JPH01218704A - 薄鋳片の熱間圧延方法 - 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、薄鋳片の熱間圧延方法、詳しくは薄鋳片連
続鋳造機で鋳造された薄鋳片を熱間仕上圧延用素材に適
した寸法精度を有する鋳片にする薄鋳片の熱間圧延方法
に関する。

（従来の技術） 通常、厚さ１．５〜５０ｍｍ程度の熱延鋼帯を製造する
場合は、先ず、連続鋳造機で厚さ２００〜３００ｍｍ、
幅１０００〜２０００ｍｍ、長さ１０ｍ程度の鋳片を製
造する。次いで、この鋳片を熱間圧延工程に搬送し、加
熱炉で１０５０〜１２００’Ｃまで加熱した後、数基の
熱間粗圧延機により厚さ２０〜５０ｍｍの粗バーに圧延
し、この粗バーを６〜７スタンドからなる連続熱間仕上
圧延機により圧延して、厚さ１．５〜５ｍｍの熱延綱帯
に仕上げている。

ところで、近年、上記した通常の連続鋳造法と鋳造法の
異なる薄鋳片連続鋳造技術が開発されつつある。例えば
、ツインベルトキャスターによる鋳造方法もその一つで
ある。この鋳造方法は、駆動ローラにより循環される一
対の無端状金属ベルトとダムブロックとで形成される鋳
造空間に溶鋼を注湯し、冷却・凝固して鋳片を製造する
ものである。この方法によって、従来の鋳片厚さに比べ
て数分の１の２０〜５０ｍｍ厚さの薄鋳片を製造できる
ようになった。その結果、この薄鋳片を直接熱間仕上圧
延工程に供給することができるようにな。

す、熱間粗圧延工程が省略され、設備費の削減およびラ
ンニングコストの低減に大きな効果をもたらすものと期
待される。

しかしながら、この薄鋳片には、前記粗圧延工程により
製造された粗バーに比べ寸法精度が悪いという欠点があ
る。この寸法精度の悪化は、鋳造時の注湯によるメニス
カス部での渦流やベルトの振動などに起因していると考
えられる。具体的には、第１図に示すように、鋳片１の
両端部に板厚差（以下、ウェッジと記す）が生じたり、
あるいは第２図に示すように、鋳片１の表面に凹凸Ｓが
できることによる。そして、第１図（ａ）のようなウェ
ッジのある薄鋳片１を熱間仕上圧延により厚さｈに圧延
すると、第１図（ｂ）のように圧延材の横曲がりＣ（以
下、キャンバと記す）を生ずる。また、第２図に示す鋳
片表面に凹凸Ｓの生じた鋳片１を圧延すると、耳波、中
延び（以下、これらを平坦不良と記す）といわれる形状
不良が発生して圧延トラブルを起こすなど、・操業上の
大きな問題になっている。

ところで、上記したウェッジや表面凹凸（以下、これら
を板厚変動と記す）の発生の程度は、通常法で製造した
鋳片とそれほど変わらないが、薄鋳片の厚さは通常鋳片
の数分の１であるため、その善し悪しは、通常の鋳片よ
りも熱延鋼帯の寸法精度、キャンバ、平坦不良等に大き
な影響を与える。

このため、ＦＪＩ片を使用する熱延鋼帯製造プロセスで
は、熱間仕上圧延工程に供給する前に、薄鋳片の板厚変
動を無くしておくことが重要な課題となってくる。

そこで、上記した板厚変動を修正する方法が種々提案さ
れている。例えば、特開昭６２−１８７５０５号公報に
開示された方法もその一つである。この方法は完全に凝
固した薄鋳片に幅方向のメタルフローを大きくできる軽
圧下圧延を行い、ウェッジや表面凹凸等の板厚変動を解
消しようとするものである。しかし、この方法では、完
全凝固した鋳片に軽圧下を加えるため、板厚変動の修正
能力には限界がある。本発明者らが検討したところでは
、軽圧下圧延法によって修正できるウェツジ量は、鋳片
厚さの高々２％程度であり、また、表面凹凸の修正量は
圧下量に依存しており、表面凹凸の大きさに対し圧下量
が過少の場合には、表面凹凸を改善できないばかりか、
鋳片材質あるいは圧延温度によっては凸部にかぶれ班が
発生することなどが判明した。このように、従来の板厚
修正方法には解決すべき問題が多い。

（発明が解決しようとする課題） この発明の目的は、薄鋳片麻ら熱延鋼帯を製造するプロ
セスにおいて、キャンバや平坦不良がなく、しかも高品
質の熱延鋼帯を製造するために、薄鋳片に生じたウェッ
ジや表面凹凸などの板厚変動を修正し、寸法精度の高い
熱間仕上圧延用素材を製造できる薄鋳片の熱間仕上圧延
方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、連続鋳造機により製造された薄鋳片に生
じるウェッジや表面凹凸等の板厚変動の修正方法につい
て種々検討した結果、 ■鋳片内部に未凝固部を有する薄鋳片を厚み圧下し、圧
下完了後も未凝固部が残存する未凝固圧下を行えば、圧
下による変形は鋳片両幅端部の凝固殻部に限られ、しか
も圧下率の大小に関係なく、その変形の大部分は幅方向
に塑性変形し、長さ方向には伸長し７ないこと、 ■前記未凝固圧下では、鋳片の幅中央部は変形しないた
め、鋳片表面の凹凸を修正するには、凝固完了後に水平
圧延を行う必要があること、などの貴重な知見を得、本
発明を完成するに到った。すなわち、本発明の要旨は「
薄鋳片連続鋳造機により鋳造され内部に未凝固部が残存
する薄鋳片を、前記薄鋳片の両幅端部の板厚差が両幅端
部の平均板厚の２％以下になるまで圧延し、凝固完了後
水平圧延機により鋳片表面の最大凹凸量の２゜５倍以上
の圧下量で圧延することを特徴とする薄鋳片の熱間圧延
方法」にある。

以下、この発明について詳しく説明する。

この発明の薄鋳片の熱間圧延方法では、連続鋳造機によ
り鋳造された薄鋳片の内部が凝固完了する前に厚み圧下
を開始し、圧下後も未凝固部を残すような圧下、すなわ
ち、未凝固圧延を行ってウェッジを修正することを第一
の特徴としている。

第３図（ａ）に示すように、薄鋳片連続鋳造機により鋳
造され内部に未凝固部２を有し、長さが２、両幅端部の
板厚さＩＩＩ、Ｈ２の鋳片１（この図では１１゜より１
１□が大きい）を、第３図（ロ）に示すように厚さｈま
で圧下するのである。そうすると、鋳片ｌの変形は図中
ハツチングで示した両幅端部の凝固殻３ａ部に限定され
、幅中央部の凝固殻３ｂ部は圧下による幅端部伸び抵抗
となり、圧下率が大きくても鋳片長さ！方向には伸長し
ない。このため、ウェツジ量があっても、伸び差を生じ
ずキャンバも発生しないのである。ここで、上記圧下率
Ｒは下式％式％ ）］ そして、本発明においては、上記未凝固圧下の後、内部
まで凝固完了した鋳片を水平圧延機で圧延することに第
２の特徴がある。上記した未凝固圧下では、鋳片の変形
が両幅端部に限られ、鋳片表面に存在する凹凸部を修正
することはできないが、完全凝固鋳片のウェツジ量が少
ないため、水平圧延機の圧延によってもキャンバを生ず
ることなく鋳片表面の凹凸を修正できるのである。

さて、上記した未凝固圧下および水平圧延による圧下量
には適正な範囲が存在する。以下にその範囲と理由を述
べる。先ず、未凝固圧下量では、鋳片両幅端部の板厚差
が両幅端部の平均板厚の２％以下まで圧下する必要があ
る。すなわち、下記式で表されるウェッジ率Ｗを２％以
下になるまで圧下するのである。ウェッジ率が２％以下
であれば、鋳片凝固後に水平圧延機で圧延を行っても、
ウェッジを修正することができ、また、キャンバも発生
しないことが判明したからである。

Ｗ　＝　（Ｈｚ　　Ｈ＋）／　［（Ｈ＋　＋　０２）／
２　］ここで、Ｈ，，ｏｇは鋳片両幅端部の板厚であり
、１１□がＨ＋より大きい場合である。

次に、水平圧延機による圧下量Δｈを鋳片表面の凹凸の
最大の深さまたは高さ、即ち、最大凹凸量（第２図中に
示されるＳｍａｘ　）の２．５倍以上にするのである。

第４図は圧下量（Δｈ／Ｓｍａｘ）と水平圧延後の表面
凹凸の残存状態の試験結果を示すものであり、同図から
明らかなように、ΔｈがＳｍａｘの２，５倍以上であれ
ば、水平圧延後の鋳片表面の凹凸は微小となり、熱間仕
上圧延用素材として使用できる。なお、第４図中・印は
鋳片表面に凸部が存在し、圧下量が少なかったために、
かぶれ疵を生じた場合を示している。

（作用） 以下、本発明法により熱延鋼帯を製造する場合について
説明する。第５図において、薄鋳片連続鋳造機２（この
図ではツインベルトキャスターを使用している）で鋳造
され、内部に未凝固部を有する鋳片１ａ（厚さ２０〜５
０ｍｍ程度）は、左右側々の圧下装置を備えた未凝固圧
下装置３によって、ウェッジ率が２％以下になるまで圧
下される。ウェッジを修正され完全凝固した薄鋳片１ｂ
はピンチロール４によって引き抜かれ、エツジヤ−５で
幅圧下された後、水平圧延機６により鋳片表面の最大凹
凸（Ｓｍａｘ）の２．５倍以上の圧下量で圧延され表面
凹凸を修正される。表面凹凸修正後の鋳片１ｂは、必要
ならば、エツジヤ−７により鋳片の蛇行、キャンバ、幅
調整などをされた後、鋳片コイラー８で巻き取られる。

巻き取り後の鋳片コイルｌｃは保熱炉９に装入され、所
定温度まで昇温されて、アンコイラ−１０に搬送される
。この鋳片コイルＩＣは、このアンコイラ−１０から熱
間仕上圧延機１１に供給され、この仕上圧延機１１によ
って厚さ１．５〜５ＩＩ１ｍ程度の熱延鋼帯１ｄに圧延
される。圧延後の熱延鋼帯１ｄは冷却装置１２により冷
やされた後、ダウンコイラー１３に巻き取られて熱延鋼
帯コイル１ｅとされる。

以上、熱延鋼帯製造プロセスについて概略を述べたが、
さらに本発明の要点である未凝固圧下および水平圧延に
関して詳しく説明する。第５図において、未凝固圧下装
置３は凝固殻厚さあるいは鋳込速度などに適応した圧下
ができるように複数組のロールで構成されているが、ロ
ールタイプに限らず、鍛造プレスなどを用いてもよい。

また、未凝固圧下装置３のロールは駆動してもよいし、
ピンチロール４の引き抜き力を利用すれば、非駆動にす
ることもできる。そして、本発明においては、ウェツジ
量を測定し所定の圧下を行うことが重要であるが、たと
えば、第６図に示すような方法を用いて行うことができ
る。この例では、薄鋳片連続鋳造機２の出側に鋳片両端
部の厚さを測定する板厚測定装置１４を設置する。そし
て、この測定装置１４によって実測した測定値を演算機
１５に入力してウェツジ量を算出し、これに基づいて未
凝固圧下装置２のロール（この図では下流側から２本）
の左右開度を調整して所定の圧下を加えるのである。な
お、板厚測定装置１４には超音波測定装置等を用いるこ
とができる。また、第５図の説明において、凝固完了後
の鋳片表面凹凸の修正に水平圧延ｍ６を使用したが、所
定の圧延能力を有するならば、この水平圧延機６に替え
てピンチロール４で水平圧延を行うこともできる。そし
て、本発明においては、水平圧延をすることによって付
加的効果が実現する。すなわち、鋳造のままの薄鋳片を
鋳片コイラーで巻き取る場合に、表面割れ防止の点から
、表面歪を少なくとも３％以下にするため、巻き始めの
直径を１ｍ以上にしなければならない。しかし、本発明
においては、水平圧延機の圧延により鋳片表面は加工組
繊となる。このため、表面歪も６％程度まで許容され、
巻き始め直径を従来より２分の１以下にでき、鋳片コイ
ルのコンパクト化が可能になる。

（実施例） 炭素含有量０．０２重量％の炭素鋼溶鋼をツインベルト
キャスターに鋳込速度６ｍ／ｍｉｎで鋳込み、鋳片目標
寸法、厚さ５０ｍｍ、幅１３５０ｍｍの薄鋳片を鋳造し
、この鋳片に未凝固圧下とピンチロールによる水平圧下
を加え、鋳片および仕上圧延後の状態を調査した。その
結果を第１表に示す。同表において、試験番号１〜４は
本発明であり、何れもウェッジ率２％以下で圧下度が２
．５倍であったため、鋳片表面疵は無く、また、仕上圧
延後の表面も正常であった。これに対し、比較例の試験
番号５〜９はウェッジ率か圧下度の何れかが本発明範囲
を外れているため、鋳片表面疵の発生や仕上圧延時に表
面疵、異常キャンバ、圧延トラブルなどを発生した。な
お、この試験において、鋳片凝固完了位置は、いずれの
場合も未凝固圧下装置とピンチロールとの間であり、そ
の確認は未凝固圧下時のロードセルによる圧下力測定お
よび未凝固圧下装置出側の鋳片表面温度により行った。

また、鋳片厚さの測定はへルトキャスター出側および未
凝固圧下装置の出側で非接触厚さ計を用いて鋳片幅端部
と幅中央部を測定した。

（以下余白） （発明の効果） この発明になる薄鋳片の熱間圧延方法によれば、薄鋳片
を直接熱間仕上圧延工程に供給できるようになるため、
粗圧延工程が省略でき、設備費の削減と大幅なエネルギ
ー節減が可能になる。しかも、この薄鋳片は寸法精度が
高いため、熱延鋼帯の品質および寸法精度の向上をもた
らすなど、その寄与するところは極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は薄鋳片にウェッジが発生した状態を示す
図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）のウェッジ発生鋳片を圧延
した場合のキャンバ発生状態を示す図、第２図は鋳片表
面に凹凸部の発生した状態を示す図、 第３図（ａ）は内部に未凝固部を有しウェッジの発生し
た鋳片を示す図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）に示す鋳片を未凝固圧下し
た後の状態を示す図、 第４図は水平圧延の圧下度（Δｈ／Ｓｍａｘ）と圧延後
の表面凹凸との関係を示す図、 第５図は熱延鋼帯製造プロセスの模式１程図、第６図は
薄鋳片板厚測定法の模式図、である。 １．１ａ、Ｉｂは薄鋳片、２は薄鋳片連続鋳造機、３は
未凝固圧下装置、４はピンチローラ−１５，７はエンジ
ャー、６は水平圧延機、８は鋳片コイラー、９は保熱炉
、１０はアンコイラ−１１１は熱間仕上圧延機、１２は
冷却装置、１３はダウンコイラー、１４は板厚測定装置
、１５は演算機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　薄鋳片連続鋳造機により鋳造され内部に未凝固部が残
   存する薄鋳片を、前記薄鋳片の両幅端部の鋳片厚差が両
   幅端部の平均板厚の２％以下になるまで圧延し、凝固完
   了後水平圧延機により鋳片表面の最大凹凸量の２．５倍
   以上の圧下量で圧延することを特徴とする薄鋳片の熱間
   圧延方法。