【００３８】
なお、図３に示すように、温度勾配を鋼板の長手方向で直線的に変化させることが好ましいが、温度勾配を鋼板の長手方向で階段状に変化させてもよい。
【００３９】
また、鋼板長手方向に温度勾配を付与した後に行う冷却の設備能力を一定にしてその冷却時の搬送速度を一定にするのが、冷却開始温度および冷却停止温度を略同一にするのに適した方法であるが、冷却能力をコントロールできるのであれば、鋼板長手方向の搬送速度を一定にしなくてもよい。
【００４０】
たとえば、本願発明の特徴である、第２通過型冷却装置における冷却開始温度と冷却停止温度とを鋼板長手方向に対してそれぞれ略同一に制御するという技術的特徴を達成できるのであるならば、すなわち、搬送速度を増加させながら冷却水量を増して冷却能力を増加させる、あるいはこの逆に、搬送速度を低減させながら冷却水量を減らして冷却能力を減少させる、などの方法を採用することにより、鋼板長手方向の搬送速度を変化させながらも冷却開始温度および冷却停止温度をそれぞれ略同一にすることができれば、本願発明の目標である、鋼板長手方向強度や靭性の均質性に優れた鋼板を製造することができる。
【００４１】
ここで、図５の実線は、熱間圧延した鋼板の温度が７００℃、８５０℃、１０００℃における板厚と鋼板が空冷によって冷える時の冷却速度の関係を伝熱計算で求めた一例を示す。実線がその計算結果である。板厚が薄いほど熱容量が小さいので、また鋼板温度が高いほど輻射放熱が多くなるので、冷却速度は高くなる。
【００４２】
冷却速度は、搬送の形態や雰囲気によって多少異なるが、例えば、板厚が３０ｍｍで鋼板表面温度が８００℃の場合の冷却速度は、０．８℃／ｓ程度となる。
【００４３】
一般に、第１の通過型冷却装置で冷却した後、第２の通過型冷却装置や、再び第１の冷却設備で引続き冷却する時の加速冷却や焼入れの開始温度は７００℃以上であるので、冷却速度は図５における、１５／ｈ（℃／ｍｍ）の破線以上である。
【００４４】
一方、加速冷却や焼入れの開始温度は１０００℃を超えることはほとんどないので、冷却速度は同様に５５／ｈ（℃／ｍｍ）の破線以下である。
【００４５】
従って、加速冷却や焼入れ開始温度が７００℃以上１０００℃以下の場合、鋼板長手方向に付与する温度勾配の先尾端の温度差ΔＴは、
１５Ｌ／（ｈｖ）≦ΔＴ≦５５Ｌ／（ｈｖ）                （１）
の関係を満足させることが好ましい。
但し、ｈ（ｍｍ）：鋼板の板厚、Ｌ（ｍ）：鋼板の長さ、ｖ（ｍ／ｓ）：第１通過型冷却設備で鋼板長手方向に温度勾配を付与した後、続いて行う冷却設備に進入するときの鋼板の搬送速度。
【００４６】
一例として、鋼板の製品の長さがＬ＝３０ｍ、搬送速度がｖ＝１ｍ／ｓである場合、先端と尾端では冷却開始がＬ／ｖ＝３０ｓ違うので、尾端部は先端部によりも３０ｓ間分余計に空冷される。
【００４７】
板厚がｈ＝３０ｍｍの場合は鋼板表面温度が８００℃での冷却速度は、０．８℃／ｓ程度となるので、尾端部は先端部よりも０．８×Ｌ／ｖ＝２４℃低くなる。よって、先端を３４℃冷やし、尾端を１０℃冷やせば、尾端が先端より温度が２４℃高い温度差がつくので、冷却開始温度がほぼ一定となる。
【００４８】
尚、第１または第２通過型冷却装置として、冷却領域以外の鋼板搬送方向に冷却水が流れ出さない水切り性に優れた冷却装置を使用することが好ましい。
【００４９】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、水切り性に優れた冷却装置の一例を示し、図において１は冷却槽、２は鋼板４上に滞留した冷却水、３は上方冷却水噴射ノズル、４は鋼板、５は搬送ロール、６は下部冷却水ノズル、７は冷却領域、８は水切りロール、１３は棒状冷却水を示す。
【００５０】
（ａ）は、冷却槽１にとりつけた上方冷却水噴射ノズル３から棒状冷却水１５を対向するように噴出させ、鋼板４上に冷却水２を滞留させる冷却装置、（ｂ）は水切りロール８と搬送ロール５を鋼板４を挟んで対向させ、一方向から棒状冷却水１３を噴出し、水切りロール８でせき止める冷却装置、（ｃ）は水切りロール８と搬送ロール５を２対とし、ロール対間において、鋼板４上に冷却水２を滞留させる冷却装置を示す。尚、せき止め効果を得るため、棒状冷却水１３は４ｍ３／ｍ２ｍｉｎ以上の水量密度とすることが好ましい。
【００５１】
第１通過型冷却装置（ｃａｓｅ３の通過型冷却装置の場合も含む）で冷却領域７の搬送方向の距離は０．４ｍ〜４ｍとするのが好ましい。０．４ｍ未満では鋼板を冷却するために冷却領域への滞留時間を長く取る必要があり、鋼板全体を通過させるのに時間がかかりすぎ、十分な温度勾配をつけるのが困難となる。
【００５２】
一方、４ｍを超えると冷却領域７での冷却の均一性を持たせるのが困難であるのと、板長の短い鋼板では十分な温度勾配を付与することが困難であるために４ｍ以下に制限する。尚、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）における冷却領域を鋼板の黒塗り部で示す。
【００５３】
また、冷却領域７は、冷却槽やノズルの数を増減させたり、または、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）を一つの冷却装置ユニットとしてその数を増減させたりして適宜設定することが可能である。
【００５４】
第１通過型冷却装置で温度勾配を付与するには、冷却領域での鋼板の通過速度を制御するのが、制御の応答性に優れるので好ましい。第１通過型冷却装置の注水量などの冷却設備能力を制御してもよく、通過速度と冷却能力の両方を用いてもよい。
【００５５】
第２通過型冷却装置は、所要の冷却能力を持ち均一冷却できるものであればよく特に限定しない。
【００５６】
冷却開始温度は、所望する特性に応じて、Ａｒ３点以上、二相域温度を適宜選定する。
【００５７】
冷却後の鋼板は、所望する特性に応じて適宜焼戻しする。焼戻しは常法により実施すればよく、たとえば、オフラインの雰囲気炉、あるいは、オンラインの誘導加熱装置などを使用することができ、焼戻し温度は、オーステナイト相が生成しない温度域であるＡｃ1変態点以下の温度であることが好ましい。
【００５８】
本発明で、第１通過型冷却装置で鋼板長手方向に温度勾配を付与した後、第２通過型冷却装置での冷却開始温度、冷却停止温度のいずれもが鋼板の長手方向におけるその最大値と最小値の差が５０℃以下とするのが好ましい。
【００５９】
上記の温度差が５０℃を越えると、先端と尾端の強度差や靭性の差が大きくなる。より好ましくは３０℃以下とする。
【００６０】
尚、Ｃａｓｅ３では、第１通過型冷却装置１０による冷却ｂ２で、焼入れまたは加速冷却などを実施する。
【実施例】
【００６１】
本発明のＣａｓｅ１に係る圧延−冷却方法で厚鋼板を製造し、鋼板全長における機械的性質（強度、靭性）を調査した。図１に示す圧延−冷却設備において、第１通過型冷却装置は、２つの水切りロール間１ｍを冷却領域とする冷却設備（図４（Ｃ））を使用し、第２通過型冷却装置としては、従来の加速冷却設備を使用した。
【００６２】
本実施例では板厚２１５ｍｍ断面スラブを用いて１１５０℃加熱後９８０℃以上の温度で累積圧下率５０％の再結晶域圧延を行い、９００℃〜８００℃において累積圧下率５０％の制御圧延を行い、板厚３０ｍｍ、板長３０ｍの厚鋼板を製造した。
【００６３】
本実施例では、Ｃａｓｅ１により、第１通過型冷却装置で温度勾配を付与するとともに、第２通過型冷却装置での冷却開始温度および冷却停止温度の先端と尾端の差を５０℃以下にした製造条件と第１通過型冷却装置を使用せず、第２通過型冷却装置のみで冷却を行う製造条件により厚鋼板を製造した。いずれの製造条件においても第２通過型冷却装置での冷却搬送速度は１ｍ／ｓで一定とした。
【００６４】
得られた厚鋼板の最先端および最後端からそれぞれ５００ｍｍ近傍の位置において、全厚の引張試験片を採取して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（１９９８）の規定に準拠して引張試験を実施し、引張強さＴＳを求めた。また、板厚方向１／２の位置からＪＩＳ  Ｚ  ２２０２（１９９８）の規定に準拠して、Ｖノッチ標準寸法のシャルピー衝撃試験片を採取して、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４２（１９９８）の規定に準拠して衝撃試験を実施し、延性−脆性破面遷移温度ｖＴｒｓを求めた。
【００６５】
表１に供試鋼の成分組成を、表２に製造条件と得られた鋼板の強度、靭性を示す。第１通過型冷却装置で先端と尾端の温度差ΔＴを付与したＮｏ１，２，６，７，１１，１２は、先端と尾端のＹＳおよびＴＳ差が２５ＭＰａ以内で均一となり、靭性も良好であった。
【００６６】
一方、一方向の低速圧延により仕上げ温度の先端と尾端の温度差が大きいＮｏ３、８，１３は先端の靭性が低下した。温度勾配を付与しないで増速して冷却し、冷却開始温度の先端と尾端の温度差が大きいＮｏ４，９，１４は先端と尾端のＹＳおよびＴＳ差が大きく、また尾端の靱性も低下し、均一な鋼板が得られなかった。
【００６７】
温度勾配を付与しないで第２通過型冷却装置での冷却停止温度の先端と尾端の差が大きいＮｏ５，１０，１５は先端と尾端のＹＳおよびＴＳ差が大きく、また、先端あるいは尾端の靭性が低下した。
【００６８】
【表１】
2008246579.tif 000003
【００６９】
【表２】
2008246579.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】圧延−冷却設備の一例を示す模式図。
【図２】本発明に係る鋼板の製造方法での圧延ー冷却方法を説明する模式図で（ａ）はＣａｓｅ１，（ｂ）はＣａｓｅ２，（ｃ）はＣａｓｅ３の場合を示す図。
【図３】本発明に係る圧延ー冷却方法における鋼板長手方向の温度差を説明する模式図で（ａ）はＣａｓｅ１，（ｂ）はＣａｓｅ２，（ｃ）はＣａｓｅ３の場合を示す図。
【図４】本発明で第１通過型冷却装置として好適な水切り性に優れた冷却装置で（ａ）は水切りロールを用いず、冷却水噴射ノズルで冷却水を鋼板上に滞留させる形式，（ｂ）は冷却水噴射ノズルと水切りロールを併用して冷却水を鋼板上に滞留させる形式，（ｃ）は冷却水噴射ノズルを用いず、水切りロールで冷却水を鋼板上に滞留させる形式。
【図５】熱間圧延鋼板の空冷時の冷却速度を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
１    冷却槽
２    滞留した冷却水
３    上方冷却水噴射ノズル
４    鋼板
５    搬送ロール
６    下部冷却水ノズル
７    冷却領域
８    水切りロール
９    圧延機
１０    第１通過型冷却装置
１１    第２通過型冷却装置
１２    加熱炉
１３    棒状冷却水
【図１】
2008246579.tif 000005
【図２】
2008246579.tif 000006
【図３】
2008246579.tif 000007
【図４】
2008246579.tif 000008
【図５】
2008246579.tif 000009