JP5674928B2 - 圧延ラインおよびそれに関する方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼帯または鋼板等の板金属製品を製造するための圧延ラインおよびそれに関する方法に関する。

鋼帯（ｓｔｒｉｐ）のための圧延ラインとして、年間８００，０００〜１，０００，０００トン超の製造を目的とし、鋼片（ｓｌａｂ）の連続鋳造から始まり、複数の圧延スタンドを有する連続仕上げトレインを有するものが知られている。

１３０ｍｍまたはそれ以上の厚さを有する厚鋼片を鋳造する場合、リバース粗圧延トレインが連続仕上げトレインの前に設置される。一方、開始鋼片が１３０ｍｍ未満の厚さを有する薄鋼片である場合、直接圧延のため、前記トレインは粗圧延トレインなしに単に５〜９個の連続スタンドによって形成される。年間８００，０００〜１，０００，０００トン未満を製造するには、一般的に１個またはそれ以上のリバーススタンドを有するステッケル圧延機が用いられ、通常、１５０から２５０ｍｍの厚さを有する鋼片が供給される。

厚鋼片から始まる圧延ラインは、一般的に、ステップ式加熱炉と、高圧水スケール除去機と、クロップシア（クロップ剪断機）と、１個または２個のスタンドを有するステッケルリバース圧延トレインと、ラミナ冷却システムと、巻取ユニットとを備える。

一方、薄鋼片から始まる圧延ラインは、典型的には、薄鋼片用の鋳造機と、鋳材温度の回復、保温または均一化のためのシステム、例えばトンネル炉と、高圧水スケール除去機と、１個または２個のスタンドを有するステッケルリバース圧延トレインと、ラミナ冷却システムと、巻取ユニットとを備える。

薄鋼片から始まる圧延プラントは、厚鋼片から始まるものに比べて一般的にエネルギーの節約ができる。これは、クロップ剪断機が必要なく、１個または複数のステッケル圧延スタンドのワークロールの直径を８１０ｍｍではなく、約７４０ｍｍに小さくできるという事実に基づく。圧縮を同じとすると、これは、圧延力を２０〜３０％低くすることとを可能にし、装置のサイズを小さくする。さらに、小さい圧延力は減少した圧延トルクをもたらし、主モーターのサイズは結果として１５〜２０％よりも少ない小さなトルク値を有する。

１５０から２５０ｍｍまたはそれ以上の厚さを有する鋼片を用いる１個またはそれ以上のスタンドを有するステッケル型のリバース圧延トレインを有する圧延プラントは、最終鋼帯の生産性、取得可能な最小厚、寸法および表面品質に制限を有することが知られている。開始鋼片の厚さが大きい場合、生産性は、１個または複数のスタンドを通る圧延パスの回数が多いことと、その結果として反転停止時間が長いこと、さらにその結果として、圧延の最初から最後までの総時間が長くなることによって制限される。これにより、鋼帯の温度の均一性の欠如、大きな温度損失とスケールの生成ももたらされる。これらは生産される鋼帯の最終品質に悪影響を与える。

さらに、大きな温度損失は、例えば１．８から１．２ｍｍまたはそれ以下の厚さを有する仕上げ製品の、薄鋼片の圧延を不可能にする。

さらに、ロール自体の表面を早く損傷させる冷えた先端部および尾端部の多数回パスを行ったワークロールを用いることによっても、仕上げ製品の表面品質は影響される。このデメリットを減らすためには、プラントの利用率と生産性を妥協させながら、結果的に停止を伴ないながらワークロールを頻繁に変える必要がある。

ＥＰ−Ａ−０．６２５−３８３により、約５０ｍｍの厚さの鋼片を鋳造できる鋳造機、剪断ユニット、誘導炉、トンネル炉、スケール除去機、リバース型のスタンド２個型圧延ユニットまたは５個のスタンドが並んだ連続型の圧延ユニット、冷却ユニット、及び巻取ユニットから構成される圧延ラインが知られている。スタンド２個型リバース圧延ユニットは、約１．５〜２ｍｍである所望の最終値になるように、３回のダブル圧延パスによって鋼片の減厚を行う。この公知の解決法では、リバース圧延ユニットに入る鋼片の厚さは、鋳造される鋼片と同じ一定の厚さである。公知のラインでは、最も少ないパス数で最終製品を得るために、鋼帯の最終厚および幅と鋼鉄の種類とに応じた調整が可能なわけではない。なぜなら、リバース圧延ユニットに入る鋼片の厚さは必ずしも理想的だとは限らないからである。したがって、鋳片の厚さを調整することが必要となるが、それは鋳造プロセスの安定性に悪影響を与える。さらに、圧延パスの回数をもっとも少なくするためには、公知のラインは早い鋳造速度を有する必要があり、なおさらストレスのかかった作業状況を有することになる。
他の鋳造ラインおよび方法は、ＥＰ−Ａ１−９３７．５１２、ＵＳ−Ａ−４．６７５．９７４、およびＵＳ−Ａ−６．１８２．４９０で開示されている。
ＥＰ’３８３同様、どの上述の文献も、鋳造機の直下流に形成スタンドまたは粗圧延スタンドを設置することを開示していない。唯一ＥＰ’５１２において、ステッケル圧延ミルの上流に位置する形成または粗圧延スタンドが開示されている。しかし、この場合、形成スタンドは炉の下流に位置しており、鋳造機の直下流に位置していない。さらに、ＥＰ’５１２の圧延スタンドは、５０％までの減厚が行われるように設計されている。どの上述の文献においても、圧延ラインで製造できるすべての範囲の厚さに対して、ステッケル圧延ミルの一連のパス回数を低く保つことはできない。

本発明の一つの目的は、圧延ラインで製造できるすべての範囲の厚さに対して、圧延および反転パスの回数を最小化させ、それにより圧延にかかる総時間を減少させ、その結果圧延ミルの生産性を高めることが可能な、２個のリバーススタンドを有するステッケル圧延トレインを有する圧延ラインを実現し、それに関する方法を完成させることである。

他の目的は、ラインに（特に鋳造速度に関して）、大きなストレスのかかった作動作業状況を与えることなく、圧延パスの回数を最小化させることである。

本発明の他の目的は、圧延される鋼片の温度の均一性／均質性を高め、全体的な温度損失をより小さくすることである。

他の目的は、プラントの利用率を高め、ワークロールの可使時間を伸ばすことである。

さらに本発明の他の目的は、連続鋳造機から出てくる製品の粗圧延を実行するために、凝固直後の高温での鋼片の大きな塑性を最大限に利用することにある。これにより、より小さいスタンドを用いることが可能になり、消費電力を少なくすることができ、多量のエネルギーを節約することができる。本出願は、本発明を考案し、実験し、具体化させることで、先行技術の記載における欠点を克服し、これらおよび他の目的および長所を得ている。

本発明は、独立項で述べられ明らかにされているとともに、従属項では本発明の他の革新的な特徴が記載されている。

上述のおよび以下に記載されるすべての目的およびメリットを得るため、本発明では、一定の鋳造厚とライン上で「調整可能性」とを有する薄鋼片を、スタンド２個型ステッケル可逆圧延トレインに供給する。その結果、鋼帯の最終厚および幅と鋼鉄の種類とに応じて、最多で３回のダブル圧延パスで最終製品を得ることが常に可能になる。これは、圧延および反転パスの回数（結果的には、総圧延時間および反転による停止回数）を可能な限り最小化する。それにより、圧延トレインの作動を最大限利用することを可能にし、厚鋼片を用いる従来の場合に比べて約２４％その生産性が増加する。更に、本発明では、絶対的な温度低下は少なくなり、鋼帯の均質性と温度の均一性とが改善する。また、冷えた先端部／尾端部が作動ロール下を走行する回数が減り、ロールの消耗が減り、最終鋼帯の寸法および表面品質がより良くなり、薄い厚さ（約２０ｍｍから約１．２ｍｍまたはそれ未満）に製造することが可能になる。

本発明の一構成によると、板製品を製造するための圧延ラインは、薄鋼片を連続的に鋳造するのに適した鋳造機と、保温および温度均一化ユニットと、少なくとも２個のステッケルリバース圧延スタンドを有する圧延ユニットとを備える。

さらに、本発明にかかる圧延ラインは、少なくとも形成スタンドまたは粗圧延スタンドを備える。それは、連続鋳造機の出口に直接接続され、保温および温度均一化ユニットの上流にあり、典型的には１，１００〜１，１８０℃の高温である凝固直後の材料の厚さを減らすことができる。

前記少なくとも１個の粗圧延スタンドで、６５％またはそれ未満の調整可能な減厚を実行することができ、材料が鋳造の出口で高温であることと再結晶の欠如により材料の抵抗が低いこととを最大限に利用する。これにより、より少ない電力を要するより小さいスタンドを用いることが可能になり、多量のエネルギーを節約することができる。ある実施形態において、粗圧延スタンドで実行される調整可能な減厚は、約３０％から約６５％の間にある。

好ましくは、少なくとも１個の粗圧延スタンドが、仕上げ製品を最多で３回のダブル圧延パスで得ることができるように、少なくとも以下のパラメータ、鋼帯厚、鋼帯幅、鋼鉄の種類（または鋼鉄の質）に応じて変更可能なまたは「調整可能な」厚さを有する薄鋼片を、スタンド２個型ステッケル圧延ユニットに供給することができる。

ある実施形態において、保温および温度均一化ユニットは十分な長さを有するトンネル炉である。

ある実施形態において、トンネル炉内部の温度は、ある閾値（例えば約１，１５０℃〜１，１８０℃のある値）よりも低く保たれる。その結果、搬送ロールは水冷式である必要はなく、ドライロールを用いることができる。このようにすると、ロールを介する伝導による鋼片の熱発散を減らすことができる。そして、エネルギーが節約され、整備の必要性が減る。

他の実施形態では、トンネル炉の機能は、薄鋼片を保温または加熱し、その出口で約１，１５０℃〜１，１８０℃の間の温度を得ることである。

更に、本発明のある実施形態では、トンネル炉はある長さを有するように寸法化される。その長さとは、最速の鋳造速度のときに少なくとも８分の停止またはバッファ時間を有して、鋼片が鋳造と圧延ユニットとの間で蓄積、貯蔵することを可能とする長さである。バッファ時間は、鋳造速度を下げることで増やすことができる。これにより、連続鋳造機を停止させることなく、そして生産性を減らすことなく、磨耗したワークロールの事前に計画されたロールの交換を行ったり、または圧延ミルにおける短い中断に対応することが可能になる。

本発明のある実施形態によると、鋳造の出口で約１３０ｍｍまたはそれ未満の一定の厚さを有する薄鋼片の鋳造速度は、約５ｍ／分から７ｍ／分の間である。ある実施形態では、鋳造の出口での厚さは、約３０ｍｍから約１３０ｍｍの間である。他の実施形態では、鋳造の出口での厚さは、約５０ｍｍから約１００ｍｍの間である。

ある変形例では、鋳造機は、改良された治金構造を得るために、液体コアを利用して鋳片を減厚する動的減厚ユニットを（いわゆる「動的軽圧下」）、晶析装置の下流に組み込むことができる。

「鋳造の出口での厚さ」の表現は、晶析装置の出口すぐ、または設けられている場合には動的軽圧下ユニットの出口の鋳造製品の厚さを意味していることは明らかである。

より具体的には、ある実施形態では、晶析装置の出口で１３０ｍｍまたはそれ未満の厚さから始まる場合、動的軽圧下で得られる厚さは、６０ｍｍから８０ｍｍの間にある。

軽圧下ユニットが存在しない場合、の最終厚を直接決めるのは晶析装置であり、ある実施形態では、連続鋳造機から出てくる鋼片の厚さは６０から８０ｍｍの間である。

さらに、本発明のある実施形態では、形成または粗圧延スタンドは、薄鋼片の厚さを約３０ｍｍから約８０ｍｍの間の厚さに調整可能に減厚するのに適している。ある実施形態では、その厚さは約３５ｍｍから約７５ｍｍの間である。

さらに、本発明によると、ステッケルリバース圧延ユニットは、２個の圧延スタンドを通る最多で３回のダブル圧延パスによって、保温および温度均一化ユニットから到着した薄鋼片の厚さを、約１．２ｍｍから約２０ｍｍの間の厚さに減厚するのに適している。ある実施形態では、最終厚は約１．４ｍｍから約２０ｍｍの間である。

ある実施形態において、形成スタンドまたは粗圧延スタンドの各圧延ロールの直径は、約６５０ｍｍから約７５０ｍｍの間である。

ステッケル圧延ユニットを用いることで、コイル間方式の圧延プロセスを実行することができる。それは、典型的には３０から７５ｍの間であり、いずれの場合も２０から３０トンの間の重量を有するコイルを得ることができる長さを有する鋼片のセグメントから始まる。

また、本発明は板製品を製造するための圧延方法にも関する。同方法は、薄鋼片の連続鋳造ステップと、保温および温度均一化ステップと、前記保温および温度均一化ステップ後のリバース圧延ステップと、形成または粗圧延ステップとを有する。形成または粗圧延ステップは、凝固直後の鋼片の厚さを減らすのに適しており、鋳造ステップと保温および温度均一化ステップとの間で実行される。

更に、連続鋳造の直下流の形成または粗圧延ステップは、少なくとも仕上げ板製品の厚さ、幅、材料の種類に応じて、鋳造された薄鋼片の厚さの６５％未満を調整可能に減厚する。そして、圧延ステップは、最多で３回のダブル圧延パスを用いて、薄鋼片を約１．２ｍｍから約２０ｍｍの間の厚さに減厚する。前記方法のある実施形態において前記調整可能な減厚は、約３０％から約６５％の間である。

本発明のある実施形態では、鋳造ステップは約５ｍ／分から７ｍ／分の間の速度で実行され、薄鋼片は鋳造の出口で約１３０ｍｍまたはそれ未満の一定の厚さを有し、設けられている場合は軽圧下の後に６０ｍｍから８０ｍｍの厚さを有する。形成または粗圧延ステップは、約３０ｍｍから約８０ｍｍの間の厚さに薄鋼片の厚さを調整可能に減厚し、ある実施形態では、約３５ｍｍから約７５ｍｍの間である。前記方法のある実施形態における、鋳造の出口の鋳造製品の厚さは、約３０ｍｍから約１３０ｍｍの間である。また別の実施形態では、鋳造の出口の厚さは、約５０ｍｍから約１００ｍｍの間である。

本発明にかかる方法のある実施形態では、第１ダブル圧延パス中に、約３０％から４０％の間の第１減厚が行われる。

本発明のある実施形態では、第１ダブル圧延パス中に、約３０％から５２％の間の第２減厚が行われる。

さらに、ある実施形態では、第２ダブル圧延パス中に、約２８％から５０％の間の第１減厚が行われる。

本発明にかかる方法のある実施形態では、第２ダブル圧延パス中に、約２８％から５０％の間の第２減厚が行われる。

さらに、ある実施形態では、第３ダブル圧延パス中に、約２４％から３９％の間の第１減厚が行われる。

本発明のある実施形態では、第３ダブル圧延パス中に、約２０％から２５％の間の第２減厚が行われる。

示された百分率は、減厚分を、各回で行われるダブルパスに供給される薄鋼片の厚さの百分率で示したものである。

鋳造の直下流に直接接続された粗圧延または形成スタンドを設置することで、鋼片の最終厚および幅と鋼鉄の種類に応じて、最終製品を最多で３回のダブル圧延パスで得られるように種々の厚さを有する鋼片をステッケル可逆圧延ユニットに供給することが可能になる。その結果、粗圧延スタンドによって可逆圧延ユニットに入る鋼片の厚さは常に理想的な厚さになり、鋳片の厚さを調整する必要はなくなり、鋳造プロセスが安定化する。

ある実施形態では、縁のひび割れに敏感な鋼鉄において、鋳造の直下流にある形成または粗圧延スタンドの圧延動作は、そのようなひび割れの形成を促しうる。本発明は好ましくは、晶析装置の下流に２次的な冷却システムを導入し、鋼片の縁を「熱く」保つ。

粗圧延スタンドを設けることのもう１つのメリットは、確定したライン配置が与えられ、与えられた時間当たりの生産性と保温および温度均一化ユニットの出口での鋼片厚とが同じであるとすると、より遅い速度で鋳造することが可能になることである。その結果、破れ（ｂｒｅａｋｏｕｔ）および拘束（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）等の鋳造における不調が起こるリスクがより少なく、より安定した問題の無い状態での鋳造が可能になることである。

または、やはり確定したライン配置が与えられ、凝固速度と保温および温度均一化ユニットの出口での鋼片厚とが同じであるとすると、粗圧延スタンドを設けることで、より厚い鋼片を鋳造することが可能になり、これにより連続鋳造機の生産性が向上する。

ある実施形態では、本発明にかかるラインは、少なくとも鋳造材料の急速加熱ユニットを備える。急速加熱ユニットは、例えば、鋳造機と圧延ユニットとの間に設けられる誘導炉である。例えば、急速加熱ユニットは、粗圧延スタンドの上流、または粗圧延スタンドと保温および温度均一化ユニットの間、または保温および温度均一化ユニットの下流、および圧延ユニットの前に置くことができる。

ある実施形態では、ラインは、形成または粗圧延スタンドの上流に第１スケール除去機を備える。

他の実施形態では、本発明にかかるラインは、保温および温度均一化ユニットの下流に第２スケール除去機を備える。

さらに、ある実施形態では、本発明にかかるラインは、鋳造の下流、形成または粗圧延スタンドの前に設けられる、ある寸法に剪断するユニットを備える。

さらに、本発明の実施形態のある構成によると、ラインは圧延ユニットの下流に、冷却ユニットと最終製品を巻き取るための１個またはそれ以上のユニットを備える。

連続鋳造によって製造される薄鋼片と、それに続く直下流の粗圧延スタンドでの厚さ調整とにより、従来の鋼片ではなく、薄くて調整可能な鋼片を２個のステッケルスタンドに供給することが可能になる。その結果、スタンド内でのパス総回数は平均４〜８回減り、圧延ミルの生産性と最終鋼片の表面および寸法の品質とが上がる。これは、鋼帯の先端部／尾端部と中央部との間での温度の変化が減ることと、ワークロールの磨耗が減ることとによる。

本発明では、エネルギーを節約することを可能にするだけでなく、厚鋼片を用いる従来プロセスに比べて、約２４％生産性が向上する。

発明のこれらおよび他の特徴は、以下の好ましいがこれに限定されない実施形態における記載および添付の図面を参照することにより、明らかにされる。
従来技術における厚鋼片用圧延ラインの一実施形態を模式的に示す。 従来技術における薄鋼片用圧延ラインの一実施形態を模式的に示す。 本発明にかかる圧延ラインの一実施形態を模式的に示す。 図１および図２に示す従来技術の圧延ラインと本発明にかかる図３に示す圧延ラインとの生産性を比較した結果を報告する表５を示す。

添付図面を参照すると、図１は厚鋼片用の従来技術の圧延ライン５０を示す。圧延ライン５０は、ステップ式供給型の１個またはそれ以上の加熱炉５１と、高圧水スケール除去機５２と、クロップ剪断機５３と、縁用のトリマー５５を備えたスタンド２個型ステッケル可逆圧延トレイン５４と、ラミナシャワー型冷却ユニット５６と、巻取ユニット５７とを含む。圧延ライン５０は、１回またはそれ以上の反転パスによって、標準の厚さを有する鋼片を用いてプロセスを実行する。圧延ライン５０は、厚さ２２０ｍｍ、幅８００〜１６０ｍｍ、最大長１１．６ｍ、最大重量３０トンを有する厚鋼片から始まり、厚さ１．６〜２０ｍｍ、幅８００から１６００ｍｍ、比重量約２０ｋｇ／ｍｍを有するコイルを製造する。

図２は、薄鋼片を製造するための従来技術の圧延ライン６０を示す。圧延ライン６０は、薄鋼片用の鋳造機６１と、回転スケール除去機６２と、振り子剪断機６３と、トンネル炉６４と、被加圧水型のスケール除去機６５と、スタンド２個型ステッケル可逆圧延トレイン６６と、ラミナシャワー型の冷却ユニット６７と、巻取ユニット６８とを含む。圧延ライン６０では、ステッケル可逆圧延トレインに入る鋼片の厚さは、鋳片の厚さと同じである。圧延ライン６０は、厚さ５０ｍｍまたは７０ｍｍ、幅８００〜１６０ｍｍ、最大長５１．３ｍ、鋼片の最大重量３０トンを有する厚鋼片から始まり、厚さ１．４−１．６〜２０ｍｍ、幅８００から１６００ｍｍ、比重量約２０ｋｇ／ｍｍを有するコイルを製造する。

図３は、板圧延製品（例えば鋼帯／薄鋼板１１１）を製造するための、本発明にかかる圧延ライン１０を示す。圧延ライン１０は、ここでは薄鋼片１１を製造する連続鋳造機１２を有する。ここでの連続鋳造機１２は、通過容積タイプのもので、出口における狭辺部の厚さは約３０ｍｍから約１３０ｍｍの範囲から選ばれ、広い範囲の鋼鉄を鋳造できる。伝統的に、連続鋳造機１２は、取鍋１３と、タンディッシュ１５と、晶析装置１７とを有する。

ある実施形態では、連続鋳造機１２は、鋳造の出口、または設置されている場合は晶析装置１７または動的軽圧下（後の説明される）の出口で、狭辺が約１３０ｍｍまたはそれ未満、例えば約３０ｍｍから約１３０ｍｍの厚さを有する薄鋼片１１を鋳造するのに適している。晶析装置１７の出口部は、広辺が真っ直ぐで平行な、または例えば凹凸またはレンズ型の形状をしていてもよい。一方、狭辺が、真っ直ぐかつ平行に、または例えば凹型に丸くなっていてもよい。

ある実施形態では、より良い治金的構造を得るために、図に示された晶析装置１７の出口にある曲線経路で、鋼片１１に対して液体コアを利用した動的減厚または動的軽圧下が行われてもよい。ある実施形態では、晶析装置１７の出口で３０ｍｍから１３０ｍｍの厚さから始まり、動的軽圧下によって得られる厚さは、６０ｍｍから８０ｍｍの間である。

軽圧下が実行されない場合、晶析装置１７が、連続鋳造機から出てくる鋼片の最終厚、例えば６０ｍｍから８０ｍｍの間、を直接定める。

具体的には本発明によると、図３の圧延ライン１０は、鋳造される薄鋼片から始まる。薄鋼片は、晶析装置１７の出口において約３０ｍｍから約１３０ｍｍの間の範囲から選ばれる一定の厚さを有する。ある実施形態では、鋳造機の出口における薄鋼片の厚さは、、晶析装置１７の出口直ぐ、または設けられている場合は動的軽圧下の出口直ぐで、約７０ｍｍである。

ある実施形態では、鋳造される薄鋼片は、幅８００〜１６００ｍｍ、最大長さ７３．３ｍ、そして鋼片の最大重量３０トンを有する。

本発明にかかる圧延ライン１０は、全体的に約１．２〜１．６ｍｍから約２０ｍｍの厚さを有するコイルを製造するように構成されている。ある実施形態ではコイルは８００から１６００ｍｍの幅と約２０ｋｇ／ｍｍの比重量を有する。

通常、鋼片１１の鋳造速度は３から１２ｍ／分である。本発明では、圧延ライン１０の鋳造速度は、好ましくは、約５ｍ／分から約７ｍ／分の間の一定値、例えば約５．４／分に保たれる。

本発明にかかる圧延ライン１０に沿って鋳造および圧延される製品の主方向および前進する方向は、添付図中に矢印Ｆで示されている。

ある実施形態では、プロセスがそのように実施される場合、晶析装置１７の後、鋼片１１は第１剪断ユニット１４に送られ、第１剪断ユニット１４によってある寸法に剪断される。

第１剪断ユニット１４は公知のタイプで、好ましくは鋳造速度と同調する。

ある実施形態では、第１剪断ユニット１４は振り子剪断機を有することができる。他の実施形態では第１剪断ユニット１４は、鋳片１１の厚さ次第で、１個またはそれ以上の酸素アセチレントーチを有することができる。

製造サイクルの間、第１剪断ユニット１４は鋼片１１を、最終鋼帯または鋼板のコイルの所望の重量に関連する所望の長さを有するセグメントに剪断する。典型的にはセグメントの長さは３０から７５メートルである。

特に、鋼片のセグメントの長さは、所望の重量、例えば２５トン、を有するコイルを得るためで、その結果、圧延プロセスはいわゆるコイル間方式で実施される。

第１剪断ユニット１４は、２００から４５０ｍｍの間の長さのセグメントに剪断しスクラップを排出する、緊急スクラップにも適している。あるいは、緊急サイクルの中で鋳造機１２の緊急速度と協調して、３〜４メートルの短いセグメントの寸法に剪断するのにも適している。

ある実施形態では、剪断ユニット１４の上流で鋳造後に、第１スケール除去機１６を設けてもよい。ある実施形態では好ましくは、第１スケール除去機１６は回転ノズルを有する型で、可能な限り最も少ない水の放出で鋳造製品の表面からスケールを精密に除去することにより、鋳造製品の温度低下を僅かに抑える。

伝統的には、圧延ライン１０上の第１剪断ユニット１４の下流には、保温および温度均一化ユニット、ここではトンネル炉１８、が設けられる。

トンネル炉１８は、少なくとも鋼片１１の温度を保つ目的を有する。また、トンネル炉１８は、材料の温度低下を回避または減らすために加熱および／または断熱されて、鋼片１１の温度を均一化させることもあり得る。

ある実施形態では、トンネル炉内部の温度は、ある閾値、例えば約１，１５０℃〜１，１８０℃、より低く保たれる。その結果、搬送ロールは水で冷却される必要がなく、「ドライロール」を用いることができる。このようにすると、ロールを介する伝導による鋼片の熱発散を減らすことができ、エネルギーが節約され、整備の必要性が減る。

本発明によると、鋳造機１２の直下流で保温および温度均一化ユニット、ここではトンネル炉１８、の上流に、粗圧延スタンド２０も設けられる。ある実施形態では、複数の粗圧延スタンド２０を直列に設けることができる。典型的には、ある実施形態では、各粗圧延スタンド２０は四重式スタンドを有する。

本発明によると、粗圧延スタンド２０のロールの作動直径は６５０ｍｍから７５０ｍｍの間であり、好ましくは６７５ｍｍから７２５ｍｍの間、例えば約７００ｍｍである。ロールの長さは約１５００〜１８００ｍｍであり、例えば、直径が７００ｍｍのとき約１７５０ｍｍである。

さらに、ある実施形態では、粗圧延スタンド２０の圧下力は約３２００トン（３２０００ｋＮ）である。

さらに、ある実施形態では、通常の作動状況での１００〜２００ｒｐｍの速度値における粗圧延スタンド２０のモーターの定格電力は１２００ｋＷである。

この場合、粗圧延スタンド２０は連続鋳造機１２の下流で第１剪断ユニット１４とトンネル炉１８との間に設けられる。

粗圧延スタンド２０の機能は、凝固したコアがまだ非常に熱い間に鋳造機１２の出口直ぐで鋼片１１の厚さを調整可能に減厚することである。本発明によると、最初の厚さの約６５％未満、例えば、約３０％から約６５％の間、の調整可能な減厚が行われる。ある実施形態では、粗圧延スタンド２０は鋼片１１の厚さを３０〜８０ｍｍまで減厚する。他の実施形態では、減厚は約３５〜７５ｍｍに達する。

粗圧延スタンド２０による鋼片１１の厚さの減厚処置が、粗圧延スタンド２０の出口で鋼片１１が前進する速度の増加量を決め、通常は最速で鋳造速度の２倍に等しくなり得る。

粗圧延スタンド２０を設けることの主なメリットは、鋼片１１がまだ熱いコアを有する間に調整可能な減厚が行われることである。これはより小さいスタンドとより少ない電力とを要し、結果的にエネルギーが節約される。

本発明のある使用形態では、例えば特にひび割れしやすい等級の鋼鉄を製造する場合、粗圧延スタンド２０（場合によっては１個以上の粗圧延スタンド２０）は開いた状態に保たれ、つまり、鋼片１１の厚さのいかなる減厚も行われない。

トンネル炉１８の下流には、圧延ライン１８は圧延トレイン２２を備える。

本発明によると、圧延トレイン２２はスタンド２個リバース型である。

特に、本発明では、巻取／巻戻リール２５ａ、２５ｂに協調する２個のステッケルスタンド２３ａ、２３ｂによって形成されるスタンド２個型ステッケル圧延トレイン２２の解決法が採用される。ある実施形態では、巻取／巻戻リール２５ａ、２５ｂは、被加熱リールで、リール炉とも呼ばれる。巻取／巻戻リール２５ａ、２５ｂはそれぞれ、引込ユニット２７ａ、２７ｂと協調する。

各ステッケルスタンド２３ａ、２３ｂのロールの作動直径は約７４０ｍｍで、約２０５０ｍｍの長さを有する。

各巻取／巻戻リール２５ａ、２５ｂのロールの作動直径は約１３５０ｍｍで、２０５０ｍｍの長さを有する。

本発明にかかる圧延方法では、スタンド２３ａ、２３ｂを通る最多で３回のダブルパスが行われ、それは所望の減厚量を定める。

特に、この解決法を用いて鋼帯および／または鋼板１１１の典型的な製造を行う場合、鋼片１１は一連の減厚のために、スタンド２３ａ（第１ダブル圧延パスの第１減厚は約３０％から４０％の間である）とスタンド２３ｂ（第１ダブル圧延パスの第２減厚は約３０％から５２％の間である）とを通る第１パスを行う。

鋼帯が製造される場合、第２スタンド２３ｂから出てくる鋼帯は第２巻取／巻戻リール２５ｂ上に巻き取られる。

その後、更なる減厚を行うために、鋼帯／鋼板の方向が反転され、スタンド２３ｂ（第２ダブル圧延パスの第１減厚は約２８％から５０％の間である）とスタンド２３ａ（第２ダブル圧延パスの第２減厚は約２８％から５０％の間である）とを通る第２圧延パスを行う。

鋼帯が製造される場合、第１スタンド２３ａから出てくる鋼帯は第１巻取／巻戻リール２５ａ上に巻き取られる。

鋼板を製造する場合、巻取／巻戻リール２５ａ、２５ｂはプロセスから除外され、鋼板の全長が圧延トレイン２２の一端から他端に走行する。

最後に、所望の最終値に減厚するために、供給方向の３回目の反転が行われ、スタンド２３ａ（第３ダブル圧延パスの第１減厚は約２４％から３９％の間である）とスタンド２３ｂ（第３ダブル圧延パスの第２減厚は約２０％から２５％の間である）とを通る第３圧延パスを行う。

ステッケル圧延トレイン２２の出口での厚さは、３回のダブルパスを伴うステッケル圧延トレインでの圧延ステップを実行するのに適した値に設定される。鋼帯１１１の所望の最終厚に応じて、好ましくは約２０ｍｍから約１．２ｍｍまたそれより小さい。

本発明の一実施形態によると、圧延ライン１０は鋳造機１２と圧延トレイン２２との間に、少なくとも急速加熱ユニット、例えば図示しない誘導炉を備えても良い。

ある実施形態では、鋼片１１はトンネル炉１８を離れるや否や、第２高速スケール除去機３０によってスケール除去が行われ、圧延トレイン２２にまで走行する。

ある実施形態では、第２スケール除去機３０は固定ノズルを有する型で、４００気圧（ｂａｒ）に達しうる非常に高い圧力下で作動する。

本発明のある実施形態では、圧延トレイン２２が緊急事態（例えば詰まり）または計画されている停止（例えばロールの交換）で停止する場合、トンネル炉１８では、鋳造機を停止させることなく予備圧延された鋼片（トランスファバー）をトンネル炉内部に蓄積することが可能なようになっている。これにより、トンネル炉は貯蔵所として機能し、圧延トレイン２２が再度開始するとき、トランスファバーを圧延ライン１０に再度投入する。バーは、最速の鋳造速度で少なくとも８分間または鋳造速度を適切に落としながらそれ以上、トンネル炉１８内に滞在する（バッファ時間）。

さらに、圧延トレイン２２の後に、圧延ライン１０は、速度約１．５〜１２ｍ／ｓｅｃの鋼帯／薄鋼板１１１用の出口圧延路と、冷却ユニット２４とを有する。例えば、冷却ユニット２４はラミナシャワー冷却型である。

冷却ユニット２４の下流に、圧延ライン１０は、少なくとも、コイルを製造するための巻取ユニット２６を備える。例えば、巻取ユニット２６は、一連の作動の中で製造される鋼帯／薄鋼板１１１用の１個またはそれ以上のダウンコイラーによって形成される。
＜比較できる例＞

２４％もの生産性の増加が可能な本発明にかかる圧延ライン１０を明らかに示すために、以下に従来技術における圧延ライン５０、６０との比較例を示す。

典型的な製造と比較するために、代表的な圧延プログラムを検討した（表１）。

プロダクトミックスを以下の通りに想定する。
・平均鋼帯厚：３．８ｍｍ
・平均鋼帯幅：１２７０ｍｍ
・鋼帯の比重量：１８ｋｇ／ｍｍ

さらに、以下の圧延プログラム（図２）が、薄鋼片から始まる圧延方式（圧延ライン６０、図２、および圧延ライン１０、図３）のために計算された。

以降、「鋳片の厚さ」とは、軽圧下が後続するまたは後続しない状態で、鋼片が連続鋳造機から出てくる時の鋼片の厚さを意味する。

一例として、本発明（図３）にかかる圧延ライン１０における鋳片の厚さを７０ｍｍと想定する。粗圧延スタンド２０によって鋳造の直下流で熱いコアを利用する減厚が行われる可能性があり、同厚さは約３５ｍｍまで減る可能性がある。

薄鋼片圧延ライン６０において、鋼片厚の生産性に対するインパクトを調べるために、２つの異なる一定厚、５０ｍｍおよび７０ｍｍ、を有する鋳片を検討した。

その結果、圧延プログラムは表３にまとめられている以下の４つのプロセスについて計算された。

表４は、事例Ｂにおけるステッケル可逆圧延トレイン２２の重要な圧延パラメータを、５つの圧延プログラム０１ＤＡＴ、０２ＤＡＴ、０３ＤＡＴ、０４ＤＡＴおよび００ＤＡＴの各々について、まとめる。事例Ｂでは、スタンド２個型ステッケル圧延トレイン内で３回のダブル圧延パスが行われる。３回のダブル圧延パスは、ＲＦ１−１（第１パスの第１減厚）、ＲＦ２−１（第１パスの第２減厚）、ＲＦ２−２（第２パスの第１減厚）、ＲＦ１−２（第２パスの第２減厚）、ＲＦ１−３（第３パスの第１減厚）、ＲＦ２−３（第３パスの第２減厚）と示される。０４ＤＡＴ圧延プラグラムを除くすべての事例において、ステッケル圧延トレインに供給される中間の薄鋼片の厚さは４０ｍｍである。０４ＤＡＴ圧延プログラムでの厚さは５０ｍｍである。

図４は、様々な構成の製品を比較した結果を示す表５を示す。

様々な構成の比較は、１．２メガトン／年の年間生産量を得る事例Ａを参照事例と想定して行われる。事例Ａでは、圧延製品は７回のダブルパス、または可能であれば２回の個別パスおよび５回のダブルパスを要し、いずれにせよ回数が多く価格が高い。

本発明にかかる圧延ラインおよび方法を示す事例Ｂでは、事例Ａと比べて圧延ミルの生産性を約２４％増やすことができ、１．５メガトン／年を得た。連続鋳造機１２の出口すぐに直接接続される粗圧延スタンド２０による減厚により、やはり３回のダブル搬送が行われるステッケル圧延トレイン２２のために、圧延される鋼鉄の種類にも応じて適切な鋼片厚を都度設定することができる。事例Ｂでは、圧延される鋼片の厚さは７０ｍｍに一定に保たれ、連続鋳造操作の安定性と鋼鉄の品質との点において利益がある。一方、圧延スタンド２０は、鋳片の厚さを、圧延ミルにとって最適な３５から７０ｍｍの間の値に変える。この場合、製造要件を満たすために、５．４ｍ／分の平均鋳造速度を要する。

事例Ｃは、７０ｍｍの一定な厚さを有する鋳片に関する。この構成は、厚鋼片から始まる方式と比べ、製造におけるいかなる改良も与えない。事例Ｃでは、圧延プロセスを３回のダブルパスで完了することが不可能であり、同時にパスが過度になり得る。更に、反転巻取パスの制約と合わせて、炉からの取り出し速度の上限により、パスの最適なプログラムが可能でなくなる。平均鋳造速度は製造速度に連動し、事例Ｃでは約４．４ｍ／分になる。

事例Ｄは、５０ｍｍの一定な厚さを有する鋳片に関する。この構成は、事例Ａと比べて約１５％圧延ミルの生産性を増やすことができ、１．４メガトン／年の年間生産量を得る。鋼帯の最終厚に応じた上記の鋳片の厚さの場合、３回のダブルパス、または３回のダブルパスとその後の２回のシングルパスとによって圧延を完了することが可能である。一方、しかしながら、本構成では平均７．０ｍ／分の早い鋳造速度を要し、これにより更にストレスのかかった作業状況を有することになる。

鋼帯の本体部の平均温度における著しい違いは、厚鋼片から始まる事例（事例Ａ）でも薄鋼片から始まる事例（事例Ｂ、ＣおよびＤ）でも見られなかった。熱い本体部と冷えた先端部および尾端部との間の均一性の欠如が、材料が薄くてバーが長いときの最終圧延パス中に発生する。

薄鋼片を用いるプロセスでは、第１ダブルパス後の巻取プロセスによってトンネル炉の出口で温度が一定に保たれるおかげで、本体部の温度は鋼片の長さのより長い部分で一定となる。

また、薄鋼片を用いるプロセスでは、厚鋼片を用いるプロセスよりも薄い、例えば約１．４ｍｍの厚さを得ることができる。この結果をもたらす一つの理由は、パス回数が少なくて済むおかげで小さな平均圧延荷重で幾何学的なパラメータをより良く制御可能である、より安定した圧延状態に見出すことができる。

本発明にかかる事例Ｂのようにパス回数が最小化したとき、平均圧延温度はより高く、より一定になるので、より穏やかな圧延ステップが可能になる。

結論として、本発明にかかる事例Ｂでは、厚鋼片を用いるプロセスに比べて約２５％という、最も大きな生産性の向上が得られる。更に、事例Ｂでは、薄鋼片を用いるプロセス（事例Ｃおよび事例Ｄ）に比べ、鋳造直後の粗圧延のおかげで、ステッケル圧延トレインの最良の操作状況に適した厚さ（３５〜７０ｍｍ）を有することができ、また厚さ７０ｍｍで鋳造を行うのにより安定した作動状況を得ることができる。特に事例Ｄでは反対に、かなりの生産性の増加（１５％）が得られるが、よりいっそうストレスのかかった作業状況を引き起こし、特に早い鋳造速度が必要になる。事例Ｃは、生産性の点ではプロセスの中でいかなる利益をもたらさない。これは、好ましくない圧延パスの分布によるものである。

Claims (16)

1. 板製品（１１１）を製造するための圧延ラインであって、
   薄鋼片（１１）を連続鋳造するのに適した鋳造機（１２）と、
   保温および温度均一化ユニット（１８）と、
   前記保温および温度均一化ユニット（１８）の下流に設けられ、少なくともステッケルリバース型のダブル圧延スタンド（２３ａ、２３ｂ）を備える圧延ユニット（２２）とを備え、
   前記圧延ラインは、前記鋳造機（１２）の出口直ぐに直接接続され、前記保温および温度均一化ユニット（１８）の上流に設けられ、凝固直後の前記薄鋼片（１１）を減厚するのに適した、少なくとも形成スタンドまたは粗圧延スタンド（２０）とを備え、
   前記形成スタンドまたは粗圧延スタンド（２０）は、少なくとも前記仕上げ板製品の厚さ、幅、及び材料の種類に応じて、 約３０％から約６５％の間で、前記薄鋼片（１１）の厚さを調整可能に減厚するように構成され、
   前記圧延ユニット（２２）は、前記形成スタンドまたは圧延スタンド（２０）から来る前記圧延製品の厚さを、前記ダブル圧延スタンド（２３ａ、２３ｂ）を通る最多で３回のダブル圧延パスで、約１．２ｍｍから約２０ｍｍの間の最終厚を有する板製品を製造するように構成されている、
   ことを特徴とする圧延ライン。
2. 前記鋳造機（１２）は、約１３０ｍｍまたはそれ未満の一定の厚さを有する薄鋼片（１１）を、約５ｍ／分から７ｍ／分の間の平均鋳造速度で鋳造するのに適しており、
   前記形成スタンドまたは粗圧延スタンド（２０）は、前記鋳片（１１）を約３０ｍｍから約８０ｍｍの間の厚さに調整可能に減厚するのに適している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧延ライン。
3. 前記形成スタンドまたは粗圧延スタンド（２０）の各圧延ロールの直径は、約６５０ｍｍから約７５０ｍｍの間にある、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧延ライン。
4. 前記保温および温度均一化ユニット（１８）は、前記圧延ユニット２２が停止中に最速の鋳造速度で少なくとも８分間、前記薄鋼片１１を内部に蓄積することが可能な長さに形成されたトンネル炉を備える、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧延ライン。
5. １個またはそれ以上の形成スタンドまたは粗圧延スタンド（２０）を構成する前記圧延スタンドは四重式スタンド型である、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧延ライン。
6. 前記ラインは、前記鋳造機（１２）および前記圧延ユニット（２２）の間に、前記鋳造材料の少なくとも一つの急速加熱ユニットを備える、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧延ライン。
7. 前記ラインは、前記鋳造の下流で前記形成または粗圧延スタンド（２０）の前に、ある寸法に剪断するユニット（１４）を備える、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧延ライン。
8. 前記ラインは、前記圧延ユニット（２２）の下流に、冷却ユニット（２４）および１個またはそれ以上の最終製品の巻取ユニット（２６）を備える、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧延ライン。
9. 板製品（１１１）を製造する圧延方法で、
   薄鋼片（１１）の連続鋳造ステップと、
   保温および温度均一化ステップと、
   前記保温および温度均一化ステップの後のリバース型の圧延ステップとを含み、
   前記圧延方法は、凝固直後の前記薄鋼片（１１）の減厚に適した、前記鋳造ステップの直後であって前記保温および温度均一化ステップの前に実行される、形成または粗圧延ステップを含み、
   前記形成ステップまたは粗圧延ステップは、少なくとも前記仕上げ板製品の厚さ、幅、及び材料の種類に応じて、約３０％から約６５％の間で、前記薄鋼片（１１）を調整可能に減厚し、
   前記圧延ステップは、最多で３回のダブル圧延パスを実行して、前記粗圧延ステップから出る圧延製品を約１．２ｍｍから約２０ｍｍの間の最終厚さに減厚する、
   ことを特徴とする圧延方法。
10. 前記鋳造ステップは、約１３０ｍｍまたはそれ未満の一定の厚さを有する薄鋼片に対して約５ｍ／分から７ｍ／分の間の速度で実行され、
    前記形成または粗圧延ステップは、前記薄鋼片（１１）を約３０ｍｍから約８０ｍｍの間の厚さに調整可能に減厚する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の圧延方法。
11. 第１ダブル圧延パスにおいて約３０％から４０％の間の第１減厚が実行される、
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の圧延方法。
12. 前記第１ダブル圧延パスにおいて約３０％から５２％の間の第２減厚が実行される、
    ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の圧延方法。
13. 第２ダブル圧延パスにおいて約２８％から５０％の間の第１減厚が実行される、
    ことを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の圧延方法。
14. 前記第２ダブル圧延パスにおいて約２８％から５０％の間の第２減厚が実行される、
    ことを特徴とする請求項９から１３のいずれか一項に記載の圧延方法。
15. 第３ダブル圧延パスにおいて約２４％から３９％の間の第２減厚が実行される、
    ことを特徴とする請求項９から１４のいずれか一項に記載の圧延方法。
16. 前記第３ダブル圧延パスにおいて約２０％から２５％の間の第２減厚が実行される、
    ことを特徴とする請求項９から１５のいずれか一項に記載の圧延方法。

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