厚钢板的制造设备和制造方法技术

本发明专利技术提供能够制造屈服比在同一钢板内的波动小的高强度且低屈服比的厚钢板的、厚钢板的制造设备和制造方法。厚钢板的制造设备(1)具备将100℃以下的厚钢板(S)加热至奥氏体温度范围的加热炉(2)和对利用加热炉(2)加热后的厚钢板(S)进行淬火的淬火装置(3)。淬火装置(3)具备对从加热炉(2)抽出的厚钢板(S)进行缓冷的缓冷区(4)和对从缓冷区(4)通过后的厚钢板(S)进行骤冷的骤冷区(5)。在缓冷区(4)中的上侧的缓冷喷嘴(6a)与骤冷区(5)中的上侧的骤冷喷嘴(7a)之间配置止水装置(9)。将从加热炉(2)到缓冷区(4)的距离设定为4m以内。炉(2)到缓冷区(4)的距离设定为4m以内。炉(2)到缓冷区(4)的距离设定为4m以内。

【技术实现步骤摘要】
厚钢板的制造设备和制造方法
[0001]本申请是申请号为201880067831.7(国际申请号为PCT/JP2018/038881)、中国国家阶段进入日为2020年4月17日(国际申请日为2018年10月18日)、专利技术名称为“厚钢板的制造设备和制造方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及将100℃以下的厚钢板利用离线热处理设备进行再加热和淬火的厚钢板的制造设备和制造方法。

技术介绍

[0003]近年来，日本国内发生大规模的地震灾害，从以高层建筑物为中心的安全性的观点出发，为了即使发生大地震也不会导致建筑物崩塌，对于在钢板的高强度化(拉伸强度为490MPa以上)的基础上、作为屈服强度与拉伸强度之比的屈服比为80％以下的低屈服比钢的需求增加。作为这样的具有高强度和低屈服比的钢板的制造方法，以往已知例如专利文献1所示的方法。为了在保证高强度的基础上实现低屈服比，广泛利用如下方法：作为钢板的组织，使软的铁素体相(α)与硬的贝氏体(β)或马氏体(M)等以对应于强度的适当比例分散。
[0004]在此，在专利文献1所示的低屈服比低碳低合金高张力钢的制造方法中，在对具有规定成分的钢片进行热轧时，进行950℃以下时的累积压下率为25％以上的轧制，然后，进行使用位于与热轧线分开的场所的加热炉和冷却装置的所谓离线热处理。在该离线热处理中，将钢片加热至Ac1相变点与Ac3相变点的中间的适当温度，以足以使相变奥氏体相得到马氏体或低温相变产物或者两者的混合组织的空冷以上的冷却速度进行冷却，然后，在Ac1相变点温度以下进行回火。将以离线进行热处理后的钢板通常称为调质钢。
[0005]另一方面，作为不伴随离线热处理而得到低屈服比的钢板的方法，已知例如专利文献2和3所示的方法。在该专利文献2和3所示的方法中，具有对刚热轧后的高温钢板进行直接冷却的工序，将其称为在线热处理。
[0006]专利文献2所示的高韧性高张力钢的制造方法中，将规定成分的钢加热至1000℃～1300℃，在至少980℃以下Ar3的温度范围内加热至断口率为80％以上。然后，在此之后立即对钢板进行空冷或依据空冷的冷却直至生成铁素体的Ar3相变温度以下为止，由此，先生成铁素体，然后，对钢板进行骤冷而形成铁素体
‑
马氏体的双相层状组织。
[0007]另外，专利文献3所示的低屈服比高张力钢的制造方法中，对规定成分范围的钢进行热轧后，以5℃/秒以上的冷却速度进行冷却直至板厚中心部的奥氏体百分率为90％以下为止，然后升温至Ac1相变点+20℃～Ac3相变点
‑
20℃，加热保持后，以5～30℃/秒的冷却速度进行强制冷却，在600～400℃停止强制冷却。
[0008]需要说明的是，如专利文献2、3所示的方法那样，在无离线热处理工序的条件下制造的钢板通常被称为非调质钢。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开昭55
‑
97425号公报
[0012]专利文献2：日本特开昭55
‑
41927号公报
[0013]专利文献3：日本特开平6
‑
271934号公报
[0014]专利文献4：日本专利第5217509号公报
[0015]专利文献5：日本特开2015
‑
174134号公报

技术实现思路

[0016]专利技术所要解决的问题
[0017]通常对高温的钢板进行水冷时，如图16所示，在高温范围内发生热流束小的膜沸腾，随着钢板的表面温度降低，经过冷却不稳定的过渡沸腾状态而成为核沸腾状态。
[0018]在此，在过渡沸腾区域中，钢板的表面温度越低则热流束越增加，因此，在冷却开始时钢板内具有温度偏差的情况下，随着冷却进行，温度偏差扩大。只要冷却在过渡沸腾区域中进行，则局部的温度不均累积而扩大，导致冷却后的钢板的材质产生波动。
[0019]对此，关于膜沸腾区域、核沸腾区域中的冷却，高温部由于热流束大而使冷却被促进，与此相对，低温部由于热流束小而使冷却变慢，结果是两者的温度差缩小而温度不均减小。但是，基于核沸腾的冷却的冷却能力高，不适合于以低冷却速度(例如，板厚20mm的板厚截面平均的冷却速度为5℃/秒)进行冷却的情况。
[0020]因此，在以低冷却速度对高温的钢板进行水冷的情况下，避开过渡沸腾区域，在膜沸腾区域中进行冷却，由此能够进行均匀的冷却。通常，向钢板喷射的冷却水的水量密度低时，容易发生膜沸腾，因此，为了实现均匀的冷却，需要以低水量密度进行水冷而避开过渡沸腾区域。
[0021]此外，从膜沸腾转移至过渡沸腾的温度(以下称为过渡沸腾温度)受到生成在钢板的表面的氧化皮的影响，本申请专利技术人进行了研究，结果，冷却时的氧化皮厚度与钢板的温度历程的关系如图17所示，氧化皮越厚则过渡沸腾温度越高温，越容易发生过渡沸腾。
[0022]在此，作为在冷却前除去氧化皮而实现均匀冷却的方法，已知例如专利文献5所示的钢板的制造方法。专利文献5所示的钢板的制造方法中，在结束轧制最终道次后，在运送钢板的同时，利用除氧化皮装置向钢板的整个长度的表面和背面喷射能量密度为0.10J/mm2以上的高压水，然后，对钢板进行加速冷却。另外，将基于除氧化皮装置的高压水的喷射压力设定为10MPa以上。
[0023]但是，在专利文献5所示的钢板的制造方法的情况下，需要利用除氧化皮装置喷射能量密度为0.10J/mm2以上、喷射压力也为10MPa以上的高压水，因此，氧化皮除去需要巨大的能量，需要高压的除氧化皮泵、配管等。
[0024]另外，在在线热处理中实施冷却时，使用近年来广泛使用的通过型冷却装置的情况下，以钢板的前端和尾端进入冷却装置的时机产生偏差。即，将钢板的运送速度设为V(m/s)、将钢板的长度设为L(m)时，钢板的尾端与前端相比，多出L/V(s)被自然冷却，因此冷却开始温度在钢板的前端和尾端不同。图18中示出冷却时的钢板的前端和尾端的温度历程。由于冷却开始温度在钢板的前端和尾端不同，铁素体百分率在板内发生变化，存在屈服比在同一钢板内产生波动的问题。
[0025]在此，在专利文献1所示的低屈服比低碳低合金高张力钢的制造方法中，通过适当选择离线热处理中的中间热处理温度(Ac1相变点与Ac3相变点的中间温度)，能够再现良好地得到低屈服比的钢板，但在热轧后需要多次加热和冷却的热处理工序，能量成本增高，并且不能避免钢板的生产率降低。
[0026]另外，在专利文献2所示的高韧性高张力钢的制造法中，由于为在线热处理，在热轧后不进行再加热，因此，从能量成本的观点出发非常有利。但是，在专利文献2所示的方法中，在热轧后立即对钢板进行空冷或依据空冷的冷却直至生成铁素体的Ar3相变温度以下为止，在其待机期间内，不能对其它原材进行轧制，成为热轧线的生产率的阻碍因素。
[0027]另外，在专利文献3所示的低屈服比高张力钢的制造方法中，虽为在线热处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厚钢板的制造设备，其具备将100℃以下的厚钢板加热至奥氏体温度范围的加热炉和对利用该加热炉加热后的厚钢板进行淬火的淬火装置，所述厚钢板的制造设备的特征在于，所述淬火装置具备对从所述加热炉抽出的厚钢板进行缓冷的缓冷区和对从该缓冷区通过后的厚钢板进行骤冷的骤冷区，所述缓冷区沿着厚钢板的运送方向并列配置有至少上下三对缓冷喷嘴，并且所述骤冷区沿着厚钢板的运送方向并列配置有至少上下三对骤冷喷嘴，在所述缓冷区的上侧的缓冷喷嘴与所述骤冷区的上侧的骤冷喷嘴之间配置止水装置，并且将从所述加热炉到所述缓冷区的距离设定为4m以内。2.如权利要求1所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，所述缓冷区中的冷却水的水量密度为30～200L/(分钟
·
m2)，所述骤冷区中的冷却水的水量密度为1000～4000L/(分钟
·
m2)。3.如权利要求1或2所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，具备运送速度控制装置，所述运送速度控制装置以使所述厚钢板的前端和尾端各自从被从所述加热炉抽出起到进入所述缓冷区为止的时间少于120秒的方式对所述厚钢板的运送速度进行控制。4.如权利要求1～3中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，在所述加热炉与所述淬火装置之间具备对利用所述加热炉加热后的厚钢板进行除氧化皮的除氧化皮装置，将从所述除氧化皮装置喷射的喷射水的能量密度设定为0.005J/mm2。5.如权利要求4所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，从所述除氧化皮装置喷射的喷射水的喷射压力为0.5MPa以上。6.如权利要求1～5中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，具备缓冷控制装置，所述缓冷控制装置以使所述厚钢板的在所述缓冷区的终点时的板厚截面平均温度为550℃～800℃范围内的目标温度的方式对喷射冷却水的缓冷喷嘴的数量、缓冷区中的冷却水的水量密度和厚钢板的运送速度进行控制。7.如权利要求1～6中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，具备骤冷控制装置，所述骤冷控制装置以使在所述厚钢板的在所述骤冷区的终点时的板厚截面平均温度为室温～550℃范围内的目标温度时停止冷却的方式对喷射冷却水的骤冷喷嘴的数量、骤冷区中的冷却水的水量密度和厚钢板的运送速度进行控制。8.如权利要求1～7中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，所述100℃以下的厚钢板是在利用所述加热炉进行加热之前利用表面氧化皮除去装置除去氧化皮后的厚钢板。9.如权利要求1～8中任一项所述的厚钢板的制造设备，其特征在于，在所述缓冷区的最靠近入口侧的上侧的缓冷喷嘴的入口侧和所述骤冷区的最靠近出口侧的上侧的骤冷喷嘴的出口侧配置止水装置。10.一种厚钢板的制造方法，其具备利用加热炉将100℃以下的厚钢板加热至奥氏体温度范围的加热工序和利用淬火装置对通过该加热工序加热后的厚钢板进行淬火的淬火工序，所述厚钢板的制造方法的特征在于，所述淬火工序具备利用配置于距所述加热炉4m以内的所述淬火装置的缓冷区对从所述加热炉抽出的厚钢板进行缓冷的缓冷工序和利用所述淬火装置的骤冷区对从所述缓冷
区通过后的厚钢板进行骤冷的骤冷工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：上冈悟史，野岛佑介，宫野太基，三浦健，熊野樱里，田村雄太，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：