JP3637737B2

JP3637737B2 - Manufacturing method of metal strip by continuous heat treatment

Info

Publication number: JP3637737B2
Application number: JP19091697A
Authority: JP
Inventors: 一洋松本; 清治中村; 修吉岡
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: JPH1133614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続熱処理による金属帯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯の連続熱処理においては、連続熱処理炉の入側で前後のコイルを接続して装入することにより、多数の金属帯のコイルに連続的に熱処理を施している。熱処理の種類は、再結晶焼鈍、溶体化処理、応力除去焼鈍等、主として焼鈍である。熱処理後の金属帯は、連続熱処理炉の出側で調質圧延という軽度の圧延を行い、形状の矯正および材質の安定化を図る。
【０００３】
ところで、連続熱処理炉におけるコイルの接続は、金属帯の端部を溶接することにより行われている。この溶接部は、熱処理炉内における金属帯の張力に耐えられる強度が必要である。従って、溶接部の厚さが、板厚よりは厚くなることが避けられない。これにそのまま調質圧延を行うと、調質圧延機のロールに疵を発生させる場合がある。
【０００４】
通常はロールの保護のために、溶接部が調質圧延機を通過する際に、ロールギャップを開いたり、圧延機の荷重を軽減するという対策がとられている。そのため、金属帯の溶接部の前後は、調質圧延が全く施されていないか不十分となっている。そのため、金属帯の材質が全長にわたって均質とはならず、溶接部の前後は非定常部となるため、この部分をスクラップとして除去する必要があった。
【０００５】
そこで、溶接の際、溶接部を加工しておく方法が試みられている。例えば、特公昭６３−１３７９号公報には、溶接部を加圧ロールあるいは通電加圧ロールを用いて減厚し、溶接部の厚さを板厚の１３０％以下とする方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この特公昭６３−１３７９号公報記載の技術では、溶接部を加圧するのにある程度の加圧力を要する。通常の通電加圧ロールでは、溶接部の厚さを板厚の１３０％以下とするのは、板厚が厚い領域（１．５ｍｍ超）を除き、一般には困難である。
【０００７】
図４は、板厚と溶接部の厚さの関係を示す図である。この図の横軸は板厚、縦軸は溶接部の厚さの板厚に対する比率（厚さ比）である。この図より、板厚が薄くなるのに伴い溶接部の厚さ比は増加することがわかる。特に、板厚の薄い領域では、板厚に対する溶接部の厚さの比率は増加し、板厚０．４ｍｍで１６０％以上に増加する。
【０００８】
従って、溶接部を十分に減厚するには、溶接装置に特別な加圧ロール等を設置する必要があり、設備が大型化する。また、溶接部を減厚するための加工時間が必要であり、金属帯の連続熱処理炉の入側における、準備時間が増大する。その結果、入側ルーパーの容量を増加するか、連続熱処理炉の炉内通板速度を低下させるか、いずれかの措置が必要となる。
【０００９】
この発明は、以上の問題を解決し、溶接装置に特別な設備を設置することなく、溶接部による調質圧延機のロールの疵の発生を防止しつつ、溶接部前後の非定常部を縮小する方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、連続熱処理による金属帯の製造方法において、金属帯の溶接部が調質圧延機を通過する際の調質圧延機の荷重を、所定の下限値以上、かつ溶接部に先行する金属帯の板厚ｔとこの溶接部の前後の金属帯の板厚差Δｔで表される下記の上限値Ｐ（ｔ，Δｔ）以下、とすることを特徴とする連続熱処理による金属帯の製造方法である。
Ｐ（ｔ，Δｔ）＝ｆ（ｔ）＋ｇ・Δｔ／ｔ（１）
ｆ（ｔ）＝ａｔ² ＋ｂｔ＋ｃ（２）
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｇは予め決められた係数である。
【００１１】
この発明では、調質圧延機の荷重の所定の下限値とは、ロール間で金属帯のスリップが起こらない最低の荷重を表す。これは、ロール表面の粗さ、材質、寸法により異なるが、通常の調質圧延作業から容易に決定できる。そこで、調質圧延機の荷重の上限値について、以下に説明する。
【００１２】
図１は、調質圧延機のロールの疵の発生に及ぼす金属帯の板厚と荷重の影響を示す図である。図の横軸は板厚、縦軸は荷重を示す。この場合、金属帯の溶接部の前後の板厚は同一である。図中の曲線は、ロールの疵の発生限界を示す境界線であり、荷重がこの曲線を超えない範囲で、ロールの疵の発生を防止することができる。この曲線を式で表すと、次のような板厚ｔの２次式で表すことができる。
ｆ（ｔ）＝ａｔ² ＋ｂｔ＋ｃ（２）
この係数ａ，ｂ，ｃの具体的な値は、後述のように図１から決定すればよい。
【００１３】
図２は、ロールの疵の発生限界を示す境界線を示す図である。図の横軸は板厚、縦軸は荷重を表す。図中、曲線Ａは図１に示す溶接部の前後の金属帯の板厚が同一の場合、曲線Ｂは先行する金属帯の板厚より後続の方が１ランク薄い場合、曲線Ｃはこれとは逆に後続の方が１ランク厚い場合の境界線をそれぞれ示す。ここで板厚が１ランク厚い（薄い）というのは、板厚１ｍｍに対する１．２ｍｍ（０．８ｍｍ）のように、約２割厚い（薄い）板厚ということである。この図より、溶接部の前後の板厚が異なる場合の境界線ＢとＣは、板厚が同じ場合の境界線Ａを上下に平行移動したものに、ほぼ一致することがわかる。
【００１４】
図３は、ロールの疵の発生限界に及ぼす板厚差の影響を示す図である。図の横軸は板厚差（先行板厚との比で表す）、縦軸は荷重を表す。金属帯の板厚差Δｔは、溶接部の前後の板厚の差であり、（先行板厚−後続板厚）で表される。この図では、ロールの疵の発生限界はほぼ直線で表される。
【００１５】
この直線の傾きをｇとすると、板厚差Δｔに対してロールの疵の発生限界の荷重Ｐは次のように表される。
Ｐ（ｔ，Δｔ）＝ｆ（ｔ）＋ｇ・Δｔ／ｔ（１）
ここで、ｆ（ｔ）は前述のように溶接部前後の板厚が同一（Δｔ＝０）の場合のロールの疵の発生限界の荷重である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施にあたっては、連続焼鈍ライン等の調質圧延機を備えた連続熱処理装置であれば、適用可能である。このような連続熱処理により金属帯を製造する際、調質圧延機の荷重をこの発明の式に従って制御する。荷重制御の方法は、通常の溶接部検出器で溶接部を検出し、溶接部が調質圧延機のロールを通過する際の荷重を低下させる。
【００１７】
調質圧延機の荷重を低下させる時間は、金属帯の溶接部がロールと接触する時間のみでよいが、実際には荷重制御系の応答速度を考慮する必要がある。荷重の低下を開始させる時点は、溶接部がロールと接触する時点よりも、少なくとも荷重制御系の応答時間だけは早くする必要がある。
【００１８】
溶接部がロールを通過した後は、速やかに調質圧延機の荷重を正規の値に戻す。この場合、あまり急激に戻すとハンチング等により調質圧延機の運転状況が不安定となるので、適切な速度で正規の値に戻すことが望ましい。このようにして、溶接部前後の非定常部を縮小することができる。
【００１９】
この発明では、式（１）（２）の係数を予め求めて置く必要がある。これらの係数は、操業実績等から求めることが可能である。例えば、前述の式（１）（２）の係数について、具体的な値を求めると次のようになる。
【００２０】
まず、図１より、式（２）の具体的な形を求めると、次のよう表すことができる。
ｆ（ｔ）＝１２．５ｔ²−５．８ｔ＋７５（２’）
ここで、ｆ（ｔ）は荷重（トン）、ｔは板厚（ｍｍ）である。
【００２１】
次に、図２より、式（１）の係数ｇの具体的な値を求めると、ｇ＝５０となる。従って、式（１）の具体的な形は、
Ｐ（ｔ，Δｔ）＝ｆ（ｔ）＋５０Δｔ／ｔ（１’）
となる。ここで、ｆ（ｔ）の具体的な形は、上記の式（２’）で表される。
【００２２】
【発明の効果】
この発明では、金属帯の溶接部の前後の板厚により決まる式に従って、調質圧延機の荷重を制御することにより、溶接部によるロールの疵の発生を防止しつつ、溶接部前後の非定常部を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】調質圧延機のロールの疵の発生に及ぼす金属帯の板厚と荷重の影響を示す図である。
【図２】ロールの疵の発生限界を示す境界線を示す図である。
【図３】ロールの疵の発生限界に及ぼす板厚差の影響を示す図である。
【図４】金属帯の板厚と溶接部の厚さの関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a metal strip by continuous heat treatment.
[0002]
[Prior art]
In continuous heat treatment of metal strips, a number of coils of metal strips are continuously heat treated by connecting and charging the front and rear coils on the entry side of the continuous heat treatment furnace. The type of heat treatment is mainly annealing, such as recrystallization annealing, solution treatment, stress relief annealing. The metal strip after the heat treatment is subjected to a light rolling called temper rolling on the exit side of the continuous heat treatment furnace to correct the shape and stabilize the material.
[0003]
By the way, the connection of the coil in a continuous heat treatment furnace is performed by welding the edge part of a metal strip. The welded portion needs to be strong enough to withstand the tension of the metal strip in the heat treatment furnace. Therefore, it is inevitable that the thickness of the welded portion becomes thicker than the plate thickness. If temper rolling is performed as it is, wrinkles may be generated in the roll of the temper rolling mill.
[0004]
Usually, in order to protect the roll, measures are taken such as opening the roll gap or reducing the load on the rolling mill when the weld passes through the temper rolling mill. Therefore, the temper rolling is not performed at all before or after the welded portion of the metal strip or is insufficient. For this reason, the material of the metal strip is not uniform over the entire length, and the front and rear of the welded portion are unsteady portions, so that this portion has to be removed as scrap.
[0005]
Then, the method of processing a welding part in the case of welding is tried. For example, Japanese Examined Patent Publication No. 63-1379 proposes a method of reducing the thickness of a welded portion using a pressure roll or an energizing pressure roll so that the thickness of the welded portion is 130% or less of the plate thickness. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the technique described in Japanese Patent Publication No. 63-1379 requires a certain amount of pressure to pressurize the welded portion. In a normal energizing and pressing roll, it is generally difficult to set the thickness of the welded portion to 130% or less of the plate thickness except in a region where the plate thickness is thick (over 1.5 mm).
[0007]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the plate thickness and the thickness of the welded portion. In this figure, the horizontal axis represents the plate thickness, and the vertical axis represents the ratio of the thickness of the welded portion to the plate thickness (thickness ratio). From this figure, it can be seen that the thickness ratio of the weld increases as the plate thickness decreases. In particular, in the region where the plate thickness is thin, the ratio of the thickness of the welded portion to the plate thickness increases, and increases to 160% or more at a plate thickness of 0.4 mm.
[0008]
Therefore, in order to sufficiently reduce the thickness of the welded portion, it is necessary to install a special pressure roll or the like in the welding apparatus, which increases the size of the equipment. Moreover, the processing time for reducing the thickness of the welded portion is required, and the preparation time on the entry side of the continuous heat treatment furnace for the metal strip increases. As a result, it is necessary to either increase the capacity of the entry-side looper or decrease the in-furnace plate speed of the continuous heat treatment furnace.
[0009]
This invention solves the above problems and reduces unsteady portions before and after the welded portion while preventing the occurrence of wrinkles on the roll of the temper rolling mill due to the welded portion without installing special equipment in the welding apparatus. Provide a way to do it.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a method of manufacturing a metal strip by continuous heat treatment, wherein the load of the temper rolling mill when the welded portion of the metal strip passes the temper rolling mill is equal to or higher than a predetermined lower limit and precedes the welded portion. A method of manufacturing a metal strip by continuous heat treatment, characterized in that it is equal to or less than the following upper limit value P (t, Δt) represented by a thickness t of the strip and a plate thickness difference Δt between the metal strip before and after the weld. It is.
P (t, Δt) = f (t) + g · Δt / t (1)
f (t) = at ² + bt + c (2)
Here, a, b, c, and g are predetermined coefficients.
[0011]
In the present invention, the predetermined lower limit of the load of the temper rolling mill represents the lowest load at which no slip of the metal band occurs between the rolls. This varies depending on the roughness, material, and dimensions of the roll surface, but can be easily determined from a normal temper rolling operation. Then, the upper limit of the load of a temper rolling mill is demonstrated below.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing the influence of the thickness and load of a metal strip on the occurrence of wrinkles on a roll of a temper rolling mill. In the figure, the horizontal axis indicates the plate thickness, and the vertical axis indicates the load. In this case, the plate thickness before and after the welded portion of the metal strip is the same. The curve in the figure is a boundary line indicating the limit of occurrence of roll wrinkles, and the occurrence of roll wrinkles can be prevented as long as the load does not exceed this curve. When this curve is expressed by an equation, it can be expressed by the following quadratic equation of the plate thickness t.
f (t) = at ² + bt + c (2)
Specific values of the coefficients a, b, and c may be determined from FIG. 1 as will be described later.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing a boundary line indicating the limit of occurrence of roll wrinkles. In the figure, the horizontal axis represents the plate thickness, and the vertical axis represents the load. In the figure, the curve A is the same as the thickness of the metal strip before and after the weld shown in FIG. 1, the curve B is 1 rank lower than the thickness of the preceding metal strip, and the curve C is On the contrary, each indicates a boundary line when the succeeding one is thicker. Here, the plate thickness is one rank thick (thin) means that the plate thickness is about 20% thick (thin), such as 1.2 mm (0.8 mm) with respect to the plate thickness of 1 mm. From this figure, it can be seen that the boundary lines B and C when the plate thicknesses before and after the welded portion are different substantially coincide with those obtained by translating the boundary line A when the plate thickness is the same up and down.
[0014]
FIG. 3 is a diagram showing the influence of the plate thickness difference on the limit of wrinkle generation on the roll. In the figure, the horizontal axis represents the difference in plate thickness (expressed as a ratio to the preceding plate thickness), and the vertical axis represents the load. The plate thickness difference Δt of the metal strip is a difference between the plate thickness before and after the welded portion, and is represented by (preceding plate thickness−following plate thickness). In this figure, the limit of wrinkling of the roll is represented by a straight line.
[0015]
Assuming that the slope of this straight line is g, the limit P of the roll wrinkle generation relative to the thickness difference Δt is expressed as follows.
P (t, Δt) = f (t) + g · Δt / t (1)
Here, f (t) is a load at the limit of occurrence of roll wrinkles when the plate thickness before and after the welded portion is the same (Δt = 0) as described above.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In carrying out the present invention, any continuous heat treatment apparatus equipped with a temper rolling mill such as a continuous annealing line is applicable. When producing a metal strip by such continuous heat treatment, the load of the temper rolling mill is controlled according to the formula of the present invention. The load control method detects a welded part with a normal welded part detector, and reduces the load when the welded part passes through the roll of the temper rolling mill.
[0017]
The time for reducing the load of the temper rolling mill may be only the time for the welded portion of the metal strip to come into contact with the roll, but it is actually necessary to consider the response speed of the load control system. The time point at which the load decrease starts needs to be at least earlier than the time point at which the weld contacts the roll, at least by the response time of the load control system.
[0018]
After the weld passes through the roll, the load of the temper rolling mill is quickly returned to the normal value. In this case, since the operating condition of the temper rolling mill becomes unstable due to hunting or the like if it is returned too rapidly, it is desirable to return it to a normal value at an appropriate speed. In this way, the unsteady part before and after the welded part can be reduced.
[0019]
In the present invention, it is necessary to obtain the coefficients of the equations (1) and (2) in advance. These coefficients can be obtained from operational results. For example, specific values for the coefficients of the above formulas (1) and (2) are obtained as follows.
[0020]
First, referring to FIG. 1, when a specific form of Equation (2) is obtained, it can be expressed as follows.
f (t) = 12.5t ² −5.8t + 75 (2 ′)
Here, f (t) is a load (ton), and t is a plate thickness (mm).
[0021]
Next, when a specific value of the coefficient g in the equation (1) is obtained from FIG. 2, g = 50. Therefore, the specific form of equation (1) is
P (t, Δt) = f (t) + 50Δt / t (1 ′)
It becomes. Here, a specific form of f (t) is represented by the above-described formula (2 ′).
[0022]
【The invention's effect】
In this invention, the load of the temper rolling mill is controlled according to the formula determined by the plate thickness before and after the welded portion of the metal strip, thereby preventing the occurrence of roll wrinkles due to the welded portion and unsteady before and after the welded portion. The part can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the influence of the thickness and load of a metal strip on the occurrence of wrinkles on a roll of a temper rolling mill.
FIG. 2 is a diagram showing a boundary line indicating a limit of occurrence of roll wrinkles.
FIG. 3 is a diagram illustrating the influence of a difference in sheet thickness on the limit of wrinkling of a roll.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the thickness of a metal strip and the thickness of a welded portion.

Claims

In the method of manufacturing a metal strip by continuous heat treatment, the load of the temper rolling mill when the welded portion of the metal strip passes the temper rolling mill is equal to or greater than the predetermined lower limit and the thickness of the metal strip preceding the welded portion. A method for producing a metal strip by continuous heat treatment, characterized in that t is equal to or less than the following upper limit value P (t, Δt) represented by a difference in plate thickness Δt between the metal strip before and after the weld.
P (t, Δt) = f (t) + g · Δt / t (1)
f (t) = at ² + bt + c (2)
Here, a, b, c, and g are predetermined coefficients.