(57)【要約】【課題】金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置で常温で降伏点伸びを持つ金属帯を製造する際に該装置内で発生する腰折れを防止できる金属帯の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置で常温で降伏点伸びを持つ金属帯を製造する方法であって、金属帯を下記しきい温度以上に加熱する加熱工程と、前記金属帯の温度が下記しきい温度Ｔ１以上６５０℃以下の温度域で金属帯に塑性歪を付与する歪付与工程とを備えることを特徴とする金属帯の製造方法。但し、しきい温度Ｔ１は、該温度以上で金属帯の降伏点伸びがなくなる温度である。【選択図】　　　　　　図１
2004107683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置で常温で降伏点伸びを持つ金属帯を製造する方法であって、
金属帯を下記しきい温度以上に加熱する加熱工程と、
前記金属帯の温度が下記しきい温度Ｔ１以上６５０℃以下の温度域で金属帯に塑性歪を付与する歪付与工程と
を備えることを特徴とする金属帯の製造方法。
但し、しきい温度Ｔ１は、該温度以上で金属帯の降伏点伸びがなくなる温度である。
【請求項２】
前記歪付与工程は、加熱焼鈍工程の最大金属帯温度到達地点下流側、腰折れ発生危険部上流に設けられることを特徴とする請求項１に記載の金属帯の製造方法。
但し、腰折れ発生危険部とは、前記塑性歪が付与されないときに金属帯に腰折れが発生する箇所である。
【請求項３】
前記塑性歪は、曲げロールを用いて付与されるとともに、該塑性歪は金属帯の表面塑性歪量が０．１％超１．５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属帯の製造方法。
【請求項４】
前記塑性歪は、圧延ロールにより付与される圧延歪であり、該塑性歪量は０．１％以上、１．５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属帯の製造方法。
【請求項５】
前記塑性歪は、１〜５回に分割して付与されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の金属帯の製造方法。
【請求項６】
前記塑性歪付与工程は、加熱焼鈍工程内の最大金属帯温度到達地点下流に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の金属帯の製造方法。
【請求項７】
前記歪付与工程以降から前記腰折れ発生危険部までの間、前記金属帯温度は６５０℃以下とされることを特徴とする請求項１〜６のに記載の金属帯の製造方法。
【請求項８】
前記塑性歪を２本以上の曲げロールを用いて付与するときに、前記曲げ塑性歪みは、鋼帯通板方向出側に配置された最終曲げロールで付与される表面塑性歪量が前記最終曲げロールの上流側曲げロールで付与される表面塑性歪量より小さくなるように付与されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項（４項は除く）に記載の金属帯の製造方法。
【請求項９】
前記塑性歪は、金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置された３本のロールを用いて付与されるとともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールは略パスライン位置に配置され、金属帯通板方向入側に配置された入側ロールは前記金属帯をパスラインと略直角方向に前記パスラインを超えて押し込まれ、前記両ロールの間に配置された中間ロールは、前記金属帯をパスラインと略直角方向に前記パスラインを超えて押し込まれることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項（４項を除く）に記載の金属帯の製造方法。
【請求項１０】
前記入側ロールのパスラインからの押し込み量と前記中間ロールのパスラインからの押し込み量は略同一であることを特徴とする請求項９に記載の金属帯の製造方法。
【請求項１１】
前記３本のロールのうち、前記最終ロールのロール径は、前記入側ロール及び前記中間ロールのロール径より大きいことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかの項に記載の金属帯の製造方法。
【請求項１２】
前記塑性歪は、金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置された３本のロールを用いて付与されるとともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールのロール径は、金属帯通板方向入側に配置された入側ロール及び前記両ロールの間に配置された中間ロールのロール径より大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項（４項を除く）に記載の金属帯の製造方法。
【請求項１３】
前記入側ロールと前記最終ロールは、略パスライン位置に配置され、前記中間ロールは、前記金属板をパスラインと略直角方向に前記パスラインを超えて押し込まれることを特徴とする請求項１２に記載の金属帯の製造方法。
【請求項１４】
少なくとも、加熱帯と冷却帯を備える金属帯の製造設備にあって、最大金属帯温度到達地点下流で、前記金属帯温度が下記しきい温度Ｔ１以上６５０℃以下となる部分に、金属帯に塑性歪を付与する歪付与手段を備えることを特徴とする金属帯の製造設備。
但し、しきい温度Ｔ１は、該温度以上で金属帯の降伏点伸びがなくなる温度である。
【請求項１５】
前記歪付与手段は、金属帯を曲げ変形させるロールであることを特徴とする請求項１４に記載の金属帯の製造装置。
【請求項１６】
前記歪付与手段は、ロールが５本以下配置されることを特徴とする請求項１４または１５に記載の金属帯の製造装置。
【請求項１７】
前記歪付与手段は、３本のロールが金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置されるともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールは略パスライン位置に配置され、金属帯通板方向入側に配置された入側ロールは、前記パスラインに対して前記最終ロールとは反対側のパスラインからずらした位置に配置され、前記両ロールの間に配置された中間ロールは、前記パスラインに対して前記最終ロールと同じ側のパスラインからずらした位置に配置されることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかの項に記載の金属帯の製造装置。
【請求項１８】
前記最終ロールのロール径は、前記最終ロールの金属帯通板方向上流側に配置される前記ロールのロール径より大きいことを特徴とする請求項１６または１７に記載の金属帯の製造装置。
【請求項１９】
前記歪付与手段は、３本のロールが金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置されるともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールのロール径は、金属帯通板方向入側に配置された入側ロール及び前記両ロールの間に配置された中間ロールのロール径より大きいことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかの項に記載の金属帯の製造装置。
【請求項２０】
前記入側ロールと前記最終ロールは、略パスライン位置に配置され、前記中間ロールは、前記金属帯に対して前記最終ロールと同じ側のパスラインからずらした位置に配置されることを特徴とする請求項１９に記載の金属帯の製造装置。
【請求項２１】
前記歪付与手段は、金属帯に圧延歪を付与する圧延ロールであることを特徴とする請求項１４に記載の金属帯の製造装置。
【請求項２２】
前記歪付与手段は、加熱帯内の最大金属帯温度到達地点下流に設けられることを特徴とする請求項１４〜２１のいずれかの項に記載の金属帯の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の製造方法および製造装置に関する。より具体的には、金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置で常温で降伏点伸びを持つ金属帯を製造する際に該装置内で発生する腰折れを防止できる金属帯の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯は、熱処理等が施されることから、ライン内に加熱手段を有する連続ラインで製造されることが多い。例えば、冷延鋼帯等の鋼帯は、連続焼鈍ラインで製造される。図６は一般的な連続焼鈍ラインを示す概略図である。図６において、１は鋼帯、２は巻き戻し装置、３は連続焼鈍炉で、加熱焼鈍帯４、冷却帯５、ＯＡ／冷却帯６がこの順に配置され、７は巻取り装置である。
【０００３】
本連続焼鈍ラインで、冷間圧延された鋼帯などの素材鋼帯１は、巻き戻し装置２から繰り出され、焼鈍炉３に導入され、加熱焼鈍帯４で焼鈍され、冷却帯５で冷却され、さらにＯＡ／冷却帯６で冷却された後、または３００℃〜４００℃程度の温度に再加熱された後冷却されて、焼鈍炉３外に導出される。焼鈍炉３外に導出された鋼帯は、調質圧延機（図示なし）で調質圧延され、巻取り設備７で巻取られる。
【０００４】
前記連続焼鈍ラインで鋼帯を製造すると、例えば、２００℃程度に加熱すると時効硬化する鋼帯（以後、ＢＨ鋼帯と記載することもある）等は、降伏点伸びを有するため、焼鈍炉３通板中に「腰折れ」と呼ばれる歪み模様が発生する場合がある。この欠陥は調質圧延機で調質圧延することにより目立たなくすることが可能であるが、需要家でのプレス成形時等に再び顕在化することがあるため、用途によっては製品の歩留りが大きく低下する。
【０００５】
従来の腰折れ防止技術として、板厚、温度、ロール径等から定まる計算式で通板速度を規定する方法がある（特許文献１参照）。また、特定温度域で圧延を行い、結晶粒径の分布状態を制御する方法がある（特許文献２参照）。鋼帯の材質を腰折れが発生しない材質に変える方法（例えば、特許文献１参照）、鋼帯に予歪を付与し、腰折れを目立ち難くする方法（例えば、非特許文献１参照、）。
【０００６】
しかしいずれの方法でも問題があった。例えば通板速度を規定する方法では、腰折れ防止に必要な速度が大きく設備によっては実現不可能であるし、粒径制御は温度制御が困難であり安定した効果が得られない。
【０００７】
また材質変更は一定の効果が得られるが、同時に材質に影響があるほか、コスト的にも不利である。さらに予歪による方法は、一定の効果は認められるが、予歪自体による腰折れが懸念されるため、大きな予歪は与えられず、効果が限定的になる場合が多い。
【０００８】
このように従来技術では腰折れを根本的に防止できる技術がなかったため、外観に厳しい顧客に対しては厳格な品質管理を行って対処せざるを得ず、歩留まり低下の問題があった。
【０００９】
以下に、先行技術文献情報について記載する。なお、特許文献４〜６については、説明の都合上、［発明の実施の形態］の項目において説明する。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５５−１３６５１０号（第１頁）
【００１１】
【特許文献２】
特開昭５８−２１７６３７号公報（第１頁）
【００１２】
【特許文献３】
特開平６−２９９２９２号公報（第１頁）
【００１３】
【特許文献４】
特公平７−９４７０４号公報（第１−３頁、第１図）
【００１４】
【特許文献５】
特開平１０−１３０８０１号公報（第１−４頁、図１）
【００１５】
【特許文献６】
特開２０００−２０４４６０号公報（第２頁、図１）
【００１６】
【非特許文献１】
荒谷　昌利、外４名、“３ピース缶用鋼板のフルーテリング性に及ぼす製缶条件の影響”、鉄と鋼、日本鉄鋼協会、１９９７年、８３巻、第４号、ｐ．１９−２４
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置で常温で降伏点伸びを持つ金属帯を製造する際に該装置内で発生する腰折れを防止できる金属帯の製造方法および製造装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の手段は次の通りである。
（１）金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置で常温で降伏点伸びを持つ金属帯を製造する方法であって、
金属帯を下記しきい温度以上に加熱する加熱工程と、
前記金属帯の温度が下記しきい温度Ｔ１以上６５０℃以下の温度域で金属帯に塑性歪を付与する歪付与工程と
を備えることを特徴とする金属帯の製造方法。
【００１９】
但し、しきい温度Ｔ１は、該温度以上で金属帯の降伏点伸びがなくなる温度である。
【００２０】
（２）前記歪付与工程は、加熱焼鈍工程の最大金属帯温度到達地点下流側、腰折れ発生危険部上流に設けられることを特徴とする（１）に記載の金属帯の製造方法。
【００２１】
但し、腰折れ発生危険部とは、前記塑性歪が付与されないときに金属帯に腰折れが発生する箇所である。
【００２２】
（３）前記塑性歪は、曲げロールを用いて付与されるとともに、該塑性歪は金属帯の表面塑性歪量が０．１％超１．５％以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の金属帯の製造方法。
【００２３】
（４）前記塑性歪は、圧延ロールにより付与される圧延歪であり、該塑性歪量は０．１％以上、１．５％以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の金属帯の製造方法。
【００２４】
（５）前記塑性歪は、１〜５回に分割して付与されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の金属帯の製造方法。
【００２５】
（６）前記塑性歪付与工程は、加熱焼鈍工程内の最大金属帯温度到達地点下流に設けられることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の金属帯の製造方法。
【００２６】
（７）前記歪付与工程以降から前記腰折れ発生危険部までの間、前記金属帯温度は６５０℃以下とされることを特徴とする（１）〜（６）のに記載の金属帯の製造方法。
【００２７】
（８）前記塑性歪を２本以上の曲げロールを用いて付与するときに、前記曲げ塑性歪みは、鋼帯通板方向出側に配置された最終曲げロールで付与される表面塑性歪量が前記最終曲げロールの上流側曲げロールで付与される表面塑性歪量より小さくなるように付与されることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか（（４）は除く）に記載の金属帯の製造方法。
【００２８】
（９）前記塑性歪は、金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置された３本のロールを用いて付与されるとともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールは略パスライン位置に配置され、金属帯通板方向入側に配置された入側ロールは前記金属帯をパスラインと略直角方向に前記パスラインを超えて押し込まれ、前記両ロールの間に配置された中間ロールは、前記金属帯をパスラインと略直角方向に前記パスラインを超えて押し込まれることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかの（（４）を除く）に記載の金属帯の製造方法。
【００２９】
（１０）前記入側ロールのパスラインからの押し込み量と前記中間ロールのパスラインからの押し込み量は略同一であることを特徴とする（９）に記載の金属帯の製造方法。
【００３０】
（１１）　前記３本のロールのうち、前記最終ロールのロール径は、前記入側ロール及び前記中間ロールのロール径より大きいことを特徴とする（８）〜（１０）のいずれかに記載の金属帯の製造方法。
【００３１】
（１２）前記塑性歪は、金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置された３本のロールを用いて付与されるとともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールのロール径は、金属帯通板方向入側に配置された入側ロール及び前記両ロールの間に配置された中間ロールのロール径より大きいことを特徴とする（１）〜（８）のいずれか（（４）を除く）に記載の金属帯の製造方法。
【００３２】
（１３）前記入側ロールと前記最終ロールは、略パスライン位置に配置され、前記中間ロールは、前記金属板をパスラインと略直角方向に前記パスラインを超えて押し込まれることを特徴とする（１２）に記載の金属帯の製造方法。
【００３３】
（１４）少なくとも、加熱帯と冷却帯を備える金属帯の製造設備にあって、最大金属帯温度到達地点下流で、前記金属帯温度が下記しきい温度Ｔ１以上６５０℃以下となる部分に、金属帯に塑性歪を付与する歪付与手段を備えることを特徴とする金属帯の製造設備。
【００３４】
但し、しきい温度Ｔ１は、該温度以上で金属帯の降伏点伸びがなくなる温度である。
【００３５】
（１５）前記歪付与手段は、金属帯を曲げ変形させるロールであることを特徴とする（１４）に記載の金属帯の製造装置。
【００３６】
（１６）前記歪付与手段は、ロールが５本以下配置されることを特徴とする（１４）または（１５）に記載の金属帯の製造装置。
【００３７】
（１７）前記歪付与手段は、３本のロールが金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置されるともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールは略パスライン位置に配置され、金属帯通板方向入側に配置された入側ロールは、前記パスラインに対して前記最終ロールとは反対側のパスラインからずらした位置に配置され、前記両ロールの間に配置された中間ロールは、前記パスラインに対して前記最終ロールと同じ側のパスラインからずらした位置に配置されることを特徴とする（１４）〜（１６）のいずれかに記載の金属帯の製造装置。
【００３８】
（１８）前記最終ロールのロール径は、前記最終ロールの金属帯通板方向上流側に配置される前記ロールのロール径より大きいことを特徴とする（１６）または（１７）に記載の金属帯の製造装置。
【００３９】
（１９）前記歪付与手段は、３本のロールが金属帯通板方向の金属帯両側に千鳥配置されるともに、前記３本のロールのうち、金属帯通板方向出側に配置された最終ロールのロール径は、金属帯通板方向入側に配置された入側ロール及び前記両ロールの間に配置された中間ロールのロール径より大きいことを特徴とする（１４）〜（１６）のいずれかに記載の金属帯の製造装置。
【００４０】
（２０）前記入側ロールと前記最終ロールは、略パスライン位置に配置され、前記中間ロールは、前記金属帯に対して前記最終ロールと同じ側のパスラインからずらした位置に配置されることを特徴とする（１９）に記載の金属帯の製造装置。
【００４１】
（２１）前記歪付与手段は、金属帯に圧延歪を付与する圧延ロールであることを特徴とする（１４）に記載の金属帯の製造装置。
【００４２】
（２２）前記歪付与手段は、加熱帯内の最大金属帯温度到達地点下流に設けられることを特徴とする（１４）〜（２１）のいずれかに記載の金属帯の製造装置。
【００４３】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、連続焼鈍設備における鋼帯の腰折れ発生原因とその回避方法を鋭意検討した。まず、腰折れの発生原因について検討した結果、以下の知見が得られた。鋼帯は、連続製造装置内を通板される際、種々の鋼帯温度範囲でロールにより曲げ加工を受け、強い応力が加わる。その応力の大きさが降伏応力を超えた時に、曲げ部が局所的に降伏し、腰折れとなる。ここで、前記応力は、ロールによる曲げ応力であるため、表面近傍が最も大きい。
【００４４】
本発明者らは、曲げ加工による材料試験、および実機における試験を行った。その結果、常温で降伏点伸びがある鋼帯であっても、鋼帯温度がある一定温度以上になると降伏点伸びがなくなる。前記しきい温度Ｔ１は鋼帯の降伏点帯がなくなる温度であることがわかった。しきい温度Ｔ１以上で、鋼帯に腰折れが発生しないのは、この温度域では、鋼帯に降伏点伸びがないため、降伏点を超えた応力でも局所的な歪集中が発生しないためと考えられる。
【００４５】
また、一般に、常温では予め歪を加えておけば次加工での腰折れは発生しにくくなることが知られている。本発明者らは、この歪付与効果がしきい温度Ｔ１以上でも、効果を持つこと、すなわち、鋼帯温度がしきい温度Ｔ１以上にあるときに鋼帯に予歪を付与すると、その後、鋼帯がしきい温度Ｔ１より低い温度でロールで曲げ加工されても腰折れが発生しないことを新規に見出した。しきい温度Ｔ１は鋼種等によって異なり、該しきい温度Ｔ１は鋼帯温度を変えて引張試験を行い、降伏点伸びがなくなる鋼帯温度から決定される。また、温度が高すぎると歪付与効果が減少し、６５０℃超となるとほとんど防止効果が見られなくなること、導入する塑性歪量は表面歪で０．１％超が必要であるが、１．５％以上になるとその効果は頭打ちとなること、前記表面塑性歪は１回の曲げロールで加える必要は無く、前記温度域で、数回に分けて加えても良いが、６回以上に分けて付与すると効果が頭打ちになることが判明した。したがって、塑性歪は１〜５回に分けて付与されることが好ましい。ここで、歪量は弾性歪＋塑性歪であり、弾性歪はσ／Ｅ（σ；材料の降伏応力、Ｅ；ヤング率）で表される。
【００４６】
腰折れ欠陥を発生させる応力は、ロールによる曲げ応力であるため、表面近傍が最も大きい。このことから、腰折れ欠陥を防止するには、最も強い応力が加わると考えられる表面近傍への対策が有効である。係る観点からは、曲げロールにより予歪を付与する方法が考えられる。試験の結果、曲げロールにより予歪を付与する場合、ロール本数は１〜５本が好ましい。
【００４７】
なお、特許文献４〜６には、焼鈍炉で鋼帯にロール曲げ加工することが記載されている。
【００４８】
特許文献４は、外径５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下のロールで曲げ加工してから鋼帯を焼鈍することで結晶粒径を整え、亜鉛めっき浴中での固液反応及びそれに続くＦｅ−Ｚｎ合金化反応を均一に進ませ、合金化処理で発生する表面凹凸欠陥を防止する。本件発明と課題、構成が異なる。
【００４９】
特許文献５は、曲げ半径３００ｍｍ以下で曲げ、曲げ戻し加工を施し、鋼帯表面に残留歪を付与することで鋼板とめっき界面での拡散反応を均一化する。これによって、Ｓｉ、Ｐ、Ｍｎ等が添加されている鋼帯において添加元素の不均一分布に起因する初期合金化むらを防止し、また熱延鋼帯において表面粗度が大きいことに起因する初期合金化むらを防止し、もってめっきの光沢むら、光沢度低下及び合金化反応むらを防止する。本件発明と課題が異なる。
【００５０】
特許文献６は、帯板を非酸化雰囲気の通板室から溶融金属のめっき浴中に通板してめっきする装置の前記通板室内に、パスライン内の２点を支点として帯板を通板位置の向こう側に押し込み可能な押し込みロールを設けて、帯板の反りを矯正する。
【００５１】
前記特許文献４〜６は、いずれも対象とする鋼帯が溶融めっき鋼帯であり、さらに腰折れを防止することは考慮されていない。
【００５２】
本発明は、上記知見に基づきなされた。
【００５３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照してさらに説明する。金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置の一例として、連続焼鈍ラインを例に挙げて説明する。なお以下の説明では、金属帯として鋼帯を念頭において説明する。図１は本発明の実施の形態に係る連続焼鈍ラインの要部を示す概略図で、前記図６に示した一般的な連続焼鈍ラインに歪付与装置８を設置したものである。加熱手段として、金属帯を加熱焼鈍する加熱焼鈍帯４を備える。
【００５４】
本実施の形態では、最大鋼帯温度到達地点の下流で、前記しきい温度Ｔ１以上６５０℃以下の焼鈍炉２内に歪付与装置を設ける。温度が前記しきい温度Ｔ１より低い鋼帯に歪を付与すると、歪付与時に帯に腰折れが発生し、腰折れを防止する効果が奏されない。また温度がしきい温度６５０℃℃超の鋼帯に歪を付与すると、予歪付与効果が認められなくなり、鋼帯に腰折れが発生する。
【００５５】
予歪付与装置は、最大鋼帯温度到達地点より下流側に設ける。予歪付与装置を最大鋼帯温度到達地点より上流側に設けると、その後前記温度に加熱されることで、予歪付与効果が消失し、腰折れの発生を防止することができなくなる。
【００５６】
通常、鋼帯は、加熱焼鈍帯４で、６５０℃以上の温度に加熱、焼鈍された後、しきい温度Ｔ１より低い温度まで冷却帯５で冷却される。本発明で規定する温度域であるしきい温度Ｔ１以上６５０℃以下の温度域は加熱焼鈍帯４〜冷却帯５間に存在する。したがって、歪付与装置は加熱焼鈍帯４〜冷却帯５間の前記温度部分、すなわち加熱焼鈍帯４の前記温度部分、冷却帯５の前記温度部分及び両者の連接部の少なくとも一方に設ける。通常、加熱焼鈍帯４には、鋼帯温度がしきい温度Ｔ１以上、６５０℃以下の温度域が存在する。したがって、歪付与装置８は加熱焼鈍炉４内に設けるのが適する。鋼帯温度が前記しきい温度Ｔ１以上にならない場合は新たに加熱セクションを設けて鋼帯温度を前記温度域まで加熱することで本発明で規定する温度範囲を実現させ、しかる後に歪を付与してもよい。
【００５７】
歪付与は曲げロールで付与することができる。表面塑性歪が複数回に分けて付与される場合、本発明で規定する表面塑性歪は各々の歪付与で金属帯表面に付与される塑性歪量の和である。すなわち、ｉ回目で付与される表面塑性歪量をεｉとしたときに、本発明で規定する表面塑性歪εは、ε＝Σεｉで定義される。圧縮歪、引張歪のいずれでであってもその和として算出される。引張り、圧縮に関わらずその和であるのは、この腰折れ防止メカニズムが圧縮、引張りには無関係の転移に起因しているためと推定される。
【００５８】
その際のロール（曲げロール）は、歪付与部における当該鋼帯に対して塑性歪を、表面塑性歪で０．１％超１．５％以下付与できるロール径および本数とする必要がある。複数本で分割して歪を付加する場合、以下の計算式で必要ロール本数Ｎが決定される。
【００５９】
【数１】
2004107683.tif 000003
ただし、ｔ；板厚ｍｍ、Ｔ；板張力ｋｇ、ｗ；板幅ｍｍ、σ；降伏応力ｋｇ／ｍｍ２、Ｅ；ヤング率ｋｇ／ｍｍ２であり、Ｒはロールに巻きつく際の曲率半径である。例えば、板厚１ｍｍ、板張力１０００ｋｇ、板幅１０００ｍｍ、降伏応力２０ｋｇ／ｍｍ２、ヤング率２００００ｋｇ／ｍｍ２で、曲率半径を３００ｍｍとした場合は、
１．３３　≦　Ｎ　≦　１９．９５
となり、結局必要本数は２本以上１９本以下となる。実際には対象となる鋼帯の板厚や、降伏応力等に幅があるため、その変動に対応できるように、ロールの押込み量を調整し、曲率半径を調整できるようにするのが好適である。なお、ロール本数が６本以上になると、歪付与効果が飽和し、設備費用や保守費用等が高くなるので、本数は１〜５本の範囲で選定することが好ましく、２〜３本がより好ましい。
【００６０】
ロールで曲げ加工する場合、少なくとも一本のロールで付与される金属帯の曲率半径が４００ｍｍ以下となるようにロール径を選択し、該ロールの押し込み量を調整して金属帯を曲げ加工することが好ましい。金属帯を曲率半径４００ｍｍ以下で曲げるには、ロール径がφ８００ｍｍ以下のロールを用いる必要があり、ロール本数は１本以上であればよい。例えばφ８００ｍｍのロール（大径ロール）で金属帯が該ロールに十分巻きつくように押込み量を調整する方法やロール径がφ４００ｍｍのロールで押込み量を調整する方法を例示できる。但し、ロールの押し込み量は金属帯材質、厚さ等で異なる。付与する表面塑性歪量を大きくするには、ロールの押し込み量を大きくすることや小径ロールを使用することがよい。曲げロールのロール径は、φ４００ｍｍ以下の小径ロールが好ましい。なお、なお、縦型焼鈍炉ではハースロール径は通常φ８００ｍｍ以上、特殊の専用炉にあってもφ５００ｍｍ超、一般にはφ６００ｍｍある。
【００６１】
このようにしてロールの径、設置数、設置場所を決定することで、本発明で必要な温度域および、塑性歪量を実現できる。
【００６２】
図１の連続焼鈍ラインでは、歪付与装置８は加熱焼鈍炉４内の出側近傍に近い最終パスに設置されている。図２は、図１の装置に設置されている歪付与装置を示す概略図で、３本のロールが配置されている例である。すなわち、予歪付与装置８は、鋼帯１通板方向（上下方向）位置をずらし、鋼帯１の両側に千鳥配置された３本のロール１１〜１３で構成されている。前記ロール１１〜１３はそれぞれ独立にパスラインと略直角方向に移動自在に構成されている。１４、１５はハースロールである。
【００６３】
図２の装置を用い、ロール１１〜１３のうちの少なくとも１本以上をパスラインと略直角方向にパスラインを超えて押し込むことで鋼帯の表面に塑性歪を付与する。一例を挙げると、図３（ａ）に示すように、ロール１１及び１３をパスラインにほぼ接するように配置し、ロール１２をパスラインと略直角方向にパスラインを超えて押し込むことで、鋼帯１を曲げ加工してその表面に塑性歪を導入する。あるいは、図３（ｂ）に示すように、ロール１３をパスラインにほぼ接するように配置し、ロール１１と１２をそれぞれパスラインと直角方向に互いに異なる方向、すなわちロール１２はロール１１側に押し込み、ロール１１はロール１２とは反対方向に、各々パスラインを超えて押し込むことで、鋼帯１を曲げ加工してその表面に塑性歪を導入する。図３（ａ）及び（ｂ）では、ロール１１は、鋼帯１のシンクロール６と接触する面側に配置されている。なお、本明細書において、「ロールがパスライン位置にある」とは、ロールがパスラインに接する位置にあることを意味している。図３（ａ）、（ｂ）で、ロール１２は、鋼帯１に対してハースロール１５と同じ側に配置されている。
【００６４】
図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、鋼帯１に対する各々のロール配置は、前記（ａ）、（ｂ）と逆の配置であってもよい。
【００６５】
導入される表面塑性歪量は、鋼帯の曲げ曲率で決定され、曲げ曲率は、隣り合うロール同士の金属帯通板方向間隔、ロール径とその押込み量（パスラインを超える押し込み量）を制御することで制御できる。なお、鋼種等の金属帯材質、板厚、温度等の操業変数、隣り合うロール同士の金属帯通板方向間隔、ロール径、ロールの押し込み量等と、表面塑性歪量の関係を予め求めて、対応表を作成しておき、この対応表に基き、操業変数値に応じて、前記各場合におけるロールの押し込み量を設定する。
【００６６】
図２に示した装置は、３本の曲げロールが配置されている例であるが、ロール本数は３本に限定されず、１〜５本の範囲内とすることが好ましい。
【００６７】
歪付与装置８で鋼帯１に塑性歪を付与する際に鋼帯１幅方向反り（Ｃ反り）に影響を与える。Ｃ反りが大きいと、冷却帯５での鋼帯１の均一冷却を妨げ鋼帯１形状を悪化させたり、スリキズを発生させたり等するため、歪付与装置出側で鋼帯１のＣ反りが少ないことが望ましい。
【００６８】
本発明者等は、前記塑性歪付与と同時に歪付与後の鋼帯形状（Ｃ反り）を良好ならしめることについても検討した。その結果、鋼帯通板方向最終ロールで付与される歪量を小さくすることが有効であること明らかになった。３本のロールを使用する場合、図３（ｂ）及び（ｄ）に示されるように、金属帯通板方向最終ロールであるロール１３は略パスライン位置（パスラインに接する位置またはその近傍位置）、中間ロール（ロール１３の上流側ロール）であるロール１２は、パスラインを超えて前記ロール１３側に押し込まれた位置、入側ロール（ロール１２の上流側ロール）であるロール１１は、パスラインを超えて前記ロール１２側に押し込まれた位置に配置することが好ましい。
【００６９】
前記において、ロール１１のパスラインからの押し込み量（ｄ１）、ロール１２のパスラインからの押し込み量（ｄ２）を略同一にすることがより好ましい。
【００７０】
最終ロールで付与される歪量としては、例えば、金属帯に付与される塑性歪（各ロールで付与される塑性歪の和）が０．５％程度である場合、最終ロールで付与される塑性歪を０．１％程度とする例を例示できる。前記ロール配置の一例を挙げると、ロール１１〜１３の径をφ２５０ｍｍ、ロール同士の間隔を３００ｍｍとし、ロール１３をパスライン位置に配置し、ロール１１と１２をパスラインから５０ｍｍ押し込む例を例示できる。但し、本発明はこれに限定されるわけではない。
【００７１】
最終ロールで付与される歪量を小さくするには、前記ロール押し込みと組み合わせて、あるいは前記ロール押し込み方に代えて、最終ロールのロール径を該ロールの上流側に配置される曲げロールのロール径より大きくするようにしてもよい。例えば図２において、最終ロールのロール径を入側ロール、中間ロールの各ロール径より大きくすることが有効である。図２において、最終ロールのロール径を大きくした場合、各ロールのロール配置（押し込み方法）は、図３（ａ）及び（ｄ）のように、入側ロールと最終ロールをパスライン位置に配置し、中間ロールをパスラインと略直角方向にパスラインを超えて押し込む配置であってもよい。このロール配置の一例を挙げると、ロール１１とロール１２のロール径を１５０ｍｍ、ロール１３のロール径を４００ｍｍとし、ロール１１と１３をパスライン位置に配置し、ロール１２のパスラインからの押し込み量を１００ｍｍとする例を例示できる。但し、本発明はこれに限定されるわけではない。
【００７２】
また、前記と組み合わせ、あるいは前記に代えて、入側ロールと中間ロールの間隔（鋼帯通板方向間隔）よりも、中間ロールと最終ロールの間隔を大きくするようにロールを配置してもよい。
【００７３】
曲げロールを２本使用するときは、前記最終ロール１３に代えて、ハースロール１５を使用できるようなロール配置にすることが好ましい。また、曲げロールを４〜５本使用するときは、最終ロールで付与される塑性歪を小さくする観点から、最終ロールはパスライン位置に配置されることが好ましい。
【００７４】
但し、最終ロールで付与される歪は、最終ロールとその上流側のロールの相対的な位置関係で決まるものであるから、最終ロールの上流側ロールの押し込み量が大きい場合は、最終ロールのパスラインに対する位置をパスラインからずらす場合もある。したがって、最終ロールの位置はパスライン位置に限定される訳ではない。
【００７５】
例えば、図４において、ロール２２〜２４のパスラインに対する押し込み位置が各々ｘ１〜ｘ３（パスライン位置が「０」、右側への移動量は「＋」、左側への移動量は「−」である。）であり、ロール２２の押し込み量（｜ｘ１｜）を小さく、ロール２３の押し込み量（｜ｘ２｜）を大きくした場合、最終ロールで付与される歪は、最終ロール２４と中間ロール２３の相対的な位置関係（｜ｘ２−ｘ３｜）で決まるので、ロール２４は、パスラインより左側に移動させるように配置する方が好ましい。
【００７６】
歪付与装置出側の鋼帯反りを少なくするには、鋼帯表面に前記で説明したような表面塑性歪みが付与されることが必要である。鋼帯反りを少なくする曲げロールの押し込み量は、前記塑性歪の付与で説明したのと同様にして、前記操業変数と、所定表面塑性歪量の付与とＣ反り防止効果を両立できるロールの押し込み量の対応表を作成しておき、この対応表に基き、操業変数値に応じて、ロールの押し込み量を設定することで、腰折れを防止できるだけでなく、ガスワイピングノズル部におけるＣ反り発生を防止できる。
【００７７】
前記のようにして歪を付与することで、腰折れが発生する危険が高い、しきい温度Ｔ１より低い温度域でロールによる曲げ変形があっても、前記歪効果により腰折れ欠陥が発生せず、しかも、歪を与える温度域が腰折れ発生の危険がない温度域であるため、歪付与の際に腰折れが発生することも皆無であるため、理想的な腰折れ防止法といえる。
【００７８】
前記したように、特許文献６には、押し込みロールを設けて帯板の反りを矯正することが記載されている。しかし、特許文献６では、めっき浴中にサポートロールを備える溶融めっき設備における反り防止を対象とし、また該サポートロールと押し込みロールを併用することで帯板の反りを矯正するものであって、サポートロールを使用しないで、押し込みロールだけで帯板の反りを矯正するものではない。また、特許文献６では、帯板表面に所要の塑性歪を付与することは示されていないだけでなく、めっき浴中にシンクロールを備えないので、帯板に安定して十分な張力を付与することが困難であり、したがって帯板表面に所要の表面塑性歪を安定して付与することはできないと考えられる。
【００７９】
以上、曲げロールを使用して歪を付与することを説明した。曲げロールに代えて、圧延ロールを使用して塑性歪を付与してもよい。この場合、鋼帯に付与する塑性歪は０．１％超１．５％以下にすればよい。
【００８０】
図１に示した連続焼鈍ラインでは、鋼帯１はＯＡ／冷却帯６で再加熱されることがある。ＯＡ／冷却帯６内またはそれより下流側に腰折れ発生危険部が存在する場合は、歪付与後該腰折れ発生危険部に至る間の鋼帯温度は、しきい温度Ｔ１以上にされないことが必要である。
【００８１】
連続焼鈍ラインに歪付与装置を設けた上記本発明の本実施の形態では、焼鈍炉３通板中に「腰折れ」が発生しやすいＢＨ鋼板の腰折れを防止するのに好適であるが、本発明は前記鋼板に限定されず、焼鈍炉３通板中に「腰折れ」が発生しやすい鋼帯において、広く腰折れを防止する効果が奏される。連続焼鈍ラインは、図１に示される構成の連続焼鈍ラインに限定されず、他の構成の連続焼鈍ラインであってもよい。また、前記で説明した歪付与装置を圧延装置に代え、圧延ロールで歪を付与してもよい。この場合、腰折れを防止するいは、０．１％超１．５％以下の圧延歪を付与すればよい。
【００８２】
歪付与装置８を設置する金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置は連続焼鈍ラインに限定されず、金属帯の加熱手段を有する金属帯製造装置であればよく、鋼帯は冷延鋼帯以外、例えば熱延鋼帯であってもよく、鋼帯以外の金属帯であってもよい。本発明によれば、常温で降伏点伸びを持つ金属帯の腰折れを効果的に防止できる。
【００８３】
【実施例】
焼鈍後後に常温で降伏点伸びを有する、厚さ０．７５ｍｍ、幅１２００ｍｍの鋼帯を準備した。鋼帯の化学成分を表１に記載する。
【００８４】
【表１】
2004107683.tif 000004
図１に示した連続焼鈍ラインを用いて、前記鋼帯を、ライン速度１２０ｍｐｍ、張力２ｋｇ／ｍｍ２、焼鈍温度８５０℃で焼鈍した後、予歪付与装置２１で種々の条件で予歪を付与した後、冷却帯５で約４００℃に冷却し、ＯＡ／冷却帯６で３００〜４００℃に保持した後冷却し、さらに調質圧延機（図示なし）で調質圧延を行って、冷延鋼帯を製造した。比較のために、予歪を付与しない冷延鋼帯も製造した。該冷延鋼帯（焼鈍後の冷延鋼帯、予歪付与なし且つ調質圧延なし）は、常温での引張り材料特性は、上降伏点２５ｋｇ／ｍｍ２、下降伏点２２ｋｇ／ｍｍ２、降伏点伸び４．３％で、引張試験によると降伏点伸びのなくなる温度（しきい温度Ｔ１）は４４０℃であった。
【００８５】
予歪付与装置８は加熱焼鈍帯４に配置され、図２に示したロール本数が３本の装置に代えて、図５に示されるように、ロール本数が６本で金属帯通板方向に千鳥配置された装置（金属帯通板方向に対して上流側から＃１〜＃６ロールとする）を使用した。ロール径はいずれもφ２５０ｍｍ、隣り合うロール同士の鋼帯通板方向間隔（軸心距離；Ｌ１）はいずれも３００ｍｍ、＃６ロールとハースロール１５との間隔（軸心距離；Ｌ２）は１０００ｍｍである（以下、Ａ装置という）。また予歪付与装置下流側のハースロール径はφ１０００ｍｍである。
【００８６】
３本のロールを使用する場合は、＃１〜＃３ロールはパスラインから退避させて開放し、＃６ロールをパスライン位置に配置し、＃４ロールと＃５ロールを図３（ｂ）に示すようにパスラインからずらした位置に押し込み、その押し込み量を調整した。
【００８７】
５本のロールを使用する場合は、＃１ロールは不使用とし、＃２、＃４、＃６ロールの３本をパスライン位置に配置し、前記各々のロールの中間に千鳥対置された＃３、＃５の２本のロールをパスラインと略直角方向にパスラインを超えて押し込んだ。
【００８８】
６本のロールを使用の場合は、＃２、＃４、６ロールの６本をパスライン位置に配置し、前記各ロールに対して千鳥対置された＃１、＃３、＃５の３本のロールをパスラインと略直角方向に押し込み、その押し込み量を調整した。
【００８９】
また、前記Ａ装置において、＃１〜３ロールを撤去し、＃４〜＃６ロールにφ１００ｍｍのロールを設置し（以下、Ｂ装置という）、＃６ロールをパスライン位置に配置し、＃４ロールと＃５ロールを図３（ｂ）に示すようにパスラインからずらした位置に押し込み、その押し込み量を調整した。前記＃４〜＃６ロールは、ロール剛性の点から、各々φ４００ｍｍのバックアップロールで補強した。
【００９０】
１本のロールを使用する場合は、前記Ａ装置において、＃１〜＃６のロールを撤去し、＃３ロールとしてφ１０００ｍｍのロール、＃６ロールとしてφ１００ｍｍのロールをそれぞれ配置し（以下、Ｃ装置という）、＃６ロールをパスラインを超えて押し込み、押し込み量を調整した。前記＃６ロールは、ロール剛性の点からφ４００ｍｍのバックアップロールで補強した。
【００９１】
前記で得た鋼帯の腰折れ程度を、自動車ドアパネルのプレスを模したプレス試験を行った後、目視観察し、腰折れ欠陥の程度に応じて０〜５の６段階で評価した。腰折れ程度は０（発生なし）が最良で、数字が大きいほど劣位で５が最劣位である。自動車外板などの用途では評点「１」以下、自動車内板などの用途では「２」以下が望ましい。予歪付与条件及び腰折れ程度の評価結果を表２に記載する。
【００９２】
【表２】
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予歪付与条件が本発明範囲内にある発明例は、腰折れ程度の評点が２以下であり、腰折れ欠陥が防止され、または本発明範囲を外れる比較例に比べて、その程度が軽微である。さらに予歪付与後の鋼帯反りも少なく、鋼帯反りに起因する通板上、品質上の問題は無かった。
【００９３】
さらに自動車ドアのプレス試験を実施したところ、評点０及び１については、連続焼鈍ラインでの腰折れに起因する欠陥は全くみられず、評点２のものも連続焼鈍ラインでの腰折れに起因する欠陥に起因する非常に軽微であった。このように、本発明を用いることで腰折れがない鋼帯を製造することができた。
【００９４】
本実施例ではロール曲げによる表面塑性歪付与を行ったが、他の方法（例えば圧延法）によって実施しても同様の効果が得られる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、降伏点伸びのある金属帯でも表面性状を著しく劣化させる腰折れ模様を、低コストでしかも確実に防止でき、欠陥検査等の簡略化が図れる。
【００９６】
また、本発明によれば、予歪付与後の金属帯Ｃ反りを低減できるので、金属帯Ｃ反りに起因する通板上、品質上の問題の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る連続焼鈍装置の概略図である。
【図２】図１の装置に配置される歪付与装置の構成例を説明する概略図である。
【図３】曲げロールのロール配置例を説明する図である。
【図４】予歪付与装置に使用するロールの別の配置例を説明する図。
【図５】実施例で使用した予歪付与装置のロール配置を説明する図。
【図６】一般的な連続焼鈍装置の概略図である。
【符号の説明】
１　金属帯（鋼帯）
２　巻き戻し装置
３　連続焼鈍炉
４　加熱手段（加熱焼鈍帯）
５　冷却帯
６　ＯＡ／冷却帯
７　巻取り装置
８　歪付与装置
１１〜１３　曲げロール
１４、１５　ハースロール
【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】
2004107683.tif 000010
【図６】
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