JP2000071003A - 厚鋼板の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中伸び、耳波や反りなどの形状不良が起因す
る操業トラブルや腰折れなどの品質不良の発生を防止す
る厚鋼板の製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】 パスラインの上下に複数のロールを千鳥
状に配置した矯正機と可逆式の熱間圧延機を備え、その
矯正機を熱間圧延機の入側および／または出側に近接し
て設け、リバース圧延における各圧延パスの直後に、厚
鋼板に繰り返し曲げを加えて形状矯正をおこなう。圧延
中および矯正中の厚鋼板に圧延方向の張力を付加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リバース方式の
熱間圧延による厚鋼板の製造方法およびその装置に関
し、特に、平坦不良に伴い発生する操業トラブルや腰折
れなどの品質不良の発生の防止などが可能な厚鋼板の製
造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に熱間圧延された厚鋼板には、耳波
や中伸びと呼ばれる平坦不良や反りなどの形状不良が生
じる。平坦不良は、ロールたわみやサーマルクラウンと
呼ばれる熱膨張部やロール摩耗などの影響でロールプロ
フィールがロール軸方向に不均一となり、そのため圧延
によって長手方向に伸ばされる長さが幅方向に不均一で
あるために生じる。鋼板の端部が伸ばされすぎると耳
波、中央部が伸ばされすぎると中伸びの平坦不良が発生
することは知られている。また、加熱炉でのスラブ加熱
や鋼板表面のスケール除去のための高圧水噴射等の影響
により圧延時の鋼板温度が幅方向に不均一になり、幅方
向に変形抵抗の差が生じることも平坦不良の原因と考え
られている。一方、反りは、ロール摩耗量の相違などに
より上下ロールの周速度に差が生じた場合や、鋼板の厚
さ方向に温度差が生じた場合に発生する。

【０００３】これらの形状不良は、通板や圧延の際の操
業トラブルをもたらすばかりでなく、例えば、鋼板先端
部の反りは鋼板先端が搬送ロール等に突っ掛けることに
より生じる腰折れの原因になり、また耳波・中伸び等の
形状不良は圧延後におこなう加速冷却時の水乗りによる
冷却むらを誘発し、機械的特性などの品質不良を招くこ
とがある。この腰折れは形状修正が難しく、また平坦化
された後でもすじ状の跡が残存して外観を損なうことも
ある。特に、１スタンドの圧延機を用いて鋼板を繰返し
往復させて圧延するリバース圧延においては、絶えず鋼
板の先後端が圧延機に挿入されるため、形状不良による
弊害は大きい。

【０００４】厚鋼板の形状不良対策として、以下の技術
が提案されている。実公平２−３５３６２号公報には、
被圧延材の幅方向に３本以上奇数本の矯正ロールを配置
し、その左右の矯正ロールの傾きを変え得るようにする
と共に、全ての矯正ロールを昇降し得るように構成した
矯正機を、厚板圧延機の直前部または直後部の少なくと
も一方の上下に配設した厚板圧延機の板反り矯正装置が
開示されており、鋼板の長手方向反りおよび幅方向反り
を矯正することができるとしている。

【０００５】特開昭５９−１９００４号公報には、粗ミ
ルセクション、仕上ミルセクションおよび形状修正セク
ションのライン構成からなり、形状修正セクションを比
較的大径のクロスロール型圧延機とそのクロスロール圧
延機の後方にこれと連動し上下２本づつのバックアップ
ロールに支持された上下一対のホットレベラとで構成し
た厚板圧延装置が開示されている。これは、仕上ミルセ
クションで圧延された鋼板の断面形状をクロスロール型
圧延機で整えた後、ホットレベラで形状修正をおこなう
ものである。

【０００６】また、特許公報第２６０４５１８号には、
厚鋼板を仕上圧延後、熱間矯正機で矯正する方法におい
て、熱間矯正機後方に冷却設備を設け、熱間矯正後にこ
の冷却設備で鋼板端部は空冷、中央部は弱水冷を実施す
ることにより、鋼板端部の温度を中央部に対して１０〜
３０℃高くする厚鋼板の矯正方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】実公平２−３５３６２
号公報に開示された技術は、鋼板全長にわたるような大
きな長手方向の反りの矯正は可能であるが、矯正機の構
造上、腰折れの原因となる鋼板先端部の反りの矯正は難
しい。更に、耳波形状または中伸び形状の矯正は不可能
である。

【０００８】特開昭５９−１９００４号公報や特許公報
第２６０４５１８号に開示された技術は、仕上圧延の終
了後に形状矯正をおこなうものであり、仕上圧延機にお
けるリバース圧延の途中で生じる形状不良には対応でき
ず、したがって、仕上圧延における噛み込み不良などの
操業トラブルや鋼板先後端の上下反りが原因となる腰折
れ等の形状不良は防止できない。

【０００９】本発明の課題は、上記従来の問題点を踏ま
え、中伸び、耳波や反りなどの形状不良が起因する操業
トラブルや腰折れなどの品質不良の発生を防止する厚鋼
板の製造方法および製造装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、厚鋼板（以
下、単に「鋼板」ともいう）における上記形状不良に起
因する操業トラブルや品質不良の発生を防止するには、
これら形状不良が発生した直後に形状矯正をおこなうこ
とが重要であるとの基本認識に立ち、熱間圧延機とその
圧延機に近接して設けた矯正機を用いた圧延、矯正試験
をおこない、以下の知見を得た。

【００１１】(a) 圧延された鋼板の先端が圧延機を出た
直後に形状矯正をおこなうことにより、反りが原因で生
じる突っかけなどの操業トラブルや腰折れの発生を防止
できる。

【００１２】(b) 矯正機としては、パスラインの上下に
複数のロールを千鳥状に配置した構成が、反り、中伸び
や耳波の矯正に有効であり、その矯正機を圧延機に近接
して設け、矯正機と圧延機の間に鋼板の先端を矯正機あ
るいは圧延機に誘導するガイド装置を配設した構成が有
効である。

【００１３】また、矯正機を圧延機に近接配置すること
により、更に以下の効果が生まれることが判った。

【００１４】(c) 圧延ロールと矯正ロールの回転数を調
整することにより、矯正中の鋼板に張力の付加が可能と
なり、平坦矯正能力が向上する。

【００１５】(d) 圧延中の鋼板に張力を付加しておこな
う張力圧延が可能となり、圧延荷重が低下し、圧延時に
発生する形状不良が抑制される。また、圧延パス回数を
削減できる。

【００１６】(e) 高温で変形抵抗の低い状態での矯正が
可能となり、矯正能力の向上や矯正機の小型化が図れ
る。

【００１７】本発明は、上記知見に基づき、その要旨
は、以下の通りである。 (1) リバース方式の熱間圧延による厚鋼板の製造に際
し、リバース圧延の途中の圧延パスの直後および／また
はリバース圧延の最終圧延パスの直後に前記厚鋼板に繰
返し曲げを加えて形状修正をおこなうことを特徴とする
厚鋼板の製造方法。

【００１８】(2) リバース方式の熱間圧延による厚鋼板
の製造に際し、圧延中および矯正中の前記厚鋼板に圧延
方向の張力を付加することを特徴とする厚鋼板の製造方
法。

【００１９】(3) パスラインの上下に複数のロールを千
鳥状に配置した矯正機と可逆式の熱間圧延機を備え、前
記矯正機を前記熱間圧延機の入側および／または出側に
近接して設けたことを特徴とする厚鋼板の製造装置。

【００２０】(4) 矯正機と熱間圧延機との間に厚鋼板の
先端部を矯正機に誘導するガイド装置を設けたことを特
徴とする上記(3) 項に記載の厚鋼板の製造装置。

【００２１】なお、上記(1) で「直後」とは、圧延によ
り生じる厚鋼板先端部の反りの形状がほぼ維持されてい
る間をいい、上記(3) の「近接」とは、圧延により生じ
る厚鋼板先端部の反りの形状がほぼ維持されている範囲
に設けることをいう。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る厚鋼板の圧
延ラインの一例を模式的に示す側面図である。符号１は
矯正機、１ａ、１ｂは矯正ロール、２は熱間圧延機、２
−１はワークロール、２−２はバックアップロール、３
は厚鋼板、４は搬送ローラ、５はガイド装置である。

【００２３】図１において、本発明に係る熱間圧延機２
は、仕上圧延機であり、板厚５〜１００ｍｍ程度の製品
を圧延する厚鋼板用のリバース式圧延機である。矯正機
１は、パスラインの上下に千鳥配置した複数個の矯正ロ
ール１ａ、１ｂにより繰返し曲げを加えて厚鋼板３を平
坦にする設備であり、熱間圧延機２に近接して設けられ
る。矯正機は、圧延により生じる厚鋼板先端部の反りの
形状がほぼ維持されている範囲に設ければよく、熱間圧
延機と矯正機との距離は、特に限定しないが、通常、５
ｍ程度以内にすることができる。好ましくは、２ｍ以内
である。矯正ロールの個数は、特に限定しないが、通常
５個以上であり、望ましくは７個以上である。図示例で
は、矯正機１は、熱間圧延機２の出側に設けられ、鋼板
３はラインの上流側である図面の右側から熱間圧延機２
に搬送され、そこでリバース圧延をされた後、左側に向
かって搬送される。なお、矯正機は、熱間圧延機の入側
に設けてもよく、入側と出側の両方に設けてもよい。好
ましくは、入側と出側の両方である。

【００２４】本発明の方法は、リバース方式の熱間圧延
による厚鋼板の製造に際し、リバース圧延の途中の圧延
パスの直後および／またはリバース圧延の最終圧延パス
の直後に前記厚鋼板に繰り返し曲げを加えて形状修正を
おこなうことを特徴とする。

【００２５】図１において、熱間圧延機２で矢印の方向
に圧延された鋼板３は、その圧延の直後に矯正機１によ
り形状矯正される。次いで、鋼板３は矢印の反対方向に
圧延される。次いで、鋼板３は、再び矢印の方向に圧延
され、上記と同様に圧延の直後に形状矯正がされる。こ
のような圧延を適宜複数回繰り返しておこなうことによ
り厚鋼板が製造される。上記のように圧延パスの直後に
反りの矯正がおこなわれるので、反りが原因で発生する
鋼板の突っ掛けが抑制され、腰折れの発生が防止でき
る。もちろん、中伸びや耳波などの形状不良も矯正する
ことができる。上記例は、圧延の直後にだけ形状矯正を
おこなうものであるが、圧延の直後と直前の両方であっ
てもよい。なお、形状矯正は、必ずしもリバース圧延に
おける全圧延パスにおいておこなう必要はなく、反りな
どの形状に応じて一部の圧延パスでは省略しても良い。

【００２６】本発明の別の方法は、リバース方式の熱間
圧延による厚鋼板の製造に際し、圧延中および矯正中の
前記厚鋼板に圧延方向の張力を付加することを特徴とす
る。

【００２７】図１において、圧延中および矯正中の厚鋼
板への張力の付加は、矯正ロール１ａ、１ｂとワークロ
ール２−１の周速度を調整することにより可能であり、
矯正機１を熱間圧延機２に近接して設けることにより有
効におこなうことができる。張力を付加した矯正によ
り、矯正機の矯正能力が向上するため、より有効に形状
矯正ができる。また、張力を付加した圧延が実現し、圧
延荷重が低減するため、圧延の際の形状不良の発生を抑
制することができ、更にまた、１パス当たりの圧下量を
増加し、パス回数を削減することができる。

【００２８】次に、本発明の製造装置について説明す
る。図１において、本発明の製造装置は、パスラインの
上下に複数の矯正ロール１ａ、１ｂを千鳥状に配置した
矯正機１と可逆式の熱間圧延機２を備え、前記矯正機１
を前記熱間圧延機２の入側および／または出側に近接し
て設けたことを特徴とし、好適態様にあっては、更に、
矯正機１と熱間圧延機２との間に厚鋼板の先端部を矯正
機１に誘導する為のガイド装置５を設けたことを特徴と
する。

【００２９】矯正ロール１ａは、図示しない昇降機構お
よび傾動機構によりその押し込み量を調整することがで
き、さらに矯正を実施しないなどの場合に、矯正ロール
１ａは十分な高さまでの上昇または横方向への移動によ
り、鋼板搬送の障害とならない位置に退避できる。また
矯正ロール１ｂは搬送ローラ４と同じパスラインとなる
よう位置調整し、搬送ローラとして使用することができ
る。

【００３０】ガイド装置５は、図１に示すように板状の
上部ガイド５ａと下部ガイド５ｂで構成した装置、ある
いは、図示していないが複数個のローラを圧延方向に密
に配置した上部ガイドと下部ガイドで構成した装置とす
ることができる。好ましくは、板状の上部ガイドと下部
ガイドで構成した装置である。なお、上部ガイドは、矯
正未実施の場合は鋼板搬送の障害にならないように退避
する機能を有する。

【００３１】なお、図１には示していないが、矯正機
は、矯正の負荷に対応し、矯正ロールを支持するバック
アップロールを備えた構造としてもよい。

【００３２】

【実施例】（本発明例１） 図１に示す構成の、矯正機
を圧延機の出側に近接配置した厚鋼板の製造装置を製作
し、板厚１１０mm、板幅３３００mm、板長約２３００mm
の鋼板から圧延パス回数が１３パス、平均圧下率が１
６．８％のレバース圧延にて、板厚１０mm、板幅３３０
０mm、板長約２５０００mmの鋼板を製造した。圧延条件
は、圧延時に反りおよび中伸びの形状不良が発生し易い
条件に設定した。なお、矯正の時期は、レバース圧延の
奇数パス圧延の直後とした。

【００３３】図１で、矯正機１は、上ロール３本、下ロ
ール４本の合計７本の矯正ロールを千鳥状に配置した構
成で、矯正ロールの直径１６０mm、ロールバレル幅４８
００mmとした。熱間圧延機２は、ワークロール２−１の
直径１０００mm、ロールバレル幅４８００mmとした。熱
間圧延機２のワークロール中心位置から、矯正機１の圧
延機に最も近い下側矯正ロール中心位置までの水平距離
は約１ｍとした。ガイド装置５は、長さ８００mmの板状
の、昇降できる構造の上部ガイド５ａと下部ガイド５ｂ
で構成し、上部ガイド５ａの鋼板接触面は曲率が０．５
／ｍの円弧形状で、下部ガイドの鋼板接触面はフラット
形状とした。

【００３４】（本発明例２） 本発明例１と同じ製造装
置を用い、圧延パス回数が１２パス（但し、空パスとな
る１パス目は含まない）で、平均圧下率が１８．１％で
ある以外は本発明例１と同じ条件とした。

【００３５】（本発明例３） 本発明例１と同じ製造装
置を用い、リバース圧延の後半パスにおいて圧延・矯正
中の鋼板に張力を付加したこと、および、圧延パス回数
が１１パスで、平均圧下率が１９．６％である以外は、
本発明例１と同じ条件とした。なお、張力の付加は、矯
正ロールとワークロールの周速度を調整する方法で圧延
後半の５パス（７〜１１パス）に、張力を５０〜２００
ｔｏｎとしておこなった。

【００３６】（比較例１） 実公平２−３５３６２号公
報に開示された装置を参考に、幅方向に３本分割した矯
正ロールを配置し、その左右の矯正ロールの傾きを変え
得るようにすると共に、全ての矯正ロールを昇降し得る
ように構成した矯正機を製作し、上記本発明例で用いた
熱間圧延機の後方１ｍの位置に設置した。なお、鋼板寸
法、圧延条件および矯正の時期は、本発明例１と同様と
した。

【００３７】（比較例２） 本発明例で用いた矯正機
を、数１０ｍの長さの搬送ローラ群を介して圧延機の後
方に配置し、レバース圧延の最終圧延パス後に矯正をお
こなった。なお、鋼板寸法および圧延条件は、本発明例
１と同様とした。

【００３８】なお、本発明例１〜３、比較例１、２の圧
延中の鋼板温度は約８００〜９００℃であった。

【００３９】圧延・矯正終了後の鋼板形状と腰折れの発
生状況を調査した。鋼板形状は、急峻度（鋼板の波高さ
を波ピッチで除した％比）が０．１％未満を○印、０．
１％以上、０．２％未満を△印、０．２％以上を×印で
整理し、また、腰折れは、腰折れ発生量が波高さで２ｍ
ｍ未満を○印、２ｍｍ以上１０ｍｍ未満を△印、１０ｍ
ｍ以上を×印で整理し、表１に示す。なお、鋼板形状は
急峻度が０．２％未満を、また、腰折れは波高さが２ｍ
ｍ未満を問題無しと判定した。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１に示すように、本発明例１の鋼板形状
は、急峻度が０．１％未満の良好な形状であり、本発明
例２は、圧下率の増加の影響で急峻度が若干悪化したが
問題ない範囲であり、更に、張力を付加した本発明例３
は、圧下率の増加に係わらず急峻度は０．１％未満と良
好であった。また、本発明例１〜３は、奇数パス圧延の
直後に先端反りの矯正がおこなわれ、問題となる腰折れ
は発生しなかった。比較例１では、鋼板先端反りの矯正
が不充分であり腰折れが発生し、また、中伸び形状の矯
正も不可能であり形状不良であった。比較例２では、中
伸び形状は矯正され問題なかったが、圧延中に生じた鋼
板先後端反りのため自重や突っ掛けにより腰折れが生
じ、矯正後も残存し不良であった。

【００４２】図２は、本発明例１と比較例１の圧延・矯
正終了後の鋼板を５００〜６００℃程度まで水冷した直
後の板幅方向温度分布を示すグラフである。図２に示す
ように、本発明例１では、鋼板の温度は、幅方向にほぼ
均一となったが、比較例１では、圧延・矯正終了後に残
存した中伸び形状の影響で幅中央部の温度が低下した。
次に、この鋼板を水冷後にレベラ矯正を実施して平坦化
した後、常温まで放冷した結果、本発明例１の鋼板は常
温到達後もほぼ平坦であったのに対して、比較例１の鋼
板は、中伸び形状となり形状不良であった。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、圧延鋼板の圧延時に生
じる中伸び、耳波、先端反り等の形状不良を効果的に矯
正して平坦化することが可能であり、これらの形状不良
に起因する腰折れや水冷時の冷却むらまたは圧延機への
噛み込み不良等のトラブルの発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る厚鋼板の圧延ラインの一例を模式
的に示す側面図である

【図２】本発明例１と比較例１の圧延・矯正終了後の鋼
板を５００〜６００℃程度まで水冷した直後の板幅方向
温度分布を示すグラフである。

【符号の説明】

１：矯正機 １ａ、１ｂ：矯正ロール ２：熱間圧延機 ２−１：ワークロール ２−２：バックアップロール ３：厚鋼板 ４：搬送ローラ ５：ガイド装置 ５ａ：上部ガイド ５ｂ：下部ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E002 AD07 BA01 BA03 BC03 BC10 CA02 CA06 4E003 AA01 BA00 BA11 BA14 BA27 BA31 DA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リバース方式の熱間圧延による厚鋼板の
   製造に際し、リバース圧延の途中の圧延パスの直後およ
   び／またはリバース圧延の最終圧延パスの直後に前記厚
   鋼板に繰返し曲げを加えて形状修正をおこなうことを特
   徴とする厚鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 リバース方式の熱間圧延による厚鋼板の
   製造に際し、圧延中および矯正中の前記厚鋼板に圧延方
   向の張力を付加することを特徴とする厚鋼板の製造方
   法。
3. 【請求項３】 パスラインの上下に複数のロールを千鳥
   状に配置した矯正機と可逆式の熱間圧延機を備え、前記
   矯正機を前記熱間圧延機の入側および／または出側に近
   接して設けたことを特徴とする厚鋼板の製造装置。
4. 【請求項４】 矯正機と熱間圧延機との間に厚鋼板の先
   端部を矯正機に誘導するガイド装置を設けたことを特徴
   とする請求項３に記載の厚鋼板の製造装置。