CN117098613A - 冷轧钢板的制造方法和制造设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的冷轧钢板的制造方法使用：全宽度加热装置，在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；边缘部加热装置，对钢板的宽度方向端部进行加热；以及冷轧机，相对于全宽度加热装置和边缘部加热装置配置在轧制方向下游侧，对钢板进行轧制；上述冷轧钢板的制造方法包括使用全宽度加热装置和边缘部加热装置在冷轧机的入口侧对钢板进行加热，使得钢板的宽度方向端部的温度高于宽度方向中央部的温度的步骤。

Description

冷轧钢板的制造方法和制造设备
技术领域
本发明涉及冷轧钢板的制造方法和制造设备。
背景技术
以往，在冷轧中使用森吉米尔轧机(Sendzimir mill)等单机架(stand)的可逆式轧机、或者具有多个机架的串列式轧机，但无论哪种，第一道次的轧机入口侧的钢板温度大多为室温。但是，在Si含量高的硅钢板(电磁钢板)的冷轧中，钢板温度低的情况下容易产生钢板的脆性断裂。作为此时的断裂方式，有从钢板的宽度方向端部开始断裂的情况、从宽度方向中央部开始断裂的情况等，作为断裂措施，提高冷轧时的钢板温度都是有效的。从这样的背景考虑，提出了通过在冷轧前加热硅钢板来抑制硅钢板的断裂的方法。例如专利文献1记载了在轧机入口侧加热钢板的宽度方向端部以达到指定的目标温度的方法。另外，专利文献2记载了均匀加热钢板的整个区域进行轧制的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-148310号公报
专利文献2：日本特开2011-79025号公报
发明内容
如上所述，提出了抑制对Si含量高的硅钢板进行冷轧时产生脆性断裂的技术。然而，在只对钢板的宽度方向端部进行加热的技术中，由于宽度方向中央部附近的钢板温度低，因此可能发生宽度方向中央部的脆性断裂。另外，在对在钢板的整个宽度方向进行均匀加热的技术中，有可能投入了超过必要的能量来加热钢板整体，从SDGs(可持续发展目标)的观点来看，有重新审视的余地。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种环境负荷低且能够稳定地对硅钢板进行轧制的冷轧钢板的制造方法和制造设备。
本发明的发明人等为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，宽度方向端部的断裂抑制温度(断裂的抑制效果高的钢板温度)比宽度方向中央部高。因此，发明人等认为将在钢板的整个宽度方向加热的全宽度加热装置与在钢板的宽度方向端部加热的边缘部加热装置进行组合，适当地控制两者的输出来使用，对于断裂抑制和环境方面是非常有效的，从而想到以下的发明。
本发明的冷轧钢板的制造方法使用：全宽度加热装置，在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；边缘部加热装置，对上述钢板的宽度方向端部进行加热；以及冷轧机，相对于上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置配置在轧制方向下游侧，对上述钢板进行轧制；上述冷轧钢板的制造方法包括使用上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置在上述冷轧机的入口侧对钢板进行加热，使得钢板的宽度方向端部的温度高于宽度方向中央部的温度的步骤。
优选上述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度根据钢板的Si含量变化。
优选上述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度是根据Si含量α而变化的通过下述数学式(1)、(2)算出的温度。
[数学式1]
TC≥0.1α4.5+15…(1)
TE≥0.1α4.8+15…(2)
TC：轧机入口测的钢板宽度方向中央部的钢板温度[℃]TC≤200℃
TE：轧机入口测的钢板宽度方向端部的钢板温度[℃]TE≤200℃
α：Si含量[％]0＜α≤4.5
优选依次进行如下工序：全宽度加热工序，通过上述全宽度加热装置在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；边缘部加热工序，通过上述边缘部加热装置对钢板的宽度方向端部进行加热；轧制工序，通过上述冷轧机对钢板进行轧制。
优选依次进行如下工序：边缘部加热工序，通过上述边缘部加热装置对钢板的宽度方向端部进行加热；全宽度加热工序，通过上述全宽度加热装置在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；轧制工序，通过上述冷轧机对钢板进行轧制。
本发明的冷轧钢板的制造设备具备：全宽度加热装置，在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；边缘部加热装置，对上述钢板的宽度方向端部进行加热；以及冷轧机，相对于上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置配置在轧制方向下游侧，对上述钢板进行轧制；并且，上述全宽度加热装置和边缘部加热装置在上述冷轧机的入口侧对钢板进行加热，使得钢板的宽度方向端部的温度高于宽度方向中央部的温度。
优选上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置根据钢板的Si含量改变上述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度。
优选上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置将上述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度加热到根据Si含量α而变化的通过下述数学式(1)、(2)算出的温度。
[数学式2]
TC≥0.1α4.5+15…(1)
TE≥0.1α4.8+15…(2)
TC：轧机入口测的钢板宽度方向中央部的钢板温度[℃]TC≤200℃
TE：轧机入口测的钢板宽度方向端部的钢板温度[℃]TE≤200℃
α：Si含量[％]0＜α≤4.5
优选上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置设置于距上述冷轧机的入口侧10m以内的位置。
优选上述全宽度加热装置为螺线管式感应加热装置。
优选上述全宽度加热装置和上述边缘部加热装置从上述冷轧机的轧制方向上游侧依次配置。
优选上述边缘部加热装置和上述全宽度加热装置从上述冷轧机的轧制方向上游侧依次配置。
根据本发明的冷轧钢板的制造方法和制造设备，能够环境负荷低且稳定地对硅钢板进行轧制。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施方式的冷轧钢板的制造设备的构成的示意图。
图2是表示评价硅钢板的抗弯曲裂纹性的温度依赖性结果的图。
图3是表示根据钢板的Si含量的脆性断裂抑制所需的钢板温度的推断结果的图。
图4是表示评价硅钢板的耐边缘部裂纹性的温度依赖性的结果的图。
图5是表示根据钢板的Si含量的边缘破裂抑制需要的钢板温度的推断结果的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式的冷轧钢板的制造方法和制造设备进行说明。应予说明，以下所示的实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够且容易替换的要素或者实质上相同的要素。
〔构成〕
首先，参照图1对作为本发明的一个实施方式的冷轧钢板的制造设备的构成进行说明。
图1是表示本发明的一个实施方式的冷轧钢板的制造设备的构成的示意图。如图1所示，本发明的一个实施方式的冷轧钢板的制造设备(以下，简记为“制造设备”)是具有多个机架的连续式串列轧制生产线，具备开卷机1、接合装置2、活套3、全宽度加热装置4、边缘部加热装置5(以下，在指全宽度加热装置4和边缘部加热装置5两者时记为“加热装置6”)、温度计(板温测量装置)7、冷连轧机8，切割机(切断装置)9和张力卷取机10。
开卷机1输出钢板S的装置。制造设备可以具备多个开卷机1。此时，多个开卷机分别输出不同的钢板S。
接合装置2是将从开卷机1先输出的钢板(在前钢材)的尾端部与从开卷机1后输出钢板(在后钢材)的前端部接合而形成接合钢板的装置。作为接合装置2优选使用激光焊接机。
活套3是存放钢板S的装置，使得能够在通过接合装置2将钢板彼此接合期间(接合结束为止的期间)继续通过冷连轧机8进行冷轧。
全宽度加热装置4是在钢板S的宽度方向和轧制方向(长边方向)整个区域对钢板S进行加热的装置。应予说明，全宽度加热装置4优选以冷连轧机8的入口侧的钢板S的宽度方向中央部的温度达到通过以下所示的数学式(1)算出的根据钢板S的Si含量的温度TC的方式对钢板S进行加热。由此，能够有效地抑制钢板S的脆性断裂。
边缘部加热装置5是在整个轧制方向对钢板S的边缘部(宽度方向端部)进行加热的装置。应予说明，边缘部加热装置5优选以冷连轧机8的入口侧的边缘部的温度达到通过以下所示的数学式(2)算出的基于钢板S的Si含量的温度TE的方式对边缘部进行加热。此时，还需要考虑通过全宽度加热装置4对钢板S进行加热而上升的边缘部的温度。由此，能够有效地抑制钢板S的边缘部裂纹。
[数学式3]
TC≥0.1α4.5+15…(1)
TE≥0.1α4.8+15…(2)
TC：轧机入口测的钢板宽度方向中央部的钢板温度[℃]TC≤200℃
TE：轧机入口测的钢板宽度方向端部的钢板温度[℃]TE≤200℃
α：Si含量[％]0＜α≤4.5
温度计7是测量钢板S的表面温度的装置。温度计7可以设置在冷连轧机8的入口侧最近处。但实际上，不是直接使用由温度计7测定的钢板温度，而是使用对于从温度计7到冷连轧机8的入口侧之间降低的钢板温度进行补偿而得的值，从而供于实用。
冷连轧机8是为了使经过全宽度加热装置4和边缘部加热装置5加热的钢板S的板厚达到目标板厚而对钢板S进行冷轧的装置。在本实施方式中，冷连轧机8具备5台机架，但机架的台数没有特别限定。另外，在本实施方式中，冷连轧机8采用每个机架上具有4个辊的被称为4Hi的形式，但不限于此，例如也可以应用6Hi等其他形式。
切割机9是将冷轧后的钢板S切断的装置。
张力卷取机10对经过切割机9切断的钢板S进行卷取的装置。张力卷取机10的形式没有限定，例如可以是卡罗塞尔(Carrousel)张力卷取机。另外，制造设备可以具备多个张力卷取机10。此时，多个张力卷取机10对多个钢板S进行连续卷取。
制造设备所具备的装置不限于上述装置。在制造设备中只要加热装置6(全宽度加热装置4和边缘部加热装置5的顺序不限)和冷连轧机8的入口侧依次配置在10m以内(更优选邻接配置)即可。因此，轧机可以不是串列式轧机，而是可逆式轧机。在该情况下，在第1道次中依次配置加热装置6和轧机。另外，也可以使冷轧工序和作为前道工序的酸洗工序连续，也可以在活套3与冷连轧机8之间配置对钢板S进行酸洗的酸洗装置。
〔加热工序〕
接着，对作为本发明的一个实施方式的冷轧钢板的制造方法的特征即利用加热装置6的钢板S的加热工序进行说明。应予说明，加热装置6的具体加热方法没有特别限定，以下以加热装置6为感应加热装置的情况为例进行说明。另外，全宽度加热装置4可以是螺线管式或横向式的感应加热装置中的任一种。另外，加热装置6对钢板S的上表面和下表面的至少一个进行加热，更优选对上表面和下表面两者都进行加热。
在本实施方式的钢板S的加热工序中，加热装置6根据通过温度计7测定的钢板S的温度、全宽度加热装置4和边缘部加热装置5各自的出口侧的钢板S的目标温度、钢板S通过加热装置6的时间(即加热时间)以及钢板S的板厚来确定加热装置6的目标温度。应予说明，需要将通过加热装置6加热的钢板S的目标温度设定为考虑了温度计7和加热装置6之间的距离以及温度计7和冷连轧机8之间的距离的温度。例如在从加热装置6到冷连轧机8的距离非常短的情况下，将加热装置6的出口侧的钢板S的目标温度作为通过加热装置6加热的钢板S的目标温度没有太大问题。另一方面，在加热装置6、温度计7和冷连轧机8中的任意一个距离远的情况下，需要考虑钢板S到冷连轧机8的入口侧为止的温度下降来设定通过加热装置6对钢板S进行加热的目标温度。但是，从环境负荷的观点出发，优选钢板加热使用的能量小，优选加热装置6和温度计7尽可能接近冷连轧机8。
这里，本发明的发明人等研究了利用具有5台机架的串列轧机对硅钢板进行冷轧时的断裂率。其结果发现，Si含量高的硅钢板与Si含量低的硅钢板相比，断裂率较高。另外，调查断裂原因的结果可知，#1std(以下，将从钢板的输送方向的上游侧起的第N台机架表示为“#Nstd”)、#2std等在上游侧的断裂与#4std、#5std等在下游侧的断裂的原因是不同的。即，关于上游侧的断裂，特别是#1std正下方、出口侧的断裂，推测是由腹伸长、边缘伸长等钢板形状的局部拉深、穿线辊和形状检测器中的弯曲变形引起的。#1std的压下率通常是全机架的中最高的，认为钢板的形状急剧变化容易产生断裂。另外，进一步对上游侧的断裂进行调查，其结果，断裂率(断裂产生率)因季节而不同，例如冬季的断裂率比夏季高，推测外部气温(轧制工厂内的温度)影响断裂率。另一方面，关于下游侧的断裂，可以确认上游侧的机架中产生的边缘部裂纹进展而导致断裂的情况。因此，断裂产生的位置和原因不同，但认为任一种断裂都可以通过提高#1std入口侧的钢板温度来抑制。
为了验证上述的推测，首先，在实验室规模评价了对钢板施加弯曲应变时的抗弯曲裂纹性。这是因为认为本实验的抗弯曲裂纹性与上述上游侧的机架的穿线辊和形状检测器的弯曲变形引起的脆性断裂相关。作为供试材料，将板厚为2mm、Si含量分别为1.8mass％、2.8mass％、3.3mass％、3.7mass％(以下，将Si含量为M mass％的硅钢板表述为“M％Si钢”)的4种硅钢板在800℃下退火(相当于热轧板退火)。然后，对退火后的硅钢板进行酸洗，使用剪切机切出宽24mm、长250mm的供试材料。然后，通过将两端面各磨削2mm除去剪切时产生的加工应变。由此，抑制边缘部断裂的产生。应予说明，在实际的连续冷轧生产线，1.8％Si钢和2.8％Si钢是不易产生脆性断裂的钢种。另一方面，3.3％Si钢和3.7％Si钢是尤其在上游侧的机架中以百分之几左右的频率发生脆性断裂的钢种。通常，在冷轧中，轧机入口侧的钢板温度与工厂内温度大致相同，冬季为15℃左右。
因此，关于硅钢板的抗弯曲裂纹性，调查了钢板温度在15℃～45℃的范围时的温度依赖性。在本实验中，首先，以压下率50％对2mm厚的钢板进行轧制，制作1mm厚的钢板。这是模拟#1std。接着，模拟穿线辊、形状检测器中的钢板的弯曲变形而通板到辊式矫直机中。然后，对钢板施加弯曲变形进行抗弯曲裂纹性评价。辊式矫直机的上、下具有11根直径50mm的工作辊，辊间距为60mm。通过改变上工作辊的紧固量可以使钢板表面的弯曲应力为任意值。在本实验中，钢板温度以10℃的增量、辊紧固量以0.5mm的增量进行各种变化，整理钢板的断裂极限。认为断裂时的紧固量越大，冷轧生产线中越不易断裂。图2表示本实验得到的结果。应予说明，鉴于实际的连续轧机中的断裂性，在本实验条件下，只要能够到紧固量为4.0mm为止未断裂地通板，就可以认为在实际的连续轧机中也不会断裂，将紧固量4.0mm下未产生断裂作为本实验的目标值。
如图2所示，当对各个Si含量加以比较时，1.8％Si钢不论钢板的温度(15～45℃)怎样，到紧固量4.0mm为止均未产生断裂。另外，2.8％Si钢在钢板温度为15℃时，在紧固量3.5mm下产生断裂，在25℃以上时，到紧固量4.0mm为止未产生断裂。另外，3.3％Si钢在钢板温度为15℃时在紧固量1.5mm下和在25℃时在紧固量3.0mm下产生断裂。然而，在钢板温度为35℃以上时，到紧固量4.0mm为止未产生断裂。另外，3.7％Si钢在钢板温度15℃时在紧固量1.0mm下、在25℃时在1.5mm下以及在35℃时在2.5mm下产生断裂。如果钢板温度达到45℃，则到紧固量4.0mm为止未产生断裂。上述的实验的结果可以确认，Si含量对钢板的耐断裂性的影响较大，Si含量越高，钢板越容易断裂。这与实际的连续冷轧机中的实际的断裂状态一致。特别是3.3％Si钢、3.7％Si钢，一边改变钢板的温度一边进行实验，结果温度越高越能抑制脆性断裂。
图3表示基于本实验结果推断与钢板的Si含量相应的抑制脆性断裂所需的钢板温度的结果。图中的近似曲线由以下数学式(3)表示。在本实验中，对于1.8％Si钢，即使钢板温度为15℃，到紧固量4.0mm为止也未产生脆性断裂，因此认为不需要利用加热装置6加热钢板。然而，对于2.8％Si钢，钢板温度为15℃时，在紧固量3.5mm下产生断裂，因此认为在钢板温度降低时期，需要利用加热装置6加热钢板。因此，可以认为数学式(3)中的Si含量α[％]的值在实用中为α＞2左右。另外，通过数学式(3)算出的钢板温度TCmin是所需的最低温度，从抑制断裂的观点出发，在该温度以上即可。但是，如果钢板温度变得过高，则会对钢板形状、润滑性产生影响，因此将钢板温度设为200℃以下。另外，Si含量α的上限值4.5％是根据后述的钢板边缘部的温度达到200℃以下的范围设定的。
[数学式4]
TCmin＝0.1α4.5+15…(3)
TCmin：轧机入口测的钢板宽度方向中央部的所需最低温度[℃]
α：Si含量[％]0＜α≤4.5
接着，为了抑制钢板边缘部裂纹导致的断裂，在实验室规模对钢板进行轧制，评价有无产生边缘部裂纹。本实验是关于在轧制方向上游侧所产生的边缘部裂纹随着向轧制方向下游侧的机架扩展而断裂的断裂方式，认为如果能够完全抑制上游侧机架中的边缘部裂纹，则能够抑制钢板边缘部裂纹导致的断裂。作为供试材料，将板厚为2mm的4种硅钢板即1.8％Si钢、2.8％Si钢、3.3％Si钢、3.7％Si钢，分别切成宽20mm、长250mm，在800℃下进行退火(相当于热轧板退火)。然后，对退火后的硅钢板进行酸洗。可以认为此时的钢板边缘部的状态接近实际的连续冷轧机入口侧的状态。
应予说明，在实际的连续冷轧生产线上，1.8％Si钢是不易产生钢板边缘部裂纹的钢种。另一方面，3.3％Si钢、3.7％Si钢是以百分之几左右的频率产生钢板边缘部裂纹的钢种。通常，冷轧中，轧机入口侧的钢板温度与工厂内温度大致相同，冬季为15℃左右。因此，对于硅钢板的耐边缘部裂纹性，调查了钢板温度在15℃～65℃的范围时的温度依赖性。在本实验中，模拟#1std，通过以压下率50％对w20×L250mm的供试材料进行轧制时在钢板两端面(长边方向)产生的裂纹(1mm以上的裂缝)的个数来评价耐边缘部裂纹性。应予说明，各Si含量和各温度下的轧制次数为5次，边缘裂纹的个数为5次的平均值。另外，钢板温度设为以10℃间隔。图4表示本实验得到的结果。
图4所示，在钢板温度为15℃的情况下，若按照各Si含量加以比较，则1.8％Si钢的两端面都没有产生边缘部裂纹。2.8％Si钢的两端面合计产生了7个的边缘部裂纹。3.3％Si钢的两端面合计产生了15个，3.7％Si钢产生了30个边缘部裂纹。在钢板温度为25℃的情况下，1.8％Si钢和2.8％Si钢的两端面合计的边缘部裂纹个数均为0个。另一方面，3.3％Si钢为11个，3.7％Si钢为27个。在钢板温度为35℃的情况下，1.8％Si钢和2.8％Si钢的两端面合计的边缘部裂纹个数为0个。另一方面，3.3％Si钢的两端面合计为5个，3.7％Si钢产生了20个边缘部裂纹。在钢板温度为45℃的情况下，除1.8％Si钢和2.8％Si钢之外，3.3％Si钢的两端面合计的边缘部裂纹个数也为0个。另一方面，3.7％Si钢产生了10个边缘部裂纹。在钢板温度为55℃的情况下，除1.8％Si钢和2.8％Si钢之外，3.3％Si钢的两端面合计的边缘部裂纹个数也为0个。另一方面，3.7％Si钢产生了3个边缘部裂纹。在钢板温度为65℃的情况下，除1.8％Si钢、2.8％Si钢和3.3％Si钢之外，3.7％Si钢的两端面合计的边缘部裂纹个数也为0个。根据上述的实验结果可以确认，Si含量对耐边缘部裂纹性的影响较大，Si含量越高，钢板边缘部裂纹越容易产生。这与实际的连续冷轧机中的钢板边缘部裂纹的实际状况也是一致的。
图5表示基于本实验结果推断与钢板的Si含量相应的抑制钢板边缘部裂纹所需的温度的结果。图中的近似曲线由以下数学式(4)表示。在本实验中，对于1.8％Si钢，即使钢板温度为15℃时也未产生钢板边缘部裂纹，因此认为不需要利用加热装置6加热钢板。然而，对于2.8％Si钢，钢板温度为15℃时产生钢板边缘部裂纹，因此认为在钢板温度降低时期需要利用加热装置6加热钢板。因此，可以认为数学式(4)中的Si含量α[％]在实用中为α＞2左右。另外，通过数学式(4)算出的钢板温度TEmin是所需的最低温度，从抑制断裂的观点出发，在该温度以上即可。但是，如果钢板温度变得过高，则对钢板形状、润滑性产生影响，因此将钢板温度设为200℃以下。另外，Si含量α的上限值4.5％是根据通过数学式(4)算出的钢板边缘部的温度达到200℃以下的范围设定的。应予说明，钢板的加热范围是距钢板的边缘部30mm以上的范围。这是因为影响钢板边缘部裂纹的是冷轧中延展的影响范围，其范围大致为距钢板的边缘部30mm左右。
[数学式5]
TEmin＝0.1α4.8+15…(4)
TE：轧机入口测的钢板宽度方向端部的所需最低温度[℃]
α：Si含量[％]0＜α≤4.5
根据上述两个实验可知，对于抑制从钢板的宽度方向中央部起的断裂和从边缘部起的断裂所需的钢板的加热温度是不同的。例如，在3.7％Si钢的情况下，抑制从宽度方向中央部起的断裂所需的温度为45℃以上，抑制边缘部裂纹抑制所需的温度为65℃以上。如上所述，发现为了抑制硅钢板的断裂，除了设为与Si含量相应的加热量之外，在相同钢种中也需要沿着钢板的宽度方向设置使边缘部的温度高于宽度方向中央部这样的温度梯度，从而想到了本发明。应予说明，在相同的设备输送Si含量不同的多个钢板时，加热装置6获取了表示前一材料和后一材料的Si含量的信息，根据该信息改变并决定目标温度即可。另外，在本实施方式中，以硅钢板为轧制对象材料进行说明，不限定钢板的种类。作为除硅钢板以外能够适用本发明的技术的钢板，例如可以举出高强度钢板、高合金钢板。
如上所述，根据本发明的一个实施方式的冷轧钢带的制造设备和制造方法，通过并用全宽度加热装置4和边缘部加热装置5，分别适当地控制从宽度方向中央部起的断裂和从边缘部裂纹起的抑制所需的温度来抑制钢板的断裂。因此，根据本发明的一个实施方式的冷轧钢带的制造设备和冷轧钢带的制造方法，在对硅钢板进行冷轧时，能够以所需的最小限度的能量抑制钢板的断裂，因此环境负荷为最小限度，能够稳定地对硅钢板进行冷轧。
实施例
对表示本发明的效果的实施例进行说明。在本实施例中，在冷轧机的入口侧从轧制方向上游侧起依次设置全宽度加热装置和边缘部加热装置，可以将轧机入口侧的钢板温度设定为任意的温度。然后，通过5个机架的冷连轧机加工为规定的板厚。本实施例中所使用的钢种全部为硅钢板，按照Si含量分成3组。具体而言，Si含量为1.0mass％～2.0mass％组、2.0mass％～3.0mass％组、3.0mass％～3.5mass％组的三组。任一组的轧制前板厚均为1.8mm～2.4mm，轧制后板厚为0.3mm～0.5mm。为了调查不同Si含量下的断裂率，注意避免板厚因组别而出现偏差。对各组中200个钢卷的断裂率进行调查。应予说明，外部气温(工厂内的温度)为15℃左右。将调查钢卷和条件示于表1。钢板温度使用设置在轧机入口侧的温度计进行测定。
[表1]
(表1)
〔参考例〕
示出在不使用全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板时，即轧机入口侧的钢板温度为15℃左右时的例子。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷的断裂率为0％。另一方面，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷的断裂率为1％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷的断裂率3％。
〔发明例1〕
示出通过上述数学式(1)、(2)算出的与硅钢板的Si含量相应的冷连轧机入口侧的钢板温度，并基于此通过全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板时的例子。是按照全宽度加热装置、边缘部加热装置、冷连轧机的顺序构成的情况。另外，冷连轧机与加热装置之间的距离为10m。在本发明例中，边缘部的温度高于钢板宽度中央部。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央17℃、边缘部18℃)的断裂率为0％。另外，Si含量2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央30℃、边缘部35℃)的断裂率也为0％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央45℃、边缘部60℃)的断裂率也为0％。可以确认基于本发明通过加热硅钢板，能够大幅减少钢板的断裂。
〔发明例2〕
示出通过上述数学式(1)、(2)算出的与硅钢板的Si含量相应的冷连轧机入口侧钢板温度，并基于此通过全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板时的例子。且为按照边缘部加热装置、全宽度加热装置、冷连轧机的顺序构成的情况。即，与发明例1只是全宽度加热装置和边缘部加热装置的配置顺序不同的实施例。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央17℃、边缘部18℃)的断裂率为0％。另外，Si含量2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央30℃、边缘部35℃)的断裂率也为0％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央45℃、边缘部60℃)的断裂率也为0％。确认了如果能够在冷连轧机入口侧确保通过上述数学式(1)、(2)算出的钢板温度，则无论全宽度加热装置和边缘部加热装置的顺序怎样，都能抑制钢板的断裂。
〔发明例3〕
示出通过上述数学式(1)、(2)算出的与硅钢板的Si含量相应的冷连轧机入口侧的钢板温度，并基于此通过全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板时的例子。是以冷连轧机与加热装置的距离为1m～1.5m的方式设置加热装置的情况。即，与发明例1相比，冷连轧机与加热装置的距离变近，其他条件与发明例1相同。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央17℃、边缘部18℃)的断裂率为0％。另外，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央30℃、边缘部35℃)的断裂率也为0％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央45℃、边缘部60℃)的断裂率也为0％。如果只着眼于断裂率，则直至3.5％Si钢均可抑制断裂，与发明例1相同，但从能量使用量的观点出发，与发明例1相比大幅减少，从而能够确认发明例3的优越性。因此，从减少能量使用量(耐环境性)的观点出发，能够确认冷连轧机与加热装置的距离越近越好。
〔发明例4〕
示出通过上述数学式(1)、(2)算出的与硅钢板的Si含量相应的冷连轧机入口侧的钢板温度，并基于此通过全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板时的例子。这里，使用横向式的感应加热装置。即，是在发明例1的条件中将全宽度加热装置由螺线管式的感应加热装置变为横向式的感应加热装置而实施的例子。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央17℃、边缘部18℃)的断裂率为0％。另外，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央30℃、边缘部35℃)的断裂率也为0％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央45℃、边缘部60℃)的断裂率也为0％。可以确认全宽度加热装置在螺线管式和横向式下可以获得同等的断裂抑制效果。
〔比较例1〕
示出仅使用全宽度加热装置而未使用边缘部加热装置的情况的例子。通过数学式(1)算出利用全宽度加热装置加热的钢板的温度。即，无法确保被认为是抑制边缘部裂纹所需的温度，而且，与宽度中央部相比，边缘部的钢板温度容易降低，所以边缘部温度与宽度中央部相比为低温。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央17℃、边缘部16℃)的断裂率为0％。另一方面，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央30℃、边缘部25℃)的断裂率为0.5％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央45℃、边缘部35℃)的断裂率为2％。对断裂后的钢卷的断裂方式进行了调查，能够抑制从宽度方向中央部起的断裂，但不能抑制边缘部裂纹引起的断裂。
〔比较例2〕
示出仅使用全宽度加热装置而未使用边缘部加热装置的情况的例子。通过数学式(2)算出利用全宽度加热装置加热的钢板的温度。即，以使边缘部的温度达到被认为是抑制边缘部裂纹所需的温度的方式在整个宽度方向加热。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央20℃、边缘部18℃)的断裂率为0％。另外，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央40℃、边缘部35℃)的断裂率为0％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央70℃、边缘部60℃)的断裂率也为0％。然而，从抑制断裂的观点出发，宽度方向中央部的温度加热到所需的温度以上，在考虑环境负荷时，减少投入能量为好。
〔比较例3〕
示出仅使用边缘部加热装置而未使用全宽度加热装置的情况下的例子。通过数学式(2)算出利用边缘部加热装置加热的钢板边缘部的温度。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央15℃、边缘部18℃)的断裂率为0％。另一方面，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央15℃、边缘部35℃)的断裂率为0.5％，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央15℃、边缘部60℃)的断裂率为2％。对断裂后的钢卷的断裂方式进行了调查，能够抑制从边缘部裂纹起的断裂，但不能抑制从宽度方向中央部起的断裂。
〔比较例4〕
通过上述数学式(1)、(2)算出的与硅钢板的Si含量相应的冷连轧机入口侧的钢板温度，并基于此通过全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板时的例子。是加热装置与冷连轧机的距离为20m的情况。即，在发明例1的条件中，增加了加热装置与冷连轧机之间的距离的例子。由于加热装置与冷连轧机的距离长，即便使用到加热装置的能力的上限值，也无法达到通过上述数学式(1)、(2)算出的冷连轧机入口侧的钢板温度。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央15℃、边缘部15℃)的断裂率为0％，Si含量为2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央25℃、边缘部30℃)的断裂率也为0％。另一方面，3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央40℃、边缘部50℃)的断裂率为1％。可以确认，加热装置与冷连轧机之间的距离短为好，在设置为即便使用到加热装置的能力的上限也无法确保通过上述数学式(1)、(2)算出的钢板温度的距离时，越是高Si钢越容易产生断裂。
〔比较例5〕
示出利用全宽度加热装置和边缘部加热装置加热钢板以使得比通过上述数学式(1)、(2)算出的与硅钢板的Si含量相应的轧机入口侧的钢板温度分别低30％左右的例子。其他条件与发明例1相同。Si含量为1.0mass％～2.0mass％的200个钢卷(宽度中央15℃、边缘部15℃)的断裂率为0％，2.0mass％～3.0mass％的200个钢卷(宽度中央20℃、边缘部25℃)的断裂率也为0％。另一方面，Si含量为3.0mass％～3.5mass％的200个钢卷(宽度中央30℃、边缘部40℃)的断裂率为1.5％。可以确认在低于通过上述数学式(1)、(2)算出的钢板温度的情况下，越是高Si钢越容易产生断裂。
如上所示，应用本发明，确认了通过在冷连轧机的入口侧对钢板进行加热，能够抑制钢板的断裂。特别是在Si含量为3mass％以上的硅钢板的情况下，将钢板加热到适当的温度，能够大幅减少钢板的断裂，因此能够实现生产率的提高和成品率的提高。
以上，通过用于实施本发明的方式和实施例对本发明涉及的冷轧钢带的制造设备和冷轧钢带的制造方法进行了具体说明，但本发明的主旨不限于这些记载，而是应当根据权利要求的范围进行广泛的解释。另外，基于这些记载进行各种变更、改变等的内容也包含在本发明的主旨中。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种环境负荷低且能够稳定地对硅钢板进行轧制的冷轧钢板的制造方法和制造设备。
附图说明
1 开卷机
2 接合装置
3 活套
4 全宽度加热装置
5 边缘部加热装置
6 加热装置
7 温度计
8 冷连轧机
9 切割机
10 张力卷取机
S 钢板

Claims (12)

1.一种冷轧钢板的制造方法，使用如下装置：
全宽度加热装置，在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热，
边缘部加热装置，对所述钢板的宽度方向端部进行加热，以及
冷轧机，相对于所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置配置于轧制方向下游侧，对所述钢板进行轧制；
所述冷轧钢板的制造方法包括使用所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置在所述冷轧机的入口侧对钢板进行加热，使得钢板的宽度方向端部的温度高于宽度方向中央部的温度的步骤。
2.根据权利要求1所述的冷轧钢板的制造方法，其中，所述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度根据钢板的Si含量而变化。
3.根据权利要求1或2所述的冷轧钢板的制造方法，其中，所述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度是根据Si含量α变化的通过下述数学式(1)、(2)算出的温度，
[数学式1]
TC≥0.1α4.5+15…(1)
TE≥0.1α4.8+15…(2)
TC：轧机入口测的钢板宽度方向中央部的钢板温度，单位为℃，TC≤200℃，
TE：轧机入口测的钢板宽度方向端部的钢板温度，单位为℃，TE≤200℃，
α：Si含量[％]0＜α≤4.5。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的冷轧钢板的制造方法，其中，依次进行以下工序：
全宽度加热工序，通过所述全宽度加热装置在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；
边缘部加热工序，通过所述边缘部加热装置对钢板的宽度方向端部进行加热；
轧制工序，通过所述冷轧机对钢板进行轧制。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的冷轧钢板的制造方法，其中，依次进行以下工序：
边缘部加热工序，通过所述边缘部加热装置对钢板的宽度方向端部进行加热；
全宽度加热工序，通过所述全宽度加热装置在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热；
轧制工序，通过所述冷轧机对钢板进行轧制。
6.一种冷轧钢板的制造设备，具备如下装置：
全宽度加热装置，在钢板的整个宽度方向对钢板进行加热，
边缘部加热装置，对所述钢板的宽度方向端部进行加热，
冷轧机，相对于所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置配置在轧制方向下游侧，对所述钢板进行轧制；
所述全宽度加热装置和边缘部加热装置在所述冷轧机的入口侧对钢板进行加热，使得钢板的宽度方向端部的温度高于宽度方向中央部的温度。
7.根据权利要求6所述的冷轧钢板的制造设备，其中，所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置根据钢板的Si含量而改变所述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度。
8.根据权利要求6或7所述的冷轧钢板的制造设备，其中，所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置将所述冷轧机的入口侧的钢板的宽度方向中央部和宽度方向端部的温度加热到根据Si含量α变化的通过下述数学式(1)、(2)算出的温度，
[数学式2]
TC≥0.1α4.5+15…(1)
TE≥0.1α4.8+15…(2)
TC：轧机入口测的钢板宽度方向中央部的钢板温度，单位为℃，TC≤200℃，
TE：轧机入口测的钢板宽度方向端部的钢板温度，单位为℃，TE≤200℃，
α：Si含量[％]0＜α≤4.5。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的冷轧钢板的制造设备，其中，所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置设置于距所述冷轧机的入口侧10m以内的位置。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的冷轧钢板的制造设备，其中，所述全宽度加热装置为螺线管式感应加热装置。
11.根据权利要求6～10中任一项所述的冷轧钢板的制造设备，其中，所述全宽度加热装置和所述边缘部加热装置从所述冷轧机的轧制方向上游侧依次配置。
12.根据权利要求6～10中任一项所述的冷轧钢板的制造设备，其中，所述边缘部加热装置和所述全宽度加热装置从所述冷轧机的轧制方向上游侧依次配置。
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