JP2023018813A - Torsion determination method of hot slab width reduction, hot slab width reduction method and manufacturing method of hot rolled steel sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱延鋼板を製造する熱間圧延ラインの幅圧下装置において、スラブを幅圧下した際にスラブにねじれが発生するか否かを判定する方法に関し、また、このねじれ判定方法を利用した熱間スラブの幅圧下方法及び熱延鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for determining whether or not twist occurs in a slab when the slab is width-reduced in a width reduction device of a hot rolling line that manufactures hot-rolled steel sheets, and uses this twist determination method. The present invention relates to a method for reducing the width of a hot slab and a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet.
熱延鋼板を製造する熱間圧延ラインは、加熱炉、粗圧延機、仕上げ圧延機を有し、目標とする板厚まで圧延し、熱延鋼板を製造する。この熱間圧延ラインでは、加熱炉と粗圧延機との間に、スラブの幅を減少させる幅圧下装置が設けられており、同一幅に連続鋳造されたスラブであっても、製品仕様に応じた板幅に調整可能である。尚、熱間圧延によって製造される熱延鋼板は、コイル状に巻き取られるので、熱間圧延ラインで製造された熱延鋼板は熱延コイルとも呼ばれる。 A hot rolling line for manufacturing hot-rolled steel sheets has a heating furnace, a rough rolling mill, and a finishing rolling mill, and rolls to a target thickness to manufacture hot-rolled steel sheets. In this hot rolling line, a width reduction device is installed between the heating furnace and the roughing mill to reduce the width of the slab. It is possible to adjust the board width. A hot-rolled steel sheet manufactured by hot rolling is wound into a coil shape, so the hot-rolled steel sheet manufactured in a hot-rolling line is also called a hot-rolled coil.
しかしながら、スラブの形状は厚みに対して、幅が3~10倍程度と大きいために、幅圧下量が大きい条件では、塑性不安定状態になる。すなわち、幅圧下量が大きい条件では、スラブに座屈や曲がり、ねじれといったトラブルを発生する場合があり、これらの変形は粗圧延機以降の工程でのトラブルの原因となり、圧延能率を低下させる。 However, since the width of the slab is about 3 to 10 times as large as the thickness, the slab becomes plastically unstable under conditions where the amount of width reduction is large. That is, under conditions where the amount of width reduction is large, troubles such as buckling, bending, and twisting may occur in the slab, and these deformations cause troubles in the processes after the roughing mill and reduce the rolling efficiency.
このようなスラブの幅圧下に起因する圧延トラブルを回避する方法が、従来、提案されている。例えば、特許文献1には、幅圧下時の荷重を検出し、圧下荷重が所定値以上となった場合にスラブに形状異常が発生していると判定する、または、幅圧下装置の出側ピンチロールで上下ピンチロールの左右の間隔を検出し、左右の間隔差が所定値以上となった場合に、スラブにねじれが発生していると判定する形状異常検出方法が提案されている。
Conventionally, there have been proposed methods for avoiding rolling troubles caused by such slab width reduction. For example, in
また、特許文献2には、加熱炉と、幅圧下装置と、縦ロール圧延機を有する粗圧延機とを配置した熱間圧延ラインにおいて、幅圧下装置と縦ロール圧延機とを併用してスラブの幅圧下を行って、粗圧延機で圧延後のスラブの幅を目標範囲にするに際して、加熱炉からスラブを抽出する直前に、スラブの幅方向の温度偏差を算出し、幅方向の温度偏差が予め定めた閾値を超える場合には、幅圧下装置による幅圧下量を低減する技術が開示されている。
Further, in
しかしながら、上記従来技術には以下の問題がある。 However, the above prior art has the following problems.
すなわち、特許文献1の方法では、スラブの先端が幅圧下装置の出側ピンチロールに到達するまで、スラブのねじれは検知できない。したがって、幅圧下を或る位置まで進捗させてから中断することになり、図1のような幅圧下不良スラブ1aが発生する。幅圧下不良スラブ1aのうち、幅圧下が行われた部分はスラブの厚みが増大しており、幅圧下が行われていない部分は元の厚みのままであり、一つのスラブの長手方向でスラブの厚みが変化する。
That is, in the method of
そのため、幅圧下不良スラブ1aは熱間圧延ラインを搬送させることが困難であり、熱間圧延ラインを一旦停止し、幅圧下不良スラブ1aを熱間圧延ラインから除去する処置が必要となる。その結果、熱間圧延ラインの生産性が低下する。尚、図1は、幅圧下不良スラブの概略平面図であり、図1の符号9の斜線部は幅圧下が行われていない部分の断面形状、符号10の斜線部は幅圧下が行われた部分の断面形状である。
Therefore, it is difficult to convey the
特許文献2の方法では、温度偏差に基づいて曲がり量を予測し、適宜、幅圧下装置の圧下量を低減させ、縦ロール圧延機で幅圧下量を補填するが、スラブの曲がりは抑制できても、ねじれを助長する場合がある。また、スラブの座屈に対しては座屈防止ロールを設けることで抑制する技術を提案しているが、座屈防止ロールは幅方向中央部の変形の抑制のみに有効であり、スラブ幅全体に亘るねじれには対処困難である。
In the method of
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、熱間スラブの幅圧下において、ねじれにより幅圧下不良スラブとなるか否かを幅圧下前に判定し、幅圧下不良スラブの発生に起因する熱間圧延ラインの生産性低下を防止できる、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法を提供することであり、また、このねじれ判定方法を利用した、熱間スラブの幅圧下方法及び熱延鋼板の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to determine whether or not a slab with a defective width reduction due to torsion occurs before width reduction of a hot slab, and to It is an object of the present invention to provide a hot slab twist determination method for hot slab width reduction that can prevent a decrease in productivity of a hot rolling line due to the occurrence of a slab with insufficient reduction, and a hot slab using this twist determination method. It is to provide a width reduction method and a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet.
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。 The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.
[1]加熱炉と粗圧延機との間に幅圧下装置を有する熱間圧延ラインにおいて、
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの両側の幅端部の温度を求め、求めたスラブの両側の幅端部の温度差を幅方向温度偏差ΔTとして定め、
当該幅方向温度偏差ΔTと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。
[1] In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a roughing mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperatures of the width edges on both sides of the slab are obtained, and the obtained temperature difference between the width edges on both sides of the slab is determined as the width direction temperature deviation ΔT,
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in a slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction temperature deviation ΔT and the width reduction rate γ exceeds a threshold value.
[2]スラブの両側の幅端部の温度を、数値計算または測温機器によって求める、上記[1]に記載の熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 [2] The method for determining twist under hot slab width reduction according to the above [1], wherein the temperature of the width end portions on both sides of the slab is obtained by numerical calculation or a temperature measuring device.
[3]加熱炉と粗圧延機との間に幅圧下装置を有する熱間圧延ラインにおいて、
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの幅方向温度分布を求め、スラブの幅方向中心位置を境として温度偏差が最大となる2点の温度の温度差を幅方向温度偏差ΔTとして定め、
当該幅方向温度偏差ΔTと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。
[3] In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a roughing mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperature distribution in the width direction of the slab is obtained, and the temperature difference between the two points at which the temperature deviation is maximum with respect to the center position in the width direction of the slab is calculated as the temperature deviation ΔT in the width direction. defined as
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in a slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction temperature deviation ΔT and the width reduction rate γ exceeds a threshold value.
[4]スラブの幅方向温度分布を、数値計算または測温機器によって求める、上記[3]に記載の熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 [4] The method for determining twist under hot slab width pressure according to the above [3], wherein the temperature distribution in the width direction of the slab is obtained by numerical calculation or a temperature measuring device.
[5]前記幅方向温度偏差ΔTをスラブの長手方向全長において求める、上記[1]から上記[4]のいずれかに記載の熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 [5] The method for determining twist under hot slab width reduction according to any one of [1] to [4] above, wherein the temperature deviation ΔT in the width direction is obtained over the entire length of the slab in the longitudinal direction.
[6]加熱炉と粗圧延機との間に幅圧下装置を有する熱間圧延ラインにおいて、
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの両側の幅端部の温度を求め、求めたスラブの両側の幅端部の温度に該当する箇所の変形抵抗を求め、変形抵抗の差分を幅方向変形抵抗偏差Δkとして定め、
当該幅方向変形抵抗偏差Δkと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。
[6] In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a roughing mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperatures at the width edges on both sides of the slab are obtained, the deformation resistance at the locations corresponding to the temperatures at the width edges on both sides of the slab is obtained, and the difference in deformation resistance is obtained. is defined as the width direction deformation resistance deviation Δk,
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in the slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction deformation resistance deviation Δk and the width reduction ratio γ exceeds a threshold. .
[7]加熱炉と粗圧延機との間に幅圧下装置を有する熱間圧延ラインにおいて、
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの幅方向温度分布を求め、スラブの幅方向中心位置を境として温度偏差が最大となる2点の温度に該当する箇所の変形抵抗を求め、変形抵抗の差分を幅方向変形抵抗偏差Δkとして定め、
当該幅方向変形抵抗偏差Δkと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。
[7] In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a roughing mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperature distribution in the width direction of the slab is determined, and the deformation resistance at the points corresponding to the temperatures at the two points where the temperature deviation is maximum with respect to the center position in the width direction of the slab is determined. , the difference in deformation resistance is defined as the width direction deformation resistance deviation Δk,
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in the slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction deformation resistance deviation Δk and the width reduction rate γ exceeds a threshold. .
[8]前記幅方向変形抵抗偏差Δkをスラブの長手方向全長において求める、上記[6]または上記[7]に記載の熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 [8] The method for determining torsion under hot slab width reduction according to the above [6] or [7], wherein the width direction deformation resistance deviation Δk is obtained over the entire length of the slab in the longitudinal direction.
[9]前記幅圧下装置による予定された幅圧下量が300mm以上である、上記[1]から上記[8]のいずれかに記載の熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 [9] The method for determining torsion in hot slab width reduction according to any one of [1] to [8] above, wherein a planned width reduction amount by the width reduction device is 300 mm or more.
[10]上記[1]から上記[9]のいずれかに記載の熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法により、スラブにねじれが発生すると判定された場合には、当該スラブは、幅圧下を実施せずに、前記加熱炉に再度装入する、熱間スラブの幅圧下方法。 [10] When it is determined that twist occurs in the slab by the method for determining twist under hot slab width reduction according to any one of [1] to [9] above, the slab undergoes width reduction. A hot slab width reduction method in which the hot slab is re-charged into the heating furnace without being carried out.
[11]上記[10]に記載の熱間スラブの幅圧下方法により、熱間圧延ラインで製造される熱延鋼板の板幅を調整する、熱延鋼板の製造方法。 [11] A method for producing a hot-rolled steel sheet, wherein the width of a hot-rolled steel sheet produced in a hot rolling line is adjusted by the hot slab width reducing method according to the above [10].
本発明によれば、熱延鋼板を製造する熱間圧延ラインにおいて、スラブを幅圧下する前に、スラブでのねじれの発生有無を判定することが可能となり、ねじれに起因する幅圧下不良スラブの発生を防止することができる。 According to the present invention, in a hot rolling line that manufactures hot-rolled steel sheets, it is possible to determine the presence or absence of twist in the slab before width reduction of the slab. occurrence can be prevented.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
<熱間圧延ラインの概要及びスラブの幅圧下の必要性>
図2に、熱延鋼板を製造する熱間圧延ラインの一例を示す。熱延鋼板を製造する熱間圧延ライン30では、加熱炉11と粗圧延機13との間に、被圧延材であるスラブ1の幅を狭めるための幅圧下装置12を配置し、加熱炉11で加熱したスラブ1を幅圧下装置12で所定の目標幅に幅圧下し、その後、粗圧延機13による粗圧延、及び、仕上げ圧延機14による仕上げ圧延を行うことにより、熱延鋼板(熱延コイル)を製造している。
<Overview of Hot Rolling Line and Necessity of Slab Width Reduction>
FIG. 2 shows an example of a hot rolling line for manufacturing hot rolled steel sheets. In a
つまり、熱間圧延ライン30では、加熱炉11で所定温度に加熱されたスラブ1を幅圧下装置12により所定の目標幅まで幅圧下し、その後、粗圧延機13で粗圧延する。次いで、仕上げ圧延機14で仕上げ圧延を行い、仕上げ圧延後の熱延鋼板を、例えばランアウトテーブル15で冷却し、コイラー16で巻き取って、所定の厚み及び幅を有する製品としての熱延鋼板(熱延コイル)としている。尚、図2では省略しているが、熱間圧延ライン30の各設備はローラーテーブルで繋がっており、被圧延材であるスラブ1及び熱延鋼板はローラーテーブル上を搬送される。
That is, in the
幅圧下装置12により、連続鋳造機で製造されたスラブが、その幅が同一であっても、異なる幅の製品(熱延鋼板)が製造可能になる。したがって、幅圧下装置12を有効活用することで、連続鋳造工程におけるスラブ幅変更回数の低減、及び、熱間圧延工程における圧延順の制約を減らすこと(スケジュールフリー)が可能である。これにより連続鋳造工程及び熱間圧延工程の生産性が向上し、その効果は、幅圧下装置12で大きな幅圧下量を確保できるほど増大する。
The
図3に、幅圧下装置12の一例の概略平面図を示す。図3に示す幅圧下装置12には、スラブ1の搬送を行うための上下一対の入側ピンチロール3及び上下一対の出側ピンチロール4と、プレスによってスラブ1の幅圧下を行うための、幅圧下面を有する左右一対の金型2a及び金型2bと、金型2aをスラブ1の板幅方向に周期的に揺動させるためのクランク7a及びクランク軸8aと、金型2bをスラブ1の板幅方向に周期的に揺動させるためのクランク7b及びクランク軸8bと、スラブ1をその上下面から押さえて、スラブ幅圧下時の座屈を防止するための、上下一対の座屈防止ロール5及び座屈防止ロール6が設けられている。
FIG. 3 shows a schematic plan view of an example of the
スラブ1を幅圧下装置12に進入させ、所定の位置まで進入させて停止し、その後、入側ピンチロール3及び出側ピンチロール4でスラブ1を上下から挟み込み、金型2a、金型2bでスラブ1をプレスして幅圧下する。図4に、幅圧下装置12によるスラブ1の幅圧下過程の概略を示す。図4において、図4(A);「幅圧下完了」→図4(B);「幅圧下装置の金型開放中」→図4(C);「幅圧下装置の金型開放完了」→図4(D);「スラブの一定ピッチ進行移動」→図4(E);「幅圧下実施中」→図4(F);「幅圧下完了」の動作の繰り返しにより、スラブ1の全長を幅圧下してスラブ1の幅を減少するようになっている。尚、図4(F)の破線は、幅圧下前のスラブ形状を示している。
The
このように構成される幅圧下装置12を使用してスラブ1の幅圧下を行う場合、幅圧下後のスラブ1の長手方向にねじれが発生することがある。
When width reduction of the
スラブ1の左右の幅端部における変形能の差異により、つまり、幅圧下によってスラブ1の左右幅端部の一方側の変形が大きくなり、この変形で、図5に示すように、スラブ幅方向断面における高さ方向中心線Zが搬送テーブルに対して平行でない場合が発生する。尚、図5は、スラブの左右幅端部の一方側の変形が大きくなったときのスラブの横断面形状の一例を示す概略図であり、図5中の符号4Lは、上下一対の出側ピンチロールの下側の出側ピンチロールである。
Due to the difference in deformability between the left and right width edges of the
スラブ1のねじれは、スラブ幅方向横断面における高さ方向中心線Zが搬送テーブルに対して平行でない状態になったまま、幅圧下を実施した場合に発生する。ねじれは、座屈変形とは異なり、スラブの片側の幅端部が浮き上がり、長手方向にねじれていく状況を指す。
Twisting of the
スラブ1にねじれが発生すると、幅圧下装置12の金型2a、金型2bが所望の位置にてスラブ1を圧下できず、必要な幅圧下量が得られない。そのため、幅圧下装置12よりも下流側の粗圧延機13において、粗圧延機13の設備の一部であるサイドガイドで幅圧下スラブの中心位置合わせ(センタリング)を行う際に、幅圧下スラブの幅過大部をサイドガイドが挟み込んでしまい、幅圧下スラブの移動(進行)を停止させ、熱間圧延ライン30での圧延能率の低下が生じるという問題が発生する。
If the
<ねじれの発生原因>
本発明者らが、熱間圧延ライン30の幅圧下工程において生じるスラブ1のねじれの発生原因を鋭意調査した結果、幅圧下前のスラブ1の幅方向温度偏差が大きい場合にねじれが発生することを知見した。
<Cause of twisting>
The inventors of the present invention thoroughly investigated the cause of the twisting of the
スラブ1を幅圧下装置12によって幅圧下すると、スラブ1の左右の幅端部は、幅圧下装置12の金型2a、金型2bによる圧縮力を受けて塑性変形し、スラブ1の幅方向中央部に対して厚みが増大する。ここで、塑性変形によって生じた、スラブ1の左右の幅端部の厚みがスラブ1の中央部の厚みよりも増大した形状は、従来から「ドッグボーン形状」と呼ばれている。
When the
スラブ1の幅方向に温度偏差が無いスラブ1を幅圧下したときのスラブ形状の概略図を図6に示す。図6(A)は、概略平面図、図6(B)は出側ピンチロール4の位置での横断面形状の概略図である。スラブ1の幅方向に温度偏差が無い場合、図6(A)に示すように、幅圧下装置12によって幅圧下を行っても、幅圧下後のスラブ1の幅方向断面形状、つまり、ドッグボーン形状は、スラブ1の幅方向で対称となる。スラブ1の長手方向先端が出側ピンチロール4に到達すると、幅圧下スラブの板厚最厚部が出側ピンチロール4に接触する。その際に、図6(B)に示すように、幅圧下スラブのドッグボーン形状はスラブの幅方向左右で対称であるので、スラブ1にねじれは発生しない。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the slab shape when the
これに対して、スラブ1の幅方向に温度偏差が存在するスラブ1を幅圧下したときのスラブ形状の概略図を図7に示す。図7(A)は、概略平面図、図7(B)は出側ピンチロール4の位置での横断面形状の概略図である。スラブ1の幅方向に温度偏差が存在する場合に幅圧下を行うと、図7(A)に示すように、スラブの幅方向での温度偏差に伴う変形抵抗の偏差が生じ、幅圧下によるスラブ1の幅方向変形量が異なる。具体的には、スラブ1の幅方向で温度の高い側(以下、「高温側」と記す)で圧下量(塑性変形量)が大きく、温度の低い側(以下、「低温側」と記す)で圧下量(塑性変形量)が少なくなる。
On the other hand, FIG. 7 shows a schematic diagram of the slab shape when the
この結果、幅圧下量が大きい高温側の方が、低温側よりもスラブ厚の増加量が大きくなり、図7(B)に示すように、幅圧下後のドッグボーン形状がスラブ幅方向で非対称となる。 As a result, the slab thickness increases more on the high temperature side where the amount of width reduction is greater than on the low temperature side, and as shown in FIG. becomes.
図8に、幅圧下後のドッグボーン形状がスラブ幅方向で非対称となったスラブ1の横断面形状の概略図を示す。図8(A)は、スラブの横断面形状、図8(B)は、スラブ1が出側ピンチロール4Lに乗った状態での概略図である。このときの、高温側の厚み(h高温)と低温側の厚み(h低温)との変形後の板厚偏差をドッグボーン偏差Δhと呼ぶ。図8に示す符号dは、ドッグボーンのスラブ幅方向の頂点間距離である。
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the
このように、スラブ1の幅方向温度偏差によりドッグボーン偏差Δhが発生し、スラブ1のねじれがより顕著になる。幅圧下前後において、スラブ1の体積は一定であるので、ドッグボーン偏差Δhは、幅圧下量が大きいほど、また、スラブ幅が小さいほど大きくなる。
In this way, the temperature deviation in the width direction of the
ドッグボーン偏差Δhを有するスラブ1が出側ピンチロール4に到達すると、板厚が厚い側だけが、出側ピンチロール4に接触するために、前述した図5に示すように、スラブ1がドッグボーン偏差Δhに比例して搬送テーブルに対して傾く。一方で、スラブ1の後端は入側ピンチロール3により水平に保持されているために、入側ピンチロール3と出側ピンチロール4との水平方向に対する角度差によってスラブ1にねじれが発生する。
When the
スラブ1のドッグボーン偏差Δhが予測できれば、幅圧下装置12の出側ピンチロール4でドッグボーン偏差Δhを実測しなくても、スラブ1のねじれ角は幾何学的に予測できる。
If the dogbone deviation .DELTA.h of the
まず、スラブ1にドッグボーン偏差Δhが生じたことによる、出側ピンチロール4の傾斜角度θを下記の(1)式で求める。図8(B)に概略図を示す。
First, the inclination angle θ of the delivery
tanθ=Δh/2/d=Δh/(2×d) ……(1)
ここで、(1)式において、dはドッグボーンのスラブ幅方向の頂点間距離である。
tan θ=Δh/2/d=Δh/(2×d) (1)
Here, in equation (1), d is the distance between the vertices of the dogbone in the slab width direction.
出側ピンチロール4の傾斜角度θに対し、入側ピンチロール3が水平(すなわち傾斜角度=0°)であることから、その中間に位置する幅圧下装置12でのスラブ1のねじれ角度φが予測できる。スラブ1のねじれ角度φは入側ピンチロール3からの長手方向距離に比例して増加して、出側ピンチロール4の位置で傾斜角度θになると考えられることから、スラブ1のねじれ角度φは、下記の(2)式により予測できる。前述した図7(A)にねじれ角度φ及び傾斜角度θの概要を示す。
Since the entry
tanφ∝(L1/L0)×tanθ=(L1/L0)×Δh/(2×d) ……(2)
ここで、(2)式において、入側ピンチロール3から幅圧下位置12までの距離がL1、入側ピンチロール3から出側ピンチロール4までの距離がL0である。
tanφ∝( L1 / L0 )×tanθ=( L1 / L0 )×Δh/(2×d) (2)
Here, in the formula (2), the distance from the
上記のように、スラブ1のドッグボーン偏差Δhはスラブ1の幅方向温度偏差と相関し、ドッグボーン偏差Δhの量が予測できれば、ねじれ角φも定量的に予測することが可能である。
As described above, the dogbone deviation Δh of the
<ねじれの判定方法>
本発明に係る熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法は、スラブ1の幅方向温度偏差を把握することにより、幅圧下時に生じるスラブ1のねじれを判定する。
<Method for Determining Torsion>
In the hot slab width reduction twist determination method according to the present invention, the twist of the
まず、幅圧下前のスラブ1の幅方向温度偏差を求める。当該幅方向温度偏差を求めるにあたり、スラブの両側の幅端部の温度を用いる。ここで、幅端部とは、最端部を0mmとし、0mmから幅中央方向へ向かって10mmまでの範囲を指す。この2ヶ所の温度を温度T1、温度T2とし、その温度差を幅方向温度偏差ΔTとする。
First, the temperature deviation in the width direction of the
また、好ましくは、スラブ1の全幅の幅方向温度分布を求め、スラブ1の幅方向中心位置を境として温度偏差が最大となる2点の温度を温度T1、温度T2とし、その温度差を幅方向温度偏差ΔTとする。
Further, preferably, the temperature distribution in the width direction of the entire width of the
尚、温度T1、温度T2及び幅方向温度偏差ΔTを求めるための温度情報取得に際しては、同じ板厚位置で温度情報を取得することが好ましい。また、スラブ1の板厚中央部の温度情報で比較するのがより好ましい。
When acquiring temperature information for obtaining the temperature T 1 , the temperature T 2 and the temperature deviation ΔT in the width direction, it is preferable to acquire the temperature information at the same sheet thickness position. Further, it is more preferable to compare the temperature information of the central portion of the plate thickness of the
スラブ1が出側ピンチロール4に到達した際のスラブねじれを判定するには、スラブ先端部の幅方向温度偏差ΔTを求めれば十分である。ここで、スラブ先端部とは、スラブ1の最先端から幅圧下プレスごとの一定ピッチ移動量の数回分の長さであり、0.4~2.0m程度の長さを指すが、特に限定するものではない。しかし、スラブ1の長手方向で幅方向温度偏差ΔTが変化する場合は、ドッグボーン偏差Δhもスラブ1の長手方向で変化する。したがって、スラブ1のねじれの有無をより精度良く判定するには、スラブ1の長手方向全長に亘って、幅方向温度偏差ΔTを求めることが好ましい。
In order to determine the slab twist when the
また、加熱炉から抽出されたスラブ1の温度は、幅圧下装置12に至るまでの空冷などにより変化するため、幅圧下直前のスラブ1の温度を用いることが好ましい。
Further, since the temperature of the
スラブ1の幅方向温度情報は、数値計算に基づいて算出してもよいし、測温機器で測定してもよい。
The width direction temperature information of the
数値計算によって求める場合は、加熱炉内でのスラブ1の加熱状況や、加熱炉11からの抽出から幅圧下装置12に至るまでの温度低下を考慮してスラブ温度を計算する。加熱炉11への装入前のスラブ温度は室温とし、加熱炉11の炉温設定、滞在時間から、スラブ温度を求め、その後、加熱炉11からの抽出から幅圧下装置12に至るまでの温度低下量を計算して求める。
When numerical calculation is used, the slab temperature is calculated in consideration of the heating condition of the
測温機器を利用して求める場合は、スラブ1の板厚中心部の温度を直接測定してもよいし、放射温度計や接触式の温度計によるスラブ表面の実測値に基づき、付着スケールの影響や幅圧下時点までの温度低下量の補正を行い、板厚中心部の温度を算出してもよい。
When using a temperature measuring device, the temperature at the center of the plate thickness of the
スラブ1の幅圧下率γは、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値(γ=ΔW/W0)である。幅圧下率γを求めるにあたり、目標とする板幅値の差、すなわち、幅圧下率の目標値または設定値を用いても構わない。
The width reduction rate γ of the
本発明は、幅圧下をするスラブ全てに適用することが可能であり、幅圧下率γの値は限定するものではない。しかし、幅圧下量が増えるほどねじれが発生しやすくなる。特に、幅圧下量が300mm以上のときに、幅圧下時のねじれが発生しやすくなり、本発明の判定方法による予測効果が高い。つまり、予定された幅圧下量が300mm以上のときに本発明を実施することが好ましい。 The present invention can be applied to all slabs subjected to width reduction, and the value of the width reduction rate γ is not limited. However, as the amount of width reduction increases, twisting is more likely to occur. In particular, when the amount of width reduction is 300 mm or more, twisting during width reduction tends to occur, and the prediction effect of the determination method of the present invention is high. That is, it is preferable to implement the present invention when the planned width reduction amount is 300 mm or more.
本発明に係る熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法は、幅圧下率γと幅方向温度偏差ΔTとの積(ΔT×γ)が一定値を超えたときに、当該スラブは幅圧下時にねじれが生じると判定する。尚、ここで用いる一定値、すなわち、ねじれ発生有無の閾値は、実績データの収集により経験的に決定する。 In the hot slab twist determination method under width reduction according to the present invention, when the product (ΔT × γ) of the width reduction rate γ and the width direction temperature deviation ΔT exceeds a certain value, the slab is twisted during width reduction. is determined to occur. Note that the constant value used here, that is, the threshold for the presence or absence of torsion, is empirically determined by collecting performance data.
また、鋼種の変更に柔軟に対応するために、幅方向温度偏差ΔTの代わりに幅方向変形抵抗偏差Δkを用いてもよい。具体的には、上述した幅方向温度の温度T1、温度T2に該当する箇所の変形抵抗を求め、その差分を幅方向変形抵抗偏差Δkとする。当該幅方向変形抵抗偏差Δkを求める方法は限定するものではないが、予め当該鋼材の変形抵抗曲線を取得しておき、スラブ温度の他、スラブの成分実績値を考慮して算出及び補正した値を用いることが好ましい。この場合、幅方向変形抵抗偏差Δkと幅圧下率γとの積(Δk×γ)によるねじれの発生有無の閾値は、幅方向温度偏差ΔTと幅圧下率γとの積(ΔT×γ)の閾値と同様に、経験的に決定する。 Further, in order to flexibly cope with changes in the steel type, the widthwise deformation resistance deviation Δk may be used instead of the widthwise temperature deviation ΔT. Specifically, the deformation resistance at the locations corresponding to the temperatures T 1 and T 2 of the width direction temperatures described above is obtained, and the difference between them is defined as the width direction deformation resistance deviation Δk. The method of obtaining the width direction deformation resistance deviation Δk is not limited, but the deformation resistance curve of the steel material is obtained in advance, and the value calculated and corrected in consideration of the slab component actual values in addition to the slab temperature. is preferably used. In this case, the threshold for the presence or absence of torsion based on the product (Δk×γ) of the width direction deformation resistance deviation Δk and the width reduction rate γ is the product (ΔT×γ) of the width direction temperature deviation ΔT and the width reduction rate γ. As with the threshold, it is determined empirically.
また更に、ドッグボーン偏差Δhを計算的に予測して、鋼材成分、温度、操業条件に応じた閾値を決定することも可能である。その際、スラブ1のドッグボーン形状の予測には、有限要素法などの解析手法を用いてもよい。
Furthermore, it is also possible to computationally predict the dogbone deviation Δh and determine the threshold according to the steel composition, temperature, and operating conditions. At that time, an analysis technique such as the finite element method may be used to predict the dogbone shape of the
<ねじれが発生すると判定された場合の熱間スラブの幅圧下方法>
以上の方法により、スラブ1にねじれが生じると判定した場合、スラブ1の幅圧下を行わず、再度、スラブ1を加熱炉11に装入して加熱する。スラブの温度偏差は再加熱により解消され、ねじれが発生することなく、幅圧下を行うことが可能である。
<Method for width reduction of hot slab when it is determined that twist occurs>
When it is determined that the
本発明に係る熱延鋼板の製造方法では、上記のようにして、熱間スラブの幅圧下方法を実施するので、熱間圧延ライン30で製造される熱延鋼板の板幅は精度良く調整され、スラブ1のねじれに起因する幅圧下不良スラブの発生を防止することができる。
In the method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to the present invention, the hot-rolled slab width reduction method is performed as described above, so that the width of the hot-rolled steel sheet manufactured in the
スラブを幅圧下する一対の金型と、上下一対の入側ピンチロール及び上下一対の出側ピンチロールを有する幅圧下装置と、当該幅圧下装置よりも上流側でスラブの幅方向温度を測定する測温機器とを用いて、本発明の検証を行った。測温機器としては、放射温度計を使用した。 A width reduction device having a pair of dies for width reduction of the slab, a pair of upper and lower entry side pinch rolls and a pair of upper and lower exit side pinch rolls, and measuring the width direction temperature of the slab on the upstream side of the width reduction device. The present invention was verified using a temperature measuring device. A radiation thermometer was used as a temperature measuring device.
熱間圧延対象のスラブは、長さ7000~8000mm、厚み260mm、幅1200~1800mmのAlキルド低炭素鋼のスラブであり、スラブ加熱温度を1100~1200℃、スラブの幅圧下量を250~350mmとした。熱間圧延対象のスラブ本数は10000本とした。幅方向温度偏差ΔTを求めるための温度T1、温度T2は、スラブの幅両端板厚中央の温度を放射温度計で測定して求めた。また、幅圧下量(ΔW)、圧下前のスラブ幅(W0)及び幅圧下率(γ)は、設定値をプロセスコンピューターから取得した。 The slab to be hot rolled is an Al-killed low carbon steel slab with a length of 7000 to 8000 mm, a thickness of 260 mm and a width of 1200 to 1800 mm. and The number of slabs to be hot rolled was 10,000. The temperature T 1 and the temperature T 2 for determining the width direction temperature deviation ΔT were obtained by measuring the temperature at the center of the thickness of the slab at both width ends with a radiation thermometer. Also, the width reduction amount (ΔW), the slab width before reduction (W 0 ), and the width reduction rate (γ) were set values obtained from the process computer.
従来技術の特許文献1には、上下の出側ピンチロール4、4Lの間隔の左右差d2に基づいて、幅圧下時点でのスラブねじれの形状異常を判定する方法が提案されている。つまり、図9に示すように、上側の出側ピンチロール4と下側の出側ピンチロール4Lとの間隔の左右差d2が閾値を超えた場合に、スラブにねじれの形状異常が発生していると判定する判定方法である。尚、図9は、特許文献1で提案されたスラブのねじれ判定方法において、上下の出側ピンチロールの間隔の左右差d2を求める概略図であり、図9中の符号Gopは一方側のピンチロール間隔、Gdrは他方側のピンチロール間隔である。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100000 proposes a method of determining a slab twist shape abnormality at the time of width reduction based on the lateral difference d2 between the upper and lower delivery side pinch rolls 4 and 4L. That is, as shown in FIG. 9, when the lateral difference d2 between the upper delivery
そこで、まず、比較のために、特許文献1に記載される判定方法に準じて、スラブの幅圧下を実施した(比較例)。ねじれが発生すると判定されたスラブは幅圧下を途中で停止して熱間圧延ラインから除去する処置を必要とした。ねじれが発生しないと判定されたスラブを下流側の粗圧延機以降の工程に運用した。その結果、比較例では、図10に示すように、10000本のスラブのうちの7本でねじれが発生し、熱間圧延ラインでスラブを除去する搬送トラブルが生じた。 Therefore, first, for comparison, the width reduction of the slab was performed according to the determination method described in Patent Document 1 (comparative example). Slabs determined to be twisted required premature termination of the width reduction and removal from the hot rolling line. The slab judged to have no twist was used in the processes after the rough rolling mill on the downstream side. As a result, in the comparative example, as shown in FIG. 10, twist occurred in 7 out of 10,000 slabs, and transport trouble occurred in removing the slabs in the hot rolling line.
ねじれが発生して搬送トラブルを起こした比較例の7本のスラブについて、幅圧下前に測定されていた温度情報に基づいて幅方向温度偏差ΔTを求め、幅方向温度偏差ΔTと幅圧下率γとの積(ΔT×γ)を算出した。算出結果を図11に示す。図11に示すように、ねじれが発生したスラブでは、「ΔT×γ」の値は6.3℃以上であった。 Regarding the seven slabs of the comparative example that caused transport trouble due to twisting, the temperature deviation ΔT in the width direction was obtained based on the temperature information measured before the width reduction, and the temperature deviation ΔT in the width direction and the width reduction rate γ were obtained. and the product (ΔT×γ) was calculated. Calculation results are shown in FIG. As shown in FIG. 11, the twisted slab had a value of “ΔT×γ” of 6.3° C. or higher.
次いで、スラブ先端部(スラブの最先端から1.0mまでの範囲)の「ΔT×γ」を求め、求めた「ΔT×γ」に基づいて、ねじれの発生有無を判定し、ねじれが発生しないと判定されたスラブについて、幅圧下を行った(本発明例1)。本発明例1では、比較例の実績に基づき、「ΔT×γ」の閾値を6℃に設定し、スラブ先端部の「ΔT×γ」が閾値を超えた際は、ねじれ発生と判定して幅圧下を行わず、スラブを加熱炉に再度装入した。圧延したスラブ本数は比較例と同数の10000本とした。 Next, "ΔT × γ" of the slab tip (range from the tip of the slab to 1.0 m) is obtained, and based on the obtained "ΔT × γ", it is determined whether or not twisting occurs, and no twisting occurs. Width reduction was performed on the slab determined to be (Invention Example 1). In Example 1 of the present invention, the threshold value of "ΔT×γ" was set to 6° C. based on the results of the comparative example, and when "ΔT×γ" at the tip of the slab exceeded the threshold value, it was determined that twisting occurred. The slab was reloaded into the furnace without width reduction. The number of rolled slabs was 10000, which is the same number as in the comparative example.
その結果、本発明例1においては、ねじれが発生し、熱間圧延ラインにおいて搬送トラブルを起こしたスラブは、前述した図10に示すように、10000本中の2本であり、比較例よりも減少した。これは、本発明例1では、幅圧下を行う前にスラブのねじれの発生有無を判定できたためである。 As a result, in Example 1 of the present invention, the number of slabs that twisted and caused transport trouble in the hot rolling line was two out of 10,000, as shown in FIG. Diminished. This is because, in Example 1 of the present invention, it was possible to determine whether or not the twist of the slab occurred before performing the width reduction.
更に、スラブの先端部のみではなく、スラブの長手方向全長に亘って温度データを取得し、且つ、300mm以上の幅圧下を実施するスラブに限定して「ΔT×γ」が閾値(6℃)を超えた場合にねじれが発生すると判定し、ねじれが発生しないと判定されたスラブについて、幅圧下を行った(本発明例2)。「ΔT×γ」が閾値(6℃)を超えたスラブは、ねじれ発生と判定して幅圧下を行わず、スラブを加熱炉に再度装入した。圧延したスラブ本数は比較例及び本発明例1と同数の10000本とした。 Furthermore, temperature data is acquired not only at the tip of the slab, but also over the entire length of the slab in the longitudinal direction, and limited to slabs subjected to width reduction of 300 mm or more, "ΔT × γ" is the threshold value (6 ° C). It was determined that twisting occurred when the slab exceeded , and width reduction was performed on the slab determined not to twist (Invention Example 2). A slab whose "ΔT×γ" exceeded the threshold value (6° C.) was determined to have twisted and was not subjected to width reduction, and the slab was put into the heating furnace again. The number of rolled slabs was 10,000, which is the same number as in Comparative Example and Inventive Example 1.
その結果、本発明例2では、前述した図10に示すように、ねじれによる搬送トラブルは発生しなかった。これは、本発明例2では、スラブ先端部よりも長手方向の後ろ側で発生するねじれも、幅圧下を行う前に予測して判定できたためである。 As a result, in Example 2 of the present invention, as shown in FIG. 10 described above, no transport trouble due to twist occurred. This is because, in Example 2 of the present invention, the torsion occurring behind the slab tip in the longitudinal direction could also be predicted and determined before width reduction.
以上の結果から、本発明によって熱間圧延ラインのトラブルを未然に防止できることが確認できた。 From the above results, it was confirmed that troubles in the hot rolling line can be prevented by the present invention.
1 スラブ
1a 幅圧下不良スラブ
2a 金型
2b 金型
3 入側ピンチロール
4 出側ピンチロール
4L 出側ピンチロール(下側)
5 座屈防止ロール
6 座屈防止ロール
7a クランク
7b クランク
8a クランク軸
8b クランク軸
9 幅圧下が行われていない部分の断面形状
10 幅圧下が行われた部分の断面形状
11 加熱炉
12 幅圧下装置
13 粗圧延機
14 仕上げ圧延機
15 ランアウトテーブル
16 コイラー
30 熱間圧延ライン
1
5
Claims (11)
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの両側の幅端部の温度を求め、求めたスラブの両側の幅端部の温度差を幅方向温度偏差ΔTとして定め、
当該幅方向温度偏差ΔTと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a rough rolling mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperatures of the width edges on both sides of the slab are obtained, and the obtained temperature difference between the width edges on both sides of the slab is determined as the width direction temperature deviation ΔT,
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in a slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction temperature deviation ΔT and the width reduction rate γ exceeds a threshold value.
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの幅方向温度分布を求め、スラブの幅方向中心位置を境として温度偏差が最大となる2点の温度の温度差を幅方向温度偏差ΔTとして定め、
当該幅方向温度偏差ΔTと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a rough rolling mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperature distribution in the width direction of the slab is obtained, and the temperature difference between the two points at which the temperature deviation is maximum with respect to the center position in the width direction of the slab is calculated as the temperature deviation ΔT in the width direction. defined as
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in a slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction temperature deviation ΔT and the width reduction rate γ exceeds a threshold value.
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの両側の幅端部の温度を求め、求めたスラブの両側の幅端部の温度に該当する箇所の変形抵抗を求め、変形抵抗の差分を幅方向変形抵抗偏差Δkとして定め、
当該幅方向変形抵抗偏差Δkと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a rough rolling mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperatures at the width edges on both sides of the slab are obtained, the deformation resistance at the locations corresponding to the temperatures at the width edges on both sides of the slab is obtained, and the difference in deformation resistance is obtained. is defined as the width direction deformation resistance deviation Δk,
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in the slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction deformation resistance deviation Δk and the width reduction rate γ exceeds a threshold. .
前記加熱炉で加熱されたスラブを、幅圧下量ΔWを圧下前のスラブ幅W0で除した値である幅圧下率γ(γ=ΔW/W0)で前記幅圧下装置にて幅圧下するにあたり、
前記幅圧下装置でスラブを幅圧下する前に、スラブの幅方向温度分布を求め、スラブの幅方向中心位置を境として温度偏差が最大となる2点の温度に該当する箇所の変形抵抗を求め、変形抵抗の差分を幅方向変形抵抗偏差Δkとして定め、
当該幅方向変形抵抗偏差Δkと前記幅圧下率γとの積が閾値を超えた場合に、スラブを幅圧下することによってスラブにねじれが発生すると判定する、熱間スラブ幅圧下でのねじれ判定方法。 In a hot rolling line having a width reduction device between a heating furnace and a rough rolling mill,
The slab heated in the heating furnace is width-reduced by the width reduction device at a width reduction rate γ (γ=ΔW/W 0 ), which is a value obtained by dividing the width reduction amount ΔW by the slab width W 0 before reduction. Hits the,
Before the slab is width-reduced by the width reduction device, the temperature distribution in the width direction of the slab is obtained, and the deformation resistance at the points corresponding to the temperatures at the two points where the temperature deviation is maximum with respect to the center position in the width direction of the slab is obtained. , the difference in deformation resistance is defined as the width direction deformation resistance deviation Δk,
A method for determining twist in hot slab width reduction, wherein it is determined that twist occurs in the slab due to width reduction of the slab when the product of the width direction deformation resistance deviation Δk and the width reduction ratio γ exceeds a threshold. .
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