JP2010194601A - 熱延鋼帯の圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイジングプレスが設置されている熱間圧延ラインにて、サイジングプレスの設備改造を行わず、熱間圧延工程を混乱させることもなく、余幅をさらに削減できる熱延鋼帯の圧延方法を提供する。
【解決手段】入側スラブ幅計３で得た幅プレス入側スラブ幅の実測データを用い、各スラブ１に対する設定計算を行い、該設定計算で求めた幅プレス量に基づいてサイジングプレス４の開度を設定するとともに、当該材料のスラブ１の幅プレス時、出側スラブ幅計７で幅プレス出側スラブ幅を測定し、得た幅プレス出側スラブ幅の実測データに基づいてサイジングプレス４の設備要因による幅プレス量誤差を求め、求めた幅プレス量誤差に見合う分だけ、次材料以降のスラブ１に対してサイジングプレス４の開度を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼のスラブを幅方向に幅プレスするサイジングプレスが設置されている熱間圧延ラインにおける、熱延鋼帯の圧延方法に関する。

幅を調整する設備の一種として、サイジングプレスを熱間圧延ラインに設置し、粗圧延機、仕上げ圧延機で圧延する前に鋼のスラブを幅方向にプレスすること（以下、幅プレスするという）が行われている（例えば特許文献１）。このようにすることによって熱間圧延工程にて幅調整量を増やし、連続鋳造工程にて鋳造するスラブの幅統合を図り、熱延鋼帯の幅を作り分けしている。

特許文献１には、連続鋳造機で鋳造したスラブの幅変動を抑制するため、テーパ状のスラブの幅に応じて、スラブを搬送しつつサイジングプレスの開度をスラブ長手方向に変化させる技術が開示されている。この技術では粗圧延機Ｒ１出側幅を所定の幅変動内とするため、サイジングプレスの開度を予め設定している。
一般に熱間圧延ラインでは、上位コンピュータから熱間圧延用プロセスコンピュータへ伝送されてきた鋼種、スラブ寸法、スラブ温度などの初期データに基づき、熱間圧延用プロセスコンピュータで、目標幅および目標厚みとなるように設定計算を行っている。

従来、設定計算を行うためのスラブ幅データの初期値として、連続鋳造工程でのスラブ幅計算値、もしくはスラブヤードでのローダー掴み幅の実測値を用いていた。

特開2000-15301号公報

しかしながら、連続鋳造工程でのスラブ幅計算値もしくはスラブヤードでのローダー掴み幅の実測値には、サイジングプレスで幅プレスする前のスラブ幅（実際の幅プレス入側スラブ幅）と比較して、以下の幅変動が反映されていないという問題があった。
（ａ）連続鋳造工程でのスラブ幅計算値には、連続鋳造する際に生じるスラブの幅変動。
（ｂ）スラブヤードでのローダー掴み幅のスラブ実測値には、その後スラブがスラブヤードから熱間圧延ラインの搬送テーブル上に搬送される冷却過程で生じるスラブの熱収縮量、その後にスラブが加熱炉に装入され加熱炉で加熱される加熱過程で生じるスラブの熱膨張による幅変動。

このため、連続鋳造工程でのスラブ幅計算値もしくはスラブヤードでのローダー掴み幅の実測値を、設定計算のスラブ幅データの初期値として用いると、前記した連続鋳造する際に生じるスラブの幅変動、その後の冷却過程あるいは加熱過程で生じるスラブの幅変動が考慮されていないため、サイジングプレスの開度に設定誤差が生じる。
すなわち、熱間圧延ラインでは、鋼種、スラブ寸法、スラブ温度などの初期データに基づき、熱間圧延用プロセスコンピュータにより、熱延鋼帯の目標幅および目標厚みが得られるように設定計算を行って鋼帯を製造しているが、前記したスラブの幅変動があっても、熱延鋼帯の幅が製品幅を下回らないように余幅を設けている。つまり、目標幅を製品幅よりも余幅分だけ広く設定することで、スラブの幅変動を吸収している。

一方、余幅を削減するには、熱延鋼帯の目標幅を製品幅に近づける必要があるが、余幅はすでに小さくなっており、それを達成することがなかなか困難であった。また、余幅をさらに小さくするような大規模な設備改造を行おうとすると、熱間圧延ラインの操業停止期間が長くなり、熱間圧延工程を混乱させることに繋がることから、実現が困難であった。

なお、熱延鋼帯の幅が不足し幅公差を外れると不適合品となり、より幅狭材へ充当を変更して、余幅が増加することから、歩留りを低下させるだけでなく、納期遅れとならないようにするため、緊急に別に代替材を製造することとなり、熱間圧延工程を混乱させることに繋がる。その他、実際の幅プレス入側スラブ幅を測定していないことによる問題点は以下のとおりである。

ローダー掴み幅を実測する設備トラブルなどで、ローダー掴み幅の実測値が得られなく、かつ連続鋳造工程でのスラブ幅計算値と、実際の幅プレス入側スラブ幅がスラブ幅計算値より大きい場合、サイジングプレスによる幅プレス量が過大となり、設備能力を超えたプレス荷重がサイジングプレスに繰り返し作用する結果、サイジングプレスの設備損傷につながる。また、ローダー掴み幅はスラブ長手方向数点でしか実測できないため、サイジングプレスで幅プレスするスラブの形状を正確に判定できないという問題もあった。

さらに、サイジングプレスに組み込んだ一対の金型を交換すると、設備上の問題以外に、サイジングプレスの弾性たわみやサイジングプレスの金型、プレス装置等の機械的ガタなど、サイジングプレスの設備要因によって幅プレス量誤差が生じる。このサイジングプレスの設備要因によって生じる幅プレス量誤差も熱延鋼帯の余幅をさらに削減するうえでは重要である。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、サイジングプレスが設置されている熱間圧延ラインにて、サイジングプレスの設備改造を行わず、熱間圧延工程を混乱させることもなく、余幅をさらに削減できる熱延鋼帯の圧延方法を提供することを目的とする。

本発明者は、サイジングプレスの入側に入側スラブ幅計を、出側に出側スラブ幅計を設置することで、幅プレス入側スラブ幅を測定していないことによって生じる幅プレス量誤差およびサイジングプレスの設備要因によって生じる幅プレス量誤差の両方ともに考慮することができ、上記課題を解決できることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち本発明は、以下のとおりである。
（１）サイジングプレスが設置されている熱間圧延ラインにて、上位コンピュータから伝送されてきたスラブ寸法を含む初期データに基づいて、熱間圧延用プロセスコンピュータで各設備の設定計算を行なってから、前記サイジングプレスに組み込んだ一対の金型で鋼のスラブを幅方向に幅プレスし、次いで鋼のスラブに粗圧延および仕上げ圧延を施して熱延鋼帯とする際、前記サイジングプレスの入側に入側スラブ幅計を、出側に出側スラブ幅計を設置し、前記入側スラブ幅計で幅プレス入側スラブ幅を測定し、得た幅プレス入側スラブ幅の実測データを設定計算のスラブ幅の初期値として各スラブに対する設定計算を行ない、該設定計算で求めた幅プレス量に基づいて前記サイジングプレスの開度を設定するとともに、当該材料のスラブの幅プレス時、前記出側スラブ幅計で幅プレス出側スラブ幅を測定し、得た幅プレス出側スラブ幅の実測データに基づいて幅プレス量誤差を求め、求めた幅プレス量誤差に見合う分だけ、次材料以降のスラブに対してサイジングプレスの開度を補正することを特徴とする熱延鋼帯の圧延方法。
（２）前記サイジングプレスの開度は、まず、当該材料のスラブが加熱炉から熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル上に抽出され、あるいは連続鋳造機から熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル上に直送された時点で、上位コンピュータから伝送されてきたスラブ幅データに基づいてプリセットし、その後、幅プレス入側スラブ幅の実測値データが妥当であると判定され、かつ設定計算が完了した時点で再設定し、次材料以降のスラブに対しても同様に再設定することを特徴とする（１）に記載の熱延鋼帯の圧延方法。

本発明によれば、設定計算のスラブ幅の初期値として、入側スラブ幅計で得た幅プレス入側スラブ幅の実測データを用い、各スラブに対する設定計算を行ない、該設定計算で求めた幅プレス量に基づいてサイジングプレスの開度を設定できる。また、当該材料のスラブの幅プレス時、出側スラブ幅計で得た幅プレス出側スラブ幅の実測データに基づいて、幅プレス量誤差を求め、求めた幅プレス量誤差に見合う分だけ、次材料以降のスラブに対してサイジングプレスの開度を補正することができる。

このため、サイジングプレスが設置されている熱間圧延ラインにて、サイジングプレスの設備改造を行わず、熱間圧延工程を混乱させることもなく、余幅をさらに削減できる。

本発明法を実施する熱間圧延ラインの構成を示す平面図の一例である。 サイジングプレスの開度を示す平面図である。

以下、本発明法について説明する。
図１は、本発明法を実施する熱間圧延ラインの構成を示す平面図であり、１は鋼のスラブを示す。スラブ１は熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル２上に連続鋳造機から直送されてくる場合と、加熱炉で加熱され上流の搬送テーブル２上に抽出される場合がある。
３はサイジングプレス４の入側に設置した入側スラブ幅計、７はその出側に設置した出側スラブ幅計である。出側スラブ幅計７の設置位置はサイジングプレス４の直後でなくともよく、サイジングプレス４と粗圧延機間であればよい。入側スラブ幅計３、出側スラブ幅計７には下部光源方式あるいは赤外線方式のものが好適に用いられる。

下部光源方式とはパスラインよりも下方に設置した下部光源からの光が、被測定物体の幅方向端よりも内側で遮られる部分と、被測定物体の幅方向端よりも外側で上方にまで通過する部分の境界を、パスラインよりも上方に設置した検出器で検出する幅計である。一方、赤外線方式とは赤外線を放射している温度の高い被測定物体と、温度の低い周囲との境界を、パスラインよりも上方に設置した検出機で検出する幅計である。

サイジングプレス４は、図１、２に示したように、スラブ１を挟んで対向配置された一対のプレス金型４ａを有し、公知のとおり、スラブ１を搬送しつつ長手方向にわたり順次一対のプレス金型４ａで幅プレスすることができるように構成されている。スラブ１を搬送しつつ長手方向にわたり順次幅プレスする際には、スラブ１の搬送方向への送り量は金型平行部の長さＬを超えないように設定する。サイジングプレスの開度Ｇ、Ｇ’は、図示しない開度設定用駆動装置を介して設定される。

図２は、幅プレス入側スラブ幅Ｗ１が一定であるスラブ１を一対のプレス金型４ａで幅プレスしている状態を模式的に示した平面図である。ここで、サイジングプレスの開度Ｇ、Ｇ’は、当該材料のスラブ１の幅プレス時、一対のプレス金型４ａの間隔が最も狭くなったときの値である。
実線で示した負荷時のサイジングプレスの開度Ｇ（プレス荷重が加わったとき）と２点鎖線で示した無負荷のサイジングプレスの開度Ｇ’（プレス荷重が加わってないとき）との差（＝Ｇ−Ｇ’＝Ｗ２−Ｗ２’）が、幅プレス量誤差ΔＷ２に相当する。すなわち、幅プレス量誤差ΔＷ２は、サイジングプレスの弾性たわみやサイジングプレスの金型、プレス装置等の機械的ガタなどで生じる。

本発明法適用前は、出側スラブ幅計７が設置されていなかった。このため、組み込んだ一対のプレス金型４ａを交換した後、当該材料のスラブ１の幅プレス時、幅プレス出側スラブ幅Ｗ２を測定することができず、サイジングプレスの設備要因によって生じる幅プレス誤差ΔＷ２を求めることができなかった。
そこで、本発明法は、出側スラブ幅計７を設置し、当該材料のスラブ１の幅プレス時、幅プレス出側スラブ幅Ｗ２を測定することで、幅プレス量誤差ΔＷ２＝Ｗ２−Ｗ２’の関係から、幅プレス量誤差ΔＷ２を求め、求めた幅プレス量誤差ΔＷ２に見合う分だけ、次材料以降のスラブに対してサイジングプレスの開度を補正するようにした。

本発明法では、たとえば式（１）を用い、次材料以降のスラブに対してサイジングプレスの開度を補正する。
Ｇ＝Ｗ１−ΔＢ＋ｆ（ΔＷ２） ・・・（１）
ただし、Ｗ１：幅プレス入側スラブ幅、ΔＢ：設定計算で求めた幅プレス量、ΔＷ２：幅プレス量誤差（＝Ｗ２−Ｗ２’）、ｆ（ΔＷ２）：補正量。

なお、無負荷のサイジングプレスの開度Ｇ’に相当する幅プレス出側スラブ幅Ｗ２’は、
設定計算によって目標出側スラブ幅（＝設定した幅プレス入側のスラブ幅−設定計算で求めた幅プレス量）として与えられる。
ところで、本発明法適用前は、出側スラブ幅計７だけでなく、入側スラブ幅計３も設置されていなかった。すなわち、上記式（１）において、補正量ｆ（ΔＷ２）＝０とし、Ｇ’＝Ｗ１−ΔＢを用い、サイジングプレス４の開度設定を行なっていた。

従来、設定計算のスラブ幅の初期値として、上位コンピュータから伝送されてきた、連続鋳造工程でのスラブ幅計算値もしくはスラブヤードでのローダー掴み幅の実測値が用いられていた。この上位コンピュータから伝送されてきたスラブ幅データには、連続鋳造する際に生じるスラブの幅変動、その後の冷却過程あるいは加熱過程で生じるスラブの幅変動が考慮されておらず、実際の幅プレス入側スラブ幅Ｗ１を用い、設定計算を行う場合に比べて、幅プレス量ΔＢが適正となっていなかった。

また、サイジングプレス４の入側における幅プレス入側スラブ幅Ｗ１が、連続鋳造工程でのスラブ幅計算値もしくはスラブヤードでのローダー掴み幅の実測値と大幅に異なっている場合には、サイジングプレス４による幅プレス量ΔＢが過大となり、サイジングプレス４の設備損傷に繋がることもあった。さらに従来、入側スラブ幅計３を設置していなかったため、サイジングプレス４で幅プレスするスラブの形状を正確に判定できないという問題もあった。

そこで、本発明法によれば、出側に出側スラブ幅計７を設置したので、当該材料のスラブ１の幅プレス時、出側スラブ幅計７で得た幅プレス出側スラブ幅の実測データに基づいて、サイジングプレス４の設備要因による幅プレス量誤差ΔＷ２を求め、求めた幅プレス量誤差ΔＷ２に見合う分だけ、次材料以降のスラブに対してサイジングプレスの開度を補正することができる。

また、サイジングプレスの入側に入側スラブ幅計３を設置したので、幅プレス入側スラブ幅が、連続鋳造工程でのスラブ幅計算値もしくはスラブヤードでのローダー掴み幅の実測値と大幅に異なっている場合でも、幅プレス量を適正化できる。
したがって、上記した従来技術の問題を解決できるとともに熱延鋼帯の余幅を削減できる。

ここで、次材料以降のスラブとは、加熱炉から抽出される次のスラブでもよいし、上流の連続鋳造機から直送されてくる次のスラブでもよい。また、加熱炉からの抽出順、あるいは連続鋳造機からの直送順に限らず、類似する鋼種、厚み、幅等の一群の中で幅プレスする第２番目以降のスラブでもよい。
例えば、交換した一対のプレス金型４ａで第１番目のスラブ１を幅プレスする際には、サイジングプレス４のたわみやサイジングプレス４の機械的ガタなどで生じる幅プレス量誤差ΔＷ２（＝Ｗ２−Ｗ２’）を精度よく求めることができていない。

このため、交換した一対のプレス金型４ａで当該材料のスラブ１を幅プレスする際には、補正量ｆ（ΔＷ２）＝０とし、Ｇ’＝Ｗ１−ΔＢを用い、サイジングプレス４の開度設定を行なう。交換した一対のプレス金型４ａで幅プレスする次材料以降のスラブに対しては、式（１）を用い、サイジングプレスの開度を補正する。
交換した一対のプレス金型４ａで幅プレスする際、当該材料のスラブ１と、次材料以降のスラブとは、幅プレス条件（鋼種、寸法、幅プレス量、幅プレス時の温度等）が類似しているのが好適である。

この理由は、一対のプレス金型４ａで幅プレスするとき、当該材料のスラブ１と次材料以降のスラブとのプレス荷重がほぼ同じとなるため、サイジングプレス４の設備要因によって生じる幅プレス量誤差ΔＷ２が、当該材料のスラブ１と次材料以降のスラブとでほぼ同じとなり、精度良い幅プレス開度Ｇの設定が可能になるからである。
また、サイジングプレス４の開度は、当該材料のスラブが加熱炉から熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル上に抽出され、あるいは連続鋳造機から熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル上に直送された時点で、上位コンピュータから伝送されてきたスラブ幅データに基づいてプリセットし、その後、幅プレス入側スラブ幅の実測値データが妥当であると判定され、かつ設定計算が完了した時点で再設定し、次材料以降のスラブに対しても同様に再設定することが好ましい。

本発明法と従来法で鋼のスラブをサイジングプレスで幅プレスした後、粗圧延、仕上げ圧延を施して目標幅が６００から２３００ｍｍ、目標厚みが１．２から２５．４ｍｍである熱延鋼帯を得た。本発明法は、サイジングプレス入側および出側スラブ幅計を設置し、組み込んだ一対の金型４ａを交換した後、第１番目の当該材料のスラブ１に対し、上記式（１）において、入側スラブ幅を実測し、補正量ｆ（ΔＷ２）＝０とし、Ｇ’＝Ｗ１−ΔＢを用い、サイジングプレス４の開度設定を行ない、幅プレス後に出側スラブ幅を実測し幅プレス量誤差から補正量を求めた。第２番目の次材料以降のスラブに対し、入側スラブ幅および出側スラブ幅を実測し、上記式（１）を用い、補正量ｆ（ΔＷ２）を加味してサイジングプレス４の開度設定を行なった。

本発明法によれば、スラブ種別によらず、鋼帯全長にわたって余幅＋５ｍｍ（片側当り）以内の熱延鋼帯を得ることができた。従来法が余幅＋２０ｍｍ（片側当り）であり、本発明法は従来に比べて熱延鋼帯の余幅を大きく削減できることがわかる。

Ｇ、Ｇ’ サイジングプレスの開度
Ｗ１ 幅プレス入側スラブ幅
Ｗ２、Ｗ２’ 幅プレス出側スラブ幅
ΔＢ 幅プレス量
１ 鋼のスラブ
２ 搬送テーブル
３ 入側スラブ幅計
４ サイジングプレス
４ａ 一対のプレス金型
５ 熱間圧延用プロセスコンピュータ
６ 上位コンピュータ
７ 出側スラブ幅計

Claims (2)

1. サイジングプレスが設置されている熱間圧延ラインにて、上位コンピュータから伝送されてきたスラブ寸法を含む初期データに基づいて、熱間圧延用プロセスコンピュータで各設備の設定計算を行なってから、前記サイジングプレスに組み込んだ一対の金型で鋼のスラブを幅方向に幅プレスし、次いで鋼のスラブに粗圧延および仕上げ圧延を施して熱延鋼帯とする際、
   前記サイジングプレスの入側に入側スラブ幅計を、出側に出側スラブ幅計を設置し、
   前記入側スラブ幅計で幅プレス入側スラブ幅を測定し、得た幅プレス入側スラブ幅の実測データを設定計算のスラブ幅の初期値として各スラブに対する設定計算を行ない、該設定計算で求めた幅プレス量に基づいて前記サイジングプレスの開度を設定するとともに、
   当該材料のスラブの幅プレス時、前記出側スラブ幅計で幅プレス出側スラブ幅を測定し、得た幅プレス出側スラブ幅の実測データに基づいて幅プレス量誤差を求め、求めた幅プレス量誤差に見合う分だけ、次材料以降のスラブに対してサイジングプレスの開度を補正することを特徴とする熱延鋼帯の圧延方法。
2. 前記サイジングプレスの開度は、まず、当該材料のスラブが加熱炉から熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル上に抽出され、あるいは連続鋳造機から熱間圧延ラインの上流の搬送テーブル上に直送された時点で、上位コンピュータから伝送されてきたスラブ幅データに基づいてプリセットし、その後、幅プレス入側スラブ幅の実測値データが妥当であると判定され、かつ設定計算が完了した時点で再設定し、次材料以降のスラブに対しても同様に再設定することを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の圧延方法。

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