JP2007002313A - Method for charging metal pieces into heating furnace for hot-rolling - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延における金属片の加熱炉への装入方法に関する。 The present invention relates to a method for charging metal pieces into a heating furnace in hot rolling.
金属板(金属帯を含む意味とする)、中でも、帯鋼に代表される薄鋼板は、溶製後、鋳造されてスラブ状の金属片にされ、しかる後、熱間圧延、冷間圧延を経て製造され、あるいは更に鍍金処理等を施される場合もある。
ちなみに帯鋼とは、JIS G 3193などに規定される通り、厚み1.2mm以上で幅が600mm以上の帯状に長い薄板状の鋼材のことを指し、平鋼よりも幅広(具体的には幅500mm超)の鋼材を意味する。また、帯鋼は厚鋼板と一部製品厚、製品幅ともラップする領域があるが、帯鋼と厚鋼板とは、前者が圧延後に巻き取られるのに対し、後者は巻き取られないという違いがある。
Metal plates (meaning including metal strips), especially thin steel plates typified by steel strips, are cast and cast into slab-like metal pieces, and then hot rolled and cold rolled. In some cases, it may be manufactured or further plated.
By the way, the strip steel is a thin steel plate with a thickness of 1.2 mm or more and a width of 600 mm or more, as specified in JIS G 3193, etc., which is wider than a flat steel (specifically, a width of 500 mm). Super) steel material. In addition, there are areas where the steel strip wraps with the steel plate and part of the product thickness and product width, but the difference between the steel strip and the steel plate is that the former is wound after rolling, while the latter is not wound. There is.
熱間圧延とは、金属片を数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばすことをいう。図4は、従来から多くある熱間圧延ライン100の一例を示す。加熱炉10により数百〜千数百℃に加熱された厚み150〜300mmの金属片8は、粗圧延機12により厚み20〜60mmまで延ばされ、仕上圧延機18によりさらに薄く延ばされ、0.9〜25mmの厚みに圧延される。
Hot rolling refers to extending a thin piece by heating a metal piece to several hundred to several hundreds of degrees Celsius, extracting it on a hot rolling line, and rotating the roll while pinching with a pair of rolls. . FIG. 4 shows an example of a hot rolling line 100 that has been conventionally used. The metal piece 8 having a thickness of 150 to 300 mm heated to several hundred to several hundreds of degrees Celsius by the heating furnace 10 is extended to a thickness of 20 to 60 mm by the rough rolling
粗圧延機12は、図4に示す熱間圧延ライン100の場合、R1、R2、R3の3基であるが、必ずしも基数はこれに限らない。1基だけのものや2基のもののほか、最も一般的なものは4基のものであり、基数の多いものだと6基のものまである。最も一般的な4基のものの場合、4基のうち一部(多くの場合1基)を往復圧延するものとし、残る圧延機が一方向圧延を行う3/4連続(スリークォータ)と呼ばれるタイプが多い。しかし、4基中3基が一方向のタイプに限らず、例えば図4のように3基中1基が一方向のタイプも含め、3/4連続という。粗圧延機12のすぐ上流に幅プレス9を設置したものもある。
In the case of the hot rolling line 100 shown in FIG. 4, the
仕上圧延機18は、図4に示す場合、F1〜F7の7基であるが、必ずしも基数はこれに限らない。一般的には、6〜7基である。
これら各種基数の違いはあるが、粗圧延機12は、往復圧延あるいは一方向圧延あるいは両者により、一般的に合計で6回あるいは7回の粗圧延を行なって、粗圧延後の金属片8を、それにつづく仕上圧延機18に向け供給する。6回あるいは7回というように複数回圧延することを、6パスで圧延するとか7パスで圧延するともいう。
In the case of the
Although there are differences in these various radixes, the roughing
仕上圧延機18は、数百〜千数百℃の高温の金属片8を複数の圧延機で同時に圧延する熱間タンデム仕上圧延機の形式をとるが、略して単に「仕上圧延機」と称されることが多い。19はワークロールである。
ところで、熱間圧延ライン100には、仕上圧延機18の各スタンド間を除いて、その他の圧延機(スタンド)間には図示しない多数(百以上)のテーブルローラが設置されており、金属片8を搬送する。
The finishing
By the way, in the hot rolling line 100, except for between the stands of the
ところで、先述のように数百〜千数百℃に加熱された高温の金属片8には、加熱炉10から抽出されたとき、その表裏面に酸化物の層(以下、スケール)が生成している。この他、圧延され薄く延ばされるとともに放熱により降温していく過程でも、金属片8は高温の状態で大気に曝されるため、新たなスケールが金属片8の表裏面に生成する。このため、粗圧延機12の中の各圧延機の入側には、ポンプからの供給圧にして10〜30MPa内外の高圧水を金属片8の表裏面に吹き付けてスケールを除去するデスケーリング装置16が設置され、スケールを除去している。
By the way, when extracted from the heating furnace 10, an oxide layer (hereinafter referred to as scale) is formed on the front and back surfaces of the high-temperature metal piece 8 heated to several hundred to several hundreds of degrees Celsius as described above. ing. In addition, since the metal piece 8 is exposed to the atmosphere at a high temperature even in the process of being rolled and thinned and being cooled by heat radiation, new scales are generated on the front and back surfaces of the metal piece 8. For this reason, a descaling device that removes scale by spraying high and low pressure water inside and outside 10 to 30 MPa on the front and back surfaces of the metal piece 8 at the inlet side of each rolling mill in the rough rolling
図4において、14はクロップシャーであり、仕上圧延前に金属片8の先後端のクロップ(金属片8の先後端の、いびつな平面形状の部分)を切断除去し、仕上圧延機18にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に整形する。
50は制御装置、70はプロセスコンピュータ、90はビジネスコンピュータである。
粗圧延機12、仕上圧延機18のうちの各圧延機の上下ロール間隙は、プロセスコンピュータ70内でデータとして持っている、各圧延機出側での金属片8の予定(所望)厚に対し、圧延反力(圧延荷重)により圧延機ハウジングが伸びる分を計算した結果を、加算するように同プロセスコンピュータ70内で計算し、各金属片8の先端が噛み込む前に設定、調整される。各ロールの回転速度もプロセスコンピュータ70内で計算され、各金属片8の先端が噛み込む前に設定、調整される。
In FIG. 4,
50 is a control device, 70 is a process computer, and 90 is a business computer.
The upper and lower roll gaps of each of the roughing
また、多くの場合、仕上圧延機18のうちの第1圧延機F1において、先行する金属片8の尾端が抜けてから後行する金属片8の先端が噛み込むまでの、F1における圧延インターバルを所望の値に調整することを目標に、加熱炉10から各金属片8を抽出すべき時刻を、予めプロセスコンピュータ70内で計算しておき、その抽出すべき時刻がきたら、実際に加熱炉10から各金属片8を抽出する、ミルペーシングコントロールが行われている。
Further, in many cases, in the first rolling mill F1 of the
15は仕上入側温度計であり、仕上圧延前の金属片8の温度を測定し、仕上圧延機18に各1本毎の金属片8が噛み込む際の、各1本毎の金属片8を圧延するためのロール間隙その他の各種の設定(セットアップ)を、プロセスコンピュータ70内での計算により設定値の決定を行なった結果に基づいて行なうための、その計算の起動の役割と、温度データの制御装置50とプロセスコンピュータ70への提供の役割と、を兼ねて果たす。
15 is a finish entry side thermometer, which measures the temperature of the metal piece 8 before finish rolling, and each piece of metal piece 8 when each piece of metal piece 8 bites into the
21は仕上出側温度計を示し、温度データを制御装置50とプロセスコンピュータ70に提供する役割を果たす。22は仕上出側板厚計であり、板厚データを制御装置50とプロセスコンピュータ70に提供する役割を果たす。23はランナウトテーブルと呼ばれる、仕上圧延後の金属片8を水冷する冷却ゾーンのテーブルローラ群である。24はコイラーであり、冷却後の金属片8を巻き取る。25はコイラー入側温度計を示し、温度データを制御装置50とプロセスコンピュータ70に提供する役割を果たす。なお、特に図示してはいないが、加熱炉10の入側には、スラブヤードと呼ばれるスラブ状の金属片の貯留場がある。
Reference numeral 21 denotes a finisher-side thermometer, which serves to provide temperature data to the
このような熱間圧延ライン100では、金属片8が一本圧延されてはまた次の金属片8が圧延され、という具合に仕上圧延機18での圧延が行われるが、このように一本一本断続的に仕上圧延することを、特に、バッチ圧延と呼ぶこともある。仕上圧延機18において金属片8をバッチ圧延する場合、その先端は、F1からF2、F3、・・・最終圧延機(F6またはF7)と、順次噛み込んでいく。最終圧延機に噛み込んだ後は、全ての圧延機が同時に金属片8を圧延している状態になる(タンデム圧延)。その後、圧延が進行した後、尾端が、F1からF2、F3、・・・最終圧延機(F6またはF7)と、順次抜けていく。
In such a hot rolling line 100, one piece of metal 8 is rolled and then the next piece of metal 8 is rolled, and the rolling in the
ところで、熱間圧延においては、加熱炉10に装入した際の金属片8の温度が低いほど加熱炉10の負荷は大きくなるため、今日では殆ど全ての金属片8の製造に用いられている、図5に示す、連続鋳造ライン28によるスラブ状の金属片8を鋳造後、まだ500〜1200℃内外の、いまだ高温の状態にある金属片8を、鋳造後、可及的に短時間で加熱炉10に装入し、加熱炉10で消費する燃料を節約しようとする、DHCR(Direct Hot Charge Rolling)が広く行われるようになってきた。DHCR対象の金属片8は、実質的にスラブヤードに貯留されず、鋳造後、可及的すみやかに加熱炉10に装入される。実質的に、とは、スラブヤードに一時仮置きした時間が、例えば4hr以内であるとか、あるいは一時仮置きした時間によらず、加熱炉10に装入する際の金属片の温度が、例えば700℃以上であるとか、会社によって定義は様々なものの、少しの間だけスラブヤードに貯留した場合も、DHCRであるとしている例もある、ということである。このほか、加熱炉10すらも経由せずに鋳造後の金属片8を直接熱間圧延ライン100で圧延してしまう、DR(Direct Rolling)が行われる場合もあるが、本発明では、DHCRの方を対象としている。 By the way, in hot rolling, since the load of the heating furnace 10 increases as the temperature of the metal piece 8 at the time of charging into the heating furnace 10 increases, it is used for the manufacture of almost all the metal pieces 8 today. 5, after casting the slab-like metal piece 8 by the continuous casting line 28, the metal piece 8 that is still at a high temperature inside and outside 500 to 1200 ° C. is cast in as short a time as possible after casting. DHCR (Direct Hot Charge Rolling), which attempts to save the fuel consumed in the heating furnace 10 by being charged in the heating furnace 10, has been widely performed. The metal piece 8 to be subjected to DHCR is not substantially stored in the slab yard, and is charged into the heating furnace 10 as soon as possible after casting. Substantially, the time temporarily placed in the slab yard is, for example, within 4 hours, or the temperature of the metal piece at the time of charging into the heating furnace 10 regardless of the time temporarily placed, for example, There are various definitions depending on the company, such as 700 ° C or higher, but there are also cases where it is DHCR even if it is stored in the slab yard for a short time. In addition, DR (Direct Rolling) in which the cast metal piece 8 is directly rolled in the hot rolling line 100 without passing through the heating furnace 10 may be performed. For those who are.
特許文献1には、連続鋳造ライン28にて鋳造後、熱間圧延ライン100の加熱炉10に装入すべく、高温の状態で搬送しつつある金属片8を、一時仮置きする保温ピットを、搬送ルート途中に設け、熱間圧延ライン100の加熱炉10も、複数あるうちの1基を、DHCR専用加熱炉として使用することが記載されている。高温の金属片8が、加熱炉が一杯で入らない場合に、金属片8を、加熱炉10に隣接する高温の専用の保温ピットに装入し、金属片8が温度低下するのを極力抑制しつつ、加熱炉10内に空きができるまで一時待機させるのである。 Patent Document 1 discloses a heat insulation pit for temporarily placing a metal piece 8 being transported at a high temperature after being cast in a continuous casting line 28 to be inserted into a heating furnace 10 of a hot rolling line 100. In addition, it is described that one of a plurality of heating furnaces 10 of the hot rolling line 100 provided as a transfer route is used as a dedicated heating furnace for DHCR. When the high-temperature metal piece 8 does not enter the heating furnace, the metal piece 8 is inserted into a high-temperature dedicated heat insulation pit adjacent to the heating furnace 10 to suppress the temperature reduction of the metal piece 8 as much as possible. On the other hand, it is made to wait for a while until the heating furnace 10 has a space.
一方、金属片8の長さには、4〜13m内外と、会社にもよるが、長短さまざまなものがあり、加熱炉10は、その会社のその工場で扱う最大長の金属片8でも装入できるように設計されているため、短い金属片8がくると、加熱炉10内の空きスペースが大きくなり、加熱炉10のカバーレシオ(加熱炉床面積に占める、その加熱炉内の金属片8全ての表面積(表裏片側)の合計の割合)が低下して、無駄に燃料を消費する結果、原単位の悪化による製造コストの増大につながる場合がある。 On the other hand, the length of the metal piece 8 varies from 4 to 13 m depending on the company, depending on the company, and there are various lengths. The heating furnace 10 can be installed even with the longest metal piece 8 handled at the factory of the company. When the short metal piece 8 comes in, the empty space in the heating furnace 10 becomes large, and the cover ratio of the heating furnace 10 (the piece of metal in the heating furnace that occupies the heating floor area) 8) The total surface area (the total ratio of the front and back sides)) is reduced, and as a result of wasteful consumption of fuel, the production cost may increase due to the deterioration of the basic unit.
これを防止するため、特許文献2には、合計長が、熱間圧延ライン100の加熱炉10に入る最長の金属片8の長さ以下である限度において、2枚の金属片8を、長さ方向に2枚並べて、熱間圧延ライン100の加熱炉10に装入することが記載されている。
しかしながら、短い金属片8は、2枚続けて、とか、タイミング的に近接して熱間圧延ライン100(多くの場合、図示しないスラブヤード)に向けて送給されてくるとは限らないため、短い金属片8が、例えば、24時間の時間間隔を隔てて熱間圧延ライン100に送給されてきたとしても、先に到着した方の金属片8の温度は、もはや常温に近い温度まで低下していて、DHCRではなくなるから、その目的である、加熱炉10で消費する燃料の節約ができなくなる。 However, two short metal pieces 8 are not always sent to the hot rolling line 100 (in many cases, a slab yard not shown) close to each other in timing, For example, even if the short metal piece 8 is fed to the hot rolling line 100 at a time interval of 24 hours, for example, the temperature of the metal piece 8 that has arrived first decreases to a temperature close to room temperature. In addition, since it is no longer a DHCR, it is impossible to save the fuel consumed in the heating furnace 10, which is the purpose.
先に到着した方の金属片8の温度と後で到着した方の金属片8の温度とが500℃とかそれ以上も異なる場合に、2枚の金属片8を、無理に長さ方向に2枚並べて加熱炉に装入すると、50〜100℃内外もの焼き上がり温度の違いとなって現れ、その後の熱間圧延によって、低温の方の金属片8を、低温で圧延しすぎることにより、品質不良が発生したり、あるいは、低温の方の金属片8が正規の加熱目標温度に達するまで熱間圧延ライン100の操業を一時停止せざるを得なくなり、生産能率が低下したりする事態を招く問題が生じる。 When the temperature of the metal piece 8 arriving first and the temperature of the metal piece 8 arriving later are different from each other by 500 ° C. or more, the two metal pieces 8 are When the sheets are placed side by side and placed in a heating furnace, it appears as a difference in the baking temperature between 50 and 100 ° C., and the subsequent hot rolling causes the low-temperature metal piece 8 to be rolled too much at a low temperature. Failure occurs, or operation of the hot rolling line 100 must be temporarily stopped until the lower temperature metal piece 8 reaches the normal heating target temperature, leading to a situation in which the production efficiency is lowered. Problems arise.
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、熱間圧延ラインに送給されてくるタイミングの異なる2枚の金属片であって、その合計長が、熱間圧延ラインの加熱炉に入る最長の金属片の長さ以下である2枚の金属片のうち、先に供給されてくる1枚を、保温しつつ一時待機させ、後に供給されてくる1枚が供給されてきた時点で、2枚の金属片を、長さ方向に2枚並べて、熱間圧延ラインの加熱炉に装入することを特徴とする熱間圧延における金属片の加熱炉への装入方法である。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above. That is, the present invention is two pieces of metal having different timings sent to the hot rolling line, and the total length is equal to or less than the length of the longest piece of metal entering the heating furnace of the hot rolling line. Of the two metal pieces, the first piece supplied first is kept warm while being kept warm. When one piece supplied later is supplied, the two pieces of metal are A method of charging metal pieces into a heating furnace in hot rolling, wherein two sheets are arranged in the vertical direction and charged into a heating furnace of a hot rolling line.
本発明によれば、短い金属片8が、例えば、24時間という長い時間間隔を隔てて熱間圧延ライン100に送給されてきたとしても、先に到着した方の金属片8の温度と、後で到着した方の金属片8の温度とを、相当程度接近させることができるため、DHCRの目的である、加熱炉10で消費する燃料の節約を果たせるようになるとともに、品質不良の発生、生産能率の低下という事態の発生を回避することができる。 According to the present invention, even if the short metal piece 8 is fed to the hot rolling line 100 with a long time interval of 24 hours, for example, the temperature of the metal piece 8 that has arrived first, Since the temperature of the metal piece 8 arriving later can be brought close to a considerable degree, the fuel consumed in the heating furnace 10 can be saved, which is the purpose of DHCR, and the occurrence of poor quality. It is possible to avoid the occurrence of a situation where the production efficiency is lowered.
本発明では、熱間圧延ライン100に送給されてくるタイミングの異なる2枚の金属片8であって、その合計長が、熱間圧延ライン100の加熱炉10に入る最長の金属片8の長さ以下である2枚の金属片8のうち、先に供給されてくる1枚を、保温しつつ一時待機させ、後に供給されてくる1枚が供給されてきた時点で、2枚の金属片8を、長さ方向に2枚並べて、熱間圧延ライン100の加熱炉10に装入する。 In the present invention, two metal pieces 8 having different timings fed to the hot rolling line 100, the total length of which is the longest metal piece 8 entering the heating furnace 10 of the hot rolling line 100. Of the two metal pieces 8 that are less than or equal to the length, one piece of metal supplied earlier is temporarily kept warm while one piece of metal supplied later is supplied. Two pieces 8 are arranged in the length direction and charged into the heating furnace 10 of the hot rolling line 100.
ここで、2枚の金属片の幅の差は、200mm以内とするのが好ましい。幅の差が200mmを超える金属片8だと、長さ方向に2枚並べて、加熱炉10に装入したとしても、加熱炉10内で、隣り合うさらに別の金属片8との間にできる隙間が大きくなり過ぎ、燃料節約の効果が薄れる場合があるからである。が、もちろん、本発明は、これに限るものではない。 Here, the difference in width between the two metal pieces is preferably within 200 mm. If the metal piece 8 has a width difference of more than 200 mm, even if two pieces are arranged side by side in the length direction and inserted into the heating furnace 10, it can be formed between the adjacent metal pieces 8 in the heating furnace 10. This is because the gap becomes too large and the fuel saving effect may be diminished. Of course, the present invention is not limited to this.
図1は、図4に示す熱間圧延ライン100にて、高温の金属片8を、専用の保温ピット103にて一時待機させ、幅の差が200mm以内と近い金属片8を2枚並べて加熱炉10に装入する様子の模式図である。
2枚の金属片8のうち、先に送給されてきた方の1枚は、長さ、幅などの属性データが、命令値としてビジネスコンピュータ90から送られるか、実績値として図示しないセンサーから制御装置50を経て送られるか、いずれかの方法により、プロセスコンピュータ70内に、情報として一時記憶された上、トラバース台車101およびローダー102を使用して保温ピット103に装入することで、一時待機させる。後から供給されてくる方の1枚が来るまでの間、先に送給されてきた方の1枚は、保温ピット103内で別の金属片8を積み重ねた山の最上部や同保温ピット103内の空きスペースなど、いよいよ加熱炉10に装入するタイミングがきたときに保温ピット103から取り出しやすい位置に仮置きすることが望ましいが、それに限るものではない。
FIG. 1 shows a hot rolling line 100 shown in FIG. 4 in which a high-temperature metal piece 8 is temporarily held in a dedicated heat insulation pit 103 and two metal pieces 8 whose width difference is close to within 200 mm are arranged and heated. 3 is a schematic view of how the furnace 10 is charged.
Of the two metal pieces 8, one of the metal pieces 8 that has been sent first receives attribute data such as length and width from the
後から供給されてくる方の1枚が、加熱炉10の入口、または熱間圧延ライン100のスラブヤードに到着するのに合わせて、先に供給されてきた方の1枚と同様な属性データを得、先に供給されてきた方の1枚の属性データと同プロセスコンピュータ70内で照合し、幅の差、長さの合計が条件に合致すると、制御装置50からの指令により、一時待機していた金属片8を、保温ピット103より抽出し、長さ方向に2枚並べて加熱炉10に装入する。
Attribute data similar to the one supplied earlier as one of the later supplied arrives at the entrance of the heating furnace 10 or the slab yard of the hot rolling line 100. Is checked in the
図2は、金属片8を専用の保温ピット103内に置いた場合の、保温効果の実例である。屋外の金属片置き場に仮置きした場合に対し、保温ピット103に仮置きした場合の方が、金属片8を加熱炉10に装入する際の温度が高いことがわかる。
図3は、2枚の金属片8を加熱炉10から抽出した後、熱間圧延ライン100の粗圧延機12に向けて搬送開始するときのようすを示した図であるが、2枚の金属片8が一旦逆方向に搬送され、搬送方向Aとは逆の方向に搬送された方の金属片は3〜15m内外逆の方向に搬送された後、搬送方向Aに搬送されるようにし、2枚の金属片が互いに接近したまま搬送されてしまって、粗圧延機12につづけて噛み込んでしまうトラブルを防止するようにしている。
FIG. 2 is an example of the heat retaining effect when the metal piece 8 is placed in the dedicated heat retaining pit 103. It can be seen that the temperature when the metal piece 8 is charged into the heating furnace 10 is higher when the metal piece 8 is temporarily placed in the heat retaining pit 103 than when the metal piece 8 is temporarily placed in the outdoor metal piece place.
FIG. 3 is a diagram showing how the two pieces of metal 8 are extracted from the heating furnace 10 and then conveyed toward the
8 金属片
9 幅プレス
10 加熱炉
12、R1、R2、R3 粗圧延機
14 クロップシャー
15 仕上入側温度計
16 デスケーリング装置
18、F1、F2・・・F7 仕上圧延機
19 ワークロール
21 仕上出側温度計
22 仕上出側板厚計
23 ランナウトテーブル
24 コイラー
25 コイラー入側温度計
28 連続鋳造ライン
50 制御装置
70 プロセスコンピュータ
90 ビジネスコンピュータ
100 熱間圧延ライン
101 トラバース台車
102 ローダー
103 保温ピット
104 装入テーブル
A 搬送方向
8 Metal piece 9 Width press
10 Heating furnace
12, R1, R2, R3 Rough rolling mill
14 Cropshire
15 Finishing-side thermometer
16 Descaling device
18, F1, F2 ... F7 Finishing mill
19 Work roll
21 Finishing side thermometer
22 Finishing side thickness gauge
23 Runout Table
24 coiler
25 Coiler inlet side thermometer
28 Continuous casting line
50 Control unit
70 process computer
90 Business computer
100 hot rolling line
101 traverse cart
102 loader
103 Thermal insulation pit
104 Loading table A Transport direction
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