JP2001321816A - 圧延設備及び圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続熱間圧延のランアウトテーブルからコイ
ラーまでの板幅制御において、ストリップの板幅ネッキ
ング現象を低減させること。 【解決手段】 仕上圧延機最終段からコイラーまでのス
トリップのたるみを吸収するために、仕上圧延機最終段
下流からストリップ冷却装置最下流端部よりも上流にピ
ンチロールを配置することで、ピンチロール、コイラー
のリード率は４０％以下に設定できる。この時、ストリ
ップに加わる過大張力の最大値が小さく、ストリップ温
度が６５０℃以下となる位置にピンチロールを設置する
ことで、ストリップの板幅のネッキングを低減できる。
また、ピンチロールを複数設置することでストリップの
板幅のネッキングを更に小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続熱間圧延のラ
ンアウトテーブルからコイラーまでに生じるストリップ
の板幅ネッキング現象を低減させることができる圧延設
備及び圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続熱間圧延の仕上圧延機列出側からコ
イラーまでの圧延設備のレイアウトの一例を図１に示
す。従来の圧延設備では、図１に示す如く仕上圧延機最
終段１で所望の板厚・板幅に熱間圧延されたストリップ
２を多数の搬送ローラの列設からなるランアウトテーブ
ル３で搬送し、その途中のストリップ冷却装置４で冷却
し、ストリップのセンタリングの役割をするサイドガイ
ド５とコイラー直前ピンチロール６を介してコイラー７
で巻取るという構成になる。ここで、コイラー直前ピン
チロール６は、ストリップの先端の誘導およびストリッ
プの尾端が仕上圧延機最終段を抜けた後のバックテンシ
ョン保持の役割をする。

【０００３】また、ストリップ巻取に関する従来技術に
関しては、例えば、日本鉄鋼協会編集の「我が国におけ
る最近のホットストリップ製造技術」（１９８７年８
月、日本鉄鋼協会発行、Ｐ．４１）に記載されているよ
うに、仕上圧延機最終段、ピンチロールおよびコイラー
のリード率の設定例が掲載されている。ここで、上記ピ
ンチロールおよびコイラーのリード率は、仕上圧延機最
終段の速度を基準として次式で定義される。 ピンチロールリード率（％）＝ （ピンチロールの周速度−仕上圧延機最終段のロール周速度）／ （仕上圧延機最終段のロール周速度）×１００ （１） コイラーリード率（％）＝ （コイラーの周速度−仕上圧延機最終段のロール周速度）／ （仕上圧延機最終段のロール周速度）×１００ （２）

【０００４】このとき、ランアウトテーブル３の速度は
ストリップのたくれを防止するため、仕上圧延機最終段
出側でのストリップ速度より速く設定される。コイラー
直前ピンチロール６では、ピンチロール前でのたくれを
防止する意味で、一般的にランアウトテーブルよりも速
い速度、即ち、高いリード率が設定されている。さら
に、コイラーでは、ストリップ巻取形状を良好にするた
めに、上記ピンチロールよりも高いリード率が設定され
ている。

【０００５】また、特開昭５８−７７７１７号公報に記
載されている圧延設備では、図２に示すようにコイラー
直前ピンチロール６より上流に前段ピンチロール６′が
設置されている。ここで、図２に示した前段ピンチロー
ル６′は、ストリップの先端がコイラーに巻付く前にス
トリップのたるみを吸収し、コイラーにおいて良好な巻
取形状を確保する従来技術が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した「我が国にお
ける最近のホットストリップミル製造技術」で示された
従来技術では、次のような課題があった。即ち、ストリ
ップの先端がコイラーに巻付いた瞬間には、ランアウト
テーブル上でストリップのたるみが解消されておらず、
コイラーにおける巻取形状を良好にするためには早期に
上記たるみを吸収する必要がある。このことからコイラ
ーのリード率はストリップの先端がコイラーに巻付く瞬
間、過大に設定されている。すなわち、ストリップの先
端がコイラーに巻付き、たるみが解消された瞬間に、リ
ード率の大きいコイラーの慣性により必然的にコイラー
と仕上圧延機最終段間に過大な張力が発生し、これによ
り、ストリップの板幅ネッキングを引き起こし、歩留が
低下するという問題がある。

【０００７】また、上述した特開昭５８−７７７１７号
公報に記載の従来技術において、コイラーにおいて良好
な巻取形状を確保し、巻取瞬間時のネッキングを十分に
防止するためには、図２における前段ピンチロール６′
はストリップ先端部がコイラーに巻付く前に上流のスト
リップのたるみを吸収する必要がある。しかしながら、
ランアウトテーブル上に存在するすべてのたるみをコイ
ラーにストリップが巻付く前に吸収するためには、前段
ピンチロール６′に過大なリード率を設定する必要があ
る。これにより、前段ピンチロール６′でストリップの
たるみが解消された瞬間に、ピンチロールの慣性により
必然的に前段ピンチロール６′と仕上圧延機最終段間に
過大な張力が発生する。すなわち、前段ピンチロール
６′起因で生じる瞬間的な過大張力により、ストリップ
に板幅ネッキングが発生、歩留が低下するという問題は
解消されない。

【０００８】そこで、本発明はこれらの問題を改善し
て、ランアウトテーブル上でのストリップの板幅ネッキ
ングを防止するための圧延設備および圧延方法を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、連続熱間圧延
のランアウトテーブルからコイラーまでの板幅を制御す
るための圧延設備において、ピンチロールを、仕上圧延
機最終段下流からストリップ冷却装置最下流端部よりも
上流に少なくとも１セット以上配置することを特徴とす
る圧延設備である。本発明は、前記ピンチロールを、ス
トリップの温度が６５０℃以下になる位置に少なくとも
１セット以上配置することを特徴とする請求項１記載の
圧延設備である。本発明は、前記ピンチロールを、コイ
ラーのリード率が最も小さく設定できる位置からストリ
ップ温度が６５０℃近傍となる位置の間に配置すること
を特徴とする請求項１記載の圧延設備である。本発明
は、前記ピンチロールを２セット以上配置する場合、１
セットをストリップ温度が６５０℃近傍となる位置に配
置し、それ以外のピンチロールをその上流側に配置する
ことを特徴とする請求項１記載の圧延設備である。本発
明は、連続熱間圧延のランアウトテーブルからコイラー
までの板幅を制御する圧延方法において、ピンチロール
を仕上圧延機最終段下流からストリップ冷却装置最下流
端部よりも上流に少なくとも１セット以上配置し、前記
ピンチロールのリード率を４０％以下で使用することを
特徴とする圧延方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】連続熱間圧延おけるランアウトテ
ーブル上での板幅ネッキングの要因の１つとしては、上
述したように、ストリップ先端付近に加わる初期の瞬間
的な過大張力が考えられる。すなわち、この過大張力は
コイラーもしくはピンチロールのリード率に大きく関わ
ることから、発明者らは、まず、ランアウトテーブル上
でのピンチロール配置とリード率との関係に着目した。
ここでは、ランアウトテーブル上のストリップのたるみ
を全て取り去り、コイラーにおける巻取形状を良好に確
保するために必要なピンチロールとコイラーのリード率
の関係を示すため、図３に示すように６Ａ（ストリップ
冷却装置最上流端部よりも上流位置）、６Ｂ（ランアウ
トテーブルの中間位置）、または６Ｃ（ストリップ冷却
装置内の下流位置）にピンチロールを配置した。図３に
示したピンチロール配置を基に、ピンチロールとコイラ
−リード率との関係を詳細に整理した結果を図４に示
す。

【００１１】図３の６Ａにピンチロールを設置した場
合、仕上圧延機最終段とピンチロール６Ａ間のたるみは
小さく、且つ、ストリップの先端がコイラーに達するま
での時間が長いためピンチロール６Ａのリード率は小さ
く設定できる。一方、ピンチロール６Ａとコイラー間の
距離が長いため、その間におけるストリップのたるみが
大きくなることから、コイラーのリード率はピンチロー
ル６Ａのリード率に比べてかなり大きく設定する必要が
ある。

【００１２】ピンチロールを図３の６Ｂに設置した場
合、仕上圧延機最終段から出たストリップは、まずピン
チロール６Ｂで一旦たるみが吸収される。ピンチロール
６Ｂでは、仕上圧延機最終段とピンチロール６Ｂ間で発
生したたるみだけを吸収し、且つ、そのたるみをストリ
ップ先端がコイラーに達するまでに吸収すればよいこと
から、ピンチロール６Ｂのリード率は小さく設定するこ
とができる。また、ピンチロール６Ｂを出たストリップ
は、コイラーでピンチロール６Ｂからコイラー間で発生
したたるみを吸収する必要があるが、ピンチロール６Ｂ
で一度たるみが吸収されていることから、図３の６Ａに
ピンチロールを設置した場合に比べてコイラーリード率
は小さく設定できる。

【００１３】ピンチロールを図３の６Ｃに設置した場
合、仕上圧延機最終段とピンチロール６Ｃ間のたるみが
大きく、且つ、ストリップの先端がコイラーに達するま
での時間が短いためピンチロール６Ｃのリード率を大き
く設定する必要がある。一方、ピンチロール６Ｃとコイ
ラー間の距離が短いためコイラーで吸収しなければなら
ないたるみは小さく、コイラーのリード率は小さく設定
したいが、ピンチロール６Ｃとコイラーの周速度差で再
びたるみが発生することを防止するために、コイラーの
リード率はピンチロール６Ｃのリード率よりを数％高く
設定する必要がある。

【００１４】また、図２に示した特開昭５８−７７７１
７号公報で開示されている従来技術のピンチロールは、
図３の６Ｃのそれよりさらに下流にあることから、ピン
チロールおよびコイラーリード率は、図３の６Ｃのそれ
に比べてさらに大きく設定しなければならない。

【００１５】以上説明したように、図３の６Ａ、６Ｂお
よび６Ｃのいずれにピンチロールを設置した場合もピン
チロールおよびコイラーのリード率は従来技術と比較し
て小さく設定できる。さらに、ストリップに加わる過大
張力の観点から考えた場合、コイラーリード率を最も小
さく設定できる位置にピンチロールを設置することで、
仕上圧延機最終段出側およびピンチロール出側に発生す
る過大張力を両者とも小さくできることを知見した。こ
のことから、ピンチロール、コイラーのリード率を下げ
ることによって、ピンチロール出側に発生するコイラー
慣性による過大張力と仕上圧延機最終段出側に発生する
ピンチロール慣性による過大張力、いずれも従来技術よ
り下げることができる。

【００１６】連続熱間圧延おけるランアウトテーブル上
での板幅ネッキングのもう一つの要因として、ストリッ
プ温度が大きく関係していることが推察できる。そこ
で、発明者らは板幅ネッキングに関わる材料特性（温
度、応力等）、いわゆるクリープ特性を調査する実験を
実施した。

【００１７】図５に、クリープ歪速度と試験温度との関
係を示す。図５より、試験温度が低くなれば、急激にク
リープ歪速度が小さくなることが観察された。このこと
から、試験片温度が６５０以下であれば、工業的に有意
なクリープ歪速度は著しく小さくなることを知見した。

【００１８】さらに、発明者らが自ら保有するストリッ
プ温度シミュレータを用い、実機操業条件を加味して、
ストリップ先端がコイラーに巻付いた時点でのランアウ
トテーブル上のストリップ温度状態の解析を行った結
果、図６に示すように、ストリップ冷却装置最上流端部
より上流では、ストリップ温度低下量は小さく、ストリ
ップ冷却装置内に入ってから急激に６５０℃以下まで冷
却されることがわかった。

【００１９】これらのことから、図３に示す位置にピン
チロールを設置した場合、図１０に示すように板幅ネッ
キングが発生する。まず、ピンチロールを６Ａに設置し
た場合、仕上圧延機最終段出側のストリップ温度は６５
０℃より高いが、ピンチロールリード率は小さいため、
ピンチロールの慣性により発生する過大張力は小さく、
仕上圧延機最終段出側の板幅ネッキング量は小さい。し
かし一方で、ピンチロール出側におけるストリップ温度
も６５０℃より高く、コイラーのリード率も大きいた
め、コイラーの慣性により発生する過大張力が大きく、
ピンチロール出側の板幅ネッキング量は大きい。

【００２０】また、ピンチロールを６Ｂ、６Ｃに設置し
た場合、ピンチロール出側のストリップ温度は６５０℃
以下の温度となっており、ピンチロール出側において
は、コイラーの慣性によりある程度大きい張力が付与さ
れても、発生するネッキング量は非常に小さい。しかし
一方で、仕上圧延機最終段出側におけるストリップ温度
は高く、仕上圧延機最終段出側に付与されるピンチロー
ルの慣性による過大張力が小さくなるよう、ピンチロー
ルのリード率を設定する必要がある。よって、ピンチロ
ールのリード率が小さく設定できる６Ｂの位置にピンチ
ロールを設置した方が６Ｃに設置した場合と比較してネ
ッキング量を小さくできる。

【００２１】上述してきたように、板幅ネッキング量を
低減するには「ピンチロールおよびコイラーリード率を
小さく設定し、それらの慣性による過大張力を小さくす
ること」と「過大張力のかかる位置のストリップ温度を
６５０℃以下にすること」が挙げられる。図５に示した
ように歪速度は温度と保持応力によって異なり、これら
の関係は鋼種、板厚、板幅等によっても異なるため、圧
延操業条件やストリップ冷却装置の冷却条件から計算さ
れるストリップ温度に基づいて、ピンチロール設置位置
を決定すればよい。図４で示したコイラーリード率を最
も小さく設定できる位置でストリップ温度が６５０℃よ
りも低い場合、コイラーリード率起因によるピンチロー
ル出側で発生する板幅ネッキングはほとんどないことか
ら、ストリップ温度が６５０℃となる位置までピンチロ
ールを上流側へ設置することにより、仕上圧延機最終段
出側の板幅ネッキングを最も小さくすることができる。
図４で示したコイラーリード率を最も小さく設定できる
位置でストリップ温度が６５０℃よりも高い場合、ピン
チロール出側と仕上圧延機最終段出側の張力と温度を考
慮し、コイラーリード率が最も小さくなる位置からスト
リップ温度が６５０℃となる位置の間にピンチロールを
設置することで板幅ネッキングを最も小さくすることが
できる。

【００２２】次に、ランアウトテーブル上に２セットの
ピンチロールを設置する場合について述べる。これまで
述べてきたように、板幅ネッキングには仕上圧延機最終
段出側とピンチロール出側の張力とストリップの温度が
大きく影響し、ピンチロール出側の温度が６５０℃以下
であればネッキングは生じにくい。そこで、ここでは図
７に示すようにストリップ温度が６５０以下になる６Ｂ
位置に１セットのピンチロールを設置し、その上流側に
更にもう１セットのピンチロール６Ａを設置した。ピン
チロール６Ｂ出側の板幅ネッキング量は、当該位置でス
トリップ温度が６５０℃以下であるため、コイラーによ
る過大張力の有無によらず、上述した材料特性からほと
んどないことがわかる。仕上圧延機最終段出側において
はストリップ温度が６５０℃以上であるため、仕上圧延
機最終段出側、ピンチロール６Ａ出側に加わる過大張力
を小さくする必要がある。ピンチロール６Ａ、６Ｂによ
って仕上圧延機最終段とピンチロール６Ｂ間のたるみを
順次取ることで、ピンチロール６Ａ、６Ｂのリード率を
同時に下げることができ、その結果、ピンチロール６Ａ
の慣性によって仕上圧延機最終段出側に加わる過大張
力、ピンチロール６Ｂの慣性によってピンチロール６Ａ
出側に加わる過大張力を小さくでき、板幅ネッキング量
を小さくできる。

【００２３】さらに図８に示すように、ランアウトテー
ブル上のピンチロール設置位置を増加させれば、上述し
てきたピンチロールを設置することによる過大張力の低
減効果により、板幅ネッキングを更に小さくできる。こ
れは、ランアウトテーブル上にピンチロールを多セット
配置することにより、それぞれで吸収しなければならな
いストリップのたるみが小さくなり、それぞれのピンチ
ロールリード率を小さく設定すること可能となるためで
ある。

【００２４】また、本発明を従来技術である特開昭５８
−７７７１７号公報記載のピンチロール設置と組み合わ
せて適用することでも、ランアウトテーブル上でのスト
リップの板幅ネッキング量を低減することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図９、図７、図８に
基づいて説明する。図９に示す実施例１はピンチロール
を仕上圧延機最終段下流からストリップ冷却装置最下流
端部よりも上流に１セット配置する場合の実施例であ
る。表１に初期のピンチロールとコイラーのリード率を
示す。図７に示す実施例２はピンチロールを仕上圧延機
最終段下流からストリップ冷却装置最下流端部よりも上
流に２セット配置する場合の実施例である。表２に図７
におけるピンチロール６Ａ、ピンチロール６Ｂとコイラ
ーのリード率を示す。図８に示す実施例３はピンチロー
ルを仕上圧延機最終段下流からストリップ冷却装置最下
流端部よりも上流に３セット配置する場合の実施例であ
る。表３に図８におけるピンチロール６Ａ、ピンチロー
ル６Ｂとピンチロール６Ｃとコイラーのリード率を示
す。

【００２６】図９、図７、図８に示す圧延設備におい
て、製品板厚２．５mm、製品板幅１０００mm、カーボン
当量０．０１％の熱延鋼板を１０本製造した。このとき
の仕上圧延機出側のストリップ温度は８８０℃、巻取前
のストリップ温度は５００℃であった。このようにして
製造した製品コイルの板幅変動量を調査した。

【００２７】この結果を上述した従来技術による結果と
合わせて表４に示す。表４に示す調査結果から明らかな
ように、本発明の圧延装置を組み込むことにより板幅変
動量が大幅に低減され、その結果として、歩留を大幅に
向上することができる。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【表４】

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ピンチロールを仕上圧延機最終段下流からストリッ
プ冷却装置最下流端部よりも上流に配置することによっ
て、板幅ネッキング量が大幅に低減する事ができ、歩留
を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の圧延設備構成を示す側面図である。

【図２】特開昭５８−７７７１７号の圧延設備構成を示
す側面図である。

【図３】ピンチロール設置位置を示す側面図である。

【図４】ピンチロール設置位置とピンチロール・コイラ
ーのリード率の関係を示すグラフである。

【図５】温度の異なる条件で保持応力と歪み速度の関係
を示すグラフである。

【図６】ピンチロールの配置とストリップ温度の関係を
示すグラフである。

【図７】この発明の、圧延設備における実施形態２を示
す側面図である。

【図８】この発明の、圧延設備における実施形態３を示
す側面図である。

【図９】この発明の、圧延設備における実施形態１を示
す側面図である。

【図１０】ピンチロール設置位置とピンチロール・コイ
ラーのリード率、圧延材に加わる過大張力、板幅ネッキ
ング量の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１：仕上圧延機最終段 ２：ストリップ ３：ランアウトテーブル ４：冷却機 ５：サイドガイド ６：コイラー直前ピンチロール ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ：ピンチロール ７：コイラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 茂 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4E026 GA03 GA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続熱間圧延のランアウトテーブルから
   コイラーまでの板幅を制御するための圧延設備におい
   て、ピンチロールを、仕上圧延機最終段下流からストリ
   ップ冷却装置最下流端部よりも上流に少なくとも１セッ
   ト以上配置することを特徴とする圧延設備。
2. 【請求項２】 前記ピンチロールを、ストリップの温度
   が６５０℃以下になる位置に少なくとも１セット以上配
   置することを特徴とする請求項１記載の圧延設備。
3. 【請求項３】 前記ピンチロールを、コイラーのリード
   率が最も小さく設定できる位置からストリップ温度が６
   ５０℃近傍となる位置の間に配置することを特徴とする
   請求項１記載の圧延設備。
4. 【請求項４】 前記ピンチロールを２セット以上配置す
   る場合、１セットをストリップ温度が６５０℃近傍とな
   る位置に配置し、それ以外のピンチロールをその上流側
   に配置することを特徴とする請求項１記載の圧延設備。
5. 【請求項５】 連続熱間圧延のランアウトテーブルから
   コイラーまでの板幅を制御する圧延方法において、ピン
   チロールを仕上圧延機最終段下流からストリップ冷却装
   置最下流端部よりも上流に少なくとも１セット以上配置
   し、前記ピンチロールのリード率を４０％以下で使用す
   ることを特徴とする圧延方法。