(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置の中を通過させながら加熱する鋼板の熱処理方法において、
最前段の誘導加熱装置の入側から最終段の誘導加熱装置の出側にかけて連続的に設置した冷却手段により、鋼板の加熱中または加熱直後にその鋼板の板側端部を冷却することを特徴とする鋼板の熱処理方法。
【請求項２】
前記冷却手段は、鋼板の板側端部を衝風冷却または接触冷却することを特徴とする請求項１記載の鋼板の熱処理方法。
【請求項３】
鋼板の板幅方向の温度分布を測定し、その温度分布に基づいて、次以降の誘導加熱装置の投入電力、鋼板の搬送速度、前記冷却手段の冷却力のうち１つ以上を調節することにより、目標温度に鋼板を熱処理することを特徴とする請求項１または２記載の鋼板の熱処理方法。
【請求項４】
間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置と、
鋼板を各誘導加熱装置の中を通過させる搬送手段と、
最前段の誘導加熱装置の入側から最終段の誘導加熱装置の出側にかけて連続的に設置され、鋼板の板側端部を冷却する複数に分割された冷却手段と、
鋼板の板幅方向の温度分布を測定する温度計と、
を備えたことを特徴とする鋼板の熱処理装置。
【請求項５】
前記冷却手段は、鋼板の板側端部に対向する部分に噴射孔を有する空気噴射管を含むことを特徴とする請求項４記載の鋼板の熱処理装置。
【請求項６】
前記冷却手段は、鋼板の板側端部が入り込むコ字状の断面の凹部に噴射孔を有する空気噴射管を含むことを特徴とする請求項４記載の鋼板の熱処理装置。
【請求項７】
前記冷却手段は、鋼板の板幅方向に拡縮自在になっていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の鋼板の熱処理装置。
【請求項８】
前記冷却手段は、鋼板の板側端部に押し付けられた水冷ロールを含むことを特徴とする請求項４記載の鋼板の熱処理装置。
【請求項９】
前記冷却手段は、前記誘導加熱装置間において、鋼板の板側端部を水冷する水スプレーノズルと、水の誘導加熱装置への侵入を防止する水切り手段とを含むことを特徴とする請求項４記載の鋼板の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱装置を用いた鋼板の熱処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材は、一般に焼入れおよびその後の焼戻し処理により、高強度・高靱性を得るプロセスが熱処理として行われている。特に、焼戻し処理は、ガス等の燃焼をエネルギー源とした炉による熱処理が一般的である。
例えば、特開平９−２５６０５３号公報には、温度パターンを工夫して能率を上げる技術が提案されている。この技術では、炉内で鋼材を連続的に搬送して熱処理する場合において、鋼材の進行方法に向かって炉の設定温度を変化させ、炉の入側を高温に、出側を低温に設定する。さらにこの技術では、炉の入側を目的とする熱処理温度より２００℃以上高く設定し、炉の出側に向かって段階的に設定炉温を低下させ、炉の出口前での炉の設定温度を目的とする熱処理温度±２０℃以内とするというものである。
【０００３】
また、特開平４−３５８０２２号公報記載の技術のように温度上昇速度を大きくとることで能率を上げる方法もある。この技術は、焼戻し中の昇温速度を１℃／秒以上とすることにより、昇温中における転位の回復、組織・析出物の粗大化、固溶炭素原子の析出を防止し、強度、靱性を高めることができるというものである。
【０００４】
一方、誘導加熱を用いる加熱方法も、熱延鋼板の加熱方法としては提案されている。例えば、特開平９−２２５５１７号公報では、熱延鋼板の製造プロセスにおいて、仕上圧延機入側で、粗圧延された粗バーを誘導加熱で加熱する方法が提案されている。この技術は、一定速度で通過する粗バーの温度が、長手方向で一様になるように、加熱するものである。
【０００５】
また、特開昭５１−１４８６１１号公報には、誘導加熱による鋼材の熱処理方法が提案されている。この技術は、鋼管の熱処理に用いられている高周波焼入れ装置を焼戻しにも適用し、鋼管の焼入れにより生じた表面硬化層に対して、高温で焼戻すことにより軟化を図るというものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平９−２５６０５３号公報記載の技術のように、ガス燃焼による加熱方式では、ガス燃焼炉による鋼材の熱処理において、熱の伝達は輻射や対流によるため、急速な加熱はできなかった。また、ガス燃焼炉では現実的に表層部のみの加熱は困難であり、表層部と板厚中央部の温度は、板厚５０ｍｍ以下の厚鋼板ではほとんど差がないまま、温度が上昇していた。
【０００７】
一方、鋼板を全周覆ったコイルの中を通過させながら鋼板の加熱を行うソレノイド型誘導加熱方式では、周波数を変更することで表層部のみを加熱することは可能であるが、鋼板の表層部に電流が流れて発熱するために、電流が集中する鋼板の側端部は、鋼板の幅方向中央部付近に比べて温度が高くなる。その様相を模式的に図１０に示す。搬送ロール３上を送られてソレノイド型誘導加熱装置１を通過した厚鋼板２の幅方向の温度分布（図１０中Ａ−Ａ’の表面温度分布）は図１１のように板端部の温度が板幅中央部に比べて高くなっており、板幅方向端部の過加熱が問題となっていた。この過加熱は、板端部の材質異常を引き起こし、均質な材料を得る際の問題であった。あるいは、鋼板に熱処理後の冷却中や冷却後に熱歪が発生する問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、鋼板の板側端部の過加熱を防止し、鋼板全体が均質な材料となるような熱処理方法およびそれを実現する熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の鋼板の熱処理方法は、鋼板を間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置の中を通過させながら加熱する鋼板の熱処理方法において、
最前段の誘導加熱装置の入側から最終段の誘導加熱装置の出側にかけて連続的に設置した冷却手段により、鋼板の加熱中または加熱直後にその鋼板の板側端部を冷却することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、誘導加熱装置の内部で鋼板を加熱中に、または鋼板が誘導加熱装置を通過した加熱直後に、鋼板の板側端部を冷却することにしているので、板側端部の過加熱を防止することができ、その結果板幅方向の温度分布が均等なものとなり、鋼板全体が均質な材料となる。また、鋼板の各部に大きな温度差がないので、熱歪による鋼板の変形がなく、能率の良い熱処理が可能であり、かつ品質の良い鋼板が得られる。
なお、誘導加熱装置にはトランスバース型とソレノイド型があるが、いずれの形式でも本発明を適用することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の鋼板の熱処理方法は、鋼板の板側端部を衝風冷却または接触冷却することを特徴とする。
【００１２】
冷却媒体に水を用いると、誘導加熱装置のコイル内部またはコイルに近い部分では、コイルからの漏電によりスパークが発生するおそれがあり、鋼板にスパーク疵が付いたりするので、これを避けるために、冷却媒体に水を使わない方法、すなわち衝風冷却または接触冷却とするものである。衝風冷却は空気を板側端部に吹き付けて冷却する方法であり、接触冷却は冷却した部材、例えばロール等を板側端部に接触させて冷却する方法である。また、コイルから離れた箇所、すなわち誘導加熱装置間では適切な水切り手段で水の流入を防止すれば、板側端部を水冷することも可能である。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の鋼板の熱処理方法は、複数の誘導加熱装置を間隔を離して設置した鋼板の熱処理装置において、鋼板の板幅方向の温度分布を測定し、その温度分布に基づいて、次以降の誘導加熱装置の投入電力、鋼板の搬送速度、板側端部の冷却手段の冷却力のうち１つ以上を調節することにより、目標温度に鋼板を熱処理することを特徴とする。
【００１４】
本発明では、複数の誘導加熱装置を間隔を離して設置した鋼板の熱処理装置で熱処理を行うもので、その場合、鋼板の板幅方向の温度分布をモニターし、その温度分布に基づいて、次以降の誘導加熱装置の投入電力、あるいは鋼板の搬送速度、あるいは板側端部の冷却手段の冷却力を調節することにより、目標温度に鋼板を熱処理するものである。鋼板の温度コントロールは、誘導加熱装置の投入電力、鋼板の搬送速度、板側端部の冷却手段の冷却力のいずれか１つ以上を調節することで可能である。もちろん、鋼板のサイズ（板厚、板幅等）が変更になった場合にはこれらのパラメータを変更する。なお、冷却手段の冷却力は、衝風冷却の場合、冷却する空気の流量であり、接触冷却の場合、例えば水冷ロール内に流す冷却水の流量である。
本発明によれば、効率のよい、板側端部の過加熱のない、均一な加熱が可能であり、目標温度への到達時間も短くてすむ。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の鋼板の熱処理装置は、間隔を離して設置した複数の誘導加熱装置と、鋼板を各誘導加熱装置の中を通過させる搬送手段と、最前段の誘導加熱装置の入側から最終段の誘導加熱装置の出側にかけて連続的に設置され、鋼板の板側端部を冷却する複数に分割された冷却手段と、鋼板の板幅方向の温度分布を測定する温度計と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
このように熱処理装置を構成することによって、前述した本発明の熱処理方法を効率よく実施することができる。
【００１７】
また、本発明の鋼板の熱処理装置において、冷却手段は、鋼板の板側端部に対向する部分に噴射孔を有する空気噴射管を含むものである。
【００１８】
誘導加熱装置を鋼板が通過する際に過加熱されるのは、図１１に示すように鋼板の側端部であって、温度が高い部分は板端面から板厚の１．５〜２倍程度の幅の部分である。したがって、板側端部の板厚全体に空気が当たるように噴射して冷却するようにする。
【００１９】
また、空気噴射管を、鋼板の板側端部が入り込むコ字状の断面を有するものとし、そのコ字状の凹部に噴射孔を設けたものでもよい。
【００２０】
鋼板のサイズに対応させるため、冷却手段は、鋼板の板幅方向に拡縮自在になっている。
【００２１】
また、冷却手段は、鋼板の板側端部に押し付けられた水冷ロールを含むものである。この水冷ロールによって板側端部を接触冷却することができる。
【００２２】
また、冷却手段は、前記誘導加熱装置間において、鋼板の板側端部を水冷する水スプレーノズルと、水の誘導加熱装置への侵入を防止する水切り手段とを含むものである。
【００２３】
前述したように、誘導加熱装置のコイルから離れた箇所では水を使う冷却方法も可能である。水冷の場合、コイル内への水の侵入を防止する必要があるので、誘導加熱装置間において、水切り手段として、例えば水切りロールおよび空気噴射ノズルを前後に配設し、この水切り手段の間で水スプレーノズルより水を噴射して板側端部を水冷するようにしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明による鋼板の製造ラインの説明図である。熱間圧延機４によって熱間圧延された厚鋼板２に対して、水冷装置５による焼入れ処理を施す。その後、矯正装置６で歪みを矯正して、誘導加熱装置７によってオンライン熱処理を行う。なお、本発明はオンライン熱処理に限定されるものではなく、オフラインに誘導加熱装置を設置してもよい。
誘導加熱装置７としては、トランスバース型とソレノイド型があり、ここでは、ソレノイド型の誘導加熱装置を用いているが、トランスバース型においても本発明の効果は同様に得られる。トランスバース型は、図９（ａ）に示すように、上下一対のコイル８を鋼板２の表面および裏面にほぼ平行に配置したものであり、ソレノイド型は、図９（ｂ）に示すように、コイル８を鋼板２の板幅方向の全周を包囲するように巻回してなるものである。図中、９は電源である。ソレノイド型は、表層部から加熱されるため、表層部と内部は温度差がある。トランスバース型は、板厚方向の温度分布が均一な状態で温度上昇する特徴がある。両者は、用途、目的、コスト等を考慮して選択され、あるいは組み合わせて使用される。
【００２５】
この誘導加熱装置７は、図２に示すように、例えば、６つのソレノイド型誘導加熱装置７−１〜７−６の中を被加熱物である厚鋼板２が通過するような装置構成となっている。１段目のソレノイド型誘導加熱装置７−１の前および最終段のソレノイド型誘導加熱装置７−６の後と各ソレノイド型誘導加熱装置の間には、被加熱物の搬送をサポートするローラ１０が配置され、これらのローラ１０によりローラテーブルを構成している。このローラテーブルの各ローラ１０は、ローラ回転数を細かく制御できるので、被加熱物である鋼板２の板幅、板厚、処理量に応じて、各ソレノイド型誘導加熱装置７−１〜７−６の投入電力や鋼板２が通過する時間を、細かく制御することによって、細かい温度制御が可能である。１１は温度計である。
【００２６】
ここで誘導加熱装置を分割して多段の加熱装置にしている理由は、３つある。その第１は、誘導加熱装置を分割すると本実施例のように加熱途中で板幅方向の温度分布をモニターすることが可能であるので、過加熱の具合をみながら以降のソレノイド型誘導加熱装置の出力を調整することが可能である。結果としてより過加熱を少なくすることが可能となるからである。第２は、鋼板の先後端部の非定常加熱部分が少なくなるからである。すなわち、１つのコイルで昇温量を多くするとそのコイルを通過する時間が長くなる。そのため、コイルの中に鋼板先端が入り、コイル内を充満するまで負荷変動が大きくなり、鋼板先端部の温度の上昇が定常部すなわちコイル内に鋼板が充満している状態の定常部の温度上昇に比べて小さくなる。したがって、コイル長は短い方が負荷変動を受ける鋼板先端部長さと鋼板後端部長さが短くなる。第３は、鋼板の板側端部は、端部からの放熱があるので板中央部に比べて、自然放冷されやすいである。したがって、ある温度まで加熱する場合、同じ投入電力で加熱することを想定しても、コイルを複数に分けて、コイル間に隙間を開け、間欠的に昇温させたほうが、すなわち時間をかけて昇熱したほうが、板側端部の過加熱は小さくなるからである。
【００２７】
各ソレノイド型誘導加熱装置の間には、被加熱物の幅方向温度分布を計測する温度計１１を設置し、板幅中央部付近の測温結果に基づき誘導加熱装置７−１から７−６の出力を調整し、あるいは被加熱物の通過（または搬送）速度を調整するなどの制御を行うこともできる。特に、厚鋼板の熱処理においては、品質上の観点から表面の温度の推移を正確に把握する必要がある。そのためには、温度計１１は必要で、板側端部の過加熱の度合いを知る上で板幅方向の温度分布を計測可能な走査型温度計や多点温度計が望ましい。
【００２８】
このような設備構成の誘導加熱装置において、板側端部の冷却は次のように行っている。図３に一例として第１のソレノイド型誘導加熱装置７−１と第２のソレノイド型誘導加熱装置７−２間における板側端部の冷却装置１２を示すが、他のソレノイド型誘導加熱装置間においても同様の冷却装置を設けることができる。この冷却装置１２の全体的な概要は図２に示すようになっている。図３において、第１のソレノイド型誘導加熱装置７−１のコイルの間口には鋼板２が通過する板側端部の対向するそれぞれの位置に、例えばセラミックス製の空気噴射管１２ａが設けられ、その空気噴射管１２ａの板側端部に対向する面には、例えば直径３ｍｍφの孔１３が４０ｍｍ×４０ｍｍで開けられていて、この空気噴射管１２ａには空気を供給する空気供給管１４が接続されている。空気噴射管１２ａは断面が四角形の中空管で構成されているが、特に断面形状は限定されない。また、噴射孔１３は冷却用空気が板側端部の板厚全面に均一に当たるように設けることが望ましい。空気の流量は流量調整弁によってコントロールされ、板側端部に噴射孔１３から噴射される空気の流量、いわゆる風量密度が制御可能で、その制御によって冷却能力を自由に変更できるものとなっている。
【００２９】
また、各ソレノイド型誘導加熱装置間にはコイル内の空気噴射管１２ａと同じような噴射孔１３を有する空気噴射管１２ｂが板の側端部に対向するそれぞれの位置に設けられていて、コイル内の空気噴射管１２ａと接続され、両空気噴射管１２ａ、１２ｂは、板の幅方向に進退（拡縮）自在なように取り付けられている。そして、誘導加熱装置間の空気噴射管１２ｂにもコイル内の空気噴射管１２ａと同じ径、同じピッチで噴射孔１３が設けられ、空気供給管１４から空気が供給される。さらに、最終段のソレノイド型誘導加熱装置７−６の出側にも上記空気噴射管１２ａ、１２ｂと同様の空気噴射管１２ｃ（図２参照）が連接されている。これらの空気噴射管１２ａ、１２ｂ、１２ｃは板幅方向に進退（拡縮）自在に取り付けられているので、板幅に応じて、空気噴射管１２ａ、１２ｂ、１２ｃの噴射孔１３と、被冷却体である鋼板２の板端部との距離が既定値に保たれるように調整可能である。なお、空気噴射管１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、鋼板のガイドの役目も兼ねていて、常に鋼板がコイルの中央部を通るように鋼板を案内する役目も果たしている。
【００３０】
また、板側端部面ばかりでなく、板表面あるいは板裏面のエッジ部分を冷却するには、例えば図４に示すように、鋼板２の板側端部が入り込むようなコ字状の断面を有する空気噴射管１５とし、この空気噴射管１５のコ字状の凹部に板側端部面および板表裏面のエッジ部を冷却する噴射孔１３ａ、１３ｂ、１３ｃを設けたものでもよい。
前述した空気噴射管１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、または１５は、コイル内（誘導加熱装置内）または誘導加熱装置間もしくは最終段の誘導加熱装置の出側に、鋼板の両側に１組以上設置してあればよい。
【００３１】
これらの空気噴射管は、コイルからの磁場によって誘導電流が発生し発熱することがないように、例えばセラミックで構成している。また、冷却媒体として空気を採用しているが、これは次の理由による。水の方が冷却能力が高く、冷却媒体には適しているが、冷却水が、ソレノイド型誘導加熱装置のコイルに近づくと漏電してコイルからスパークが発生し、被加熱物にスパーク疵が付く。したがって、冷却媒体として水を用いることは避けたほうが望ましい。
ただし、例えば適切な水切り手段で冷却水の漏出を完全に遮断すれば、部分的には、例えば誘導加熱装置間でコイルから離れた位置に部分的に水冷を採用することは可能である。その例を図５に示す。この図は板側端部を水スプレーノズル１６から噴射する冷却水で水冷すると共に、噴射された冷却水がコイル近傍に流入しないように空気噴射ノズル１７を設けて空気を噴射して冷却水の水切りを行い、さらに、コイル入側・出側には板側端部に密接する水切りロール１８を設置して、水切りを行っている。
【００３２】
その他の冷却手段としては、図６に示すような内部を水冷した竪ロール（水冷ロール）１９を板側端部に押し付けて、板側端部を接触冷却によって冷却する方法もある。また、水冷ロールに代えて、内部水冷構造のガイドシュートすることもできる。
また、冷却手段は、第１のソレノイド型誘導加熱装置以降に取り付けるのが好ましい。第１のソレノイド型誘導加熱装置の前ではまだ、板温度が上がっていないため、室温である冷却媒体を噴射しても冷却効果は期待できないためである。
【００３３】
【実施例】
本発明の実施例として、前述のソレノイド型の誘導加熱装置を厚鋼板の製造ラインに適用した例について説明する。なお、６台のソレノイド型誘導加熱装置のうち５台の誘導加熱装置７−１〜７−５のコイルの長手方向の長さ（鋼板の長手方向に対応する寸法）は８０ｃｍ、７−６の誘導加熱装置のコイルの長手方向の長さ（鋼板の長手方向に対応する寸法）は１２０ｃｍ、各コイル間の距離は１００ｃｍである。通過可能な板幅は最大４６００ｍｍ、板厚は最大１００ｍｍである。
【００３４】
この誘導加熱装置に、熱間圧延を施した板厚４０ｍｍ、板幅３０００ｍｍ、長さ２０ｍの厚鋼板を、水冷により３０℃まで加速冷却する焼入れ処理を行い、続いて、水冷中に発生した歪みを矯正機で除去して平坦にした。その後、６台のソレノイド型誘導加熱装置７−１〜７−６を通して、焼戻し温度である６５０℃まで板中央部の温度が昇熱されるように熱処理を施した。このとき、ソレノイド型誘導加熱装置７−１〜７−６の投入電力、厚鋼板の通板速度を、表１に示すように設定した。なお、各ソレノイド型誘導加熱装置の周波数は１０００Ｈｚ一定である。また、コイル内空気噴射管１２ａおよび各ソレノイド型誘導加熱装置間の空気噴射管１２ｂ並びに装置出側の空気噴射管１２ｃに供給する空気の圧力を同表に示す。本実施例では、第１のソレノイド型誘導加熱装置のコイル内から第４と第５のソレノイド型誘導加熱装置間までの各空気噴射管から空気を噴射している。したがって、第５のソレノイド型誘導加熱装置のコイル内以降の各空気噴射管からは空気は噴射していない。
【００３５】
【表１】
0004945853.tif 000002
【００３６】
本実施例の板長手方向中央部（鋼板先端から１０ｍ）で、鋼板幅方向中央部の表面▲１▼と板厚中心▲２▼および板側端部の角▲３▼と板厚方向中心部▲４▼の４点の温度履歴を図７に示す。鋼板幅方向中央部の表面▲１▼は、ソレノイド型誘導加熱装置を通過する毎に温度が上昇するが、コイル間（誘導加熱装置間）では板厚方向に熱が拡散して温度は下がる。一方、鋼板幅方向中央部の板厚中心▲２▼は表面からの熱が拡散するに従って誘導加熱コイル内およびコイル間で温度は上昇し、最終コイルを通過後、約６５０℃に昇温された。
【００３７】
一方、板長手方向中央部（鋼板先端から１０ｍ）で、板側端部の角▲３▼と板厚方向中心部▲４▼の温度履歴は、それぞれ鋼板幅方向中央部の表面▲１▼と板厚中心▲２▼と比べて若干温度が上がるものの最終的には鋼板幅方向中央部の表面▲１▼と板厚中心▲２▼と同じ６５０℃まで昇温し、板側端部に過加熱は生じなかった。その結果、各部の到達温度が所定の焼戻し温度である６５０℃となったので、この鋼板は板幅、板厚、板長方向に均質になった。なお、焼鈍後常温まで冷却された段階でも熱歪の発生はなく、フラットな板となった。
【００３８】
このとき、熱処理パターンと板側端部の空気噴射による冷却条件は次のように決定した。熱処理パターンは、処理する鋼板の板幅、板厚、板の搬送速度によってあらかじめ数値計算によって板幅方向中央部付近の昇温カーブを、所要の最終加熱温度によって求めておく。なお、各ソレノイド型誘導加熱装置間に設けた温度計によって、計算による目標温度と実績温度に差が生じた場合には次以降のソレノイド型誘導加熱装置の投入電力を調整した。
【００３９】
また、板側端部の冷却条件は、前述の板幅方向中央部の所要温度履歴に対する加熱パターン（各ソレノイド型誘導装置の投入電力パターン）で板側端部付近を加熱した場合の温度履歴を数値計算で求め、そのとき、板側端部の角▲３▼の温度が許される温度上限以下となるように空気噴射圧力を調整して、各空気噴射管から噴射する空気の流量を調整した。なお、このとき空気噴射管の空気圧力と冷却能力の関係はあらかじめ求めておいて、数値計算モデルに組み込んでおく。この場合も、各ソレノイド型誘導加熱装置間に設けた温度計の指示値によって以降の冷却条件を変更すべく空気噴射条件を逐次変更することが望ましい。
【００４０】
このようにして、加熱パターンと冷却条件を決めれば、過加熱のない、かつ効率的な加熱を実現可能である。もちろん、この一連の条件決定の手順は、板厚や通過速度によって決定すればよい。また数値計算で毎回計算しなくても、条件をテーブルとして記憶しておき、そのテーブル値に従って条件を変更調整してもよい。
【００４１】
［比較例］
前記実施例で、空気噴射を行わなかった場合を比較例として以下説明する。この比較例では、前記実施例と同様に、熱間圧延を施した板厚４０ｍｍ、板幅３０００ｍｍ、長さ２０ｍの厚鋼板を、水冷により３０℃まで加速冷却する焼入れ処理を行い、続いて、水冷中に発生した歪みを矯正機で除去して平坦にした。その後、６台のソレノイド型誘導加熱装置７−１〜７−６を通して、焼戻し温度である６５０℃まで板中央部の温度が昇熱されるように熱処理を施した。このとき、ソレノイド型誘導加熱装置７−１〜７−６の投入電力、厚鋼板の通板速度を、表１に示すように設定した。なお、各ソレノイド型誘導加熱装置の周波数は１０００Ｈｚ一定である。そして、この比較例では、各空気噴射管１２ａ、１２ｂ、１２ｃから空気を噴射せず、連続的な誘導加熱を行った。
【００４２】
この比較例の板長手方向中央部（鋼板先端から１０ｍ）で、鋼板幅方向中央部の表面▲１▼’と板厚中心▲２▼’および板側端部の角▲３▼’と板厚方向中心部▲４▼’の４点の温度履歴を図８に示す。鋼板幅方向中央部の表面▲１▼’は、ソレノイド型誘導加熱装置を通過する毎に温度が急激に上昇するが、コイル間（誘導加熱装置間）では板厚方向に熱が拡散して温度は下がる。一方、鋼板幅方向中央部の板厚中心▲２▼’は表面からの熱が拡散するに従って誘導加熱コイル内およびコイル間で温度は上昇し、最終コイルを通過後、約６５０℃に昇温された。
【００４３】
一方、板長手方向中央部（鋼板先端から１０ｍ）で、板側端部の角▲３▼’と板厚方向中心部▲４▼’の温度履歴は、それぞれ鋼板幅方向中央部の表面▲１▼’と板厚中心▲２▼’と比べて大きく温度が高く、最終的には鋼板幅方向中央部の表面▲１▼’と板厚中心▲２▼’の目標温度６５０℃より約１００℃高い７５０℃まで上昇した。その結果、板側端部は、所定の焼戻し温度である６５０℃を１００℃オーバーし、７５０℃までなったので、この部分は変態が発生し、得られた組織が当初予定の組織と全く異なったものとなった。この鋼板は板幅方向に不均質になった。なお、焼鈍後常温まで冷却された段階でも熱による変形が発生して歪んだ板となった。
【００４４】
この板側端部の過加熱は、熱処理パターンや通過速度を変更することで多少軽減するが、極端に速度を落としてゆっくり加熱するか、投入パワーを下げて加熱するしか方法がなく、能率よく熱処理を施すことはできない。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、鋼板を誘導加熱装置の中を通過させながら加熱するものにおいて、鋼板の加熱中または加熱直後にその鋼板の板側端部を冷却するものであるから、板側端部の過加熱を防止でき、鋼板全体を均一な温度に加熱することができる。そのため、能率の良い熱処理が可能であり、かつ均質な材料が得られる。また、熱歪による鋼板の変形もなく、フラットな鋼板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鋼板の製造ラインの概要図である。
【図２】本発明の熱処理装置の概要図である。
【図３】図２の冷却装置の概要図である。
【図４】本発明の他の冷却装置の概要図である。
【図５】本発明のさらに他の冷却装置の概要図である。
【図６】本発明の別の冷却装置の概要図である。
【図７】実施例における鋼板各部位の温度履歴図である。
【図８】比較例における鋼板各部位の温度履歴図である。
【図９】誘導加熱装置のトランスバース型とソレノイド型の説明図である。
【図１０】従来のソレノイド型誘導加熱装置による熱処理装置の概要図である。
【図１１】図１０のソレノイド型誘導加熱装置で鋼板を熱処理した場合の板幅方向の温度分布を示す図である。
【符号の説明】
１  ソレノイド型誘導加熱装置
２  鋼板
３  搬送ロール
４  熱間圧延機
５  水冷装置
６  矯正機
７  誘導加熱装置
７−１〜７−６  ソレノイド型誘導加熱装置
８  コイル
９  電源
１０  ローラ
１１  温度計
１２  冷却装置
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  空気噴射管
１３  噴射孔
１４  空気供給管
１５  空気噴射管
１６  水スプレーノズル
１７  空気噴射ノズル
１８  水切りロール
１９  水冷ロール
【図１】
0004945853.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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