CN101678414B - 热轧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过热轧处理含有铜的金属材料而制造金属板的热轧装置。该装置具有：粗轧机构，随着被加热处理的上述金属材料的往复移动而多次轧制上述金属材料从而将其成形为金属板；保温加热处理机构，将由该粗轧机构成形的金属板在不弯曲的状态下以比加热处理低的温度进行保温加热处理；精轧机构，进一步轧制处理被保温加热处理机构进行了热处理的金属板；冷却机构，冷却被精轧机构轧制处理过的金属板；支承台，在金属板被上述粗轧机构往复移动期间，在粗轧机构的前后从下方能够移动地支承金属材料。根据本发明，能够使在热轧装置中制造的金属板的品质提高，并且能够实现轧制所要求的工艺的速度的提高。

Description

热轧装置

技术领域

本发明涉及一种对含有铜的金属板进行热轧的热轧装置。

本申请基于2007年6月18日于日本申请的特愿2007-160367号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

以往以来，作为通过对以钢为主要成分且含有铜的废料材料(金属材料)进行热轧处理而制造金属板的装置，使用借助辊轧机将被加热处理的金属材料多次轧制而使其变薄延展的热轧装置。

这样的热轧装置中，有将以下部件进行线形排列的构成：粗轧机，一边使被加热处理到高温的上述金属材料往复运动一边进行多次轧制从而将其成形为金属板；保温库，例如将借助粗轧机成形的金属板保温为比上述加热处理低的温度；精轧机列，精轧从保温库输出的金属板；冷却装置，冷却从精轧机列输出的金属板。

例如在专利文献1中，公开有将卷材箱作为上述保温库而设置的热轧装置，所述卷材箱在既定温度环境中将由粗轧机成形的金属板卷曲保管。根据专利文献1所公开的热轧装置，因为金属板被卷曲在卷材箱中，所以能够实现线长度短的热轧装置。

此外，在专利文献2中公开了在粗轧机和精轧机列双方中同时轧制处理金属材料的热轧装置。根据专利文献2所公开的热轧装置，能够实现借助粗轧机和精轧机列连续地处理金属材料的紧凑的热轧装置。

专利文献1：日本特开昭48-62651号公报

专利文献2：日本专利第3146786号公报

但是，在热轧装置中，被粗轧机轧制处理之前的金属材料由于在高温中被加热处理而金属板的表面氧化，形成所谓的一次锈垢(氧化层)。该一次锈垢在供给至粗轧机之前被除去。此外，与在被供给至粗轧机之前形成的一次锈垢相对，在从粗轧机输出之后到被冷却之间在金属板的表面上形成所谓的二次锈垢(氧化膜)。

二次锈垢特别形成于金属板处于粗轧机和精轧机列之间时。铜与铁相比不易氧化。因此在形成二次锈垢的过程中，在金属板的表面上铁优先氧化而形成氧化铁层。之后，在氧化铁层和钢的界面上发生铜凝集而成为液体而析出而在钢的表面的晶粒边界渗透的现象。其结果，使金属板变脆。即由于形成了二次锈垢而导致金属板变脆。

以往，由二次锈垢导致的金属板的脆弱化为不构成问题的程度，但是近年要求金属板的品质提升，产生了对由于二次锈垢导致的金属板的脆弱化进行处理的必要性。

特别是在专利文献1及专利文献2所公开的热轧装置中，因为形成有二次锈垢的金属板被卷曲，所以金属板弯曲，存在由于金属板的脆弱化而在金属板上产生微小的损伤的可能性。此外，在专利文献1中，因为金属板在被卷曲在卷材箱内的状态下被保温，所以存在金属板的宽度方向的端部及与卷取用的心轴接触的位置容易冷却、在将卷曲的金属板作为一整块考虑时容易产生温度分布不均的问题。在金属板的温度分布方面存在不均时，在金属板的品质方面也产生不均。

此外，在热轧装置中，要求从废料材料到制造金属板所需要的时间的缩短化。

例如在专利文献2所公开的热轧装置中，在粗轧机与精轧机列之间设置保温库。在该热轧装置中，因为金属板存在于保温库的时间和次数过多而锈垢生成量变多。被粗轧机轧制的金属材料由于多次轧制而变薄，而在其中途，金属材料有时会发生翘曲。

因此，为了安全地进行保管库内的板顶端通过而不能够提高金属材料的输送速度，不能够提高轧制速度且不能够缩短金属板存在于保温库的时间。若轧制速度变慢则二次锈垢厚度变厚，生产性降低。此外，在最终路程(パス)中，因为同时地进行粗轧和精轧所以粗轧的最终路程的轧制速度变慢。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题点而提出的，其目的为：

(1)使在热轧装置中制造的金属板的品质提高。

(2)实现热轧装置中的工艺的速度的提高。

为了达成上述目的，本发明是通过对含有铜的金属材料进行热轧处理而制造金属板的热轧装置，具有：粗轧机构，随着被加热处理的上述金属材料的往复移动而多次轧制上述金属材料从而将其成形为金属板；保温加热处理(保加熟処理)机构，将由该粗轧机构成形的上述金属板在不弯曲的状态下以比上述加热处理低的温度进行保温加热处理；精轧机构，进一步轧制处理被上述保温加热处理机构实施过热处理的上述金属板；冷却机构，冷却被上述精轧机构轧制处理过的上述金属板；支承台，在上述金属板利用上述粗轧机构往复移动期间，在上述粗轧机构的前后从下方将上述金属材料支承为能够移动。

根据本发明，在金属材料利用粗轧机构往复移动期间，即金属材料被粗轧机构轧制期间，金属材料被支承台从下方能够移动地支承。

此外，在保温加热处理机构中，由粗轧机构成形的金属板以不弯曲的状态被实施热处理。

此外，在本发明中，上述支承台优选在上述粗轧机构与上述保温加热处理机构之间具有从下方将上述金属材料支承为能够移动的后支承台。该后支承台的长度被设定为比从上述粗轧机构向上述保温加热处理机构的上述金属材料的最终往复移动中的上述金属板从上述粗轧机构突出的长度长。

此外，在本发明中，优选具有将上述保温加热处理机构中的上述热处理的环境保持为氧浓度不足3％的氧浓度控制机构。

此外，本发明是通过对含有铜的金属材料进行热轧处理而制造金属板的热轧装置，具有：粗轧机构，随着被加热处理的上述金属材料的往复移动而多次轧制上述金属材料从而将其成形为金属板；保温加热处理机构，以比上述加热处理低的温度保温加热处理由该粗轧机构成形的上述金属板；精轧机构，进一步轧制处理由上述保温加热处理机构实施过热处理的上述金属板；冷却机构，冷却被上述精轧机构轧制处理过的上述金属板；氧浓度控制机构，将上述保温加热处理机构中的上述热处理的环境保持为氧浓度不足3％。

根据本发明，利用氧浓度控制机构将保温加热处理机构的热处理的环境保持为氧浓度不足3％。

根据本发明，在保温加热处理机构中，被粗轧机构轧制的金属板以不弯曲的状态被热处理。因此，因为形成有二次锈垢的金属板不卷曲，所以能够防止由于金属板的脆弱化而在金属板上产生微小的裂缝等的损伤。此外，根据本发明，因为金属板不在被卷曲在卷材箱中的状态下进行热处理，所以能够令金属板的温度分布均一化，能够令金属板的品质均一化。此外，因为能够在保温加热处理机构中令金属板的温度分布均一化，所以无需进行冷却中的细微的温度控制，能够提高后段的冷却机构中的处理速度及减小冷却机构的大小。

此外，根据本发明，在金属材料被粗轧机构往复移动期间，即金属材料被粗轧机构轧制期间，金属材料被支承台从下方能够移动地支承。因此，在金属材料被粗轧机构轧制期间，金属材料不被供给至例如保管库中的保温等的其他的工艺。从而，在被粗轧机构轧制期间，金属材料的输送速度不会由于其他的工艺而受到限制。由此，能够使金属材料的输送速度即粗轧机构中的轧制速度提高。即，本发明因为不同时在粗轧机构和精轧机构中进行轧制处理，所以能够使轧制速度提高，能够加快金属材料的行进速度。

如此，根据本发明，能够使在热轧装置中制造的金属板的品质提高，并且能够实现轧制所要求的工艺的速度的提高。

此外，根据本发明，借助氧浓度控制机构，保温加热处理机构中的热处理的环境中的氧浓度保持为不足3％。

在保温加热处理机构中的热处理的环境中的氧浓度为不足3％时，能够使形成于金属板表面的二次锈垢的厚度减小。二次锈垢的厚度与二次锈垢的生成量即析出的液状的铜的量成比例，所以通过如本发明这样地减小二次锈垢的厚度而液状的铜的生成量减小，能够抑制由于液晶的铜渗透至钢等的金属材料晶粒边界而导致的金属板的脆弱化。

从而，根据本发明，能够使在热轧装置中制造的金属板的品质提高。

附图说明

图1是作为本发明的一实施方式的热轧装置的概略构成图。

图2是表示作为本发明的一实施方式的热轧装置的功能构成的框图。

图3是作为本发明的一实施方式的热轧装置所具有的氧浓度控制装置的概略构成图。

图4是表示作为本发明的一实施方式的热轧装置的直线加热炉的内部环境发生变化时的二次锈垢量的变化的图表。

附图标记说明

1   热轧装置

2   加热炉

3   前面台(支承台)

4   除锈垢装置

5   粗轧机(粗轧机构)

6   后面台(支承台)

7   直线加热炉(保温加热处理机构)

8   氧浓度控制装置(氧浓度控制机构)

10  精轧机列(精轧机构)

11  冷却装置

X   初轧板坯(金属材料)

Y   金属板

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的热轧装置的一实施方式。另外，在以下附图中，为了令各部件为能够识别的大小而适当变更了各部件的比例尺。

图1是作为本发明的一实施方式的热轧装置的概略构成图。此外，图2是表示作为本发明的一实施方式的热轧装置的功能构成的框图。

如这些图所示，本实施方式的热轧装置1具有加热炉2、前面台3(支承台)、除锈垢装置4、粗轧机5(粗轧机构)、后面台6(支承台)、直线加热炉7(保温加热处理机构)、氧浓度控制装置8(氧浓度控制机构)、顶端切断机9、精轧机列10(精轧机构)、冷却装置11(冷却机构)、卷取机12、以及控制装置13。

加热炉2，在由粗轧机5进行轧制之前将含有铜且主要成分包含钢的初轧板坯X(金属材料、废料材料)加热到适于粗轧处理的温度。

前面台3被配置在加热炉2的后段，具有沿直线方向排列的多个台辊。该前面台3将从加热炉2输出的初轧板坯X输送至粗轧机5，且在后述的借助粗轧机5令初轧板坯X往复运动而反复轧制时从下方支承初轧板坯X。

除锈垢装置4被设置在粗轧装置5近前，除去由于在加热炉2中加热初轧板坯X而在初轧板坯X的表面形成的一次锈垢或在粗轧机5的轧制处理时产生的锈垢。

粗轧机5具有旋转的一对的轧制辊51、52，在轧制辊51、52之间轧制初轧板坯X，从而将初轧板坯X成形为金属板Y。轧制辊51、52被同步地旋转驱动，其旋转方向可逆。因此能够一边使初轧板坯X往复运动一边反复进行轧制处理。

后面台6具有沿线方向排列的多个台辊，将从粗轧机5输出的金属板Y输送至直线加热炉7，且在借助粗轧机5令初轧板坯X往复运动且反复进行轧制时从下方支承初轧板坯X。

后面台6的长度被设定为比从粗轧机5向直线加热炉7的初轧板坯X的最终往复移动中的初轧板坯X从粗轧机5突出的长度长。另外，在此所说的最终往复移动是指在从粗轧机5至精轧机列10最后地输送初轧板坯X之前的往复移动(最终路程之前的路程)。即，最终往复移动中的初轧板坯X从粗轧机5突出的长度是在从粗轧机5至精轧机列10最后地输送初轧板坯X之前(最终路程之前的路程)从粗轧机5突出的初轧板坯X的长度。

即，在本实施方式的热轧装置1中，后面台6的长度被设定为比在最后往复移动中初轧板坯X从粗轧机5向直线加热炉7方向最突出时的初轧板坯X的突出量长。因此，在粗轧机5的初轧板坯X的轧制处理中初轧板坯X的顶端不会到达直线加热炉7，在粗轧机5的初轧板坯X的轧制处理期间初轧板坯X不会暴露于直线加热炉7的内部环境中。

直线加热炉7与加热炉2分别地保温加热保持金属板，在本实施方式的热轧装置1中将金属板Y保温在1100℃左右。在直线加热炉7中，能够在与从粗轧机5输出的金属板Y的全长接近的长度下将金属板Y以不弯曲的状态保温。

另外，在直线加热炉7的内部令多个台辊沿线方向排列，借助这些台辊将金属板Y支承为能够移动。

氧浓度控制装置8与直线加热炉7连接，将直线加热炉7内部的氧浓度控制为不足3％。

图3是直线加热炉7的概略构成图。如该图所示，氧浓度控制装置8具有：燃料阀81，调节供给至直线加热炉7所具有的燃烧器(例如回热燃烧器等)的燃料量；空气阀82，调节供给至燃烧器的空气量；氧分析计83，分析计测直线加热炉7内的氧浓度；燃料比控制部84，基于氧分析计83的计测结果以及从外部的控制装置13供给的控制信号控制燃料阀81和空气阀82的开口率。

回到图1，顶端切断机9被设置在直线加热炉7的后段，将从直线加热炉7输出的金属板Y的顶端切断。

精轧机列10为由多个轧制辊10a构成的辊轧机101沿着线排列多个而构成，通过进一步轧制处理从直线加热炉7输出的金属板Y而调节形状。

冷却装置11被设置在精轧机列10的后段，对借助精轧机列10调节了形状的金属板Y进行冷却处理。在本实施方式中借助水冷冷却处理金属板Y。

卷取机12被设置在冷却装置11的后段，卷取被冷却装置11冷却的金属板Y。

控制装置13总括本实施方式的热轧装置1的全部工作。如图2所示，控制装置13与加热炉2、前面台3、除锈垢装置4、粗轧机5、后面台6、直线加热炉7、氧浓度控制装置8、顶端切断机9、精轧机列10、冷却装置11、以及卷取机12电气地连接。

接着，说明这样地构成的本实施方式的热轧装置1的工作。另外，热轧装置1的工作以上述控制装置13为主体而实施。

首先，在加热炉2中将初轧板坯X加热到既定温度。被加热的初轧板坯X经由除锈垢装置4而被供给至粗轧机5。即，初轧板坯X在除锈垢装置4中在形成于表面的一次锈垢被除去之后被供给至粗轧机5。

被供给至粗轧机5的初轧板坯X借助粗轧机5被多次(例如3次)往复移动且被反复轧制，从而成形为金属板Y。

在此，在本实施方式的热轧装置1中，在初轧板坯X被粗轧机5轧制处理期间，初轧板坯X借助前面台3或后面台6而被从下方能够移动地支承。即，初轧板坯X，在被粗轧机5轧制处理期间不实施保温等的其他的热处理及精轧等的其他的加工处理，在前面台3或后面台6上移动。

另外，后面台6的长度被设定为比从粗轧机5向直线加热炉7的初轧板坯X的最终往复移动中的初轧板坯X从粗轧机5突出的长度长。从而，在初轧板坯X被粗轧机5轧制处理期间，初轧板坯X的顶端不会暴露于直线加热炉7的内部环境中。

此外，除锈垢装置4在控制装置13的控制之下被适当地用于生成锈垢的除去。

借助粗轧机5成形的金属板Y经由后面台6被供给至直线加热炉7而被保温在1100℃左右的温度。并且，在金属板Y的表面在行进期间形成二次锈垢。

在此，在本实施方式的热轧装置1中，因为直线加热炉7的长度被设定为与金属板Y的长度接近，所以能够将金属板Y收纳在直线加热炉7中而不弯曲。

此外，在本实施方式的热轧装置1中，借助氧浓度控制装置8将直线加热炉7的内部中的氧浓度设定为不足3％。

具体而言，氧浓度控制装置8，基于表示与从氧分析计83输入的直线加热炉7内部的氧浓度的测量结果以及从控制装置13输入的设定的氧浓度相对应的燃料比的指示信号，借助燃料比控制部84控制燃料阀81和空气阀82的开口率，从而控制直线加热炉7的内部的氧浓度。

通过这样地令直线加热炉7的内部的氧浓度保持为不足3％，在保温金属板Y时的环境中的氧浓度为不足3％。图4是在时间轴上表示维持于1100℃的直线加热炉7的内部的氧浓度发生变化时的二次锈垢的膜厚度变化的图表。另外，曲线A表示以往以来一般被设定的氧浓度为5％的情况，曲线B表示氧浓度为3％的情况，曲线C表示氧浓度为1％的情况。

如该图所示，在氧浓度被设定为3％时，与一般被设定的氧浓度为5％的情况相比，二次锈垢的膜厚度及生成量为一半左右。此外，在氧浓度被设定为1％时，二次锈垢的膜厚度会进一步减少。

从而，通过令直线加热炉7的内部的氧浓度为不足3％而能够使二次锈垢的生成量充分地减少。

从直线加热炉7输出的金属板Y，在顶端部借助顶端切断机9被切断之后，借助精轧机列10进一步被轧制处理其成为期望的厚度。

并且，被精轧机列10轧制处理后的金属板Y在被冷却装置11冷却处理之后被卷取机12卷取。

根据这样的本实施方式的热轧装置1，被粗轧机5轧制的金属板Y不弯曲地借助直线加热炉7保温。因此形成了二次锈垢的金属板Y不卷曲，所以能够防止由金属板Y的脆弱化引起的在金属板Y上产生微小的裂缝等的损伤。根据本实施方式的热轧装置1，金属板Y不在卷曲于卷材箱的状态下被进行热处理，所以金属板Y的温度分布均一化，金属板Y的冶金物性均一化，进而金属板Y的品质均一化。此外，在直线加热炉7中令金属板Y的温度分布均一化，从而令从精轧机列10输出的金属板Y的温度也均一化。因此，不需要进行与轧制条件变动相伴的冷却装置11的细微的温度控制，能够提升冷却装置11中的处理速度以及减小冷却装置11的大小。

此外，根据本实施方式的热轧装置1，在初轧板坯X被粗轧机5往复移动期间，即初轧板坯X被粗轧机5轧制期间，初轧板坯X被前面台3或后面台6从下方能够移动地支承。因此，在初轧板坯X被粗轧机5轧制期间，初轧板坯X不会供给至例如其他的工艺中。从而，在被粗轧机5轧制期间，初轧板坯X的输送速度不会由于其他的工艺而受到限制。从而能够使初轧板坯X的输送速度即粗轧机5的轧制速度提高。

如此地根据本实施方式的热轧装置1，能够使在热轧装置1中制造的金属板Y的品质提高，并且能够提高工艺速度。

此外，根据本实施方式的热轧装置1，借助氧浓度控制装置8将直线加热炉7中的热处理的环境中的氧浓度保持为不足3％。

在令直线加热炉7中的热处理的环境中的氧浓度不足3％时，如上所述，能够使形成于金属板Y的表面上的二次锈垢的厚度减少。二次锈垢的厚度与二次锈垢的生成量即析出的液状的铜的量成比例。因此，如本发明所述，通过使二次锈垢的厚度减少而减少液状的铜的生成量，能够抑制由于液晶的铜渗透至钢等的金属材料晶粒边界而导致的金属板Y的脆弱化。

从而，根据本实施方式的热轧装置1，能够使在热轧装置1中制造的金属板Y的品质提高。

以上，一边参照附图一边说明了本发明的热轧装置的优选的实施方式，但是显然本发明并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中例示的各构成部件的诸形状及组合等是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以基于设计要求等而进行种种变更。

例如，可以在上述实施方式的直线加热炉7的后段设置感应加热装置，使被供给至精轧机列10的金属板Y的温度控制的精度进一步提高。

此外，可以将燃烧气体、空气之外的气体供给至直线加热炉7内。

此外，在上述实施方式中优选在金属板Y进入至直线加热炉7时降低金属板Y的输送速度而减小金属板Y的向炉壁的碰撞冲击力。

但是，也可以采用如下构成：在排列在直线加热炉7的内部的多个台辊之间配置由耐热钢构成的挡板(エプロン)，使金属板Y在直线加热炉7的内部被输送时的碰撞冲击力缓和。在采用这样的构成的情况中，能够使直线加热炉7中的金属板Y的输送速度提高，能够进一步缩短从初轧板坯X到制造成金属板Y的工艺速度。

产业上的利用可能性

根据本发明，能够使在热轧装置中制造的金属板的品质提高，且能够提高轧制所需要的工艺的速度。

Claims (3)

1.一种热轧装置，是通过对含有铜的金属材料进行热轧处理而制造金属板的热轧装置，具有：

前面台；

除锈垢装置，设置在上述前面台的后段，除去形成在上述金属材料的表面上的锈垢；

粗轧机构，设置在上述除锈垢装置的后段，随着被加热处理的上述金属材料的往复移动而多次轧制上述金属材料从而将其成形为金属板；

后面台，设置在上述粗轧机构的后段；

保温加热处理机构，设置在上述后面台的后段并且与氧浓度控制机构连接，将由上述粗轧机构成形的上述金属板在不弯曲的状态下以比上述加热处理低的温度进行保温加热处理；

精轧机构，进一步轧制处理被上述保温加热处理机构进行了热处理的上述金属板；

冷却机构，冷却被上述精轧机构轧制处理过的上述金属板；

上述前面台和上述后面台在上述金属材料被上述粗轧机构往复移动期间，在上述粗轧机构的前后从下方将上述金属材料支承为能够移动。

2.如权利要求1所述的热轧装置，其特征为，

上述后面台的长度被设定为比从上述粗轧机构向上述保温加热处理机构的上述金属材料的最终往复移动中的上述金属材料从上述粗轧机构突出的长度长。

3.如权利要求1或2所述的热轧装置，其特征为，上述氧浓度控制机构将上述保温加热处理机构中的上述热处理的环境中的氧浓度保持为不足3％。

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