(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の出側に、圧延ラインに沿って順次設けられた、加速冷却装置と、熱間矯正機と、熱間切断機と、前記熱間切断機の下流側の下流側圧延ラインと平行に設けられた第１搬送ラインと、前記下流側圧延ラインと前記第１搬送ラインとの間に亘って設けられた、第２搬送ラインおよび第３搬送ラインを有する冷却床と、前記冷却床に近接して設けられた熱処理炉とを備え、前記圧延機によって圧延され、前記加速冷却装置によって加速冷却され、前記熱間矯正機で矯正された後、前記熱間切断機によって切断された厚鋼板は、前記下流側圧延ラインから前記冷却床で冷却されながら前記第２搬送ラインを経由して前記第１搬送ラインに搬送され、この後、前記第３搬送ラインを経由して前記下流側圧延ラインに搬送され、次いで、前記熱処理炉に搬送され、前記熱処理炉内を一方向に移動する過程で加熱処理された後、前記第１搬送ラインから前記冷却床で冷却されながら前記第３搬送ラインを経由して前記下流側圧延ラインに搬送され、そして、前記下流側圧延ラインによって前記熱処理炉を経由せずに次工程に搬送されることを特徴とする、厚鋼板の加工熱処理装置。
【請求項２】
圧延機の出側に、圧延ラインに沿って順次設けられた、加速冷却装置と、熱間矯正機と、熱間切断機と、前記熱間切断機の下流側の下流側圧延ラインと平行に設けられた第１搬送ラインと、前記下流側圧延ラインと前記第１搬送ラインとの間に亘って設けられた、第２搬送ラインおよび第３搬送ラインを有する冷却床と、前記冷却床に近接し、前記第１搬送ラインに続いて設けられた熱処理炉とを備え、前記圧延機によって圧延され、前記加速冷却装置によって加速冷却され、前記熱間矯正機で矯正された後、前記熱間切断機によって切断された厚鋼板は、前記下流側圧延ラインから前記冷却床で冷却されながら前記第２搬送ラインを経由して前記第１搬送ラインに搬送され、次いで、前記熱処理炉に搬送され、前記熱処理炉内を往復移動する過程で加熱処理された後、前記冷却床で冷却されながら前記第３搬送ラインを経由して前記下流側圧延ラインに搬送され、そして、前記下流側圧延ラインによって次工程に搬送されることを特徴とする、厚鋼板の加工熱処理装置。
【請求項３】
前記熱処理炉は、高周波誘導加熱炉であることを特徴とする、請求項１または２に記載の、厚鋼板の加工熱処理装置。
【請求項４】
前記熱処理炉は、焼戻し炉であり、前記焼戻し炉は、高周波誘導加熱炉であることを特徴とする、請求項１または２に記載の、厚鋼板の加工熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延後、加速冷却された厚鋼板を、オンライン上で効率的に大量に熱処理可能な、厚鋼板の加工熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
厚鋼板は、加熱炉において所定温度に加熱されたスラブを、熱間圧延機によって圧延し、室温まで冷却した後、所定寸法に切断することにより製造される。近年、厚鋼板の高強度化および高靱性化を図るために、熱間圧延機の出側に冷却装置を設け、熱間圧延機で圧延された厚鋼板を加速冷却し、更に、加速冷却後に、厚鋼板を熱処理炉によって加熱処理することが行われている。従来、熱処理はオフラインに設置された熱処理炉によって行なわれているため、製造工期がかかる上、大量生産できず、製造効率が悪いという課題があった。近年、熱処理炉を圧延〜剪断ライン上に設置して効率的に熱処理する方法が提案されている。
以下に、従来の厚鋼板の熱処理に関する文献を示す。
【０００３】
特開平４−３５８０２２号公報
圧延機及び加速冷却装置と同一ライン上に設置した加熱装置により、急速加熱の焼戻し処理を行う。この処理は、作業能率の向上と鋼板の強靭化を目的とする。その加熱方式として、通電加熱や赤外線輻射加熱を用いている（以下、「先行技術１」という）。
【０００４】
特開平６−１３４５１２号公報
冷却床｛クーリングベッド（ＣＢ）｝と熱処理炉を近接配置し、熱処理炉の出側とＣＢの入側とを移送ラインで直結する構成である。これによれば、オンラインによって、熱処理と剪断の連続的処理を可能とする（以下、「先行技術２」という）。
【０００５】
特開平６−２５４６１５号公報
熱間矯正機、冷却装置及び保温装置をこの順に配列し、保温装置で鋼板を一定の温度に保温し鋼板内面の温度分布を均一にすることで形状の優れた鋼板を製造する構成である（以下、「先行技術３」という）。
【０００６】
特開２０００−１１９７４４号公報
本願出願人による出願であり、圧延ラインに並設された熱処理装置を用いて、オンライン脱水素処理を行う。実施例としてライン上にオンライン熱間切断機及び熱処理装置を配置したレイアウトによる構成である（以下、「先行技術４」という）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、圧延機の圧延能力向上のために、圧延機における厚鋼板の圧延ピッチ（時間間隔）は、２．５〜３分程度の短い時間まで短縮されている。従って、このようなピッチに加熱処理を適応させるには、先行技術では以下に示すような問題があった。
【０００８】
先行技術１には、実製造における設備レイアウトについてなんら具体的な開示がなされていない。実施例のように同一ライン上に設備を配置したのでは、圧延能率と熱処理能率とのアンバランスが生じる問題がある。また、圧延長４０〜５０ｍの全長を有する鋼板の熱処理にはそれに見合った莫大な規模の設備が必要でありそれを設置することは非現実的であり、また、不可能である。
【０００９】
先行技術２には、熱処理炉より上工程の設備レイアウトがなんら開示されていない。すなわち、熱間切断機を有しないレイアウトでは実質的に熱処理は不可能である。
【００１０】
先行技術３では、先行技術１と同様に同一ライン上の処理は実現不可能である。
【００１１】
先行技術４は、加速冷却設備を有していない。
【００１２】
以上のように、圧延、加速冷却された厚鋼板を効率良く大量に加熱処理するには、オンライン上に熱処理炉を設けることが望まれるのであるが、上記先行技術のように設備上等の問題があり、課題を解決できる技術はいまだ開発されていない。
【００１３】
従って、この発明の目的は、上述の課題を解決し、熱間圧延後、加速冷却された厚鋼板を効率良く大量に熱処理することができる、厚鋼板の加工熱処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、我々は新たに以下の知見を得た。すなわち、加速冷却設備により製造された厚鋼板を、オンラインで効率良く大量に熱処理するためには、急速加熱可能な熱処理設備が好ましい。また、現実的な熱処理炉とするためには、熱処理前に圧延された鋼板を切断する必要がある。更に、圧延能率と熱処理能率のアンバランスを解消するためには、冷却床（クーリングベッド）のようなバッファーが必要である。この発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００１５】
請求項１記載の発明は、圧延機の出側に、圧延ラインに沿って順次設けられた、加速冷却装置と、熱間矯正機と、熱間切断機と、前記熱間切断機の下流側の下流側圧延ラインと平行に設けられた第１搬送ラインと、前記下流側圧延ラインと前記第１搬送ラインとの間に亘って設けられた、第２搬送ラインおよび第３搬送ラインを有する冷却床と、前記冷却床に近接して設けられた熱処理炉とを備え、前記圧延機によって圧延され、前記加速冷却装置によって加速冷却され、前記熱間矯正機で矯正された後、前記熱間切断機によって切断された厚鋼板は、前記下流側圧延ラインから前記冷却床で冷却されながら前記第２搬送ラインを経由して前記第１搬送ラインに搬送され、この後、前記第３搬送ラインを経由して前記下流側圧延ラインに搬送され、次いで、前記熱処理炉に搬送され、前記熱処理炉内を一方向に移動する過程で加熱処理された後、前記第１搬送ラインから前記冷却床で冷却されながら前記第３搬送ラインを経由して前記下流側圧延ラインに搬送され、そして、前記下流側圧延ラインによって前記熱処理炉を経由せずに次工程に搬送されることに特徴を有するものである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、圧延機の出側に、圧延ラインに沿って順次設けられた、加速冷却装置と、熱間矯正機と、熱間切断機と、前記熱間切断機の下流側の下流側圧延ラインと平行に設けられた第１搬送ラインと、前記下流側圧延ラインと前記第１搬送ラインとの間に亘って設けられた、第２搬送ラインおよび第３搬送ラインを有する冷却床と、前記冷却床に近接し、前記第１搬送ラインに続いて設けられた熱処理炉とを備え、前記圧延機によって圧延され、前記加速冷却装置によって加速冷却され、前記熱間矯正機で矯正された後、前記熱間切断機によって切断された厚鋼板は、前記下流側圧延ラインから前記冷却床で冷却されながら前記第２搬送ラインを経由して前記第１搬送ラインに搬送され、次いで、前記熱処理炉に搬送され、前記熱処理炉内を往復移動する過程で加熱処理された後、前記冷却床で冷却されながら前記第３搬送ラインを経由して前記下流側圧延ラインに搬送され、そして、前記下流側圧延ラインによって次工程に搬送されることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記熱処理炉は、高周波誘導加熱炉であることに特徴を有するものであり、請求項４載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記熱処理炉は、焼戻し炉であり、前記焼戻し炉は、高周波誘導加熱炉であることに特徴を有するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る各装置の配置を示す斜視図、図２は、平面図である。
【００２０】
図１、図２に示すように、熱間圧延ライン９において、圧延機１の出側に、圧延ライン９に沿って、圧延ライン９の上流側から順に、加速冷却装置２、熱間矯正機１２、熱間切断機３、冷却床（クーリングベッド）４が設けられ、更に、冷却床４に近接して熱処理炉（高周波誘導加熱炉）５が設けられている。高周波誘導加熱炉５は、冷却床４の下流側であって、圧延ライン９の側面側にずらして配置されている。高周波誘導加熱炉５の下流は剪断工程６となっている。
【００２１】
高周波誘導加熱炉５の下流側には、該加熱炉５の入口５ａに隣接してトランスファー７が設けられている。トランスファー７は、厚鋼板１１を、圧延ライン９から加熱炉５の入口５ａまで運び、更に、加熱炉５内に挿入する機能を備えている。更に、加熱炉５の出口５ｂには、該加熱炉５の出口５ｂに隣接してトランスファー８が設けられている。トランスファー８は、加熱炉５によって加熱処理された厚鋼板１１を加熱炉５の出口５ｂから搬出し、搬送ライン１０まで運ぶ機能を備えている。搬送ライン１０は圧延ライン９と平行に設けられており、加熱処理された厚鋼板１１をトランスファー８の出側から冷却床４まで搬送する。
【００２２】
冷却床４は、厚鋼板１１を、圧延ライン９と直交する方向に搬送ライン１０まで搬送する搬送ライン４１と、搬送ライン１０から圧延ライン９まで搬送する搬送ライン４２を備えている。
【００２３】
加速冷却装置２は、水スプレーや噴流により厚鋼板を加速冷却する装置であって、通常のローラークエンチやプレッシャクエンチ等の装置を使用することができる。熱間矯正機１２は、圧延、加速冷却後の歪を矯正可能であれば特に限定されるものではなく、通常の熱間矯正機を使用することができる。
【００２４】
熱間切断機３の種類は、圧延ピッチに影響を及ぼさなければ、特に限定されるものではなく、通常の剪断機を使用することができる。
【００２５】
熱処理炉として、急速加熱可能な高周波誘導加熱装置５を用いることにより、圧延・剪断ライン能率と同等の熱処理能率を得ることができる。この熱処理炉は焼き戻し炉として使用され、材質の調整、残留応力除去等の目的で用いられる。
【００２６】
［作用］
圧延機１によって圧延後、加速冷却装置２によって加速冷却され、熱間矯正機１２で矯正された後、熱間切断機３によって切断された厚鋼板１１は、冷却床４において、搬送ライン４１、４２によって所定の時間をかけて搬送、冷却される。次いで、搬送ライン９に到着した厚鋼板１１は搬送ライン９によってトランスファー７まで搬送され、該トランスファー７によって加熱炉５の入口５ａから加熱炉５に挿入される。次いで、加熱炉５において加熱処理された厚鋼板１１は、加熱炉５の出口５ｂからトンランスファー８及び搬送ライン１０によって冷却床４まで搬送される。そして、再び搬送ライン４２によって搬送ライン９まで搬送される。次いで、搬送ライン９によって今度は加熱炉５を経由せずに剪断工程６まで搬送される。図１、図２に示す矢印は、厚鋼板の動きを示している。図２において、冷却床４及び圧延ライン９における矢印は、厚鋼板がその場所を２度通過することを示している。
【００２７】
冷却床４の搬送ライン４１、４２の速度は調整可能であり、圧延のピッチ（圧延能率）と加熱炉５の処理能力（熱処理能率）に応じて速度調整し、圧延能率と熱処理能率とのバランスを保つことができる。以上に示す本発明の加工熱処理装置によれば、生産性を落とすこと無く大量に熱処理することが可能である。
【００２８】
［実施の形態２］
図３は、この発明の第２の実施の形態に係る各装置の配置を示す平面図である。図３に示すように、圧延ライン９に沿って、圧延機１（図示せず）、加速冷却装置２（図示せず）、熱間矯正機１２（図示せず）、熱間切断機３、冷却床４が設けられている。高周波誘導加熱炉５は、冷却床４に併設する搬送ライン１０の延長上に配置されており、加熱炉５の入・出口５ｃにおいて、搬送ライン１０上の厚鋼板を加熱炉５の内外へ挿入・搬出可能となっている。
【００２９】
［作用］
圧延機１によって圧延後、加速冷却装置２によって加速冷却され、熱間切断機３によって熱間切断された厚鋼板１１は、冷却床４において、搬送ライン４１によって所定の時間をかけて搬送される。搬送ライン１０まで搬送されたら、厚鋼板１１は、入・出口５ｃから加熱炉５に挿入される。次いで、加熱炉５において加熱処理された厚鋼板１１は、入・出口５ｃから搬送ライン１０に搬出され、そして、搬送ライン４２によって搬送ライン９まで搬送される。次いで、搬送ライン９によって剪断工程に搬送される。図３に示す矢印は、厚鋼板の動きを示している。
【００３０】
【実施例】
次に、この発明の実施例を説明する。
【００３１】
第１実施例では、第１の実施の形態に示す装置（図１、図２）によって厚鋼板を製造した。その結果、熱処理炉を冷却床に近接して設けたことにより、迅速に加熱処理を実施することができた。また、熱処理炉として高周波誘導加熱炉を配置しているため、板厚２０ｍｍ材の焼戻し熱処理に際し、熱処理炉における熱処理時間は３分程度であった。このように、高周波誘導加熱炉を用いたことにより、熱処理時間も大幅に短縮できた。熱処理された鋼板は、引き続き、全て剪断ラインで所定の寸法に切断された。
【００３２】
また、比較例として従来通りオフラインに設置されたガス加熱炉を用いて焼戻し処理を行った。この場合、ガス加熱炉まで搬送ライン又はクレーン等の手段を用いて搬送する必要がある。本実施例では、板厚２０ｍｍ材の焼戻し熱処理に約４０分の時間を要し、生産能率が低下した。また、熱処理後剪断ラインまで搬送する必要がある。剪断ラインでは通常の圧延材の剪断が行なわれていたため、剪断待ちの時間が発生し製造工期が大幅にかかってしまった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、以下に示す有用な効果がもたらされる。
（１）  熱処理炉を冷却床と近接した配置とすることにより、加速冷却された鋼板をオンラインで連続して熱処理することができ、一度ラインを外れたところで熱処理しなければならない従来のオフラインに比べて作業効率が向上し、生産性を落とすこと無く大量の熱処理を効率的に行うことができる。
（２）  熱処理炉として、急速加熱可能な高周波誘導加熱装置を用いることにより、熱処理時間を短縮することができ、作業効率を更に向上することができる。
（３）  圧延機の出側に熱間切断機が設けられているので、圧延された厚鋼板は、熱処理炉で熱処理をする前に最終製品に近い長さに切断され、しかる後に熱処理炉に挿入されるので、熱処理炉の長さを短くすることができ、オンラインに設置可能である。
（４）  厚鋼板は、冷却床において所定の時間をかけて搬送されるので、その時間を圧延ピッチの数倍まで延ばすことができ、厚鋼板の熱処理を、圧延能率と熱処理能率とのバランスを阻害することなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態にかかる各装置の配置を示す斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態にかかる各装置の配置を示す平面図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態にかかる各装置の配置を示す平面図である。
【符号の説明】
１  圧延機
２  加速冷却装置
３  熱間切断機
４  冷却床（クーリングベッド）
４１、４２  搬送ライン
５  熱処理炉（高周波誘導加熱炉）
５ａ  入口
５ｂ  出口
５ｃ  入・出口
６  剪断工程
７  トランスファー
８  トランスファー
９  圧延ライン
１０  搬送ライン
１１  厚鋼板
１２  熱間矯正機
【図１】
0004810732.tif 000002
【図２】
0004810732.tif 000003
【図３】
0004810732.tif 000004