JPH01181901A - 金属材の熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、“幅ブレスによるスラブ幅サイジングによ
り厚みが盛り上がった熱間スラブを処−９〜 環ライン後続の粗圧延機群で適正に圧延する金属材の熱
間圧延方法に関するものである。

〈背景技術〉 近年、鋼板等の金属材に対する要求品種や要求サイズの
多様化は益々増大する傾向を見せ始めているが、例えば
特定サイズの鋼板を製造するためにはそのサイズに見合
った素材（スラブ）を必要としており、金属材の要求サ
イズが多様化すればするほどそれに適合する多種類の素
材を準備しなければならなかった。

そこで、これらの要求にできるだけ簡便に対処すべく、
圧延に供するスラブを“連続鋳造の段階”ではなく　“
鋳造が完了して熱延を施す前の熱間スラブの段階”で幅
プレスにてサイジング（幅変更）する技術が開発された
（例えば特開昭５３−２６７５９号公報参照）。

この“幅プレスによる熱間スラブの幅サイジング法”は
、第７図で例示するように、粗圧延機群（通常は垂直圧
延機Ｅ１〜Ｅ、と水平圧延機Ｒ０〜Ｒ６とで構成されて
いる）の入側に幅プレス装置１を配置し、加熱炉からの
熱間スラブ２を前記幅プレス装置１の押圧金型Ｐ、Ｐ′
で幅方向に順次プレスして幅大圧下する方法である。な
お、幅大圧下により所定幅とされた熱間スラブは後続の
粗圧延機群で必要板厚にまで圧延される。

しかしながら、このようなスラブ幅サイジング法を適用
して熱間圧延作業を試みた場合、時折、輻サイジングに
続く粗圧延機群での熱間圧延工程において水平圧延機の
噛み込み不良が発生し、圧延を実施できない状態に立ち
至る事態が見掛けられたのである。そして、この問題は
プレスによる幅圧下量が大きい程頻発する傾向にあった
。

〈問題点を解決するための手段〉 そこで本発明者は、“幅プレスによる熱間スラブ幅サイ
ジング法”を適用した熱間圧延作業での前記問題点を解
消し、スラブ幅を比較的簡便に各種要求サイズへ変更し
得る上記スラブ幅サイジング法の利点を生かしつつ、し
かも粗圧延機群での噛み込み不良を引き起こさずに安定
した圧延作業が確保できる金属材の熱間圧延手段を提供
すべ（様々な観点から実験・研究を重ねたところ、次に
示されるような知見を得ることができた。

ｆａｌ　　熱間スラブをプレスによって幅圧下すれば当
然に厚みの盛り上がりを生じるが、該作業に続（粗圧延
での水平圧延機への噛み込み不良の主要原因はこの厚み
盛り上がり量に適切に対処したロール開度・圧下量設定
がなされない点にあること。

（ｂ）　　また、時にはプレス幅圧下によりスラブが第
８図（ａｌで示すように座屈したり、或いは第８図（１
））に示すように“ねじれ″を生じたりする場合がある
が、これも厚さ方向の総体寸法の変動につながるもので
あって、ロール開度・圧下量設定の不適切要素となるも
のであること。

もっとも、この座屈やねじれの対策として、第９図で示
されるような、幅プレス装置に油圧シリンダ３，３′で
付勢された座屈防止用ロール４゜４′を配置し、これに
より幅大圧下によるスラブ２の座屈を防ぐ手段も提案さ
れてはいるが（特開昭６０−２５７９０２号公報）、こ
の座屈防止装置はスラブを上・下面からロールで押圧す
るものであるため押圧力が大き過ぎればスラブ表面疵を
発生させる恐れがあり、そのため必要最小限の力で押さ
えることが必要とされていた。従って、スラブ幅大圧下
条件が厳しい場合には、どうしても座屈やねじれの防止
効果は完全とはならなかった。

（Ｃ１ところが、熱間スラブの厚み盛り上がり量はスラ
ブの元厚、プレス幅圧下時の初期フィード位置並びにス
ラブ幅圧下率によって的確に予測することが可能であり
、この予測値に基づいて粗圧延機群最上流の水平圧延機
の開度設定を行うと共に粗圧延機群出側で所定の板厚が
得られるように各水平圧延機の圧下量設定を行えば、圧
延機への噛み込み不良が適切に防止されて各種寸法圧延
材の円滑な圧延製造が可能となること。

即ち、第１図は、厚さ：２７０ｍ、輻：８００〜１６０
０ｍのスラブを幅プレス装置によって幅圧下した場合の
“スラブ幅圧下率γ（「スラブ光幅」に対する「幅圧下
量」の比率）”と“厚み盛上がり率φＮ（１”スラブ元
厚Ｈ」に対する「幅圧下後の最大厚さとスラブの元厚Ｈ
との差」の比率）″との関係を、幅プレスへのスラブの
初期フィード位Ｗｒ１が０１１の場合とｆｔが２００ｍ
の場合とについて表わしたものであるが、この第１図か
らは、厚み盛上がり率φ９は前記初期フィード位置ｆ１
によっても変化するものであって、スラブ輻圧下率γと
初期フィード位置ｆ７との関数（ｆ（γ、ｆＴ）〕　と
なることが分かる。従って、厚み盛り上がり量ΔＨはΔ
Ｈ＝　ｆ　（ｒ　、ｆｔ）・Ｈ なる関係から的確に予測できることが明らかである。

つまり、順を追って説明すると、第２図は、熱間スラブ
２を幅ブレス装置の押圧金型Ｐ、Ｐ’で幅圧下している
状態の概念図であり、第２図（ａｌはスラブ先端部の幅
圧下時を、そして第２図（１）ンは定常部の幅圧下時を
それぞれ示している。この場合、先端部の幅圧下では初
期フィード位置ｆＴを種々変化させクロップ形状の制御
がなされ、定常部では一定フイード量ｆでスラブを送り
ながら幅圧下が繰り返されるのが普通である。そして、
幅圧下の結果、スラブ先端部では第３図（ａ）で示され
るようなシングルバルジ変形を伴った厚み盛り上がりが
、また定常部では第３図（ｂ）で示されるようなダブル
バルジ変形を伴った厚み盛り上がりが生じるが、粗圧延
機群最上流の水平圧延機での噛み込み不良の原因となる
のはスラブ先端部で生じるシングルバルジ変形を伴った
盛り上がりであるので、該水平圧延機の開度設定にはこ
のスラブ先端部での盛り上がり量を予測すれば良いこと
となる。しかるに−スラブ先端部での厚み盛上がり率φ
、には第１図で示す如き規則的な変化があるため、弐Δ
Ｈ＝ｆ（γ、ｆＴ）・Ｈ によってスラブ先端部の厚み盛上がり量を的確に予想で
きるのである。

（ｄ）　　更に、プレス幅圧下により熱間スラブに座屈
やねじれを生じる恐れがある場合には、幅圧下後のスラ
ブにおける座屈やねじれをも加味した総体的な厚み盛り
上がり量を実測し、この実測値に基づき前記水平圧延機
の圧延スケジュール設定値を修正して圧延を実施すれば
、修正量が大幅なものとなることはないので敏速な圧延
スケジュールの再設定が可能であり、作業性に悪影響を
及ぼすことな（、しかも座屈やねじれに悪影響を受ける
ことなく適切かつ円滑な圧延作業が行えること。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 「幅プレスにより熱間スラブをその幅方向に圧下してス
ラブの幅サイジングを行った後、複数の水平圧延機を配
置した粗圧延機群において粗圧延を行う金属材の熱間圧
延方法において、幅プレスで熱間スラブを幅圧下した後
の厚み盛り上がり量（ΔＨ）の予測値を ΔＨ＝ｆ（γ、ｒｔ）・Ｈ なる関係を基にして決定し、該予測値により粗圧延機群
における水平圧延機の圧延スケジュールを設定して圧延
を行うか、或いは、このように設定した圧延スケジュー
ルを幅圧下した後の座屈及びねじれを含む熱間スラブの
厚み盛り上がり量実測値により修正して圧延を行うこと
により、粗圧延機群での噛み込み不良や圧下量不適を引
き起こすことなく安定した圧延作業によって所定寸法材
料を製造し得るようにした点」 に特徴を有するものである。

ここで、粗圧延機群における水平圧延機の圧延スケジュ
ールを、 ΔＨ＝ｆ（γ、ｆ７）・Ｈ なる関係を基とした幅サイジング後のスラブ厚み盛り上
がり量（ΔＨ）予測値によって設定する理由は、前述し
た如くスラブ幅大圧下後の厚み盛り上がり量がこの関係
によって極めて適切に表わされるものであり、この関係
に基づいて予測した厚み盛り上がり量を圧延スケジュー
ル設定基準とすれば水平圧延機への噛み込み不良や圧下
量不通が的確に防止できるからである。なお、上記関係
に基づくスラブ厚み盛り上がり量（ΔＨ）の予測は、実
験により予め第１図に示したようなデータを求めておき
、実際作業の際にそのデータを使うことによって容易に
行うことができる。

また、この場合にプレス幅圧下工具（押圧金型）の形状
の影響の実験値をも加味してスラブ厚み盛り上がり量（
ΔＨ）を予測すれば、−段と高精度の圧延スケジュール
設定が可能となる。

そして、幅圧下した後の座屈及びねじれを含む熱間スラ
ブの厚み盛り上がり量を実測して圧延スケジュールの修
正を行う場合には、盛り上がり量検出する手段は格別に
限定されるものではなく、後述するような接触式或いは
非接触式の何れの方法によっても差し支えないことは言
うまでもない。

続いて、本発明を、実施例により比較例と対比しながら
更に具体的に説明する。

〈実施例〉 本実施例においては、第４図で示されるような幅プレス
装置１．厚み盛り上がり量検出機５及び粗圧延機群６を
備えた熱間圧延設備により、各種の条件設定下で、搬送
されてきた熱間スラブを幅プレス装置１で幅大圧下した
後、後続の粗圧延機群６における水平圧延機Ｒ１〜Ｒ６
で順次板厚を圧下して熱延板とする試験を実施した。な
お、粗圧延機群６を構成する水平圧延機Ｒ８−Ｒ５各々
の入側には、通常、垂直圧延機が配置されているが、第
４図ではその記載を省略した。

ここで、試験に供した熱間スラブは厚さ２７０１、板幅
１６０００のものであるが、各試験における幅プレスで
の圧下量、及び粗圧延機群で圧下した際の圧延スケジュ
ールを第１表に示す。

第　　　１　　　表 試験番号１は幅プレス装置を使用しなかった場合の圧延
スケジュールを示しているが、この場合には水平圧延機
Ｒ１の圧下量が６０ＩＩ１１（＝スラブ厚：　２７０ｍ
　　Ｒ＋出側板厚：２１０ｎ）と小さいこともあって噛
み込み不良の発生しないことが確認された。

試験番号２は幅プレスでの幅圧下量が１６０ｆｉの例で
あるが、この場合には厚み盛り上がり量は８ｎと小さか
ったので水平圧延機Ｒ８の圧下量も６８鶴（＝板厚盛上
がり後のスラブ厚：　２７８ｉｎ　　Ｒ＋出側板厚：２
１０ｍ）程度となり、やはり噛み込み不良は発生しなか
った。

試験番号３では、幅プレスによるスラブ厚盛り上がり量
が４３ｍ１になり水平圧延機Ｒ１の圧下量は１０３ｆｉ
に達したため、このスラブは水平圧延機Ｒ１に噛み込ま
れず圧延不能となった。

試験番号４は、本発明で規定する通り、ΔＨ＝ｆ（γ、
　ｆｔ）・Ｈ の関係からスラブ厚盛り上がり量を４３ｍｍと予測して
水平圧延機Ｒ２〜Ｒ６の圧延スケジュールを変更した場
合であり、水平圧延機Ｒ７での実質圧下量は２７０＋４
４３−２５０＝６３となって、噛み込み不良を発生させ
ずに所定の板厚まで圧延できることが確認できた。

−１２＝ 試験番号５は、次のようにスラブ幅サイジング及び熱間
圧延が実施されたときの例である。

即ち、この試験番号４の幅圧下量と圧延スケジュールで
１７本のスラブを幅圧下し熱間圧延したが、そのうち２
本が水平圧延機Ｒ１への噛み込み不良を生じた。そこで
、この原因を調査したところ、幅プレスによりスラブに
座屈が発生していて、実質の厚み盛り上がり量（スラブ
上面の最大高さと下面の最低位置との差からスラブ元厚
を差し引いた値）は７０ｍに達していることが明らかと
なった。このため、第４図で示した熱間圧延設備におけ
る幅プレス装置１の後方に設置した厚み盛り上がり量検
出器５を作動させてスラブ厚盛り上がり量を測定し、こ
の値に基づいて水平圧延機Ｒ，の圧延スケジュールを第
１表の試験番号５の欄に示したように修正して圧延を実
施した。その結果、座屈発生によりスラブの厚み盛り上
がり量が７５ｍになった場合でも円滑に粗圧延を終了す
ることができた。

なお、厚み盛り上がり検出器５は、第５図に示ように熱
間スラブ２の側方から平行光線を発する発光器７と受光
器８からなり、熱間スラブ２が平行光線を遮った境界よ
り熱間スラブ２の最大高さと最下点が計測できるものを
使用した。

この厚み盛り上がり検出器としては、上記形式のものの
他、例えば第６図に示すようにピンチロール９を接触さ
せて測定する形式のもの等を採用して良いことは先に述
べた通りである。

ところで、幅プレスによるスラブの座屈量が大きい場合
には、粗圧延機群の圧延スケジュールを修正しても各水
平圧延機の圧下限界内で所定の板厚まで圧下できないこ
ともあるが、この場合には粗圧延機群より後方の仕上圧
延機群の圧延スケジュールをも修正すれば最終製品の板
厚まで圧下が可能となる。

く効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、幅プレスによ
るスラブ厚盛上がり、スラブの座屈或いはスラブのねじ
れに起因した粗圧延機群での噛み込み不良等によるトラ
ブルを生じることなく、非常に安定した円滑な作業の下
にスラブ幅大圧下とこれに続く熱間圧延を実施すること
ができ、寸法種別の少ない連続鋳造スラブからであって
も簡単にかつ安定して各種寸法の圧延材を製造すること
が可能となるなど、産業上極めて有用な効果がもたらさ
れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スラブ幅圧下率γ、厚み盛上がり率φ０２幅
プレスへのスラブの初期フィード位置ｆｔの関係を示し
たグラフである。 第２図は、熱間スラブを幅プレス装置の押圧金型で幅圧
下している状態の概念図であり、第２図（ａｌはスラブ
先端部の幅圧下時を、そして第２図（ｂ）は定常部の幅
圧下時をそれぞれ示している。 第３図は、幅プレスによる厚み盛り上がり形態を説明し
た概念図であり、第３図（ａｌはスラブ先端部の変形状
況を、そして第３図（ｂｌは定常部での変形状況をそれ
ぞれ示している。 第４図は、実施例で使用した熱間圧延設備の概要を説明
した図面である。 第５図は、スラブ厚み盛り上がり量検出装置の説明図で
ある。 第６図は、スラブ厚み盛り上がり量検出装置の別の例で
ある。 第７図は、幅プレスによる熱間スラブの幅サイジング法
に使用される熱間圧延設備の説明図である。 第８図は、幅プレスによるスラブの座屈状態とねじれ状
態を示す概念図であり、第８図（ａ）は座屈を生じたス
ラブを、そして第８図（ｂ）はねじれを生じたスラブを
それぞれ示している。 第９図は、座屈防止用ロールの説明図である。 図面において、 １・・・幅プレス装置、　　　２・・・スラブ。 ３．３′・・・油圧シリンダ。 ４．４′・・・座屈防止用ロール。 ５・・・厚み盛り上がり量検出器。 ６・・・粗圧延機群、　　　７・・・発光器。 ８・・・受光器、　　　　　９・・・ピンチロール。 Ｐ、Ｐ’・・・押圧金型。 Ｅ１〜Ｅ６・・・垂直圧延機、Ｒ１−Ｒｈ・・・水平圧
延機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）幅プレスにより熱間スラブをその幅方向に圧下し
   てスラブの幅サイジングを行った後、複数の水平圧延機
   を配置した粗圧延機群において粗圧延を行う金属材の熱
   間圧延方法において、幅プレスで熱間スラブを幅圧下し
   た後の厚み盛り上がり量（ΔＨ）の予測値を ΔＨ−ｆ（γ、ｆ＿Ｔ）・Ｈ ［但し、γ：スラブ幅圧下率、 ｆ＿Ｔ：プレス工具への初 期フィード位置、 Ｈ：スラブ元厚］ なる関係を基にして決定し、該予測値により粗圧延機群
   における水平圧延機の圧延スケジュールを設定して圧延
   を行うことを特徴とする、金属材の熱間圧延方法。
2. （２）幅プレスにより熱間スラブをその幅方向に圧下し
   てスラブの幅サイジングを行った後、複数の水平圧延機
   を配置した粗圧延機群において粗圧延を行う金属材の熱
   間圧延方法において、幅プレスで熱間スラブを幅圧下し
   た後の厚み盛り上がり量（ΔＨ）の予測値を ΔＨ＝ｆ（γ、ｆ＿Ｔ）・Ｈ ［但し、γ：スラブ幅圧下率、 ｆ＿Ｔ：プレス工具への初 期フィード位置、 Ｈ：スラブ元厚］ なる関係を基にして決定し、該予測値により粗圧延機群
   における水平圧延機の圧延スケジュールを設定すると共
   に、幅圧下した後の座屈及びねじれを含む熱間スラブの
   厚み盛り上がり量実測値により前記水平圧延機の圧延ス
   ケジュールを修正して圧延を行うことを特徴とする、金
   属材の熱間圧延方法。