JP2014124658A - 冷間圧延設備及び冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造可能な鋼帯の最大板厚を大きくすることで、製造可能範囲を拡大し、生産性を高めることができる冷間圧延設備及び冷間圧延方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかる冷間圧延設備は、製品となる定常板厚部の少なくとも一端に、圧延により定常板厚部よりも板厚が薄い板厚マイナス部が形成された鋼帯を製造する冷間圧延機を備える。定常板厚部の板厚は、冷間圧延機の後工程に設けられた、鋼帯の端部を、他の鋼帯又はツナギ材と接続する溶接機の加工可能な最大板厚よりも厚く、板厚マイナス部の板厚は、溶接機の加工可能な最大板厚以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷間圧延設備及び冷間圧延方法に関する。

冷延高炭素特殊鋼帯の製造工程は、熱延酸洗材を素材として、以下のような３パターンの製造工程に大別される。
（１）一次焼鈍→圧延→電解洗浄→二次焼鈍→調質圧延→精整→出荷
（２）圧延→電解洗浄→焼鈍→調質圧延→精整→出荷
（３）焼鈍→圧延→電解洗浄→精整→出荷
電解洗浄や焼鈍を行う設備が連続処理設備である場合には、洗浄や焼鈍を連続的に行うことができるよう、連続処理設備の前段に設けられた溶接機によって、先行鋼帯の末端と後行鋼帯の先端が順次溶接により接合され、連続的な材料として、連続処理設備に供給される。

ここで、溶接機によって接合可能な最大板厚が、他の設備で加工可能な最大板厚よりも小さい場合には、その設備の製造可能な最大板厚は、溶接機の能力ネックにより、溶接機の接合可能な最大板厚に定まる。

そのため、既存の製造設備で製造可能な鋼帯の最大板厚を大きくしようとすれば、製造ネックとなる溶接機に投資を行って、新規設備への代替や既存設備の改造を行い、溶接機の能力を向上させなければならない。しかしながら、新規設備への代替や既存設備の改造は、費用や設置スペースの問題から難しい。さらに、冷延特殊鋼の溶接では、溶接可能な板厚を上げようとすると溶接時の入熱量を増大させなければならず、溶接部の焼入れ硬化による鋼板破断の危険性が増すといった技術的な問題も加わる。

本発明は、上記のような問題点に対しなされたものであり、設備投資を行うことなく、製造可能な鋼帯の板厚の製造可能範囲を拡大し、生産性を向上させることができる冷間圧延設備及び冷間圧延方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記のような目的を達成するため、以下のような特徴を有している。
［１］製品となる定常板厚部の少なくとも一端に、圧延により前記定常板厚部よりも板厚が薄い板厚マイナス部が形成された鋼帯を製造する冷間圧延機を備え、
前記定常板厚部の板厚は、前記冷間圧延機の後工程に設けられた、前記鋼帯の端部を、他の鋼帯又はツナギ材と接続する溶接機の加工可能な最大板厚よりも厚く、
前記板厚マイナス部の板厚は、前記溶接機の加工可能な前記最大板厚以下であることを特徴とする冷間圧延設備。
［２］前記板厚マイナス部の長さは、前記冷間圧延機の後工程において発生する不良部分の長さに設定されることを特徴とする［１］に記載の冷間圧延設備。
［３］前記定常板厚部の板厚は、前記板厚マイナス部の最小板厚の２倍以下であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の冷間圧延設備。
［４］製品となる定常板厚部の少なくとも一端に、圧延により前記定常板厚部よりも板厚が薄い板厚マイナス部が形成された鋼帯を冷間圧延機によって製造し、
前記定常板厚部の板厚は、前記冷間圧延機の後工程に設けられた、前記鋼帯の端部を、他の鋼帯又はツナギ材と接続する溶接機の加工可能な最大板厚よりも厚く、
前記板厚マイナス部の板厚は、前記溶接機の加工可能な前記最大板厚以下とすることを特徴とする冷間圧延方法。
［５］前記板厚マイナス部の長さは、前記冷間圧延機の後工程において発生する不良部分の長さに設定されることを特徴とする［４］に記載の冷間圧延方法。
［６］前記定常板厚部の板厚は、前記板厚マイナス部の最小板厚の２倍以下であることを特徴とする［４］又は［５］に記載の冷間圧延方法。

本発明に係る冷間圧延設備及び冷間圧延方法では、溶接機に対して設備投資を行うことなく、製造可能な鋼帯の板厚の製造可能範囲を拡大するとともに、生産性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る冷間圧延設備の概要を示す図である。 本発明の実施の形態に係る冷間圧延設備の圧延機によって製造される鋼帯の長手方向の断面を示す図である。 本発明例による生産性向上の例として、おけるＥＣＬ汚れ長さ（定常板部、板厚マイナス部）と、ＥＣＬ切捨て重量及びＥＣＬ汚れ歩留との関係を示した図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る冷間圧延設備の概要を示す図である。

図１に示すように、この冷間圧延設備は、冷間圧延機１１、切断機１２、溶接機１３、電解洗浄設備１４、及び切断機１５を備えている。

冷間圧延機１１は、鋼帯を圧延することで、製品となる定常板厚部２１と、定常板厚部２１の少なくとも一端に、定常板厚部２１よりも板厚が薄い板厚マイナス部２２を形成する（図２（ａ）参照）。冷間圧延機１１は、タンデム式でもリバース式でもよいが、ここでは、リバース式の圧延機として説明する。リバース圧延機は、タンデム圧延機よりも鋼帯の先後端の圧延制御がしやすいという特徴を有している。リバース式の圧延機で圧延された鋼帯には、図２（ａ）に示すように、両端に圧延されていない未圧延部２３が残る。

切断機１２は、この圧延されていない未圧延部２３を切断する。

溶接機１３は、先行する鋼帯の末尾と、後行する鋼帯の先端を順次溶接により接合する。なお、先行鋼帯には、鋼材に応じて、鋼帯の代わりにツナギ材を溶接してもよい。溶接機１２は、この冷間圧延設備中で加工可能な最大厚板が最も小さい製造設備であり、この冷間圧延設備において製造可能な板厚の製造ネックとなっている設備であるとする。以下、溶接機１２において加工可能な最大板厚をＴとする。

電解洗浄設備１４には、溶接機１３によって複数の鋼帯が溶接された連続的な鋼帯が供給されている。電解洗浄設備１４は、鋼帯に電流を流すことで、鋼帯の表面に付着した圧延油、防錆油などの油汚れや、鉄粉等の固体汚れ等を洗浄する。電解洗浄設備１４は、前段の溶接機１２によって、先行鋼帯と後行鋼帯が溶接される数分程度の間、端部から数十ｍ程度の部分が、洗浄液に浸された状態で保持される。この端部から数十ｍ程度の部分は、洗浄液に浸されるため、表面に酸化膜（錆）が発生する。

切断機１５は、この酸化膜が発生した部分を、不良部分として切断する。これにより、洗浄された鋼帯が製造される。

次に、このような冷間圧延設備を用いた冷間圧延方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る冷間圧延方法の各工程における鋼帯の様子を示す図である。紙面左右は、鋼帯の長手方向であり、紙面上下は、鋼帯の厚み方向である。

はじめに、図２（ａ）に示すように、冷間圧延機１１によって、鋼帯を圧延し、製品となる定常板厚部２１の両端に、定常板厚部２１よりも板厚の薄い板厚マイナス部２２を形成する。定常板厚部２１の板厚ａは、溶接機１２において加工可能な最大板厚Ｔよりも厚く、板厚マイナス部２２の板厚ｂは、最大板厚Ｔ以下である。

定常板厚部２１の板厚ａは、板厚マイナス部２２の最小板厚の２倍以下であることが好ましい。定常板厚部２１が板厚マイナス部２２の最小板厚の２倍以下であれば、鋼帯の張力制御を容易に行うことができる。

また、前述の通り、冷間圧延機１１で圧延された鋼帯には、先端及び後端に、圧延されていない未圧延部２３が残る。

なお、板厚マイナス部２２の長さＬは、電解洗浄設備１４において酸化膜が発生する不良部分の長さとすることが好ましい。例えば、電解洗浄設備１４において、鋼帯の端部に発生する不良部分の長さが４０ｍである場合には、板厚マイナス部２２の長さＬを４０ｍ程度とする。この不良部分は、切断機１５によって切断される。この不良部分の板厚を板厚マイナス部２２によって構成することで、全長を定常板厚部２１として構成するのに比べ、鋼帯の重量からみたロスを低減させることができるという副次的な効果を奏する。

次に、図２（ｂ）に示すように、切断機１２により、鋼帯の両端の未圧延部２３を切断する。

そして、図２（ｃ）に示すように、溶接機１３によって、先行鋼帯の末端の板厚マイナス部２２を、後行鋼帯の先端の板厚マイナス部２２に接合する。溶接機１３によって溶接される板厚マイナス部２２は、溶接機１３によって溶接できる最大板厚Ｔ以下であるため、溶接機１３によって鋼帯同士を接合することができる。溶接機１３は、順次この溶接作業を行う。

溶接機１３によって接続された鋼帯は、連続処理設備である電解洗浄設備１４に通板され、その後、板厚マイナス部２２が切断機１５により切断される。

このように、本実施の形態に係る冷間圧延設備及び冷間圧延方法では、溶接機１３の溶接可能な最大板厚Ｔよりも大きい定常板厚部２１の両端に、溶接機１３の溶接できる最大板厚Ｔ以下の板厚マイナス部２２を形成することで、溶接機１３の溶接可能な最大板厚Ｔよりも板厚の厚い鋼帯を、溶接機１３に通板することができる。これにより、溶接機１３に設備投資を行うことなく、製造可能な鋼帯の板厚の製造可能範囲を拡大し、生産性を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る冷間圧延設備及び冷間圧延方法では、板厚マイナス部２２の長さＬを、後工程において不良部分として切断される長さに設定する。板厚マイナス部２２は、定常板厚部２１よりも板厚が薄いため、不要部分の板厚を薄くすることができ、鋼帯の重量からみたロスを低減させることができる。これにより、さらに生産性を向上させることができる。

なお、図２（ｂ）では、定常板厚部２１の両端に板厚マイナス部２２が形成されているが、板厚マイナス部２２は、必ずしも定常板厚部２１の両端に設ける必要はなく、少なくとも一端に形成されていればよい。例えば、複数のコイルを溶接機１３によって接続する場合、一番先頭のコイルの先端と、一番の末尾のコイルの後端は、溶接機１２によって溶接されないため、冷間圧延機１１によって圧延する必要はない。

本発明の実施例について説明する。既存の設備に対し、実施の形態に係る冷間圧延設備を適用した。この結果、既存の冷間圧延設備において製造できる鋼帯の板厚が、溶接機の製造ネックによって定まっていた従来の１．６ｍｍから、３．２ｍｍまで拡大させることができた。

図３は、本発明例による生産性向上の例として、おけるＥＣＬ汚れ長さ（定常板部、板厚マイナス部）と、ＥＣＬ切捨て重量及びＥＣＬ汚れ歩留との関係を示した図である。横軸は、ＥＣＬ汚れ長さ（定常板厚部）と、ＥＣＬ汚れ長さ（板厚マイナス部）を示している。

実施例では、冷延後の定常板厚が２．０ｍｍ、板厚マイナス部分の板厚が１．６ｍｍ、板幅９４ｃｍ、コイル重量１２ｔｏｎのコイルをＥＣＬで洗浄した。このＥＣＬでは、コイルの先端及び後端のそれぞれに４０ｍずつ、計８０ｍのＥＣＬ汚れが発生する。

図３の左端は、定常板厚部に板厚マイナス部を接続しない場合を示しており、この場合、ＥＣＬ汚れ長さ（定常板厚部）は８０ｍであり、ＥＣＬ汚れ長さ（板厚マイナス部）は０ｍとなる。このとき、切り捨てられるＥＣＬ汚れ切捨重量は、１．１７トンであり、ＥＣＬ汚れによる歩留は９．８％である。

一方、図３の右端は、定常板厚部の先端及び後端に、板厚１．６ｍｍの板厚マイナス部を４０ｍずつ接続した場合を示している。この場合、ＥＣＬ汚れ長さ（定常板厚部）は０ｍであり、ＥＣＬ汚れ長さ（板厚マイナス部）は８０ｍである。このとき、切り捨てられるＥＣＬ汚れ切捨重量は、０．９４トンであり、ＥＣＬ汚れによる歩留は７．８％である。

以上より、定常板厚部の端部に板厚マイナス部を形成することで、ＥＣＬ汚れ切捨重量を削減し、歩留を向上させることができることが分かった。

１１ 冷間圧延機
１２ 切断機
１３ 溶接機
１４ 電解洗浄設備
１５ 切断機
２１ 定常板厚部
２２ 板厚マイナス部
２３ 未圧延部

Claims (6)

1. 製品となる定常板厚部の少なくとも一端に、圧延により前記定常板厚部よりも板厚が薄い板厚マイナス部が形成された鋼帯を製造する冷間圧延機を備え、
   前記定常板厚部の板厚は、前記冷間圧延機の後工程に設けられた、前記鋼帯の端部を、他の鋼帯又はツナギ材と接続する溶接機の加工可能な最大板厚よりも厚く、
   前記板厚マイナス部の板厚は、前記溶接機の加工可能な前記最大板厚以下であることを特徴とする冷間圧延設備。
2. 前記板厚マイナス部の長さは、前記冷間圧延機の後工程において発生する不良部分の長さに設定されることを特徴とする請求項１に記載の冷間圧延設備。
3. 前記定常板厚部の板厚は、前記板厚マイナス部の最小板厚の２倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷間圧延設備。
4. 製品となる定常板厚部の少なくとも一端に、圧延により前記定常板厚部よりも板厚が薄い板厚マイナス部が形成された鋼帯を冷間圧延機によって製造し、
   前記定常板厚部の板厚は、前記冷間圧延機の後工程に設けられた、前記鋼帯の端部を、他の鋼帯又はツナギ材と接続する溶接機の加工可能な最大板厚よりも厚く、
   前記板厚マイナス部の板厚は、前記溶接機の加工可能な前記最大板厚以下とすることを特徴とする冷間圧延方法。
5. 前記板厚マイナス部の長さは、前記冷間圧延機の後工程において発生する不良部分の長さに設定されることを特徴とする請求項４に記載の冷間圧延方法。
6. 前記定常板厚部の板厚は、前記板厚マイナス部の最小板厚の２倍以下であることを特徴とする請求項４又は５に記載の冷間圧延方法。

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