CN101001705A - 通过温热控制轧制引入大的应变的金属线材，及其制造方法和制造装置 - Google Patents

Abstract

提供一种制造方法和装置，所述方法和装置，通过利用多台孔型轧辊轧机，将控制在温热温度范围内的金属线材以真应变至少成为0.25以上的方式，进行连续轧制，在金属线材内形成大的应变，即使不对二次加工或三次加工用的金属线材施行特别的热处理，也能够高生产效率地制造赋予优异的强度、并且单位重量大的金属细丝，这么大的单位重量，在过去是不可能达到的。

Description

通过温热控制轧制引入大的应变的金属线材，及其制造方法和制造装置

技术领域

本发明涉及通过对行进的金属线材进行连续的温热控制轧制，高效率地制造金属线材或金属丝的技术。

背景技术

过去，供应给二次加工制造厂或三次加工制造厂的金属线材或金属丝，按照以下面所述的方式制造，但是存在着下述问题。

下面，作为典型的金属线材或金属丝，提出钢线材或钢丝，对于其制造工艺及所存在的问题进行描述。

钢线材或钢丝的制造工艺，一度通过热轧制造棒钢或钢线材，以其作为原料，通过进一步的拉拔或轧制加工，对截面直径进行更精细的加工，制造作为二次或三次加压加工工艺用原料的钢线材或钢丝。另外，在本说明书中，所谓“细钢丝”也包括作为二次、三次加工工艺用的原料的1)钢线材，2)钢丝，3)细钢丝以及钢丝中的任何一种情况。

由上述细钢丝的制钢工艺构成的制造方法，通常将用制钢、精炼炉熔炼的规定成分的钢水，利用连续铸造工艺调制成钢锭等铸片，通过热初轧工艺，将其轧制加工成截面更小的钢坯。

其次，在对其进行线材热轧的工艺中，将钢坯在加热炉中加热到规定的温度，例如，加热到1200℃左右，将被加热的钢坯从加热炉中一条条地抽出，在圆钢的钢线材的情况下，利用粗轧机组、中间轧制机组以及精轧机组，制造线径5～38mm左右的卷状的钢线材。进而，将这样制造的钢线材作为起始材料(原料)，一面将作为起始材料的卷状的钢线材解卷，一面进行如下的加工，将其减径，制造细钢丝。

即，这种减径加工，通过利用孔型或者螺纹辊的拉拔或者利用轧制装置的冷轧来进行。

本来，在现有技术中，在配置有前述钢坯等被轧制材料的热粗轧机组、中间轧制机组以及精轧机组的现有的线材轧制工艺中，对于作为线径1～25mm左右乃至1mm以下的细钢丝的被轧制材料，通过控制在中温区域的轧制加工来引入规定值以上的应变、将结晶晶粒细化、强度高并且具有高的延展性的材质的材料不能进行制造。其原因是，利用上述工艺，甚至在轧制到线径最大限度5～38mm左右的情况下，在接近轧制的末期，被轧制材料的轧制线速度变得极大(例如，50～100m/sec左右)，并且，在现有技术的线材轧制工艺中，以热轧作为前提，作为被轧制材料的加热装置，只有配置在上述粗轧机组的入口侧的钢坯加热炉或者钢锭加热炉，这里，采用将加热到适合于热轧加工的规定温度、A_c3相变点以上的温度、实际上，例如1200℃左右的钢坯等被轧制材料，一根根地从加热炉中抽出，从该钢坯的顶端向下端，在上述各个轧机机组中进行轧制加工的工艺。

因此，首先，在将被轧制材料的总长度作为一个整体来看时，其长度方向的温度分布，从顶端向下端，温度降低。进而，在关注其长度方向上的任意位置的情况下的被轧制材料，在轧制初期，由于轧制速度慢，所以，特别是在下侧的部分，温度降低的量很大，接着，随着轧制速度依次上升，由于加工发热，温度上升的因素增大，然后，在轧制的末期，由于被轧制材料的横截面面积变小，所以，散热速度增大，温度下降。

这样，被轧制材料的长度方向的温度分布复杂并且变化大，而且，往往轧制线速度在制造生产线的末期附近变得极大，过去，未见到在上述线材轧制工艺的在线的途中的位置上设置辅助加热装置及冷却装置等、控制被轧制材料的温度的提案，况且，也未见到在轧制工艺的后半部分，一面将被轧制材料的温度控制在温轧区域，而且，轧制到线径1～25mm左右、乃至1mm以下，在保持轧制不变的状态下，制造具有微细晶粒组织的细钢丝的提案及构思。另外，从现有技术的设备上及操作上的观点来看，也是不可能的。

因此，过去，在制造细钢丝时，一度在线材轧制工艺中通过热轧制造线径5～38mm左右的钢线材，如前面所述，通过将其拉拔或者冷轧等制造细钢丝。但是，在前述拉拔方法中，必须将被加工材料的前端通向模具，并且必须具有将该前端经由卡盘紧固到拉拔滚筒上的作业，依赖于人工作业，另外，由于每一个道次的截面收缩率小，所以，为了制造所希望的直径的细钢丝，需要多次拉拔和很多的工时。线径越小，这些问题越大。

与此相对，前述冷轧，如果很好地将被轧制材料的前端从前级的轧机架出口引导并咬入次级的轧机架入口的话，通过将多级轧机架串列地连接，利用拉拔法每一个道次可以获得大的截面收缩率，所以，可以大幅度减少工时。

但是，在拉拔法及冷轧法任何一种方法中，不能消除用于应对冷加工硬化的中间退火的实施，以及对与此相伴容易发生的碳化物的裂纹所引起的微小空隙的抑制措施等不利因素。

另一方面，最近，作为对机械制造用钢线材或钢丝、或者棒钢的材质的特性的改进、提高的应对技术的一环，报导了在制造所述钢线材或者钢丝或者棒钢的工艺中，对具有高的堆垛层错能(高SFE)的铁素体(α)钢材，通过施行规定值以上的大的应变，使之产生微细晶粒组织，制造高强度、同时延展性优异的钢线材或者钢丝或棒钢的技术。其中，本发明者等人，以前提出了以下的技术方案：在钢线材的轧制方法中，将轧制温度在350～800℃的温热加工范围内、更优选地在低温区域的400～600℃的范围内，通过将规定的临界应变以上的应变引入到被轧制材料中，由该应变引起的结晶晶粒的微小的局部方位差成为微细晶粒的起源，在加工中或者在加工之后发生的恢复过程中，在晶粒内的位错密度降低的同时，形成晶界，可以形成微细晶粒组织，即，即使在被看作再结晶温度的下限的800℃或者在其以下的温度进行加工，在加工的同时，发生动态的恢复或者再结晶，从而，作为实质上不利用相变引起的强化机制，实现钢的高强度化的方法，通过利用可以使结晶晶粒细化，获得平均粒径在2μm以下的微细结晶晶粒，制造高强度、并且冷锻性能优异的钢(专利文献1)。

本申请的发明人等，在上述专利文献1中，提出了以下的方案，即，作为上述规定的临界应变，相对于原料的总的截面收缩率R_Tot在50％以上，在线材轧制工艺中使用椭圆形孔型轧辊的情况下，总的截面收缩率R_Tot在40％以上即可，或者，通过轧制向材料中引入的塑性应变，按照利用三维有限元法计算的向材料中引入的平均塑性应变，优选地在0.7以上。作为其确认试验，例如，将80mm的方棒钢作为轧制用原料，在轧制温度450～530℃的范围内，施行总截面收缩率R_Tot在95％的多方向、多道次的轧辊孔型的轧制，调制成18mm的方棒材，通过使之形成超微细晶粒，借此获得高强度并且延展性优异的钢材。

另外，本申请的发明人等，以前，在利用钢线材或者钢丝的孔型轧辊轧制进行的制造中，提出了有关通过椭圆形孔型、接着利用方形孔型进行的轧制，在被轧制材料上引入大的应变用的加工条件的方案(专利文献2)。

本申请的发明人等，将上述专利文献1及专利文献2或者与它们类似的其它以前的文献中提出的温轧技术，应用于作为前述二次或者三次加工工艺中的原料的钢线材或者钢丝(细钢丝)的制造技术领域，将其进一步发展，藉此，谋求细钢丝的质量的提高(具体地说，无需用于提高强度及延展性的热处理)以及稳定化，而且对于提高生产效率是必要的。为了确立这种技术，以下事项是必须的。

首先，第一，1)必须确立不对过去生产的线径5～38mm左右(优选地，考虑到今后需要动向以及技术开发，上限为60mm左右)、单位重量0,5～2t左右或者以上的热轧卷材进行分割，原样通过规定的温热控制轧制获得超微细晶粒组织用的制造技术，为此，急速地将被解卷并行进的被轧制卷材(被轧制材料)加热到规定的温热区域的温度，同时，2)需要对被加热的被轧制材料立即施行温热控制轧制加工的连续轧制技术，3)优选地，在该温热控制连续轧制中，将轧制温度限定在350～850℃的范围内，而且，一面对被轧制的材料的温度进行温度控制，将通向某一个轧机的入口温度与下一个轧机的出口温度之差控制在规定的范围内，并且，将从轧制开始到轧制结束之间的被轧制材料的温度差控制在规定的范围内，一面连续地进行轧制，而且，4)在该温热控制连续轧制的一个工序之间，即，在从解卷的卷材的加热起、经过轧制工序被冷却、一直到再次卷绕到卷材上为止的一个轧制工序循环之间，优选地，对被轧制材料从多个方向上进行加工，有必要向所述被轧制材料引入所需的应变。在一个轧制工序的循环中，不能引入该所需的应变的情况下，也可以多次进行该工序。5)而且，在对起始材料(被轧制材料)进行加工完毕的材料的总截面收缩率变大的细钢丝的情况下，在末期的轧制线速度变快，但是，在这种条件下，也有必要满足上述1)至4)的条件。从而，全部满足上述1)～5)的条件，在使用现有的轧制设备的现有的热轧技术或使用现有的轧制设备的温轧技术中是极为困难的。因此，迄今为止，介绍了很多有关轧制及应变的技术(非专利文献1及2)，但是，还没有提出通过一面将行进的该线材加热一面在规定的温热温度进行控制轧制，制造具有细化的结晶晶粒、而且是大的单位重量的卷状的细钢丝(钢线材或者钢丝)的技术。

专利文献1：特愿2003-435980

专利文献2：特愿2003-180291

非专利文献1：铁と钢，vol 89(2003)No.7、p47～54

非专利文献2：铁钢便览(第三版)III(2)，条钢、钢管、轧制共用设备，S61.1.20、p.816～838、p862～865

发明内容

本申请的发明，是一种作为二次加工工艺用或者三次加工工艺用的原料，利用孔型轧辊进行的轧制加工，制造具有所希望的直径的金属线材或者金属丝(在本申请中，将两者通称为“细金属丝”)的技术，其课题是，即使不对所制造的细金属丝施行特别的热处理，其强度及延展性也具有优异的水平，而且，通过一面连续地加热一面轧制，以很高的生产效率制造过去不能得到的程度的大单位重量的细金属丝。

本发明者等人为了解决上述课题，进行了深入的试验和研究，得到以下的结论。

首先判明，为了对于上述细金属丝不进行特别的热处理而赋予优异的强度及延展性，通过一面将被轧制材料的轧制温度控制在温热轧制区域，而且，一面向被轧制材料上引入适当的应变，一面进行轧制，实质上不利用由相变导致的强化机制，可以使结晶晶粒细化，而且，为了以高的生产效率制造过去不能得到的程度的大的单位重量的细金属丝，可以连续行进地进行被轧制材料的轧制生产线上的供应，并且急剧地将该行进的被轧制材料加热到规定的温度范围内，装入到轧机中，通过继续辅助地急速加热在被轧制材料的轧制工艺中的温度，控制到规定的温度条件，连续地进行轧制。

并且，为了实现对上面所述的金属材料的控制在温热的温度范围内的连续轧制、以实现具有微细结晶晶粒组织的细金属丝的高效率的生产，在尽可能靠近串列配置的多台轧机的入口侧的位置，设置将卷状线材解卷并连续行进的被轧制材料急剧加热到所需的温热区域的轧制温度、使之均热的机构，测定该温度，测定被该轧机轧制的被轧制材料的出口侧的温度，根据这些测定值，运算决定上述急剧加热条件和温度控制条件。这样，进行在最初的轧机上的温热控制轧制。

并且，即使在以后的轧机的轧制中，也利用与上述方法相同的方法，对金属材料的被轧制材料进行温热控制轧制。配置连续地实施这种温热的控制轧制、能够进行大单位重量的卷状细金属丝的制造用的轧制设备。为此所用的重要设备，可以通过施行公知的加热技术、特别是恰当地配置有关急速加热的装置，施行适合于上述温热控制轧制的使用方法及操作方法，同时，实施用于引入恰当的应变、优选地引入大的应变的恰当的轧制方案来达到。本发明在现有的细金属丝制造技术中，进一步引入上述本申请的发明人等获得的知识以及基于这种知识的技术，利用一面向行进的被轧制材料中在温轧中引入大的应变，一面进行连续控制轧制的技术，完成大的单位重量的细金属丝(技术线材或金属丝)的制造技术。本申请的主旨如下所述。但是，在本说明书中，将“真应变”和“塑性应变”总称为“应变”，其定义分别如下所述。

真应变(用e表示)，用下述公式(1)或(1a)定义：

e＝ln(S₀/S).................................(1)

＝-ln(1-R/100).....................(1a)

其中，R＝{(S₀-S_aft)/S₀}×100......(6)

S₀：轧制前的被轧制材料的C截面的面积

S_aft：规定的轧制后的被轧制材料的C截面的面积。

另外，在本申请的说明书中，所谓“C截面的面积”，是指在与轧制方向成直角的面的截面面积。以下相同。

另外，塑性应变(用ε表示)，利用公知的三维有限元法，根据以下的计算步骤，利用下述公式(7)计算出来的值定义。即，

计算步骤：

1.取得对应于材料的加工温度的应力-应变曲线。

2.为了利用有限元法进行计算，准备以下的(1)～(3)：

(1)制成适合于被轧制材料的网格，(2)决定接触条件。其中，作为库仑条件，摩擦系数＝0.3，(3)决定应力-应变曲线、材料的物理性质。

3.在(1)～(3)的条件下，利用通用有限元法代码、例如ABAQUS进行计算。

ε＝(2/3)[1/2{(dε_x-dε_y)²+(dε_y-dε_z)²+(dε_z-dε_x)²}+(3/4)(dγ_xy ²+ dγ_yz ²+dγ_zx ²]^1/2............(7)

其中，dε_x、dε_y、dε_z：x、y、z方向的真应变的增量

dγ_xy、dγ_yz、dγ_zx：各个剪切应变的增量

根据本申请的第一个发明的金属线材或金属丝的制造方法，是一种在将轧制线上行进的金属材料加热、利用串列地配置的多台轧机连续轧制被加热的所述金属材料，制造金属线材或者金属丝的方法。而且，一面将被轧制材料从轧制开始到轧制结束的温度控制在根据该金属材料的种类确定的温热轧制温度的范围内，并且，一面在从上述轧制开始一直到轧制结束的期间内，按如下方式规定引入该被轧制材料的真应变。即，其特征在于，如前面所述，用以下公式(1)的e定义真应变：

e＝ln(S₀/S).................................(1)

其中，e：真应变

S₀：轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S：轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积

以该真应变e≥0.25的方式，利用孔型轧辊、平面轧辊、或者孔型轧辊和平面轧辊的组合施行轧制加工。

这里，所谓在行进生产线上行进的金属材料，是指利用支承辊、夹送辊等使轧制线从上游向下游方向移动的作为被轧制材料的金属材料，所谓金属材料，是指除了钢铁之外，还包括由金属Mg、金属Al、金属Cu和金属Ti，以及Mg合金、Al合金、Cu合金及Ti中的任何一种构成的被轧制材料。

其次，所谓根据该金属材料的种类决定的温热轧制温度，是指在对于各金属材料的种类的每一种所认为的通常的温热轧制温度的范围内。

并且，所谓将该金属材料进行连续的轧制，指的是，由所述金属材料构成的被轧制材料具有一个单位的长度及重量，利用多台轧机从其前端到后端，同样地连续轧制。以下，在本说明书中是同样的。

根据本申请的第二个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一个发明中，以上述真应变e成为e≥0.70的方式施行轧制加工。

根据本申请的第三个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特在于，在第一个发明中，以上述真应变e成为e≥1.38的方式施行轧制加工。

根据本申请的第四个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第三个发明中，在上述轧制线上行进的金属材料，在加热之前，被卷绕成卷状，而且，由上述多台轧机施行连续实施轧制加工的金属线材或金属丝被再次卷绕成卷状。

根据本申请的第五个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第四个发明的任何一项中，上述被轧制材料的加热，在第一个轧机的实质上的跟前，急速加热到上述温热轧制温度的范围内的规定温度。

这里，所谓急速加热，是指到连续行进的金属材料的被轧制材料咬入第一个轧机的时刻之前，将所述被轧制材料的温度加热到所述规定的温度。从而，根据被轧制材料的线径及线速度、比热及导热率等物理常数等、以及加热装置的加热效率，调整对被轧制材料的能量供应速度。另外，所谓在第一个轧机的实质上的跟前，是指尽可能接近该轧机入口侧的场所，是用于尽可能地缩小急速加热到所述规定的温度的被轧制材料的温度降低的一种策略。

根据本申请的第六个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第五个发明的任何一项中，上述被轧制材料的加热，进而，在第二个之后的至少一台轧机的实质上的跟前也辅助地急速加热。

这里，所谓辅助地急速加热是指，在第五个发明中所述的被轧制材料在被急速加热达到规定的温度之后被轧制，在该轧制后该温度降低的情况下，一直到咬入下一个轧机之间，再次以提高到规定的温度范围内的方式加热。

根据本申请的第七个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第六个发明的任何一项中，在利用具有孔型的轧机对上述被轧制材料进行的轧制方案中，包括下述轧制方案：利用具有椭圆形孔型的轧机轧制C截面具有四边形或圆形形状的被轧制材料，成形为C截面为椭圆形的被轧制材料，接着，将这样获得的被轧制材料利用具有方形孔型的轧机或者具有菱形孔型的轧机进行轧制。而且，其特征在于，在该轧制方案中，利用具有下述孔型的轧机进行轧制，所述孔型是一种上述椭圆形孔型的最大短轴长度(用A表示)相对于上述C截面具有四边形或者圆形形状的被轧制材料的各个对边之间的长度或者直径(均用B表示)的比例A/B满足A/B≤0.75的孔型。另外，更优选地，A/B≤0.60。

根据本申请的第八个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第七个发明的任何一项中，在上述轧制方案中，进而，利用具有下述孔型的轧机进行轧制，所述孔型是一种上述方形孔型或菱形孔型的上下对角之间的长度(均用C表示)与将C截面成形为椭圆形的被轧制材料的长轴的长度(用D表示)的比例C/D满足C/D≤0.75的孔型。

根据本申请的第九个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在上述第七或第八个发明中，代替利用具有方形孔型的轧机或者具有菱形孔型的轧机，利用具有箱形孔型的轧机轧制上述C截面被成形为椭圆形的被轧制材料。

根据本申请的第十个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第九个发明中，上述箱形孔形的上下对边之间的长度(用C′表示)相对于上述将C截面成形为椭圆形的被轧制材料的长轴的长度D的比例C′/D满足C′/D≤0.75。

根据本申请的第十一个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第七至第十个发明中的任何一项中，由具有上述椭圆形孔型的轧机进行的轧制，使用具有上述椭圆形孔型的最大短轴的长度A与其长轴的长度(用E表示)之比A/E满足A/E≤0.40的椭圆形孔型的轧机。

根据本申请的第十二个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第七至第十一个发明中的任何一项中，利用上述具有椭圆形孔型的轧机进行的轧制，使用具有上述椭圆形孔型的曲率半径(用Ra表示)是上述C截面具有四边形或圆形形状的被轧制材料的各个对边之间的长度或者直径B的1.5倍以上的椭圆形孔型的轧机。

根据本申请的第十三个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第七、第八、第十一、第十二个发明中的任何一项中，在上述轧制方案中，包括进行两次以上的利用上述具有椭圆形孔型的轧机以及接着利用上述具有方形孔型的轧机或具有菱形孔型的轧机的组合实施的轧制。

根据本申请的第十四个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第十三个发明中的任何一项中，在上述被轧制材料利用具有的上述各个孔型的轧机进行的轧制方案中，包括孔型形状为方形、菱形或箱型，以及接着与方形、菱形、箱形或圆形的组合的轧制方案。

根据本申请的第十五个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第十四个发明中的任何一项中，一面将上述被轧制材料的温度控制在对应于上述金属材料的种类确定的温热轧制温度的范围内，一面将利用具有上述各个孔型的轧机轧制加工上述被轧制材料的一系列工序重复两个工序以上。

根据本申请的第十六个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第一至第十五个发明中的任何一项中，通过将上述一系列工序重复两个工序以上，按如下所述规定在从最初的轧制工序的轧制开始到最终的轧制工序的轧制结束之间应当引入到上述被轧制材料中的真应变。即，其特征在于，利用下述公式(2)表示真应变：

e_Tot＝ln(S₀/S_Tot).......................................(2)

其中，e_Tot：真应变

S₀：最初的轧制工序的轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S_Tot：在最终的轧制工序的轧制结束之后的被轧制材料的C截面的面积

施行满足e_Tot≥0.25的轧制加工。

根据本申请的第十七个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第十六个发明中，上述真应变e_Tot满足e_Tot≥0.70。

根据本申请的第十八个发明的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在第十六个发明中，上述真应变e_Tot满足e_Tot≥1.38。

下面的本申请的第十九至第三十二个发明，涉及适合于制造由金属材料构成的金属线材或金属丝的温热控制连续轧制加工的设备。

根据本申请的第十九个发明的温热控制连续轧制加工设备，是一种设置卷材解卷装置及线材卷取装置，在所述两个装置之间串列地配置多台轧机，利用上述多台轧机连续地轧制从上述卷材解卷装置解卷并行进的被轧制材料、制造金属线材或金属丝的轧制加工设备，其特征在于，在上述多台轧机内的第一个轧机的入口侧，在实质上紧靠所述轧机的位置，设置大容量的急速加热装置。

这里，所谓大容量急速加热装置，指的是具有能够进行如前述第五个发明中所述的急速加热的能力的加热装置。即，指的是这样一种装置，当令该加热装置的长度为L，行进的被轧制材料的移动速度为v，被加热材料在加热装置内的移动时间为t时，在时间t＝L/v之间，该加热装置有能力使被加热材料的温度上升到规定的加热温度：T。

另外，大容量急速加热装置设置的位置在第一个轧机的入口侧，所谓设置在实质上紧靠该轧机的位置上，指的是以能够发挥该轧机的通常的轧制功能的方式，在安装有附属于该轧机的设备类、装置类的状态下，尽可能地靠近该轧机设置，大容量急速加热装置设置在实质上紧靠的位置上的理由是，为了用上述大容量急速加热装置急速地加热至前述所需要的温度、并被均热的被轧制材料，通过一直到咬入该轧机之前极力防止温度的降低，可以容易地实施温热的温度控制轧制。

根据本申请的第二十个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九个发明中，在上述多台轧机内的第二个之后的轧机的至少一台的入口侧、在实质上紧靠该入口侧的位置上，进一步设置辅助急速加热装置。

这里，所谓辅助急速加热装置，是指具有能够进行如前述第六个发明中所述的辅助急速加热的能力的加热装置。

根据本申请的第二十一个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九或第二十个发明中，上述大容量急速加热装置，是由金属纤维气体燃烧器或陶瓷多孔板气体燃烧器等表面燃烧式的气体燃烧器装置、通电电阻加热装置、电磁感应加热装置、以及电阻发热体辐射加热装置中的任何一种或者两种以上组合的加热装置构成的。这里，上述各种加热装置，其中的任何一种可以是由公知的技术构成的。

根据本申请的第二十二个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第二十或第二十一个发明中，上述辅助急速加热装置，是由金属纤维气体燃烧器或陶瓷多孔板气体燃烧器等表面燃烧式的气体燃烧器装置、通电电阻加热装置、电磁感应加热装置、以及电阻发热体辐射加热装置中的任何一种加热装置构成的。

根据本申请的第二十三个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十二个发明的任何一项中，上述多台轧机，在该轧机组中，包括：配置有具有椭圆形孔型的轧机，在该轧机之后，配置有具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机以及具有圆形孔型的轧机中的任何一种的轧机配置组合。

根据本申请的第二十四个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十二个发明的任何一项中，作为上述多台轧机，上述多台轧机至少包括：具有椭圆形孔型的轧机、具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机、具有箱形孔型的轧机以及具有圆形孔型的轧机中的任何一个，并包括：紧接在所述任何一种轧机之后，配置具有椭圆形孔型的轧机、具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机、具有箱形孔型的轧机以及具有圆形孔型的轧机中的任何一个的轧机配置组合。

根据本申请的第二十五个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十四个发明的任何一项中，在上述多台轧机中的最后的轧机的下游侧设置精整装置。

这里，所谓精整装置，是简单地以细金属丝的截面形状为原则进行最后的调整为主要目的的轧制装置，不是以一面引入恰当的应变一面进行轧制为主要目的的轧机。从而，在设置该精整装置的情况下，到此为止所述的多台轧机，可以全部都是以一面引入恰当的应变一面进行轧制为主要目的而设计的轧机，也可以包括以精整为主要目的的装置。

根据本申请的第二十六个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十五个发明的任何一项中，在上述多台轧机之间的至少一个部位处，设置对于从前述卷材解卷装置解卷并行进的前述被轧制材料的松弛调整装置。

这里，所谓松弛调整装置，用于防止或消除轧机之间的被轧制材料的松弛、同时从该松弛调整装置向轧机发送松弛信号，为了消除松弛的发生，自动地控制轧机的轧辊旋转速度。并且，该松弛调整装置，不是为了进行所谓的张力轧制而向被轧制材料上施加规定的张力用的装置。

根据本申请的第二十七个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十六个发明的任何一项中，在上述多台轧机的各个轧机的入口侧设置将前述行进的被轧制材料引导到所述各个轧机内的入口侧导向装置。

这里所谓入口侧导向装置，是用于防止被轧制材料(金属线材)扭转、咬入轧辊时在金属线材上发生歪斜，同时，防止在被轧制材料上发生表面缺陷用的装置。

根据本申请的第二十八个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十七个发明的任何一项中，在上述多台各个轧机的出口侧，设置将前述行进的被轧制材料从所述各个轧机行进排出的被轧制材料导出的出口侧导向装置。

根据本申请的第二十九个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十八个发明的任何一项中，在前述卷材解卷装置与前述大容量急速加热装置之间，设置矫直机和/或夹送辊。

根据本申请的第三十个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第二十九个发明的任何一项中，在上述卷材卷取装置的上游侧，设置用于冷却行进的钢丝的冷却装置。

根据本申请的第三十一个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第三十个发明的任何一项中，在前述多台轧机中的除第一台轧机之外的任意的轧机的入口侧，设置控制行进的被轧制材料的该任意轧机的入口侧温度用的急速调整冷却装置。

根据本申请的第三十二个发明的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在第十九至第三十一个发明的任何一项中，设置温度控制机构，用于控制位于上述多台各个轧机的入口侧及出口侧的被轧制材料的温度。

下面本申请的第三十三至第四十四个发明，涉及在从上述第十九至第三十二个发明的温热控制连续轧制加工设备中，特别是，如果恰当地使用钢线材或钢丝的制造设备，则制造能够有利地制造的卷状钢线材和钢丝的方法。

根据本申请的第三十三个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，是一种将行进的钢丝加热、利用串列配置的多台轧机连续地轧制被加热的所述钢线材、制造钢线材或钢丝的方法，进行以下条件的温度控制轧制。即，其特征在于，将从轧制开始到轧制结束的被轧制材料的温度控制在350℃～850℃的范围内，并且，对该被轧制材料的温度进行控制，使之满足下述公式(3)及(4)：

T_r+1，out-T_r，in＝-150℃～50℃............(3)

T_n，out-T_1，in＝-200℃～100℃............(4)

(其中，T是温度(℃)，n表示轧机的台数，r是轧机的顺序号，表示从第1号至第n-1号的任意数，in表示轧机的入口侧跟前，out表示轧机的紧靠出口侧的后方)。

根据本申请的第三十四个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三个发明中，将从该轧制开始到轧制结束的被轧制材料温度控制在400℃至650℃的范围内。

根据本申请的第三十五个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，是一种将行进的钢线材加热、利用串列地配置的多台轧机连续地轧制被加热的所述钢线材、制造钢线材或钢丝的方法，其特征在于，将从轧制开始至轧制结束的被轧制材料的温度控制在400℃至650℃的范围内，并且，包含有用具有椭圆形孔型的轧机轧制该被轧制材料，接着，利用具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机、具有圆形孔型的轧机以及具有箱形孔型的轧机中的任何一种进行轧制的轧制方案。

根据本申请的第三十六个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，在第三十三至第三十五个发明中任何一项中，包括利用椭圆形孔型的轧机进行的轧制，进而，在从上述轧制开始至轧制结束之间，按以下方式规定将要引入到上述被轧制材料中的真应变。

即，其特征在于，用下面的公式(1′)表示真应变：

e′＝ln(S₀′/S′)........................(1′)

(其中，e′：真应变，S₀′：轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积，S₀′：轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积)

以真应变e′成为e′≥0.25的方式施行轧制加工。

根据本申请的第三十七个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十六个发明中，以前述真应变e′成为e′≥0.70的方式施行轧制加工。

根据本申请的第三十八个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十六个发明中，以前述真应变e′成为e′≥1.38的方式施行轧制加工。

根据本申请的第三十九个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在三十三第三十五个发明中，在上述轧机中，包含具有椭圆形孔型的轧机，从而包含利用所述具有椭圆形孔型的轧机进行的轧制，进而，在从该轧制开始至轧制结束的期间、向上述被轧制材料引入的利用三维有限元法算出的塑性应变(用ε表示)，在该被轧制材料的50体积％以上的区域内，以成为ε≥0.7的方式施行轧制加工。

另外，由于被轧制材料的形状是钢线材或钢丝，所以，也可以代替体积％，利用面积％。

以下，关于这一点，在本说明书中是一样的。

根据本申请的第四十个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十九个发明中，令上述塑性应变ε更大，以ε≥1.5的方式施行轧制加工。

根据本申请的第四十一个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三至四十个发明的任何一项中，包含利用具有椭圆形孔型的轧机进行的轧制，利用该具有椭圆形孔型的轧机轧制的被轧制材料的C截面具有四边形或圆形的形状，上述椭圆形孔型的最大短轴的长度(用A表示)相对于所述被轧制材料的各个对边之间的长度或直径(均用B表示)的比例A/B，满足A/B≤0.75的条件。

根据本申请的第四十二个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第四十一个发明中，将上述比例A/B限制在更窄的范围内，满足A/B≤0.60的条件。

根据本申请的第四十三个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三至四十二个发明的任何一项中，包括具有椭圆形孔型的轧机，在该轧机之后设置具有方形孔型或菱形孔型的轧机，所述方形孔型或菱形孔型的上下对角之间的长度(均用C表示)相对于利用该具有椭圆形孔型的轧机成形的C截面为椭圆形的被轧制材料的长轴长度(用D表示)的比例C/D满足C/D≤0.75。

根据本申请的第四十四个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三至四十三个发明的任何一项中，将从上述被轧制材料的轧制开始到轧制结束的工序重复两个工序以上。

根据本申请的第四十五个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第四十四个发明中，在从最初的轧制工序中的轧制开始至最终的轧制工序中的轧制结束的期间、利用三维有限元法算出的引入该被轧制材料的塑性应变(用ε表示)，在该被轧制材料的50体积％以上的区域内，施行ε≥1.5的轧制加工。

根据本申请的第四十六个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三至四十三个发明的任何一项中，通过将从上述被轧制材料的轧制开始至轧制结束的工序重复三个工序或四个工序，在最初的轧制工序中的轧制开始至最终的轧制工序中的轧制结束的期间，按如下方式规定应当引入到上述被轧制材料的真应变。

即，其特征在于，用公式(2′)表示真应变，

e_Tot′＝ln(S₀′/S_Tot′)........................(2′)

其中，e_Tot′：真应变

S₀′：最初的轧制工序的轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S_Tot′：最终的轧制工序的轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积

施行使真应变e_Tot′成为e_Tot′≥1.38的轧制加工。

根据本申请的第四十七个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第四十六个发明中，利用串列配置两台轧机的轧制加工设备进行上述被轧制材料的一个工序。

另外，该第四十七个发明，由于进行一个工序的轧制线使用由两台轧机构成的轧制加工设备制造卷状的钢线材或钢丝，特别是，由于生产工艺(生产方案等)的运用富有灵活性，而且获得十分微细的结晶晶粒，所以，是一种可以制造备有作为本申请的发明目的的良好材质特性(强度及延展性)的钢线材或钢丝的方法，是极为理想的制造方法之一。

根据本申请的第四十八个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三至四十三个发明的任何一项中，通过将从上述被轧制材料的上述轧制的开始至轧制结束的工序重复三个工序以上，在从最初的轧制工序中的轧制开始至最终的轧制工序中的轧制结束的期间，施行使被引入该被轧制材料的利用三维有限元法算出的塑性应变ε在该被轧制材料的50体积％以上的区域内成为ε≥2.0的轧制加工。

根据本申请的第四十九个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第四十八个发明中，在从最初的轧制工序中的轧制开始至最终的轧制工序中的轧制结束的期间，施行使被引入该被轧制材料的利用三维有限元法算出的塑性应变ε在该被轧制材料的50体积％以上的区域内，令上述塑性应变ε更大、成为ε≥3.0的轧制加工。

根据本申请的第五十个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第三十三至四十九个发明的任何一项中，利用第十九至第三十二个发明中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，对行进的钢线材施行轧制加工。

根据本申请的第五十一个发明的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在第五十个发明中，在所述多台轧机中，至少一台轧机、至少一台轧机和定径机、或者定径机，空过其中的一个设备或者空过这些设备，或者从轧制线上将其中的一个设备或者将这些设备暂时除去不用，将上述被轧制材料轧制成作为目标的截面形状尺寸。

根据本申请的第五十二个发明涉及卷状钢线材或钢丝。即，其特征在于，通过利用上述第三十三至第五十一个发明中的任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，平均结晶粒径在C截面的面积的90％以上的区域中晶粒细化到1.0μm以下。

根据本申请的第五十三个发明的卷状钢线材或钢丝，其特征在于，在第五十二个发明中，形成在上述被轧制材料的C截面的面积的90％以上的区域中的平均结晶粒径晶粒细化到0.6μm以下。

附图说明

图1是说明根据本发明的制造细丝用的温热控制连续轧制加工设备的简略结构图的例子。

图2是各种孔型轧辊与该孔型的部位的名称、以及各种被轧制材料及其部位的名称的说明图。

图3是椭圆形孔型的部位的说明图。

图4是在实施例1中使用的温热控制连续轧制加工设备的简略结构图。

另外，附图的符号如下所示：

1.  卷材解卷装置

2.  矫直机

3.  夹送辊

4.  大容量急速加热装置

5.  支承辊

6.   入口侧导向装置

7.   第一台轧机

8.   出口侧导向装置

9.   松弛调整装置

10.  辅助急速加热装置

11.  入口侧导向装置

12.  第二台轧机

13.  出口侧导向装置

14.  辅助急速加热装置

15.  入口侧导向装置

16.  第三台轧机

17.  出口侧导向装置

18.  辅助急速加热装置

19.  入口侧导向装置

20.  第四台轧机

21.  出口侧导向装置

22.  精整装置

23.  冷却装置

24.  卷材卷取装置

25.  钢线材(被轧制材料)

26.  细钢丝(钢线材或钢丝)

27.  温热控制连续轧制加工设备

28.  C截面为四边形的被轧制材料

28’.C截面为圆形的被轧制材料

28a、28b.  C截面为四边形的被轧制材料的上下对边

29a、29b.  椭圆形孔型轧辊

30.  C截面为椭圆形的被轧制材料

31a、31b.  方形孔型轧辊

32a、32b.  菱形孔型轧辊

33.  实施例1的温热控制连续轧制加工设备(细钢丝制造用)

A    椭圆形孔型的最大短轴长度

B    C截面为四边形或者圆形的被轧制材料的对边之间的长度或者直径

C    方形孔型的对顶角之间的长度

D    C截面为椭圆形的被轧制材料的长径

E    椭圆形孔型的长径

Ra   椭圆形孔型的曲率半径

具体实施方式

本发明具有如前面所述的结构和特征。下面，进一步阐明本发明的结构和特征，同时，描述本发明的实施形式以及在该实施形式中的形态的限定原因。

[1]实施形式的概要

图1是适合于实施根据本申请的发明的金属线材机金属丝的制造方法的根据本发明的温热控制连续轧制加工设备的例子，在作为金属材料的种类，列举钢铁的情况下，举例说明适合于实施具有微细晶粒组织的大的单位重量的卷状细钢丝的制造方法的、大的应变的温热控制连续轧制加工设备的简略结构图。

采用设置四台轧机的情况。从制造生产线的上游侧起，依次设置卷材解卷装置1，矫直机2，夹送辊3，大容量急速加热装置4，支承辊5，入口侧导向装置6，第一台轧机7，出口侧导向装置8，松弛调整装置9。下面，对于从第二台轧机至第四台轧机的每一个设置辅助急速加热装置10、14、18，入口侧导向装置11、15、19，出口侧导向装置13、17、21。接着设置精整装置22，冷却装置23，最后，设置卷材卷取装置24。另外，设置温度控制机构(图中省略)，各个轧机的入口侧及出口侧的被轧制材料的温度测定装置，及运算处理来自于它们的测量信息，经由大容量急速加热装置、各个辅助急速加热装置及冷却装置，控制被轧制材料的温度。另外，为了进行被轧制材料的温度控制，也可以进一步在各个轧机的出口侧导向装置的出口侧，设置急速调整冷却装置(图中省略)。

作为卷材解卷装置1，例如采用公知的平面型开卷机，作为被轧制材料，将线径5～25mm左右的卷状钢线材装入其中，一面从卷材解卷装置1解卷钢线材25，一面利用矫直机2矫正成直线状，为了将钢线材(被轧制材料)25的行进速度变成规定的值，调整运转夹送辊3，连续地行进装入下一个大容量急速加热装置4。藉此，被加热到规定的温热轧制温度的钢线材25，通过支承辊5，被入口侧导向装置6以在钢线材25上不发生歪斜的方式引导到轧机7，咬入该轧机的规定的轧辊孔型中。

另外，作为入口侧导向装置6的方式，考虑到被轧制材料的截面形状是除圆形之外的线材25的情况，例如，优选地为四方向的辊式支承辊导向器等。在规定温度的范围内的钢线材25，通过利用最前级的轧机(第一个轧机)7进行引入规定的应变的温热控制轧制来进行加工后，被出口侧导向装置8导出，接着，松弛调整装置9，通过与轧机7连动调整轧辊的速度，以在被轧制材料上不发生松弛的方式进行调整并使之行进。接着。被轧制材料进入辅助急速加热装置10。利用该辅助急速加热装置10，被轧制材料，在上述轧制中降低的温度，被修复加热到第二个轧机l2中规定的温热轧制温度之后，被下一个入口侧导向装置11引导，被所述轧机12进行温热控制轧制，被出口侧导向装置13导出。另外，从防止被轧制材料的歪斜等观点出发，第二个轧机的入口侧导向装置11也优选地是四方向辊式支承辊导向器等。另外，对于出口侧导向装置13也是一样的。

下面，与上述第二台轧机12一样，用第三台轧机16和第四台轧机(最后一级轧机)20进行温热控制轧制，用精整装置22调整截面形状，用冷却装置23冷却后，用卷材卷取装置24卷取细钢丝26。

另外，借助作为初始材料的钢线材25的截面尺寸与作为加工完毕的材料的细钢丝26的截面尺寸的关系，可以决定适宜恰当的轧制方案。为此，通过多个工序重复利用该温热控制连续轧制加工设备27所进行的上述轧制工序，可以获得具有目标线径的细钢丝26。在这种轧制方案的情况下，在最后一次轧制工序中使用精整装置22。另外，无论上述轧制工序是一个工序的情况还是多个工序的情况，在轧制方案中，即使在四台轧机中有不使用的轧机，也没有关系。在这种情况下，可以空穿过轧辊，或者，也可以滑动轧辊将其除去。

上面，作为金属材料的种类以钢铁的情况作为例子进行了描述，但是，对于金属Mg，金属Al，金属Cu以及金属Ti，以及它们的合金，也可以以上述钢铁的情况作为基准，构成其实施形式。其原因是，在根据本发明的金属线材或金属丝的制造方法进行的结晶晶粒细化引起的材料特性的提高机制中，完全没有利用由相变造成的高强度化机制，而是在对应于各个金属种类的恰当的温热轧制加工的温度区域中，利用通过引入恰当的应变以期达到结晶晶粒的细化的原理。另外，也没有必要特别添加提高强度用的合金元素。

从而，例如，对于钢铁而言，可以适用于铁素体单相钢以及奥氏体单相钢等这种不存在相变状态的成分系列的钢种等很广的范围内的化学成分组成的钢。

另外，本申请的发明，当从其加工完毕的材料的状态方面观察上述金属材料时，在金属材料的制造方法的发明中，以线材或丝作为对象，但是，另一方面，在温热控制连续轧制加工设备的发明中，制造对象的加工完毕的材料的形态并不局限于线材或丝，也是能够适合于带材及薄板卷的制造的设备。

[2]实施形式的详细情况

下面，以制造细钢丝的方法为例，描述根据本发明的金属线材或金属丝(细金属丝)的制造方法的实施形式。

下面进一步参照图1说明利用上述结构的温热控制连续轧制加工设备27，制造根据本申请发明的具有微细晶粒组织的大的单位重量的卷状细钢丝的方法的实施形式，以及制造条件的限定理由及其效果等。

为了以线径5～25mm，进而，作为特例，以最大60mm左右的钢线材作为初始材料，通过对其轧制，轧制成线径1～25mm左右的细钢丝，不对其施行球状化退火等热处理，制造具有高强度及高延展性的细钢丝，(1)有必要限定轧制温度的控制范围，而且，在该轧制温度条件下对行进的细钢丝进行连续的轧制控制。并且，优选地，(2)有必要通过限定由孔型轧辊实施的轧制方案，向被轧制材料引入规定值以上的应变。

[2-1]关于轧制温度条件

(i)首先，将被轧制材料的轧制温度作为钢铁的温热轧制温度范围，将从轧制即将开始之前到轧制刚刚结束之后的温度限定在350～850℃的范围内。限定在该温度范围内的原因如下所述。在根据本申请发明的卷状钢线材及钢丝的制造方法中，通过在所谓的温热轧制区域内的加工，通过引入大的应变产生的微小的结晶晶粒的局部方位差，成为微细结晶晶粒的起源，在加工过程当中乃至结加工之后发生的恢复过程中，与结晶晶粒内的位错密度降低的同时，形成晶界，形成微细的晶粒组织。但是，当温度降低时，由于恢复不充分，所以，残留着位错密度高的加工组织。另一方面，当其温度过高时，通过不连续再结晶或者通常的晶粒长大，结晶晶粒粗大化，因而，不能获得所希望的微细的晶粒组织。另外，在轧制温度低于350℃的低温下，当进行引入规定的应变的轧制时，在被轧制材料的初始材料为利用热轧制造的线材的情况下，由于冷加工硬化，轧制性能降低，在实际操作上，也不能继续进行轧制。与此相对，当轧制温度超过850℃时，如上面所述，在轧制加工后进行再结晶化，不能获得微细的晶粒组织，从而，不能制造高强度并且具有高延展性的细钢丝。

另外，更优选地，对于上述轧制温度条件，代替350～850℃，而是更严格地限定在400～650℃的范围内。藉此，进一步促进结晶晶粒的细化和晶粒均匀化，获得具有更高的强度并且具有更高的延展性的细钢丝。

(ii)并且，作为将要进一步附加的条件，优选地，进行温度控制，使得在第二个轧机以后的各个轧机12、16、20的出口侧的被轧制材料25的温度T_r+1，out与在其前面的各个轧机7、12、16的入口侧的被轧制材料25的温度T_r，in的温度差T_r+1，out-T_r，in落入-150℃～50℃的范围内，并且，在最后的轧机(第四个轧机20)的出口侧的被轧制材料25的温度T_4，out与在第一个轧机7的入口侧的被轧制材料25的温度T_1，in的温度差T_4，out-T_1，in落入-200℃～100℃的范围内。即，满足

T_r+1，out-T_r，in＝-150℃～50℃...............(3)

(其中，r是1、2或3，表示从轧机在最上游侧起的序号)

T_4，out-T_1，in＝-200℃～100℃..................(4)

首先，如上述公式(3)所示，在根据本申请的发明的细钢丝的制造过程中的温热控制轧制中，之所以规定在某一个轧机入口侧的被轧制材料的温度与其之前的轧机的入口侧的被轧制材料的温度差，是为了促进加工完毕的材料(细钢丝)的结晶晶粒的细化的可靠性和稳定化，以及晶粒均匀化。下面对其进行说明。

本发明人等，已经认识到以下事项。即，已经认识到，轧制后的材料的结晶粒径，由下述公式(B)中的轧制温度T和作为平均塑性应变速度ε/t的函数表示的轧制参数Z支配，在被轧制材料的结晶结构例如为bcc的情况下，例如，通过施行成为Z≥11的温热轧制轧制加工，可以获得平均结晶粒径1μm以下的铁素体粒子。从而，如果规定平均粒径的目标值的话，则通过控制变成对应于该目标值的Z值的轧制。达到该平均结晶粒径的目标值。

Z＝log[(ε/t)exp{Q/8.31(T+273)}]...(B)

其中，

ε：引入被轧制材料的平均塑性应变(可以利用三维有限元法求出)，或者也可以简单地为真应变。

t：从轧制开始到轧制结束的时间(sec)

Q：常数(α-Fe的自扩散活化能，254KJ/mol)

T：轧制温度(将各个道次的轧制温度平均的温度(℃))

这里，如可以从公式(B)看出的那样，由于存在各个道次的每一个轧制温度范围(在上述公式(3)中相相当于T_r+1，out-T_r，in的值)越小、则将轧制温度设定在某个温度时的(B)式中的轧制温度T的变化量也越小的倾向，所以，Z的变化量也变小。另一方面，缩小上述公式(3)中的T_r+1，out-T_r，in的值的变化范围，会缩小公式(B)中的轧制温度T的变化量。从而，通过缩小T_r+1，out-T_r，in的值变化范围，可以将Z的变化量控制得比较小，所以，可以缩小作为上述目标值的平均结晶粒径的变化量(变化范围)。即，能够以更高的精度达到被轧制材料的目标平均结晶粒径，与此相伴，在能够可靠地将结晶晶粒细化的同时，形成被轧制材料的平均结晶粒径的分布范围变窄，所以可以从粗细晶粒混存分布改进成晶粒均匀分布。

通过如上所述，将T_r+1，out-T_r，in的值限定在规定的范围内，可以促进结晶晶粒的细化，以及结晶结晶晶粒的均匀化。另外，通过相互作用，借助这种晶粒均匀化，进一步促进结晶晶粒的细化，提高材质的特性，特别是，提高强度和延展性。根据以上的考察及试验结果，进行如上述公式(3)和(4)的限定。

在本申请的发明中，通过将某个轧机入口侧的被轧制材料的温度与其前一个轧机的出口侧的被轧制材料的温度之差做如公式(3)所示的限定，可以制造具有晶粒均匀化的所希望的平均粒径的细钢丝。

其次，如上述公式(4)所示，将第四个轧机的出口侧的被轧制材料的温度与第一个轧机的入口侧的被轧制材料的温度之差限定在规定的温度范围内，这是因为，通过这样进行温热控制轧制，依据上述公式(3)的限定理由，并且通过公式(4)的限定，可以高精度地达到目标平均结晶粒径，并达到晶粒均匀化的效果。

另外，更优选地，代替上述公式(3)和(4)，如下述公式(3′)及(4′)所示，可以将被轧制材料25的温度条件规定得更严格，

T_r+1，out-T_r，in＝-50℃～30℃...............(3′)

T_4，out-T_1，in＝-50℃～30℃.................(4′)

藉此，可以进一步促进结晶晶粒的细化及晶粒的均匀化。

[2-2]关于行进的被轧制材料的连续加热控制

在本申请的发明中，有必要对作为在轧制线上连续地行进的被轧制材料的钢线材进行连续地轧制。即，从卷材的解卷装置1到第一个轧机7之间，有必要将行进的钢线材从常温加热到温热温度区域。大容量急速加热装置4是用于这一目的的重要装置。钢线材25的起始线径的最大值例如为60mm，在以所需的解卷线速度使之行进的情况下，在大容量急速加热装置4的有效加热带的设计长度范围内，为了满足预热、升温、均热过程完成、稳定地达到所需的温热轧制温度条件，具体地说，为了满足[2-1]项的轧制温度条件，有必要具有在从轧制开始到结束的一个工序之间，可以将咬入第一个轧机7的线材25(被轧制材料)的温度急速地加热到350～850℃的范围内的任意温度的能力。

接着，为了在第二个轧机12中，补偿用第一个轧机进行的轧制中以及在轧制后降低的温度，同样地，在规定的温热温度区域进行轧制，辅助地急速加热到规定的温度。为此，根据正在被轧制的被轧制材料的温度、线径、线速度及加工发热量，使用设置在紧靠第二个轧机12的入口侧的辅助急速加热装置10，加热到所需要的温度。在第三个之后的轧机16、20与各个入口侧的辅助急速加热装置14、18中，也同样地控制被轧制材料的温度。

在大容量急速加热装置4及辅助急速加热装置10、14、18任何一个中，重要的是能够追随高精度地控制即将被各个轧机轧制之前的被轧制材料以及被刚刚轧制之后的被轧制材料的温度。这些加热装置，在轧机之间行进的短时间内，提取由于向被前级轧机轧制期间的轧辊的传热或散热而降低的被轧制材料的温度变化的信息，控制从轧制开始到轧制结束的被轧制材料的温度。

大容量急速加热装置4以及辅助急速加热装置10、14、18中的每一个，作为适合的加热方式和热源，可以利用金属纤维气体燃烧器或陶瓷多孔板气体燃烧器等表面燃烧气体燃烧器装置、向被轧制材料上通电的通电电阻加热方式、电磁感应加热方式、或者电阻发热体辐射加热装置等中的任何一种。对于它们中的每一个，都有必要考虑到能够追随并获得上述急速加热，可以使用迄今为止提出的方案或者公知的技术。

作为具体的例子，在金属纤维气体燃烧器的情况下，可以列举出将利用耐热金属纤维形成的布状材料(例如，针织及毡状等原料)覆盖在前面开口的金属壳体的开口部构成的燃烧器、所谓平面型金属纤维燃烧器。作为耐热金属，可以利用耐热钢或镍铬铁等耐热合金作为原料，将其加工成纤维状，利用针织物加工法或者织物加工法等制成的布状原料。作为该表面气体燃烧器的形式，利用具有适当的外表面的毡状平板状的金属纤维覆盖其前面，由绝热材料覆盖两侧面及底面的燃烧加热室，设置在毡状平板状金属纤维的背面侧，以毡状平板状金属纤维隔开适当的间隔夹持被轧制材料的方式，相对于被轧制材料对称地从两个方向和三个方向设置。并且，将燃料气体与空气的预混合气体从外部引入到燃烧加热室内，使之燃烧，使该毡状平板状金属纤维红热，利用这种状态的金属纤维气体燃烧器，急速加热被轧制材料。

作为表面气体燃烧器的形式，除此之外，也可以形成对开式的圆筒状。另外，被轧制材料的温度控制，在图1的温热控制连续轧制加工设备27的各个轧机与各个入口侧导向装置之间的间隙、以及各个轧机与各个出口侧导向装置之间的间隙的位置上，例如利用接触式温度计等，连续地测定即将咬入轧机之前以及刚刚咬出轧机之后的被轧制材料的各个温度，根据该测定值，利用公知的温度控制机构，将被轧制材料的温度控制在所希望的温热轧制温度范围内。

另外，温热轧制温度范围内的控制，并不必须使用自动化的温度控制机构，也可以经由操作者利用手动进行温度调节。在其中任何一种情况下，上述被轧制材料的轧制温度的温热区域控制，都很大地受到配置在上游侧的大容量急速加热装置4引起的钢线材25的加热状态的影响。从而，在进行各个轧机的入口侧的辅助急速加热装置10、14、18的温度控制时，使之与大容量急速加热装置4的温度控制连动。这时，自动控制方式，优选地，在任何一个加热装置中，采用利用控制动作迅速的快速微分型控制进行的前馈控制。

[2-3]关于大应变的加工条件

通过在前述[2-1]的第(i)项所述的温热区域的轧制加工，由扁平化的加工粒生成微细结晶晶粒，伴随着应变的增加，这种微细结晶晶粒增加。这样在用于制造具有微细晶粒组织的细钢丝的规定的温热控制轧制中，有必要向被轧制材料中引入规定值以上的“应变”。这里，轧制加工时的应变的引入，通过多方向的加工，大的应变的引入变得很容易。在钢线材或钢丝的轧制方案中，在利用椭圆形孔型、接着利用方形孔型进行轧制的情况下，对被引入的应变的评价，与利用简单的所谓真应变e进行评价相比，利用塑性应变ε进行评价更加适合。因此，在本说明书中，如前面所述，将应变分成“真应变”和“塑性应变”。

根据以上所述，为了制造具有平均结晶粒径3μm左右以下的微细晶粒组织的细钢丝，在温热控制轧制中，应当引入被轧制材料的真应变有必要在0.25以上。当真应变不足0.25时，即使在温热轧制区域，也不能充分加工细钢丝的结晶组织，不能充分改进其强度。这里，作为本发明中的真应变(在金属的种类为钢铁时，在标号上附加「′」号)，用下式(1′)定义：

e′＝ln(S₀′/S′)  ........................(1′)

其中，S₀′：轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S′：轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积。

另外，真应变e′≥0.25，当换算成利用下面的公式(A)表示的从轧制开始到轧制结束之间的被轧制材料的总截面收缩率R_Tot(％)时，变成R_Tot≥22％，其中，公式(A)为：

R_Tot＝{(S₀-S)/S₀}×100............(6′)

其中，R_Tot：总截面收缩率(％)

S₀：轧制开始前的被轧制材料的CC截面的面积

S：轧制结束后的被轧制材料的CC截面的面积

从而，代替真应变e′≥0.25，也可以为总截面收缩率R_Tot≥22％。

另外，为了结晶晶粒细化，优选地，施行令真应变在0.7以上的轧制，更优选地，施行真应变在1.38以上的轧制，可以进一步提高强度。

另一方面，在重视加工完毕的材料的高质量并且确保均质性等质量上的观点的情况下，应当注意被轧制材料内部的应变分布。特别是，在由多方向进行轧制的情况下，应当加以注意。从这一观点出发，作为应变，利用塑性应变更加合适。塑性应变的评价，如前面所述，可以利用公知的三维有限元法，由前述公式(7)算出。另外，借助温热轧制加工，使得从扁平化的加工结晶晶粒，生成微细的结晶晶粒，伴随着该塑性应变ε的增加，促进微细结晶晶粒的生成区域增大以及晶粒细化。根据本发明人等的试验结果，在塑性应变ε的值的上升的过程中，在“0.7”、“1.5”及“2.0”的三个阶段，可以辨认出加工完毕的材料的强度的拐点，然后在“3.0”，接近于大致的饱和值。从而，优选地，对于这四个阶段的塑性应变ε的每一个，采用对应于所希望的加工完毕的材料(制品)的质量、特别是强度水平的制造方法。

根据上述观点，为了保证制品的质量，需要确保的该塑性应变ε区域，有必要在50体积％以上。另外，由于使用三维有限元法，所以，也可以用50面积％代替50体积％的评价。

[2-4]关于孔型的形状。尺寸与被轧制材料的形状尺寸的关系，以及轧制方案

在本申请的发明中，为了制造具有微细晶粒组织、具有高强度并且具有高延展性的细钢丝，如上述[2-1]及[2-2]项所述，有必要控制从轧制开始至结束的被轧制材料的温度，进而，向被轧制材料中引入“大的应变”是很重要的。因此，有必要以恰当的轧制方案条件进行轧制。

并且，这时，也有必要将被轧制材料的截面形状，成形为所希望的正规的形状(“确保截面形状的成形性”)。首先，以孔型轧辊进行的轧制为前提，进行两次以上的轧制道次数。这种两个道次以上的理由是，为了高效率地获得具有在本申请的发明中所要制造的结晶晶粒组织及材质特性的细钢丝，有必要从多个方向进行大压下的轧制，作为为此所需的必要条件，包含有下面所述的轧制方案是有效的，所述轧制方案为：在轧制工艺线的至少任何一个道次中，如图2(a)、(b)所示，通过利用椭圆形孔型辊29a、29b轧制C截面为四边形或圆形的被轧制材料28、28′，以C截面变成椭圆形的方式进行成形(图2(c)、(d)的标号30)，接着，利用方形孔型轧辊31a、31b(图2(c)或者菱形孔型轧辊32a、32b(图2(d))对成形为这种椭圆形形状的被轧制材料30进行轧制。

从而，轧制道次数至少需要两个道次。另外，作为上述被轧制材料28、28′的形状和尺寸与椭圆形孔型29a、29b的形状及尺寸的关系，以及，成形为上述椭圆形形状的被轧制材料30与方形孔型轧辊31a、31b或菱形孔型轧辊32a、32b各自的尺寸和形状的关系，使用满足下面所述的关系的孔型轧辊，对于引入大的应变是有效的。

即，[条件1]椭圆形孔型轧辊29a、29b，优选地将该椭圆形孔型的最大短轴的长度A，限定在C截面为四边形或圆形的被轧制材料28或28′的对边之间的长度或直径(均用B表示)的0.75倍以下(A≤B×0.75)，即，优选地，限定在A/B≤0.75，如果限定在A/B≤0.60的话是更加优选的。

这样，令A/B≤0.75，是因为当利用椭圆形孔型时的标称压下率(＝(B-A)/B)小时，几乎不能将应变引入到被轧制材料的中心部，为了消除这一问题，所以令A/B≤0.75。另外，从确保良好的截面形状成形性的观点出发，当A＞B×0.75时，在下一个道次利用方形孔型或菱形孔型轧辊的轧制中，被轧制材料的一部分会在轧辊的间隙内流动，不能确保材料截面形状的成形性，被引入的应变小。从而，限定为A≤B×0.75。进而，如果限定在A/B≤0.60的话，可以进一步发挥上述效果。另外，当A/B的值变得过分小时，容易发生被轧制材料的歪斜，所以是不理想的。

除前述条件1之外，进而，[条件2]，方形孔型轧辊31a、31b或菱形孔型轧辊32a、32b，如果将该方形孔型或菱形孔型的上下对角之间的长度(均用C表示)限定在成形为椭圆形的被轧制材料30的长轴的长度D的0.75倍以下(C≤D×0.75)，即，C/D≤0.75的话，是更加优选的。即，为了更有利与截面形状的成形性，加大在前述两个道次中的方形孔型或菱形孔型的上下对角之间的长度或直径C，当加大C相对于在之前的道次(第一道次)获得的前述椭圆形形被轧制材料30的长轴D的比例C/D时，这次的标称压下率(＝(D-C)/D)会变小，即使提高截面形状的成形性，也不能将应变引入到材料的中心部。为了很好地确保截面形状成形性，并且将应变引入到材料在中心部，将前述比例C/D限定为C/D≤0.75。

另外，在轧制中，需要对应于加工完毕的细钢丝的截面形状和尺寸的恰当的轧制方案，但是，即使代替前述方形孔型或菱形孔型使用箱形孔型，也可以发挥某种程度的类似的效果。从而，利用箱形孔型进行代替，在实际操作上是有用的。

[2-5]关于椭圆形孔型的优选形状和尺寸

进而，对于利用前述轧制方案进行轧制时的有效地的椭圆形孔型的优选的形状和尺寸，如下所述。即，“大的应变的引入”和“确保截面形状的成形性”两者并存，不仅依赖于由作为前一个道次的椭圆形孔型轧辊进行的标称压下率，也依赖于由椭圆形孔型的长轴方形的形状引起的约束力。

(i)由于图3所示的椭圆形孔型的最大短轴长度A相对于长轴的长度E之比(A/E)越小，可以使下一个道次中的标称压下率越大，所以，对于应变的引入可以发挥作用。

为了充分发挥这种应变引入的效果，令椭圆形孔型的最大短轴长度与长轴长度之比(A/E)在0.40以下。

(ii)另一方面，对于前述椭圆形孔型的形状，当椭圆形孔型的曲率半径Ra小时，可以增大一个道次的截面收缩率，但是，宽度方向会变成尖形，即使下一个道次的标称压下率很大，也很难将应变引入到被轧制材料的中心部。从而，为了既确保截面形状的成形性又向材料的中心部引入大的应变。椭圆形孔型的曲率半径Ra较大时是有效的，优选地，其大小是被椭圆形孔型的轧辊29a、29b轧制的四边形的被轧制材料28的对边之间的长度B(参照图2(a))或者圆形被轧制材料28′的直径B(参照图2(b))的1.5倍以上。但是，当其成为5倍、6倍时，其效果会饱和，但是，如果是2公知的椭圆形孔型轧辊的范畴的话，没有必要设置上限。

这样，椭圆形孔型的优选的曲率半径Ra，依赖于被其轧制的被轧制材料的C截面的尺寸，但优选地，装配具有满足Ra≥B×1.5的曲率半径的水平的孔型。

另外，在本发明中，为了制造所希望的线径的加工完毕的材料(细钢丝)，优选地，适当地选择下述[2-5]的轧制工序。

[2-6]关于轧制方式与加工完毕的材料的线径

作为这种大的应变加工的重要的结构要素，有钢线材的轧制方案。在图1所示的温热控制连续轧制加工设备27中，串列地配置四台轧机7、12、16、20。各个轧机是公知的二辊式水平轧机。另外，轧机的种类及台数，例如，可以根据生产量、主要产品的初始材料与加工完毕的材料所线径的关系、操作形式等，以配置两台以上的轧机为前提，适当的选择、增减。另外，作为各个轧机的轧辊孔型，可以适当地选择公知椭圆形、方形、圆形、菱形及箱形。例如，第一个轧机7的轧辊孔型为椭圆形，下一个轧机12采用为形孔型，下一个轧机16采用方形孔型，而第四个轧机20用圆形孔型。另外，在对规定的钢线材(被轧制材料)施行温热控制轧制，直到加工完毕目标尺寸的细钢丝的情况下，根据开始时的被轧制材料的线径，考虑到各个轧制道次的每一个的截面收缩率及压下方向，决定各个孔型的各部分的尺寸。另外，并不必须在轧制线的一个工序中加工到加工完毕时的目标尺寸的细钢丝，也可以设定成用两个以上的工序完成加工的轧制方案。在这种情况下，为了在各个轧机中利用所需的孔型进行轧制，例如，对于某一个轧机，通过轧辊重组，使用以必要的孔型形状、形成所需的各部分尺寸的孔型的轧辊进行轧制。例如，在一个工序中配置四台轧机的轧制线上，总共用两个工序将初始材料的钢线材轧制成加工完毕的目标尺寸的细钢丝的情况下，在令被轧制材料的轧制方案，在第一个工序为椭圆形-方形-方形-方形孔型，在第二个工序中，被轧制材料的轧制方案为椭圆形-方形-椭圆形-圆形孔型的情况下，根据所需要的轧制方案，设计四台二辊式水平轧机的轧辊的孔型的各部分的尺寸，在第二个工序，改变全部轧机的轧辊，进行轧制。

另外，在用两个工序以上完成加工的轧制方案的情况下，在使用精整装置22时，通常，在最后一个工序所最后一个道次使用即可。

另外，也可以不设置精整轧制22，而是在最后一级轧机20上，装配设计成具有精整功能的孔型的孔型轧辊。

另外，为了使前述轧制方案更恰当，在一定次数的工序，也可以在四台轧机中的例如其中的一台，不用其进行轧制。作为这种方法，可以采用该轧机可以令被轧制材料空过，或者，将轧机架暂时从轧制线上滑动除去等方法。另外，也可以在该轧制线的末尾，将温热控制连续轧制加工设备27分支成多股，在分支的各股的每一个上，配置规定的轧机。这时，如果在各个末尾轧机的每一个的下游侧并列地使之卷材卷取装置24的话，可以进一步提高轧制线操作性能。

另外，在这样利用方形孔型轧辊、菱形孔型轧辊或者箱形孔型轧辊轧制C截面形状为椭圆形的被轧制材料的长边时，为了防止被轧制材料上发生歪斜，即，为了防止从与正规的压下方向不同的方向压下，特别是为了能够防止四边形被轧制材料的长边向箱形孔型轧辊咬入时的扭转，以及椭圆形被轧制材料的长边向箱形孔型轧辊咬入时的扭转，配置向轧机的恰当的入口侧导向装置是有效的。另外，如果也配置轧机的出口侧导向装置的话，是更有效的。这样，进一步促进向被轧制材料的大的应变的引入，有助于细丝的微细结晶晶粒组织的形成。

进而，在图1的温热控制连续轧制加工设备27的配置例中，在卷材卷取装置24之前设置冷却装置23，但是，第任意次数的轧制工序结束之后的被轧制材料26，并不一定在冷却后被卷取。特别是，在该被轧制材料的线径变细的情况下，空冷速度也变快，例如，如果在轧制加工后的冷却速度是10℃/sec以上的比较快的冷却速度的话，另外，在温热区域的轧制后也有影响，细钢丝的温度变得比较低，可以防止铁素体晶粒的粗大化。

另一方面，在轧制工艺进展、被轧制材料的线径变小、轧制速度增大等情况下，加工发热超过散热量，轧机出口处的被轧制材料的温度，超过入口处的温度，从温度控制的观点出发，有时希望进行一定的急速冷却。在这种情况下，通过设置前述急速调整冷却装置，能够更理想地进行温热控制轧制，促进结晶晶粒的细化和结晶晶粒的均匀化。

下面，利用实施例更详细地说明本发明。

实施例

[实施例1]

利用本发明的细钢丝制造用的温热控制连续轧制加工设备，将通利用热轧制造的具有表1所示的化学成分的线径φ12mm、单位重量1.0吨的卷状线材，通过温热控制连续轧制加工成线径φ5.5mm的细钢丝。

表1

(质量％)

C	Si	Mn	P	S	Al	N
							0.004	0.21	0.28	0.006	0.0008	0.031	0.0027

所使用的温热控制连续轧制加工设备的简略结构，示于图4。该温热控制连续轧制加工设备33，设置两台孔型轧辊轧机7、12，从卷材解卷装置1被解卷行进的钢线材(被轧制材料)25，通过矫直机2及夹送辊3，被连续地装入大容量急速加热装置4。大容量急速加热装置4，采用使通电用辊状端子与被轧制材料接触，借助通电电阻加热急速地加热、均热的方式。

被大容量急速加热装置4加热到规定温度的被轧制材料，被支承辊5支承，进入入口侧导向装置6，立即进入第一个轧机7。这里，施行规定的轧制加工之后的被轧制材料25，被出口侧导向装置8引导被排出，接着，经过松弛调整装置9之后，被入口侧导向装置11向规定的方向扭转，进入第二个轧机12，施行规定的轧制加工之后，在被出口侧导向装置13引导排出之后，被卷材卷取装置24卷取。另外，入口侧导向装置及出口侧导向装置，其中的每一个，都是有槽状的两对辊式导向器。

使用前述温热控制连续轧制加工设备，在从第一个工序至第四个工序的轧制中，紧靠各个轧机7、12的入口侧之前和紧靠出口侧之后，利用接触式温度计连续地测定被轧制材料的温度，一面监视该测定值，操作者一面利用手动控制向大容量急速加热装置4通入的电流，进行温热控制连续轧制。另外，利用松弛调整装置9，调节轧机的轧辊的转速，以便不向被轧制材料施加特别的张力。

在图4的轧制线的一个工序的轧制的期间内，以线径φ12mm的钢线材25作为初始材料，利用第一个椭圆形孔型辊轧机7，在A/B(椭圆形孔型的最大短轴之间的长度/线径12mm)＝0.46的条件下，轧制成椭圆形状，接着，利用第二个轧机12的方形孔型轧辊轧机1 2进行轧制。这样，在第一个工序中，进行截面收缩率R为30％的轧制。

下面，以前述第一工序为基准或者在类似的轧制方案的条件下，依次进行第二～第四工序的轧制，作为加工完毕的材料，获得线径φ5.5mm的细钢丝。表2表示在该实施例中，在各个工序中的各个试验条件，另外，在该表中，一并记载了初始材料机加工完毕的材料(细钢丝)的铁素体的平均粒径以及从初始材料到细钢丝的各个工序中的每一个中的抗拉强度TS以及拉深RA的试验结果。

表2

	有关轧制方案				被轧制材料的温度(℃)				铁素体平均粒径(μm)	机械性质
												材料尺寸(mm)	A/B(-)	截面收缩率R(％)	应变e′(-)	前级轧机		后级轧机		抗拉强度TS(MPa)	拉深RA(％)
	入口侧	出口侧	入口侧	出口侧
					初始材料	12φ	-	-		-	-					-	-	-	30			320	82.2
第一工序	-	0.46	30	0.36					560			467	453	430	-					548*	75.7*
					第二工序	-	0.49	28		0.33	565					470	430	440	-			559*	76.8*
第三工序	-	0.53	28	0.33					565			460	420	435	-					605*	75.5*
					第四工序	-	0.63	26		0.30	541					483	460	404	-			687*	76.5*
完成材料	5.5φ	-	RTot＝79	∑e′＝1.56					-			-	-	-	0.6					687	76.5*

注：^*号是在第一～第四工序的出口侧的试验值。

在前述轧制工艺中的被轧制材料的温度，最高温度为560℃，最低温度为404℃，在第一～第四工序的各个轧制工艺中的被轧制材料的温度的测定结果，如表2所示，位于本发明的温热轧制条件的范围内。

另外，第一～第四各个工序中的截面收缩率为30％、28％、28％、26％，A/B值为0.46、0.49、0.53、0.63，各个工序的真应变e′为0.36、0.33、0.33、0.30。

根据前述试验，得出以下结果。即，利用通电电阻加热方式的大容量急速加热装置，在任何一个轧制工序中，作为第一个轧机入口侧的温度，通过手动操作将线径φ12mm的行进的被轧制材料(钢线材)加热到541～565℃的范围内，在利用第一个轧机轧制之后，作为第二个轧机入口侧的温度，保持在420～460℃的范围内，将该轧机的出口侧温度保持在404～440℃的范围内。

其间，进行防止发生歪斜的孔型轧制，在所述轧制中，在轧制线的每一个工序中的截面收缩率为26～30％，借助第一～第四工序的8个道次，总截面收缩率R_Tot为79％，累计真应变∑e′为1.56。轧制线速度(在各个工序的卷取线速度)为5.0～10.0m/分钟，以重量换算值38～29kg/分钟的轧制速度，获得线径φ5.5mm、单位重量1.0吨的与过去相比单位重量大的卷状细钢丝。

所获得的细钢丝的铁素体平均粒径为0.6μm，抗拉强度TS为687MPa，拉深RA76.5％，具有高强度以及高延展性的冷加工性优异的细钢丝。

另一方面，根据前述试验结果，由于利用第二个轧机进行的轧制过程中的被轧制材料的温度大致处于404～440℃这样的比较低温的水平，所以，散热速度低，发现由于加工发热引起的温度补偿效果，可以推断，在该轧制过程当中，几乎不引起温度降低，或者温度降低非常小。

另外，根据后面所述的“利用金属纤维气体燃烧器进行的辅助急速加热试验”的结果，如果利用恰当的辅助急速加热装置的话，可以认为，能够将第二个轧机入口处的温度，加热到与第一个轧机入口处的温度相同的水平。

从而，将第一个轧机的入口侧温度设定在450℃左右的低温水平，并且，假定在第二个轧机的入口侧设置辅助急速加热装置，补偿相当于被轧制材料的温度降低的量，则可以将由第一个轧机和第二个轧机构成的一个工序中的轧制温度控制在非常窄的温度范围内，可以制造材质更加优异的细钢丝。

[实施例2]

利用在实施例1中使用的根据本申请的发明的细钢丝制造用的温热控制连续轧制加工设备，利用由与例1不同的第一至第三工序构成的轧制方案，通过温热控制连续轧制，将和实施例1使用的初始材料相同化学成分以及通过热轧制造的相同线径φ12mm、单位重量1.0吨的卷状线材，加工成加工完毕之后的线径φ6.0mm的细钢丝。另外，轧制设备的运转方法，以及，初始材料，加工完成的材料和第一～第三各个工序的每一个的试验项目，也以实施例1为基准进行。

表3表示实施例2的试验条件及试验结果。

表3

	轧制方案				被轧制材料的温度(℃)				铁素体平均粒径(μm)	机械性质
												材料尺寸(mm)	A/B(-)	截面收缩率R(％)	应变e′(-)	前级轧机		后级轧机		抗拉强度TS(MPa)	拉深RA(％)
	入口侧	出口侧	入口侧	出口侧
					初始材料	12φ	-	-		-	-					-	-	-	30			320	84.5
第一工序	-	0.45	40	0.51					510			453	435	460	-					-	-
					第二工序	-	0.50	40		0.51	514					415	403	423	-			-	-
第三工序	-	0.61	30	0.36					500			433	402	380	-					702*	76.9*
					完成材料	6.0φ	-	RTot＝75		∑e′＝1.39	-					-	-	-	0.5			702	76.9

注：^*号是在第三个工序的出口侧的试验值。

在前述轧制工艺中被轧制材料的温度，最高温度为514℃，最低温度为402℃，第一～第三工序的各个轧制工序的被轧制材料的温度的测定结果，如表3所示，处于本发明的温热轧制条件的范围内。另外，第一～第三的截面收缩率，在各个工序中的截面收缩率R为40％、40％、30％，A/B值为0.45、0.50、0.61，各个工序的真应变e′为0.51、0.51、0.36。

通过以上试验，获得以下结果。即，利用通电电阻加热方式的大容量急速加热装置，在任何一个轧制工序中，作为第一个轧机入口侧的温度，通过手动操作，将线径φ12mm的行进的被轧制材料(钢线材)加热到500～510℃的范围内，在利用第一个轧机轧制之后，作为第二个轧机的入口侧温度，保持在402～435℃的范围内，将该轧机的出口侧温度保持在380～460℃的范围内。

其间，进行防止发生歪斜的多方向、多道次的轧制，在所述轧制中，在轧制线的每一个工序中的截面收缩率为30～40％，通过第一～第三工序的六个道次，总截面收缩率为R_Tot为75％，累计真应变∑e′为1.39。轧制线速度(各个工序中的卷取线速度)为8.5～10.0m/分钟，以重量换算值55～36kg/分钟的轧制速度，获得线径φ6.0mm、单位重量1.0吨、与过去相比大单位重量的卷状细钢丝。

所获得的细钢丝的铁素体的平均粒径为0.5μm，抗拉强度TS为702MPa，拉深RA为76.9％，具有高强度以及高延展性的冷加工性优异的细钢丝。

另一方面，根据前述试验结果，由于利用第二个轧机进行的轧制过程中的被轧制材料的温度大致处于351～460℃这样的比较低温的水平，所以，散热速度低，发现由于加工发热引起的温度补偿效果，可以推断，在该轧制过程当中，几乎不引起温度降低，或者温度降低非常小。

[利用金属纤维气体燃烧器进行的辅助急速加热试验]

这时，设想在前述实施例1和实施例2中，作为辅助急速加热装置，进而在第二个轧机的入口侧设置金属纤维气体燃烧器，在这样设想的实施例1和实施例2的设备中，能够将任意一个工序中的轧制过程当中的温度控制在更窄的温度范围内的构思的基础上，进行利用如下所述的辅助急速加热装置进行的钢线材的升温试验。

利用金属纤维气体燃烧器将线径φ6mm的线材从常温加热，根据该线材的升温曲线，测定升温到400至450℃所需的时间。试验方法如下所述。

将φ6mm的被加热钢线材在金属纤维气体燃烧器内加热，所述金属纤维燃烧器，将相互在相反方向以将被加热钢线材隔开25mm的间隔相互对向配置的宽度150mm、长度400mm的两个平板毡状金属纤维组成的组沿着长度方向串列地将两组连接起来构成(从而，金属纤维气体燃烧器的总长度约为400mm×2＝约800mm，燃烧器彼此的间隔为50mm)。被加热的钢线材，在上下对向的前述平板毡状金属纤维之间，与两个平板毡状金属纤维的宽度方向的中心线平行地固定配置在与两者等距离的位置(分别距离25mm)，从各个上下金属纤维的外面(上下面侧)供应燃烧性气体使之燃烧，将金属纤维加热使之红热，将被加热钢线材加热使之升温，测定这时的升温曲线。

其结果是，用0.13分钟(＝8秒)被加热钢线材从400℃升温到450℃。藉此，例如，在如实施例1所述的第一至第四工序中轧制细钢丝的情况下，可以看出，将金属纤维气体燃烧器部分的长度1.3m的辅助急速加热装置设置在后级轧机的入口侧即可。在采用利用其它方式的辅助急速加热装置的情况下，以利用前述金属纤维气体燃烧器方式的辅助急速加热装置的情况为基准，可以通过设定所要制造的初始钢线材的线径和加工完毕的细钢丝的线径、轧制方案、以及轧制速度，设计辅助急速加热装置的总长度。

从而，根据利用前述金属纤维气体燃烧器进行的辅助急速加热试验的结果，在实施例1和实施例2中，通过在第二个轧机的入口侧设置恰当的辅助急速加热装置，可以将从轧制开始至结束的期间内的被轧制材料的温度控制在更窄的范围内。

具体地说，在前述实施例1级实施例2中，该控制温度范围，满足前述公式(3)及(4)，即，

T_r+1，out-T_r，in＝-150℃～50℃............(3)

T_n，out-T_1，in＝-200℃～100℃............(4)

(其中，T是温度(℃)，n表示轧机的台数，r是轧机的顺序号，表示从第一号至第n-1号的任意数，in表示紧靠轧机的入口侧之前，out表示紧接轧机的出口侧之后)，但是，很容易推断，可以满足作为更优选的控制温度范围的前述公式(3′)及(4′)所示，即，

T_r+1，out-T_r，in＝-50℃～30℃...............(3′)

T_n，out-T_1，in＝-50℃～30℃..................(4′)

如上所述，通过在第二个以后的轧机的入口侧设置辅助急速加热装置，可以构成能够施行更优选的温热控制连续轧制的大应变的温热控制连续轧制加工设备。

[比较例1]

作为初始材料，利用作为具有钢种标号为SWRCH6A(C含量：0.05质量％)的化学成分的用作冷锻用碳素钢线材的原料的热轧制造的市售φ12mm×长度3m的棒钢，利用两台串列配置的轧机，在本发明的范围之外的热轧条件下，如图表4所述，都利用方形孔型轧辊轧机，进行由两个道次构成的一个工序的轧制，获得9.5mm的方的棒钢。在前述情况下，初始材料的加热温度设定在950℃，但是，由于为了将行进的φ12mm的棒钢连续地升温加热到该加热温度所需要的加热炉的长度过长，无法实现，所以，在利用辐射加热炉将前述尺寸的初始材料的棒钢的整个长度加热之后，将其抽出，进行两个道次的轧制。

在表4中，表示出比较例1的试验条件和试验结果。

表4

	轧制方案                             被轧制材料的温度(℃)							铁素体平均粒径(μm)	机械性质
											材料尺寸(mm)	截面收缩率R(％)	应变e′(-)	前级轧机		后级轧机		抗拉强度TS(MPa)	拉深RA(％)
	入口侧	出口侧	入口侧	出口侧
					初始材料	12φ	-		-	-				-	-	-	20			400	82.5
第一工序	-	20	0.22	950				900			850	800	-					420*	82.0*
					完成材料	9.5×9.5	RTot＝20		∑e′＝0.22	-				-	-	-	10			420	82.0

注：^*号是在第一个工序的出口侧的试验值。

前述轧制工序中的被轧制材料的温度，最高温度为950℃、最低温度为800℃，在轧制工序中的被轧制材料的恰当的测定结果，如表4所示，处于本发明的温热轧制条件的范围之外，位于热轧温度区域内。

根据前述试验，获得以下的结果。利用通电电阻加热方式的大容量急速加热装置，将线径φ12mm的行进的被轧制材料(棒钢)加热到950℃，利用第一个轧机轧制之后，作为第二个轧机的入口侧的温度，得到850℃的温度，该轧机出口侧的温度为800℃。其间，每一个道次的截面收缩率为9.2％，总截面收缩率R_Tot为20％，累计真应变∑e′为0.22。轧制线速度为10m/分钟，以重量换算值为66kg/分钟的轧制速度，获得9.2mm的方形棒钢，长度5.1m、单位重量2.7kg的棒钢。但是，在该比较例中，由于加热方式如上所述不是连续地加热行进的材料的形态，所以，只用重量换算值的轧制速度，不能决定轧制效率，有必要注意加热效率的控制。

所获得的棒钢的铁素体的平均粒径为10μm，抗拉强度TS420MPa，比初始材料的400MPa上升量很小，另一方面，拉深RA为82.0％，几乎不比初始材料低。从而，利用现有技术的热轧条件制造的细钢丝的制造不能达到本发明的目的。

通过前述实施例和比较例，可以确认本申请的发明的有效性。另外，前述实施例及比较例的试验材料的化学成分，属于低碳钢或者极低碳钢，但本发明并不局限于此，考虑到前述的根据本申请的结晶晶粒的细化的机制，可以看出，在广泛的碳钢及低合金钢中，也可以获得同样的结果。

工业上利用可能性

如上所述，本发明一面使金属材料在轧制线上行进，一面稳定地、连续地将其加热到恰当的温度区域，一面将控制在恰当的温热温度范围内，一面利用多台孔型轧辊轧机进行控制并引入恰当的应变，进行连续的轧制。

本发明可以提供一种金属细丝的制造方法(权利要求1～18)及其制造装置(权利要求19～32)，所述方法和装置，利用钢铁、金属Mg及Mg合金、金属Al及Al合金、金属铜及铜合金，以及Ti及Ti合金的各自的棒材、线材作为原料，可以生产效率高并且大量地制造与过去相比强度及延展性优异的各个金属及合金线材或丝，而且能够生产过去不可能的大的单位重量的所述线材及丝。

另外，本发明，在由线径作为中间尺寸的5～60mm左右的卷状钢线材或钢丝制造线径1～25mm左右的细钢丝时，一面解卷常温的卷状线材，一面将该行进的被轧制材料在线稳定地、连续的急速加热，将其控制在规定的温热温度范围内，一面进行连续的轧制，可以制造具有微细的晶粒组织、抗拉强度及拉深优异的细钢丝。而且，本发明，通过对过去借助热轧或拉拔只能制造单位重量充其量在30～80kg左右的卷状钢线材进行温热控制连续轧制，可以提供单位重量在500kg乃至2吨或者更大的单位重量的具有微细晶粒组织乃至超微细晶粒组织的卷状细钢丝(权利要求52及53)，以及，能够由卷状钢线材或钢丝以高生产效率、大量生产具有所述微细晶粒组织乃至超微细晶粒组织的卷状细钢丝的制造方法(权利要求33～51)。

从而，根据本发明，由于不用过去的热轧、而是利用温热控制轧制进行制造，所以，可以完全省略在过去的细金属丝制造工艺中所必须的为了改进材质所进行的各种热处理工艺。

例如，对于细钢丝而言，具有完全可以不用在过去的细钢丝制造工艺中进行的需要非常长的时间的渗碳体球状化退火等热处理工艺等极大的优点。

不言而喻，通过考虑到原料的规格和所要制造的制品的规格、以及生产设备等操作条件，在本申请的发明的范围内，可以采用合理的温热控制轧制，也可以按照制品的用途，施行最低限度的热处理。

这样，根据本发明，能够高效率地制造过去不能制造的大单位重量的细金属丝，对于使用高强度并且具有高延展性的金属细丝作为原料的产业的发展可以有极大的帮助。

Claims (53)

1.金属线材或金属丝的制造方法，该方法对行进的金属材料进行加热，利用串列配置的多台轧机连续地轧制被加热的所述金属材料，制造金属线材或金属丝，其特征在于，将从轧制开始至轧制结束的被轧制材料的温度控制在根据所述被轧制材料的金属材料的种类确定的温热轧制温度的范围内，并且，利用孔型轧辊、平轧辊、或者孔型轧辊和平轧辊的组合，施行从所述轧制开始到轧制结束的期间、被引入前述被轧制材料的真应变e成为e≥0.25的轧制加工，其中，所述真应变e由下述公式(1)表示：

e＝ln(S₀/S)...........................(1)

其中，e：真应变

S₀：轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S：轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积。

2.如权利要求1所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，利用所述孔型轧辊、平轧辊、或者孔型轧辊和平轧辊的组合，施行前述真应变e成为e≥0.70的轧制加工。

3.如权利要求1所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，利用所述孔型轧辊、平轧辊、或者孔型轧辊和平轧辊的组合，施行前述真应变e成为e≥1.38的轧制加工。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，前述行进的金属材料，在加热之前，被卷绕成卷状，而且，将被前述多台轧机连续地施行了轧制加工的所述金属线材或金属丝，被卷绕成卷状。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，前述被轧制材料的加热为，在第一个轧机的实质上的跟前急速加热到前述温热轧制温度范围内的规定温度。

6.如权利要求1至5中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，前述被轧制材料的加热为，进而，在第二个轧机之后的至少一台轧机的实质上的跟前进行辅助地急速加热。

7.如权利要求1至6中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在利用前述孔型轧辊对前述被轧制材料进行的轧制方案中，包括下述轧制方案：利用具有椭圆形孔型的轧机轧制C截面具有四边形或圆形形状的被轧制材料，成形为C截面为椭圆形的被轧制材料，接着，对这样获得的被轧制材料利用具有方形孔型的轧机或者具有菱形孔型的轧机进行轧制，而且，在该轧制方案中，利用具有下述孔型的轧机进行轧制，所述孔型为前述椭圆形孔型的最大短轴长度(用A表示)相对于前述C截面具有四边形或者圆形形状的被轧制材料的各个对边之间的长度或者直径(均用B表示)的比例A/B满足A/B≤0.75的孔型。

8.如权利要求1至7中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在前述轧制方案中，进而，利用具有下述孔型的轧机进行轧制，所述孔型为前述方形孔型或菱形孔型的上下对角之间的长度(均用C表示)与将前述C截面成形为椭圆形的前述被轧制材料的长轴的长度(用D表示)的比例C/D满足C/D≤0.75的孔型。

9.如权利要求7或8所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，代替利用具有方形孔型的轧机或者具有菱形孔型的轧机，而利用具有箱形孔型的轧机轧制前述C截面被成形为椭圆形的前述被轧制材料。

10.如权利要求9所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，前述箱形孔形的上下对边之间的长度(用C′表示)相对于前述C截面成形为椭圆形的前述被轧制材料的长轴的长度D的比例C′/D满足C′/D≤0.75。

11.如权利要求7至10中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，用前述具有椭圆形孔型的轧机进行的前述轧制，使用具有前述椭圆形孔型的最大短轴的长度A与其长轴的长度(用E表示)之比A/E满足A/E≤0.40的椭圆形孔型的轧机。

12.如权利要求7至11中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，利用前述具有椭圆形孔型的轧机进行的前述轧制，使用具有前述椭圆形孔型的曲率半径(用Ra表示)是前述C截面具有四边形或圆形形状的被轧制材料的各个对边之间的长度或者直径B的1.5倍以上的椭圆形孔型的轧机。

13.如权利要求7、8、11或12中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在前述轧制方案中，包括进行两次以上的利用前述具有椭圆形孔型的轧机以及接着利用前述具有方形孔型的轧机或具有菱形孔型的轧机的组合进行的轧制。

14.如权利要1至13中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，在前述被轧制材料利用具有前述各个孔型的轧机进行的轧制方案中，孔型形状包括：菱形或箱型和随后的方形、菱形、箱形或圆形的组合。

15.如权利要1至14中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，一面将前述被轧制材料的温度控制在对应于前述金属材料的种类确定的温热轧制温度的范围内，一面将前述被轧制材料利用具有前述各个孔型的轧机进行的轧制加工的一系列工序重复两个工序以上。

16.如权利要1至15中任何一项所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，通过将上述一系列工序重复两个工序以上，施行按如下所述的轧制加工，所述轧制加工，在从最初的轧制工序的轧制开始到最终的轧制工序的轧制结束之间，引入到上述被轧制材料中的真应变e_Tot满足e_Tot≥0.25，其中，所述真应变e_To用下述公式(2)表示：

e_Tot＝ln(S₀/S_Tot)…………………………………(2)

其中，e_Tot：真应变

S₀：最初的轧制工序的轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S_Tot：在最终的轧制工序的轧制结束之后的被轧制材料的C截面的面积。

17.如权利要16所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，前述真应变e_Tot满足e_Tot≥0.70。

18.如权利要16所述的金属线材或金属丝的制造方法，其特征在于，前述真应变e_Tot满足e_Tot≥1.38。

19.一种温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在所述设备中，设置卷材解卷装置及线材卷取装置，在所述两个装置之间串列配置多台轧机，利用前述多台轧机连续地轧制从前述卷材解卷装置解卷并行进的被轧制材料，制造金属线材或金属丝，其特征在于，在前述多台轧机内的第一个轧机的入口侧，在实质上紧靠所述轧机的位置设置大容量急速加热装置。

20.如权利要求19所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在上述多台轧机内的第二个之后的轧机的至少一台的入口侧、在实质上紧靠该入口侧的位置上，进一步设置辅助急速加热装置。

21.如权利要求19或20所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，前述大容量急速加热装置是由金属纤维气体燃烧器或陶瓷多孔板气体燃烧器等表面燃烧式的气体燃烧器装置、通电电阻加热装置、电磁感应加热装置、以及电阻发热体辐射加热装置中的任何一种、或者两种以上组合的加热装置构成的。

22.如权利要求20或21所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，前述辅助急速加热装置是由金属纤维气体燃烧器或陶瓷多孔板气体燃烧器等表面燃烧式的气体燃烧器装置、通电电阻加热装置、电磁感应加热装置、以及电阻发热体辐射加热装置中的任何一种加热装置。

23.如权利要求19至22中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，前述多台轧机，在该轧机组中包括：配置有具有椭圆形孔型的轧机，其后配置有具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机以及具有圆形孔型的轧机中的任何一种的轧机的配置组合。

24.如权利要求19至22中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，前述多台轧机至少包括：具有椭圆形孔型的轧机、具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机、具有箱形孔型的轧机以及具有圆形孔型的轧机中的任何一个，并包括：紧接在所述任何一个轧机之后，配置具有椭圆形孔型的轧机、具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机、具有箱形孔型的轧机以及具有圆形孔型的轧机中的任何一种的轧机的配置组合。

25.如权利要求19至24中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述多台轧机中的最后的轧机的下游侧设置精整装置。

26.如权利要求19至25中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述多台轧机之间的至少一个部位处，设置对于从前述卷材绕装置解卷并行进的前述被轧制材料的松弛调整装置。

27.如权利要求19至26中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述多台轧机的各个轧机的入口侧设置将前述行进的被轧制材料引导到所述各个轧机内的入口侧导向装置。

28.如权利要求19至27中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述多台各个轧机的出口侧，设置将前述行进的被轧制材料从所述各个轧机行进排出的导出被轧制材料的出口侧导向装置。

29.如权利要求19至28中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述卷材解卷装置与前述大容量急速加热装置之间设置矫直机和/或夹送辊。

30.如权利要求19至29中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述卷材卷取装置的上游侧，设置冷却行进的钢丝用的冷却装置。

31.如权利要求19至30中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，在前述多台轧机中的除第一台轧机之外的任意的轧机的入口侧，设置用于控制行进的被轧制材料的在该任意轧机入口侧的温度的急速调整冷却装置。

32.如权利要求19至31中任何一项所述的温热控制连续轧制加工设备，其特征在于，设置温度控制机构，所述温度控制机构用于控制位于前述多台轧机的各个轧机的入口侧及出口侧的被轧制材料的温度。

33.卷状钢线材或钢丝的制造方法，将行进的钢线材加热，利用串列配置的多台轧机连续地轧制被加热的所述钢线材，制造钢线材或钢丝，其特征在于，将从轧制开始到轧制结束的被轧制材料的温度控制在350℃～850℃的范围内，并且，对所述被轧制材料的温度进行控制，使之满足下述公式(3)及(4)：

T_r+1，out-T_r，in＝-150℃～50℃…………(3)

T_n，out-T_1，in＝-200℃～100℃…………(4)

其中，T是温度(℃)，n表示轧机的台数，r是轧机的顺序号，表示从第一号至第n-1号的任意数，in表示紧靠轧机的入口侧之前，out表示紧接轧机的出口侧之后)。

34.如权利要求33所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，将从所述轧制开始到轧制结束的被轧制材料的温度控制在400℃至650℃的范围内。

35.一种卷状钢线材或钢丝的制造方法，将行进的钢线材加热，利用串列配置的多台轧机连续地轧制被加热的所述钢线材，制造钢线材或钢丝，其特征在于，将从轧制开始至轧制结束的被轧制材料的温度控制在400℃至650℃，并且，包含下述轧制方案：用具有椭圆形孔型的轧机轧制该被轧制材料，接着，利用具有方形孔型的轧机、具有菱形孔型的轧机、具有圆形孔型的轧机以及箱形孔型的轧机中的任何一种轧机进行轧制。

36.如权利要求33至35中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在前述轧机中，包括具有椭圆形孔型的轧机，包含利用所述具有椭圆形孔型的轧机进行的轧制，进而，施行使在从轧制开始到轧制结束期间引入所述被轧制材料的真应变e′成为e′≥0.25轧制加工，所述真应变e′由下面的公式(1′)表示：

e′＝ln(S₀′/S′)……………………(1′)

其中，e′：真应变

S₀′：轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积，

S′：轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积。

37.如权利要求36所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，前述真应变e′满足e′≥0.70。

38.如权利要求36所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，前述真应变e′满足e′≥1.38。

39.如权利要求33至35中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在前述轧机中包括具有椭圆形孔型的轧机，包含利用所述具有椭圆形孔型的轧机进行的轧制，进而，施行这样的轧制加工：该轧制加工在从该轧制开始至轧制结束的期间引入上述被轧制材料的利用三维有限元法算出的塑性应变(用ε表示)，在该被轧制材料的50体积％以上的区域内成为ε≥0.7。

40.如权利要求39所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，前述塑性应变ε为ε≥1.5。

41.如权利要求33至40中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在前述轧机中，包括具有椭圆形孔型的轧机，包含利用所述具有椭圆形孔型的轧机进行的轧制，被该具有椭圆形孔型的轧机轧制的被轧制材料的C截面具有四边形或圆形的形状，前述椭圆形孔型的最大短轴的长度(用A表示)相对于所述被轧制材料的各个对边之间的长度或直径(均用B表示)的比例A/B，满足A/B≤0.75的条件。

42.如权利要求41所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，前述椭圆形孔型的最大短轴的长度(用A表示)相对于所述被轧制材料的各个对边之间的长度或直径(均用B表示)的比例A/B，满足A/B≤0.60。

43.如权利要求33至42中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在前述轧机中，包括具有椭圆形孔型的轧机，紧接着该轧机设置具有方形孔型或菱形孔型的轧机，所述方形孔型或菱形孔型的上下对角之间的长度(均用C表示)相对于利用该具有椭圆形孔型的轧机成形的C截面为椭圆形的被轧制材料的长轴的长度(用D表示)的比例C/D，满足C/D≤0.75。

44.如权利要求33至43中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，将从前述被轧制材料的前述轧制开始到轧制结束的工序重复两个工序以上。

45.一种卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在权利要求44所述的发明中，施行这样的轧制加工：在从最初的轧制工序中的轧制开始至最终轧制工序中的轧制结束的期间引入所述被轧制材料的利用三维有限元法算出的塑性应变(用ε表示)，在该被轧制材料的50体积％以上的区域内成为ε≥1.5。

46.如权利要求33至43中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，通过将从上述被轧制材料的轧制开始至轧制结束的工序重复三个工序或四个工序，施行使在最初的轧制工序中的轧制开始至最终的轧制工序中的轧制结束的期间被引入上述被轧制材料的真应变e_Tot′成为e_Tot′≥1.38的轧制加工，其中，真应变e ′_Tot用下述公式(2′)表示：

e_Tot′＝ln(S₀′/S_Tot′)……………………(2′)

其中，e_Tot′：真应变

S₀′：最初的轧制工序的轧制开始前的被轧制材料的C截面的面积

S_Tot′：最终的轧制工序的轧制结束后的被轧制材料的C截面的面积。

47.一种卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在权利要求46所述的发明中，上述被轧制材料的一个工序，利用串列配置两台轧机的轧制加工设备来进行。

48.如权利要求33至43中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，通过将从上述被轧制材料的上述轧制开始至轧制结束的工序重复三个工序以上，进行这样的轧制加工：在从最初的轧制工序中的轧制开始至在最终工序中的轧制结束的期间被引入该被轧制材料的利用三维有限元法算出的塑性应变(用ε表示)，在该被轧制材料的50体积％以上的区域内成为ε≥2.0。

49.一种卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在权利要求48所述的发明中，施行这样的轧制加工：在从最初的轧制工序中的轧制开始至在最终工序中的轧制结束的期间被引入该被轧制材料的利用三维有限元法算出的塑性应变(用ε表示)，在该被轧制材料的50体积％以上的区域内成为ε≥3.0。

50.如权利要求33至49中任何一项所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，利用权利要求19至32中任何一项所述的温热控制连续轧制设备，对行进的钢线材施行轧制加工。

51.如权利要求50所述的卷状钢线材或钢丝的制造方法，其特征在于，在所述多台轧机中，至少一台轧机、至少一台轧机和定径机，或者定径机，其中的一个设备或者这些设备被空过，或者从轧制线上将其中的一个设备或者将这些设备暂时除去不用，将上述被轧制材料轧制成作为目标的截面形状尺寸。

52.一种卷状钢线材或钢丝，其特征在于，通过利用权利要求33至权利要求51中任何一项所述的方法进行制造，对于在前述最终轧制工序的轧制结束之后的被轧制材料的C截面的面积的90％以上的区域，将平均结晶晶粒的粒径细化到1.0μm以下。

53.如权利要求52所述的卷状钢线材或钢丝，其特征在于，形成在前述被轧制材料的C截面的面积90％以上的区域中的平均结晶晶粒的粒径在0.6μm以下。

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