JP2012024805A - Method for manufacturing bar steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車や建設機械の部品素材として用いられる棒鋼の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a steel bar used as a part material of, for example, an automobile or a construction machine.
自動車や建設機械の部品素材として用いられる棒鋼は、通常、連続鋳造機等で断面矩形状に鋳造された鋼片(ブルーム)を加熱炉で所定温度に加熱した後、粗圧延機により断面方形状に圧延し、さらに仕上圧延機で断面円形状に圧延して製造される。
この場合、靭性などの機械的特性を改善するために、粗圧延機で断面方形状に圧延された鋼片を所定温度に冷えるまで放置することで仕上圧延温度を低温化することが行われている。そこで、水冷装置により所定温度に冷却すれば、冷却の高能率化ができると期待される。しかし、粗圧延機で断面方形状に圧延された鋼片を冷却する水冷装置として、鋼片の表面全体に冷却水を吹き付けて鋼片を冷却する方式のものを用いると、鋼片の角部が冷却水によって過冷却され、材質の均一な棒鋼を製造することが難しくなるという問題が生じる。
このような問題は熱延鋼板を熱間圧延工程で水冷する場合にも発生し、特許文献1には、スプレイヘッダーからの冷却水が熱延鋼板の上面中央部のみに散水されるように熱延鋼板の上面エッジ部をエッジマスクによりマスクして熱延鋼板エッジ部の過冷却を防止する技術が記載されている。
Steel bars used as parts for automobiles and construction machinery are usually formed by heating a steel slab (bloom), which has been cast into a rectangular cross section with a continuous casting machine, to a predetermined temperature in a heating furnace, and then using a rough rolling mill with a rectangular cross section. And then rolled into a circular cross section with a finishing mill.
In this case, in order to improve the mechanical properties such as toughness, the finish rolling temperature is lowered by leaving the steel slab rolled into a square cross section with a roughing mill until it cools to a predetermined temperature. Yes. Therefore, it is expected that cooling efficiency can be improved by cooling to a predetermined temperature with a water cooling device. However, as a water-cooling device for cooling a steel slab rolled into a square cross-section with a rough rolling mill, when using a system that cools the steel slab by blowing cooling water over the entire surface of the steel slab, Is overcooled by the cooling water, which makes it difficult to produce a steel bar having a uniform material.
Such a problem also occurs when the hot-rolled steel sheet is water-cooled in the hot rolling process, and Patent Document 1 discloses that the cooling water from the spray header is sprayed only on the center of the upper surface of the hot-rolled steel sheet. A technique for preventing overcooling of an edge portion of a hot-rolled steel sheet by masking the upper edge portion of the rolled steel sheet with an edge mask is described.
しかしながら、粗圧延機で断面矩形状に圧延された鋼片を水冷装置により冷却する際に特許文献1に記載された技術を適用すると、図5に示すように、粗圧延後の鋼片である中間圧延素材4の上側角部4a,4bが過冷却となることを防止できるが、中間圧延素材4の下側角部4b,4cは下方からの冷却水8と左右方向からの冷却水8によって過冷却されてしまうという問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、粗圧延機で断面方形状に圧延された鋼片を水冷装置により所定温度に冷却する際に、鋼片の角部が冷却水によって過度に冷却されることを抑制して材質の均一な棒鋼を製造することのできる棒鋼の製造方法を提供することにある。
However, when the technique described in Patent Document 1 is applied to cool a steel slab rolled into a rectangular cross section with a rough rolling mill with a water cooling device, the steel slab after rough rolling is obtained as shown in FIG. Although it is possible to prevent the
The present invention has been made in view of the above-described circumstances. The purpose of the present invention is to reduce the corner of the steel slab when the steel slab rolled into a square cross section by a roughing mill is cooled to a predetermined temperature by a water cooling device. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a steel bar that can suppress the excessive cooling by cooling water and manufacture a steel bar having a uniform material.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る発明は、鋼片を所定温度に加熱した後、断面方形状に粗圧延し、次いで前記鋼片を水冷装置により所定温度に冷却した後、断面円形状に仕上圧延して棒鋼を製造する方法であって、前記水冷装置で冷却水を前記鋼片の上下面全体に吹き付けると共に、前記鋼片の表面で跳ね返る圧力の冷却水を前記鋼片の左右側面中央部に吹き付けて前記鋼片を所定温度に冷却することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1 of the present invention, a steel slab is heated to a predetermined temperature, and then roughly rolled into a square cross section, and then the steel slab is cooled to a predetermined temperature by a water cooling device. Then, a method of producing a steel bar by finish rolling into a circular cross section, wherein the cooling water is sprayed on the entire upper and lower surfaces of the steel slab by the water cooling device, and the cooling water having a pressure that rebounds on the surface of the steel slab The steel slab is cooled to a predetermined temperature by spraying on the left and right side central portions of the steel slab.
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の棒鋼の製造方法において、前記水冷装置として、前記冷却水を左右方向から噴射して前記左右側面中央部に吹き付ける複数の冷却水噴射ノズルを上下に配列し、該複数の冷却水噴射ノズルへの給水を遮断する複数の給水遮断弁と、該給水遮断弁を前記鋼片の厚さに応じて開閉制御する制御装置とを有する水冷装置を用いて、前記鋼片を所定温度に冷却することを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明によれば、粗圧延機で断面方形状に圧延された鋼片を水冷装置により所定温度に冷却するに際して、冷却水を鋼片の上下面全体に吹き付けると共に、鋼片の表面で跳ね返る圧力の冷却水を鋼片の左右側面中央部に吹き付けることで、鋼片の左右側面中央部に吹き付けられた冷却水は鋼片の側面で左右方向に跳ね返るので、鋼片の角部が冷却水によって過度に冷却されることを抑制して材質の均一な棒鋼を製造することができる。
請求項2に係る発明によれば、水冷装置の冷却水噴射ノズルから鋼片の左右側面に噴射される冷却水の噴射領域を粗圧延機で断面方形状に圧延された鋼片の厚さに応じて任意に調整することができる。
According to the first aspect of the present invention, when cooling a steel slab rolled into a square cross section with a roughing mill to a predetermined temperature by a water cooling device, the cooling water is sprayed on the entire upper and lower surfaces of the steel slab, By blowing cooling water with a pressure that bounces on the surface to the center of the left and right sides of the steel slab, the cooling water sprayed to the center of the left and right side of the steel slab rebounds in the left and right direction on the side of the steel slab. It is possible to manufacture a steel bar having a uniform material while suppressing excessive cooling by cooling water.
According to the invention which concerns on
以下、図1〜図4を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図中符号1は連続鋳造機で断面矩形状に鋳造された鋼片(ブルーム)2を加熱する加熱炉であって、この加熱炉1で加熱された鋼片2は図示しない搬送ローラテーブルにより粗圧延機3に搬送されるようになっている。
粗圧延機3は加熱炉1で加熱された鋼片2を正方形の断面形状に圧延するものであって、この粗圧延機3で圧延された鋼片2は断面が正方形の中間圧延素材4となり、粗圧延機3の後段に設置された水冷装置5に供給されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the figure, reference numeral 1 denotes a heating furnace for heating a steel slab (bloom) 2 cast in a rectangular cross section by a continuous casting machine. The
The rough rolling
水冷装置5は粗圧延機3で圧延された鋼片である中間圧延素材4を所定温度に冷却するものであって、この水冷装置5で冷却された中間圧延素材4は仕上圧延機6に供給され、ここで断面円形状に仕上圧延されることによって棒鋼7となる。
図2に示すように、水冷装置5は中間圧延素材4の表面に冷却水8A,8Bを上下方向と左右方向から噴射する複数の冷却水噴射ノズル9A,9Bを有し、これらの冷却水噴射ノズル9A,9Bのうち冷却水噴射ノズル9Bは複数の冷却水噴射ノズルが上下方向に配列されるとともに、中間圧延素材4の表面で跳ね返る圧力の冷却水8Bを噴出するように構成されている。
The
As shown in FIG. 2, the
また、水冷装置5は冷却水噴射ノズル9Bへの給水を遮断する複数の給水遮断弁10と、これらの給水遮断弁10を開閉制御する制御装置11とを有し、制御装置11は中間圧延素材4の厚さに応じて給水遮断弁10を開閉制御するように構成されている。
加熱炉1で加熱された鋼片2を熱間圧延して棒鋼7を製造する際に、粗圧延機3で断面方形状に圧延された鋼片である中間圧延素材4を冷却する水冷装置として、図2に示した水冷装置5を用いると、水冷装置5の冷却水噴射ノズル9Aから噴出した冷却水8Aは中間圧延素材4の上下面全体に吹き付けられ、水冷装置5の冷却水噴射ノズル9Bから噴出した冷却水8Bは中間圧延素材4の左右側面中央部に吹き付けられる。このとき、冷却水噴射ノズル9Bから中間圧延素材4の左右側面中央部に吹き付けられた冷却水8Bは、図2に示すように、中間圧延素材4の側面で左右方向に跳ね返るので、冷却水噴射ノズル9A,9Bからの冷却水8A,8Bによって中間圧延素材4の角部4a,4b,4c,4dが過度に冷却されることはない。
The
As a water-cooling device that cools the intermediate rolling
図3は中間圧延素材4の冷却から仕上圧延に至るまでの温度変化を伝熱解析によって求めた結果を示し、図3からも明らかなように、水冷装置5で冷却された中間圧延素材4は各面で均一な温度分布となって仕上圧延が開始される。
従って、上述した本発明の一実施形態のように、水冷装置5で冷却水8Aを中間圧延素材4の上下面全体に吹き付けると共に、中間圧延素材4の表面で跳ね返る圧力の冷却水8Bを中間圧延素材4の左右側面中央部に吹き付けることで、中間圧延素材4を水冷装置5で所定温度に冷却する際に中間圧延素材4の角部4a,4b,4c,4dが過度に冷却されてしまうことがないので、材質の均一な棒鋼7を製造することができる。
FIG. 3 shows the result of obtaining the temperature change from the cooling of the intermediate rolling
Therefore, as in the above-described embodiment of the present invention, the
また、中間圧延素材4を冷却する水冷装置として、上述した本発明の一実施形態のように、中間圧延素材4の表面に冷却水8A,8Bを上下方向と左右方向から噴射する複数の冷却水噴射ノズル9A,9Bと、これらの冷却水噴射ノズル9A,9Bのうち冷却水8Bを左右方向から噴射する冷却水噴射ノズル9Bへの給水を遮断する複数の給水遮断弁10と、これらの給水遮断弁10を中間圧延素材4の厚さに応じて開閉制御する制御装置11とを有する水冷装置5を用いると、図2及び図4に示すように、冷却水噴射ノズル9Bから中間圧延素材4の表面に噴射される冷却水8Bの噴射領域を中間圧延素材4の厚さに応じて任意に調節することができる。
次に、表1を参照して、本発明の実施例と比較例について説明する。
Moreover, as a water-cooling device for cooling the intermediate rolling
Next, referring to Table 1, examples of the present invention and comparative examples will be described.
表1の実施例は、中間圧延素材を図2に示した水冷装置により冷却した後、仕上圧延を施して得られた棒鋼(直径180mm)の仕上圧延終了直後の表面温度を放射温度計によって測定すると共に棒鋼の機械的特性を調査した結果を示している。
また、表1の比較例は中間圧延素材を図5に示す方法で冷却した後、仕上圧延を施して得られた棒鋼(直径180mm)の仕上圧延終了直後の表面温度を放射温度計によって測定すると共に棒鋼の機械的特性を調査した結果を示している。
In the examples of Table 1, the surface temperature immediately after finishing rolling of a steel bar (diameter: 180 mm) obtained by performing finish rolling after cooling the intermediate rolling material with the water-cooling device shown in FIG. 2 is measured by a radiation thermometer. And the result of investigating the mechanical properties of steel bars is shown.
Moreover, the comparative example of Table 1 measures the surface temperature immediately after completion | finish of finish rolling of the steel bar (diameter 180mm) obtained by performing finish rolling after cooling an intermediate rolling raw material by the method shown in FIG. In addition, the results of the investigation of the mechanical properties of steel bars are shown.
表1の実施例と比較例とを比較すると、比較例では棒鋼の仕上圧延終了直後の表面温度が610〜750℃であるのに対し、実施例では棒鋼の仕上圧延終了直後の表面温度が650〜750℃となり、比較例よりも温度分布のバラツキが小さいことがわかる。
また、比較例では棒鋼の引張り強度が877〜950MPaであるのに対し、実施例では棒鋼の引張り強度が881〜902MPaとなり、比較例よりも引張り強度のバラツキが小さいことがわかる。
Comparing the examples in Table 1 with the comparative examples, the surface temperature immediately after the finish rolling of the steel bar is 610 to 750 ° C. in the comparative example, whereas the surface temperature immediately after the finish rolling of the steel bar is 650 in the working example. It is ˜750 ° C., and it can be seen that the variation in temperature distribution is smaller than that of the comparative example.
Further, in the comparative example, the tensile strength of the steel bar is 877 to 950 MPa, whereas in the example, the tensile strength of the steel bar is 881 to 902 MPa, which shows that the variation in tensile strength is smaller than that of the comparative example.
1…加熱炉
2…鋼片
3…粗圧延機
4…中間圧延素材
4a,4b,4c,4d…中間圧延素材の角部
5…水冷装置
6…仕上圧延機
7…棒鋼
8A,8B…冷却水
9A,9B…冷却水噴射ノズル
10…給水遮断弁
11…制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heating
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