(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼入れ手段および焼戻し手段を有する連続焼鈍設備を用いて高強度冷延鋼板を製造する方法において、連続焼鈍設備の出側に配置された調質圧延機における被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0との関係と、鋼板の単位引張強度の増減に必要な焼入れ温度および焼戻し温度の変化量とを、調質圧延による鋼板の伸び率および調質圧延機前後の鋼板の張力を一定として、予め鋼板の板厚毎に求めておき、この圧延荷重Ｐ0と引張強度ＴＳ0との関係に基づき、前記調質圧延機において、前記鋼板の伸び率および前記鋼板の張力条件のもとで実測された被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ1から当該被圧延鋼板の引張強度ＴＳ1を算出し、この算出された引張強度ＴＳ1が所望の引張強度になるように、前記単位引張強度の増減に必要な焼入れ温度および焼戻し温度の変化量に基づき、鋼板の焼入れ温度および／または焼戻し温度を制御することを特徴とする高強度冷延鋼板の製造方法。
【請求項２】
焼入れ手段が水焼入れ手段を含む構成であることを特徴とする請求項１に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
【請求項３】
転炉または電炉における同一成分でロット編成して、該ロット毎に被圧延鋼板を連続焼鈍設備に装入することを特徴とする請求項１または２に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼入れ手段および焼戻し手段を有する連続焼鈍設備を用いて高強度冷延鋼板を安定的に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下の説明において、高強度冷延鋼板とは引張強度約５０〜１５０ｋｇｆ／ｍｍ2クラスの連続焼鈍設備を用いて製造する冷延鋼板である。
【０００３】
高強度冷延鋼板を得るにはマルテンサイトの体積率を高めることが有効であるが、これを達成するには、水焼入れタイプの連続焼鈍設備を利用するのが最も効果的である。すなわち、フェライト＋オーステナイトの混合領域あるいはオーステナイト単相域まで加熱し、次いでその温度から水焼入れすることによりフェライト＋マルテンサイトの混合組織またはマルテンサイト単相組織が得られるが、この場合において水焼入れ温度を高くするほどマルテンサイトの体積率が増し、それに比例して強度が高くなる。また、焼戻し温度を高くするほどマルテンサイトの硬度が低下するため、鋼板強度は低下する。ところで、実際の操業では、成分規格レンジ内での成分変動および外気温・能率の影響を受ける水焼入れタンクの水温変動が鋼板強度に影響するため、焼入れ温度・焼戻し温度を固定して作業を行った場合、大量に機械試験値外れ（引張強度外れ）を発生させたり、強度レベルに大きな差が出る可能性がある。
【０００４】
特開昭５５−１５８２３１号には、低合金低炭素鋼を圧延してＡ1〜Ａ3変態点で連続焼鈍する際に、焼鈍装置出側で材質測定を行い、その結果に応じて冷却速度、通板速度、均熱帯の温度の一つ以上を制御し、また、鋼帯の形状測定を行い、その結果に応じて冷却帯での鋼帯幅方向の冷却速度分布、冷却帯のストリップ張力、テンションレベラーの伸び率を制御して、材質、形状のバラツキが解消され均質な鋼板が得られることが示されている。
【０００５】
また、特開平６−３３０１８７号には、連続焼鈍設備の出側における、スキンパスミルまたはテンションレベラーの前後の入・出側ブライドルによって伸び率を与えられる鋼帯を、張力計によって張力測定し、この張力の変化に基づき鋼帯速度を変化させて、鋼帯の長手方向各位置での焼鈍時間を制御し、材質を長手方向で均一化させる方法が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５５−１５８２３１号に示される方法では、結晶粒度計や磁気式硬度測定器等を用いてオンラインで制御する必要があるため、設備コストが高く、また測定する材料の基準となるデータを多く持たなければならないこと、そのデータの保守が容易でないこと等の問題がある。
【０００７】
また、特開平６−３３０１８７号のようにライン速度で焼鈍時間を制御しても、マルテンサイト比率とマルテンサイト硬度で決定される高強度冷延鋼板の鋼板強度を有効に制御することができない。また、特開平６−３３０１８７号では焼鈍炉温度制御による板温の制御は時間を要するとの記述があるが、本発明法では鋼板に直接冷却ガスを吹き付けることで焼入れ温度を制御し、焼戻し温度は主に誘導加熱装置により板温を制御するため、板温制御の応答性に優れる。
【０００８】
さらに高強度鋼板は最近、顧客において車のシートフレームやセンターピラー補強材等の複雑な形状にプレス成形して使用されることが多く、強度にバラツキが生じているとスプリングバック等による戻り量が異なって、製品として使用できない場合もあり、その強度レンジに対し顧客の要求が厳しくなってきている。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、連続焼鈍によって強度のバラツキの少ない高強度冷延鋼板を安定して製造することのできる方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、連続焼鈍により強度のバラツキの少ない高強度冷延鋼板を安定して製造することのできる方法を見出すべく検討を行った。その結果、操業条件のデータより、調質圧延による鋼板の伸び率および調質圧延機前後の鋼板の張力を一定としたとき、調質圧延機における被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0とに明確な相関関係があることを見出した。したがって、この関係を高強度冷延鋼板の板厚毎に事前に求めておけば、操業時に調質圧延機で実測された単位幅当たりの圧延荷重Ｐ1に基づき通板中の鋼板の引張強度ＴＳ1を算出（予測）し、この算出された引張強度ＴＳ1が所望の引張強度になるように、鋼板の焼入れ温度および／または焼戻し温度を制御し、これによって高強度冷延鋼板を強度のバラツキの少ない状態で安定して製造できることが判った。
【００１１】
本発明の高強度冷延鋼板の製造方法はこのような知見に基づきなされたもので、以下のような特徴を有する。
【００１２】
（１）焼入れ手段および焼戻し手段を有する連続焼鈍設備を用いて高強度冷延鋼板を製造する方法において、連続焼鈍設備の出側に配置された調質圧延機における被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0との関係と、鋼板の単位引張強度の増減に必要な焼入れ温度および焼戻し温度の変化量とを、調質圧延による鋼板の伸び率および調質圧延機前後の鋼板の張力を一定として、予め鋼板の板厚毎に求めておき、この圧延荷重Ｐ0と引張強度ＴＳ0との関係に基づき、前記調質圧延機において、前記鋼板の伸び率および前記鋼板の張力条件のもとで実測された被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ1から当該被圧延鋼板の引張強度ＴＳ1を算出し、この算出された引張強度ＴＳ1が所望の引張強度になるように、前記単位引張強度の増減に必要な焼入れ温度および焼戻し温度の変化量に基づき、鋼板の焼入れ温度および／または焼戻し温度を制御することを特徴とする高強度冷延鋼板の製造方法。
【００１３】
（２）焼入れ手段が水焼入れ手段を含む構成であることを特徴とする上記（１）に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
【００１４】
（３）転炉または電炉における同一成分でロット編成して、該ロット毎に被圧延鋼板を連続焼鈍設備に装入することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の高強度冷延鋼板の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
高強度冷延鋼板を得るにはマルテンサイトの体積率を高めることが有効であり、これを達成するには、水焼入れ手段を含む連続焼鈍設備を利用するのが最も好ましいが、焼入れ手段として、一般に水焼入れ法の他に、ガスジェット冷却法、ロール冷却法、気水冷却法等、またはこれらの組み合わせを用いる方法があり、本発明法は、これらにおいても適用可能である。
【００１６】
図１および図２は、本発明の高強度冷延鋼板の製造方法の一実施形態を示すもので、図１は本発明の実施に供される連続焼鈍設備の内部および出側および本発明法の一実施形態を示す説明図で、調質圧延機の実測された被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重に基づき通板中の鋼板の引張強度を算出し、この算出された引張強度が所望の引張強度になるように、鋼板の水焼入れ温度および／または焼戻し温度を制御する方法を示している。図２は本発明の実施に供される連続焼鈍設備の全体図を示している。
【００１７】
図１に示す連続焼鈍設備の内部および出側には、ライン上流側から順に、焼入れ温度調整用ブロアー４と焼入れ温度測定用板温度計５と水を入れた貯槽１０が設置された水焼入れセクション（ＷＱ）１と、鋼板温度を所定の焼戻し温度まで短時間で上昇させる、例えば誘導加熱装置８とラジアントチューブ６とクーラー７が設置された焼戻しセクション（ＯＡ）２と、調質圧延機３が配置され、この調質圧延機３は圧延荷重を検出する荷重検出器９を備えている。
【００１８】
前記水焼入れセクション１は、水を入れた貯槽１０の中に鋼板を浸漬させることで鋼板の焼入れを行うセクションであり、水焼入れされる直前の鋼板の温度は、焼入れ温度調整用ブロアー４のガスジェット風量を調節することにより制御される。このガスジェットによる冷却により、水焼入れ直前の鋼板温度を短時間で制御することができる。
【００１９】
前記焼戻しセクション２は、前記水焼入れセクション１を通過した鋼板を、所定の温度で焼戻しするものであり、誘導加熱装置８の通電量を変化させる、ラジアントチューブ６のガス量を増減させる、クーラー７の風量を調節する、の１つ以上を行うことにより焼戻し温度が調整されている。
【００２０】
前記調質圧延機３は、焼入れおよび焼戻しされた鋼板の調質圧延を行う圧延機で、４段圧延機（４Ｈｉ）で構成される圧延スタンドを１スタンド有している。この調質圧延機３には圧延荷重を検出する荷重検出器９が設置されている。また調質圧延による鋼板の伸び率および調質圧延機前後の鋼板の張力を一定としている。
【００２１】
このような調質圧延機３における鋼板の圧延において、被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0との間に、高強度冷延鋼板の板厚毎に図３に示すような相関関係が見出された。この図３に示すような相関関係は高強度冷延鋼板の板厚毎に事前に求めておくことができる。図３は、鋼板サイズが板厚１．５９ｍｍの高強度冷延鋼板の製造において、調質圧延による鋼板の伸び率を０．７％で一定とし、調質圧延機前後の鋼板の張力を８ｋｇｆ／ｍｍ2で一定としたときの、調質圧延機３の被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0（ｔｏｎｆ／ｍｍ）と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0（ｋｇｆ／ｍｍ2）との関係の一例を示したものである。
【００２２】
上記設備を使用して本発明法を実施する場合には、調質圧延機３の荷重検出器９により、被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ1を検出し、この圧延荷重Ｐ1から図３に示す既知の関係に基づいて通板中の鋼板の引張強度ＴＳ1を算出する。そして、その結果を水焼入れセクション１にフィードバックして、鋼板の所望の引張強度が得られるよう水焼入れ温度を制御するか、または焼戻しセクション２にフィードバックして、鋼板の所望の引張強度が得られるよう焼戻し温度を制御するか、もしくはその両者の制御を行う。
【００２３】
なお、上述したように水焼入れセクション１での水焼入れ温度の制御は、水焼入れ直前の鋼板温度を焼入れ温度調整用ブロアー４のガスジェット風量を調節することにより、また焼戻しセクション２での焼戻し温度の制御は、誘導加熱装置８の通電量を変化させる、ラジアントチューブ６のガス量を増減させる、クーラー７の風量を調節する、の１つ以上により、それぞれ行なわれる。
【００２４】
更に、事前に転炉または電炉における出鋼成分別にロット編成してから被圧延鋼板を連続焼鈍炉に装入すれば、材質の的中精度が向上し好ましい。
【００２５】
【実施例】
図１および図２に示す連続焼鈍設備を用いて、Ｃ：０．１５％、Ｓｉ：０．４％、Ｍｎ：１．２％、Ｐ：０．０１６％、Ｓ：０．００４％、その他の微量元素からなる板厚１．５９ｍｍの鋼板を連続焼鈍し、伸び率０．７％で調質圧延した。連続焼鈍設備の出側に配置される調質圧延機の荷重検出器により、被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ1を検出して、この圧延荷重Ｐ1から図３に示す被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0（ｔｏｎｆ／ｍｍ）と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0（ｋｇｆ／ｍｍ2）との関係に基づいて通板中の鋼板の引張強度ＴＳ1を算出する。そして、その結果を水焼入れセクション１にフィードバックして、水焼入れ直前の鋼板温度を焼入れ温度調整用ブロアー４のガスジェット風量を調節して鋼板の水焼入れ温度を制御した。また同様にその結果を焼戻しセクション２にフィードバックして、誘導加熱装置８の通電量を変化させる、ラジアントチューブ６のガス量を増減させる、クーラー７の風量を調節する、の全てを行って鋼板の焼戻し温度を制御した。
【００２６】
具体的には、所望の引張強度を１ｋｇｆ／ｍｍ2変化させるのに焼入れ温度は２℃変化させる必要があった。また同様に所望の引張強度を１ｋｇｆ／ｍｍ2変化させるのに焼戻し温度は１０℃変化させる必要があった。つまり、実際には引張強度を１００ｋｇｆ／ｍｍ2から１０５ｋｇｆ／ｍｍ2へ修正するため焼入れ温度を６８０℃から６９０℃へ１０℃上昇させた。また同様に引張強度を１１０ｋｇｆ／ｍｍ2から１０５ｋｇｆ／ｍｍ2へ修正するため焼戻し温度を２００℃から２５０℃へ５０℃上昇させた。その結果、図４（ａ）が本発明法を実施する前のバラツキを示すのに対し、図４は（ｂ）に示すように被圧延鋼板の引張強度は１００キロハイテン材に対して、引張強度１０２〜１０８ｋｇｆ／ｍｍ2となり全て合格範囲に入り機械試験値外れがなくなった。また、図４（ａ）に比較して引張強度分布のバラツキも狭くすることができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、焼入れ手段および焼戻し手段を備えた連続焼鈍設備を用いて高強度冷延鋼板を製造する方法において、連続焼鈍による高強度冷延鋼板をバラツキの少ない状態で安定して製造することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供される連続焼鈍設備の内部および出側および本発明法の一実施形態を示す説明図
【図２】本発明の実施に供される連続焼鈍設備の全体図
【図３】本発明法の調質圧延機における被圧延鋼板の単位幅当たりの圧延荷重Ｐ0と被圧延鋼板の引張強度ＴＳ0との関係の一例を示す説明図
【図４】本発明法の実施例を示す被圧延鋼板の引張強度のバラツキを示す説明図で、（ａ）は本発明法を実施する前のバラツキを示し、（ｂ）は本発明法を実施後のバラツキを示す。
【符号の説明】
１    水焼入れセクション
２    焼戻しセクション
３    調質圧延機
４    焼入れ温度調整用ブロアー
５    焼入れ温度測定用板温度計
６    ラジアントチューブ
７    クーラー
８    誘導加熱装置
９    荷重検出器
１０  貯槽
【図１】
0003979023.tif 000002
【図２】
0003979023.tif 000003
【図３】
0003979023.tif 000004
【図４】
0003979023.tif 000005