JP2007144453A - 熱間圧延設備およびそれを用いた鋼材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却待ちを要する制御圧延材が含まれている場合でも、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができる熱間圧延設備とそれを用いた鋼材の製造方法を提供する。
【解決手段】熱間圧延機４の上流側に、圧延材を搬送テーブル上から後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置３を備え、かつ待機装置３は待機中の圧延材を冷却する水冷装置４１を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱間圧延設備およびそれを用いた鋼材の製造方法に関するものである。

例えば、厚板圧延においては、圧延途中で制御圧延（Controlled Rolling；ＣＲ）を施すことにより、優れた材質の鋼材を造り込んでいる。

その際に、制御圧延を行う時の温度（制御圧延開始温度）が低くかつ制御圧延を行う時の板厚（制御圧延開始板厚）が厚い場合には、圧延材が制御圧延開始温度になるまでにかなりの時間を要するため、熱間圧延機（可逆式熱間圧延機）近傍の搬送テーブル上で制御圧延開始温度になるまで圧延材を待機させていた。その結果、その冷却待ちによって熱間圧延機に空き時間が発生し、圧延能率が阻害されるという問題が生じていた。

このような冷却待ちによって熱間圧延機に空き時間が発生し圧延能率が阻害されるのを回避するために、例えば、特許文献１には、熱間圧延ラインの仕上圧延機入側において、搬送テーブル上の高温の圧延材を後続の圧延材が通過できる高さに持ち上げて待機状態に保持する片持ちフォーク状のアームを有する昇降装置を備えた圧延材の待機装置が開示されている。
特開平４−２７４８１４号公報

しかし、前記特許文献１には、待機装置を用いて追い越し圧延を行うことができることが示唆されているが、冷却待ちを要する制御圧延材が含まれている場合に、どのように圧延を行えば、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができるかについては示されていない。

例えば、特許文献１に記載の待機装置を用いる場合、そのままでは、後続の圧延材を通過させた後、待機させていた制御圧延材をタイミング良く引き続いて圧延することが難しい。すなわち、待機装置にて制御圧延材を所定の温度になるまで空冷状態で待機させている間、追い越す圧延材を常に準備しておくことは難しく、熱間圧延機が空の状態になる状況が頻発する。そのため、時間当たりの生産量の減少を余儀なくされる。

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、冷却待ちを要する制御圧延材が含まれている場合でも、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができる熱間圧延設備とそれを用いた鋼材の製造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、本発明は以下の特徴を有する。

［１］熱間圧延機の上流側に、圧延材を搬送テーブル上から後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置を備え、かつ該待機装置は待機中の圧延材を冷却する水冷装置を有することを特徴とする熱間圧延設備。

［２］前記待機装置は圧延材を搬送テーブル上から上方に持ち上げて待機させる装置であることを特徴とする前記［１］に記載の熱間圧延設備。

［３］前記［１］または［２］に記載の熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法であって、
鋼材を前記熱間圧延機で所定の板厚に圧延した後、該鋼材を前記待機装置で後続の鋼材が通過できる場所に待機させ、後続の鋼材を前記熱間圧延機で圧延する一方で、待機中の鋼材を所定温度になるように水冷した後、搬送テーブル上に戻し、前記後続の鋼材に引き続いて前記熱間圧延機で仕上圧延することを特徴とする鋼材の製造方法。

本発明においては、後続の圧延材の圧延終了時刻に合わせて、待機中の圧延材（制御圧延材）を水冷装置によって所定時刻に所定温度になるように冷却することが可能であるので、熱間圧延機が空になることなく圧延材を圧延することができ、圧延能率を向上させることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、圧延材が鋼材である場合を例にして述べる。

図１は、本発明の一実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法の手順を示す図である。図１において、１は加熱炉、３は待機装置としての保持装置、４は可逆式熱間圧延機である。

ここで、保持装置３は、可逆式熱間圧延機４の上流側に設けられ、高温の鋼材を搬送テーブル上から後続の鋼材が通過できる高さに持ち上げて保持し、待機させるためのものである。そして、保持装置３は、保持している高温の鋼材を冷却するための水冷装置４１を有している。また、保持装置３には、鋼材の温度を測定するために、温度計５が取り付けられている。

図２は、上記の保持装置３の一例を示す図である。この保持装置３は、搬送テーブル（ローラテーブル）１１の両側に対向して設けられた支柱２１と、対向する２本の支柱２１に支持されながら支柱２１に沿って昇降する横フレーム３１と、横フレーム３１に取り付けられ、搬送方向に延びる縦フレーム３２と、縦フレーム３２に２個１組で搬送方向に対して互いに対向するように取り付けられた複数組（例えば、１０組）の支持アーム３３と、それぞれの対向する支持アーム３３に支持され、鋼材１０を上面に載せて保持する複数本（例えば、１０本）の保持ローラ３４とを備えている。そして、横フレーム３１を支柱２１に沿って昇降させるために、各支柱２１にそれぞれ近接して電動シリンダ２２と作動用モータ２３が設けられている。なお、保持ローラ３４はテーブルローラ１２とテーブルローラ１２の間に位置するようになっており、待機させる鋼材１０が保持ローラ３４上に停止したら、そのまま保持ローラ３４上に鋼材１０を載せて所定の高さまで持ち上げるようになっている。

さらに、この保持装置３には、保持ローラ３４上の鋼材１０を冷却するための水冷装置４１が設けられている。水冷装置４１は、搬送方向に延びる所定本数（ここでは３本）の上ヘッダ４２とそれに取り付けられた上ノズル４３、および、搬送方向に延びる所定本数（ここでは２本）の下ヘッダ４４とそれに取り付けられた下ノズル４５を備えている。なお、水冷装置４１による冷却によって鋼材１０に冷却ムラが生じることを防止するために、モータ３５によってベルト３６を介して保持ローラ３４を駆動することにより、鋼材１０をオッシレーションできるようになっている。

そして、このような熱間圧延設備を用いて、制御圧延材（第１のスラブＡ）と通常圧延材（第２のスラブＢ）を組み合わせて圧延する場合には、以下のような（１）〜（６）の手順により圧延を行う。ここで、制御圧延材は冷却待ちを要する鋼材の例として上げたものであり、通常圧延材は冷却待ちを要しない鋼材の例として上げたものである。

なお、可逆式熱間圧延機４において制御圧延材を圧延する際に、スラブ厚（例えば、２１５ｍｍ）から制御圧延開始板厚（例えば、８０ｍｍ）までの圧延を粗圧延と呼び、制御圧延開始板厚から仕上板厚（仕上圧延後の板厚）までの圧延を仕上圧延と呼ぶことにする。

（１）加熱炉１で所定温度（例えば、１１５０℃）に加熱された第１のスラブＡは、搬送テーブル上を搬送され、保持装置３をそのまま通過して可逆式熱間圧延機４へ送られる。そして、可逆式熱間圧延機４で粗圧延を行う。

（２）粗圧延が終了した第１のスラブＡは、保持装置３に搬送され、保持装置３によって搬送テーブル上から上方に持ち上げられて保持される。

（３）続いて、可逆式熱間圧延機４での第１のスラブＡの粗圧延の進行に合わせて、第２のスラブＢが加熱炉１から抽出され、保持装置３に保持された直後の第１のスラブＡを追い越して、可逆式熱間圧延機４に到着する。

（４）可逆式熱間圧延機４に到着した第２のスラブＢは、所定の仕上板厚まで圧延された後、精整工程に送られる。

（５）一方、保持装置３に保持されている第１のスラブＡは、第２のスラブＢの圧延中に、水冷装置２によって所定の温度に冷却される。その際、第２のスラブＢの圧延が終了したら、直ちに第１のスラブＡの仕上圧延が開始できるように、保持装置３および搬送テーブル上での空冷時間と水冷装置４１での水冷時間を調整する。
すなわち、保持装置３で第１のスラブＡを保持中に、第１のスラブＡの温度を温度計５によって測定し、その測温結果に基づいて、第２のスラブＢの圧延終了予測時刻に、第１のスラブＡの温度が制御圧延可能な温度（例えば、８５０℃）となるように、水冷装置４１での水冷開始時刻と水冷終了時刻を設定する。そして、その設定に基づいて、第１のスラブＡを水冷装置４１によって水冷を行う。

（６）そして、水冷装置４１での水冷が終了した第１のスラブＡは、搬送テーブル上に戻されて、可逆式熱間圧延機４に搬送され、第２のスラブＢの圧延終了に引き続いて、仕上圧延された後、精整工程に送られる。

このように、この実施形態においては、後続の鋼材の圧延終了時刻に合わせて、保持装置３で待機している制御圧延材を水冷装置４１によって所定時刻に所定温度になるように冷却できるので、熱間圧延機４が空になることなく鋼材を圧延することができ、例えば、従来の１．７倍の圧延能率を得ることができる。

なお、この実施形態においては、鋼材の待機装置として、鋼材を搬送テーブル上から後続の鋼材が通過できる高さに持ち上げて保持する保持装置を用いているが、本発明は、それに限定されることはなく、例えば、鋼材を搬送テーブル上から横方向に移動させて、後続の鋼材が通過できるようにする横移動式の待機装置を用いてもよい。本発明の待機装置として例に上げた、鋼材を搬送テーブル上から後続の鋼材が通過できる高さに持ち上げて保持する保持装置であれば、鋼材を搬送テーブル上から移動したり、鋼材を搬送テーブル上に戻したりするのが容易であり、応答性に富むので好ましい。

また、この実施形態においては、圧延材が鋼材の場合を例にして説明したが、本発明は、それに限定されることはなく、圧延材がアルミニウム等の非鉄金属材料の場合にも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法の手順を示す図である。 本発明の一実施形態における保持装置の一例を示す図である。

符号の説明

１ 加熱炉
３ 保持装置
４ 可逆式熱間圧延機
５ 温度計
１０ 鋼材
１１ 搬送テーブル
１２ テーブルローラ
２１ 支柱
２２ 電動シリンダ
２３ 作動用モータ
３１ 横フレーム
３２ 縦フレーム
３３ 支持アーム
３４ 保持ローラ
３５ モータ
３６ ベルト
４１ 水冷装置
４２ 上ヘッダ
４３ 上ノズル
４４ 下ヘッダ
４５ 下ノズル

Claims (3)

1. 熱間圧延機の上流側に、圧延材を搬送テーブル上から後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置を備え、かつ該待機装置は待機中の圧延材を冷却する水冷装置を有することを特徴とする熱間圧延設備。
2. 前記待機装置は圧延材を搬送テーブル上から上方に持ち上げて待機させる装置であることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延設備。
3. 請求項１または２に記載の熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法であって、
   鋼材を前記熱間圧延機で所定の板厚に圧延した後、該鋼材を前記待機装置で後続の鋼材が通過できる場所に待機させ、後続の鋼材を前記熱間圧延機で圧延する一方で、待機中の鋼材を所定温度になるように水冷した後、搬送テーブル上に戻し、前記後続の鋼材に引き続いて前記熱間圧延機で仕上圧延することを特徴とする鋼材の製造方法。

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