【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及厚钢板的制造方法及制造设备。
技术介绍
1、近年来，随着建筑结构物的大型化，要求所使用的钢材的高强度化。同时，从安全性的观点考虑，还要求具有高的容许应力，以及降低屈服强度相对于拉伸强度之比即屈服比。这是因为若降低屈服比，则即使施加屈服点以上的应力，达到破坏所容许的应力及均匀伸长率也变大，从而成为适合于建筑结构物的塑性变形能力优异的钢材。
2、制造低屈服比钢的基本技术构思如下。制作铁素体相和贝氏体或马氏体相的复合组织，通过软的铁素体相保持低屈服应力。并且，通过利用硬的贝氏体或马氏体相得到高的拉伸强度来降低屈服比。
3、一般而言，复合组织主要通过控制冷却，特别是刚热轧后不久的加速冷却来得到。更具体而言，将加速冷却分为前段的缓冷和后段的急冷这2个阶段，利用前段的缓冷使软质的铁素体相充分成长。并且，通过利用后段的急冷得到硬质的贝氏体或马氏体相，从而得到实现低屈服比的复合组织。
4、例如，专利文献1中记载了由包含软质的铁素体相和硬质的贝氏体或马氏体相的复合组织构成的、屈服比低、焊接性高的钢管的制造方法。根据专利文献1所示的低屈服比焊接钢管的制造方法，将热轧刚结束后不久的钢板分成2个阶段来实施加速冷却，即缓慢冷却至其温度达到600℃左右的前段冷却和其后急速冷却至卷绕温度的后段冷却。并且，利用前段的缓冷使软质的铁素体相充分成长，利用后段的急冷得到硬质的贝氏体或马氏体相。
5、另外，根据专利文献1，在将钢板焊接成钢管的状态下，将钢管的壁厚设为t、将外径设为d时，得到满足t/d≤2时屈
6、图2示出高温厚钢板水冷工艺中的厚钢板表面温度的履历的一个例子。如图2所示，在水冷的初始阶段，在厚钢板与水之间有蒸汽膜的膜沸腾状态下进行冷却。由于在膜沸腾状态下，水不与厚钢板直接接触，因此冷却能力的指标即热传导率低，表面温度的下降也缓慢。
7、但是，表面温度达到700～500℃左右时，变得难以维持水与厚钢板之间的蒸汽膜，从而在水与厚钢板部分接触的过渡沸腾状态下进行冷却。一旦水与厚钢板发生接触时，由于与厚钢板接触的水的蒸发使钢板附近的水的流动变得剧烈，热传导率急剧上升，表面温度急剧下降。并且，在这之后，保持高热传导率的状态不变地、转移到厚钢板与水稳定接触的核沸腾状态，表面温度急剧下降至水温附近。
8、如专利文献1或专利文献2中记载的技术所述，在将厚钢板缓慢冷却至600℃左右的情况下，优选在热传导率低的膜沸腾状态下冷却厚钢板。但是，如前所述，膜沸腾状态在厚钢板表面温度达到700～500℃左右时，过渡为热传导率高的核沸腾状态。一旦转为核沸腾状态，则厚钢板表面温度急剧下降、冷却速度变得过大，不能制造具有所希望特性的厚钢板。此外，在厚钢板内部分地发生转为核沸腾状态的情况下，不能仅在该部分形成规定的材质，不能在厚钢板整个面上得到均质的特性。因此，在以膜沸腾状态对厚钢板进行水冷时，重要的是控制从膜沸腾状态向核沸腾状态过渡的温度，从而稳定地保持膜沸腾状态。
9、需要说明的是，从图2所示的水冷工艺的示意图可知，膜沸腾状态必然会转为核沸腾状态。针对其下限值，即过渡温度的下限值，例如在非专利文献1中认为能够利用自发成核温度来管理。即，冷却介质与厚钢板的界面温度超过冷却介质的自发成核温度是用于在冷却介质中生成蒸发核并转为膜沸腾状态的必要条件。
10、在将热传导率设为λ、将热扩散率设为α、将温度设为t，以下标w表示冷却介质的参数、以下标s表示厚钢板的参数时，冷却介质和厚钢板的界面温度tb由式1表示。
11、[数学式1]
12、
13、在冷却介质为水的情况下，tb约为300℃，因此若将水温tw设为30℃，则在对碳钢进行水冷的情况下，水中发生自发成核时的厚钢板温度ts约为330～350℃。因此，膜沸腾状态即使在物理上低也仅能维持至330～350℃，在厚钢板表层温度为其以上的温度时，需要停止膜沸腾冷却。因此，应该注意的是，对厚钢板喷射冷却水应该在厚钢板的表背层的温度低但达到350℃前进行。
14、在所要求的冷却速度高的情况下，可以通过使过渡温度上升来间歇地进行核沸腾状态和空冷状态。例如，在专利文献3中，利用夹送辊分隔在厚钢板的搬运方向上成列配置的冷却喷嘴，交替地设置通过喷射大流量的水而实现的核沸腾状态的急冷和不喷射水的空冷状态。由此，能够以表层冷却速度为30℃/s以上的冷却速度稳定地进行冷却。
15、作为不伴随上述那样的沸腾过渡的冷却，可以考虑向厚钢板喷射气体(例如，空气)。但是，一般而言，气体的强制对流的冷却能力与水冷的膜沸腾冷却能力相比低1个数量级，为了得到目标的冷却速度，需要以高速喷射气体。因此，需要在利用压缩机等压缩气体后进行喷射，但考虑到制造成本因压缩机的电消耗而增大，则不优选。
16、鉴于以上情况，在将低屈服比钢分为前段的缓冷和后段的急冷来制造形成复合组织的商品时，优选将前段的缓冷在热传导率低的膜沸腾状态下进行水冷。但是，若厚钢板表面的温度达到700～500℃，则膜沸腾状态过渡为热传导率高的核沸腾状态，因此将膜沸腾状态稳定地维持至低温变得重要。
17、作为将膜沸腾状态稳定地维持至低温的技术，例如，专利文献4中公开了通过使冷却水为高温来降低向核沸腾状态的过渡温度的技术。另外，专利文献5中公开了通过向水中添加蒸汽来降低向核沸腾状态的过渡温度，同时使膜沸腾状态下的热传导率上升的技术。
18、现有技术文献
19、专利文献
20、专利文献1：日本特开平10-17980号公报
21、专利文献2：日本特开2005-313223号公报
22、专利文献3：日本特开2005-154841号公报
23、专利文献4：日本特开昭58-71339号公报
24、专利文献5：日本特开平10-300301号公报
25、非专利文献
26、非专利文献1：动力炉·核燃料开发事业团、“与原子炉安全性评价相关的蒸汽爆发现象”、1980年2月
技术实现思路
1、专利技术所要解决的课题
2、但是，在专利文献2记载的技术中没有提及用于将5～15℃/s的弱冷却维持至充分低温的具体方法，其下限为600℃。鉴于工艺、成分的偏差，考虑到需要缓慢冷却至600℃以下的低温，因此认为通过专利文献2中记载的技术制造的商品的特性不稳定。
3、对于专利文献3中公开的技术而言，通过交替地设置核沸腾状态的急冷和空冷状态而进行的冷却限定于表层冷却速度为30℃/s以上的条件。因此，对于专利文献5的技术中要求的冷却速度为5～15℃/s的工艺这样的、表层冷却速度小于30℃/s的低冷速工艺，不本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.厚钢板的制造方法，其进行厚钢板的水冷，
2.如权利要求1所述的厚钢板的制造方法，其中，使在所述水冷装置内的所述厚钢板的表层冷却速度为0.4℃/s以上29℃/s以下。
3.如权利要求1或2所述的厚钢板的制造方法，其中，在所述水冷之前进行所述厚钢板的除锈。
4.如权利要求1～3中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，在所述水冷之前进行所述厚钢板的氧化皮除去处理及加热。
5.如权利要求1～4中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，在所述水冷之后测定所述厚钢板的上下面中的任一面或两面的温度。
6.如权利要求2～5中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，通过控制从所述冷却水喷射喷嘴喷射的冷却水量来控制所述表层冷却速度。
7.如权利要求1～6中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，通过控制所述冷却水喷射喷嘴的根数及所述厚钢板的搬运速度来控制所述厚钢板的冷却停止温度，使所述冷却停止温度为以所述厚钢板的表层温度计为350℃以上。
8.厚钢板的制造设备，其进行厚钢板的水冷，
9.如权利要求8所述的厚钢板的制
10.如权利要求8或9所述的厚钢板的制造设备，其在所述水冷装置的入口侧还具备除锈装置。
11.如权利要求8～10中任一项所述的厚钢板的制造设备，其在所述水冷装置的出口侧还具备测定所述厚钢板的上下面中的任一面或两面的温度的温度计。
12.如权利要求8～11中任一项所述的厚钢板的制造设备，其中，所述控制装置还控制从所述冷却水喷射喷嘴喷射的冷却水量。
13.如权利要求8～12中任一项所述的厚钢板的制造设备，其中，所述控制装置控制所述冷却水喷射喷嘴的根数及所述厚钢板的搬运速度。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.厚钢板的制造方法，其进行厚钢板的水冷，
2.如权利要求1所述的厚钢板的制造方法，其中，使在所述水冷装置内的所述厚钢板的表层冷却速度为0.4℃/s以上29℃/s以下。
3.如权利要求1或2所述的厚钢板的制造方法，其中，在所述水冷之前进行所述厚钢板的除锈。
4.如权利要求1～3中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，在所述水冷之前进行所述厚钢板的氧化皮除去处理及加热。
5.如权利要求1～4中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，在所述水冷之后测定所述厚钢板的上下面中的任一面或两面的温度。
6.如权利要求2～5中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，通过控制从所述冷却水喷射喷嘴喷射的冷却水量来控制所述表层冷却速度。
7.如权利要求1～6中任一项所述的厚钢板的制造方法，其中，通过控制所述冷却水喷射喷嘴的根数及所述厚钢板的搬运速度来控制所述厚钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：野岛佑介，田村雄太，上冈悟史，平野贵大，三浦健，栗本笃，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：
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