JP5479366B2 - 冷延鋼板の製造方法及びその製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍して冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造方法及びその製造設備に関する。

従来、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、及び冷間圧延して冷延鋼板を製造する場合、得られた冷延鋼板は硬質で加工性に劣るため、通常バッチ焼鈍炉にて冷延鋼板の焼鈍を実施している。例えば、特許文献２にはベルト式薄スラブ連続鋳造法が記載され、特許文献３には薄スラブ連続鋳造から鋳造された鋼板を連続的に熱間圧延する技術が記載されている。また、特許文献１では、スラブの熱処理と熱間加工とをバランスさせて材質制御を図り、材質安定性に優れた冷延鋼板を製造することができる薄鋼板の製造方法が提案されている。

特開平９−３１６５３３号公報 特開昭６１−２７９３４１号公報 特開平１１−７７１０２号公報

しかしながら、バッチ焼鈍炉を用いた冷延鋼板の焼鈍には長時間を要するためランニングコストが高くなるという問題がある。また、バッチ焼鈍炉を用いた冷延鋼板の焼鈍では、コイル状とした冷延鋼板をバッチ焼鈍炉内に装入して行うため、コイル状とした冷延鋼板全体を均一に焼鈍することが困難であり、冷延鋼板の加工性が長手方向で変化するという問題が生じる。
一方、特許文献１の薄鋼板の製造方法では、スラブの熱処理と熱間加工とをバランスさせて材質制御を図るものである。そのために、鋳片をＡｒ３点（冷却時、γ鉄からα鉄、オーステナイトからフェライトへ変態開始する温度）〜１１２０℃の範囲で３〜３０分保持したり、連続鋳造した鋳片を一度冷却してからＡｒ３点〜１１２０℃の範囲で３〜３０分保持したりして熱間圧延工程への負担が高くなるという問題を有している。また、特許文献１の薄鋼板の製造方法は、バッチ焼鈍及び連続焼鈍のいずれの焼鈍プロセスにも適用可能としているが、焼鈍プロセスの各条件については開示されていない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片から形成された鋼板を連続焼鈍して品質が均一な冷延鋼板を低コスト、高歩留で製造可能な冷延鋼板の製造方法及び低コストで簡単な構成の製造設備を提供することを目的とする。

本発明者らは、かかる課題を解決するため鋭意検討した結果、連続焼鈍の均熱工程で鋼板中の結晶粒を成長させ、続いて冷却工程で鋼板に引張り応力及び曲げ応力を付与することで鋼板中に残留応力を発生させ、さらに過時効工程において発生させた残留応力により炭化物の析出を促進することができることを見出し、本発明を成すに至った。これにより、鋼板中の結晶粒に固溶している炭素量を低減させることができ、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片から形成した鋼板であっても、均質に軟質化した冷延鋼板を得ることができる。本発明の要旨は以下のとおりである。

前記目的に沿う第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法は、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍し、炭素を０．５質量％以下、珪素を０．０２質量％以上、マンガンを０．１５質量％以上、カルシウムを０．００１質量％以上含有する冷延鋼板を製造する方法において、前記連続焼鈍は、前記冷間圧延された鋼板を８００℃以上８５０℃以下の温度で４０秒以上６０秒以下の時間保持する均熱工程と、前記均熱工程を通過した前記鋼板を１０℃／秒以上の冷却速度で３５０℃以上４００℃以下の温度まで下げながら、該鋼板に引張り応力及び曲げ応力を付与する冷却工程と、前記冷却工程を通過した前記鋼板を３５０℃以上４００℃以下の温度で６０秒以上１８０秒以下の時間保持する過時効工程とを有し、前記冷却工程で、前記鋼板に付与する前記引張り応力は０．５ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ１．５ｋｇ／ｍｍ^２以下で、前記曲げ応力は１０ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ３５ｋｇ／ｍｍ^２以下である。

第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法において、前記曲げ応力は、前記冷却工程のパスラインを通過する前記鋼板の通板方向と直交する方向（板幅方向）に軸方向を向けると共に軸心位置を該通板方向にずらせて該鋼板の厚み方向両側にそれぞれ配置された対となる小径ロールの両方又はいずれか一方を、前記パスラインと直交する方向（板厚方向）に該パスラインを超えて押し込むことにより発生させることが好ましい。
ここで、前記対となる小径ロールの外径は２００ｍｍ以上かつ５００ｍｍ以下、軸心間距離は５００ｍｍ以上かつ１０００ｍｍ以下であって、前記パスラインを超えて押し込む該小径ロールの押し込み距離は１０ｍｍ以上かつ１００ｍｍ以下であることが好ましい。

第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法において、前記曲げ応力の値を、前記鋼板に含まれる炭素量に応じて変化させることが好ましい。

前記目的に沿う第２の発明に係る冷延鋼板の製造設備は、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍して冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造設備において、前記連続焼鈍を行う連続焼鈍ラインは、前記冷間圧延された鋼板を均熱化する均熱装置と、均熱化された前記鋼板を冷却する冷却装置と、冷却された前記鋼板を過時効処理する過時効装置とを備え、前記冷却装置は、前記鋼板を冷却する冷却手段と、前記冷却手段の入側及び出側の両方又はいずれか一方に設けられ、前記鋼板の通板方向と直交する方向に軸方向を向けると共に軸心位置を該通板方向にずらせて該鋼板の厚み方向両側にそれぞれ配置されて該鋼板の移動を支持しながら、前記冷却装置のパスラインと直交する方向に該パスラインを超えて押し込まれて該鋼板に曲げ応力を付与する対となる小径ロールを備えた曲げ応力付与手段とを有している。

第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法においては、連続焼鈍の均熱工程における均熱温度を、従来の連続焼鈍炉で設定している７００〜８００℃より高い８００〜８５０℃に設定するので、鋼板中の結晶粒を成長させることができる。そして、冷却工程で鋼板に引張り応力及び曲げ応力を付与することで鋼板中の結晶粒内に転位を発生させることができ、過時効工程において発生させた転位により炭化物の析出を促進することができる。これにより、鋼板中の結晶粒に固溶している炭素量を低減させることができ、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片から形成した鋼板に対して、連続焼鈍を適用して軟質化し鋼板内品位が均質した冷延鋼板を安価、大量に製造することが可能になる。
また、鋼板の焼鈍方法を、従来のコイル状とした冷延鋼板のバッチ焼鈍でなく、連続焼鈍炉にて実施するため焼鈍に要する時間が、従来の約２日間から数十分に短縮され、冷延鋼板の生産性が大幅に向上すると共に焼鈍後の鋼板の長手方向での品質が均一となる。

第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法において、曲げ応力が、冷却工程のパスラインを通過する鋼板の通板方向と直交する方向に軸方向を向けると共に軸心位置を通板方向にずらせて鋼板の両側にそれぞれ配置された対となる小径ロールの両方又はいずれか一方を、パスラインと直交する方向にパスラインを超えて押し込む場合、簡便な方法で冷却工程の鋼板に曲げ応力を付与することができる。

第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法において、対となる小径ロールの外径が２００ｍｍ以上かつ５００ｍｍ以下、軸心間距離が５００ｍｍ以上かつ１０００ｍｍ以下であって、パスラインを超えて押し込む小径ロールの押し込み距離が１０ｍｍ以上かつ１００ｍｍ以下である場合、加工曲率半径を調整して、曲げ応力を１０ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ３５ｋｇ／ｍｍ^２以下に調整することができる。

第１の発明に係る冷延鋼板の製造方法において、曲げ応力の値を、鋼板に含まれる炭素量に応じて変化させる場合、残留応力による冷延鋼板の硬質化による加工性の低下を防止できる。

前記目的に沿う第２の発明に係る冷延鋼板の製造設備においては、連続焼鈍ラインで安価かつ簡単な機構で冷却工程の鋼板に引張り応力及び曲げ応力を付与することができ、鋼板の結晶粒内に発生させた転位を用いて過時効工程中の炭化物の析出を促進させて結晶粒の固溶炭素量を低減させることが可能になる。その結果、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片から形成した鋼板を連続焼鈍して軟質化し鋼板内品位が均質した冷延鋼板を安価、大量に製造することが可能になる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板の製造設備に設けられた連続焼鈍ラインの説明図である。
図２は、同連続焼鈍ラインの冷却装置の説明図である。
図３は、焼鈍温度と鋼板軟質化（引張り強度、降伏応力、伸び）の関係を示す説明図である。
図４は、均熱時間と鋼板軟質化（引張り強度、降伏応力、伸び）の関係を示す説明図である。
図５は、冷却速度と鋼板軟質化（伸び）の関係を示す説明図である。
図６は、曲げ応力と鋼板軟質化（伸び）の関係を示す説明図である。

本発明の実施例に基づき、図面を参照しつつ、本発明について説明する。
本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板の製造設備について説明する。図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板の製造設備に設けられた連続焼鈍ライン１０は、例えば入側設備１１、焼鈍設備１２、及び出側設備１３を有している。ここで、入側設備１１は、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、及び冷間圧延して得られた鋼板１４を巻き取ったコイル１５を巻き戻すペイオフリール１６と、先に巻き戻された鋼板１４の尾端と後に巻き戻される鋼板１４の先端とを接続する溶接機１７と、巻き戻された鋼板１４を清浄化する電解清浄装置１８と、清浄化された鋼板１４を蓄えながら徐々に送出す入側ルーパー１９とを有している。また、出側設備１３は、焼鈍設備１２から送出された鋼板１４を蓄えながら徐々に送出す出側ルーパー２０と、出側ルーパー２０から送出された鋼板１４の降伏点伸びの消去と表面粗度を調整する調質圧延機３６と、調質圧延機３６を通過した鋼板１４を巻き取ってコイル２１を形成する巻き取り機２２と、コイル２１の巻き取りの終了に合わせて鋼板１４を切断する剪断機２３とを有している。

焼鈍設備１２は、冷間圧延された鋼板１４を、焼鈍温度（例えば、８００〜８５０℃）まで加熱する加熱装置２４と、焼鈍温度まで加熱された鋼板１４を焼鈍温度で一定時間（例えば、４０〜６０秒）保持して鋼板１４の均熱化を図る均熱装置２５と、均熱化された鋼板１４を予め設定された冷却速度（例えば、１０℃／秒以上）で時効温度（例えば、４００〜３５０℃）まで冷却する冷却装置２６と、冷却された鋼板１４を時効温度で一定時間（６０〜１８０秒）保持して過時効処理する過時効装置２７と、過時効処理が終了した鋼板１４を更に冷却して（例えば４０〜６０℃まで冷却して）出側ルーパー２０に送出す二次冷却装置２８を備えている。なお、入側設備１１、出側設備１３、焼鈍設備１２の加熱装置２４、均熱装置２５、過時効装置２７、及び二次冷却装置２８には、通常の連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍して冷延鋼板を製造する際に連続焼鈍ラインで使用する設備及び装置と同様のものを使用することができる。

焼鈍設備１２の冷却装置２６は、図２に示すように、入側及び出側にそれぞれ設けられ、鋼板１４に引張り応力（例えば０．５ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ１．５ｋｇ／ｍｍ^２以下）を付与しながら鋼板１４を通板する第１及び第２のホットブライドルロール２９、３０と、第１及び第２のホットブライドルロール２９、３０の間に鋼板１４の通板方向に沿って並べて設けられ、鋼板１４を冷却する冷却手段の一例であり、通過する鋼板１４の両面に冷風を吹き付ける第１、第２のウィンドボックス３１、３２と、第１のウィンドボックス３１の入側、第１のウィンドボックス３１の出側（すなわち、第２のウィンドボックス３２の入側）、第２のウィンドボックス３２の出側にそれぞれ設けられ、鋼板１４の通板方向と直交する方向に軸方向を向けると共に軸心位置を通板方向にずらせて鋼板１４の厚み方向両側にそれぞれ配置されて鋼板１４の移動を支持しながら、冷却装置２６のパスラインＰＬと直交する方向にパスラインＰＬを超えてδだけ押し込まれて鋼板１４に曲げ応力（例えば、１０ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ３５ｋｇ／ｍｍ^２以下）を付与する対となる小径ロール３３、３４を備えた曲げ応力付与手段３５とを有している。

小径ロール３３、３４は、両側が軸受（図示せず）でそれぞれ支持され、軸受は小径ロール３３、３４の軸方向が鋼板１４の通板方向と直交する方向に向くように取付け台に固定されている。そして、取付け台には、小径ロール３３、３４を冷却装置２６のパスラインＰＬと直交する方向に進退するように取付け台を移動させる図示しない駆動機構（例えば、流体圧シリンダ）が設けられている。これにより、例えば、小径ロール３３を固定し、小径ロール３４を、パスラインＰＬを超えてδだけ押し込むことにより、小径ロール３４に当接する部分の鋼板１４に曲げ応力および引張応力を付与することができる。

ここで、第１、第２のホットブライドルロール２９、３０の外径は、例えば８００ｍｍ以上かつ１２００ｍｍ以下である。一方、小径ロール３３、３４の外径は２００ｍｍ以上かつ５００ｍｍ以下である。これによって、第１、第２のホットブライドルロール２９、３０を通過する際に鋼板１４に加えられる曲げ加工による曲げ応力より大きな曲げ応力を、小径ロール３３、３４の押し込みで与えることができる。なお、小径ロール３３、３４の外径が２００ｍｍ未満では小径ロール３３、３４自体の強度不足が生じ、小径ロール３３、３４の外径が５００ｍｍを超えると曲げ応力を鋼板１４に効果的に与えることができなくなると共に、小径ロール３３、３４の設置スペースが大きくなるため冷却の効率が低下する。
前記一対の小径ロールは第１のウィンドボックス３１の入側と出側（第１と第２ウィンドボックスの中間）、第２のウィンドボックス３２の出側の３箇所に設けている。よって、前記一対の小径ロールにより前記鋼板へ付与する曲げ応力は鋼板の温度が低い場所に設けた小径ロールでより多く付与すればより効果的である。
なお、一対の小径ロールにおける直径の最適組合せについて、品質的には前記外径が２００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内であれば、同径、異径をともに差異がない。前記一対の小径ロールの外径を同径としておくことにより、当該ロールの破損・損耗時の交換用（予備品）ロールの在庫を少なくでき、保守が容易となる。

小径ロール３３、３４の軸心間の距離は５００ｍｍ以上かつ１０００ｍｍ以下である。小径ロール３３、３４の軸心間の距離が１０００ｍｍを超えると、小径ロール３３、３４の押し込みによる加工曲率半径が大きくなるため、小径ロール３３、３４の押し込み量δの制御による曲げ応力の調節が困難となり、かつ冷却装置２６内のパスラインＰＬの長さが長くなって、冷却の効率が低下する。
一方、小径ロール３３、３４の軸心間の距離が５００ｍｍ未満では、小径ロール３３、３４を押し込んでいったときに、小径ロール３３、３４の軸心間の距離が小径ロール３３、３４の直径に近くなり、鋼板１４を２本の小径ロール３３、３４で圧下するおそれがある。また、パスラインＰＬを超えて押し込む小径ロール３４の押し込み距離δは１０ｍｍ以上かつ１００ｍｍ以下がよい。押し込み距離が１０ｍｍ未満では、小径ロール３３、３４が鋼板１４に当接した際に鋼板１４にスリップが発生して、鋼板１４に疵を発生させる問題が出てくる。一方、押し込み距離が１００ｍｍを超えると、鋼板１４が第１、第２のウィンドボックス３１、３２と干渉するおそれが出てくる。
また、前記小径ロール３３、３４の表面粗度をＲａ＝２〜３とした。これは該小径ロールで鋼板を１０ｍｍ〜１００ｍｍ押し込むため、鋼板は小径ロールの周囲の一部に巻きつけられ、該小径ロールでの鋼板のスリップが無くなる。よって、小径ロールの表面粗度を前記のとおり下げることが可能となる。これにより、小径ロール製作時のコストダウンが可能になる。尚、一般的に炉内に使用されるロールの表面粗度Ｒａは４〜５である。
前記小径ロール３３、３４の肉厚は、１０〜２０ｍｍとする。これは小径ロールで鋼板を押し込むため強度が必要となるため、一般的に炉内に使用されるロールの肉厚（１５ｍｍ程度）に比し、若干肉厚は厚くした方が好ましい。

続いて、本発明の一実施の形態に係る冷延鋼板の製造方法について説明する。
本実施の形態に係る冷延鋼板の製造方法は、薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍して、炭素を０．５質量％以下、珪素を０．０２質量％以上、マンガンを０．１５質量％以上、カルシウムを０．００１質量％以上含有する低炭素鋼からなる冷延鋼板を製造する方法である。また、本発明が適用可能な鋼板の板厚は、従来から知られている薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、及び冷間圧延して冷延鋼板を製造する場合の鋼板であり、０．１５ｍｍ以上、３．２ｍｍ以下のものが適している。そして、連続焼鈍では、先ず、冷間圧延された鋼板１４を８００℃以上８５０℃以下の焼鈍温度まで加熱装置２４で加熱し（加熱工程）、焼鈍温度まで加熱された鋼板１４を均熱装置２５に導入して、焼鈍温度で４０秒以上かつ６０秒以下の時間に亘って鋼板１４を保持する（均熱工程）。これによって、冷間圧延されて硬化した鋼板１４の結晶粒内では転位が消滅し、焼鈍温度及び保持時間に対応した大きさの結晶粒が生成すると共に、結晶粒内の析出物は分解し結晶粒内に固溶する。

ここで、均熱工程について説明する。冷間圧延された鋼板１４を７３０〜８５０℃の温度範囲で４０秒間保持する焼鈍処理をした後、１０℃／秒の冷却速度で４００℃まで冷却して４００℃で１８０秒保持した。その後２０℃まで冷却した後に１．０％の調質圧延を行った後に引張り試験を行い、鋼板１４の引張り強度、降伏応力、及び破断までの伸びをそれぞれ求めた。その結果を図３に示す。
図３に示すように、焼鈍温度が上昇するのに伴って引張り強度及び降伏応力が低下し、伸びが増加することが確認された。つまり、焼鈍温度が高い程鋼板１４が軟質化することが判る。しかし、温度が高過ぎると鋼板１４が軟らかくなり過ぎ、加熱装置２４、均熱装置２５における鋼板１４の通板性に影響が出易くなる（例えば、ヒートバックルが発生する）。このため焼鈍温度（均熱温度）の上限を８５０℃とし、焼鈍温度（均熱温度）の下限を伸びの増加が開始する８００℃とした。

また、冷間圧延された鋼板１４を８５０℃の焼鈍温度で２０〜６０秒の時間保持する焼鈍処理（均熱処理）をした後、１０℃／秒の冷却速度で４００℃まで冷却して４００℃で１８０秒保持した。その後２０℃まで冷却し、１．０％の調質圧延を行った後に引張り試験を行い、鋼板１４の引張り強度、降伏応力、及び破断までの伸びをそれぞれ求めた。その結果を図４に示す。
図４に示すように、均熱時間が長くなる程、引張り強度及び降伏応力が低下するため、鋼板１４が軟質化することが判る。一方、伸びは、均熱時間が４０秒のときに極大値を示し、４０秒を超えると減少する傾向を示す。このため、均熱時間の増加に伴って引張り強度及び降伏応力が低下すること、伸びが均熱時間４０秒のときに極大値を示すことを考慮して、保持する時間（均熱時間）を４０秒以上６０秒以下とした。

次に冷却工程について説明する。均熱工程を通過した鋼板１４の温度を８５０℃で、例えば４０秒間保持する焼鈍処理を行った後、１０〜７０℃／秒の冷却速度で鋼板１４を４００℃まで冷却して４００℃で１８０秒保持し、その後２０℃まで冷却した。その後、１．０％の調質圧延を行った後に引張り試験を行い、鋼板１４の破断までの伸びを求めた。その結果を図５に示す。
図５に示すように、冷却速度の範囲が通常の連続焼鈍における一般的な冷却速度である１０℃／秒以上かつ４０℃／秒以下であれば、冷却速度が伸び（鋼板１４が軟質化）に及ぼす影響はないと解される。従って、冷却速度の下限は１０℃／秒に設定して問題ない。一方、冷却速度が５０℃／秒では伸びの値が若干低下していること、冷却速度を大きくすることによって設備費の増大を招くこと等を考慮すると、冷却速度の上限は４０℃／秒に設定することが好ましい。

冷却工程で鋼板１４中に転位を発生させるには、冷却工程で鋼板１４に応力を負荷すればよい。例えば、冷却工程で鋼板１４に与える張力を、均熱工程及び過時効工程で鋼板１４にそれぞれ与える張力より大きくすればよい。しかし、鋼板１４に与える張力だけで転位を発生させるのに必要な応力を賄おうとすると、冷却工程で鋼板１４に対して大きな張力を維持する必要がある。そのためには、冷却装置２６内に設置するブライドルロールの本数が多くする必要がある。このため、冷却装置２６内には第１及び第２のホットブライドルロール２９、３０のみを設置して、冷却工程で鋼板１４に与える張力による引張り応力を実用的な範囲、例えば０．５ｋｇ／ｍｍ^２以上（好ましくは１ｋｇ／ｍｍ^２以上）かつ１．５ｋｇ／ｍｍ^２以下とした。
そして、転位の発生に不足する分の応力は、小径ロール３３、３４のいずれか一方、例えば小径ロール３４を、パスラインＰＬと直交する方向にパスラインＰＬを超えて押し込むことにより鋼板１４に付与することができる曲げ応力により発生する引張応力を加えて鋼板１４に付与する。ここで、前述したように、小径ロール３３、３４は、それらのロール軸方向を冷却工程のパスラインＰＬを通過する鋼板１４の通板方向と直交する方向に向けると共に、それらのロール軸心位置を通板方向にずらせて鋼板１４の両側にそれぞれ対向するように配置する。

厚みｔの鋼板１４に小径ロール３４を押し込んで加工曲率半径がＲとなる曲げ加工を鋼板１４に与えた場合、鋼板１４に生じる歪εはｔ／２Ｒとなり、このときの鋼板１４の縦弾性係数がＥであると、鋼板１４に付与される曲げ応力はＥε、すなわちＥｔ／２Ｒとなる。
また、加工曲率半径ＲはパスラインＰＬを超えて押し込む小径ロール３４の押し込み距離δと関係するので、小径ロール３４の押し込み距離δを調節することで、鋼板１４に付与する曲げ応力の値を決めることができる。なお、対となる小径ロール３３、３４の外径は２００ｍｍ以上かつ５００ｍｍ以下と、第１、第２のホットブライドルロール２９、３０の外径（例えば８００ｍｍ以上かつ１２００ｍｍ以下）より小さいので、第１、第２のホットブライドルロール２９、３０を通過する際に鋼板１４に加えられる曲げ応力より大きな曲げ応力を、小径ロール３４の押し込みで与えることができる。ここで、鋼板１４に付与する曲げ応力の値は、鋼板１４に含まれる炭素量が多い程大きくし、鋼板１４に含まれる炭素量が多い程多くの転位を結晶粒中に発生させるようにするとよい。

冷却装置２６内を通過する鋼板１４には、例えばハースロールで搬送される時に、１０ｋｇ／ｍｍ^２程度の曲げ応力が付与される。このため、鋼板１４へ１０ｋｇ／ｍｍ^２未満の曲げ応力を付与しても効果はないが、図６に示すように、曲げ応力１０ｋｇ／ｍｍ^２を超えて付与すると伸びが増加することが確認された。そのため、小径ロール３４の押し込みで鋼板１４に与える曲げ応力の下限値を１０ｋｇ／ｍｍ^２とした。一方、冷間圧延された鋼板１４を８５０℃で４０秒間保持する焼鈍処理（均熱処理）を行った後、１０℃／秒の冷却速度で４００℃まで冷却して４００℃で１８０秒保持し、その後２０℃まで冷却した後に１．０％の調質圧延を行った後に引張り試験を行い、鋼板１４の破断までの伸びを求めた。その結果を図６に示す。
図６に示すように、伸びは、曲げ応力が２３ｋｇ／ｍｍ^２のときに極大値を示し、２３ｋｇ／ｍｍ^２を超えると僅かに減少する傾向を示す。そして、伸びは曲げ応力が３５ｋｇ／ｍｍ^２を超えると大きく減少する。なお、曲げ応力を大きく設定すると、加工曲率半径Ｒを小さくするために小径ロール３４の押し込み距離δが大きくなり過ぎるので、曲げ応力の上限を３５ｋｇ／ｍｍ^２とした。以上により、曲げ応力の値として望ましくは、２３ｋｇ／ｍｍ^２以上、３５ｋｇ／ｍｍ^２以下にするとよい。

次に過時効工程を説明する。冷却工程を通過し転位が結晶粒中に導入された鋼板１４は、過時効装置２７に導入されて３５０℃以上４００℃以下の温度で６０秒以上１８０秒以下の時間保持される（過時効工程）。このとき、結晶粒中の固溶している炭素は、転位の周辺に炭化物を生成しながら析出する。これによって、結晶粒中に固溶している炭素量が減少し、鋼板１４は軟質化する。なお、鋼板１４に含まれる炭素量が多い場合、鋼板１４に付与する曲げ応力の値を大きくして多量の転位を結晶粒中に導入するので、結晶粒中に固溶している炭素量を効率的に減少させることができ、鋼板１４のいっそうの軟質化が可能になる。
一方、鋼板１４に含まれる炭素量が少ない場合は、結晶粒中に固溶している炭素量が少ないので、鋼板１４に付与する曲げ応力の値を小さくして結晶粒中に導入される転位の個数を少なく、転位の発生による残留応力の増加を抑制しながら鋼板１４を軟質化することが可能になる。
過時効処理が終了した鋼板１４は、出側ルーパー２０に送出される。過時効処理終了後、二次冷却装置２８に搬送されて、更に冷却され（例えば、４０〜６０℃まで冷却して）もよい。（二次冷却工程）。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、対となる小径ロールの両方をパスラインと直交する方向にパスラインを超えて押しこんで鋼板に曲げ応力を付与させてもよい。
また、前記の実施の形態において、鋼板に曲げ応力を付与する小径ロールは一箇所で一対（２本）であるが、１箇所で上下方向に３本もうけ、中央部に設けた小径ロールをパスラインＰＬと直交する方向にパスラインＰＬを超えて押し込み、後半に曲げ応力を付与することも可能である。
なお、通常の鋼板を製造する際に使用する連続焼鈍ラインの焼鈍設備の冷却装置には、鋼板の両面に当接して通板を支持するサポートロールを設けている場合もあるので、このサポートロールを、本発明の小径ロールとすることもできる。そうすることにより、本発明の冷延鋼板の製造方法に使用できる冷却装置を安価に製造できる。

本発明は、鋼板の製造において利用することができる。特にスラブ連続鋳造法で製造されたスラブから冷延鋼板を製造する際に利用することができる連続焼鈍ラインの冷却装置に適用することができる。

１０：連続焼鈍ライン
１１：入側設備
１２：焼鈍設備
１３：出側設備
１４：鋼板
１５：コイル
１６：ペイオフリール
１７：溶接機
１８：電解清浄装置
１９：入側ルーパー
２０：出側ルーパー
２１：コイル
２２：巻き取り機
２３：剪断機
２４：加熱装置
２５：均熱装置
２６：冷却装置
２７：過時効装置
２８：二次冷却装置
２９：第１のホットブライドルロール
３０：第２のホットブライドルロール
３１：第１のウィンドボックス
３２：第２のウィンドボックス
３３、３４：小径ロール
３５：曲げ応力付与手段
３６：調質圧延機

Claims (5)

1. 薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍し、炭素を０．５質量％以下、珪素を０．０２質量％以上、マンガンを０．１５質量％以上、カルシウムを０．００１質量％以上含有する冷延鋼板を製造する方法において、前記連続焼鈍は、前記冷間圧延された鋼板を８００℃以上８５０℃以下の温度で４０秒以上６０秒以下の時間保持する均熱工程と、前記均熱工程を通過した前記鋼板を１０℃／秒以上の冷却速度で３５０℃以上４００℃以下の温度まで下げながら、該鋼板に引張り応力及び曲げ応力を付与する冷却工程と、前記冷却工程を通過した前記鋼板を３５０℃以上４００℃以下の温度で６０秒以上１８０秒以下の時間保持する過時効工程とを有し、前記冷却工程で、前記鋼板に付与する前記引張り応力は０．５ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ１．５ｋｇ／ｍｍ^２以下で、前記曲げ応力は１０ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ３５ｋｇ／ｍｍ^２以下であることを特徴とする冷延鋼板の製造方法。
2. 前記曲げ応力は、前記冷却工程のパスラインを通過する前記鋼板の通板方向と直交する方向に軸方向を向けると共に軸心位置を該通板方向にずらせて該鋼板の厚み方向両側にそれぞれ配置された対となる小径ロールの両方又はいずれか一方を、前記パスラインと直交する方向に該パスラインを超えて押し込むことにより発生させることを特徴とする請求項１に記載の冷延鋼板の製造方法。
3. 前記対となる小径ロールの外径は２００ｍｍ以上かつ５００ｍｍ以下であって、それぞれの軸心間距離は５００ｍｍ以上かつ１０００ｍｍ以下であって、前記パスラインを超えて押し込む該小径ロールの押し込み距離は１０ｍｍ以上かつ１００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の冷延鋼板の製造方法。
4. 前記曲げ応力の値を、前記鋼板に含まれる炭素量に応じて変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷延鋼板の製造方法。
5. 薄スラブ連続鋳造法で製造された鋳片を熱間圧延、酸洗浄、冷間圧延、及び連続焼鈍して冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造設備において、
   前記連続焼鈍を行う連続焼鈍ラインは、前記冷間圧延された鋼板を均熱化する均熱装置と、均熱化された前記鋼板を冷却する冷却装置と、冷却された前記鋼板を過時効処理する過時効装置とを備え、前記冷却装置は、前記鋼板を冷却する冷却手段と、前記冷却手段の入側及び出側の両方又はいずれか一方に設けられ、前記鋼板の通板方向と直交する方向に軸方向を向けると共に軸心位置を該通板方向にずらせて該鋼板の厚み方向両側にそれぞれ配置されて、前記冷却装置のパスラインと直交する方向に該パスラインを超えて押し込まれて該鋼板に引張り応力を０．５ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ１．５ｋｇ／ｍｍ^２以下で、前記曲げ応力を１０ｋｇ／ｍｍ^２以上かつ３５ｋｇ／ｍｍ^２以下を付与する対となる小径ロールを備えた曲げ応力付与手段とを有することを特徴とする冷延鋼板の製造設備。

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