[发明专利]厚钢板的制造设备和制造方法

说明书

本发明提供在对厚钢板以两阶段进行骤冷的情况下能够精确地管理第一阶段的骤冷和第二阶段的骤冷的厚钢板的制造设备和制造方法。在厚钢板的制造设备(1)中，冷却装置(3)具备骤冷区域(4)，该骤冷区域(4)具有：对从加热炉(2)抽出的厚钢板(S)进行骤冷的第一骤冷区(5)、对厚钢板(S)进行空冷的空冷区(6)和对空冷后的厚钢板(S)进行骤冷的第二骤冷区(7)。骤冷区域(4)中，包括空冷区(6)在内沿着厚钢板S的输送方向并列配置有至少一台设置于厚钢板(S)的上表面侧或下表面侧中的任意一侧或两侧的辐射式温度计(11a)、(11b)。利用配置于空冷区(6)的辐射式温度计(11a)、(11b)对厚钢板(S)的上表面或下表面中的任意一者或两者的温度进行测定。

技术领域

本发明涉及厚钢板的制造设备和制造方法。

背景技术

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，从安全性的观点出发，还要求具有高的许用应力，并且降低屈服比、即屈服强度相对于拉伸强度的比。这是因为，如果降低屈服比，则即使施加屈服点以上的应力，直至断裂为止所允许的应力和均匀伸长率也变大，成为适合于建筑结构物的塑性变形能优良的钢材。

制造低屈服比钢的基本技术思想是形成铁素体相与贝氏体或马氏体相的复合组织，以降低屈服比。即，通过软的铁素体相保持低的屈服应力，通过硬的贝氏体或马氏体相得到高拉伸强度。

复合组织一般主要通过控制冷却、特别是刚热轧后的加速冷却而得到。更具体而言，将加速冷却分为前段的缓冷和后段的骤冷两个阶段，通过前段的缓冷使软质的铁素体相充分生长，通过后段的骤冷得到硬质的贝氏体或马氏体相。

例如在专利文献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、屈服比低且焊接性高的钢管的制造方法。在专利文献1所示的低屈服比焊接钢管的制造方法中，分成将热轧刚结束后的钢板缓冷至其温度达到600℃左右的前段冷却和之后骤冷至卷取温度的后段冷却两个阶段实施加速冷却。由此，通过前段的缓冷使软质的铁素体相充分生长，通过后段的骤冷得到硬质的贝氏体或马氏体相。通过该制造方法，在将钢板焊接制成钢管的状态下，如果将钢管的壁厚设为t、将外径设为D，则可以得到t/D≤2时满足屈服比≤80％、2＜t/D≤3时满足屈服比≤85％、t/D＞3时满足屈服比≤88％的低屈服比焊接钢管。

最近，确保建筑结构物的耐震性的期望进一步提高，需要拉伸强度比以往更高的钢材。在以往的软质铁素体相-硬质贝氏体或马氏体相的复合组织中，特别是在表层的软质铁素体相中，难以稳定地得到高拉伸强度，因此不能满足最近要求的高拉伸强度。

此外，为了提高结构物的施工效率和降低成本，要求提高焊接效率和扩大钢材的大线能量焊接的应用范围。为了即使在施加大线能量焊接的情况下也保持高韧性，需要抑制焊接部热影响区中的奥氏体晶粒的生长，需要使合金的成分组成为适当的范围。因此，难以通过添加大量合金成分来实现高强度化。

为了达到该要求，公开了通过形成贝氏体相与岛状马氏体相的复合组织来实现高张力化的技术。该制造方法的特征在于，在分为两个阶段的冷却中，除了限制各阶段的冷却停止温度以外，还特别地限制第二阶段的冷却开始温度、各阶段的冷却速度的范围，由此进行显微组织的形成。

在专利文献2所示的非调质低屈服比高张力厚钢板的制造方法中，热轧后，作为第一冷却，以钢板的表面温度计从Ar3相变点以上的温度开始冷却。然后，以表面的冷却速度为50℃/秒以上进行冷却，在表面温度为(Bs-150)℃以上且(Bs-30)℃以下、进而板厚的1/2位置的温度为Ar3相变点以上时停止冷却，进行这样的加速冷却。第一冷却停止后，表面温度从冷却停止升高30℃以上，并且再加热至Bs以下的温度。接着，作为第二冷却，使板厚的1/2位置的平均冷却速度为10℃/秒以上，冷却至1/2位置温度为Ms以上且600℃以下。