JP2006187779A - 鋳片の直送圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続鋳造後の鋳片の長手方向の温度差を圧延機噛込み時にはほぼ一定となるように制御して直送圧延を行う、鋳片の直送圧延方法を提供する。
【解決手段】 連続鋳造機１で鋳造された鋳片７を直ちに圧延機３へ搬送し圧延する直送圧延方法において、連続鋳造機１と圧延機３との間に、鋳片７後端部の保有熱を利用して鋳片７先端部の温度差を低減する保熱室６を設けるとともに、圧延機３入側における鋳片７の先後端温度が実質的に同一となるように保熱室６内の雰囲気温度を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法に関するものである。

近年、設備費の削減、省エネルギ及び生産性の観点から連続鋳造機により鋳造された鋳片を常温まで冷却することなく、高温にあるうちにそのまま圧延機に直送して熱間圧延する、所謂鋳片の直送圧延方法が採用されている。このような鋳片の直送圧延では、鋳造後の鋳片の温度低下を防止することが重要となる。しかし、特開２００２−１６０００１号公報（特許文献１）、特開平３−１０６５０８号公報（特許文献２）などに説明されているように、鋳造後の鋳片を圧延機に直送する間に保有熱が次第に失われ、鋳片端部温度が圧延機の噛み込み可能温度より低くなる場合があり、そのような場合に圧延を強行すると、噛込み不良や割れなどの不具合を生じることが懸念されるため、従来、鋳造後の鋳片を圧延機に直送する際その鋳片を保温する種々の方法が提案されている。

そして、上記従来の提案の方法であっても必ずしも十分な鋳片の保温方法といえないことから、特許文献１では、鋳片１本の先端と後端での温度差に着目して、温度の高い鋳片の後端側から圧延を開始する直送圧延方法が提案されている。また、特許文献２では、鋳片間の温度差に着目して、直送圧延における鋳片のオンライン加熱を鋳片毎に制御して行い、省エネルギを図る直送圧延方法が提案されている。

しかし、特許文献１に提案の直送圧延方法では、温度の高い鋳片の後端側から圧延を開始した場合、圧延機への鋳片噛込み温度を鋳片の長手方向で考えると、圧延開始から鋳片後端の圧延までに鋳片が冷却されるので、鋳片後端（連続鋳造での鋳片先端）の温度はさらに低くなり、鋳片後端温度が圧延に適さない温度（例えば、材質上問題となる温度、圧延機駆動系の能力が不足となる温度など）まで冷却されることが懸念される。

また、特許文献１に提案の直送圧延における鋳片のオンライン加熱方法では、鋳片間の温度差が解消された直送圧延が期待できるものの、特許文献２に記載されているように、連続鋳造された鋳片において先端と後端とで温度差が生じており、この鋳造後の鋳片１本内での長手方向の温度差を考慮せずにオンライン加熱装置で加熱し、圧延すると、製品長手方向の寸法差が発生する。また、材料の幅広がりについても、材料温度が低いと幅広がりが大きくなることが知られており、製品長手方向の寸法差は増大する。
特開２００２−１６０００１号公報 特開平３−１０６５０８号公報

本発明は、上記の事情を基になしたものであって、その目的は、連続鋳造後の鋳片の長手方向の温度差を圧延機噛込み時にはほぼ一定となるように制御して直送圧延を行う、鋳片の直送圧延方法を提供するものである。

上記の目的を達成するための本発明は、以下の構成を備える鋳片の直送圧延方法とするものである。即ち、本発明（請求項１）に係る鋳片の直送圧延方法は、連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法において、連続鋳造機と圧延機との間に、鋳片後端部の保有熱を利用して鋳片先端部との温度差を低減する保熱室を設けるとともに、圧延機入側における鋳片の先後端温度が実質的に同一となるように保熱室内の雰囲気温度を制御するものである。

また、本発明（請求項２）に係る鋳片の直送圧延方法は、連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法において、圧延機入側に誘導加熱炉を設けるとともに、鋳造時の鋳片の先後端温度差及び圧延機噛込みまでの鋳片先後端部の温度降下分とを加味し、圧延機噛込み時における鋳片先後端部の噛込み温度を実質的に同一となるように誘導加熱炉の出力を制御するものである。

また、本発明（請求項３）に係る鋳片の直送圧延方法は、連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法において、鋳造時の鋳片引抜き速度と圧延機の鋳片噛込み時の鋳片引き込み速度を実質的に同一とするものである。

本発明に係る鋳片の直送圧延方法によれば、連続鋳造後の鋳片の長手方向の温度差を圧延機噛込み時にはほぼ一定となるように制御して直送圧延を行うことができる。またこれにより、鋳片の長手方向に温度差がある状態で直送圧延した場合に比べ、材料の変形抵抗の差、材料の幅広がりの差により発生する製品寸法の差を軽減できる。

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、本発明に係る鋳片の直送圧延方法の一実施形態を示す設備の概念図である。１は連続鋳造機、２は切断機、３は圧延機、４は連続鋳造機１の鋳片搬出テーブル、５は圧延機３の入側テーブル、６は鋳片搬出テーブル４と入側テーブル５を跨いで設けられた均熱用の保熱室である。

上記設備において鋳片の直送圧延は、次の要領で行われる。即ち、連続鋳造機１により鋳造された高温の鋳片７は、切断機２により所定長さの鋳片７として切断され、鋳片搬出テーブル４から横送りされて圧延機３の入側テーブル５に移送（移送時間は約６０秒）されるとともに、直ちに圧延機３へ送られ、圧延機３により熱間圧延される。

因みに、上記の設備における保熱室６を設けない場合の従来形式の場合において、電気炉製鋼した溶鋼を鋳造速度３．５ｍ／分で断面正方形（１２０ｍｍ）×長さ９ｍの鋳片７を製造し、そのまま圧延機３に供給する場合の、切断直後の鋳片７の先端と後端における温度と圧延機噛込み時の鋳片７の先端と後端における温度は、下表１に示す通りである。

圧延機３の噛込み可能温度は、一般に９００℃とされているが、圧延機の仕様（駆動系の能力など）にもよるもので、本例の場合は９５０℃である。このため、上記表１の圧延機先端噛込み時の鋳片先端温度が９４１℃は、前記噛込み温度を下回るので圧延不可となる。なお、このような温度降下の状態の鋳片を、特許文献１の提案のように後端から圧延しても、鋳片先端が圧延されるまでに更に冷却されて温度が低くなるので、この提案の方法では圧延が困難である。

ところで、表１の圧延機噛込み時の鋳片温度は、その長手方向の平均で考えれば、およそ先端温度と後端温度の平均の９８５℃となり、鋳片全体でみれば、圧延に必要な熱量を保有していることになる。そこで、上記図１のように保熱室６を設置した、本発明に係る設備を用いるのであるが、この設備の場合の、切断直後の鋳片７の先端と後端における温度、保熱室出側の鋳片７の先端と後端における温度及び圧延機噛込み時の鋳片７の先端と後端における温度は、下表２に示す通りである。なお、保熱室６の室内雰囲気温度は、保熱室６へ搬入される鋳片７の先後端平均温度付近を保持するように必要に応じてバーナで加熱する。

上記表２から明らかなように、保熱室６を設けることで、圧延前の鋳片の先端から後端までの温度を高温に保持することができるとともに、その後の圧延時の噛込み温度を噛込み可能温度の９５０℃以上の９６６℃に保持して圧延することができ、鋳片の直送圧延が支障なく行える。なお、圧延までの鋳片後端の温度降下に対しては、必要に応じて圧延機３の入側に保温カバーを設置してもよい。

図２は、本発明に係る鋳片の直送圧延方法の一実施形態を示す別の設備の概念図である。１１は連続鋳造機、１２は切断機、１３は圧延機、１４は連続鋳造機１１の鋳片搬出テーブル、１５は圧延機１３の入側テーブル、１６は入側テーブル１５に設けられた誘導加熱炉、１７は誘導加熱炉１６の入側に設置された放射温度計である。

上記設備において鋳片の直送圧延は、次の要領で行われる。即ち、連続鋳造機１１により鋳造された高温の鋳片１８は、切断機１２により所定長さの鋳片１８として切断され、鋳片搬出テーブル１４から横送りされて圧延機１３の入側テーブル１５に移送（移送時間は約６０秒）され、その後直ちに放射温度計１７で測温されながら誘導加熱炉１６へと移送されるとともに、測温結果に基いて誘導加熱炉１６により圧延噛込み可能温度（９５０℃）以上の温度に加熱され、圧延機１３により熱間圧延される。

図２の設備のように、誘導加熱炉１６を設けることで、従来であれば上記表１に示すように、圧延機先端噛込み時温度が鋳片先端で９４１℃と圧延噛込み可能温度（９５０℃）以下になるところを、また圧延中に後端温度は１０３０℃から９６２℃程度に降温するところを、それぞれ所望の温度（例えば９６６℃）に加熱して圧延することができ、鋳片の直送圧延が支障なく行える。また、誘導加熱炉１６であれば、前記のように鋳片先端から後端までの長手方向の温度がばらけても、放射温度計１７の測温結果を基に制御装置を介して一定の所望温度（例えば９６６℃）に加熱することができ、鋳片全長に渡り一律に温度上昇させる加熱に比較してエネルギの無駄を省くことができ、省エネ効果が期待できる。

具体的には、鋳片の長手方向に対して次式の温度上昇が得られるように誘導加熱炉の出力を制御する。
△Ｔ（ｌ）＝（Ｔ０−Ｔ１）−（Ｔｃ−Ｔａ）／Ｌ＋Ｔｄ
ただし
△Ｔ（ｌ）：鋳片先端からｌｍの距離の温度上昇量（加熱量）（℃）←鋳片ごとに設定
Ｔ０：目標温度（℃）←グループ単位で設定
Ｔ１：インダクションヒータ前鋳片先端温度（℃）←放射温度計による実測値（鋳片ごとに測定）
Ｔｃ：圧延機鋳片先端噛込み時の鋳片先後端温度差（℃）←実測又は計算値（グループ単位）
Ｔａ：圧延機入側での鋳片後端温度降下（℃）←実測又は計算値（グループ単位）
Ｌ：鋳片長さ（ｍ）←グループ単位で設定
Ｔｄ：インダクションヒータから圧延機入側までの温度降下（℃）←実測又は計算値（グループ単位）

図３は、本発明に係る鋳片の直送圧延方法の一実施形態を示す別の設備の概念図である。２１は連続鋳造機、２２は切断機、２３は圧延機、２４は連続鋳造機２１の出側と圧延機２３の入側との間の鋳片搬送テーブル、２５は圧延機２３の入側に設置された放射温度計である。

上記設備において鋳片の直送圧延は、次の要領で行われる。即ち、連続鋳造機２１により鋳造された高温の鋳片２６は、切断機２２により所定長さの鋳片２６として切断された後、その鋳片２６を鋳片搬送テーブル２４により圧延機２３の入側に移送し、直ちに圧延機２３により熱間圧延する。

上記の鋳片の直送圧延では、例えば、電気炉製鋼した溶鋼を鋳造速度３．５ｍ／分で断面正方形（１２０ｍｍ）×長さ９ｍの鋳片２６を製造し、その鋳片２６を、圧延機における鋳片噛込み時の鋳片引き込み速度を前記鋳造速度と同じ３．５ｍ／分に制御して圧延するものであるが、この直送圧延方法では、切断後２２で鋳片先端が切断されてから鋳片後端が切断されるまでの鋳片先端の冷却時間と圧延時の鋳片先端の圧延開始から鋳片後端が圧延されるまでの冷却時間が等しくなるので、鋳片先端と鋳片後端の圧延温度はほぼ等しくなる。

従って、鋳造速度と圧延時の鋳片引き込み速度を同じとすることで、鋳片全長にわたってほぼ同じ温度で圧延が可能となるが、この温度が圧延機噛込み可能温度以上となることが本方法実施の必要条件となる。

なお、図３に示す直送圧延の場合、連続鋳造機のタンディッシュから鋳型へ溶鋼を供給しているノズルが時間経過に伴い摩耗し、ノズル径が大きくなり、徐々に鋳造速度が速くなってくる（例えば、３．５ｍ／分→４．０ｍ／分など）ため、圧延機引き込み速度もそれに合せて変える必要が出てくる。しかしながら、鋳片１本ごとに圧延機の引き込み速度を変えることは、圧延速度を鋳片ごとに変えることであり、安定した圧延のためには避ける方がよい。そこで、鋳片の先後端温度差が製品寸法に精度に問題を生じない範囲、例えば１０℃（圧延荷重、動力で約３％程度の変化）高くなるように圧延速度を設定する。この場合は、例えば鋳造速度３．５ｍ／分に対して引き込み速度４．０ｍ／分で操業を開始し、鋳造速度が４．０ｍ／分を越えれば４．５ｍ／分に引き込み速度を上げるといった要領となる。

また、鋳造時の鋳片引き抜き速度（鋳造速度）と圧延機の鋳片噛込み時の鋳片引き込み速度を実質的に同一とするとは、鋳片の先後端温度差が製品寸法精度に問題を生じない範囲の鋳造速度差異をその許容範囲とする。

上述した図１〜図３に示す実施形態による鋳片の直送圧延によれば、圧延時の鋳片温度が長手方向に一定になることにより、材料の変形抵抗差、材料の幅広がりの差が発生しないことになり、製品寸法差が発生しないなどの利点が期待できる。

本発明に係る鋳片の直送圧延方法の一実施形態を示す設備の概念図である。 本発明に係る鋳片の直送圧延方法の一実施形態を示す別の設備の概念図である。 本発明に係る鋳片の直送圧延方法の一実施形態を示す別の設備の概念図である。

符号の説明

１：連続鋳造機 ２：切断機 ３：圧延機
４：鋳片搬出テーブル ５：入側テーブル ６：保熱室
７：鋳片 １１：連続鋳造機 １２：切断機
１３：圧延機 １４：鋳片搬出テーブル １５：入側テーブル
１６：誘導加熱炉 １７：放射温度計 １８：鋳片
２１：連続鋳造機 ２２：切断機 ２３：圧延機
２４：鋳片搬送テーブル ２５：放射温度計 ２６：鋳片

Claims (3)

1. 連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法において、連続鋳造機と圧延機との間に、鋳片後端部の保有熱を利用して鋳片先端部との温度差を低減する保熱室を設けるとともに、圧延機入側における鋳片の先後端温度が実質的に同一となるように保熱室内の雰囲気温度を制御することを特徴とする鋳片の直送圧延方法。
2. 連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法において、圧延機入側に誘導加熱炉を設けるとともに、鋳造時の鋳片の先後端温度差及び圧延機噛込みまでの鋳片先後端部の温度降下分とを加味し、圧延機噛込み時における鋳片先後端部の噛込み温度を実質的に同一となるように誘導加熱炉の出力を制御することを特徴とする鋳片の直送圧延方法。
3. 連続鋳造機で鋳造された鋳片を直ちに圧延機へ搬送し圧延する直送圧延方法において、鋳造時の鋳片引抜き速度と圧延機の鋳片噛込み時の鋳片引き込み速度を実質的に同一とすることを特徴とする鋳片の直送圧延方法。

Images