鋼帶的連續退火方法、鋼帶的連續退火裝置、熔融鍍鋅鋼帶的制造方法以及熔融鍍鋅鋼帶 ...的制作方法
【專利摘要】本發明提供鋼帶的連續退火方法，能以低成本實現適于含有Si、Mn等易氧化性元素的鋼帶退火的低露點退火氛圍，該退火氛圍拾取缺陷產生少、爐壁損傷問題少，能防止鋼中Si、Mn等易氧化性元素富集在鋼帶表面而形成易氧化性元素的氧化物。在利用立式退火爐對鋼帶退火時，進行控制使得通過隔壁的位置處的鋼帶溫度為550～700℃，該立式退火爐構成為：具備沿上下方向輸送鋼帶的加熱帶和均熱帶，所述隔壁設置在上述加熱帶內并分離爐內的氛圍，從爐外向爐內供給氛圍氣體，從鋼帶導入部排出氣體，并抽吸爐內氣體的一部分向爐外的具有脫氧和除濕裝置的精煉機排出而除去氣體中的氧氣和水分，從而使氣體的露點降低，再使降低露點后的氣體回到爐內。
【專利說明】鋼帶的連續退火方法、鋼帶的連續退火裝置、膝融鍛待鋼帶 的制造方法W及膝融鍛待鋼帶的制造裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及鋼帶的連續退火方法、鋼帶的連續退火裝置、烙融鍛鋒鋼帶的制造方 法及烙融鍛鋒鋼帶的制造裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，在汽車、家電、建材等領域中，對于能夠有助于結構體的輕量化等的高強 度鋼（高張力鋼；hi曲-tensilesteel)的需求不斷提高。在該種高張力鋼的技術中，若向 鋼中添加Si則存在能夠制造擴孔性良好的高強度鋼帶的可能性，另外，若含有Si、Al則顯 示出能夠提供容易形成殘留Y的延展性良好的鋼帶的可能性。
[0003]然而，若在高強度冷社鋼帶中含有Si、Mn等易氧化性元素，則在退火中該些易氧 化性元素富集在鋼帶表面而形成Si、Mn等的氧化物，從而存在導致外觀不良、磯酸鹽處理 等化成處理性不良的問題。
[0004]烙融鍛鋒鋼帶的情況下，若鋼帶含有Si、Mn等易氧化性元素，則在退火中該些易 氧化性元素富集在鋼帶表面而形成Si、Mn等的氧化物，存在阻礙鍛敷性而產生不鍛敷缺陷 的問題。并且，存在在鍛敷后的合金化處理時合金化速度降低的問題。其中，若Si在鋼帶 表面形成Si化的氧化膜，則鋼帶與烙融鍛敷金屬的潤濕性顯著降低，另外，在合金化處理時 Si化氧化膜成為基鐵與鍛敷金屬之間的擴散的障礙。因此，特別容易產生Si阻礙鍛敷性、 合金化處理性的問題。
[0005] 作為避免該問題的方法，能夠想到控制退火氛圍中的氧勢的方法。
[0006] 作為提高氧勢的方法，例如專利文獻1中公開了將從加熱帶后段到均熱帶為止的 露點控制為-3(TCW上的高露點的方法。該手法能夠期待一定程度的效果，另外，存在向高 露點的控制在工業上也容易實現的優點。但是，該手法存在如下缺點；不能夠簡單地進行不 希望在高露點下進行操作的鋼種（例如Ti系-IF鋼）的制造。該是由于為了使一旦成為 高露點的退火氛圍變為低露點要花費非常長的時間。另外，該手法由于使爐內氛圍為氧化 性，因此若控制失誤則存在氧化物附著于爐內親而產生拾取（pickup)缺陷的問題、爐壁損 傷的問題。
[0007] 作為其它的手法，能夠想到形成低氧勢的手法。然而，Si、Mn等非常容易氧化，因 此在配置在CGL(連續烙融鍛鋒生產線）?CAL(連續退火生產線）中的那樣的大型連續退 火爐中，很難穩定地獲得抑制Si、Mn等的氧化的作用優異的-4(TCW下的低露點的氛圍。
[0008]例如專利文獻2、專利文獻3中公開了有效地獲得低露點的退火氛圍的技術。該些 技術是針對單道次立式爐該種相對小規模的爐的技術，并未考慮在CGL，CAL那樣的多道次 立式退火爐中對含有Si、Mn等的易氧化性元素的鋼帶進行退火的情況。
[0009] 專利文獻1=PCT國際公開W02007/043273號公報
[0010] 專利文獻2 :日本國專利第2567140號公報
[0011] 專利文獻3 ;日本國專利第2567130號公報
【發明內容】
[0012] 本發明的課題在于提供鋼帶的連續退火方法W及連續退火裝置，能夠W低成本實 現低露點的退火氛圍，該低露點的退火氛圍拾取缺陷的產生少、爐壁損傷的問題少，防止鋼 中的Si、Mn等易氧化性元素富集在鋼帶表面而形成Si、Mn等易氧化性元素的氧化物，適于 含有Si、Mn等易氧化性元素的鋼帶的退火。
[0013] 另外，本發明的課題在于提供利用上述連續退火方法對鋼帶進行退火后進行烙融 鍛鋒的烙融鍛鋒鋼帶的制造方法。另外，本發明的課題在于提供具備上述連續退火裝置的 烙融鍛鋒鋼帶的制造裝置。
[0014] 為了高效地使大型的退火爐低露點化，需要確定水分產生源。
【發明者】深入研究后 發現，非常重要的是鋼帶的自然氧化膜被還原時產生的水分的對策。
【發明者】進一步研究后 發現下述i)、ii)，并完成W下的發明。
[00巧]U還原發生的溫度域是50(TC?60(TC。
[0016]ii)Si、Mn等易氧化元素氧化、作為不鍛敷等鍛敷性阻礙主要原因的表面富集（不 鍛敷等鍛敷性阻害主要原因）發生的溫度域是7〇(TCW上。
[0017] 解決上述課題的本發明的方法如下。
[0018] (1)一種鋼帶的連續退火方法，其特征在于，在利用立式退火爐對鋼帶進行退火 時，進行控制使得通過隔壁的位置處的鋼帶的溫度為550?70(TC，其中，該立式退火爐構 成為；具備沿上下方向輸送鋼帶的加熱帶和均熱帶，所述隔壁設置在上述加熱帶?上述均 熱帶內并對爐內的氛圍進行分離，從爐外向爐內供給氛圍氣體，從加熱帶下部的鋼帶導入 部排出爐內氣體，并且抽吸爐內氣體的一部分向設置于爐外的具有脫氧裝置和除濕裝置的 精煉機排出而除去氣體中的氧氣和水分，從而使氣體的露點降低，再使降低露點后的氣體 回到爐內。
[0019] (2)其中，立式退火爐構成為：具備沿上下方向輸送鋼帶的加熱帶和均熱帶，在上 述加熱帶?上述均熱帶內設置有將爐內的氛圍分離的隔壁，從爐外向爐內供給氛圍氣體， 從加熱帶下部的鋼帶導入部排出爐內氣體，并且抽吸爐內氣體的一部分向設置于爐外的具 有脫氧裝置和除濕裝置的精煉機排出而除去氣體中的氧氣和水分，從而使露點降低，再使 降低露點后的氣體回到爐內，所述鋼帶的連續退火裝置的特征在于，W使通過上述隔壁位 置處的鋼帶的溫度為550?70(TC的方式配置隔壁。
[0020] (3) -種烙融鍛鋒鋼帶的制造方法，其特征在于，利用上述技術方案（1)所述的連 續退火方法對鋼帶進行退火后，進行烙融鍛鋒。
[0021] (4) 一種烙融鍛鋒鋼帶的制造裝置，其特征在于，在上述技術方案（2)所述的連續 退火裝置的下游設置有烙融鍛鋒裝置。
[0022] 根據本發明，通過利用隔壁將還原反應進行溫度域的氛圍與表面富集進行溫度域 的氛圍分離，能夠W低成本實現低露點的退火氛圍，該低露點的退火氛圍適于含有Si、Mn 等易氧化性元素的鋼帶的退火。根據本發明，能夠改善對含有Si、Mn等易氧化性元素的鋼 帶進行烙融鍛鋒后的鍛敷性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖I表示具備本發明的實施所使用的立式退火爐的鋼帶的連續烙融鍛鋒生產線 的一個結構例。
[0024] 圖2表示退火爐的加熱帶?均熱帶的向精煉機抽吸氣體的抽吸口和從精煉機吐 出氣體的吐出口的配置例。
【具體實施方式】
[00巧]為了高效降低在鋼帶的連續退火生產線、鋼帶的連續烙融鍛鋒生產線配置的退火 爐的露點，知道使露點升高的水的產生源變得非常重要。
【發明者】通過進行實機退火爐內的 多點連續露點測定，發現了在鋼帶溫度為50(TC至60(TC的溫度域中存在水的產生源。基于 實驗室實驗，發現氧化膜的還原最容易在該溫度域進行，因此
【發明者】想到在該區域內露點 高的理由是鋼帶的自然氧化膜的還原帶來很大影響。
[0026]另一方面，鋼帶溫度越高，給鍛敷性帶來很大影響的易氧化性元素的表面富集量 變得越多，但該溫度影響度很大程度根據鋼帶內所含的元素種類不同而不同。針對作為在 高張力鋼中使用的元素的代表例而公知的Mn、Si來說，由實驗室實驗可知，Mn在80(TCW上 的鋼帶溫度區域進行表面富集，Si在70(TCW上的鋼帶溫度區域進行表面富集。
[0027] 如上所述，基于還原的水產生在500?60(TC的范圍內發生，對于Si系在70(TCW 上產生表面富集的問題，對于Mn系在80(TCW上產生表面富集的問題。根據上述事實，發 明者想到從確保鍛敷性的觀點來說將還原反應進行溫度域的氛圍與表面富集進行溫度域 的氛圍分離的方法是有效的。目P，若設置分離氛圍的隔壁，且使該隔壁位置的鋼帶溫度為 550?70(TC，則能夠將由自然氧化膜的還原產生的水分的大部分限制在不影響鍛敷性的 隔壁上游側的低溫域。因此，若設置分離氛圍的隔壁，且使該隔壁位置的鋼帶溫度為550? 70(TC，則能夠W低成本將在進行易氧化性元素的表面富集的隔壁下游的高溫域的露點保 持為較低。
[002引若分離氛圍的隔壁位置的鋼帶溫度超過700。則在隔壁上游（分離帶W前）還原 反應就已經結束，另外，表面富集的進行對鍛敷性帶來惡劣影響，因此無法獲得良好的鍛敷 品質。
[0029] 另一方面，若分離氛圍的隔壁位置的鋼帶溫度不到550。則還原在隔壁上游的低 溫側沒有結束，在隔壁下游的高溫偵嘶在進行，因此高溫側氛圍的低露點化變得特別重要。
[0030]氛圍的分離手法分為物理性地分離的方法和利用氣封等進行非物理性地分離的 手法兩種。然而，新設計爐的情況優選物理性地分離的方法。作為具體的物理性分離手法， 能夠想到利用耐熱磚等構成的壁（隔壁）。在該手法中，需要設置供鋼帶通過的開口部，因 此無法將氛圍完全地分離。然而在該手法中，通過將隔壁的開口部配置在距爐氣的排出口 盡可能遠處，能夠提高隔壁上游與下游的氛圍的分離性。另外，在爐外設置有具有脫氧裝置 和除濕裝置的精煉機的退火爐中，通過將隔壁的配置、向精煉機的氣體抽吸、從精煉機的氣 體吐出組合，能夠W低成本降低退火氛圍的露點。
[0031]圖1表示具備本發明的實施所使用的立式退火爐的鋼帶的連續烙融鍛鋒生產線 的一個結構例。圖2表示退火爐的加熱帶?均熱帶的向精煉機抽吸氣體的抽吸口和從精煉 機吐出氣體的吐出口的配置例。W下使用圖1、圖2對本發明進行說明。
[0032] 圖1的連續烙融鍛鋒生產線在電鍛槽7的上游具備多道次的立式退火爐2。通常， 退火爐2從爐的上游向下游依次配置有加熱帶3、均熱帶4、冷卻帶5。在加熱帶3?均熱 帶4內配置有分離氛圍的隔壁11。隔壁11配置為大致鉛垂，利用隔壁11將隔壁上游側的 氛圍與下游側的氛圍分離。在隔壁11設置有使鋼帶1通過的開口部12。優選，隔壁11的 開口部12配置在距供爐內氣體排出的入爐側的開口部13盡可能遠的位置。在圖1的退火 爐中，隔壁11的開口部12配置在距入爐側的開口部13離開最遠距離的隔壁上部（爐上部 側）。另外，根據需要也能夠使用氣封等公知的非接觸手法進一步提高隔壁的開口部12的 氛圍的分離性。
[0033] 14是測定隔壁的開口部位置的鋼帶板溫度的溫度計。
[0034] 退火爐2與電鍛槽7經由爐鼻（snout) 6相連接，從加熱帶3到爐鼻6為止的爐內 保持在還原性氛圍氣體或者非氧化性氛圍中，加熱帶3和均熱帶4使用福射管（RT)作為加 熱裝置對鋼帶1進行間接加熱。
[0035] 還原性氛圍氣體通常使用&-馬氣體，被導入從加熱帶3到爐鼻6為止的爐內的適 當位置。導入爐內后的氣體除了爐體泄漏等不可避免的部分W外被從爐的進入側排出，爐 內氣體的流動與鋼帶行進方向成相反方向，從爐的下游朝向上游，被從入爐側的開口部13 向爐外排出。
[0036] 為了降低退火爐的氛圍氣體的露點，在爐外配置具有脫氧裝置和除濕裝置的精煉 機15,構成為抽吸爐內的氛圍氣體的一部分向精煉機15排出而除去氣體中的氧氣和水分 從而降低露點，并將降低露點后的氣體向爐內吐出。精煉機可W使用公知的裝置。
[0037] 向精煉機抽吸氣體的抽吸口、從精煉機吐出氣體的吐出口配置于在加熱帶?均熱 帶內配置的隔壁11的上游側、下游側的各自的適當位置。在圖2中，對向精煉機抽吸氣體 的抽吸口而言，在加熱帶上變換爐高方向的位置而配置有H處，在均熱帶上變換爐長方向 的位置、爐高方向的位置而配置有六處。爐長方向是圖2的左右方向。從精煉機吐出氣體 的吐出口配置在各抽吸口的下方0. 5m處的位置。對各抽吸口的氣體抽吸量、各吐出口的氣 體吐出量而言，能夠單獨地進行流量調整。
[0038] 利用上述退火爐對鋼帶進行退火時，非常重要的是通過隔壁的位置處的鋼帶溫度 的控制。如上所述，還原進行溫度是500?60(TC，Si系的表面富集進行溫度是70(TCW 上，Mn系的表面富集進行溫度是80(TCW上。由于還原進行溫度域與表面富集進行溫度域 接近，因此，若溫度控制不適當，則不僅無法顯出本發明的效果，有時甚至還會得到相反的 效果。
[0039] 在本發明中，進行控制使得通過隔壁的位置處的鋼帶溫度變為550?70(TC的范 圍內。若鋼帶溫度不到55(TC，則鋼帶W還原不充分的狀態被向隔壁下游的高溫側輸送，因 此，還原引起的氣體在高溫側大量產生，高溫側的露點變高，從而阻礙鍛敷性。相反，若鋼 帶溫度超過70(TC，則在露點高的隔壁上游的低溫側進行表面富集而阻礙鍛敷性。進一步 優選的通過隔壁的位置處的鋼帶溫度是還原基本結束而表面富集的影響幾乎能夠忽略的 60(TC?70(TC。對于在通過隔壁的位置處的鋼帶溫度而言，根據生產線速度、板厚等條件， 能夠通過調整RT的燃燒量等的加熱能力來進行控制。
[0040]另外，在生產線速度、板厚等條件的變更少等情況下，也可W預先確定通過隔壁的 位置處的鋼帶溫度為550?70(TC的退火爐內的位置并將隔壁配置于此。
[00川若通過隔壁的位置處的鋼帶溫度在550?70(TC的范圍內，則在鋼帶的Si含有量 是0.I質量％W下的情況下，即便不使用精煉機也能夠使含有Si、Mn的鋼帶的鍛敷性提高。 另一方面，若鋼帶的Si含有量超過0. 1質量％，則不使用精煉機來使爐內氣體的露點降低 就無法使鍛敷性良好。向精煉機的氣體的排出可W在隔壁的上游的低溫側、下游側的高溫 側中的任意一側進行。然而，在精煉機氣體吐出口處于隔壁下游的情況下，向精煉機的氣體 的排出在隔壁下游且越盡量遠離該吐出位置越低露點化，因此效率優良。不對從精煉機吐 出氣體的吐出位置進行限定。然而，從有效活用低露點的吐出氣體的觀點來說，優選，在盡 量遠離向精煉機排出氣體的氣體排出口的位置吐出來自精煉機的氣體。
[0042] 超過70(TC還原結束，因此僅在隔壁上游放出水，但為表面富集影響也大的溫度 域，進行隔壁位置的溫度管理的意義不大。
[0043] 通過隔壁后的鋼帶在均熱帶被高溫保持。在均熱帶的鋼帶溫度只要根據所要求的 材質進行適當設定即可，例如是73CTC?91 (TC程度。
[0044] 對于利用加熱帶3和均熱帶4實施規定的退火后的鋼帶，利用冷卻帶5進行冷卻， 經由爐鼻6浸潰在電鍛槽7中進行烙融鍛鋒，利用吹掃噴嘴8將鍛敷附著量調整至規定附 著量而成為烙融鍛鋒鋼帶。或者利用吹掃噴嘴8進行附著量調整后，進一步使用加熱裝置 9進行鍛鋒層的合金化處理。
[0045] 對利用本發明的方法退火后的鋼帶而言，Si、Mn等易氧化性元素的表面富集被抑 巧1|，從而進行烙融鍛鋒時能夠提高鍛敷性。本發明的方法的效果已在含有Si;0. 4?3. 0質 量％ ^及/或者含有Mn;1?3質量％的鋼帶中進行了確認。
[0046] 在上述的退火爐中，鋼帶從爐的下部被導入。然而，鋼帶也可W從爐的上部側被導 入。在上述的退火爐中，鋼帶在隔壁的上方移動。然而，鋼帶也可W在隔壁的下方通過。在 上述的退火爐中，均熱帶與冷卻帶在爐的上部連通。然而，均熱帶與冷卻帶也可W在爐的下 部連通。上述的退火爐在加熱帶的上游沒有配置預熱爐。然而，退火爐也可W具備預熱爐。
[0047] 本發明的退火方法也能夠適用于鋼帶的連續退火生產線（CAL)的退火方法、退火 裝置。
[004引 實施例
[0049] 在具備ART型（全福射型）的退火爐的OiL中，使爐內氛圍條件等變化并進行露 點測定，對鋼帶進行烙融鍛鋒來制造烙融鍛鋒鋼帶，從而對鍛敷性進行評價。其中，對ART 型的退火爐而言，如圖1、圖2所示那樣，在加熱帶?均熱帶內配置了物理性地將爐內的氛 圍分離的隔壁，在爐外配置了具備除濕裝置和脫氧裝置的精煉機。
[0050] 加熱帶?均熱帶的爐長（圖2的左右方向的爐長）是16m、加熱帶的爐長是6m、均 熱帶的爐長是10m，隔壁位置處于距入爐側壁6m的位置。對于來自爐外的氛圍氣體供給部 位而言，均熱帶中距驅動（化ive)側的爐床高度為ImUOm的位置的爐長方向分別設為九 處，共計為十八處。供給的氛圍氣體的露點是-60?-7(TC，且氛圍氣體是&-馬氣體化2濃 度是lOvol% )。
[0051] 向精煉機抽吸氣體的抽吸口W及從精煉機吐出氣體的吐出口如圖2所記載那樣。 圖2的氛圍氣體的抽吸口A?I的坐標（距入爐側壁的距離，距爐底的距離）是A= (4m， 2m)、B= (4m，llm)、C= (4m，20m)、D= (8m，2m)、E=巧m，llm)、F=巧m，20m)、G= (12m, 2m)、H= (12m，llm)、I= (12m，20m)。吐出口A?I在上述抽吸口A?I的下方0. 5m處 (從單側的爐壁進行抽吸/吐出）。此外，抽吸口是4 200mm、吐出口是4 50mm。精煉機的 除濕裝置使用合成沸石，脫氧裝置使用把催化劑。
[0052] 使用板厚為0. 8?1. 2mm、板寬為950?IOOOmm的范圍的冷社鋼帶（鋼種是表1 的A?D該4種），按照退火溫度是82(TC、送板速度是100?120mpm的條件盡可能地進行 條件統一的試驗。
[0053] 表1
[0054]表1
[005引（質量％ )
[0056]
【權利要求】
1. 一種鋼帶的連續退火方法，其特征在于， 在利用立式退火爐對鋼帶進行退火時，進行控制使得通過隔壁的位置處的鋼帶的溫度 為 550 ?700 °C， 其中，該立式退火爐構成為：具備沿上下方向輸送鋼帶的加熱帶和均熱帶，所述隔壁設 置在上述加熱帶?上述均熱帶內并對爐內的氛圍進行分離，從爐外向爐內供給氛圍氣體， 從加熱帶下部的鋼帶導入部排出爐內氣體，并且抽吸爐內氣體的一部分向設置于爐外的具 有脫氧裝置和除濕裝置的精煉機排出而除去氣體中的氧氣和水分，從而使氣體的露點降 低，再使降低露點后的氣體回到爐內。
2. -種鋼帶的連續退火裝置， 其中，立式退火爐構成為：具備沿上下方向輸送鋼帶的加熱帶和均熱帶，在上述加熱 帶?上述均熱帶內設置有將爐內的氛圍分離的隔壁，從爐外向爐內供給氛圍氣體，從加熱 帶下部的鋼帶導入部排出爐內氣體，并且抽吸爐內氣體的一部分向設置于爐外的具有脫氧 裝置和除濕裝置的精煉機排出而除去氣體中的氧氣和水分，從而使露點降低，再使降低露 點后的氣體回到爐內， 所述鋼帶的連續退火裝置的特征在于， 以使通過上述隔壁位置處的鋼帶的溫度為550?700°C的方式配置隔壁。
3. -種熔融鍍鋅鋼帶的制造方法，其特征在于， 在利用權利要求1所述的連續退火方法對鋼帶進行退火后，進行熔融鍍鋅。
4. 一種熔融鍍鋅鋼帶的制造裝置，其特征在于， 在權利要求2所述的連續退火裝置的下游設置有熔融鍍鋅裝置。
【文檔編號】C22C38/06GK104379776SQ201380030809
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月10日 優先權日:2012年6月13日
【發明者】高橋秀行 申請人:杰富意鋼鐵株式會社