JP2006272381A - 熱延鋼板の圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱延鋼板の圧延において、同一ロールチャンスで、同一板幅の鋼板を、適切な板クラウンプロフィルを確保しながら多本数圧延することができる熱延鋼板の圧延方法を提供する。
【解決手段】所定の板幅Ｗを有する鋼板を圧延するに際して、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数に制限を設け、板幅Ｗの鋼板をその制限本数内でＰ本圧延した後、板幅Ｗの鋼板より広い板幅Ｗ＋ΔＷを有する鋼板をＱ本圧延するようにし、そのような圧延をＮ回繰り返す。それにより、板幅Ｗの鋼板を圧延する際には、サーマルクラウンが板幅端より外側の位置から板幅中央側にかけて形成された状態で圧延することができ、鋼板の板幅端近傍に板厚極大値が生じてエッジアップとなることが抑止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱延鋼板の圧延方法に関するものである。

従来、熱延鋼板の圧延作業はロールスケジュールに従って行われるのが通例で、特に板断面プロフィル（板クラウンプロフィル）の乱れを少なくするために圧延順序を幅広鋼板から幅狭鋼板へと徐々に移していく、いわゆるコフィンスケジュールに従うことが多い（例えば、非特許文献１参照。）。

その理由として、非特許文献１には次のように記されている。すなわち、圧延の進行につれてロールが摩耗し、仕上ワークロールの場合、特に板エッジ部が通る部分の摩耗は激しく、同じ幅の鋼板を多数圧延すると鋼板のエッジ部分に大きな突起が生じる。このため、幅の狭い鋼板を多数仕上圧延した後、幅広の鋼板を圧延すると、次工程でビルドアップとなり形状を損なう。したがって、ならし材を除き、幅広鋼板から幅狭鋼板への圧延順序を原則としてロールスケジュールを組むというものである。
日本鉄鋼協会編、「第３版 鉄鋼便覧 Ш（１） 圧延基礎・鋼板」、丸善株式会社、１９８６年１月、ｐ．３８４〜３８６

これに対し、近年、仕上ワークロールとして、これまでのハイクロムロールやニッケルグレンロールに替えて、耐摩耗性の高いハイスロールが用いられるようになってきている。その結果、仕上ワークロールの摩耗が低減するとともに、板エッジ部（板幅端部）が通る部分が極端に摩耗することもなくなり、幅狭鋼板から幅広鋼板への圧延もある程度可能になってきている。

しかし、仕上ワークロールとしてハイスロールを用いたとしても、同一板幅の鋼板を連続して多本数圧延した場合には、板クラウンプロフィルが、図３に示すような、鋼板の板幅端より僅かに内側の位置に板厚極大値が生じたエッジアップと呼ばれる好ましくない板クラウンプロフィルになってしまうことがある。そのため、ロールスケジュールを組む際には、同一板幅の鋼板の圧延本数を制限しているのが実情である。

しかし、同一板幅鋼板の圧延本数を制限すると、ロット本数がその制限本数を超えるような同一板幅鋼板のロットがあった場合には、そのロットを複数のロールチャンスに分割して圧延しなければならず、操業管理や納期管理の面で効率的であるとはいえない。

また、あえて制限本数を超えて同一板幅鋼板を連続して圧延すると、板クラウンプロフィルが乱れ、品質の低下や歩留の悪化を招くことになる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、熱延鋼板の圧延において、同一ロールチャンスで、同一板幅の鋼板を、適切な板クラウンプロフィルを確保しながら多本数圧延することができる熱延鋼板の圧延方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、発明者らは、熱延鋼板の圧延において同一板幅鋼板を連続して多本数圧延した場合にエッジアップが発生するメカニズムについて検討を行った結果、エッジアップの発生メカニズムは以下の如くであるとの結論を得た。

通常、熱延鋼板の板クラウンプロフィルは、圧延ロ−ルの曲げ撓み変形、偏平変形、ロール表面プロフィル（ロール摩耗やサーマルクラウン等）の転写などの因子により形成される。その際に、圧延ロールの鋼板板幅より外側の領域（非接触部）は低温であることから、その影響により、鋼板の板幅端より僅かに内側の位置から板幅中央側にかけた領域にサーマルクラウンが形成される。その結果、同一板幅の鋼板を連続して多本数圧延した場合には、鋼板の板幅端より僅かに内側の位置から板幅中央側にかけた領域に大きなサーマルクラウンが形成され、図４に示すように、破線で表したような、圧延ロ−ルの曲げ撓み変形と偏平変形とロール摩耗を合わせたプロフィルに、矢印で示すように、上述のサーマルクラウンを追加すると、実線で表したようなロールプロフィルとなり、鋼板の板幅端より僅かに内側の位置に板厚極大値が生じてエッジアップとなる。

そこで、発明者らは、上記のようなメカニズムによって発生するエッジアップを抑止するためには、同一板幅の鋼板を多本数圧延する際に、サーマルクラウンが鋼板の板幅端より外側の位置から板幅中央側にかけて形成された状態で圧延するようにすれば、鋼板の板幅端近傍に板厚極大値が生じることが抑えられ、エッジアップの発生を低減できるとの考えに至った。

上記の考え方に基づいて、本発明は以下のような特徴を有している。

［１］一つの圧延サイクル内で同一の板幅Ｗの鋼板を連続して複数本圧延する熱延鋼板の圧延方法であって、前記圧延サイクル内で下記（ａ）と（ｂ）とを繰り返し行うことを特徴とする熱延鋼板の圧延方法。
（ａ）板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数を所定本数以内とし、該所定本数の範囲内で板幅Ｗの鋼板を複数本連続して圧延する。
（ｂ）板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板を複数本連続して圧延する。

［２］板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板は、板幅Ｗより３００ｍｍ以上広い板幅を有する鋼板であることを特徴とする前記［１］に記載の熱延鋼板の圧延方法。

［３］板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数制限を、１０本以内または合計圧延長が１００００ｍ以内となる本数以内とすることを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の熱延鋼板の圧延方法。

［４］板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板を連続して圧延する本数を、５本以上または合計圧延長が５０００ｍ以上となる本数以上とすることを特徴とする前記［１］乃至［３］のいずれかに記載の熱延鋼板の圧延方法。

本発明においては、所定の板幅Ｗを有する鋼板を圧延するに際して、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数に制限を設け、板幅Ｗの鋼板をその制限本数内で所定本数圧延するようにしているので、鋼板Ｗの板幅端より僅かに内側の位置から板幅中央側にかけた領域に大きなサーマルクラウンが形成することが回避される。そして、板幅Ｗの鋼板を所定本数圧延後、板幅Ｗの鋼板より広い板幅Ｗ＋ΔＷを有する鋼板を複数本圧延するようにし、それを繰り返し行うようにしているので、板幅Ｗの鋼板を圧延する際には、サーマルクラウンが板幅端より外側の位置から板幅中央側にかけて形成された状態で圧延することができ、エッジアップとなることが抑止される。したがって、板幅Ｗの鋼板を同一ロールチャンスで適切な板クラウンプロフィルを確保しながら多本数圧延することができる。その結果、良好な品質と歩留を維持しながら効率的な操業管理や納期管理を行うことが可能となる。

本発明においては、所定の板幅Ｗを有する鋼板を圧延するに際して、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数に制限を設け、板幅Ｗの鋼板をその制限本数内でＰ本圧延した後、板幅Ｗの鋼板より広い板幅Ｗ＋ΔＷを有する鋼板をＱ本圧延するようにし、そのような圧延をＮ回繰り返すようにしている。

前述したように、熱延鋼板の板クラウンプロフィルは、圧延ロ−ルの曲げ撓み変形、偏平変形、ロール表面プロフィル（ロール摩耗やサーマルクラウン等）の転写などの因子により形成される。その際に、板幅Ｗの鋼板をＰ本圧延した後に、板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板を複数本圧延することにより、サーマルクラウンが板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板の板幅端近傍から板幅中央側にかけて形成される。したがって、それに引き続いて再び板幅Ｗの鋼板を圧延する際には、サーマルクラウンが板幅Ｗの鋼板の板幅端より外側の位置から板幅中央側にかけて形成された状態で圧延することになる。その結果、図２に示すように、破線で表したような、圧延ロ−ルの曲げ撓み変形と偏平変形とロール摩耗を合わせたプロフィルに、矢印で示すように、板幅Ｗの鋼板の板幅端より外側の位置から板幅中央側にかけて形成されたサーマルクラウンを追加すると、実線で表したようなロールプロフィルとなる。これにより、図１に示すような、鋼板の板幅中央側から板幅端に向けて徐々に板厚が薄くなった適切な板クラウンプロフィルが得られることになる。

なお、上記において、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数Ｐは１０本以内とするのが好ましい。同一板幅の鋼板の圧延本数が１０本を超えると、図４に示したように、サーマルクラウンが成長して、板クラウンプロフィルが乱れてしまうからである。あるいは、通常、１本の鋼板の圧延長は約１０００ｍであるので、圧延本数Ｐは、その合計圧延長が１００００ｍ以下となる本数としてもよい。

一方、板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板の幅広量ΔＷは３００ｍｍ以上、好ましくは４００ｍｍ以上とするのが好適である。それにより、板幅Ｗの鋼板の板幅端より外側の位置から適切なサーマルクラウンが形成されるからである。

また、板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板を連続して圧延する本数Ｑは、５本以上あるいは合計圧延長が５０００ｍ以上となる本数とするのが好ましい。それにより、確実に所望のサーマルクラウンが形成されるからである。その際に、板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板が全て同一板幅である必要はないが、全て同一板幅の鋼板である場合には、圧延本数Ｑを１０本以下あるいは合計圧延長が１００００ｍ以下となる本数とするのが望ましい。同一板幅の鋼板の圧延本数が１０本を超えたり、あるいは合計圧延長が１００００ｍを超えると、図４に示したように、その鋼板の板クラウンプロフィルが乱れてしまうからである。

そして、板幅Ｗの鋼板の圧延と板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板の圧延を繰り返す回数Ｎについては、板幅Ｗの鋼板のロット本数等に基づいて適宜定めればよい。また、その際に、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数Ｐと、板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板を連続して圧延する本数Ｑは、その都度変更してもよい。

一例として、板幅１０５０ｍｍの鋼板を５本連続して圧延し、続いて板幅１０５０ｍｍ＋ΔＷの鋼板を連続して５本圧延した後、再び板幅１０５０ｍｍの鋼板をＰ本連続して圧延した際の、板幅１０５０ｍｍの鋼板の板クラウンプロフィルを測定した。図５は、その結果を板クラウンプロフィルに及ぼす幅広量ΔＷの影響として示したものであり、横軸に幅広量ΔＷ（ｍｍ）を、縦軸に板幅１０５０ｍｍの鋼板の連続圧延本数Ｐをとって、板クラウンプロフィルが良好である場合は○印で、板クラウンプロフィルがやや不良（ややエッジアップであるが問題なし）である場合は△印で、板クラウンプロフィルが不良（エッジアップ）である場合は×印でそれぞれ示している。

図５から、板幅Ｗ＋ΔＷの鋼板の幅広量ΔＷは３００ｍｍ以上、好ましくは４００ｍｍ以上とするのが好適であること、また、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数Ｐは１０本以内とするのが好ましいことが分かる。

上記のようにして、本発明においては、所定の板幅Ｗを有する鋼板を圧延する際に、板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数に制限を設け、板幅Ｗの鋼板をその制限本数内で複数本連続して圧延した後に、板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板を複数本連続して圧延するようにし、そのような圧延を繰り返し行うようにしているので、板幅Ｗの鋼板を圧延する際には、サーマルクラウンが板幅端より外側の位置から板幅中央側にかけて形成された状態で圧延することができ、鋼板の板幅端近傍に板厚極大値が生じてエッジアップとなることが抑止される。したがって、板幅Ｗの鋼板を同一ロールチャンスで適切な板クラウンプロフィルを確保しながら多本数圧延することができる。その結果、良好な品質と歩留を維持しながら効率的な操業管理や納期管理を行うことが可能となる。

板幅１０５０ｍｍの熱延鋼板を圧延するに際して、本発明例として、同一ロールチャンスにおいて、板幅１０５０ｍｍの鋼板を連続して１０本圧延した後に、板幅１５５０ｍｍの鋼板を５本圧延し、それを２回繰り返した。一方、比較例として、他のロールチャンスにおいて、板幅１０５０ｍｍの鋼板を連続して２０本圧延した。

そして、各２０本の板幅１０５０ｍｍの鋼板について、エッジアップの発生有無を調査した。なお、ここでは、板幅端から２５ｍｍの位置の板厚が板幅端から７５ｍｍの位置の板厚を比べて２μｍ以上厚い場合にはエッジアップが発生していると判定した。

その結果、比較例では、連続して圧延した１１本目以降でエッジアップが発生する場合があったのに対して、本発明例では、エッジアップの発生はなかった。

これによって、本発明の有効性を確認することができた。

適切な板クラウンプロフィルを示す図である。 本発明において得られる板クラウンプロフィルの説明図である。 エッジアップを示す図である。 エッジアップの発生メカニズムの説明図である。 板クラウンプロフィルに及ぼす幅広量ΔＷの影響を示した図である。

Claims (4)

1. 一つの圧延サイクル内で同一の板幅Ｗの鋼板を連続して複数本圧延する熱延鋼板の圧延方法であって、前記圧延サイクル内で下記（ａ）と（ｂ）とを繰り返し行うことを特徴とする熱延鋼板の圧延方法。
   （ａ）板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数を所定本数以内とし、該所定本数の範囲内で板幅Ｗの鋼板を複数本連続して圧延する。
   （ｂ）板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板を複数本連続して圧延する。
2. 板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板は、板幅Ｗより３００ｍｍ以上広い板幅を有する鋼板であることを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板の圧延方法。
3. 板幅Ｗの鋼板を連続して圧延する本数制限を、１０本以内または合計圧延長が１００００ｍ以内となる本数以内とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱延鋼板の圧延方法。
4. 板幅Ｗより広い板幅を有する鋼板を連続して圧延する本数を、５本以上または合計圧延長が５０００ｍ以上となる本数以上とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱延鋼板の圧延方法。

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