JP2010162594A - 高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り方法および巻き取り装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高強度厚肉鋼板の先端部から尾端部までをマンドレルにコイル状に巻き取り、次いで複数のラッパーロールをコイルに押し付けた状態にてコイル外周部に対して冷却水を噴射することにより急冷して、コイル外周部を所定の温度まで低下させた後にコイルを巻き取り装置から抜き出す。巻き取り装置には、ラッパーロール間に多数の孔を有するストリップガイドを設け、該孔から冷却水を噴射するようにする。
【選択図】図1
Description
なお、巻き付きの完了時点は、後述するように熱延鋼板の強度等によって異なるが、先端部が3〜5巻き程度に巻かれた時点に設定されている。
このように、高強度厚肉熱延鋼板の巻き取りでは、コイルの外周部の巻きほぐれにより、コイラーからの抜き出し時やその後のバンディング装置に移送するまでの間に不安定な状態になりやすく、何らかの対策技術の確立が必要であった。
なお、本発明では高強度の定義はAPI規格にてX65以上、厚肉熱延鋼板は製品厚にて15mm以上のものを対象としている。
(1)マンドレルとマンドレルの外周に配置された複数のラッパーロールを備える巻き
取り装置で被巻き取り材である高強度厚肉熱延鋼板の先端部から尾端部までを
マンドレルにコイル状に巻き取り、複数のラッパーロールをコイルに押し付けた
状態にてコイル外周部に対して冷却水を噴射することによりコイル外周部を急
冷した後に、コイルを巻き取り装置から抜き出すことを特徴とする、高強度厚肉
熱延鋼板の巻き取り方法。
(2)コイル最外周部の巻き取り温度からの温度低下量を高強度厚肉熱延鋼板の強度、
板厚、コイル外径、目標巻き取り温度によって決定して、該温度低下量となるよ
うに冷却水を噴射して急冷することを特徴とする、(1)に記載された高強度厚
肉熱延鋼板の巻き取り方法。
(3)(1)または(2)に記載された高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り方法に使用される
巻き取り装置であって、マンドレルとマンドレルの外周に配置された複数のラッ
パーロール、複数のラッパーロールの間に配置されたストリップガイドおよび巻
き取り後のコイル外周面に冷却水を噴射する冷却水噴射ノズルを具備することを
特徴とする、高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り装置。
(4)前記ストリップガイドは、複数の孔が穿たれ、該孔を通してコイル外周面を冷却
するための冷却水を噴射して冷却する冷却水噴射ノズルを具備することを特徴と
する、(3)に記載された高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り装置。
ε1=±h/2ρ・・・(1)
(1)式にてhは熱延鋼板の板厚、ρはコイル外周での曲率半径である。また、最外周の熱延鋼板の曲げの外表面側が引張歪、内表面側が圧縮歪であり、下記(2)式で計算される弾塑性境界歪ε0は約0.0028であり、板厚中心部近傍をのぞいて塑性状態となっている。
ε2=±σy/E・・・(2)
一般的に、鋼の熱膨張係数は1.2×10-5(/℃)程度であることから、例えば冷却により鋼板温度を100℃低下させることにより0.0012の熱収縮歪、また200℃低下させれば0.0024の熱収縮歪が発生する。これは、(2)式で計算された弾塑性境界歪ε0とほぼ同等であり、実際には熱収縮の小さい内部の抵抗にて収縮変形が拘束されるため、温度低下の大きい外周側の鋼板には大きな引張応力が発生し、その大きさは降伏応力にも達する。
そして、巻き取り時の曲げ変形によって発生した板厚方向の応力分布に冷却による引張応力が加わるため、曲げによる熱延鋼板の内表面側に作用していた圧縮応力も引張側に推移する。熱延鋼板の外表面側は、もともと曲げにより降伏応力以上の引張応力が作用しており、冷却による伸び変形での加工硬化により引張応力が若干増加するのみである。
対象とした材料はAPI規格X80グレードであり、厚み250mm、幅1850mm、長さ9090mmの寸法のスラブ(重量33トン)を熱間圧延ラインの粗圧延工程、仕上圧延工程を経て厚み19mm、22mmおよび25.4mmに仕上げ、冷却テーブル上にて520℃まで冷却したのちに巻き取り装置にて巻き取った。
巻き取り装置は図1、2に示したものであり、ラッパーロール5a〜5dの直径はφ4 40mm、マンドレル7の外径はφ750mmであり、図3のごとく緩み無く巻いた状態でのコイル外径はφ1858mmのコイルである。最終仕上圧延機出側、すなわち冷却テーブル上での熱延鋼板速度は150mpmであり、熱延鋼板先端部1aは150mpmの速度にてコイラーに進入し巻き付きが開始される。
なお、上記のようにマンドレルの回転停止までの巻き取り方法は従来と同じものを採用したが、本発明はこの巻き取り方法に限られるものではない。
最外周部の温度低下量が350℃である本発明例のNo.1〜3では、いずれの板厚においても巻き取り、除荷後のスプリングバックによるコイル浮き上がり量は3mm以下と良好であった。
これに対し、コイル最外周に対して、冷却水を噴射しないNo.4〜6の比較例では、No.4およびNo.5の22mm、25.4mmといった厚肉材において5mmを超えるコイル浮き上がり量が発生する。比較的板厚の薄い19mmの厚肉材のNo.6でも3mm超〜5mm以下の範囲内ではあるが3mmを超えている。
また、コイル最外周での温度低下量を250℃とすると、コイル浮き上がり量は、19mmの厚肉材である本発明例のNo.9では3mm以下で良好であり、22mmの厚肉材である本発明例のNo.8ではやや大きくなり、3mmを超えるものの、5mm以下に収まっている。しかし、25.4mmの厚肉材であるNo.7では5mmを超えることが分かる。No.7はコイル外周部を急冷しているが、コイル最外周での温度低下量が少ないためにコイル浮き上がり量を十分に小さくできなかったので、比較例とした。
このようにコイル外周部に対して冷却水を噴射してコイル外周部の温度を低下させることにより、コイル浮き上がり量を低減することが確認できた。
2 エプロン
3a、b ピンチロール
4 スロートガイド
5a No.1ラッパーロール
5b No.2ラッパーロール
5c No.3ラッパーロール
5d No.4ラッパーロール
6 ストリップガイド
7 マンドレル
8 クレードルロール
9 冷却水噴射ノズル
10 冷却水噴射用孔
Claims (4)
- マンドレルとマンドレルの外周に配置された複数のラッパーロールを備える巻き取り装置で被巻き取り材である高強度厚肉熱延鋼板の先端部から尾端部までをマンドレルにコイル状に巻き取り、複数のラッパーロールをコイルに押し付けた状態にてコイル外周部に対して冷却水を噴射することによりコイル外周部を急冷した後に、コイルを巻き取り装置から抜き出すことを特徴とする、高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り方法。
- コイル最外周部の巻き取り温度からの温度低下量を高強度厚肉熱延鋼板の強度、板厚、コイル外径、目標巻き取り温度によって決定して、該温度低下量となるように冷却水を噴射して急冷することを特徴とする、請求項1に記載された高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り方法。
- 請求項1または2に記載された高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り方法に使用される巻き取り装置であって、マンドレルとマンドレルの外周に配置された複数のラッパーロール、複数のラッパーロールの間に配置されたストリップガイドおよび巻き取り後のコイル外周面に冷却水を噴射する冷却水噴射ノズルを具備することを特徴とする、高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り装置。
- 前記ストリップガイドは、複数の孔が穿たれ、該孔を通してコイル外周面を冷却するための冷却水を噴射して冷却する冷却水噴射ノズルを具備することを特徴とする、請求項3に記載された高強度厚肉熱延鋼板の巻き取り装置。
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2009
- 2009-01-19 JP JP2009008806A patent/JP5353259B2/ja active Active
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