(57)【要約】【課題】超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を生産するための冷却条件を改善させた連連続圧延装置及び方法を提供する。【解決手段】本発明の連連続圧延装置は、スラブを鋳造する連続鋳造機と、上記連続鋳造機と連続的に連結される少なくとも一つの圧延機と、少なくとも一つの水冷却設備を有する冷却台と、を含む連連続圧延装置であって、上記冷却台において少なくとも一回行われる水冷却により超高強度鋼を製造するための、上記水冷却設備が設置される最初の位置（Ｓ）は、下記数式で定義される。ここで、Ｈはスラブの厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。【選択図】図４
2018530436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブを鋳造する連続鋳造機と、前記連続鋳造機と連続的に連結される少なくとも一つの圧延機と、少なくとも一つの水冷却設備を有する冷却台と、を含む連連続圧延装置であって、
前記冷却台において少なくとも一回行われる水冷却により超高強度鋼を製造するための、前記水冷却設備が設置される最初の位置（Ｓ）は下記数式１で定義されることを特徴とする連連続圧延装置。
［数１］
2018530436.tif 000008
ここで、Ｈはスラブの厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。
【請求項２】
連続鋳造機を用いてスラブを鋳造する鋳造段階と、
前記鋳造段階で生産されるスラブの鋳造速度及びスラブの厚さ（Ｈ）を測定する鋳造速度及び厚さ測定段階と、
前記連続鋳造機と連続的に連結され、前記スラブを目標厚さに圧延する圧延段階と、
前記圧延段階で圧延された製品の厚さを測定する製品厚さ測定段階と、
前記圧延段階の完了後に、前記製品が冷却台の水冷却区間に進入するのに必要な目的到達時間を設定する目標到達時間設定段階と、
各段階で求められた値を用いることで、前記冷却台において少なくとも一回行われる水冷却により超高強度鋼を製造するための最初の水冷却開始位置（Ｓ）を設定する水冷却開始位置計算段階と、を含むことを特徴とする連連続圧延方法。
【請求項３】
前記水冷却開始位置計算段階は数１で定義されることを特徴とする請求項２に記載の連連続圧延方法。
［数１］
2018530436.tif 000009
ここで、Ｈはスラブの厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。
【請求項４】
前記圧延段階の完了時における前記製品の温度は７５０〜８８０℃に制御されることを特徴とする請求項２又は３に記載の連連続圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連連続圧延装置及び方法に係り、より詳しくは、超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を製造するための連連続圧延装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示す通り、バッチ圧延において一般鋼を製造する際に、巻取温度を確保すべく、仕上げ圧延後に、空冷、水冷、空冷を経て目標とする巻取温度に制御する。
【０００３】
一方、超高強度鋼（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｓｔｅｅｌ）を製造する場合は、冷却水により冷却が行われる層流冷却（Ｌａｍｉｎａｒ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｏｌｉｎｇ）又は高速冷却（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｃｏｏｌｉｎｇ）装置を用いて冷却するために、仕上げ圧延後に、空冷、１次水冷、空冷、２次水冷、空冷の段階を経て目標とする巻取温度に合わせることで材質を確保している。
【０００４】
１次空冷及び２次空冷を行う際の冷却速度及び冷却水量は、生産鋼種の種類（例えば、ＤＰ鋼、ＴＲＩＰ鋼、ＦＢ鋼など）に応じて設定される。
【０００５】
これに対し、連続鋳造機及び圧延機が直接連結された連連続装置は、連続鋳造の速度及びスラブ（ｓｌａｂ）の厚さに応じて、最終厚さ毎のＲＯＴ通過速度が変わる。特に、超高強度鋼（ＡＨＳＳ）は、連連続装置を通過する速度が遅く制御される。これにより、ＲＯＴ冷却方法も一般の連連続工程とは差異がある。
【０００６】
しかし、従来の連連続圧延装置及び方法では、ＡＨＳＳの製造時に必要な水冷却開始時間が明確になっていないことが原因で冷却位置を決定することが困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を生産するための冷却条件を改善させた連連続圧延装置及び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】
【０００８】
本発明の連連続圧延装置は、スラブを鋳造する連続鋳造機と、上記連続鋳造機と連続的に連結される少なくとも一つの圧延機と、少なくとも一つの水冷却設備を有する冷却台と、を含む連連続圧延装置であって、上記冷却台において、少なくとも一回行われる水冷却により超高強度鋼を製造するための、上記水冷却設備が設置される最初の位置（Ｓ）は数１で定義されることを特徴とする。
［数１］
2018530436.tif 000003
ここで、Ｈはスラブの厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。
【０００９】
また、本発明の他の側面による連連続圧延方法は、連続鋳造機を用いてスラブを鋳造する鋳造段階と、上記鋳造段階で生産されるスラブの鋳造速度及びスラブの厚さ（Ｈ）を測定する鋳造速度及び厚さ測定段階と、上記連続鋳造機と連続的に連結され、上記スラブを目標厚さに圧延する圧延段階と、上記圧延段階で圧延された製品の厚さを測定する製品厚さ測定段階と、上記圧延段階の完了後に、上記製品が冷却台の水冷却区間に進入するのに必要な目的到達時間を設定する目標到達時間設定段階と、各段階で求められた値を用いて上記冷却台において少なくとも一回行われる水冷却により超高強度鋼を製造するための最初の水冷却開始位置（Ｓ）を設定する水冷却開始位置計算段階と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、上記水冷却開始位置計算段階は、下記数１で定義されることを特徴とする。
［数１］
2018530436.tif 000004
ここで、Ｈはスラブの厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。
【００１１】
また、上記圧延段階の完了時における上記製品の温度は７５０〜８８０℃に制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、少なくとも１回の水冷却でＡＨＳＳ鋼を製造することができる最初の水冷却開始位置の決定によって仕上げ圧延後の冷却を最小限に抑えながらも、超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】連連続圧延装置を概略的に示す図である。
【図２】一般鋼を生産するための冷却パターンを示すグラフである。
【図３】バッチ圧延でＡＨＳＳ鋼を生産するための冷却パターンを示すグラフである。
【図４】連連続圧延でＡＨＳＳ鋼を生産するための冷却パターンを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがあり、各実施形態の図面に示される同一思想の範囲内の機能を持つ同一の構成要素は、同一の参照符号を用いて説明する。
【００１５】
図１は連連続圧延装置を概略的に示す図である。
【００１６】
図１に示す通り、本実施形態の連連続圧延装置１００は、液相の溶鋼を一定の形態の固相となるよう欠陥なく凝固させながら連続的に鋳造する鋳造工程、及びこのように連続的に鋳造された鋳片を圧延する圧延工程により行われる。
【００１７】
ここで、鋳造工程は、連続鋳造機１１０を用いてスラブ製品を生産する。このスラブは、連続的に連結され、少なくとも一つの圧延機１２０を通過し、目標とする厚さの製品に製造された後、冷却台１４０を通過して巻取装置１５０に巻き取られ、最終製品として製造される。
【００１８】
好ましくは、圧延機１２０は、粗圧延機１２２、中間圧延機１２４、及び仕上げ圧延機１２６を含み、各圧延機１２０の間には、スラブを加熱するための加熱装置１３０が備えられる。
【００１９】
一方、冷却台１４０は、空気による冷却が行われる空冷区間と、冷却水によって水冷却が行われる水冷区間とに区分される。水冷区間は、高速冷却のために、冷却水を噴射する水冷却設備を含む。一例として、このような水冷却設備としては、水冷却台に設置される急速冷却（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｃｏｏｌｉｎｇ）又は層流冷却（Ｌａｍｉｎａｒ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｏｌｉｎｇ）装置１４２として知られている設備が用いられる。
【００２０】
一般鋼を生産するための冷却パターンを示すグラフである図２に示す通り、仕上げ圧延機１２６を通過した製品は、冷却台１４０に進入する前に空冷され、冷却台１４０に供給されて水冷却装置１４２を通過する過程で水冷により冷却された後、最終的な空冷過程を経て目標巻取温度に制御される。
【００２１】
このように一般鋼は、空冷−水冷−空冷を経る過程でフェライト（Ｆｅｒｒｉｔｅ）、パーライト（Ｐｅａｒｌｉｔｅ）分率が制御される。
【００２２】
一方、図３に示す通り、超高強度鋼（ＡＨＳＳ）は、バッチ圧延方式により製造することもできる。この際、仕上げ圧延機１２６を通過した製品は、冷却台１４０に進入する前に１次空冷された後、冷却台１４０に供給されて水冷却装置１４２を通過する過程で１次水冷により冷却される。また、水冷却装置１４２を通過した製品は、２次空冷された後、再び水冷却装置１４２を通過して２次水冷される。
【００２３】
このように、２次空冷及び２次水冷が行われた製品は、再び空冷が行われる。この際、目標とする巻取温度に合わせて冷却が行われ、冷却が進む温度に応じて鋼種毎にフェライト（Ｆｅｒｒｉｔｅ）、ベイナイト（Ｂａｉｎｉｔｅ）、及びマルテンサイト（ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ）分率を制御して要求される鋼種の特性（例えば、ＤＰ鋼、ＴＲＩＰ鋼、ＦＢ鋼など）を得ることができる。
【００２４】
バッチ圧延方式により製造される超高強度鋼（ＡＨＳＳ）は、仕上げ圧延機１２６を通過した後の最初の温度（ＦＤＴ）が約８２０℃以上に確保される。
【００２５】
一方、本実施形態のように、連連続圧延装置１００によって製造される超高強度鋼（ＡＨＳＳ）は、連連続圧延で超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を生産するための冷却パターンを示すグラフである図４のような冷却パターンによって製造される。
【００２６】
連連続圧延装置１００で仕上げ圧延機１２６を通過した後の最初の温度（ＦＤＴ）は７５０〜８８０℃に制御される。
【００２７】
また、仕上げ圧延機１２６が冷却台１４０に進入する前に１次空冷された後、冷却台１４０に供給されて水冷却装置１４２を通過する過程で１次水冷により冷却される。また、水冷却装置１４２を通過した製品に対して２次空冷が行われる。この際、目標とする巻取温度に合わせて冷却が行われ、冷却が進む温度に応じて鋼種毎にフェライト（Ｆｅｒｒｉｔｅ）、ベイナイト（Ｂａｉｎｉｔｅ）、及びマルテンサイト（ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ）分率を制御して要求される鋼種の特性（例えば、ＤＰ鋼、ＴＲＩＰ鋼、ＦＢ鋼など）を得ることができる。
【００２８】
このように、本実施形態における連連続圧延装置１００は、連続鋳造−圧延工程が直接連結されて連続的に製品が供給されるため、製品の速度が遅く制御される。これにより、少なくとも１回の高速冷却だけでも十分な冷却が可能となり、所望の鋼種の目標巻取温度（ＣＴ）を確保することができ、超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を製造することができる。
【００２９】
この際、連連続圧延装置１００は、少なくとも１回の高速冷却で十分な冷却効果を奏するようにすべく、冷却台１４０において水冷却設備である水冷却装置１４２が設置される最初の位置、すなわち、最初の水冷却開始位置（Ｓ）を正確に設定する必要がある。
【００３０】
この水冷却開始位置（Ｓ）は、連連続圧延工程における質量流量が全工程にわたって一定である点を用いて計算することができる。
【００３１】
すなわち、連連続圧延装置１００では、全工程にわたって質量流量（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ）が一定であり、かかる質量流量は、素材の断面積及び速度が分かれば計算することができる。
【００３２】
また、連続鋳造機１１０で製造されたスラブの厚さ及び鋳造速度ならびに仕上げ圧延後の製品の厚さ及び冷却開始までの目標到達時間が分かれば、水冷却装置１４２が設置される位置、すなわち、水冷却開始位置（Ｓ）を計算することができる。
【００３３】
したがって、最初の水冷却装置１４２が設置される位置、すなわち、最初の水冷却開始位置（Ｓ）は、数１で定義される。
［数１］
2018530436.tif 000005
ここで、Ｈはスラブの厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。
【００３４】
本実施形態において、冷却台１４０に進入するまでの目標到達時間は０秒よりも長いことが好ましい。また、生産性を向上させるために、１０秒（ｓｅｃ）以内に制限することが好ましい。
【００３５】
一例として、スラブの厚さが９０ｍｍ、鋳造速度が６．５ｍ／ｍｉｎであることが分かる場合、仕上げ圧延後に測定することで製品の厚さが分かる。この際、製品の厚さが２．０ｍｍ、冷却台１４０に進入するまでの目標到達時間が４秒（ｓｅｃ）に設定することができる。
【００３６】
この場合、鋳造速度６．５ｍ／ｍｉｎは、１秒当たりの移動距離に変換すべく、換算係数１／６０（ｍｉｎ／ｓｅｃ）を掛けて計算する。
【００３７】
上記条件を数１に代入すると、
2018530436.tif 000006
のように表示することができ、これを計算すると、少なくとも一つの水冷却装置１４２において最初の水冷却装置１４２が設置される位置、すなわち、最初の水冷却開始位置（Ｓ）は１９．５ｍ以上と計算される。
【００３８】
一方、本実施形態の連連続圧延方法は、連続鋳造機１１０を用いてスラブを鋳造する鋳造段階を含むことができる。また、全工程にわたる質量流量を求めるために、スラブの鋳造速度及びスラブの厚さ（Ｈ）を測定する必要がある。このため、鋳造段階で生産されるスラブの鋳造速度及びスラブの厚さ（Ｈ）を測定する鋳造速度及び厚さ測定段階が行われる。
【００３９】
次に、鋳造段階で鋳造されたスラブを目標厚さに圧延する圧延段階が行われる。この際、圧延段階完了時の上記製品の温度（ＦＤＴ）は７５０〜８８０℃に制御されることが好ましい。
【００４０】
その後、圧延段階で圧延された製品の厚さを測定する製品厚さ測定段階が行われる。
【００４１】
一方、目標到達時間設定段階では、圧延段階の完了後に、製品が冷却台１４０のうち少なくとも一つの水冷却装置１４２において最初の水冷却装置１４２に進入する位置、すなわち、最初の水冷却開始位置まで到達するのに必要な目標到達時間を設定することができる。
【００４２】
また、各段階で求められた値を用いて最初の水冷却開始位置を設定する冷却開始位置計算段階で冷却開始位置を計算することができる。
【００４３】
一方、このような連連続圧延方法は、従来の設備でも活用可能である。また、数２を用いて従来の設備に連連続圧延方法を適用して、本実施形態の連連続圧延装置１００として運用可能であるか否かを判断することができる。
【００４４】
従来の設備では、冷却−空冷が数回行われるよう、冷却台１４０に多数の水冷却装置１４２が備えられていた。
【００４５】
この際、連連続圧延の場合、質量流量が全工程にわたって一定であるため、仕上げ圧延機１２６から最初の冷却が行われる水冷却装置１４２までの距離、及び仕上げ圧延機１２６から最後の冷却が行われる水冷却装置１４２までの距離は数２を満たさなければならない。
【００４６】
［数２］
2018530436.tif 000007
ここで、Ｌ１は仕上げ圧延機１２６から最初のＲＯＴ冷却設備までの距離（ｍ）、Ｌ２は仕上げ圧延機１２６から最後のＲＯＴ冷却設備までの距離（ｍ）である。また、Ｈはスラブ（Ｓｌａｂ）の厚さ（ｍｍ）、Ｖはスラブの鋳造速度（ｍ／ｓ）、ｈは製品の厚さ（ｍｍ）、及びｔは冷却台１４０に進入するまでの目標到達時間（ｓｅｃ）である。さらに、αは目標巻取温度（ＣＴ）を確保するために必要な冷却設備の長さ定数である。
【００４７】
一例として、仕上げ圧延機１２６から最初のＲＯＴ冷却設備までの距離Ｌ１が１０ｍであり、仕上げ圧延機１２６から最後のＲＯＴ冷却設備までの距離Ｌ２が４８ｍである連連続圧延装置１００に、上記数２を用いて本実施形態の連連続圧延方法を適用できるか否かを判断することができる。
【００４８】
本実施形態の連連続圧延方法において、冷却台１４０のうち少なくとも一つの水冷却装置１４２において最初の水冷却装置１４２が設置される位置、すなわち、最初の水冷却開始位置（Ｓ）は、スラブの厚さ９０ｍｍ、鋳造速度６．５ｍ／ｍｉｎ、製品の厚さ２．０ｍｍ、冷却台１４０に進入までの目標到達時間が４秒（ｓｅｃ）に設定された場合、単位を換算し、上記数１を用いて計算してみると、仕上げ圧延機１２６から１９．５ｍ以上離れて設置されるべきであることが分かる。
【００４９】
この際、水冷却装置１４２が設置される位置、すなわち、水冷却開始位置（Ｓ）を表す１９．５ｍは、仕上げ圧延機１２６から最初のＲＯＴ冷却設備までの距離Ｌ１である１０ｍよりは大きい。
【００５０】
また、冷却台１４０において少なくとも一回行われる水冷却のうち最初の水冷却を開始する位置、すなわち、最初の水冷却開始位置（Ｓ）を表す１９．５ｍは、仕上げ圧延機１２６から最後のＲＯＴ冷却設備までの距離Ｌ２が４８ｍ、目標巻取温度（ＣＴ）を確保するために必要な冷却設備の長さ定数αが７．４ｍである場合の４１．６ｍよりは小さい。
【００５１】
このように、本実施形態の連連続圧延方法は、従来の設備にも適用することができ、従来の設備に連連続圧延方法を適用して超高強度鋼（ＡＨＳＳ）を生産できることが確認できる。
【００５２】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野の通常の知識を有する者にとっては自明である。
【図１】
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【図２】
2018530436.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2018530436.tif 000014
2018530436.tif 000015
2018530436.tif 000016
2018530436.tif 000017