JP5007697B2 - 鋼板誘導ガイド、該鋼板誘導ガイドを備えた熱間矯正機、および該熱間矯正機を備えた熱間圧延鋼板製造ライン - Google Patents

Description

本発明は熱間圧延鋼板製造ラインにおいて、熱間圧延後の鋼板を熱間矯正機に導入するために用いられる鋼板誘導ガイド、該鋼板誘導ガイドを備えた熱間矯正機、および該熱間矯正機を備えた熱間圧延鋼板製造ラインに関する。

熱間圧延した鋼板は、客先要求を満足する平坦度に矯正して出荷する。その矯正はまずは熱間にて行い、その後形状検査後に必要に応じて冷間矯正を施す。一般に、熱間圧延工程を経た後の鋼板を冷却する際には、該鋼板の温度ムラや表面の凹凸等に起因する冷却ムラが生じやすく、該冷却ムラは冷却後における鋼板の平坦の悪化、残留応力による鋼板切断後のキャンバー発生、及び機械的性質のバラツキ等の原因となりやすい。鋼板の中でも、厚鋼板をオンラインで冷却する場合には、特に冷却における冷却ムラが生じやすい。冷却ムラが生じた厚鋼板は冷却後の平坦度が崩れるため、次工程以降で平坦度の崩れを矯正する必要がある。そして、鋼板の平坦度の崩れを矯正するには、ローラレベラーやプレスなどを備えた熱間矯正機が用いられる。しかし、熱間矯正機に導入される前の段階の厚鋼板は、通常その先端部に上方向または下方向に大きな反りが生じており、熱間矯正機に導入する前に、その反りを除去しておく必要がある。

熱間矯正機に導入される前の鋼板の反りを除去するには、熱間矯正機の鋼板入り側にノックダウンロールと呼ばれる先端部の反り矯正装置を設置することが一般的である。例えば、特許文献１および２には、冷却装置の前にノックダウンロールが付加された簡易の熱間矯正機に関する技術が開示されている。

特開平１１−２２６６４２号公報 特開２００２−１１５１５号公報

上記特許文献１および２に開示されているようなノックダウンロールによる反り除去工程は、図４（ａ）に示すように、熱間圧延鋼板製造ライン４１において、矢印の方向に搬送されてきた鋼板４３の反りを有する先端部分が、熱間矯正機４２の前に設置されたノックダウンロール４０の下部を通過すると、図４（ｂ）に示すように、鋼板４３の搬送が一旦停止されるとともに、ノックダウンロール４０が矢印の方向に下ろされ、ノックダウンロール４０が鋼板４３の反りを押さえられる位置まで下ろされると、図４（ｃ）に示すように、鋼板４３が矢印の方向に引き戻されることによって、鋼板４３の反りが除去される、というものである。

このように、ノックダウンロールによる反り除去工程では、鋼板を一旦停止させ、さらに搬送方向の逆方向に引抜くという作業を行うための時間が必然的に必要となる。そして、その時間が鋼板の製造能率に影響を及ぼしていた。したがって、鋼板製造工程における生産性を向上させるためには、上述したような鋼板の反り除去に要する時間を短縮する必要がある。

そこで本発明は、反りを有する鋼板でも一旦停止および搬送方向の逆方向への引抜きを行わず、安定的に熱間矯正機へ導入することができる鋼板誘導ガイド、該鋼板誘導ガイドを備えた熱間矯正機、および該熱間矯正機を備えた熱間圧延鋼板製造ラインを提供することを課題とする。

熱間圧延鋼板製造ラインにおいて、熱間矯正機と圧延機とは一般に同一ラインに設置されている。そのため、ノックダウンロールでの鋼板の反り除去を行う場合は、その工程にかかる時間が製造能率に大きな影響を及ぼし、上述したように、好ましいものではない。鋼板の先端部に発生する反りを除去するための他の手法としては、熱間矯正機（ローラレベラー）自体で反りの矯正を行うということも考えられるが、反りのある鋼板をローラレベラーにそのまま挿入した場合には、鋼板がローラ間に噛み合わず、製造トラブルが生じる。

そこで、本発明者らは、反りを有する鋼板であってもそのまま熱間矯正機に導入することができるように、熱間矯正機の直前（鋼板入り側）に、鋼板を熱間矯正機に誘導するための鋼板誘導ガイドを設置することを考え、本発明を完成させた。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするため、添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

第１の本発明は、熱間圧延鋼板製造ライン（１）に備えられる熱間矯正機（２）の鋼板入り側に設置され、鋼板（３）を熱間矯正機に導入するために用いる鋼板誘導ガイドであって、板状体（１１）と該板状体の裏面に設置される裏打ち材（１２、１２、…）とを備えることを特徴とする、鋼板誘導ガイド（１０）である。

ここに、「熱間矯正機」とは、鋼板の平坦度を矯正できるものであればよく、具体的には、ローラレベラーやプレス機などを備えるものを挙げることができる。「板状体」とは、熱間圧延鋼板製造ライン上を搬送されてくる鋼板の衝突による衝撃に耐えうる板状の部材であれば、特に限定されない。この板状体の具体例としては、ＳＳ４００といった一般的な材質の鋼板を挙げることができる。また、この板状体の大きさについては、設置される熱間圧延鋼板製造ラインに基本的に依存するが、横幅（熱間圧延鋼板製造ラインの幅方向と略平行な方向の長さ）は熱間圧延鋼板製造ラインの横幅と同じ程度、縦幅（熱間圧延鋼板製造ラインの長手方向に略平行な方向の長さ）は１５００〜２５００ｍｍ程度あればよい。さらに、この板状体の厚さは、強度の観点からは２５ｍｍ以上であることが好ましく、質量の観点からは４０ｍｍ以下であることが好ましい。「板状体の裏面」とは、板状体の熱間圧延鋼板製造ラインに対する面とは反対側の面を意味する。「裏打ち材」とは、板状体の剛性を高めると共に、鋼板誘導ガイド自体の総質量を軽減させるために用いるものである。このような裏打ち材の具体例としては、Ｈ形鋼を挙げることができる。この裏打ち材の設置方法は特に限定されないが、ボルトによって板状体に固定されることが好ましい。Ｈ形鋼を用いる場合、溶接により接合することも可能であるが、鋼板が衝突する板状体は頻繁にメインテナンスを行う必要があり、溶接による接合であると板状体のメインテナンスが困難になる。

上記第１の本発明の鋼板誘導ガイドにおいて、裏打ち材が、熱間圧延鋼板製造ラインの幅方向に略平行な方向に配置されたＨ形鋼（１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ）、および熱間圧延鋼板製造ラインの長手方向に略平行な方向に配置されたＨ形鋼（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）であることが好ましい。

裏打ち材をこのようなＨ形鋼とすることによって、入手しやすい部材によって容易に鋼板誘導ガイドの縦方向（熱間圧延鋼板製造ラインの長手方向に略平行な方向）および横方向（熱間圧延鋼板製造ラインの幅方向に略平行な方向）に剛性を持たせることができる。さらに、鋼板誘導ガイドに剛性を備えさせつつ、鋼板誘導ガイドの総質量を小さくすることもできる。

第２の本発明は、鋼板入り側に第１の本発明の鋼板誘導ガイドを備えた、熱間矯正機である。

第３の本発明は、熱間圧延機、第一熱間矯正機、冷却装置、および、第二熱間矯正機が、この順に配列され、第一熱間矯正機および／または第二熱間矯正機が上記第２の本発明の熱間矯正機である、熱間圧延鋼板製造ラインである。

第１の本発明によれば、反りを有する鋼板でも一旦停止および搬送方向の逆方向への引抜きを行わず、安定的に熱間矯正機へ導入することができる鋼板誘導ガイドを提供することができる。したがって、鋼板の反りを除去するために要していた時間を短縮することができ、鋼板の製造能率の向上を図ることができる。

第２の本発明および第３の本発明によれば、上記第１の本発明の鋼板誘導ガイドを備えることによって、鋼板の製造能率の向上を図ることができる、熱間矯正機および熱間圧延鋼板製造ラインを提供することができる。

本発明では、熱間圧延鋼板製造ラインにおいて、反りを有する鋼板でも、その鋼板の一旦停止および逆方向への引抜きを行わず安定的に熱間矯正機へと導入することを可能にする鋼板誘導ガイドを提供する。さらに、該鋼板誘導ガイドを備えた熱間矯正機、および該熱間矯正機を備えた熱間圧延鋼板製造ラインを提供する。

１．鋼板誘導ガイド
以下に、図面を参照しつつ、本発明の鋼板誘導ガイドについて具体的に説明する。

図１は、本発明の鋼板誘導ガイドを備える熱間圧延鋼板製造ラインの一部を概略的に示す図である。図１中の矢印は、鋼板の搬送方向である。図２は、本発明の鋼板誘導ガイドを概略的に示す３面図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。図２（ａ）において、紙面左右方向を鋼板誘導ガイドの縦方向、紙面上下方向を鋼板誘導ガイドの横方向という。

図１に示すように、本発明の鋼板誘導ガイド１０（以下、単に「鋼板誘導ガイド１０」という。）は、熱間圧延鋼板製造ライン１に備えられる熱間矯正機２の鋼板入り側に設置される。鋼板誘導ガイド１０が熱間矯正機２の鋼板入り側に備えられることによって、反りを有する状態で熱間圧延鋼板製造ライン１上を搬送されてきた鋼板３は、図１（ａ）に示すように、熱間矯正機２に導入される前に鋼板誘導ガイド１０に衝突する。鋼板３は、鋼板誘導ガイド１０に衝突後、鋼板誘導ガイド１０によって押さえられながら搬送されることによって、図１（ｂ）に示すようにある程度反りが除去された状態で熱間矯正機２へと誘導される。

このように、鋼板誘導ガイド１０を用いることによって、反りを有する鋼板でも一旦停止および搬送方向の逆方向への引抜きを行わず、安定的に熱間矯正機２へと導入することができる。

鋼板誘導ガイド１０は、その角度を調節できるものであることが好ましい。角度の調整方法としては、鋼板誘導ガイド１０を取り付ける装置（不図示）により調節することが考えられる。具体的な角度の調整範囲としては、側面視において、鋼板誘導ガイド１０と鋼板搬送方向（通常は水平方向）のなす角が１０〜３０°の範囲であればよい。この角度が１０°未満であれば、反りの大きな鋼板に対応することが困難であり、３０°を超える大きさであれば鋼板を熱間矯正機２に誘導することが困難になるだけでなく、鋼板誘導ガイド１０の上方の空間を有効に活用することができなくなる。

次に、鋼板誘導ガイド１０の具体的な構成について、図２を用いて説明する。

鋼板誘導ガイド１０は、図２に示すように、板状体１１と板状体１１の裏面に設置される裏打ち材（Ｈ形鋼）１２、１２、…とを備えている。Ｈ形鋼１２、１２、…は、熱間圧延鋼板製造ライン１の幅方向に略平行な方向に配置されたＨ形鋼１２ｅ、１２ｆ、および１２ｇ、並びに、熱間圧延鋼板製造ライン１の長手方向に略平行な方向に配置されたＨ形鋼１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、および１２ｄで構成されている。かかる形態とすることによって、鋼板誘導ガイド１０に縦方向および横方向の剛性を持たせることができ、上方向の反り（上反り）、下方向の反り（下反り）、幅方向の反り（上面視において凹状や凸状）などの様々な種類の反りを有する鋼板の衝突に耐えることができるようになる。

また、Ｈ形鋼１２、１２、…が備えられることによって、鋼板誘導ガイド１０に剛性を持たせつつ、鋼板誘導ガイド１０自体の総質量を軽減させることができる。鋼板誘導ガイド１０を熱間圧延鋼板製造ライン１上に吊るした状態で設置するためは、鋼板誘導ガイド１０の総質量はなるべく小さいことが望ましい。

本発明に用いることができる板状体は、熱間圧延鋼板製造ライン上を搬送されてくる鋼板の衝突による衝撃に耐えうる板状の部材であれば、特に限定されない。この板状体の具体例としては、ＳＳ４００といった一般的な材質の鋼板を挙げることができる。また、この板状体の大きさについては、設置される熱間圧延鋼板製造ラインに基本的に依存するが、横幅は熱間圧延鋼板製造ラインの横幅と同じ程度、縦幅は１５００〜２５００ｍｍ程度あればよい。さらに、この板状体の厚さは、強度の観点からは２５ｍｍ以上であることが好ましく、質量の観点からは４０ｍｍ以下であることが好ましい。

一方、本発明に用いることができる裏打ち材としては、上述したように、Ｈ形鋼を用いることが好ましく、その材質は特に限定されない。ただし、裏打ち材としてＨ形鋼を用いる場合、縦方向に３以上、横方向にも３以上用いることが好ましい。かかる形態とすることによって、鋼板誘導ガイドの縦方向および横方向の剛性を確保することがきる。さらに、裏打ち材と板状体とはボルトによって接続することが好ましい。溶接により接合することも可能であるが、板状体には鋼板が衝突するため、頻繁にメインテナンスを行う必要があり、溶接による接合であると板状体のメインテナンスが困難になる。

２．熱間矯正機
本発明の熱間矯正機には、鋼板入り側に上記本発明の鋼板誘導ガイドが備えられる。かかる形態とすることによって、上述したように、反りを有する鋼板でも一旦停止および搬送方向の逆方向への引抜きを行わず、安定的に熱間矯正機へ導入することができる。したがって、本発明の熱間矯正機によれば、熱間矯正機に鋼板を導入する前にその鋼板の反りを除去するために要していた時間を短縮することができ、鋼板の製造能率の向上を図ることができる。

３．熱間圧延鋼板製造ライン
図３を参照しつつ、本発明の熱間圧延鋼板製造ラインについて具体的に説明する。

図３に示すように、本発明の熱間圧延鋼板製造ライン３０は、熱間圧延機３１、鋼板入り側に鋼板誘導ガイド１０を備えた第一熱間矯正機３２、冷却装置３３、および、鋼板入り側に鋼板誘導ガイド１０を備えた第二熱間矯正機３４が、この順で配列されている。

熱間圧延鋼板製造ライン３０では、図３（ａ）に示すように、熱間圧延機３１による圧延工程を経た鋼板３５が、反り有した状態で搬送され、第一熱間矯正機３２前の鋼板誘導ガイド１０に衝突する。そして、鋼板誘導ガイド１０に衝突した鋼板３５は、そこである程度反りが除去されて、図３（ｂ）に示すように、第一熱間矯正機３２へと導入される。さらに、鋼板３５は、冷却装置３３による冷却工程を経て、図３（ｃ）に示すように、反りを有した状態で、第二熱間矯正機３４前の鋼板誘導ガイド１０に衝突する。そして、鋼板誘導ガイド１０に衝突した鋼板３５は、そこである程度反りが除去されて、図３（ｄ）に示すように、第二熱間矯正機３４へと導入される。

このように、本発明の熱間圧延鋼板製造ラインでは、熱間圧延機および冷却装置を経て反りを有した状態で熱間矯正機前まで搬送されてきた鋼板であっても、その鋼板の一旦停止および搬送方向の逆方向への引抜きを行わず、安定的に熱間矯正機へ導入することができるため、鋼板の反りを除去するために要していた時間を短縮することができ、鋼板の製造能率の向上を図ることができる。

なお、以上では、第一熱間矯正機および第二熱間矯正機の両方に鋼板誘導ガイドを備えた熱間圧延鋼板製造ラインについて説明したが、鋼板の反りが大きくなければ、いずれか一方の熱間矯正機の鋼板入り側に鋼板誘導ガイドが備えられていてもよい。

熱間圧延鋼板製造ラインにおいて、冷却装置の後に、ローラレベラーを備える熱間矯正機を設置し、該熱間矯正機の鋼板入り側に本発明の鋼板誘導ガイドを設置して、鋼板の反り矯正を行うと共に平坦度を矯正した。冷却工程を経た鋼板は反りを有していたが、いずれの鋼板についても鋼板誘導ガイドによりローラレベラーへと導入され、ローラレベラーで平坦度が矯正されることにより平坦度の高い鋼板が得られた。なお、鋼板誘導ガイドを設置するに当たり、その設置角度を水平方向に対して、１０°、２０°、３０°と変化させ、鋼板の矯正を行ったが、いずれの角度においても鋼板が鋼板誘導ガイドによりローラレベラーに導入され、平坦度の高い鋼板が得られた。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う鋼板誘導ガイド、該鋼板誘導ガイドを備えた熱間矯正機、および該熱間矯正機を備えた熱間圧延鋼板製造ラインもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明の鋼板誘導ガイドを備える熱間圧延鋼板製造ラインの一部を概略的に示す図である。 本発明の鋼板誘導ガイドを概略的に示す３面図である。 本発明の熱間圧延鋼板製造ラインを概略的に示す図である。 鋼板入り側にノックダウンロールを備える従来の熱間圧延鋼板製造ラインの一部を概略的に示す図である。

符号の説明

１ 熱間圧延鋼板製造ライン
２ 熱間矯正機
３ 鋼板
１０ 鋼板誘導ガイド
１１ 板状体
１２ 裏打ち材（Ｈ形鋼）
３０ 熱間圧延鋼板製造ライン
３１ 熱間圧延機
３２ 第一熱間矯正機
３３ 冷却装置
３４ 第二熱間矯正機
４０ ノックダウンロール
４１ 熱間圧延鋼板製造ライン
４２ 熱間矯正機
４３ 鋼板

Claims (3)

1. 熱間圧延鋼板製造ラインに備えられる熱間矯正機の鋼板入り側に設置され、鋼板を前記熱間矯正機に導入するために用いる鋼板誘導ガイドであって、
   前記熱間圧延鋼板製造ライン上に吊るした状態で設置されており、
   板状体と該板状体の裏面に設置される裏打ち材とを備え、
   前記裏打ち材が、前記熱間圧延鋼板製造ラインの幅方向に略平行な方向に配置されたＨ形鋼、および前記熱間圧延鋼板製造ラインの長手方向に略平行な方向に配置されたＨ形鋼であることを特徴とする、鋼板誘導ガイド。
2. 鋼板入り側に請求項１に記載の鋼板誘導ガイドを備えた、熱間矯正機。
3. 熱間圧延機、第一熱間矯正機、冷却装置、および、第二熱間矯正機が、この順に配列され、前記第一熱間矯正機および／または前記第二熱間矯正機が請求項２に記載の熱間矯正機であることを特徴とする、熱間圧延鋼板製造ライン。

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