JP2004001032A

JP2004001032A - 熱延鋼帯後端部の通板方法

Info

Publication number: JP2004001032A
Application number: JP2002158895A
Authority: JP
Inventors: Toru Minote; 簑手　徹; Teruo Fujibayashi; 藤林　晃夫; Tatsuya Jinnai; 陣内　達也; Satoshi Kamioka; 上岡　悟史; Shigeto Sasaki; 佐々木　成人
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】本発明は、熱延鋼帯に損傷を与えることなく、熱延鋼帯後端部の通板状態を改善できる通板方法を提供することを目的とする。
【解決手段】仕上圧延機を抜け出た後の熱延鋼帯後端部をランナウトテーブル上で通板させるに際し、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付けることを特徴とする熱延鋼帯後端部の通板方法。好ましくは仕上圧延機最終スタンドのロールバイト出口と、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体噴き付けを開始する位置との距離を１ｍ以上１０ｍ以下とし、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付ける位置が熱延鋼帯長手方向に１０ｍ以下のピッチに配置されることを特徴とする熱延鋼帯後端部の通板方法。
【選択図】　　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備の仕上圧延機を出た熱延鋼帯後端部のランナウトテーブル上における通板方法に関するものである。ここで熱延鋼帯後端部とは、熱延鋼帯後端から測って、仕上圧延機最終スタンドとコイラーの間の距離に相当する部分を指す。ランナウトテーブルは、仕上圧延機からコイラーまで熱延鋼帯を搬送する装置であり、適当な間隔で配置された複数の搬送テーブルローラーからなる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱間圧延機により圧延した長尺の熱延鋼帯はランナウトテーブル上で注水などにより所定の温度まで冷却された後、コイラーに巻き取られて熱延コイルとなる。
【０００３】
このとき熱延鋼帯は、先端がコイラーに巻き取られてから後端が仕上圧延機を抜け出るまでは、コイラーと圧延機に支持されて張力が付加された状態にあるため安定してランナウトテーブル上を走行できるが、後端が仕上圧延機の最終スタンドを抜け出た後は張力が開放された状態になるため、その走行が不安定になる。
【０００４】
図３に示すように、熱延鋼帯後端が仕上圧延機最終スタンドを抜け出た後、熱延鋼帯後端部はランナウトテーブル上を波打ちながら走行する。極端な場合には、波が高じてループが形成されることも起こりうる。熱延鋼帯が波打った状態で冷却されると、冷却ムラが生じ、材質のバラツキや絞りを生じる。また、ループがそのままコイラーに巻き取られると、折れ込みが発生するなどして、歩留りが低下する。また、コイルの巻姿が悪化し、クレーンでコイルを搬送する際に、エッジ部を破損する恐れがある。このような熱延鋼帯後端部の走行不良に起因した問題は、特に板厚２．５ｍｍ以下の薄物熱延鋼帯に起こりやすい。
【０００５】
このため、従来から後端部の圧延速度を遅くするという対策が採られているが、板厚の薄い鋼帯に対しては十分な効果は得られていない。また、特開平１１−２６７７３２号には、ランナウトテーブル上方より熱延鋼帯の進行方向と逆方向に高圧水を噴射する熱延鋼帯後端部の通板方法が示されている。この方法では、熱延鋼帯後端部に発生した波を、高圧水により押し付けて沈静化している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−２６７７３２号の方法では、高圧水により熱延鋼帯後端部に発生した波を抑えつけたときに、熱延鋼帯が搬送テーブルローラーに激しく叩きつけられ、絞りや表面疵を発生する恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、熱延鋼帯に損傷を与えることなく、熱延鋼帯後端部の通板状態を改善できる通板方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の特徴は以下の通りである。
【０００９】
（１）仕上圧延機を抜け出た後の熱延鋼帯後端部をランナウトテーブル上で通板させるに際し、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付けることを特徴とする熱延鋼帯後端部の通板方法。
【００１０】
（２）仕上圧延機最終スタンドのロールバイト出口と、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体噴き付けを開始する位置との距離を１ｍ以上１０ｍ以下とすることを特徴とする上記（１）に記載の熱延鋼帯後端部の通板方法。
【００１１】
（３）熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付ける位置が熱延鋼帯長手方向に１０ｍ以下のピッチに配置されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の熱延鋼帯後端部の通板方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、まず実操業における熱延鋼帯後端部の走行不良を仔細に観察した。その結果、問題となるような熱延鋼帯後端部の走行不良は、板厚２．５ｍｍ以下の熱延鋼帯において発生することが明らかになった。ちなみに、本発明者等が観察した熱延鋼帯は、板幅が８００〜１６００ｍｍ、後端の搬送速度が５００〜１５００ｍｐｍの範囲にあった。さらに、熱延鋼帯後端と仕上圧延機最終スタンドのロールバイト出口の距離が１ｍ離れた程度では、走行不良はほとんど発生しないこと、５ｍ程度離れると、走行不良が発生して波が成長し始めること、および、１０ｍまで離れると、波が大きく成長することが明らかになった。
【００１３】
次に、熱延鋼帯後端部の走行不良が発生するメカニズムを、熱延鋼帯後端部の張力分布を模式的に示した図４と図５を用いて説明する。図４は熱延鋼帯後端が仕上圧延機最終スタンドを抜けた瞬間の熱延鋼帯に働いている張力分布を、図５は熱延鋼帯後端が仕上圧延機最終スタンドを抜けてから、時間ｔ１が経過したときの熱延鋼帯に働いている張力分布を示す。σは仕上圧延機最終スタンドとピンチローラーの間で、熱延鋼帯にかけられた張力で、通常は１ｋｇｆ／ｍｍ^２程度の値である。熱延鋼帯後端が仕上圧延機最終スタンドを抜けて、張力が開放されて発生した弾性波は、音速で熱延鋼帯内をコイラーに向かって伝わる。図５では、張力の開放が、熱延鋼帯後端から長さＬの位置まで伝わったことを示している。ここで、Ｌ＝ｃ×ｔ１でｃは音速である。このときまでに開放された弾性エネルギーは、σ^２／（２Ｅ）×Ｌ×（板厚）×（板幅）に相当し、ほとんどが運動エネルギーや位置エネルギーに変換される。ここで、Ｅは鋼帯のヤング率である。熱延鋼帯は搬送ローラーで支持されているため、下方向への変形は制限され、主として上方に動くことになる。このようにして、熱延鋼帯後端部の走行不良が発生する。
【００１４】
このような熱延鋼帯後端部の走行不良の発生を抑制するため、本発明法は、仕上圧延機を抜け出た後の熱延鋼帯後端部をランナウトテーブル上で通板させるに際し、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付ける。
【００１５】
本発明法により熱延鋼帯後端部の走行が安定化する原理を説明する。図６は、熱延鋼帯の後端部が跳ね上がって、上下の流体噴き付け装置から流体を噴き付けられている様子を示す模式図である。鋼帯の上面が上方の流体から受ける力をＰＵ、鋼帯の下面が下方の流体から受ける力をＰＬとする。鋼帯がパスラインの位置にあるときに、ＰＵとＰＬが同じ大きさになるように、流体噴き付け装置は設置されている。例えば、流体噴き付け装置は、鋼帯の上面および下面で対向して鋼帯パスラインから等距離にあり、同じ形式のノズルを用いて噴き付け圧力が同じものを用いる。
【００１６】
図６に示すように、鋼帯が上方に跳ね上がったときはＰＵ＞ＰＬとなり、鋼帯は下方に力を受けて押し戻される。すなわち、鋼帯は噴き付けられた流体から仕事を受ける。逆に、鋼帯が搬送ローラーの間にたわみ込んだときは、ＰＵ＜ＰＬとなり、鋼帯は上方に押し戻されて、やはり流体から仕事を受ける。このときは開放された弾性エネルギーは、運動エネルギーや位置エネルギーに変換されずに、この鋼帯が流体から受ける仕事によって消費されることにより、走行が安定化する。
【００１７】
また、流体により鋼帯が冷却されることによりヤング率が増して、鋼帯の剛性が増し走行不良は起こりにくくなる効果もある。
【００１８】
図１は、本発明の実施に供される熱間圧延設備列の一実施形態を示す概略側面図である。図１の設備列は、仕上圧延機１とコイラー６と、両者の間にある搬送テーブルローラー２からなるホットランテーブルと、流体噴き付け装置３、４とから構成される。流体噴き付け装置３、４の詳細を図２に示す。
【００１９】
前記流体噴き付け装置３、４は、ホットランテーブル上に通常設置される冷却装置を兼ねるものであってもよいし、全く別に設けられてもよい。図２は、流体噴き付け装置３、４として、ヘッダーに複数のノズルを熱延鋼帯の幅方向に並べて取り付けたものを使用した一例である。図中の３ａ、４ａは、流体噴き付け装置３、４の中で、最も仕上圧延機１に近い場所に取り付けられたヘッダーである。一方、３ｃ、４ｃは、最もコイラー６に近い位置に設けられたヘッダーである。
【００２０】
ヘッダー３ａと４ａ、３ｂと４ｂ、・・・、３ｃと４ｃは、それぞれ上下に一対をなしている。鋼帯がパスラインの位置にあるときに、図６のＰＵとＰＬがほぼ同じ大きさになるように、３ａと４ａなどが設置される必要がある。パスラインと上方ヘッダー３ａに取り付けられたノズルの距離、および、パスラインと下方ヘッダー４ａに取り付けられたノズルの距離が、同じである必要はないが、鋼帯がパスラインの位置にあるときはＰＵとＰＬの大きさは同じである必要がある。また、上下一対のヘッダーは、流体噴き付けを同時にＯＮ／ＯＦＦされるべきである。
【００２１】
仕上圧延機最終スタンドのロールバイト出口と、仕上圧延機に最も近い位置にあるヘッダー３ａ、４ａの距離をＬｓとすると、Ｌｓは１ｍ以上、１０ｍ以下とすることが望ましい。１ｍ程度の距離では、開放される弾性エネルギーが小さいために走行不良は発生せず、Ｌｓを１ｍ未満にする意味はない。逆に、仕上圧延機最終スタンドから１０ｍを超えて離れると、波が大きく成長するために、走行不良を終息させることが難しくなる。同じ理由で、熱延鋼帯の搬送方向に隣り合ったヘッダー間の距離は、１０ｍ以下であることが望ましい。
【００２２】
図７に示すように、熱延鋼帯の上下面のノズルを傾けて熱延鋼帯搬送方向に対して迎え角αを持たせると、ＰＵとＰＬは熱延鋼帯の搬送方向と反対の方向に水平成分を持つことになる。流体から熱延鋼帯に働く摩擦力が大きくなることにより、開放された弾性エネルギーを消費する効果が得られて好ましい。
【００２３】
図２に示すプロテクター３ｄは、熱延鋼帯の後端部が跳ね上がって、ヘッダー３ａに衝突することを防止するために必要である。プロテクター３ｄは、最初のヘッダー３ａの前だけでなく、熱延鋼帯の搬送方向に隣り合ったヘッダー同士が５ｍ以上離れているときは、コイラーに近い側にあるヘッダーの前にも設けておくことが好ましい。
【００２４】
本発明は、熱延鋼帯の後端部のみに有効であり、熱延鋼帯先端部の走行不良には対応できない。熱延鋼帯先端部の走行不良に本発明の方法を適用すると、先端部が流体噴き付け装置３、４の中に詰まる危険がある。流体噴き付け装置３とパスラインの鉛直方向距離を１ｍ以上とすれば、この危険を避けることができる。前述したように、熱延鋼帯がパスラインにあるときにＰＵとＰＬが同じであれば、上方にある流体噴き付け装置３とパスラインの距離、下方にある流体噴き付け装置４とパスラインの距離が大きく違っていても構わない。あるいは、上方の流体噴き付け装置３が、鉛直方向に移動可能になっており、先端が通過しているときは、流体噴き付け装置３は、パスラインから１ｍ以上上方に待避しており、少なくとも熱延鋼帯の先端がコイラーに噛み込んでから、所定の位置に降下するようにすればよい。
【００２５】
本発明の方法を実施する設備としては、空気を噴き付けてもよいし、ノズルとしては図８に示すような多孔板ノズルを用いることもできる。また、流体噴き付け装置３、４の入出側、あるいは、流体噴き付け装置の設置区間にピンチロールを置いて熱延鋼帯の動きを拘束することは、本発明の効果を高めることになり好ましい。
【００２６】
【実施例】
本発明の方法の効果を検証するために、実機熱延ミルにて、試験を行った。
【００２７】
まず、仕上圧延機最終スタンドからコイラーに向かって、０．８、５、１１ｍ離れた場所に、図６に示すようなパスラインの上下に一対の流体噴き付け装置を設置した。便宜上、それらの噴き付け装置を、仕上圧延機最終スタンドからコイラーに向かって、それぞれＡ、Ｂ、Ｃと呼ぶことにする。パスラインの位置において、片側に噴射される流体から鋼帯が受ける力が、０．５、１．０、１．５、２．０ｋｇｆ／ｍ^２となるように、噴射圧を調整した。パスラインにある鋼帯の長手方向に、流体が当っている範囲は、長さ２００ｍｍ程度である。試験に用いた熱延鋼帯は、板厚１．２ｍｍ、幅１０００ｍｍである。各条件の評価は、熱延鋼帯後端部の走行性を目視で観察することにより行った。熱延鋼帯の一部が、パスラインから１ｍ以上上方に跳ね上がり、明らかに走行不良が発生しているものは×、跳ね上がり量が２００ｍｍ程度までであり、走行不良が発生してもすみやかに走行が安定化する条件を◎、両者の中間を○と判定した。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
条件１では、Ａから受ける力を２．０ｋｇｆ／ｍ^２まで上げても、走行性には何ら影響を与えない。これは、Ａの位置では、熱延鋼帯の変位が小さく、流体がほとんど仕事を与えられないことが原因である。逆に、Ｃの位置で初めて流体力を与える条件２では、噴射装置Ｃに達するまでの間に発生する走行不良の程度が激しく、流体力で走行を安定化させることは不可能である。本発明の条件３から５はＢのみを使用した場合である。噴射圧を大きくするにつれて、走行状態がより改善することがわかる。本発明の条件６は、ＢとＣを使用した場合である。Ｂのみ使用に比べて走行性が良くなっている。これは、２度にわたって、流体力からの仕事を受けて、弾性エネルギーを消費するためである。流体を噴き付ける回数を増やせば、各噴射装置の噴射圧を下げられることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したように構成されており、薄物熱延鋼帯後端部の走行を安定化させることができる。その結果、絞りや折れ込みの発生を低減し、歩留りを向上させることができる。また、コイルの巻姿も改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供される熱間圧延設備列の一実施形態を示す概略側面図
【図２】本発明の実施に供される熱間圧延設備列の流体噴き付け装置の配置を示す概略側面図
【図３】熱延鋼帯後端部のランナウトテーブル上の走行状態を示す説明図
【図４】熱延鋼帯後端が仕上圧延機最終スタンドを抜けた瞬間の熱延鋼帯に働いている張力の分布を示す説明図
【図５】熱延鋼帯後端が仕上圧延機最終スタンドを抜けてから、ある時間が経過したときの熱延鋼帯に働いている張力の分布を示す説明図
【図６】熱延鋼帯の上面および下面が流体から受ける力を示す説明図
【図７】本発明の流体噴き付け装置の配置の一例を示す概略側面図
【図８】多孔板ノズルを示す概略図
【符号の説明】
１　仕上圧延機
２　搬送テーブルローラー
３　流体噴き付け装置
３ａ、３ｂ、３ｃ　ヘッダー
３ｄ　プロテクター
４　流体噴き付け装置
４ａ、４ｂ、４ｃ　ヘッダー
５　ピンチロール
６　コイラー

Claims

仕上圧延機を抜け出た後の熱延鋼帯後端部をランナウトテーブル上で通板させるに際し、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付けることを特徴とする熱延鋼帯後端部の通板方法。
仕上圧延機最終スタンドのロールバイト出口と、熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体噴き付けを開始する位置との距離を１ｍ以上１０ｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯後端部の通板方法。
熱延鋼帯後端部の上面および下面に対向して流体を噴き付ける位置が熱延鋼帯長手方向に１０ｍ以下のピッチに配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の熱延鋼帯後端部の通板方法。