JP4852998B2 - 鋼材の製造方法およびそれに用いる熱間圧延設備 - Google Patents

Description

本発明は、鋼材の製造方法およびそれに用いる熱間圧延設備に関するものである。

例えば、厚板圧延においては、圧延途中で制御圧延（Controlled Rolling；ＣＲ）を施すことにより、優れた材質の鋼材を造り込んでいる。

その際に、制御圧延を行う時の温度（制御圧延開始温度）が低くかつ制御圧延を行う時の板厚（制御圧延開始板厚）が厚い場合には、圧延材が制御圧延開始温度になるまでにかなりの時間を要するため、熱間圧延機（可逆式熱間圧延機）近傍の搬送テーブル上で制御圧延開始温度になるまで圧延材を待機させていた。その結果、その冷却待ちによって熱間圧延機に空き時間が発生し、圧延能率が阻害されるという問題が生じていた。

このような冷却待ちによって熱間圧延機に空き時間が発生し圧延能率が阻害されるのを回避するために、例えば、特許文献１には、熱間圧延ラインの仕上圧延機入側において、搬送テーブル上の高温の圧延材を後続の圧延材が通過できる高さに持ち上げて待機状態に保持する片持ちフォーク状のアームを有する昇降装置を備えた圧延材の待機装置が開示されている。
特開平４−２７４８１４号公報

しかし、前記特許文献１には、待機装置を用いて追い越し圧延を行うことができることが示唆されているが、冷却待ちを要する制御圧延材が含まれている場合に、どのように圧延を行えば、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができるかについては示されていない。

例えば、特許文献１に記載の待機装置を用いる場合、そのままでは、後続の圧延材を通過させた後、待機させていた制御圧延材をタイミング良く引き続いて圧延することが難しい。すなわち、待機装置にて制御圧延材を所定の温度になるまで空冷状態で待機させている間、追い越す圧延材を常に準備しておくことは難しく、熱間圧延機が空の状態になる状況が頻発する。そのため、時間当たりの生産量の減少を余儀なくされる。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、冷却待ちを要する制御圧延材が含まれている場合でも、熱間圧延機の空き時間を低減して、圧延能率を向上させることができる鋼材の製造方法とそれに用いる熱間圧延設備を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］可逆式熱間圧延機の上流側に、温度計を有し、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された搬送テーブル上の圧延材を冷却するための冷却装置と、同じく前記可逆式熱間圧延機の上流側で、前記冷却装置の上流側または下流側に、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された圧延材を搬送テーブル上から上方に持ち上げて後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置としての保持装置とを備えた熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法であって、
鋼材を前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延した後、該鋼材を前記待機装置としての保持装置で後続の鋼材が通過できる場所に待機させ、後続の鋼材を前記可逆式熱間圧延機で圧延する一方で、待機中の鋼材を搬送テーブル上に戻し、前記冷却装置に搬送して所定の温度に冷却した後、前記後続の鋼材に引き続いて前記可逆式熱間圧延機で仕上圧延することを特徴とする鋼材の製造方法。

［２］前記［１］に記載の鋼材の製造方法に用いる熱間圧延設備であって、
可逆式熱間圧延機の上流側に、温度計を有し、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された搬送テーブル上の圧延材を冷却するための冷却装置と、同じく前記可逆式熱間圧延機の上流側で、前記冷却装置の上流側または下流側に、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された圧延材を搬送テーブル上から上方に持ち上げて後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置としての保持装置とを備えたことを特徴とする熱間圧延設備。

本発明においては、後続の圧延材の圧延終了時刻に合わせて、待機中の圧延材（制御圧延材）を冷却装置によって所定時刻に所定温度になるように冷却することが可能であるので、熱間圧延機が空になることなく圧延材を圧延することができ、圧延能率を向上させることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、圧延材が鋼材である場合を例にして述べる。

図１は、本発明の一実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法の手順を示す図である。図１において、１は加熱炉、２は水冷装置、３は待機装置としての保持装置、４は可逆式熱間圧延機である。

ここで、保持装置３は、可逆式熱間圧延機４の上流側に設けられ、所定の板厚まで圧延された高温の鋼材を搬送テーブル上から後続の鋼材が通過できる高さに持ち上げて保持し、待機させるためのものである。また、水冷装置２は、保持装置３の上流側に設けられ、高温の鋼材を冷却するためのものである。そして、水冷装置２および保持装置３には、鋼材の温度を測定するために、それぞれ温度計５、６が取り付けられている。

このような熱間圧延設備を用いて、制御圧延材（第１のスラブＡ）と通常圧延材（第２のスラブＢ）を組み合わせて圧延する場合には、以下のような（１）〜（６）の手順により圧延を行う。ここで、制御圧延材は冷却待ちを要する鋼材の例として上げたものであり、通常圧延材は冷却待ちを要しない鋼材の例として上げたものである。

なお、可逆式熱間圧延機４において制御圧延材を圧延する際に、スラブ厚（例えば、２１５ｍｍ）から制御圧延開始板厚（例えば、８０ｍｍ）までの圧延を粗圧延と呼び、制御圧延開始板厚から仕上板厚（仕上圧延後の板厚）までの圧延を仕上圧延と呼ぶことにする。

（１）加熱炉１で所定温度（例えば、１１５０℃）に加熱された第１のスラブＡは、搬送テーブル上を搬送され、水冷装置２と保持装置３をそのまま通過して可逆式熱間圧延機４へ送られる。そして、可逆式熱間圧延機４で粗圧延を行う。

（２）粗圧延が終了した第１のスラブＡは、保持装置３に搬送され、保持装置３によって搬送テーブル上から上方に持ち上げられて保持される。

（３）続いて、可逆式熱間圧延機４での第１のスラブＡの粗圧延の進行に合わせて、第２のスラブＢが加熱炉１から抽出され、水冷装置２をそのまま通過し、さらに、保持装置３に保持された直後の第１のスラブＡを追い越して、可逆式熱間圧延機４に到着する。

（４）可逆式熱間圧延機４に到着した第２のスラブＢは、所定の仕上板厚まで圧延された後、精整工程に送られる。

（５）一方、保持装置３に保持されている第１のスラブＡは、第２のスラブＢの圧延中に搬送テーブル上に戻され、水冷装置２に搬送されて、所定の温度に冷却される。その際、第２のスラブＢの圧延が終了したら、直ちに第１のスラブＡの仕上圧延が開始できるように、保持装置３および搬送テーブル上での空冷時間と水冷装置２での水冷時間を調整する。
すなわち、保持装置３で第１のスラブＡを保持中に、第１のスラブＡの温度を温度計６によって測定し、その測温結果に基づいて、第２のスラブＢの圧延終了予測時刻に、第１のスラブＡの温度が制御圧延可能な温度（例えば、８５０℃）となるように、水冷装置２での水冷開始時刻と水冷終了時刻を設定する。そして、その設定に基づいて、第１のスラブＡを水冷装置２に搬送し水冷を行う。なお、必要に応じて、水冷開始前の第１のスラブＡの温度を水冷装置２の温度計５によって測定し、その測定結果に基づいて、水冷装置２での水冷開始時刻と水冷終了時刻を再設定する。

（６）そして、水冷装置２での水冷が終了した第１のスラブＡは、可逆式熱間圧延機４に搬送され、第２のスラブＢの圧延終了に引き続いて、仕上圧延された後、精整工程に送られる。

このように、この実施形態においては、後続の鋼材の圧延終了時刻に合わせて、保持装置３で待機していた制御圧延材を水冷装置２によって所定時刻に所定温度になるように冷却できるので、熱間圧延機４が空になることなく圧延でき、例えば、従来の１．５倍の圧延能率を得ることができる。

なお、この実施形態においては、上流側から、水冷装置２、保持装置３、可逆式熱間圧延機４の順に配置しているが、保持装置３、水冷装置２、可逆式熱間圧延機４の順に配置してもよい。

また、この実施形態においては、鋼材の待機装置として、鋼材を搬送テーブル上から後続の鋼材が通過できる高さに持ち上げて保持する保持装置を用いているが、本発明は、それに限定されることはなく、例えば、鋼材を搬送テーブル上から横方向に移動させて、後続の鋼材が通過できるようにする横移動式の待機装置を用いてもよい。本発明の待機装置として例に上げた、鋼材を搬送テーブル上から後続の鋼材が通過できる高さに持ち上げて保持する保持装置であれば、鋼材を搬送テーブル上から移動したり、鋼材を搬送テーブル上に戻したりするのが容易であり、応答性に富むので好ましい。

さらに、この実施形態においては、圧延材が鋼材の場合を例にして説明したが、本発明は、それに限定されることはなく、圧延材がアルミニウム等の非鉄金属材料の場合にも適用することができる。

本発明の一実施形態に係る熱間圧延設備のレイアウトと、その熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法の手順を示す図である。

符号の説明

１ 加熱炉
２ 水冷装置
３ 保持装置
４ 可逆式熱間圧延機
５ 温度計
６ 温度計

Claims (2)

1. 可逆式熱間圧延機の上流側に、温度計を有し、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された搬送テーブル上の圧延材を冷却するための冷却装置と、同じく前記可逆式熱間圧延機の上流側で、前記冷却装置の上流側または下流側に、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された圧延材を搬送テーブル上から上方に持ち上げて後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置としての保持装置とを備えた熱間圧延設備を用いた鋼材の製造方法であって、
   鋼材を前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延した後、該鋼材を前記待機装置としての保持装置で後続の鋼材が通過できる場所に待機させ、後続の鋼材を前記可逆式熱間圧延機で圧延する一方で、待機中の鋼材を搬送テーブル上に戻し、前記冷却装置に搬送して所定の温度に冷却した後、前記後続の鋼材に引き続いて前記可逆式熱間圧延機で仕上圧延することを特徴とする鋼材の製造方法。
2. 請求項１に記載の鋼材の製造方法に用いる熱間圧延設備であって、
   可逆式熱間圧延機の上流側に、温度計を有し、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された搬送テーブル上の圧延材を冷却するための冷却装置と、同じく前記可逆式熱間圧延機の上流側で、前記冷却装置の上流側または下流側に、前記可逆式熱間圧延機で所定の板厚に圧延された圧延材を搬送テーブル上から上方に持ち上げて後続の圧延材が通過できる場所に待機させるための待機装置としての保持装置とを備えたことを特徴とする熱間圧延設備。

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