JP5716575B2 - 鋼片の圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、造塊材の鋼片圧延方法に係り、特に、長さの短い鋼片の幅圧下を行う際、先尾端に発生するクロップを低減する方法に特徴がある鋼片の圧延方法に関する。

造塊のように（長さ／幅）の比若しくは（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片を、圧延機にて複数パスの幅圧下圧延を実施して角ブルーム成形を行うと、成形後の鋼片の先尾端にはフィッシュテール状のクロップが発生する。このクロップの部分は非定常部として除去されるため、クロップ部分が多いほど歩留低下などを招く。上記クロップ発生の現象は、特に上述のような、圧延前において長さ／幅の比若しくは長さ／厚さの比が３より小さい鋼片でより顕著であり、例えば圧延前質量の１０％程度がクロップ部となる。

このようなクロップを低減するための方法としては、例えば特許文献１に記載の圧延方法がある。この特許文献１に記載の圧延方法は、複数パスによる幅圧下圧延において、特定の圧延パス（ｎパス）の前に、当該圧延パスの尾端側を噛み戻し圧延によって予め予成形することでクロップの低減を図る。すなわち、噛み戻し圧延によって尾端側の所定範囲に対し所定厚さの凹部を形成することで上記予成形を行う。その後、先端側から該凹部とほぼ同じ厚さになるまで圧延する。これによって、特許文献１に記載の圧延方法は、実質的に圧延後端（尾端）を形成しないようにすることでクロップを低減すると共に圧延能率の向上を図ることが可能な、分塊圧延におけるクロップ減少方法を提供する。
ここで、本明細書において噛み戻し圧延とは、長手方向途中まで圧延して予成形することを言う。

特開２００６−１９２４９０号公報

上記噛み戻し圧延を行うと、当該噛み戻し圧延を行わない場合に比べてクロップ低減が図れることは、既に実験的にも確認しており、また噛み戻し圧延は実際の圧延操業においても適用されている。
しかしながら、造塊などの（長さ／幅）の比や（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片を対象として圧延する場合には、上記従来技術を採用しても、依然として小断面材の鋼片に比べて、クロップ率が約１０％と高いという問題がある。

本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、（長さ／幅）の比や（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片であっても、よりクロップ低減を図ることが可能な鋼片の圧延方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、複数パスのリバース圧延によって幅圧下圧延を行う鋼片の圧延方法において、
（長さ／幅）の比、又は（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片を、（４００ｍｍ〜５００ｍｍ）×（５６０ｍｍ〜７６０ｍｍ）角である鋼片に圧延するにあたり、
上記複数パスの少なくとも連続する２パスにおいて、
１パス目で一方から鋼片全長の半分若しくは略半分の長さだけ噛み戻し圧延を行い、２パス目で、上記１パス目とは反対側から圧延し、
上記２パス目の圧延速度の最大値を２０［ｍ／分］以上５０［ｍ／分］以下としたことを特徴とする。

次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記１パス目で一方から鋼片全長の半分若しくは略半分の長さだけ噛み戻し圧延を行い、２パス目で、反対側から残りの部分を圧延する２パスの組を噛み戻しパスと定義した場合に、
上記噛み戻しパスを複数設定し、隣接する噛み戻しパス間における噛み戻し圧延の向きを反対側に設定したことを特徴とする。

本発明によれば、よりクロップ低減を図ることが可能となる。
また、噛み戻し圧延を採用してもＳ字状の曲がりを低減若しくは無くすことが可能となる。

また請求項２に記載した発明によれば、先端及び尾端ともに発生するクロップを低減することができる。

本発明に基づく実施形態に係る噛み戻しパスの処理を説明する模式図である。 実施例１の結果を説明する図である。

次に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、造塊材など、（長さ／幅）の比、又は（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片を圧延対象の鋼片１とする。そして、上記圧延対象の鋼片１を、複数パスのパススケジュールにてリバース圧延を実施して、目的のサイズの角ブルームに成形する。
複数パスによって順番に幅圧下していくが、その圧延パスのｎパス目に噛み戻し圧延を行い、続く（ｎ＋１）パス目に、上記噛み戻し圧延と同一の圧下量で反対方向から圧延を実施する。

ここで、上記ｎパス目で一方から予め設定した長さだけ噛み戻し圧延を行い、続く（ｎ＋１）パス目で、反対側から少なくとも残りの部分を圧延する２つのパスの組を噛み戻しパスと定義した場合に、本実施形態では、この噛み戻しパスを複数設定する。また、隣接する噛み戻しパス間における噛み戻し圧延の向きを反対側に設定する。なお、隣接する噛み戻しパス間に他の通常の圧延パスが存在していても良い。

上記噛み戻しパスは、設定された複数パスのうち、前段のパスで実施することが好ましい。前段のパスとは２０パスであれば、１０パスまでに設定することを指す。これは、前段のパスの方が圧延ロール２による圧下量が大きいことから、その前段のパスの方が、クロップや曲がりに対する影響が大きいためである。本実施形態では、圧下量が１００ｍｍ以上のパスにて噛み戻し圧延を実施する。

次に、本実施形態における噛み戻しパスについて、図１を参照して説明する。なお、図１では、形成されるクロップについては不図示である。
「ｎパス目の噛み戻し圧延」
ｎパス目の噛み戻し圧延では、図１（ａ）に示すように、鋼片１の一方の端部側（例えば右端側）から、予め設定した圧下量で予め設定した予成形長さだけ長手方向途中まで圧延をしたら、圧延ロール２間のロールギャップを拡大することで、パス途中で鋼片１を圧延することなく空通しを行う。

上記予成形部の長さは、図１（ａ）に示すように、上記噛み戻し圧延で形成される予成形部のうちの平行部長さが、ｎパス目の圧延前での鋼片１の長手方向長さＬの半分（Ｌ／２）若しくは略半分となるように設定する。
「ｎ＋１パス目の圧延」
ｎ＋１パス目の圧延では、図１（ｂ）に記載のように、圧延ロール２の回転を逆回転として、ｎパス目の圧延方向とは反対方向である、鋼片１の他方の端部側（例えば左端側）から、ｎパス目と同じ圧下量で圧下を行う。このとき、上記予成形部のうち平行部長さはｎパス目で圧延を実施されているので、（ｎ＋１）パス目の圧延では、上記予成形部の平行部長さ以外の残りの部分が実質的に圧下されることとなる。

本実施形態では、（ｎ＋１）パス目の圧延速度を、２０［ｍ／分］以上５０［ｍ／分］以下の範囲となるように設定する。すなわち、ロール周速を２０［ｍ／分］以上５０［ｍ／分］以下の範囲のうちの予め設定した低速の速度に設定して圧延を実施する。このように設定することで、圧延速度の最大値を、２０［ｍ／分］以上５０［ｍ／分］以下の範囲にすることが可能となる。ここで通常の圧延速度は、例えば３００［ｍ／分］程度に設定される。すなわち、本実施形態では、（ｎ＋１）パス目の圧延速度を他のパスの圧延速度よりも６分の１以下に設定する。

ここで、圧延速度を５０［ｍ／分］以下と規定したのは、圧延速度を５０［ｍ／分］とすることで、圧延速度を３００［ｍ／分］とした場合に比べて有意にクロップ率が低減したことを確認したためである。この圧延速度は遅いほど効果があるものと思われるが、圧延速度を遅くするほど圧延操業時間が長くなることと、２０［ｍ／分］未満では低速にすることに対するクロップ低減効果の割合が小さくなると思われる。このような観点から、下限値を２０［ｍ／分］に設定した。

以上のような噛み戻しパスを、噛み戻し圧延の向きを変更して複数実施する。
以上のように、ｎパス目に噛み戻し圧延を実施して一端部側に予成形部を形成する。その後、続く（ｎ＋１）パス目において、ｎパス目とは反対方向から、ｎパス目と同一圧下量にて圧延を行う。この際、圧延速度を他の通常のパスよりも低速にして圧延を行う。これによって、材料中心部とロール接触部の材料先進率差を低減しフィッシュテール長をより短くできる結果、先尾端のクロップ長を更に小さくすることが可能となる。

特に、鋼片１が（長さ／幅）の比若しくは（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片１に幅圧下圧延を行う際に、上記のように最初に全長の１／２まで噛み戻し圧延を行い、更に、減速圧延を適用することで、先尾端に形成されるクロップによる歩留ロスをより低減することが可能となる。
なお、フィッシュテールは、圧延方向尾端側で相対的に大きく形成されるが、上記噛み戻しパスを複数実施し、且つその噛み戻しパスの噛み戻し圧延方向を逆方向に設定することで、先端及び後端に形成されるクロップ量が共に小さく設定される。

また、ｎパス目の噛み戻し圧延による圧下長（平行部長さ）を、鋼片１の長手方向長さの（１／２）若しくは略（１／２）に設定することで、鋼片１は長手方向中央部で曲がりが生じ易くなる。このため、幅圧下後の鋼片１には、側方からみて、Ｓ字状の曲がりが発生することを回避出来る。ここで、長手方向中央部で曲がりが生じた場合には、Ｃ字状（長手方向中央部を中心として湾曲した形状）になるが、Ｃ字状の曲がりは、Ｓ字状の曲がりに比べて矯正が容易である。

ここで、上記噛み戻し圧延による圧下長を、例えば鋼片１の長手方向長さの（１／３）に設定すると、１回の噛み戻しパスによって、例えば右側から略（１／３）の位置で曲がりが発生し、次に反対側から上記噛み戻し圧延を実施すると、右側から略（１／３）の位置で曲がりが発生する。このようなことから、Ｓ字状の曲がりに成りやすくなる。

造塊から角ブルームヘ成形圧延を行う際、圧下量１００ｍｍ以上のパスにて、上記噛み戻し圧延によって、所定長さまで予成形を行った後に、ロールギャップをパス途中で開放して「空通し」を実施する。続いて、その次の逆転パスにて、圧延ロール２を逆転させて、残り部分を圧延する。このとき、噛み戻し圧延による予成形を行う範囲（平行部長さ）は長手方向全長の１／２まで実施した。また逆転パスで残りの部分を圧延する速度は、５０［ｍ／分］とした。すなわち、通常パスの１／６の圧延速度とした。

また比較例のために、逆転パスで残りの部分を圧延する速度を、３００［ｍ／分］に設定し、その他は上記同じ条件で圧延を実施してみた。
その結果を、図２に示す。
図２中、横軸は、フィッシュテール長の形成量（本実施例の最大フィッシュテール長を１とした相対量）を示す。縦軸は鋼片の圧下方向の位置を示す。

この図２のように、噛み戻し圧延後の反対方向からの圧延パスの圧延速度を低減することで、形成されるクロップの突出長さが短くなることが分かる。

次に分塊圧延ミルにおいて、２４ｔｏｎ鋼塊（厚１２００×幅１３００×長さ２８００ｍｍ）すなわち、（長さ／幅）及び（長さ／厚さ）の比が共に３より小さい鋼片１を、４００×５６０ｍｍ角ブルームにサイジング圧延する際に、上記実施形態の幅圧下圧延を採用してみた。
一方向に１回圧延を行うことを１パスと定義すると、６０パス（往復３０パス）で圧延を実施して、目的のサイズとした。また、圧下量が１００ｍｍ以上のパスのうちの４回だけ噛み戻しパスを実施した。隣り合う各噛み戻しパスは、互いに噛み戻し圧延の方向を反対方向に設定した。

ここで、実施例としては、噛み戻し圧延の次のパスでの圧延速度を５０［ｍ／分］に設定した。また、比較例では、噛み戻し圧延の次のパスでの圧延速度を３００［ｍ／分］に設定した。
上記圧延の結果は、サイジング圧延終了後のクロップ率が、比較例で９％であったが、本実施例では８．５％であった。このように、本発明を適用することで、更にクロップ率を低減できることを確認した。

また、サイジング圧延後のサイズを５００×７６０ｍｍ角ブルームとし、４０パス（往復２０パス）で圧下量が１００ｍｍ以上のパスで４回噛み戻しパスを実施した。この場合であっても、同様にクロップ率が低減していることを確認している。

１ 鋼片
２ 圧延ロール

Claims (2)

1. 複数パスのリバース圧延によって幅圧下圧延を行う鋼片の圧延方法において、
   （長さ／幅）の比、又は（長さ／厚さ）の比が３より小さい鋼片を、（４００ｍｍ〜５００ｍｍ）×（５６０ｍｍ〜７６０ｍｍ）角である鋼片に圧延するにあたり、
   上記複数パスの少なくとも連続する２パスにおいて、
   １パス目で一方から鋼片全長の半分若しくは略半分の長さだけ噛み戻し圧延を行い、２パス目で、上記１パス目とは反対側から圧延し、
   上記２パス目の圧延速度の最大値を２０［ｍ／分］以上５０［ｍ／分］以下としたことを特徴とする鋼片の圧延方法。
2. 上記１パス目で一方から鋼片全長の半分若しくは略半分の長さだけ噛み戻し圧延を行い、２パス目で、反対側から残りの部分を圧延する２パスの組を噛み戻しパスと定義した場合に、
   上記噛み戻しパスを複数設定し、隣接する噛み戻しパス間における噛み戻し圧延の向きを反対側に設定したことを特徴とする請求項１に記載した鋼片の圧延方法。

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