(57)【要約】【課題】第一の目的は、熱延鋼板を製造するに際し、予備実験の少ない簡単な方法で熱延鋼板の材質を正確に予測する方法を提供することにある。【解決手段】鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延することによって製造される熱延鋼板の材質予測方法であって、熱間圧延の最終パスを経て得られた熱延鋼板の材質と、該熱延鋼板に導入されたエネルギーＺｚ値の相関関係を予め求めておき、当該相関関係を調べた鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュールから当該鋼片の最終パス終了後の熱延鋼板に導入されるエネルギーＺｚ’値を求め、前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を用いて、当該Ｚｚ’値に基づいて熱延鋼板の材質を予測する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延することによって製造される熱延鋼板の材質予測方法であって、
熱間圧延の最終パスを経て得られた熱延鋼板の材質を調べると共に、
このときの各パス毎の圧延条件から前記最終パスを経て得られた熱延鋼板に導入されたエネルギーＺｚ値を算出し、
前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を予め求めておき、
当該相関関係を調べた鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、
最初パスから任意の時点におけるパスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておき、
前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュールから当該鋼片の最終パス終了後の熱延鋼板に導入されるエネルギーＺｚ’値を求め、
前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を用いて、当該Ｚｚ’値に基づいて熱延鋼板の材質を予測することを特徴とする熱延鋼板の材質予測方法。
【請求項２】
鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延することによって製造される熱延鋼板の材質予測方法であって、
熱間圧延の最終パスを経て得られた熱延鋼板の材質を調べると共に、
このときの各パス毎の圧延条件を下記（１）式に代入することによって前記最終パスを経て得られた熱延鋼板に導入されたエネルギーＺｚ値を算出し、
前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係が最も高くなる定数ｋを決定し、
決定された定数ｋを下記（１）式に代入すると共に前記圧延条件を代入してＺｚ・ｋ値を算出し、
得られたＺｚ・ｋ値と前記材質との関係をデータベースとして予め準備しておき、
当該関係を調べた鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、
最初パスから任意の時点におけるパスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておき、
前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュール並びに前記決定された定数ｋを下記（１）式に代入して当該鋼片の最終パス終了後の熱延鋼板に導入されるエネルギーＺｚ’・ｋ値を求め、
前記データベースを用いて、当該Ｚｚ’・ｋ値に基づいて熱延鋼板の材質を予測することを特徴とする熱延鋼板の材質予測方法。
2004249317.tif 000009
［式中、Ｚは熱延鋼板内のエネルギーを示し、Ｚｎ−１はｎパスの直前パスにおいて導入されたエネルギーであり、Ｚの初期値（Ｚ０）は０である。また、Ｚｎ・ｉｎは、ｎパスにおいて熱延鋼板へ導入されるエネルギーであり、下記式で算出される。
Ｚｎ・ｉｎ＝０．０３９１３−７．４３６１２×１０５×ｈｎ・ｉｎ＋０．００２５６×ｈｎ・ｉｎ×ｒｎ＋０．８２２９３×ｒｎ＋０．９４８５５×（ｒｎ）２
ｒｎ＝（ｈｎ・ｉｎ−ｈｎ・ｏｕｔ）／ｈｎ・ｉｎ
ｈｎ・ｉｎ：ｎパスにおける入側の板厚（ｍｍ）
ｈｎ・ｏｕｔ：ｎパスにおける出側の板厚（ｍｍ）
ｋ：定数
ｔｎ：ｎパスにおけるパス間時間（ｓｅｃ）
Ｔｎ：ｎパスにおける平均圧延温度（Ｋ）
但し、ｎはパス数を表し、ｎ＝１，２，・・・，ｚであり、ｚは最終パスを示す。］
【請求項３】
請求項２に記載の材質予測方法で予測された材質が目標材質の許容範囲外である場合に、
前記データベースを用いて目標材質に対応するＺｚ’’・ｋ値を算出し、
当該Ｚｚ’’・ｋ値に近づく様にパススケジュールを修正または新規設定することを特徴とするパススケジュール修正または設定方法。
【請求項４】
前記パススケジュールの修正または新規設定を、パス間時間の制御によって行う請求項３に記載のパススケジュール修正または設定方法。
【請求項５】
予め設定されたパススケジュールに沿って鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延して製造される熱延鋼板の製造方法であって、
最初パスから任意の時点における当該パスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておくと共に、
次パス以降を、前記予め設定された予定パススケジュールに沿って熱間圧延する際に、
請求項２に記載された材質予測方法を適用して、前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予定パススケジュールから熱延鋼板の材質を予測し、
予測された材質が目標材質の許容範囲内であれば、前記予め設定された予定パススケジュールで引き続き熱間圧延を行い、
予測された材質が目標材質の許容範囲外であれば、目標材質に対応するＺｚ’’’・ｋ値に近づく様に次パス以降のパススケジュールを修正して熱間圧延することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記パススケジュールの修正を、パス間時間の制御によって行う請求項５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて圧延することによって熱延鋼板を製造する技術に関し、より詳細には、熱間圧延で得られる鋼板の材質を容易に予測できる材質予測方法、およびこの材質予測方法を適用して目標材質を有する熱延鋼板を製造するためのパススケジュール修正方法または設定方法、並びにこれらの方法を適用して熱延鋼板を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板の製造ラインは、鋼片を加熱する加熱設備、加熱した鋼片を熱間圧延する圧延設備、熱間圧延後の鋼板を冷却する冷却設備を備えている。前記圧延設備には、一般に、粗圧延機と仕上げ圧延機とが設けられており、鋼片ないし素材鋼板は、Ａｒ３点以上（つまりγ単相域）でこれらの圧延機に繰り返し通されて熱間圧延が施される。圧延機に通されることを一般に「パス」といい、一連のパスによって鋼片は所定の鋼板サイズに圧延される。一連のパスについて、各パスにおける圧延条件（例えば、圧延温度やパス間時間、パス出側の板厚、圧延荷重、圧延速度など）を設定したものを「パススケジュール」という。
【０００３】
前記製造ラインで得られた熱延鋼板は、種々の用途に用いられており、例えば、建築用鋼板として使用されている。建築用鋼板として用いられるときは、低降伏点や強度、低降伏比などの特性が要求される。この様な特性を有する熱延鋼板は、耐震性の観点から吸収エネルギーの大きいものが望まれる。以下、降伏点を「ＹＰ」、強度を「引張り強さ」や「ＴＳ」、降伏比を「ＹＲ」で夫々表すことがある。なお、降伏比は、降伏点と引張り強さの比率［ＹＰ／ＴＳ×１００］である。
【０００４】
低降伏比の高張力鋼板を製造する方法としては、鋼板組織をフェライト＋マルテンサイトまたはフェライト＋ベイナイトなどの複合組織とする方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、他の方法として熱間圧延終了後、冷却停止温度までを加速冷却する技術を先に提案している（例えば、特許文献４〜５参照）。しかし、熱延鋼板の材質は、圧延条件の変動に大きく影響を受けるので、圧延条件を厳密に制御しなければならない。そこで、熱間圧延時の途中パスにおいて熱延鋼板の材質を予測する方法や装置が提案されている。例えば、下記特許文献６や７には、初期状態モデル、熱間加工モデル、析出モデル、変態モデルおよび組織−材質モデルを用いて熱延鋼板の材質を予測する技術が提案されている。
【０００５】
また、この材質予測方法を利用した鋼板の材質予測制御方法として、下記特許文献８は、予測結果と製造実績とを比較して目標材質を得るために、各プロセスの条件を材質との関係で予測して材質を制御する方法を開示している。しかし、これらの技術では、熱延鋼板の材質を予測するためにデータベースを構築する必要があるが、変数が多いのでデータベースを構築するための予備実験が極めて煩雑となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５８−９３８１４号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献２】
特開昭６４−４７８１５号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献３】
特開平５−２７１７６１号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献４】
特開平２−１９７５２１号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献５】
特開平５−３３９６３１号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献６】
特許第２５６３８４４号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献７】
特公平７−１０２３７８号公報（［特許請求の範囲］等）
【特許文献８】
特許第２５０９４８１号公報（［特許請求の範囲］等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な状況に鑑みてなされたものであり、第一の目的は、熱延鋼板を製造するに際し、予備実験の少ない簡単な方法で熱延鋼板の材質を正確に予測する方法を提供することにある。第二の目的は、この材質予測方法を適用して、目標材質を有する熱延鋼板を製造するためのパススケジュール修正方法および設定方法を提供することにある。第三の目的は、前記材質予測方法および前記パススケジュール修正方法並びに設定方法を適用し、目標とする材質を有する熱延鋼板を確実に得ることのできる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第一の目的を達成することのできた本発明に係る熱延鋼板の材質予測方法とは、鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延することによって製造される熱延鋼板の材質予測方法であって、熱間圧延の最終パスを経て得られた熱延鋼板の材質を調べると共に、このときの各パス毎の圧延条件から前記最終パスを経て得られた熱延鋼板に導入されたエネルギーＺｚ値を算出し、前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を予め求めておき、当該相関関係を調べた鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、最初パスから任意の時点におけるパスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておき、前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュールから当該鋼片の最終パス終了後の熱延鋼板に導入されるエネルギーＺｚ’値を求め、前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を用いて、当該Ｚｚ’値に基づいて熱延鋼板の材質を予測する点に要旨を有する。
【０００９】
また、上記第一の目的は、鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延することによって製造される熱延鋼板の材質予測方法であって、熱間圧延の最終パスを経て得られた熱延鋼板の材質を調べると共に、このときの各パス毎の圧延条件を下記（１）式に代入することによって前記最終パスを経て得られた熱延鋼板に導入されたエネルギーＺｚ値を算出し、前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係が最も高くなる定数ｋを決定し、決定された定数ｋを下記（１）式に代入すると共に前記圧延条件を代入してＺｚ・ｋ値を算出し、得られたＺｚ・ｋ値と前記材質との関係をデータベースとして予め準備しておき、当該関係を調べた鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、最初パスから任意の時点におけるパスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておき、前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュール並びに前記決定された定数ｋを下記（１）式に代入して当該鋼片の最終パス終了後の熱延鋼板に導入されるエネルギーＺｚ’・ｋ値を求め、前記データベースを用いて、当該Ｚｚ’・ｋ値に基づいて熱延鋼板の材質を予測することによっても達成できる。
2004249317.tif 000003
【００１０】
式中、Ｚは熱延鋼板内のエネルギーを示し、Ｚｎ−１はｎパスの直前パスにおいて導入されたエネルギーであり、Ｚの初期値（Ｚ０）は０である。また、Ｚｎ・ｉｎは、ｎパスにおいて熱延鋼板へ導入されるエネルギーであり、下記式で算出される。
Ｚｎ・ｉｎ＝０．０３９１３−７．４３６１２×１０５×ｈｎ・ｉｎ＋０．００２５６×ｈｎ・ｉｎ×ｒｎ＋０．８２２９３×ｒｎ＋０．９４８５５×（ｒｎ）２
【００１１】
上記式中、
ｒｎ＝（ｈｎ・ｉｎ−ｈｎ・ｏｕｔ）／ｈｎ・ｉｎ
であり、ｈｎ・ｉｎ：ｎパスにおける入側の板厚（ｍｍ）、ｈｎ・ｏｕｔ：ｎパスにおける出側の板厚（ｍｍ）、ｋ：定数、ｔｎ：ｎパスにおけるパス間時間（ｓｅｃ）、Ｔｎ：ｎパスにおける平均圧延温度（Ｋ）、を夫々示している。但し、ｎはパス数を表し、ｎ＝１，２，・・・，ｚであり、ｚは最終パスを示す。
【００１２】
上記第二の目的を達成することのできた本発明に係るパススケジュール修正または設定方法とは、上記材質予測方法で予測された材質が目標材質の許容範囲外である場合に、前記データベースを用いて目標材質に対応するＺｚ’’・ｋ値を算出し、当該Ｚｚ’’・ｋ値に近づく様にパススケジュールを修正または新規設定する点に要旨を有する。前記パススケジュールの修正または新規設定は、パス間時間の制御によって行うことが好ましい。
【００１３】
上記第三の目的を達成することのできた本発明に係る熱延鋼板の製造方法とは、予め設定されたパススケジュールに沿って鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延して製造される熱延鋼板の製造方法であって、最初パスから任意の時点における当該パスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておくと共に、次パス以降を、前記予め設定された予定パススケジュールに沿って熱間圧延する際に、上記材質予測方法を適用して、前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予定パススケジュールから熱延鋼板の材質を予測し、予測された材質が目標材質の許容範囲内であれば、前記予め設定された予定パススケジュールで引き続き熱間圧延を行い、予測された材質が目標材質の許容範囲外であれば、目標材質に対応するＺｚ’’’・ｋ値に近づく様に次パス以降のパススケジュールを修正して熱間圧延する点に要旨を有する。前記パススケジュールの修正は、パス間時間の制御によって行うことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延して得られる熱延鋼板の材質は、前述の如く圧延条件によって大きく変化する。この理由は、圧延過程で金属材料内へ結晶粒界や転位としてエネルギーが導入されるからであると考えられる。この導入されたエネルギーは、いわゆる回復や再結晶と呼ばれる冶金現象等によって金属材料外部へ開放されるため、熱間圧延後は時間と共に材質も変化する。このとき、エネルギーの減少（開放）速度は、金属材料に内在するエネルギー量に比例すると考えられ、エネルギー量が多ければ時間の経過に伴うエネルギー減少速度も大きくなり、一方、エネルギー量が少なければ時間の経過に伴うエネルギー減少速度も小さくなると考えられる。
【００１５】
そこで、本発明者らは、金属材料に内在するエネルギーと前記熱延鋼板の材質との関係に注目し鋭意研究を重ねた結果、エネルギーの減少度合いは、金属材料内におけるＦｅ原子の自己拡散現象に律速されること、しかも金属材料内におけるエネルギーの減少度合いは下記（２）式で表すことができることが明らかになった。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
上記（２）式は、金属材料に内在するエネルギーの減少速度を表しており、金属材料に内在するエネルギーＺを、時間ｔで微分することによって求められる。ここで、時間ｔとは、Ｆｅ原子が金属材料内部を自己拡散する時間（ｓｅｃ）であり、熱間圧延を想定した場合、パス間時間（ｓｅｃ）を代入すればよい。パス間時間とは、当該パスにおいてＺｉｎが導入される時刻と次パスにおいてＺｉｎが導入される時刻との間の時間である。但し、当該パスが最終パスのときは、最終パスにおいてＺｉｎが導入される時刻と計算打ち切り温度に達する時刻との間の時間である。なお、Ｚｉｎについては後述する。
【００１８】
式中、Ｔ（絶対温度、単位：Ｋ）は、当該パスの平均圧延温度であり、当該パスにおいてＺｉｎが導入される時の圧延温度と次パスにおいてＺｉｎが導入される時の圧延温度との平均値である。但し、当該パスが最終パスのときは、最終パスにおいてＺｉｎが導入される時刻での圧延温度と計算打ち切り温度を平均して求めた平均圧延温度である。
【００１９】
ここで、計算打ち切り温度とは、熱間圧延終了後、相変態が開始する温度であり、別途変態点測定実験で求めれば良い。但し、一般的な鋼材の相変態は約７５０℃で起こるので、変態点測定実験を省くときは計算打ち切り温度を７５０℃とすれば良い。後述する実施例でも、計算打ち切り温度を７５０℃としている。
【００２０】
式中、Ｑは、Ｆｅ原子が金属材料内部を自己拡散する際に要する活性化エネルギー（２９１０００Ｊ／ｍｏｌ）であり、Ｒは、気体定数（８．３１４５Ｊ／ｍｏｌ・Ｋ）である。また、ｋは実験によって決まる定数を示しており、定数ｋの求め方は後述する。
【００２１】
前記（２）式の微分方程式を解くと共に、Ｑ＝２９１０００Ｊ／ｍｏｌ、Ｒ＝８．３１４５Ｊ／ｍｏｌ・Ｋを夫々代入すると、下記（３）式が得られる。
Ｚ＝Ｚｅ×ｅｘｐ［−ｋ×ｔ×ｅｘｐ（３５０００／Ｔ）］  ・・・（３）
【００２２】
上記（３）式中、Ｚｅは金属材料に内在するエネルギーであり、エネルギーが開放される前の値である。従って、熱間圧延において当該パスがｎ回目のパスであるときＺｅは、当該パスまでに金属材料内に残留しているエネルギー（Ｚｎ−１）と、当該パスにおいて導入されるエネルギー（Ｚｎ・ｉｎ）の和（Ｚｎ−１＋Ｚｎ・ｉｎ）で表すことができる。よって、当該パスにおけるパス間時間をｔｎ、平均圧延温度をＴｎとすると、前記（３）式は下記（１）式で表される。なお、当該パスが最初パス（第一回目のパス）であれば、当該パスまでに導入された総エネルギー（Ｚ０）は０となるので、初期値は０である。
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【００２３】
本発明では、当該パスにおいて新たに導入されるエネルギーは単位を限定するものではないが、例えば圧延によって導入される相当歪とすれば良い。相当歪は工業的に算出が容易だからである。この場合、当該パスをｎ回目のパスとすると、圧延条件に基づいて例えば下記（４）式で求めることができる。
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【００２４】
上記（４）式中、ｒｎ＝（ｈｎ・ｉｎ−ｈｎ・ｏｕｔ）／ｈｎ・ｉｎであり、ｈｎ・ｉｎは当該圧延パスにおける入側の板厚（ｍｍ）、ｈｎ・ｏｕｔは当該圧延パスにおける出側の板厚（ｍｍ）である。
【００２５】
従って、当該パスがｎ回目であるとき、次パスはｎ＋１回目となるので、次パスにおけるＺ値を算出する際には、当該パスにおいて算出したＺｎ値と予め設定されている次パス以降の圧延条件を前記（１）式に代入すると、次パスにおけるエネルギーＺｎ＋１値を求めることができる。
【００２６】
＜当該パス＞
Ｚｎ＝（Ｚｎ−１＋Ｚｎ・ｉｎ）×ｅｘｐ［−ｋ×ｔｎ×ｅｘｐ（３５０００／Ｔｎ）］
＜次パス＞
Ｚｎ＋１＝（Ｚｎ＋Ｚｎ＋１・ｉｎ）×ｅｘｐ［−ｋ×ｔｎ＋１×ｅｘｐ（３５０００／Ｔｎ＋１）］
【００２７】
この様に計算を繰り返すと、最終パスにおけるＺｚ値を算出することができ、最終パスにおけるＺｚ値は、未知数を一つ（つまり未知数は定数ｋのみ）含む式として算出できる。そして、この未知数ｋに任意の数値を代入し、算出されたＺｚ値と熱延鋼板の材質との関係について検討したところ、良好な相関関係が認められ、このＺｚ値から熱間鋼板の材質を予測できることを本発明者らは見出した。
【００２８】
すなわち、鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延することによって製造される熱延鋼板の材質を予測するには、熱間圧延の最終パスを経て得られた熱延鋼板の材質を調べると共に、このときの各パス毎の圧延条件から前記最終パスを経て得られた熱延鋼板に導入されたエネルギーＺｚ値を算出し、前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を予め求めておく。次に、当該相関関係を調べた鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、最初パスから任意の時点におけるパスが終了するまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておき、前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュールから当該鋼片の最終パス終了後の熱延鋼板に導入されるエネルギーＺｚ’値を求める。そして、求められたＺｚ’値と、前記Ｚｚ値と前記材質の相関関係を用いてやれば、熱延鋼板の材質を予測できるのである。以下、Ｚｚ値を用いて熱延鋼板の材質を予測する方法について説明する。
【００２９】
圧延条件から熱延鋼板の材質を予測するためには、Ｚｚ値と材質とのデータベースを予め構築する必要がある。このデータベースの構築方法について説明する。
【００３０】
鋼片を任意に定められたパススケジュールで熱間圧延して鋼板を製造する。このとき、最終パス終了までの圧延条件を記録しておき、記録した圧延条件を前記（１）式に代入して最終パスにおけるＺｚ値を算出する。これを同一の鋼種について少なくとも２回以上繰り返し、夫々の場合についてＺｚ値を算出する。但し、算出されたＺｚ値は、何れも定数ｋを未知数として含む関数で表される。なお、鋼板を製造してＺｚ値を算出する回数は、少なくとも２回以上としたけれども、材質予測の精度を高めるためには多い方が良く、好ましくは５回以上、より好ましくは１０回以上とするのが望ましい。
【００３１】
一方、得られた熱延鋼板を引張試験して鋼板の材質を測定する。鋼板の材質とは、降伏点（ＹＰ）や引張り強さ（ＴＳ）、あるいは降伏点と引張り強さから求められる降伏比（ＹＲ）などを指す。なお、以下では説明の便のため、鋼板の材質として降伏点（ＹＰ）を取り挙げて説明するが、降伏点の代わりに引張り強さや降伏比などを採用すると、これらの材質を予測できる。
【００３２】
次に、上記算出されたＺｚ値を示す関数中の定数ｋに任意の数値を代入して夫々のＺｚ値を算出し、得られたＺｚ値と降伏点との関係をプロットし、相関係数を夫々算出する。そして、この操作（すなわち定数ｋに任意の数値を代入してＺｚ値を算出すると共に、前記材質との相関係数を算出する操作）を繰り返して、前記相関係数が最も高くなるときの定数ｋを選び出す。前記相関係数を算出する操作は少なくとも２回以上とし、相関係数の算出回数は多い方が信頼性は高くなる。定数ｋには、任意の数値を代入すれば良いが、例えば最終圧延パスにおける圧延温度が７５０〜１０００℃のときに例示したＺｎ・ｉｎの式を用いた場合は、ｋに１０５〜１０２０の範囲で数値を代入すれば良い。
【００３３】
決定された定数ｋを前記（１）式に代入すると共に、記録しておいた最終パス終了までの圧延条件を代入してＺｚ値を算出し、Ｚｚ値と前記降伏点との関係をデータベースとする。以下、定数ｋを代入したときのＺｚ値を、説明の便宜上「Ｚｚ・ｋ」で示す。
【００３４】
次に、前記データベースを構築した鋼材と同一鋼種の鋼片を、予め設定されたパススケジュールで製造する際に、製造される熱延鋼板の材質を予測する方法について説明する。
【００３５】
本発明の材質予測方法で採用することのできる鋼種は、前記データベースを構築したときの鋼材と成分組成は大きく異なってはならない。すなわち、Ｚｚ・ｋ値は金属材料内部のエネルギーとして算出されるが、このエネルギーは回復や再結晶、粒成長といった冶金現象に伴って金属材料内部から開放されると考えられる。従って、これらの冶金現象は、鋼種が等しければ個々の元素の含有量が若干異なっていても、Ｚｚ・ｋ値は殆ど変動しないけれども、例えば、Ｎｂ等のマイクロアロイと称される元素が添加されると、微細析出物により回復や再結晶、粒成長が遅延される等、組織内での現象が大きく異なるためエネルギー開放速度も遅くなり、Ｚｚ・ｋ値は変動する。よって、鋼材に含まれる合金元素種が変わるときは、予備実験でｋ値を改めて設定し、データベースを再構築する必要がある。
【００３６】
一方、熱延鋼板を製造する際のパススケジュールは、前記データベースを構築したときのパススケジュールと同一である必要はない。すなわち、前記データベースは、最終パスにおける金属材料内部のエネルギー（Ｚｚ・ｋ値）と最終鋼板の材質との関係を示しているので、データベースを構築したときのパススケジュールと当該操業時のパススケジュールが相違していたとしても、金属材料が最終パスにおいて有しているエネルギー（Ｚｚ’・ｋ）を当該操業時のパススケジュールから算出できれば、このＺｚ’・ｋ値と前記データベースから材質を予測できるからである。
【００３７】
つまり、予め設定されたパススケジュールの中から任意に選択されたパスまで実際に熱間圧延が行われているときは、最初パスから任意の時点における当該パスまでのパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておき、実際パススケジュールおよび次パス以降の予め設定された予定パススケジュールを前記（１）式に代入すると共に、データベースを構築したときに算出した定数ｋを代入すると、最終パスにおける予測Ｚｚ値を算出することができる。なお、予測して得られたＺ値を、以下、説明の便宜上「Ｚｚ’・ｋ値」で示す。
【００３８】
そして、このＺｚ’・ｋ値と前記データベースを用いると、次パス以降を予定パススケジュールで操業したときに製造される熱延鋼板の材質を予測することができる。
【００３９】
ところで、圧延条件が一定であれば、前記（１）式で算出されるＺｎ値も一定となり、このとき得られる材質も等しくなる。しかし、目標材質を得るための圧延条件は一つには決まらず、鋼材の成分組成や圧延温度，圧下率，パス間時間など種々の条件の組み合わせが考えられる。従って、熱間圧延によって得られる材質を安定化させるには、圧延条件を固定すれば良いが、条件を固定すると製造条件に融通が利かなくなり、生産性が低下する原因となる。
【００４０】
そこで、本発明では、任意の時点のパスにおいて前記（１）式を用いてＺｚ’・ｋ値を算出し、得られる鋼板の材質を前記Ｚｚ’・ｋ値から予測し、予測した材質と目標材質とを比較して許容範囲外の差があれば、前記データベースを用いて算出される目標材質に対応するＺｚ値（以下、便宜のため「Ｚｚ’’・ｋ値」とする）に近づく様にパススケジュールを修正する。すなわち、予測した材質と目標材質との間に格段の差があれば、夫々の材質に対応するＺｚ値にも差が生じるので、次パス以降のパススケジュールを修正して、予測したＺｚ’・ｋ値がＺｚ’’・ｋ値に近づく様にパススケジュールを変更すれば良いのである。
【００４１】
予測材質と目標材質との差がどの程度許容できるかは、鋼板の用途によっても変わってくるので一概に定めることはできないが、例えば、建築用鋼板として用いるときは、予測した降伏点と目標とする降伏点の差が３０ＭＰａ程度以内であれば許容範囲内と考えられる。
【００４２】
パススケジュールの修正は、各種圧延条件（例えば、圧延温度やパス間時間，パス出側の板厚，圧延荷重，圧延速度など）を制御することで実現できるが、好ましいのはパス間時間を制御する方法である。その理由は、圧延条件の中でも制御しやすいからであり、予測材質に対応するＺｚ’・ｋ値が、目標材質に対応するＺｚ’’・ｋ値よりも小さい場合は、パス間時間を短くすれば良い。一方、予測材質に対応するＺｚ’・ｋ値が、目標材質に対応するＺｚ’’・ｋ値よりも大きい場合は、パス間時間を長くすれば良い。なお、パス間時間を長くするには、当該パスにおける圧延が終了した後、次パスにおける圧延を開始するまでの時間を長くすれば良く、パス間時間を短くするには、当該パスにおける圧延が終了した後、次パスにおける圧延を開始するまでの時間を短くすれば良い。また、パス間時間は、圧延速度を変更することによっても制御できるが、パス毎に圧延速度を変更することは実操業では難しい。
【００４３】
Ｚ値を算出して熱延鋼板の材質を予測する時期は特に限定されず、最終パスまでに少なくとも一度行えば良く、各パスにおいてＺ値を算出して得られる材質を適宜予測しても良い。但し、圧延初期（例えば、圧延を８回行うときの１回目や２回目のパス）のみで材質を予測しても、後パス条件によっては目標材質から外れる場合があるので、最終パスの直前パスや二つ前のパスで材質評価方法を適用するのが好まれる。
【００４４】
また、Ｚ値を算出して熱延鋼板の材質を圧延前に予測してやれば、圧延のパススケジュールを新規に設定するもできる。
【００４５】
予め設定されたパススケジュールに沿って鋼片をＡｒ３点以上の温度域で数段階に分けて熱間圧延して鋼板を製造するにあたっては、最初パスにおける熱間圧延条件から任意の時点におけるパスが終了するまでパススケジュールを実際パススケジュールとして記録しておくと共に、次パス以降を、前記予め設定された予定パススケジュールに沿って熱間圧延するときに、前記材質予測方法を適用して、前記実際パススケジュールおよび次パス以降の予定パススケジュールから熱延鋼板の材質を予測し、予測された材質が目標材質の許容範囲内であれば、前記予め設定された予定パススケジュールで引き続き熱間圧延を行い、予測された材質が目標材質の許容範囲外であれば、目標材質に対応するＺｚ値に近づく様に次パス以降のパススケジュールを変更すれば、目標材質を有する熱間圧延を製造することができる。このとき、前記パススケジュールの変更は、パス間時間の制御によって行うのが好ましい理由は、上述した通りである。
【００４６】
本発明における熱間圧延鋼板の製造方法では、種々の鋼種を製造することができるが、上述した様に、鋼材の成分組成が大きく変われば予備実験によって前記（１）式中の定数ｋを算出し直す必要がある。
【００４７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４８】
［データベースの構築］
成分組成が０．１６％Ｃ−０．３５％Ｓｉ−１．３％Ｍｎ−０．０３％Ｖ−残部Ｆｅおよび不可避的不純物（鋼種ＪＩＳ−ＳＮ４９０）の鋼片（初期板厚：２５０ｍｍ）を、８００〜１０００℃の温度範囲で熱間圧延した後、大気中で冷却して鋼板（板厚：３６ｍｍ）を２０枚作製した。なお、前記「％」は、「質量％」の意味であり（以下、同じ）、この成分組成を有する鋼片のＡｒ３点は約７５０℃である。
【００４９】
熱間圧延時のパス数は５〜１０回であり、最初パスから最終パスまでの圧延条件を記録しておくと共に、該圧延条件を前記（１）式に代入してＺｚ値を算出する。
【００５０】
一方、得られた夫々の鋼板について引張試験を行い、降伏点（ＹＰ）を測定した。
【００５１】
前記（４）式の定数ｋに種々の数値を代入してＺｚ値を計算し、得られたＺｚ値と測定した降伏点（ＹＰ）の関係をプロットしたときに相関関係が最も良くなったときのｋ値を定数ｋとする。この実施例では、ｋ＝１．０×１０１０であった。得られた定数ｋ（１．０×１０１０）を前記（１）式に代入すると共に、最終パスまでの熱延条件を代入するとＺｚ・ｋ値が算出される。
【００５２】
算出されたＺｚ・ｋ値と降伏点の間には、下記関係が成り立つ。これをデータベースとする。なお、この式から算出される降伏点を「予測降伏点」と称する。
（予測）降伏点＝４９．１４×Ｚｚ・ｋ＋３０８．５
【００５３】
［材質評価］
成分組成が０．１６％Ｃ−０．３５％Ｓｉ−１．３％Ｍｎ−０．０３％Ｖ−残部Ｆｅおよび不可避的不純物（鋼種ＪＩＳ−ＳＮ４９０）の鋼片（初期板厚：２５０ｍｍ）を、８００〜１０００℃の温度範囲で熱間圧延し、圧延後冷却して鋼板（板厚：３６ｍｍ）を製造する（圧延Ｎｏ．１〜８）。
【００５４】
実際に鋼板を製造した時の各パスにおける圧延温度Ｔ（℃）、当該パスで導入される相当歪Ｚｎ・ｉｎ、パス間時間ｔｎ（ｓｅｃ）を夫々表１に示す。また、上記データベースを構築したときに定めた定数ｋを、前記（１）式に代入して算出したＺｚ・ｋ値を下記表１または表２に合わせて示す。
【００５５】
次に、算出したＺｚ・ｋ値と前記データベースを用いて得られる鋼板の材質を予測する。材質として降伏点を予測し、予測した降伏点を「予測ＹＰ」として下記表１または表２に併記する。
【００５６】
一方、実際に製造された鋼材を引張試験して降伏点（ＹＰ）と降伏比（ＹＲ）を測定した。引張試験から得られた降伏点を「実測ＹＰ」、降伏比を「実測ＹＲ」として下記表１または表２に結果を併記する。また、予測ＹＰと実測ＹＰの相関関係をプロットしたものを図１に示す。
【００５７】
【表１】
2004249317.tif 000007
【００５８】
【表２】
2004249317.tif 000008
【００５９】
図１から明らかな様に、本発明の材質予測方法を適用すると、実際に製造される鋼板の材質（降伏点）を予測できることが分かる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、変数は定数ｋのみであるので、熱延鋼板を製造するに際し、少ない予備実験で且つ簡単な方法で熱延鋼板の材質を予測することができる。また本発明によれば、熱延時のパススケジュールを適量修正することにより目標材質を有する熱延鋼板を製造できる。さらに、これら材質予測方法および前記パススケジュール修正方法を適用することにより、目標通りの材質を有する熱延鋼板を効率良く確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】予測ＹＰと実測ＹＰの相関関係をプロットしたグラフである。
【図１】
2004249317.tif 000010