JP2007237205A - 差厚鋼板の平面形状制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
厚板圧延の差厚鋼板の製造に際し、厚みの異なる先尾端のクロツプ形状制御を実現する差厚鋼板の平面形状制御方法の提供を目的とする。
【解決手段】
長手方向の先尾端で板厚が異なる差厚鋼板の圧延において、幅出し圧延最終1パス前に異厚圧延を行い、幅出し圧延最終パスにおいて圧延方向に、厚さ変化を与えて、被圧延材のサイドクロツプを制御し、その後差厚仕上げ圧延を行うことを特徴とする差厚鋼板の平面形状制御方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、長手方向に板厚が変化する差厚鋼板において、厚肉部と薄肉部のクロツプ形状をそれぞれ制御することを可能にする、差厚鋼板の平面形状制御方法に関する。

厚板圧延において、厚鋼板の平面形状制御を行い、大きく歩留りを向上させる技術として、厚鋼板を圧延時に矩形に制御するMAS圧延法がある。
一般に平板の圧延においては、断面積が減少し,圧延方向に長くなると同時に幅方向にも変形し、幅拡がりが生じる。幅拡がりは、被圧延材の先後端でより大きくなるため、圧延後の鋼板の平面形状は矩形から外れたものとなる。

MAS圧延法とは、特に厚板圧延過程において圧延中の材料の先後端においては不均一塑性変形が生じ、その結果として平面形状は、図３(a)のように短形から外れたものとなる現象を解明し、図３(ｂ)のように矩形に近づける圧延制御法をいう。

すなわち、圧延終了後の鋼板の平面形状変化量を、個々に予測し,圧延初期の段階で、その量に応じて圧延中素材の厚さプロフィルに変化を与え、最終的に鋼板平面形状の短形化をはかる方法である。

図４に、成形圧延時,圧延方向に厚さ変化を与えてサイドクロツプを制御し、矩形化をはかるMAS圧延法を示す。
（１）平面形状予測モデルより、サイドクロツプの形状変化量を求め、これを成形圧延最終パス時の圧延方向厚さ変化量に換算する。
（２）成形圧延最終パスにおいて、圧延方向の対応する位置で、所定の厚さ変化を与えて圧延する。
（３）幅出し圧延のために90°転回することによって、圧延方向厚さ変化が,圧延に直角方向の厚さ変化となる。
（４）次の幅出し圧延では、この圧延と直角方向の厚さ変化により、幅方向のエッジ部から中央部にかけて圧下率が変わり、最終的にサイドクロツプ形状が制御される。

図５に、仕上げ圧延時に先尾端に発生するクロップ部の形状を制御するＭＡＳ圧延法を示す。すなわち、トップとボトムのクロツプ部形状を制御し、矩形化をはかる場合には,図５に示すように幅出し圧延最終パスで所定の厚さ変化を与えて圧延する。
図４、図５に示した方法を組み合わせることによって,最終の鋼板平面形状の矩形化が達成される。このMAS圧延法は、特許文献1に開示されている。

しかしながら、歩留り向上に大きく寄与する前記厚板圧延における平面形状制御技術も、差厚鋼板製造においては、先尾端の板厚が異なる為、長手方向に板厚を変化させる為の制御は行われていたが、先尾端の平面形状制御は実施されていなかった。

差厚鋼板の形状制御方法としては、特許文献2に示すように、テーパー鋼板の圧延に際し、1パス前の圧延時に実測された圧延材の長手方向位置に応じた入側板厚偏差を記憶し、これに基づいて圧延ロール開度を制御することにより、圧延材の板厚を自動的に自由に制御する方法が行われている。従来のMAS圧延法では、長手方向に板厚が連続的に変化する差厚鋼板の先尾端クロツプ形状を制御することはできない
また、特許文献3には、厚板圧延において，材料噛込み中途で下ロール位置を下げることにより、その時点のロールバイト内の圧延材料を上反り傾向にして、表面差厚・裏面フラットな片面差厚鋼板を製造する方法が、
特許文献4では、厚板圧延で圧延材料メタルイン中途で噛み戻しを行い、長手方向に差厚を生じさせる圧延において、その圧延パスのみ下ロールパスラインを前後テーブルローラ天面レベルと同等あるいはそれ以下として圧延することにより表面のみに差厚を集中させる、いわゆる片面差厚プレートの製造方法が、
特許文献5においては、異厚鋼板の圧延に際し，厚い部分の板厚に全長を圧延した後、ロール開度を薄い部分の板厚に設定して圧延し、圧延材の後端を検出器が検出した時点で一旦ロールの回転を停止し、そのまま逆転して圧延することにより、正確な段差部を得て歩留まりをよくする等、差厚鋼板自体の圧延法の開示はあるが、いずれも先尾端の板厚が異なる為、先尾端の平面形状制御については、開示されていない。

なお、本発明において、差厚鋼板とは、テーパー鋼板、片面差厚鋼板、異厚鋼板と呼称される鋼板を含むもので、仕上げ圧延において、長手方向先尾端の厚みが異なる鋼板を総称して言うものである。
特公昭56-21481号公報 特開昭55-139108号公報 特開昭59-107705号公報 特開昭59-118204号公報 特開昭60-61106号公報

本発明は、厚板圧延の差厚鋼板の製造に際し、厚みの異なる先尾端のクロツプ形状制御を実現する差厚鋼板の平面形状制御方法の提供を目的とする。

（１）第一の発明は、長手方向の先尾端で板厚が異なる差厚鋼板の圧延において、幅出し圧延最終1パス前に異厚圧延を行い、幅出し圧延最終パスにおいて圧延方向に、厚さ変化を与えて、被圧延材のサイドクロツプを制御し、その後差厚仕上げ圧延を行うことを特徴とする差厚鋼板の平面形状制御方法である。

（２）第二の発明は、前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、差厚鋼板の仕上げ圧延時に、厚くなる側の圧下量を多くして、他方より薄く異厚に圧延することを特徴とする第一の発明に記載の差厚鋼板の平面形状制御方法である。

（３）第三の発明は、前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、噛み戻し圧延であることを特徴とする第一の発明または第二の発明に記載の差厚鋼板の平面形状制御方法である。

（４）第四の発明は、前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、差厚鋼板圧延時に厚みが厚い方向に噛み込ませることを特徴とする第一の発明から第三の発明のいずれかに記載の差厚鋼板の平面形状制御方法である。

本発明の差厚鋼板の平面形状制御方法は、差厚鋼板の厚肉部と薄肉部のクロップ部形状をそれぞれ制御することが可能となったので、差厚鋼板圧延時の平面形状制御精度が向上し、特に、先尾端の歩留まり向上が顕著である。

差厚鋼板の製造方法に関して、先尾端の厚肉部と薄肉部のクロツプ形状をそれぞれ制御することを可能にする本発明を図を用いて説明する。
まず、差厚鋼板の先尾端のクロツプ形状を制御するためには、長手方向の厚肉部と薄肉部で異なる量の圧下量を付与する必要がある。

従来提唱される先行文献１記載のMAS圧延法においては、図６に示すように、長手方向先尾端（トップ側およびボトム側）は同一の厚みのため、最終幅出しパスにおいて圧延方向に厚さ変化を与えてサイドクロツプを制御すれば、粗材断面は左右の図に示すように同一断面形状となって、仕上げ圧延時、先端（トップ側）および尾端（ボトム側）側に発生するクロップ量の制御が可能となるものである。

ところが、差厚鋼板の圧延においては、圧延の途中で先尾端の圧下量が異なる為、生じる先尾端のクロツプ形状が異なり、図６にて示す粗材断面形状制御量（サイドクロップ制御量）も先端（トップ側）と尾端（ボトム側）とでは、異なる値とする必要がある。従って、差厚鋼板製造時にはＭＡＳ圧延法が試みられることはなかった。

そこで、本発明では、差厚鋼板の圧延において、幅出し圧延最終１パス前に異厚圧延を行う。ここで異厚圧延とは、差厚仕上げ圧延（差厚鋼板を最終的に製造する際の幅出し後の圧延をさす）時の長手方向に粗材に厚み差を与える圧延をいう。

すなわち、差厚鋼板の肉厚が、差厚鋼板圧延時に厚くなる側の、幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延による圧下量を多くし、差厚鋼板仕上げ圧延時に肉厚が薄くなる側では、幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延での圧下を中止、あるいは厚くなる側と比べて圧下量を少なくする。これにより最終幅出し圧延パスにおける圧延方向に与えるサイドクロツプ量を変化させて、差厚鋼板の製造に際し、先尾端の肉厚の厚い側と薄い側のクロツプ形状をそれぞれ制御できるようになる。

次に、クロップ形状制御について図１を用いて説明する。
図５は、差厚鋼板として一部にテーパ部を持ちＴ，Ｂ部の厚みが異なる（段付き）差厚鋼板を使用した例である。

図１（a）は、 幅出し圧延最終1パス前に粗材に異厚圧延を施した際の粗材側面図である。粗材には、厚みｔ１と厚みｔ２の異厚部を形成する。ここで、差厚鋼板仕上げ圧延時に板厚が厚くなる側を厚みｔ１とし、板厚が薄くなる側を厚みｔ２とする。ここで便宜上、厚みｔ１側をトップ側（先端側）、厚みｔ２側をボトム側（尾端側）とする。また、この異厚部は、幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延による圧下量をトップ側（先端側）を多くし、ボトム側（尾端側）を中止、あるいはトップ側（先端側）と比べて圧下量を少なくする。

図１（a）に対応して、その後の最終幅出し圧延パスにおいて、圧延方向に厚さ変化を与えてサイドクロツプを制御した例が図１（ｂ）（ｃ）である。同一の圧延ロールによって圧延方向に厚さ変化を与えてサイドクロツプが制御されるため、図１（ｂ）に示すトップ側（先端側：厚みｔ１側）サイドクロツプ制御量は小さく、図１（ｃ）に示すボトム側（尾端側：厚みｔ２側）サイドクロツプ制御量は大きくなっている。

上述した圧下は、異厚部分に施すため、粗材の異厚部分に加わる厚みプロフィルがトップ側（先端側：厚みｔ１側）とボトム側（尾端側：厚みｔ２側）において異なることになり、この差をもちいて差厚鋼板のトップとボトム部分のクロップ量を制御するものである。

次に、幅出し圧延後、スラブを９０度転回して仕上げ圧延を行い、図１（ｄ）に示す厚みの差厚鋼板（トップ側板厚ｔ３、ボットム側板厚ｔ４）に仕上げられる。その平面形状は図１（e）に示す通りである。トップ側（先端側：厚みｔ１側）の仕上げ圧延における圧下量は図１（ｄ）に示すように厚みｔ３と少なく、ボトム側（尾端側：厚みｔ２側）は厚みｔ４と圧下量が多く必要である。従って、圧延後の鋼板の平面形状は、最終幅出し圧延パスにおいて、圧延方向に厚さ変化を与えてサイドクロツプ制御を行わない場合、矩形から大きく外れたものになるが、その外れ量は、図4で示すようにトップ側で少なく、ボトム側で大きく発生する。

この先尾端に発生するクロップ量制御は、最終幅出し圧延パスにおいて圧延方向に厚さ変化を与えるサイドクロツプ制御と異厚圧延を施す際の異厚量決定で自由に制御することができる。

次に、図２を用いて異厚部を形成する異厚圧延の方法について説明する。
図２は、異厚部を形成する異厚圧延の説明図であり、図２中（a）は、幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延状態を示す。図２（a）（b）は、粗材を噛み込ませ（図２（a））そして噛み戻し（図２（b））を行い、異厚部を形成する例である。こうすることにより、図２（ｂ）の噛み戻し後、ただちに粗材を９０°転回させ幅出し圧延を開始する準備（図２（ｃ））が完了する。シングルスタンドの厚板圧延では、空パス発生がなく最も能率的である。

図２（ｄ）〜図２（ｇ）は、他の異厚部形成方法であって、図２（ｄ）において、異厚形成の為の圧延を開始する。途中、圧延ロール間隙を制御、圧延ロール開度を開き先端より厚い部分を後端部に形成する（図２（e））。そして異厚部を形成させる（図２（ｆ））。そしてシングルスタンドであれば、一旦空パスさせ所定位置に粗材を戻し（図２（ｇ））その後、先に説明したように、図２（ｃ）において粗材を９０°転回させ幅出し圧延を開始することになる。パス回数の増加が生じるため、好ましくは噛み戻し圧延とするのが良い。
なお、異厚圧延を図２ においては、噛み込み方向が薄い形として示しているが、逆方向に異厚部を形成してもかまわない。
パス回数を減じるなどの点で、前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、差厚鋼板製造時に厚みが厚い方向に噛みこませることが好ましく、また、所定位置での停止制御も容易である。さらに異厚部の形成は体積計算を施せば、厚みｔ１と厚みｔ２の異厚部の境界位置は容易に求めることができる。

本発明の平面形状制御方法によれば、差厚鋼板の歩留向上に寄与し、生産性の向上を行うことができる。

従来技術のＭＡＳ圧延法による平面形状の矩形化を説明図である。 従来技術のＭＡＳ圧延法による幅方向クロップ制御を説明する図である。 従来技術のＭＡＳ圧延法による先尾端クロップ制御を説明する図である。 従来技術のＭＡＳ圧延法による平面形状を説明する図である。 差厚鋼板の平面形状制御方法を説明する図である。 異厚圧延に関する説明図である。

符号の説明

ｔ１ 異厚圧延におけるトップ側肉厚
ｔ２ 異厚圧延におけるボトム側肉厚
ｔ３ 差厚鋼板トップ側板厚
ｔ４ 差厚鋼板ボトム側板厚

Claims (4)

1. 長手方向の先尾端で板厚が異なる差厚鋼板の圧延において、幅出し圧延最終1パス前に異厚圧延を行い、幅出し圧延最終パスにおいて圧延方向に、厚さ変化を与えて、被圧延材のサイドクロツプを制御し、その後差厚仕上げ圧延を行うことを特徴とする差厚鋼板の平面形状制御方法。
2. 前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、差厚鋼板の仕上げ圧延時に、厚くなる側の圧下量を多くして、他方より薄く異厚に圧延することを特徴とする請求項1記載の差厚鋼板の平面形状制御方法。
3. 前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、噛み戻し圧延であることを特徴とする請求項1または2に記載の差厚鋼板の平面形状制御方法。
4. 前記幅出し圧延最終1パス前の異厚圧延は、差厚鋼板圧延時に厚みが厚い方向に噛み込ませることを特徴とする請求項1から3のいずれか１項に記載の差厚鋼板の平面形状制御方法。

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