JP2011005517A

JP2011005517A - 熱延用スラブの幅圧下方法

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Publication number: JP2011005517A
Application number: JP2009151225A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uchomae; 洋宇張前; Keiichiro Nishi; 圭一郎西; Takashi Kikawada; 隆志黄川田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2009-06-25
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2011-01-13
Anticipated expiration: 2029-06-25
Also published as: JP5453955B2

Abstract

【課題】大幅な設備改造を行わず、熱間圧延工程を混乱することもなく、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、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】サイジングプレス４の入側にスラブ幅計を設置して、該スラブ幅計で実際の幅プレス入側スラブ幅をスラブ長手方向の複数部位で測定するとともに、スラブを搬送しつつサイジングプレス４で幅圧下する際、設定計算で得た幅圧下量に基づいてサイジングプレス４の開度をプリセットした後、前記スラブ幅計３で測定した幅プレス入側スラブ幅データに基づいてサイジングプレス４の開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、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いて、鋼のスラブを幅方向にサイジングプレスで幅圧下する熱延用スラブの幅圧下方法に関する。

幅を調整する設備の一種として、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幅圧下するサイジングプレスが熱間圧延ラインに設置されている（例えば特許文献１）。このサイジングプレスで鋼のスラブを幅方向に幅圧下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、テーパ状のスラブの幅に応じて、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、以下のように設定計算を行い、サイジングプレスの開度を設定している。すなわち、上位コンピュータから熱間圧延ラインを制御する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。また、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、予め幅圧下量を設定計算により求めていた。

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、実際の幅プレス入側スラブ幅、すなわちサイジングプレスで幅圧下する前のスラブ幅に対し、以下の幅変動が反映されていない。
（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て冷却される過程で生じる、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過程で生じる、スラブの熱膨張による幅変動。

このため、設定計算で設定されたサイジングプレスの開度に設定誤差が生じるという問題があった。
すなわち、熱間圧延用プロセスコンピュータでは、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で目標幅および目標厚みとなるように設定計算を行なう際、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ようとしている。

この余幅を削減するには、目標幅を製品幅に近づける必要があるが、余幅はすでに従来の改良により小さくなっており、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。

また、従来は、幅圧下量誤差がサイジングプレスの開度に含まれているままで、サイジングプレスの開度をプリセットしていた。この結果、スラブ長手方向位置でスラブの幅変動が大きい部分（幅異常部という）を含む異常なスラブでは、幅異常部の幅圧下量がそれ以外の部分に比べてかなり小さくなり、その後の粗圧延、仕上げ圧延で幅広がりが不足し、熱延鋼帯の幅が不足して、熱延鋼帯が幅公差を外れる不適合品となり、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という問題が生じた。

また、実際のスラブ長手方向中央部の幅が、設定計算で予測される幅と大きく異なる幅異常部を含むテーパ状スラブの場合では、実際の幅プレス入側スラブ幅を測定していないため、実際の幅圧下量が、設定計算で得られた幅圧下量と大きく異なってしまうことにより、同様な問題が生じた。
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として以下がある。ローダー掴み幅を実測する設備のトラブルなどで、ローダー掴み幅の実測値が得られず、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との差が大きい場合、実際の幅圧下量が過大となり、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圧下するスラブの幅変動した形状が正確に判定できないという問題もあった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、大幅な設備改造を行わず、熱間圧延工程を混乱させることもなく、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、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スラブ幅計を設置して、該スラブ幅計で実際の幅プレス入側スラブ幅を測定することにより、厚みのフィードフォワード制御と同様に、サイジングプレスの開度をプリセットした後、測定した幅プレス入側スラブ幅データに基づいて、サイジングプレスの開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行うことで、サイジングプレスによる幅圧下量を適正化でき、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、（１）スラブ寸法を含むデータに基づいて設定計算を行ない、該設定計算で得た幅圧下量に基づいて開度を設定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て、サイジングプレスの入側にスラブ幅計を設置して、該スラブ幅計で実際の幅プレス入側スラブ幅をスラブ長手方向の複数部位で測定するとともに、スラブを搬送しつつサイジングプレスで幅圧下する際、設定計算で得た幅圧下量に基づいてサイジングプレスの開度をプリセットした後、前記スラブ幅計で測定した幅プレス入側スラブ幅データに基づいてサイジングプレスの開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行うことを特徴とする熱延用スラブの幅圧下方法である。

（２）前記サイジングプレスの開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行う際には、スラブ先端からの距離と幅プレス入側スラブ幅との関係を測定順に熱間圧延用プロセスコンピュータに送り、熱間圧延用プロセスコンピュータの制御管理下でサイジングプレスの搬送テーブルローラの回転速度制御を行うことを特徴とする（１）に記載した熱延用スラブの幅圧下方法である。

（３）前記サイジングプレスの開度をプリセットするタイミングは、当該スラブがいずれかの加熱炉から抽出された時点、もしくは熱間圧延ラインの搬送テーブル上に直送されてきた時点とすることを特徴とする（１）または（２）に記載した熱延用スラブの幅圧下方法である。

本発明によれば、設定計算で得た幅圧下量に基づいてサイジングプレスの開度をプリセットした後、測定した幅プレス入側スラブ幅データに基づいてサイジングプレスの開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行うようにしたから、サイジングプレスによる幅圧下量を適正化でき、大幅な設備改造を行わず、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。（ａ）は、実際の幅プレス入側スラブ幅が、それ以外の部分に比べてかなり狭い幅異常部１０ａを含むことを示す異常なスラブ１０の平面図、（ｂ）は、実際のスラブ長手方向中央部の幅が、設定計算で予測される幅と大きく異なる幅異常部１１ａを含むことを示すテーパ状スラブ１１の平面図である。図３に示した異常なスラブ１０およびテーパ状スラブ１１について、スラブ先端からの距離と幅プレス入側スラブ幅の関係を示す一例の特性図である。本発明法を実施した場合、従来法に対して熱延鋼帯の幅変動量が小さくなることを示す一例の特性図である。

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搬送テーブル２上に直送されてくる場合と、加熱炉で加熱され搬送テーブル２上に抽出される場合がある。３はサイジングプレス４の入側に設置したスラブ幅計である。スラブ幅計３には下部光源方式あるいは赤外線方式のものが好適である。

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ものである。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ものである。

サイジングプレス４は、図１、２に示したように、搬送されてくるスラブ１を挟んで対向配置された一対のプレス金型４ａを有し、スラブ１を搬送しつつ長手方向にわたり所定の幅圧下量ΔＢで順次幅圧下することができるように構成されている。なお、図２は、幅プレス入側スラブ幅Ｗが一定である正常なスラブ１を幅圧下している状態を示した平面図であり、サイジングプレスの開度Ｇとは、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。また、スラブ１を搬送しつつ長手方向にわたり順次幅圧下する際には、スラブ１の搬送方向への送り量Ｐは金型平行部の長さＬを超えないように設定する。

従来、このサイジングプレス４の開度Ｇの設定計算を含め、上位コンピュータ６から熱間圧延用プロセスコンピュータ５へ伝送されてきた鋼種、スラブ寸法データ、スラブ温度などのデータに基づき、各設備の設定計算を熱間圧延用プロセスコンピュータ５で行うように構成されている。サイジングプレス４の開度Ｇは、予め設定計算でサイジングプレスの幅圧下量ΔＢを求め、サイジングプレス４の開度設定用駆動装置（図示せず）を介して設定される。

前記したサイジングプレス４の開度Ｇは、以下の式（１）にＷとΔＢの値を代入し、それ以降の粗圧延、仕上げ圧延での設定計算も行い、目標幅と目標厚が得られるように収束計算して求める。
Ｇ＝Ｗ−ΔＢ・・・・（１）
ただし、Ｗ：幅プレス入側スラブ幅、ΔＢ：幅圧下量。

ここで、従来は、サイジングプレス４の入側にスラブ幅計３を設置していなかったため、設定計算のスラブ幅の初期値として、上位コンピュータ６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６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、図３（ａ）に示すように、幅異常部１０ａを含む異常なスラブ１０では、幅異常部１０ａでの実際の幅圧下量が設定計算で得られた幅圧下量に比べてかなり小さくなってしまい、幅異常部１０ａにおける幅圧下量ΔＢが適正化できていなかった。

また、図３（ｂ）に示すように、実際のスラブ長手方向中央部の幅が、設定計算で予測される幅と大きく異なる幅異常部１１ａを含むテーパ状スラブ１１の場合、実際の幅プレス入側スラブ幅を測定していないため、幅異常部１１ａでの実際の幅圧下量が設定計算で得られた幅圧下量よりもかなり小さくなってしまう。
なお、図３（ａ）、（ｂ）には、幅プレス入側スラブ幅Ｗが一定である正常なスラブ１と同様、スラブ搬送方向への送り量Ｐを金型平行部の長さＬ未満とし、サイジングプレスに組み込んだ一対のプレス金型４ａでスラブ先端部を一叩きした状態を示した。図４には、図３に示した異常なスラブ１０および異常なテーパ状スラブ１１について、スラブ先端からの距離と幅プレス入側スラブ幅の関係を示した。このサイジングプレスで鋼のスラブ１を搬送しつつ幅圧下する際、設定計算で得た幅圧下量となるように、サイジングプレスの開度Ｇをプリセットするプリセット制御のみ行うのが従来法である。

これに対し、本発明法は、実際の幅圧下量が設定で得られた幅圧下量よりもかなり小さい幅異常部１０ａ、１１ａを含む異常なスラブ１０、異常なテーパ状スラブ１１等のスラブを一対のプレス金型４ａで幅圧下する際、設定計算で得た幅圧下量に基づいてサイジングプレス４の開度Ｇをプリセットした後、スラブ幅計３で幅プレス入側スラブ幅をスラブ長手方向の複数部位で測定し、測定した幅プレス入側スラブ幅データに基づいて、設定計算で得られた幅圧下量ΔＢを適正化して、サイジングプレス４の開度Ｇを変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行う方法である。

幅圧下量ΔＢを適正化する方法としては、例えば、搬送方向への送り量Ｐごとに、幅異常部１０ａ、１１ａにおける最小幅または平均値を算出し、次いで、設定計算で用いた幅プレス入側スラブ幅から最小幅を引き、設定計算で得られた幅圧下量に対する補正量とする方法が好適に挙げられる。
また、サイジングプレス４の開度Ｇを変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行う際には、スラブ先端からの距離と幅プレス入側スラブ幅との関係を測定順に熱間圧延用プロセスコンピュータ５に送り、その制御管理下でサイジングプレス４の搬送テーブルローラの回転速度制御を行うのが、当該スラブにおける幅異常部のトラッキング精度を上げることができるので好ましい。この理由は、スラブ先端はスラブ幅計３と同じ位置に設置したスラブ温度センサーの急激な温度上昇によって検出でき、スラブ尾端は同じスラブ温度センサーの急激な温度低下によって検出できるから、スラブ先端がスラブ温度センサーの直下を通過して以降、スラブ尾端がスラブ温度センサーの直下を通過するまでの間、サイジングプレス４の搬送テーブルローラの回転速度制御を行うことで、スラブ搬送方向への送り量Ｐごとに、幅異常部のトラッキング精度を向上することができるからである。

また、サイジングプレス４の開度Ｇをプリセットするタイミングは、当該スラブがＮｏ．１〜ｎのいずれかの加熱炉から抽出された時点、もしくは熱間圧延ラインの搬送テーブル２上に直送されてきた時点とするのが、サイジングプレス４を含む各種設備の設定計算が終了しているので、サイジングプレス４の運転上好ましい。
このように、本発明法を実施することにより、従来法に比べて、粗圧延後のシートバー幅をほぼ一定にすることができ、図５（ａ）、（ｂ）に示した通り、仕上げ圧延して得られる熱延鋼帯の幅変動量を小さくすることができる。

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圧下した後、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）以内の熱延鋼帯を安定して得ることができた。従来法が余幅＋２０ｍｍ（片側当り）以内であり、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サイジングプレスの開度
Ｗ幅プレス入側スラブ幅
ΔＢ幅圧下量
ＳＷ熱延鋼帯の幅変動量
Ｌ金型平行部の長さ
Ｒスラブの全長
Ｓ熱延鋼帯の全長
１鋼のスラブ
２搬送テーブル
３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
１０異常なスラブ
１１異常なテーパ状スラブ
１０ａ、１１ａ幅異常部

Claims

スラブ寸法を含むデータに基づいて設定計算を行ない、該設定計算で得た幅圧下量に基づいて開度を設定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て、サイジングプレスの入側にスラブ幅計を設置して、該スラブ幅計で実際の幅プレス入側スラブ幅をスラブ長手方向の複数部位で測定するとともに、スラブを搬送しつつサイジングプレスで幅圧下する際、設定計算で得た幅圧下量に基づいてサイジングプレスの開度をプリセットした後、前記スラブ幅計で測定した幅プレス入側スラブ幅データに基づいてサイジングプレスの開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行うことを特徴とする熱延用スラブの幅圧下方法。
前記サイジングプレスの開度を変更する幅圧下のフィードフォワード制御を行う際には、スラブ先端からの距離と幅プレス入側スラブ幅との関係を測定順に熱間圧延用プロセスコンピュータに送り、熱間圧延用プロセスコンピュータの制御管理下でサイジングプレスの搬送テーブルローラの回転速度制御を行うことを特徴とする請求項１に記載した熱延用スラブの幅圧下方法。
前記サイジングプレスの開度をプリセットするタイミングは、当該スラブがいずれかの加熱炉から抽出された時点、もしくは熱間圧延ラインの搬送テーブル上に直送されてきた時点とすることを特徴とする請求項１または２に記載した熱延用スラブの幅圧下方法。