JP3694966B2 - 熱間連続圧延のミルペーシング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱炉から所定の加熱温度に焼き上げられた金属片を抽出し、粗圧延した後、先行材の後端部と後行材の先端部とを接合し、仕上圧延を行う熱間連続圧延のミルペーシング方法に係り、特に、加熱炉の加熱能力が粗圧延機及び仕上圧延機の圧延能力を上回っている熱間圧延設備に用いるのに好適な、金属片の焼き上がり温度を確保しつつ先頭材から最終材まで確実に接合することが可能な、熱間連続圧延のミルペーシング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱間圧延ラインでは、製鋼工程等で製造された処理材である各鋼片（スラブとも称する）１０が、図１に示すように所定のピッチで加熱炉１２に搬入され、炉内で当該所定のピッチを維持しながら所定の温度に加熱された後、加熱炉１２から抽出される。この加熱炉１２から抽出された鋼片１０は、搬送ライン１４を通って圧延設備に送られ、ここで所定の厚さに圧延される。
【０００３】
従って従来は、各種手段を有する場合においても、先行材が仕上圧延を終了してから当該材が仕上圧延を開始するまでの時間間隔が所定の時間になるように、先行材と当該材の処理時間を予測し、加熱炉１２からの抽出時刻を決定していた。
【０００４】
更に、加熱炉１２から抽出された先行材は、複数の圧延スタンドを通る過程で、前進及び後退を繰り返しながら所定の厚さに圧延されていくことから、先行材の圧延状況を考慮しながら、当該先行材と衝突しないように加熱炉１２から後行材を抽出しなければならず、従って、この面からも、先行材と後行材との抽出ピッチを適切に設定する必要がある。
【０００５】
このような目的で、従来、加熱炉１２から抽出される後行材の抽出ピッチの決定は、まず、先行材の圧延パターンをシミュレーションして、先行材の先端及び尾端と、後行材の先端及び尾端との位置軌跡を知り、先行材の尾端と後行材の先端が重なって衝突しないように、且つ、各鋼片１０が所定の温度まで加熱されるように、その加熱炉１２内における在炉時間が確保するように抽出ピッチを決定することも行われていた。
【０００６】
例えば、特開平７−１８８７８５では、圧延ライン側の予期しない変動であっても処理材の加熱精度を維持し、炉温の急激な変化を抑制するべく、チェック用データと現在の圧延状況を比較して、抽出ピッチを補正する必要があると判断したときには、チェック用データと現在の圧延状態のずれから、将来の圧延パターンの推移を予測し、このようにして予測された将来の圧延パターンと先行処理材の予測圧延パターンとから抽出ピッチの補正値を求めることが記載されている。
【０００７】
しかしながら、前記のように加熱炉１２より抽出した鋼片１０を１本ずつ粗圧延、仕上圧延していたのでは圧延能率が悪く、特に、仕上圧延工程においては、板材先端の噛込不良や板材後端での絞り込み、搬送テーブル上での走行トラブル等を起こし易い不利があった。そこで、最近では特開昭５８−１１２６０１に記載されているように、図２に示す如く、加熱炉１２出側の粗圧延機１６で粗圧延を終えた先行材の後端部と後行材の先端部を、粗圧延機１６出側のバー接合装置１８で相互に接合した後、仕上圧延機２０に送給して連続的に仕上圧延し、仕上圧延機２０出側のストリップ切断装置２２で切断して、巻取り設備２４によりコイル２６とする完全連続圧延が実施されるようになってきており、これによって上記のような諸問題を少なくし、圧延能率を飛躍的に向上させることができるようになっている。
【０００８】
一般に、圧延材の粗圧延時間や仕上圧延時間は、各圧延材の材長や圧延速度、板厚等の圧延条件によって変化する。前記のような熱間連続圧延では、粗圧延後にシートバーを接合する必要があるため、粗圧延機１６の出側（仕上圧延機２０の入側）のバー接合装置１８の位置で、先行材の尾端に後行材の先端を追い付かせる必要がある。即ち、後行材の加熱炉１２からの抽出が遅い場合には、後行材の先端が先行材の尾端に追い付かないため接合が不可能となり、逆に、抽出が速い場合には、先行材の尾端がバー接合装置１８に入るまで後行材を粗圧延機１６の出側で待たせる必要があるため、後行材の温度が低下し、仕上圧延機２０で初期の圧延が実現できないことになる。
【０００９】
又、圧延材の加熱温度は重要な管理項目の１つであり、加熱炉１２から抽出されるときには、所定温度まで加熱されていることが必須の条件となる。しかし、所定の温度まで加熱されていないという理由で、抽出時刻を遅らせてしまうと、後行材の先端が先行材の尾端に追い付くことができず、やはり接合が不可能になる。
【００１０】
このような問題を解決するものとして、出願人は、特開平６−２２６３２０で、完全連続圧延における板材のミルペーシング方法を提案している。これは、粗圧延を経た先材と、これに続いて搬送される次材、及びこの次材に続いて後材が搬送されている場合に、接合しようとする板の相互間の長さの差が小さい場合には、バー接合装置１８において先材の後端に次材の先端が追い付くようなタイミングで次材の粗圧延を開始するようにし、又、接合しようとする板材の中に板材相互の長さの差が大きくなる短尺材が含まれている場合には、その板材に先行指定される板材の長さを当該短尺材の長さよりも長いものとし、且つ短尺材の粗圧延の開始時刻を、それに続く後材の先端がバー接合装置１８において短尺材の後端にちょうど追い付くことができるような時刻とするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−２２６３２０で提案したミルペーシング方法では、先材、次材、後材の３つの材料のタイミングしか考慮していないため、必ずしも十分な効果を発揮することはできなかった。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、各金属片の焼き上げ温度を確保しつつ、先頭材から最終材まで、確実に接合可能とすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加熱炉から所定の加熱温度に焼き上げられた金属片を抽出し、粗圧延した後、先行材の後端部と後行材の先端部とを接合し、仕上げ圧延を行う熱間連続圧延において、各金属片の焼き上げ予測時刻を求め、各金属片相互を、粗圧延後であって仕上げ圧延前に接合するために要する、加熱炉からの抽出ピッチを求め、前記焼き上げ予測時刻と抽出ピッチとから、接合する全ての金属片が、それぞれの焼き上げ予測時刻以後に抽出されるように、接合する１本目を抽出し、２本目以後、前記抽出ピッチで抽出するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、接合する１本目の抽出時刻を、ｉ本目の金属片の焼き上げ時刻をＴi 、ｉ本目とｉ＋１本目の間の金属片の抽出ピッチをＰi としたとき、ｉに１〜Ｎを代入したＴi −（０＋Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋・・・＋Ｐi-1 ）のＮ個のうちで最大となる時刻以降としたものである。
【００１５】
本発明は、加熱炉の加熱能力が粗圧延機及び仕上圧延機の圧延能力を上回っている熱間圧延設備に好適に適用できる。
【００１６】
本発明による抽出時刻決定に際しては、粗圧延や仕上圧延での圧延速度、板厚、先進率、テーブル搬送速度といった各種圧延条件を用いて、連続圧延材の先頭材から最終材までの各々について、圧延に要する所要時間を予測し、粗圧延後の後行材の先端を先行材の尾端に接合するために必要な、先行材の加熱炉からの抽出から後行材の抽出までの時間間隔（抽出間隔）を決定する。
【００１７】
一方、連続圧延材の先頭材から最終材までの各々について、加熱炉での焼き上げ時刻を予測し、接合する全て金属片が、それぞれの焼き上げ予測時刻以降に抽出されるように、先頭材の抽出時刻を決定する。
【００１８】
従って、焼き上がり温度を確保しつつ、先頭材から最終材まで、確実に接合することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態における連続圧延材の抽出ピッチ決定手順を示す流れ図である。
【００２１】
図２に示したように、熱間圧延の粗圧延後のシートバーを仕上圧延機２０入側のバー接合装置１８で接合するためには、ｉ本目のシートバー尾端にｉ＋１本目の先端を追い付かせる必要がある。粗圧延では、材料により、圧延速度、圧延パス回数や材料長さといった圧延条件が異なるため、加熱炉１２抽出から粗圧延終了までの時間は、材料によって変化する。抽出時刻が遅ければ、先行材の尾端に追い付くことが不可能であり、又、抽出時刻が速いと、途中で不要な待機を引き起こし、圧延材の温度低下をまねき圧延不能となる。従って、抽出時刻の決定に際しては、図２中に示した如く、ｉ本目の尾端がバー接合装置１８に到達するまでの時間Ａと、ｉ＋１本目の先端がバー接合装置１８に到達するまでの時間Ｂを予測して、その差の時間を抽出ピッチＰi とすればよい。
【００２２】
例えば、粗圧延機あるいは仕上圧延機での圧延時間は、圧延スケジュールから圧延前後の厚みと長さ、又、先進率ｆと後進率ｂが予測できるから、先端が圧延機に入ってから、尾端が圧延機を抜けるまでの時間は、圧延前の鋼片長さをＬ、設定の圧延速度（ロール速度）をＶとして、次式で計算できる。
【００２３】
（圧延時間）＝Ｌ／Ｖ（１−ｂ） …（１）
【００２４】
又、圧延機と圧延機間の搬送時間は、テープル搬送速度と設備間距離から容易に計算できる。
【００２５】
図４に先尾端の搬送時間計算の一例を示す。例えば図４に示すように、圧延速度ｖ１、ｖ３、搬送速度ｖ２、搬送距離、加減速率α１、β１といった圧延条件を入力し、この条件から各時間を求め、加熱炉抽出から積み上げていくことにより、接合を行う先頭材（ｉ＝１）から最終材（ｉ＝Ｎ）について、それぞれ先尾端の通過時間を計算する（図３のステップ１００及び１１０）。
【００２６】
次いで、同じく先頭材から最終材まで、それぞれの間の抽出ピッチＰi （i ＝１〜Ｎ−１）を求める（ステップ１２０及び１３０）。
【００２７】
一方、加熱炉１２でのスラブ温度計算により、接合を行う先頭材（ｉ＝１）から最終材（ｉ＝Ｎ）までを所定の焼き上げ温度まで加熱するのに必要な焼き上げ予測時刻Ｔi （i ＝１〜Ｎ）を計算する（ステップ１５０及びステップ１６０）。
【００２８】
次に、この焼き上げ予測時刻Ｔi とステップ１３０で求めた抽出ピッチＰi を用いて、先頭材（i ＝１）の抽出時刻ｔ１を決定する（ステップ１７０）。このステップ１７０における先頭材の抽出時刻ｔ１の決定方法を、図５を用いて詳細に説明する。
【００２９】
図５（ａ）は、図３のステップ１６０で計算された、各材料の焼き上げ予測時刻Ｔi （i ＝１〜Ｎ）、同じく（ｂ）は、図３のステップ１３０で計算された、各材料間の抽出ピッチＰi （i ＝１〜Ｎ−１）を示す。
【００３０】
図５（ｃ）は、１本目の焼き上げ予測時刻Ｔ１に、１本目の抽出時刻ｔ１を一致させた場合であり、１本目の抽出時刻ｔ１は次式に示す如くとなる。
【００３１】
ｔ１＝Ｔ１−０ …（２）
【００３２】
図５（ｄ）は、２本目の焼き上げ可能時刻Ｔ２に、２本目の抽出時刻ｔ２を一致させた場合であり、１本目の抽出時刻ｔ１は、次式に示す如くとなる。
【００３３】
ｔ１＝Ｔ２−Ｐ１ …（３）
【００３４】
図５（ｅ）は、３本目の焼き上げ予測時刻Ｔ３に３本目の抽出時刻ｔ３を一致させた場合であり、１本目の抽出時刻ｔ１は、次式に示す如くとなる。
【００３５】
ｔ１＝Ｔ３−（Ｐ１＋Ｐ２） …（４）
【００３６】
以下同様にして、図５（ｉ）は、最終材であるＮ本目の焼き上げ予測時刻ＴN に、Ｎ本目の抽出時刻ｔN を一致させた場合であり、１本目の抽出時刻ｔ1 は、次式に示す如くとなる。
【００３７】
ｔ1 ＝ＴN −（Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3 ＋・・・＋ＰN-1 ） …（５）
【００３８】
本発明では、図５の（ｃ）〜（ｉ）に示したような、Ｎ個についての１本目の抽出時刻ｔ1 のうちで、最大となる抽出時刻以後で１本目を抽出するようにしたものである。例えば図５では、（ｆ）に示すように、４本目の焼き上げ可能時刻Ｔ4 に、４本目の抽出時刻ｔ4 を一致させた場合の、１本目の抽出時刻ｔ1 が最大値となっているため、この時刻以降で１本目を抽出し、２本目からＮ本目まで、図５（ｂ）に示す抽出ピッチで抽出する。
【００３９】
このようにして、全ての鋼片が、それぞれの焼き上げ可能時刻以後にそれぞれ抽出され、粗圧延機の出側であって仕上圧延機の入側において、先行材の後端部に後行材の先端部が追い付き、先行材の後端部と後行材の先端部を接合した後、仕上圧延できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明においては、熱間連続圧延において、各金属片の焼き上げ完了時刻を考慮して、先頭材の抽出タイミングを決定するようにしたので、先頭材から最終材まで、確実に接合可能な抽出タイミングで、焼き不足なく抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱炉から鋼片を搬送ラインに抽出していく様子を示す平面図
【図２】熱間連続圧延での圧延材搬送の概念図
【図３】本発明の実施形態における処理手順を示す流れ図
【図４】同じく先尾端通過時間計算方法を示す概念図
【図５】同じく先頭材の抽出時刻決定方法を説明する線図
【符号の説明】
１０…鋼片（スラブ）
１２…加熱炉
１４…搬送ライン
１６…粗圧延機
１８…バー接合装置
２０…仕上圧延機
Ｐi …抽出ピッチ
Ｔi …焼き上げ予測時刻
ｔi …抽出時刻

Claims (2)

1. 加熱炉から所定の加熱温度に焼き上げられた金属片を抽出し、粗圧延した後、先行材の後端部と後行材の先端部とを接合し、仕上げ圧延を行う熱間連続圧延において、
   各金属片の焼き上げ予測時刻を求め、
   各金属片相互を、粗圧延後であって仕上げ圧延前に接合するために要する、加熱炉からの抽出ピッチを求め、
   前記焼き上げ予測時刻と抽出ピッチとから、接合する全ての金属片が、それぞれの焼き上げ予測時刻以後に抽出されるように、接合する１本目を抽出し、２本目以後、前記抽出ピッチで抽出することを特徴とする熱間連続圧延のミルペーシング方法。
2. 請求項１において、接合する１本目の抽出時刻を、ｉ本目の金属片の焼き上げ時刻をＴi 、ｉ本目とｉ＋１本目の間の金属片の抽出ピッチをＰi としたとき、ｉに１〜Ｎを代入したＴi −（０＋Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋・・・＋Ｐi-1 ）のＮ個のうちで最大となる時刻以後とすることを特徴とする熱間連続圧延のミルペーシング方法。

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