JP2502630B2 - ステッルミル圧延設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はステッケルミル圧延設備に係わり、特に高表
面品質の普通鋼板を得るのに好適なステッケルミル圧延
設備に関する。

〔従来の技術〕

仕上げミルの前後にコイラファーネスを備え、そのコ
イラファーネスにストリップを交互の巻き取りながら仕
上げミルで所望回数の仕上げパスを行う圧延設備をステ
ッケルミル圧延設備と呼んでいる。このステッケルミル
圧延設備は、一般的には仕上げミルとは別個の粗ミルを
備え、また粗ミルの手前には、材料スラブを加熱するス
ラブ均熱炉が設けられている。

このようなステッケルミル圧延設備での処理過程にお
いてスラブ表面にはスケールが発生し、それはスラブ均
熱炉中で均熱中に発生するスケール即ち１次スケール
と、その後の圧延処理中に発生する２次スケールとに大
別され、２次スケールはさらに、粗ミルの前段パス中に
発生するスケールと、粗ミルの後段パス中に発生するス
ケールと、仕上げミル中に発生するスケールとに分ける
ことができる。

従来のステッケルミル圧延設備においては、このよう
なスケールの対策として、均熱炉と粗ミルとの間にデス
ケーリングスタンドを設け、粗ミルの前面及び後面に粗
用テスケーリングヘッドを設け、仕上げミルの手前に仕
上げ用スケールブレーカ即ちFSBを設け、以下ように処
理していた。

スラブ均熱炉での１次スケール 均熱炉中にスラブ表面に発生したスケールは、均熱炉
から抽出後、デスケーリングスタンドまたは粗ミル前面
の粗用デスターリングヘッダにより高圧水（圧力約120
〜150kg/cm²）を噴射することにより除去する。

粗ミルの前段パス中発生する２次スケール スケールの成長に伴って随時、粗ミルの前後面の粗用
デスケーリングヘッダにより高圧水（圧力同上）を噴射
することによる除去する。

粗ミルの後段パス中発生する２次スケール 粗ミルでの圧延終了後、FSBにより高圧水（圧力約80
〜150kg/cm²）を噴射することにより除去する。

仕上げミルの圧延中発生する２次スケール 従来のステッケルミル圧延設備は、主にステンレス鋼
の圧延に用いられており、この場合には特に仕上げミル
での処理過程で発生する２次スケールは無視することが
でき、その発生防止に関する配慮は必要とされていなか
った。

また従来のステッケルミル圧延設備においては、コイ
ラファーネスは燃焼方式を用い、炉内にガス（プロパン
ガス、ブタンガス、天然ガスまたは生成ガス等）、軽由
または重油などの燃料を供給し、空気（即ち酸素）と混
合して燃焼させ、加熱していた。この場合、不完全燃焼
を防止するため通常約10％前後の過剰酸素となるように
空気の混合比を定めている。

また従来から、ステッケルミル圧延設備を使った普通
鋼板の圧延も実施されていた。

なおこの種の装置として関連するものには、特公昭55
−46763号、特開昭59−185504号等が挙げられる。特公
昭55−45763号及び特開昭59−185504号には、１台のミ
ルで粗ミルと仕上げミルを兼用したステッケルミル圧延
設備が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように、従来からステッケルミル圧延設備を
用いて普通鋼の圧延を実施することま行われていた。こ
の場合には、粗ミルと仕上げミルとが別々に設けられて
いるものでも、粗ミルと仕上げミルとを兼用したもので
も、上記の仕上げミルの圧延中にスラブ表面に無視で
きないスケールが発生する。即ち、コイラファーネスに
は過剰酸素となるよう空気が供給されており、このため
燃焼によって消費されなかった過剰酸素がストリップの
鉄元素（Fe）と反応し、スケール（FeO,Fe3O4,Fe2O3）
を生成する。しかしながら、上記従来の設備では、この
仕上げミルの圧延中に発生するスケールの対策は施され
ておらず、これを除去することができなかった。

また従来のステッケルミル圧延設備において、この２
次スケールの除去を目的として、仕上げミル前後に高圧
水を噴出する仕上げ用デスケーリングヘッダを採用した
例がある。しかしながら、この場合には、 ａ）仕上げミルで処理されるストリップは板厚が薄く、
高圧水の噴射によりストリップ温度の著しい低下が生
じ、圧延品質の低下を招くこと、及び ｂ）コイラファーネス内に高圧水が飛散し、内張りされ
ている煉瓦等の急冷による損傷を生じること の理由により、実際にはこの仕上げ用デスケーリングヘ
ッダは使われていないのが実状である。

従って、この仕上げミル圧延中に発生する２次スケー
ルによって、出来上がったコイルの表面は、アバタ状の
スケール痕が残り、高品質の普通鋼板を得ることができ
なかった。このためこの普通鋼板は、１級品として取り
扱われず、２級品となり、せいぜい鋼管（パイプ）材と
して使用されるに止どまっていた。

本発明の目的は、スケールの発生しやすい材質であっ
ても仕上げミル圧延中の２次スケールの発生を極力防止
することができ、高品質の圧延製品を得ることのできる
ステッケルミル圧延設備を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、コイラファーネスを無酸化炉で構成した
ことを特徴とするステッケルミル圧延設備によって達成
される。

〔作用〕

コイラファーネスを無酸化炉で構成することにより、
炉内に酸素を導入する必要がなくなり、スケールの発生
が防止される。

〔実施例〕

以下本発明の好適実施例を図面を参照して、スケール
の発生し易い材質として普通鋼を圧延する場合について
説明する。

第１図は本発明の一実施例によるステッケルミル圧延
装置の仕上げミル部分を示し、図中符号１はその仕上げ
ミルである。仕上げミル１は、それぞれ上下１対のワー
クロール２、中間ロール３及び補強ロール４からなる６
段ミルで構成されている。

仕上げミル１の前後には入側コイラファーネス５及び
出側コイラファーネス６が設置されており、入側コイラ
ファーネス５の入側にはクロップシャー７及び仕上げ用
スケールブレーカ即ちFSB8が設置されている。

仕上げミル１と入側コイラファーネス５との間には、
入側デフレクタダイド９及び入側ピンチロール10が配置
され、また入側コイラファーネス５の炉開口部から仕上
げミル１にかけて、これら入側デフレクタガイド９及び
入側ピンチロール10並びに仕上げ入口テーブル11を覆
い、かつ仕上げ入口テーブル11のローラ間の隙間を閉じ
る無酸化トイ12が設けられている。仕上げミル１と出側
コイラファーネス６との間にも同様に、出側ピンチロー
ラ13及び出側デフレクタガイド14が配置され、また出側
コイラファーネス６の炉開口部から仕上げミル１にかけ
ても、これら出側デフレクタガイド14及び出側ピンチロ
ール13並びに仕上げ出口テーブル15を覆い、かつ仕上げ
出口テーブル15のローラ間の隙間を閉じる無酸化トイ16
が設けられている。

入側コイラファーネス５は、その炉開口部に昇降可能
な入側可動パスラインローラ17を備え、炉内には入側イ
ンサイドガイド18と及び入側マンドレル19が設けられて
いる。

この入側コイラファーネス５は無酸化炉、ここでは電
気炉で構成され、また炉内に不活性ガスN2を導入するた
めのノズル20が設けられ、炉内を無酸化雰囲気に保持し
ている。

出側コイラファーネス６も同様に、昇降可能な出側可
動パスラインローラ21、出側インサイドガイド22及び出
側マンドレル23を備え、また電気炉で構成され、かつ不
活性ガス導入手段としてのノズル24が設けられている。

なお25はクロップシャー前面テーブル、26は仕上げア
プローチテーブル、27はホットランテーブルである。

第２図は入側コイラファーネス５の詳細図を示し、不
活性ガスN2は不活性ガス供給装置30より開閉弁31及び配
管32を通り、流量調整弁33により適切な量に調整され、
ノズル20より炉内に導かれる。炉内に充満した不活性ガ
スN2は、炉開口部34より噴出し、無酸化トイ12内に充満
し、トイ12の内部を無酸化雰囲気にする。

一方、可動パスラインローラ17は、架台35に保持され
た昇降シリンダ36に接続され、この昇降シリンダの動作
によりより昇降し、適切な開口位置に保持され、通板性
を維持することと不活性ガスN2の消費量を低減させるこ
との両方の機能を果たしている。

図示はしないが、出側コイラファーネス６のノズル24
及び可動パスラインローラ21についても同様に構成され
ている。

次にこのように構成されたステッケルミル圧延設備の
動作を説明する。

スラブ均熱炉（図示せず）で加熱されたスラブは、デ
スケーリングスタンド（図示せず）で１次スケールを除
去された後、粗ミル（図示せず）で5,7パスのリバース
圧延をされる。粗ミル前段パス中発生する２次スケール
は、粗ミル前後面に設けられた粗用デスケーリングヘッ
ダ（図示せず）により高圧水で除去される。

粗ミル圧延を完了したスラブ即ちバーには、粗ミル後
段パス中に発生した２次スケールが付着している。この
バーは、クロプシャー前面テーブル25よりクロプシャー
７に送られ、ここで先端をカットされた後、FSB8に送ら
れ、ここで高圧水によりその２次スケールが除去され
る。このバーはさらに、仕上げアプローチテーブル26、
入側無酸化トリ12、入側ピンチロール10、仕上げ入口テ
ーブル11を通って仕上げミル１に送られ、ここでワーク
ロール２により仕上げ第１パス圧延がされ、そのストリ
ップの先端は、出側無酸化トイ16、仕上げ出口テーブル
15、出側ピンチロール13、出側デフレクタガイド14、通
板位置に十分に開口された出側可動パスラインローラ2
1、出側インサイドガイド22を通過後、出側コイラファ
ーネス６の出側マンドレル23に巻き付けられる。

ストリップ先端が出側マンドレル23に巻き付き、張力
が正しくかかった後、ただちに出側可動パスラインロー
ラ21は下降し、炉開口部の開口面積を減少し、炉外から
大気が侵入するのを防ぐと同時に、ノズル24より導入さ
れている不活性ガスN2の消費量の低減を図る。

この仕上げ第１パス中は、入側パスラインローラ17は
下降状態で入側コイラファーネス５の炉開口部の開口面
積を減少した状態で待機している。

第１パスでストリップ後端が仕上げミル１のワークロ
ール２を抜けた直後、仕上げミル１は停止し、ただちに
逆転をし、ストリップ後端は第２パスとしてワークロー
ル２に再度噛込み、入側無酸化トイ12、仕上げ入口テー
ブル11、入側ピンチロール10、入側デフレクタガイド
９、仕上げミルの逆転開始後通板位置に十分開口された
入側可動パスラインローラ17、入側インサイドガイド18
を通過後、入側コイラファーネス５のマンドレル19に巻
き付けられる。

入側コイラファーネス５においても、出側コイラファ
ーネス６と同様、ストリップ先端が入側マンドレル19に
巻き付き、張力が正しくかかった後、ただちに入側可動
パスラインローラ17は下降し、炉開口部の開口面積を減
少し、炉外から大気が侵入するのを防ぐと同時に、ノズ
ル20より導入されている不活性ガスN2の消費量の低減を
図る。

この仕上げ第２パス中は、出側パスラインローラ21は
下降され、出側コイラファーネス６の炉開口部の開口面
積を減少した状態で待機している。

第２パスでストリップ後端が仕上げミル１のワークロ
ール２を抜けた直後、仕上げミル１は再び停止し、ただ
ちに逆転をし、ストリップ後端は第３パスとしてワーク
ロール２に再度噛込み、同様に第３仕上げパス及びそれ
以降の圧延が行われる。

このように行われる仕上げミル圧延において、入側及
び出側コイラファーネス5,6は電気炉で構成されている
ので、従来の燃焼方式の炉のように炉内を過剰酸素とす
る必要がなく、これらコイラファーネス5,6内での加熱
時、ストリップ表面に２次スケールが発生することが大
幅に低減する。またコイラファーネス5,6には不活性ガ
スN2の導入手段即ちノズル20,24を設け、炉内に不活性
ガスN2を導入しているので、ストリップ表面の２次スケ
ールの発生はさらに効果的に抑制される。また仕上げミ
ル１とコイラファーネス5,6との間には無酸化トイ12,15
が設置されているので、ここにコイラファーネス5,6か
らの不活性ガスが充満し、無酸化雰囲気が得られる。こ
のためここをとおるストリップに対しても、ストリップ
表面に２次スケールが発生することが防止される。

最終の仕上げパスを終了したストリップは、ホットラ
ンテーブル27においてストリップクーラント（図示せ
ず）で適正な温度まで冷却された後、巻取り機（図示せ
ず）にコイル状に巻き取られ、製品となる。

このように本実施例によれば、不活性ガスの使用量を
最少限にしながら、仕上げミル圧延中の２次スケールの
発生を製品として害のない程度まで抑制し、スケール痕
のほとんどない高品質の普通鋼板を得ることができる。

以上の実施例において、仕上げミル１と入側及び出側
コイラファーネス5,6との間でのスケールの発生の防止
は無酸化トイ12,16の設置によって行っている。しかし
ながら、種々目貼りをしても無酸化トイ12,16内を完全
に大気から遮断することは困難である。従って仕上げミ
ル１と入側及び出側コイラファーネス5,6との間でより
一層効果的に２次スケールの発生を防止するためには、
上記実施例に以下の対策を併用することが好ましい。

まず仕上げミル１とコイラファーネス5,6との間での
スケールの生成について考察する。ステッケルミルの仕
上げ圧延は、上記実施例の説明から分るようにリバース
圧延であり、ストリップの歩留り向上を目的として、毎
パス尻抜け圧延を実施している。従ってストリップ先端
をコイラファーネス5,6のマンドレル19,23に巻付けるま
での圧延速度と、ストリップ後端がそのマンドレル19,2
3から抜ける直前以降の圧延速度とは、ストリップ中央
部の圧延中の約10％〜20％程度に下げ、巻付けの確実性
とマンドレルに無理な外力が加わることの防止とを図っ
ている。このため、ストリップ先後端は、ストリップ中
央部に比較し、コイラファーネス5,6外に滞在する時間
即ち滞空時間が長く、よりスケールが生成され易い状況
にある。

一方、スケールの生成量は文献、第３版「鉄鋼便覧」
III（１）圧延基礎・鋼板、33頁によれば、スケール重
量増加量をΔｗ、時間をｔ、反応速度定数をＫとすれ
ば、 （Δｗ）^２＝Ｋ・ｔ …（１） ここでＫはアーレニウス（Arrheniusu）の式により、 Ｋ＝Ａ・evp（−Q/RT） …（２） A:頻度因子 Q:拡散の活性化エネルギ T:絶対温度 と表わされる。

即ち温度が高いほど、時間が長いほどスケール生成量
が多くなることが分かる。

このような知見に基でき、仕上げミル１とコイラファ
ーネス5,6との間でのスケールの生成減少対策として、
上記無酸化トイ12,16の設置に加えて以下の対策を行
う。

（Ａ）ストリップの滞空時間を短かくするための対策 ａ）ストリップの先後端の巻付け速度及び尻抜け速度の
上昇；これにより上述した如く、スケールの生じ易いス
トリップ先後端の炉外での滞空時間が短縮され、この部
分でのスケールの生成が減少する。

ｂ）ストリップ中央部の圧延速度の上昇：従来約300mpm
の圧延速度を例えば約700mpmに上昇する。これにより全
体的にストリップの滞空時間が減少し、スケールの生成
が減少する。

ｃ）仕上げミル１とコイラファーネス5,6間の距離の縮
減：従来約8mであったものを例えば約6mに短縮する。こ
れによっても炉外滞空時間が減少し、スケールの生成が
減少する。

ｄ）仕上げパス回数の減少：従来７〜９パスであったも
のを例えば５パスにする。ただし仕上げ圧延での総圧下
量は変更しないので、その分強圧下圧延となる。これに
よっても滞空時間は減少する。

ｅ）バー厚（粗ミルでの仕上り厚）の増大：従来15〜20
mmであったのを20〜50mmに増大する。これによりバーの
長さが短くなり、無酸化雰囲気が十分に確保しにくい第
１仕上げパス時の炉外滞空時間が減少し、スケールの発
生が減少する。

ｆ）仕上げミル１の複数スタンド化：仕上げミル台数は
２スタンド、３スタンド、４スタンド等、タンデムホッ
トストリップミル（通常仕上げミルは６〜７スタンド）
に対してステッケルミルの経済的なメリットを失わない
台数であればよい。例えば２スタンドとした場合、１回
のパスで実質的に２回のパスを行うことができ、パス回
数を半分にすることができ、上記ｄ）項のパス回数より
さらにパス回数が減少し、滞空時間がさらに短くなる。

ｇ）仕上げミル後段パス強圧下圧延：通常は前段パスが
強圧下圧延で、後段パスが軽圧下圧延（圧下率約15〜20
％）であるのを、前段パスの圧下量を減らし、後段パス
を強圧下圧延（同約20〜35％）すると、合計としての圧
延時間が減少し、滞空時間が短くなる。

（Ｂ）コイラファーネス5,6の温度の最適化従来コイラ
ファーネスの温度が900〜1000℃であったのを800〜900
℃に低下させ、これによりスケールの発生量を低減す
る。

以上（Ａ）−ａ）〜ｇ）及び（Ｂ）のスケール生成減
少対策を併用することにより、仕上げミル１とコイラフ
ァーネス5,6との間の２次スケールの発生がより減少す
る。このスケール生成減少対策と、第１図及び第２図に
示した実施例におけるスケールの生成防止対策、即ちコ
イラファーネス5,6を無酸化炉とし不活性ガスを導入す
ること、及び仕上げミル１とコイラファーネス5,6との
間に無酸化トイ12,16を設けることとにより、仕上げ圧
延中の２次スケールの発生を最少限に低減することがで
き、スケール痕の非常に少ない極めて高品質の普通鋼板
を得ることができる。

なお上記スケール生成減少対策（Ａ）−ｆ）において
仕上げミルを複数スタンド化することを述べたが、その
一例として第３図に仕上げミルを２スタンド化した実施
例を示す。即ちこの実施例においては、１対のコイラー
ファーネス5,6の間に２スタンドの仕上げミル1A及び1B
を有し、角仕上げミル1A及び1Bは第１図に示す仕上げミ
ル１と実質的に同じ構造をしている。仕上げミル1Aと仕
上げミル1Bとの間には、好ましくは、仕上げ出入口テー
ブル40を覆う無酸化トイ41を設置する。

この実施例によれば、上述したように、例えば３回の
仕上げパスで実質的に６回の仕上げパスを行うことがで
き、ストリップのコイラファーネス5,6外での滞空時間
を短縮することがでぎ、コイラファーネス5,6外でのス
トリップ表面のスケール生成量が減少し、普通鋼板の一
層の高品質化が図られる。

以上の実施例では、コイラファーネス5,6を構成する
無酸化炉として電気炉を用いたが、これのみに限らず、
誘導加熱炉、ラジアントチューブ等、直接炉内に酸素を
供給する必要のない他の無酸化炉を用いることができ
る。

またコイラファーネス5,6内に導入する不活性ガスと
してN2ガスを用いたが、他の例として、アルゴンガス、
ヘリウムガス等の不活性ガスを用いることができる。

また仕上げミル1,1A,1Bとして６段ミルを用いている
が、通常の２段ミル、４段ミル、５段ミル等、強圧下仕
上げ圧延が可能なミルならば、他のいかなるミルであっ
てもよい。

また上記実施例は普通鋼の圧延に適用されたが、仕上
げ圧延において酸化が問題となる材質ならば、普通鋼以
外の圧延に適用してもよい。

さらに上記実施例は、仕上げミルと粗ミルとが別個に
なっているステッケルミル圧延設備に適用した例である
が、本発明は仕上げミルと粗ミルとを兼用したものに適
用してもよい。

〔発明の効果〕

以上明らかなように、本発明のステッケルミル圧延設
備によれば、コイラファーネスを無酸化炉で構成したの
で、普通鋼等のスケールの発生し易い材質を圧延した場
合であっても、コイラファーネス内で加熱中にストリッ
プ表面にスケールが発生することが防止され、高品質の
圧延製品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるステッケルミル圧延設
備の仕上げミル部分の断面側面図であり、第２図はその
ステッケルミル圧延設備のコイラファーネスの詳細図で
あり、第３図は本発明の他の実施例によるステッケルミ
ル圧延設備の仕上げミル部分の断面側面図である。 符号の説明 １……仕上げミル 5,6……コイラファーネス 20,24……ノズル（不活性ガス導入手段） 17,21……可動パスラインローラ 12,16……無酸化トイ

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】仕上げミルの前後にコイラファーネスを備
   えたステッケルミル圧延設備において、 前記コイラファーネスを無酸化炉で構成したことを特徴
   とするステッケルミル圧延設備。
2. 【請求項２】前記無酸化炉に不活性ガス導入手段を設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のステッ
   ケルミル圧延設備。
3. 【請求項３】前記コイラファーネスの開口部に昇降可能
   な可動パスラインローラを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載のステッケルミル圧延設備。
4. 【請求項４】前記仕上げミルを２スタンド以上のタンデ
   ムミルで構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のステッケルミル圧延設備。
5. 【請求項５】前記無酸化炉に不活性ガス導入手段を設け
   たことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のステッ
   ケルミル圧延設備。
6. 【請求項６】前記コイラファーネスの開口部に昇降可能
   な可動パスラインローラを設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載のステッケルミル圧延設備。
7. 【請求項７】前記コイラファーネスと仕上げミルとの間
   に無酸化トイを設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第３項または第６項記載のステッケルミル圧延設備。