JP5742763B2

JP5742763B2 - 熱延鋼板の製造方法および熱延鋼板の製造装置

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Publication number: JP5742763B2
Application number: JP2012067933A
Authority: JP
Inventors: 禅増田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: JP2013198920A

Description

本発明は、圧延機を用いた熱延鋼板の製造方法および熱延鋼板の製造装置に関するものである。

鋼材の熱間圧延は、例えば、加熱炉と、粗圧延機と、仕上圧延機と、を有する熱延ライン（熱延鋼板の製造装置）を用いて実施される。加熱炉で所定温度にまで加熱したスラブを粗圧延機にて圧延して粗圧延材とし、この粗圧延材を仕上圧延機で圧延することで、所定厚さの熱延鋼板が製造される。
ここで、仕上圧延機においては、熱延鋼板の板厚を精度良く調整するために、ロールギャップの設定が重要となる。

例えば、特許文献１には、圧延時の摩擦係数、変形抵抗を学習し、次材圧延時のロールギャップ設定に反映させる技術が開示されている。
また、特許文献２には、圧延スタンド間の板厚計により測定した板厚と実績ゲージメータ板厚との誤差、及び、実測板厚からマスフローにより算出した実績先進率とモデル式から計算した先進率との誤差から、次材圧延時の圧下及び周速を補正する技術が開示されている。
これら特許文献１，２に記載された発明においては、過去の圧延実績を元にして、次材の圧延時のロールギャップ等の圧延条件を調整することにより、熱延鋼板の最先端部の板厚が目標値となるように制御しているのである。

特開平０８−０２４９２０号公報特開２００１−２５９７２０号公報

熱延鋼板を圧延した場合に設定した板厚から最も大きく外れる領域は、圧延開始先端部である。これは、図５に示すように、圧延を開始する先端部では、その後の圧延中間部分に比較して、圧延状況が安定していないことや板厚制御が実施されていないことから、板厚が大きく変動するためである。
ここで、特許文献１，２に記載されたように、過去の最先端部の圧延実績のみを元にして、次材の圧延時のロールギャップを調整し、最先端部のみの板厚が目標値となるように制御した場合には、図７に示すように、先端部の熱延鋼板の板厚変動により大きい公差外れが発生する可能性があった。このため、板厚が公差から外れて除去すべき板厚外れ長さＬ（熱延鋼板の先端からの長さＬ）が長くなり、製品歩留まりが大きく低下してしまう。

本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、熱延鋼板の先端部における板厚外れ長さを短くし、歩留まりの向上を図ることが可能な熱延鋼板の製造方法および熱延鋼板の製造装置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、本発明に係る熱延鋼板の製造方法は、仕上圧延機の出側において熱延鋼板の先端部板厚を測定し、鋼種及び板厚区分別に前記熱延鋼板の先端部板厚チャートを予め記録しておく工程と、熱延鋼板の仕上圧延を実施する際に、予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートを読み出す工程と、読み出した先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整を行う工程と、を備えており、前記圧延機のロールギャップ調整を行う工程においては、前記熱延鋼板の板厚の最大値と先端からの長さ位置、前記熱延鋼板の板厚の最小値と先端からの長さ位置から、先端からの長さ位置が大きい側の板厚が公差の範囲内となるように板厚の目標値を偏差させて、前記圧延機のロールギャップ調整を行うことを特徴としている。

この構成の熱延鋼板の製造方法によれば、圧延機の出側において熱延鋼板の先端部板厚を測定し、鋼種及び板厚区分別に前記熱延鋼板の先端部板厚チャートを予め記録しておく工程を有しているので、鋼種及び板厚区分別で圧延後の熱延鋼板の先端部の板厚変動パターンを把握することができる。そして、この先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整を行う工程を備えているので、熱延鋼板の製造歩留まりの向上を図ることが可能となる。

ここで、前記圧延機の入側で、圧延前の熱延鋼板の先端部板厚を測定する工程と、圧延前の熱延鋼板の先端部板厚と目標の板厚との板厚差を算出する工程と、算出された前記板厚差から前記圧延機の出側での板厚偏差を予測する工程と、前記熱延鋼板の先端が前記圧延機に噛みこむ前に、前記圧延機出側の板厚偏差の予測値と予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整を行うことが好ましい。

この場合、圧延機の入側で圧延前の熱延鋼板の先端部板厚を測定し、前記圧延機の出側での板厚偏差を予測し、この板厚偏差の予測値と、予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと、当該熱延鋼板の板厚公差と、を考慮して、前記圧延機のロールギャップ調整を行う構成とされているので、確実に、前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さを短くすることができる。よって、熱延鋼板の製造歩留まりの向上を図ることが可能となる。

本発明に係る熱延鋼板の製造装置は、圧延機と、圧延機の出側に設けられた出側板厚計と、を有し、前記圧延機には、ロールギャップを調整する制御部が備えられており、前記制御部は、前記出側板厚計によって測定された熱延鋼板の先端部板厚チャートを鋼種及び板厚区分別に記録しておく記憶部と、この記憶部に予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整量を決定するロールギャップ量設定部と、を備えており、前記ロールギャップ量設定部は、前記熱延鋼板の板厚の最大値と先端からの長さ位置、前記熱延鋼板の板厚の最小値と先端からの長さ位置から、先端からの長さ位置が大きい側の板厚が公差の範囲内となるように板厚の目標値を偏差させて、前記圧延機のロールギャップ調整を行うことを特徴としている。

この構成の熱延鋼板の製造装置によれば、圧延機の出側に設けられた出側板厚計を備えているので、圧延機の出側での熱延鋼板の先端部板厚チャートを測定することができる。また、圧延機のロールギャップを調整する制御部が、先端部板厚チャートを鋼種及び板厚区分別に記録しておく記憶部と、先端部板厚チャート及び当該熱延鋼板の板厚公差を考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整量を決定するロールギャップ量設定部と、を備えているので、熱延鋼板の製造歩留まりの向上を図ることが可能となる。

ここで、前記圧延機の入側に設けられた入側板厚計を有し、前記制御部は、前記入側板厚計によって測定された圧延前の熱延鋼板の先端部板厚と目標の板厚との差を算出する板厚差算出部と、算出された前記板厚差から前記圧延機の出側での板厚偏差を予測する板厚偏差予測部と、を備えており、前記ロールギャップ量設定部では、前記圧延機出側の板厚偏差の予測値と当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整量を設定することが好ましい。

この場合、前記圧延機の入側に設けられた入側板厚計によって圧延前の熱延鋼板の先端部板厚を測定することができる。また、圧延機のロールギャップを調整する制御部が、圧延前の熱延鋼板の先端部板厚と目標の板厚との差を算出する板厚差算出部と、算出された前記板厚差から前記圧延機の出側での板厚偏差を予測する板厚偏差予測部と、を備えているので、この板厚偏差の予測値と予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して、前記圧延機のロールギャップ調整を行うことができ、確実に、前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さを短くすることができる。

上述のように、本発明によれば、熱延鋼板の先端部における板厚外れ長さを短くし、歩留まりの向上を図ることが可能な熱延鋼板の製造方法および熱延鋼板の製造装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態である熱延鋼板の製造装置を示す説明図である。本発明の実施形態である熱延鋼板の製造装置を示す一部拡大説明図である。本発明の実施形態である熱延鋼板の製造方法を示すフロー図である。本発明の実施形態である熱延鋼板の製造方法を示すフロー図である。熱延鋼板の先端部板厚チャートの一例を示すグラフである。本発明の実施形態である熱延鋼板の製造方法における先端部板厚チャートを示すグラフである。従来の先端部板厚チャートの一例を示すグラフである。

以下に、本発明の一実施形態である熱延鋼板の製造方法、及び、熱延鋼板の製造装置１０について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

まず、本実施形態である熱延鋼板の製造方法を実施する熱延鋼板の製造装置１０について、図１、図２を参照にして説明する。
図１に示す熱延鋼板の製造装置１０は、スラブ１を加熱する加熱炉１１と、加熱されたスラブ１を粗圧延して粗圧延材３とする粗圧延機１３と、粗圧延材３を再加熱する誘導加熱装置１５と、粗圧延材３を圧延して所定厚さの熱延鋼板５を製出する仕上圧延機２０と、仕上圧延後の熱延鋼板５を冷却する冷却スタンド１７と、冷却された熱延鋼板５を巻き取るコイラー３０と、を備えている。

仕上圧延機２０は、図２に示すように、複数の圧延スタンド２１を備えており、本実施形態では、７つの圧延スタンド２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇが直列に配設されている。
この仕上圧延機２０には、ロールギャップの調整を行う制御部２２が備えられている。本実施形態においては、制御部２２は、最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップを調整する構成とされている。

また、本実施形態では、仕上圧延機２０の出側、すなわち、最終圧延スタンド２１ｇの下流側に、熱延鋼板２０の板厚を測定する出側板厚計２９が配設されている。
さらに、本実施形態では、最終圧延スタンド２１ｇの上流側、図２では、第４圧延スタンド２１ｄと、第５圧延スタンド２１ｅと、の間に、最終圧延スタンド２１ｇでの圧延前の熱延鋼板の板厚を測定する入側板厚計２８が配設されている。

そして、本実施形態では、制御部２２は、入側板厚計２８によって測定された最終圧延スタンド２１ｇでの圧延前の熱延鋼板５の先端部板厚と目標の板厚との差を算出する板厚差算出部２３と、算出された板厚差から最終圧延スタンド２１ｇの出側での板厚偏差を予測する板厚偏差予測部２４と、出側板厚計２９によって測定された熱延鋼板５の先端部板厚チャートを鋼種及び板厚区分別に記録しておく記憶部２５と、この記憶部２５から当該熱延鋼板５と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートを読み出し、当該熱延鋼板５の板厚公差を考慮して、熱延鋼板５の先端からの板厚外れ長さが短くなるように最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ調整量を決定するロールギャップ量設定部２６と、を備えている。

次に、この熱延鋼板の製造装置１０を用いた熱延鋼板の製造方法について図３、図４を参照して説明する。
まず、スラブ１が、加熱炉１１に装入されて入口側から出口側に向けて搬送されるとともに加熱される（加熱工程Ｓ０１）。
加熱されたスラブ１が粗圧延機１３に装入される。粗圧延機１３によって粗圧延がなされ、粗圧延材３が製出される（粗圧延工程Ｓ０２）。
次に、粗圧延材３が誘導加熱装置１５に装入され、再加熱される。（再加熱工程Ｓ０３）。
そして、誘導加熱装置１５を通過した粗圧延材３が仕上圧延機２０に装入される。仕上圧延機２０によって仕上圧延がなされ、所定厚さの熱延鋼板５が製出される（仕上圧延工程Ｓ０４）。
仕上圧延機２０から製出された熱延鋼板５は、冷却スタンド１７において冷却され（冷却工程Ｓ０５）、冷却された熱延鋼板５がコイラー３０に巻き取られる（巻き取り工程Ｓ０６）。

以下に、仕上圧延機２０の制御部２２による最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ調整の手順について説明する。
まず、出側板厚計２９によって、最終圧延スタンド２１ｇの出側において熱延鋼板５の先端部板厚を測定し、鋼種及び板厚区分別に、熱延鋼板５の先端部板厚チャートを記憶部２５に予め記録しておく（先端部板厚チャート記録工程Ｓ１１）。なお、この先端部板厚チャート記録工程Ｓ１１においては、熱延鋼板５の先端から板厚制御が開始するまでの範囲内の板厚チャートを記録することが好ましい。熱延鋼板５の先端から板厚制御が開始するまでは、圧延状況が安定しておらず、大きな板厚変動が発生するおそれがある。一方、熱延鋼板５の先端から板厚制御が開始となると、圧延状況が安定することから、その後の板厚変動が小さいため記録する必要はない。

ここで、熱延鋼板５の圧延を実施する際に、予め記録された当該熱延鋼板５と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートを記憶部２５から読み出す（先端部板厚チャート読み出し工程Ｓ１２）。このとき、図５に示すように、熱延鋼板５の板厚の最大値（ｔ_ｍａｘ）と先端からの長さ位置（Ｌ_ｍａｘ）、熱延鋼板５の板厚の最小値（ｔ_ｍｉｎ）と先端からの長さ位置（Ｌ_ｍｉｎ）、を記録する。

次に、入側板厚計２８によって、最終圧延スタンド２１ｇでの圧延前の熱延鋼板５の板厚を測定する（圧延機入側板厚測定工程Ｓ１３）。
また、板厚差算出部２３によって、圧延前の熱延鋼板５の先端部板厚と目標の板厚との板厚差を算出する（目標板厚差算出工程Ｓ１４）。
さらに、板厚偏差予測部２４によって、算出された板厚差から最終圧延スタンド２１ｇの出側での板厚偏差を予測する（出側板厚偏差予測工程Ｓ１５）。

そして、ロールギャップ量設定部２６によって、最終圧延スタンド２１ｇの出側の板厚偏差の予測値と、当該熱延鋼板５と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと、当該熱延鋼板５の板厚公差と、を考慮して、熱延鋼板５の先端からの板厚外れ長さＬが短くなるように最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ調整量を設定する（ロールギャップ調整工程Ｓ１６）。

具体的には、図６に示すように、熱延鋼板５の板厚の最大値（ｔ_ｍａｘ）と先端からの長さ位置（Ｌ_ｍａｘ）、熱延鋼板５の板厚の最小値（ｔ_ｍｉｎ）と先端からの長さ位置（Ｌ_ｍｉｎ）から、熱延鋼板５の先端からの板厚外れ長さＬが短くなるように、（Ｌ_ｍｉｎ）と（Ｌ_ｍａｘ）を比較し、先端からの長さ位置が大きい側（Ｌ_ｍａｘ）の板厚が公差（ｔ_Ｕ、ｔ_Ｌ）の範囲内となるように、板厚の目標値を偏差させて、最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ量を設定しているのである。

以上のような構成とされた本実施形態である熱延鋼板の製造装置１０、及び、熱延鋼板の製造方法によれば、最終圧延スタンド２１ｇの出側に配設された出側板厚計２９によって、圧延後の熱延鋼板５の先端部板厚を測定し、鋼種及び板厚区分別に熱延鋼板５の先端部板厚チャートを記憶部２５に予め記録しておき、熱延鋼板５の圧延を実施する際に、記憶部２５から予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートを読み出し、ロールギャップ量設定部２６において、読み出した先端部板厚チャートと、当該熱延鋼板５の板厚公差と、を考慮して、熱延鋼板５の先端からの板厚外れ長さＬが短くなるように最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ調整を行う構成とされている。

すなわち、図７に示すように単に最先端部の板厚を目標値となるように、ロールギャップ量を設定するのではなく、図６に示すように当該熱延鋼板５と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートを考慮して、先端から離れた位置での板厚が公差内となるように、板厚の目標値を偏差させてロールギャップ量を設定しているのである。
これにより、熱延鋼板５の先端からの板厚外れ長さＬが確実に短くなり、熱延鋼板５の製造歩留まりの向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、最終圧延スタンド２１ｇの入側に配設された入側板厚計２８によって、圧延前の熱延鋼板５の先端部板厚を測定して、板厚差算出部２３で圧延前の熱延鋼板５の先端部板厚と目標の板厚との板厚差を算出し、板厚偏差予測部２４で算出された前記板厚差から最終圧延スタンド２１ｇの出側での板厚偏差を予測し、ロールギャップ量設定部２６において、最終圧延スタンド２１ｇ出側の板厚偏差の予測値と、予め記録された当該熱延鋼板５と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと、当該熱延鋼板５の板厚公差と、を考慮し、熱延鋼板５の先端からの板厚外れ長さＬが短くなるように最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ調整を行う構成とされているので、確実に、前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さを短くすることができる。

以上、本発明の実施形態である熱延鋼板の製造装置、及び、熱延鋼板の製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、仕上圧延機が７つの圧延スタンドを有するものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の構成の仕上圧延機であってもよい。

さらに、入側板厚計、板厚差算出部、板厚偏差予測部を備えたものとして説明したが、これに限定されることはない。また、入側板厚計を、第４圧延スタンド２１ｄと第５圧延スタンド２１ｅとの間に配設したもので説明したが、これに限定されることはなく、最終圧延スタンド２１ｇの上流側に位置していればよい。
また、本実施形態では、最終圧延スタンド２１ｇのロールギャップ量を調整するものとして説明したが、これに限定されることはなく、他の圧延スタンドに適用してもよい。

また、図１に示す構成の熱延鋼板の製造装置を例にあげて説明したが、これに限定されることはなく、他の構成の熱延鋼板の製造装置であってもよい。すなわち、加熱炉、粗圧延機、誘導加熱装置（再加熱手段）等の構成については、図１に限定されることはなく、その他の構成のものを適用してもよい。

１スラブ
３粗圧延材
５熱延鋼板
１０熱延鋼板の製造装置
１１加熱炉
１３粗圧延機
１５誘導加熱装置
１７冷却スタンド
２０仕上圧延機
２１ｇ最終圧延スタンド（圧延機）
２２制御部
２３板厚差算出部
２４板厚偏差予測部
２５記憶部
２６ロールギャップ量設定部
２８入側板厚計
２９出側板厚計
３０コイラー

Claims

仕上圧延機の出側において熱延鋼板の先端部板厚を測定し、鋼種及び板厚区分別に前記熱延鋼板の先端部板厚チャートを予め記録しておく工程と、
熱延鋼板の仕上圧延を実施する際に、予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートを読み出す工程と、
読み出した先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整を行う工程と、
を備えており、
前記圧延機のロールギャップ調整を行う工程においては、前記熱延鋼板の板厚の最大値と先端からの長さ位置、前記熱延鋼板の板厚の最小値と先端からの長さ位置から、先端からの長さ位置が大きい側の板厚が公差の範囲内となるように板厚の目標値を偏差させて、前記圧延機のロールギャップ調整を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
前記圧延機の入側で、圧延前の熱延鋼板の先端部板厚を測定する工程と、
圧延前の熱延鋼板の先端部板厚と目標の板厚との板厚差を算出する工程と、
算出された前記板厚差から前記圧延機の出側での板厚偏差を予測する工程と、
前記熱延鋼板の先端が前記圧延機に噛みこむ前に、前記圧延機出側の板厚偏差の予測値と予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼板の製造方法。
圧延機と、圧延機の出側に設けられた出側板厚計と、を有し、
前記圧延機には、ロールギャップを調整する制御部が備えられており、
前記制御部は、前記出側板厚計によって測定された熱延鋼板の先端部板厚チャートを鋼種及び板厚区分別に記録しておく記憶部と、この記憶部に予め記録された当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整量を決定するロールギャップ量設定部と、を備えており、
前記ロールギャップ量設定部は、前記熱延鋼板の板厚の最大値と先端からの長さ位置、前記熱延鋼板の板厚の最小値と先端からの長さ位置から、先端からの長さ位置が大きい側の板厚が公差の範囲内となるように板厚の目標値を偏差させて、前記圧延機のロールギャップ調整を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造装置。
前記圧延機の入側に設けられた入側板厚計を有し、
前記制御部は、前記入側板厚計によって測定された圧延前の熱延鋼板の先端部板厚と目標の板厚との差を算出する板厚差算出部と、算出された前記板厚差から前記圧延機の出側での板厚偏差を予測する板厚偏差予測部と、を備えており、
前記ロールギャップ量設定部では、前記圧延機出側の板厚偏差の予測値と当該熱延鋼板と同鋼種及び同板厚区分の先端部板厚チャートと当該熱延鋼板の板厚公差とを考慮して前記熱延鋼板の先端からの板厚外れ長さが短くなるように前記圧延機のロールギャップ調整量を設定することを特徴とする請求項３に記載の熱延鋼板の製造装置。