JP2009214161A - Method and finishing rolling mill for manufacturing hot-rolled steel strip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間圧延鋼帯の製造方法と熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機に関する。 The present invention relates to a method for producing a hot-rolled steel strip and a finish rolling mill used when producing a hot-rolled steel strip.
一般に、熱間圧延鋼帯は千数百度程度に加熱された鋼スラブ(鋼材)を熱間圧延ラインの粗圧延機で厚さが20〜50mm程度のシートバーに粗圧延した後、六台〜七台程度の連続した圧延スタンドからなる仕上圧延機でシートバーを薄く圧延して帯鋼に仕上げることにより製造される。
このような熱間圧延鋼帯に求められる品質としては、長手方向と幅方向の板厚精度(幅方向の板厚分布を板クラウンと呼ぶ)、平坦度(形状ともいう)、表面品質などがあり、板クラウンや平坦度を良好に保つためには、仕上圧延での圧延荷重によるロール撓みや圧延の進行に伴うロール磨耗を考慮しながら圧延することが重要である。
Generally, a hot-rolled steel strip is obtained by roughly rolling a steel slab (steel material) heated to about a few hundred degrees to a sheet bar having a thickness of about 20 to 50 mm with a rough rolling machine of a hot rolling line. It is manufactured by rolling a sheet bar thinly and finishing it into a strip steel with a finishing mill composed of about seven continuous rolling stands.
The quality required for such a hot-rolled steel strip includes plate thickness accuracy in the longitudinal direction and width direction (plate thickness distribution in the width direction is referred to as plate crown), flatness (also referred to as shape), surface quality, and the like. In order to maintain a good sheet crown and flatness, it is important to perform rolling while considering roll bending due to a rolling load in finish rolling and roll wear accompanying the progress of rolling.
ロール撓みの影響を低減するための手法としては、仕上圧延機後段スタンドのワークロールをクロスさせてシートバーを熱間圧延する方法が知られている。また、ロール撓みやロール磨耗を根本的に改善する手法としては、ワークロールの周面部をタングステンカーバイト等の超硬合金で形成する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ワークロールをクロスさせると、シートバーを幅方向に押し出そうとする力がシートバーの表裏面に作用する。この場合、シートバーの表面に作用する力とシートバーの裏面に作用する力が拮抗していればシートバーは蛇行することなく直進するが、シートバーの表面に作用する力とシートバーの裏面に作用する力との間に差異を生じさせる数多くの要素が仕上圧延機の圧延スタンド内に存在する。シートバーの表面に作用する力とシートバーの裏面に作用する力との間に差異を生じさせる要素としては、例えば、ルーバーによるパスラインの押し上げに伴うシートバー進入角度の発生、シートバーの表面側スケール状態と裏面側スケール状態との差による摩擦係数の相違、圧延油の供給によるシートバー表裏面での潤滑状態の相違などが挙げられる。このため、僅かな材質ムラ(例えばワークロールのオペレータサイドとドライブサイドとの間の硬度差など)により圧延荷重の大きな変動が生じると、シートバーの表裏面に対する接触状態の差がワークロール間に生じることによって、シートバーを蛇行させずに圧延することが困難になるという問題があった。 However, when the work roll is crossed, a force for pushing the sheet bar in the width direction acts on the front and back surfaces of the sheet bar. In this case, if the force acting on the surface of the seat bar and the force acting on the back surface of the seat bar antagonize, the seat bar goes straight without meandering, but the force acting on the surface of the seat bar and the back surface of the seat bar There are a number of factors present in the finishing stand of a finishing mill that make a difference between the forces acting on the rolling mill. Examples of the factors that cause a difference between the force acting on the surface of the seat bar and the force acting on the back surface of the seat bar include, for example, generation of a seat bar approach angle caused by a pass line being pushed up by a louver, Examples include a difference in friction coefficient due to a difference between the side scale state and the back side scale state, and a difference in lubrication state on the front and back surfaces of the sheet bar due to the supply of rolling oil. For this reason, when a large variation in rolling load occurs due to slight material unevenness (for example, a hardness difference between the operator side and the drive side of the work roll), the difference in the contact state between the front and back surfaces of the sheet bar is caused between the work rolls. As a result, there is a problem that it is difficult to roll the sheet bar without meandering.
また、シートバーがハイテン(高張力鋼)のように高強度鋼の場合は、圧延荷重が大きくなるため、圧延荷重による撓みや磨耗が大きくなる。ロールの撓みが大きくなると、それを補償するため、クロス角を大きくする必要があるが、その場合、材質ムラなど幅方向での荷重差があった場合、仕上圧延機内での蛇行量が大きくなるという問題があった。
さらに、ワークロールをクロスさせると、クロスしていない場合と比べてワークロール間のギャップがロール端部に近いほど大きいため、シートバーの蛇行を抑えることが難しくなる。特に、ワークロールのみがクロスしている場合は、ワークロールがバックアップロールと共にクロスしている場合と比較してロール端部でのバックアップロールによるサポートが小さいため、シートバーの蛇行を抑えることがより難しくなる。
Further, when the seat bar is made of high strength steel such as high tension steel (high tensile steel), the rolling load becomes large, so that the deflection and wear due to the rolling load become large. In order to compensate for the larger deflection of the roll, it is necessary to increase the cross angle. In this case, if there is a load difference in the width direction such as material unevenness, the amount of meandering in the finishing mill increases. There was a problem.
Further, when the work rolls are crossed, the gap between the work rolls is larger as the distance from the end of the roll is closer than when the work rolls are not crossed. In particular, when only the work roll is crossed, the support by the backup roll at the end of the roll is less than when the work roll is crossed with the backup roll. It becomes difficult.
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合や僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を製造することのできる熱間圧延鋼帯の製造方法と仕上圧延機を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above points, and the sheet bar meanders in the finishing mill even when the sheet bar is made of high-strength steel such as high tensile steel or when the rolling load varies greatly due to slight material unevenness. It aims at providing the manufacturing method and finish rolling mill of a hot-rolled steel strip which can manufacture a hot-rolled steel strip, keeping quantity small.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法は、粗圧延されたシートバーを、複数の圧延スタンドを有する仕上圧延機により仕上圧延して熱間圧延鋼帯を製造するに際して、前記複数の圧延スタンドのうちワークロールがクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いて前記熱間圧延鋼帯を製造することを特徴とする。
請求項2記載の発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法は、請求項1記載の熱間圧延鋼帯の製造方法であって、前記ワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつ前記ワークロールのクロス角が0.3度以上1度以下の圧延スタンドを用いて前記熱間圧延鋼帯を製造することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, a method for producing a hot-rolled steel strip according to the first aspect of the present invention comprises hot rolling a rough-rolled sheet bar by a finish rolling mill having a plurality of rolling stands. When manufacturing a rolled steel strip, the hot rolled steel strip is manufactured using a rolling stand having a work roll peripheral surface portion formed of cemented carbide as a rolling stand in which a work roll is crossed among the plurality of rolling stands. It is characterized by that.
A method for producing a hot-rolled steel strip according to the invention described in claim 2 is the method for producing a hot-rolled steel strip according to claim 1, wherein the work roll peripheral surface portion is formed of cemented carbide, and The hot-rolled steel strip is manufactured using a rolling stand having a cross angle of a work roll of 0.3 degrees to 1 degree.
請求項3記載の発明に係る仕上圧延機は、熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機であって、複数の圧延スタンドのうち少なくとも1つの圧延スタンドのワークロールが互いにクロスし、かつ前記ワークロールの周面部が超硬合金で形成されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明に係る仕上圧延機は、請求項3記載の仕上圧延機において、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも1つの圧延スタンドのワークロールが0.3度以上1度以下のクロス角で互いにクロスし、かつ前記ワークロールの周面部が超硬合金で形成されていることを特徴とする。
A finishing mill according to a third aspect of the present invention is a finishing rolling mill used when manufacturing a hot-rolled steel strip, wherein work rolls of at least one rolling stand among a plurality of rolling stands cross each other. And the surrounding surface part of the said work roll is formed with the cemented carbide.
A finishing mill according to a fourth aspect of the present invention is the finishing mill according to the third aspect, wherein a work roll of at least one rolling stand among the plurality of rolling stands has a cross angle of 0.3 to 1 degree. And the peripheral surface of the work roll is formed of a cemented carbide.
請求項1、3記載の発明によれば、仕上圧延機の複数の圧延スタンドのうちワークロールがクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いることで、ワークロールのヤング率が鋼製ワークロールに比べて大きくなる。これにより、圧延荷重によるロール撓みが小さく抑えられるため、シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を製造することができる。
According to the inventions of
また、ロール撓みが小さく抑えられることによって、シートバーの表裏面に対する接触状態の差がワークロール間に生じ難くなるため、僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を製造することができる。
請求項2、4記載の発明によれば、ワークロールが鋼製のものと比べてシートバーの蛇行量を小さく抑えることができるとともに、ワークロールのクロス角が0.1度未満のものと比べてクラウンや平坦度の精度を高めることができる。
In addition, since the roll deflection is suppressed to a small extent, the difference in contact state between the front and back surfaces of the sheet bar is less likely to occur between the work rolls. Therefore, even when the rolling load varies greatly due to slight material unevenness, A hot-rolled steel strip can be produced while keeping the meandering amount of the bar small.
According to the second and fourth aspects of the invention, the amount of meandering of the sheet bar can be reduced compared with that of a work roll made of steel, and the cross angle of the work roll is less than 0.1 degrees. The accuracy of the crown and flatness can be increased.
以下、図1〜図3および表1を参照して本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法と同方法に用いられる仕上圧延機について説明する。
図1は本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法を説明するための図であり、同図に示されるように、熱間圧延鋼帯1は図示しない粗圧延機で粗圧延されたシートバー2を仕上圧延機3により仕上圧延することで製造される。ここで、仕上圧延機3は例えば4段の圧延スタンド4A〜4Gをパスラインに沿って配置して構成され、各圧延スタンド4A〜4Gは上下一対のワークロール5,5と、これらのワークロール5をバックアップする上下一対のバックアップロール6,6とを備えて構成されている。
Hereinafter, with reference to FIGS. 1-3 and Table 1, the finishing rolling mill used for the manufacturing method and method of the hot rolled steel strip which concerns on this invention is demonstrated.
FIG. 1 is a view for explaining a method for producing a hot-rolled steel strip according to the present invention. As shown in FIG. 1, the hot-rolled steel strip 1 is a sheet roughly rolled by a roughing mill (not shown). The bar 2 is manufactured by finish rolling with a
圧延スタンド4A〜4Gのうち粗圧延機から最も離れた位置に配置された圧延スタンド(最終スタンド)4Gのワークロール5は互いにクロスしており、最終スタンド4Gのバックアップロール6もワークロール5と同様に互いにクロスしている。
ワークロール5のクロス角は、0.3度以上1度以下、好ましくは0.3度以上0.5度以下となっている。ここで、ワークロール5のクロス角を0.3度以上1度以下とした理由は、クロス角が0.3度未満になると板クラウンや平坦度の精度が低下し、1度を超えると蛇行しやすくなるためである。
Among the rolling
The cross angle of the work roll 5 is not less than 0.3 degrees and not more than 1 degree, preferably not less than 0.3 degrees and not more than 0.5 degrees. Here, the reason for setting the cross angle of the work roll 5 to 0.3 degrees or more and 1 degree or less is that when the cross angle is less than 0.3 degrees, the accuracy of the plate crown or flatness is lowered, and when it exceeds 1 degree, the meandering is performed. It is because it becomes easy to do.
圧延スタンド4Gのワークロール5の一例を図2に示す。同図に示されるように、圧延スタンド4Gのワークロール5は例えばCr含有量が5質量%のCr鋼を鍛造して形成された鋼製軸部材7と、この鋼製軸部材7の胴部(圧延部相当域)に焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ8と、この超硬合金接合スリーブ8の両端に固定された二つの鋼製側端リング9,9とから構成されている。
An example of the work roll 5 of the
超硬合金接合スリーブ8は、6個のスリーブ部材11をロール軸方向に接合した後、例えば外径650mm、バレル長2050mmに機械加工して形成されている。この超硬合金接合スリーブ8のスリーブ部材11は、例えばタングステンカーバイト(WC)に20質量%のCoを添加した粉末をCIP法(冷間等方加圧法)によりラバー成形して形成されている。
The cemented carbide joining sleeve 8 is formed by, for example, machining an outer diameter of 650 mm and a barrel length of 2050 mm after joining six
スリーブ部材11の接合方法は特に限定されないが、例えば接合温度:1260℃、接合雰囲気:10気圧の条件でスリーブ部材11をHIP法(熱間等方加圧法)により接合する方法などを用いることができる。なお、スリーブ部材11をCIP法によりラバー成形して形成する場合は、スリーブ部材11の素材に適量のNiを添加すると、耐摩耗性が向上するので好ましい。
The joining method of the
上述のように、粗圧延されたシートバー2を仕上圧延機3により仕上圧延して熱間圧延鋼帯1を製造するに際して、仕上圧延機3の圧延スタンド4A〜4Gのうち上下のワークロール5がクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いると、ワークロール5のヤング率が鋼製ワークロールに比べて大きくなる。これにより、圧延荷重によるロール撓みが小さく抑えられるため、鋼製ワークロールに比べてロールバイトの接触長やクロス角も小さくて済むため、シートバー2の蛇行量をより小さく抑えることができる。
また、ロール撓みが小さく抑えられることによって、シートバー2の表裏面に対する接触状態の差がワークロール間に生じ難くなるため、僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機3内でのシートバー2の蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯1を製造することができる。
As described above, when the hot rolled steel strip 1 is manufactured by finishing and rolling the roughly rolled sheet bar 2 with the
Further, since the roll deflection is suppressed to be small, a difference in contact state between the front and back surfaces of the sheet bar 2 is less likely to occur between the work rolls. Therefore, even in the case where the rolling load greatly fluctuates due to slight material unevenness, The hot-rolled steel strip 1 can be produced while keeping the meandering amount of the sheet bar 2 at a small value.
仕上圧延機3により仕上圧延されるシートバー2として590MPa級ハイテンを用い、ワークロール直径:650mm、バックアップロール直径:1600mm、1コイル当りの重量:24トンの条件でシートバー2を2.4mmの仕上げ厚さまで圧延したときの最終圧延スタンドでの圧延速度、蛇行量、クラウン、平坦度を測定した結果をロール材質、クロス角と共に表1に示す。
590 MPa class high tensile steel is used as the sheet bar 2 that is finished and rolled by the
表1において、実施例1〜3は仕上圧延機の最終スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いた場合を示し、従来例1は仕上圧延機の最終スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスしていないワークロール周面部を超硬合金で形成した圧延スタンドを用いた場合を示している。また、従来例2および従来例3は仕上圧延機の最終スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール材質が鋼製の圧延スタンドを用いた場合を示している。 In Table 1, Examples 1-3 show the case where the rolling stand in which the upper and lower work rolls cross each other and the work roll peripheral surface portion is formed of cemented carbide is used as the final stand of the finishing mill, and is a conventional example. 1 shows a case where a rolling stand in which a work roll peripheral surface portion in which upper and lower work rolls do not cross each other is formed of cemented carbide is used as a final stand of a finishing mill. Further, Conventional Example 2 and Conventional Example 3 show a case in which the upper and lower work rolls cross each other and the work roll material made of steel is used as the final stand of the finishing mill.
表1に示す従来例2及び3と本発明の実施例1〜3とを比較すると、従来例2及び3はクラウンが8μm以上、平坦度が0.6%以上であったのに対し、本発明の実施例1及び2はクラウンが5μm以下、平坦度が0.5%以下であった。
したがって、表1に示す実施例1〜3のように、仕上圧延機の圧延スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いると、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール材質が鋼製のもの(従来例2、3)と比較して、シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合や僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら安定した品質の熱間圧延鋼帯を製造することができる。
Comparing Conventional Examples 2 and 3 shown in Table 1 with Examples 1 to 3 of the present invention, Conventional Examples 2 and 3 had a crown of 8 μm or more and a flatness of 0.6% or more. In Examples 1 and 2 of the invention, the crown was 5 μm or less, and the flatness was 0.5% or less.
Therefore, as in Examples 1 to 3 shown in Table 1, when using a rolling stand in which the upper and lower work rolls cross each other and the work roll peripheral surface portion is formed of cemented carbide as a rolling stand of a finishing mill, Compared with the one where the upper and lower work rolls cross each other and the work roll material is made of steel (conventional examples 2 and 3), the rolling load is increased due to high strength steel such as high tensile steel or slight material unevenness. Even when it fluctuates greatly, it is possible to produce a hot-rolled steel strip with stable quality while suppressing the meandering amount of the sheet bar in the finishing mill.
表1に示す実施例1〜3と従来例1とを比較すると、実施例1〜3はクラウンが5μm、平坦度が0.5%であったのに対し、従来例1はクラウンが6μm、平坦度が0.55%であった。これは、実施例1〜3は超硬合金製ワークロールが互いにクロスしているのに対し、従来例1は超硬合金製ワークロールが互いにクロスしていないか又はクロス角が0.1未満となっているためである。 When Examples 1-3 shown in Table 1 are compared with Conventional Example 1, Examples 1-3 have a crown of 5 μm and flatness of 0.5%, whereas Conventional Example 1 has a crown of 6 μm, The flatness was 0.55%. In Examples 1 to 3, the cemented carbide work rolls cross each other, whereas in Conventional Example 1, the cemented carbide work rolls do not cross each other or the cross angle is less than 0.1. This is because.
次に表1に示す実施例1と実施例2及び3とを比較すると、実施例2、3はシートバーの蛇行量が実施例1よりも小さかった。これは、実施例2、3は超硬合金製ワークロールのクロス角が0.3〜0.5°であるのに対し、実施例1は超硬合金製ワークロールのクロス角が0.9°となっているためである。
したがって、表1に示す実施例2、3のように、仕上圧延機圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつワークロールのクロス角が0.3度以上0.5度以下の圧延スタンドを用いると、クラウンや平坦度の精度を高めることができる。
Next, when Example 1 shown in Table 1 and Examples 2 and 3 were compared, Example 2 and 3 had a smaller amount of meandering of the sheet bar than Example 1. In Examples 2 and 3, the cross angle of the cemented carbide work roll is 0.3 to 0.5 °, whereas in Example 1, the cross angle of the cemented carbide work roll is 0.9. This is because it is °.
Therefore, as in Examples 2 and 3 shown in Table 1, as a finishing mill rolling stand, the work roll peripheral surface portion is formed of cemented carbide, and the cross angle of the work roll is 0.3 ° or more and 0.5 °. When the following rolling stands are used, the accuracy of the crown and flatness can be increased.
なお、本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法に用いられる仕上圧延機の圧延スタンドとして、図1では4段の圧延スタンドを示したが、圧延スタンドの段数やスタンド数は特に限定されるものではない。
また、ワークロールがクロスした圧延スタンドとして、図1では仕上圧延機3の最終スタンド4Gを示したが、必ずしも最終スタンド4Gのワークロール5のみがクロスしている必要はなく、たとえば、全ての圧延スタンドのワークロールがクロスしていてもよい。
In addition, although the rolling stand of 4 steps was shown in FIG. 1 as a rolling stand of the finish rolling mill used for the manufacturing method of the hot rolled steel strip according to the present invention, the number of rolling stands and the number of stands are particularly limited. It is not a thing.
1 shows the
さらに、ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールとして、図2では鋼製軸部材7と、鋼製軸部材7の胴部に焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ8と、超硬合金接合スリーブ8の両端に固定された二つの鋼製側端リング9とからなるものを示したが、これに限られるものではない。たとえば、ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールとして、図3に示すように、鋼製軸部材7と、鋼製軸部材7の外周面に鋼製緩衝材10を介して焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ8と、超硬合金接合スリーブ8の両端に固定された二つの鋼製側端リング9とからなるワークロール5を用いてもよい。
Furthermore, as a work roll having a roll peripheral surface portion formed of cemented carbide, in FIG. 2, a
1 熱間圧延鋼帯
2 シートバー
3 仕上圧延機
4A〜4G 圧延スタンド
5 ワークロール
6 バックアップロール
7 鋼製軸部材
8 超硬合金接合スリーブ
9 鋼製側端リング
10 鋼製緩衝部材
11 スリーブ部材
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