(57)【要約】【課題】バッチ焼鈍後に行う冷間圧延の際の板厚変動を極力低減し、公差外れによる歩留り低下を防止することが可能な鋼帯コイルの焼鈍方法及びバッチ式焼鈍炉を提供する。【解決手段】鋼帯コイル２に被せるインナーカバー３と、該インナーカバー３を蓋うアウターカバー４とを備えたバッチ式焼鈍炉を用い、鋼帯コイル２への加熱がコイル周方向で均一となるように、アウターカバー４の周方向に複数設置される加熱用バーナ５の燃焼出力が調整されたバッチ式焼鈍炉１を用いて鋼帯コイル２を焼鈍する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯コイルに被せるインナーカバーと、該インナーカバーを蓋うアウターカバーとを備えたバッチ式焼鈍炉を用いた鋼帯コイルの焼鈍方法であって、
鋼帯コイルへの加熱がコイル周方向で均一となるように、アウターカバーの周方向に複数設置される加熱用バーナの燃焼出力が調整されたバッチ式焼鈍炉を用いて鋼帯コイルを焼鈍することを特徴とする鋼帯コイルの焼鈍方法。
【請求項２】
バーナの燃焼出力の調整を、焼鈍後の鋼帯コイル周方向の硬度差が所定値以下となるように行うことを特徴とする請求項１に記載の鋼帯コイルの焼鈍方法。
【請求項３】
インナーカバーの外側に少なくとも１段目の鋼帯コイルを覆う高さの部分までを囲う第２のインナーカバーを備え、且つ、前記インナーカバーと第２のインナーカバーの隙間が断熱材で充填されたバッチ式焼鈍炉を用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼帯コイルの焼鈍方法。
【請求項４】
鋼帯コイルに被せるインナーカバーと、該インナーカバーを蓋うアウターカバーとを備え、前記アウターカバーの下部周方向に複数の加熱用バーナを備えたバッチ式焼鈍炉において、
前記インナーカバーと前記アウターカバーとの間であって、前記加熱用バーナの前方に、前記インナーカバーの少なくとも１段目の鋼帯コイルを覆う高さの部分までを囲うように、断熱材を介して第二のインナーカバーを備えたことを特徴とするバッチ式焼鈍炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯コイルの焼鈍方法及びバッチ式焼鈍炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷延鋼板の製造は、一般的には、熱間圧延された熱延鋼板に対して、酸洗−冷間圧延−電解清浄−焼鈍−調質圧延−リコイルの各工程にて処理を施すことにより行われている。近年、電解清浄−焼鈍−調質圧延の各工程をまとめた連続焼鈍ラインが主流になっている。
【０００３】
しかし、特に、ＳＣ材（機械構造用炭素鋼）やＳＫ材（炭素工具鋼鋼材）のような高炭素鋼の場合などでは、所定の材質を得る目的と圧延時の負荷軽減を目的として、冷間圧延前に、バッチ焼鈍炉を用いて焼鈍を行う場合が多い。
【０００４】
前記バッチ焼鈍では、コイルをベース上に数段積み重ね、その上にインナーカバー及びアウターカバー（焼鈍炉）をかぶせ、アウターカバーの下部周方向に複数設置されたバーナを燃焼させることにより、コイルをある温度まで加熱し、その温度で一定時間保持した後、焼鈍炉を脱炉し、コイルを冷却して取り出す。
【非特許文献１】鉄鋼便覧（第３版）３（１）圧延基礎・鋼板、丸善 ｐ．６４９−６５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記バッチ焼鈍後に行う冷間圧延の際に、圧延後の板厚に変動が生じ、公差外れによる歩留り低下を起こすことがあった。このような圧延後の板厚変動は、特に、バッチ焼鈍を行う焼鈍炉の１段目（最下段）のコイルで多く発生し、大きな問題となっている。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、バッチ焼鈍後に行う冷間圧延の際の板厚変動を極力低減し、公差外れによる歩留り低下を防止することが可能な鋼帯コイルの焼鈍方法及びバッチ式焼鈍炉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】
【０００７】
本発明者らは、バッチ焼鈍後に行う冷間圧延の際に発生する板厚変動の原因について検討を行った。その結果、バッチ焼鈍時に、コイルの周方向で加熱むらが発生し、その加熱むらによって焼鈍後のコイル周方向に硬度差が生じ、その後に行う冷間圧延の際に板厚変動が発生する、という事実を見い出した。このようなコイル周方向の加熱むらは、加熱に用いる周方向に配置された複数のバーナについてそれぞれの燃焼ガス流量が均等となるように調整することである程度は解消するが、単に燃焼ガス流量を均等とするだけでは冷間圧延後の板厚公差外れを完全になくすことは難しく、焼鈍炉内における輻射熱の影響を考慮した調整を行わなければならないことがわかった。これは、バーナの設置位置が１段目のコイルの高さ以下であるためにバーナの輻射熱の影響が最も大きいと考えられる１段目のコイルで板厚変動が最も大きいという事実と一致する。
【０００８】
つまり、コイル周方向の硬度差をなくすように、複数設置されるバーナの燃焼ガス流量等の燃焼出力を個々に調整することで、冷間圧延時の板厚変動を小さくできることを見い出した。
【０００９】
本発明は、上記の知見に基づきなされたもので、以下のような構成を有する。
［１］鋼帯コイルに被せるインナーカバーと、該インナーカバーを蓋うアウターカバーとを備えたバッチ式焼鈍炉を用いた鋼帯コイルの焼鈍方法であって、
鋼帯コイルへの加熱がコイル周方向で均一となるように、アウターカバーの周方向に複数設置される加熱用バーナの燃焼出力が調整されたバッチ式焼鈍炉を用いて鋼帯コイルを焼鈍することを特徴とする鋼帯コイルの焼鈍方法。
［２］前記［１］において、バーナの燃焼出力の調整を、焼鈍後の鋼帯コイル周方向の硬度差が所定値以下となるように行うことを特徴とする鋼帯コイルの焼鈍方法。
［３］前記［１］又は［２］において、インナーカバーの外側に少なくとも１段目の鋼帯コイルを覆う高さの部分までを囲う第２のインナーカバーを備え、且つ、前記インナーカバーと第２のインナーカバーの隙間が断熱材で充填されたバッチ式焼鈍炉を用いることを特徴とする鋼帯コイルの焼鈍方法。
［４］鋼帯コイルに被せるインナーカバーと、該インナーカバーを蓋うアウターカバーとを備え、前記アウターカバーの下部周方向に複数の加熱用バーナを備えたバッチ式焼鈍炉において、
前記インナーカバーと前記アウターカバーとの間であって、前記加熱用バーナの前方に、前記インナーカバーの少なくとも１段目の鋼帯コイルを覆う高さの部分までを囲うように、断熱材を介して第二のインナーカバーを備えたことを特徴とするバッチ式焼鈍炉。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッチ焼鈍後に行う冷間圧延の際の板厚変動を極力低減し、公差外れによる歩留り低下を防止することが可能な鋼帯コイルの焼鈍方法及びバッチ式焼鈍炉が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明方法が適用されるバッチ式焼鈍炉の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、バッチ式焼鈍炉１は、鋼帯コイル２に被せるインナーカバー３と、該インナーカバー３を蓋うアウターカバー４とを備え、前記アウターカバー４の下部周方向には、１段目の鋼帯コイル２の高さよりも低い位置に、複数の加熱用バーナ５が設置されている。図１において、載置される鋼帯コイル２同士の間にはそれぞれスペーサー６が配置されている。なお、図１では、鋼帯コイル２を３段に載置した場合を示しているが、載置される鋼帯コイル２の数は３段に限定されるものではなく、１段以上であれば適用でき、焼鈍炉の大きさ、焼鈍条件或いは鋼帯幅等により適宜選択され得る。
【００１３】
このような装置構成において本発明に係る鋼帯コイルの焼鈍方法は、鋼帯コイルの加熱がコイル周方向で均一となるように、焼鈍炉の周方向に複数設置される加熱用バーナ５の燃焼出力を予め調整し、このように調整された焼鈍炉を用いて鋼帯コイル２の焼鈍を行うものである。ここで、鋼帯コイルの加熱がコイル周方向で均一とは、本発明方法による鋼帯コイルのバッチ式焼鈍を行った後、引き続き行う冷間圧延の際に、板厚変動が許容値以下となる程度に均一であればよい。
【００１４】
本実施形態では、具体的な方法として、焼鈍後の鋼帯コイル周方向の硬度差が所定値以下となるように、焼鈍炉の周方向に複数設置される加熱用バーナ５の燃焼出力を調整する。ここで、燃焼出力の調整は、燃焼ガス流量、燃焼ガス圧力、燃焼ガスの混合比等を調整することにより行うことができる。
【００１５】
図２は、前記加熱用バーナ５の配置の一例を示したもので、アウターカバー４を鉛直上方から見た場合の加熱用バーナ５の設置位置を示したものである。
【００１６】
図２は、加熱用バーナ５をアウターカバー４の下部周方向に、６基設置した場合を示しているが、前記加熱用バーナ５の設置位置及び設置数は図２に示す例に限定されるものではなく、インナーカバー３の内部に載置された鋼帯コイル２を効果的に加熱できる位置及び数であればよい。前記複数設置された加熱用バーナ５は、それぞれ独立に燃料の流量及び燃焼用空気の流量が調整可能となっており、燃焼出力を任意に調整することが可能である。
【００１７】
ここで、前記複数設置された加熱用バーナ５のそれぞれの燃焼出力を均等に調整することは、例えば、バルブの開度を均等にするだけで達成できるほど単純なものではなく、また、燃焼出力を均等に調整できたとしても鋼帯コイル２を均一に加熱することは困難である場合がある。これは、焼鈍炉１内のバーナの設置位置等が完全に均等に設置されていないことや焼鈍炉１内における輻射熱の影響により、加熱用バーナ５のそれぞれの燃焼出力を一定にしても、前記鋼帯コイル２周方向に加熱むらが発生するからである。そして、その加熱むらによって、焼鈍後の鋼帯コイル２周方向に硬度差が生じその後に行う冷間圧延の際に板厚変動が発生する。
【００１８】
そこで、前記複数設置された加熱用バーナ５の燃焼出力を個々に調整して、鋼帯コイルへの加熱がコイル周方向で均一となるようにし、焼鈍後の鋼帯コイル周方向の硬度差が所定値以下となるようにする。ここで、前記所定値は、冷間圧延後の板厚公差の許容値によって決定される値であり、個々の鋼板の板厚公差により適宜設定され得る値である。
【００１９】
例えば、図３に示すように、鋼帯コイル周方向の硬度差（Ｈｖ差）とそれを冷間圧延した際の板厚変動量（％）との間には相関関係があり、この関係から、板厚公差内で許容される板厚変動量が与えられれば、前記硬度差の所定値が決定される。具体的には、鋼帯の板厚公差が板厚変動量６％以内の場合には、前記硬度差の所定値としては、例えば、図３から、Ｈｖ（ビッカース硬度）で１０とすることが好ましい。
【００２０】
ここで、前記硬度は、鋼帯の板厚方向で分布を持つため、硬度を測定する際には、例えば、焼鈍後の鋼帯コイル２において、最外周の鋼帯の鋼帯厚さ１／２の位置で測定するようにしてもよい。
【００２１】
コイル周方向の硬度差を前記所定値以下とすることで焼鈍後に行う冷間圧延の際の板厚変動を極力低減することが可能となる。
【００２２】
なお、加熱用バーナ５の燃焼出力の調整は、上記の方法に限定されず、鋼帯コイルの加熱がコイル周方向で均一となるようにすればよい。例えば、加熱する鋼帯コイルの周方向複数箇所に熱電対を取り付け、鋼帯コイルの加熱温度が周方向で均一となるようにしてもよい。
【００２３】
さらに、本発明に係る焼鈍炉１は、インナーカバー３とアウターカバー４との間であって、加熱用バーナ５の前方に、前記インナーカバー３の少なくとも１段目の鋼帯コイル２を覆う高さの部分までを囲うように、断熱材７を介して第二のインナーカバー８を備えるようにすることが好ましい。
【００２４】
図４に、前記第二のインナーカバー８を備えるバッチ式焼鈍炉の一実施形態の概略構成図を示す。前記第二のインナーカバー８を、鋼帯コイル２を囲うインナーカバー３の外側に断熱材７を介して設置することにより、加熱用バーナ５による輻射熱のバラツキを少なくし、より均一に前記鋼帯コイル２を加熱することができ、焼鈍後の鋼帯コイル２周方向の硬度差をより小さくすることが可能となる。
【００２５】
前記第二のインナーカバー８は、載置された複数の鋼帯コイル２の少なくとも１段目を覆える高さの部分までを囲うようにするものとする。前記１段目は、加熱用バーナ５の輻射熱の影響が大きく、温度むらを生じやすいからである。
【００２６】
ここで、前記第二のインナーカバーの材質としては、前記インナーカバー３の材質と同様のものを用いることができる。また、前記断熱材７としては、炉体等の断熱に通常用いられる断熱材を用いることができ、例えば、グラスウール、セラミックファイバ等を用いることができる。
【実施例１】
【００２７】
本発明にかかる鋼帯コイルの焼鈍方法及び焼鈍炉を用いて、鋼帯コイルの焼鈍を行った場合の、焼鈍後の鋼帯コイル周方向における硬度差の測定結果及び板厚変動の評価結果を以下に示す。
【００２８】
加熱は、図５に示すように、加熱用バーナ５を、アウターカバー４の下部周方向に６基をほぼ均等の位置に設置して行った。
【００２９】
この６基の加熱用バーナ５は、予め、図５に示すように、鋼帯コイル３の外周表面の周方向均等位置６箇所（図中の１〜６）に熱電対を取り付けたものを用いて、前記熱電対の測定温度がほぼ均一となるように各バーナの燃焼出力の調整を行っておいた。ここで、前記燃焼出力の調整は、各バーナのガス圧（燃料及び空気）を調整することにより行った。
【００３０】
その後、前記調整した燃焼出力で測定に用いる鋼帯コイルの焼鈍を行い、焼鈍後の鋼帯コイルにおいて、最外周の鋼帯の鋼帯厚さ１／２の位置で硬度の測定を行った。また、硬度を測定した鋼帯コイルに関し、冷間圧延を行い、板厚変動量を測定し評価を行った。
【００３１】
表１に、焼鈍後の鋼帯コイル周方向における硬度の測定結果及び板厚変動量の評価結果を示す。ここで、本発明例１は、上記実施形態の図１に対応するインナーカバーを用いない場合の測定結果、本発明例２は、上記実施形態の図４に対応するインナーカバー８を用いた場合の測定結果、比較例１は、従来技術にかかる予め各バーナの燃焼出力の調整を行わずに、各バーナのガス圧調整バルブの開度のみを一定にした場合の測定結果を示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１に示すように、本発明例１においては、焼鈍後の鋼帯コイルの硬度差が１０Ｈｖ、冷間圧延後の板厚変動量が６％、本発明例２においては、焼鈍後の鋼帯コイルの硬度差が６Ｈｖ、冷間圧延後の板厚変動量が４％となり、ともに板厚公差６％以内となった。
【００３４】
それに対し、比較例１では、焼鈍後の鋼帯コイルの硬度差が２６Ｈｖ、冷間圧延後の板厚変動量が１３％となり、板厚公差外れとなった。
【００３５】
上述のように、本発明にかかる焼鈍方法及び焼鈍炉を用いることにより、バッチ焼鈍後に行う冷間圧延の際の板厚変動量が低減し、板厚公差外れによる歩留り低下を防止することが可能となることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明方法が適用されるバッチ式焼鈍炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る加熱用バーナの配置の一例を示した図である。
【図３】鋼帯コイル周方向の硬度差（Ｈｖ差）と板厚変動量（％）との関係を示す図である。
【図４】本発明に係る第二のインナーカバーを備えるバッチ式焼鈍炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施例に係る加熱用バーナの配置の一例及びを示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  バッチ式焼鈍炉
２  鋼帯コイル
３  インナーカバー
４  アウターカバー
５  加熱用バーナ
６  スペーサー
７  断熱材
８  第二のインナーカバー
【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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