JP5639244B2 - 圧延製品の製造方法および製造プラント - Google Patents

Description

本発明は帯状板またはプレートなどの圧延製品の製造方法とその製造プラントに関する。

薄型スラブまたは“薄型鋳造スラブ”を製造する連続鋳造機を有するラインが配置された圧延プラントが知られている。

そのようなプラントは、実質的に連続的な圧延プロセス、すなわち“エンドレス”用として計画され、構成され、そこでは、連続鋳造機の出口の直後に設置され、直接連結されている圧延トレインで鋳造製品が圧延される。

前記圧延トレインが直接的に前記エンドレスプロセスの前記連続鋳造機の出口に設置されていることで、温度を下げず、さらに、再結晶がまだ完全に行われていないため、前記鋳造製品の熱と、最初の２〜３個の圧延スタンドにおける低圧力を充分に活用することができ、圧延工程におけるエネルギーの保存をすることができる。

前記エンドレスタイプの圧延プロセスは極薄型帯状板（例えば０．７〜０．９ｍｍ）の製造の可能性を確保し、そのシーケンスは１．５〜３．０ｍｍの厚みの製造から始められ、徐々に０．７〜０．９ｍｍに低下する。

残念ながら、特許ＥＰ１８６８７４８の実施例や、図１に示されているような配置の計画は、以下に示す理由から、とても柔軟性がない。

様々な鋼材の品質（例えば包晶鋼、高炭素含有鋼、シリコン鋼、ＡＰＩ鋼）の製造は、冶金や品質の要求のため、連続鋳造の最大速度を低下させることを余議なくされ、仕上げトレインの最終スタンドにおいて少なくとも８５０℃の温度が得られるために必要な最小の値まで流速が下がり、これにより、前記トレインに置かれた熱の誘導にもかかわらず、０．７〜４．０ｍｍという幅広い厚みの範囲のエンドレス圧延が実行不可能になる。

さらに、前記圧延トレインは前記エンドレスプロセスの前記連続鋳造機の出口に直接的に設置されるため、堅く接続された２つの圧延と鋳造のプロセスの間に緩衝となる媒介物を有することはできない。それゆえに、例えばプログラム化された圧延ロールの交換や、事故や、突然の障害または小規模の故障による圧延ミルおよび／または帯状板巻き上げ機のそれぞれの最低限の停止は、制御をするために、連続的な鋳造プロセスと製鉄所の上流の停止が必要となり、生産に損失をともなう。

前記エンドレスプロセスのこの特性は、緩衝を持たない結果、後述のとおりとなる。

鋳造圧延プラント、および製鉄所の上流での使用因子が５〜６％減る。

連続鋳造機の出口におけるタンディッシュに存在する鋼材くずによるマテリアル損失のため、プラントの生産量（最終製品の重さと、生産用のタンディッシュ中の液体の鋼材の重さの割合）が１．２〜１．３％減る。

さらに、前記エンドレスプロセスは、プラントの生産性を増加させるための第２鋳造ラインの挿入の余地がない。

最後に、前記エンドレスプロセスは前記製品の変化（スラブの幅や厚み）においてほとんど柔軟性がない。

一方、準連続タイプの薄型スラブ鋳造機を使ったレイアウトソリューションは、事故またはプログラム化されたロールの変更などによる鋳造プロセスの妨害を克服するために必要なときに、前記スラブの集積や格納としての役割も果たす加熱および／またはメンテナンスを行うトンネル炉によって、鋳造機と圧延ミルがラインに接続され、この方法により、材料およびエネルギーのロスを避け、鋳造の妨害を避ける。

前記スラブの長さが望ましい重さのコイルを形成するのに必要とされる素材に正確に対応する準連続プロセスの場合、そのプロセスは“コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）”と呼ばれる。

その長さが望ましい重さのコイルを形成するために必要とされる多様な長さに対応する場合、いわゆる極スラブにおいて、その方法は“準エンドレス”と呼ばれる。

私たちは、３つのプロセスの特徴を明らかにするための要約を考えられる限り述べる。

エンドレス：そのプロセスは、鋳造と圧延ミルの間の連続的な方法を引き起こす。前記鋳造スラブは圧延トレインに直接的かつ連続的に供給される。前記コイルは連続的な圧延において製造される。個々のコイルは巻き取りリールの前の素早いせん断によるカットの方法により形成される。前記圧延トレインには入り口がない。

準エンドレス：そのプロセスは、鋳造と圧延ミルの間の不連続な方法を引き起こす。標準スラブ“ｎ”（２〜５）個分に相当する極スラブは振り子せん断によるカットにより鋳造からの出口において形成される。“Ｎ”個の圧延コイルは関連する極スラブから同時に製造される。個々のコイルは巻き取りリールの前に素早いせん断によるカットの方法により形成される。製造される“ｎ”個のコイルの配列毎に、圧延トレインには入口がある。

“コイル−トゥ−コイル（Ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）”：そのプロセスは鋳造と圧延ミルの間の不連続な方法を引き起こす。個々のスラブは、鋳造からの出口において、振り子せん断のカットにより形成される。一度に一つのコイルが、関連する初期のスラブからの圧延において製造される。製造されるコイル毎に、圧延トレインには入口がある。

現在は、技術が様々な解決策を提供しており、主に、参考文献や特許の論文は圧延製品のための様々なタイプのプラントやプロセスを提供しており、それぞれは、上記したモード、すなわち、エンドレス、準エンドレスまたはコイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）の一つにより特徴づけられており、それらは一般的にプラントあたり個々にまたはせいぜい２つのみが作動する。

存在する解決策は賛否両論であるが、市場競争力を提供するための柔軟性と多様性を有するプラントの大いなるニーズを満足させることはできていない。

特に、現在のところ、存在するプロセスは、図５に示す比較表にも要約している後述の特徴を有する。

エンドレス：０．７〜０．９ｍｍの極薄の厚みを製造するために最適であり、スタンドにおいてバーの上部が入らないようにする。それゆえに、ロール上の摩耗が低減され、閉塞のリスクも下がり、安定した圧延を可能にする一方、いくつかのタイプの鋼材は製造できず、プラントの使用因子が低く、収率が低く、製品を増やすための第２ラインの挿入の可能性がない。

コイル−トゥ−コイル（Ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）：コイル−トゥ−コイル（Ｃｏｉｌ−ｔｏ−Ｃｏｉｌ）は、薄型スラブ機による鋳造鋼の全ての範囲の製造を可能にし、プラントの高い使用因子と高い収率を有する。一方、コイル−トゥ−コイル（Ｃｏｉｌ−ｔｏ−Ｃｏｉｌ）は、帯状板が最後の圧延スタンドに入るのが困難であるため、１．０ｍｍ以下の薄さを製造することができない、帯状板が薄いためであり、このため矛盾がある。

準エンドレス：準エンドレスは０．９ｍｍ以下の薄い厚みの製造に最適であり、それは、薄型スラブ機による鋳造鋼の全ての範囲の製造を可能にし、プラントの高い使用因子と高い収率を可能にする。一方、それは極薄型帯状板（０．７−０．９ｍｍ）の製品において、前記プロセスは必然的にスラブの最初と最終コイルで厚みの増加を伴った製造をもたらすという点で、生産性が低く、（１／４または１／５）減り、圧延トレインのスタンドへのバーの入り込みの問題を取り除いておらず、最終的に、それは、巻き取りリールへの帯状板の入り込みの問題を大きくする、すなわち、帯状板の前進の速度がエンドレスモードに比べてとても高いということである。

特に、出願人により、たとえば高性能の晶析装置と動的軽圧下の洗練された技術などとともに、鋳造速度を増加させ、幅広い厚み、たとえば３０〜１４０ｍｍにおいて実質的に鋳造速度を一定に保つ鋳造技術の進歩は、プラントの柔軟性を大幅に増加させ、高い生産性とともに高い最終品質と厚みを極めて低下させることができる仮定の新しいプラントとプロセス解決策とを可能にしつつある。

“エンドレス”圧延プロセスにおいては、同じ鋳造速度が与えられる場合、初期の鋳造の厚みは、プラントの生産性と、使用される圧延スタンド全体の数と、連続鋳造の出口から最終仕上げスタンドの出口までの温度プロファイルを決定づけることが知られている。

例えば鋳造製品の最初の厚み、圧延製造物の最終厚みおよび、必要とされる生産性に関連して、決定された初期パラメーターから始められ、それゆえに、本発明の目的は、圧延プロファイルおよび、これに関連した薄型スラブの技術により、鋳造鋼の全ての品質の製造を可能とするプラントの配置を提供するとともに、小規模のメンテナンス、ロールの交換および／または事故のための圧延プラントの停止時間を、長い中断をしないで管理することが可能な液体の鋼材の上流の有効なシーケンスを提供することである。

本出願人は、後により詳細に記載するこれらのおよび他の目的と有利な効果を得るための本発明を、発明し、開発し、試験した。

発明の思想は独立請求項に記載されており、従属クレームは本発明の思想の改良型を記載している。

本発明によるプロセスはエンドレスプロセス（超薄製品の製造と圧延工程のエネルギーの節約の可能性）の全ての優位点を十分に生かし、全ての優位性を保ち、さらに制限が取り除かれており、「エンドレスユニバーサルプロセス」と定義される。本発明における方法は、
薄型スラブ技術による鋳造鋼の全ての品質の製造を可能にし、全ての市場を有効にカバーし、
故障やロールの交換による圧延ミルの動作不能時間を吸収するための鋳造機と圧延ミルの間の緩衝を有し、鋳造を止める必要がなく、生産を損失することなく、製鉄の上流において不利益がなく、
第２鋳造ラインを挿入することにより、生産性を２倍にすることを可能とする。

特に、本発明によるプロセスは、薄型スラブ技術により３０〜１４０ｍｍの間の厚みを有する全ての品質の鋳造鋼用であり、最終の厚みが０．７〜２０ｍｍ帯状板やシートの製造を提供し、独自に後述の３つの操作モードを同じプラントに組み込むことができる。ａ）エンドレス，最終の帯状板の厚みが０．７〜４．０ｍｍ向け、前記性質の鋼材向け。ｂ）準エンドレス，最終の帯状板が０．７〜２．０ｍｍ向け、前記性質の鋼材向け。ｃ）コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ），最終の帯状板が１．０〜２０ｍｍの向け、前記性質の鋼材向け。

前記方法はそれぞれの場合において最も便利な方法を使用するように、他のモードから１つのモードを自動的に通過させることの可能性を提供する。

最も適した操作モードの選択は、特定の圧延キャンペーン（２つの圧延ロールの交換の区間）について、全体の調和を考慮して、最小の生産コスト、すなわち、変換コストに最終製品の収率／品質がより小さいもののコストを加えたものの視点で、提示される。

さらに特に、上記の３つの操作モードのうちの１つの操作の選択が、
製造される鋼材の品質に関連して、
製造方法の最適化をして、帯状板の最終厚みのさまざまな等級を得ること、
速度、圧延温度および関連するエネルギー消費を最適化すること、
および、鋳造の流れを中断しないように有効な液体の鋼材の有効な生産のための鋳造速度に適応させることを目的として行われる。

本発明によれば、それぞれの場合において製造コストの最小化のために、およびエネルギーの節約と収率とプラントの使用因子の最適化のために、最も適している操作モードを選択することが可能である。

エンドレスモードは高速で鋳造される全ての品質の鋼材に有利に使用され、一般的には５．５ｍ／分以上たとえば６または７ｍ／分である。

そのような鋼材を以下に示す。
ＩＦ（極低炭素鋼板）；
ＵＬＣ（極低炭素鋼）；
Ｌｏｗ Ｃａｒｂｏｎ；
Ｌｏｗ Ｃａｒｂｏｎ ＨＳＬＡ，ＡＰＩ Ｘ ５０−８０を含む；
Ｍｅｄｉｕｍ Ｃａｒｂｏｎ（構造上の）
Ｍｅｄｉｕｍ Ｃａｒｂｏｎ ＨＳＬＡ（プレート、パイプ、造船、圧力容器）
Ｈｉｇｈ Ｃａｒｂｏｎ
耐候性（Ｃｏｒｔｅｎ）
二相（ダブルフェイズ）
３０〜１４０ｍｍの厚みの薄型スラブ技術によるスチールキャスタブルの全体の約７０％を占める。

準エンドレスまたはコイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）は５．５ｍ／分以下、例えば４ｍ／分またはそれ以下でのスピードで鋳造されるそれらの品質の鋼材を製造するために使用されている。

そのような鋼材を以下に示す。
包晶のグレード（０．０８＜Ｃ％＜０．１５）；
ＡＰＩＸ７０−８０；
シリコンスチール；
高炭素（Ｃ％＞０．４５％）
３０〜１４０ｍｍの厚みの薄型スラブ技術によるスチールキャスタブルの全体の約３０％を占める。

上記を得るために、以下に示されるシーケンスのように処理される本発明によるプラントは、実質的に５つの主要素を備える。
連続鋳造機；
前記連続鋳造機と圧延ミルを接続し、必要に応じて加熱、メンテナンス、均等化を行うトンネル炉；
１〜４個の圧延スタンドを備える荒削りトレイン；
選択的に活性化される要素を有し、前記ラインから取り外される急加熱ユニット；
３〜７個のスタンドを備える仕上げトレイン。

一実施形態として、前記急加熱ユニットは１または複数のインダクタを備える。

一実施形態として、前記鋳造機は、自動的に、鋳造速度と鋳造される物質のタイプに関係して、液体コアをもつスラブの圧縮位置を動かすための動的軽圧下を備える。

本発明によれば、鋳造品の厚みの範囲と得られる個々の生産性は、後述のプラントのレイアウトの内部の方法群を特定する。

３０〜７０ｍｍの鋳造スラブであって、生産性は６００，００００〜２，０００，０００トン／年；
６０〜１００ｍｍの鋳造スラブであって、生産性は１，０００，０００〜２，８００，０００トン／年；
８０〜１４０ｍｍのキャストスラブであって、生産性は１，５００，０００〜３，５００，０００トン／年。

本発明の特徴によれば、前記連続鋳造機と前記荒削りトレインの間に置かれる必要に応じて前記加熱とメンテナンスを行うトンネル炉は、準エンドレス圧延を行うために、２〜５個のコイルの重量に相当する薄型スラブの量を含むような長さを有している。

特に、低鋳造速度のためにエンドレスモードで製造できないスチールの品質を製造する必要があるときに、前記必要に応じて加熱と保持を行うトンネル炉のこれらのサイズのおかげで、本発明によるプラントは簡単にエンドレス機能から準エンドレスまたはコイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）機能に切り替えることができる。

それゆえに、前記鋳造鋼の品質のため、エンドレスプロセスが実行不可能な程度に鋳造速度を低下されることを余議なくされる場合に、前記トンネル炉は前記鋳造機が圧延ミルから離れることを可能とする。

さらに、５個以上のコイルに適応するための前記トンネル炉の能力は、圧延プロセスにおいて停止した場合の蓄積あるいは格納を、鋳造における特定の反動なしに、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）モードで管理されることを保証し、一定時間機能し続ける。この方法では、前記連続鋳造機に供給する製鉄所の生産性が最適化される。

本発明の一つの解決法によれば、前記必要に応じて加熱とメンテナンスを行うトンネル炉は加熱段階が最初の５０〜６０ｍで行われるように構成され、一方、残った部分では、到達した温度が単に保持される。特に、製造される鋼材の品質が、低い鋳造速度を要求するときに、加熱段階が提供される。

本発明の他の解決策によれば、前記必要に応じて加熱とメンテナンスを行うトンネル炉は単に温度を保持するために構成される。特に、保持のみの段階は毎回作動され、鋳造速度は十分高い。

本発明によれば、前記トンネル炉から抜け出るスラブの温度は、１０５０〜１１８０℃程度であり、それゆえに、実質的にそれは、前記荒削りトレインにおける最初の圧延工程に送られるスラブにおける温度である。

本発明の一実施形態としては、特に準エンドレスとエンドレスモードの間に使用される前記必要に応じて加熱とメンテナンスを行うトンネル炉の内側において、横方向に、平面のセンタリングとガイドのためのシステムが提供される。

私たちが前述したように、前記トンネル炉の長さはプログラミングされたロールの交換の間および／または閉塞または小規模の事故による圧延ミルの予期しない停止の間、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）モードで得られる緩衝時間も決定する。

緩衝時間の持続は鋳造速度の低下、例えば半減により、増加する。有利なことに、トンネル炉の緩衝の能力は、圧延ロールの交換の間や小規模の事故の間の鋳造プロセスを妨害せず、それゆえに、製造を中止しない。

前記緩衝時間はプラントの使用因子を増加させ、鋳造プロセスを比較的長い間、圧延プロセスから離すことを許す。

さらに、緩衝時間により、鋳造の再スタートの回数が除かれ、または少なくとも減るため、その結果、鋳造の開始と終了におけるむだを節約し、また、前記圧延トレインの最初の段階においてタンディッシュに入れられた鋼材やひしゃくに残っている回収できない鋼材を廃棄することを避けることができるため、プラントの収率を向上させる。

本発明の一実施形態においては、スラブの断片が、前記ラインの停止の持続の間、前記必要に応じて加熱とメンテナンスを行うトンネル炉の内側に残っているとき、または、前記ラインの閉塞の継続中に、前記スラブ表面の接触による形跡やへこみを防ぐために、前記トンネル炉のロールは前記スラブを連続的に数メートル後方と前方に動かし、その結果、前記トンネル炉のロールにダメージを与えず、製品の最終品質に優位性を与える。

本発明のその他の実施形態としては、前記トンネル炉の末端部分に、第２鋳造ラインに接続するために、移動可能な部分が挿入されており、第２鋳造ラインと第１鋳造ラインは平行である。この場合において、エンドレスモードは鋳造と圧延機械が整列されている第１ラインによってのみ機能されるのに対し、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）モードと準エンドレスモードは両方のラインを機能的に作動させることができる。

本発明の他の改良形態としては、エンドレス圧延の最適管理に到達するための前記トンネルは前記鋳造と前記荒削りトレインの前記第１圧延スタンドの間でのけん引を制御するためのシステムも提供する。

本発明のその他の実施形態としては、たとえばモジュラーエレメントを有するインダクタなどの前記急加熱ユニットは、前記圧延ラインからいくつかのエレメントを自動的または手動的に、完全にまたは部分的に動かすことができる。

前記ラインから取り外された前記インダクタのエレメントは温度メンテナンストンネル（たとえば、反射パネルを備えた不活性の隔離フード）と取り換えられる。

内側のインダクタは前記仕上げトレインに提供されない。

本発明によれば、エンドレスまたは準エンドレスモードにおいて、鋳造スラブが、少なくとも８３０〜８５０℃の温度で前記仕上げトレインの前記最終圧延スタンドに到着するように、前記急加熱ユニットはその加熱とサイズのパラメーターによって構成される。

本発明の一構成によれば、前記インダクタユニットによって運ばれる火力は、計算プログラムが圧延ミルに沿って検出した温度を考慮に入れた制御ユニットによって自動的に制御される。

この方法によって、加熱は最適化され、圧延が最初のコイルからすぐに均一な温度を得る。

本発明によれば、前記圧延ラインの内側の例えばインダクタなどの急加熱ユニットの位置は、特定の急加熱ユニットの加熱能力の最大値を考慮に入れて、製品を加熱するエネルギーの使用を最適化するように決定される。

それゆえに、本発明は、厚みの範囲および帯状板の前進の速度によって、前記圧延トレインの内側の急加熱ユニットの最適な位置を特定する。

本発明の好ましい解決法は、２０〜８０ｍ／分の帯状板の前進速度に対応して、前記急加熱ユニットが５〜２５ｍｍの間の製品厚みの範囲で動くように構成される。

このため、最適な範囲内で動かされる前記急加熱ユニットのよりよい管理ができ、適切に位置決めされ、サイズ決めされた、単に１つの内側の急加熱ユニットがあるラインの単純化が使用される。

本発明は前記圧延トレインの内側にある前記急加熱ユニットの最適な位置を決定する方法を提供する。

工程ａ）
最大の可能な鋳造速度とスラブの厚みは、生産される鋼材の品質に応じて、鋳造とプラント全体の時間あたりの生産性にしたがって選択される。この方法ではいわゆる流量＝厚み×速度が定義される。

工程ｂ）
前記圧延トレインの全体のスタンドの最小の数（Ｎｔｏｔ）は、得られる帯状板の最終厚みと、鋳造からの出口のスラブの厚みとにより決定される。

工程ｃ）
前記仕上げトレインが有するスタンドの最大の数（Ｎｆ＿ｍａｘ）は工程ａ）において定義された流量によって決定される。それゆえに、この相違によって、前記荒削りトレインが有するスタンドの最小の数（Ｎｆ＿ｍｉｎ）もＮｓ＿ｍｉｎ＝Ｎｔｏｔ−Ｎｆ＿ｍａｘと定義される。

工程ｄ）
この点において、スタンドの合計数と仕上げトレインが有するスタンドの最大の数がわかる。

後の手順において、同じ全体の数における、前記荒削りスタンドと前記仕上げスタンドの最適な区分け、そして、これにより、前記急加熱ユニットの位置の最適ポイントが決定される。

たとえば、仮に定義されたスタンドの全体の数が７であれば、われわれは、前記荒削りトレインと前記仕上げトレインについて、後述の区分けを考える：１＋６、２＋５または３＋４。

最適な区分けを決めるために、われわれは、前記必要に応じて加熱とメンテナンスを行うトンネル炉の出口から、前記仕上げトレインの出口までの温度変化のプロファイルを考慮する。

工程ｅ）
最後に、望ましい帯状板の最終厚みと工程ａ）で決定される鋳造速度にしたがって、圧延プロセスにおいて使用されるモードが、上記したコイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）、エンドレス、準エンドレスの３つのモードから選択される。

もし、ダイアグラムにおける入力データが３つのエリアと重なったら、最も適切なモードを選択するための基準は得られる最大の操作条件を達成するために必要な最短の時間を考慮する。

本発明の可能な改良としては、前記荒削りトレインとして定義されるスタンドの一つが、前記鋳造機の下流であり、なおかつ、前記トンネル炉の上流に配置される。

他の可能な改良としては、トンネルを短くするために、前記トンネル炉の最初または最後の部分がインダクタに置き換えられる。

他の改良としては、前記トレインの圧延ロールがエアミストシステム、すなわち噴霧された水を含む空気によって冷却される。

この場合、前記圧延ロールの温度を制御するためのシステムは、様々な操作モードの冷却システムを適応するために使用される。

本発明のこれらと他の特徴は、作動のいくつかの特定のフォームを参照しながら、詳細に記載し、添付の図面の助けによる実施例に限定されない。：
図１は、技術水準のエンドレスプロセスのレイアウトを示す。 図２は、本発明による方法を実施するレイアウトの３つの異なる実施形態を示す。 図３は、本発明による方法を実施するレイアウトの３つの異なる実施形態を示す。 図４は、本発明による方法を実施するレイアウトの３つの異なる実施形態を示す。 図５は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。 図６は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。 図７は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。 図８は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。 図９は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。 図１０は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。 図１１は、圧延ラインのパラメーター間の関数の関係を示すとともに、ラインのレイアウトを計画するための方法に使用されるダイアグラムと表である。

図２〜４を参照すると、３つの可能なレイアウトが、本発明の原理を実行する平板製品用の鋳造／圧延ライン１０を示している。

特に、図２のレイアウトは３０〜７０ｍｍの鋳造スラブの厚み、および６００，０００〜２，０００，０００トン／年の生産性の範囲にのみ有利に適用されるわけではない。

図３のレイアウトは、６０〜１００ｍｍの鋳造スラブの厚み、および１，０００，０００〜２，８００，０００トン／年の生産性の範囲にのみ有利に適用されるわけではない。

図４のレイアウトは、８０〜１４０ｍｍの鋳造平板の厚み、および１，５００，０００〜３，５００，０００トン／年の生産性の範囲にのみ有利に適用されるわけではない。

概して、前記ライン１０は、
インゴット鋳型１２を有する;鋳造機１１の構成と、
水を用いた第１スケール除去機１３と、
振り子せん断１４と、
側面に沿って動く最後から２番目のモジュール１１５ａと、
酸素アセチレンカット装置１６と、
水を用いた第２スケール除去機１１３と、
垂直または縁のトリマースタンド１７（任意の）と、
水を用いた第３スケール除去機２１３と、
２つの荒削り圧延スタンド１８ａ、１８ｂと、
前記仕上げトレインのスタンドの入り口と出口を容易にするために、バーの上端と下端を刈り込むためのものであり、緊急時のせん断としても用いられる刈り込みせん断１９と、
インダクタを用いた急加熱装置２０と、
水を用いた第４スケール除去機３１３と、
５つのスタンド２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄおよび２１ｅを備える仕上げ圧延トレインと、
層流の冷却シャワー２２と、
エンドレスまたは準エンドレス圧延に用いられ、巻き取りリールにつかまれている帯状板を、望ましい重さのコイルに分割するために、帯状板をサイズにせん断する高速フライングせん断２３と、
第１巻き取りリール２４ａと第２巻き取りリール２４ｂの２つの巻き取りリールと、を有する。

前記インゴット鋳型１２は３０〜１００または１１０ｍｍの厚みの凹面タイプまたは、１１０〜１４０ｍｍの厚みの平らで平行に向かい合って面するタイプである。

それらが前記第１スケール除去機１３によってスケール除去された直後、鋳造の下流には、スラブを長さ（コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）や準エンドレスモード）に切るための前記振り子せん断１４がある。

特に、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）の機能のモードにおいて、前記振り子せん断１４は、望ましい重さ、例えば２５トンのコイルを得るための長さのスラブの断片に切断する。

一方、準エンドレスの機能のモードにおいて、前記振り子せん断１４は、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）モードの２〜５倍の長さのスラブの断片に切断する。

準エンドレスの機能のモードにおいて、通常の作業条件では、前記振り子せん断１４は鋳造から到着したスラブを切断しない。

準エンドレスまたはコイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）の機能のモードにおいて、スラブの断片は、温度の回復またはメンテナンスを行う前記トンネル炉１５の内側に導入される。

前記トンネル炉１５の前記最後から２番目のモジュール１１５ａは、前記第１鋳造ラインに平行な、第２鋳造ラインに使えるシャトルの機能を有する側面に沿って移動可能なタイプの場合であり、それらは同じ圧延トレインを共有する。たとえば、閉塞、ロールの取り換えやメンテナンスなどの場合において、前記モジュール１１５ａは、前記ラインの外側の位置におけるスラブの複数の断片に一時的に適応するために、提供される。

一方、前記トンネル炉１５の前記最終モジュール１１５ｂは上記と同じ理由で、中断している状態において、パーキングの機能を有する。

前記第２スケール除去機１１３の下流であり、前記荒削りトレイン１８ａ、１８ｂの上流である前記トンネル炉１５からの出口には、前記インゴット鋳型の方法で幅が変化する間に生じたスラブの円錐の長さを横方向に線形化する機能を有する縁トリマースタンド１７がある。

前記縁トリマー操作は最終製品の縁の品質を向上させ、収率を増加させる。

図１の前記ライン１０において、前記圧延トレインは、１８ａと１８ｂに示される２つの荒削りスタンドと、２１ａ、２１ｂ、２１ｃと２１ｅに示される５つの仕上げスタンドとを備える。

最も適切な圧延の値になるように、その開始厚みと、最終厚みと、製品に関係する様々なパラメーターとにしたがって、前記荒削りスタンドと前記仕上げスタンドの間に、スラブに温度をもたらす機能を有する急加熱機、この場合はインダクタ炉２０が入る。

前記インダクタ２０は、特定の製品にとって、その機能が必要でないときは、前記ラインから取り外しも可能である。

前記インダクタ炉２０の下流には、前記荒削りスタンド２１ａ、２１ｂからの出口から前記インダクタ炉２０からの出口まで、スラブが高温の空気にさらされている間に形成されたスケールの表面を掃除するための前記第４スケール除去機３１３がある。

コイルやリールになる前に、帯状板を冷却するために、前記仕上げトレインの後に、前記シャワー２２が提供される。

前記シャワーからの出口にはフライングせん断２３があり、準エンドレスまたはエンドレスの機能のモードにおいて、前記圧延トレインと前記巻き取りリールの一つで帯状板が同時につかまれ、前記フライングせん断はコイルの最終の望ましい重さを得るための重さに帯状板を切る。

準エンドレスモードでのプラントの標準作業条件において、製品を長さに切断するために、少なくとも２つの工程が提供される。

第１切断は前記振り子せん断１４によって鋳造スラブになされる。
第２切断は前記リール２４ａと２４ｂの前の前記フライングせん断２３によって圧延された帯状板になされる。

生産性は減るが、エンドレスモードのように、準エンドレスモードは０．９ｍｍ程度の厚み、または、極薄の０．７ｍｍまでに圧延される。準エンドレスモードは全ての品質の鋼材のためにこれらの厚みを得て、必然的結果として、鋳造速度を５．５ｍ／分に下げる。

本発明によれば、前記トンネル炉１５から出たスラブの温度は１０５０〜１１８０℃の範囲に入る。

前記インダクタ炉２０は、前記仕上げトレインの前記最終スタンド２１ｅから出てくる帯状板の温度が少なくとも８３０〜８５０℃になることを保証するように調整される。

この目的のために、荒削りスタンドであろうと仕上げスタンドであろうと、前記ライン１０を制御するシステムは、鋳造製品の前記ライン１０に沿った、前記圧延スタンドの入り口と出口での温度プロファイルを処理するために、少なくとも鋳造される製品と最終の製品に関する主なパラメーター、例えば厚みや速度のインプットを受け取る。

本発明によれば、前記荒削りスタンドの低下割合は、前記インダクタ炉２０の入り口の厚みが５〜２５ｍｍになるように、２０〜８０ｍ／分の間のバーの前進の速度に対応するように、スラブの最初の厚みにかかわりなくセットされ、我々は３０〜１４０に変化させることができる。

厚みのこの範囲で、消費と熱効率の間の最も良い妥協点になるように、前記インダクタ炉２０の機能性が最適化される。

この結果から始まって、サイジングの様々な工程と前記ラインのデザインが結果として起きる。

決定された鋼材の品質のための可能な最大の鋳造速度（この場合は上限が９ｍ／分で下限が３ｍ／分）により、スラブの幅が１３５０ｍｍである図６のダイヤグラムは、鋳造が有する時間あたりの生産性から、スラブが有する厚みを決定する。

たとえば、もし、時間あたりの生産性が５００トン／時間ならば、９ｍ／分の達成可能な鋳造速度のためには９０ｍｍのスラブの厚みが使われ、７ｍ／分の達成可能な鋳造速度のために１１５ｍｍの厚みのスラブを要し、６ｍ／分の達成可能な鋳造速度のために１３０ｍｍを要し、だが、この生産性は３ｍ／分の鋳造速度が得られない。

得られる鋳造速度に対する厚みを決定することは、いわゆる流量の値を決定し、いわゆる流量の値は、鋳造速度と鋳造厚みの積により正確に得られる。

決定された鋳造製品の厚みにより、前記ライン１０のサイジングの次の工程が、使用する圧延スタンドの数を計算するための図６のダイアグラムの使用を提供し、前記数は、前記荒削りスタンドと前記仕上げスタンドの両方を備える数であり、得られる最終製品の厚みに関連する。

図７に見られるように、ｘ軸は、スラブの厚みと最終製品の厚みの間の合計の減少値を示し、１００％の低下と仮定すると（例えば、スラブの８０ｍｍの厚みから最終製品の０．８ｍｍの厚みまで）；スタンドの合計の数は７であり、すなわち、図２〜４に見られるライン１０のスタンドの数である。

スタンドの合計数が特定された後、次の工程は、前記インダクタ炉２０の上流の前記荒削りスタンドと、前記インダクタ炉２０の下流の前記仕上げスタンドの区分けの決定を提供する。

図６のダイアグラムから得られる流量の値により、図８のダイアグラムを使用することにより、前記荒削りスタンドの数との差により、使用する前記仕上げスタンドの数が決定される。

８０ｍｍのスラブの厚みの８ｍ／分の鋳造速度の例では、流量は６４０ｍｍｘｍ／分であり、図８のダイアグラムによれば、前記ライン１０の仕上げスタンドの最大の数を有する。

荒削りスタンドの最小の数は、この最大数による。

仕上げスタンドと荒削りスタンドの最適な区分けおよびインダクタ炉２０の位置を決定するために、トンネル炉１５からの出口から仕上げトレインの最終スタンド（この場合は２１ｅ）からの出口まで、温度の進行を示す図９のダイアグラムが使われる。

１＋６の組み合わせ（全部で７個のスタンドの場合、１個の荒削りスタンドと６個の仕上げスタンド）を参照すると、進行Ａは、少なくとも８５０℃の温度で、仕上げトレインの最終スタンドが、インダクタ炉２０により実行されるインダクタ加熱が製品を少なくとも１２００℃の温度に到着する方法を示している。

しかしながら、これは、前記インダクタ炉２０の技術的な加熱の可能性の域を越えており、それゆえ、この方向は除外される。

３＋４の組み合わせを参照すると、進行Ｂは、実行可能なようにみえるが、この場合、上流に３つの荒削りスタンドを有するインダクタ炉２０は、細く、素早い帯状板の管理をするべきであり、このことが供給口をとても臨界的にする。

それゆえに、最適な位置は２つの間の一つであり、これは、荒削りスタンドと仕上げスタンドの２＋５との構成の最適な区分けの決定を導く。

図１０のダイアグラムは異なる形態で図９と同じ概念を示す。

図１０のダイアグラムにおいて、示されたカーブが入口の温度と様々なブロックからの出口を示す点の集合となるように、トンネル炉１５からの出口から仕上げトレインの最終スタンドからの出口までの温度プロファイルが考慮されるが、単一のブロックは同じグループとして考慮する。

最後に、望ましい生産性を得るための前記ライン１０のパラメーターを決定した後、最初の厚み、スタンドの数、それぞれのスタンドに対するインダクタ炉２０の位置を定義した後、仕上げの部分から荒削り部分を分け、最後の工程は圧延プロセスが実行するようなエンドレス、準エンドレスまたはコイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）のモードを選択するために提供する。

得られる最終の帯状板の厚みと鋳造速度によって、図１１のダイアグラムは、プロセスを遂行するための可能な操作モードを特定することを可能にする方法を示す。

ダイアグラムは、７つの象限を備え、ｘ軸は、得られるストリップの最小の厚みの下限値を示し、ダッシュの垂直ラインは、エンドレスモードにおける圧延を実行することが可能な最低速度を示す。それぞれの象限は、得られるモードを示す。最も適した操作モードの選択は、製品コスト、すなわち、変換コストには、より劣る最終製品の収率／品質に由来するコストを最小にする目的において、特定の圧延キャンペーン（２つのロールの交換の区間）において製造される全体の混合を考慮してなされる。

今まで記載してきた例は、２つの荒削りスタンドと５つの仕上げスタンドを供給するレイアウトにより、図３に示されており、このレイアウトは、６０〜１００ｍｍの間のスラブの厚みの変化をともない、１，０００，０００〜２，８００，０００トン／年の間の生産性の範囲を得るのに適している。

他の可能な構成は図２と図４に示されている。

特に、図２は２つの荒削りスタンドと４つの仕上げスタンドを提供し、このレイアウトは、３５〜７０ｍｍに変化するスラブの厚みの変化をともない、６００，０００〜２，０００，０００トン／年の間の生産性の範囲を得るのに適している。

最後に、図４は３つの荒削りスタンド（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）と５つの仕上げスタンドを提供し、このレイアウトは８０〜１４０ｍｍに変化するスラブの厚みの変化をともない、１，５００，０００〜３，５００，０００トン／年の間の生産性の範囲を得るのに適している。

それゆえに、ユニバーサルエンドレスと呼ばれる本発明によるインライン圧延方法は、１つのプラントで、実際にそれぞれ適用される３つのプロセスの限定を取り除き、３つのプロセス（エンドレス、準エンドレス、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ））をともに持ってくるという点で、独特である。

最も低い生産コストで、３０〜１４０ｍｍの厚みの薄型スラブの形態である全ての品質の鋼材が用いられ、０．７〜２０ｍｍの厚みの帯状板を製造することを可能にする。

本発明の分野および目的から外れない限り、ここに記載されているプラントおよび方法の部分の修正および／または追加はしてもよいことは明らかである。

Claims (9)

1. ３０〜１４０ｍｍの厚みの薄型スラブの形態に鋳造された鋼材が用いられる圧延ラインにおける圧延方法であって、
   前記圧延ラインは、
   連続鋳造機と、
   メンテナンス、均質化および必要に応じて加熱を行うトンネル炉と、
   荒削りトレインと仕上げトレインとからなる圧延トレインと、
   前記荒削りトレインと前記仕上げトレインの間に配置された急加熱ユニットと、を備え、
   前記荒削りトレインを形成するスタンドの数（１〜４個）と前記仕上げトレインを形成するスタンドの数（３〜７個）の最適値と、前記急加熱ユニットの最適位置とが、前記薄型スラブの厚みと鋳造速度の積および前記トンネル炉の出口から前記仕上げトレインの出口までの温度変化プロファイルに応じて決められ、
   前記積は、所望の生産性（トン／時間）により得られ、
   前記圧延ラインは、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）モード、準エンドレスモードまたはエンドレスモードのいずれでも機能でき、
   前記薄型スラブの品質と、前記品質について可能な最大の鋳造速度と、鋼ストリップの最終厚みと、生産コストと、にしたがって、前記圧延プロセスの前記３つのモードのうちから１つが選択され、
   前記急加熱ユニットは、エンドレスまたは準エンドレスモードにおいて、前記薄型スラブが仕上げトレインの最後の圧延スタンドに少なくとも８３０〜８５０℃の温度で到達するように、加熱とサイジングのパラメーターによって調整され、
   ０．７〜２０ｍｍの厚みの鋼ストリップを得ることができる圧延方法。
2. 前記急加熱ユニットの位置は、
   流量＝厚み×速度を決めるために、所望の生産性および薄型スラブの品質に応じて、可能な最大の鋳造速度と、薄型スラブの厚みと、を選択する工程ａ）と、所望の鋼ストリップの最終厚みと、鋳造機の出口における薄型スラブの厚みと、に応じて、圧延トレインにおける全てのスタンドの最小の合計数を決める工程ｂ）と、
   前記工程ａ）で決定された前記流量にしたがって、仕上げトレインが有するスタンドの最大の数を決定し、前記工程ｂ）で決定した前記合計数と前記仕上げトレインが有するスタンドの最大の数との差から、前記荒削りトレインが有するスタンドの最小の数を決定する工程ｃ）と、
   トンネル炉の出口から仕上げトレインの出口までの温度変化プロファイルを考慮して、前記圧延トレインにおける全てのスタンドの合計数に対する前記荒削りスタンドと前記仕上げスタンドの数の配分と、前記急加熱ユニットの最適位置と、を決定する工程ｄ）と、
   により決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ２０〜８０ｍ／分の鋼ストリップの供給速度に対応するように、前記急加熱ユニットは、５〜２５ｍｍのスラブ厚みの範囲で動作するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ３０〜１４０ｍｍの厚みの薄型スラブの形態に鋳造される全ての品質の鋼材が用いられ、０．７〜２０ｍｍの間で変化する厚みの鋼ストリップを得るための圧延プラントであって、
   連続鋳造機と、
   加熱、メンテナンスまたは均質化を行うトンネル炉と、
   荒削りトレインと仕上げトレインとからなる圧延トレインと、
   前記荒削りトレインと前記仕上げトレインの間に配置された急加熱ユニットと、を備え、
   前記荒削りトレインを形成するスタンドの数（１〜４個）と前記仕上げトレインを形成するスタンドの数（３〜７個）の最適値と、前記急加熱ユニットの最適位置とが、前記薄型スラブの厚みと鋳造速度の積および前記トンネル炉の出口から前記仕上げトレインの出口までの温度変化プロファイルに応じて決められ、
   前記積は、所望の生産性（トン／時間）により得られ、
   前記圧延ラインは、コイル−トゥ−コイル（ｃｏｉｌ−ｔｏ−ｃｏｉｌ）モード、準エンドレスモードまたはエンドレスモードのいずれでも機能でき、
   前記薄型スラブの品質と、前記品質について可能な最大の鋳造速度と、鋼ストリップの最終厚みと、生産コストと、にしたがって、前記圧延プロセスの前記３つのモードのうちから１つが選択され、
   前記急加熱ユニットは、エンドレスまたは準エンドレスモードにおいて、前記薄型スラブが仕上げトレインの最後の圧延スタンドに少なくとも８３０〜８５０℃の温度で到達するように、加熱とサイジングのパラメーターによって調整される圧延プラント。
5. ６００，０００〜２，０００，０００トン／年の生産性を得るためには、３０〜７０ｍｍのスラブの厚みで操作できるように構成され、
   １，０００，０００〜２，８００，０００トン／年の生産性を得るためには、６０〜１００ｍｍのスラブの厚みで操作できるように構成され、
   １，５００，０００〜３，５００，０００トン／年の生産性を得るためには、８０〜１４０ｍｍのスラブの厚みで操作できるように構成される請求項４に記載のプラント。
6. 前記トンネル炉は、前記連続鋳造機と最初の荒削りスタンドの間に配置され、
   ２〜５個のコイルの重量に相当する薄型スラブの量を含むような長さを有する請求項４に記載のプラント。
7. 前記トンネル炉は、第１鋳造ラインと、これに平行な第２鋳造ラインとを接続するための移動可能部分を有する請求項４に記載のプラント。
8. 前記加熱とメンテナンスを行うトンネル炉は、前記スラブの断片が前記加熱とメンテナンスを行うトンネル炉の内部に残っているとき、または、前記ラインの閉塞の継続中に、前記スラブ表面の接触による形跡やへこみを避けるために、前記スラブを後方と前方に動かすロールを有する請求項４に記載のプラント。
9. 前記急加熱ユニットは、２０〜８０ｍ／分の間の鋼ストリップの供給速度に対応して、５〜２５ｍｍの間のスラブ厚みの範囲で動作するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のプラント。

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