JP2014069190A

JP2014069190A - 熱間圧延設備及び熱間圧延方法

Info

Publication number: JP2014069190A
Application number: JP2012214517A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takahashi; 英幸高橋
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-21
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP6028494B2

Abstract

【課題】リフト材及び追越材の組合せの自由度を上げ、追越圧延の適用性向上を図ることができる熱間圧延設備及び熱間圧延方法を提供する。
【解決手段】可逆式熱間圧延機３の上流側に保持装置２を配置して、リフト材を選択し、追越材を適正に割り付けて組み合わせることによって、保持装置２を用いた追い越し圧延を適切に行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱間圧延設備及びそれを用いた熱間圧延方法に関する。

従来より、厚板圧延においては、制御圧延（Controlled Rolling；ＣＲ）の際に、制御圧延を行う時の温度（制御圧延開始温度）が低くかつ制御圧延を行うときの板厚（制御圧延開始板厚）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、熱間圧延機近傍の搬送テーブル上で制御圧延開始温度になるまで圧延材を待機させていた。その結果、その冷却待ちによって熱間圧延機に空き時間が発生し、圧延能率が阻害されるという問題が生じており、その対策として特許文献１のような圧延材の保持装置を用いた追い越し圧延によって、圧延能率を向上させる技術が記載されている。

特許第４８５３０００号公報

従来の追越圧延は、リフト設備で持ち上げる制御圧延材（以下、リフト材と呼ぶことがある）と、制御圧延材の冷却時間内に圧延完了することができる通常圧延材（以下、追越材と呼ぶことがある）の組合せが連続して抽出されたときのみ実施可能である。
しかしながら、抽出順は圧延状況に左右されるため、それらの組合せを意図して連続抽出することは困難であり、追越圧延を適用できる機会が少ない。

また、連続して抽出できたとしても、一枚のリフト材に組み合わせることができる追越材枚数が少なく、効率向上効果が十分に得られないことがあった。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リフト材と追越材との組合せの自由度を上げ、追越圧延の適用性向上を図ることができる熱間圧延設備及び熱間圧延方法を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、リフト材の当初予定の温度調整パス（リフトアップするパス）を変更し、温度調整に要する時間をコントロールすることで、リフト材と追越材との組合せの自由度が上がることを知見した。
本発明は、本発明者による上記知見に基づくものであり、上記課題を解決するためのある実施形態に係る熱間圧延設備は、可逆式熱間圧延機の上流側に、制御圧延材である第１のスラブを搬送テーブル上から後続の第２のスラブが通過できる場所に待機させ、当該第１のスラブを空冷するための保持部を備え、
第２のスラブの圧延時間よりも、第１のスラブの空冷時間と当該第１のスラブと第２のスラブとの入替時間との和が小さい場合に、第１のスラブが前記保持部によって空冷される前の可逆式熱間圧延機による圧延パスを１パス分少なくする制御を行う制御部を備える。
ここで、上記熱間圧延設備においては、第２のスラブが複数あってもよい。この場合、上記「第２のスラブの圧延時間」は、「複数の第２のスラブの圧延時間の和」となる。

また、本発明のある実施形態に係る熱間圧延方法は、制御圧延材である第１のスラブを可逆式熱間圧延機にて所定板厚まで粗圧延する第１の圧延工程と、
当該第１のスラブを保持部によって搬送テーブル上から後続の第２の圧延材が通過できる場所に待機させる待機工程と、
第２のスラブを前記可逆式熱間圧延機に送って圧延を行うとともに、待機装置で待機させた第１のスラブを搬送テーブル上に戻して再び前記可逆式熱間圧延機に送って仕上圧延を行う第２の圧延工程とを含む熱間圧延方法であって、
前記第１の圧延工程は、第２のスラブの圧延時間よりも、第１のスラブの空冷時間と当該第１のスラブと第２のスラブとの入替時間との和が小さい場合に、圧延パスを１パス分少なくする。
また、上記熱間圧延設備と同様に、本発明のある実施形態に係る熱間圧延方法においては、第２のスラブが複数あってもよい。この場合、上記「第２のスラブの圧延時間」は、「複数の第２のスラブの圧延時間の和」となる。

以上説明したように、本発明によれば、リフト材及び追越材の組合せの自由度を上げ、追越圧延の適用性向上を図ることができる熱間圧延設備及び熱間圧延方法を提供することができる。

本発明のある実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた熱間圧延方法の手順を示す概略図である。本発明のある実施形態に係る熱間圧延方法の手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の熱間圧延方法の手順を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の熱間圧延方法の手順を示す概略図であり、（ａ）は「追越圧延組合せ処理」を用いていない態様、（ｂ）は「追越圧延組合せ処理」を用いた態様である。また、図２は、本発明の第１の実施形態に係る熱間圧延方法の手順を示すフローチャートである。
図１に示すように、本実施形態に係る熱間圧延設備は、上流側から順に、加熱炉１と、待機装置としての保持装置２と、可逆式熱間圧延機３と、制御装置４とを備えている。

ここで、保持装置２は、可逆式熱間圧延機３の上流側に設けられ、高温の圧延材を搬送テーブル上から後続の圧延材が通過できる高さに持ち上げて保持し、所定温度になるまで空冷・待機させるためのものである。また、本実施形態では、圧延材を保持装置２によって保持（リフト）された状態で当該圧延材を冷却する空冷方式による圧延材の冷却を採用している。

ここで、この熱間圧延設備を利用して、制御圧延材（リフト材；第１のスラブＡ）、及び通常圧延材（追越材；第２のスラブＢ）の圧延を行う場合には、図１（ａ）に示すように、以下の「第１の圧延工程」、「待機工程」、「第２の圧延工程」、及び「第３の圧延工程」がこの手順で行われる。ここで、制御圧延材は冷却待ちを要する鋼材の例として挙げたものであり、通常圧延材は冷却待ちを要しない鋼材の例として挙げたものである。
なお、可逆式熱間圧延機３において制御圧延材を圧延する際に、スラブ厚（例えば、２１５ｍｍ）から制御圧延開始板厚（例えば、８０ｍｍ）までの圧延を粗圧延と呼び、制御圧延開始板厚から仕上板厚（仕上圧延後の板厚）までの圧延を仕上圧延と呼ぶことにする。

［第１の圧延工程］
まず、加熱炉１で所定温度（例えば、１１５０℃）に加熱された第１のスラブＡは、搬送テーブル上を搬送され、保持装置２をそのまま通過して可逆式熱間圧延機３へ送られ、可逆式熱間圧延機３で第１のスラブＡの粗圧延が行われる。
［待機工程］
次に、粗圧延を終了した第１のスラブＡは、保持装置２に送られ、保持装置２によって搬送テーブル上から持ち上げられて保持される。

［第２の圧延工程］
続いて、可逆式熱間圧延機３での第１のスラブＡの粗圧延の進行に合わせて、第２のスラブＢが加熱炉１から抽出され、保持装置２をそのまま通過し、保持装置２に持ち上げられている第１のスラブＡを追い越して可逆式熱間圧延機３に送られる。
その後、可逆式熱間圧延機３に送られた第２のスラブＢは、所定の仕上板厚まで圧延された後、精整工程へ送られる。一方、保持装置２に保持されている第１のスラブＡは、第２のスラブＢの圧延中に搬送テーブル上に戻され、制御圧延可能な温度まで空冷される。

［第３の圧延工程］
そして、制御圧延可能な温度まで空冷された第１のスラブＡは、可逆式熱間圧延機３に送られ、所定の仕上板厚まで圧延された後、精整工程へ送られる。
しかし、図１（ａ）に示すように、上記待機工程に要する第１のスラブＡの温調時間（ｔ_３）が、第２のスラブＢの圧延時間ｔ_１と、当該第２のスラブＢと第１のスラブＡとの入れ替え時間ｔ_２（図中、省略している）との和よりも少ないと、適正な追い越し圧延が行えない可能性がある。
そこで、本実施形態の熱間圧延方法では、図１（ｂ）に示すように、「追越圧延組合せ処理」が行われる。この「追越圧延組合せ処理」は、「リフト材選択工程」と、「追越材割付工程」と、「判別工程」とを含む処理である。

［リフト材選択工程］
まず、加熱炉１内のスラブからリフト材を選択する（Ｓ１）。
ここで、リフト材を選択する条件としては、ＣＲ材であり、温調厳格材でなければよい。温調厳格材とは、品質設計上、温調を行う寸法・温度条件が厳密に指定されている材料を指す。その他の条件としては、温調（リフト空冷）時の予測厚（例えば、４０〜２００ｍｍ）や、温調（リフト空冷）時の予測幅（例えば、１．５〜４．２ｍ）や、温調（リフト空冷）時の予測長（例えば、４〜１５ｍ）や、実績重量（例えば、３０ｔ以下）が考慮される。

［追越材割付工程］
次に、加熱炉１内のスラブから追越材を選択する（Ｓ２）。
ここで、追越材を選択する条件としては、以下（ａ），（ｂ）が挙げられる。
（ａ）当該追越圧延材の圧延時間ｔ_１と、当該圧延材と追越材との入れ替え時間ｔ_２との和が、リフト空冷時間ｔ_３よりも小さいこと。
（ｂ）既に当該追越材が、追越材として指定されている圧延材でないこと。
したがって、上記追越材の割付条件が成立しなかった場合（Ｓ２Ａ−Ｎｏ）、従来では、このまま追越材の組合せ処理自体が終了したが、本実施形態では、後述する判別工程に移行する。
一方、上記追越材の割付条件が成立した場合（Ｓ２Ａ−Ｙｅｓ）、制御部４によって追越材の割付が実行される（Ｓ２Ｂ）と共に、再び追越材割付工程（Ｓ２）が行われる。

［判別工程］
判別工程では、リフト空冷時間ｔ_３の不足時間が所定時間以内（例えばＸ秒以下）か否かを、制御部４が判別する（Ｓ３）。この制御部４による判別は、リフト空冷時間ｔ_３の不足時間が所定時間以内、すなわち、ｔ_３＜ｔ_１＋ｔ_２を満たす場合、制御部４が、元々のリフト空冷パスから１パス前に変更、すなわち、圧延パスを１パス分少なくする処理を行うものである（Ｓ４）。

そして、リフト空冷パスが調整・幅出しフェーズではなく（Ｓ５−Ｙｅｓ）、かつリフト空冷パスの寸法が上記寸法制約を満足した（Ｓ６−Ｙｅｓ））ことを条件に、制御部４がリフト空冷時間を再計算し（Ｓ７）、圧延パススケジュールを再計算（Ｓ８）して、再び追越材の選択を行う。このとき、リフト材（スラブＡ）の温調開始温度は当初より高くなっており、かつ板厚も厚くなっているので温度調整時間（＝リフト空冷時間）ｔ_３が延びることになる。その結果、この間に追越材Ｂの圧延を行うことができる。

一方、リフト空冷時間ｔ_３の不足時間が所定時間以内でなかったり（Ｓ３−Ｎｏ）、リフト空冷パスが調整・幅出しフェーズ（１パス上流パスへ変更すると温調パスが調整／幅出しフェーズになってしまう場合）であったり（Ｓ５−Ｎｏ）、又はリフト空冷パスの寸法が上記寸法制約を満足しなかった（Ｓ６−Ｎｏ））場合は、制御部４が追越材の組合せ処理を終了する（Ｓ９）。
このように、本実施形態によれば、リフト材の温調時間ｔ_３とそれに続く追越材の圧延時間ｔ_１等とに基づいてリフト材の粗圧延からリフトするタイミングを制御するようにしたので、リフト材と追越材との組合せの自由度を上げ、追越圧延の適用性向上を図ることができる熱間圧延設備及び熱間圧延方法を提供することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の熱間圧延方法の手順を示す概略図であり、（ａ）は「追越圧延組合せ処理」を用いていない態様、（ｂ）は「追越圧延組合せ処理」を用いた態様である。本実施形態は、追越材（スラブＢ，Ｃ）を複数にした以外は、上述の実施形態と同様の構成であるので、上述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態は、リフト材（スラブＡ）の本来のパスよりも１パス前に変更した結果、延びた温度調整時間（＝リフト空冷時間）ｔ_３が、２本の追越材（スラブＢ，Ｃ）の圧延時間の和ｔ_１とリフト材（スラブＡ）と追越材（スラブＢ，Ｃ）との入れ替え時間ｔ_２（図中、省略している）との和よりも長い態様を示している。
このように、本実施形態によれば、リフト材の温調時間ｔ_３とそれに続く複数の追越材の圧延時間ｔ_１等とに基づいてリフト材の粗圧延からリフトするタイミングを制御するようにしたので、追越本数を増加させ、圧延効率を向上させることができる。

ここで、上述の各実施形態においては、圧延材の待機装置として、圧延材を搬送テーブル上から後続の圧延材が通過できる高さに持ち上げて保持する保持装置を用いている。これは、そのような保持装置であれば、圧延材を搬送テーブル上から移動したり、圧延材を搬送テーブル上に戻したりするのが容易であるからであるが、本発明は、それに限定されることはなく、例えば、圧延材を搬送テーブル上から横方向に移動させて、後続の圧延材が通過できるようにする横移動式の待機装置を用いてもよい。
以上、上述の実施形態においては、圧延材が鋼材の場合を例にして説明したが、本発明は、それに限定されることはなく、圧延材がアルミニウム等の非鉄金属材料の場合にも適用することができる。

１加熱炉
２保持装置
３可逆式熱間圧延機
４制御部

Claims

可逆式熱間圧延機の上流側に、制御圧延材である第１のスラブを搬送テーブル上から後続の第２のスラブが通過できる場所に待機させ、当該第１のスラブを空冷するための保持部を備え、
第２のスラブの圧延時間よりも、第１のスラブの空冷時間と当該第１のスラブと第２のスラブとの入替時間との和が小さい場合に、第１のスラブが前記保持部によって空冷される前の可逆式熱間圧延機による圧延パスを１パス分少なくする制御を行う制御部を備えたことを特徴とする熱間圧延設備。
第２のスラブが複数あることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延設備。
制御圧延材である第１のスラブを可逆式熱間圧延機にて所定板厚まで粗圧延する第１の圧延工程と、
当該第１のスラブを保持部によって搬送テーブル上から後続の第２の圧延材が通過できる場所に待機させる待機工程と、
第２のスラブを前記可逆式熱間圧延機に送って圧延を行うとともに、待機装置で待機させた第１のスラブを搬送テーブル上に戻して再び前記可逆式熱間圧延機に送って仕上圧延を行う第２の圧延工程とを含む熱間圧延方法であって、
前記第１の圧延工程は、第２のスラブの圧延時間よりも、第１のスラブの空冷時間と当該第１のスラブと第２のスラブとの入替時間との和が小さい場合に、圧延パスを１パス分少なくすることを特徴とする熱間圧延方法。
第２のスラブが複数あることを特徴とする請求項３に記載の熱間圧延方法。