JP3503571B2 - 熱延鋼板の圧延方法および熱間圧延装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼板の圧延方
法および熱間圧延装置に関する。より具体的には、本発
明は、例えば、連続鋳造法により製造されたスラブを加
熱炉を用いて加熱してから、粗圧延機を用いて粗圧延を
行って被圧延材（以降の説明では「粗バー」という）と
し、この粗バーに仕上圧延機を用いて仕上圧延を行って
所定の板厚を有する熱延鋼板を製造する際に、粗バーの
長手方向の温度変動を除去して仕上圧延機の出側におけ
る鋼板温度を目標温度に一定化することによって品質を
向上させ、結晶粒が細かく加工性が優れた熱延鋼板を製
造することができる圧延方法および熱間圧延装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、熱延鋼板は、連続鋳造機
を用いて製造されたスラブを加熱炉に装入して所定温度
に加熱してから、粗圧延機を用いて粗圧延を行って粗バ
ーとし、この粗バーを搬送テーブルを用いて所定の搬送
パターンで粗圧延機から仕上圧延機まで搬送し、最終的
に仕上圧延機を用いて仕上圧延を行うことにより、所定
の板厚とされて製造され、コイラーでコイルに巻き取ら
れる。

【０００３】このようにして製造される熱延鋼板の機械
特性は、一般的に、Ａｒ₃ 変態点を超える温度域では、
仕上圧延機の出口における熱延鋼板の温度（本明細書で
は「仕上出口温度」ともいう）が低くなると、Ａｒ₃ 変
態点の近傍での圧下によって結晶粒であるフェライト粒
が微細化されるために穴拡げ性やラングフォード値等の
機械特性が向上する傾向がある。これに対し、Ａｒ₃ 変
態点以下の温度域では、変態により結晶が粗大化して加
工性が悪化する。

【０００４】このため、熱延鋼板の製造に際しては、一
般的に、仕上温度の下限値が厳しく管理されており、目
標とする機械特性が確実に得られるようにするため、仕
上温度の下限の目標値は、通常は実際の下限値よりも高
目に設定することが多い。そのため、仕上出口温度の制
御精度の向上は、熱延鋼板の機械特性を向上するために
重要であり、これまでにも、Ａｒ₃ 変態点の近傍の温度
域で粗バーに圧延を行うことにより熱延鋼板を製造する
発明が、多数提案されている。

【０００５】例えば、特公平２−４７５２４号公報に
は、粗バーに（Ａｒ₃ 変態点＋５０℃）以上（Ａｒ₃ 変
態点＋２００℃）以下の温度域で５０％以上の加工を与
える発明が、また、特公平６−４１６１７号公報には、
粗バーに（Ａｒ₃ 変態点−５０℃）以上（Ａｒ₃ 変態点
＋５０℃）以下の範囲で８０％以上の加工を与え、その
後に冷却等を行うことにより、加工性に優れた熱延鋼板
を製造する発明が、それぞれ提案されている。

【０００６】ところで、圧延される粗バーの先端部は、
仕上圧延機に通板する際、一般的に粗バーの長手方向中
央部に比較すると低速で圧延を開始され、先端部が仕上
圧延機を通過した後、生産能率を高めるとともに仕上出
口温度を高くする目的で仕上圧延機は加速され、その後
高速で圧延を行われ、後端部が仕上圧延機の最初のスタ
ンドを抜けた時点から仕上圧延機は減速される。このよ
うに、特に粗バーの先端部及び後端部では、圧延速度が
低いことから抜熱量が大きくなって温度降下が激しくな
り、目標温度が得られなくなったり、粗バーの長手方向
の中央部では、仕上圧延機の高速圧延のために仕上出口
温度が高目に外れ易い。

【０００７】さらに、通常、熱間圧延ではスラブを加熱
炉にて再加熱する際、加熱炉内では装入されたスラブを
炉内で順次搬送するため、加熱炉内では搬送機能を有す
るウォーキングビームでスラブは支持される。このウォ
ーキングビームの内部は水冷されてスラブよりも低温度
に維持されているため、加熱炉から抽出されたスラブ
は、ウォーキングビームに接した部分が接しなかった他
の部分よりも低温度となる。この低温部は、ウォーキン
グビームと同一のピッチで発生しており、スキッドマー
クと呼ばれる。このスキッドマークの発生に起因した温
度変動によっても、形状や材質等に変動が生じて品質が
低下してしまう。

【０００８】このように、熱延鋼板では、粗バーの長手
方向における先端部および後端部が他の定常部よりも温
度が低くなるとともに、定常部においてもスキッドマー
クに起因して温度変動がある。このため、特公平２−４
７５２４号公報や同６−４１６１７号公報等に提案され
ているようにして粗バーに対する温度制御を行おうとし
ても、仕上圧延機の出側における目標温度を、熱延鋼板
の長手方向について一定に制御できないという問題があ
った。

【０００９】そこで、この問題を解決するために、特開
平１０−２３０３１３号公報には、粗圧延機と仕上圧延
機との間に粗バーを幅方向全体に加熱するソレノイド型
誘導加熱装置を設置し、スラブでの加熱温度や圧延速度
等の操業条件について粗バーの温度予測計算を行い、こ
の計算結果から誘導加熱装置の昇温パターンを制御する
ことにより、圧延仕上温度の変動を最低温部と最高温部
とで約２５℃以内に抑制することが提案されている。

【００１０】また、特開平９−２２５５１７号公報に
は、加熱装置で粗バーを加熱することにより、仕上圧延
機の入側における粗バーの温度を一定にし、この粗バー
を一定速度のままで仕上圧延を行うことにより、仕上出
口温度を一定化することが提案されている。

【００１１】さらに、特開平１０−２７６７８号公報に
は、粗圧延機と仕上圧延機との間にソレノイド型誘導加
熱装置を設置し、スキッドマーク変動に対応させて粗バ
ーを幅方向に均一に加熱することにより、粗バー長手方
向の温度分布変動およびスキッドマークを除去すること
が提案されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−２３０３
１３号公報では、粗バーを長手方向について誘導加熱装
置により加熱することで仕上出口温度の変動をピークで
約２５℃以内に抑制できるとしている。しかし、通常の
熱延鋼板の粗バーにはスキッドマークによる温度変動も
あり、スラブの加熱温度や圧延速度等の操業条件のみを
制御するだけでは、熱延鋼板の温度変動をピークで約２
５℃以内に抑制することは現実には極めて難しい。特
に、製品の特性上、圧延仕上げ温度に上限値が厳しく設
定される、例えば高張力鋼板（以下、「ハイテン材」と
いう）のような鋼種では、加熱のみでは、目標とする温
度以上に加熱してしまい、所定の機械特性が得られな
い。

【００１３】特開平９−２２５５１７号公報には、仕上
圧延機の圧延速度を一定とするために、板厚の薄い鋼板
等では、非常に圧延長さが長いため前述のように先端部
を通板した低い圧延速度で鋼板全長を圧延すると非常に
低能率な圧延となり、生産性が低くなる。また、粗バー
は、先端部から加熱されて仕上圧延機に供給されるが、
先端部が加熱されている間は後端部は空冷されているた
めに温度が低下する。この温度低下を抑制するには、先
端部から後端部にかけて加熱装置の加熱量を上げていけ
ばよいと一見考えられるが、これでは、後端部では非常
に大きな加熱量が必要となるおそれがあり、電力消費量
が過大となって製造コストが著しく嵩んでしまう。

【００１４】また、特開平１０−２７６７８号公報に
は、粗バーのスキッドマークに起因した温度変動の減少
は期待できるものの、圧延仕上温度の制御精度を向上す
るためにはスキッドマークのみでなく、仕上スタンド間
で生じる温度変動も除去する必要があり、これでは不充
分である。

【００１５】このように、従来の技術によっても、粗バ
ーの長手方向への温度変動やスキッドマークに起因した
温度変動等を抑制することができない。このため、これ
まで、熱延鋼板は、仕上出口温度の実際の制御精度を勘
案して、仕上最終スタンド近傍での圧下率を５０〜８０
％と大きくとるために、（Ａｒ₃ 変態点−５０℃）〜
（Ａｒ₃ 変態点＋５０℃）程度の範囲でしか管理するこ
とができなかった。この場合、粗バーの長手方向の一部
にＡｒ₃ 変態点を下回る仕上出口温度となってしまう部
分が発生し、コイル長手方向の全長について安定して最
終圧下は行うことはできなかった。

【００１６】本発明の目的は、粗バーの長手方向への温
度分布の変動を抑制することにより熱延鋼板の仕上出口
温度の制御精度を向上し、例えば、コイル長手方向の全
長に渡ってＡｒ₃ 変態点の近傍の温度で最終圧下を行う
ことによって、機械特性が優れた均一な特性を有する熱
延鋼板を製造することができる熱延鋼板の圧延方法およ
び熱間圧延装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、粗圧延機を用
いて、質量％で、Ｃ：０．００５％以上、Ｍｎ：０．５
〜２．０％、Ｓｉ：１．５％以下を含有するアルミキル
ド鋼からなる鋼片に粗圧延を行って被圧延材とし、この
粗圧延を行われた被圧延材を仕上圧延機まで搬送した後
に仕上圧延を行うことによって所定の板厚を有する熱延
鋼板を製造する際に、粗圧延機と仕上圧延機との間を搬
送される被圧延材を、板幅方向の全部にわたって加熱す
るとともに、仕上圧延の際に被圧延材に強制冷却を行い
ながら仕上げ圧延を行うことを特徴とする熱延鋼板の圧
延方法である。

【００１８】この本発明にかかる熱延鋼板の圧延方法で
は、強制冷却が、少なくとも、仕上圧延機の入側の第１
スタンドとこの第１スタンドに隣接する第２スタンドと
の間で、行われることが、望ましい。

【００１９】また、これらの本発明にかかる熱延鋼板の
圧延方法では、仕上圧延機の出口および／または仕上圧
延機の各スタンド間における被圧延材の温度の測定値に
基づいて、粗圧延機と仕上圧延機との間を搬送される被
圧延材に対する加熱温度、および／または強制冷却によ
る被圧延材の温度を、それぞれの目標温度となるように
制御することが、望ましい。

【００２０】 また、これらの本発明にかかる熱延鋼板
の圧延方法では、 仕上圧延の仕上温度が、（Ａｒ₃ 変
態点−１０℃）以上（Ａｒ₃ 変態点＋１０℃）以下であ
り、さらに、仕上圧延機の出口側の２スタンドによる合
計圧下率が５０％以上であることが、望ましい。

【００２１】 別の観点からは、本発明は、粗圧延機
と、この粗圧延機により粗圧延を行われた被圧延材を搬
送する搬送装置と、この搬送装置により搬送された被圧
延材に仕上圧延を行って所定の板厚の熱延鋼板を製造す
る仕上圧延機とを備え、粗圧延機および仕上圧延機の間
に配置され、質量％で、Ｃ：０．００５％以上、Ｍｎ：
０．５〜２．０％、Ｓｉ：１．５％以下を含有するアル
ミキルド鋼からなる被圧延材を板幅方向の全部にわたっ
て加熱する加熱装置、および仕上圧延機を構成する各ス
タンド間のうちの少なくとも一つのスタンド間に配置さ
れ、被圧延材を冷却する冷却装置をともに備えることを
特徴とする熱間圧延装置である。

【００２２】この本発明にかかる熱間圧延装置では、さ
らに、仕上圧延機の出口および／または仕上圧延機の各
スタンド間のうちの少なくとも一つのスタンド間におけ
る被圧延材の温度を測定する測定装置と、この測定装置
による測定値に基づいて、加熱装置の加熱量および／ま
たは冷却装置の冷却量を制御して、仕上圧延機の出口に
おける熱延鋼板の温度を所定値にする制御装置とを備え
ることが、望ましい。

【００２３】さらに、これらの本発明にかかる熱間圧延
装置では、冷却装置が、少なくとも、仕上圧延機の入側
の第１スタンドとこの第１スタンドに隣接する第２スタ
ンドとの間に、配置されることが、望ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる熱延鋼板の
圧延方法および熱間圧延装置の実施の形態を、添付図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００２５】図１は、本実施形態の熱間圧延装置１の構
成例を示す説明図である。同図において、図示しないス
ラブが加熱炉２に装入されて所定の温度に加熱される。
このスラブは、本実施形態では、周知慣用の連続鋳造機
（図示しない）により製造されたスラブである。また、
この加熱炉２は、スラブの搬送機能を有するウォーキン
グビームを備えたウォーキングビーム式加熱炉である。
このため、加熱炉２から抽出されたスラブ３ａには、い
わゆるスキッドマークが不可避的に発生している。

【００２６】所定の温度に加熱された、厚さ約２５０ｍ
ｍのスラブ３ａは、加熱炉２から抽出されて、引き続い
て粗圧延機４により粗圧延が行われ、被圧延材である板
厚約３０ｍｍの粗バー３ｂにまで圧延され薄く引き延ば
される。粗バー３ｂは、搬送テーブル９により仕上圧延
機５まで搬送され、仕上圧延機５により仕上圧延を行わ
れる。

【００２７】本実施形態では、仕上圧延機５は、７基の
スタンドＦ１〜Ｆ７からなるタンデム圧延機である。７
基のスタンドＦ１〜Ｆ７は、いずれも、一対のワークロ
ールおよびバックアップロールを有するとともに、７基
のスタンドＦ１〜Ｆ７が同時に粗バー３ｂの圧下を行
う。

【００２８】仕上圧延機５による仕上圧延を行われた熱
延鋼板３ｃは、ランナウトテーブル６に送られ、図示し
ない水冷装置により所定の温度に水冷される。なお、本
実施形態では、熱延鋼板３ｃは、Ｃ：０．００５％以
上、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：１．５％以下を含
有するアルミキルド鋼からなり、板厚１．６ｍｍ、板幅
１５５０ｍｍのハイテン材である。そして、この熱延鋼
板３ｃは、ダウンコイラ７によって、コイルに巻き取ら
れる。

【００２９】なお、図１において、符号８は粗バー３ｂ
の先端部および後端部それぞれの形状を修正するための
レベラである。本実施形態では、粗圧延機４および仕上
圧延機５の間の搬送テーブル９には、加熱装置１０が設
けられる。この加熱装置１０は、粗バー３ｂを板幅方向
の全部にわたって加熱する加熱装置であり、誘導加熱な
どの適宜方法により粗バー３ｂを板幅方向の全部に対し
て所定量だけ加熱する。なお、必ずしも、粗バー３ｂを
板幅方向の全部について加熱する加熱装置である必要は
なく、本実施形態とは異なり、粗バー３ｂを板幅方向の
一部について加熱する加熱装置であってもよい。

【００３０】また、本実施形態では、加熱装置１０と仕
上圧延機５の間の搬送テーブル９には、粗バー３ｂの両
エッジ部を誘導加熱等の適宜手段により部分的に加熱す
るエッジヒータ１１が設けられる。

【００３１】また、本実施形態では、仕上圧延機５を構
成する各スタンドＦ１〜Ｆ７間のうちでＦ１−Ｆ２スタ
ンド間およびＦ２−Ｆ３スタンド間には、それぞれ、粗
バー３ｂを強制冷却する冷却装置１２が設置されてお
り、粗バー３ｂを板幅方向の全体について所定量だけ強
制冷却する。

【００３２】本実施形態では、Ｆ１−Ｆ２スタンド間お
よびＦ２−Ｆ３スタンド間に冷却装置１２が設置された
場合を例にとっているが、冷却装置１２は、仕上圧延機
５を構成する各スタンドＦ１〜Ｆ７間のうちの少なくと
も一つのスタンド間に配置されていればよい。

【００３３】また、本実施形態では、冷却装置１２とし
て周知慣用の水冷装置を用いた。しかし、本発明は水冷
装置に限定されるものではなく、粗バー３ｂを強制冷却
することができる冷却装置であれば等しく適用される。

【００３４】図１に示すように、粗圧延機４の出口側に
は、粗バー３ｂの温度を測定する温度計１３と、粗バー
３ｂの長さを測るメジャリングロール１４とが、それぞ
れ配置されている。メジャリングロール１４に粗バー３
ｂが到達した時点から、粗バー３ｂの各サンプリング点
が加熱装置１０及び冷却装置１２に到達するタイミング
が逐次トラッキングされ、各サンプリング点が加熱装置
１０及び冷却装置１２の直下に到達したタイミングが求
められる。

【００３５】また、仕上圧延機５のＦ４スタンドとＦ５
スタンドとの間には、粗バー３ｂの温度を測定する温度
計１５が、仕上圧延機５のＦ７スタンドの出口側には、
熱延鋼板３ｃの温度を測定する温度計１６が、それぞれ
設置されている。なお、本実施形態では、Ｆ４スタンド
とＦ５スタンドとの間に温度計１５を設けたが、本発明
はこの形態には限定されず、仕上圧延機５の各スタンド
Ｆ１〜Ｆ７間のうちの少なくとも一つのスタンド間に、
１または２以上の温度計１５が設けられていてもよい。

【００３６】温度計１３により出力される信号は、加熱
・冷却設定装置１７に入力され、粗バー３ｂの長手方向
の定長ピッチにて各サンプリング点にひも付けされた形
でサンプリングされる。

【００３７】メジャリングロール１４により出力される
信号は、加熱・冷却設定装置１７に入力される。加熱・
冷却設定装置１７はこれらの入力値に基づいて演算を行
い、加熱装置１０に制御信号Ｃ₁ を出力する。一方、温
度計１５および温度計１６により出力される信号は、温
度制御装置１８に入力される。温度制御装置１８はこれ
らの入力値に基づいて演算を行い、２基の冷却装置１２
にそれぞれ制御信号Ｃ₂ を出力する。

【００３８】具体的には、加熱・冷却設定装置１７は、
メジャリングロール１４から送られてくる各サンプリン
グ点の粗圧延機４の出口温度と、図示しない圧延ライン
総括計算機（圧延ラインの全体を監視し、圧延する粗バ
ー３ｂの情報、圧延情報などを送信する計算機）から送
信される粗圧延機４および仕上圧延機５間の搬送テーブ
ル９の速度パターンと仕上圧延機５の速度パターンとに
基づき、粗圧延機４の出口温度を初期値として仕上圧延
機５の出口の温度を下記式〜式に基づいて予測演算
して求める。

【００３９】 Ｔ＝Ｔ０−△Ｔ ・・・・・・ △Ｔ＝△Ｔｗ＋△Ｔａ＋△Ｔｒ−△Ｔｑ ・・・・・・ △Ｔｗ＝ｈｗ( ｔw)（Ｔ−Ｔｗ） ・・・・・・ △Ｔａ＝ｈａ( ｔa)（Ｔ−Ｔａ） ・・・・・・ △Ｔｒ＝ｈｒ( ｔm)（Ｔ−Ｔｒ） ・・・・・・ △Ｔｑ＝ｈｑ( ｔm)・Ｇ・η ・・・・・・ 〜式において、Ｔは粗バー３ｂの温度、Ｔ０は粗バ
ー３ｂの初期温度、△Ｔは粗バー３ｂの温度降下量、△
Ｔｗ( ｔw)は水冷による温度降下量、△Ｔａ(ｔa)は空
冷による温度降下量、△Ｔｒ( ｔr)はロール接触による
温度降下量、△Ｔｑ( ｔq)は加工発熱による温度上昇
量、ｔw 、ｔa 、ｔm はそれぞれ水冷、空冷、圧延に要
した時間であり、圧延機４、５や搬送テーブル９の速度
パターンから求める。さらに、Ｇは圧延トルクであり、
ｈｗ、ｈａ、ｈｒ、ｈｑは熱伝達係数であり、ηは圧延
トルクの加工発熱に変化する割合である。

【００４０】さらに、加熱・冷却設定装置１７は、これ
らの温度計算値に基づいて、式の公知の圧延荷重計算
式を用いて、圧延荷重を計算する。 Pi＝1.15bK_fmi (Ri'(Hi −hi))^1/2 Q _Pi (i=1、…、6) ・・・・ ここで、Ｐは圧延荷重、ｂは板幅、Ｋ_fmは平均変形抵
抗、Ｒ’は偏平ロール半径、Ｈは入口板厚、ｈは出口板
厚、Ｍはミル剛性係数、φはロールの接触角度、Ｑ_P は
圧下力関数である。

【００４１】加熱・冷却設定装置１７は、〜式の計
算を行った後、上記温度計算と圧延荷重Piに基づき、加
熱装置１０および冷却装置１２それぞれの昇温量と冷却
量とを設定する。

【００４２】図２は、この制御の手順を示すフロー図で
ある。図２において、ステップ（以下、「Ｓ」と略記す
る）１において、制御が開始され、Ｓ２に移行する。

【００４３】Ｓ２において、粗バー３ｂの材料情報、圧
延情報が圧延ライン総括計算機から入力されて設定され
る。そして、Ｓ３に移行する。Ｓ３において、加熱装置
１０の昇温量の初期値が設定されるとともに、冷却装置
１２の水量の初期値が設定される。そして、Ｓ４へ移行
する。

【００４４】Ｓ４において、〜式により、粗圧延機
４の出口から仕上圧延機５の出口までの間における粗バ
ー３ｂの温度が計算される。そして、Ｓ５に移行する。
Ｓ５において、Ｓ４における計算結果に基づいて、仕上
圧延機５の各スタンドＦ１〜Ｆ７での圧延荷重、ドラフ
トスケジュール（圧下・速度設定値）が計算される。こ
こで、当然のことながら、設備の許容耐荷重および許容
モーター容量内で圧延されるように計算が行われる。計
算結果が設備限界値を超えているような場合は、ドラフ
トスケジュールの見直し、若しくは加熱装置１０の加熱
量を大きくし設備許容範囲に入るように加熱装置１０の
昇温量を設定する。そして、Ｓ６へ移行する。

【００４５】Ｓ６において、このドラフトスケジュール
を計算する際、仕上圧延機５の最終スタンドＦ７と、最
終スタンドＦ７から１スタンド上流側のスタンドＦ６と
のそれぞれについて圧下率を計算し、その合計圧下率が
５０％であるか否かを判断する。５０％以上である場合
にはＳ７へ移行し、５０％以上でない場合にはＳ１０へ
移行する。

【００４６】Ｓ１０において、再度ドラフトスケジュー
ルを計算し直して、５０％以上となるように修正する。
そして、Ｓ５へ移行する。Ｓ７において、ここまでの加
熱量とドラフトスケジュール計算結果からＦ７スタンド
での温度降下量を用いて仕上圧延機５の出口における温
度計算を行い、目標とする仕上圧延機５の出口温度を確
保できるか否かを計算する。確保できる場合にはＳ８へ
移行し、可能でない場合にはＳ１１へ移行する。

【００４７】Ｓ１１において、冷却装置１２の冷却水量
を修正設定する。すなわち、仕上圧延機５の出口温度が
目標値より大きい場合には冷却装置１２の水量を上昇さ
せ、反対に目標値より小さい場合には冷却装置１２の水
量を減少させることにより仕上圧延機５の出口温度が目
標値となるように、冷却装置１２の冷却水量を修正設定
する。そして、Ｓ５に移行する。

【００４８】Ｓ８において、加熱装置１０の昇温量と、
冷却装置１２の水量とが、それぞれ設定され、Ｓ９に移
行する。そして、Ｓ９において、設定された昇温量とな
るように加熱装置１０を設定するとともに、設定された
冷却水量となるように冷却装置１２の冷却水量を設定す
る。

【００４９】このようにして、仕上圧延機５の後段側２
スタンドＦ６，Ｆ７での合計圧下率を５０％以上とし
て、高圧下率の条件下で粗バー３ｂを圧延する。これに
より、仕上圧延機５を能力以上で圧延することなく、安
定して目標とする仕上圧延を行うことができる。

【００５０】しかし、図２に示す設定計算は、計算モデ
ルによる予測制御であるため、予測モデルが誤差を有す
る場合があり、この場合には、仕上圧延機５の出口で目
標温度に制御できなくなることがある。

【００５１】そこで、本実施形態では、粗バー３ｂをこ
の設定値に基づき圧延しながら、温度計１５および温度
計１６の少なくとも一方を用いて、粗バー３ｂの温度を
時々刻々測定し、目標値との温度偏差を計算する。そし
て、温度偏差がプラスである場合には、冷却装置１２の
水量を増加し、反対にマイナスである場合には冷却装置
１２の水量を減少させる。これにより、仕上圧延機５の
出口における熱延鋼板３ｃの温度が目標値なるように、
温度制御装置１８にて補正して制御する。

【００５２】ただし、冷却装置１２の冷却水量を修正す
るだけでは熱延鋼板３ｃの温度を目標値に制御できない
場合、つまり、仕上圧延機５の出口における熱延鋼板３
ｃの温度が目標値より低くなり、冷却装置１２の水量を
減らしただけでは、所望の温度域に上昇しない場合に
は、加熱装置１０の加熱量を適宜上昇させることによ
り、熱延鋼板３ｃに対する温度制御を行う。

【００５３】このような方法で仕上出口温度を高精度に
制御することにより、熱延鋼板３ｃの仕上温度を、（Ａ
ｒ₃ 変態点−１０℃）以上（Ａｒ₃ 変態点＋１０℃）以
下と厳格に管理することができ、結果としてその温度範
囲内での粗バー３ｂに付与する圧下率を５０％以上確保
できるようになるため、累積歪み効果が増大され、フェ
ライト粒の微細化が可能となる。

【００５４】図３（ａ）は、本実施形態と、特開平９−
２２５５１７号公報等に記載された従来法とにより熱延
鋼板を製造した際の仕上圧延機５の出口における熱延鋼
板の温度変動結果の一例を示すグラフであり、図３
（ｂ）は、この際の未再結晶域圧下率を示すグラフであ
る。

【００５５】図３（ａ）および図３（ｂ）に示すよう
に、本実施形態により、従来法よりも、仕上圧延後段ス
タンドＦ５〜Ｆ７を通過する際の未再結晶温度域（Ａｒ
₃ 変態点近傍）でのパス数が増加し、仕上圧延での累積
歪みが向上することがわかる。このため、本実施形態に
よれば、従来よりも、穴拡げ性の優れた特性の均一な加
工性の良い熱延鋼板３ｃがコイル全長に渡って製造可能
となる。

【００５６】本実施形態の熱間圧延装置１は、以上のよ
うに構成される。次に、この熱間圧延装置１において、
加熱装置１０および冷却装置１２を設けたことによる効
果である仕上出口温度の均一化について説明する 図１における熱延鋼板３ｃは、板厚が薄い鋼板であるた
め、圧延長さが約２０００ｍに及ぶ。このため、仕上圧
延機５の圧延速度を一定にした圧延を行うことはできな
い。そこで、本実施形態では、図４に示すような圧延速
度の変更パターーンで加速圧延を行うことを前提とす
る。すなわち、図４にグラフで示す場合を考える。すな
わち、時間ｔ₁ における先端部通板速度がＶ₁ であり、
時間ｔ₂ において通板速度を上昇させて時間ｔ₃ におい
て最高圧延速度Ｖ₃ に到達し、時間ｔ₄ において速度を
低下させ、時間ｔ₅ において通板速度がＶ₅ になったと
する。なお、Ｖ₃ ＞Ｖ₅ ＞Ｖ₁ である。

【００５７】また、本実施形態における圧延スケジュー
ルを表１に示す。その他の圧延条件は、下記の通りであ
る。

【００５８】

【表１】 ［圧延条件］ 加熱炉２の抽出温度 １２５０℃ 粗圧延機４の出口温度 １１００℃ 仕上圧延速度 先端部通板時 ６５０m/mim 最高速度 １０５０m/min 加熱装置１０による粗バー３ｂの昇温量 ５０℃ そして、加熱装置１０を用いない方法の場合（ケース
１）、加熱装置１０を用いる特開平９−２２５５１７号
公報等に記載された方法の場合（ケース２）、本実施形
態のように加熱装置１０と２基の冷却装置１２とをとも
に用いる方法の場合（ケース３）について、粗圧延機４
の出口から仕上圧延機５の出口までにおいて、圧延負荷
が高くかつ鋼板温度が低くなる熱延鋼板３ｃの後端部の
温度のシミュレーション結果を、図５にグラフにまとめ
て示す。

【００５９】図５にグラフで示すように、鋼板表面温度
に関しては、ケース１では熱延鋼板３ｃが冷え過ぎるた
めに目標温度を達成することができない。ケース２では
粗バー３ｂを加熱するために逆に温度が高くなり過ぎ、
目標温度をオーバーすることがわかる。これは、粗バー
３ｂの後端部での温度低下による仕上圧延機５の前段ス
タンドＦ１、Ｆ２の耐圧延荷重超過を防止するべく、粗
バー３ｂの圧延温度が高くなるように加熱するからであ
る。ケース３では、ケース２と同様に粗バー３ｂを加熱
するため、このままでは仕上圧延機５の出口において熱
延鋼板３ｃの温度は目標値を超えるが、２基の冷却装置
１２により、Ｆ１スタンド〜Ｆ２スタンド間、およびＦ
２スタンド〜Ｆ３スタンド間で粗バー３ｂを冷却するた
め、熱延鋼板３ｃの仕上温度を目標温度に正確に制御す
ることが可能となる。

【００６０】このように、本実施形態では、仕上圧延機
５の入り側に配置した加熱装置１０を用いて粗バー３ｂ
を加熱することにより圧延温度を上げて仕上圧延機５の
負荷を低下させるとともに、仕上圧延機５の出口側にお
ける温度の目標値が低い被圧延材が過加熱により目標温
度を超過してしまうことを防止するために、仕上圧延機
５の各スタンドＦ１〜Ｆ７の少なくとも一つの各スタン
ド間に冷却装置１２を設けて粗バー３ｂを冷却すること
により、熱延鋼板３ｃの温度を目標値に正確に制御する
ものである。

【００６１】また、本実施形態では、粗圧延機４の出側
に設けられた温度計１３およびメジャリングロール１４
からの出力値に基づいて加熱・冷却設定装置１７はこれ
らの入力値に基づいて演算を行い、加熱装置１０に制御
信号Ｃ₁ を出力することにより、加熱装置１０による加
熱量を制御する。さらに、本実施形態では、Ｆ４スタン
ドおよびＦ５スタンド間と、Ｆ７スタンドの出口側と
に、それぞれ温度計１５、１６を設けて、粗バー３ｂの
温度を測定し、この測定値に基づいて温度制御装置１８
により演算を行って制御振動Ｃ₂ を出力することによ
り、２基の冷却装置１２それぞれから噴出される冷却水
量を制御する。これにより、仕上圧延機５の出口におけ
る熱延鋼板３ｃの温度をより高精度で制御する。

【００６２】すなわち、粗バー３ｂの長手方向の温度変
動を粗圧延機４の出口にて測定し、この長手方向の粗バ
ー３ｂの各位置の温度を初期値として、粗圧延機４の出
口から仕上圧延機５の出口までの温度履歴を、搬送テー
ブル９の速度パターンと、図４に示す仕上圧延機５の速
度パターンとに基づいて計算し、仕上圧延機５の出口に
おける温度計算値が目標温度になるように、加熱装置１
０の昇温パターンを決定し、粗バー３ｂが加熱される。

【００６３】この際、温度計算誤差により粗バー３ｂの
温度が、目標値から誤差を生じる場合がある。そこで、
仕上圧延機５の出口および仕上スタンド間に設置された
温度計１５、１６により熱延鋼板３ｃの温度を測定し、
この測定値と目標値との誤差に応じて、２基の冷却装置
１２それぞれから噴出させる冷却水量を修正する。これ
により、熱延鋼板３ｃに対する温度制御精度を向上させ
ることが可能となる。

【００６４】この冷却制御の修正だけで十分でない場合
には、仕上圧延機５の前段スタンドＦ１、Ｆ２の圧延負
荷が設備限界値内に収まる範囲内で、加熱装置１０の昇
温量を適宜修正することにより仕上圧延機５の出口にお
ける温度制御精度を向上させることができる。

【００６５】図６は、温度計１５、１６の実測値に基づ
き冷却装置１２および／あるいは加熱装置１０の設定値
を修正することによる温度制御の場合の仕上圧延機５の
出口における熱延鋼板３ｃの温度を示すグラフであり、
図７は、温度計１５、１６の実測値を用いない場合の仕
上圧延機５の出口における熱延鋼板３ｃの温度を示すグ
ラフである。

【００６６】図６および図７に示すように、本実施形態
のように温度計１５、１６の実測値に基づき冷却装置１
２および／あるいは加熱装置１０の設定値を修正するこ
とにより、仕上圧延機５の出口における熱延鋼板３ｃの
温度を目標値に正確に制御することができる。

【００６７】このように、本実施形態によれば、仕上圧
延機５の出口における温度制御精度を向上することがで
き、コイルの長手方向の全長に渡って、Ａｒ₃ 変態点近
傍、具体的には（Ａｒ₃ 変態点−１０℃）以上（Ａｒ₃
変態点＋１０℃）以下の温度域内の仕上温度を確保する
ことができる。このため、この温度域内で特に最終スタ
ンドＦ７および、最終スタンドＦ７から１スタンド上流
側のスタンドＦ６の２スタンドでの合計圧下率を５０％
以上とする強圧下圧延を行うことが可能となり、これに
より、累積歪み効果が増大されてフェライト粒の微細化
が図ることができる。このようにして、本実施形態によ
れば、穴拡げ性が優れ、特性が均一な加工性に優れた熱
延鋼板を、コイル全長について製造することができる。

【００６８】このようにして、本実施形態により、連続
鋳造機にて製造したスラブを加熱炉２を用いて加熱した
後、粗圧延機４により粗圧延を行って粗バー３ｂとし、
この粗バー３ｂを仕上圧延機５を用いて仕上圧延を行っ
て所定の板厚の熱延鋼板３ｃを製造する際に、粗バー３
ｂの長手方向の温度変動を除去して仕上圧延機５の出側
での熱延鋼板３ｃの温度を目標温度に一定とすることに
よって品質を向上させることができるとともに、仕上圧
延機５の最終スタンドＦ７および最終スタンドＦ７より
も１スタンド上流側のスタンドＦ６の２スタンドでの合
計圧下率を５０％以上付与することができ、これによ
り、結晶粒の細かく加工性が良好な熱延鋼板３ｃを製造
することができる。

【００６９】また、本実施形態によれば、圧延する熱延
鋼板３ｃが薄物材であっても、仕上圧延機５の出口にお
ける温度確保が可能となる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、熱延鋼板の粗バーの長手方向への温度分布を均一化
して熱延鋼板の仕上出口温度の制御精度を向上すること
により、例えば、コイル長手方向の全長に渡ってＡｒ₃
変態点の近傍における最終圧下を行うことによって、機
械特性が優れた均一な特性を有する熱延鋼板を製造する
ことができる熱延鋼板の圧延方法および熱間圧延装置を
提供することができた。

【００７１】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の熱間圧延装置の構成例を示す説明図
である。

【図２】実施形態の制御の手順を示すフロー図である。

【図３】実施形態の結果を示すグラフである。

【図４】実施形態の圧延速度の変更パターンを示すグラ
フである。

【図５】実施形態の鋼板表面温度の測定結果を示すグラ
フである。

【図６】実施形態の結果を示すグラフである。

【図７】実施形態の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

３ｂ 粗バー ３ｃ 熱延鋼板 ４ 粗圧延機 ５ 仕上圧延機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/00 - 1/46 B21B 37/00 - 37/78

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗圧延機を用いて、質量％で、Ｃ：０．
   ００５％以上、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｓｉ：１．５
   ％以下を含有するアルミキルド鋼からなる鋼片に粗圧延
   を行って被圧延材とし、該粗圧延を行われた前記被圧延
   材を仕上圧延機まで搬送した後に仕上圧延を行うことに
   よって所定の板厚を有する熱延鋼板を製造する際に、 前記粗圧延機と前記仕上圧延機との間を搬送される前記
   被圧延材を、板幅方向の全部にわたって加熱するととも
   に、前記仕上圧延の際に前記被圧延材に強制冷却を行い
   ながら前記仕上げ圧延を行うことを特徴とする熱延鋼板
   の圧延方法。
2. 【請求項２】 前記強制冷却は、少なくとも、前記仕上
   圧延機の入側の第１スタンドと該第１スタンドに隣接す
   る第２スタンドとの間で、行われる請求項１に記載され
   た熱延鋼板の圧延方法。
3. 【請求項３】 前記仕上圧延機の出口および／または前
   記仕上圧延機の各スタンド間のうちの少なくとも一つの
   スタンド間における前記被圧延材の温度の測定値に基づ
   いて、前記粗圧延機と前記仕上圧延機との間を搬送され
   る前記被圧延材に対する加熱温度、および／または前記
   強制冷却による前記被圧延材の温度を、それぞれの目標
   温度となるように制御する請求項１または請求項２に記
   載された熱延鋼板の圧延方法。
4. 【請求項４】 前記仕上圧延の仕上温度は、（Ａｒ₃ 変
   態点−１０℃）以上（Ａｒ₃ 変態点＋１０℃）以下であ
   り、さらに、前記仕上圧延機の出口側の２スタンドによ
   る合計圧下率が５０％以上である請求項１から請求項３
   までのいずれか１項に記載された熱延鋼板の圧延方法。
5. 【請求項５】 粗圧延機と、 該粗圧延機により粗圧延を行われた被圧延材を搬送する
   搬送装置と、 該搬送装置により搬送された前記被圧延材に仕上圧延を
   行って所定の板厚の熱延鋼板を製造する仕上圧延機とを
   備え、 前記粗圧延機および前記仕上圧延機の間に配置され、質
   量％で、Ｃ：０．００５％以上、Ｍｎ：０．５〜２．０
   ％、Ｓｉ：１．５％以下を含有するアルミキルド鋼から
   なる前記被圧延材を板幅方向の全部にわたって加熱する
   加熱装置、および前記仕上圧延機を構成する各スタンド
   間のうちの少なくとも一つのスタンド間に配置され、前
   記被圧延材を冷却する冷却装置をともに備えることを特
   徴とする熱間圧延装置。
6. 【請求項６】 前記仕上圧延の仕上温度は、（Ａｒ ₃ 変
   態点−１０℃）以上（Ａｒ ₃ 変態点＋１０℃）以下であ
   り、さらに、前記仕上圧延機の出口側の２スタンドによ
   る合計圧下率が５０％以上である請求項５に記載された
   熱間圧延装置。
7. 【請求項７】 さらに、前記仕上圧延機の出口および／
   または前記仕上圧延機の各スタンド間のうちの少なくと
   も一つのスタンド間における前記被圧延材の温度を測定
   する測定装置と、 該測定装置による測定値に基づいて、前記加熱装置の加
   熱量および／または前記冷却装置の冷却量を制御して、
   前記仕上圧延機の出口における前記熱延鋼板の温度を所
   定値にする制御装置とを備えることを特徴とする請求項
   ５または請求項６に記載された熱間圧延装置。