JP4757708B2

JP4757708B2 - 厚鋼板の製造設備

Info

Publication number: JP4757708B2
Application number: JP2006144564A
Authority: JP
Inventors: 宗之前田; 信博河野
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2026-05-24
Also published as: JP2007313529A

Description

本発明は、厚鋼板の製造設備に関するものである。

一般的に、厚鋼板製造設備は、スラブを加熱する加熱炉と、この加熱スラブを注文製品の厚さの厚鋼板に圧延する圧延機と、この厚鋼板を冷却水により強制冷却する冷却装置と、厚鋼板を放冷して冷却する冷却床と、この冷却厚鋼板を注文の製品サイズに剪断する剪断機を有している。

この様な厚鋼板製造設備において、前記圧延機の圧延ロールでスラブを圧延するに従って、該スラブが接触している部分のロール表面が磨耗して、スラブと接触しない部分との間に段差が発生することから、圧延するスラブは、幅の広いものから狭いものへと順次圧延し、それが完了するとオフラインで前記段差を研削した圧延ロールに交換し、再度、スラブの幅が広いものから狭いものを順次圧延することが行われ、この圧延ロールの交換には多大の時間と労力を有し、生産性の向上を阻害していた。

更に、圧延機の生産性阻害要因として、制御圧延（圧延中に、一次的に圧延を中止して、鋼板温度が所定温度に成るまで待った後、再度、圧延を開始する圧延方法）がある。

また、通常、圧延機で圧延する1本の厚鋼板には複数の注文製品を抱き合わせていることから、前記の様に、剪断機で注文製品別のサイズに剪断し、更に、その剪断した各注文製品が矩形になるようにエッジを剪断しているため、1本の厚鋼板に抱き合わせる注文製品が多くなったり、厚鋼板が長くなるほど、剪断する長さが増加して、この剪断機での生産性は低くなるものであった。

この厚板鋼板製造設備の生産性を向上するために、前記圧延機においては、例えば、前記圧延ロールに生じた前記段差をオンラインで圧延中に砥石により研削して前記圧延ロールの交換頻度を低減する方法が提案されている（特許文献１）。

また、制御圧延の際には、例えば、温度待ちを行っている厚鋼板を水で強制冷却して温度待ち時間を短縮すると共に、この温度待ち時間にもう１枚の厚鋼板を圧延する方法が提案されている（特許文献２）。
特開２００５-２０５４４８号公報特開平１１−３１９９０８号公報

この様に、圧延機における生産性向上対策は、種々行われつつあるが、未だ充分なものではなかった。また、剪断機の生産性向上対策については、有効な対策が殆ど施されていないのが現状であった。

本発明は、圧延機、剪断機の両者の稼動を効率的に行って、厚鋼板の製造設備全体の生産性を向上することを課題とするものである。

本発明者等は、厚鋼板の製造設備全体の生産性を向上するために種々検討した結果、剪断機で、後行の厚鋼板が到着しているにも係わらず、先行の厚鋼板の剪断が未完了であり、酷い場合には、厚鋼板が圧延機まで滞留して圧延機での圧延が出来ずに圧延休止を余儀なくされている場合（剪断機ネック）と、先行の厚鋼板の剪断が完了しているにも係わらず後行の厚鋼板が剪断機に到着しておらず剪断を開始できない場合(圧延機ネック)とがあり、剪断機の稼働率が充分に発揮されていないことが判明した。

この原因を調査した結果、例えば、前記制御圧延材は厚鋼板1本当りの圧延時間が長いために、これが数本続くと圧延機と剪断機の間の搬送ライン上の厚鋼板本数が少なくなって、剪断機での剪断待ち時間が長く(圧延機ネック)なる。また、多くの注文製品を抱き合わせた長尺の厚鋼板が続くと剪断する総延長が長くなって1本の厚鋼板の剪断に時間が掛かり、前記搬送ライン上に多くの厚鋼板を滞留させる（剪断機ネック）事を見出した。特に、上述したように圧延機が厚鋼板幅圧延順規制を受ける場合には、圧延機ネックが発生しがちであることも分かった。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。即ち、本発明による上記課題を解決する手段は、熱間スラブを圧延する圧延機と該圧延した厚鋼板を冷却する冷却設備を有する圧延ラインと、該冷却した厚鋼板を製品寸法に剪断する、分割剪断機、耳切剪断機、仕上げ剪断機の複数の剪断機を有する剪断ラインとを備えた厚鋼板の製造設備において、前記圧延機に、該圧延機の圧延ロール表面を研削する研削機を設け、且つ、前記剪断ライン上の前記鋼板を前記剪断ラインよりライン外の退避場所に退避搬送、また、ライン外の退避場所に退避した鋼板を剪断ライン上に戻し搬送するための搬送装置を前記分割剪断機と、その下流側の前記耳切剪断機との間に設け、該搬送装置が退避搬送する厚鋼板が分割剪断機で分割剪断した後の厚鋼板であることを特徴とする厚鋼板の製造設備である。

本発明により、剪断機の上流側において、圧延した厚鋼板が多量に滞留するのを防止することが可能となり、これに起因した圧延機の停止を大幅に低減することが出来、圧延機の稼動率が向上して、厚鋼板製造設備の生産性を向上すること可能となり、この分野における効果は大きい。

以下、本発明の実施形態の各設備について、図１、２を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る厚鋼板の製造設備Ｍの構成を示す構成図である。製造設備Ｍは、黒色実線で示す搬送経路Ｌに沿って、スラブＳ（厚鋼板Ｉ）を上流（図１中、左下）から下流（図１中、右上）に搬送しながら各種の処理を行うように構成されている。製造設備Ｍは、搬送経路Ｌの上流から下流に沿って順に、スラブＳを厚鋼板Ｉに圧延する圧延ラインＰ、厚鋼板Ｉを１００℃以下に空冷する冷却床３、及び厚鋼板Ｉを矩形の注文製品サイズに剪断する剪断ライン４を配置した構成を有する。

圧延ラインＰは、加熱炉(図示せず)で加熱されたスラブＳを圧延して厚鋼板Ｉとする圧延機１、該厚鋼板Ｉを冷却水で強制冷却する冷却装置２が、搬送経路Ｌの上流から下流に沿って順に配置されている。

剪断ライン４は、厚鋼板Ｉの搬送経路Ｌの上流から下流に沿って順に、分割剪断機４ａ、耳切剪断機４ｂ、縦割剪断機４ｃ、仕上げ剪断機４ｅを配置した構成を有する。また、剪断ライン４内には、後述するように厚鋼板Ｉを剪断ライン４上から剪断ライン４外に搬送することや、厚鋼板Ｉを剪断ライン４外から剪断ライン４上に搬送することが可能な搬送装置５が設けられている。

分割剪断機４ａは厚鋼板Ｉを幅方向に沿って剪断し、長手方向(即ち,搬送方向)の長さが各々所定の長さの複数の鋼板に分割することが可能な剪断機である。

耳切剪断機４ｂは、厚鋼板Ｉを長手方向に沿ってせん断し、いわゆる耳と呼ばれる厚鋼板の幅方向における両端部を切除することが可能な剪断機である。

縦割剪断機４ｃは、厚鋼板Ｉを長手方向に沿って剪断し、幅方向の長さが各々最終的に注文製品の長さである複数の鋼板に分割することが可能な剪断機である。

仕上げ剪断機４ｅは、厚鋼板Ｉを幅方向に沿ってせん断し、長手方向(即ち,搬送方向)の長さが各々最終的に出荷する注文製品の長手方向の長さである複数の厚鋼板に分割することにより、最終的な仕上げを行うことが可能な剪断機である。

次に、搬送装置５（間引装置とも呼ぶ）について説明する。該搬送装置５は、分割剪断機４ａで剪断されてから耳切剪断機４ｂに搬送される厚鋼板Ｉを、所望に応じて剪断ライン４の側方に設けた退避台５ａに搬送して（間引いて）仮置することができる。また、所望に応じてこの退避台５ａに仮置した厚鋼板Ｉを剪断ライン４上に戻すこともできる。搬送装置５は、剪断ライン４及びその両側の退避台５ａを厚鋼板Ｉの幅方向に跨ぐように配置された門型架台５ｂと、この門型架台５ｂに厚鋼板Ｉの搬送方向と直角方向に設けた軌道５ｃ上を走行可能に設けた台車５ｄと、該台車５ｄに巻上げ、巻下げ可能に懸垂されたマグネット(図示せず)より構成している。なお、搬送装置５としては、分割剪断機とサイド剪断機の間に設け、分割剪断機で剪断して短くなった厚鋼板を搬送する方が、該搬送装置を小型化出来て好ましいが、分割剪断機の上流側で、分割剪断していない長いものであっても差し支えない。

図２は圧延機１の圧延ロールであり、バックアップロール１ｂで支持されたワークロール１ａの表面を、製造設備Ｍの稼動を停止させることなくオンラインで研削することが可能な研削装置６を示す簡略的な構成図である。なお、図２において、スラブＳ（厚鋼板Ｉ）は、図２の矢印に示すように、左から右に搬送されながら圧延される。図２に示すように、この研削装置６は、円盤状の弾性構造の砥石６ａと、該砥石６ａを回転可能に支持する研削ヘッド６ｂと、研削ヘッド６ｂを図２の両向き矢印方向に前後動するために、該研削ヘッド６ｂにフレーム６ｃを介して設けたシリンダー６ｄとから構成している。尚、この研削装置６はワークロール１ａの軸方向に移動可能に設けられている。

そして、ワークロール１ａの非圧延時、即ち、先行スラブの圧延が終了し、後行スラブを噛込むまでの間のアイドルタイム時、または、幅出し圧延から長さ出し圧延に移行する際、または、この逆で、長さ出し圧延から幅出し圧延に移行する際のターン時、等のワークロール１ａがスラブを噛み込んで圧延していな時に、シリンダー６ｄを伸張して、回転しているワークロール１ａの表面に砥石６ａの周辺を押し付けた状態でワークロール１ａの軸方向に移動しつつ研削するものである。そして、研削が終了するとシリンダー６ｄを縮めて砥石６ａを待機位置に戻すものである。

本実施の形態に係る製造設備Ｍは、以上のような構成を有しており、スラブＳの圧延順序が制限される幅制約をなくすため、圧延機１にオンラインでの研削が可能な研削装置６を設けたことによって、スラブＳの圧延順序を従来よりも自由に設定し、より適切なスラブ設計（スラブ配置）をすることができ、厚鋼板Ｉの滞留を緩和できる。しかし、スラブ設計のみでは、厚鋼板Ｉが滞留する場合があり、このために、厚鋼板Ｉを剪断ライン４上から剪断ライン４外（オフライン）に退避搬送すること、又は該剪断ライン４上の厚鋼板Ｉの隙間が広くなった場合に、剪断ライン４外（オフライン）に退避搬送した厚鋼板Ｉを剪断ライン４上に戻し搬送することが可能な搬送装置５を設けたので、厚鋼板Ｉの滞留を殆どなくすことが可能になる。これにより、生産性を向上することができる。

特に、圧延ネックとなる圧延時間が長いスラブ（例えば制御圧延スラブ）、剪断ネックとなる剪断時間の長いスラブ（多くの注文品を抱き合わせた厚鋼板）の各々が多数本連続しない、多くとも数本程度になるように、スラブ設計（スラブ配置）することが可能になり、圧延ラインＰの圧延機１と剪断ライン４の剪断機（４ａ、４ｂ、４ｃ又は４ｅ）との間の搬送経路Ｌ上に厚鋼板が滞留することを極力防止出来る。これにより、剪断機の剪断待ち時間を極力減少し、生産性をより向上することができる。

さらに、剪断ライン４において、搬送装置５を分割剪断機４ａと、特に剪断時間が長く、剪断ネックとなり易い耳切剪断機４ｂとの間に設けたことによって、剪断機の剪断待ち時間を効果的に減少し、生産性をさらに向上することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

表１は、図１に示す本発明の製造設備Ｍで製造した２０枚の厚鋼板Ｉの鋼板Ｎｏ、板幅（ｍｍ）、板長（ｍｍ）、板厚（ｍｍ）、板取枚数（枚）及び圧延形態を示す表である。表２は、表１に示す２０枚の厚鋼板Ｉを、図２に示す研削装置６及び搬送装置５を有しない製造設備で製造する場合の従来例と、図１に示す本発明の製造設備Ｍ（研削装置６及び搬送装置５を有する）で製造する場合の本発明例とのシミュレート例である。

本発明例では冷却床３における厚鋼板Ｉの占有率を基にして、この値が１００％になると予想される段階で圧延機１での圧延を停止し、かつ、前記冷却床３における厚鋼板Ｉの占有率が８０％に到達した段階で、耳切剪断機４ｂの上流側にある厚鋼板Ｉを間引装置５で退避台５ｂ上に間引し、冷却床３の占有率が低下した段階で、前記間引装置５で退避台５ｂ上の厚鋼板Ｉを耳切剪断機４ｂの上流側に戻すものである。

本発明例では、上記冷却床３の占有率を（厚鋼板Ｉの幅寸法合計／冷却床３の搬送方向に沿った長さ）とした。これは、冷却床３において、厚鋼板Ｉの長手方向が該冷却床３の幅方向(図面の左右方向)に向き、厚鋼板Ｉの幅方向が冷却床３の長さ方向(図面の上下方向)に向いた状態で装入されて、厚鋼板Ｉの幅方向（冷却床３の長さ方向）に搬送されるためである。

尚、冷却床３の占有率を基にして前記厚鋼板Ｉの間引き、戻しを行ったのは、冷却床３出側から分割剪断機４ａまでの間の剪断ライン４、及び冷却床３入側から圧延機１までの間の圧延ラインＰにおいては、バッファとしての機能がなく殆ど前記占有率に変化がないことによるものである。また、本例では冷却床３における厚鋼板Ｉの占有率が６０％の段階で圧延を開始した例である。更に、表中における普通圧延とは、加熱したスラブＳを圧延機１で設定板厚寸法まで、圧延中に温度待ちをすることなく継続して圧延した後、冷却する圧延方法である。これに対して、制御圧延とは、圧延中に、一次的に圧延を中止して、鋼板温度が所定温度に成るまで待った後、再度、圧延を開始する圧延方法である。

表２中、従来例は圧延機でのスラブ板幅の圧延順規制があることから、鋼板Ｎｏ１からＮｏ１０まで順番に圧延した後、該圧延機のワークロールを交換し、再び、鋼板Ｎｏ１１からＮｏ２０まで順番に圧延した結果、前記ワークロールの交換を含めないでも圧延待ちが５７０秒、含めると１２７０秒の待ち時間が発生した。しかし、本発明例では、研削装置６によりオンラインでワークロール１ａを研削することが可能になったため、スラブの幅規制がなくなったので、スラブの圧延順番を変更し、しかも、鋼板Ｎｏ１、５、４を各々圧延中に間引装置５により耳切剪断機４ｂの上流側にある分割後の厚鋼板の間引を行い、また、鋼板Ｎｏ１６、１７、１８を各々圧延中に前記間引した鋼板を間引装置５により耳切剪断機４ｂの上流側への戻しを行ったので、冷却床の占有率を８０％以下に維持することが判った。

そして、これを実操業で実施した結果、若干、冷却床３での厚鋼板の占有率は高くなったが、圧延待ちをすることなく、圧延を終了し、生産性を向上させることができた。

本発明の実施の形態に係る厚鋼板の製造設備Ｍの構成を示す構成図である。圧延機１の圧延ロールであるワークロール１ａの表面を、製造設備Ｍの稼動を停止させることなくオンラインで研削することが可能な研削装置６を示す簡略的な構成図である。

符号の説明

１圧延機
１ａワークロール
１ｂバックアップロール
２冷却装置
３冷却床
４剪断ライン
４ａ分割剪断機
４ｂ耳切剪断機
４ｃ縦割剪断機
４ｅ仕上げ剪断機
５搬送装置（間引装置）
５ａ退避台
５ｂ門型架台
５ｃ軌道
５ｄ台車
６研削装置
６ａ砥石
６ｂ研削ヘッド
６ｃフレーム
６ｄシリンダー
Ｉ厚鋼板
Ｌ搬送経路
Ｍ厚鋼板の製造設備
Ｐ圧延ライン
Ｓスラブ

Claims

熱間スラブを圧延する圧延機と該圧延した厚鋼板を冷却する冷却設備を有する圧延ラインと、該冷却した厚鋼板を製品寸法に剪断する、分割剪断機、耳切剪断機、縦割剪断機、仕上げ剪断機を有する剪断ラインとを備えた厚鋼板の製造設備において、前記圧延機に、該圧延機の圧延ロール表面を研削する研削機を設け、且つ、前記剪断ライン上の前記鋼板を前記剪断ラインよりライン外の退避場所に退避搬送、また、ライン外の退避場所に退避した鋼板を剪断ライン上に戻し搬送するための搬送装置を、前記分割剪断機と、その下流側の前記耳切剪断機との間に設け、該搬送装置が退避搬送する厚鋼板が分割剪断機で分割剪断した後の厚鋼板であることを特徴とする厚鋼板の製造設備。