JP2004050220A

JP2004050220A - 帯板製造設備

Info

Publication number: JP2004050220A
Application number: JP2002210117A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Honjo; 本城　恒
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2002-07-18
Publication date: 2004-02-19
Also published as: CN1668405A; US20060059679A1; US7318267B2; DE10392898B4; DE10392898T5; CN1309506C; WO2004009272A1

Abstract

【課題】連続鋳造機で製造された鋳片の幅端に傷や板厚不良が生じても圧延に支障が生じたり圧延後の板に平坦度不良が生じないようにする。
【解決手段】上部に配置されたタンディッシュ３から溶湯４を供給されて所定幅の鋳片６を連続鋳造する双ロール又は単ロールの連続鋳造機１と、連続鋳造機１の下流側に配置されて鋳片６の幅端部をトリミングするトリマー１６と、トリマー１６の下流側に配置された圧延機１７を備える。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯板製造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄板の鋳造帯板を製造するために、従来から連続鋳造設備が使用されている。而して、一般的な連続鋳造設備は、図９、図１０に示され、図中、１ａ，１ｂは水平に並列配置されて対抗側が下方へ向けて回転し得るようにした前後一対の鋳造ロールで、鋳造ロール１ａ，１ｂは内部に冷却流体を流通させることにより冷却されるようになっている。而して、鋳造ロール１ａ，１ｂにより連続鋳造機１が形成されている。
【０００３】
２は鋳造ロール１ａ，１ｂ間に形成された湯溜りの上方に配置された鋳湯ノズル、３は鋳湯ノズル２の上方に配置されて鋳湯ノズル２に溶湯４を供給するためのタンディッシュ、５は鋳造ロール１ａ，１ｂの軸方向両側面に鋳造ロール１ａ，１ｂの端面に当接するよう配置されて、湯溜りから溶湯４が漏洩するのを防止するためのサイド堰、６は鋳造ロール１ａ，１ｂにより冷却されて形成された薄帯板状の鋳片、７は鋳造ロール１ａ，１ｂの下方に配置されて鋳片６を引抜くためのピンチロール、２ａは鋳湯ノズル２の両側部に形成された側部流路である。
【０００４】
上記連続鋳造機１においては、鋳湯ノズル２から鋳造ロール１ａ，１ｂの相互間に溶湯４を供給して湯溜りを形成し、溶湯４を鋳造ロール１ａ，１ｂによって冷却しつつ回転によりその相互間から鋳片６として導出させるようにしている。
【０００５】
しかし、上記した連続鋳造機１により連続鋳造を行う場合、図１１に示すように回転する鋳造ロール１ａ，１ｂと、サイド堰５と、溶湯４の三重点８において、鋳造ロール１ａ，１ｂの周面とサイド堰５内面に凝固殻９が一体に成長し、その凝固殻９が鋳造ロール１ａ，１ｂの回転により引きちぎられる現象によって、鋳片６の幅端部に不定形に欠けた形状不良部１０を生じたり、又それにより内部のまだ固まっていない溶湯４が外部に流出したり、更には鋳片６が破断する等の三重点問題を生じていた。
【０００６】
このため、近年では、鋳湯ノズル２から湯溜りに供給する溶湯４の一部を側部流路２ａから三重点８の部分に積極的に流すようにしてサイド堰５上への凝固殻９の形成を防止することが行われている。又、このとき鋳造される鋳片６の板厚、生産スピードに応じて前記湯溜りの湯面高さＨを一定に保持させるように溶湯４の供給量を調整するようにしている。
【０００７】
しかし、上記従来方式において、前記三重点８部分に供給する溶湯４の流量が多すぎると、鋳造ロール１ａ，１ｂ上の凝固殻９まで溶かしてしまって、鋳片６の幅端部にしずく状の湯漏れやふくれ等の形状不良部１１を生じ、又三重点８への供給湯量が少ないと前記三重点問題が生じる。
【０００８】
又、前記三重点８に供給する溶湯４の流量を調節しようとすると、湯面高さＨが変化し、湯面高さＨが変化すると、三重点問題防止のために三重点８に向けて供給している溶湯４の供給位置がずれてしまい、前記したような形状不良部１０，１１を生じてしまう。
【０００９】
このため、従来では、湯面高さＨを一定に保持する調整を行い、三重点８への溶湯４の供給量は全く調整しておらず、よって前記したような鋳造条件の変化によって鋳片６の幅端部に形状不良部１０，１１が生じて製品品質の低下、後の圧延等の作業が大変になることによるコストの上昇等を招来し、又特に鋳造開始時には鋳湯ノズル２の流路に溶湯４が凝固してしまって流路断面を狭くし流量を減少させてしまうために、三重点問題の発生が著しく、よって鋳片６の歩留りが低下する等の問題を有していた。
【００１０】
このような問題を解決するために、特開昭６３−３１７２４０号公報に示すごとき連続鋳造機が提案されている。この連続鋳造機は、図１２に示すように２本の鋳造ロール１ａ，１ｂにより構成される連続鋳造機１と両端部のサイド堰５によって湯溜りを形成し、湯溜りの上側に配置されるタンディッシュ３に、主流路３ａと、前記湯溜りにおける両側の三重点部分に溶湯４を供給する側部流路３ｂを設け、各流路３ａ，３ｂを流れる溶湯４の流量を、アクチュエータ１２，１３の作動によって上下動する調整部材１４，１５により別個に調整するようにしている。
【００１１】
図１２の連続鋳造機１では、鋳片６の幅方向端面に形状不良部１０が生じた場合、調整部材１５により側部流路３ｂの開度を調整して三重点部分に供給する湯量を調整することにより、鋳片６の幅方向端面における形状不良部１０をなくすようにしており、又、三重点８に供給する湯量の変化による湯面高Ｈさの変動は、調整部材１４により主流路３ａの開度を調整して主流路３ａを流れる湯量を調整することにより吸収し、これにより一定の湯面高さＨを保持している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示すタンディッシュ３の側部流路３ｂは一般に細く不安定で、溶湯４を流した場合に詰まる虞があり、鋳片６の幅端に生ずる形状不良部（傷）１０を整形する効果は十分ではない。このため、下流の圧延機で鋳片６を圧延した場合には、鋳片６が圧延されて形成された帯板の蛇行、板切れ等が頻発する原因となる。
【００１３】
又、鋳造ロール１ａ，１ｂが熱等の影響を受けて図１３に示すように中高形状に変形した場合には、鋳造された鋳片６の断面形状は図１４に示すごとく幅方向両端にエッジアップによる凸部６ａが形成され、研削により鋳造ロール１ａ，１ｂが図１５に示すように中低形状になった場合には、鋳片６の断面形状は図１６に示すごとく幅方向両端にエッジダウンによる凹部６ｂが形成される。
【００１４】
このため、下流に設置した圧延機で鋳片６を圧延した場合に、板の延びが幅方向に不均一となって形状不良部が発生する虞がある。又、エッジアップ、エッジドロップは左右不均一に発生することも多い。更に、圧下された帯板の塑性マスフローは、その構造上、板幅方向よりも板長手方向への伸び率が増大するため、板長手方向に対する板の平坦度不良が大きくなる。
【００１５】
本発明は、上述の実情に鑑み、連続鋳造機で製造された鋳片の幅端に傷やエッジアップ、エッジドロップによる板厚不良が生じても圧延に支障が生じたり圧延後の板に平坦度不良が生じないようにすることを目的としてなしたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の帯板製造設備は、上部に配置されたタンディッシュから溶湯を供給されて所定幅の鋳片を連続鋳造する双ロール又は単ロールの連続鋳造機の下流側に配置された圧延機の上流側、或は前記連続鋳造機と鋳造された鋳片を巻取るための巻取機を備えた連続鋳造ラインの下流側に配置された圧延機の上流側、に鋳片の幅端部をトリミングするトリマーを備えたものである。
【００１７】
請求項２の帯板製造設備は、トリマーの上流側に板の幅端部に生じた傷を検出するための傷検出器と板幅方向の板厚を測定する厚さ検出器とを備えると共に、前記傷検出器の出力及び／又は厚さ検出器の出力を基としてトリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段を設けたものである。
【００１８】
本発明の帯板製造設備においては、傷検出器の出力及び／又は厚さ検出器の出力を基としてトリマーの刃の板幅方向の位置が調整されたうえ、板幅端部の傷や板厚不良が生じている部分がトリミングされる。
【００１９】
本発明によれば、連続鋳造機で製造された鋳片の幅端に傷等の形状不良や板厚不良が生じた場合には、これらの部分をトリミングした後に圧延を行うことができるため、帯板の蛇行、板切れ等により圧延に支障が生じたり、圧延後の帯板に長手方向への塑性マスフローによる形状不良が生じることを防止することができる、という優れた効果を奏し得る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例である。　図１に示す帯板製造設備の連続鋳造機は図９、図１０に示す連続鋳造機と同一構成であり、図１中、図９、図１０に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。又、１６はピンチロール７の下流に設置したトリマー、１７はトリマー１６の下流に設置した圧延機、１８は圧延機１７の下流に設置したデフレクターロール、１９はデフレクターロール１８の下流に設置した巻取機である。
【００２１】
更に２０は鋳片６の幅端部に生じた形状不良部である傷を検出するために連続鋳造機１とピンチロール７との間に設置された傷検出器、２１は鋳片６の幅方向の厚さを検出するために傷検出器２０に近接して設置した厚さ検出器、２２は傷検出器２０から傷信号２３及び厚さ検出器２１からの厚さ信号２４を処理して、鋳片６の幅端部に傷があった場合やエッジアップ、エッジドロップといった板厚不良があった場合にトリマー１６に指令２５を与えるトリミング量演算制御装置である。
【００２２】
トリマー１６は図２、図３に示すように駆動装置２６により駆動し得るようにした左右の上刃２７及び下刃２８を備えており、油圧シリンダ等の幅方向位置調整装置２９により、上刃２７及び下刃２８の鋳片６幅方向位置を調整し得るようになっている。上刃２７及び下刃２８の幅方向位置調整は、トリミング量演算制御装置２２からの指令２５により行い得るようになっている。
【００２３】
上刃２７、下刃２８は刃支持体４９により支持されている。刃支持体４９は幅方向位置調整装置２９によって左右夫々個別に調整できるようになっている。又、指令２５の信号によっては刃支持体４９は同一量動かすこともできるようになっている。刃支持体４９は図示されてはいないが、幅方向へ移動し得るよう案内面によりガイドされている。更に、トリマー１６、指令２５、駆動装置２６、上刃２７、下刃２８、幅方向位置調整装置２９、刃支持体４９は、全て左右に設けられているので、図２、図３では数字に−１，−２を付し、左右で分けてある。
【００２４】
次に、上記図示例の作動を説明する。
タンディッシュ３から鋳湯ノズル２に供給された溶湯４は鋳湯ノズル２から湯溜りに供給され、矢印方向へ回転する鋳造ロール１ａ，１ｂにより冷却され凝固して凝固殻が形成され、凝固殻は成長して鋳片６が形成される。而して、鋳片６はピンチロール７により鋳造ロール１ａ，１ｂの間から引抜かれて後方へ送給される。傷検出器２０で鋳片６幅端にある傷が検出されると傷信号２３がトリミング量演算制御装置２２に与えられ、又、厚さ検出器２１により検出された鋳片６の厚さ信号２４はトリミング量演算制御装置２２へ与えられる。
【００２５】
例えば、図４に示すように傷３０が鋳片６の幅端より寸法Ｘａの位置にある場合には、予めトリミング量演算制御装置２２に設定してある余裕代Ｘｂを加えた幅Ｘｃが鋳片６幅端のトリミングすべき寸法となる。このため、トリミング量演算制御装置２２からトリマー１６の幅方向位置調整装置２９に指令２５が与えられ、幅方向位置調整装置２９により上刃２７及び下刃２８の鋳片６幅方向位置が調整され、駆動装置２６が駆動されて鋳片６の幅端が幅Ｘｃだけトリミングされる。なお、図４では、一般に左右で寸法、余裕代は異なるため、記号に−１，−２を付し、左右で分けてある。
【００２６】
厚さ検出器２１で検出した信号２４から鋳片６の幅端に所定の板厚よりも厚いエッジアップや所定の板厚よりも薄いエッジドロップといった板厚不良が生じている場合にも板厚不良部の鋳片６の幅方向の寸法Ｘａに余裕代Ｘｂを見込んだ幅Ｘｃの指令２５がトリミング量演算制御装置２２からトリマー１６幅方向位置調整装置２９に指令２５が与えられ、幅方向位置調整装置２９により上刃２７及び下刃２８の鋳片６幅方向位置が調整され、駆動装置２６が駆動されて鋳片６の幅端が所定幅だけトリミングされる。
【００２７】
傷検出器２０により傷を、又厚さ検出器２１により板厚不良を検出した場合に、上刃２７及び下刃２８を鋳片６の幅方向へ移動させるタイミングとしては、次のように決定する。すなわち、傷検出器２０及び厚さ検出器２１からトリマー１６中心までの鋳片６の移動長さｌは予め分っており、鋳片６の移動速度ｖもピンチロール７の回転速度から知ることができるため、トリミング量演算制御装置２２においてｌ／ｖにより、検出された傷或は板厚不良部がトリマー１６に到達するまでに要する時間を演算することができる。従って、時間ｌ／ｖが経過した時点で検出した傷或はエッジアップやエッジドロップの部分を含めて所定幅だけ鋳片６の幅端をトリミングし得るようトリマー１６の上刃２７及び下刃２８を鋳片６幅方向の位置調整を行う。
【００２８】
傷或は板厚不良が生じている部分を切断された鋳片６は圧延機１７に送給されて圧延されて帯板が形成され、帯板はデフレクターロール１８を経て巻取機１９により巻取られる。
【００２９】
上記図示例によれば、連続鋳造機１で製造された鋳片６の幅端に傷やエッジアップ、エッジドロップのような板厚不良部が生じた場合には、これらの部分をトリミングした後に圧延を行うようにしているため、帯板の蛇行、板切れ等により圧延に支障が生じたり、圧延後の帯板に長手方向への塑性マスフローによる平坦度不良が生じることを防止することができる。
【００３０】
図５〜図８は本発明の実施の形態の他の例で、トリマーを連続鋳造機及び巻取機を含む連続鋳造ラインに設けずに連続鋳造ラインの下流側に設置された冷間圧延ラインに設けた例である。図５は連続鋳造ラインであり、図中、図１に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。又、図５中、３１は巻取機１９の軸に連結されて鋳片６の長さ方向の位置を検出するための位置検出器、３２は傷検出器２０からの傷信号２３、厚さ検出器２１からの厚さ信号２４、位置検出器３１からの位置信号３３を基に板のトリミング量及び長手方向トリミング位置を決定するためのトリミング量演算決定装置である。
【００３１】
図６は連続鋳造ラインの下流側に配置する冷間圧延ラインで、図中、３４は巻戻し機、３５は巻戻し機３４の下流に設置したデフレクターロール、３６は前記トリマー１６と同一構成のトリマー、３７はトリマー３６の下流に設置した酸洗装置、３８は酸洗装置３７の入側、中間部、出側に設置した案内ローラ、３９は酸洗装置３７の下流に設置した圧延機、４０は圧延機３９の下流に設置したデフレクターロール、４１はデフレクターロール４０の下流に設置した巻取機、４２はトリマー３６の上刃４３、下刃４４の板幅方向位置を調整するための幅方向位置調整装置、４５は巻戻し機３４の軸に連結されて巻戻される鋳片６の長手方向位置を検出するための位置検出器、４６は位置検出器４５からの位置信号４７に基き幅方向位置調整装置４２に設定指令４８を与える指令装置である。
【００３２】
次に本図示例の作動を説明する。
タンディッシュ３から鋳湯ノズル２に供給された溶湯４は鋳湯ノズル２から湯溜りに供給され、矢印方向へ回転する鋳造ロール１ａ，１ｂにより冷却され凝固して凝固殻が形成され、凝固殻は成長して鋳片６が形成され、鋳片６はピンチロール７により鋳造ロール１ａ，１ｂの間から引抜かれて後方へ送給され、巻取機１９により巻取られてコイルが形成される。
【００３３】
この際、傷検出器２０では図７に示す傷３０が検出されて傷信号２３としてトリミング量演算決定装置３２に与えられると共に、位置検出器３１によりその傷３０が検出された鋳片６の長手方向位置が位置信号３３としてトリミング量演算決定装置３２に与えられ、トリミング量及びトリミング位置が演算決定される。
【００３４】
すなわち、図７に示すように、傷３０が鋳片６の幅端より寸法Ｘａの位置にある場合には、予めトリミング量演算決定装置３２に設定してある余裕代Ｘｂを加えた幅Ｘｃが鋳片６幅端のトリミングすべき寸法となる。又、鋳片６に対する傷３０の鋳片６の先端部からの長手方向位置Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４・・・Ｌｎがトリミング量演算決定装置３２に与えられる。Ｌは鋳片６の全長である。
【００３５】
連続鋳造ラインにおいて鋳片６が巻取機１９に巻取られることにより形成されたコイルは冷間圧延ラインの巻戻し機３４にセットされ、巻戻し機３４が駆動されて鋳片６は巻戻されるが、この際、トリミング量演算決定装置３２で得られた設定指令のためのデータは予め指令装置４６に与えられている。
【００３６】
巻戻し機３４により巻戻された鋳片６はデフレクターロール３５を経てトリマー３６へ送給され、上刃４３及び下刃４４により鋳片６幅端の傷３０のある部分或は板厚不良のある部分が幅Ｘｃだけトリミングされ、酸洗装置３７で酸洗されて圧延機３９へ送給され、圧延機３９で冷間圧延されたうえデフレクターロール４０を経て巻取機４１に巻取られる。
【００３７】
トリマー３６によるトリミングの際には、指令装置４６により検出された位置信号４７及び予め与えられている設定指令のためのデータにより幅方向位置調整装置４２が駆動され、上刃４３及び下刃４４の鋳片６幅方向位置が調整される。すなわち、鋳片６を巻戻し機３４により巻戻す際には、連続鋳造ラインでは後端の部分が先端となるため、図７に示すような長手方向位置に傷３０がある場合、トリミング時には図８に示すように、鋳片６の巻戻し時に先頭となる先端部分からＬ−Ｌｎ・・・Ｌ−Ｌ４，Ｌ−Ｌ３，Ｌ−Ｌ２，Ｌ−Ｌ１の位置でトリミングの幅がＸｃとなるよう上刃４３及び下刃４４の位置を調整する。
【００３８】
本図示例においても、連続鋳造機１で製造された鋳片６の幅端に傷や板厚不良が生じた場合には、これらの部分をトリミングした後に圧延を行うようにしているため、帯板の蛇行、板切れ等により圧延に支障が生じたり、圧延後の帯板に長手方向への塑性マスフローによる平坦度不良が生じることを防止することができる。
【００３９】
なお、本発明の帯板製造設備は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１、２記載の帯板製造設備によれば、連続鋳造機で製造された鋳片の幅端に傷や板厚不良が生じた場合には、これらの部分をトリミングした後に圧延を行うことができるため、帯板の蛇行、板切れ等により圧延に支障が生じたり、圧延後の帯板に長手方向への塑性マスフローによる平坦度不良が生じることを防止することができる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯板製造設備の実施の形態の一例を示す概略側面図である。
【図２】本発明の帯板製造設備に使用するトリマー及び圧延機の部分の斜視図である。
【図３】本発明の帯板製造設備に使用するトリマーの概略正面図である。
【図４】本発明の帯板製造設備においてトリマーによりトリミングする鋳片の幅を決定するための概要を示す平面図である。
【図５】本発明の帯板製造設備の実施の形態の他の例を示し、連続鋳造ラインの概略側面図である。
【図６】本発明の帯板製造設備の実施の形態の他の例を示し、連続鋳造ラインの下流に設置される冷間圧延ラインの概略側面図である。
【図７】鋳片に生じた傷の鋳片長手方向位置を説明するための平面図である。
【図８】鋳片に生じた傷をトリミングする場合にトリマーの上刃、下刃の位置調整をする鋳片長手方向位置を説明するための平面図である。
【図９】帯板製造設備に使用される一般的な連続鋳造機の概要を示す側面図である。
【図１０】図９の右方向から見た連続鋳造機の斜視図である。
【図１１】図９、図１０に示す連続鋳造機で鋳片を製造した場合に生じる形状不良部を説明するための斜視図である。
【図１２】図１１に示す形状不良部が生じないようにした連続鋳造機の一部破断の正面図である。
【図１３】連続鋳造機に使用する鋳造ロールの形状の一例を示す平面図である。
【図１４】図１３に示す鋳造ロールで鋳造した鋳片の断面図である。
【図１５】鋳造ロールの形状の他の例を示す平面図である。
【図１６】図１５に示す鋳造ロールで鋳造した鋳片の断面図である。
【符号の説明】
１　　連続鋳造機
３　　タンディッシュ
４　　溶湯
６　　鋳片
１６　　トリマー
１７　　圧延機
１９　　巻取機
２０　　傷検出器
２１　　厚さ検出器
２２　　トリミング量演算制御装置（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）
２３　　傷信号（出力）
２４　　厚さ信号（出力）
２７　　上刃（刃）
２８　　下刃（刃）
２９　　幅方向位置調整装置（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）
３０　　傷
３１　　位置検出器（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）
３２　　トリミング量演算決定装置（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）
３６　　トリマー
３９　　圧延機
４２　　幅方向位置調整装置（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）
４３　　上刃（刃）
４４　　下刃（刃）
４５　　位置検出器（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）
４６　　指令装置（トリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段）

Claims

上部に配置されたタンディッシュから溶湯を供給されて所定幅の鋳片を連続鋳造する双ロール又は単ロールの連続鋳造機の下流側に配置された圧延機の上流側、或は前記連続鋳造機と鋳造された鋳片を巻取るための巻取機を備えた連続鋳造ラインの下流側に配置された圧延機の上流側、に鋳片の幅端部をトリミングするトリマーを備えたことを特徴とする帯板製造設備。
トリマーの上流側に板の幅端部に生じた傷を検出するための傷検出器と板幅方向の板厚を測定する厚さ検出器とを備えると共に、前記傷検出器の出力及び／又は厚さ検出器の出力を基としてトリマーの刃の板幅方向の位置を調整するための手段を設けた請求項１に記載の帯板製造設備。