(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造鋳片鋼成分の長さ方向変動データを蓄積する工程と、
該連続鋳造鋳片を熱間圧延したコイルについて、熱間圧延温度の長さ方向変動データを蓄積する工程と、
前記連続鋳造鋳片鋼成分の長さ方向変動データと、前記コイルの熱間圧延温度の長さ方向変動データに基づき、これら長さ方向変動データの長さ方向に対応した連続焼鈍炉における均熱温度と均熱時間を重回帰分析で求める工程と、
当該重回帰分析で求めた均熱温度と均熱時間に基づき、前記コイルの連続焼鈍炉における均熱温度と均熱時間を長さ方向で制御する工程と、
を有することを特徴とする材質安定化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の材質安定化システムであって、さらに、
前記連続焼鈍炉出側に設置した残留磁化センサまたは渦流センサからなる連続結晶粒測定器からの情報に基づき、前記の均熱温度と均熱時間の少なくとも一方を補正する工程を有することを特徴とする材質安定化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、 連続焼鈍炉において処理する鋼板の材質を安定化させる処理に関し、 特に好適には、 食缶や飲料缶等に使用される缶用鋼板（帯）の連続焼鈍処理において、 高速製罐時の安定生産に耐える安定した材質の缶用鋼板の生産に適用するものである。
【０００２】
以下では、 連続焼鈍炉で処理する鋼板として缶用鋼板を例示して説明するが、 これに限定するものではなく、 本発明が鋼板一般に適用できるものであることは言うまでもない。 なお、ここでは、「鋼帯」を「鋼板」あるいは「コイル」とも呼ぶものとする。
【０００３】
【従来の技術】
缶用鋼板をはじめとする薄鋼板は、品質の安定化を図るため、 図３に示すように、連鋳設備２、 熱間圧延・冷間圧延等の圧延設備３、連続焼鈍炉１の各設備で処理を行う一連の工程が採用される。特に、連続焼鈍炉１では、ハースロール11に巻回した鋼板Ｓを通板し、その通板速度を搬送モータ14で制御することで均熱時間を調整し（均熱時間制御装置12）、 また、炉温を制御することで均熱時間、均熱温度の調整を行う（均熱温度制御装置13）処理が実施される。該調整は、鋼種、板厚、板幅、 規格、顧客、用途、等により予め決めておくのである。
【０００４】
以上の各工程の処理を行うことで、 鋼板の品質は、 以前のバッチ式製造法に比較して格段に効率化するようになってきた。
特に、 缶用鋼板は、 １分間に1500缶もの高速で製罐（缶）するラインに適用され、 その硬さ等の材質の均一性が要求される。
硬さ等の材質が不均一であると、 ３ピース缶胴のように単に曲げ加工を行うだけであっても、 加工後の内径が違ってくることになり、その後の溶接工程において、溶接重ね幅が異なり、その幅が設定値よりも大きければ、 溶接強度が小さくなり、 程度によっては漏れ缶不具合となり、 一方、 その幅が小さければ、 溶接電流が局所的に流れて溶接硬度が大きくなりすぎて加工性が低下し、 「散り（スプラッシュ）」が発生して缶内面に付着し、 また、塗膜や印刷面を傷めることにもなっていた。
【０００５】
また、次工程での多段ネックイン・フランジ加工工程では、重ね幅が大きいと溶接硬度も加わって加工後の形状が設計どおりにならないし、 小さければ、 溶接部が剥離することもある。
２ピース缶においては、材質が不均一であると、 プレス加工を行っても、 加工後の胴壁高さが不揃いとなり、必要な高さが得られず廃却処理されることにもなりかねない。
【０００６】
また、材質が不均一であると、 圧延後の平坦度が悪くなり、 印刷工程での通板トラブルともなる。
そのため、缶用鋼板の材質安定化を図るため、 以下のような対策がとられてきている。
（１）製鋼工程において、 Ｃ、Si、Mn、Ｐ、Ｓ、Al、Ｎ、Ｏ、Nb、Ti、Ｂ等の各成分を、転炉精錬や真空脱ガス処理により調整又は添加し、 缶用鋼板に最適の成分系とする。
（２）熱間圧延温度（圧延機入出側温度ＳＲＴ、ＦＥＴ、ＦＤＴ、および、コイル巻取り温度ＣＴ）、 および、コイル巻取り後の冷却（水冷、 空冷）を適正に管理する。
（３）冷間圧延における、冷間圧延圧下率、調質圧延圧下率等を適正に管理する。
（４）連続焼鈍においては、昇熱速度、 均熱温度、冷却速度、 過時効処理（温度×時間）を適正に管理する。
【０００７】
そして、これらの要因と材質との関係について、詳細なデータを蓄積することで、主に重回帰分析や多変量解析等の手法を繰り返し用いて解析し、 代表的な条件を求め、 その求めた条件を製造仕様としていた。
なお、上記の各要因は、 適正な材質を得ることを目的として管理されるものであるが、 板厚、板幅、 コイル単重等の必須要件を満たして効率的に生産を行う上では、 ある程度制限されることは言うまでもない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の各製造工程を経て缶用鋼板を製造するに際し、 受注量に対して割り当てる溶鋼量をできるだけ少なくして製品を仕上げるには、製品の缶用鋼板の長さ方向の材質を均一にして不良が発生しないように仕上げることが重要である。
【０００９】
しかしながら、連続操業といえども、いずれのラインにおいても効率良くかつ経済的に生産を行うため、 各ラインに応じた様々な製造条件を取り入れざるを得ない。その結果、 コイル内長さ方向の材質が不安定となり、 焼鈍処理における鋼板長さ方向での再結晶化の進行が不均一となり、材質安定化を阻害することになる。そして、場合によっては、 その程度に応じて、格下げや他の素材への転用等の処置が必要となり、 極めて不経済であった。
【００１０】
本発明は、 連続焼鈍炉での均熱温度と均熱時間を最適なものとして缶用鋼板に代表される鋼板の長さ方向の材質を均一化することを可能とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、 本発明をなすに至った経緯について説明する。
例えば、 １つの製鋼工場で製造されるスラブの鋼成分組成は、少なくとも数十種類から数百種類もあり、 このように多彩な成分組成を有して初めて細かい顧客の要求に応えることもできる。また、 連鋳設備前の製鋼段階では、 取鍋単位で鋼成分系が同じであっても、 精錬の状況によって成分にばらつきが生じる。
【００１２】
そのため、できるだけ同じ成分系のものをまとめて連鋳工程を行うようにしても、成分にばらつきが残ることは避けられない。 また、このように、ある程度の成分のばらつきを許容する操業としないと、コスト高を招き不経済でもある。
また、熱間圧延においても、 コイル単位でみると、 ＳＲＴ、ＦＥＴ、ＦＤＴ、および、ＣＴの各温度管理がされて同一仕様のものが生産されている。しかし、コイル内の長さ方向でみると、概ね、圧延始めは高温であり、その後は、 空冷、水冷によって低温へと推移する傾向にある。 ただし、加速圧延が行われることから、 空冷による温度低下の大きいコイルの後半部といえども、 加工熱によって昇温される場合もある。 その結果、 コイル内の長手方向に材質がばらついてくることは当然の帰結である。
【００１３】
連続焼鈍処理においては、 従来、 上述のような通板コイルの材質のばらつきを知ることができず、 規格、品種毎に決められた一定条件に基づいて操業が行われていた。
そのため、連続焼鈍処理における従来の安定同一条件の操業では、製鋼段階や熱間圧延段階の材質の変動がそのまま残ることになり、結果的に、材質が不安定となる。
【００１４】
本発明者らは、 このような不合理な操業で、材質変動が生じていることを見出し、 本発明に想到した。そして、本発明によって、 コイルの全長にわたっての材質の安定化・均一化を実現した。特に、 本発明によって、 元々安定操業が期待できるコイルの中央部だけではなく、 コイルの端部やコイル接合時の変化部をも含めた安定化を実現できるようになったのである。
【００１５】
すなわち、本発明は、連続鋳造鋳片鋼成分の長さ方向変動データを蓄積する工程と、 該連続鋳造鋳片を熱間圧延したコイルについて、熱間圧延温度の長さ方向変動データを蓄積する工程と、前記連続鋳造鋳片鋼成分の長さ方向変動データと、前記コイルの熱間圧延温度の長さ方向変動データに基づき、これら長さ方向変動データの長さ方向に対応した連続焼鈍炉における均熱温度と均熱時間を重回帰分析で求める工程と、当該重回帰分析で求めた均熱温度と均熱時間に基づき、前記コイルの連続焼鈍炉における均熱温度と均熱時間を長さ方向で制御する工程と、を有することを特徴とする材質安定化システムによって上記課題を解決した。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の材質安定化システムであって、さらに、前記連続焼鈍炉出側に設置した残留磁化センサまたは渦流センサからなる連続結晶粒測定器からの情報に基づき、前記の均熱温度と均熱時間の少なくとも一方を補正する工程を有することが好適であることを見出した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の材質安定化システムの実施の形態を図１に基づき説明する。 なお、図３で既に説明した同一設備・装置には同一の番号を付して、 ここでの説明を省略する。
本発明の材質安定化システム20は、製鉄所内の連鋳設備から連続焼鈍炉までの品質管理を一貫して行う一貫品質情報管理システムにおいてはじめて実現可能となるものであり、その１つの機能として位置付けられるものである。
【００１８】
本発明では、まず、連鋳設備２において、連続鋳造鋳片鋼成分の長さ方向変動データを蓄積する工程と、圧延設備２で熱間圧延したコイルについて、熱間圧延温度の長さ方向変動データを蓄積する工程とを有し、 それらの蓄積したデータを実績データ収集装置21内に格納する。
そして、それらの蓄積したデータを基に重回帰分析装置22で解析を行い、 コイルの長さ方向に対応した連続焼鈍炉１における均熱温度と均熱時間を算出し、これらの均熱温度と均熱時間に基づいて、 均熱温度・ 均熱時間設定・制御装置23で連続焼鈍炉の制御を行う。
【００１９】
更に、 本発明においては、 連続焼鈍炉１の出側に連続結晶粒測定器15を付設し、 その測定信号を補正データとして均熱温度・ 均熱時間設定・制御装置23にフィードバックし、均熱温度と均熱時間の少なくとも一方を補正することで連続焼鈍炉１における鋼板Ｓの材質を更に安定化させるものである。 なお、連続結晶粒測定器からの情報は、 主に鋼板の硬さを代表する。
【００２０】
ここで、連続結晶粒測定器15としては、 鋼板を着磁し、その残留磁気をマグネットダイオード等のセンサで検出する残留磁化センサや、鋼板上に設けたコイルに印加した高周波電流によって鋼板に発生する渦電流（Eddy Current）の変動を検出する渦流センサ等を好適に適用することができる。
図２のグラフに、 渦流センサで検出した位相・振幅パターンにおける鋼板の再結晶状態を模式的に示す。 この再結晶状態は、鋼板の硬さとも対応しており、 連続結晶粒測定器15の信号から鋼板の材質を容易に判定することができる。なお、鋼板の再結晶化の進行に伴い鋼板が軟らかくなり、硬さが低くなることは良く知られた事実である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によって、缶用鋼板等の鋼板のコイル全長に渡る材質安定化を実現することができ、 大幅な品質向上を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の材質安定化システムの構成図である。
【図２】連続結晶粒測定器信号と材料結晶化状態の関係を模式的に示すグラフである。
【図３】従来の連続焼鈍炉を示す模式図である。
【符号の説明】
１    連続焼鈍炉（ＣＡＬ）
２    連鋳設備
３    圧延設備
11    ハースロール
12    均熱時間制御装置（搬送速度制御装置）
13    均熱温度制御装置
14    搬送モータ
15    連続結晶粒測定器
20    （本発明の）材質安定化システム
21    実績データ収集装置
22    重回帰分析装置
23    均熱温度・ 均熱時間設定・制御装置
24    均熱温度・ 均熱時間補正装置
Ｓ    鋼帯（缶用薄鋼帯）
【図１】
0004187960.tif 000002
【図２】
0004187960.tif 000003
【図３】
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