JP3793508B2

JP3793508B2 - Hot rolling equipment

Info

Publication number: JP3793508B2
Application number: JP2003006355A
Authority: JP
Inventors: 武広中本; 浩喜坂上; 寛木村; 浩嗣野口; 航也高橋; 智明吉山; 紀章田中
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP2004216424A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱延鋼板の幅方向中央を加熱するトランスバース型誘導加熱装置を備えた熱間圧延装置に係り、特に搬送テーブルローラと鋼板（帯鋼）との間で発生するスパークを防止できる搬送テーブルローラ及びその配置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板の熱間圧延は、図１に示すように、加熱炉１に低温のスラブ２を装入して、所定の温度に再加熱し、再加熱したスラブ２を粗圧延機３で所定の厚さに圧延して粗バー４となし、クロップシャー５を用いて粗バーの先尾端を切断し、粗バー４の幅方向両エッジ部の温度低下を回復するためにエッジヒーター６で両エッジ部を加熱して、複数基のスタンドからなる連続仕上圧延機７で所定の熱延鋼板に仕上圧延した後に、ランアウトテーブル上の冷却スタンド８において冷却し、コイラー９で巻き取ることにより行われている。
【０００３】
また、仕上圧延の前に粗バー同士を接合して仕上圧延を行うエンドレス圧延がなされる場合には、図２に示すように、加熱炉１に低温のスラブ２を装入して、所定の温度に再加熱し、再加熱したスラブ２を粗圧延機３で所定の厚さに圧延して粗バー４となし、コイルボックス１０で巻き取り、コイルボックスから巻き戻された粗バーの先端を接合シャー１１で切断し、先行する粗バーの後端と後行する粗バーの先端を溶接装置１２により接合し、粗バー４の幅方向両エッジ部の温度低下を回復するためにエッジヒーター６で両エッジ部を加熱して、複数基のスタンドからなる連続仕上圧延機７で所定の熱延鋼板に仕上圧延した後に、ランアウトテーブル上の冷却スタンド８において冷却し、コイラー９で巻き取ることにより行われている。
【０００４】
このような熱延鋼板の熱間圧延又はエンドレス圧延工程においては、低温スラブを加熱炉で再加熱するために、偏熱の発生が避けられず、また加熱炉抽出の放熱や、圧延材は圧延中に板幅に対して板厚が小さくなることが原因で、粗圧延中に粗バーの両エッジ部に温度低下が発生する。これらの温度低下は、粗バーの幅方向の温度分布の不均一を招き、仕上温度の不均一の原因となる。
【０００５】
そして、粗バーの幅方向の温度分布が不均一になると、仕上圧延中に熱延鋼板に耳波や中伸びが生じ、また熱延鋼板の幅方向の機械的性質等の材質特性が不均一となる等の問題が生ずる。
【０００６】
このような粗バーの幅方向の温度分布の不均一に起因する問題を防止するために、粗圧延機と仕上圧延機との間に加熱装置とエッジヒーターとを設け、粗圧延機によって粗圧延された粗バーを加熱することが知られている。従来は、粗圧延機と仕上圧延機との間に、粗バーをその幅方向全体にわたって加熱するためのソレノイド型誘導加熱装置と、粗バーの両エッジ部を加熱するためのエッジヒータとを設け、ソレノイド型誘導加熱装置とエッジヒータとによって、仕上圧延機の入側における粗バーをその幅方向に均一な温度となるように加熱することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
ところが、本発明者が熱延鋼板の幅方向の材質特性について研究した結果、仕上圧延機入側の粗バーについて、その温度低下の大きいエッジ部をエッジヒーターで加熱して幅方向の温度分布を均一化しても、仕上圧延によって得られる鋼板の幅方向材質特性が均一となっていないことを見出した。即ち、粗圧延機と仕上圧延機との間で粗バーを幅方向に全体を均一に加熱すると共に、エッジヒーターにより温度低下の大きい両エッジ部を加熱する加熱方法では、仕上圧延して得られた熱延鋼板の幅方向材質特性を均一化することは困難であった。その原因について、種々実験を行い究明したところ、加熱炉におけるスラブ加熱時に原因があることを見出した。即ち、加熱炉は高温雰囲気中でスラブを加熱するものであるので、必然的にスラブの中心部の温度が低く、この温度分布は圧延により板厚が薄くなっても維持されるため、幅方向平均温度に対して中心部は低く、エッジ部に向かって高くなっているアルファベットのＭ型の幅方向温度分布を呈している。
【０００８】
従って、幅方向温度分布を均一化して板幅方向の材質特性の均一化を図ることは、エッジヒーターによる加熱方法や、幅方向温度一律一定値昇温のバーヒータによる加熱方法では不可能である。
【０００９】
また、仕上圧延前に鋼板の幅方向の温度分布を均一化する目的で行われているエッジヒーターによる鋼板エッジ部の加熱は、誘起される渦電流でエッジ部の加熱が行われている。誘起された渦電流は、搬送テーブルローラと鋼板間の電流経路で循環しているが、鋼板が搬送テーブルローラを離れるときに、電流経路が遮断されるので、鋼板と搬送テーブルローラ間にスパークが発生する。そして、スパークは搬送テーブルローラ表面にスパーク疵を形成させる。
【００１０】
このような搬送テーブルローラ表面のスパーク疵を防止するために、アルミナ系セラミック等のセラミック材を搬送テーブルローラ表面に溶射して、表面に耐熱性電気絶縁層を形成することが提案されている（例えば、特許文献２）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平３−３１４２１６号公報
【特許文献２】
実公平６−３８５６３号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、幅方向平均温度に対して中心部は低く、エッジ部に向かって高くなっているアルファベットのＭ型の幅方向温度分布を均一化させる手段について鋭意研究し、鋼板中央部を加熱できる加熱装置としてトランスバース型誘導加熱装置を熱延ラインに設置することにより幅方向温度分布を均一化できることを見出した。
【００１３】
ところが、トランスバース型誘導加熱装置を用いると搬送テーブルローラで搬送される鋼板が搬送テーブルローラより離れるときにスパークが発生し、搬送テーブルローラ表面にスパーク疵が形成される。スパーク疵は鋼板に転写されて鋼板の品質を劣化させる。したがって、スパーク疵が形成された搬送テーブルローラは研磨して再生する必要があるので、余分な研磨作業が必要になると共に、研磨作業中には圧延を休止しなければならないという問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は鋼板幅中央部を加熱するトランスバース型誘導加熱装置を圧延ラインに設置した熱間圧延装置で、誘導加熱により鋼板搬送テーブルローラにスパーク疵が発生しないようにして、鋼板幅方向温度分布を均一化できる熱間圧延装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、熱延ラインに設置したトランスバース型誘導加熱装置で、鋼板幅方向中央を加熱すると、ライン方向の鋼板の磁束密度分布が広く、広い範囲の搬送テーブルローラにスパークが発生しやすいことを見出した。そして、スパーク防止のための電気絶縁層を形成した搬送テーブルローラの配置範囲が狭いとスパーク発生が防止できず、広いと初期の設備費用が高価になるという知見に基いて本発明を完成した。
【００１６】
本発明の要旨は以下のとおりである。
【００１７】
（１）熱間圧延ラインの粗圧延機と仕上圧延機との間に少なくとも鋼板の幅方向中央を加熱するトランスバース型誘導加熱装置を配設し、該トランスバース型誘導加熱の直下またはその前後の幅方向電流密度積算値が４２０Ａ／ｍｍ以上となる位置に耐熱性を有する電気絶縁層を形成した搬送テーブルローラを配置したことを特徴とする熱間圧延装置。
【００１８】
（２）熱間圧延ラインの粗圧延機と仕上圧延機との間に少なくとも鋼板の幅方向中央を加熱するトランスバース型誘導加熱装置を配設し、誘導加熱装置中心から搬送方向の前後に下記式（１）で規定する距離Ｌ（ｍｍ）以内に配置した搬送テーブルローラが全て耐熱性を有する電気絶縁層を形成した搬送テーブルローラであることを特徴とする熱間圧延装置。
Ｌ（ｍｍ）＝６５０×ｅｘｐ｛（Ａ−４２０〔Ａ／ｍｍ〕／Ｃ）／Ｂ｝・・・（１）
但し、上記式中においてＡ、ＢおよびＣは下記式（２）、（３）および（４）で定まる係数である。
Ａ＝（−１．７４×適用最小鋼板幅＋６５００）×ｌｎ（出力ＫＷ）−（−１４．２×適用最小鋼板幅＋５２５００）・・・（２）
Ｂ＝０．２９×出力ＫＷ−０．３×適用最小鋼板幅−４９０・・・（３）
Ｃ＝−６×１０−４×誘導加熱装置鉄心幅＋１．５４・・・（４）
【００１９】
（３）搬送テーブルローラが金属製芯金にセラミック製スリーブを嵌合したローラであることを特徴とする上記（１）または（２）項記載の熱間圧延装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
熱間圧延ラインにおいて、トランスバース型誘導加熱装置を用いて鋼板を加熱するときに、鋼板と搬送テーブルローラ間で発生するスパーク発生原理は、誘導加熱装置により誘起された板上の渦電流がロールに分流し、鋼板→ロール→鋼板と電路が形成され、その渦電流が大きいと鋼板と搬送テーブルローラとの接触→非接触の切り替わりタイミングで発生する。渦電流の発生は、誘導加熱装置が及ぼす磁束によるものなので、間接的に磁束密度分布を知ることによって渦電流の程度を把握することができる。
【００２１】
図３は、ライン方向の鋼板の磁束密度分布を示す図である。図３に示すようにバーヒータの場合、コア中心からの距離が長くなっても磁束密度が消失しないため鋼板の長手方向の磁束影響がエッジヒータよりも遠くまで及んでおり影響範囲が広い。
【００２２】
このようにバーヒータのスパークの影響範囲が広い原因をエッジヒータとバーヒータとのそれぞれが誘起する渦電流について説明する。
【００２３】
図４は、エッジヒータで鋼板エッジを加熱した場合に誘起される渦電流を示す模式図である。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、渦電流１３は搬送テーブルローラ１４上の鋼板１５（粗バー）を厚み方向に貫通する磁束１６の右ねじ方向に作用する電流を打ち消す方向に発生する。エッジヒータ１７は鋼板エッジ部に配置されているので、渦電流は幅方向中央部に発生し、円弧が大きくならず、圧延方向に作用する範囲は狭い。●印は手前から奥へ、○印は奥から手前への磁束を示している。図４（ｂ）は幅方向エッジ部に発生する渦電流の流れる方向を示す断面図で、●印は手前から奥へ、○は奥から手前に流れる電流を示している。
【００２５】
図５はトランスバース型誘導加熱装置（バーヒータ）で鋼板中央を加熱した場合に誘起される渦電流を示す模式図である。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、渦電流１３は搬送テーブルローラ１４上の鋼板１５（粗バー）を厚み方向に貫通する磁束１６の右ねじ方向に作用する電流を打ち消す方向に発生する。
【００２７】
幅方向中央加熱装置であるバーヒータ１８は鋼板中央部に設置されているので、渦電流は幅方向中央部に発生しないため、円弧が大きく（大きな楕円となる）圧延方向に作用する範囲は大きい。図５（ｂ）は幅方向中央部に発生する渦電流の流れる方向を示す断面図で、●印は手前から奥へ、○は奥から手前に流れる電流を示している。
【００２８】
したがって、図４及び図５に示したように、バーヒータとエッジヒータとは渦電流の形態が異なるので、バーヒータの鋼板長手方向（圧延方向）の磁束密度分布が広くなるのである。なお、鋼板は、電流をＩ、鋼板の電気抵抗をＲとするＩ^２Ｒの発熱により加熱昇温される。
【００２９】
図６に示すように、バーヒータを運転して鋼板１５を加熱すると、搬送テーブルローラ１４上の鋼板に渦電流１３が誘起される。本発明では、この際のローラの接触部における鋼板電流密度の幅方向成分を鋼板とロールの接触範囲について積分した値（斜線部面積）を幅方向電流密度積算値（Ａ／ｍｍ）と定義し、この値と実際のスパーク発生有無との関係を実験により確認した。その結果を図７に示す。図７のスパーク発生限界に示すように、スパークは幅方向電流密度積算値が４２０［Ａ／ｍｍ］以上で発生することが判明した。
【００３０】
そして、幅方向電流密度積算値の解析結果は、誘導加熱装置（インダクター）中心からの距離が遠いほど、また誘導加熱装置の出力が小さいほど、また鋼板（粗バー）幅が広いほど、幅方向電流密度積算値は小さくなり、スパーク発生を抑制できることを見出した。しかし、スパーク発生を防止するために、誘導加熱装置の出力を抑えたのでは、鋼板中央を加熱昇温させることの本来の目的を達成できないし、また、鋼板幅は需要家の要求によって不特定に決まるため、鋼板（粗バー）幅を意図的に狭くすることはできない。
【００３１】
したがって、スパーク発生を防止する手段としては、幅方向電流密度積算値が４２０［Ａ／ｍｍ］未満となる誘導加熱装置中心からの距離が遠い位置に配置する搬送テーブルローラには、スパークが発生しないので、この位置に配置する搬送テーブルローラは通常のローラとすることができるが、誘導加熱装置中心からの距離がそれより近い位置に配置する搬送テーブルローラには、非電導性ローラを用いることが最も有効なスパーク発生防止手段となる。
【００３２】
非電導性ローラとしては、耐熱性のある電気絶縁性材の層をローラ表面に形成した耐熱性で電気絶縁層を有する搬送テーブルローラであれば使用することができる。例えば図８（ａ）の平面図及び（ｂ）の断面図に示すように、金属製芯金２０に耐熱性のあるセラミック製スリーブ２１を嵌合した搬送テーブルローラが好適である。セラミック製スリーブは耐熱性のある電気絶縁層となる。そして、耐熱性のある電気絶縁性セラミックとしては、窒化珪素系セラミックが代表的なものであり、金属性芯金とセラミック製スリーブとの熱膨張に差がないようにすることが好ましい。
【００３３】
また、セラミック製スリーブを用いることによってローラ表面からセラミックが剥離することがないので、搬送テーブルローラは長時間の使用に耐える。
【００３４】
圧延ラインに配置する非導電性ローラの適用範囲が狭いとスパーク発生を防止できない。一方、適用範囲が不必要に広いと、非導電性ローラは高価であるため、初期設備投資が高価となりすぎて非効率である。
【００３５】
したがって、非導電性ローラの配置範囲は、誘導加熱装置や適用最小の鋼板（粗バー）幅の圧延ラインスペックを考慮して適正な配置範囲を選択することが要求される。
【００３６】
そこで、本発明では非導電性ローラの適正な配置範囲（インダクター中心からの距離Ｌ（ｍｍ））を計算式により容易に決定できるようにした。即ち、表１に示すように、幅方向中央を加熱するトランスバース型誘導加熱装置（インダクター）の出力、鉄芯幅、インダクター中心からの距離及び適用鋼板（粗バー）幅最小から下記式（５）に示す幅方向電流密度積算値の算出式（実験式）を得た。そして、これに基いてインダクター中心からの距離を決定する下記式（１）を得た。
幅方向電流密度積算値の算出式［Ａ／ｍｍ］
＝Ｃ×｛Ａ−Ｂ×ｌｎ（インダクター中心からの距離−６５０）／６５０＋１｝・・・（５）
但し、上記式中のＡ、Ｂ、Ｃは次式（２）、（３）、（４）によって定まる係数である。

【００３７】
前記式（５）の算出式により算出した値は、表１に示すように、幅方向電流密度積算値と良く一致している。
前記式（５）から、インダクター中心からの距離Ｌ（ｍｍ）を算出する下記式（１）が得られる。
インダクター中心からの距離Ｌ（ｍｍ）＝６５０×ｅｘｐ｛（Ａ−４２０〔Ａ／ｍｍ〕／Ｃ）／Ｂ｝・・・（１）
但し、上記式中のＡ、Ｂ、Ｃは式（２）、（３）、（４）と同じ係数である。
【００３８】
式（１）から明らかなように、インダクター中心からの距離Ｌ（ｍｍ）未満の範囲でスパークが発生するので、この距離範囲内に耐熱性のある非電導性ロールを配置すれば、スパークの発生が防止できる。
【００３９】
しかも、式（１）は、適用鋼板最小幅とインダクターの出力が決まれば、スパークが発生するインダクター中心からの距離範囲を決定することができるので、非電導性ローラの必要な配置範囲を容易に決めることができる。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【実施例】
本発明を実施例に基いて詳細に説明する。
【００４２】
熱間圧延ラインの粗圧延機と仕上圧延機との間に粗バー幅方向中央を加熱するトランスバース型誘導加熱装置（インダクター）を配設し、粗バー幅方向温度分布を均一化する加熱試験を行った。
【００４３】
加熱試験では、粗バーの搬送テーブルローラと粗バーとの間で発生するスパークの発生有無を調査した。
【００４４】
試験条件としては、スパーク発生に影響を与える要因となる幅方向中央部を加熱するトランスバース型誘導加熱装置（インダクター）の出力、トランスバース型誘導加熱装置（インダクター）の鉄心幅、粗バー幅、及び搬送テーブルローラとして用いる絶縁ローラのインダクター中心からの配置範囲の距離を種々変更して実施した。なお、絶縁ローラとしては、鋼製芯金に窒化珪素系セラミック製スリーブを嵌合して準備した。
【００４５】
実験結果を表２に示す。
【００４６】
本発明の実施例Ｎｏ．１〜３は、本発明の式（１）で規定するスパークの発生する限界のインダクター中心からの距離（Ｌｍｍ）の範囲内に存在する搬送テーブルローラは、全て絶縁ローラを配置していたので、いずれの場合もスパークは発生しなかった。
【００４７】
これに対して、比較例Ｎｏ．４〜７は、搬送テーブルローラの一部に絶縁ローラを配置したが上記インダクター中心からの距離（Ｌｍｍ）の範囲内に存在する搬送テーブルローラに通常の非絶縁ローラが配置されていたので、いずれの場合もスパークが発生した。
【００４８】
以上の実験結果から明らかなように、本発明の式（１）で規定する誘導加熱装置（インダクター）中心からの距離Ｌｍｍ以下の範囲内に存在する搬送テーブルローラを全て絶縁ローラにして配置すればスパークの発生が効果的に防止できることが確認できた。
【００４９】
【表２】

【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、熱間圧延において、仕上圧延機前で鋼板（粗バー）中央をトランスバース型誘導加熱装置で加熱するので、幅方向温度分布を均一化することができ、幅方向材質特性が均一化された熱延鋼板を得ることができる。また、トランスバース型誘導加熱装置は圧延ライン方向の鋼板の磁束密度分布が広く搬送テーブルローラにスパークが発生しやすいが、これを防止するために、電気絶縁層を設けた搬送テーブルローラを必要とされる配置範囲に効率的に配置できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱間圧延工程を示す模式図である。
【図２】連続熱間圧延工程を示す模式図である。
【図３】ライン方向の鋼板の磁束密度分布を示す図である。
【図４】エッジヒータで鋼板エッジを加熱した場合に誘起される渦電流を示す模式図である。
【図５】トランスバース型誘導加熱装置（バーヒータ）で鋼板中央を加熱した場合に誘起される渦電流を示す模式図である。
【図６】幅方向電流密度積算値を説明するための図である。
【図７】スパーク発生限界を示す図である。
【図８】耐熱性のある電気絶縁層のある搬送テーブルローラを示す図である。
【符号の説明】
１加熱炉
２スラブ
３粗圧延機
４粗バー
５クロップシャー
６エッジヒーター
７連続仕上圧延機
８冷却スタンド
９コイラー
１０コイルボックス
１１接合シャー
１２溶接装置
１３渦電流
１４搬送テーブルローラ
１５鋼板（粗バー）
１６磁束
１７エッジヒータ
１８バーヒータ
１９幅方向電流密度積算値
２０金属製芯金
２１セラミック製スリープ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot rolling apparatus provided with a transverse induction heating apparatus that heats the center in the width direction of a hot-rolled steel sheet, and in particular, conveyance that can prevent a spark generated between a conveyance table roller and a steel sheet (band steel). The present invention relates to a table roller and its arrangement.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 1, hot rolling of a steel plate is performed by inserting a low-temperature slab 2 into a heating furnace 1, reheating it to a predetermined temperature, and then reheating the reheated slab 2 with a rough rolling mill 3. In order to recover the temperature drop at both edges of the coarse bar 4 in the width direction by cutting the leading end of the coarse bar using a crop shear 5 This is performed by heating the section and finishing and rolling it into a predetermined hot-rolled steel sheet with a continuous finish rolling mill 7 composed of a plurality of stands, then cooling with a cooling stand 8 on a run-out table and winding it with a coiler 9. Yes.
[0003]
In addition, when endless rolling is performed in which rough bars are joined to each other before finish rolling, as shown in FIG. 2, a low-temperature slab 2 is inserted into a heating furnace 1 to obtain a predetermined The slab 2 is reheated to a temperature, rolled to a predetermined thickness by a roughing mill 3 to form a rough bar 4, wound by a coil box 10, and the tip of the rough bar unwound from the coil box In order to recover the temperature drop at both edge portions in the width direction of the coarse bar 4 by cutting with the joining shear 11 and joining the trailing end of the preceding coarse bar and the leading end of the following coarse bar with the welding device 12. The two edge portions are heated and rolled into a predetermined hot-rolled steel plate by a continuous finish rolling mill 7 composed of a plurality of stands, cooled at a cooling stand 8 on a run-out table, and wound by a coiler 9. Has been done.
[0004]
In such a hot-rolling or endless rolling process of a hot-rolled steel sheet, since the low-temperature slab is reheated in a heating furnace, the occurrence of uneven heat is inevitable, and the heat release from the heating furnace and the rolled material are rolled. Due to the fact that the plate thickness becomes smaller with respect to the plate width, temperature drop occurs at both edge portions of the coarse bar during rough rolling. These temperature drops cause non-uniform temperature distribution in the width direction of the coarse bars, and cause non-uniform finishing temperatures.
[0005]
If the temperature distribution in the width direction of the rough bar becomes non-uniform, ear waves and medium elongation occur in the hot-rolled steel plate during finish rolling, and the material properties such as the mechanical properties in the width direction of the hot-rolled steel plate are non-uniform. The problem of becoming.
[0006]
In order to prevent such problems due to uneven temperature distribution in the width direction of the rough bar, a heating device and an edge heater are provided between the rough rolling mill and the finish rolling mill, and rough rolling is performed by the rough rolling mill. It is known to heat the roughed bar. Conventionally, a solenoid-type induction heating device for heating the rough bar over the entire width direction and an edge heater for heating both edges of the rough bar are provided between the rough rolling mill and the finish rolling mill. It has been proposed to heat a rough bar on the entrance side of a finishing mill so as to have a uniform temperature in the width direction by a solenoid induction heating device and an edge heater (for example, Patent Document 1).
[0007]
However, as a result of studying the material properties in the width direction of the hot-rolled steel sheet, the present inventor has heated the edge portion of the coarse bar on the finishing rolling mill entrance side with an edge heater to increase the temperature distribution in the width direction. It has been found that the material properties in the width direction of the steel sheet obtained by finish rolling are not uniform even when uniformized. That is, in the heating method in which the rough bar is uniformly heated in the width direction between the rough rolling mill and the finish rolling mill, and both the edge portions having a large temperature drop are heated by the edge heater, it is obtained by finish rolling. It was difficult to make uniform the material properties in the width direction of the hot-rolled steel sheet. The cause was investigated through various experiments, and it was found that there was a cause during slab heating in a heating furnace. That is, since the heating furnace heats the slab in a high temperature atmosphere, the temperature at the center of the slab is inevitably low, and this temperature distribution is maintained even if the plate thickness is reduced by rolling. It exhibits an M-shaped widthwise temperature distribution of the alphabet that is lower in the center than the average temperature and higher toward the edge.
[0008]
Therefore, it is impossible to equalize the material characteristics in the width direction of the plate by making the temperature distribution in the width direction uniform by the heating method using an edge heater or the heating method using a bar heater that raises the temperature in the width direction at a constant value.
[0009]
Moreover, the heating of the edge part of the steel sheet by the edge heater, which is performed for the purpose of uniformizing the temperature distribution in the width direction of the steel sheet before finish rolling, is performed by the induced eddy current. The induced eddy current circulates in the current path between the transport table roller and the steel plate, but when the steel plate leaves the transport table roller, the current path is interrupted, so that a spark is generated between the steel plate and the transport table roller. appear. The spark causes a spark ridge to be formed on the surface of the transport table roller.
[0010]
In order to prevent such a spark flaw on the surface of the transport table roller, it has been proposed to thermally spray a ceramic material such as alumina-based ceramic on the surface of the transport table roller to form a heat-resistant electrical insulating layer on the surface ( For example, Patent Document 2).
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-3-314216 [Patent Document 2]
Japanese Utility Model Publication No. 6-38563 [0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present inventor has earnestly studied a means for uniformizing the M-shaped width direction temperature distribution of the alphabet which is lower toward the edge portion than the average temperature in the width direction, and heats the center portion of the steel plate. It was found that the transverse temperature distribution can be made uniform by installing a transverse induction heating device as a heating device in the hot rolling line.
[0013]
However, when the transverse induction heating device is used, a spark is generated when the steel plate conveyed by the conveyance table roller is separated from the conveyance table roller, and a spark haze is formed on the surface of the conveyance table roller. The spark soot is transferred to the steel plate and deteriorates the quality of the steel plate. Therefore, since it is necessary to grind and recycle the transport table roller on which the spark ridges are formed, there is a problem that extra grinding work is required and rolling must be stopped during the grinding work.
[0014]
Therefore, the present invention is a hot rolling apparatus in which a transverse type induction heating apparatus for heating the central part of the steel sheet width is installed in the rolling line, so that no spark wrinkles occur on the steel sheet transport table roller by induction heating, and the steel sheet width direction It is an object of the present invention to provide a hot rolling apparatus that can make the temperature distribution uniform.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor is a transverse type induction heating device installed in a hot rolling line, and when the center in the width direction of the steel sheet is heated, the magnetic flux density distribution of the steel sheet in the line direction is wide, and sparks are likely to occur in a wide range of conveying table rollers. I found out. The present invention has been completed based on the knowledge that if the arrangement range of the transport table roller on which the electrical insulating layer for preventing sparks is formed is narrow, the occurrence of sparks cannot be prevented, and if it is wide, the initial equipment cost becomes expensive.
[0016]
The gist of the present invention is as follows.
[0017]
(1) A transverse type induction heating device for heating at least the center in the width direction of the steel sheet is disposed between the rough rolling mill and the finish rolling mill of the hot rolling line, and immediately below or before and after the transverse type induction heating. A hot rolling apparatus, wherein a conveying table roller on which an electrically insulating layer having heat resistance is formed is disposed at a position where the integrated value of current density in the width direction becomes 420 A / mm or more .
[0018]
(2) disposed transverse type induction heating device for heating the widthwise center of at least the steel plate between the hot rolling line rough rolling mill and finish rolling mill, the following before and after the transport direction from the induction heating device center A hot rolling apparatus, wherein all of the transport table rollers disposed within a distance L (mm) defined by the formula (1) are transport table rollers on which an electrically insulating layer having heat resistance is formed.
L (mm) = 650 × exp {(A−420 [A / mm] / C) / B} (1)
In the above formula, A, B and C are coefficients determined by the following formulas (2), (3) and (4).
A = (− 1.74 × applicable minimum steel plate width + 6500) × ln (output KW) − (− 14.2 × applicable minimum steel plate width + 52500) (2)
B = 0.29 × output KW−0.3 × applicable minimum steel plate width−490 (3)
C = −6 × 10−4 × induction heating apparatus iron core width + 1.54 (4)
[0019]
(3) The hot rolling apparatus according to (1) or (2) above, wherein the transport table roller is a roller in which a ceramic sleeve is fitted to a metal core.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In a hot rolling line, when a steel plate is heated using a transverse induction heating device, the principle of spark generation that occurs between the steel plate and the transport table roller is that the eddy current on the plate induced by the induction heating device rolls. If the eddy current is large, the contact occurs between the contact between the steel plate and the conveying table roller and the non-contact occurs. Since the generation of eddy current is caused by the magnetic flux exerted by the induction heating device, the degree of eddy current can be grasped by knowing the magnetic flux density distribution indirectly.
[0021]
FIG. 3 is a diagram showing the magnetic flux density distribution of the steel sheet in the line direction. As shown in FIG. 3, in the case of a bar heater, the magnetic flux density does not disappear even when the distance from the center of the core is increased. Therefore, the influence of the magnetic flux in the longitudinal direction of the steel sheet extends farther than the edge heater, and the influence range is wide.
[0022]
The eddy current induced by each of the edge heater and the bar heater will be described as a cause of the wide influence range of the bar heater spark.
[0023]
FIG. 4 is a schematic diagram showing an eddy current induced when a steel plate edge is heated by an edge heater.
[0024]
As shown in FIG. 4A, the eddy current 13 is generated in a direction that cancels out the current acting in the right screw direction of the magnetic flux 16 penetrating the steel plate 15 (coarse bar) on the transport table roller 14 in the thickness direction. Since the edge heater 17 is disposed at the edge portion of the steel plate, eddy current is generated at the central portion in the width direction, the arc is not enlarged, and the range of action in the rolling direction is narrow. ● indicates the magnetic flux from the front to the back, and ○ indicates the magnetic flux from the back to the front. FIG. 4B is a cross-sectional view showing the flow direction of the eddy current generated at the edge portion in the width direction. The mark ● indicates the current flowing from the front to the back, and the mark ○ indicates the current flowing from the back to the front.
[0025]
FIG. 5 is a schematic diagram showing an eddy current induced when a steel plate center is heated by a transverse induction heating apparatus (bar heater).
[0026]
As shown in FIG. 5A, the eddy current 13 is generated in a direction that cancels out the current acting in the right screw direction of the magnetic flux 16 penetrating the steel plate 15 (coarse bar) on the transport table roller 14 in the thickness direction.
[0027]
Since the bar heater 18 which is a width direction central heating device is installed in the central part of the steel sheet, an eddy current is not generated in the central part in the width direction, so that the arc has a large range (acts as a large ellipse) and acts in the rolling direction. FIG. 5B is a cross-sectional view showing the flow direction of the eddy current generated in the central portion in the width direction. The mark ● indicates the current flowing from the front to the back, and the mark ◯ indicates the current flowing from the back to the front.
[0028]
Therefore, as shown in FIGS. 4 and 5, since the bar heater and the edge heater have different eddy current forms, the magnetic flux density distribution in the longitudinal direction (rolling direction) of the steel plate of the bar heater becomes wide. The steel sheet is heated by I ² R heat generation, where I is the current and R is the electric resistance of the steel sheet.
[0029]
As shown in FIG. 6, when the bar heater is operated to heat the steel plate 15, an eddy current 13 is induced in the steel plate on the transport table roller 14. In the present invention, a value (shaded area) obtained by integrating the width direction component of the steel plate current density at the contact portion of the roller at this time with respect to the contact range of the steel plate and the roll is defined as a width direction current density integrated value (A / mm). The relationship between this value and the actual occurrence of spark was confirmed by experiments. The result is shown in FIG. As shown in the spark generation limit of FIG. 7, it has been found that the spark is generated when the current density integrated value in the width direction is 420 [A / mm] or more.
[0030]
The analysis result of the current density integrated value in the width direction shows that the longer the distance from the center of the induction heating device (inductor), the smaller the output of the induction heating device, and the wider the steel plate (coarse bar) width, It has been found that the current density integrated value becomes small and the occurrence of sparks can be suppressed. However, if the output of the induction heating device is suppressed to prevent the occurrence of sparks, the original purpose of heating and heating the center of the steel sheet cannot be achieved, and the width of the steel sheet is not specified by the demand of the customer. Therefore, the width of the steel plate (coarse bar) cannot be intentionally reduced.
[0031]
Therefore, as a means for preventing the occurrence of spark, no spark is generated on the transport table roller arranged at a position far from the center of the induction heating device where the integrated value of current density in the width direction is less than 420 [A / mm]. Therefore, the transport table roller disposed at this position can be a normal roller, but a non-conductive roller can be used as the transport table roller disposed at a position closer to the distance from the center of the induction heating device. This is the most effective spark prevention means.
[0032]
As the non-conductive roller, any transport table roller having a heat-resistant and electrically insulating layer in which a heat-resistant electrically insulating material layer is formed on the roller surface can be used. For example, as shown in the plan view of FIG. 8A and the cross-sectional view of FIG. 8B, a transport table roller in which a heat resistant ceramic sleeve 21 is fitted to a metal core 20 is suitable. The ceramic sleeve becomes a heat-resistant electrical insulating layer. A typical example of a heat-resistant electrically insulating ceramic is silicon nitride ceramic, and it is preferable that there is no difference in thermal expansion between the metal core and the ceramic sleeve.
[0033]
Further, since the ceramic is not peeled off from the roller surface by using the ceramic sleeve, the transport table roller can withstand long-time use.
[0034]
If the application range of the non-conductive roller arranged in the rolling line is narrow, the occurrence of sparks cannot be prevented. On the other hand, if the application range is unnecessarily wide, the non-conductive roller is expensive, so that the initial capital investment becomes too expensive and inefficient.
[0035]
Accordingly, the arrangement range of the non-conductive rollers is required to be selected in consideration of the induction heating device and the rolling line specification of the minimum applicable steel plate (rough bar) width.
[0036]
Therefore, in the present invention, an appropriate arrangement range (distance L (mm) from the inductor center) of the non-conductive roller can be easily determined by a calculation formula. That is, as shown in Table 1, the following equation (5) is calculated from the output of the transverse induction heating device (inductor) that heats the center in the width direction, the iron core width, the distance from the inductor center, and the minimum applicable steel plate (rough bar) width. The calculation formula (experimental formula) of the current density integrated value in the width direction shown in FIG. And based on this, the following formula (1) for determining the distance from the inductor center was obtained.
Formula for calculating the current density integrated value in the width direction [A / mm]
= C × {AB−ln (distance from the inductor center−650) / 650 + 1} (5)
However, A, B, and C in the above equation are coefficients determined by the following equations (2), (3), and (4).

[0037]
As shown in Table 1, the value calculated by the equation (5) is in good agreement with the width direction current density integrated value.
From the equation (5), the following equation (1) for calculating the distance L (mm) from the inductor center is obtained.
Distance from inductor center L (mm) = 650 × exp {(A−420 [A / mm] / C) / B} (1)
However, A, B, and C in the above formula are the same coefficients as the formulas (2), (3), and (4).
[0038]
As apparent from the equation (1), since sparks are generated within a range less than the distance L (mm) from the inductor center, if a non-conductive roll having heat resistance is disposed within this distance range, the generation of sparks Can be prevented.
[0039]
In addition, since the distance range from the center of the inductor where the spark is generated can be determined if the minimum width of the applied steel sheet and the output of the inductor are determined, the formula (1) can easily determine the necessary arrangement range of the non-conductive roller. I can decide.
[0040]
[Table 1]

[0041]
【Example】
The present invention will be described in detail based on examples.
[0042]
A heating test that equalizes the temperature distribution in the coarse bar width direction by installing a transverse type induction heating device (inductor) that heats the center in the coarse bar width direction between the rough rolling mill and the finish rolling mill in the hot rolling line. Went.
[0043]
In the heating test, the occurrence or non-existence of sparks generated between the coarse bar conveying table roller and the coarse bar was investigated.
[0044]
Test conditions include the output of the transverse induction heating device (inductor) that heats the center in the width direction, which is a factor that affects spark generation, the core width of the transverse induction heating device (inductor), the coarse bar width, And the distance of the arrangement range from the inductor center of the insulating roller used as a conveyance table roller was changed and implemented. The insulating roller was prepared by fitting a silicon nitride ceramic sleeve to a steel core.
[0045]
The experimental results are shown in Table 2.
[0046]
Example No. 5 of the present invention. 1 to 3, since all the conveying table rollers existing within the range of the distance (Lmm) from the inductor center at the limit of occurrence of the spark defined by the formula (1) of the present invention are arranged with insulating rollers, In any case, no spark occurred.
[0047]
In contrast, Comparative Example No. In Nos. 4-7, an insulating roller was arranged on a part of the conveying table roller, but a normal non-insulating roller was arranged on the conveying table roller existing within the distance (Lmm) from the inductor center. In the case of, a spark occurred.
[0048]
As is clear from the above experimental results, if all the conveying table rollers existing within a distance Lmm or less from the center of the induction heating device (inductor) defined by the expression (1) of the present invention are arranged as insulating rollers, It was confirmed that the occurrence of sparks can be effectively prevented.
[0049]
[Table 2]

[0050]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the hot rolling, the center of the steel plate (coarse bar) is heated by the transverse induction heating device before the finishing mill, so that the temperature distribution in the width direction can be made uniform, and the material properties in the width direction can be obtained. Can be obtained. In addition, the transverse induction heating apparatus has a wide magnetic flux density distribution of the steel sheet in the rolling line direction and is likely to generate sparks on the transport table roller. To prevent this, a transport table roller provided with an electrical insulating layer is required. There is a remarkable effect that it can be efficiently arranged in the arrangement range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a hot rolling process.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a continuous hot rolling process.
FIG. 3 is a diagram showing a magnetic flux density distribution of a steel plate in a line direction.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an eddy current induced when a steel plate edge is heated by an edge heater.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an eddy current induced when a steel sheet center is heated by a transverse induction heating apparatus (bar heater).
FIG. 6 is a diagram for explaining a width direction current density integrated value;
FIG. 7 is a diagram illustrating a spark generation limit.
FIG. 8 is a view showing a transport table roller having a heat-resistant electric insulating layer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating furnace 2 Slab 3 Coarse rolling mill 4 Coarse bar 5 Crop shear 6 Edge heater 7 Continuous finish rolling mill 8 Cooling stand 9 Coiler 10 Coil box 11 Joining shear 12 Welding device 13 Eddy current 14 Conveying table roller 15 Steel plate (rough bar)
16 Magnetic flux 17 Edge heater 18 Bar heater 19 Width direction current density integrated value 20 Metal cored bar 21 Ceramic sleep

Claims

A transverse type induction heating device for heating at least the center in the width direction of the steel sheet is disposed between the rough rolling mill and the finish rolling mill of the hot rolling line, and the width direction immediately below or before and after the transverse type induction heating. A hot rolling apparatus, wherein a conveying table roller having a heat-resistant electrical insulating layer formed thereon is disposed at a position where the current density integrated value is 420 A / mm or more .

A transverse type induction heating device for heating at least the center in the width direction of the steel sheet is disposed between the rough rolling mill and the finish rolling mill of the hot rolling line, and the following formula (1 A hot rolling apparatus characterized in that all of the transport table rollers arranged within a distance L (mm) defined in (1) are transport table rollers on which an electrically insulating layer having heat resistance is formed.
L (mm) = 650 × exp {(A−420 [A / mm] / C) / B} (1)
In the above formula, A, B and C are coefficients determined by the following formulas (2), (3) and (4).
A = (− 1.74 × applicable minimum steel plate width + 6500) × ln (output KW) − (− 14.2 × applicable minimum steel plate width + 52500) (2)
B = 0.29 × output KW−0.3 × applicable minimum steel plate width−490 (3)
C = −6 × 10−4 × induction heating apparatus iron core width + 1.54 (4)

The hot rolling apparatus according to claim 1 or 2, wherein the transport table roller is a roller in which a ceramic sleeve is fitted to a metal core.