JP5425218B2 - 金属から成るストリップを製造するための方法とこの方法を実施するための生産装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念による、鋳造された金属、特にスチール、から成る熱間圧延されたストリップを連続的又は非連続的に製造するための方法に関する。更に、本発明は、請求項４の上位概念による、この方法を実施するための生産装置に関する。

水平なストリップ鋳造を行なうための公知の方法によれば、種々の鋼種の溶湯を、最終寸法に近い、２０ｍｍ以下のストリップ厚さから鋳造することが可能である。この場合、特に、Ｃ、Ｍｎ、Ａｌ及びＳｉの成分が多い軽量構造用鋼を製造できることが、有利である。

特許文献１からは、熱間圧延された薄い平板製品を製造するための生産方法が公知である。これによれば、水平ストリップ鋳造装置において、スチール溶湯が、最終寸法に近い５ｍｍ〜１８ｍｍのストリップ厚の範囲で鋳造され、シングルスタンドの粗圧延ラインに達する前に、保護ガス雰囲気下で制御冷却される。

粗圧延された熱間ストリップは、粗圧延ラインの後に配設された装置内で選択的に制御下で冷却、加熱又は温度保持され、熱間ストリップのエッジが再加熱される。

シングルスタンドの粗圧延ラインの後には、マルチスタンドの仕上げ圧延ラインと、熱間ストリップを冷却するための装置を有するランアウトローラテーブルと、その前及びその後に配設された、熱間ストリップを巻き取るための巻取り機とが続く。

マルチスタンドの仕上げ圧延ラインの前のロール温度は、粗圧延ラインの後に配設された、熱間ストリップの冷却又は加熱又は温度保持のための装置によって、選択的にオーステナイト領域又はフェライト領域又はオーステナイトからフェライトへの移行領域に適切に調整することができる。

特許文献２からは、更に、特に低温で良好に深絞り可能で、主要素としてＦｅ、Ｍｎ、Ｓｉ及びＡｌを備える軽量構造用鋼から成る熱間ストリップを製造するための方法が公知である。ストリップ鋳造によって得られた粗ストリップは、まず、保護ガス下にある、温度の選択的な保持又は冷却又は加熱と関係した均質化をするための装置を通過する。更に、粗ストリップは、少なくとも１つのパスを備える、少なくとも５０％の全変形度を有する熱間圧延プロセスを受ける。最後のパスの後、熱間ストリップは、冷却され、巻き取られる。圧延速度に対する鋳造速度の比に依存して、熱間圧延プロセスが、インラインで行なわれるか、切り離して行なわれる。

均質化ゾーンは、温度レベルの保持、上昇又は降下を行なうかに依存しないで、熱間ストリップの面にわたる温度補償及び熱間ストリップ内の応力除去を生じさせる。

圧延プロセスをインラインで行なうか、鋳造プロセスから切り離して行なうかの問題は、本質的に、鋳造と圧延で速度が異なることに依存して生じ、材料の再結晶化特性も重要である。

鋳造プロセスでは、溶湯供給口の領域及びその先の、ストリップにわたる凝固した材料の処理ステップの領域内での液層の材料の直接的な結合が生じる。鋳造ストリップは、搬送区間を介して次処理装置に供給される。別の処理ステップは、矯正、圧延、切断及び巻取りである。鋳造装置のこれら及び別の構成要素により、鋳造ストリップにおける張力変動及びマスフロー変動が生じる。これら障害物がスチールの流れ方法に連なっている場合、鋳造障害と、例えば肉厚変動、オーバーフロー、エッジ収縮、及び、ストリップ又は流れの中断のような鋳造ストリップへのマイナスの影響が生じる。

欧州特許第１ ０４７ ５１０号明細書 国際公開第２００６／０６６５５１号パンフレット

本発明の課題は、鋳造プロセスに続く処理ステップが、製造すべき鋳造ストリップの品質及び材料特性にマイナスの影響を有さず、鋳造プロセス後の鋳造ストリップが、例えば積み重ねられた板材又はコイルの形態のような搬送性もしくは貯蔵性を有する所定のサイズユニットに区分可能であるように、ストリップ鋳造装置で熱間ストリップを製造するための方法と、巻取り装置又は積重ね装置を有する鋳造装置とを発展させることにある。

この課題は、本発明によれば、請求項１及び４の特徴によって解決される。

これにより、請求項１の特徴によれば、ストリップ鋳造によって製造された粗ストリップが、組織構造を均質化するために、粗ストリップの温度の選択的な保持又は温度の降下又は温度の上昇と関係した、保護ガス雰囲気下にある第１の均質化ゾーン、ドライバ、ルーパ、ドライバエラー（Treiberfehler）を通過する。次いで、粗ストリップは、粗ストリップの温度を選択的に保持する、又は、粗ストリップの温度を下げる、又は、粗ストリップの温度を上げるために、温度調整装置を通過する。その後、粗ストリップは、少なくとも１つのパスを備える圧延プロセスにおいて、４９％以下の肉厚リダクションを受ける。次いで、粗ストリップは、追従する粗ストリップから熱間ストリップとして分離される前に、第２の均質化ゾーンを通過する。

第１の均質化ゾーンでは、アルゴン／ＣＯ_２−窒素−混合物が、不活性ガスとして使用される。第１の均質化ゾーンでは、９００〜１０００°Ｃの範囲での温度の保持が行なわれる。

材料がコイルへと曲げることができるように、材料は、引張り応力及び圧縮応力が生じる変形を可能にする適当な組織構造を備えていなければならない。

これら組織特性は、１つのパスによる少なくとも１つの圧延工程によって、４９％の変形度までに達しなければならない。

この変形プロセスにより、材料の再結晶化が惹起される。続く第２の均質化ゾーンでは、得られた熱間ストリップが、熱間ストリップの温度を保持する、又は、温度を比較的低くする、又は、温度を比較的高くすることによって、少なくともエッジの領域で行なわれる再結晶化を受ける。

第１のロールスタンドの後に配設された第２の均質化ゾーンで、材料は、再結晶化され、これにより、引張応力及び圧縮応力を吸収することができる。再結晶化のこの措置は、特に軽量構造用スチールの場合に適しており、これら軽量構造用スチールは、特に、非常に大きい凝固区間を備えることができる、即ち、これら軽量構造用スチールは、溶湯からの凝固の開始から完全な凝固までの多少大きい“温度窓”を形成し、これに依存して、ゼロ強度温度もしくはゼロ靭性温度を備えているということである。

粗ストリップが第２の均質化ゾーンを通過した後、熱間ストリップは、圧延速度もしくは搬送ベルト速度に同期させた作動速度を有する切断装置に供給され、粗ストリップにおける所定の長さで切り離され、巻取り装置においてコイルに巻き取られる。

しかしながらまた、熱間ストリップを切断するための工程は、熱間ストリップが第２の均質化ゾーンを出た直後に既に行なうこともでき、その場合には、長さに切断された熱間ストリップは、適当な搬送装置を介して積み重ね装置に案内され、そこで、プレートの形態で積み重ねられる。

本発明による方法の一形成においては、鋳造プロセスが、圧延プロセスから切り離されている。

従って、一方では、鋳造速度を、溶湯の凝固プロセスの経過に依存して選択すること、他方では、所定の熱間ストリップ温度で所定の変形度に達するまで熱間圧延プロセスを行なうことができるとの利点がある。

本発明による方法の別の形成においては、組織構造を均質化するための第１のプロセスの後、粗ストリップの搬送速度が、ダンサロール又はループリフタから形成されたマスフローコントロールユニットによって制御される。従って、製造方法内の後続のプロセスの進行による障害が、鋳造工程と鋳造ストリップにマイナスの影響を与えること、例えば、肉厚変動、オーバーフロー、エッジ収縮、及び、ストリップ又は流れの中断が生じてしまうことが防止される。

請求項４の特徴によれば、本発明による方法を実施するための生産装置は、それ自身公知の鋳造機から成り、この鋳造機の後に、鋳造された粗ストリップの組織構造に影響を与えるための、保護ガス雰囲気下にある第１の均質化ゾーンが配設されており、この第１の均質化ゾーンにおいて、粗ストリップの温度の選択的な保持又は降下又は上昇が行なわれる。第１の均質化ゾーンの後に、粗ストリップの温度の選択的な保持又は温度の降下又は温度の上昇を行なうための第１の温度調整装置が配設されている。粗ストリップの搬送方向に見て、第１の温度調整装置の後に、第１の粗ストリップ移送要素と第２の移送要素の間にマスフローコントロールユニットを配設して、第２の温度調整装置が配設されており、この第２の温度調整装置において、鋳造ストリップが、適当な圧延温度に、しかも、選択的に、鋳造ストリップの温度の保持又は温度の降下又は温度の上昇を行なうことによって、される。

第２の温度調整装置の後に、少なくとも１つのパスによって粗ストリップに適当な温度で４９％以下の肉厚リダクションを受けさせる第１のロールスタンドが配設されている。第１のロールスタンドの後に配設された第２の均質化ゾーンにおいて、粗ストリップは、熱間ストリップとして、７００〜９００°Ｃの温度において再結晶化を、特に熱間ストリップのエッジの領域において、受けるので、材料は、巻取り又は積重ねの際に生じる引張力もしくは圧縮力も塑性変形も、組織構造に損害を与えることなく吸収することができる。最後に、第２の均質化ゾーンの後に、切断装置が配設されており、この切断装置は、熱間ストリップの搬送速度と同期させた作動速度で運転される。切断装置において、この切断装置に連続的に供給される熱間圧延された熱間ストリップが、切断後に巻き取られるか、プレートとして積重ねられる。

本発明による生産装置の別の形成においては、第１の温度調整ゾーンの後に、ダンサロール又はループリフタから形成されたマスフローコントロールユニットが配設されている。この場合、粗ストリップの搬送方向に見てマスフローコントロールユニットの前後に、第１の粗ストリップ移送要素と第２の粗ストリップ移送要素が配設されている。

更に、本発明の一形成においては、ロールスタンドの前に、第２の温度調整装置が配設されており、この第２の温度調整装置において、粗ストリップは、粗ストリップに少なくとも１つのパスを備える熱間圧延プロセスを受けさせ、これにより、粗ストリップが、熱間ストリップとして、４９％以下の変形度を備えるように、適当な圧延温度にされる。

最後に、本発明の一形成においては、切断装置の後に、巻取り装置又は積重ね装置が配設されており、これら装置において、熱間ストリップは、コイルに巻き取られるか、個々のプレートとして載置される。

本発明の別の特徴及び利点は、図面に図示した実施例の以下の説明に記載されている。

巻取り装置もしくは積重ね装置を有する最終寸法に近いストリップ鋳造をするための本発明による方法を実施するための生産装置を概略的に示す。

図１は、本発明による方法を実施するための本発明による生産装置を概略図で示す。生産装置は、鋳造処理又は鋳造プロセスを実施するために、水平ストリップ鋳造装置の形態の鋳造機１を備え、この鋳造機は、２つの転向ローラ３，３’を有する回動する移送ベルト２の形態の移送装置を有する。鋳造機１は、更に、サイドシール４を備えており、このサイドシールは、排出された溶湯５が移送装置２の左右から流れ落ちることを防止する。溶湯５は、レードル６によって鋳造機１に搬送され、レードル６の底に形成された開口７を通ってフィードベッセルに流れる。このフィードベッセルは、オーバーフローベッセルのように形成されている。

移送装置２の上部区間の下面を集中的に冷却するための装置と、相応の保護ガス雰囲気を有する鋳造機１の完全なハウジングは、詳細に図示してない。

移送装置の回動する移送ベルト上への溶湯５の供給後、集中的な冷却の結果、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９の凝固及び構成が行なわれ、この鋳造ストリップ又は粗ストリップは、移送装置２の終端部において十分に凝固している。

温度補償及び応力除去のため、鋳造機１に第１の均質化ゾーン１０が続く。この第１の均質化ゾーン１０は、遮熱されたハウジング１１とローラテーブルを有する。この第１の均質化ゾーン１０は、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９の温度を保持する、又は、更に冷却する、又は、若干加熱するために、選択的に利用される。特に、この第１の均質化ゾーン１０において、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、不活性ガスであるアルゴン−ＣＯ_２−窒素−混合物から成る保護ガス雰囲気下で、選択的に、約９００〜１０００°Ｃの温度に保持する、又は、約２００°Ｃだけ温度を下げる、又は、約２５０°Ｃだけ温度を上げることにより組織の均質化をするための第１のプロセスにさらされる。

次いで、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、第１の温度調整装置１２を通過し、次に、第１の粗ストリップ移送要素１４と第２の粗ストリップ移送要素１４’によって、第１の粗ストリップ移送要素１４と第２の粗ストリップ移送要素１４’の間に配設された、ダンサロール又はループリフタから形成されたマスフローコントロールユニット１３を通って第２の温度調整装置１５に供給される。この第２の温度調整装置１５において、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、その次に後続の第１のロールスタンド１６において少なくとも１つのパスを案内して、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９が変形全体の４９％以下の変形度を備えるまで熱間圧延プロセスを受ける前に、圧延温度にされる。この第２の温度調整装置１５において、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、選択的に、約８８０〜９４０°Ｃの温度に保持されるか、約５０°Ｃの温度だけ下げられるか、約５０°Ｃの温度だけ上げられる。第１のロールスタンド１６を通過した後、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、引き続き、第２の均質化ゾーン１７に供給され、この第２の均質化ゾーン１７において、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、均質化をするための、特に組織構造を再結晶化させるための第２のプロセスを受ける。これは、第２の均質化ゾーン１７において鋳造ストリップ又は粗ストリップ９の温度を、選択的に、約７００〜９００°Ｃの温度に保持する、又は、約１００°Ｃだけ温度を下げる、又は、約５０°Ｃだけ温度を上げることによって行なわれる。第２の均質化ゾーン１７に続き、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９は、次に、搬送速度又はストリップ速度と同期させた、シャーの形態の切断装置１８を通過し、その後、仕上げ圧延された、鋳造ストリップ又は粗ストリップ９から分離された熱間ストリップとして、巻取り装置１９又は積重ね装置２０に供給される。

１ 鋳造機
２ 移送装置
３ 転向ローラ
３’ 転向ローラ
４ サイドシール
５ 溶湯
６ レードル
７ 開口
８ フィードベッセル
９ 鋳造ストリップ又は粗ストリップ
１０ 第１の均質化ゾーン
１２ 第１の温度調整装置
１３ マスフローコントロールユニット
１４ 第１の粗ストリップ移送要素
１４’ 第２の粗ストリップ移送要素
１５ 第２の温度調整装置
１６ 第１のロールスタンド
１７ 第２の均質化ゾーン
１８ 切断装置
１９ 巻取り装置
２０ 積重ね装置

Claims (9)

1. 鋳造されたストリップが、粗ストリップとして少なくとも１つの熱処理プロセスを受け、次いで、熱間ストリップとして巻き取られる又は積み重ねられる、鋳造された金属、即ちスチール、から成る熱間圧延されたストリップを連続的又は非連続的に製造するための方法において、
   鋳造プロセスにより得られた粗ストリップが、９００〜１０００°Ｃの温度に選択的に保持することによる組織を均質化するための第１の均質化プロセスと関係して、保護ガス下にある雰囲気にさらされること、
   粗ストリップが、第１の均質化プロセスの後、８８０〜９４０°Ｃの温度に選択的に保持することによる少なくとも１つの別の熱処理を受けること、
   粗ストリップが、更に、少なくとも１つのパスを備える熱間圧延プロセスを受け、粗ストリップが、４９％以下の肉厚リダクションを受けること、
   熱間ストリップが、その後、７００〜９００°Ｃの温度に選択的に保持することによる組織構造の均質化もしくは再結晶化をするための第２の均質化プロセスを受けること、
   熱間ストリップが、次いで、搬送速度又はストリップ速度と同期させた切断装置を通過し、この切断装置によって、熱間ストリップが所定の長さに切断されること
   を特徴とする方法。
2. 粗ストリップの搬送速度が、ダンサロール又はループリフタから形成されたマスフローコントロールユニットによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 熱間ストリップが、切断装置による切断後、巻き取られる又は積み重ねられることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 所定の厚さの鋳造ストリップ又は粗ストリップを製造するための少なくとも１つの鋳造機（１）と、鋳造ストリップを搬送するための少なくとも１つの移送装置（２）と、鋳造ストリップ又は粗ストリップの組織構造に影響を与えるために温度の保持を行なう少なくとも１つの均質化ゾーン（１０）と、温度の保持を行なう少なくとも１つの別の温度ゾーンと、粗ストリップ（９）の部分的な変形を達成するための少なくとも１つの第１のロールスタンド（１６）と、少なくとも１つの切断装置（１８）と、少なくとも１つの巻取り装置又は積重ね装置（１９；２０）とを有する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法を実施するための生産装置において、
   鋳造機（１）の後に、保護ガス雰囲気下にある第１の均質化ゾーン（１０）が配設されており、この第１の均質化ゾーンにおいて、温度の選択的な保持が行なわれること、第１の均質化ゾーン（１０）の後に、温度の選択的な保持を行なうための温度調整装置（１５）が配設されていること、温度調整装置（１５）の後に、少なくとも１つのパスによって粗ストリップに４９％以下の肉厚リダクションを受けさせる第１のロールスタンド（１６）が配設されていること、第１のロールスタンド（１６）の後に、熱間ストリップの再結晶化を少なくとも熱間ストリップのエッジの領域で受けさせるために温度の選択的な保持を行なう第２の均質化ゾーン（１７）が配設されていること、第２の均質化ゾーン（１７）の後に、切断装置（１８）が配設されており、この切断装置の作動速度が、移送装置（２）の速度と同期されており、この切断装置において、熱間ストリップが、所定の長さに切断されることを特徴とする生産装置。
5. 第１の均質化ゾーン（１０）の後に、ダンサロール又はループリフタから形成されたマスフローコントロールユニット（１３）が配設されていることを特徴とする請求項４に記載の生産装置。
6. 粗ストリップ（９）の搬送方向に見てマスフローコントロールユニット（１３）の前後に、第１の粗ストリップ移送要素（１４）と第２の粗ストリップ移送要素（１４’）が配設されていることを特徴とする請求項５に記載の生産装置。
7. ストリップの搬送方向で第１の均質化ゾーン（１０）の後に、第１の温度調整装置（１２）とマスフローコントロールユニット（１３）が配設されており、マスフローコントロールユニットが、第２の温度調整装置（１５）の前に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の生産装置。
8. 第１の温度調整装置（１２）とマスフローコントロールユニット（１３）の間及び／又はマスフローコントロールユニット（１３）と第２の温度調整装置（１５）の間に、移送要素（１４，１４’）が配設されていることを特徴とする請求項７に記載の生産装置。
9. 切断装置（１８）の後に、巻取り装置（１９）又は積重ね装置（２０）が配設されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１つに記載の生産装置。

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