[发明专利]热轧方法和斯特格尔热轧机

说明书

本发明涉及由具有炉内卷取机和加热装置的斯特格尔(steckel)热轧设备对高级碳素钢进行可逆式热轧的热轧方法和斯特格尔热轧设备。

近年来，为了制造高韧性等的产品，提出了很多高级碳素钢的材料组成和制造方法。例如，在特开平10-147843号公报中，记载有由铁素体区域的低温轧制获得深冲性能良好的材料组成和制造方法。另外，在特开平7-18381号公报中，记载有通过在奥氏体区域的A3相变点以上的温度结束轧制而获得深冲性优良的材料组成和制造方法。然而，为了获得这样的材料组成和目标质量，需要包含温度控制的多种工艺。

作为考虑了上述那样的多种制造工艺的设备技术，有例如特开平10-277601号公报记载的那样的具有加热和冷却装置的串列式热带轧机。该热带轧机为在热精轧机架列的中间设置加热或冷却的构成。

另一方面，具有称为斯特格尔的可逆式轧制设备，该斯特格尔轧机在轧机的进出料侧配置所谓的炉内卷取机，该炉内卷取机将卷取机设置于炉内。该斯特格尔热轧设备过去主要用于不锈钢等的轧制。

另外，在这样的斯特格尔轧制设备中，例如有公开于特开平11-000702号公报、国际公开WO 97/36700号公报等的情形，其中，使用了将2套轧辊装入到1个机架中的所谓双轧机。

另外，在公开于特公平5-45327号公报的设备中，将第一加热装置设置在轧机和炉内卷取机之间，防止上述轧材前后端部的温度下降，还将第二加热装置设置在轧机与用于卷取完成轧制后的轧材的地下卷取机之间的热输出辊道上，使轧材全体的温度均匀。在公开于美国专利5755128号说明书的构成中，配置加热装置和冷却装置，以均匀的温度进行轧制。这些发明的主要目的是为了使轧材均匀，从而使轧材的质量均匀，而且提高产品的成品率。

为了如上述那样由碳素钢的轧制获得高质量的材料，需要包含温度控制的多种工艺，过去，作为考虑了那样的工艺的设备技术有记载于特开平10-277601号公报的串列式热带轧机。然而，在串列式热带轧机中，一般情况下设置7个机架左右的精轧机较普通，需要巨额的设备投资。因此，从投资效率的观点出发，不得不尽可能多地设定生产量，特别是以薄板的轧制速度为1000mpm(米/分)以上的高速进行轧制较普通。当在这样以高速轧制的设备的精轧机架列的中间设置加热和冷却装置时，为了达到所需加热或冷却，加热和冷却设备的长度变得非常大。

为了避免这一问题，也可考虑在精轧机架的列的进料侧设置加热和冷却装置，进行温度控制。在该场合，轧材的行走速度变慢，在精轧前的板厚较厚的位置进行加热和冷却。因此，轧材的加热和冷却效率差，当要控制成直到内部都均匀的温度时，结果，不能避免加热和冷却装置的长大化。

由以上可知，在使用了现有串列式热带轧机的轧制设备中，由碳素钢的轧制可获得高质量的材料，但大型而且设备费用也非常高。

另外，斯特格尔轧机轧制设备过去主要用于不锈钢等的轧制，在用本设备轧制碳素钢的场合，反复进行在炉内卷取和保持轧材的工序，在轧材表面产生氧化皮，难以制造高质量的产品。为此，通常在即将进行轧制之前将高压流体喷射到轧材表面，除去表面氧化皮。然而，特别是在轧制2-3mm以下的薄板的场合，如在每个道次(パス)进行除氧化皮，则存在不能确保轧材的必要终轧温度的问题。使用了特开平11-000702号公报、国际公开WO 97/36700号公报等的双轧机的斯特格尔轧制设备为针对这一点的解决对策，由该技术可以说解决了斯特格尔热轧设备的除氧化皮导致的温度下降的问题。

然而，在使用了斯特格尔轧制设备的高质量碳素钢的轧制中，又存在金属组织的问题。其中的一个问题是轧材前后端部的温度下降特别大。这样，轧制长度方向的金属组织不均匀，成为成品率低的原因。针对这一问题，按照特公平5-45327号公报、美国专利5755128号说明书所记载的设备，通过使轧制温度均匀，从而使轧材的质量均匀，而且提高产品的成品率。然而，不能获得更高强度的材料，不能大幅度地提高轧材质量。

另外，例如在前面的特开平10-147843号公报中公开的场合，由上述斯特格尔热轧设备轧制包含Ti、Nb等微量添加物的高强度和高韧性的碳钢时，也存在问题。即，在斯特格尔热轧设备中，在进行反复轧制的每个道次，由于反复进行在高温气氛中的炉内卷取和保持轧材的工序，所以，不能避免包含微量添加物的析出碳化物的集合粗大化和金属结晶组织的晶粒粗大化这样的问题。