特許 7559225 鋼帯の連続鋳造及びこれに続く平圧延のための設備及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】鋼帯の連続鋳造及びこれに続く平圧延のための設備及び方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 1/46 20060101AFI20240924BHJP

   B21B 45/00 20060101ALI20240924BHJP

   B21B 45/02 20060101ALI20240924BHJP

   B22D 11/12 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

B21B1/46 B

B21B45/00 L

B21B45/02 320R

B22D11/12 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023514924

(86)(22)【出願日】2021-09-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-27

(86)【国際出願番号】 EP2021074656

(87)【国際公開番号】W WO2022053482

(87)【国際公開日】2022-03-17

【審査請求日】2023-03-28

(31)【優先権主張番号】102020211273.8

(32)【優先日】2020-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102021209879.7

(32)【優先日】2021-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390035426

【氏名又は名称】エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100069556

【弁理士】

【氏名又は名称】江崎 光史

(74)【代理人】

【識別番号】100111486

【弁理士】

【氏名又は名称】鍛冶澤 實

(74)【代理人】

【識別番号】100191835

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 真介

(74)【代理人】

【識別番号】100221981

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 大成

(72)【発明者】

【氏名】ホフ・ハルトムート

(72)【発明者】

【氏名】シュスター・インゴ

(72)【発明者】

【氏名】ペータース・マティアス

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５１３３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第９６／００１７１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／０７９３４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｂ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、０．８ｍｍよりも小さい厚さを有する極薄の鋼帯（２）を製造する方法であって、
まずは鋳造装置（３）において、１．５０ｍｍから４．０ｍｍまでの範囲の厚さを有する素材鋼帯（４）を連続鋳造し、次に、直接に鋳造装置（３）に連結された少なくとも１つの熱間圧延スタンド（６）を用いて、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、鋼帯（２）へと熱間予備圧延する、方法において、
熱間予備圧延された鋼帯（２）を、冷却装置（８）と加熱装置（９）と熱間圧延スタンド（１０）とをこの順序で有するとともに、鋳造装置（３）に連結された熱間圧延スタンド（６）の直ぐ下流側に配置された少なくとも１つの圧延モジュール（７）を介して、オーステナイト及び／又はフェライトで、極薄の鋼帯（２）へと熱間仕上圧延することを特徴とする、方法。

【請求項2】

熱間予備圧延された鋼帯（２）を、それぞれ相前後して配置された少なくとも２つの圧延モジュール（７、１５）を介して仕上圧延し、圧延モジュール（７、１５）の各々は、冷却装置（８、１６）と加熱装置（９、１７）と熱間圧延スタンド（１０、１８）とをこの順序で有する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

極薄の鋼帯（２）を、少なくとも１つの圧延モジュール（７）の下流側で、又は最後の圧延モジュール（１５）の下流側で、少なくとも１つの冷却区間（１１）を介して、巻取温度へと冷却する、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

素材鋼帯（４）を、鋳造装置（３）に連結された熱間圧延スタンド（６）の上流側に配置された少なくとも１つの加熱装置（５）を介して加熱する、請求項１から３のいずれか一項に記載の設備（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい、好ましくは０．８０ｍｍより小さい、特に好適には０．４０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲の厚さを有する鋼帯の連続鋳造及びこれに続く平圧延のための設備及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

そのような鋼帯は、通常、別個の冷間圧延装置で熱間帯鋼を冷間圧延することによって造られるので、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有するそのような薄い鋼帯を製造するには、少なくとも２つ又は３つの加工ステップが必要である。

【0003】

独国の公開ＤＥ１１２０１３０００８４１Ｔ５において、１ｍｍから５ｍｍの厚さを有する鋳造鋼帯が鋳造され、直接に熱間圧延ラインで薄い鋼帯へと熱間圧延できる、薄い鋼帯を製造する設備が公知であるが、ただし、そのような設備では、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有する鋼帯の適切な製造は実現されない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】ＤＥ１１２０１３０００８４１Ｔ５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような背景から、本発明の基礎をなす課題は、先行技術と比較して改善された設備と、先行技術と比較して改善された方法とを提供することであり、特にオーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい厚さを有する鋼帯の製造を可能にする設備又は方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

発明の説明
本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴を有する設備と、請求項８の特徴を有する方法とによって解決される。

【0007】

本発明に係る設備は、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい厚さを有する鋼帯の連続鋳造及びこれに続く平圧延のために設けられている及び／又は適している設備であって、１．５０ｍｍから４．０ｍｍの範囲の厚さを有する素材鋼帯が連続鋳造可能である、鋳造装置と、鋳造装置に連結された少なくとも１つの熱間圧延スタンドであって、熱間圧延スタンドによって、素材鋼帯が、依然としてオーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、鋳造プロセスの直後に鋼帯へと熱間予備圧延できる、熱間圧延スタンドと、を備える。

【0008】

本発明によれば、設備は、鋳造装置に連結された熱間圧延スタンドの直ぐ下流側に配置された少なくとも１つの圧延モジュールを備え、圧延モジュールは、冷却装置と加熱装置と熱間圧延スタンドとをこの順で有し、熱間圧延スタンドによって、予備圧延された鋼帯は、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、鋼帯へと熱間仕上圧延できる。

【0009】

同様に、本発明は、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍよりも小さい厚さを有する鋼帯を製造する方法を想定していて、まずは鋳造装置において、１．５０ｍｍから４．０ｍｍまでの範囲の厚さを有する鋼帯を連続鋳造し、次に、直接に、鋳造装置に連結された少なくとも１つの熱間圧延スタンドを用いて、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、好ましくは少なくとも７００℃のより高い温度で、鋼帯へと熱間予備圧延する。

【0010】

本発明によれば、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、熱間予備圧延された鋼帯を、冷却装置と加熱装置と熱間圧延スタンドとをこの順序で有するとともに、鋳造装置に連結された熱間圧延スタンドの直ぐ下流側に配置された少なくとも１つの圧延モジュールを介して、オーステナイト及び／又はフェライトで、鋼帯へと熱間仕上圧延する。

【0011】

設備又は方法は、一方では、熱間鋼帯製造時、特に極薄の熱間鋼帯製造時の経済性の向上を可能にする。というのも、プロセスステップの節約に基づいて納期を大幅に短縮でき、投資コストを削減でき、大幅な省エネルギ性が得られるからである。

【0012】

用語「オーステナイト及び／又はフェライト組織構造」における「及び／又は」の組合わせとは、本発明の観点では、製造されるべき鋼帯が、プロセスの終了時に、オーステナイト又はフェライト組織構造を有し、製造中にオーステナイトだけでなくフェライトでも圧延できると解される。換言すると、製造されるべき鋼帯は、プロセスの終了時に、実質的にオーステナイト組織とフェライト組織との混合構造を有しない。

【0013】

用語「極薄の熱間鋼帯」とは、本発明の観点では、１．０ｍｍより小さい厚さ、好ましくは０．８０ｍｍより小さい厚さ、特に好ましくは０．４０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲の厚さを有する鋼帯と解される。一層特に好ましくは、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有する鋼帯は、０．４ｍｍの厚さを有する。

【0014】

さらに、少なくとも１つの圧延モジュールを介して、鋼帯におけるオーステナイト及び／又はフェライト組織構造を的確に設定できる。例えば、鋼帯にフェライト組織構造を生成するために、オーステナイト又はフェライトで熱間予備圧延された鋼帯は、冷却装置を介して冷却され、その後で、次に圧延モジュールの圧延スタンドにおいて、好ましくは７００℃から７８０℃の温度範囲で、フェライトで仕上圧延される。これに対して、鋼帯にオーステナイト組織構造を設定しようとすると、オーステナイト又はフェライトで熱間予備圧延された鋼帯は、加熱装置を介して加温され、その後、圧延モジュールの圧延スタンドにおいて、好ましくは８５０℃を上回る温度で、オーステナイトで仕上圧延される。

【0015】

本発明の別の有利な実施形態は、従属形式の請求項に記載されている。従属形式の請求項に個別に記載された特徴は、技術的に有意義な形で相互に組合わせ可能であり、そして本発明の別の実施形態を確定できる。さらに、請求項に述べられた特徴は、明細書により明確に示されて、説明されていて、その際、本発明の別の好適な実施形態が形成される。

【0016】

有利な実施形態では、設備は、それぞれ相前後して配置された少なくとも２つ、更に好適には少なくとも３つの圧延モジュールを有してよく、この場合、圧延モジュールの各々は、冷却装置と加熱装置と熱間圧延スタンドとをこの順序でそれぞれ有し、これにより、相応してオーステナイト及び／又はフェライト組織範囲での熱圧延が可能になる。これにより、その都度のオーステナイト及び／又はフェライト組織範囲での総変化度を、用いられる変化の数によって変更でき、これにより、鋼帯の品質パラメータに有利な影響を及ぼせる。

【0017】

別の有利な実施形態では、設備は、鋳造装置と、鋳造装置に連結された熱間圧延スタンドとの間に配置された加熱装置をさらに有してよく、これにより、素材鋼帯が熱間圧延スタンドにおいてオーステナイトで熱間予備圧延される前に、的確に、鋳造装置から到来する素材鋼帯のその間の加熱が可能となる。

【0018】

好ましくは、設備は、少なくとも１つの圧延モジュールの下流側に、特に好適には最後の圧延モジュールの下流側に、少なくとも１つの冷却区間を有し、冷却区間を介して、鋼帯が、巻取温度へと冷却される。この関連において、有利には、設備が少なくとも１つのコイラ装置、より好適には少なくとも２つのコイラ装置を有し、コイラ装置を介して、完成した鋼帯がコイルへと巻き取られることが、想定されている。通常、設備は、コイラ装置の上流側に配置された、鋼帯を分離する分離装置をさらに有する。

【0019】

別の実施形態では、設備は、鋼帯を酸洗する酸洗装置及び／又は鋼帯を焼鈍する熱処理装置をさらに有してよく、装置は、さらに、好ましくは最後の圧延モジュールと冷却区間との間に配置されている。

【0020】

別の観点では、本発明は、さらに、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい厚さ、好ましくは０．８０ｍｍより小さい厚さ、特に好適には０．４０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲の厚さを有する鋼帯を的確に製造するための、本発明に係る装置の使用に関する。

【0021】

以下、本発明及びその技術的環境について、図面に基づいて詳説する。本発明は、図示された実施例によって限定されるべきでないことに留意されたい。特に、格別の断りがない限り、図面に説明された事項の部分的な側面を抽出し、本明細書及び／又は図面から分かる他の構成部材及び理解と組み合わせることも可能である。特に、図面及び特に表示された値の関係は概略的なものに過ぎないことに留意されたい。同一の符号は、同一の対象を示すので、必要に応じて他の図面の説明を補足的に用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る設備の第１の実施形態を示す。

【図2】本発明に係る設備の第２の実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、設備１の一実施形態を示す。この設備１によって、連続鋳造とこれに続く平圧延とによって、オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい厚さを有する鋼帯２を製造できる。

【0024】

ここで図示した実施形態では、設備１は、鋳造装置３を有し、鋳造装置３には、連続的に溶鋼が供給される。鋳造装置３を介して、まずは１．５０ｍｍから４．０ｍｍの範囲にある厚さを有する素材鋼帯４が連続鋳造される。鋼帯進行方向で鋳造装置３の下流側に第１の加熱装置５が配置されていて、加熱装置５を介して、温度が７００℃を下回る及び／又は第１の変化ステップがオーステナイト組織範囲で実行されるべき場合には、素材鋼帯４は、第１の圧延台の上流側で加熱されてよい。第１の加熱装置５は、例えば誘導加熱装置の形態で構成されてよい。さらに、設備１は、第１の熱間圧延スタンド６を有し、第１の熱間圧延スタンド６は、鋳造装置３に直接に連結されている。用語「直接的に連結される」とは、本発明の観点では、第１の熱間圧延スタンド６が鋼帯進行方向で鋳造装置３の直ぐ下流側に配置されているので、鋳造装置３によって造られた素材鋼帯４が直接に、したがってオーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で熱間予備圧延できると解される。

【0025】

さらに、設備１は、鋼帯進行方向で第１の熱間圧延スタンド６の下流側に、第１の圧延モジュール７を有し、第１の圧延モジュール７は、第１の冷却装置８と第２の加熱装置９と第２の熱間圧延スタンド１０とをこの順序で有し、第２の熱間圧延スタンド１０によって、オーステナイト及び／又はフェライトで予備圧延された鋼帯２が、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で鋼帯２へと熱間仕上圧延される。第２の加熱装置９も、例えば誘導加熱装置の形態で構成されてよい。第１の冷却装置１０は、例えば中間スタンド冷却装置の形態で構成されてよい。

【0026】

鋼帯進行方向で第１の圧延モジュール７の下流側で、設備１は、まずは冷却区間１１を有し、冷却区間１１は、好ましくはスプレー式冷却装置の形態で構成されていて、冷却区間１１によって、所望の最終鋼帯厚さ、例えば０．４ｍｍの最終鋼帯厚さへと圧延された鋼帯２は、極めて小さい厚さに基づいて、慎重に冷却され得る。これに続いて、鋼帯２は、分離装置１２を通過し、分離装置１２は、例えば片持ち式のシャーからなってよく、第１及び／又は第２のコイラ装置１３、１４を介してコイルへと巻き取られる。

【0027】

図２には、本発明に係る設備１の第２の実施形態が示されていて、第２の実施形態は、第１の実施形態とは異なり、第２の圧延モジュール１５を有し、第２の圧延モジュール１５は、同様に第２の冷却装置１６と第３の加熱装置１７と第３の熱間圧延スタンド１８とをさらに有し、第３の熱間圧延スタンド１８を介して、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で圧延が可能となる。

【0028】

実施例
実施例１
純粋なオーステナイト組織構造を有する鋼帯２を製造するために、図１に示された設備１を用いて、まずは２．０ｍｍの厚さと１１００ｍｍの幅とを有する素材鋼帯４が鋳造される。素材鋼帯４は、鋳造装置３から退出するとき、１２５０℃の温度を有し、その後、誘導加熱装置５を介して、１１５７℃の入口温度から１２４６℃へと加熱される。これに続いて、素材鋼帯４は、第１の熱間圧延スタンド６において、２．５２ｍ／ｓの圧延速度で、５５％の低下で、オーステナイトで熱間予備圧延され、その際、入口温度は１１３０℃であり、出口温度は、９７１℃である。その後で得られた０．９ｍｍの厚さのオーステナイトで予備圧延された鋼帯２は、これに続いて、まずは誘導加熱装置９を介して９３８℃から１０５１℃の温度へと加熱され、その後、第２の熱間圧延スタンド１０において、３．７８ｍ／ｓの圧延速度で、３３％の低下で、オーステナイトで仕上圧延されることによって、第１の圧延モジュール７を介して仕上圧延される。第２の熱間圧延スタンド１０への入口温度は、９９２℃であり、出口温度は、８８２℃である。そうして得られた、０．６ｍｍの最終帯厚さを有する鋼帯２が、これに続いて冷却され、コイルへと巻き取られる。

【0029】

実施例２
純粋なフェライト組織構造を有する鋼帯２を製造するために、図１に示された設備１を用いて、まずは２．０ｍｍの厚さと１１００ｍｍの幅とを有する素材帯鋼４が鋳造される。素材鋼帯４は、鋳造装置３から退出するとき、１２５０℃の温度を有し、十分に高い温度に基づいて、加熱することなく、熱間圧延スタンド６に供給され、２．２２ｍ／ｓの圧延速度で、熱間圧延スタンド６において、５５％の低下で、オーステナイトで予備圧延され、その際、入口温度は、１０２０℃であり、出口温度は、８８２℃である。その後で得られた０．９ｍｍの厚さのオーステナイトで予備圧延された鋼帯２は、これに続いて、まずは鋼帯２が、冷却装置８を介して７９４℃から７８５℃の温度へと冷却され、その後、第２の熱間圧延スタンド１０において、３．３３ｍ／ｓの圧延速度で、３３％の低下で、熱間仕上圧延されることによって、第１の圧延モジュール７を介してフェライトで仕上圧延される。第２の熱間圧延スタンド１０への入口温度は、７５７℃であり、出口温度は、７０５℃である。そうして得られた、０．６ｍｍの最終鋼帯厚さを有する鋼帯２が、これに続いて冷却され、コイルへと巻き取られる。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下を含む。
１．
オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい厚さを有する鋼帯（２）の連続鋳造及びこれに続く平圧延のための設備（１）であって、
１．５０ｍｍから４．０ｍｍの範囲の厚さを有する素材鋼帯（４）が連続鋳造可能である、鋳造装置（３）と、
鋳造装置（３）に連結された少なくとも１つの熱間圧延スタンド（６）であって、熱間圧延スタンド（６）によって、素材鋼帯（４）が、依然としてオーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、鋳造プロセスの直後に鋼帯（２）へと熱間予備圧延できる、熱間圧延スタンド（６）と、
を備える、設備（１）において、
鋳造装置（３）に連結された熱間圧延スタンド（６）の直ぐ下流側に配置された少なくとも１つの圧延モジュール（７）が設けられていて、圧延モジュール（７）は、冷却装置（８）と加熱装置（９）と熱間圧延スタンド（１０）とをこの順で有し、熱間圧延スタンド（１０）によって、予備圧延された鋼帯（２）は、オーステナイト及び／又はフェライトで、鋼帯（２）へと熱間仕上圧延できることを特徴とする、設備（１）。
２．
設備（１）は、それぞれ相前後して配置された少なくとも２つ、好適には少なくとも３つの圧延モジュール（７、１５）を備え、圧延モジュール（７、１５）の各々は、冷却装置（８、１６）と加熱装置（９、１７）と熱間圧延スタンド（１０、１８）とをこの順序で有する、上記１の設備（１）。
３．
少なくとも１つの圧延モジュール（７）の下流側に、好ましくは最後の圧延モジュール（１５）の下流側に、少なくとも１つの冷却区間（１１）が設けられている、上記１又は２の設備（１）。
４．
鋳造装置（３）に連結された熱間圧延スタンド（６）の上流側に配置された少なくとも１つの加熱装置（５）をさらに備える、上記１から３のいずれか一つの設備（１）。
５．
少なくとも１つの圧延モジュール（７）の下流側に、好ましくは最後の圧延モジュール（１５）の下流側に配置された、金属の鋼帯（２）を酸洗する酸洗装置及び／又は金属の鋼帯（２）を焼鈍する熱処理装置をさらに備える、上記１から４のいずれか一つの設備（１）。
６．
鋼帯（２）を巻き付けてコイルを作製する少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つのコイラ装置（１３、１４）をさらに備える、上記１から５のいずれか一つの設備（１）。
７．
少なくとも１つのコイラ装置（１３、１４）の上流側に配置された、鋼帯（２）を分離する分離装置（１２）をさらに備える、上記６の設備（１）。
８．
オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍよりも小さい厚さを有する鋼帯（２）を製造する方法であって、
まずは鋳造装置（３）において、１．５０ｍｍから４．０ｍｍまでの範囲の厚さを有する鋼帯（４）を連続鋳造し、次に、直接に鋳造装置（３）に連結された少なくとも１つの熱間圧延スタンド（６）を用いて、オーステナイト及び／又はフェライト組織範囲で、好ましくは少なくとも７００℃のより高い温度で、鋼帯（２）へと熱間予備圧延する、方法において、
熱間予備圧延された鋼帯（２）を、冷却装置（８）と加熱装置（９）と熱間圧延スタンド（１０）とをこの順序で有するとともに、鋳造装置（３）に連結された熱間圧延スタンド（６）の直ぐ下流側に配置された少なくとも１つの圧延モジュール（７）を介して、オーステナイト及び／又はフェライトで、鋼帯（２）へと熱間仕上圧延することを特徴とする、方法。
９．
オーステナイト及び／又はフェライト組織構造を有し、１．０ｍｍより小さい厚さを有する鋼帯（２）を製造するための、上記１から７のいずれか一つの設備（１）の使用。

【符号の説明】

【0030】

１ 設備
２ 鋼帯
３ 鋳造装置
４ 素材鋼帯
５ 第１の加熱装置／誘導加熱装置
６ 第１の熱間圧延スタンド
７（第１の）圧延モジュール
８ 第１の冷却装置
９ 第２の加熱装置／誘導加熱装置
１０ 第２の熱間圧延スタンド
１１ 冷却区間／スプレー式冷却装置
１２ 分離装置
１３ 第１のコイラ装置
１４ 第２のコイラ装置
１５ 第２の圧延モジュール
１６ 第２の冷却装置
１７ 第３の加熱装置
１８ 第３の熱間圧延スタンド

【図1】

【図2】