[发明专利]连续铸造铸件的直接传输式轧制方法与装置

说明书

本发明涉及为了防止热轧轧制时表面出现裂纹的连续铸造铸件的直接传输式轧制方法和装置。

更详细地说，本发明涉及在连续铸造装置中铸造铝镇静钢，硅-铝镇静钢，或含有铌、钒等的低合金钢，将所得到的铸件直接，或者使热铸件的温度均匀地稍微加热后进行轧制的热轧轧制方法中(以下称为“直接传输式轧制”或“直接传输式轧制工艺”)，防止热轧轧制时的铸件产生裂纹的方法和装置。

以往，用热轧轧制法制造的钢板，是将在连续铸造装置中得到的铸件一次性冷却至常温，之后，在加热炉中进行高温长时间的均匀加热，再热轧轧制而成。但是，近年来，作为热轧轧制过程的节省能源的措施，一直在开发出一种将刚刚由连续铸造装置得到的铸件，即热铸件直接或者使热铸件的温度均匀地稍微加热后进行热轧轧制的直接传输式轧制工艺。利用这种直接传输式轧制工艺，由于可以省略在高温下将冷铸件再加热的工序，这不但可以节约再加热时所必需的巨大的能源，而且可以有效防止由于产生氧化皮造成成品合格率降低，及防止由氧化皮引起的缺陷。

然而，利用这种直接传输式轧制工艺，在采用均匀加热工序的以往方法中没有问题，但是在热轧轧制时，铸件表面的裂纹会成为问题，即，假如采用直接传输式轧制工艺，则在从溶融状态开始凝固的中途冷却过程中，铸件的温度不会降低至Ar₃点以下。因此，当在凝固以后的仍存在粗大的奥氏体结晶粒状态下轧制，加之在冷却过程中，在奥氏体晶粒边界上会有硫、氧、磷等不纯物质元素偏析或析出，当热轧加工产生的应力被施加时，就会产生晶粒边界裂纹，在铸件上产生表面缺陷(以下称为“表面裂纹”)。特别是，铸件的热轧延展性降低的温度域在800-1200℃范围内，这个温度域与通常的热轧轧制的温度域是一致的，有关表面缺陷的产生成为工业上的大问题，这成为直接传输式轧制工艺普及的一个大障碍。

这里，因为表面缺陷产生的原因为上述那样，作为提高铸件的热轧延展性，防止热轧轧制时产生表面裂纹的方法可考虑有①减少不纯物质元素，②使奥氏体晶粒细化、③使析出物凝聚变粗大，降低向晶粒边界的析出密度等方法。实际上，基于这个观点，目前已提出了几种方法作为防止直接传输式轧制工艺表面产生裂纹的方法。

然而，如利用降低不纯物质的方法，在精炼工序中，虽可采用脱硫或脱磷过程，然而进行不必要地降低硫、磷，会使得生产成本提高。

另外，为了使奥氏体晶粒细化，有一种在比对热轧加工性能有害的元素析出开始温度还高的温度下进行强化加工的方法。利用这种强化加工，可以同时进行析出物的形态控制，使热轧加工性能提高。但是，在通常的连续铸造法中，例如，要将热铸件保温在1200℃以上，并同时供给所有的轧钢机，作为一个实际问题是困难的，例如，为了防止后端轧钢机上的铸件温度降低，必需要有特殊的保热设备，这样设备费容易提高，工业上未必是合算的措施。

另外，为了达到使析出物凝聚变粗大的目的，要在有害元素析出的温度域内长时间的保温，或者进行与此相当的缓慢冷却。如果采用等温保持，例如采用“Met.Sci.Tech.1(1985)p.111所述的方法，必需保温10分钟以上，但这样就大大降低了生产效率，也不是工业上最好的方法。

这样，以往提出的方法，不管哪一种都不能满足工业的需要，因此，在普及直接传输式轧制工艺时，希望有一种可防止产生表面裂纹的实用的方法出现。

在特公平5-68525号公报中提出了一种“在连续铸造铸件直接传输式轧制前，以进行5％以下的轻压下，再进行1-5分钟的保温为特征的方法”。根据这种方法，的确可以促进有害析出物的析出，接着由于可在热轧轧制前完成使析出物变粗大和无害化，因此可以防止表面产生裂纹、是目前提出的方法中最实用的方法。

然而，从近年来降低成本的观点出发，已尝试提出了一种将比100毫米厚度还要薄的板坯，用比较高的速度进行铸造，根据情况的不同，不将之切断，而是保持原状地轧制成最终的热轧钢带的直接传输式轧制方法。但是，在那种近年出现的直接传输式轧制方法中，多数情况下，要进行1分钟以上的保温在操作上很困难，或者不可能实现，因此不可能采用上述的防止表面产生裂纹的方法。因而，强烈希望确立一种即使在那样的场合也能完全防止出现表面裂纹的方法。

如上所述，对于连续直接传输式轧制工艺中的热轧轧制时铸件的表面裂纹还未必确立了一种完全的防止方法，这是目前的现状。

本发明的目的是要解决上述以往技术的问题，特别是要开发一种工业上能够实际进行100毫米以下厚度的薄铸件的连续直接传输式轧制工艺的技术方法。