JP2011143460A - Method for manufacturing thick steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、厚鋼板を熱間圧延して所定の材質・板厚の厚鋼板を製造する厚鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a thick steel plate, in which a thick steel plate is hot-rolled to manufacture a thick steel plate having a predetermined material and thickness.
近年、厚鋼板の熱間圧延においては、強度や靭性の優れた厚鋼板を製造することが求められており、このような製造方法の一例として、圧延材に制御圧延(Controlled Rolling:CR)を施すことにより、優れた材質の厚鋼板を造りこむことが行われている。
制御圧延とは、1000℃以上に加熱したスラブを一旦所定の板厚まで圧延し、その後、圧延材の温度が未再結晶温度域やその温度域に近い温度域にある状態で仕上板厚まで圧延を行うものである。たとえば、厚さ200〜300mmのスラブを1100〜1200℃程度まで加熱後、仕上板厚の1.5〜2倍程度まで圧延し、その後、温度が未再結晶域である850℃以下になった時点で制御圧延を開始し、仕上板厚(たとえば15mm)まで圧延するというものである。
したがって、制御圧延を行うためには、その前提として板厚と温度を所定の値にする必要があり、通常は圧延材を所定の板厚まで圧延した後、圧延機(可逆式圧延機)近傍の圧延ライン上で制御圧延開始温度になるまで圧延材を放冷状態で待機させていた。
In recent years, in hot rolling of thick steel plates, it has been required to produce thick steel plates with excellent strength and toughness. As an example of such a production method, controlled rolling (CR) is applied to the rolled material. By applying, a thick steel plate made of an excellent material is made.
Controlled rolling refers to rolling a slab heated to 1000 ° C or higher to a predetermined plate thickness, and then to the finished plate thickness in a state where the temperature of the rolled material is in the non-recrystallization temperature range or a temperature range close to that temperature range. Rolling is performed. For example, after heating a slab having a thickness of 200 to 300 mm to about 1100 to 1200 ° C., the slab was rolled to about 1.5 to 2 times the finished plate thickness, and then the temperature became 850 ° C. or less which is an unrecrystallized region. Control rolling is started at the time, and rolling is performed to a finished sheet thickness (for example, 15 mm).
Therefore, in order to perform controlled rolling, it is necessary to set the plate thickness and temperature to predetermined values, and usually after rolling the rolled material to the predetermined plate thickness, the vicinity of the rolling mill (reversible rolling mill) The rolled material was allowed to stand in a cool state until reaching the controlled rolling start temperature on the rolling line.
しかしながら、制御圧延を行う温度(制御圧延開始温度)が低くかつ制御圧延を行う板厚(制御圧延開始厚)が厚い場合には、圧延材が制御圧延開始温度になるまでにかなりの時間を要するため、その冷却待ちによって圧延機に空き時間が発生し、圧延能率が低下するという問題が生じていた。 However, when the temperature at which controlled rolling is performed (controlled rolling start temperature) is low and the thickness of the sheet to be controlled rolled (controlled rolling start thickness) is thick, it takes a considerable time for the rolled material to reach the controlled rolling start temperature. Therefore, there is a problem that idle time is generated in the rolling mill due to the waiting for cooling, and the rolling efficiency is lowered.
このような問題を解決するものとして、圧延材を所定の制御圧延開始温度に冷却するために温度調整冷却設備を別途設置し、鋼板温度を制御圧延開始温度に早期に調整する技術が提案されている。
この技術は、可逆式圧延機で所定板厚まで圧延し、該圧延材を温度調節冷却設備で所定の制御圧延開始温度に冷却(温度調整冷却)した後、再び可逆圧延機によって仕上板厚まで制御圧延を行うというものである。
In order to solve such problems, a technique for separately installing a temperature adjustment cooling facility to cool the rolled material to a predetermined controlled rolling start temperature and adjusting the steel plate temperature to the controlled rolling start temperature has been proposed. Yes.
In this technique, a reversible rolling mill is used to roll to a predetermined plate thickness, and the rolled material is cooled to a predetermined controlled rolling start temperature with a temperature-controlled cooling facility (temperature-controlled cooling), and then again to a finished plate thickness by a reversible rolling mill. Controlled rolling is performed.
特許文献1に記載の技術は、上述のように圧延材を制御圧延前に制御圧延開始板厚まで圧延し、所定板厚になった圧延材を温度調整冷却設備で温度調整して、再び可逆式圧延機で制御圧延を行うというものである。
そして、温度調整冷却設備は、後行材との干渉を避けるために、可逆式圧延機から約20m程度離れた位置に設置されている。
そのため、制御圧延開始板厚まで圧延された圧延材を、温度調整冷却設備まで移動して温度調整し、さらに温度調整後に制御圧延を行う可逆式圧延機まで移動しなければならず、これらの処理工程中は圧延を行うことができず、可逆式圧延機に空き時間が発生して効率が低下するという問題があった。
As described above, the technique described in
And in order to avoid interference with a succeeding material, the temperature control cooling equipment is installed in the position about 20 m away from the reversible rolling mill.
Therefore, the rolled material rolled to the control rolling start plate thickness must be moved to a temperature-controlled cooling facility, temperature-adjusted, and further moved to a reversible rolling mill that performs controlled rolling after temperature adjustment. During the process, rolling could not be performed, and there was a problem that idle time was generated in the reversible rolling mill and efficiency decreased.
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、厚鋼板を圧延によって製造する場合において、無駄時間のない効率的な厚鋼板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an efficient method for producing a thick steel plate without dead time when the thick steel plate is produced by rolling.
発明者は、従来の圧延方法が制御圧延開始板厚まで圧延材を圧延し、その後、制御圧延開始温度に温度調整するというように、圧延工程と温度調整工程を分離していることに問題があると考えた。
そこで、制御圧延開始板厚まで圧延している過程で圧延材の温度調整を行って、制御圧延開始板厚まで圧延が完了した時点ではほぼ制御圧延開始温度になるように、つまり板厚の調整と温度調整を同時進行することはできないかについて検討した。
The inventor has a problem that the conventional rolling method separates the rolling process and the temperature adjustment process, such as rolling the rolled material to the control rolling start plate thickness and then adjusting the temperature to the control rolling start temperature. I thought it was.
Therefore, the temperature of the rolled material is adjusted in the process of rolling to the control rolling start plate thickness, and when the rolling is completed to the control rolling start plate thickness, the control rolling start temperature is almost reached. And whether temperature adjustment can proceed simultaneously.
そして、圧延材を所定の制御圧延開始板厚まで圧延するには複数の圧延パスを行うことになるが、この圧延パスの途中に冷却工程を行うことで、同時進行が可能であるとの知見を得た。 In order to roll the rolled material to a predetermined controlled rolling start plate thickness, a plurality of rolling passes are performed, but the knowledge that simultaneous progress is possible by performing a cooling step in the middle of this rolling pass. Got.
さらに、制御圧延開始前の圧延工程(本明細書において「前圧延工程」という)においては、制御圧延開始温度が低くかつ制御圧延開始板厚が厚いような場合もあり、このような場合も含めて同時進行可能になるようにすることについても検討した。
検討の結果、従来例のように高温の圧延材を所定の制御圧延開始板厚まで圧延する場合とは違い、圧延パスの途中に冷却工程を行い、しかも所定の制御圧延開始板厚まで早期にするためには、圧延パスの途中に行う冷却工程における、冷却水の流量密度をいかにするかが重要であるとの知見を得た。
そして、この点をさらに鋭意検討し、種々の仕上板厚の鋼板について、最適な流量密度を見出したものである。
Further, in the rolling process before the start of controlled rolling (referred to as “pre-rolling process” in this specification), the controlled rolling start temperature may be low and the controlled rolling start plate thickness may be thick. We also examined how to enable simultaneous progress.
As a result of the study, unlike the case of rolling a high-temperature rolled material to a predetermined controlled rolling start plate thickness as in the conventional example, a cooling process is performed in the middle of the rolling pass, and further to a predetermined controlled rolling start plate thickness at an early stage. In order to do this, we have learned that it is important how to adjust the flow density of the cooling water in the cooling process in the middle of the rolling pass.
This point has been further studied and the optimum flow density has been found for steel sheets having various finishing plate thicknesses.
(1)本発明にかかる厚鋼板の製造方法は、鋼板を可逆式圧延機によって熱間圧延して制御圧延開始温度でかつ制御圧延開始板厚にする前圧延工程と、該前圧延工程後に温度等を制御しながら制御圧延を行う制御圧延工程とを備えた厚鋼板の製造方法であって、
前記前圧延工程は、圧延パスのパス間において前記鋼板を水冷するパス間冷却工程を備えたことを特徴とするものである。
(1) A method of manufacturing a thick steel plate according to the present invention includes a pre-rolling step in which a steel plate is hot-rolled by a reversible rolling mill to have a controlled rolling start temperature and a controlled rolling start plate thickness, and a temperature after the pre-rolling step. A method of manufacturing a thick steel plate comprising a controlled rolling step of performing controlled rolling while controlling the like,
The pre-rolling step includes an inter-pass cooling step in which the steel sheet is water-cooled between passes of rolling passes.
(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記パス間冷却工程は、圧延パス(Nパス)の出側で前記鋼板を搬送しながら通過冷却し、該鋼板を復動させて圧延パス(N+1パス)の入側でさらに通過冷却して次の圧延を行うことを特徴とするものである。 (2) Further, in the above-described item (1), the inter-pass cooling step is performed by cooling while passing the steel plate while conveying the steel plate on the exit side of the rolling pass (N pass), and moving the steel plate back to roll. It is characterized in that the next rolling is performed by further passing cooling at the entrance side of the pass (N + 1 pass).
(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記パス間冷却工程を、前記可逆式圧延機の片側のみで行うことを特徴とするものである。 (3) In the above (1) or (2), the inter-pass cooling step is performed only on one side of the reversible rolling mill.
(4)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記パス間冷却工程を、前記可逆式圧延機の両側で行うことを特徴とするものである。 (4) In the above (1) or (2), the inter-pass cooling step is performed on both sides of the reversible rolling mill.
(5)また、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のものにおいて、前記パス間冷却工程は、当該圧延パス(Nパス)において鋼板が前記可逆式圧延機を通過後、次の圧延パス(N+1パス)において前記可逆式圧延機に入る前までの間に、流量密度4〜20m3/(m2・min)の冷却水で前記鋼板を冷却することを特徴とするものである。 (5) Moreover, in the thing in any one of said (1) thru | or (4), the said inter-pass cooling process is the following after a steel plate passes the said reversible rolling mill in the said rolling pass (N pass). The steel sheet is cooled with cooling water having a flow density of 4 to 20 m 3 / (m 2 · min) before entering the reversible rolling mill in a rolling pass (N + 1 pass). .
(6)また、上記(1)乃至(5)のいずれかに記載のものにおいて、前記パス間冷却工程は、前記パス間冷却工程は、前記可逆式圧延機の10m以内の位置で行うことを特徴とするものである。 (6) Moreover, the thing in any one of said (1) thru | or (5) WHEREIN: The said inter-pass cooling process performs the said inter-pass cooling process in the position within 10 m of the said reversible rolling mill. It is a feature.
本発明によれば、制御圧延を含む仕上圧延によって厚鋼板を製造する場合において、圧延材の冷却待ち時間を無くし、厚鋼板の生産性を飛躍的に向上させることができる。 According to the present invention, when a thick steel plate is manufactured by finish rolling including controlled rolling, the waiting time for cooling the rolled material can be eliminated, and the productivity of the thick steel plate can be dramatically improved.
図1は本発明の一実施の形態に係る厚鋼板の製造方法に使用する圧延設備の説明図、および圧延設備に対応して鋼板の移動経路を模式的に示す模式図を併せて示してある。
図1に示す圧延設備1は、鋼板3を可逆式に搬送するテーブルローラ5と、鋼板3を圧延する可逆式圧延機7と、可逆式圧延機7の近傍(10m以内の位置)に配置された冷却設備9を備えている。
各設備を詳細に説明する。
FIG. 1 is an explanatory view of rolling equipment used in a method for producing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention, and a schematic view schematically showing a moving path of a steel plate corresponding to the rolling equipment. .
The
Each facility will be described in detail.
<テーブルローラ>
テーブルローラ5は鋼板3を可逆式に、所定の搬送速度で搬送する。
<Table roller>
The table roller 5 transports the
<可逆式圧延機>
可逆式圧延機7は、鋼板3を所定の圧下力で可逆式に圧延する。
<Reversible rolling mill>
The reversible rolling
<冷却設備> <Cooling equipment>
冷却設備9は可逆式圧延機7の近傍片側に配置されており、鋼板3の上面側に棒状の冷却水を噴射する上ヘッダユニット11と、鋼板3の下面側に棒状の冷却水を噴射する下ヘッダユニット13を備えている。
冷却設備9は、可逆式圧延機7に対して10m以内の位置に設置されており、それ故に、鋼板3を可逆式圧延機7から10m以内の位置においてパス間冷却できるようになっている。
The
The
上ヘッダユニット11及び下ヘッダユニット13共に流量密度を調整することができ、少なくとも4〜20m3/(m2・min)の範囲で調整可能である。また、上ヘッダユニット11と下ヘッダユニット13はそれぞれ独立に流量密度を調整することができる。そのため、パス間冷却工程において上下で流量密度を変えて冷却することが可能である。
Both the upper header unit 11 and the
上記のように構成された圧延設備1によって鋼板3を圧延して厚鋼板を製造する方法を説明する。
本実施の形態に係る製造方法は、鋼板を可逆式圧延機7によって熱間圧延して制御圧延開始温度でかつ制御圧延開始板厚にする前圧延工程と、該前圧延工程後に温度等を制御しながら制御圧延を行う制御圧延工程とを備えた厚鋼板の製造方法であって、
前記前圧延工程は、圧延パスのパス間において鋼板3を水冷するパス間冷却工程を備えたものである。
A method for producing a thick steel plate by rolling the
The manufacturing method according to the present embodiment includes a pre-rolling process in which a steel sheet is hot-rolled by a
The pre-rolling step includes an inter-pass cooling step in which the
製造方法を図1〜図3に基づいてさらに詳細に説明する。
図2は、本実施の形態の厚鋼板の製造方法の説明図であり、縦軸が圧延温度(℃)、横軸が圧延開始からの時間(秒)を示している。図2における黒丸は圧延パスを示している。
<前圧延工程>
前圧延工程は、1000℃以上に加熱したスラブを可逆式圧延機7によって熱間圧延して制御圧延開始温度でかつ制御圧延開始板厚にする工程である。
制御圧延開始温度は、鋼板3の温度が未再結晶温度域やその温度域に近い温度域以下(約850℃以下)である。制御圧延開始板厚は、仕上板厚によって異なるが、通常は仕上板厚の1.5倍〜2倍程度である。
A manufacturing method is demonstrated still in detail based on FIGS. 1-3.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for manufacturing a thick steel plate according to the present embodiment, in which the vertical axis indicates the rolling temperature (° C.) and the horizontal axis indicates the time (seconds) from the start of rolling. Black circles in FIG. 2 indicate rolling passes.
<Pre-rolling process>
The pre-rolling step is a step in which a slab heated to 1000 ° C. or higher is hot-rolled by a
The controlled rolling start temperature is not higher than the non-recrystallization temperature range or a temperature range close to that temperature range (about 850 ° C. or lower). The controlled rolling start plate thickness varies depending on the finished plate thickness, but is usually about 1.5 to 2 times the finished plate thickness.
本発明では、前圧延工程の途中にパス間冷却工程を備えている。そして、本実施の形態におけるパス間冷却工程は、図3において、図中右方向へ鋼板3を搬送しながら圧延するパスをNパス、Nパス後に鋼板3を図中左方向へ復動させて圧延するパスを(N+1)パスとすれば、鋼板3がNパスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、(N+1)パスのために可逆式圧延機7に入る前において鋼板3を水冷にて通過冷却するようにしている。冷却水を噴射することによる通過冷却の範囲は、鋼板搬送方向で50〜200cm程度にするのが好ましい。
In the present invention, an interpass cooling step is provided in the middle of the pre-rolling step. In the inter-pass cooling process in the present embodiment, in FIG. 3, the
なお、鋼板3が可逆式圧延機7を通過した後とは、図3(a)(c)(e)を参照すると分かるように、鋼板3における冷却対象部位が可逆式圧延機7を通過した後を意味しており、鋼板全体が可逆式圧延機7を通過することを意味するものではない。また、可逆式圧延機7に入る前とは、図3(b)(d)を参照すると分かるように、鋼板3における冷却対象部位が可逆式圧延機7に入る前を意味し、鋼板3の一部が可逆式圧延機7に入る前を意味するものではない。
In addition, after the
本実施の形態では、図1に示す冷却設備9は可逆式圧延機7の片側に配置されているので、パス間冷却工程は、鋼板3がNパスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、(N+1)パスのための可逆式圧延機7に入る前に行われるが、鋼板3が(N+1)パスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、次の圧延パス(次のNパス)のために可逆式圧延機7に入る前には行われず、この間は空冷されるのみである。
In the present embodiment, since the
パス間冷却工程において、本実施の形態では、冷却水の流量密度を制御して、流量密度4〜20m3/(m2・min)になるようにしている。
これは想定される複数種類の仕上板厚の鋼板について、パス間冷却を実施して最適な流量密度を求めたものである。パス間冷却の実施の結果を表1に示す。
This is the result of determining the optimum flow density by performing inter-pass cooling on a plurality of types of finished steel plate thicknesses. The results of the interpass cooling are shown in Table 1.
表1に示すように、流量密度を4〜20m3/(m2・min)にすることで、想定される全ての板厚の鋼板について、冷却待ち時間をなくして目的の制御圧延開始温度でかつ制御圧延開始板厚まで連続して圧延を行うことができる。そのため、圧延時間の短縮ができ、生産性の向上を図ることができる。流量密度が4m3/(m2・min)未満では本発明のパス間冷却を行う能力が不足し、20m3/(m2・min)超えでは不必要な過大な能力を有する冷却設備となって経済的ではない。 As shown in Table 1, by setting the flow density to 4 to 20 m 3 / (m 2 · min), it is possible to eliminate the cooling waiting time and to achieve the target controlled rolling start temperature for the steel plates having all the assumed thicknesses. And it can roll continuously to control rolling start board thickness. Therefore, rolling time can be shortened and productivity can be improved. If the flow density is less than 4 m 3 / (m 2 · min), the ability to perform inter-pass cooling of the present invention is insufficient, and if it exceeds 20 m 3 / (m 2 · min), it becomes a cooling facility having an unnecessary excessive capacity. Not economical.
上記の例では仕上板厚が厚くなるほど流量密度を大きく設定しているが、仕上板厚にかかわらず流量密度を一定にしてもよい。この場合には、流量密度を10m3/(m2・min)超〜20m3/(m2・min)にするのが好ましい。 In the above example, the flow density is set larger as the finishing plate thickness is thicker. However, the flow density may be constant regardless of the finishing plate thickness. In this case, it is preferable that the flow rate density is more than 10 m 3 / (m 2 · min) to 20 m 3 / (m 2 · min).
なお、先行文献1に示されたように、制御圧延開始前において、制御圧延開始板厚まで圧延した後、冷却設備によって制御圧延開始温度まで冷却する方式の場合と比較してどの程度圧延時間を短縮できるかについて調査したので、これについて説明する。
従来の比較例として、表1に示したのと同様の仕上板厚、制御圧延開始温度の鋼板について、制御圧延前において、制御圧延開始板厚まで圧延した後、シャワー方式の冷却設備によって制御圧延開始温度まで冷却する方式で厚鋼板を製造した結果を表2に示す。
In addition, as shown in the
As a conventional comparative example, a steel sheet having the same finishing plate thickness and controlled rolling start temperature as shown in Table 1 is rolled to the controlled rolling start plate thickness before the controlled rolling, and then controlled rolling by a shower type cooling facility. Table 2 shows the result of manufacturing the thick steel plate by cooling to the starting temperature.
表1と表2を比較すると分かるように、例えば仕上板厚20mm(表1、2のC欄参照)をみると、本発明方法の場合は180secであるのに対して、比較例では214secかかっており、本発明方法によれば圧延時間34secを短縮できることが分かる。他の例を見ても、約20秒〜50秒程度の圧延時間短縮がされている。 As can be seen from a comparison between Table 1 and Table 2, for example, when looking at a finishing plate thickness of 20 mm (see column C in Tables 1 and 2), the method of the present invention takes 180 seconds, whereas the comparative example takes 214 seconds. It can be seen that the rolling time of 34 sec can be shortened according to the method of the present invention. Looking at other examples, the rolling time is shortened by about 20 to 50 seconds.
図4は、本発明方法と比較例の各場合の一例について圧延温度と圧延開始からの時間の関係を示したグラフであり、黒丸が本発明方法を示し、白三角が比較例を示している。図4に示されるように、本発明例ではパス間冷却を実施することで圧延機の冷却待ち時間が発生せず、仕上げ圧延に要する時間を短縮できるのである。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rolling temperature and the time from the start of rolling for an example of each case of the method of the present invention and the comparative example, where the black circle indicates the method of the present invention and the white triangle indicates the comparative example. . As shown in FIG. 4, in the example of the present invention, the cooling waiting time of the rolling mill does not occur by performing inter-pass cooling, and the time required for finish rolling can be shortened.
以上のように、本実施の形態では、圧延しながらパス間で冷却を行うため、圧延機の冷却待ち時間がなく、圧延時間を短縮して、厚鋼板の製造効率を高めることができる。 As mentioned above, in this Embodiment, since it cools between passes, rolling, there is no cooling waiting time of a rolling mill, rolling time can be shortened and the manufacturing efficiency of a thick steel plate can be improved.
また、本実施の形態においては、冷却設備9を可逆式圧延機7の片側にのみ設置し、鋼板3がNパスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、(N+1)パスのために可逆式圧延機7に入る前においてのみパス間冷却を行い、鋼板3が(N+1)パスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、次の圧延パスのために可逆式圧延機7に入る前においては空冷するようにしたので、空冷の期間に復熱により鋼板3の材質を向上させることができる。なお、復熱とは、冷却された表面と冷却途中の内部との温度勾配が時間と共に緩和される結果、表面温度が上昇する現象をいう。
Moreover, in this Embodiment, the
もっとも、冷却設備9を可逆式圧延機7の両側に設置して、鋼板3がNパスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、(N+1)パスのために可逆式圧延機7に入る前においてパス間冷却を行い、さらに鋼板3が(N+1)パスにおいて可逆式圧延機7を通過した後、次の圧延パスのために可逆式圧延機7に入る前においてもパス間冷却を行うようにしてもよい。このように可逆式圧延機7の両側でパス間冷却を行うようにすると、板厚が厚い場合などで、冷却効率を高くして、冷却水量を削減できるという効果がある。
However, after the
1 圧延設備
3 鋼板
5 テーブルローラ
7 可逆式圧延機
9 冷却設備
11 上ヘッダユニット
13 下ヘッダユニット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記前圧延工程は、圧延パスのパス間において前記鋼板を水冷するパス間冷却工程を備えたことを特徴とする厚鋼板の製造方法。 A pre-rolling process in which a steel sheet is hot-rolled by a reversible rolling mill to have a controlled rolling start temperature and a controlled rolling start plate thickness, and a controlled rolling process in which controlled rolling is performed while controlling the temperature and the like after the pre-rolling process. A method for producing a thick steel plate, comprising:
The said pre-rolling process was equipped with the cooling process between passes which water-cools the said steel plate between the passes of a rolling pass, The manufacturing method of the thick steel plate characterized by the above-mentioned.
The method for producing a thick steel plate according to any one of claims 1 to 5, wherein the inter-pass cooling step is performed at a position within 10 m of the reversible rolling mill.
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