JPH01233005A - 薄鋳片の熱間圧延における板幅制御方法 - 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、連続鋳造機で鋳造された薄鋳片を熱間圧延
して銅帯を製造する際の板幅制御方法に関する。

（従来の技術） 従来、熱延鋼帯は、連続鋳造された厚さ２００〜３００
ｍｍ　、幅１０００〜２０００ｍｍ、長さ１０ｍ程度の
鋳片を熱延工程に送り、所定の温度まで加熱した後、数
基の熱間粗圧延機で厚み圧下および幅圧下を行い、厚さ
３０〜５０ｍｍ程度の粗パーにし、この粗バーを数基の
スタンドからなる熱間仕上圧延で所定の厚さまで圧延す
るという方法で製造されている。

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
、ツインへルトキャスターによる鋳造法もその一つであ
る。この鋳造方法は駆動ローラー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
空間に溶鋼を供給し、冷却・凝固して鋳片を製造するも
のである。このように、薄鋳片連続鋳造機によって、従
来の鋳片厚さに比べて数分の１の２０〜５０ｍｍの薄鋳
片を製造できるようになった。この薄鋳片は直接熱間仕
上圧延工程に供給することができるから、粗圧延工程の
省略、それに伴う高額の設備費の削減が可能になった。

また、薄鋳片は通常の連続鋳進法より高速で鋳造され、
しかも鋳片厚さが薄く、凝固時間が短いことから出片温
度が高くできる。

このため、従来のように再加熱することなく熱間仕上圧
延ができ、大幅な省エネルギーが達成される。しかしな
がら、この薄鋳片を熱間仕上圧延したところ、予期せぬ
板幅変動が発生した。すなわち、上記したように、薄鋳
片は再加熱しないため、スキッドマークも無く幅変動の
少ない熱延鋼帯が製造できるものと期待されたにも拘わ
らず、この板幅変動は一般の鋳片から圧延した鋼帯の変
動幅よりも大きく、しかも不規則に発生した。この板幅
変動によって著しい歩留低下を来すという問題が出現し
た。

（発明が解決しようとする課題） 鋳片の板幅変動制御は、通常鋳片の場合には、粗圧延時
のエツジング圧延で行うか、あるいは仕上圧延時に、板
幅実測値を用いたフィードバック制御またはフィードフ
ォーワード制御等を使用し、比較的簡単に実施されてい
る。ところが、薄鋳片の幅変動は、前述のように、通常
鋳片の幅変動とその発生原因が異なるため、通常鋳片に
使用されている従来の制御方法では、効果的な板幅制御
を行うことができない。薄鋳片に即応した板幅変動制御
をするには、適切な位置で幅測定を行い、この測定値に
基づいてフィードフォーワード制御をすることが重要で
ある。そこで、この発明の目的は、薄鋳片を使用する熱
延鋼帯製造プロセスにおいて、熱延鋼帯の幅変動を低減
し、高歩留の生産を実現し得る薄鋳片の熱間仕上圧延に
おける板幅制御方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、薄鋳片の熱間圧延時に発生する板幅変動に
ついて、種々研究を重ねた結果、次の知見を得た。

■鋳片表面には、鋳片厚さに関係なく凝固時に生じた数
ｍｍ程度の凹凸が存在していること、■この鋳片表面凹
凸は、通常鋳片（２００〜３００ｍｍ）の場合には、圧
延によって消滅し、製品鋼帯には何ら影響しないこと、 ■鋳片厚さが薄くなるに従い、鋳片表面凹凸の圧延材の
形状に及ぼす影響が出てくること、■特に、厚さ２０〜
５０ｍｍの薄鋳片を圧延した場合には幅変動が発生する
ようになること、などである。本発明者は、これらの知
見に基づいて、更に研究を続けた結果、本発明を完成す
るに到った。すなわち、この発明の要旨は［表面凹凸の
ある薄鋳片を最大凹量（Ｓｍａｘ）の２．５倍以上の圧
下量（Δｈ）で熱間圧延した後、圧延材の板幅を計測装
置により実測し、この実測値を用いて下流の圧延工程で
板幅調整するものであり、その調整は縦型圧延機のロー
ル開度および／または水平圧延機の張力により行う板幅
制御方法」にある。

ここで、上記最大凹量Ｓｍａｘおよび圧下量Δｈは次の
ように定義する。第１図に示す薄鋳片１の断面図におい
て、鋳片上面Ｕの最深凹底部から最高凸頂部までを上面
回置Ｓｕとし、下面の最深凹底部から最高凸頂部までを
下面回置Ｓｄとし、このＳｕとＳｄの大きい方を最大凹
量Ｓｍａｘとする。また、薄鋳片上面最高凸頂部から下
面最高凸頂部までを鋳片最大厚さＨとし、図中点線で示
すように、圧延後の板厚をｈとすると、圧下量ΔｈはΔ
ｈ　＝Ｈ−ｈである。

以下、本発明について詳しく説明する。

本発明者は、薄鋳片の板幅変動原因を解明するため、第
２図（ａ）に示す幅Ｗ、厚さＨの板材に深さＳの３個の
凹部を設けた試験片ｔを制作し、厚さｈまで圧延した。

その結果、試験片ｔの板幅は第２図（ｂ）に示すように
、Ｗｌから−２の範囲で変動し、第２図（ａ）の凹部に
相当する位置（板幅力外、になる所）で幅広がりが大き
くなる事が判明した。これは、凹部のある板材を圧延し
た場合、凹部の伸び抵抗によりエツジ部に圧延方向圧縮
力が作用し、幅方向のメタルフローが助長されるためと
考えられる。更に、幅変動に対する圧延条件の影響を調
べたところ、第３図（ａ）に示すように、深さＳの凹部
を消滅させるには、この深さＳの２．５倍以上の圧下量
で圧延すればよいこ声が分った。そして、　　　゛第３
図（ｂ）から凹部が消滅すれば、以降の圧延において幅
変動率Δｕ／ｈｔがほぼ一定になることが判明した。　
　ここで、ΔＷ　＝ｗ＋−ｗｚであり、ｈは第２図（ｂ
）に示される圧延後の広幅部の板幅であり、讐２は同図
に示される狭幅部の板幅である。

次に、第４図（ａ）に示すような上面にＳｕ、下面にＳ
ｄの凹凸部りのあるｊ７さＨ１幅Ｗの薄鋳片ＩＡを厚さ
ｈまで圧延したところ、第４図（ｂ）に示すように、板
幅が四、からＷ２の範囲に変動した銅帯ＩＢが得られた
。この鋼帯ＩＢの広幅部−１の位置は、薄鋳片１への凹
凸部りの位置に対応していることが確認された。

そして、凹凸部ＳｕまたはＳｄの大きい方、即ち、最大
凹量の２．５倍以上の圧下量を加えた場合に、前記凹凸
部りは完全に消滅することも確認された。

なお、この最大凹量の２．５倍以上の圧下量を加えるの
は、−度に行う必要はなく、数基の圧延機で分担し、そ
のトータル圧下量が２．５倍以上あればよい。

ところで、銅帯圧延において、精度の良い板幅制御を行
うには、実測値に基づいたフィードフォーワード制御す
るのが有効である。しかし、薄鋳片の場合には、鋳込条
件によって鋳片表面凹凸が不規則に発生し、この表面凹
凸の位置、大きさ等乙こより、圧下後の幅広がりが複雑
に変化するため、薄鋳片から圧延後の幅広がりを予測し
幅制御することは難しい。また、実測後に幅変動率に変
化を生ずるような位置での測定値を用いた場合には、幅
制御の精度は著しく低下する。従って、精度のよい板幅
制御を行うには、適正な位置で測定した実測値を用いる
ことが重要である。

そこで、本発明においては、表面凹凸の最大凹量Ｓｍａ
ｘの２．５倍以上の圧下量Δｈで圧延した後では、表面
凹凸が消滅すると共に幅変動率が一定になるという上述
の知見から、圧下量Δｈが最大凹量Ｓｍａｘの２．５倍
以」二になる圧延を行った後で、板幅測定を実施し、こ
の実測値に基づいてフィードフォーワードによる制御を
行う。そうすると、幅変動率の変化が生しないから、高
精度で制御でき、所望板幅の鋼帯を製造することができ
る。

（作用） 以下、本発明方法による板幅制御方法について説明する
。第５図は薄鋳片連続鋳造機のインラインで表面凹凸を
修正して幅測定を行い、下流の熱間仕上圧延設備で板幅
制御する場合である。ツインヘルド式薄鋳片連続鋳造機
２で鋳造された薄鋳片ＩＡは、ローラーエプロン３およ
びピンチロール４を通過した後、板厚測定装置（図示せ
ず）で表面凹凸を測定され、インライン水平圧延機５で
鋳片表面の最大凹量の２．５倍以上の圧下量で圧延され
る。そして、水平圧延機５の出側に設置された板幅測定
装置６で幅測定された後、鋳片コイラー７に巻き取られ
る。巻取り後の鋳片ＩＡは、必要に応して加熱炉で昇温
された後、熱間仕上圧延工程に搬送されて鋳片アンコイ
ラ−８で巻き戻され、エツジヤ−９と水平圧延機群１０
ａ〜１０ｄからなる仕上圧延機列１０に供給され、この
仕上圧延機列１０で圧延され鋼帯ＩＢとなり、ダウンコ
イラー１１に巻き取られる。この例の場合の板幅制御は
、表面凹凸修正後に測定された測定値を演算機１２の出
力によって仕上圧延機列のエツジヤ−９の開度調整、ま
たは、水平圧延機群１０ａ〜１０ｄのスタンド間張力制
御、或いは、その両者の併用によって幅変動を調整し、
予め設定された仕上幅になるように板幅制御されるよう
になっている。また、この例では、幅測定を鋳片速度が
遅い連続鋳造ラインで実測しているから幅測定精度が高
く、板幅制御を高精度で行えるという特徴がある。さら
に、仕上圧延前に幅測定を行っているので、仕上圧延時
のセットアツプ計算に、この測定値を用いることができ
、仕上板幅精度だけでなく、板厚精度の向上も図れると
いうメリ・ントがある。

第６図は、仕上圧延工程で薄鋳片の表面凹凸を修正して
幅測定を行うと共に、板幅制御をする場合を示している
。薄鋳片連続鋳造機２で鋳造された薄鋳片Ｉ　Ａは、ロ
ーラーエプロン３およびピンチローラ−４を経て鋳片コ
イラー７に巻き取られる。

巻き取られた鋳片コイルは熱間仕上圧延工程に搬送され
、鋳片アンコイラ−８で巻き戻されて仕上圧延機列１０
に供給される。供給された鋳片は第１水平圧延機１０ａ
によって表面凹凸を修正され、幅測定装置６によって板
幅を測定された後、後続のエツジヤ−９および水平圧延
機群１０ｂ〜ｌｏｄにより圧延され、ダウンコイラー１
１に巻き取られる。

この場合の板幅制御は、第１水平圧延機１０ａによる表
面凹凸修正後に測定された実測値を演算装置１２に入力
し、この演算装置１２の出力によって、第２水平圧延機
１０ｂの前に設けられたエツジヤ−９の開度調整および
／または後続の水平圧延機間の張力制御を行い、所望の
板幅に仕上げるようになっている。また、板厚が薄くな
るとエツジング圧延時に圧延材が座屈を起こすため、幅
圧下量を余り大きくできないこと、エツジング圧延によ
る変形が幅端部のみに限られ、水平圧延時に幅戻しが大
きくなり、幅調整効率が低下すること等のために、エツ
ジング圧延はできるだけ仕上圧延の上流側で行うことが
望ましい。このような理由で、この例では第１水平圧延
機１０ａ出側に幅測定測定６を設け、その下流の第２水
平圧延機１０ｂ前にエツジヤ−９を設けた配置になって
いる。

（実施例） 第５図に示す熱延鋼帯製造設備により銅帯を製造した。

まず、炭素含有量０．０４重量％の炭素鋼溶鋼をツイン
ベルトキャスター２に鋳造速度６ｍ／ｍｉｎで鋳込み、
鋳片目標寸法、厚さ５０ｍｍ、幅１３５０ｍｍの薄鋳片
ＩＡを鋳造し、ピンチローラ−４の出側に設けた板厚測
定装置（図示せず）によって板厚を測定したあと、この
薄鋳片をインライン水平圧延機５で圧下量を種々変えて
圧延した。次いで、この圧延材を仕上圧延機列１０に送
り、エツジヤ−９で幅調整し、水平圧延機群１０ａ〜１
０ｄのスタンド間張力を一定にした状態で厚さ５１、幅
１３４５ｍｎ＋の鋼帯ＩＢに圧延した。この時のインラ
イン水平圧延機５の圧下量、圧下量（Δｈ／Ｓｍａｘ）
　、インライン水平圧延機５出側の最大幅変動量、仕上
圧延機列１０出側の最大幅変動量等を第１表に示す。な
お、第１表中の各最大幅変動量は、インライン水平圧延
機５出側に設けた板幅測定装置６と、仕上圧延機列１０
出側に設置した板幅測定装置（図示せず）の２箇所で行
い、その実測値から算出した。また、前記最大変動量Δ
Ｗ、Δ―Ｆは、第７図に示すように、圧延材先後端の幅
広がり部を除いた部分の最大板幅と最小板幅との差であ
る。

さて、第１表において、試験番号１〜４の本発明例は、
圧下量Δｈ／Ｓｍａｘを２．５倍以上にしたために、銅
帯の最大幅変動量は３〜４ｍｍと、極めて良好であった
。これに対し、圧下量が２．５未満である試験番号５〜
８の比較例は、銅帯の最大幅変動量は８〜１６ｍｍと大
きくばらついた。

（以下余白） （発明の効果） 上述したように、この発明の方法によれば、薄鋳片を直
接熱間仕上圧延できるようになるため、粗圧延工程を省
略でき、高額の設備費の削減及び大幅な省エネルギーを
達成できる。しかも、鋳片に表面凹凸が存在しても、板
幅変動の無い熱延綱帯を製造できるため、歩留が向上し
熱延鋼帯製造のコストダウンが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は表面凹凸のある薄鋳片の断面図、第２図（ａ）
は表面に凹部を設けた試験片の図、第２図（ｂ）は第１
図（ａ）の試験片を圧延した後の状態を示す図、 第３図（ａ）は圧下度（Δｈ／Ｓｍａｘ）と鋳片表面凹
凸の残存状態を示す図、 第３１Ｅ］（ｂ）は圧下度（Δｈ／Ｓｍａｘ）と板幅変
動率（Δ―／Ｗ２）との関係を示す図、 第４図（ａ）は薄鋳片の表面凹凸状態を示す図、第４図
（ｂ）は第４図（ａ）に示す薄鋳片を圧延した後の板幅
変動状態を示す図、 第５図は鋳片凹凸部の修正を鋳造ラインで行う場合の熱
延鋼帯製造プロセスの模式図、第６図は鋳片凹凸部の修
正を仕上圧延機列で行う場合の熱延鋼帯製造プロセスの
模式図、第７図は圧延材長さと板幅との関係を示す図、
である。 １．１八は薄鋳片、ＩＢは銅帯、２は薄鋳片連続鋳造機
、３はローラーエプロン、４はピンチローラ−１５はイ
ンライン水平圧延機、６は板幅測定装置、７は鋳片コイ
ラー、８は鋳片アンコイラ−１９はエツジヤ−１１０は
仕上圧延機列、１１はダウンコイラー、１２は演算装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に凹凸のある薄鋳片を最大凹量の２．５倍以
   上の圧下量で熱間圧延した後、圧延材の板幅を板幅計測
   装置により実測し、この板幅実測値を用いて下流の圧延
   工程で板幅調整を行うことを特徴とする薄鋳片の熱間圧
   延における板幅制御方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の板幅実測値を用い、
   板幅計測装置より下流に設置された縦型圧延機のロール
   開度および／または水平圧延機の圧延方向張力を調整す
   ることを特徴とする薄鋳片の熱間圧延における板幅制御
   方法。