[發明專利]厚鋼板的制造設備和制造方法

在審

• 申請號: 202080057728.1
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN114269953A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 野島佑介;上岡悟史;田村雄太;平野貴大;三浦健;熊野櫻里
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 滿鳳;金龍河

本發明提供在對厚鋼板以兩階段進行驟冷的情況下能夠精確地管理第一階段的驟冷和第二階段的驟冷的厚鋼板的制造設備和制造方法。在厚鋼板的制造設備(1)中，冷卻裝置(3)具備驟冷區域(4)，該驟冷區域(4)具有：對從加熱爐(2)抽出的厚鋼板(S)進行驟冷的第一驟冷區(5)、對厚鋼板(S)進行空冷的空冷區(6)和對空冷后的厚鋼板(S)進行驟冷的第二驟冷區(7)。驟冷區域(4)中，包括空冷區(6)在內沿著厚鋼板S的輸送方向并列配置有至少一臺設置于厚鋼板(S)的上表面側或下表面側中的任意一側或兩側的輻射式溫度計(11a)、(11b)。利用配置于空冷區(6)的輻射式溫度計(11a)、(11b)對厚鋼板(S)的上表面或下表面中的任意一者或兩者的溫度進行測定。

技術領域

本發明涉及厚鋼板的制造設備和制造方法。

背景技術

近年來，隨著建筑結構物的大型化，要求所使用的鋼材的高強度化。同時，從安全性的觀點出發，還要求具有高的許用應力，并且降低屈服比、即屈服強度相對于拉伸強度的比。這是因為，如果降低屈服比，則即使施加屈服點以上的應力，直至斷裂為止所允許的應力和均勻伸長率也變大，成為適合于建筑結構物的塑性變形能優良的鋼材。

制造低屈服比鋼的基本技術思想是形成鐵素體相與貝氏體或馬氏體相的復合組織，以降低屈服比。即，通過軟的鐵素體相保持低的屈服應力，通過硬的貝氏體或馬氏體相得到高拉伸強度。

復合組織一般主要通過控制冷卻、特別是剛熱軋后的加速冷卻而得到。更具體而言，將加速冷卻分為前段的緩冷和后段的驟冷兩個階段，通過前段的緩冷使軟質的鐵素體相充分生長，通過后段的驟冷得到硬質的貝氏體或馬氏體相。

例如在專利文獻1中記載了由包含軟質的鐵素體相和硬質的貝氏體或馬氏體相的復合組織構成的、屈服比低且焊接性高的鋼管的制造方法。在專利文獻1所示的低屈服比焊接鋼管的制造方法中，分成將熱軋剛結束后的鋼板緩冷至其溫度達到600℃左右的前段冷卻和之后驟冷至卷取溫度的后段冷卻兩個階段實施加速冷卻。由此，通過前段的緩冷使軟質的鐵素體相充分生長，通過后段的驟冷得到硬質的貝氏體或馬氏體相。通過該制造方法，在將鋼板焊接制成鋼管的狀態下，如果將鋼管的壁厚設為t、將外徑設為D，則可以得到t/D≤2時滿足屈服比≤80％、2＜t/D≤3時滿足屈服比≤85％、t/D＞3時滿足屈服比≤88％的低屈服比焊接鋼管。

最近，確保建筑結構物的耐震性的期望進一步提高，需要拉伸強度比以往更高的鋼材。在以往的軟質鐵素體相-硬質貝氏體或馬氏體相的復合組織中，特別是在表層的軟質鐵素體相中，難以穩定地得到高拉伸強度，因此不能滿足最近要求的高拉伸強度。

此外，為了提高結構物的施工效率和降低成本，要求提高焊接效率和擴大鋼材的大線能量焊接的應用范圍。為了即使在施加大線能量焊接的情況下也保持高韌性，需要抑制焊接部熱影響區中的奧氏體晶粒的生長，需要使合金的成分組成為適當的范圍。因此，難以通過添加大量合金成分來實現高強度化。

為了達到該要求，公開了通過形成貝氏體相與島狀馬氏體相的復合組織來實現高張力化的技術。該制造方法的特征在于，在分為兩個階段的冷卻中，除了限制各階段的冷卻停止溫度以外，還特別地限制第二階段的冷卻開始溫度、各階段的冷卻速度的范圍，由此進行顯微組織的形成。

在專利文獻2所示的非調質低屈服比高張力厚鋼板的制造方法中，熱軋后，作為第一冷卻，以鋼板的表面溫度計從Ar3相變點以上的溫度開始冷卻。然后，以表面的冷卻速度為50℃/秒以上進行冷卻，在表面溫度為(Bs-150)℃以上且(Bs-30)℃以下、進而板厚的1/2位置的溫度為Ar3相變點以上時停止冷卻，進行這樣的加速冷卻。第一冷卻停止后，表面溫度從冷卻停止升高30℃以上，并且再加熱至Bs以下的溫度。接著，作為第二冷卻，使板厚的1/2位置的平均冷卻速度為10℃/秒以上，冷卻至1/2位置溫度為Ms以上且600℃以下。