CN111819298A - 钢板的退火方法及退火炉 - Google Patents

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Abstract

本发明的钢板的退火方法为具备对钢板进行支承、搬送的炉底辊的退火炉中的钢板的退火方法，其特征在于，作为配置在炉温为950℃以上的区域中的炉底辊，使用全陶瓷炉底辊，上述全陶瓷炉底辊为使用Al‑Y系烧结助剂的主成分为氮化硅的全陶瓷炉底辊。需要说明的是，在全陶瓷炉底辊与其他材质的炉底辊同时存在于退火炉内的情况下，优选以使得炉底辊间的扭矩差成为5％以下的方式对各炉底辊的扭矩进行调节。

Description

钢板的退火方法及退火炉
技术领域
本发明涉及钢板的退火方法及退火炉。
背景技术
通常，在薄板等钢板的制造线上，在表面涂布等规定工序之前进行使轧制后的钢板退火的工序。在此，作为退火炉内的炉底辊表层的材质，要求在高温条件下具有优异的耐热性及耐热膨胀性并具有适度的硬度，通常使用金属制的石墨质芯体的碳材料。例如，专利文献1、2中记载了下述内容：在800℃以上的温度条件下具有98％以上的碳纯度、且体积比重为1.65以上、电阻率为1000μΩ·cm以下、石墨化度为0.60以上的石墨质碳材料，其适合作为辊材质。另外，在专利文献3中记载了下述内容：在900℃以上的更为高温的温度条件下，就专利文献1、2中记载的材质的辊而言，由于其肖氏硬度低，因此使用中氧化损耗急剧增大，在辊表面局部地形成凹部，导致粘着发生(pickup)。因此，专利文献3中记载了具有硬度为50以上、孔隙率为5～15％且石墨化度为0.6％以上的特性的辊最为合适。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第2603578号说明书
专利文献2：日本特公昭44-3694号公报
专利文献3：日本特开昭57-137419号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献3中记载了提高辊的肖氏硬度对于抑制粘着发生而言是有效的。但是，根据本申请的发明人进行的实验可知，在Si含量高的钢板(例如Si含量为3％左右)的退火工序中，在950℃以上的温度条件下退火的情况下，即使是专利文献3中记载的特性范围内的碳辊也仍会发生粘着。也就是说，可知仅是提高辊的肖氏硬度无法充分抑制粘着发生。
本发明是鉴于上述课题做出的，其目的在于提供在950℃以上的温度条件下也能够充分抑制粘着发生的钢板的退火方法及退火炉。
用于解决课题的手段
本发明的钢板的退火方法为具备对钢板进行支承、搬送的炉底辊的退火炉中的钢板的退火方法，上述退火方法的特征在于，作为配置在炉温为950℃以上的区域中的炉底辊，使用全陶瓷炉底辊，上述全陶瓷炉底辊是使用Al-Y系烧结助剂的主成分为氮化硅的全陶瓷炉底辊。
本发明的钢板的退火方法的特征在于，在上述发明中，包括在上述全陶瓷炉底辊与其他材质的炉底辊同时存在于退火炉内的情况下、以使得炉底辊间的扭矩差成为5％以下的方式对各炉底辊的扭矩进行调节的步骤。
本发明的钢板的退火炉具备对钢板进行支承、搬送的炉底辊，上述退火炉的特征在于，具备配置在炉温为950℃以上的区域中的全陶瓷炉底辊，上述全陶瓷炉底辊是使用Al-Y系烧结助剂的主成分为氮化硅的全陶瓷炉底辊。
本发明的钢板的退火炉的特征在于，在上述发明中，具备在上述全陶瓷炉底辊与其他材质的炉底辊同时存在于退火炉内的情况下、以使得炉底辊间的扭矩差成为5％以下的方式对各炉底辊的扭矩进行调节的机构。
发明效果
根据本发明的钢板的退火方法及退火炉，在950℃以上的温度条件下也能够充分抑制粘着发生。
附图说明
图1是示出应用作为本发明一实施方式的钢板的退火方法的、钢板的退火线的构成的示意图。
图2是示出在图1所示的退火炉内搬送钢板的情形的示意图。
图3是示出截面EPMA分析的结果的图。
图4是示出辊表面观察的结果的图。
图5是示出轴振动测定的结果的图。
具体实施方式
本申请的发明人针对在Si含量高的钢板的退火工序中在950℃以上的温度条件下粘着发生也非常少的炉底辊进行了研究。对于通常作为辊材质的碳而言，其与钢板表面的铁粉等发生氧化还原反应，在辊表面局部地形成凹部。而后，铁粉等聚集粒子填充于该凹部中，通过与钢板的摩擦而自转并生长，生长成的聚集粒子块在辊表面突出而发生粘着。着眼于这一点，作为与钢板的反应性低的材质，对陶瓷进行了研究。首先，关于烧结助剂进行了研究，确认到下述情况：对于使用Mg系烧结助剂的陶瓷而言，由于Mg容易氧化，因此与钢板表面的Al、Si反应(例如4Al2O3+3Mg→3Al2MgO4+2Al这样的反应等)而引发粘着。另一方面，确认到下述情况：使用Al-Y系烧结助剂的陶瓷不与钢板反应，与在碳辊表层形成凹部而成为粘着的起点相对，其表层保持整洁且耐粘着性优异。由此，作为烧结助剂，希望以重量％计含有5～20％的Al2O3及Y2O3。
需要说明的是，为了降低成本，对在金属制辊的表层形成有陶瓷层的陶瓷套筒辊进行了研究，但确认到长期使用后的轴振动大，从耐久性的方面考虑，不适于实用化。与此相对，确认到与碳炉底辊相比，轴部及辊主体全部由陶瓷形成的全陶瓷炉底辊轴的振动小且耐久性也优异。从这个方面考虑，使用全陶瓷炉底辊能够削减维修费。另外，作为退火炉内的炉底辊，通常使用碳、耐热合金制的炉底辊，但是发现，在这样的炉底辊与全陶瓷炉底辊同时存在的条件下，若恒定地设定辊圆周速度，则全陶瓷炉底辊附近的其他材质的炉底辊的表面发生损耗而促进粘着。其原因被认为是，摩擦系数根据材质而不同，从而钢板的搬送量失衡。就此，当以使得全部炉底辊的扭矩成为相同程度的方式进行调节后，相应碳炉底辊处的粘着发生频率的程度减小至与其他碳炉底辊处的粘着发生频率相同。由此确认到，通过扭矩调节，从而能够使全陶瓷炉底辊与其他材质炉底辊同时存在并进行操作，且能够应对阶段性地以及选择性的陶瓷炉底辊的导入。
需要说明的是，作为其他材质的炉底辊，除了碳炉底辊之外，能够例示耐热钢制炉底辊、耐热合金制炉底辊等。
以下，参照附图，说明作为本发明一实施方式的钢板的退火方法。
图1是示出应用作为本发明一实施方式的钢板的退火方法的、钢板的退火线的构成的示意图。图2是示出在图1所示的退火炉4内搬送钢板S的情形的示意图。如图1所示，在应用作为本发明一实施方式的钢板的退火方法的钢板的退火线1中，对于从入侧的卷材2放出的钢板S，为了将表面附着的轧制油、铁粉等除去而在清洗段3中进行碱清洗。然后在退火炉4中进行钢板S的连续退火。如图2所示，在退火炉4内，以不对钢板S施加应变的方式，钢板S由炉底辊11沿水平方向支承、搬送。返回至图1，在退火炉4中退火后的钢板S接下来被向涂布机5输送，通过涂布机5在钢板S的表面涂布涂液。接下来，在表面涂布涂液后的钢板S被搬送至烘烤炉6，并在烘烤炉6中进行涂液的干燥及烘烤。然后，钢板S在退火线1的出侧被卷取为卷材7。
本发明的炉底辊为轴部及辊主体均使用Al-Y系烧结助剂的、主成分为氮化硅的全陶瓷炉底辊，通过导入至退火炉4内炉温为950℃以上、优选900℃以上的区域中，从而能够发挥充分减少粘着的效果。另外，当作为炉底辊11同时存在碳炉底辊与全陶瓷炉底辊的情况下，需要进行扭矩调节。在未调节扭矩的情况下，全陶瓷炉底辊附近的碳炉底辊表层的损耗发展，在该表层，聚集粒子块因与钢板的摩擦而自转生长，且生长成的聚集粒子块在辊表面突出，因此发生粘着。需要说明的是，所谓扭矩，是指辊旋转的驱动力。扭矩能够以例如驱动马达的电流值来掌握，各辊的电流值之差容许至多为5％以内。扭矩能够通过例如变更各辊的前滑率等使辊圆周速度变更来进行调节。
实施例
在本实施例中，通过实验对陶瓷炉底辊的烧结助剂进行了研究。具体来说，将使用Al-Y系或Mg系的烧结助剂的陶瓷炉底辊片(15t×18w×38L)放置在含有3.3质量％的Si、0.7质量％的Al的钢板粉上，并在陶瓷炉底辊片上放置383g的砝码以进行面压调节。然后，将温度保持为1050℃、气氛设置为20％H2-N2且露点为-40℃，载置1小时。其结果，仅在使用Mg系烧结助剂的陶瓷炉底辊片的表面观察到反应物。将陶瓷炉底辊片的截面EPMA(Electron Probe Micro Analyzer：电子探针显微分析仪)分析的结果示于图3。如图3所示，可知在Mg系烧结助剂的陶瓷炉底辊表层观察到的反应物为与钢板的Si、Al反应而生成的氧化物。
另外，在对含有1质量％以上的Si的钢板进行退火的退火炉中，在炉温950℃以上的区域中使用碳套筒辊及全陶瓷炉底辊7个月后，进行辊表面观察及轴振动测定。将辊表面观察及轴振动测定的结果分别示于图4的(a)、(b)、图5及表1。如图4的(a)、(b)所示，在碳套筒辊(No.4)上观察到划痕、成为粘着起点的孔隙，与此相对，使用Al-Y系烧结助剂的全陶瓷炉底辊(No.1)则完全没有损伤，维持了非常好的状态。另外，如图5所示，碳套筒辊的振动大且发出咯噔咯噔的声音，与此相对，使用Al-Y系烧结助剂的全陶瓷炉底辊振动小且无声。另外，陶瓷套筒辊在2个月的时间点发生破损。
[表1]
(表1)
Figure BDA0002668879470000061
接下来，在对含有1质量％以上的Si的钢板进行退火的退火炉中，在炉温950℃以上的区域中应用使用Al-Y系烧结助剂的全陶瓷炉底辊，并在低于炉温950℃的区域中应用碳套筒辊，此时，对陶瓷辊的扭矩和碳套筒辊的扭矩进行各种变更，并分别操作7个月后进行辊表面观察。将辊表面观察结果示于下述表2。如表2所示，在扭矩差为1％以下时，未观察到粘着发生(评价：○)，在扭矩差为3％、5％时，产生若干成为粘着起点的孔隙(评价：△)，在扭矩差超过5％时，发生了压痕、划痕等明显的粘着(评价：×)。由此确认到：通过使陶瓷辊与碳套筒辊的扭矩差为5％以下，从而即使在退火炉的高温区域中使用陶瓷辊并且在低温区域中使用碳套筒辊的情况下，也能够有效抑制粘着。
[表2]
(表2)
Figure BDA0002668879470000062
以上，对应用本申请的发明人做出的发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于由本实施方式中的构成本发明部分公开内容的记载及附图。即，本领域技术人员等基于本实施方式做出的其他实施方式、实施例及应用技术等全部包含在本发明的范围内。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供在950℃以上的温度条件下也能够充分抑制粘着发生的钢板的退火方法及退火炉。
附图标记说明
1 钢板的退火线
2、7 卷材
3 清洗段
4 退火炉
5 涂布机
6 烘烤炉
11 炉底辊
S 钢板

Claims (4)

1.钢板的退火方法，其为具备对钢板进行支承、搬送的炉底辊的退火炉中的钢板的退火方法，所述退火方法的特征在于，
作为配置在炉温为950℃以上的区域中的炉底辊，使用全陶瓷炉底辊，所述全陶瓷炉底辊为使用Al-Y系烧结助剂的主成分为氮化硅的全陶瓷炉底辊。
2.根据权利要求1所述的钢板的退火方法，其特征在于，包括在所述全陶瓷炉底辊与其他材质的炉底辊同时存在于退火炉内的情况下、以使得炉底辊间的扭矩差成为5％以下的方式对各炉底辊的扭矩进行调节的步骤。
3.钢板的退火炉，其具备对钢板进行支承、搬送的炉底辊，所述退火炉的特征在于，具备配置在炉温为950℃以上的区域中的全陶瓷炉底辊，所述全陶瓷炉底辊是使用Al-Y系烧结助剂的主成分为氮化硅的全陶瓷炉底辊。
4.根据权利要求3所述的钢板的退火炉，其特征在于，具备在所述全陶瓷炉底辊与其他材质的炉底辊同时存在于退火炉内的情况下、以使得炉底辊间的扭矩差成为5％以下的方式对各炉底辊的扭矩进行调节的机构。
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