JP4931323B2 - 薄いフラット製品を造る為の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一ロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ライン、被圧延材を移送するための、および振動させるためのローラテーブル、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル区間、粗ストリップを矯正するための矯正ユニット、粗ストリップをこのストリップの全長と全幅にわたって一定の温度に調整加熱するための誘導加熱装置、多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン、熱間ストリップを冷却するための装置を備えている出側ローラテーブル並びに仕上がりストリップを巻取るための後方に接続されている巻取り機とから成る設備において、スラブにとって一般的な厚みを有する連続鋳造したスラブからフラット製品を製造するための製造方法に関する。
【０００２】
熱間圧延されたストリップを造るために、原材料として１５０ｍｍの大きな厚みのスラブと４０ｍｍから１５０ｍｍの厚みを有する薄スラブが使用される。
【０００３】
上記のようなスラブにとって一般的な厚みを有する個別のスラブそれぞれの場合、圧延設備は一般にこれらのスラブが多数の圧延パスで可逆的な作業様式で減面される一ロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ライン並びに多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン或いはステッケルロールスタンドから成る。この粗圧延ラインは、その作業効率に関して、イニシアルパス温度１２５０℃から１０５０℃のを有する連続鋳造スラブが一つの圧延段において粗ストリップに完全に圧延されるように構成されている。粗圧延ラインの初期加熱炉、粗圧延ラインの一つのロールスタンド或いは多数のロールスタンドと仕上げ圧延ライン間の間隔は、個々のスラブの可逆的な作業のために設定されている。即ち、被圧延材の自由な抜出しが保証されている。コイルボックスが粗スラブを巻取るために仕上げ圧延ラインの前方に設けられている場合、粗圧延ラインの一つのロールスタンド或いは多数のロールスタンドと仕上げ圧延ライン間の間隔を低減することが可能である。熱間圧延されたストリップの全長にわたるほぼ均一な温度は粗圧延ラインと仕上げ圧延ライン間のコイルボックスにより、熱緩衝するフードで覆われているローラテーブル区間により、仕上げ圧延ライン内におけるスピードアップにより、或いはステッケルロールスタンドの前方或いは後方のホットボックスによって達せられる。これらの作業にあっては、非連続的なプロセスである。即ち、粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインは一般に連携を持たずに作業が行われ、個々のスラブが圧延される。粗圧延ライン内における圧延は一段で行われる。
【０００４】
薄スラブの場合は、４０ｍｍから６５ｍｍ或いは６５ｍｍよりも大きなスラブ厚みの薄スラブ厚みは、圧延設備間において源材料として区別される。第一の圧延設備は、多数のロールスタンドの仕上げ圧延ライン、熱間圧延されたストリップを巻取り温度に冷却するための装置および熱間圧延されたストリップを巻上げるための巻取り機とを備えている出側ローラテーブルとから成る。圧延は一段で行われる。６５ｍｍよりも大きなスラブ厚みの薄スラブのための設備は、等しい最終厚みにあって必要とする大きな変形作業を理由に、設備終端方向での一回或いは多数回の圧延パスのための一つのロールスタンド或いは多数のロールスタンドの粗圧延ラインと多数のロールスタンドの仕上げ圧延ライン並びに熱間圧延されたストリップを巻取り温度に冷却するための装置および熱間圧延されたストリップを巻上げるための巻取り機とを備えている出側ローラテーブルとから成る。粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインの間には、粗ストリップを冷却或いは加熱および／または巻取るための装置が存在しており、この装置は仕上げ圧延ライン内への走入のために必要な走入温度を保証する。粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインとが連携して作業を行う場合、圧延は一圧延段で行われる。粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインとが連携して作業を行わない場合は、圧延はそれぞれ一つの圧延段で行われる。
【０００５】
上記の圧延設備は一般に、変形は個々のパス内においても、粗圧延ラインおよび仕上げ圧延ライン内においても、全部の鋼に関しては完全にオーステナイト状態で行われるか、或いは仕上げ圧延ライン内にあっては低炭素化された鋼に関してはオーステナイト−フエライト状態の組合せで、或いは低脱炭素化(tiefentkohlte) された鋼に関してはオーステナイト−フエライト状態或いは全くフエライト状態で行われるように構成されている。
【０００６】
オーステナイト状態の圧延にあっては、すべてのパスにおける圧延温度は鉄炭素ほダイヤグラムのＧＯＳ−ラインの上方に存在している。微細な粒子状組織を達するために、仕上げ圧延ラインの最後のロールスタンド内の最終圧延温度はほぼＧＯＳ−ラインの上方近傍に存在している。
【０００７】
炭素含有量０．０３から０．０７％の低炭素含有量を有する炭素化された鋼のオーステナイト−フエライト状態の圧延（二相領域）にあっては、仕上げ圧延ラインの最後のロールスタンド或いはすべてのロールスタンド内の圧延温度は、約８１０℃から８９０℃の領域内でＧＯＳ−ラインの下方に存在している。このことは、約１２５０℃のスラブの炉からの走出温度が約１０５０℃に降下することによって達せられ、これにより溶液内に存在している微合金元素の割合が低減し、熱間圧延されたストリップの品質が低下する。炉からの走出温度の降下を伴うことのない圧延速度の降下も可能であり、これにより被圧延材のより大きな冷却が行われる。低減した生産とストリップ頭部とストリップ終端部間の大きな温度差は不利であることがわかった。両処置の組合せは可能であるが上記の欠点を伴う。
【０００８】
低脱炭素化された鋼のフエライト状態の圧延にあっては、最低７２０℃までの最終圧延温度の降下は、既にオーステナイト−フエライト状態の圧延にあって記載したその欠点をも含めてた処置によって行われる。
【０００９】
オーステナイト状態の温度領域から二相領域内への或いはフエライト状態の温度領域内への冷却は、パス間において水を使用して行われ、これによりストリップエッジが強く冷却され、このことによりストリップ幅全体における品質の均質さは不利な影響をこおむる。例えば粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインとが連携して作業を行わない場合は、粗圧延ラインと仕上げ圧延ライン間におけるローラテーブル上での振動よる空気への接触での冷却も可能である。この時間の間、一般に粗圧延ライン内においては圧延作業は行われない。何故なら、振動され、冷却された粗ストリップが粗圧延ラインと仕上げ圧延ライン間におけるローラテーブルを塞いでいるからである。従って製造量は低減される。
【００１０】
オーステナイト−フエライト状態およびフエライト状態の圧延にあっては、低温度は先ず最後の二つ或いは乃至は三つの圧延パスにおいて達せられ、これにより目標温度領域内における減面は僅かである。組織変態点は仕上げ圧延ライン内に存在しており、ロールスタンド間の温度影響もよりずれる。このことは材料のフエライト温度への移行の後の低い変形抵抗による圧延力の中断を招く。このことは、仕上がりストリップの厚み、形状および輪郭並びに平坦度を保証するためのロールベンデイングおよびロール調節にとって不利である。何故なら、このシステムは測定された圧延力を出力信号として使用しているからである。
【００１１】
オーステナイト組織からフエライト組織への組織変態が時間に依存しているので、若干のパスは常にオーステナイト／フエライトの二相領域内に存在している。この技術による薄い仕上がりストリップの圧延は許容されるロールスタンド荷重と駆動荷重に基づいて、総じて低い変形抵抗を有する低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼に限られる。０．２から０．８％の炭素含有量の炭素鋼或いは合金の滲炭鋼或いは調質鋼の二相領域内での圧延にあっては、熱処理された状態にほぼ相当する組織と機械特性が達せられる。非常に強い引張り強度値と延び強度値（＜１０００Ｎ／ｍｍ２）が達せられる。しかし、これらの鋼は、低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼に比較して、変形抵抗がより高いのが特徴である。
【００１２】
これらの鋼の変態開始温度は低い領域、即ち化学的な組成に応じて８３０℃から７３０℃の領域内に存在している。変態点が初期加熱温度の上昇に伴ってより低い温度に推移しているが、オーステナイト領域における圧延の際の上昇する変形度は変態点のより高い温度への上昇を誘起する。同様なことは、変態終期の温度に関しても言えることである。これらの鋼の二相領域は化学的な組成に応じて８３０℃から６３０℃にの温度範囲に存在している。温度の降下と共に、変形抵抗が上昇する。変態開始温度以下の変形抵抗の降下は低炭素化された鋼或いは低脱炭素化された鋼におけるよりも著しく弱く、或いは全く顕現しない。
【００１３】
従って、二相領域における５０から８０％の全減面率による中程度の炭素含有量を有する炭素鋼或いは滲炭鋼或いは調質鋼から成る薄ストリップの半熱間圧延は現今の公知の技術にあって大きなストリップ幅（＞１２５０ｍｍ）では許容ロールスタンド荷重および駆動荷重を超過することなくしては不可能である。
【発明が解決しよとする課題】
【００１４】
このような公知の技術にあって、本発明の根底をなす課題は、中程度の炭素含有量の炭素鋼および合金の滲炭鋼或いは調質鋼から成る薄ストリップの、オーステナイト／フエライト二相領域内での半熱間圧延のための製造方法を提供することであり、この方法にあっては、前記の欠点および問題を排除し、現今の公知の技術にあって公知の技術も実施することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は本発明により、第一および第二の変形段を備えている、一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ライン内で、０．２から０．８％の中程度の炭素含有量の炭素鋼或いは合金の滲炭鋼或いは調質鋼から成る一つ或いは多数のスラブを二段階で、ローラテーブル上で振動させることによる中間冷却のための休止時間をもって一つの或いは多数の粗ストリップに圧延し、これらの粗ストリップを覆いフードと誘導加熱装置によって達せられる作用により、全長および全幅にわたって一定の温度に加熱し、多ロールスタンドの仕上げ圧延ラインにおいて二相領域において薄い、高硬度の仕上がりストリップに圧延することによって解決される。
【００１６】
生産方法は特に、高い強度を有する中程度の炭素含有量の炭素鋼および合金の滲炭鋼および調質鋼から成る薄ストリップの二相領域内での圧延のために構成され、しかも低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼のオーステナイト状態の圧延とオーステナイト−フエライト圧延並びにフエライト圧延を可能にする。
【００１７】
生産設備により、大きな幅の連続鋳造されたスラブは、一つのロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ラインにおいて、ローラテーブル上における振動により中間冷却するための休止時間を持った二段階で、一つ或いは多数の粗ストリップに圧延され、これらの粗ストリップは熱絶縁作用を行う覆いフードと誘導加熱装置との組合された作用により全長および全幅にわたって一定の温度に加熱され、多ロールスタンドの仕上げ圧延ラインにおいて二相領域で高硬度の薄い仕上がりストリップに圧延される。
【００１８】
低温における幅広の粗ストリップを圧延するためにも構成されている粗圧延ラインとして一つ或いは二つの二重式圧延機或いは四重式圧延機、並びに仕上げ圧延ラインとして二相領域内における幅広の仕上がりストリップを圧延するためにも構成されている四重式および／または六重式圧延機が必要である。ロールスタンドは熱間変形および半熱間変形に必要な調節部材および合目的な温度管理のためのおよび厚み、形状、平坦度および材料技術的な並びに機械的な性質に関する必須な仕上がり製品の許容差を保証するための制御回路を必要とする。粗圧延ラインにおける圧延温度の適切な調整には、一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ラインの手前および後方において、個別に駆動されかつ同期されているローラテーブル区間を備えているローラテーブルが必要である。仕上げ圧延ラインにおける圧延温度の適切な調整には、仕上げ圧延ラインの前方において傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル区間と誘導加熱装置が必要である。
【００１９】
以下に、本発明を図１から４に概略図示した生産設備により詳細に説明する。
【００２０】
この生産設備は、大きな或いは中程度の厚みを有する連続鋳造により鋳造されるスラブ或いは薄スラブを製造するための鋳造機１５、鋳造ストランドをスラブに切断するためのシャー１４、冷間或いは熱間で使用される連続鋳造スラブを加熱するための或いは薄スラブを圧延開始温度に均熱処理するための炉１３、加熱された或いは均熱処理された連続鋳造スラブのスケールを除去するための脱スケーリング洗浄機２、スラブ、即ち被圧延材を圧延方向で移送しかつ中間ストリップを中間冷却際に振動させるためのローラテーブル３、少なくとも二つの圧延段により連続鋳造スラブから粗ストリップを圧延するための一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ライン４、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル領域５、粗ストリップを矯正するための矯正ユニット６、粗ストリップをこの粗ストリップの全長および全幅にわたって一定の温度に制御の下に加熱するための誘導加熱装置７、粗ストリップのクロップを切断するための或いはチョップするためのシャー８、粗ストリップのスケールを除去するための脱スケーリング洗浄機９、粗ストリップを仕上がりストリップに仕上げ圧延するための多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン１０、圧延された仕上がりストリップを冷却するための装置１１と仕上がりストリップを巻取るための仕上げ圧延ラインの後方に設けられている一つ或いは多数の巻取り機１２とから成る。
【００２１】
圧延プロセスの経過はオーステナイト温度以上に加熱された或いは均熱処理されたスラブを炉１３から引出し、このスラブの表面を引続き脱スケーリング洗浄機２により脱スケーリングすることで開始される。
【００２２】
粗圧延ライン４内における第一の変形段でのスラブの圧延および粗圧延ラインの後方での３および／または５の手前のローラテーブル区間３上での中間ストリップの振動による鉄炭素ダイヤグラムのＧＯＳ−ラインの上方近傍の温度、即ちオーステナイトからフエライトへの変態の開始温度上方近傍の温度への冷却が続いて行われる。引続き、中間ストリップは本発明により粗圧延ライン４における第二の変形段において粗ストリップに圧延され、この場合圧延温度は変態開始温度上方の近傍に存在している。
【００２３】
特に、高い強度の炭素鋼および合金の滲炭鋼および調質鋼は第一の変形段において全減面率４０から７０％で、第二の変形段において変形抵抗の下に全減面率６０から８０％で圧延される。
【００２４】
これにより、第一の変形段において連続鋳造組織は完全な再結晶化により圧延組織となり、第二の変形段において微細粒子の、部分的に硬い、ＤＩＮ５０６０１による等級６−１０の組織が生成する。
【００２５】
本発明による第二の変形段により、仕上げ圧延ライン１０における圧延以前の被圧延材の変態の開始温度が上昇され、変態が加速される。このことは薄ストリップの圧延を好都合なものとする。何故なら、変形抵抗がオーステナイトからフエライトへの移行の際先ず減少し、一般に変形温度の降下に伴って上昇するからである。
【００２６】
特に、粗圧延ライン４内における第二の変形段の開始温度と第一変形段と第二の変形段間の休止時間並びに第二の変形段の全圧延時間は、粗圧延ラインから仕上げ圧延ラインへの粗ストリップの移送の間振動による中間冷却のための更なる休止時間を必要としないように最適にされる。第一変形段と第二の変形段間の中間冷却のための休止時間の間、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフード５は上方へとはね上げられ、従って中間ストリップはローラテーブル上での振動の間自由に空気に触れて冷却される。
【００２７】
粗ストリップの厚みおよび長さ、仕上がりストリップの厚み、仕上げ圧延ライン１０内への引き込み速度およびこの仕上げ圧延ライン１０の手前の脱スケーリング洗浄機９の冷却作用に応じて、粗ストリップはその全長および全幅にわたって、閉じられている覆いフード５と誘導加熱装置７との組合せ作用により均一に、仕上げ圧延ライン１０における圧延が全パスにおいて二相領域において行われるような適切な温度に加熱される。
【００２８】
粗圧延ライン内の第二の変形段における圧延の際、粗ストリップ始端部および／または粗ストリップ終端部において、それぞれ一つのＳｋｉが上方へとおよび下方へと生成する。これは変態開始温度上方の近傍における温度での圧延によって好都合なものとなる。粗ストリップが誘導加熱装置７内に走入する以前に、粗ストリップ終端部は矯正ユニット６内で矯正される。
【００２９】
図２と図３は、全設備を経る圧延プロセスの間のそれぞれ頭部１、中間部２および端部３における相応する温度経過を示している。上方の厚み領域における薄ストリップに関しては、仕上げ圧延ラインにおけるストリップ全長および全幅にわたる均一な圧延温度の調節のために、熱絶縁作用を行う覆いフードを下方へと下げることが必要なだけである（図２）。誘導加熱装置はエッジの後加熱に利用される。下方の厚み領域の薄ストリップに関しては、仕上げ圧延ラインにおけるストリップ全長にわたる均一な圧延温度の調節のために、熱絶縁作用を行う覆いフードを下方へと下げることも誘導加熱装置も利用される（図３）。
【００３０】
特に、仕上げ圧延ラインにおける圧延は、二相領域における全パスにあって、は５０から８０％の全減面率で行われ、これにより中程度の炭素含有量の炭素鋼、合金の滲炭鋼および調質鋼に関して１０００Ｎ／ｍｍ２よりも大きな高い強度値が達せられる。
【００３１】
粗圧延ラインにおける中間ストリップの第一変形段と第二の変形段間の中間冷却のための休止時間の間、本発明により一つ或いは多数のスラブが中間ストリップに圧延される。図４は多数のスラブの圧延プロセスの時間的な経過を示している。
【００３２】
粗圧延ラインにおける第二の変形段のための全時間の多重性、粗ストリップの仕上げ圧延ライン内への移送および粗圧延ラインにおける第一変形段と第二の変形段間の休止時間より短い仕上げ圧延ラインにおける圧延はスラブの数を決定し、これらのスラブは粗圧延ラインにおいて第一変形段で覆いフードが開かれている状態で相前後して圧延され、粗圧延ラインの後方で中間冷却のためローラテーブル上で振動される。
【００３３】
粗圧延ライン内における第一の変形段の後中間冷却される中間ストリップを、この第一の中間ストリップの中間冷却時間が経過した後、振動による更なる中間冷却を行うために、この第一の中間ストリップ自体を除いて、群として或いは個別に相前後して、この粗圧延ラインの粗ロールスタンドの後方の出側ローラテーブル上の位置からこの粗圧延ラインの粗ロールスタンドの前方のロールテーブル上の位置へと減面させることなく移動させ、引続き第一の中間ストリップを第二の変形段において粗ロールスタンド上で圧延し、その後他の中間ストリップを上記と等しい冷却時間でもって続行させる（図４）。
【００３４】
粗圧延ラインの粗ロールスタンドの後方および前方における中間冷却の際の中間ストリップの振動を行うための、個別に同期して駆動されるローラテーブル群が設けられている。
【００３５】
仕上げ圧延ライン内での二相領域における圧延の後、仕上がりストリップは装置内の出側ローラテーブル上で一定の巻取り温度に冷却され、これにより機械的な特性の圧延の際の適切な好都合な組合せが達せられるか或いは品質が更に上昇する。
【００３６】
【参照符号】
図１：
製造設備
１ 高硬度の薄いフラット製品を二相領域において半熱間圧延するための製造設備
２ 脱スケーリング洗浄機
３ ローラテーブル
４ 一つ或いは多数のロールスタンドの粗圧延ライン
５ 傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えたローラテーブル区間
６ 矯正機
７ 誘導加熱装置
８ シャー
９ 脱スケーリング洗浄機
１０ 多ロールスタンド仕上げ圧延ライン
１１ 仕上がりストリップを冷却するための装置
１２ 巻取り機
１３ 加熱又は均熱炉
１４ シャー
１５ 鋳造機
図２：
粗ストリップのこの粗ストリップの全長にわたる誘導加熱によらない二相圧延における温度経過
１ ストリップ頭部の温度経過
２ ストリップ中間部の温度経過
３ ストリップ終端部の温度経過
図３：
粗ストリップのこの粗ストリップの全長にわたる誘導加熱による二相圧延における温度経過
１ ストリップ頭部の温度経過
２ ストリップ中間部の温度経過
３ ストリップ終端部の温度経過
図４：
スラブの多ロールスタンド圧延の時間図
１ 第一のストリップのストリップ頭部に関する時間経過
２ 第一のストリップのストリップ終端部に関する時間経過
【発明の属する技術分野】
本発明は、一ロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ライン、被圧延材を移送するための、および振動させるためのローラテーブル、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル区間、粗ストリップを矯正するための矯正ユニット、粗ストリップをこのストリップの全長と全幅にわたって一定の温度に調整加熱するための誘導加熱装置、多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン、熱間ストリップを冷却するための装置を備えている出側ローラテーブル並びに仕上がりストリップを巻取るための後方に接続されている巻取り機とから成る設備において、スラブにとって一般的な厚みを有する連続鋳造したスラブからフラット製品を製造するための製造方法に関する。
【０００２】
熱間圧延されたストリップを造るために、原材料として１５０ｍｍの大きな厚みのスラブと４０ｍｍから１５０ｍｍの厚みを有する薄スラブが使用される。
【０００３】
上記のようなスラブにとって一般的な厚みを有する個別のスラブそれぞれの場合、圧延設備は一般にこれらのスラブが多数の圧延パスで可逆的な作業様式で減面される一ロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ライン並びに多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン或いはステッケルロールスタンドから成る。この粗圧延ラインは、その作業効率に関して、イニシアルパス温度１２５０℃から１０５０℃のを有する連続鋳造スラブが一つの圧延段において粗ストリップに完全に圧延されるように構成されている。粗圧延ラインの初期加熱炉、粗圧延ラインの一つのロールスタンド或いは多数のロールスタンドと仕上げ圧延ライン間の間隔は、個々のスラブの可逆的な作業のために設定されている。即ち、被圧延材の自由な抜出しが保証されている。コイルボックスが粗スラブを巻取るために仕上げ圧延ラインの前方に設けられている場合、粗圧延ラインの一つのロールスタンド或いは多数のロールスタンドと仕上げ圧延ライン間の間隔を低減することが可能である。熱間圧延されたストリップの全長にわたるほぼ均一な温度は粗圧延ラインと仕上げ圧延ライン間のコイルボックスにより、熱緩衝するフードで覆われているローラテーブル区間により、仕上げ圧延ライン内におけるスピードアップにより、或いはステッケルロールスタンドの前方或いは後方のホットボックスによって達せられる。これらの作業にあっては、非連続的なプロセスである。即ち、粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインは一般に連携を持たずに作業が行われ、個々のスラブが圧延される。粗圧延ライン内における圧延は一段で行われる。
【０００４】
薄スラブの場合は、４０ｍｍから６５ｍｍ或いは６５ｍｍよりも大きなスラブ厚みの薄スラブ厚みは、圧延設備間において源材料として区別される。第一の圧延設備は、多数のロールスタンドの仕上げ圧延ライン、熱間圧延されたストリップを巻取り温度に冷却するための装置および熱間圧延されたストリップを巻上げるための巻取り機とを備えている出側ローラテーブルとから成る。圧延は一段で行われる。６５ｍｍよりも大きなスラブ厚みの薄スラブのための設備は、等しい最終厚みにあって必要とする大きな変形作業を理由に、設備終端方向での一回或いは多数回の圧延パスのための一つのロールスタンド或いは多数のロールスタンドの粗圧延ラインと多数のロールスタンドの仕上げ圧延ライン並びに熱間圧延されたストリップを巻取り温度に冷却するための装置および熱間圧延されたストリップを巻上げるための巻取り機とを備えている出側ローラテーブルとから成る。粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインの間には、粗ストリップを冷却或いは加熱および／または巻取るための装置が存在しており、この装置は仕上げ圧延ライン内への走入のために必要な走入温度を保証する。粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインとが連携して作業を行う場合、圧延は一圧延段で行われる。粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインとが連携して作業を行わない場合は、圧延はそれぞれ一つの圧延段で行われる。
【０００５】
上記の圧延設備は一般に、変形は個々のパス内においても、粗圧延ラインおよび仕上げ圧延ライン内においても、全部の鋼に関しては完全にオーステナイト状態で行われるか、或いは仕上げ圧延ライン内にあっては低炭素化された鋼に関してはオーステナイト−フエライト状態の組合せで、或いは低脱炭素化(tiefentkohlte) された鋼に関してはオーステナイト−フエライト状態或いは全くフエライト状態で行われるように構成されている。
【０００６】
オーステナイト状態の圧延にあっては、すべてのパスにおける圧延温度は鉄炭素ほダイヤグラムのＧＯＳ−ラインの上方に存在している。微細な粒子状組織を達するために、仕上げ圧延ラインの最後のロールスタンド内の最終圧延温度はほぼＧＯＳ−ラインの上方近傍に存在している。
【０００７】
炭素含有量０．０３から０．０７％の低炭素含有量を有する炭素化された鋼のオーステナイト−フエライト状態の圧延（二相領域）にあっては、仕上げ圧延ラインの最後のロールスタンド或いはすべてのロールスタンド内の圧延温度は、約８１０℃から８９０℃の領域内でＧＯＳ−ラインの下方に存在している。このことは、約１２５０℃のスラブの炉からの走出温度が約１０５０℃に降下することによって達せられ、これにより溶液内に存在している微合金元素の割合が低減し、熱間圧延されたストリップの品質が低下する。炉からの走出温度の降下を伴うことのない圧延速度の降下も可能であり、これにより被圧延材のより大きな冷却が行われる。低減した生産とストリップ頭部とストリップ終端部間の大きな温度差は不利であることがわかった。両処置の組合せは可能であるが上記の欠点を伴う。
【０００８】
低脱炭素化された鋼のフエライト状態の圧延にあっては、最低７２０℃までの最終圧延温度の降下は、既にオーステナイト−フエライト状態の圧延にあって記載したその欠点をも含めてた処置によって行われる。
【０００９】
オーステナイト状態の温度領域から二相領域内への或いはフエライト状態の温度領域内への冷却は、パス間において水を使用して行われ、これによりストリップエッジが強く冷却され、このことによりストリップ幅全体における品質の均質さは不利な影響をこおむる。例えば粗圧延ラインと仕上げ圧延ラインとが連携して作業を行わない場合は、粗圧延ラインと仕上げ圧延ライン間におけるローラテーブル上での振動よる空気への接触での冷却も可能である。この時間の間、一般に粗圧延ライン内においては圧延作業は行われない。何故なら、振動され、冷却された粗ストリップが粗圧延ラインと仕上げ圧延ライン間におけるローラテーブルを塞いでいるからである。従って製造量は低減される。
【００１０】
オーステナイト−フエライト状態およびフエライト状態の圧延にあっては、低温度は先ず最後の二つ或いは乃至は三つの圧延パスにおいて達せられ、これにより目標温度領域内における減面は僅かである。組織変態点は仕上げ圧延ライン内に存在しており、ロールスタンド間の温度影響もよりずれる。このことは材料のフエライト温度への移行の後の低い変形抵抗による圧延力の中断を招く。このことは、仕上がりストリップの厚み、形状および輪郭並びに平坦度を保証するためのロールベンデイングおよびロール調節にとって不利である。何故なら、このシステムは測定された圧延力を出力信号として使用しているからである。
【００１１】
オーステナイト組織からフエライト組織への組織変態が時間に依存しているので、若干のパスは常にオーステナイト／フエライトの二相領域内に存在している。この技術による薄い仕上がりストリップの圧延は許容されるロールスタンド荷重と駆動荷重に基づいて、総じて低い変形抵抗を有する低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼に限られる。０．２から０．８％の炭素含有量の炭素鋼或いは合金の滲炭鋼或いは調質鋼の二相領域内での圧延にあっては、熱処理された状態にほぼ相当する組織と機械特性が達せられる。非常に強い引張り強度値と延び強度値（＜１０００Ｎ／ｍｍ２）が達せられる。しかし、これらの鋼は、低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼に比較して、変形抵抗がより高いのが特徴である。
【００１２】
これらの鋼の変態開始温度は低い領域、即ち化学的な組成に応じて８３０℃から７３０℃の領域内に存在している。変態点が初期加熱温度の上昇に伴ってより低い温度に推移しているが、オーステナイト領域における圧延の際の上昇する変形度は変態点のより高い温度への上昇を誘起する。同様なことは、変態終期の温度に関しても言えることである。これらの鋼の二相領域は化学的な組成に応じて８３０℃から６３０℃にの温度範囲に存在している。温度の降下と共に、変形抵抗が上昇する。変態開始温度以下の変形抵抗の降下は低炭素化された鋼或いは低脱炭素化された鋼におけるよりも著しく弱く、或いは全く顕現しない。
【００１３】
従って、二相領域における５０から８０％の全減面率による中程度の炭素含有量を有する炭素鋼或いは滲炭鋼或いは調質鋼から成る薄ストリップの半熱間圧延は現今の公知の技術にあって大きなストリップ幅（＞１２５０ｍｍ）では許容ロールスタンド荷重および駆動荷重を超過することなくしては不可能である。
【発明が解決しよとする課題】
【００１４】
このような公知の技術にあって、本発明の根底をなす課題は、中程度の炭素含有量の炭素鋼および合金の滲炭鋼或いは調質鋼から成る薄ストリップの、オーステナイト／フエライト二相領域内での半熱間圧延のための製造方法を提供することであり、この方法にあっては、前記の欠点および問題を排除し、現今の公知の技術にあって公知の技術も実施することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は本発明により、第一および第二の変形段を備えている、一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ライン内で、０．２から０．８％の中程度の炭素含有量の炭素鋼或いは合金の滲炭鋼或いは調質鋼から成る一つ或いは多数のスラブを二段階で、ローラテーブル上で振動させることによる中間冷却のための休止時間をもって一つの或いは多数の粗ストリップに圧延し、これらの粗ストリップを覆いフードと誘導加熱装置によって達せられる作用により、全長および全幅にわたって一定の温度に加熱し、多ロールスタンドの仕上げ圧延ラインにおいて二相領域において薄い、高硬度の仕上がりストリップに圧延することによって解決される。
【００１６】
生産方法は特に、高い強度を有する中程度の炭素含有量の炭素鋼および合金の滲炭鋼および調質鋼から成る薄ストリップの二相領域内での圧延のために構成され、しかも低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼のオーステナイト状態の圧延とオーステナイト−フエライト圧延並びにフエライト圧延を可能にする。
【００１７】
生産設備により、大きな幅の連続鋳造されたスラブは、一つのロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ラインにおいて、ローラテーブル上における振動により中間冷却するための休止時間を持った二段階で、一つ或いは多数の粗ストリップに圧延され、これらの粗ストリップは熱絶縁作用を行う覆いフードと誘導加熱装置との組合された作用により全長および全幅にわたって一定の温度に加熱され、多ロールスタンドの仕上げ圧延ラインにおいて二相領域で高硬度の薄い仕上がりストリップに圧延される。
【００１８】
低温における幅広の粗ストリップを圧延するためにも構成されている粗圧延ラインとして一つ或いは二つの二重式圧延機或いは四重式圧延機、並びに仕上げ圧延ラインとして二相領域内における幅広の仕上がりストリップを圧延するためにも構成されている四重式および／または六重式圧延機が必要である。ロールスタンドは熱間変形および半熱間変形に必要な調節部材および合目的な温度管理のためのおよび厚み、形状、平坦度および材料技術的な並びに機械的な性質に関する必須な仕上がり製品の許容差を保証するための制御回路を必要とする。粗圧延ラインにおける圧延温度の適切な調整には、一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ラインの手前および後方において、個別に駆動されかつ同期されているローラテーブル区間を備えているローラテーブルが必要である。仕上げ圧延ラインにおける圧延温度の適切な調整には、仕上げ圧延ラインの前方において傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル区間と誘導加熱装置が必要である。
【００１９】
以下に、本発明を図１から４に概略図示した生産設備により詳細に説明する。
【００２０】
この生産設備は、大きな或いは中程度の厚みを有する連続鋳造により鋳造されるスラブ或いは薄スラブを製造するための鋳造機１５、鋳造ストランドをスラブに切断するためのシャー１４、冷間或いは熱間で使用される連続鋳造スラブを加熱するための或いは薄スラブを圧延開始温度に均熱処理するための炉１３、加熱された或いは均熱処理された連続鋳造スラブのスケールを除去するための脱スケーリング洗浄機２、スラブ、即ち被圧延材を圧延方向で移送しかつ中間ストリップを中間冷却際に振動させるためのローラテーブル３、少なくとも二つの圧延段により連続鋳造スラブから粗ストリップを圧延するための一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ライン４、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル領域５、粗ストリップを矯正するための矯正ユニット６、粗ストリップをこの粗ストリップの全長および全幅にわたって一定の温度に制御の下に加熱するための誘導加熱装置７、粗ストリップのクロップを切断するための或いはチョップするためのシャー８、粗ストリップのスケールを除去するための脱スケーリング洗浄機９、粗ストリップを仕上がりストリップに仕上げ圧延するための多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン１０、圧延された仕上がりストリップを冷却するための装置１１と仕上がりストリップを巻取るための仕上げ圧延ラインの後方に設けられている一つ或いは多数の巻取り機１２とから成る。
【００２１】
圧延プロセスの経過はオーステナイト温度以上に加熱された或いは均熱処理されたスラブを炉１３から引出し、このスラブの表面を引続き脱スケーリング洗浄機２により脱スケーリングすることで開始される。
【００２２】
粗圧延ライン４内における第一の変形段でのスラブの圧延および粗圧延ラインの後方での３および／または５の手前のローラテーブル区間３上での中間ストリップの振動による鉄炭素ダイヤグラムのＧＯＳ−ラインの上方近傍の温度、即ちオーステナイトからフエライトへの変態の開始温度上方近傍の温度への冷却が続いて行われる。引続き、中間ストリップは本発明により粗圧延ライン４における第二の変形段において粗ストリップに圧延され、この場合圧延温度は変態開始温度上方の近傍に存在している。
【００２３】
特に、高い強度の炭素鋼および合金の滲炭鋼および調質鋼は第一の変形段において全減面率４０から７０％で、第二の変形段において変形抵抗の下に全減面率６０から８０％で圧延される。
【００２４】
これにより、第一の変形段において連続鋳造組織は完全な再結晶化により圧延組織となり、第二の変形段において微細粒子の、部分的に硬い、ＤＩＮ５０６０１による等級６−１０の組織が生成する。
【００２５】
本発明による第二の変形段により、仕上げ圧延ライン１０における圧延以前の被圧延材の変態の開始温度が上昇され、変態が加速される。このことは薄ストリップの圧延を好都合なものとする。何故なら、変形抵抗がオーステナイトからフエライトへの移行の際先ず減少し、一般に変形温度の降下に伴って上昇するからである。
【００２６】
特に、粗圧延ライン４内における第二の変形段の開始温度と第一変形段と第二の変形段間の休止時間並びに第二の変形段の全圧延時間は、粗圧延ラインから仕上げ圧延ラインへの粗ストリップの移送の間振動による中間冷却のための更なる休止時間を必要としないように最適にされる。第一変形段と第二の変形段間の中間冷却のための休止時間の間、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフード５は上方へとはね上げられ、従って中間ストリップはローラテーブル上での振動の間自由に空気に触れて冷却される。
【００２７】
粗ストリップの厚みおよび長さ、仕上がりストリップの厚み、仕上げ圧延ライン１０内への引き込み速度およびこの仕上げ圧延ライン１０の手前の脱スケーリング洗浄機９の冷却作用に応じて、粗ストリップはその全長および全幅にわたって、閉じられている覆いフード５と誘導加熱装置７との組合せ作用により均一に、仕上げ圧延ライン１０における圧延が全パスにおいて二相領域において行われるような適切な温度に加熱される。
【００２８】
粗圧延ライン内の第二の変形段における圧延の際、粗ストリップ始端部および／または粗ストリップ終端部において、それぞれ一つのＳｋｉが上方へとおよび下方へと生成する。これは変態開始温度上方の近傍における温度での圧延によって好都合なものとなる。粗ストリップが誘導加熱装置７内に走入する以前に、粗ストリップ終端部は矯正ユニット６内で矯正される。
【００２９】
図２と図３は、全設備を経る圧延プロセスの間のそれぞれ頭部１、中間部２および端部３における相応する温度経過を示している。上方の厚み領域における薄ストリップに関しては、仕上げ圧延ラインにおけるストリップ全長および全幅にわたる均一な圧延温度の調節のために、熱絶縁作用を行う覆いフードを下方へと下げることが必要なだけである（図２）。誘導加熱装置はエッジの後加熱に利用される。下方の厚み領域の薄ストリップに関しては、仕上げ圧延ラインにおけるストリップ全長にわたる均一な圧延温度の調節のために、熱絶縁作用を行う覆いフードを下方へと下げることも誘導加熱装置も利用される（図３）。
【００３０】
特に、仕上げ圧延ラインにおける圧延は、二相領域における全パスにあって、は５０から８０％の全減面率で行われ、これにより中程度の炭素含有量の炭素鋼、合金の滲炭鋼および調質鋼に関して１０００Ｎ／ｍｍ２よりも大きな高い強度値が達せられる。
【００３１】
粗圧延ラインにおける中間ストリップの第一変形段と第二の変形段間の中間冷却のための休止時間の間、本発明により一つ或いは多数のスラブが中間ストリップに圧延される。図４は多数のスラブの圧延プロセスの時間的な経過を示している。
【００３２】
粗圧延ラインにおける第二の変形段のための全時間の多重性、粗ストリップの仕上げ圧延ライン内への移送および粗圧延ラインにおける第一変形段と第二の変形段間の休止時間より短い仕上げ圧延ラインにおける圧延はスラブの数を決定し、これらのスラブは粗圧延ラインにおいて第一変形段で覆いフードが開かれている状態で相前後して圧延され、粗圧延ラインの後方で中間冷却のためローラテーブル上で振動される。
【００３３】
粗圧延ライン内における第一の変形段の後中間冷却される中間ストリップを、この第一の中間ストリップの中間冷却時間が経過した後、振動による更なる中間冷却を行うために、この第一の中間ストリップ自体を除いて、群として或いは個別に相前後して、この粗圧延ラインの粗ロールスタンドの後方の出側ローラテーブル上の位置からこの粗圧延ラインの粗ロールスタンドの前方のロールテーブル上の位置へと減面させることなく移動させ、引続き第一の中間ストリップを第二の変形段において粗ロールスタンド上で圧延し、その後他の中間ストリップを上記と等しい冷却時間でもって続行させる（図４）。
【００３４】
粗圧延ラインの粗ロールスタンドの後方および前方における中間冷却の際の中間ストリップの振動を行うための、個別に同期して駆動されるローラテーブル群が設けられている。
【００３５】
仕上げ圧延ライン内での二相領域における圧延の後、仕上がりストリップは装置内の出側ローラテーブル上で一定の巻取り温度に冷却され、これにより機械的な特性の圧延の際の適切な好都合な組合せが達せられるか或いは品質が更に上昇する。
【００３６】
【参照符号】
図１：
製造設備
１ 高硬度の薄いフラット製品を二相領域において半熱間圧延するための製造設備
２ 脱スケーリング洗浄機
３ ローラテーブル
４ 一つ或いは多数のロールスタンドの粗圧延ライン
５ 傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えたローラテーブル区間
６ 矯正機
７ 誘導加熱装置
８ シャー
９ 脱スケーリング洗浄機
１０ 多ロールスタンド仕上げ圧延ライン
１１ 仕上がりストリップを冷却するための装置
１２ 巻取り機
１３ 加熱又は均熱炉
１４ シャー
１５ 鋳造機
図２：
粗ストリップのこの粗ストリップの全長にわたる誘導加熱によらない二相圧延における温度経過
１ ストリップ頭部の温度経過
２ ストリップ中間部の温度経過
３ ストリップ終端部の温度経過
図３：
粗ストリップのこの粗ストリップの全長にわたる誘導加熱による二相圧延における温度経過
１ ストリップ頭部の温度経過
２ ストリップ中間部の温度経過
３ ストリップ終端部の温度経過
図４：
スラブの多ロールスタンド圧延の時間図
１ 第一のストリップのストリップ頭部に関する時間経過
２ 第一のストリップのストリップ終端部に関する時間経過
Claims (11)
- 一ロールスタンド或いは多ロールスタンドの粗圧延ライン、被圧延材を移送するための、および振動させるためのローラテーブル、傾倒可能なかつ熱絶縁作用を行う覆いフードを備えているローラテーブル区間、粗ストリップを矯正するための矯正ユニット、粗ストリップをこのストリップの全長と全幅にわたって一定の温度に調整加熱するための誘導加熱装置、多ロールスタンドの仕上げ圧延ライン、熱間ストリップを冷却するための装置を備えている出側ローラテーブル並びに仕上がりストリップを巻取るための後方に接続されている巻取り機とから成る設備において、スラブにとって一般的な厚みを有する連続鋳造したスラブからフラット製品を製造するための製造方法において、
第一および第二の変形段を備えている、一ロールスタンド或いは二ロールスタンドの粗圧延ライン内で、０．２から０．８％の炭素含有量の炭素鋼或いは合金の滲炭鋼或いは調質鋼から成る一つ或いは多数のスラブを二段階で、ローラテーブル上で振動させることによる中間冷却のための休止時間をもって、一つの或いは多数の粗ストリップに圧延し、これらの粗ストリップを覆いフードと誘導加熱装置によって達せられる作用により、これらの粗ストリップの全長および全幅にわたって一定の温度に加熱し、多ロールスタンドの仕上げ圧延ラインにおいて二相領域において薄い、高硬度の仕上がりストリップに圧延することを特徴とする方法。 - 粗圧延ライン内の第一の変形段の上方のオーステナイト領域に存在している圧延温度を、４０から７０％の全減面率の下で、完全な再結晶化により連続鋳造組織を圧延組織に変換することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 粗圧延ライン内の第二の変形段の下方オーステナイト領域内で変態温度の上方近傍に存在している圧延温度および第二の変形段の６０から８０％の全減面率とにより、ＤＩＮ５０６０１による粒度クラス６−１０の微粒子の、部分的に硬化した組織を造ることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
- 仕上げ圧延ラインにおける変形抵抗を降下させるために、微粒子の、部分的に硬化した組織を経て二相領域への移行の変態開始温度を上昇させ、変態時間を短縮することを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の方法。
- 第二の変形段の開始温度、粗圧延ラインにおける第一の変形段と第二の変形段との間の休止時間と第二の変形段の全圧延時間とを、粗圧延ラインから仕上げ圧延ラインへの粗ストリップの移送の間、粗ストリップの仕上げ圧延ラインへの走入温度への振動による中間冷却のための更なる休止時間を必要としないように、最適化することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
- 粗ストリップの厚みと長さ、仕上がりストリップの厚み、仕上げ圧延ライン内への引込み速度および仕上げ圧延ラインの手前の脱スケール洗浄の冷却作用に応じて、粗ストリップをその全長と全幅にわたって閉じられている覆いフードと誘導加熱装置との組合せ作用により、仕上げ圧延ラインにおける圧延が二相領域内で全てのパスの下で行われるように、均一に適切な温度に調節することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
- 高い硬度値を達するために、仕上げ圧延ライン内における二相領域内における圧延を５０−８０％の全減面率の下で行うことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
- 粗圧延ライン内における第一の変形段の後中間冷却される中間ストリップを、第一の中間ストリップの中間冷却時間が経過した後、振動による更なる中間冷却を行うために、第一の中間ストリップ自体を含めて、群として或いは個別に相前後して、この粗圧延ラインの粗ロールスタンドの後方の出側ローラテーブル上の位置から粗圧延ラインの粗ロールスタンドの前方のロールテーブル上の位置へと減面させることなく移動させ、引続き第一の中間ストリップを第二の変形段において粗ロールスタンド上で圧延し、その後他の中間ストリップを上記と等しい冷却時間でもって続行させることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
- 粗圧延ラインの粗ロールスタンドの後方および前方における中間冷却の際の中間スラブの振動を、別個に同期して駆動されるローラテーブル群により確実に行うことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
- 仕上げ圧延ラインにおける二相領域において圧延された仕上がりストリップを、機械的な特性の圧延の際に達せられる組合せを維持するか或いは品質を向上させるために、出側ローラテーブルにおいて一定の巻取り温度に冷却することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
- 低炭素化された鋼および低脱炭素化された鋼のオーステナイト状態、オーステナイト−フエライト状態およびフエライト状態圧延を行うことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
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