JP3083247B2 - 連続鋳造熱間圧延によるステンレスストリップの製造方法及びステンレスストリップの連続鋳造熱間圧延用熱処理炉 - Google Patents

連続鋳造熱間圧延によるステンレスストリップの製造方法及びステンレスストリップの連続鋳造熱間圧延用熱処理炉

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JP3083247B2
JP3083247B2 JP07189988A JP18998895A JP3083247B2 JP 3083247 B2 JP3083247 B2 JP 3083247B2 JP 07189988 A JP07189988 A JP 07189988A JP 18998895 A JP18998895 A JP 18998895A JP 3083247 B2 JP3083247 B2 JP 3083247B2
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由勝 野原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、双ドラム式連続鋳
造機で厚み1〜10mmのステンレス薄鋳片を連続鋳造
し、これを高温、高速で連続的に熱間圧延し、熱処理、
冷却して板厚3mm以下のステンレスストリップを製造す
る場合において、走間で薄鋳片の厚みを変更する際に適
用される連続鋳造熱間圧延によるステンレスストリップ
の製造方法とこの方法を実施するためのステンレススト
リップの連続鋳造熱間圧延用熱処理炉に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば鉄鋼の分野においては、鋼
板を製造する場合に、工程省略による生産性の向上、設
備コストおよび熱原単位の低減等の観点から、例えば図
8に示すような双ドラム式連続鋳造機1で薄鋳片2を連
続鋳造し、この薄鋳片を連続鋳造機1の下流に連続配置
した熱間圧延機6、熱処理炉7、冷却装置9等で連続処
理して巻取機13に巻き取るようにしたストリップ連続
鋳造熱間圧延プロセスが提案されており、このプロセス
をステンレスストリップの製造に適用する試みがなされ
ている。このようなステンレスストリップの連続鋳造熱
間圧延プロセスにおいて、多サイズ(板厚)のストリッ
プを小ロット生産する場合、生産性の向上、生産コスト
の節減等の観点から板厚を走間で変更できることが好ま
しい。
【0003】走間で板厚を変更する場合には、圧延条件
を変更することによってある程度対処できるが、品質
(内部組織、光沢性、ローピングの程度で評価)の安定
なステンレスストリップの生産を前提にする場合には限
界があるため、鋳造厚の変更も必要になることが考えら
れる。例えば、特開昭60−83756号公報では、双
ドラム式連続鋳造における鋳造厚を変更方法が開示され
ている。ここでは、連続鋳造機のロール反力とロール回
転速度からロールギャップとロール回転速度を演算して
設定する構成として、板厚の変更を短時間で行って所定
の板厚で鋳造する制御方法が開示されている。
【0004】しかし、上記従来の開示技術においては、
ステンレスストリップを製造する場合では、連続鋳造機
で鋳造に際して走間で鋳造厚を変更した場合、熱間圧
延、熱処理工程を経ても再結晶粒径を微細化できない場
合が多く、品質(内部組織、光沢性、ローピングの程度
で評価)の安定なステンレスストリップを安定製造する
ことは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、双ドラム式
連続鋳造機で薄鋳片を連続鋳造し、この薄鋳片を連続鋳
造機の下流に連続配置した熱間圧延機、熱処理炉、冷却
装置等で連続処理する連続鋳造に際して鋳造厚を走間で
変更しても、熱間圧延、熱処理することで再結晶粒径を
微細化でき、表面品質、内部組織に優れたステンレスス
トリップを低コストで製造可能な連続鋳造熱間圧延によ
るステンレスストリップの製造方法とこの方法を実施す
るためのステンレスストリップの連続鋳造熱間圧延用熱
処理炉を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
双ドラム式連続鋳造機で薄鋳片を連続鋳造し、この薄鋳
片を連続鋳造機の下流に連続配置した熱間圧延機、熱処
理炉、冷却装置等で連続処理する連続鋳造熱間圧延によ
るステンレスストリップの製造方法において、走間で鋳
造板厚を薄くするに際して、ドラムとサイド堰により形
成される湯溜まり部の湯面高さを常用の鋳造弧角から2
0〜30度まで下げ鋳造速度を遅くするとともに熱処理
炉の熱処理長と冷却帯の冷却長を短縮してから、鋳造速
度と冷却帯の冷却長を回復させながらドラム間の開度を
閉め鋳造板厚を薄くして連続鋳造を行い、一定時間経過
した後に鋳造弧角を常用レベルに回復させるとともに鋳
造速度の増加に応じて熱処理炉の熱処理長と冷却帯の冷
却長を所定の長さまで増加させ、薄鋳片の板厚変更部が
熱間圧延機に到達の直前に熱間圧延機の圧下率を30%
以上で制御して熱間圧延を行い、熱間圧延機で熱間圧延
されたストリップを熱処理炉で900〜1200℃のス
トリップ温度で5秒以上熱処理した後、冷却帯で500
〜550℃に冷却することを特徴とする連続鋳造熱間圧
延によるステンレスストリップの製造方法。
【0007】第二の発明は、双ドラム式連続鋳造機で薄
鋳片を連続鋳造し、この薄鋳片を連続鋳造機の下流に連
続配置した熱間圧延機、熱処理炉、冷却装置等で連続処
理する連続鋳造熱間圧延によるステンレスストリップの
製造方法において、走間で鋳造板厚を厚くするに際し
て、ドラムとサイド堰により形成される湯溜まり部の湯
面高さを常用の鋳造弧角のままで、熱処理炉の熱処理長
と冷却帯の冷却長を短縮しながらドラム間の開度を開い
て鋳造速度を遅くして鋳造板厚を厚くして連続鋳造を行
い、一定時間経過した後に鋳造速度の減少に応じて熱処
理炉の熱処理長と冷却帯の冷却長を所定の長さまで増加
させ、薄鋳片の板厚変更部が熱間圧延機に到達の直前に
熱間圧延機の圧下率を30%以上で制御して熱間圧延を
行い、熱間圧延機で熱間圧延されたストリップを熱処理
炉で900〜1200℃のストリップ温度で5秒以上熱
処理した後、冷却帯で500〜550℃に冷却すること
を特徴とする連続鋳造熱間圧延によるステンレスストリ
ップの製造方法。
【0008】第三の発明は、第一または第二の発明にお
いて、熱間圧延後のストリップを熱処理する場合に用い
られる熱処理炉の特性を特定するもので、連続鋳造熱間
圧延ラインの速度領域(15〜180m/分)で昇温速
度5〜20℃/秒の応答性を有する熱処理炉を用いるこ
とを特徴とする。
【0009】第四の発明は、第一の発明または第二の発
明を実施する場合に、熱間圧延後のストリップを熱処理
するのに適性の高い熱処理炉例として位置付けされるも
ので、炉内搬送ロールの一部または全部を、この炉内搬
送ロールにより搬送されるストリップに対して進退自在
に配設するとともに、該炉内搬送ロールの一部または全
部に、その周面に冷却ガスを循環させる循環ガス冷却装
置を付設し、該ストリップを挟んで直火バーナーをバー
ナー火炎が該ストリップの両面に直接噴射されるように
配設したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の第一の発明においては、
双ドラム式連続鋳造機で薄鋳片を連続鋳造し、この薄鋳
片を連続鋳造機の下流に連続配置した熱間圧延機、熱処
理炉、冷却装置等で連続処理する連続鋳造熱間圧延によ
るステンレスストリップの製造方法において、双ドラム
式連続鋳造機で走間で鋳造厚を薄く変更するものである
が、鋳造板厚を薄く変更するとき、一時的に鋳造弧角
(図3に示すようにドラム1a周面の溶鋼sの湯面ss
との接触点pとドラム1aの軸心を結ぶ線aと、一対の
ドラム1a、1bの軸心を結ぶ水平線bとの挟角θ)を
20〜30度まで下げて鋳造速度を下げた後、鋳造板厚
を薄くすることにより、熱間圧延機で所定の圧下率(3
0〜50%)にして圧延し、熱処理炉において所定の温
度(900〜1200℃の範囲で5秒以上)で熱処理
し、冷却帯において所定の冷却速度(20〜90℃/
秒)で500〜550℃に冷却するために、鋳造速度を
下げたときには、熱処理炉の熱処理長と冷却帯の冷却長
を所定の長さに短くして過熱処理、過冷却を防止し、ド
ラム間の開度を閉めたことによって鋳造厚が薄くなり鋳
造速度が速くなったときには、熱処理炉の熱処理長と冷
却帯の冷却長を所定の長さにして、熱処理不足、冷却不
足を防止することにより、走間で鋳造厚を変更した場合
にも、微細な再結晶粒径は所定の粒径まで微細化するこ
とができる。
【0011】上記において、鋳造弧角を20度以下にし
た場合は、連続鋳造不能になり、30度以上にした場合
は、熱処理および冷却条件を最適制御できず、結晶粒径
の微細化が十分でなく、鋳造板厚変更の過渡期の歩留ま
りが低下する。また、鋳造弧角制御を行わず鋳造板厚を
薄く変更する際の変更幅は、0.1〜1.0mmで、この
場合の熱処理長、冷却長の延長は、3〜45%相当にす
ることが予測される。
【0012】図1は、上記のように双ドラム式連続鋳造
機を用いた連続鋳造熱間圧延において、走間で鋳造板厚
を薄く変更する場合の鋳造板厚、鋳造弧角、ストリップ
速度、熱処理炉の処理炉長、冷却帯の冷却長の関係を示
したものである。走間で鋳造板厚を薄く変更する場合、
一時的に溶鋼の供給量を減少させて湯面を下げ、鋳造弧
角を常用レベル(40度)から凝固可能なレベル(ドラ
ムと溶鋼湯面の濡れる範囲をドラム中心と水平軸から測
定した角度を鋳造弧角と呼び、この角度で30度以下)
まで下げて、鋳造速度を遅くしてから鋳造ドラムの開度
(ギャップ量)を閉めて、鋳造厚を薄く変更するが、鋳
造厚を変更すると熱処理炉内で通板中のストリップの速
度は変化する。すなわち、鋳造板厚を厚くすると熱処理
炉内のストリップの速度は遅くなり、鋳造板厚を薄くす
るとストリップの速度は増加する。
【0013】本発明では、熱処理炉での熱処理炉長と冷
却帯での冷却長をストリップの速度の変化に応じて変化
させる。すなわち、鋳造弧角を常用レベルの40度の状
態から、20〜30度レベルまで下げることにより、鋳
造速度は減少し、ドラム間のギャップを閉めて鋳造板厚
を薄くすることで、ストリップ速度は増加して行く。こ
の過程で、熱処理炉での処理炉長を鋳造板厚変更前のま
まにした場合には、熱処理条件が変化するため、所定の
熱処理ができず品質が低下する。また、冷却帯での冷却
長を鋳造板厚変更前のままにした場合には、冷却条件が
変化するため、所定の冷却ができず品質が低下する。
【0014】そこで、鋳造板厚を薄くする過程では、ま
ず鋳造弧角を下げて熱処理炉の処理炉長と冷却帯の冷却
長を下げる。その後、鋳造弧角が一定の状態で鋳造板厚
を薄くして、同時に鋳造速度を増加させるとともに、熱
処理長と冷却帯の冷却長を鋳造板厚変更前の長さに回復
させ、ストリップの先端が熱処理炉、冷却帯に入る前に
熱処理炉の処理炉長、冷却を所定の長さに変更させる。
このようにして、走間で鋳造板厚を薄くする過程におい
ても、再結晶粒径の微細化を確保することができる。
【0015】第二の発明では、双ドラム式連続鋳造機で
走間で鋳造板厚を厚くするに際して、ドラムとサイド堰
により形成される湯溜まり部の湯面高さを常用の鋳造弧
角のままで、熱処理炉の熱処理長と冷却帯の冷却長を短
縮しながらドラム間の開度を開いて鋳造速度を遅くして
鋳造板厚を厚くして連続鋳造を行い、一定時間経過した
後に鋳造速度の減少に応じて熱処理炉の処理炉長と冷却
帯の冷却長を所定の長さまで増加させ、薄鋳片の板厚変
更部が熱間圧延機に到達の直前に熱間圧延機の圧下率を
30〜50%以上で制御して熱間圧延を行い、熱間圧延
機で熱間圧延されたストリップを熱処理炉で900〜1
200℃のストリップ温度で5秒以上熱処理した後、冷
却帯で500〜550℃に冷却する。上記において、鋳
造板厚を薄く変更する際の変更幅は、0.1〜1.0mm
で、この場合の熱処理長、冷却長の短縮は、3〜45%
にすることが好ましい。
【0016】圧下率30%以下の場合は、製品の表面の
光沢、ローピングの点で満足しないため圧下率は30%
以上とする。冷却速度が20℃/秒以下の場合は、ステ
ンレスストリップの粒界にCrカーバイトが発生し耐蝕
性が劣化するため、20℃/秒以上の冷却速度とする。
また、巻き取り温度が500℃以下の場合、クロム系ス
テンレスストリップでは表面に微細な割れが発生し、5
50℃以上の高温の場合、ステンレスストリップの粒界
にCrカーバイドが発生し耐蝕性が劣化するため、50
0〜550℃の温度域で巻き取ることが望ましい。
【0017】図2は、上記のように双ドラム式連続鋳造
機を用いた連続鋳造熱間圧延において、走間で鋳造板厚
を厚く変更する場合の鋳造板厚、鋳造弧角、ストリップ
速度、熱処理炉の処理炉長、冷却帯の冷却長の関係を示
したものである。
【0018】鋳造板厚を厚くすると、鋳造速度は低下し
連動して熱処理炉内のストリップ速度は遅くなるため、
熱処理炉内のストリップは過熱処理されることになる
が、Cr−Ni系ステンレス鋼では所定の熱処理時間よ
り長くなるが、数10秒程度であり、5分以内であれば
再結晶の粒径の成長にまで影響される懸念のないことが
テストにより確認されている。
【0019】そこで、鋳造板厚を厚くする過程では、圧
下率30%以上で一定とし、入り側板厚計14で計測さ
れた薄鋳片の板厚変化に応じて、トラッキングして圧下
率が30%になるように圧延機のロールギャップを制御
する。一方、冷却帯ではストリップ速度が遅くなるた
め、500℃以下の過冷却となり、前述のようにクロム
系ステンレスストリップでは表面に微細な割れが発生す
るので、冷却長を所定の長さまで短くする必要がある。
厚くなったストリップの先端が熱処理炉、冷却帯に入る
前に、熱処理炉の処理炉長、冷却帯の冷却長を所定の長
さに変更させる。このようにして、走間で鋳造板厚を厚
くする過程においても製品の再結晶粒径の微細化を確保
することができる。
【0020】本発明は、双ドラム式連続鋳造機により主
として15〜180m/分の鋳造速度で板厚1〜10mm
の薄鋳片を連続鋳造する場合に適用されるが、この速度
領域で本発明を適用する場合には、熱処理炉は、ストリ
ップに対する昇温速度を5℃/秒以上にする加熱能力を
有していることが必要である。
【0021】したがって、第三の発明では、このような
条件を満足する熱処理炉を用いることを特定している。
一般に、熱処理炉は、実績および経験上、現状では耐熱
強度確保の面から1250℃の炉温が限界であり、か
つ、熱処理炉に導入されるストリップの温度は900℃
以上であるため、輻射伝熱式の熱処理炉では、熱伝達率
を高くできず、ストリップの昇温、保定を鋳造板厚変更
に伴うストリップ速度変化に応じた応答性を満足させる
ことができず、ストリップに対する昇温速度を5〜20
℃/秒にする加熱能力を確保することは困難である。
【0022】また、燃焼方式の熱処理炉では、誘導加熱
方式と直火バーナー方式のものがあり、ストリップに対
する昇温速度を5〜20℃/秒以上にする加熱能力を確
保することができるが、設備コストの観点から、直火バ
ーナー方式のものが最適である。この直火バーナー方式
の熱処理炉を用いる場合、炉内搬送中のストリップに対
して、バーナー火炎の高温度部を噴射分布を安定させ
て、均一加熱するとともに、炉内搬送ロールによるスト
リップへのビルドアップ疵の発生を抑制しながらカテナ
リー状態でストリップを通板させることが必要である。
【0023】このような観点から、第三の発明では、本
発明で用いる熱処理炉として、搬送されるストリップを
挟んで直火バーナーを配置し、バーナー火炎が該ストリ
ップの両面に直接噴射でき、ストリップに対する昇温速
度を5〜20℃/秒にする加熱能力を容易に確保できる
構造のものとする。この直火バーナーの配置について
は、ストリップに対するバーナー火炎の高温部噴射分布
を均一にするために千鳥状に配置し、ストリップの位置
変動を吸収できるように、ストリップの搬送方向に5〜
10度傾斜させことが有効である。
【0024】また、炉内搬送ロールの一部または全部
を、この炉内搬送ロールにより搬送されるストリップに
対して進退(昇降)自在に配設し、一部の炉内搬送ロー
ルはダミーシートを搬送した後、ストリップに干渉しな
い範囲まで退避できるダミーシート搬送後退避させるこ
とにより、ビルドアップ発生の機会を減少させる構造の
ものとする。この退避距離は、炉内搬送ロールの間隔が
4mのときは250mm、10mのときは600mm程度で
十分である。。
【0025】一般に、ストリップ搬送用の炉内ロールの
表面には、ストリップとロール間でスリップが発生し、
ロールの表面が金属の場合、高温状態では金属組織の凝
着を生じ、ロール側にビルドアップ(付着)する、これ
は、次のストリップの表面を通過するときにストリップ
の表面に疵を発生させる原因になる。そのため、炉内搬
送ロールの表面には、セラミックス系の溶射被膜を形成
して凝着の発生を防止し、ビルドアップを防止している
のが一般的である。
【0026】しかし、本発明で用いる熱処理炉の炉内
は、短時間で高温のストリップを昇温するため1200
℃以上と極めて厳しい温度に晒されるため、従来のセラ
ミックス系の溶射被膜は剥離しやすく長時間の使用に耐
えることができない。そこで、第の発明では、第3の
発明において、炉内搬送ロールの一部または全部に、そ
の周面に冷却ガスを噴射して炉内搬送ロールを冷却する
ガス循環冷却装置を付設している。
【0027】ここで用いるガスは、ストリップの品質、
熱処理炉操業を損なう懸念のないものを用いる。例え
ば、酸素濃度の低い熱処理炉の燃焼排ガスを冷却装置を
介して300℃以下に冷却し循環させて炉内搬送ロール
表面に噴射させるようにするのが有効である。
【0028】なお、炉内搬送ロールの中で少なくともダ
ミーバーのスレッディングの場合に使用するロールは、
ダミーバーの蛇行を防止してストリップを安定通板させ
ることができるようにする必要がある。そのために、こ
の炉内搬送ロールのストリップ搬送領域の両側に中央部
側に5〜30度傾斜するテーパー部を形成することが有
効である。このようにすることで、炉内でストリップを
蛇行させずに搬送することができる。
【0029】また、上記のように炉内搬送ロールを昇降
させる場合には、炉壁の部分は可動式の蓋を配設し、炉
内からのガス噴出を防止することが有効である。さら
に、炉内搬送ロールの駆動装置は、炉外に配設して炉内
の高温雰囲気に晒されないようにすることが有効であ
る。
【0030】
【実施例】
(実施例1)本発明の実施例を図4〜図7に基づいて説
明する。ここに示されるものは、ステンレスストリップ
の連続鋳造熱間圧延プロセスにおいて、本発明を適用し
た場合のものである。
【0031】図4は、本発明を適用したステンレススト
リップの連続鋳造熱間圧延設備配置例を示すものであ
る。図4において、1は双ドラム式連続鋳造機、2は連
続鋳造された薄鋳片、3は薄鋳片の酸化と温度降下を抑
制する雰囲気カバーで、このカバー内にはドラム下ピン
チロール4、一対からなる圧延機前ピンチロール5、ワ
ークロール6wとバックアップロール6bを有する熱間
圧延機6が配設されている。7は熱処理炉、8は熱処理
炉出側ピンチロール、9は冷却帯、10は切断機前ピン
チロール、11は切断機、12は巻取機前ピンチロー
ル、13はカローゼル型の巻取機である。
【0032】双ドラム式連続鋳造機1には、ドラムの回
転速度(鋳造速度)、湯面レベル、サイド堰の押付け、
ドラム間の開度等を制御するための周知の制御装置(図
示省略)が接続されている。また、一対の圧延機前ピン
チロール5間には、板厚計14が配置されており、この
板厚計からの板厚情報を圧下制御装置15に送られ、こ
の圧下制御装置を介して熱間圧延機6の圧下制御が行わ
れる。
【0033】また、板厚計14からの板厚情報は、冷却
帯8の入側に配置されたストリップ温度計16からの温
度情報とともに冷却帯制御装置17に送られ、この制御
装置により冷却帯噴射装置18を制御して冷却帯8での
冷却条件の制御が行われる。ここで用いられる熱処理炉
7は、鋳造厚変更に伴うライン速度変動に追従して熱処
理条件を制御できるもので、ストリップの昇温速度を5
〜20℃/秒の応答性を有するものであることが要求さ
れる。
【0034】また、炉内搬送ロールによるビルドアップ
の発生を防止してストリップの品質を確保する必要があ
る。そのために、ここでは、図5〜図7に示すような構
造を有する熱処理炉を用いている。この熱処理炉7は、
図5〜図6に示すように、炉壁に炉内搬送中のストリッ
プ2sの両面から火炎を噴射し、ストリップ2sを直接
加熱する多数の直火加熱式の直火バーナー19を備え、
このバーナーには燃料ガスと助燃ガスがヘッダー管20
を介して供給されるが、この燃料ガスと助燃ガスの供給
系は炉長方向に複数分割して、各供給系を開閉すること
により熱処理長を変更して熱処理条件を変更できるよう
にしている。この熱処理条件の変更は、各供給系に対す
る燃料ガスと助燃ガス供給量を調整することも可能にな
っている。
【0035】また、炉内の搬送ロールはここでは5個配
置しており、図6(a)、(b)に示すように、昇降装
置(油圧シリンダー)23により昇降自在にし、ダミー
シート22搬送時には、このダミーシートを全部の炉内
搬送ロール21s、21xで支持して搬送し、ストリッ
プ搬送過程ではビルドアップ抑制の観点から、炉内搬送
ロール21xは下降させてストリップ2sと接触しない
ように退避させ、極力少ない搬送ロール例えば21sの
みで支持して搬送するようにしている。
【0036】この炉内搬送ロールは、ストリップ搬送領
域の両側に中央部側に5〜30度傾斜するテーパー部2
1tを形成して搬送中のストリップの蛇行を防止できる
ようにしたものであり、その駆動装置24は炉外に配設
されている。また、搬送ロールの軸21oが昇降する炉
壁部には、昇降装置23により昇降により搬送ロールの
軸21oとともに昇降し、炉壁表面を摺動する可動蓋2
5が配設されている。図中26は熱処理炉用シールロー
ルである。
【0037】また、炉内搬送ロール21s、21xは、
高温のバーナー火炎にも晒されるため、図7に示すよう
に、この炉内搬送ロール21xの周面に近接して、この
ロールの周面に沿った曲面29cを有し、この曲面に沿
って冷却ガス噴射孔27と排出孔28を設けた冷却パッ
ド29を配設している。
【0038】この排出孔28からはスケールの混入した
排ガス30が排出されるため、管路を損傷する恐れがあ
るため、排ガス30中のスケールをスケール分離室32
で分離して、スケールを分離した排ガス30cを、冷却
水33が流通する冷却装置31を介して冷却して循環さ
せ、噴射孔27から炉内搬送ロール21sの表面に噴射
するようにしている。
【0039】冷却パッド29から搬送ロール21s周面
に噴射される冷却ガスとしては、ストリップの酸化を防
止するとともに熱処理に対する影響を軽微にする観点か
ら、ここでは熱処理炉7からの酸素濃度の低い温度が8
00〜900℃の燃焼排ガスを用い、これを冷却装置3
1を介して300℃以下に冷却して循環させて、噴出孔
27から噴射するようにしている。
【0040】本発明は、上記のような連続鋳造熱間圧延
設備を用いて実施することができる。本発明において、
ステンレス鋼の連続鋳造中に板厚を薄く変更する場合、
ステンレス鋼の場合には、双ドラム式連続鋳造機1で鋳
造する溶鋼の湯面を、鋳造弧角で20〜30度まで下げ
て鋳造速度を遅くした後、鋳造ドラム間の開度を閉めて
走間で鋳造板厚を薄く変更することにより、下流にある
熱間圧延機の圧下率を変化させることもなく、熱処理炉
で有効過熱範囲を延長することなく、冷却帯で500〜
550℃の温度まで冷却し製造しても、再結晶粒径の微
細化の影響はなくなる。
【0041】板厚の薄い部分が熱処理炉に到達すると
き、熱処理炉による所定のヒートインプットが少なくな
るため熱処理炉の有効熱処理長を短くすることができる
が、直火バーナーでは、直接ストリップを加熱するた
め、ヒートインプットを効率よく削減することができ
る。
【0042】冷却帯については、熱間圧延機の上流にあ
る板厚み計でトラッキングし、冷却帯に入るストリップ
の板厚、冷却帯入側のストリップの温度とその速度に応
じて必要な冷却帯長さを演算して冷却し、巻き取り温度
500〜550℃に制御する。
【0043】また、ステンレス鋼の連続鋳造中に板厚を
厚く変更する場合、鋳造ドラム間の開度を開いて、鋳造
速度を遅くするとともに、走間で鋳造板厚を厚く変更す
ることにより、下流にある熱間圧延機6では、上流にあ
る板厚計14によりトラッキングし、同じ圧下率(30
〜50%)で圧下することにより、板厚の厚い部分が熱
処理炉7に到達するまでに熱処理制御装置34により炉
温加熱範囲(熱処理長)を所定の有効加熱長さまで延長
することで、再結晶粒径の微細化に対する板厚の影響は
なくなる。
【0044】冷却帯9は、板厚を薄くする場合と同様
に、熱間圧延機6の上流にある板厚計14でトラッキン
グし、冷却帯制御装置17で冷却帯9に入るストリップ
2sの板厚、冷却帯入側の板温計16からのストリップ
温度とその速度に応じて必要な冷却帯長さを演算して冷
却し、巻き取り温度500〜550℃に制御する。
【0045】熱間圧延機6は、高速ベンダーと高速AG
C(図示省略)を有し、入側には板厚計14を配設して
おり、薄鋳片2の形状を計測し、圧下制御装置15によ
り熱間圧延機6の高速ベンダー(形状制御)、高速AG
C(板厚制御装置)をフィードフォワード制御すること
でドラムによる板厚変更部分を熱間圧延機6の入側の板
厚変化を計測し、トラッキングして熱間圧延機で形状を
崩さずに高速で圧下することにより、変化する板厚変更
過渡期のストリップ2sの歩留まりを改善することがで
きる。
【0046】熱処理炉7は、直火バーナー式熱処理炉で
あり、同一の鋳造板厚に対するライン速度変動(±30
%)に応じて熱処理制御装置34によりストリップへの
ヒートインプット量を制御させることのできるように、
直接ストリップの温度を5〜20℃/秒の速度で変化さ
せることができる。
【0047】鋳造速度の変動と、熱間圧延機入側の板厚
変動を板厚計にて計測し、熱処理内までの板厚変動ポイ
ントをトラッキングすることにより、走間での鋳造板厚
変更に伴うストリップ2s速度変化に応じた熱処理制御
が可能になり、再結晶粒径の微細化を可能とすることが
できる。
【0048】一方、ダミーシート22は、鋳造開始にお
いて鋳片の搬送に使用されるが、このダミーシートが熱
処理炉7を通過するときは、昇温を抑えてダミーシート
と薄鋳片2の繋ぎの部分の強度を確保し、ストリップが
熱処理炉7に入ってからフル燃焼を行い、急速加熱する
ことにより所定のヒートパターンを達成することができ
る。
【0049】また、一般にストリップ2sの板厚が厚く
なると、熱処理時間が長くなり、ストリップ厚みが薄く
なるが、これに応じて熱処理制御装置34により熱処理
炉7の有効熱処理長さを制御するが、この場合、直火バ
ーナー19のような応答性のよいバーナーの方が効率が
よく省エネルギーを達成することができる。
【0050】また、熱処理炉7におけるダミーシート搬
送用の炉内ロール21xは、昇降機能を有することによ
り、一部を退避させ炉内を搬送されるストリップ2sと
接触する本数を少なくすることができ、ビルドアップ発
生の機会を減少することができる。さらに、ストリップ
2sを搬送する炉内搬送ロール21sを、酸素濃度の低
い熱処理炉からの排ガスを冷却装置31を介し循環させ
冷却パッド29から噴射して冷却するようにしているの
で、炉内雰囲気を損なうことなく、炉内搬送ロール21
xにおけるビルドアップ発生を防止することができる。
また、ロール表面温度を900℃以下に抑えることがで
き、表面のセラミックス溶射被膜の剥離を抑えることが
でき、その耐用性を改善することができる。
【0051】熱処理炉7における直火バーナー19は、
ストリップ搬送方向に傾斜させて配置しており、ストリ
ップ2sから反射火炎によるノズル損傷を避け、バーナ
ー火炎の流れによる対流伝熱効果を約5%向上させるこ
とができる。ストリップ2sがカテナリー状態になるた
め、これを考慮した直火バーナー配置としており、バー
ナー火炎がカテナリーのためにバーナーから遠ざかって
も熱伝達率の低下は軽微にできる。また、この直火バー
ナー19をストリップの搬送方向に千鳥状に配置するこ
とにより、直火バーナーの局所伝熱によるヒートスポッ
トを分散し、温度むらを抑制することができる。
【0052】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、連続鋳造機、熱間圧延機、熱処理炉、冷
却装置、巻取機、付帯装置、各種制御構造、これら各要
素の仕様、配置数および操業条件等については、鋳造対
象、鋳造条件、板厚変更条件、熱間圧延条件等に応じ
て、本発明の前記請求項1〜5を満足する範囲で変更さ
れるものである。
【0053】なお、本発明で得られたステンレスストリ
ップは、酸洗冷延、焼鈍酸洗または光輝焼鈍工程を経て
製品化されるが、これらの処理工程での条件について
は、本発明と固有の条件はなく、一般工業的な操業条件
で特に問題はない。
【0054】(実施例2)実施例1に示したような構成
を有する双ドラム式連続鋳造熱間圧延設備を用いて、板
厚2〜3mmのCr−Ni系ステンレス(成分組成:Cr
8%以上、Ni13%以上、残部Fe)ストリップを製
造する場合に、本発明を適用し、連続鋳造中(走間)に
鋳造板厚を変更する操業を行い、得られたステンレスス
トリップを、酸洗冷延、焼鈍酸洗してステンレスストリ
ップを製品化し、その品質評価を行った。その結果を操
業条件とともに表1に示した。なお、酸洗冷延、焼鈍酸
洗条件については、一般的な条件であるので、記載を省
略した。
【0055】
【表1】
【0056】表1に示すように、本発明を採用し走間で
鋳造弧角を常用レベルより10度小さい30度に下げて
鋳造板厚を薄く変更した本発明の実施例では、いずれも
ローピングの発生は認められず、また光沢性は均一で十
分に満足できるものが得られた。これに対して、鋳造弧
角を常用レベルの40度のままにして走間で鋳造板厚を
薄く変更した従来例では、明らかなローピングの発生が
あり、また光沢性は不均一であり、満足できるものは得
られなかった。
【0057】また、本発明を採用し走間で鋳造弧角を常
用レベルより10度小さい30度に下げて鋳造板厚を厚
く変更した本発明の実施例では、いずれもローピングの
発生は認められず、また光沢性は均一で十分に満足でき
るものが得られた。これに対して、鋳造弧角を常用レベ
ルの40度のままにして走間で鋳造板厚を厚く変更した
従来の実施例では、明らかなローピングの発生があり、
また光沢性は不均一であり、満足できるものは得られな
かった。
【0058】
【発明の効果】本発明においては、薄く走間で板厚を変
化させる場合、炉長を板厚変化の過渡期において延長す
る必要がなくなり炉長を短縮することができる。しか
も、走間で板厚変更した部分は、歩留まり落ちとなら
ず、定常部と同様に商品化することができる。また、熱
処理炉に直火バーナーを採用することで、省エネルギー
を達成することができる。さらに、熱処理炉の搬送ロー
ルを昇降自在にして、ダミーシート搬送した後ストリッ
プを搬送する際に一部の搬送ロールをストリップとの接
触させないように退避させることができ、ビルドアップ
疵の発生機会を減少させることができる。また、熱処理
炉の炉内搬送ロールをガスで循環冷却することで、ロー
ル表面に形成したセラミックス等の溶射被膜の剥離を防
止するとともにビルドアップ疵を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備における鋳造板厚変更(減少)に伴う、鋳造弧角と、
ストリップ速度と、熱処理炉の有効熱処理長、冷却帯の
有効冷却長との関係例概念説明図。
【図2】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備における鋳造板厚変更(増加)に伴う、鋳造弧角と、
ストリップ速度と、熱処理炉の有効熱処理長、冷却帯の
有効冷却長との関係例概念説明図。
【図3】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備における連続鋳造の鋳造弧角を示す側面概念説明図
で、(a)図は、鋳造弧角の下限を示し、(b)図は鋳
造弧角の上限を示す。
【図4】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備の配置例を示す側面概念説明図。
【図5】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備における熱処理炉の構造例を示す側面概念説明図。
【図6】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備における熱処理炉の炉内搬送ロールの昇降構造例を示
す側面概念説明図で、(a)図はダミーシートを搬送中
の(昇)状態を示し、(b)図はストリップ搬送中の
(降)状態を示す。
【図7】本発明のストリップ連続鋳造熱間圧延熱処理設
備における熱処理炉の炉内搬送ロールの循環ガス冷却構
造例を示す側面概念説明図。
【図8】従来例におけるストリップ連続鋳造熱間圧延熱
処理設備の配置例を示す側面概念説明図。
【符号の説明】
1 双ドラム式薄鋳片連続鋳造機 2 薄鋳片 3 雰囲気制御カバー 4 鋳造ドラム下ピンチロール 5 熱間圧延機前ピンチロール 6 熱間圧延機 6w ワークロール 6b バックアップロール 7 熱処理炉 8 熱処理炉出側ピンチロール 9 冷却装置 10 切断機前ピンチロール 11 切断機 12 巻取機前ピンチロール 13 カローゼル型の巻取機 14 板厚計 15 圧下制御装置 16 板温計 17 冷却帯制御装置 18 冷却帯噴射装置 19 直火バーナー 20 ヘッダー管 21s、21x 炉内搬送ロール 21t テーパー部 21o 軸 22 ダミーシート 23 昇降装置 24 駆動装置 25 可動蓋 26 シールロール 27 ガス噴射孔 28 ガス排出孔 29 冷却パッド 30、30c 排ガス 31 冷却装置 32 分離室 33 冷却水 34 熱処理炉制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B22D 11/12 B22D 11/12 D 11/124 11/124 K 11/20 11/20 A C21D 8/02 C21D 8/02 Z 9/46 9/46 Q 9/56 101 9/56 101A 101G (56)参考文献 特開 平5−141869(JP,A) 特開 昭60−83746(JP,A) 特開 平8−90181(JP,A) 特開 昭64−83353(JP,A) 特開 昭64−48609(JP,A) 特開 昭63−264250(JP,A) 特開 平7−223052(JP,A) 特開 平4−167950(JP,A) 特開 昭61−266159(JP,A) 特開 昭61−199012(JP,A) 特開 昭50−15712(JP,A) 実開 平4−123246(JP,U) 実開 昭58−113763(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 11/06 330 B21B 1/46 B21B 3/02 B21B 45/00 B22D 11/12 B22D 11/124 B22D 11/20 C21D 8/02 C21D 9/46 C21D 9/56 101

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 双ドラム式連続鋳造機で薄鋳片を連続鋳
    造し、この薄鋳片を連続鋳造機の下流に連続配置した熱
    間圧延機、熱処理炉、冷却装置等で連続処理する連続鋳
    造熱間圧延によるステンレスストリップの製造方法にお
    いて、走間で鋳造板厚を薄くするに際して、ドラムとサ
    イド堰により形成される湯溜まり部の湯面高さを常用の
    鋳造弧角から20〜30度まで下げ鋳造速度を遅くする
    とともに熱処理炉の熱処理長と冷却帯の冷却長を短縮し
    てから、鋳造速度と冷却帯の冷却長を回復させながらド
    ラム間の開度を閉め鋳造板厚を薄くして連続鋳造を行
    い、一定時間経過した後に鋳造弧角を常用レベルに回復
    させるとともに鋳造速度の増加に応じて熱処理炉の熱処
    理長と冷却帯の冷却長を所定の長さまで増加させ、薄鋳
    片の板厚変更部が熱間圧延機に到達の直前に熱間圧延機
    の圧下率を30%以上で制御して熱間圧延を行い、熱間
    圧延機で熱間圧延されたストリップを熱処理炉で900
    〜1200℃のストリップ温度で5秒以上熱処理した
    後、冷却帯で500〜550℃に冷却することを特徴と
    する連続鋳造熱間圧延によるステンレスストリップの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 双ドラム式連続鋳造機で薄鋳片を連続鋳
    造し、この薄鋳片を連続鋳造機の下流に連続配置した熱
    間圧延機、熱処理炉、冷却装置等で連続処理する連続鋳
    造熱間圧延によるステンレスストリップの製造方法にお
    いて、走間で鋳造板厚を厚くするに際して、ドラムとサ
    イド堰により形成される湯溜まり部の湯面高さを常用の
    鋳造弧角のままで、熱処理炉の熱処理長と冷却帯の冷却
    長を短縮しながらドラム間の開度を開いて鋳造速度を遅
    くして鋳造板厚を厚くして連続鋳造を行い、一定時間経
    過した後に鋳造速度の減少に応じて熱処理炉の熱処理長
    と冷却帯の冷却長を所定の長さまで増加させ、薄鋳片の
    板厚変更部が熱間圧延機に到達の直前に熱間圧延機の圧
    下率を30%以上で制御して熱間圧延を行い、熱間圧延
    機で熱間圧延されたストリップを熱処理炉で900〜1
    200℃のストリップ温度で5秒以上熱処理した後、冷
    却帯で500〜550℃に冷却することを特徴とする連
    続鋳造熱間圧延によるステンレスストリップの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 連続鋳造熱間圧延ラインの速度領域(1
    5〜180m/分)で昇温速度5〜20℃/秒の応答性
    を有する熱処理炉を用いて熱処理することを特徴とする
    請求項1または請求項2記載の連続鋳造熱間圧延による
    ステンレスストリップの製造方法。
  4. 【請求項4】 炉内搬送ロールの一部または全部を、こ
    の炉内搬送ロールにより搬送されるストリップに対して
    進退自在に配設するとともに、該炉内搬送ロールの一部
    または全部に、その周面に冷却ガスを循環させる循環ガ
    ス冷却装置を付設し、該ストリップを挟んで直火バーナ
    ーをバーナー火炎が該ストリップの両面に直接噴射され
    るように配設したことを特徴とするステンレスストリッ
    プの連続鋳造熱間圧延用の熱処理炉。
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