JP3582517B2 - 熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、粗圧延機と仕上圧延機の間に、粗バー加熱用の誘導加熱装置を備えた熱間圧延設備における熱延鋼帯の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼帯の製造設備として、粗圧延機と仕上圧延機の間に粗バーの全幅を加熱するための誘導加熱装置を設置した設備が用いられている。また、仕上圧延機入側にはデスケーリング装置を設置して、この誘導加熱装置の加熱により生じた粗バー表面の酸化スケールを除去している。この誘導加熱装置で粗バーを加熱するのは、所要の材質を得るために仕上圧延機出側における熱延鋼帯の目標仕上温度を確保するためである。
【０００３】
熱延鋼帯を製造する熱間圧延工程においては、被圧延材は８００〜１３００℃の高温域で加熱・圧延されるため、被圧延材の表面には酸化スケールが生成する。このようなスケールが被圧延材の表面に残っていると、圧延中にスケールが被圧延材の表面に押し込まれて、熱延鋼帯のスケール疵となってしまう。
【０００４】
このスケール疵なかでも、仕上圧延機前のデスケーリングの後に発生した２次スケールが、仕上圧延中に被圧延材の表面に押し込まれて発生する粒状スケールが特に問題となる。
【０００５】
この粒状スケールを防止するには、仕上圧延機の上流側でデスケーリングした後の粗バー表面温度をできるだけ低くして２次スケールの生成を抑制することが有効である。このためには、デスケーリング前の粗バー温度は低い方が有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、所要の材質を得るためには圧延機出側における目標仕上温度を確保する必要があり、そのために上述したように誘導加熱装置により仕上圧延前に粗バーの全幅を加熱して粗バーの板厚平均温度を制御している。しかし、このように目標仕上温度を確保するため粗バーを加熱すると、粗バーの表面温度が上昇してスケール性欠陥が生じやすくなるという問題がある。
【０００７】
すなわち、従来技術では粒状スケールによるスケール性欠陥の発生を適切に防止しつつ目標仕上温度を確保することは難しかった。
【０００８】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題を解決し、仕上圧延機出側における熱延鋼帯の目標仕上温度を確保しつつ、鋼板表面のスケール性欠陥の発生を適切に防止することができる熱延鋼帯の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述したスケール性欠陥を生じないような粗バーの加熱条件について検討を行うために、板厚方向の熱伝導を考慮した１次元の差分法による熱伝導方程式を解く計算を行った。ここで誘導加熱装置による加熱は、マックスウェル方程式の解析解を使って発熱量の板厚方向の分布として求め、上記熱伝導方程式に代入して精度良く温度分布を計算した。粗バーの板厚が３０ｍｍで、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度４０ｍｐｍおよび９０ｍｐｍとし、誘導加熱装置入側表面温度：１０２０℃、誘導加熱装置出側板厚方向平均温度：１０４７℃となるように誘導加熱装置の投入電力を制御することを想定した。その際、誘導加熱装置出側における板厚方向温度分布を調べた。その結果、誘導加熱装置により加熱された粗バーの板厚方向には図４に示すような温度分布が生じていることが判った。
【００１０】
図４で、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度が９０ｍｐｍの場合は加熱後の粗バー表面温度が１０４４℃であり、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度が４０ｍｐｍの場合は加熱後の粗バー表面温度が１０３８．５℃であり、粗バー加熱後の誘導加熱装置出側での板厚平均温度は１０４７℃と同一であっても表面温度に約５．５℃差ができる場合を示している。
【００１１】
図４により加熱された粗バーは、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度が４０ｍｐｍの場合も９０ｍｐｍの場合も、仕上圧延機出側における熱延鋼帯の目標仕上温度を確保することはできたが、通板速度９０ｍｐｍとして加熱した場合の粗バーを仕上圧延して得られた熱延板はスケール性欠陥が発生し、通板速度４０ｍｐｍとして加熱した場合の粗バーを仕上圧延して得られた熱延板はスケール性欠陥が発生していなかった。つまり、粗バーを通板速度を下げて加熱することにより、粗バーの板厚平均温度は同一であっても粗バーの表面温度を制御して下げることができ、スケールに起因した欠陥を防止することができるという知見を得た。
【００１２】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下の通りである。
【００１３】
（１）スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーの全幅を前記粗圧延機と仕上圧延機の間に設置された誘導加熱装置により加熱し、引き続き該粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記仕上圧延機出側における熱延鋼帯の温度が目標仕上温度となり、且つ前記仕上圧延機入側での粗バーの表面温度があらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じさせない温度となるように、粗バーの板厚に応じて、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および前記誘導加熱装置の投入電力を調整して、誘導加熱装置による粗バーの加熱温度を制御することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
（２）スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーの全幅を前記粗圧延機と仕上圧延機の間に設置された誘導加熱装置により加熱し、引き続き該粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記仕上圧延機入側での粗バーの板厚平均温度が仕上圧延機出側における目標仕上温度を確保する温度となり、且つ前記仕上圧延機出側における熱延鋼帯の温度が目標仕上温度となり、且つ前記仕上圧延機入側での粗バーの表面温度があらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じさせない温度となるように、粗バーの板厚に応じて、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および前記誘導加熱装置の投入電力を調整して、誘導加熱装置による粗バーの加熱温度を制御することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【００１４】
（３）あらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じさせない温度が１０４０℃以下の温度であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の熱延鋼帯の製造方法の実施に供されるソレノイド型誘導加熱装置の一実施形態を示すものである。ソレノイド型誘導加熱装置１は粗圧延機２と仕上圧延機３の間に設けられている。この誘導加熱装置１は粗圧延機２と仕上圧延機３との間に設けられた複数の搬送テーブルロール４間に配置された複数のインダクター１０から構成されている。この誘導加熱装置１の入側の近傍位置に粗バー８の加熱前温度を測定するための入側温度計５、誘導加熱装置１の出側の近傍位置に粗バーの加熱後温度を測定するための出側温度計６が設置されている。また、仕上圧延機３の直前にはデスケーリング装置９が設置されている。
【００１６】
以上のような設備を用いて本発明を実施する場合、スラブを粗圧延機２で粗圧延して粗バーとした後、この粗バー８の全幅を誘導加熱装置１で加熱し、引き続きこの粗バーを仕上圧延機３で仕上圧延するに際し、仕上圧延機出側温度計７により測定される仕上圧延機出側における熱延鋼帯の温度が目標仕上温度となり、且つ仕上圧延機入側での粗バーの表面温度があらかじめ定められた温度、好ましくは粗バー表面にスケール性欠陥を生じない温度となるように誘導加熱装置１による粗バーの加熱温度を制御する。
【００１７】
図２および図３は本発明の温度分布を示すもので、図１に示す誘導加熱装置を想定して粗バーを加熱したときの上述した熱伝導方程式から求めた粗バーの内部温度の計算結果を示す。なお計算の手法は図４を求めたときと同様である。図２は板厚が３０ｍｍの粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度を４０ｍｐｍおよび９０ｍｐｍとし、誘導加熱装置の投入電力を調整した場合の板厚中心から板表面までの温度分布を示す。図３は板厚が４０ｍｍの粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度を４０ｍｐｍおよび９０ｍｐｍとし、誘導加熱装置の投入電力を調整した場合の板厚中心から板表面までの温度分布を示す。
【００１８】
図２および図３は、それぞれの粗バーの板厚毎に、誘導加熱装置の投入電力および粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度を調整することにより、誘導加熱装置出側での粗バーの板厚平均温度に拘りなく、粗バー表層の表面温度をスケール性欠陥が生じない比較的低温に制御することが可能であることを示している。
【００１９】
つまり、誘導加熱装置入側の粗バーの加熱前温度を測定し、仕上圧延機出側において目標仕上温度が確保され、且つ、仕上圧延機入側での粗バーの表面温度があらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じない温度となるように、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および誘導加熱装置の投入電力を変化させ、誘導加熱装置における粗バーの加熱温度を制御することが可能となる。
【００２０】
【実施例】
極低炭素鋼から生成されたスラブを粗圧延機で粗圧延して板厚２８ｍｍ、板幅１０００ｍｍの粗バーとした後、前記粗圧延機と仕上圧延機の間に図１に示すように設置されたソレノイド型誘導加熱装置により、前記粗バーの全幅を加熱した。
【００２１】
本発明例においては、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および誘導加熱装置の投入電力を変化させて、誘導加熱装置を加熱制御して仕上圧延機入側での粗バーの表面温度が１０３８℃に設定したときには、仕上圧延機出側における熱延鋼帯の目標仕上温度を確保でき、且つスケール性欠陥の発生はなかった。これに対して、誘導加熱装置を加熱制御しない比較例においては、仕上圧延機出側における熱延鋼帯の目標仕上温度を確保できたが、仕上圧延機入側での粗バーの表面温度が１０４５℃になり仕上圧延した結果、スケール性欠陥が発生した。
【００２２】
本発明例においては、あらかじめ誘導加熱装置出側温度計で測定した粗バー幅方向中央部の表面温度と熱延鋼帯の表面性状との関係は、温度が１０４０℃以下では表面性状は問題無かったが、１０４０℃を越えると粒状スケールが発生した。この温度は圧延機スタンド内での熱履歴が異なることにより圧延機毎に異なる温度となる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたたように本発明によれば、誘導加熱装置の出力および粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度を調節することによって鋼帯の目標仕上温度を確保し、且つ、表面にスケール性欠陥を生じない熱延鋼帯を安定的に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱延鋼帯の製造方法の実施に供されるソレノイド型誘導加熱装置の一実施形態を示す説明図
【図２】本発明の熱延鋼帯の温度分布を示すもので、粗バーの板厚が３０ｍｍのときの、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および誘導加熱装置の投入電力を調整したときの板厚中心から板表面までの温度分布を示すグラフ
【図３】本発明の熱延鋼帯の温度分布を示すもので、粗バーの板厚が４０ｍｍのときの、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および誘導加熱装置の投入電力を調整したときの板厚中心から板表面までの温度分布を示すグラフ
【図４】粗バーの板厚が３０ｍｍのときの、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および誘導加熱装置の投入電力を調整したときの板厚中心から板表面までの温度分布を示すグラフ
【符号の説明】
１ 誘導加熱装置
２ 粗圧延機
３ 仕上圧延機
４ 搬送テーブルロール
５ 誘導加熱装置入側温度計
６ 誘導加熱装置出側温度計
７ 仕上圧延機出側温度計
８ 粗バー
９ デスケーリング装置
１０ インダクター
Claims (3)
- スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーの全幅を前記粗圧延機と仕上圧延機の間に設置された誘導加熱装置により加熱し、引き続き該粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記仕上圧延機出側における熱延鋼帯の温度が目標仕上温度となり、且つ前記仕上圧延機入側での粗バーの表面温度があらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じさせない温度となるように、粗バーの板厚に応じて、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および前記誘導加熱装置の投入電力を調整して、誘導加熱装置による粗バーの加熱温度を制御することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
- スラブを粗圧延機で粗圧延して粗バーとした後、該粗バーの全幅を前記粗圧延機と仕上圧延機の間に設置された誘導加熱装置により加熱し、引き続き該粗バーを仕上圧延機で仕上圧延して熱延鋼帯とする熱延鋼帯の製造方法において、前記仕上圧延機入側での粗バーの板厚平均温度が仕上圧延機出側における目標仕上温度を確保する温度となり、且つ前記仕上圧延機出側における熱延鋼帯の温度が目標仕上温度となり、且つ前記仕上圧延機入側での粗バーの表面温度があらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じさせない温度となるように、粗バーの板厚に応じて、粗バーが誘導加熱装置を通過する通板速度および前記誘導加熱装置の投入電力を調整して、誘導加熱装置による粗バーの加熱温度を制御することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
- あらかじめ求めてあるスケール性欠陥を生じさせない温度が１０４０℃以下の温度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱延鋼帯の製造方法。
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