CN108495723B - 热轧钢带的制造设备列和热轧钢带的制造方法 - Google Patents

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Abstract

热轧钢带的制造设备列具备由将加热至规定温度的被轧制材料10进行热轧而制成精轧开始板厚的多个粗轧机31、32构成的粗轧机组3和由将该被轧制材料10控制轧制至最终板厚的多个精轧机构成的精轧机组6，其中，多个粗轧机中的至少一个为可逆式轧机31。热轧钢带的制造设备列在可逆式轧机31的上游侧或下游侧具备以小于1000L/分钟·m2的水量密度对被轧制材料进行缓冷的缓冷装置42和在轧制方向上与缓冷装置42相邻地配置、以1000L/分钟·m2以上的水量密度对缓冷后的被轧制材料10进行骤冷的骤冷装置41。

Description

热轧钢带的制造设备列和热轧钢带的制造方法
技术领域
本发明涉及特别是在具有12mm以上的厚度并且要求高韧性的厚壁热轧钢带的制造中实施控制轧制的热轧钢带的制造设备列和热轧钢带的制造方法。
背景技术
图1中示出通常的热轧工序，在该轧制工序中，首先将利用连续加热炉1加热至约1200℃的被轧制材料(钢坯)利用精整压力机2沿板宽方向进行锻造，由此调整板宽，接着将该被轧制材料利用粗轧机组3进行轧制而制成厚度30～50mm的薄板坯10，接着将该薄板坯10利用能够连续轧制的6～7机架的精轧机组6轧制至1.2～25mm而制成热轧钢带，接着利用输出辊道7进行冷却后，利用卷取机8进行卷取。
以往，热轧钢带大多在压制加工中使用，因此重视成形性等加工性，但近年来，以管线管等所代表的结构用钢板的形式使用，大多还要求强度、韧性。结构用钢板其厚度为8～25mm，在热轧钢带中具有极厚的尺寸，特别是对于管线管原材料而言具有12mm以上的厚度。为了提高强度、韧性，在热轧钢带的制造工序中实施控制轧制(Controlled-Rolling；CR)是有用的。控制轧制是自古以来主要在厚钢板的制造工艺中实施的技术，是通过在钢的晶粒的生长速度慢的低温度范围内进行轧制而使结晶组织微细化从而提高韧性的技术。
通常，开始控制轧制的温度根据Nb、V等添加元素而不同，但是大致为950℃以下，从控制轧制开始厚度起到达到产品厚度为止至少实施约60％的压下。例如，在以60％的压下率实施控制轧制的情况下，如果使热轧钢板的最终厚度为12mm，则控制轧制开始厚度为约30mm，如果使最终厚度为25mm，则控制轧制开始厚度为约63mm。在使最终厚度为25mm的情况下，在通常的热轧钢板的制法中采用如下方法：首先以到粗轧结束为止使薄板坯的板厚为63mm的方式进行粗轧，接着到薄板坯的中心温度达到950℃以下为止在精轧机组6之前使薄板坯空冷待机，然后利用精轧机组6进行轧制。此时，在精轧机组6之前使薄板坯待机的时间需要为约200秒～约300秒，因此，在此期间不能对下一个材料进行轧制，轧制效率大幅降低。关于热轧钢带的制造生产线，用于解决上述问题的现有文献少，但是，对于厚钢板的制造生产线而言进行了大量研究，例如公开了如下所述的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-143459号公报
专利文献2：日本专利4720250号公报
专利文献3：日本特开平4-274814号公报
专利文献4：日本专利4946516号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1所记载的技术为如下所述的技术：在可逆式的粗轧机的入口侧或出口侧设置约15℃/秒～约300℃/秒的水冷装置，在粗轧机的轧制道次的道次间实施冷却、即在板厚比控制轧制开始厚度厚的阶段利用上述水冷装置实施被轧制材料的冷却，由此在控制轧制开始之前达到目标控制轧制开始温度。但是，该技术存在如下问题：在冷却速度高且板厚大的情况下，钢材的表面与中心的温度差增大，在水冷中薄板坯的表层有可能低于相变温度。这种情况下，有可能仅薄板坯的表层发生铁素体相变，有可能不满足规定的机械试验值。
专利文献2所记载的技术涉及将多个被轧制材料同时进行轧制的方法，其为如下所述的技术：完成轧制至控制轧制前的厚度后，使被轧制材料暂时从轧机到远处的运送台上待机，在此期间实施下一个材料的轧制，由此使轧机的空转时间极小化。但是，该技术存在如下问题：控制轧制开始之前的基于空冷的待机时间与轧制时间大致一致时，效率提高效果大，但相差较大时，轧制效率并不怎么提高。
在专利文献3中公开了一种升降装置，其具有将完成了控制轧制前的轧制的钢板抬起至下一个被轧制材料能够通过的高度而保持于待机状态的悬臂叉状的臂。在薄板坯的厚度足够厚并且待机的薄板坯的待机时间与通过的薄板坯的轧制时间一致时是非常有用的技术。另一方面，热轧钢带与厚钢板相比，钢坯的重量大至20～30吨，并且薄板坯的长度例如超过20m等，极长，因此，需要大规模的升降装置。另外，升降装置的臂与薄板坯长时间接触，因此，还存在其接触部的温度降低的问题。此外，虽然暗示了能够使用待机装置越过下一个材料进行轧制，但并没有公开在包含需要冷却等待的控制轧制材料的情况下，如何进行轧制才能减少热轧机的空闲时间从而提高轧制效率。
在专利文献4中，为了弥补上述文献的弱点，公开了在专利文献3的升降装置的基础上在轧机的前后设置水冷装置的技术。但是，在该文献中，也与专利文献3同样，并没有公开针对各种尺寸和温度条件的薄板坯如何进行轧制才能减少热轧机的空闲时间从而提高轧制效率。
因此，本发明的课题在于提供能够防止在控制轧制之前进行的冷却中薄板坯的表层低于相变温度、并且减少控制轧制开始之前所需要的时间从而高效地制造热轧钢带的热轧钢带的制造设备列和热轧钢带的制造方法。
用于解决问题的方法
有利地解决上述问题的本发明的热轧钢带的制造设备列为具备由将加热至规定温度的被轧制材料进行热轧而制成精轧开始板厚的多个粗轧机构成的粗轧机组和由将该被轧制材料控制轧制至最终板厚的多个精轧机构成的精轧机组的热轧钢带的制造设备列，其特征在于，
上述多个粗轧机中的至少一个为可逆式轧机，
在上述可逆式轧机的上游侧或下游侧具备以小于1000L/分钟·m2的水量密度对被轧制材料进行缓冷的缓冷装置和在轧制方向上与上述缓冷装置相邻地配置、以1000L/分钟·m2以上的水量密度对上述缓冷后的被轧制材料进行骤冷的骤冷装置。在此，“相邻”是指缓冷装置与骤冷装置其相互间不隔着粗轧机而直接相邻。
需要说明的是，对于本发明的热轧钢带的制造设备列而言，优选上述多个粗轧机中至少配置于最下游的粗轧机为可逆式轧机。
另外，对于本发明的热轧钢带的制造设备列而言，优选上述骤冷装置和上述缓冷装置从靠近上述可逆式轧机的一侧起以骤冷装置、缓冷装置的顺序进行配置。
此外，对于本发明的热轧钢带的制造设备列而言，优选上述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用上述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用上述骤冷装置进行骤冷。
此外，对于本发明的热轧钢带的制造设备列而言，优选利用上述缓冷装置和上述骤冷装置的冷却时间分别按照使被轧制材料的冷却中的表面温度达到600℃以上的方式进行设定。
另外，对于本发明的热轧钢带的制造设备列而言，优选上述多个精轧机中最终段的精轧机的出口侧板厚为12mm以上。
另外，有利地解决上述问题的本发明的热轧钢带的制造方法中，将加热至规定温度的被轧制材料利用多个粗轧机进行热轧而制成精轧开始板厚，将该被轧制材料利用多个精轧机控制轧制至最终板厚，所述制造方法的特征在于，
上述多个粗轧机中的至少一个为可逆式轧机，
在上述可逆式轧机的上游侧或下游侧，将被轧制材料利用缓冷装置以小于1000L/分钟·m2的水量密度进行缓冷，将上述缓冷后的被轧制材料利用在轧制方向上与上述缓冷装置相邻地配置的骤冷装置以1000L/分钟·m2以上的水量密度进行骤冷。
需要说明的是，对于本发明的热轧钢带的制造方法而言，优选上述多个粗轧机中至少配置于最下游的粗轧机为可逆式轧机。
另外，对于本发明的热轧钢带的制造方法而言，优选将上述骤冷装置和上述缓冷装置从靠近上述可逆式轧机的一侧起以骤冷装置、缓冷装置的顺序进行配置。
此外，对于本发明的热轧钢带的制造方法而言，优选将上述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用上述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用上述骤冷装置进行骤冷。
此外，对于本发明的热轧钢带的制造方法而言，优选按照使利用上述缓冷装置和上述骤冷装置进行冷却的被轧制材料的冷却中的表面温度达到600℃以上的方式对被轧制材料进行冷却。
另外，对于本发明的热轧钢带的制造方法而言，优选将上述多个精轧机中最终段的精轧机的出口侧板厚设定为12mm以上。
发明效果
在本发明的热轧钢带的制造设备列和热轧钢带的制造方法中，在可逆式轧机的上游侧或下游侧，首先利用缓冷装置以小于1000L/分钟·m2的水量密度对被轧制材料进行缓冷，然后将缓冷后的被轧制材料利用在轧制方向上与缓冷装置相邻地配置的骤冷装置以1000L/分钟·m2以上的水量密度进行骤冷，通过形成这样的构成，在板厚较大的轧制初期，利用冷却速度较小、但即使进行较长时间的冷却也不会使薄板坯的表层的温度低于相变温度的缓冷装置进行缓冷，由此能够在防止薄板坯表层的相变的同时确保大的温度下降量。另一方面，在板厚较小的轧制后期，在薄板坯的中心与表层温度差小，薄板坯的表层的温度难以低于相变温度，因此，利用骤冷装置进行骤冷，由此能够提高冷却速度而在短时间内冷却至所期望的控制轧制开始温度。
因此，根据本发明的热轧钢带的制造设备列和热轧钢带的制造方法，能够防止在控制轧制之前进行的冷却中薄板坯的表层低于相变温度、并且减少控制轧制开始之前所需要的时间而高效地制造热轧钢带。
附图说明
图1是将通常的热轧钢带的制造设备列与轧制道次一起示意性地示出的构成图。
图2是将实施本发明的热轧钢带的制造方法的一个实施方式的、本发明的热轧钢带的制造设备列的一个实施方式与轧制道次和冷却时机一起示意性地示出的构成图。
图3是示出将板厚40mm的薄板坯以各种冷却水量密度进行冷却时的薄板坯表面的温度历程的图。
图4是示出将板厚40mm的薄板坯以各种冷却水量密度进行冷却时的薄板坯的截面平均温度的图。
图5是针对初期的表面温度为1000℃的各种板厚的薄板坯示出冷却水量密度与冷却至薄板坯的表面温度达到600℃为止时的截面平均的极限温度下降量的关系的图。
图6是针对初期的表面温度为1000℃的各种板厚的薄板坯示出冷却水量密度与薄板坯的截面平均的冷却速度的关系的图。
图7是示出在图2所示的制造设备列中利用配置于可逆式轧机的附近的骤冷装置对薄板坯进行冷却的情况的图。
图8是示出在图2所示的制造设备列中利用配置于可逆式轧机的远处的缓冷装置对薄板坯进行冷却的情况的图。
图9是将实施本发明的热轧钢带的制造方法的另一个实施方式的、本发明的热轧钢带的制造设备列的另一个实施方式与轧制道次和冷却时机一起示意性地示出的构成图。
具体实施方式
以下，基于附图对通常的热轧钢带的制造设备列和制造方法进行说明后，对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是将通常的热轧钢带的制造设备列与轧制道次一起示意性地示出的构成图。
首先，在通常的热轧钢带的制造中，如图1所示，利用连续加热炉1将例如板厚260mm的被轧制材料(钢坯)加热至1250℃，然后，利用粗轧机组3制成作为规定厚度的片状的被轧制材料的薄板坯10。此时，为了调整薄板坯10的板宽，利用设置在连续加热炉1的出口侧的精整压力机2，沿宽度方向压下至规定的尺寸后，利用设置在与粗轧机组3的轧机接近的位置处的磨边机4同样地沿宽度方向压下。接着，利用切头剪5切断薄板坯10的前端和尾端后，将该薄板坯10利用精轧机组6精轧至规定的厚度(例如20mm)，制成热轧钢带，然后，利用输出辊道7冷却至规定温度后，利用卷取机8进行卷取。
图示例中，粗轧机组3由两台粗轧机31、32构成，粗轧机组3中，在上游侧(加热炉侧)配置有能够可逆轧制的可逆式轧机31，在下游侧配置有能够进行仅向下游侧的运送方向的轧制的非可逆式轧机32。通过该粗轧机组3，例如利用可逆式轧机31进行约5道次～约11道次的轧制后，利用非可逆式轧机32进行仅1道次的轧制。
以往，轧制至规定的控制轧制开始厚度的薄板坯10在粗轧机组3与精轧机组6之间振动待机直至降低至规定的控制轧制开始温度为止。薄板坯10的表面温度利用辐射温度计33进行测定，确认到薄板坯10的表面温度下降至规定的控制轧制开始温度后，送至精轧机组6实施控制轧制。此时，通过空冷使温度降低约150℃～约250℃，因此，需要待机约60秒～约300秒。在此期间，不能利用精轧机组6进行轧制，因此导致轧制效率的下降。另外，如果使此时的薄板坯10的厚度为例如50mm，则薄板坯10的长度为约50m，极长，因此，如上述现有文献3、4所公开的那样导入抬起薄板坯的升降装置等机构是不现实的。
因此，在本发明的实施方式中采用如下构成：在粗轧机组3的可逆式轧机31的单侧(上游侧或下游侧)配置水量密度为1000L/分钟·m2以上的骤冷装置41和水量密度小于1000L/分钟·m2的缓冷装置42从而在粗轧机组3内同时实施冷却和轧制。由此，在利用粗轧机组3完成轧制的时刻，能够调整成使薄板坯10的温度与控制轧制开始温度相等，能够大幅缩短控制轧制温度等待时间。
以下对这些冷却装置的具体的配置例和使用该装置的轧制方法进行说明。图2是示意性地示出在图1所示的制造设备列中附加有骤冷装置41和缓冷装置42的、实施本发明的热轧钢带的制造方法的一个实施方式的、本发明的热轧钢带的制造装置的一个实施方式的构成图。
在本实施方式中，如图2所示，在可逆式轧机31的下游侧，沿轧制方向观察从靠近可逆式轧机31的一侧起以骤冷装置41、缓冷装置42的顺序配置骤冷装置41和缓冷装置42。并且，在轧制初期，如图2的下段中示出轧制道次和冷却时机那样，在可逆式轧机31中在轧制后向下游侧送出的各轧制道次间(轧制与下个轧制之间)，使从可逆式轧机31观察设置得比骤冷装置41更远的缓冷装置42工作，同时使薄板坯10通过该缓冷装置42，实施往复冷却。薄板坯10变为规定的薄厚后(轧制后期)，停止缓冷装置42的放水，并且使从可逆式轧机31观察设置于比缓冷装置42更靠近的位置的骤冷装置41工作，在可逆式轧机31中在轧制后向下游侧送出的各轧制道次间和向下一工序输送时使薄板坯10通过骤冷装置41而实施冷却。
在本实施方式中，根据利用可逆式轧机31进行反复轧制的薄板坯10的厚度而分开使用骤冷装置41和缓冷装置42的原因如下所述。图3中示出将板厚40mm的薄板坯10以各种冷却水量密度进行冷却时的表面的温度历程作为一例。图中，温度急剧降低的区域表示实施了水冷，经过下限温度而温度升高的时间区域表示停止水冷并实施了放冷(空冷)。由该图可知，随着冷却水的水量密度增多，表面的冷却速度(温度的时间梯度)加快。另一方面，薄板坯10的温度低于600℃时，发生相变而由奥氏体组织变为铁素体组织。在这样的状态下进行控制轧制的情况下，存在表面延展性降低、产生从铁素体晶界开始的裂纹的风险。因此，优选水冷中的薄板坯10的最表层的温度保持于600℃以上。在图3所示的例子中，从这样的观点出发，薄板坯10的表面温度达到下限温度的600℃时停止水冷。图4中示出此时的薄板坯10的截面平均温度。同样地图中温度急剧地降低的时间区域表示实施了水冷。冷却水的水量密度高时，薄板坯10的截面平均温度的时间梯度、即冷却速度变得陡峭，但是，从使表面温度保持于600℃以上而防止从铁素体晶界开始的裂纹的观点出发，使冷却水的供给在途中停止，因此，冷却水的水量密度越高，则冷却结束时的温度也升高。因此可知，越减小冷却水的水量密度，冷却速度越慢，但能够增大一次可冷却的温度下降量。
图5中针对初期的表面温度为1000℃的各种板厚的薄板坯10示出冷却水量密度与冷却至表面温度达到600℃为止时的截面平均的温度下降量的关系。如上述说明那样，存在使表面温度保持于600℃以上这样的制约条件，由此，板厚越大、或者冷却水的水量密度越大，则由一次水冷带来的冷却温度下降量越小。下文中，从表面温度600℃的制约考虑，将通过一次冷却能够下降的温度称为极限温度下降量。
图6中针对初期的表面温度为1000℃的各种板厚的薄板坯10示出冷却水的水量密度与薄板坯10的冷却速度的截面平均的关系。冷却水的水量密度越大，则冷却速度越快。因此，若一并考虑上述制约，在实施极限温度下降量以下的冷却的情况下，提高冷却水的水量密度能够在短时间内使温度下降，因此，对于缩短轧制时间而言是有利的。
在此，考虑到实际的轧制工序，将具有约220mm～约260mm的厚度的钢坯以10道次左右轧制至约45mm。在轧制初期具有板厚大、极限温度下降量小的倾向，因此，从每一个道次的表面的下限温度的方面出发，极限温度下降量大的缓冷是有利的。在轧制后期的板厚减小的条件下，能够增大极限温度下降量，因此，提高冷却速度而在短时间内进行水冷的骤冷变得有利。另外，板厚小则极限温度下降量大，因此，在设置有多个粗轧机的情况下，在与最小板厚对应的最下游的可逆式轧机的上游侧或下游侧实施冷却是适合的。
另外，根据图5可知，在板厚为较大的80mm和120mm的情况下，冷却水的水量密度以1000L/分钟·m2为界，在低水量密度下，极限温度下降量增大。因此，从防止薄板坯10的表面的铁素体裂纹的观点出发，板厚80mm以上时，通过使冷却水的水量密度小于1000L/分钟·m2，能够确保大的极限温度下降量。
因此，在本发明的实施方式中，使到控制轧制所期望的规定温度(控制轧制开始温度)为止的冷却分散于多个道次，一个道次中实施约20℃～约30℃的冷却。此时，鉴于上述原理，在板厚较大、特别是板厚为80mm以上的轧制初期，利用水量密度小于1000L/分钟·m2的缓冷装置42实施冷却，在板厚较小、特别是板厚小于80mm的轧制后期，利用水量密度为1000L/分钟·m2以上的骤冷装置41实施冷却，由此，能够在防止薄板坯10的表面的铁素体裂纹的同时进行高效的冷却，能够缩短轧制时间。
需要说明的是，在缓冷装置42中，越降低冷却水的水量密度，则每一个道次的水冷所带来的温度下降量越大，但冷却速度变慢，因此提高效率的效果减小。因此，缓冷装置42的冷却水量优选设定为200L/分钟·m2以上。另一方面，在骤冷装置41中，越增大冷却水量密度，则每一个道次的水冷所带来的温度下降量越小，但冷却速度加快。因此，在每一个道次的极限冷却能力不太发生变化的范围内，还存在与冷却水量增大相伴的设备成本的升高，因此，优选将冷却水的水量密度设定为6000L/分钟·m2以下。
各冷却装置41、42可以为由多个圆管喷嘴构成的组喷流冷却、管层流、喷雾冷却、喷淋冷却等任何形式的装置，对于骤冷装置41而言，冷却水量多，因此，在薄板坯10上容易产生厚的滞留水，该滞留水阻碍所喷射的冷却水对钢板表面的碰撞，结果有可能得不到稳定的冷却。因此，骤冷装置41优选使用具有多个对液膜的贯通力高的圆管喷嘴的组喷流冷却装置。另一方面，缓冷装置42没有特别限制，可以使用通常在热轧钢带的冷却装置中使用的管层流方式、喷淋方式。
接着，对冷却装置41、42的优选配置进行说明，优选沿轧制方向观察依次在相对于可逆式轧机31较近的位置配置骤冷装置41、在较远的位置配置缓冷装置42。在本实施方式中，根据薄板坯10的厚度而分开使用冷却装置，但薄板坯10在各轧制道次被压下，由此使板厚减小，与其相应地薄板坯10的长度依次变长。即，在使用骤冷装置41的板厚小的区域中，达到最大的薄板坯长度。通常的粗轧机组的布局基于设计规格的道次规程来确定各轧机的间隔。因此，将薄板坯10利用冷却装置41、42进行通过冷却时，如果薄板坯10长，则有可能在薄板坯10从冷却装置41、42出来的时刻到达至相邻的轧机而干扰。因此，如图7所示，板厚小且长的薄板坯10进行冷却的骤冷装置41优选设置于靠近可逆式轧机31的位置。
另外，作为骤冷装置41的冷却方式，优选设定为通过冷却。此时，同时实施轧制和水冷，因此，轧制速度和骤冷装置41的通过速度需要设定为相同值。因此，可逆式轧机31与骤冷装置41的距离优选尽可能地减小，但是，通常在可逆式轧机31的周围设置有磨边机4、轧制导轨等而使接近配置存在极限，因此，骤冷装置41优选配置于可逆式轧机31的25m以内。
缓冷装置42如图8所示针对板厚较大的薄板坯10使用，因此，为了使通过缓冷装置42后的薄板坯10不干扰相邻的非可逆式轧机32，优选配置于相邻的粗轧机31、32的大致中央位置。可逆式轧机31与缓冷装置42之间的距离和缓冷装置42与相邻设置的非可逆式轧机32之间的距离大于被水冷的薄板坯10的长度的情况下，也可以将薄板坯10利用可逆式轧机31轧制后改变其通板速度而通过缓冷装置42，由此能够自由地调整冷却时的温度下降量。从这样的观点出发，也优选将缓冷装置42设置于相邻的粗轧机31、32的中央位置。另外，薄板坯10的长度小于缓冷装置42的长度的情况下，也可以将薄板坯10运送至缓冷装置42的正下方后使薄板坯10停止或振动的同时进行冷却来代替通过冷却。
另外，本实施方式的热轧钢带的制造设备列可以如图2所示具备轧制道次规程制作装置51和冷却道次规程制作装置52。轧制道次规程制作装置51由个人计算机等构成，根据所输入的钢坯的厚度和控制轧制开始厚度等在各轧制道次的压下量的限制内以尽可能地减少其道次数的方式算出并制作各粗轧机31、32中的压下量和道次数等道次规程。
冷却道次规程制作装置52由个人计算机等构成，基于由上述轧制道次规程制作装置51算出的各轧制道次后的薄板坯10的厚度等，对各冷却道次，在薄板坯10的厚度为80mm以上时分配利用缓冷装置42的缓冷、在薄板坯10的厚度小于80mm时分配利用骤冷装置41的骤冷，并且根据通过预先的实验等得到的规定板厚下的冷却水量密度与温度下降量的关系、和通过预先的实验等得到的规定冷却水量密度下的薄板坯10的表面温度与冷却时间的关系，算出冷却道次数、冷却时间。此时，冷却道次规程制作装置52按照薄板坯10的冷却中的表面温度不低于600℃的方式分别算出利用缓冷装置42和骤冷装置41的冷却时间、通板速度。需要说明的是，通过冷却道次规程制作装置52制作的冷却道次规程可以反馈至轧制道次规程制作装置51，在轧制道次数相对于算出的冷却道次数不足的情况下，可以使轧制道次规程制作装置51附加压下量零的轧制道次，在该轧制道次后实施水冷。如此制作的轧制道次规程和冷却道次规程被输出至各粗轧机31、32和冷却装置41、42，各装置31、32、41、42按照该规程实施轧制和冷却。
在上述实施方式中，示出了沿轧制方向观察在可逆式轧机31的下游侧依次配置骤冷装置41、缓冷装置42、非可逆式轧机32的例子，但也可以在可逆式轧机31的上游侧从靠近可逆式轧机31的一侧起依次设置骤冷装置41、缓冷装置42。在图示例中，第奇数次的轧制道次结束后进行薄板坯10的水冷，但在可逆式轧机31的上游侧从靠近该可逆式轧机31的一侧起依次设置有骤冷装置41、缓冷装置42的情况下，在第一轧制道次之前和第偶数次的轧制道次结束时实施水冷。
另外，在上述实施方式中，对粗轧机组3由各为一台的可逆式轧机31和非可逆式轧机32构成进行了说明，但粗轧机组3可以具有多个可逆式轧机31。图9示出本发明的另一个实施方式的热轧钢带的制造设备列和使用该制造设备列的热轧钢带的制造方法。在该图所示的实施方式中，粗轧机组3由三台可逆式轧机31构成。沿轧制方向观察，在最下游侧的可逆式轧机31的上游侧从靠近该可逆式轧机31的一侧起依次配置有骤冷装置41、缓冷装置42。在图的下段还记载了轧制工序中的水冷时机。在本制造设备列中，从位于图中的左侧的最上游的可逆式轧机31开始轧制，利用各可逆式轧机31分别实施三道次轧制。此时，对于中央的可逆式轧机31而言，在第奇数次的轧制道次结束后利用缓冷装置42进行冷却，然后在从中央的可逆式轧机31向右侧的最下游的可逆式轧机31的输送中和第偶数次的轧制道次结束后利用骤冷装置41进行冷却。
实施例
接着，对本发明的实施例进行说明。作为对象的轧制原材料(被轧制材料)为钢材，如下述表1所示，产品厚度设定为18mm、24mm，控制轧制压下率设定为60％。即，控制轧制开始厚度为45mm和60mm。另外，控制轧制开始温度设定为850℃。在比较例1和2中，使用图1所示的生产线，将轧制原材料利用连续加热炉1加热至1150℃，然后，利用粗轧机组3轧制至表1所记载的控制轧制开始厚度，制成薄板坯10，利用辐射温度计33确认薄板坯10的表面温度达到850℃±10℃后利用精轧机组6实施轧制。在薄板坯10的温度高于目标的控制轧制开始温度的情况下，在粗轧机组3与精轧机组6之间使薄板坯10振动待机直至达到规定的控制轧制开始温度为止。
[表1]
在实施例1和2中，如图2所示在粗轧机组3的可逆式轧机31(上游侧)与非可逆式轧机32(下游侧)之间配置骤冷装置41和缓冷装置42而在粗轧工序中实施水冷。在实施例1中，按照下述表2所记载的道次规程实施轧制和水冷，在实施例2中，按照下述表3的道次规程实施轧制和冷却。同样地，对于比较例1按照表2的道次规程实施轧制、对于比较例2按照表3的道次规程实施轧制，但未进行水冷。
[表2]
[表3]
骤冷装置41使用在运送方向(轧制方向)和宽度方向上以60mm间距配置有多个孔径5mm的圆管喷嘴的组喷流冷却装置，其冷却水量密度设定为3000L/分钟·m2。缓冷装置42使用配置于薄板坯10的上表面侧的发夹型管层流冷却装置和配置于薄板坯10的下表面侧的喷淋冷却装置，其冷却水量密度设定为900L/分钟·m2。另外，按照使冷却时的薄板坯10的表面温度达到600℃以上的方式控制轧制速度和冷却装置通过速度。其结果是，将薄板坯10从可逆式轧机31运送至骤冷装置41冷却后返回至该轧机31为止的时间如表1所示为5秒。另外，将薄板坯10从可逆式轧机31运送至缓冷装置42冷却后返回至该轧机31为止的时间如表1所示在产品厚度18mm时为22秒、在产品厚度24mm时为40秒。
在上述条件下，将针对实施例1、2和比较例1、2的轧制原材料实际轧制后的结果示于下述表4中。实施例1是产品厚度为18mm的例子。精轧机组6之前的待机时间为约10秒，待机时间与粗轧时间的合计为428秒。需要说明的是，10秒的待机时间是精轧机组6之前利用辐射温度计33确认温度所需的时间，未产生实质的待机时间。在按照与实施例1相同的轧制道次规程进行轧制、但未使用本发明中提出的冷却装置41、42的比较例1中，到达精轧机组6时的薄板坯10的温度为965℃，比目标的850℃高115℃，因此，达到目标温度为止在精轧机组6之前使其待机(空冷)170秒。待机时间与粗轧时间的合计为514秒，比实施例1长86秒。
[表4]
实施例2是产品厚度为24mm的例子。与实施例1同样地精轧机组6之前的待机时间为约10秒，待机时间与粗轧时间的合计为431秒，为与实施例1大致相同的轧制时间。需要说明的是，10秒的待机时间是精轧机组6之前利用辐射温度计33确认温度所需的时间，未产生实质的待机时间。
在按照与实施例2相同的轧制道次规程进行轧制、但未使用本发明中提出的冷却装置41、42的比较例2中，到达精轧机组6时的薄板坯10的温度为992℃，比目标的850℃高142℃，因此，达到目标温度为止在精轧机组6之前使其待机(空冷)290秒。待机时间与粗轧时间的合计为590秒，比实施例2长159秒。
根据上述试验的结果确认到，在粗轧机组3内设置骤冷装置41和缓冷装置42并且根据薄板坯的厚度分开使用骤冷和缓冷，由此，从加热炉取出到开始精轧的时间对于产品厚度18mm的原材料而言缩短86秒、对于产品厚度24mm的原材料而言缩短159秒。
以上，基于图示例对本发明进行了说明，但本发明并非限定于此，可以在权利要求书记载的范围内进行适当变更、追加。例如，利用骤冷装置41和缓冷装置42的冷却也可以不在面向冷却装置41、42送出的全部轧制道次后进行，在基于水冷的温度下降量大、精轧机到达时的温度低于精轧的预定开始温度的情况下，也可以不实施任意道次的水冷。特别是在利用缓冷装置42进行水冷的情况下，可以通过进行通过冷却并且在缓冷装置42的入口侧改变通板速度来调整温度下降量，或者也可以通过停止或实施振动冷却的同时调整冷却水的喷射时间来调整温度下降量。此外，在上述说明中，在相对于可逆式轧机31较近的位置配置有骤冷装置41、在较远的位置配置有缓冷装置42，但在粗轧机31、32的间隔充分长的情况下等，也可以在相对于可逆式轧机31较近的位置配置有缓冷装置42、在较远的位置配置有骤冷装置41。
产业上的可利用性
由此，根据本发明，能够防止在控制轧制之前进行的冷却中薄板坯的表层低于相变温度、并且减少控制轧制开始之前所需要的时间而高效地制造热轧钢带。
符号说明
1 连续加热炉
2 精整压力机
3 粗轧机组
4 磨边机
5 切头剪
6 精轧机组
7 输出辊道
8 卷取机
10 薄板坯
31 可逆式轧机
32 非可逆式轧机
33 辐射温度计
41 骤冷装置
42 缓冷装置
51 轧制道次规程制作装置
52 冷却道次规程制作装置

Claims (22)

1.一种热轧钢带的制造设备列，其具备由将加热至规定温度的被轧制材料进行热轧而制成精轧开始板厚的多个粗轧机构成的粗轧机组和由将该被轧制材料控制轧制至最终板厚的多个精轧机构成的精轧机组，所述制造设备列的特征在于，
所述多个粗轧机中的至少一个为可逆式轧机，
在所述可逆式轧机的上游侧或下游侧具备以小于1000L/分钟·m2的水量密度对被轧制材料进行缓冷的缓冷装置和在轧制方向上与所述缓冷装置相邻地配置、以1000L/分钟·m2以上的水量密度对所述缓冷后的被轧制材料进行骤冷的骤冷装置。
2.如权利要求1所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述多个粗轧机中至少配置于最下游的粗轧机为可逆式轧机。
3.如权利要求1所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述骤冷装置和所述缓冷装置从靠近所述可逆式轧机的一侧起以骤冷装置、缓冷装置的顺序进行配置。
4.如权利要求2所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述骤冷装置和所述缓冷装置从靠近所述可逆式轧机的一侧起以骤冷装置、缓冷装置的顺序进行配置。
5.如权利要求1所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
6.如权利要求2所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
7.如权利要求3所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
8.如权利要求4所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
9.如权利要求1～8中任一项所述的热轧钢带的制造设备列，其中，利用所述缓冷装置和所述骤冷装置的冷却时间分别按照使被轧制材料的冷却中的表面温度达到600℃以上的方式进行设定。
10.如权利要求1～8中任一项所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述多个精轧机中最终段的精轧机的出口侧板厚为12mm以上。
11.如权利要求9所述的热轧钢带的制造设备列，其中，所述多个精轧机中最终段的精轧机的出口侧板厚为12mm以上。
12.一种热轧钢带的制造方法，其中，将加热至规定温度的被轧制材料利用多个粗轧机进行热轧而制成精轧开始板厚，将该被轧制材料利用多个精轧机控制轧制至最终板厚，所述制造方法的特征在于，
所述多个粗轧机中的至少一个为可逆式轧机，
在所述可逆式轧机的上游侧或下游侧，将被轧制材料利用缓冷装置以小于1000L/分钟·m2的水量密度进行缓冷，将所述缓冷后的被轧制材料利用在轧制方向上与所述缓冷装置相邻地配置的骤冷装置以1000L/分钟·m2以上的水量密度进行骤冷。
13.如权利要求12所述的热轧钢带的制造方法，其中，所述多个粗轧机中至少配置于最下游的粗轧机为可逆式轧机。
14.如权利要求12所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述骤冷装置和所述缓冷装置从靠近所述可逆式轧机的一侧起以骤冷装置、缓冷装置的顺序进行配置。
15.如权利要求13所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述骤冷装置和所述缓冷装置从靠近所述可逆式轧机的一侧起以骤冷装置、缓冷装置的顺序进行配置。
16.如权利要求12所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
17.如权利要求13所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
18.如权利要求14所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
19.如权利要求15所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述被轧制材料在其板厚为80mm以上时利用所述缓冷装置进行缓冷，在其板厚小于80mm时利用所述骤冷装置进行骤冷。
20.如权利要求12～19中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其中，按照使利用所述缓冷装置和所述骤冷装置进行冷却的被轧制材料的冷却中的表面温度达到600℃以上的方式对被轧制材料进行冷却。
21.如权利要求12～19中任一项所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述多个精轧机中最终段的精轧机的出口侧板厚设定为12mm以上。
22.如权利要求20所述的热轧钢带的制造方法，其中，将所述多个精轧机中最终段的精轧机的出口侧板厚设定为12mm以上。
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