JP2000254705A - 板厚プレスによる熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートバーやスラブの接合をすることなく、
長尺のシートバーを使用することができる板厚プレスに
よる熱延鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 連続鋳造されたスラブを、シートバーに減厚
加工する粗加工と、このシートバーを圧延して所定の板
厚の熱延鋼帯とする仕上げ圧延加工を行い、冷却した後
に巻き取る熱延鋼板の製造方法であって、前記粗加工の
少なくとも一部に入側の傾斜部と出側の平坦部とを備え
た一対の金型を用いた板厚プレス加工を含むことと、こ
の板厚プレス加工に後続する粗加工および仕上げ圧延加
工のうちの少なくとも一方において材料先端部を加熱す
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、スラブ等を板厚
方向にプレスする板厚プレス方法を用いた板厚プレスに
よる熱延鋼板用の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼板等の薄板の熱間圧延は、一般
に、スラブ２０を粗圧延機７により中間厚さに圧延し
（この状態の圧延材をシートバーと呼ぶ）、その後、仕
上圧延機３で最終製品の厚さに圧延している。ここで、
スラブ２０の寸法は、スラブ２０を加熱する加熱炉１３
の寸法が上限となる。その結果、転炉１杯分の鋼は、通
常１０数本のスラブ２０に分割される。

【０００３】粗圧延機７から出てくるシートバー２０Ａ
は、通常の板の圧延と同様に、先後端部にタングやフィ
ッシュテールと呼ばれる形状不良部分が、程度の差はあ
るものの必ず生じる。ちなみに、「タング」とは端部の
板幅中央部が舌状に突出した形状不良部をいい、「フィ
ッシュテール」とは端部の板幅両端部が魚の尻尾状に突
出した形状不良部をいう。タング及びフィッシュテール
のいずれも正常部より幅が狭いので変形し易い。

【０００４】これらの形状不良部分を放置しておくと次
工程の仕上圧延機３でさらに変形が進み、圧延トラブル
の原因となるので、シートバー２０Ａの段階で形状不良
部分を切断除去する。この切断除去された部分（以下
「クロップ」という）が長くなればなるほど製品歩留り
が低下する。

【０００５】仕上圧延機３は、一般に数スタンドからな
る連続圧延機であり、板厚の薄くなった鋼帯に張力を付
与した状態で圧延を行う。しかしながら、仕上圧延され
た熱延鋼板の先端から１００ｍ前後の部分は、コイラ５
ａ，５ｂに到達するまでの期間、張力が作用しない状態
で圧延される。また、この間、先端部は搬送ロールとの
衝突や風圧による浮き上がり等により走行が不安定とな
るため、一般に定常状態（コイラ到達後）の半分近くま
で、圧延速度を低下させて圧延せざるを得ない。

【０００６】また、後端部についても、仕上圧延機３の
最終スタンドを出た後は、張力ゼロとなるため形状が劣
化する。このような非定常部は、搬送中の温度低下や形
状不良に伴う冷却の不均一等により、一般に材質および
形状ともに定常部に比べて劣る。これらの材質および形
状不良、あるいは形状不良に伴う蛇行等による圧延トラ
ブルは、設備稼働率を低下させるので、歩留り低下の大
きな阻害要因となる。

【０００７】仕上圧延における歩留りの向上について
は、複数のシートバーを接続して仕上げ圧延を行う方法
が開発されている。例えば、特開平４−８９１０９号公
報には、先行するシートバーの後端部に後続のシートバ
ーの先端部を順次接合して、複数のシートバーに対して
連続的に仕上げ圧延を行う方法が提案されている。

【０００８】この従来技術では、接合された前後端部に
ついても、定常状態と同様の圧延が可能となるので、上
記の前後端部（非定常部）の歩留りが向上する。また、
先端部についても、定常状態（コイラ到達後）と同じ圧
延速度で圧延することが可能となるので、圧延能率が向
上する。さらに、複数のシートバーを接続して圧延する
ので、間欠的に圧延する場合よりも圧延能率が向上す
る。

【０００９】これとは別に、複数のスラブの接合、ある
いは連続鋳造スラブの直接圧延等、長尺のシートバーを
製造する方法も提案されている。複数のスラブを接合す
る方法としては、特開昭５７−１０６４０３号公報に
は、先行するスラブの後端部に後続のスラブの先端部を
順次接合して、これら接合された複数のスラブを、プラ
ネタリミル群により連続的にシートバーに圧延する方法
が提案されている。

【００１０】また、特開昭５９−９２１０３号公報に
は、転炉１杯分のスラブを大圧下圧延機によりシートバ
ーとし、そのままコイルに巻取り、その後このシートバ
ーのコイルを巻戻して仕上圧延を行う方法が提案されて
いる。同様に、特開昭５９−８５３０５号公報には、特
殊な連続鋳造機（ロータリキャスタと呼ぶ）により高速
鋳造されたスラブを、圧延によりシートバーとし、一旦
コイルボックスの中に巻き取った後、仕上圧延を行う方
法が提案されている。

【００１１】これらの従来方法によれば、クロップの切
断は、長尺のシートバーの先後端部だけでよく、個々の
スラブ毎のクロップ発生がなくなるので、その分、歩留
りが向上する。さらに、これらの方法では、仕上圧延に
おいても、前述の複数のシートバーを接続して仕上げ圧
延を行う方法と同様の効果が得られることになる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術には次のような問題点がある。

【００１３】まず、特開平４−８９１０９号公報記載の
技術では、複数のシートバーを接合するためには、シー
トバーの先後端部の形状不良部分を切断する必要があ
る。従って、クロップ発生による歩留り低下の問題は、
依然として解決されていない。さらに、シートバーの接
合部は、他の部分に比べて強度が低く、仕上圧延の最中
に接合部で破断して、ライン停止を余儀なくされるおそ
れがある。また、シートバーの接合は実際には溶接によ
り行われるため、接合部の組織が粗大化し、材質不良あ
るいは表面割れ発生の原因となる可能性もある。

【００１４】特開昭５７−１０６４０３号公報記載の複
数のスラブを接合する方法は、接合するスラブは板厚が
厚いため、短時間で完全に接合するのは困難である。ま
た、仮に短時間で接合できたとしても、大圧下で圧延す
ると接合部に静水圧成分の他に、引張り応力が作用して
接合面が剥離する。そのため、圧下率を小さくする必要
があり、粗圧延の能率が低下する。

【００１５】さらに、特開昭５９−９２１０３号公報、
特開昭５９−８５３０５号公報記載の連続鋳造されたス
ラブを直接圧延する方法では、鋳造速度の制限から、圧
延の能率を低下させるという問題がある。鋳造能力（単
位時間当り重量）は、後者の公報によれば１０ｍｐｍの
鋳造速度が可能としているが、現実には操業上、品質上
このような高速の鋳造に成功したという報告例はない。

【００１６】これらの従来技術のように、連続鋳造され
たスラブを直接圧延する方法では、鋳造速度の制限か
ら、粗圧延機の初段の圧延速度は、速くても数m/min前
後に抑えられる。これは、圧延機のロール回転数にする
と１ｒｐｍ前後となり超低速の圧延となる。その結果、
圧延機のロールが１２００℃前後の高温の材料と長時間
（数秒間）接触することになるため、ロールの表面割れ
や変形あるいは焼付きが発生するという問題がある。従
って、小規模な場合はともかく、熱延鋼板の製造のよう
に大規模かつ高温材料を対象とした設備においては実現
困難である。

【００１７】また、シートバーをコイルに巻き取る方法
では、通常の薄板の熱延工場に適用した場合、シートバ
ーのコイルは製品コイルの数個分であるから、１００ト
ン近くの巨大なコイルとなる。その結果、巻取り装置等
のコイリング設備が巨大化することが避けられず、設備
コスト、工場のスペース等の観点から問題である。

【００１８】本発明は上記の様々な課題を解決するため
になされたものであり、その目的はシートバーやスラブ
の接合をすることなく、長尺のシートバーを製造するこ
とが可能な板厚プレスによる熱延鋼板の製造方法を提供
することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る板厚
プレスによる熱延鋼板の製造方法は、連続鋳造されたス
ラブを、シートバーに減厚加工する粗加工と、このシー
トバーを圧延して所定の板厚の熱延鋼帯とする仕上げ圧
延加工を行い、冷却した後に巻き取る熱延鋼板の製造方
法であって、前記粗加工の少なくとも一部に入側の傾斜
部と出側の平坦部とを備えた一対の金型を用いた板厚プ
レス加工を含むことと、この板厚プレス加工に後続する
粗加工および仕上げ圧延加工のうちの少なくとも一方に
おいて材料先端部を加熱することを特徴とする。

【００２０】（２）本発明に係る板厚プレスによる熱延
鋼板の製造方法は、連続鋳造されたスラブを、シートバ
ーに減厚加工する粗加工と、このシートバーを圧延して
所定の板厚の熱延鋼帯とする仕上げ圧延加工を行い、冷
却した後に巻き取る熱延鋼板の製造方法であって、前記
粗加工の少なくとも一部に入側の傾斜部と出側の平坦部
とを備えた一対の金型を用いた板厚プレス加工を含むこ
とと、この板厚プレス加工前の材料の温度降下を抑制す
ることを特徴とする。

【００２１】本発明においては、連続鋳造されたスラブ
について粗圧延の前段の圧延を行う代りに板厚方向のプ
レスを行う。この場合の圧下率ｒは、鋳造欠陥等の内部
欠陥の発生率の観点から０．３以上とすることが望まし
い。

【００２２】次に、入側の傾斜部６ｂと出側の平坦部６
ａとを備えた上下一対の金型６を用いて板厚プレス加工
を行うが、金型６の入側に傾斜部６ｂを設けているの
は、金型６の端部で材料の表面に段差が生じないように
するためである。金型入側の傾斜部６ｂと接触する材料
は、圧下率ｒが平坦部６ａの０．３以上から非接触部の
ゼロ（ｒ＝０）まで連続的に変化するので、段差発生に
よる表面割れ等のトラブルを防止することができる。

【００２３】ところで、板厚プレス加工は材料を一定量
送ってプレス加工を施し、また材料を一定量送ってプレ
ス加工を施す、いわゆる断続加工であり、圧下歪は大き
く取れるものの材料加工能力はそれほど大きくはない。
そのため、板厚プレス加工を施した材料が後続する粗圧
延や仕上圧延の位置まで到達するのには、通常の圧延加
工同士の時間間隔よりも長時間となり、材料の温度低下
が大きくなる。一方材料先端部を仕上圧延するときは、
後続するランナウト冷却時の走行の問題から圧延速度を
大きくできないため、仕上圧延中の材料温度降下が大き
く，仕上圧延で側温度が低くなってしまう。

【００２４】したがって板厚プレス加工を施した材料の
先端部を、後続する圧延加工の少なくともいずれか１箇
所で加熱する必要がある。また、コイル数本分に相当す
る長尺のスラブを加工するために加工時間が長くなる。
そのため後端部ではプレス加工前にスラブが温度低下し
てしまい、材料の変形抵抗が増加してプレス荷重が高く
なる。したがってスラブ後端部では板厚プレス加工を行
う前のスラブの温度降下を抑制する必要がある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の好ましい実施の形態について説明する。

【００２６】図１は、本発明の実施の形態に係る板厚プ
レスによる熱延鋼板の製造装置の概要図である。連続鋳
造機１で連続鋳造されたスラブ２０は、加熱装置１３で
目標温度域に加熱され、保熱装置９を経由して粗加工設
備２に導入され、板厚プレス装置の金型６により板厚プ
レス加工され、さらに粗圧延機７で粗圧延されてシート
バー２０Ａとなる。長尺のシートバー２０Ａは、保熱装
置１１および加熱装置１２により温度調整された後に仕
上圧延機３に導入され、目標厚さまで仕上圧延され、鋼
帯となる。さらに、鋼帯は、切断機４を経由して最終的
にコイラ５ａ，５ｂにより巻き取られるようになってい
る。

【００２７】粗加工設備２は、上下一対の金型６を有す
る板厚プレス装置と、保熱装置１０と、粗圧延機７とを
具備している。長尺の連続鋳造スラブ２０は、金型６に
より板厚方向にプレス鍛造され、保熱装置１０により所
定温度に保持されながら粗圧延機７で粗圧延される。な
お、板厚方向のプレス加工は、熱間スラブ２０を所定の
送り量ｆで間欠的に送りながら繰返し行われる。

【００２８】図２は、横軸に鍛造圧下率（板厚プレス圧
下率ｒ）（％）をとり、縦軸に内部欠陥発生率（％）を
とって、両者の相関について種々の条件下で調べた結果
を示す特性線図である。材料として板厚１００ｍｍと２
００ｍｍの連続鋳造スラブを用いた。板厚１００ｍｍの
スラブに対しては圧延圧下率を１０％，２０％とそれぞ
れ変えたものと鋳造したままの状態のものとを用いた。
内部欠陥の発生率は通常の金属組織検査（マクロ腐食
法）により行った。図中にて曲線Ａは連続鋳造したまま
の板厚１００ｍｍスラブの結果を、曲線Ｂは連続鋳造し
たままの板厚２００ｍｍスラブの結果を、曲線Ｃは圧下
率１０％で圧延した板厚１００ｍｍスラブの結果を、曲
線Ｄは圧下率２０％で圧延した板厚１００ｍｍスラブの
結果をそれぞれ示す。図から明らかなように、いずれの
材料についても圧下率を３０％以上としたときに内部欠
陥発生率が許容値の０．０１％を下回るようになること
が判明した。

【００２９】図３は、横軸に温度測定位置をとり、縦軸
に平均温度（℃）をとって、熱延鋼板製造ラインの温度
推移の一例を示す温度特性図である。板厚２５０ｍｍ、
１１００℃の熱間スラブを、板厚１００ｍｍまで板厚プ
レス加工した後に２スタンドの粗圧延で板厚３０ｍｍの
シートバーとし、７スタンドの仕上圧延で板厚１．２ｍ
ｍの最終製品とした場合であり、材料先端部の仕上圧延
速度は６５０ｍｐｍとし、先端部がコイラー５ａに巻き
ついた後に加速して圧延速度を１３００ｍｐｍとし、こ
の状態で１２分間圧延を行ってスラブ後端部までの圧延
を終了した。なお、仕上圧延出側の目標温度は８００℃
である。図から明らかなように、粗圧延出側から仕上圧
延に至る過程で温度降下が大きくなり、さらに仕上圧延
内の温度降下が大きいため目標温度を下回ってしまう。
そこで、仕上圧延入側の加熱装置１１で材料先端部を約
８０℃加熱し、目標温度とすることができた。

【００３０】図４は、横軸に温度測定位置をとり、縦軸
に平均温度（℃）をとって、材料後端部の温度推移の一
例を示す温度特性図である。図から明らかなように、ス
ラブ温度が１３０℃低下している。そのため材料後端部
の変形抵抗が高くなる（この場合は２５％程度増大）た
めプレス荷重が増加する。これを抑制するためプレス装
置入り側の保熱装置９を用いる。例えばこの場合で温度
降下量を１００℃以下程度に抑制するには放射率を２０
％程度低下できる保熱カバーが望ましい。仕上圧延温度
については、仕上圧延速度が高速であるため仕上圧延内
の温度効果が小さくなり、先端部のようなプレス後の加
熱などを行う必要はない。

【００３１】なお、プレス後の材料先端部の加熱方法と
しては、仕上圧延速度の高い後端部で用いなくてもよい
ことから、スラブ長手方向で選択的に使用可能なもの，
たとえば制御応答性の高い誘導加熱が望ましく、特に加
熱による温度分布の均一性，設備コスト，被加工材の板
厚範囲での加熱効率などの面から誘導加熱でのソレノイ
ド型誘導加熱が優れている。また加熱位置は図１に示す
仕上圧延前ではなく、仕上圧延３の途中や、粗圧延７の
前でも構わない。また，補助的手段として放射率を低下
させる保熱カバー１０、１１などの温度降下抑制手段を
用いても構わない。

【００３２】また、材料後端部の温度降下をスラブ入り
側で抑制する方法としてはセラミクスファイバーや金属
箔で内張りされた保熱カバーを用いればよい。また保熱
カバーの内側にガスバーナーなどの加熱手段を設け，こ
の加熱手段による加熱によって放熱分の温度補償を行う
ようにしてもよい。また保熱の代わりにスラブ後端部を
選択的に加熱できる方式、例えば図５に示す移動式加熱
装置３０などを用いてもよい。部分的加熱装置はバーナ
ー式，誘導加熱式など、加熱方式は規定しない。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、連続鋳造されたスラブを、板
厚方向のプレス加工を行い、引き続き連続的に圧延して
シートバーとすることにより、シートバーやスラブの接
合をすることなく、長尺のシートバーを得ることができ
る。プレス加工では、圧延に比べて圧下率（加工歪）を
大きくできるので、内部欠陥の発生率の低減が可能とな
る。

【００３４】さらに、材料先端部をプレス加工後に加熱
することにより製品目標温度の確保が，および／またス
ラブ後端部を保熱することにスラブ温度降下によるプレ
ス荷重増加の抑制が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る板厚プレスによる熱
延鋼板の製造装置の概要を示す図。

【図２】板厚プレス圧下率ｒ（％）と内部欠陥発生率
（％）との相関を示す特性線図。

【図３】熱延鋼板製造ラインの温度推移の一例を示す温
度特性図。

【図４】材料後端部の温度推移の一例を示す温度特性
図。

【図５】板厚プレス入側の温度降下抑制手段の他の実施
形態を示す図。

【符号の説明】

１…連続鋳造機、２…粗加工設備、３…仕上圧延機、４
…切断機、５ａ，５ｂ…コイラ、６…金型、６ａ…平行
部（平坦部）、６ｂ…テーパ部（傾斜部）、７…粗圧延
機、８，９，１０，１１…保熱装置、１２…加熱装置、
１３…加熱炉、２０…連続鋳造スラブ、２０Ａ…シート
バー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２１Ｊ 1/04 Ｂ２１Ｊ 1/04 (72)発明者 升田 貞和 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 西井 崇 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 石井 肇 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 井出 賢一 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 長田 史郎 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 Ｆターム(参考） 4E002 AB03 AB04 AD02 AD04 AD07 BD01 BD03 BD06 BD08 BD09 4E087 AA01 AA03 BA13 BA24 CA01 CB01 DA03 DA05 DB12 DB15 DB16 EC01 EC04 EC46 EC54

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続鋳造されたスラブを、シートバーに
   減厚加工する粗加工と、このシートバーを圧延して所定
   の板厚の熱延鋼帯とする仕上げ圧延加工を行い、冷却し
   た後に巻き取る熱延鋼板の製造方法であって、前記粗加
   工の少なくとも一部に入側の傾斜部と出側の平坦部とを
   備えた一対の金型を用いた板厚プレス加工を含むこと
   と、この板厚プレス加工に後続する粗加工および仕上げ
   圧延加工のうちの少なくとも一方において材料先端部を
   加熱することを特徴とする板厚プレスによる熱延鋼板の
   製造方法。
2. 【請求項２】 連続鋳造されたスラブを、シートバーに
   減厚加工する粗加工と、このシートバーを圧延して所定
   の板厚の熱延鋼帯とする仕上げ圧延加工を行い、冷却し
   た後に巻き取る熱延鋼板の製造方法であって、前記粗加
   工の少なくとも一部に入側の傾斜部と出側の平坦部とを
   備えた一対の金型を用いた板厚プレス加工を含むこと
   と、この板厚プレス加工前の材料の温度降下を抑制する
   ことを特徴とする板厚プレスによる熱延鋼板の製造方
   法。