厚钢板的制造方法及其设备技术

本发明专利技术涉及厚钢板的制造方法，包括将钢坯热轧成钢板的工序；使轧制后的钢板淬火或加速冷却的工序；和将淬火或加速冷却的钢板，通过螺线管型感应加热装置进行回火处理的工序，且在回火处理中，将钢板分２次以上间歇式加热至目标温度。通过该方法，可以联机进行不会影响生产率，而且可以进行在厚度方向上的均匀加热，使钢板的表面温度不超过目标温度的的回火处理。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及厚钢板的制造方法，特别是联机进行回火处理的制造方法及其设备。
技术介绍
板厚为8mm以上的厚钢板，通常为了使其达到高强度化、高韧性化，将热轧后的钢板通过淬火或加速冷却使其急速冷却，接着进行回火处理而制造。近年来，通常联机进行淬火或加速冷却，但，回火处理仍然脱机使用气体燃烧炉进行，因此需要很长时间，显著影响生产率。为了提高生产率，在日本专利公开平4-358022号公报中，公开了在厚钢板的生产线上设置淬火装置或加速冷却装置及利用通电加热、感应加热、红外线辐射加热、气氛加热等加热方式的急速回火装置，将直接淬火或加速冷却后的钢板，在1℃/秒以上的加热速度加热至规定温度之后，立即以0.05-20℃/秒的冷却速度冷却而进行回火处理的方法。但，在日本专利公开平4-358022号公报中记载的方法中，由于一次急速加热进行短时间的回火处理，所以钢板的表面温度超过目标温度，或在钢板的厚度方向上产生较大温差，存在对于钢板不能实施均匀回火处理的问题。专利技术的公开本专利技术的目的在于，提供不影响生产率，而且钢板的表面温度不会超过目标温度，在厚度方向上可以进行均匀的回火处理的厚钢板的制造方法及其设备。该目的可以通过如下厚钢板的制造方法达到包括将钢坯热轧至钢板的工序；压延后将钢板淬火或加速冷却的工序；和将淬火或加速冷却的钢板，利用螺线管型感应加热装置进行回火处理的工序，且在回火处理中，将钢板分2次以上间歇式加热至目标温度。上述方法是通过厚钢板的制造设备而实现的，该设备沿着制造工序的上游侧到下游侧的依次具有加热炉、轧制机、淬火装置或加速冷却装置和2台以上螺旋管型感应装置。附图的简单说明附图说明图1为表示本专利技术的厚钢板制造设备的实施形态一例的图。图2A、2B为表示将板厚为8mm的钢板各自分1、2次加热至650℃左右时的表面温度及板厚中心温度的经时变化的图。图3为表示将板厚为40mm的钢板分6次加热至580℃左右时的表面温度的经时变化的图。图4为表示用于冷却钢板的宽度方向端部的空气喷射管一例的图。图5为表示用于冷却钢板的宽度方向端部的水压喷嘴一例的图。图6为表示用于冷却钢板的宽度方向端部的水冷辊一例的图。图7为表示将板厚为50mm的钢板1次加热至650℃左右时的表面温度及板厚中心温度的经时变化的图。图8为表示将板厚为50mm的钢板分4次加热至650℃左右时的表面温度及板厚中心温度的经时变化的图。图9为表示将板厚为50mm的钢板分6次加热至650℃左右时的表面温度及板厚中心温度的经时变化的图。图10为表示将在螺线管型感应加热装置内往复移动，且板厚为20mm的钢板，分9次加热至650℃左右时的表面温度及板厚中心温度的经时变化的图。图11为表示将板厚为40mm的钢板，一边冷却其端部，一边分6次加热至650℃左右时的钢板各部位温度的经时变化的图。专利技术的实施形态在图1中，表示本专利技术的厚钢板制造设备的实施形态的一例。被热轧机1热轧的钢板2，在淬火装置3中对其实施淬火处理，利用矫直机4使其平坦化，在设置6台螺线管型感应加热装置6-1至6-6的回火处理装置5中对其实施回火处理。在回火处理中，钢板2，使用6台螺线管型感应加热装置6-1至6-6的一部分或全部，分2次间歇式加热至650℃左右的目标温度，以便使表面温度不超过目标温度，且在厚度方向上均匀加热。在图2A、2B中，表示将各个板厚为8mm的钢板，分1、2次间歇式加热至650℃左右时的，钢板的宽度方向中心部位的实测表面温度和通过计算求得的板厚中心温度的经时变化。此时，1次加热，使用螺线管型感应加热装置6-1，且以投入电功率7.5MW，频率1500Hz进行，另外，2次加热，使用螺线管型感应加热装置6-1和6-2，且以投入电功率4.5MW(6-1)、3MW(6-2)，频率1500Hz进行。其中，钢板的输送速度都为0.2m/s。在1次加热中，因表面温度超过目标温度而过热，但分2次加热时，可以在表面温度不过热的前提下，在15秒左右的短时间内，将表面温度和板厚中心温度加热至目标温度。从而，根据本专利技术方法，可以进行不影响生产率，而且钢板的表面温度不超过目标温度的，在厚度方向上均匀的回火处理。其中，如果钢板的板厚变厚，到板厚中心的热扩散需要长时间，所以需要根据板厚增加加热次数。作为加热装置，之所以使用螺线管型感应加热装置的理由，是因为可以进行急速加热，从原理上发热集中在钢板表面上，所以用表面温度容易控制加热条件。各次的加热之后，钢板的表面温度达到厚度方向的平均温度以下之后，进行下一次的加热时，可以在表面温度更加明显不会超过目标温度的条件下间歇式加热。此时，厚度方向的平均温度为，通过对于任一间歇式加热模型预先计算而求得的温度。图3为将板厚为40mm的钢板，分6次加热至目标温度580℃的一例，但，由于在钢板的表面温度达到厚度方向的平均温度以下之前进行下一次加热，所以表面温度过热至600℃以上。如图1所示，利用矫直机4使钢板平坦化之后进行回火处理，可以进行更加均匀的加热。分多次间歇式加热时，也可以使投入到螺线管型感应加热装置的电功率或其频率达到一定值，但优选至少在后半阶段减少，以便不超过目标温度而在厚度方向上进行均匀加热。特别是，回火处理效率在压延节距以上时，最好在不超过目标温度的范围内尽量投入较大电功率，所以优选在前半阶段投入最大电功率，在后半阶段减少电功率。在螺线管型感应加热装置中使用的频率在200Hz以上时，可以在薄钢板至厚钢板的宽板厚范围内均匀加热。特别是，随着次数减少频率时，介质电流的浸透深度依次变深，在板厚方向上可以进行更加均匀的加热。实际上，频率为200Hz时浸透深度为2mm，但，加热板厚为8mm的钢板时，如果浸透深度超过2mm，则不能控制在板厚方向上的温度。从而，需要频率在200Hz以上，现有的商用频率的最大值为2000Hz左右。将螺线管型感应加热装置的全部电功率P，如果利用下面式(1)确定，则可以以压延节距以上的效率进行回火处理，可以得到更高的生产率。P≥(1/η)·ρ·H·W·L·Cp·(ΔT/Δt)··(1)此时，η加热效率，ρ钢的密度(kg/m3)，H钢板的厚度(m)，W钢板的宽度(m)，L钢板的长度(m)，Cp比热(J/kg℃)，ΔT必要的温度上升(℃)，Δt钢板的压延节距(秒)，Lc线圈长度(m)，Lw螺线管型感应加热装置的间距，N螺线管型感应加热装置的台数，M加热次数。例如，加热板厚为40mm的钢板(重量12000kg)时，如果使η＝0.7、Cp＝600 J/kg℃、ΔT＝600℃、Δt＝180秒、Lc＝1m、Lw＝1m，且在2台螺线管型感应加热装置中单方向移动而加热时，每台需要34MW以上的电功率。另外，使用3台螺线管型感应加热装置，使钢板1往复半移动而加热时，需要7.6MW以上的电功率。这样，利用式(1)并根据螺线管型感应加热装置的台数可以设定电功率，以便以压延节距以上的效率进行回火处理。利用螺线管型感应加热装置加热厚钢板时，不仅钢板的上下表面，宽度方向的截面也被加热，所以钢板宽度方向的端部，与板宽中心部位相比，达到过热。本专利技术者等对于钢板的宽度方向的表面温度进行了研究，其结果发现，相当于板厚范围的宽度中，与中心部位相比，达到大约1.5倍的过热。因此，在回火处理中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
厚钢板的制造方法，包括：将钢坯热轧成钢板的工序；将前述轧制后的钢板淬火或加速冷却的工序；和将前述淬火或加速冷却后的钢板，通过螺线管型感应加热装置进行回火处理的工序，而且在前述回火处理中，将前述钢板分２次以上间歇式加热至目标温 度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤林晃夫，日野善道，多贺根章，关根宏，铃木宣嗣，渡边厚，杉冈正敏，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]