JP2011098352A - 厚鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エッジャ圧延及び水平圧延を行って所望の寸法の厚鋼板を得る圧延を行う厚鋼板の製造方法であって、圧延能率向上と歩留まり向上のうちいずれを優先して圧延するかを選択するに際し、圧延能率向上を選択したとき、設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を削減した変更圧延パススケジュールにて、設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、変更圧延パススケジュール又は再度圧延パススケジュール計算を行った再変更圧延パススケジュールで圧延を行うことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
水平圧延のうち「幅出し圧延」とは、最終製品である厚鋼板の目標幅を確保することができるように、被圧延材を製品の幅方向に延ばす水平圧延を意味し、切断代を含んだ製品幅以上とする圧延である。
水平圧延のうち「仕上圧延」は、被圧延材を製品の長さ方向に延ばし、目標板厚にする水平圧延である。従って、仕上げ圧延は幅出し圧延に対してその圧延方向が90°ずれていることがわかる。
圧延能率向上を選択した場合には、設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を削減した変更圧延パススケジュールにて、設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、変更圧延パススケジュールで圧延を行い、
歩留まり向上を選択した場合には、設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を増加した変更圧延パススケジュールにて、設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、変更圧延パススケジュールで圧延を行う、ことを特徴とする厚鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
本実施形態における厚鋼板の製造は次のようなものである。図1にその流れ(S0)を概略的に示した。
具体的なパススケジュール変更について説明する前に、当該パススケジュールに影響を与える厚鋼板の形状について説明する。上記厚鋼板の圧延過程の各工程において、スラブが矩形のまま延ばされて変形されればよいが、実際には各工程で独特の変形を生じる。当該変形は当然好ましいものとはいえず、その変形の程度が歩留まりの高低となって表れる。ここでは、厚鋼板の圧延過程において生じるこのような変形について説明する。
厚鋼板の製造に際し、歩留まり低下の原因となる変形は主に端面形状の変形と、平面形状の変形と、に分けることができる。
当該まくれ込みの低減には仕上げエッジャ圧延を行うことが有効である。
幅出し比=(圧延後の板幅)/(スラブの幅)
延ばし長さ比=(圧延後の板長さ)/(スラブの長さ)
で表すことができる。
一方、エッジャ圧延を省略して圧延時間の短縮による能率向上を図ると、まくれ込みやツノの程度が大きくなることが多く、切断代を大きめにとる必要があり、歩留まりを悪化させる。
短時間に多くの生産量を要する場合には、エッジャ圧延の回数を少なくし、短時間に厚鋼板を生産できることが好ましい。従って、既に計算されて予定されている圧延パススケジュール(設定圧延パススケジュール)に対しエッジャ圧延の回数を削減した変更圧延パススケジュールを計算するとともに、設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ長さL2を計算する。
ここで、特にスラブを連続鋳造機で製造する場合には、鋳型の寸法により、スラブ厚、スラブ幅が決まるので、スラブ寸法としてスラブ長を計算することになる。本実施形態では、スラブ長を変更するという前提で説明するが、スラブ製造時に、スラブ厚やスラブ幅が変更可能であれば、スラブ長ではなく、スラブ厚やスラブ幅を変更してもよい。
(1)幅出し比が比較的大きく、延ばし長さ比が比較的小さい圧延条件
(2)仕上げエッジャ圧延にて大幅な圧下が可能な条件
幅落ち量=先後端部(最も狭い部分)板幅−板長さ方向中央部板幅
である。
このように、幅出し比が大きく、延ばし長さ比が小さい圧延条件では、幅出しエッジャ圧延を省略しても所望の平面形状を得ることができる。
短時間に多くの生産をする必要がない場合や、能率よりも歩留まり向上を優先する必要がある場合には、歩留まり向上を目的とした生産をおこなう。したがって、設定圧延パススケジュールに対しエッジャ圧延の回数を増加した変更圧延パススケジュールを計算するとともに、設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ長さL3を計算する。具体的には次の通りである。
実施例では、エッジャ圧延条件(エッジャ圧延条件を含めた圧延パススケジュール)をシミュレーションした。表1に、スラブの仕様及びそのスラブを用いて製造する厚鋼板の仕様(設定圧延パススケジュールで圧延したときに得られる目標の厚鋼板の仕様)を示す。
参考例として示す圧延パススケジュールは幅出しエッジャ圧延と1回の仕上エッジャ圧延からなるものに対し、設定例2として示す圧延パススケジュールは仕上エッジャ圧延を1回増加させたものである。スラブAの設定例2に示すように、仕上エッジャ圧延を2回行うことにより、まくれ込み量及び幅落ち量が小さくなっていることがわかる。このことから、圧延能率を考慮しなければ、より小さなスラブ長のスラブでもスラブAの参考例で示す圧延パススケジュールで製造したときと同じスペック(寸法)の厚鋼板を製造することができる。
・まくれ込み量の減少量:2.6−0.3=2.3mm
・幅落ち量の減少量:3.4−1.7=1.7mm
・上記を合わせ、圧延後の板幅は、4.0mm(=2.3mm+1.7mm)狭くなっても製品が採取できる。
・ツノ量について:参考例では、−127mmであり、幅方向端部が幅方向センタより短いいわゆるタング形状であるのに対し、設定例2では+116mmであり、幅方向端部が幅方向センタより長い、いわゆるフィッシュテール状である。
・製品を採取できる長さは、幅方向端部長さと幅方向センタ長さの短い方であり、設定例2とすることにより、製品採取可能な長さが127mm×2(先後端で2倍)だけ長くなる。
・このため、製品長さ換算で、127×2×0.4(クロップ代削減比率)だけ短くても製品が採取できる。このときのクロップ代削減比率は、先後端の平面形状の形に応じて、最適な値が求まるが、ここでは簡易的に(余裕を見て)0.4とした。ここで、「クロップ」とは、先後端の形状がタングやフィッシュテールの場合、先後端の一部(図6の斜線部)を切り落として製品厚鋼板を得るが、この切り落とし部分をクロップと言う。また、「クロップ代削減比率」とは次のことを意味する。すなわち、図6(a)に示すように、エッジャ圧延回数を増加させて、タング形状を完全に矩形にできた場合であっても、板幅端部の角が丸くなっているため、切り落とす体積は、タング量×板幅×板厚×α、ただし0<α<1となり、製品長さ換算でタング量よりも短い量しかクロップ代を削減できない。また、実際には、図6(b)に示すように、完全に矩形ではなく、フィッシュテール形状となるため、ツノ量として切り落とされる体積の分は、クロップ代を付与しておく必要があり、タング量の先後端の和に対して、ある一定比率、例えば40%程度しか、クロップ代は削減できない。この比率のことをクロップ代削減比率と呼ぶ。
・そして上記を合わせて、4.0/2549(仕上幅)+(127×2×0.4)/27995(仕上長)=0.52%だけスラブサイズを小さくできる。すなわち、ΔL=0.52%×2257=11mm狭くできる。
参考例として示す圧延パススケジュールは幅出しエッジャ圧延と2回の仕上エッジャ圧延からなるものに対し、設定例1として示す圧延パススケジュールは幅出しエッジャ圧延及び1回の仕上エッジャ圧延を削除したものである。スラブBの設定例1に示すように、幅出しエッジャ圧延と仕上エッジャ圧延を省略することにより、まくれ込み量及び幅落ち量は大きくなっている。まくれ込み量および幅落ち量が大きい分、設定例1では、厚鋼板の幅方向における切断量が多くなり歩留まりが低下するだけでなく、厚鋼板の長さ方向の長さが不足し、スラブBの参考例で示す圧延パススケジュールで製造したときと同じスペック(寸法)の厚鋼板を製造できなくなる。実際に同寸法の厚鋼板を製造する場合に必要なスラブ長を再計算したところ、必要なスラブ長L2は2959mmであり(L1は2951mm)、ΔL(=L2−L1)は8mmとなった。実機の操業では、例えば、ΔLが14(=歩留まり低下による損失0.5%)mm以下となった場合、圧延能率を優先させる判断を行い、スラブ長を長くするようにスラブ設計を変更する。すなわち、鋳片からスラブ長さ2959mmのスラブを切り出して、変更後の圧延パススケジュールにて圧延を行えば、圧延能率よく厚鋼板の製造が可能である。
参考例として示す圧延パススケジュールは幅出しエッジャ圧延と2回の仕上エッジャ圧延からなるものに対し、幅出しエッジャ圧延と1回の仕上エッジャ圧延を削除(設定例1(1))、及び幅出しエッジャ圧延のみを削除(設定例1(2))したものである。
ここで、設定例1(1)ではまくれ込み量が大きくなっている。まくれ込み量が大きい分、両設定例では厚鋼板の幅方向における切断量が多くなり歩留まりが低下するだけでなく、厚鋼板の長さ方向の長さが不足し、スラブCの参考例で示す圧延パススケジュールで製造したときと同じスペック(寸法)の厚鋼板を製造できなくなる。実際に同寸法の厚鋼板を製造する場合に必要なスラブ長を再計算したところ、仕上エッジャ圧延1回のみとする場合の必要なスラブ長L2は2963mmであり(L1は2951mm)、ΔL(=L2−L1)は12mmとなった。このため、鋳片からスラブ長さ2963mmのスラブを切り出して、変更後の圧延パススケジュールにて圧延を行えば、圧延能率よく厚鋼板の製造が可能である。
Claims (9)
- エッジャ圧延及び水平圧延を行って所望の寸法の厚鋼板を得る圧延を行う厚鋼板の製造方法であって、
設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を削減した変更圧延パススケジュールにて、前記設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、
前記計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、
前記変更圧延パススケジュールで圧延を行うことを特徴とする厚鋼板の製造方法。 - エッジャ圧延の回数を削減した前記変更圧延パススケジュールにて、前記設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ長さL2を計算し、該スラブ長さL2のスラブを用意し、前記変更圧延パススケジュールで圧延を行うことを特徴とする請求項1に記載の厚鋼板の製造方法。
- 前記水平圧延は、鋼板の板幅方向を圧延方向とする幅出し圧延と前記鋼板の長さ方向を圧延方向とする仕上げ圧延とを含み、
前記エッジャ圧延は、前記幅出し圧延の前又は途中におこなうエッジャ圧延である幅出しエッジャ圧延と、前記仕上げ圧延の前又は途中におこなうエッジャ圧延である仕上げエッジャ圧延と、を具備し、
前記変更パススケジュールは、前記L2が短くなる方の幅出しエッジャ圧延及び仕上げエッジャ圧延のいずれかの回数を削減することを特徴とする請求項2に記載の厚鋼板の製造方法。 - 前記設定圧延パススケジュールで圧延を行う際に用いるスラブ長をL1としたとき、前記L2と前記L1との差であるΔL=L2−L1が一定値以下の場合にのみ、前記L1の長さのスラブに代えて前記L2の長さのスラブを用意することを特徴とする請求項2又は3に記載の厚鋼板の製造方法。
- エッジャ圧延及び水平圧延を行って所望の寸法の厚鋼板を得る圧延を行う厚鋼板の製造方法であって、
設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を増加した変更圧延パススケジュールにて、前記設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、
前記計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、
前記変更圧延パススケジュールで圧延を行うことを特徴とする厚鋼板の製造方法。 - エッジャ圧延の回数を増加した前記変更圧延パススケジュールにて、前記設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ長さL3を計算し、該スラブ長さL3のスラブを用意し、前記変更圧延パススケジュールで圧延を行うことを特徴とする請求項5に記載の厚鋼板の製造方法。
- 前記水平圧延は、鋼板の板幅方向を圧延方向とする幅出し圧延と前記鋼板の長さ方向を圧延方向とする仕上げ圧延とを含み、
前記エッジャ圧延は、前記幅出し圧延の前又は途中におこなうエッジャ圧延である幅出しエッジャ圧延と、前記仕上げ圧延の前又は途中におこなうエッジャ圧延である仕上げエッジャ圧延と、を具備し、
前記変更パススケジュールは、前記L3が短くなる方の幅出しエッジャ圧延及び仕上げエッジャ圧延のいずれかの回数を増加することを特徴とする請求項6に記載の厚鋼板の製造方法。 - 前記設定圧延パススケジュールで圧延を行う際に用いるスラブ長をL1としたとき、前記L3と前記L1との差であるΔL=L3−L1が一定値以下の場合にのみ、前記L1の長さのスラブに代えて前記L3の長さのスラブを用意することを特徴とする請求項6又は7に記載の厚鋼板の製造方法。
- エッジャ圧延及び水平圧延を行って所望の寸法の厚鋼板を得る圧延を行う厚鋼板の製造方法であって、
圧延能率向上と歩留まり向上とのうちいずれを優先して圧延するかを選択するに際し、
前記圧延能率向上を選択した場合には、設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を削減した変更圧延パススケジュールにて、前記設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、前記計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、前記変更圧延パススケジュールで圧延を行い、
前記歩留まり向上を選択した場合には、設定圧延パススケジュールに対し、エッジャ圧延の回数を増加した変更圧延パススケジュールにて、前記設定圧延パススケジュールで製造する場合と同寸法の厚鋼板を製造する際に必要なスラブ寸法を計算し、前記計算後のスラブ寸法のスラブを用意し、前記変更圧延パススケジュールで圧延を行う、
ことを特徴とする厚鋼板の製造方法。
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