JP4085541B2 - Sheet warpage control method in hot rolling. - Google Patents

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武男 矢澤
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延における板反り制御方法に関し、特に腰折れ痕の発生を抑制する板反り制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
厚板圧延やホットストリップ粗圧延において発生する鋼板先端部の上下反り(以下、板反りという)は、ストリッパガイドの破損等の設備トラブル、下反りの発生により生じる腰折れ痕等の表面疵、制御圧延材等での冷却むらの発生による品質劣化等様々な弊害をもたらす。
【0003】
このように非常に大きな操業上の諸問題をもたらす板反りは、鋼板上下面の温度差、摩擦係数差、上下ワークロールの周速差、下ワークロールのピックアップ量等非常に多くの要因が複雑に重なりあって発生するため、その防止方法は困難を極め、従来から多くの研究が行われているにもかかわらず、完全に防止できていないのが現状である。
【0004】
本発明者らは、板反りを防止する方法として、特開平11−47812号公報において、圧延中の形状比に応じて板反りを制御する板反り防止方法を開示している。前記板反り防止方法は、上下ワークロール周速差制御圧延において板反り制御が不安定となる領域ではパスライン位置制御圧延を適用し、その他の領域においてはパスライン位置制御圧延および/または上下ワークロール周速差制御圧延を適用することにより板反りの発生を防止する板反り防止方法である。前記板反り防止方法は、板反りを効果的に防止・軽減できるので非常に有益である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記板反り防止方法を適用することにより、板反りの程度を効果的に減ずることはできるが、板反り量の測定誤差や、板反り量に基づいて上下ワークロール周速差やパスライン位置の制御条件を決定する際に用いる制御モデルの誤差や、上下ワークロールと被圧延材との摩擦係数の差など予測困難な不確定要因が残存するため、板反りを完全に防止することは不可能であり、各圧延パスでは軽度の板反りが発生しているのが実状である。
【0006】
そして、板反りにより生じる前記弊害のうち、軽度の板反りであっても問題となるのが腰折れ痕といわれる線状の表面疵である。
【0007】
図3は、腰折れ痕の発生機構の概要を示す概要図であり、図3(a)は下反りが発生した被圧延材がテーブルローラ上を搬送される状態を示す側面図であり、図3(b)は、前記被圧延材がテーブルローラに衝突することにより座屈が生じた状態を示す側面図であり、図3(c)は前記被圧延材の製品における腰折れ痕の形態を示す平面図である。図3において、符号1は被圧延材を、符号2はテーブルローラを示す。
【0008】
図3(a)に示すように、下反りの発生した被圧延材1がテーブルローラ2上を搬送されると、被圧延材先端部がテーブルローラ2と衝突し、図3(b)に示すように、下反り部の終点部近傍で局所的に座屈が生じ、図3(c)に示すような線状の腰折れ痕が発生する。
【0009】
図3(b)に示すような座屈が一旦発生すると、座屈発生以降の圧下量が比較的大きい場合には、座屈発生後に圧延が繰り返されることにより腰折れ痕の程度が軽減され得るものの、座屈発生以降の圧延パスにおける圧下量が比較的小さい場合には、顕著な腰折れ痕が残存することとなり大きな歩留り低下をもたらす。
【0010】
かくして、本発明の目的は、腰折れ痕の発生と板反りの発生を抑制する板反り制御方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、熱間圧延製品の腰折れ痕について詳細に調査を行うことにより、腰折れが特定の板厚領域で発生することを知見した。すなわち、被圧延材の板厚が20〜60mmとなる圧延パスにおいて、被圧延材先端部に下反りが発生した場合に腰折れが発生するのである。
【0012】
そして、被圧延材の板厚が20〜60mmとなる中間圧延パスにおいて、軽度の上反りとなるように板反り制御を行うことにより、腰折れ痕の発生を抑制できることを知見した。ここで、板反り制御は圧延条件を制御することにより行うことができ、圧延条件としては、パスライン位置や上下ワークロール周速差等の公知の条件が挙げられる。
【0013】
また、前記中間圧延パスにおける上反りを反り曲率で0.5×10-4〜2.0×10-4mm-1とすることにより、ストリッパガイド等の設備損傷を防ぎ、且つ最終圧延パスにおいて狙い反り曲率を0として板反りを修正することが容易となることを知見した。
【0014】
ここで、中間圧延パスとは、最終圧延パスを除く圧延パスの意味である。最終圧延パスを除くとしたのは、最終圧延パスにおいては通常狙い板反り量を0とするからである。
【0015】
本発明は、上記知見に基づいて完成させたものであり、その要旨は以下の(1)にある。
【0016】
(1)少なくとも被圧延材の出側板厚が20mm以上60mm以下となる圧延パスにおいて、被圧延材先端部の反り曲率の目標値を0.5×10 −4 mm −1 以上2.0×10 −4 mm −1 以下に設定して、被圧延材先端部が上反りとなるように圧延条件を制御することを特徴とする熱間圧延における板反り制御方法。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0019】
本発明においては、少なくとも板厚が20mm以上60mm以下となる中間圧延パスにおいて、上反りとなるように板反り制御を行う。
【0020】
板反り制御の板厚範囲の下限を20mmとしたのは、板厚が20mm未満の場合には、被圧延材の剛性が低く、局所的座屈は生じ難くなり比較的広範囲で変形が生じるため、顕著な腰折れ痕が発生し難くなるからである。したがって、板厚が20mm未満となる中間圧延パスにおける板反り制御方法については特に限定しない。
【0021】
しかし、腰折れ痕の発生をより確実に抑制するためには、下限を10mmとした方が好ましく、板厚が10mm未満となる領域についても上反りとなるように板反り制御を行うことがさらに好ましい。
【0022】
また、板反り制御の板厚範囲の上限を60mmとしたのは、板厚が60mm超の場合には、被圧延材の剛性が高く座屈が発生し難くなるため、腰折れが発生し難くなるからである。したがって、板厚が60mm超となる中間圧延パスにおける板反り制御方法は特に限定しない。
【0023】
しかし、腰折れ痕の発生をより確実に抑制するためには、上限を70mmとした方が好ましく、また、板厚が厚い領域において下反りが発生すると、テーブルローラ等に衝突することにより設備の破損を招く虞があるため、板厚が70mm超となる領域についても上反りとなるように板反り制御を行うことがさらに好ましい。
【0024】
第一圧延パス入側において上反りを付与するには、デスケーリング等により被圧延材の上下面に温度差を付与することによるのが望ましい。板厚が厚い領域ほど上下面に温度差を付与することが容易になるからである。
【0025】
また、中間圧延パスにおいて上反りとする場合には、前記のように被圧延材の上下面への温度差を付与する方法の他に、パスライン位置制御圧延または上下ワークロール周速差制御圧延を適用するとよい。
【0026】
また、前記上反り量は、反り曲率で0.5×10-4mm-1以上2.0×10-4mm-1以下となるように板反り制御を行うことが好ましい。
【0027】
上反り量が2.0×10-4mm-1超では、被圧延材がストリッパガイド等の設備へ衝突することにより設備を破損する虞があり、また、最終圧延パスにおいて板反り量を0とすることが困難となる場合があるからである。また、上反り量が0.5×10-4mm-1未満では、板反り量の測定誤差、板反り制御モデルの誤差、上下ワークロールと被圧延材との摩擦係数の差等といった予測困難な不確定要因により下反りが発生する虞があるからである。
【0028】
以下、本発明の板反り制御方法について一実施態様に基づいて詳細に説明する。
【0029】
図1は、本発明の板反り制御方法の一実施態様を示すフローチャートである。
【0030】
同図に示すように、先ず、母材板厚と製品板厚とから決定される圧延のパスケジュールから、各圧延パスの入側における板厚H(単位:mm、以下、Hともいう)および出側における板厚h(単位:mm、以下、hともいう)を求める(ステップS1)。
【0031】
次に、圧延パス入側における板反り量κin(単位:mm-1、以下、κinともいう)を算出する(ステップS2)。κinは、熱間圧延設備に配置した板反り検出器により、被圧延材先端部の板反り量を検出し、反り曲率を定量化して求める。通常は、板反り制御条件の決定に要する時間を確保するため、直前の圧延パスの出側における被圧延材の板反り量κout (単位:mm-1、以下、κout ともいう)を検出し、当該圧延パスの入側における板反り量κinとして推定する。また、当該圧延パスにおいてデスケーリングを行う場合には、高い精度でκinを推定するために板厚や圧下率等に基づいてκinの補正を行うとよい。
【0032】
次に、前記圧延パスが最終圧延パスであるか否かを判断する(ステップS3)。
【0033】
前記圧延パスが最終圧延パスである場合には、圧延パス出側における狙い板反り量κaim (単位:mm-1、以下、κaim ともいう)を0とする(ステップS4)。
【0034】
前記圧延パスが最終圧延パスでない場合には、hが20≦h≦60であるか否かを判断する(ステップS5)。
【0035】
hが20≦h≦60である場合には、κaim を0.5×10-4≦κaim ≦2.0×10-4の範囲内で決定する(ステップS6)。0.5×10-4≦κaim ≦2.0×10-4の範囲内におけるκaim の決定は、κaim とκout との誤差実績を考慮して前記範囲内で下限を狙うようにして行えばよい。
【0036】
hが20≦h≦60でない場合には、κaim をκaim =0と設定する(ステップS4)。
【0037】
次に、κinおよびκaim より、パスライン位置制御圧延を適用する場合にはパスライン位置δ(以下、δともいう)を、上下ワークロール周速差制御圧延を適用する場合には異速率ΔV(以下、ΔVともいう)を、決定する(ステップS7)。δおよびΔVの決定方法については後述する。
【0038】
ここで、パスライン位置δとは、圧延パスの入側および出側における板厚中心面が同一レベルとなるようにした場合に、圧延パス入側において被圧延材の下面がテーブルローラの天面に当接するようにした状態におけるテーブルローラの高さ位置を基準とする、テーブルローラの高さ位置をいう。
【0039】
また、異速率ΔV(単位:%、以下ΔVともいう)とは、次式で示すように上ワークロール周速度Vu と下ワークロール周速度VL との比を表す。
【0040】
【数1】

Figure 0004085541
【0041】
次に、ステップS7にて決定した板反り制御条件を適用して板反り制御圧延を実施する(ステップS8)。
そして、圧延が完了したか否かを判断し(ステップS9)、圧延が完了していない場合には、ステップS2〜S9を繰り返し、圧延が完了している場合には、圧延を終了する。
【0042】
次に、ステップS7におけるパスライン位置制御圧延条件および/または上下ワークロール周速差制御圧延条件の決定方法の一実施態様について詳述する。なお、上下ワークロール周速差制御圧延よりも、パスライン位置制御圧延の方が精度良く板反りを制御することが可能であることから、本実施態様では最も有効な板反り制御方法として、パスライン位置制御圧延と上下ワークロール周速差制御圧延を併用する板反り制御方法であって、パスライン位置制御圧延を優先して適用する板反り制御方法について述べる。
【0043】
図2は、ステップS7における板反り制御圧延条件の決定方法を示すフローチャートである。
【0044】
同図に示すように、先ず、κinとκaim との差に基づいて、圧延パス出側における板反り量がκaim となるように、板反り制御モデルを用いて圧延パスにおいて付与すべき板反り量κ(以下、κともいう)を算出する(ステップS71)。
【0045】
次に、前記κとパスライン位置制御圧延で制御可能な板反り量の上限κp とを比較することにより、パスライン位置制御圧延で修正可能な板反り量か否かを判断する(ステップS72)。ここで、κp は、圧下量をΔh(以下、Δhともいう)とすると、次式のようにΔhとhとの関数gで与えられる
【0046】
【数2】
Figure 0004085541
【0047】
ここで、Δh=H−hである。なお、κp は圧延機により異なるので、使用する圧延機毎に予め求めておく。
【0048】
ステップS72において、パスライン位置制御圧延で修正可能(κ≦κp )であると判断した場合には、パスライン位置制御圧延のみを行うべくδを決定する(ステップS73)。ここで、κとδは下記(1)式の関係にあることから、ステップS71で求めたκよりδを決定する。
【0049】
【数3】
Figure 0004085541
【0050】
ここで、bは係数であり、δが正であるか負であるかによって異なる。
【0051】
ステップS73にてδを決定した場合には、パスライン位置制御圧延のみを行うので、ΔVをΔV=0とする(ステップS74)。
【0052】
ステップS72において、パスライン制御で修正不可能(κ>κp )であると判断した場合には、形状比χが0.8<χ<1.2であるか否かを判断する(ステップS75)。ここで、形状比χ(以下、χともいう)とは、接触弧長Ld と平均板厚hm との比(Ld /hm )であり、接触弧長Ld は、ロール半径をRとすると次式より与えられ、
【0053】
【数4】
Figure 0004085541
【0054】
また、平均板厚hm とはHとhとの平均値であり、次式で与えられることから、
【0055】
【数5】
Figure 0004085541
【0056】
形状比χは、次式により与えられる。
【0057】
【数6】
Figure 0004085541
【0058】
ステップS75において、χが0.8<χ<1.2であると判断した場合には、パスライン位置制御圧延のみを行うべく、圧延パス出側の板反り量をκaim に可及的に近づけるようにδを決定する(ステップS76)。χが0.8<χ<1.2である領域においては、上下ワークロール周速差制御圧延による板反り量の制御が困難であるからである。
【0059】
ステップS76にてδを決定した場合には、パスライン位置制御圧延のみを行うので、ΔVをΔV=0とする(ステップS74)。
【0060】
ステップS75において、χが0.8<χ<1.2でないと判断した場合には、パスライン位置制御圧延と上下ワークロール周速差制御圧延とを併用した圧延を行うべく、δとΔVとを決定する(ステップS77)。
【0061】
ここで、上下ワークロール周速差制御圧延におけるκとΔVの関係式は、χの値によって、以下の(2)式又は(3)式によって与えられる。
0<χ<0.8の場合:
【0062】
【数7】
Figure 0004085541
1.2<χの場合:
【数8】
Figure 0004085541
【0063】
ここで、a1 〜a5 は定数であり、また、sign(ΔV)は符号の付け替えを行う関数であり、
ΔV<0の場合:sign(ΔV)=−1
ΔV≧0の場合:sign(ΔV)=+1
である。
【0064】
したがって、κinおよびκaim に基づいて、圧延パス出側の板反り量がκaim となるように、あるいは、κaimに可及的に近づくように、(1)〜(3)式により、δおよびΔVを決定する。
【0065】
以上説明した手順に従って板反り制御条件を決定し、板反り制御圧延を実施することにより、腰折れ痕の発生および板反り発生を抑制することができる。
【0066】
なお、本実施態様においては、パスライン位置制御圧延と上下ワークロール周速差制御圧延を併用する方法について述べたが、本発明はこれに限定されるものでなく、パスライン位置制御圧延または上下ワークロール周速差制御圧延の一方のみを適用してもよい。また、上下ワークロール周速差制御圧延よりもパスライン位置制御圧延を優先して適用する実施態様について説明したが、両者を常時併用しても構わないし、適宜優先順位を変更しても構わない。さらに、δおよびΔVの決定方法には公知の各種方法を適用しても構わない。
【0067】
また、第一圧延パス入側における被圧延材の上下面の摩擦係数を予測することは難しく、第一圧延パスにおいて板反り制御を行うことが実際には困難であるので、第一圧延パスにおいては軽度の上反りが発生するように上下面に温度差を付与し、第一圧延パス出側のκout の実績値に基づいて、第二圧延パス以降に本実施態様で示した板反り制御方法を用いてもよい。
【0068】
【実施例】
本発明の効果を確認するため、ワークロール径1010mm、バックアップロール径2020mmの4段熱間圧延機を用いて圧延を行った。試験材は、板厚120mm、板幅3000mmの低炭素鋼を用い、第一圧延パスにてκ=1.8×10-4mm-1とした試験材を圧延温度980℃の条件下で板厚21.5mmまでリバース圧延を行った。また、製品の表面性状について目視検査を行い腰折れ痕の有無を調査した。
【0069】
本発明例として、第1〜第7圧延パスでκaim =0.5×10-4mm-1、第8圧延パスでκaim =0とし、図2に示す手順により板反り制御条件を決定して圧延を行った。
【0070】
また、比較例として、第1圧延パスにおいては板反り制御を行わずに、第2圧延パス〜第8圧延パスでκaim =0として板反り制御圧延を行った場合(比較例1)と、板反り制御を全く行わなかった場合(比較例2)について、板反り制御条件以外の条件を前記本発明例と同一にして圧延を実施した。
【0071】
表1〜3に、パススケジュール、形状比χ、板反り制御条件(δ、ΔV)、各圧延パス出側において測定した板反り量(κ)、腰折れ痕の発生状況を示す。表1は本発明例、表2は比較例1、表3は比較例2についてのものである。なお、表1〜3において、板反り量について、上反りを正、下反りを負として表している。
【0072】
【表1】
Figure 0004085541
【0073】
【表2】
Figure 0004085541
【0074】
【表3】
Figure 0004085541
【0075】
表1に示すように本発明例では、圧延後の板反り量が0.1×10-4mm-1であり、板反りの発生を効果的に抑制できており良好であった。また、出側板厚が20〜60mmとなる圧延パスにおいて下反りが発生しなかったため、目視検査において腰折れ痕が観察されず、表面性状も良好であった。
【0076】
表2に示す比較例1では、圧延後の板反り量は0.5×10-4mm-1と比較的良好であったが、出側板厚が20〜60mmとなる第5〜7圧延パスにおいて下反りが発生したため、腰折れ痕が発生しており表面性状が不良であった。
【0077】
また、表3に示す比較例2では、圧延後の板反り量も2.5×10-4mm-1と大きく不良であり、また、出側板厚が20〜60mmとなる第6および第7圧延パスおいて下反りが発生したため、腰折れ痕が発生し表面性状も不良であった。
【0078】
【発明の効果】
本発明により、腰折れ痕および板反りの発生を効果的に抑制できるので、表面性状の優れた製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の板反り制御方法を決定する手順を示すフローチャートである。
【図2】本発明の板反り制御条件を決定する手順の一実施態様を示すフローチャートである。
【図3】腰折れ痕の発生機構の概要を示す概要図であり、(a)は下反りが発生した被圧延材がテーブルローラ上を搬送される状態を示す側面図であり、(b)は被圧延材がテーブルローラに衝突することにより座屈が生じた状態を示す側面図であり、(c)は前記被圧延材の製品における腰折れ痕の形態を示す平面図である。
【符号の説明】
1:被圧延材 2:テーブルローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plate warpage control method in hot rolling, and more particularly to a plate warpage control method that suppresses the occurrence of waist break marks.
[0002]
[Prior art]
Up and down warpage (hereinafter referred to as plate warpage) of the steel sheet tip that occurs in thick plate rolling and hot strip rough rolling is equipment troubles such as breakage of the stripper guide, surface defects such as waist fold marks caused by the occurrence of downward warping, controlled rolling This causes various adverse effects such as quality deterioration due to uneven cooling in the material.
[0003]
The warpage that causes various operational problems is complicated by many factors such as the temperature difference between the upper and lower surfaces of the steel sheet, the friction coefficient difference, the peripheral speed difference between the upper and lower work rolls, and the pickup amount of the lower work roll. However, it has been difficult to prevent it, and it has not been completely prevented even though many researches have been conducted.
[0004]
As a method for preventing sheet warpage, the present inventors have disclosed a sheet warpage prevention method for controlling sheet warpage in accordance with the shape ratio during rolling in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-47812. In the sheet warpage prevention method, pass line position control rolling is applied in an area where sheet warpage control becomes unstable in upper and lower work roll circumferential speed difference control rolling, and pass line position control rolling and / or upper and lower work is performed in other areas. This is a sheet warpage prevention method for preventing the occurrence of sheet warpage by applying roll peripheral speed difference controlled rolling. The plate warpage prevention method is very useful because it can effectively prevent and reduce plate warpage.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, by applying the plate warpage prevention method, the degree of plate warpage can be effectively reduced, but the measurement error of the plate warpage amount, the vertical work roll circumferential speed difference and the pass line based on the plate warpage amount. Unpredictable uncertain factors such as errors in the control model used to determine the position control conditions and the difference in friction coefficient between the upper and lower work rolls and the material to be rolled remain, so it is possible to completely prevent sheet warpage. It is impossible, and it is the actual situation that slight warpage occurs in each rolling pass.
[0006]
Of the above-mentioned adverse effects caused by the board warp, even a slight board warp is a problem of a linear surface wrinkle called a waist fold mark.
[0007]
FIG. 3 is a schematic view showing an outline of a mechanism for generating a waist fold mark, and FIG. 3 (a) is a side view showing a state in which a material to be rolled with a downward warp is conveyed on a table roller. (B) is a side view showing a state in which buckling has occurred due to the material to be rolled colliding with the table roller, and FIG. 3 (c) is a plane showing the form of waist fold marks in the product of the material to be rolled. FIG. In FIG. 3, the code | symbol 1 shows a to-be-rolled material and the code | symbol 2 shows a table roller.
[0008]
As shown in FIG. 3 (a), when the material 1 to be rolled having been warped is conveyed on the table roller 2, the tip of the material to be rolled collides with the table roller 2, and shown in FIG. 3 (b). As described above, buckling locally occurs in the vicinity of the end point of the downward warped portion, and a linear waist fold mark as shown in FIG.
[0009]
Once buckling as shown in FIG. 3 (b) has occurred, if the amount of reduction after buckling occurs is relatively large, rolling may be repeated after the occurrence of buckling, but the degree of waist fold marks may be reduced. When the amount of rolling reduction in the rolling pass after the occurrence of buckling is relatively small, a significant crease mark remains, resulting in a large yield reduction.
[0010]
Thus, an object of the present invention is to provide a plate warpage control method that suppresses the occurrence of waist fold marks and the occurrence of plate warpage.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention have found that hip folding occurs in a specific plate thickness region by conducting a detailed investigation on hip folding marks of hot-rolled products. That is, in the rolling pass in which the plate thickness of the material to be rolled is 20 to 60 mm, when the warp occurs at the tip of the material to be rolled, waist breakage occurs.
[0012]
And it discovered that generation | occurrence | production of a waist fold mark can be suppressed by performing board curvature control so that it may become a slight upward curvature in the intermediate | middle rolling pass from which the plate | board thickness of a material to be rolled will be 20-60 mm. Here, the plate warpage control can be performed by controlling the rolling conditions, and examples of the rolling conditions include known conditions such as a pass line position and an upper and lower work roll circumferential speed difference.
[0013]
In addition, by setting the upward warpage in the intermediate rolling pass to 0.5 × 10 −4 to 2.0 × 10 −4 mm −1 in terms of the curvature of curvature, equipment damage such as a stripper guide can be prevented, and in the final rolling pass It has been found that it is easy to correct the plate warp by setting the target warp curvature to zero.
[0014]
Here, the intermediate rolling pass means a rolling pass excluding the final rolling pass. The reason for excluding the final rolling pass is that, in the final rolling pass, the target warp amount is normally set to zero.
[0015]
The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is in the following (1) .
[0016]
(1) In a rolling pass in which at least the exit side plate thickness of the material to be rolled is 20 mm or more and 60 mm or less, the target value of the curvature of the tip of the material to be rolled is set to 0.5 × 10 −4 mm −1 to 2.0 × 10. A sheet warpage control method in hot rolling, characterized in that the rolling condition is controlled to be set to -4 mm -1 or less so that the tip of the material to be rolled is warped.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0019]
In the present invention, sheet warpage control is performed so that the warp is at least in the intermediate rolling pass where the sheet thickness is 20 mm or more and 60 mm or less.
[0020]
The reason why the lower limit of the thickness range of the warpage control is 20 mm is that when the thickness is less than 20 mm, the rigidity of the material to be rolled is low and local buckling hardly occurs and deformation occurs in a relatively wide range. This is because it is difficult to generate a noticeable waist break mark. Therefore, there is no particular limitation on the sheet warpage control method in the intermediate rolling pass where the sheet thickness is less than 20 mm.
[0021]
However, in order to more reliably suppress the occurrence of hip fold marks, it is preferable to set the lower limit to 10 mm, and it is more preferable to perform plate warpage control so that the region where the plate thickness is less than 10 mm also warps. .
[0022]
Further, the upper limit of the plate thickness range for plate warpage control is set to 60 mm. When the plate thickness is more than 60 mm, the material to be rolled has high rigidity and is unlikely to buckle. Because. Therefore, there is no particular limitation on the plate warpage control method in the intermediate rolling pass in which the plate thickness exceeds 60 mm.
[0023]
However, the upper limit is preferably set to 70 mm in order to more reliably suppress the occurrence of hip fold marks, and when the warpage occurs in a thick plate region, the equipment breaks by colliding with the table roller or the like. Therefore, it is more preferable to perform the warpage control so that the region where the plate thickness exceeds 70 mm is also warped.
[0024]
In order to impart an upper warp on the first rolling pass entry side, it is desirable to impart a temperature difference to the upper and lower surfaces of the material to be rolled by descaling or the like. This is because it becomes easier to provide a temperature difference between the upper and lower surfaces as the thickness of the plate increases.
[0025]
In addition, in the case of warping in the intermediate rolling pass, in addition to the method of imparting a temperature difference to the upper and lower surfaces of the material to be rolled as described above, pass line position control rolling or upper and lower work roll circumferential speed difference control rolling Should be applied.
[0026]
Further, it is preferable to perform plate warpage control so that the amount of warpage is not less than 0.5 × 10 −4 mm −1 and not more than 2.0 × 10 −4 mm −1 in terms of curvature of curvature.
[0027]
If the amount of warpage exceeds 2.0 × 10 −4 mm −1 , the material to be rolled may collide with equipment such as a stripper guide and the equipment may be damaged, and the amount of warpage in the final rolling pass may be reduced to 0. It is because it may be difficult to do. Further, when the amount of warpage is less than 0.5 × 10 −4 mm −1, it is difficult to predict such as a measurement error of the amount of warpage of the sheet, an error of the sheet warpage control model, and a difference in friction coefficient between the upper and lower work rolls and the material to be rolled. This is because downward warping may occur due to uncertain factors.
[0028]
Hereinafter, the plate warpage control method of the present invention will be described in detail based on one embodiment.
[0029]
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of a plate warpage control method of the present invention.
[0030]
As shown in the figure, first, from the rolling schedule determined from the base material plate thickness and the product plate thickness, the plate thickness H (unit: mm, hereinafter also referred to as H) on the entry side of each rolling pass and A plate thickness h (unit: mm, hereinafter also referred to as h) on the delivery side is obtained (step S1).
[0031]
Next, a sheet warpage amount κin (unit: mm −1 , hereinafter also referred to as κin) on the rolling pass entry side is calculated (step S2). κin is obtained by detecting the amount of warp at the tip of the material to be rolled and quantifying the warp curvature with a plate warp detector arranged in the hot rolling facility. Usually, in order to secure the time required for determining the sheet warpage control condition, the amount of sheet warpage κout (unit: mm −1 , hereinafter also referred to as κout) of the rolled material on the exit side of the immediately preceding rolling pass is detected. Estimated as the amount of sheet warp κin on the entry side of the rolling pass. Further, when descaling is performed in the rolling pass, it is preferable to correct κin based on the plate thickness, the rolling reduction, etc. in order to estimate κin with high accuracy.
[0032]
Next, it is determined whether or not the rolling pass is a final rolling pass (step S3).
[0033]
Wherein when rolling pass is the last rolling pass is aimed plate warpage Kappaaim in the rolling path outlet side (unit: mm -1, hereinafter also referred to as Kappaaim) to a 0 (step S4).
[0034]
If the rolling pass is not the final rolling pass, it is determined whether h is 20 ≦ h ≦ 60 (step S5).
[0035]
When h is 20 ≦ h ≦ 60, κaim is determined within the range of 0.5 × 10 −4 ≦ κaim ≦ 2.0 × 10 −4 (step S6). The determination of κaim within the range of 0.5 × 10 −4 ≦ κaim ≦ 2.0 × 10 −4 may be performed in consideration of the actual error between κaim and κout so as to aim at the lower limit within the range. .
[0036]
If h is not 20 ≦ h ≦ 60, κaim is set to κaim = 0 (step S4).
[0037]
Next, from κin and κaim, the passline position δ (hereinafter also referred to as δ) is applied when the passline position controlled rolling is applied, and the different speed ratio ΔV (when the upper and lower work roll peripheral speed difference controlled rolling is applied. Hereinafter, ΔV) is determined (step S7). A method for determining δ and ΔV will be described later.
[0038]
Here, the pass line position δ means that the lower surface of the material to be rolled is the top surface of the table roller on the entrance side of the rolling pass when the sheet thickness center planes on the entrance side and the exit side of the rolling pass are at the same level. The height position of the table roller is based on the height position of the table roller in a state where it is in contact with the table.
[0039]
Further, the different speed ratio ΔV (unit:%, hereinafter also referred to as ΔV) represents the ratio between the upper work roll peripheral speed V u and the lower work roll peripheral speed V L as shown by the following equation.
[0040]
[Expression 1]
Figure 0004085541
[0041]
Next, sheet warpage control rolling is performed by applying the sheet warpage control conditions determined in step S7 (step S8).
Then, it is determined whether or not the rolling is completed (step S9). If the rolling is not completed, steps S2 to S9 are repeated, and if the rolling is completed, the rolling is finished.
[0042]
Next, an embodiment of a method for determining pass line position controlled rolling conditions and / or upper and lower work roll circumferential speed difference controlled rolling conditions in step S7 will be described in detail. Note that the pass line position control rolling can control the plate warp with higher accuracy than the vertical work roll circumferential speed difference control rolling. A sheet warpage control method using both line position controlled rolling and upper and lower work roll peripheral speed difference controlled rolling, and a sheet warpage controlling method preferentially applied to pass line position controlled rolling will be described.
[0043]
FIG. 2 is a flowchart showing a method for determining sheet warpage controlled rolling conditions in step S7.
[0044]
As shown in the figure, first, based on the difference between κin and κaim, the amount of warpage to be imparted in the rolling pass using the plate warpage control model so that the amount of warpage on the exit side of the rolling pass becomes κaim. κ (hereinafter also referred to as κ) is calculated (step S71).
[0045]
Next, by comparing the κ with the upper limit κp of the plate warp amount that can be controlled by the pass line position controlled rolling, it is determined whether or not the plate warp amount can be corrected by the pass line position controlled rolling (step S72). . Here, κp is given by a function g of Δh and h as shown in the following equation, where the amount of reduction is Δh (hereinafter also referred to as Δh).
[Expression 2]
Figure 0004085541
[0047]
Here, Δh = H−h. Since κp varies depending on the rolling mill, it is determined in advance for each rolling mill to be used.
[0048]
If it is determined in step S72 that correction can be made by pass line position controlled rolling (κ ≦ κp), δ is determined to perform only pass line position controlled rolling (step S73). Here, since κ and δ are in the relationship of the following equation (1), δ is determined from κ obtained in step S71.
[0049]
[Equation 3]
Figure 0004085541
[0050]
Here, b is a coefficient and differs depending on whether δ is positive or negative.
[0051]
When δ is determined in step S73, only pass line position controlled rolling is performed, so ΔV is set to ΔV = 0 (step S74).
[0052]
If it is determined in step S72 that the correction is not possible (κ> κp) by the pass line control, it is determined whether or not the shape ratio χ is 0.8 <χ <1.2 (step S75). . Here, the shape ratio χ (hereinafter also referred to as χ) is a ratio (Ld / hm) between the contact arc length Ld and the average plate thickness hm, and the contact arc length Ld is expressed by the following equation when the roll radius is R: Given more,
[0053]
[Expression 4]
Figure 0004085541
[0054]
The average plate thickness hm is an average value of H and h, and is given by the following equation.
[0055]
[Equation 5]
Figure 0004085541
[0056]
The shape ratio χ is given by the following equation.
[0057]
[Formula 6]
Figure 0004085541
[0058]
If it is determined in step S75 that χ is 0.8 <χ <1.2, the amount of warpage on the rolling pass exit side is made as close as possible to κaim so as to perform only the pass line position control rolling. Is determined as follows (step S76). This is because in the region where χ is 0.8 <χ <1.2, it is difficult to control the amount of warp by the upper and lower work roll peripheral speed difference controlled rolling.
[0059]
When δ is determined in step S76, only pass line position control rolling is performed, so ΔV is set to ΔV = 0 (step S74).
[0060]
If it is determined in step S75 that χ is not 0.8 <χ <1.2, δ and ΔV are set to perform rolling using both pass line position control rolling and upper and lower work roll circumferential speed difference control rolling. Is determined (step S77).
[0061]
Here, the relational expression of κ and ΔV in the upper and lower work roll peripheral speed difference controlled rolling is given by the following expression (2) or (3) depending on the value of χ.
If 0 <χ <0.8:
[0062]
[Expression 7]
Figure 0004085541
If 1.2 <χ:
[Equation 8]
Figure 0004085541
[0063]
Here, a 1 to a 5 are constants, and sign (ΔV) is a function for changing the sign,
When ΔV <0: sign (ΔV) = − 1
When ΔV ≧ 0: sign (ΔV) = + 1
It is.
[0064]
Therefore, on the basis of κin and κaim, δ and ΔV are expressed by the equations (1) to (3) so that the amount of warpage on the rolling pass exit side becomes κaim or as close as possible to κaim. decide.
[0065]
By determining the plate warpage control conditions in accordance with the procedure described above and performing the plate warpage controlled rolling, it is possible to suppress the occurrence of waist fold marks and the occurrence of plate warpage.
[0066]
In the present embodiment, the method of using pass line position control rolling and upper and lower work roll circumferential speed difference control rolling in combination has been described. However, the present invention is not limited to this, and pass line position control rolling or upper and lower work roll circumferential speed control rolling is used. Only one of the work roll peripheral speed difference controlled rolling may be applied. Moreover, although the embodiment which prioritizes and applies the pass line position control rolling over the upper and lower work roll circumferential speed difference control rolling has been described, both may be used together or the priority order may be changed as appropriate. . Furthermore, various known methods may be applied to the method for determining δ and ΔV.
[0067]
In addition, it is difficult to predict the friction coefficient of the upper and lower surfaces of the material to be rolled on the first rolling pass entry side, and it is actually difficult to control sheet warpage in the first rolling pass. Gives a temperature difference between the upper and lower surfaces so that slight warpage occurs, and based on the actual value of κout on the exit side of the first rolling pass, the plate warpage control method shown in this embodiment after the second rolling pass May be used.
[0068]
【Example】
In order to confirm the effect of the present invention, rolling was performed using a four-stage hot rolling mill having a work roll diameter of 1010 mm and a backup roll diameter of 2020 mm. The test material is a low carbon steel with a plate thickness of 120 mm and a plate width of 3000 mm, and the test material with κ = 1.8 × 10 −4 mm −1 in the first rolling pass is subjected to a rolling temperature of 980 ° C. Reverse rolling was performed to a thickness of 21.5 mm. Moreover, the surface property of the product was visually inspected to examine the presence or absence of a waist fold mark.
[0069]
As an example of the present invention, κaim = 0.5 × 10 −4 mm −1 in the first to seventh rolling passes, κaim = 0 in the eighth rolling pass, and plate warpage control conditions are determined by the procedure shown in FIG. Rolled.
[0070]
Further, as a comparative example, in the first rolling pass, the plate warpage control is not performed, and in the second rolling pass to the eighth rolling pass, the plate warpage control rolling is performed with κaim = 0 (Comparative Example 1), In the case where warpage control was not performed at all (Comparative Example 2), rolling was carried out under the same conditions as those of the present invention except for the plate warpage control conditions.
[0071]
Tables 1 to 3 show the pass schedule, shape ratio χ, plate warpage control conditions (δ, ΔV), the amount of plate warp (κ) measured on the rolling pass exit side, and the occurrence of waist break marks. Table 1 shows examples of the present invention, Table 2 shows Comparative Example 1, and Table 3 shows Comparative Example 2. In Tables 1 to 3, with respect to the amount of warp, the upper warp is represented as positive and the lower warp is represented as negative.
[0072]
[Table 1]
Figure 0004085541
[0073]
[Table 2]
Figure 0004085541
[0074]
[Table 3]
Figure 0004085541
[0075]
As shown in Table 1, in the examples of the present invention, the amount of warpage after rolling was 0.1 × 10 −4 mm −1 , and the occurrence of plate warpage could be effectively suppressed, which was good. In addition, since no downward warping occurred in the rolling pass where the exit side plate thickness was 20 to 60 mm, no waist fold marks were observed in the visual inspection, and the surface properties were good.
[0076]
In Comparative Example 1 shown in Table 2, the amount of warpage after rolling was relatively good at 0.5 × 10 −4 mm −1 , but the fifth to seventh rolling passes where the exit side plate thickness was 20 to 60 mm. In this case, the lower surface warp occurred, and a waist break mark was generated and the surface property was poor.
[0077]
Further, in Comparative Example 2 shown in Table 3, the amount of warpage after rolling is as large as 2.5 × 10 −4 mm −1, and the thickness of the outlet side plate is 20 to 60 mm. Since a downward warp occurred in the rolling pass, a waist break mark was generated and the surface properties were poor.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to effectively suppress the occurrence of waist break marks and plate warpage, so that a product having excellent surface properties can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a procedure for determining a plate warpage control method of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a procedure for determining a plate warpage control condition of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing an outline of a mechanism for generating a waist fold mark, (a) is a side view showing a state in which a material to be rolled with a downward warp is conveyed on a table roller, and (b) is a side view. It is a side view which shows the state which buckled has arisen because a to-be-rolled material collided with a table roller, (c) is a top view which shows the form of the waist crease mark in the product of the to-be-rolled material.
[Explanation of symbols]
1: Rolled material 2: Table roller

Claims (1)

少なくとも被圧延材の出側板厚が20mm以上60mm以下となる中間圧延パスのすべてにおいて、被圧延材先端部の反り曲率の目標値を0.5×10 −4 mm −1 以上2.0×10 −4 mm −1 以下に設定して、該被圧延材先端部が上反りとなるように圧延条件を制御することを特徴とする熱間圧延における板反り制御方法。At least in the intermediate rolling pass where the exit side plate thickness of the material to be rolled becomes 20 mm or more and 60 mm or less, the target value of the curvature of the tip of the material to be rolled is set to 0.5 × 10 −4 mm −1 to 2.0 × 10. -4 mm -1 is set to below the plate warpage control method in hot rolling, characterized in that the material to be rolled tip controls the rolling conditions so that camber.
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