CN1295893A - 热轧方法和斯特格尔热轧机 - Google Patents

Abstract

一种热轧方法和斯特格尔热轧机由设于炉内卷取机与轧机之间的加热装置加热轧材并保持一定时间,使析出物再固溶。固溶加热道次为非轧制或极轻压下和低速送板,反复进行多次。使固溶加热道次在最终轧制道次即将开始之前进行,利用加热装置和冷却装置将轧制开始前的轧材温度控制在未再结晶奥氏体区域和铁素体区域,在最终轧制道次将热轧油涂抹到轧材,使在未再结晶奥氏体区域的累积压下率在50%以上,以防止轧材的金属组织晶粒的粗大化。

Description

热轧方法和斯特格尔热轧机

本发明涉及由具有炉内卷取机和加热装置的斯特格尔(steckel)热轧设备对高级碳素钢进行可逆式热轧的热轧方法和斯特格尔热轧设备。

近年来，为了制造高韧性等的产品，提出了很多高级碳素钢的材料组成和制造方法。例如，在特开平10-147843号公报中，记载有由铁素体区域的低温轧制获得深冲性能良好的材料组成和制造方法。另外，在特开平7-18381号公报中，记载有通过在奥氏体区域的A3相变点以上的温度结束轧制而获得深冲性优良的材料组成和制造方法。然而，为了获得这样的材料组成和目标质量，需要包含温度控制的多种工艺。

作为考虑了上述那样的多种制造工艺的设备技术，有例如特开平10-277601号公报记载的那样的具有加热和冷却装置的串列式热带轧机。该热带轧机为在热精轧机架列的中间设置加热或冷却的构成。

另一方面，具有称为斯特格尔的可逆式轧制设备，该斯特格尔轧机在轧机的进出料侧配置所谓的炉内卷取机，该炉内卷取机将卷取机设置于炉内。该斯特格尔热轧设备过去主要用于不锈钢等的轧制。

另外，在这样的斯特格尔轧制设备中，例如有公开于特开平11-000702号公报、国际公开WO 97/36700号公报等的情形，其中，使用了将2套轧辊装入到1个机架中的所谓双轧机。

另外，在公开于特公平5-45327号公报的设备中，将第一加热装置设置在轧机和炉内卷取机之间，防止上述轧材前后端部的温度下降，还将第二加热装置设置在轧机与用于卷取完成轧制后的轧材的地下卷取机之间的热输出辊道上，使轧材全体的温度均匀。在公开于美国专利5755128号说明书的构成中，配置加热装置和冷却装置，以均匀的温度进行轧制。这些发明的主要目的是为了使轧材均匀，从而使轧材的质量均匀，而且提高产品的成品率。

为了如上述那样由碳素钢的轧制获得高质量的材料，需要包含温度控制的多种工艺，过去，作为考虑了那样的工艺的设备技术有记载于特开平10-277601号公报的串列式热带轧机。然而，在串列式热带轧机中，一般情况下设置7个机架左右的精轧机较普通，需要巨额的设备投资。因此，从投资效率的观点出发，不得不尽可能多地设定生产量，特别是以薄板的轧制速度为1000mpm(米/分)以上的高速进行轧制较普通。当在这样以高速轧制的设备的精轧机架列的中间设置加热和冷却装置时，为了达到所需加热或冷却，加热和冷却设备的长度变得非常大。

为了避免这一问题，也可考虑在精轧机架的列的进料侧设置加热和冷却装置，进行温度控制。在该场合，轧材的行走速度变慢，在精轧前的板厚较厚的位置进行加热和冷却。因此，轧材的加热和冷却效率差，当要控制成直到内部都均匀的温度时，结果，不能避免加热和冷却装置的长大化。

由以上可知，在使用了现有串列式热带轧机的轧制设备中，由碳素钢的轧制可获得高质量的材料，但大型而且设备费用也非常高。

另外，斯特格尔轧机轧制设备过去主要用于不锈钢等的轧制，在用本设备轧制碳素钢的场合，反复进行在炉内卷取和保持轧材的工序，在轧材表面产生氧化皮，难以制造高质量的产品。为此，通常在即将进行轧制之前将高压流体喷射到轧材表面，除去表面氧化皮。然而，特别是在轧制2-3mm以下的薄板的场合，如在每个道次(パス)进行除氧化皮，则存在不能确保轧材的必要终轧温度的问题。使用了特开平11-000702号公报、国际公开WO 97/36700号公报等的双轧机的斯特格尔轧制设备为针对这一点的解决对策，由该技术可以说解决了斯特格尔热轧设备的除氧化皮导致的温度下降的问题。

然而，在使用了斯特格尔轧制设备的高质量碳素钢的轧制中，又存在金属组织的问题。其中的一个问题是轧材前后端部的温度下降特别大。这样，轧制长度方向的金属组织不均匀，成为成品率低的原因。针对这一问题，按照特公平5-45327号公报、美国专利5755128号说明书所记载的设备，通过使轧制温度均匀，从而使轧材的质量均匀，而且提高产品的成品率。然而，不能获得更高强度的材料，不能大幅度地提高轧材质量。

另外，例如在前面的特开平10-147843号公报中公开的场合，由上述斯特格尔热轧设备轧制包含Ti、Nb等微量添加物的高强度和高韧性的碳钢时，也存在问题。即，在斯特格尔热轧设备中，在进行反复轧制的每个道次，由于反复进行在高温气氛中的炉内卷取和保持轧材的工序，所以，不能避免包含微量添加物的析出碳化物的集合粗大化和金属结晶组织的晶粒粗大化这样的问题。

在这里，一般希望将析出物细小和均匀地分散到金属组织内。这是因为由此防止金属组织晶粒生长粗大化的效果非常大。然而，如文献“低碳Nb钢的奥氏体区域热加工时的NbC析出模型的开发”铁与钢第75年(1989)第6号所公开的那样，在进行轧制加工的场合，一般情况下析出速度变快。在斯特格尔热轧设备中，由于反复进行在炉中卷取和保持轧制加工后的轧材的工序，所以析出物主要集中在晶界粗大化，这一结果不能避免。

另外，已知金属组织的晶粒越细则越好，强度越高。例如，在日本钢铁协会出版的“控制轧制和控制冷却”的第2.2章中，记载了基体材料的屈服应力与晶粒直径的平方根成反比的所谓的Hall-Petch关系式。就这一点来说，反复进行在高温下长时间卷取保持的工序的斯特格尔轧机可以说不是理想的构成。这是因为，在高温下停留的时间越长，则一般情况下金属组织的晶粒生长、粗大化。

如上述那样，对于现有斯特格尔轧机的轧制方法，特别是高质量的碳素钢的金属组织的质量存在问题。然而，斯特格尔热轧设备与现有串列式热带轧机相比，设备费非常低，设备长度可非常短，优点较多，所以，如可以解决金属组织的质量问题，则最适合于中小批量多品种所用的轧制设备。

本发明的目的存在提供一种热轧方法和斯特格尔热轧设备，该热轧方法可用斯特格尔轧机轧制设备进行碳素钢的热轧，而且可获得改善了金属组织的高质量材料。

(1)为了达到上述目的，本发明提供一种采用斯特格尔轧制设备的热轧方法，斯特格尔轧制设备至少在1台轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机，在轧机与进出料侧的炉内卷取机间设置加热装置；其中，至少进行1个在由加热装置加热到使轧材中的析出物再固溶的温度以上的同时由炉内卷取机卷取轧材的固溶加热道次。

这样，由于使碳素钢轧材中的析出物再固溶到金属基体材料中，所以，可防止析出物的集合粗大化，从而可用斯特格尔热轧设备对碳素钢进行热轧，而且可获得改善了金属组织的高质量材料。

(2)在上述(1)的热轧方法中，最好在非轧制状态或极轻压下的状态进行固溶加热道次，而且在加热装置的加热容量的范围按可达到足以使轧材中的析出物再固溶的温度以上的低速度进行。

这样，由于可减少接触轧辊导致的轧材的散热，所以可提高用于再固溶的加热效率，另外，还可由加热容量小的小型加热装置进行足以使析出物再固溶的固溶加热道次。

(3)在上述(1)或(2)的热轧方法中，最好在炉内卷取机中将由固溶加热道次卷取到炉内卷取机的轧材保持规定时间。

这样，可更确实地进行轧材中的析出物的再固溶。

(4)在上述(1)-(3)中的任1个热轧方法中，最好在即将实施最终道次之前或在其近旁进行固溶加热。

这样，由于在轧材非常薄的状态下进行固溶加热道次，所以可提高再固溶的加热效率，温度分布也一样。

(5)在上述(1)-(4)中的任一项的热轧方法中，最好连续进行多个固溶加热道次，并按可达到使轧材中的析出物再固溶的温度以上的低速进行其中最后的固溶加热道次。

这样，由加热容量小的小型加热装置可进行能够有效而且确实地使析出物充分再固溶的固溶加热道次。

(6)在上述(1)-(5)中的任一个热轧方法中，最好在最终道次之前进行固溶加热道次，将最终道次的轧制开始前的轧材温度控制在未再结晶奥氏体温度区域，使该未再结晶奥氏体温度区域的最终道次的累积压下率在50％以上。

这样，可细化轧材的基体金属的铁素体晶粒。

(7)在上述(1)-(6)的任一热轧方法中，最好在最终道次之前进行固溶加热道次，在包括最终道次的至少1个道次的轧制中将热轧油涂到轧材。

这样，在希望特别高的压下率的、固溶加热道次以后的轧制中，通过涂抹轧制油可降低辊与轧材间的摩擦力，减小轧制负荷和扭矩等，使高压下率的轧制成为可能，细化金属组织的晶粒，从而可提高轧材的质量。

(8)为了达到上述目的，本发明提供一种采用斯特格尔轧制设备的热轧方法，该斯特格尔轧制设备在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机，在轧机与进出料侧的炉内卷取机间的至少一方设置加热装置和冷却装置；其中，至少连续进行2个以上的非轧制道次，在这些非轧制道次中，至少分别进行一个由加热装置加热轧材的道次和由冷却装置冷却轧材的道次。

这样，由于反复进行铁素体的再结晶和奥氏体的再结晶，所以可细化金属组织的晶粒，从而可由斯特格尔热轧设备适当地对高质量碳素钢进行热轧。

(9)为了达到上述目的，本发明提供一种斯特格尔热轧设备，该斯特格尔热轧设备在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机；其中，具有(a)设于轧机与进出料侧炉内卷取机间用于对轧材进行加热的加热装置，(b)控制装置，用于控制加热装置以在至少一个道次中加热到使轧材中的析出物再固溶的温度以上。

这样，该斯特格尔热轧设备由于使碳素钢轧材中的析出物再固溶到金属基体材料中，所以可防止析出物的集合粗大化，从而可适当地对高质量碳素钢进行热轧。

(10)为了达到上述目的，本发明提供一种斯特格尔热轧设备，该斯特格尔热轧设备在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机；其中，具有(a)设于轧机与进出料侧炉内卷取机间用于对轧材进行加热的加热装置，(b)设于轧机与炉内卷取机间的除氧化皮装置，(c)与除氧化皮装置分开设置的用于冷却轧材的冷却装置。

这样，由与进行轧材料表面氧化皮除去的装置分开的专用冷却装置，可将固溶加热道次后处于高温的轧材确实有效地冷却到未再结晶奥氏体区域(从A3相变点到大约950℃的范围)，可进行固溶处理后的理想的奥氏体轧制。

(11)在上述(9)或(10)的斯特格尔热轧设备中，最好在轧机中设置热轧油涂抹装置。

这样，在希望特别高的压下率的、固溶加热道次以后的轧制中，通过涂抹轧制油可降低辊与轧材间的摩擦力，减小轧制负荷和扭矩等，可进行高压下率的轧制，从而可细化金属组织的晶粒以提高质量。

(12)在上述(9)-(11)中的任一个斯特格尔热轧设备中，最好轧机为双轧机。

这样，可防止轧材的温度下降，并可提高用于细化金属组织的晶粒的累积压下率，提高炉内卷取机与轧机间的送板稳定性。

(13)为了达到上述目的，本发明提供一种斯特格尔热轧设备，该斯特格尔热轧设备在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机；其中，具有(a)设于轧机与进出料侧炉内卷取机间的至少一方用于将轧材加热到比A3相变点高的温度的加热装置，(b)设于轧机与进出料侧炉内卷取机间的至少一方用于将轧材冷却到比A3相变点低的温度的冷却装置。

这样，在斯特格尔热轧设备中，由于反复进行铁素体的再结晶和奥氏体的再结晶，所以金属组织的晶粒可以细化，从而可适当的对高质量碳素钢进行适当的热轧。

图1为本发明实施例的斯特格尔热轧设备的纵断面图。

图1示出本发明的实施形式。在图1中，本实施形式的斯特格尔热轧设备作为轧机具有将2套辊装入到1个机架2h中的所谓双轧机2，双轧机2为4辊轧机，2套轧辊为作业辊2a、2a和支承辊2b、2b。在双轧机2的进料侧和出料侧设置所谓的炉内卷取机16，该炉内卷取机16在加热炉3内设置卷取机4，在轧机2与炉内卷取机16之间设置各轧材1的加热装置5和冷却装置6，使加热和冷却可自由进行。另外，为了可轧制碳素钢，在双轧机2设置往轧材表面喷射高压流体的除氧化皮用喷嘴7，并设置喷射热轧油的喷嘴8。从图中未示出的板坯加热炉等输送而来的轧材1由双轧机2反复轧制，当其板厚达到可卷取的25mm左右时，一边由张紧辊9、导辊10、及轧材导向装置11等进行导向，一边由卷取机4卷取。之后，在达到最终板厚之前，一边由左右炉内卷取机16卷取，一边反复进行轧制。对轧材1进行温度控制时，由温度检测器12测定轧材1的温度，将温度检测器12的信号输入到控制装置13，由控制装置13控制加热装置5或冷却装置6，以达到目标温度。

在本图中，将轧机设为双轧机2的理由是为了尽可能地防止轧材1的温度下降，大幅度地提高轧制操作性，这一点在特开平11-207403号公报中进行了说明。

下面说明上述构成的本实施形式的斯特格尔热轧设备的运行例。

首先，在轧制开始时，由温度控制装置13的指令控制使加热装置5和冷却装置6都为非动作状态，将轧材1从位于轧机设备前段的未图示的板坯加热通道等输送到那里。

在通常的场合下，刚送来的轧材1非常厚，由炉内卷取机16卷取较困难，所以，在辊道上的轧材导向装置11下降的状态下，由在水平输送通道面上进行的往复移动的道次反复进行轧制。在这里，当由双轧机2进行轧制时，通过从设于进出料侧的除氧化皮用喷嘴7将高压流体喷吹到轧材1的表面，除去轧材表面的氧化皮，并同时从轧制油喷嘴8将热轧油涂抹到轧材1与作业辊2a之间。

在轧制进行到板厚为25mm左右时，判断可由炉内卷取机16卷取，轧制导向装置11向上移动，形成输送通道，由张拉辊9等导向装置送入到卷取机4，进行卷取。

在该时刻，由温度控制装置13的指令控制使位于炉内卷取机16与双轧机2之间的加热装置5进行发热动作，炉内卷取机16对卷不完而露出的轧材1的前后端部进行加热，以防止温度下降，即，使轧材1全体的温度分布一样。此时的加热温度通常为比A3相变点(纯铁约为910℃)高的温度。2个炉内卷取机16分别通过交替进行卷取、保持、送回，使轧材1在其间往复移动，由位于其间的双轧机2进行轧制。

在最终轧制道次的规定几个道次前，由温度控制装置13的指令控制使加热装置5动作，将轧材1加热到轧材1中的析出物的再固溶温度以上，另外，通过在非轧制状态或极轻压下的状态下以低速使板移动，可对轧材1进行1个或几个再固溶处理的固溶加热道次。在这里，该析出物的再固溶温度一般为比A3相变点高一些的温度，作为其一具体的例子，在轧材1为含碳0.1％以下的碳素钢的场合，大约在1000℃到约1200℃(装置能力的上限)之间。另外，在每一次固溶加热道次中加热的轧材1由炉内卷取机16卷取后保持一定时间。

当固溶加热道次结束时，由温度控制装置13的指令控制防止加热装置5的加热，在最终道次的轧制开始前根据需要使冷却装置6动作，将轧材1冷却到未再结晶奥氏体区域的温度，并由双轧机2进行强压下的最终道次。最终轧制道次结束后，通过使轧制导向装置11下降，将轧材1送到出料辊道，由层流冷却装置14的冷却使固溶物再次析出后，卷取到地下卷取机15，获得产品。

下面说明以上运行例的各工序的作用。

首先，说明防止析出物粗大化的方法，在用这样的斯特格尔轧机进行轧制的场合，如前面对金属组织问题所说明的那样，析出物粗大化尤其成为问题。特别是在没有设置加热装置5的设备中，要由通常的轧制过程使产生的集中巨大析出物细化和均匀分散非常困难。对于这一点，在具有加热装置5的设备中，通过一边由所希望的道次将轧材1加热到析出物的再固溶温度以上，一边由炉内卷取机16卷取，保持必要的时间(以下简单称为固溶加热道次)，可使析出物再固溶。这样的加热装置5的利用方法都未在前面的公知例即特公平5-45327号公报和美国专利5755128号说明书中记载，使用目的可以说是本质上不同。这是因为上述公知例的加热装置的使用目的为轧材1的前后端温度控制或轧材1全长的温度均匀化控制，不是如本发明那样积极地改善轧材1的金属组织。为了确实地进行上述析出物的再固溶，在炉3内卷取已加热到再固溶温度以上的轧材1，保持必要的时间。

然而，在上述那样的加热装置5的使用方法中也存在问题。这虽也与产品板厚有关，但一般情况下在最终道次前附近的轧制中，轧材温度通常下降到900℃左右以下。在轧制薄板等的场合，有时不得不达到奥氏体轧制中一般所说的容许下限温度即A3相变点以下。针对这一点，进行析出物固溶处理的温度一般在1000℃以上，有时需要很大程度的加热。这意味着加热装置5的大型化以及加热炉3的炉长增大。然而，在斯特格尔轧机中，从操作容易的角度考虑，希望尽可能地缩短轧机和炉内卷取机16之间的距离。对于这一点，在固溶加热道次中，通过在不进行轧制或极轻压下(例如5％)的条件下使板低速通过的加热方法，可尽可能地缩短所需加热炉长。为了极力减小加热容量，不使作业辊2a与轧材1接触地使板通过较理想，但也存在问题。即，在以非接触状态长时间放置作业辊2a和轧材1的场合，由于作业辊2a冷却，会使在前面的轧制过程中产生的辊热膨胀所形成的辊表面凸度(以下称热凸度)变化。这样，每次再开始轧制时，作业辊2a的形状变化，接下来的轧制的轧材1的形状控制会不同于前面的轧制过程中进行的形状控制方法。这从形状控制的容易性和正确性的观点来考虑是不希望出现的。这表明，在固溶加热道次中，通过将为进行图示中未示出但通常进行的轧辊冷却而喷射到作业辊2a的冷却液(辊冷却剂)的水量控制得少些，或不喷射，可有效地减少热凸度的形状变化。

以固溶处理为目的的加热也可在连续的多个道次中进行。采用这样的方法，不用说，可进一步使加热装置5小型化。另外，在进行多次送板加热处理的场合，也可以在将前后端部卷取到卷取机的卷筒4的状态下进行。这是因为，卷取到卷筒4的前端部或后端部时常在炉内，温度下降少，余下的大部分的轧材1反复进行送板加热道次，时常进行大体均匀的加热保持，不会出现仅一部分过冷却或强加热的情况。这意味着斯特格尔轧机的送板加热处理可不出现任何操作问题地进行。

另外，轧材1的板厚越薄，则加热效率越高，因此，用小型的加热装置5也可充分地进行加热。这意味着固溶加热道次可在最终道次的前一个道次有效地进行。另外，板厚越薄，则加热后的板厚方向的温度分布越均匀，固溶处理可容易、均匀和快速地进行，这也是在上述最终道次前附近进行加热处理的效果之一。作为具体例，上述固溶处理所需时间的一般估计值被认为每25mm板厚需要0.5小时左右的保持时间，所以，在板厚2.5mm进行固溶处理的场合，炉内的保持时间为3分钟左右即可，即，板厚越薄，则提高产量的效果越好。

然而，由以上说明的那样的固溶处理虽可防止析出物的粗大化，但将轧材1高温保存于炉内卷取机16存在金属组织晶粒生长粗化的问题。因此，在该状态下，不能解决上述那样的基体材料金属的强度下降的问题。关于这一点已经清楚，这在前面提到的文献“控制轧制和控制冷却”的第2.2章中也有记载，即，决定铁素体晶粒大小的因素为在未再结晶奥氏体区域的累积压下率。作为清楚示出这一点的文献，有新日铁技报第365号(1997)“厚板双横轧机的大压下轧制技术”等。由上述文献等可知，累积压下率在50％以下的场合，铁素体的晶粒大小大体与上述压下率成比例(压下率越大)地减小，在50％以上、最好在60％以上时基本饱和。因此，通过进行本发明的固溶处理，粗大化的晶粒通过随后在未再结晶奥氏体区域进行强压下，可形成为细小的铁素体晶粒。通常情况下，由1台的轧机进行50％以上的压下时轧制负荷大，难于控制形状，非常困难。因此，最好设置多台轧机。特别是从操作的稳定性考虑，采用双轧机2较为理想。

如以上那样轧制后的轧材1由设置于出料辊道上的冷却装置14进行冷却，卷取到地下卷取机15而产品化，此时出料辊道的冷却对决定最终产品的质量很重要，这与现有控制轧制技术相同。即，由本发明的轧制方法固溶后的析出物通过由上述冷却装置14冷却而再次析出。这里使用固溶处理后的轧材1，意味着残留于最终产品的析出物的大部分由上述出料辊道上的冷却形成。因此，通过相应于轧制钢种控制出料辊道上的冷却，不论固溶处理前的轧制经历如何，都可进行析出物的最佳析出控制。具体地说，可尽可能将细小析出物均匀地分散到基体材料中。这样，可抑制在出料辊道上从奥氏体相变到铁素体的铁素体晶粒的生长，提高产品强度，同时减少基体材料中的固溶碳量，生产出富有韧性的产品。

以上为适用于本发明提出的轧制方法和轧制设备的新轧制工艺的基本考虑方法。如进一步说明的话，在奥氏体轧制中，进行固溶处理后的轧制最好在未再结晶奥氏体区域进行。这意味着轧材1在从A3相变点到大体950℃左右的温度范围进行轧制。因此，在由本发明的固溶处理将温度提高到上述范围以上时，为了有效地在上述范围内进行轧制，最好在固溶处理后冷却。作为冷却装置，虽也可使用除氧化皮用喷嘴7，但不希望使用原本目的就不同的装置来控制轧材1的温度。除氧化皮用喷嘴7原本的目的是除去轧材表面的氧化皮，为此一般成为将100kg/cm2以上的高压流体大量喷射到轧制表面上那样的设备。使用这样的装置控制温度时，需要控制压力和流量，实际上非常困难，而且可以说是效率很差的使用方法。如以轧材1的冷却为目的，则不需要这样的高压流体，最好使用例如层流冷却这样的水冷等过去使用的专用装置6。然而，在这样的场合，不用说也可以考虑轧制制度，以在最终轧制的几个道次前进行固溶处理，使接下来的轧制结果为未再结晶奥氏体区域的轧制。

另外，特别是在进行铁素体轧制的场合，当然是使用上述冷却装置6和除氧化皮用喷嘴7中的任一个或两个，控制到A3相变点以下。如板较厚，由所设置的冷却装置6的能力不能由固溶处理后的1次冷却下降到规定温度，则可反复进行多次非轧制状态或通常的轧制道次，进行冷却直到达到规定的温度。

在以上那样的设备中，如至少在固溶处理以后的轧制中的至少1个道次以上的轧制涂抹热轧油，可发挥出特别的效果。很明显，通过使用热轧油，可降低作业辊2a和轧材1间的摩擦力，轧制负荷和扭矩等变小。当然这特别是在铁素体轧制等的低温轧制时有效。作为本发明的附带的固有效果，前面进行了说明，为了极力减小最终获得的铁素体的晶粒大小，提高累积压下率较有效。可以说，至少固溶处理以后的轧制最好为尽可能高的压下率。为了实现高压下轧制，应利用尽可能小的直径的作业辊2a。另外，从轧制的稳定性考虑，最好尽可能由作业辊2a的驱动。然而，驱动系特别是心轴的容许扭矩被抑制得较小，不能传递大的扭矩。为了缓和这一限制，在希望特别高的压下率的、固溶处理后的轧制中使用热轧油，可进行高压下率的轧制，具有细化金属组织的晶粒尺寸、提高质量的效果。作为直接影响组织的效果，降低作业辊2a与轧材1间的摩擦力，即减小作用于轧材1与作业辊2a间的剪切力变小。这意味着作用于轧材表层附近的局部剪切变形小，具有使轧制组织沿板厚方向均匀化的效果。这可以说提升了本发明的生产均匀的高质量材料的目的。

在图1所示实施形式中，作为轧机使用了双轧机2，但作为通常的1个或多个机架的轧机，当然也具有相同的效果。然而，在将加热装置5和冷却装置6设置于轧机与炉内卷取机16间的场合，将轧机作为双轧机2具有特别的效果。即，当设置加热装置5和冷却装置6时，轧机与炉内卷取机16间的距离变长1m左右，增加了卷取作业的困难。这是由于在无张力状态下进行轧制和送板直到轧材1的前端到达卷取机，走偏的危险性大，送板的稳定性差。与此不同，在采用双轧机2的场合，2套轧辊间的距离非常短，送板过程中由上述2套轧辊确实地约束轧材1，使送板的稳定性显著提高，从而可消除上述操作性的困难。这样，在轧机与炉内卷取机16间的距离必然变长的本轧制设备那样的场合，设置双轧机2特别有效。

为了使加热装置有效地加热，最好采用电磁感应加热。另外，也可在这样的斯特格尔热轧设备的前面设置粗轧机，在后面设置多个精轧机。特别是在后面设置精轧机可进一步加大最终道次的累积压下率。

在图1中示出了同时设置冷却装置6和加热装置5的场合，也可根据轧制钢种仅设置例如加热装置5。另外，在该图中示出将加热装置5设于上侧、将冷却装置6设于下侧的场合，但将各装置设置于上下两方，或在进料侧和出料侧将两者的设置位置倒过来，或在一侧仅设冷却装置6，在另一侧仅设置加热装置5，当然也可获得相同的效果。

作为使用图1所示斯特格尔热轧设备的另一运行例，也可采用这样的轧制方法，即，在至少1个以上的道次不进行轧制或极轻压下，低速送板，选择性地使加热装置5和冷却装置6动作，依次反复进行加热和冷却。例如，最初将A3相变点以上的奥氏体组织的轧材1的温度降到A3相变点以下的铁素体生成区域，之后将铁素体组织的轧材加热到A3相变点以上的奥氏体组织等。一般情况下，当使碳素钢通过A3相变点时，金属组织例如从奥氏体再结晶为铁素体或从铁素体再结晶为奥氏体，利用这一点可细化金属组织的晶粒。即，在最终道次前由上述热处理工艺事先将基体材料的晶粒尽可能地细化，当然对提高最终产品的质量有用。而且，通过控制上述加热和冷却中的任一方或两方，可简单地轧制两相(奥氏体和铁素体的混合组织)。

这样，对于现有大型热带轧制设备实际上非常难以进行的轧制前的金属组织自由形成可由本实施形式简单地实现。另外，现有的斯特格尔专门用于不锈钢等特殊钢，由本实施形式可使其也适用于高质量的碳素钢。

按照本发明，由于将碳素钢轧材中的析出物再固溶到金属基体材料中，所以可防止析出物的集合粗化，进而可使用斯特格尔热轧设备对碳素钢进行热轧，而且可获得改善了金属组织的高质量的材料。

按照本发明，通过使未再结晶奥氏体温度区域的最终道次的累积压下率为50％以上，可细化轧材的基体金属中的铁素体晶粒。

另外，按照本发明，由于反复进行铁素体的再结晶和奥氏体的再结晶，所以可细化金属组织的晶粒，从而可由斯特格尔热轧设备适当地轧制高质量的碳素钢。

Claims (13)

1、一种采用斯特格尔轧机轧制设备的热轧方法，该斯特格尔轧机轧制设备至少在1台轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机，在上述轧机与上述进出料侧的炉内卷取机间设置加热装置；其特征在于：至少进行1个在由上述加热装置加热到使轧材中的析出物再固溶的温度以上的同时由上述炉内卷取机卷取轧材的固溶加热道次。

2、如权利要求1所述的热轧方法，其特征在于：在非轧制状态或极轻压下的状态进行上述固溶加热道次，而且在上述加热装置的加热容量的范围按可达到足以使轧材中的析出物再固溶的温度以上的低速度进行。

3、如权利要求1或2所述的热轧方法，其特征在于：在上述炉内卷取机中将由上述固溶加热道次卷取到炉内卷取机的轧材保持规定时间。

4、如权利要求1-3中任一项所述的热轧方法，其特征在于：在即将实施最终道次之前或在其近旁进行上述固溶加热。

5、如权利要求1-4中任一项所述的热轧方法，其特征在于：连续进行多个上述固溶加热道次，并按可达到使轧材中的析出物再固溶的温度以上的低速进行其中最后的固溶加热道次。

6、如权利要求1-5中任一项所述的热轧方法，其特征在于：在最终道次之前进行固溶加热道次，将最终道次的轧制开始前的轧材温度控制在未再结晶奥氏体温度区域，使该未再结晶奥氏体温度区域的最终道次的累积压下率在50％以上。

7、如权利要求1-6中任一项所述的热轧方法，其特征在于：在上述最终道次之前进行上述固溶加热遭次，在包括最终道次的至少1个道次的轧制中将热轧油涂到轧材。

8、一种采用斯特格尔轧机轧制设备的热轧方法，该斯特格尔轧机轧制设备在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机，在上述轧机与进出料侧的炉内卷取机间的至少一方设置加热装置和冷却装置；其特征在于：至少连续进行2个以上的非轧制道次，在这些非轧制道次中，至少分别进行一个由上述加热装置加热轧材的道次和由上述冷却装置冷却轧材的道次。

9、一种斯特格尔热轧设备，在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机；其特征在于：包括：

(a)设于上述轧机与上述进出料侧炉内卷取机间用于对轧材进行加热的加热装置，

(b)控制装置，用于控制上述加热装置以在至少一个道次中加热到使轧材中的析出物再固溶的温度以上。

10、一种斯特格尔热轧设备，在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机；其特征在于：包括：

(a)设于上述轧机与上述进出料侧炉内卷取机间用于对轧材进行加热的加热装置，

(b)设于上述轧机与上述炉内卷取机间的除氧化皮装置，

(c)与上述除氧化皮装置分开设置于上述轧机与上述炉内卷取机之间用于冷却轧材的冷却装置。

11、如权利要求9或10所述的斯特格尔热轧设备，其特征在于：在上述轧机中设置热轧油涂抹装置。

12、如权利要求9-11中任何一项所述的斯特格尔热轧设备，其特征在于：上述轧机为在1个机架中装入2套辊的双轧机。

13、一种斯特格尔热轧设备，在轧机的进出料侧的至少一方设置炉内卷取机；其特征在于：包括：

(a)设于上述轧机与上述进出料侧炉内卷取机间的至少一方用于将轧材加热到比A3相变点高的温度的加热装置，

(b)设于上述轧机与进出料侧炉内卷取机间的至少一方用于将轧材冷却到比A3相变点低的温度的冷却装置。