JP4687189B2 - 複数異形鋼板の同時圧延方法 - Google Patents
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Description
本発明は、長手方向に厚さが変化するいわゆる異形鋼板の圧延方法に係り、特に複数の異形鋼板を接続して同時に圧延して複数枚取りする複数異形鋼板の同時圧延方法に関する。
異形鋼板は、板厚が長手方向に変化する鋼板で、造船材、橋梁材に多用されている。その特徴は、部材に掛かる荷重に応じて板厚を変化させることができることにあり、荷重の掛かり具合に応じて種々の形状のものが利用されている。しかしながら、その生産性は板厚が長手方向に変化するため通常の厚鋼板の約1/2と低く、その向上策が求められている。
厚鋼板の生産性向上の手段は数多く提案されており、たとえば、特許文献１に記載されているように、厚さが同一の厚鋼板を１回の圧延プロセスでいわゆる多数枚取りできる形で圧延し、これを分割することにより所望の長さの厚鋼板を複数枚圧延する方法がとられている。この方法は厚鋼板の生産性を向上させるのに極めて有利であるが、異形鋼板に適用するには、分割のための切断代（「分割代」ともいう）の確保など種々の制約があり、一般にはいわゆる複数枚取りの圧延を行うことができず、生産性向上の障害となっている。
特開平10-161727号公報
本発明は、かかる異形鋼板の生産性の向上を目的としてなされたものであって、特に異形鋼板の２枚取り圧延を可能とする複数異形鋼板の同時圧延方法を提案し、それによって異形鋼板の生産性向上を図ることを目的とする。
本発明の複数異形鋼板の同時圧延方法は、圧延される異形鋼板の候補となる受注された複数の異形鋼板のデータベースから、少なくとも端部の厚さ及び材質特性が共通する第１、第２の異形鋼板を選択する異形鋼板選択段階と、前記異形鋼板選択段階において選択された第１、第２の異形鋼板が厚さ共通部において分割代を介して接続され、かつ、前記第１、第２の異形鋼板の鋼板プロフィルを包含する大板を得る複数取り異形鋼板圧延スケジュール作成段階と、前記複数取り異形鋼板圧延スケジュールを実行して大板を得る複数取り異形鋼板圧延段階と、前記複数取り異形鋼板圧延段階によって得られた大板を分割して前記第１、第２の異形鋼板の鋼板プロフィルを包含する小板にする分割段階と、前記分割段階によって得られた小板を第１、第２の異形鋼板に仕上げる精整段階と、を順次行うことからなる。
上記発明において、異形鋼板選択段階では、上記条件に加えて、さらに端部の板幅が共通する第１、第２の異形鋼板を選択することとするのが望ましい。
本発明の適用される異形鋼板は、何れも端部に平行部を有する平行部付き一方向異形鋼板とするのが好ましく、またその圧延に当たっては、大板を凸型平行部付き二方向異形鋼板として圧延するのが好ましい。
また、複数取り異形鋼板の圧延段階において得られる大板の長手方向プロフィルを測定し、該測定によって得られた大板の長手方向プロフィルに基づき該大板のクロップ切断及び小板への分割を行うことが好ましく、さらに複数取り異形鋼板の圧延段階において得られた大板の長手方向のプロフィルを基に該大板の板厚変更点を求め、該板厚変更点を基準に小板への分割位置を決定する段階を含むこととするのが好ましい。
本発明により、異形鋼板のいわゆる２枚取り圧延が可能となった。これにより、従来異形鋼板の生産性の向上を図ることが可能となった。
本発明では、図１の(a)から(h)の何れの異形鋼板も対象とすることができる。しかしながら、後に説明するようにこれらの異形鋼板は厚さが同一の端部を接続して１回の圧延スケジュールでいわゆる複数枚取りされるように圧延されるので、端部に平行部を有するもの、すなわち(b)平行部付一方向異形鋼板、(d)凸型平行部付二方向異形鋼板、(f)凹型平行部付二方向異形鋼板、(h)平行部付一方向二段異形鋼板とするのがよい。
これらの異形鋼板から端部厚さと材質特性の共通する組み合わせが作られる。これは圧延される異形鋼板の候補となる受注された複数の異形鋼板のデータベースからこれらの因子が共通するものを組み合わせることによって容易に作成することができる。ここに、「端部厚さ」とは図１に示す異形鋼板のいずれかの端部をいい、厚さが小さい方であっても大きい方であってもよい。また、「材質特性」とは、異形鋼板の成分組成及び基本的な機械的性質をいう。なお、これらに加えて、組み合わされる異形鋼板の板幅が共通することは、後の精整工程においてエンドシアリングの量を少なくするのに有利である。
上記の因子にしたがって組み合わされた２つの異形鋼板（そのうち一方を「第１の異形鋼板」といい、他方を「第２の異形鋼板」という）について、これらが厚さ共通部において接続されて一回の圧延スケジュールで圧延を行うことができる複数取り異形鋼板の形状が具体的に決定される。
この複数取り異形鋼板の形状決定に際しては、接続して圧延される第１、第２の異形鋼板を後に分割（「腹割り」ともいう）して製品異形鋼板とすることを考慮すると、これら鋼板間に分割代（「腹割り代」ともいう）を付与して接続状態とすることが必要である。このような分割代を含めた組み合わせを示すと、形状上、たとえば、図２に示すようになる。(a)は図１に示す一方向異形鋼板1（1A，1B）をその薄肉部に分割代9を介して一体の複数取り異形鋼板21としたものであり、(b)は図１に示す平行部付一方向異形鋼板5（5A，5B）をその薄肉部に分割代9を介して一体の複数取り異形鋼板21としたものであり、(c)は図１に示す凹型二方向異形鋼板3（3A，3B）をその厚肉部に分割代9を介して一体の複数取り異形鋼板21としたものであり、(d)は図１に示す平行部付一方向異形鋼板5(5A，5B)をその厚肉部に分割代9を介して一体の複数取り異形鋼板21としたものである。
ここに示すように、分割代9をおくことにより必ずしも平行部を有さない異形鋼板であっても本発明を適用して大板（以下、「複数取り異形鋼板」ともいう）として圧延することが可能になる。なお、この例では、分割代9は第１、第２の異形鋼板の端部厚さと同一の厚さを有する平行部となっているが、この分割代9に僅かなテーパーを持たせれば、第１、第２の異形鋼板の端部厚さが異なっても、一体の大板として圧延することができることはいうまでもない。また、これらの例では、大板の中に第１、第２の異形鋼板が左右対称に配置されているが、必ずしもそうする必要はない。
このようにして決定された複数取り異形鋼板21は、分割のための分割代9を含み、製品となる第１、第２の異形鋼板のプロフィルを含んだものである。さらに、圧延のために必要なトップクロップ、エンドクロップや幅方向のエンドシアリング代を含む。したがって、かかる複数取り異形鋼板21の圧延スケジュールを作成し、素材スラブを必要な温度に加熱して、圧延スケジュールに従って圧延すればよい。異形鋼板の圧延スケジュールの作成方法は、たとえば、特許第3264482号に示されているものを利用することができる。
上記複数取り異形鋼板21の形状、その圧延スケジュールの選択は自由であるが、全体としての歩留まり、及び圧延速度等を考慮して具体的に決定するのがよい。厚さの変化の回数が大きいものは、テーパー圧延のときに圧延速度が低下するので採用すべきではなく、また、端部を肉厚部とすることは、一般にクロップ切り落としを困難にし、また切り落とされるクロップの質量が大となるために製品歩留まりを低くするので好ましくない。このような諸因子を考慮すると、図２(d)に示すように凸型平行部付二方向異形鋼板として圧延するのがもっとも望ましい。
圧延された複数取り異形鋼板21は、第１、第２の異形鋼板のプロフィルを含む大板であり、これを分割してそれぞれ第１、第２の異形鋼板の鋼板プロフィルを包含する小板とする。この分割位置の決定は、基本的には、分割された小板が第１、第２の異形鋼板の鋼板プロフィルを包含するように行えばよく、いい換えれば、前記分割代9の中に分割位置が存在するようにすればよい。
このように分割代9の中に分割位置が存在するようにするためには、以下に示すように厚板圧延機に具備するＰＬＧ（Pulse Logic Generator）を利用して複数取り異形鋼板21の圧延段階において該複数取り異形鋼板21の長手方向プロフィルを測定し、その測定データを利用して小板への分割位置を決定するのが確実である。
図３は、かかる小板への分割を行うための制御システムの概念図である。図３に示すように、素材20は厚板圧延機22により複数取り異形鋼板21に圧延される。圧延された複数取り異形鋼板は、圧延機に付設されているＰＬＧ23によって圧延長が計測され、この厚延長と長さ方向各位置での厚さの測定値に基づきプロセスコンピュータ27に内蔵するプロフィル演算手段24によって長手方向プロフィルが確定される。この確定された長手方向プロフィルに基づき、板厚変更点が板厚変更点演算手段25によって求められる。そして、このようにして求められた板厚変更点を基準として、クロップ切断位置、小板への分割位置が定められ、これに基づきクロップ切断指令、小板への分割指令がクロップ切断機制御装置26に与えられ、クロップ切断機28により実行される。なお、厚さの測定値としては、γ線厚さ計等によって得た実績値のほか、圧延荷重から計算される推定板厚（ゲージ厚）等を利用することができる。
このようにして複数取り異形鋼板21から分割された小板は、それぞれ所定の第１、第２異形鋼板のプロフィルを包含したものであるので、これを精整してそれぞれ出荷できる状態の第１、第２の異形鋼板とする。その精整作業は、たとえば特開2002−346609号公報に開示の手段を利用すればよい。
受注された異形鋼板のデータが格納されたデータベースから、図４に示す目標形状が同一の第１の異形鋼板A及び第２の異形鋼板Bを選択した。ついで、これらの異形鋼板A、Bを包含し、かつ厚肉側で接続され分割代を付した複数取り異形鋼板のプロフィルを図４に示すように決定し、その圧延スケジュールを決定した。
素材として、厚さ：215ｍｍ、幅：2400ｍｍ、長さ：3500ｍｍの普通鋼スラブを選択し、スラブ加熱炉により加熱後、厚板圧延機により全16パスで図４に示す形状・寸法の凸型平行部付き二方向異形鋼板異形鋼板を複数取り異形鋼板（大板）として製造した。
この複数取り異形鋼板の圧延に当たっては、大板の各部位（薄肉部、テーパ部、厚肉部）の圧延長及び厚さを厚板圧延機に付設されているＰＬＧ及びγ線厚み計により実績値として求め、これに基づきプロフィル演算手段により大板の長手方向プロフィルを確定した。この確定された大板の長手方向プロフィルに基づき、板厚変更点Xを決定し、この板厚変更点Xを基準として、第１の異形鋼板Aと第２の異形鋼板Bへの分割位置Z及びクロップ切断位置Y1、Y2を決定した。その際、第１の異形鋼板Aと第２の異形鋼板Bへの分割位置Xが分割代9のほぼ中心にあることを確認し、また、クロップ切断位置Y1、Y2が第１の異形鋼板Aと第２の異形鋼板Bの精整代を取れる位置にあることを確認した。このようにして決定された大板の分割位置及びクロップ切断位置にしたがい、クロップ切断指令、小板への分割指令がクロップ切断機制御装置に与えられ、クロップ切断機28により実行され、異形鋼板A、Bを含む小板が得られた。この小板を精整して第１の異形鋼板Aと第２の異形鋼板Bとした。
同様のプロセスにより、異形鋼板の多数取り圧延を行ない、約600ｔの製品（製品としての異形鋼板100枚分）を製造した。その結果、圧延能率が240ｔ／ｈｒとなった。この値は従来の１枚取りの圧延の場合の圧延能率130ｔ／ｈｒに比して、110ｔ／ｈｒ（約180％）の増加に当たる。
1：一方向異形鋼板
2：凸型二方向異形鋼板
3：凹型二方向異形鋼板
4：一方向二段異形鋼板
5：平行部付一方向異形鋼板
6：凸型平行部付二方向異形鋼板
7：凹型平行部付二方向異形鋼板
8：平行部付一方向二段異形鋼板
9：分割代
20：素材
21：複数取り異形鋼板（大板）
22：厚板圧延機
23：ＰＬＧ
24：プロフィル演算手段
25：板厚変更点演算手段
26：クロップ切断機制御装置
27：プロセスコンピュータ
28：クロップ切断機
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Claims (5)
- 圧延される異形鋼板の候補となる受注された複数の異形鋼板のデータベースから、少なくとも端部の厚さ及び材質特性が共通する第１、第２の異形鋼板を選択する異形鋼板選択段階と、
前記異形鋼板選択段階において選択された第１、第２の異形鋼板が厚さ共通部において分割代を介して接続され、かつ、前記第１、第２の異形鋼板の鋼板プロフィルを包含する大板を得る複数取り異形鋼板圧延スケジュール作成段階と、
前記複数取り異形鋼板圧延スケジュールを実行して大板を得る複数取り異形鋼板圧延段階と、
前記複数取り異形鋼板圧延段階によって得られた大板を分割して前記第１、第２の異形鋼板の鋼板プロフィルを包含する小板にする分割段階と、
前記分割段階によって得られた小板を第１、第２の異形鋼板に仕上げる精整段階と、を順次行うことを特徴とする複数異形鋼板の同時圧延方法。 - 異形鋼板選択段階が、さらに端部の板幅が共通する第１、第２の異形鋼板を選択するものであることを特徴とする請求項１記載の複数異形鋼板の同時圧延方法。
- 第１、第２の異形鋼板は、何れも端部に平行部を有する平行部付き一方向異形鋼板であり、大板は、凸型平行部付き二方向異形鋼板であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の複数異形鋼板の同時圧延方法。
- 複数取り異形鋼板圧延段階において得られる大板の長手方向プロフィルを測定し、該測定によって得られた大板の長手方向プロフィルに基づき該大板のクロップ切断及び小板への分割を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複数異形鋼板の同時圧延方法。
- 複数取り異形鋼板圧延段階において得られた大板の長手方向のプロフィルを基に該大板の板厚変更点を求め、該板厚変更点を基準に小板への分割位置を決定する段階を含むことを特徴とする請求項４記載の複数異形鋼板の同時圧延方法。
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| JP2002346609A (ja) * | 2001-05-17 | 2002-12-03 | Kawasaki Steel Corp | 異形鋼板の製造方法 |
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2005
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