JP6314785B2

JP6314785B2 - 分塊圧延方法

Info

Publication number: JP6314785B2
Application number: JP2014210156A
Authority: JP
Inventors: 崇敬加苅; 泰史久保
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-10-14
Also published as: JP2016078058A

Description

本発明は、長辺と短辺の比が１．０以上、１．７未満の連続鋳造鋳片を用いて、短辺の総圧下比が０．０９以上、０．１４以下となる丸ビレットに分塊圧延する際に、鋳片の凹みやスケールの押込み疵による外面疵を解消可能な分塊圧延方法に関するものである。

長辺と短辺の比（以下、扁平比という。）とは、分塊圧延前の連続鋳造鋳片（以下、単に鋳片という。）の長辺の長さＬ1 を短辺の長さＬ2 で除した値（Ｌ1 ／Ｌ2 ）をいう。また、短辺の総圧下比とは、前記Ｌ2 から分塊圧延後の丸ビレットの外径ｄを減算した値を前記Ｌ2 で除した値（（Ｌ2 −ｄ）／Ｌ2 ）をいう。

例えば、長辺が５３０mm、短辺が４１０mm（扁平比：１．２９）の鋳片を用いて丸ビレットを分塊圧延した際に、スケールの押込み疵、スカーフ疵（鋳片のスカーフ手入れ痕が残存する疵）、しわ疵、凹み等による外面疵の手入れが必要となる比率（以下、外疵手入れ発生率という。）を図２に示す。

この図２より明らかなように、扁平比が１．２９の前記鋳片から外径が２２５mm、３１０mm、３６０mmの丸ビレットを分塊圧延した場合、外径が大きくなる（短辺の総圧下比が小さくなる）ほど、外疵手入れ発生率が多くなる。

これは、長辺が５３０mm、短辺が４１０mm（扁平比：１．２９）の鋳片を用いて、外径が３６０mm（短辺の総圧下比が０．１２）の丸ビレットに分塊圧延する場合は、長辺側を圧下する際の圧下量を多くできないからと考えられる。

すなわち、分塊圧延時に長辺側を圧下する際の圧下量が少ないので、図３に示すような鋳片１の長辺中央部に発生した凹み２や、図４に示すような鋳片１の加熱時に発生するスケールの押込み疵３の影響で、分塊圧延した丸ビレット４に外面疵５が発生するものと考えられる。

ちなみに、特許文献１では、分塊圧延時に生じるしわ疵を低減するために、分塊圧延時の短辺圧下を、長辺くぼみ比（扁平比と分塊圧下比をパラメータとする数式で規定する）と平均Ｓ×ｑをパラメータとする数式で規定する短辺圧下比に基づいて行う方法が提案されている。

前記特許文献１で規定する平均Ｓ×ｑ中のＳは、投影接触長さをＬd （mm）、圧下前の鋳片厚さをＨ0 （mm）、圧下前の鋳片幅をＢ0 （mm）とした場合、２×Ｌd ／（Ｈ0 ＋２Ｂ0 ）で求められる値である。

また、ｑは、圧下前の鋳片断面積をＦ0 （mm² ）、圧下後の鋳片断面積をＦ1 （mm² ）、排除面積をＦH （＝Ｆ0 −Ｆ1 ）（mm² ）とした場合、ＦH ／Ｆ0 で求められる値である。

また、特許文献２には、中央部に凸状部を形成した孔型ロールを使用することで分塊圧延の際に発生するしわ疵を防止する方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１，２は、分塊圧延の際に発生したドックボーン変形に起因するしわ疵を抑制する発明であり、扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を、短辺の総圧下比が０．０９〜０．１４で分塊圧延する場合に発生する、鋳片に発生した凹みや、鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵による外面疵を解消するものではない。ここで、外面疵とは、丸ビレットの端面を除く外表面に発生する疵のことをいう。

特開２００２−２６３７９７号公報特開２０００−１７６５０１号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来は、所定範囲の扁平比の鋳片を分塊圧延する時に、短辺の総圧下比が小さい場合に、鋳片に発生した凹みや、鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵による外面疵を解消する技術は提案されていないという点である。

本発明は、扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を用いて、短辺側の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下として丸ビレットに分塊圧延する際に、鋳片に発生した凹みや、鋳片の加熱時に発生するスケールの押し込み疵による外面疵を解消することを目的としている。

すなわち、本発明は、
扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を用いて、短辺の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下として丸ビレットに分塊圧延する方法であって、
短辺側を圧延する時の圧下比が０．０８５以上、０．１４以下となる圧延を１回以上実施し、長辺側を圧延する時の入鋼幅比を０．９３以上、１．０以下とすることを最も主要な特徴としている。

前記短辺側を圧延する時の圧下比（以下、単に、短辺側の圧下比という。）とは、圧延前の短辺長さから圧延後の短辺長さを減算した値を圧延前の短辺長さで除した値をいう。また、入鋼幅比とは、図５に示すように、圧延前の鋳片１の幅Ｌ1をロール孔型６の幅Ｌ2で除した値をいう。
以下、圧延に供する鋳片を材料ともいう。

本発明は、扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を用いて、短辺の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下として丸ビレットに分塊圧延する方法である。

そして、分塊圧延の際に、短辺側を圧延する時の圧下比が０．０８５以上、０．１４以下となる圧延を１回以上実施するので、鋳片に発生した凹みや、鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵は、圧延ロールと接触して延ばされることになる。

加えて、本発明は、長辺側を圧延する時の入鋼幅比（以下、単に、長辺側の入鋼幅比という。）を０．９３以上、１．０以下とするので、ロール孔型に材料を充満することができ、次パスで短辺側を圧延する時の圧下量が増加する。

本発明では、鋳片の短辺側を圧延する時や長辺側を圧延する時に、鋳片に発生した凹みや、鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵が圧延ロールと接触するので、前記凹みやスケールの押込み疵に起因する外面疵の深さが減少して解消し、表面性状の優れた丸ビレットを得ることができる。

鋳片の長辺側の入鋼幅比と、短辺側の最大圧下比と、外疵手入れ発生率の関係を示した図である。扁平比が１．２９の鋳片を用いて、外径が２２５mm、３１０mm、３６０mmの丸ビレットを分塊圧延した際の外疵手入れ発生率を示した図である。鋳片に発生した凹みによる外面疵を説明する模式図である。鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵による外面疵を説明する模式図である。鋳片の短辺側の入鋼幅比を説明する図である。

同一サイズの鋳片から異なるサイズの丸ビレットを分塊圧延する場合、短辺の総圧下比が小さい場合に丸ビレットに外面疵が残る割合が多くなる。これは、短辺の総圧下比が小さい場合には、鋳片に発生した凹みや鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵が解消されずに残ることが原因であると考えられる。

そこで、発明者らは、短辺の総圧下比が小さい鋳片に対して、長辺側の圧延時にロール孔型に対する材料の充満度を大きくして次パスの短辺側の圧下量を増やすように配分し、短辺側の圧延時に圧延ロールと鋳片が接触することで、前記外面疵の発生を抑制できると考えた。

本発明は、発明者らの上記考えに基づいてなされたものであり、
扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を用いて、短辺の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下として丸ビレットに分塊圧延する方法であって、
短辺側の圧下比が０．０８５以上、０．１４以下となる圧延を１回以上実施し、長辺側の入鋼幅比を０．９３以上、１．０以下とすることを特徴としている。

本発明において、扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を対象とするのは、扁平比が１．７以上の場合は、長辺側の圧下量を大きくすることで、鋳片の幅拡がりによって鋳片に発生した凹みやスケールの押込み疵を延ばして外面疵を解消することが可能であるからである。つまり、長辺側の圧下量を大きくできない、扁平比が１．０以上、１．７未満に限定したのである。

また、本発明において、短辺の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下とする丸ビレットを対象とするのは、前記総圧下比が０．１４を超える場合は、従来の技術で鋳片に発生した凹みや鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵による外面疵の発生を抑制することが可能だからである。一方、前記総圧下比が０．０９未満の場合は、短辺側の圧下量が少なすぎて十分な圧下が行えず、外面疵を解消することができないからである。

また、本発明において、短辺側の圧下比が０．０８５以上、０．１４以下となる圧延を１回以上実施するのは、当該圧下比が０．０８５未満の場合は、当該圧下比が小さすぎて鋳片と圧延ロールとの接触が増えず、鋳片に発生した凹みや鋳片の加熱時に発生するスケールの押込み疵を減少できないからである。一方、当該圧下比が０．１４を超える場合は、圧延機の負荷が大きくなり、モータトリップやロール破損の懸念があるからである。

また、本発明において、長辺側の入鋼幅比を０．９３以上、１．０以下とするのは、長辺側の入鋼幅比が０．９３未満の時は、ロール孔型に対する材料の充満度が大きくならず、圧下による長辺中央部の凹みを減少できないからである。一方、長辺側の入鋼幅比が１．０を超える場合は、ロール孔型から材料が噛み出し、噛み出した部分を押さえ込むことによって疵が発生することが考えられるからである。

上記本発明によれば、扁平比が１．０以上、１．７未満の鋳片を、短辺の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下として丸ビレットに分塊圧延した場合でも、鋳片に発生した凹みやスケールの押込み疵による外面疵を解消することができる。

以下、本発明の効果を確認するために実機による圧延試験を行った結果の一例を以下に示す。

試験は、二重可逆式の圧延機を用いて、長辺が５３０mm、短辺が４１０mmの炭素鋼鋳片（扁平比は１．２９）を、外径が３５５mm、３６０mm、及び３７０mmの丸ビレットに分塊圧延した際に、外疵手入れ発生率を調査したものである。

下記表１中の試験例１は、前記鋳片を外径が３５５mmの丸ビレットに分塊圧延した例（短辺の総圧下比は０．１３）である。また、下記表１，２中の試験例２〜６は前記鋳片を外径が３６０mmの丸ビレットに分塊圧延した例（短辺の総圧下比は０．１２）である。また、下記表３中の試験例７〜９は、前記鋳片を外径が３７０mmの丸ビレットに分塊圧延した例（短辺の総圧下比は０．１０）である。下記表１〜３には、それぞれ分塊圧延のパススケジュールと、短辺側の圧下比、長辺側の入鋼幅比とその際の結果を示す。

下記表１〜３中の、試験例３，６，８が本発明の要件を充足する発明例、試験例１，２，４，５，７，９は本発明の要件を充足しない比較例である。

表１〜３における評価は、外疵手入れ発生率が５％未満の場合を〇、５％以上の場合を×として示した。外疵の検出は圧延後の鋼片を目視にて行い、疵を検出した場合は手入れによる除去を実施した。

扁平比が１．２９の鋳片を短辺の総圧下比を０．１３として、丸ビレットに分塊圧延した場合、表１の試験例１のように短辺側の圧延を０．０８８の圧下比で行っても、その前の長辺側の入鋼幅比が０．９３未満の圧延であったので、その後の外疵手入れ発生率が５％以上であった。

また、扁平比が１．２９の鋳片を短辺の総圧下比を０．１２として、丸ビレットに分塊圧延した場合、表１，２より明らかなように、長辺側の入鋼幅比を０．９５，０．９４として圧延した後、短辺側の圧下比を０．０９１，０．０８８として圧延した試験例３，６の場合は、外疵手入れ発生率が５％未満であった。一方、試験例２，４，５のように長辺側の入鋼幅比を０．９３として圧延しても、その後の短辺側の圧延が０．０８５未満の圧下比であった場合は、外疵手入れ発生率が５％以上であった。

また、扁平比が１．２９の鋳片を短辺の総圧下比を０．１０として、丸ビレットに分塊圧延した場合、表３より明らかなように、長辺側の入鋼幅比を０．９５として圧延した後、短辺側の圧下比を０．０９４として圧延した試験例８の場合は、外疵手入れ発生率が５％未満であった。一方、試験例７，９のように長辺側の入鋼幅比を０．９３，０．９４，０．９６として圧延しても、その後の短辺側の圧延が０．０８５未満の圧下比であった場合は、外疵手入れ発生率が５％以上であった。

本発明は上記した例に限らないことは勿論であり、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば上記の試験は炭素鋼鋳片について行ったものであるが、本発明方法は、炭素鋼鋳片に限らず、Cr-Mo鋼鋳片を分塊圧延して丸ビレットとなす場合にも効果を奏する。

１鋳片
２凹み
３スケールの押込み疵
４丸ビレット
５外面疵

Claims

長辺と短辺の比が１．０以上、１．７未満の連続鋳造鋳片を用いて、短辺の総圧下比を０．０９以上、０．１４以下として丸ビレットに分塊圧延する方法であって、
短辺側を圧延する時の圧下比が０．０８５以上、０．１４以下となる圧延を１回以上実施し、長辺側を圧延する時の入鋼幅比を０．９３以上、１．０以下とすることを特徴とする分塊圧延方法。