JP2001018001A - 高強度鋼板の製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被圧延材を斜行させることなく圧下量50％以
上での高圧下圧延を繰り返し行い得ることで超微細組織
の高強度鋼板を製造し得る設備を提供する。 【解決手段】 高圧下熱間可逆式圧延機４の圧延方向の
両側に熱間可逆式圧延機２，６をそれぞれ備えるととも
に、高圧下熱間可逆式圧延機４と熱間可逆式圧延機２，
６との間に幅圧下圧延機３，５を備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度鋼板の製造
設備に関し、詳細には従来の鋼板強度の 2〜 4倍の強度
を有する鋼板を製造し得る熱間圧延設備を備える、高強
度鋼板の製造設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在実用されている鉄鋼材料の最高強度
は、細線のピアノ線での約 3.0ＧＰａであって、それで
も理想強度の 1／4 程度でしかないと言われている。

【０００３】このような鉄鋼材料の強度を 2〜 4倍にす
るためには、母相オーステナイトを微細化し、これに加
えて転位密度の強化（加工強化）を行う必要があると言
われ、結晶粒径では 1μm 以下の超微細結晶粒に、転位
密度では 5×10¹¹／cm² 以上の超高密度転位組織にする
必要があると言われている。そして、これを実現するた
め種々の実験開発が行われてきている。

【０００４】本出願人においてもこれまで実験開発及び
検討をしてきている。鋼板において従来の鋼板強度の 2
〜 4倍の強度を有する鋼板（以下高強度鋼板と称す）を
製造しようとする場合も、上述したような超微細結晶
粒、超高密度転位組織を得る必要があるが、このような
超微細組織を形成させるためには、既に種々の実験開発
で明らかにされているように一度に50％以上もの大きな
ひずみ加工を与える必要があり、鋼板の場合、そのひず
みを熱間圧延で与える必要があると同時に、等軸超微細
な結晶粒とするためには圧延方向を90度回転させて所望
板厚まで数パス交互の圧延を繰り返す必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来一般に
鋼板圧延に使用されている熱間可逆式圧延設備は、主と
して熱間可逆式圧延機とその前後のテーブルやデスケー
リング装置を備えた設備である上に、被圧延材の厚さは
比較的厚みのあるものから薄いものまで広い範囲の厚さ
のものを圧延対象とするため、通常10〜30％程度の圧下
量で圧延が行われている。従って、この熱間可逆式圧延
設備では、元々上記したような50％以上もの圧下量で被
圧延材を圧延することは考慮されていない。また、被圧
延材の厚さを30mm程度の薄いものとして仮に圧下量50％
以上で圧延したとしても、かみ込み角が大きく被圧延材
をかみ込まなかったり、あるいはワークロールが大径で
かみ込み角が小さくなることによりかみ込ませて圧延が
できたとしても、板伸びの不均一等で被圧延材を直進さ
せることができずに斜行するような圧延状態となること
が予測される。また、圧下量50％以上では、被圧延材の
厚さを30mm程度の薄いものとしても圧延負荷が大きくな
り設備上の懸念もある。

【０００６】本発明は、上記の事情に基づいてなしたも
のであって、その目的は、被圧延材を斜行させることな
く圧下量50％以上での高圧下圧延を繰り返し行い得るこ
とで超微細組織の高強度鋼板を製造し得る設備を提供す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る高強度鋼板の製造設備は、高圧下熱
間可逆式圧延機の圧延方向の両側に熱間可逆式圧延機を
それぞれ備えるとともに、高圧下熱間可逆式圧延機と各
熱間可逆式圧延機との間に幅圧下圧延機を備えてなるも
のである。

【０００８】上記の構成では、高圧下熱間可逆式圧延機
の圧延方向の両側に熱間可逆式圧延機をそれぞれ備えて
いるので、熱間可逆式圧延機により圧下量 5〜20％程度
の圧延負荷をかけながら高圧下熱間可逆式圧延機へ被圧
延材をかみ込ませることができるので、高圧下熱間可逆
式圧延機による圧下量50％以上の圧延の際のかみ込みが
円滑に行える。また、高圧下熱間可逆式圧延機と各熱間
可逆式圧延機との間には幅圧下圧延機を備えているの
で、高圧下熱間可逆式圧延機による圧延の際に斜行を抑
制しながら円滑な圧延ができる。また、熱間可逆式圧延
機に被圧延材をかみ込ましさえすれば、被圧延材を斜行
させることなく圧下量50％以上での高圧下圧延を繰り返
し行える。またこれにより超微細組織の高強度鋼板を製
造することができる。

【０００９】そして、上記本発明の高強度鋼板の製造設
備においては、熱間可逆式圧延機の高圧下熱間可逆式圧
延機とは反対側にターンテーブルが設けられてあっても
よい。このようにターンテーブルを設けることで、被圧
延材を容易に90度回転させ繰り返し高圧下で熱間圧延す
ることができる。

【００１０】また、上記本発明の高強度鋼板の製造設備
（請求項１又は２）においては、被圧延材搬入側の熱間
可逆式圧延機の上流工程としてストリップ連鋳機が設け
られてあってもよい。ストリップ連鋳機では、既に知ら
れているように溶湯を急速冷却して比較的薄い鋳片を鋳
造し得ることから、比較的微細な等軸結晶粒からなる鋳
造組織の薄板鋳片が鋳造でき、その薄板鋳片を被圧延材
として用いることにより、上述した作用効果を十分に享
受した高強度鋼板を製造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明に係る高強度鋼板の
製造設備の概要説明図である。図において、１は入側ロ
ーラーテーブル、２は入側熱間可逆式圧延機、３は入側
幅圧下圧延機、４は高圧下熱間可逆式圧延機、５は出側
幅圧下圧延機、６は出側熱間可逆式圧延機、７は出側ロ
ーラーテーブルを示す。なお、入側とは被圧延材Ｓが最
初に高圧下熱間可逆式圧延機４に装入される側を入側と
している。

【００１２】入側ローラーテーブル１と出側ローラーテ
ーブル７は、詳細な構造について図示省略するが、共に
同じ構造のローラーテーブルであって、従来、熱間圧延
設備で鋼片を搬送するのに使用されている周知の構造の
ものであって、所定高さの架台上に多数のガイドローラ
ーを軸を平行に列設して構成するとともに、ガイドロー
ラーは高圧下熱間可逆式圧延機４に向けて被圧延材Ｓを
装入するときのみ駆動がかかるように構成されている。
従って、この入側ローラーテーブル１（出側ローラーテ
ーブル７）では、被圧延材Ｓを熱間可逆式圧延機２
（６）に装入する時は駆動して装入し、被圧延材Ｓが圧
延されて出てくる時はフリーローラーとなり圧延速度に
応じて搬出する。なお、本例では、入側ローラーテーブ
ル１上への被圧延材Ｓの搬入、及び出側ローラーテーブ
ル７上から圧延後の圧延材の搬出は別設の移動装置によ
ってなされる。

【００１３】入側熱間可逆式圧延機２と出側熱間可逆式
圧延機６は、詳細な構造について図示省略するが、共に
同じ構造の従来より知られている４重式熱間可逆式圧延
機である。この４重式熱間可逆式圧延機２（６）は、被
圧延材Ｓを高圧下熱間可逆式圧延機３で高圧下（圧下量
50％以上）圧延する際に、入側ローラーテーブル１（出
側ローラーテーブル７）から送り込まれてくる被圧延材
Ｓを10％程度の圧下量で圧延する。この時、高圧下熱間
可逆式圧延機４から高圧下圧延されて被圧延材Ｓが出て
くる側の４重式熱間可逆式圧延機６（２）は開放又は数
％の軽圧下の状態とする。なお、この入側と出側の熱間
可逆式圧延機は４重式に限定するものではなく２重式で
あってもよい。

【００１４】入側幅圧下圧延機３と出側幅圧下圧延機５
は、詳細な構造について図示省略するが、共に同じ構造
の従来より知られているロール軸が縦型の圧延機であ
る。この幅圧下圧延機３（５）は、被圧延材Ｓを高圧下
熱間可逆式圧延機４で高圧下（圧下量50％以上）圧延す
る際に、被圧延材Ｓの幅方向へのはみ出しを制限すると
ともに、被圧延材Ｓの斜行を抑制する。

【００１５】高圧下熱間可逆式圧延機４は、上下各一本
のワークロール８とその上下のワークロール８に対して
前後二本のバックアップロール９，10を設けて構成され
ている。この高圧下熱間可逆式圧延機４では、被圧延材
Ｓの厚さが最大でも50mm程度であることからワークロー
ル８は比較的小径（直径で約 400mm〜800mm ）のロール
となっている。また、そのワークロール８の前後に配設
されたバックアップロール９，10は、バックアップロー
ルにかかる負荷を分散して支持することができるので、
上記４重式熱間可逆式圧延機のように一本のバックアッ
プロールとしたときよりも、バックアップロール径の大
径化を抑え且つ高圧下（圧下量50％以上）に耐え得るこ
とができる。またこれにより、全体としてコンパクトな
高圧下熱間可逆式圧延機とすることができるとともに、
被圧延材Ｓを圧下量50％以上の高圧下でもって圧延する
ことができる。

【００１６】なお、図において、符号11はデスケーリン
グ装置であって、その取付け位置は特に限定するもので
はないが、本例では入側熱間可逆式圧延機２の入側と高
圧下熱間可逆式圧延機４の入側、出側及び出側熱間可逆
式圧延機６の出側にそれぞれ配設した。また、図示省略
しているが、入側ローラーテーブル１と出側ローラーテ
ーブル７の上、及び熱間可逆式圧延機２（６）と幅圧下
圧延機３（５）の間、更に高圧下熱間可逆式圧延機４と
幅圧下圧延機３（５）の間にサイドガイドを設けること
ができる。このサイドガイドを設けることにより、幅圧
下圧延機３（５）だけの場合よりも、より効果的に被圧
延材Ｓの斜行を抑制できる。

【００１７】上記の如き構成の高強度鋼板の製造設備に
よる高強度鋼板の製造は、例えば次の如くしてなされ
る。 入側ローラーテーブル１の上流工程で予め所定寸法、
所定結晶粒径に成形された被圧延材Ｓを入側ローラーテ
ーブル１上に搬送テーブルあるいはクレーン等により搬
入する。 入側ローラーテーブル１を駆動して被圧延材Ｓを、入
側熱間可逆式圧延機２で軽圧下（圧下量数％）圧延する
とともに、続く高圧下熱間可逆式圧延機４で高圧下（圧
下量30〜80％程度）圧延する。この圧延の際、入側と出
側の幅圧下圧延機３，５（及びサイドガイドを設けた場
合にはサイドガイドも）は所定幅に設定され、また出側
熱間可逆式圧延機６のロール間隔は開放あるいは圧下量
数％の軽い圧延に調節されている。そして、高圧下熱間
可逆式圧延機４で高圧下圧延された被圧延材Ｓは出側ロ
ーラーテーブル７で受ける。 この後、出側ローラーテーブル７で受けた被圧延材Ｓ
を、出側ローラーテーブル７を駆動して出側熱間可逆式
圧延機６で軽圧下（圧下量数％）圧延するとともに、続
く高圧下熱間可逆式圧延機４で高圧下（圧下量30〜80％
程度）圧延する。この圧延の際、入側と出側の幅圧下圧
延機３，５は所定幅に設定され、また入側熱間可逆式圧
延機２のロール間隔は開放あるいは圧下量数％の軽い圧
延に調節されている。そして、高圧下熱間可逆式圧延機
４で高圧下圧延された被圧延材Ｓは入側ローラーテーブ
ル１で受ける。 この後、上記とに記載の高圧下圧延を被圧延材Ｓ
が所望の厚さ（約 0.8〜10mm程度）になるまで繰り返し
行う。 上記工程を経た後、出側ローラーテーブル７上の被
圧延材Ｓを、冷却以降の後工程へと搬出する。これによ
り、超微細組織の高強度鋼板が製造される。

【００１８】なお、上記例では、入側と出側における被
圧延材Ｓの搬送設備として入側ローラーテーブル１と出
側ローラーテーブル７を用いた例を説明したが、本発明
はこの例に限定されるものではなく、例えば入側ローラ
ーテーブル１の中間位置あるいは入側ローラーテーブル
１と入側熱間可逆式圧延機２との間、及び出側ローラー
テーブル７の中間位置あるいは出側ローラーテーブル７
と出側熱間可逆式圧延機６との間に、必要な時に被圧延
材Ｓを90度回転し得るターンテーブルが配設されてあっ
てもよい。このようにターンテーブルを配設すること
で、被圧延材Ｓをパス毎に90度回転させて繰り返し高圧
下熱間圧延することができる。これにより、等軸で超微
細な結晶粒組織の高強度鋼板が製造される。

【００１９】また、上記例で示す高強度鋼板の製造設備
では、高圧下圧延する被圧延材Ｓの履歴について特に限
定するものではないが、入側ローラーテーブル１の上流
側に上流工程としてストリップ連鋳機（例えば双ロール
式ストリップ連鋳機、ベルト式ストリップ連鋳機等）を
設けることができる。このストリップ連鋳機では、溶湯
をロールやベルト等により急速冷却して比較的薄い鋳片
（厚さ 5〜30mm程度）を鋳造し得ることから、比較的微
細な等軸結晶粒からなる鋳造組織の薄板鋳片が鋳造で
き、その薄板鋳片を被圧延材Ｓとして用いることによ
り、通常の厚スラブを熱間圧延工程を経て製造した薄板
鋼片（厚さ約50mm程度）を被圧延材Ｓとして用いるより
も、熱間圧延工程等が省略できて経済的であるととも
に、上記高強度鋼板の製造設備により、等軸で超微細な
結晶粒組織の高強度鋼板を製造できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る高強
度鋼板の製造設備によれば、被圧延材を斜行させること
なく圧下量50％以上での高圧下圧延を繰り返し行うこと
ができ、これにより超微細組織の高強度鋼板が製造され
る。

【００２１】また、本発明の高強度鋼板の製造設備にお
いては、熱間可逆式圧延機の高圧下熱間可逆式圧延機と
は反対側にターンテーブルを設けることができ、これに
より被圧延材を斜行させることなく且つ容易に90度回転
させて圧下量50％以上での高圧下圧延を繰り返し行うこ
とができ、被圧延材を90度回転させて繰り返し高圧下熱
間圧延ができることから、等軸で超微細な結晶粒組織の
高強度鋼板が製造できる。

【００２２】また更に、本発明の高強度鋼板の製造設備
においては、被圧延材搬入側の熱間可逆式圧延機の上流
工程としてストリップ連鋳機を設けることができ、これ
によりストリップ連鋳機で鋳造された比較的微細な等軸
結晶粒からなる鋳造組織の薄板鋳片を被圧延材として用
いることができることから、厚スラブを熱間圧延工程を
経て製造した薄板鋼片を被圧延材として用いるよりも、
スラブの熱間圧延設備等が省略できて経済的であるとと
もに、被圧延材を斜行させることなく、更には容易に90
度回転させて圧下量50％以上での高圧下圧延を繰り返し
行うことができる。またこれにより、超微細な結晶粒組
織の高強度鋼板を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高強度鋼板の製造設備の概要説明
図である。

【符号の説明】

１：入側ローラーテーブル ２：入側熱間可逆
式圧延機 ３：入側幅圧下圧延機 ４：高圧下熱間可
逆式圧延機 ５：出側幅圧下圧延機 ６：出側熱間可逆
式圧延機 ７：出側ローラーテーブル ８：ワークロール ９，10：バックアップロール 11：デスケーリン
グ装置 Ｓ：被圧延材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧下熱間可逆式圧延機の圧延方向の両
   側に熱間可逆式圧延機をそれぞれ備えるとともに、高圧
   下熱間可逆式圧延機と各熱間可逆式圧延機との間に幅圧
   下圧延機を備えてなることを特徴とする高強度鋼板の製
   造設備。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の高強度鋼板の製造設備
   において、熱間可逆式圧延機の高圧下熱間可逆式圧延機
   とは反対側にターンテーブルを設けてなる高強度鋼板の
   製造設備。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の高強度鋼板の製
   造設備において、被圧延材搬入側の熱間可逆式圧延機の
   上流工程としてストリップ連鋳機が設けられてなる高強
   度鋼板の製造設備。