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TWI797912B - 冷軋鋼板的製造方法及製造設備 - Google Patents

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TWI797912B
TWI797912B TW110148757A TW110148757A TWI797912B TW I797912 B TWI797912 B TW I797912B TW 110148757 A TW110148757 A TW 110148757A TW 110148757 A TW110148757 A TW 110148757A TW I797912 B TWI797912 B TW I797912B
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steel sheet
steel plate
cold
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松原行宏
藤田昇輝
日野公貴
荒川哲矢
大橋美和
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日商杰富意鋼鐵股份有限公司
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Abstract

本發明的冷軋鋼板的製造方法使用：全寬加熱裝置，跨鋼板的寬度方向全域對鋼板進行加熱；邊緣部加熱裝置，對鋼板的寬度方向端部進行加熱；以及冷軋機，軋製鋼板，相對於全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置配置於軋製方向下游側，所述冷軋鋼板的製造方法包括如下步驟：以於冷軋機的進料側處鋼板的寬度方向端部的溫度高於寬度方向中央部的溫度的方式，使用全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置對鋼板進行加熱。

Description

冷軋鋼板的製造方法及製造設備
本發明是有關於一種冷軋鋼板的製造方法及製造設備。
以往，於冷軋中，使用森吉米爾軋機(Sendzimir mill)等單機架的可逆式軋機、或包括多個機架的連軋機，但不論何種，均為多數情形時第一行程的軋機進料側的鋼板溫度為室溫。因此，於Si含量高的矽鋼板(電磁鋼板)的冷軋中，於鋼板溫度低的情形時，容易發生鋼板的脆性斷裂。作為此時的斷裂形態，存在自鋼板的寬度方向端部斷裂的情形或自寬度方向中央部斷裂的情形等，作為斷裂對策，均有效的是提高冷軋時的鋼板溫度。基於此種背景，提出一種藉由在冷軋前加熱矽鋼板而抑制矽鋼板的斷裂的方法。例如專利文獻1中記載有一種以成為軋機進料側所指定的目標溫度的方式加熱鋼板的寬度方向端部的方法。又，專利文獻2中記載有一種均勻加熱鋼板全域並軋製的方法。
[現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2012-148310號公報
專利文獻2：日本專利特開2011-79025號公報
如上所述，提出有一種抑制冷軋Si含量高的矽鋼板時發生脆性斷裂的技術。然而，於僅對鋼板的寬度方向端部進行加熱的技術中，由於寬度方向中央部附近的鋼板溫度低，故而存在發生寬度方向中央部的脆性斷裂的可能性。又，於跨鋼板的寬度方向全域均勻加熱的技術中，存在投入必要以上的能量加熱鋼板整體的可能性，就可持續發展目標(Sustainable Development Goals，SDGs)的觀點而言，認為尚有改善的餘地。
本發明是鑒於所述課題而完成，其目的在於提供一種低環境負荷、且能夠穩定地軋製矽鋼板的冷軋鋼板的製造方法及製造設備。
本發明的發明人等為了達成所述目的而進行了銳意研究，結果發現，與寬度方向中央部相比，寬度方向端部的斷裂抑制溫度(斷裂的抑制效果高的鋼板溫度)更高。因此，發明人等認為，將跨鋼板的寬度方向全域進行加熱的全寬加熱裝置與對鋼板的寬度方向端部進行加熱的端部加熱裝置加以組合而適當控制兩者的輸出來使用，於斷裂抑制及環境方面非常有效，而想到以下發明。
本發明的冷軋鋼板的製造方法使用：全寬加熱裝置，跨鋼板的寬度方向全域對鋼板進行加熱；邊緣部加熱裝置，對所述鋼板的寬度方向端部進行加熱；以及冷軋機，軋製所述鋼板，相對於所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置配置於軋製方向下游側，所述冷軋鋼板的製造方法包括如下步驟：以於所述冷軋機的進料 側處鋼板的寬度方向端部的溫度高於寬度方向中央部的溫度的方式，使用所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置對鋼板進行加熱。
可為所述冷軋機的進料側處的鋼板的寬度方向中央部及寬度方向端部的溫度根據鋼板的Si含量而變化。
可為所述冷軋機的進料側處的鋼板的寬度方向中央部及寬度方向端部的溫度為藉由根據Si含量α而變化的下述數式(1)、數式(2)所算出的溫度。
Figure 110148757-A0305-02-0005-1
TC：軋機進料側處的鋼板寬度方向中央部的鋼板溫度[℃]TC
Figure 110148757-A0305-02-0005-10
200℃
TE：軋機進料側處的鋼板寬度方向端部的鋼板溫度[℃]TE
Figure 110148757-A0305-02-0005-11
200℃
α：Si含量[%]0<α
Figure 110148757-A0305-02-0005-12
4.5
可為依次進行藉由所述全寬加熱裝置跨鋼板的寬度方向全域對鋼板進行加熱的全寬加熱步驟、藉由所述邊緣部加熱裝置對鋼板的寬度方向端部進行加熱的邊緣部加熱步驟、及藉由所述冷軋機軋製鋼板的軋製步驟。
可為依次進行藉由所述邊緣部加熱裝置對鋼板的寬度方向端部進行加熱的邊緣部加熱步驟、藉由所述全寬加熱裝置跨鋼 板的寬度方向全域對鋼板進行加熱的全寬加熱步驟、及藉由所述冷軋機軋製鋼板的軋製步驟。
本發明的冷軋鋼板的製造設備包括：全寬加熱裝置，跨鋼板的寬度方向全域對鋼板進行加熱；邊緣部加熱裝置，對所述鋼板的寬度方向端部進行加熱；以及冷軋機，軋製所述鋼板，相對於所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置配置於軋製方向下游側，所述全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置以於所述冷軋機的進料側處鋼板的寬度方向端部的溫度高於寬度方向中央部的溫度的方式對鋼板進行加熱。
可為所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置根據鋼板的Si含量使所述冷軋機的進料側處的鋼板的寬度方向中央部及寬度方向端部的溫度變化。
可為所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置將所述冷軋機的進料側處的鋼板的寬度方向中央部及寬度方向端部的溫度加熱為藉由根據Si含量α而變化的下述數式(1)、數式(2)所算出的溫度。
Figure 110148757-A0305-02-0006-2
TC：軋機進料側處的鋼板寬度方向中央部的鋼板溫度[℃]TC
Figure 110148757-A0305-02-0006-13
200℃
TE：軋機進料側處的鋼板寬度方向端部的鋼板溫度 [℃]TE
Figure 110148757-A0305-02-0007-14
200℃
α：Si含量[%]0<α
Figure 110148757-A0305-02-0007-15
4.5
可為所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置設置於與所述冷軋機的進料側相距10m以內的位置。
可為所述全寬加熱裝置為螺線管式感應加熱裝置。
可為所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置自所述冷軋機的軋製方向上游側起依次配置。
可為所述邊緣部加熱裝置及所述全寬加熱裝置自所述冷軋機的軋製方向上游側起依次配置。
根據本發明的冷軋鋼板的製造方法及製造設備，能夠低環境負荷、且穩定地軋製矽鋼板。
1:開卷機
2:接合裝置
3:環圈
4:全寬加熱裝置
5:邊緣部加熱裝置
6:加熱裝置
7:溫度計
8:冷串列軋機
9:切斷機
10:張力捲筒
S:鋼板
圖1是表示作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造設備的結構的示意圖。
圖2是表示對矽鋼板的耐折裂性的溫度依賴性進行評價所得的結果的圖。
圖3是表示與鋼板的Si含量相應的脆性斷裂抑制所需的鋼板溫度的推定結果的圖。
圖4是表示對矽鋼板的耐邊緣部裂性的溫度依賴性進行評價所得的結果的圖。
圖5是表示與鋼板的Si含量相應的邊裂抑制所需的鋼板溫度的推定結果的圖。
以下，參照圖式，對作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造方法及製造設備進行說明。再者，以下所示的實施形態中的結構要素中包括業者能夠置換、且容易者、或實質上相同者。
[結構]
首先，參照圖1，對作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造設備的結構進行說明。
圖1是表示作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造設備的結構的示意圖。如圖1所示，作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造設備(以下簡記為「製造設備」)為包括多個機架的連續式連軋生產線，包括開卷機1、接合裝置2、環圈3、全寬加熱裝置4、邊緣部加熱裝置5(以下，於指全寬加熱裝置4與邊緣部加熱裝置5此兩者的情形時表述為「加熱裝置6」)溫度計(板溫計測裝置)7、冷串列軋機8、切斷機(切斷裝置)9、及張力捲筒10。
開卷機1是配給鋼板S的裝置。製造設備可包括多個開卷機1。於該情形時，多個開卷機分別配給不同的鋼板S。
接合裝置2是將自開卷機1先配給的鋼板(先行材)的尾端部與自開卷機1後配給的鋼板(後行材)的前端部接合而形成接合鋼板的裝置。作為接合裝置2，可適宜地使用雷射焊接機。
環圈3是貯存鋼板S的裝置，以能夠於藉由接合裝置2將鋼板彼此接合前的期間(接合結束前的期間)持續藉由冷串列軋機8進行冷軋。
全寬加熱裝置4是跨鋼板S的寬度方向及軋製方向(長度方向)全域對鋼板S進行加熱的裝置。再者，全寬加熱裝置4可以如下方式對鋼板S進行加熱：冷串列軋機8的進料側處的鋼板S的寬度方向中央部的溫度成為藉由以下所示的數式(1)所算出的與鋼板S的Si含量相應的溫度TC。藉此，能夠有效地抑制鋼板S的脆性斷裂。
邊緣部加熱裝置5是跨軋製方向全域對鋼板S的邊緣部(寬度方向端部)進行加熱的裝置。再者，邊緣部加熱裝置5可以如下方式對邊緣部進行加熱：冷串列軋機8的進料側處的邊緣部的溫度成為藉由以下所示的數式(2)所算出的與鋼板S的Si含量相應的溫度TE。此時，亦需要考慮藉由利用全寬加熱裝置4對鋼板S進行加熱而上升的邊緣部的溫度。藉此，能夠有效地抑制鋼板S的邊緣部開裂。
Figure 110148757-A0305-02-0009-3
TC：軋機進料側處的鋼板寬度方向中央部的鋼板溫度[℃]TC
Figure 110148757-A0305-02-0009-16
200℃
TE：軋機進料側處的鋼板寬度方向端部的鋼板溫度 [℃]TE
Figure 110148757-A0305-02-0010-17
200℃
α：Si含量[%]0<α
Figure 110148757-A0305-02-0010-18
4.5
溫度計7是計測鋼板S的表面溫度的裝置。溫度計7可設置於冷串列軋機8的進料側最近處。但實際上並非直接使用由溫度計7測定的鋼板溫度，實用中使用補償溫度計7至冷串列軋機8的進料側之間降低的鋼板溫度後所得的值。
冷串列軋機8是為了使經全寬加熱裝置4及邊緣部加熱裝置5加熱的鋼板S的板厚成為目標板厚而冷軋鋼板S的裝置。於本實施形態中，冷串列軋機8包括5台機架，但機架的台數並無特別限定。又，於本實施形態中，冷串列軋機8採用1台機架包括4根輥的被稱為4Hi的形式，但不限於此，例如亦可應用6Hi等其他形式。
切斷機9是將冷軋後的鋼板S切斷的裝置。
張力捲筒10是捲繞由切斷機9切斷的鋼板S的裝置。張力捲筒10的形式並無限定，例如亦可為卡羅塞爾張力捲筒。又，製造設備可包括多個張力捲筒10。於該情形時，多個張力捲筒10連續捲繞多個鋼板S。
製造設備所包括的裝置並不限定於上述裝置。製造設備只要於10m以內依序配置(更佳為鄰接配置)加熱裝置6(全寬加熱裝置4與邊緣部加熱裝置5的順序不受限定)與冷串列軋機8的進料側即可。因此，軋機亦可為可逆式軋機而非串列式軋機。於該情形時，將加熱裝置6與軋機依序配置於第一行程。又，亦可 將冷軋步驟與作為其預備步驟的酸洗步驟連續化，可於環圈3與冷串列軋機8之間配置酸洗鋼板S的酸洗裝置。
[加熱步驟]
其次，對作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造方法的特徵、即利用加熱裝置6的鋼板S的加熱步驟進行說明。再者，加熱裝置6的具體加熱手段並無特別限定，以下以加熱裝置6為感應加熱裝置的情形為例進行說明。又，全寬加熱裝置4可為螺線管式或橫向式的感應加熱裝置中的任一種。又，加熱裝置6對鋼板S的上表面及下表面的至少一者進行加熱，但更佳為對上表面及下表面兩者進行加熱。
於本實施形態的鋼板S的加熱步驟中，加熱裝置6基於由溫度計7測得的鋼板S的溫度、全寬加熱裝置4及邊緣部加熱裝置5各自的出料側處的鋼板S的目標溫度、鋼板S通過加熱裝置6的時間(即加熱時間)、及鋼板S的板厚確定加熱裝置6的目標溫度。再者，藉由加熱裝置6加熱的鋼板S的目標溫度需要設定為考慮了溫度計7與加熱裝置6之間的距離、及溫度計7與冷串列軋機8之間的距離的溫度。例如於加熱裝置6至冷串列軋機8的距離非常短的情形時，即便將加熱裝置6的出料側處的鋼板S的目標溫度設為藉由加熱裝置6加熱的鋼板S的目標溫度亦無甚大問題。另一方面，於加熱裝置6、溫度計7、及冷串列軋機8中的即便某一者距離遠的情形時，需要考慮鋼板S到達冷串列軋機8的進料側之前的溫度降低而設定藉由加熱裝置6加熱的鋼板S 的目標溫度。但就環境負荷的觀點而言，鋼板加熱所使用的能量宜小，加熱裝置6及溫度計7儘量接近冷串列軋機8為宜。
此處，本發明的發明人等調查了藉由包括5台機架的串列軋機冷軋矽鋼板時的斷裂率。結果可知，Si含量高的矽鋼板與Si含量低的矽鋼板相比，斷裂率高。又，對斷裂原因進行了調查，結果可知，#1std(以下將自鋼板的搬送方向的上游側起第N台機架表述為「#Nstd」)或#2std等上游側處的斷裂與#4std或#5std等下游側處的斷裂的原因不同。即，關於上游側處的斷裂、尤其是#1std的正下方或出料側處的斷裂，推定其原因為中浪或成耳等鋼板形狀的局部收縮、或者穿過輥或形狀檢測器處的彎曲變形。通常#1std的壓下率於全部機架中最高，認為急遽的鋼板的形狀變化導致容易產生斷裂原因。又，對上游側處的斷裂進一步進行了調查，結果，斷裂率(斷裂發生率)因季節而異，例如與夏季相比，冬季的斷裂率高，推定外部氣溫(軋製工廠內的溫度)會對斷裂率造成影響。另一方面，關於下游側處的斷裂，確認到於上游側的機架處產生的邊緣部開裂發展而導致斷裂的實例。因此，發生斷裂的部位與原因不同，但認為任一斷裂均可藉由提高#1std進料側處的鋼板溫度而抑制。
為了驗證所述推測，首先對於實驗室規模下對鋼板賦予彎曲應變的情形時的耐折裂性進行評價。其原因在於認為本實驗的耐折裂性與上述上游側的機架處的穿過輥或形狀檢測器處的彎曲變形導致的脆性斷裂有關。作為待測材料，將板厚分別為2mm 且Si含量為1.8質量(mass)%、2.8mass%、3.3mass%、3.7mass%(以下將Si含量為M mass%的矽鋼板表述為「M%Si鋼」)的4種矽鋼板於800℃下進行退火(相當於熱軋板退火)。然後，將退火後的矽鋼板進行酸洗，使用剪切機切成24mm寬及250mm長的待測材料。其後，藉由將兩端面各研削2mm而將剪切時所產生的加工應變去除。藉此，抑制邊緣部斷裂的發生。再者，於實際的連續冷軋生產線中，1.8%Si鋼及2.8%Si鋼為不易發生脆性斷裂的鋼種。另一方面，3.3%Si鋼及3.7%Si鋼是尤其於上游側的機架中以數%左右的頻度發生脆性斷裂的鋼種。通常，於冷軋中，軋機進料側的鋼板溫度為與工廠內溫度相同的程度，冬季為15℃左右。
因此，對於矽鋼板的耐折裂性，調查鋼板溫度為15℃~45℃的範圍時的溫度依賴性。於本實驗中，首先，以壓下率50%軋製2mm厚的鋼板而製作1mm厚的鋼板。此為模擬#1std。其次，模擬穿過輥或形狀檢測器處的鋼板的彎曲變形而穿過輥式矯平機。然後，對鋼板賦予彎曲變形，對耐折裂性進行評價。輥式矯平機上下包括11根直徑50mm的工作輥，輥間隔為60mm。對鋼板表面施加的彎曲應力可藉由改變上工作輥的鎖緊量而賦予任意值。於本實驗中，以10℃為間隔改變鋼板溫度，以0.5mm為間隔改變輥鎖緊量，而實施各種改變，並對鋼板的斷裂極限進行整理。認為斷裂時的鎖緊量越大，冷軋生產線中亦越不易斷裂。圖2表示本實驗所獲得的結果。再者，鑒於實際的連續軋機中的斷裂性，認為只要於本實驗條件下，可於鎖緊量4.0mm之前未斷裂而穿過，則於 實際的連續軋機中亦不斷裂，將鎖緊量4.0mm下未發生斷裂設為本實驗的目標值。
如圖2所示，若按照各Si含量加以比較，則1.8%Si鋼不論鋼板的溫度(15℃~45℃)如何，至鎖緊量4.0mm為止均未發生斷裂。又，2.8%Si鋼於鋼板溫度為15℃時，於鎖緊量3.5mm下發生斷裂，但若為25℃以上，則至鎖緊量4.0mm為止未發生斷裂。又，3.3%Si鋼於鋼板溫度為15℃時於鎖緊量1.5mm下發生斷裂，於為25℃時於鎖緊量3.0mm下發生斷裂。但於鋼板溫度為35℃以上時，直至鎖緊量4.0mm為止未發生斷裂。又，3.7%Si鋼於鋼板溫度為15℃時於鎖緊量1.0mm下發生斷裂，於為25℃時於1.5mm下發生斷裂，於為35℃時於2.5mm下發生斷裂。若將鋼板溫度設為45℃，則至鎖緊量4.0mm為止未發生斷裂。所述實驗的結果可確認：Si含量對鋼板的耐斷裂性的影響大，Si含量越高，鋼板越容易斷裂。此情況亦與實際的連續冷軋機中的斷裂的實際情況相符。尤其對於3.3%Si鋼、3.7%Si鋼而言，一邊改變鋼板的溫度一邊進行實驗的結果為，溫度越高，越可抑制脆性斷裂。
圖3表示基於本實驗結果推定與鋼板的Si含量相應的脆性斷裂抑制所需的鋼板溫度所得的結果。圖中的近似曲線由以下所示的數式(3)表示。於本實驗中，對於1.8%Si鋼而言，即便鋼板溫度為15℃，至鎖緊量4.0mm為止亦未發生脆性斷裂，因此認為不需要利用加熱裝置6加熱鋼板。但對於2.8%Si鋼而言，於鋼板溫度為15℃時，於鎖緊量3.5mm下發生斷裂，因此認為於鋼板 溫度降低的時期，需要利用加熱裝置6加熱鋼板。因此，可認為數式(3)中的Si含量α[%]的值於實用中為α>2的程度。又，根據數式(3)所算出的鋼板溫度TCmin為必要最低溫度，就斷裂抑制的觀點而言，為該溫度以上即可。但若鋼板溫度過高，則會對鋼板形狀或潤滑性造成影響，因此將鋼板溫度設為200℃以下。又，Si含量α的上限值4.5%是根據下文所述的鋼板邊緣部的溫度成為200℃以下的範圍所設定。
[數4]TCmin=0.1α4.5+15...(3)
TCmin：軋機進料側處的鋼板寬度方向中央部的必要最低溫度[℃]
α：Si含量[%]0<α
Figure 110148757-A0305-02-0015-19
4.5
繼而，為了抑制原因為鋼板邊緣部開裂的斷裂，而於實驗室規模下軋製鋼板，並對有無發生邊緣部開裂進行評價。本實驗致力於解決軋製方向上游側所產生的邊緣部開裂伴隨進入軋製方向下游側的機架而放大斷裂的斷裂形態，認為只要能夠完全抑制上游側機架中的邊緣部開裂，則能夠抑制鋼板邊緣部開裂導致的斷裂。作為待測材料，將板厚分別為2mm且為1.8%Si鋼、2.8%Si鋼、3.3%Si鋼、3.7%Si鋼的4種矽鋼板切成20mm寬及250mm長，於800℃下進行退火(相當於熱軋板退火)。然後，將退火後的矽鋼板進行酸洗。可認為此時的鋼板邊緣部的狀態接近實際的連續冷軋機進料側中的狀態。
再者，於實際的連續冷軋生產線中，1.8%Si鋼是不易發生鋼板邊緣部開裂的鋼種。另一方面，3.3%Si鋼、3.7%Si鋼是以數%左右的頻度發生鋼板邊緣部開裂的鋼種。通常於冷軋中，軋機進料側的鋼板溫度為與工廠內溫度相同的程度，冬季為15℃左右。因此，對於矽鋼板的耐邊緣部裂性，調查鋼板溫度為15℃~65℃的範圍時的溫度依賴性。於本實驗中，模擬#1std，根據以壓下率50%軋製w20mm×L250mm的待測材料時的鋼板兩端面(長度方向)所發生的開裂(1mm以上的裂紋)的個數評價耐邊緣部裂性。再者，各Si量及各溫度下的軋製次數各為5次，邊裂的個數為5次的平均值。又，將鋼板溫度設為以10℃為間隔。圖4表示本實驗所獲得的結果。
如圖4所示，於鋼板溫度15℃的情形時，若按照各Si含量加以比較，則1.8%Si鋼的兩端面均未產生邊緣部開裂。2.8%Si鋼的兩端面合計產生7個邊緣部開裂。3.3%Si鋼的兩端面合計產生15個邊緣部開裂，3.7%Si鋼合計產生30個邊緣部開裂。於鋼板溫度為25℃的情形時，除了1.8%Si鋼以外，2.8%Si鋼的兩端面合計的邊緣部開裂個數亦為0個。另一方面，3.3%Si鋼為11個，3.7%Si鋼為27個。於鋼板溫度為35℃的情形時，1.8%Si鋼及2.8%Si鋼中兩端面合計的邊緣部開裂個數為0個。另一方面，3.3%Si鋼的兩端面合計產生5個邊緣部開裂，3.7%Si鋼合計產生20個邊緣部開裂。於鋼板溫度為45℃的情形時，除了1.8%Si鋼及2.8%Si鋼以外，3.3%Si鋼的兩端面合計的邊緣部開裂個數亦為 0個。另一方面，3.7%Si鋼產生10個邊緣部開裂。於鋼板溫度為55℃的情形時，除了1.8%Si鋼及2.8%Si鋼以外，3.3%Si鋼的兩端面合計的邊緣部開裂個數亦為0個。另一方面，3.7%Si鋼產生3個邊緣部開裂。於鋼板溫度為65℃的情形時，除了1.8%Si鋼、2.8%Si鋼、及3.3%Si鋼以外，3.7%Si鋼的兩端面合計的邊緣部開裂個數亦為0個。根據所述實驗的結果可確認：Si含量對耐邊緣部裂性的影響大，Si含量越高，越容易發生鋼板邊緣部開裂。此情況亦與實際的連續冷軋機中的鋼板邊緣部開裂的實際情況一致。
圖5表示基於本實驗結果推定與鋼板的Si含量相應的鋼板邊緣部開裂抑制所需的溫度所得的結果。圖中的近似曲線由以下所示的數式(4)表示。於本實驗中，對於1.8%Si鋼，即便鋼板溫度為15℃，亦未發生鋼板邊緣部開裂，因此認為不需要利用加熱裝置6加熱鋼板。但對於2.8%Si鋼而言，於鋼板溫度為15℃時發生鋼板邊緣部開裂，因此認為需要於鋼板溫度降低的時期利用加熱裝置6加熱鋼板。因此可認為數式(4)中的Si含量α[%]於實用中為α>2的程度。又，由數式(4)所算出的鋼板溫度TEmin為必要最低溫度，就斷裂抑制的觀點而言，為該溫度以上即可。但若鋼板溫度過高，則會對鋼板形狀或潤滑性造成影響，因此將鋼板溫度設為200℃以下。又，Si含量α的上限值4.5%是根據由數式(4)所算出的鋼板邊緣部的溫度成為200℃以下的範圍所設定。再者，將鋼板的加熱範圍設為距鋼板的邊緣部30mm以上的範圍。其原因在於：對鋼板邊緣部開裂造成影響的是冷軋中的延展的影 響範圍，認為該範圍大致距鋼板的邊緣部為30mm左右。
[數5]TEmin=0.1α4.8+15...(4)
TE：軋機進料側處的鋼板寬度方向端部的必要最低溫度[℃]
α：Si含量[%]0<α
Figure 110148757-A0305-02-0018-20
4.5
根據上述2個實驗可知，鋼板的自寬度方向中央部起的斷裂與自邊緣部起的斷裂的抑制所需的鋼板的加熱溫度不同。例如，於3.7%Si鋼的情形時，自寬度方向中央部起的斷裂抑制所需的溫度為45℃以上，邊緣部開裂抑制所需的溫度為65℃以上。如以上所述，判明為了抑制矽鋼板的斷裂，除了設為與Si含量相應的加熱量以外，於同一鋼種中亦需要沿著鋼板的寬度方向形成使邊緣部的溫度高於寬度方向中央部的溫度梯度，從而想到本發明。再者，於利用同一設備搬送Si含量不同的多個鋼板的情形時，加熱裝置6獲得表示先行材及後行材的Si含量的資訊，並基於該資訊變更、確定目標溫度即可。又，於本實施形態中，將軋製對象材設為矽鋼板進行說明，但鋼板的種類並無限定。作為除了矽鋼板以外可適宜地應用本發明的技術的鋼板，例如可列舉高強度鋼板或高合金鋼板。
如以上所說明般，根據作為本發明的一實施形態的冷軋鋼板的製造設備及製造方法，藉由併用全寬加熱裝置4與邊緣部加熱裝置5而分別適當控制自寬度方向中央部起的斷裂與邊緣部開裂的抑制所需的溫度，而抑制鋼板的斷裂。因此，根據作為本發 明的一實施形態的冷軋鋼板的製造設備及冷軋鋼板的製造方法，於冷軋矽鋼板時，能夠以必要最小限度的能量抑制鋼板的斷裂，因此能夠以最小限度的環境負荷穩定地冷軋矽鋼板。
[實施例]
對表示本發明的效果的實施例進行說明。於本實施例中，將全寬加熱裝置與邊緣部加熱裝置自軋製方向上游側起依次設置於冷軋機的進料側，可將軋機進料側的鋼板溫度設定為任意的溫度。並且，藉由5台機架的冷串列軋機精加工為特定的板厚。本實施例所使用的鋼種全部為矽鋼板，根據Si含量分為3組。具體而言，為Si含量為1.0mass%至2.0mass%的組、2.0mass%至3.0mass%的組、3.0mass%至3.5mass%的組此3組。任一組均為軋製前板厚為1.8mm至2.4mm，軋製後板厚為0.3mm至0.5mm。為了調查不同Si含量下的斷裂率，而注意避免板厚因組而出現偏差。各組中調查200鋼卷的斷裂率。再者，外部氣溫(工廠內的溫度)為15℃左右。將所調查的鋼卷與條件示於表1。使用設置於軋機進料側的溫度計測定鋼板溫度。
Figure 110148757-A0305-02-0020-4
[參考例]
表示未藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形、即軋機進料側的鋼板溫度為15℃左右的情形的例子。Si含量為1.0 mass%至2.0mass%的200鋼卷的斷裂率為0%。另一方面，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷的斷裂率為1%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷的斷裂率為3%。
[發明例1]
表示根據所述數式(1)、數式(2)算出與矽鋼板的Si含量相應的冷串列軋機進料側的鋼板溫度，並基於此而藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形的例子。且為按照全寬加熱裝置、邊緣部加熱裝置、及冷串列軋機的順序構成的情形。又，冷串列軋機與加熱裝置之間的距離為10m。於本發明例中，邊緣部的溫度高於鋼板寬度中央部的溫度。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央17℃、邊緣部18℃)的斷裂率為0%。又，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央30℃、邊緣部35℃)的斷裂率亦為0%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央45℃、邊緣部60℃)的斷裂率亦為0%。確認到藉由基於本發明加熱矽鋼板，能夠大幅減少鋼板的斷裂。
[發明例2]
表示根據所述數式(1)、數式(2)算出與矽鋼板的Si含量相應的冷串列軋機進料側的鋼板溫度，並基於此而藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形的例子。且為按照邊緣部加熱裝置、全寬加熱裝置、及冷串列軋機的順序構成的情形。即，為僅全寬加熱裝置與邊緣部加熱裝置的配置順序與發明例1不同的實施例。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中 央17℃、邊緣部18℃)的斷裂率為0%。又，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央30℃、邊緣部35℃)的斷裂率亦為0%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央45℃、邊緣部60℃)的斷裂率亦為0%。確認到，於在冷串列軋機進料側處能夠確保根據所述數式(1)、數式(2)所算出的鋼板溫度的情形時，無論全寬加熱裝置與邊緣部加熱裝置的順序如何均可抑制鋼板的斷裂。
[發明例3]
表示根據所述數式(1)、數式(2)算出與矽鋼板的Si含量相應的冷串列軋機進料側的鋼板溫度，並基於此而藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形的例子。且為以冷串列軋機與加熱裝置的距離成為1m至1.5m之間的方式設置有加熱裝置的情形。即，與發明例1相比，冷串列軋機與加熱裝置的距離更近，其他條件與發明例1相同。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央17℃、邊緣部18℃)的斷裂率為0%。又，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央30℃、邊緣部35℃)的斷裂率亦為0%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央45℃、邊緣部60℃)的斷裂率亦為0%。若僅著眼於斷裂率，則直至3.5%Si鋼為止均可抑制斷裂，與發明例1相同，但就能量使用量的觀點而言，與發明例1相比大幅降低，而可確認發明例3的優越性。因此，就降低能量使用量(耐環境性)的觀點而言，可確認冷串列軋機與加熱裝置的距離越近越佳。
[發明例4]
表示根據所述數式(1)、數式(2)算出與矽鋼板的Si含量相應的冷串列軋機進料側的鋼板溫度，並基於此而藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形的例子。此處，使用橫向式的感應加熱裝置。即，為發明例1的條件中將全寬加熱裝置自螺線管式的感應加熱裝置變更為橫向式的感應加熱裝置來實施的例子。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央17℃、邊緣部18℃)的斷裂率為0%。又，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央30℃、邊緣部35℃)的斷裂率亦為0%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央45℃、邊緣部60℃)的斷裂率亦為0%。可確認到全寬加熱裝置於螺線管式與橫向式下可獲得同等的斷裂抑制效果。
[比較例1]
表示未使用邊緣部加熱裝置，僅使用全寬加熱裝置的情形的例子。根據數式(1)算出藉由全寬加熱裝置加熱的鋼板的溫度。即，無法確保被認為是邊緣部開裂的抑制所需的溫度，進而，由於與寬度中央部相比，邊緣部的鋼板溫度容易降低，故而邊緣部溫度低於寬度中央部的溫度。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央17℃、邊緣部16℃)的斷裂率為0%。另一方面，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央30℃、邊緣部25℃)的斷裂率為0.5%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央45℃、邊緣部35℃)的斷裂率為2%。對斷裂的鋼卷 的斷裂形態進行調查，結果為雖然能夠抑制自寬度方向中央部起的斷裂，但無法抑制邊緣部開裂導致的斷裂。
[比較例2]
表示未使用邊緣部加熱裝置而僅使用全寬加熱裝置的情形的例子。根據數式(2)算出藉由全寬加熱裝置加熱的鋼板的溫度。即，為以邊緣部的溫度成為被認為是抑制邊緣部開裂所需的溫度的方式，跨寬度方向全域進行加熱的情況。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央20℃、邊緣部18℃)的斷裂率為0%。又，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央40℃、邊緣部35℃)的斷裂率為0%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央70℃、邊緣部60℃)的斷裂率亦為0%。但就斷裂抑制的觀點而言，以必要以上的程度加熱寬度方向中央部的溫度，於考慮環境負荷時減少投入能量即可。
[比較例3]
表示未使用全寬加熱裝置，而僅使用邊緣部加熱裝置的情形的例子。根據數式(2)算出藉由邊緣部加熱裝置加熱的鋼板邊緣部的溫度。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央15℃、邊緣部18℃)的斷裂率為0%。另一方面，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央15℃、邊緣部35℃)的斷裂率為0.5%，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央15℃、邊緣部60℃)的斷裂率為2%。對斷裂的鋼卷的斷裂形態進行調查，結果為雖然可抑制邊緣部開裂導致的斷裂，但無法抑制自 寬度方向中央部起的斷裂。
[比較例4]
表示根據所述數式(1)、數式(2)算出與矽鋼板的Si含量相應的冷串列軋機進料側的鋼板溫度，並基於此而藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形的例子。且為加熱裝置與冷串列軋機的距離為20m的情形。即，為發明例1的條件中延長加熱裝置與冷串列軋機之間的距離的例子。由於加熱裝置與冷串列軋機的距離長，故而即便使用至加熱裝置的能力的上限值亦無法設為根據所述數式(1)、數式(2)所算出的冷串列軋機進料側的鋼板溫度。Si含量為1.0mass%至2.0mass%的200鋼卷(寬度中央15℃、邊緣部15℃)的斷裂率為0%，Si含量為2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央25℃、邊緣部30℃)的斷裂率亦為0%。另一方面，3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央40℃、邊緣部50℃)的斷裂率為1%。可確認加熱裝置與冷串列軋機之間的距離短者為佳，於設置為即便使用至加熱裝置的能力的上限亦無法確保根據所述數式(1)、數式(2)所算出的鋼板溫度的距離的情形時，越為高Si鋼越容易發生斷裂。
[比較例5]
表示以成為較根據所述數式(1)、數式(2)算出的與矽鋼板的Si含量相應的軋機進料側的鋼板溫度分別低30%左右的低溫的方式，藉由全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置加熱鋼板的情形的例子。其他條件與發明例1相同。Si含量為1.0mass%至2.0mass% 的200鋼卷(寬度中央15℃、邊緣部15℃)的斷裂率為0%，2.0mass%至3.0mass%的200鋼卷(寬度中央20℃、邊緣部25℃)的斷裂率亦為0%。另一方面，Si含量為3.0mass%至3.5mass%的200鋼卷(寬度中央30℃、邊緣部40℃)的斷裂率為1.5%。可確認於溫度低於根據所述數式(1)、數式(2)所算出的鋼板溫度的情形時，越為高Si鋼越容易發生斷裂。
如以上所示，確認藉由應用本發明並於冷串列軋機的進料側加熱鋼板，能夠抑制鋼板的斷裂。尤其是於Si含量為3mass%以上的矽鋼板的情形時，藉由將鋼板加熱為合適的溫度，而能夠大幅減少鋼板的斷裂，因此可達成生產性的提高及良率的提高。
以上，已藉由用以實施發明的形態及實施例對本發明的冷軋鋼板的製造設備及冷軋鋼板的製造方法進行了具體說明，但本發明的主旨並不限定於該些記載，必須基於申請專利的範圍廣泛解釋。又，當然，基於該些記載實施各種變更、改變等而成者亦包括於本發明的主旨中。
[產業上的可利用性]
根據本發明，可提供一種低環境負荷、且能夠穩定地軋製矽鋼板的冷軋鋼板的製造方法及製造設備。
1:開卷機
2:接合裝置
3:環圈
4:全寬加熱裝置
5:邊緣部加熱裝置
6:加熱裝置
7:溫度計
8:冷串列軋機
9:切斷機
10:張力捲筒
S:鋼板

Claims (14)

  1. 一種冷軋鋼板的製造方法，其使用：全寬加熱裝置，跨鋼板的寬度方向及軋製方向全域對鋼板進行加熱；邊緣部加熱裝置，對所述鋼板的寬度方向端部進行加熱；以及冷軋機，軋製所述鋼板，相對於所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置配置於軋製方向下游側，所述冷軋鋼板的製造方法包括如下步驟：以於所述冷軋機的進料側處距鋼板的邊緣部30mm的範圍的寬度方向端部的溫度高於除了所述寬度方向端部以外的鋼板的寬度方向中央部的溫度的方式，使用所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置對鋼板進行加熱，其中所述冷軋機的進料側處的鋼板的所述寬度方向中央部及所述寬度方向端部的溫度為藉由根據Si含量α而變化的下述數式(1)、數式(2)所算出的溫度，
    Figure 110148757-A0305-02-0028-5
    Figure 110148757-A0305-02-0028-6
     TC：軋機進料側處的鋼板寬度方向中央部的鋼板溫度[℃]TC
    Figure 110148757-A0305-02-0028-21
    200℃ TE：軋機進料側處的鋼板寬度方向端部的鋼板溫度[℃]TE
    Figure 110148757-A0305-02-0028-22
    200℃ α：Si含量[%]0<α
    Figure 110148757-A0305-02-0028-23
    4.5。
  2. 如請求項1所述的冷軋鋼板的製造方法，其中所述冷 軋機的進料側處的鋼板的寬度方向中央部及寬度方向端部的溫度根據鋼板的Si含量而變化。
  3. 如請求項1或2所述的冷軋鋼板的製造方法，其中，依次進行藉由所述全寬加熱裝置跨鋼板的寬度方向全域對鋼板進行加熱的全寬加熱步驟、藉由所述邊緣部加熱裝置對鋼板的寬度方向端部進行加熱的邊緣部加熱步驟、及藉由所述冷軋機軋製鋼板的軋製步驟。
  4. 如請求項1或2所述的冷軋鋼板的製造方法，其中，依次進行藉由所述邊緣部加熱裝置對鋼板的寬度方向端部進行加熱的邊緣部加熱步驟、藉由所述全寬加熱裝置跨鋼板的寬度方向全域對鋼板進行加熱的全寬加熱步驟、及藉由所述冷軋機軋製鋼板的軋製步驟。
  5. 一種冷軋鋼板的製造設備，包括：全寬加熱裝置，跨鋼板的寬度方向及軋製方向全域對鋼板進行加熱；邊緣部加熱裝置，對所述鋼板的寬度方向端部進行加熱；以及冷軋機，軋製所述鋼板，相對於所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置配置於軋製方向下游側，所述全寬加熱裝置及邊緣部加熱裝置以於所述冷軋機的進料側處距鋼板的邊緣部30mm的範圍的寬度方向端部的溫度高於除了所述寬度方向端部以外的鋼板的寬度方向中央部的溫度的方式 對鋼板進行加熱，其中所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置將所述冷軋機的進料側處的鋼板的所述寬度方向中央部及所述寬度方向端部的溫度加熱為藉由根據Si含量α而變化的下述數式(1)、數式(2)所算出的溫度，
    Figure 110148757-A0305-02-0030-7
    Figure 110148757-A0305-02-0030-8
     TC：軋機進料側處的鋼板寬度方向中央部的鋼板溫度[℃]TC
    Figure 110148757-A0305-02-0030-24
    200℃ TE：軋機進料側處的鋼板寬度方向端部的鋼板溫度[℃]TE
    Figure 110148757-A0305-02-0030-25
    200℃ α：Si含量[%]0<α
    Figure 110148757-A0305-02-0030-26
    4.5。
  6. 如請求項5所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置根據鋼板的Si含量使所述冷軋機的進料側處的鋼板的寬度方向中央部及寬度方向端部的溫度變化。
  7. 如請求項5所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置設置於與所述冷軋機的進料側相距10m以內的位置。
  8. 如請求項6所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置設置於與所述冷軋機的進料側相距10m以內的位置。
  9. 如請求項5所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置為螺線管式感應加熱裝置。
  10. 如請求項6所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置為螺線管式感應加熱裝置。
  11. 如請求項7所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置為螺線管式感應加熱裝置。
  12. 如請求項8所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置為螺線管式感應加熱裝置。
  13. 如請求項5至12中任一項所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述全寬加熱裝置及所述邊緣部加熱裝置自所述冷軋機的軋製方向上游側起依次配置。
  14. 如請求項5至12中任一項所述的冷軋鋼板的製造設備，其中所述邊緣部加熱裝置及所述全寬加熱裝置自所述冷軋機的軋製方向上游側起依次配置。
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