JPH026009A - 熱間シートバーの加熱装置 - 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〕 本発明は、熱間シートバーの加熱装置に係り、特にシー
トバーの幅方向側端部および長手方向端部を加熱する加
熱装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から行われている鋼帯圧延における熱間シートバー
ーの圧延方法について説明すると、一般に、熱間圧延に
おいては、加熱した１２０〜３００龍厚さのスラブを粗
圧延機により、１５〜６ｏｍｌＪａさのシートバーに圧
延し、これを仕上圧延機により所望の製品厚さまでさら
に圧延を行っている。

ここで、第６図に示されるように、粗圧延１１で圧延さ
れた熱間シートバーは、搬送テーブル１コーラ５により
クロップシャー４に移送され、シートバーの先端部が剪
断される。次いで、シートバー３の表面スケールを除去
するためのノズル８を有する高圧噴射方式のスケーリン
グ装置１１に移送され、次いで仕上圧延機２によりシー
トバー３は仕上圧延される。

この粗圧延から仕上圧延への加工工程間で、熱間シート
バーの保有する熱の一部は、大気中に放散される。この
放散熱量は加工所要時間に比例して増加するため、熱間
シートバーの幅方向側端部と中央部とでは大気中に放散
される熱量に差が生じ、熱間シートバーの温度は、幅方
向中央部に比べ幅方向側端部が低温になる。このために
、側端部において材質不良が生じ、仕上圧延された製品
の品質が劣化するという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、第６図で示
すように、シートバー３の両側端部の温度降下を補償す
るためのエツジヒーター１０を設置し、熱間シートバー
のエツジ部を局部的に昇温しでエツジ部の温度降下を補
償することが提案されている（例えば「鉄と鋼」第７２
年（１９８６）第２号、第１７′７〜１７８頁）。

このエツジヒーターは、第６図に示すように、複数組の
上下一対の誘導加熱コイルＩＯＡが熱間シートバー３の
両エツジ部に設置されている。そして、各上下一対の誘
導加熱コイルＩＯＡは、熱間シートバー３の幅が変化し
ても熱間シートバー３のエツジ部に対応する位置に追従
する機構を有している。

このように、上記従来例では、粗圧延機１と仕上圧延機
２との間における熱間シートツマ−３の幅方向の温度分
布の不均一の発生を防止するために、工・２ジヒーター
を使用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、シー
トバーからの熱放散は、幅方向端部ばかりでなくシート
バーの長手方向端部（先端・後端）でも生じ、この結果
種々の課題が生じていることを見出した。

即ち、その課題の第１は、シートバーの先後端における
材質の不良である。仕上圧延温度は通常Ａｒ３変態点以
上で圧延を完了するよう操業が行われている。しかしな
がら、上記従来のシートバーの圧延方法ではシートバー
の先後端の局部温度降下部はＡｒ３点以下となり結晶粒
の異常成長いわゆるグレングロスが生じる。この結果、
仕上圧延における加工性が低下するとともに、近年熱間
圧延に連続して行われることが多い冷間圧延性を低下さ
せる。

また、上記課題の第２はロール疵である。変形抵抗の高
い鋼種のシートバーでは、上記材質不良が生ずるとシー
トバー先端が仕上圧延ロールに噛み込まれる際に、ロー
ルが塑性変形する。このために、ロール疵が製品表面に
転写され、これが表面欠陥となり不良品が発生する恐れ
がある。そのために、ロールの突発交換をしなければな
らなくなり、これでは稼働率が低下する。

このような上記課題を防止するためには、シートバーの
長手方向端部即ち先後端を切り捨て処理しなければなら
ないが、これでは製品の歩止りが低下するという課題が
ある。

そこで、本発明はこのような課題を解決するために、シ
ートバー長手方向端部の材質不良を防止することにより
、歩止りが向上し、且つロール疵の発生を防止して稼働
率を向上させた熱間シートバーの加熱装置を提供するこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る熱間シートバ
ーの加熱装置は、熱間粗圧延機で粗圧延されたシートバ
ーを、仕上圧延機入側で加熱してなる熱間シートバーの
加熱装置において、前記シートバーの長手方向端部を加
熱する長手方向端部加熱装置と、前記シートバーの幅方
向端部を加熱する幅方向端部加熱装置と、当該長手方向
端部加熱装置または幅方向側端部加熱装置とに、電力を
切換えて供給する電源装置と、を備えてなることを特徴
とするものである。

〔作用〕

上箸己本発明に係る熱間シートバーの加熱装置によれば
、仕上圧延前にシートバーのエツジ部ばかりでなく長手
方向端部の全域も加熱され、この部分における温度降下
を補償できるため、結晶粒の異常成長を防止でき、その
結果、シートバーの長手方向端部における材質不良が生
ずることがない。

そのため、従来の熱間シートバーの圧延方法に比べ、歩
止りを向上させつつ、仕上圧延における加工性および冷
間圧延性を向上することができる。

また、材質不良が防止できる結果、変形抵抗の高い鋼種
のシートバーの先端がロールに噛み込まれる際に、ロー
ルが塑性変形することがないため、ロールに疵が発生す
るのを防止できる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る実施例を添付図面に従って詳説する
。第１図は、本発明装置における加熱装置の配置を説明
した一実施例の構成図であり、前記第６図のエツジヒー
ター１０の代わりに、シートバー３の幅方向側端部（エ
ツジ部）およびその長手方向端部（先端・後端）をそれ
ぞれ加熱する誘導加熱装置６が設けられている。この誘
導加熱装置６は、第１図（１）の平面図で示すように、
シートバーの１般送方向（図中矢印で示す）に従って、
シートバー３の長手方向端部を全域にわたって加熱する
ための誘導加熱コイル４０、シートバーのエツジ部を加
熱する誘導加熱コイル５０Ａ、５０Ｂ、誘導加熱コイル
４０と同様にシーｉ・バー長手方向端部全域を加熱する
ための誘導加熱コイル６０とから構成されている。この
うち、シートバーのエツジ部を加熱するための誘導加熱
コイルは、シートバー３の幅方向に平行に４基設けられ
ている（５０Ａ、５０Ｂ）これらの誘導加熱コイルは、
第１図（２）の側面図で示すように、上下一対のコイル
から構成されている。

次に、上記第１図のブロック構成図を第２図に示す。な
お、第１図と同一の部分については、同一の符号を付し
その説明を省略する。第２図は、圧延設備の側面図であ
り、その構成を説明すると、誘導加熱コイル４０．５０
Ａ、６０は、それぞれスイッチＳＷ、〜ＳＷ３を有する
電源回路切換装置７２に接続されている。この電源回路
切換装置７２は、コントローラ２１に接続されており、
コントローラ２１の指令信号に基づき、スイッチを開閉
制御して、どの誘導加熱コイルに電力が供給されるか否
かを制御するものである。また、この電源回路切換装置
７２には、各誘導加熱コイルに電力を供給する高周波電
源７０が接続され、この高周波電源７０は、コントロー
ラ２１に接続されている。

誘導加熱コイル５０Ａに対向して設けられた誘導加熱コ
イル５０Ｂには、高周波電源７１が接続され、この高周
波電源７１は、コントローラ２１に接続されている。

誘導加熱装置６の上流側にはシートバー３の先端部の通
過を検出する先端部検出器２５とシートバー３の温度を
検出する温度センサ２６が設けられ、これら先端部検出
器２５および温度センサ２６は上記コントローラ２１に
接続されている。

また、搬送ローラ５の一つには、シートバー３の移動量
を測定するためのメジャーリングロール２３が接続され
、さらに搬送ローラ５の一つには、シートバー３の移動
速度を検出するための速度検出器２４が設けられている
。これらメジャーリングロール２３及び速度検出器２４
は、上記コントローラ２１に接続されている。

上記コントローラ２１は、例えばマイクロコンピュータ
によって構成され、図示しないインターフェースには、
図示しない温度設定回路を接続し、誘導加熱装置６によ
り昇温される目標の温度値を設定することができる。

コントローラ２１は第３図で示すモード信号Ａ〜Ｄに基
づいて電源回路切換装置７２の各スイ・ノチを開閉制御
する。即ち、シートバー３の長手方向端部（先端部）が
誘導加熱コイル４ｏに到っていない場合には、モード信
号への如くすべてのスイッチをオフとする。次いでシー
トバー先端部が誘導加熱コイル４０に到達した場合には
、モード信号Ｂを電源回路切換装置７２に出力して、ス
イッチＳＷＩをオンにし他の２つのスイッチをオフとす
る。スイッチＳＷ１がオンとなることにより誘導加熱コ
イル４０に電力が供給されて、シートバー３の先端部全
域負加熱する。

次いで、シートバー３が更に搬送し、誘導加熱コイル４
０を通過した際には、モード信号Ｃを出力して、スイッ
チＳＷ２をオンとし他の２つのスイッチをオフとする。

スイッチＳＷ２がオンとなることによりエツジヒーター
５０Ａに電力が供給されて、シートバー３の幅方向側端
部であるエツジ部が加熱される。この際、高周波電源７
１から誘導加熱コイル５０Ｂにも電力が供給されるよう
になっている。

シートバー３が更に搬送され、シートバー３の長手方向
端部である後端部が誘導加熱コイル６０に到達した場合
には、モード信号りを出力してＳＷ３をオンとし他の２
つのスイッチをオフとする。

スイッチＳＷ３がオンとなることにより、誘導加熱コイ
ル６０に電力が供給されて、シートバー３の後端部全域
が加熱されることになる。

上記本実施例に使用される誘導加熱装置のうち、シート
バーのエツジ部を加熱するものは、第１図の誘導加熱コ
イル５０Ａまたは５０Ｂに相当する上下一対の誘導加熱
コイル３０Ａ、３０Ｂを備え、上部誘導加熱コイル３０
Ａは、上部支持アーム３１Ａ先端に固５定されている。

また、下部支持アーム３１Ｂ先端には、下部誘導加熱コ
イル３０Ｂが固定されている。この上下一対の支持アー
ム　３ＩＡ、３１Ｂは、台車３２の支持台３８の左側端
部にスイング可能に固定されている。上部支持アーム３
１Ａの右側には、開閉用シリンダ３５が固定されており
、下部支持アーム３１Ｂの右側端部には同じく開閉用シ
リンダ３６が固定されている。

３３は、圧延ラインに直角に形成されたレールであり、
３４は、台車３２をレール上に沿って移動するための車
輪である。なお、４０は、搬送ローラ５の軸受である。

第４図で示す誘導加熱装置は、シートバー０幅変動に応
じて誘導加熱コイルの位置を変更するため、レール３３
上をシートバー３の搬送方向に向かって直角に移動させ
ることができる。なお、シートバー３に反りが存在する
と誘導加熱コイルを破壊するおそれがあるため、上記開
閉用シリンダ３５及び３６を駆動させることにより上記
支持アーム３１Ａ、３１Ｂを支持軸３９を中心としてス
イング可能となっている。

シートバー３の長手方向端部全域を加熱する誘導加熱装
置４０．６０は、第４図で示す誘導加熱装置の誘導加熱
コイル３０Ａ、３０Ｂがシートバー３の全幅に等しい大
きさで形成されている。

次に、上記第２図で示した実施例の作用について説明す
る。

第２図において、シートバー３が図面右方向（図中矢印
方向）に向かって搬送され、そのシートバー３の先端部
が先端部検出器２５（例えば赤外線センサーで構成され
ている）に到達すると検出器２５はシートバー３の赤外
線を検知することにより、シートバー３の先端部が到達
したことを示す理論値ｒｌＪの信号をコントローラ２１
に出力する。

次に、温度センサ２６は温度検出を開始し、シートバー
３の先端部の温度を検知し、この検知した信号をコント
ローラ２１に送る。なお、温度センサとしては、例えば
赤外温度計を用いることができる。コントローラ２１は
、検出器２５からの信号により、シートバー３の先端部
を検出すると、熱間シートバー３の先端部の反りにより
、上下−対の誘導加熱コイルが破損しないように、誘導
加熱コイル４０を離間する方向に移動させる。

上記コントローラ２１は、メジャーリングロール２３か
らの信号により、シートバー３の移動量を検出すること
ができる。従って、先端部検出器２５から誘導加熱コイ
ル４０にいたるまでの距藤を予めコントローラ２１の記
憶装置に記憶させておくことにより、誘導加熱コイル４
０にシートバー３の先端部が到達する時期を検出するこ
とができる。誘導加熱コイル４０にシートバー３の先端
が到達すると、コントローラ２１は、図示しないシート
バー３の移動装置に信号を出力して、シートバー３の搬
送速度を減少させる。

シートバー３の先端部が誘導加熱コイル４０に到達する
前は、コントローラ２１は前記第３図で示すモードＡの
信号を電源回路切換装置７２に出力する。従って、全て
の誘導加熱コイルには電力が供給されないことになる。

この結果、常時誘導加熱コイルに電力が供給される場合
に比較して、エネルギー効率が良好となる。

次いで、シートバー３が更に移行し、シートバー３の先
端部が誘導加熱コイル４０に到達した場合は、コントロ
ーラ２１は第３図に示すモードＢの制御信号を出力し、
誘導加熱コイル４０に電力が供給される。この際、コン
トローラ２１は、温度センサ２６で測定されたシートパ
ーー３の先端部の温度と、目標温度（予め設定器でコン
トローラに設定される）との差を演算し、この差が零と
なるように、更にシーｉ・バーの厚みと検出器２４で検
出されたシートバー３の速度検出値、およびシートバー
の材質に基づいて、高周波電源７０の出力を制御する。

この結果、シートバー３の先端部の一定幅は、幅方向全
域にわたって誘導加熱コイル４０により加熱されたこと
になり、先端部における温度降下分を補償することがで
きる。

上記誘導加熱コイルは、シートバー３に誘起電流を発生
させて加熱するものである。なお、誘導加熱コイルの容
量は、シートバー３先端部の予想される反り量（許容量
）が小さい程小さくすることができるが、この反り逍の
許容値を多めにする場合には、その許容量の大きい誘導
加熱コイルを用いる必要がある。

次いでシートバー３が更に移動し、その先端部が誘導加
熱コイル４０を通過して誘導加熱コイル５０Ａおよび５
０Ｂに到った場合には、コントローラ２１は第３図で示
すＣモードの制御信号を出力する。電源回路切換装置７
２はこの制御信号に基づきスイッチＳＷ２がオンとなり
、ＳＷＩおよびＳＷ、のスイッチはオフとなるためにシ
ートバー３のエツジ部のみが加熱される。この際、高周
波電源７１は、コントローラ２１の制御信号により、誘
導加熱コイル５０Ａに電力が供給されるのと同期して、
誘導加熱コイル５０Ｂに電力を供給する。

次いで、シートバー３が更に移行し、シートバー３′の
長手方向端部である後端部が誘導加熱コイル５０Ａ、５
０Ｂを通過して誘導加熱コイル６０に到達した場合は、
コントローラ２１は、第３図で示すＤモードの制御信号
を出力する。電源回路切換装置７２は、この制御信号に
基づき、スイッチＳＷ３がオンとなり他の２つのスイッ
チはオフとなる。従って誘導加熱コイル６０にのみ電力
が供給されることになり、シートバー３の後端部の一定
領域が、その全域にわたって誘導加熱コイル６０により
加熱されることになる。なお、この際シートバー３０後
端部の検出を行うことが必要であるが、これはコントロ
ーラ２１にシートバー３の長さを予め設定し、且つメジ
ャーリングロール２３によりシートバー３の移動量が常
時モニターされているために、シートバー３の後端部の
検出を容易に行うことができる。

なお、シートバー３の長手方向端部が誘導加熱コイルを
通過した後には、上下一対の誘導加熱コイルを狭めるこ
とにより、加熱効率を大幅に向上させることができる。

上記第２図で示す誘導加熱コイルの上流側に、シートバ
ー３の先端部の反りを矯正するためのピンチローラを設
けることができる。ピンチローラによりシートバー３の
先端の反りが矯正され平坦化されることにより、誘導加
熱装置６における上部誘導加熱コイルと下部誘導加熱コ
イルは、通過するシー１−バー３との隙間を小さく設定
することができる。従って、これら加熱コイルの容量を
大幅に小さくして設備コストを低減させることができる
。また、加熱コイルをシートバー３に向かって上下方向
に移動する可動型とする必要がなくなる。

上記本実施例によれば、電源回路切換装置７２を設けて
シートバー長手方向端部を全域にわたって加熱する誘導
加熱コイル４０．６０とシートバーのエツジ部を加熱す
る誘導加熱コイル５０Ａ。

５０Ｂに供給される電力を切換えているために、必要最
小限の電源供給設備容量にてシートバー各部の加熱が可
能となる。

なお、本実施例ではシートバー３の搬送方向上流側と下
流側のそれぞれにシートバー長手方向端部を加熱する誘
導加熱コイルを設けたが、上流側または下流側のどちら
か一方に長手方向端部全域を加熱する誘導加熱装置を用
いる場合でも、同様の効果を得ることができる。また、
電源回路切換装置７２を高周波電源７０が設けられてい
る側に設置したが、高周波電源７１が設置されている側
に電源回路切換装置７２を設ける場合であってもよい。

次に具体的な実施例について説明する。第５図は、熱間
粗圧延機で粗圧延された１０５０°Ｃのシートバーの長
手方向端部における温度降下量を示したグラフである。

第５図（Ａ）および（Ｃ）のグラフはシートバーの先端
部における温度降下量を示したものであり、第５図（Ｂ
）および（Ｄ）はシートバー後端部における温度降下量
を示したグラフである。更に、第５図（Ａ）および（Ｂ
）のグラフは、シートバーのエツジ部分のみを加熱する
場合であり、（Ｃ）および（Ｄ）のグラフは、前記第２
図、第３図で示す装置に基づき、シートバーのエツジ部
および先後端部をともに加熱した場合のグラフである。

なお、第５図においてＦＥＴは、仕上圧延機入側温度を
示し、Ｆ　Ｄ　Ｔは、仕上圧延機出側温度を示したもの
である。

本実施例に使用されたシートバー厚さは３５關であり、
仕上圧延機により仕上圧延された製品厚さは、２鳳ｌで
ある。

通常、シートバーの長手方向端部における温度降下量が
３０°Ｃを越えると、通常その部分にはグレングロスに
基づく材質不良が生ずる。従って、第５図（Ａ）に示す
ようにシートバー先端部における材質不良領域が５ｍ（
製品換算長さ、以下同じ）近くにまで生ずる。また、第
５図（Ｂ）に示すようにシートバー後端における材質不
良部は２ｍにまで及ぶ。これに対し、第５図（Ｃ）に示
すようにシートバー先端部において４０’Ｃ昇熱した場
合では、材質不良部が先端から２ｍの範囲内までに減少
する。また、第５図（Ｄ）に示すようにシートバー後端
における材質不良部は１ｍの範囲内まで減少される。従
って、シートバーの長手方向端部を４０’Ｃ昇熱させる
ことにより、長平方向１０００ｍの一般低炭素材におい
ては、シートバー長手方向端部を加熱しない従来例では
、先端部において５ｍおよび後端部において２ｍ切り捨
て処理していたが、シートバー先後端部を加熱すること
により、先端部の切り捨て量が２ｍに減少し、且つ後端
部の切り捨て量が１ｍに減少する。この結果シートバー
１０００ｍ当り先端部で３ｍの切り捨て量の減少および
後端部で１ｍの切り捨て量の減少となるため、歩止り向
上化が０．４％になり、大幅なコストの低減につながる
。すなわち、３０万ＴＯＮ　／月程度の生産を行う熱間
圧延設備では、約２万７ＯＮ　７年の歩止り向上も可能
となる。

また、上記のようにシートバー先後端を４０°Ｃ加熱し
た変形抵抗の高い鋼種からなるシートバーを、６０回仕
上圧延ロールに噛み込ませても、ロールに疵が生じなか
った。これに対して、先後端部を加熱しない従来例に基
づいて変形抵抗の高い鋼種からなるシートバーを、仕上
圧延ロールに１０回噛み込ませたところ、ロールに疵が
発生するのが確認された。

なお、本具体的な実施例かられかるように、シートバー
長手方向端部における加熱領域は、先端部で約２００　
ｍｍ強（シートバー換算長さ）の幅を加熱すればよく、
後端部で約１００ｓ−強（シートバー換算長さ）の幅を
加熱すればよいことがわかる。もっともこれ以上の幅を
加熱することを妨げない。

以上説明したように本実施例によれば、シートバー長手
方向端部における材質不良が防止され、その結果歩走り
が向上するとともに、ロールに疵が生ずるのを防止する
ことができる。

また、本実施例では加熱装置をクロップシャーの前に設
置したが、これに限定されず、クロップシャーの後に設
置することもできる。

また、誘導加熱装置の設置台数は本実施例のものに限定
されず更に複数の加熱装置を配置することができる。

また、本実施例では赤外線センサーによりシートバーの
先端部の到達を検出しているが、これに限定されず他の
光学的なセンサーを用いることもできる。

また、本実施例ではマイクロコンピュータによる距離ト
ラッキングの手法に基づいてシートバーの後端を検出し
ているが、他の光学的センサーを用いてシートバーの後
端の通過を検出することができる。

また更に本実施例ではシートバーの先端および後端の双
方を加熱しているが、ロール疵の発生を防止しある程度
の歩止り向上を図ればよいという見地から、シートバー
の先端部のみを加熱し、後端部を加熱しないことも可能
である。

更に、本実施例では、誘導加熱について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、他の加熱手段を用いても
同じ目的を達成できる。

なお、本実施例において電源回路切換装置を設けず、各
誘導加熱コイル毎に電源供給装置を備えてもよい。この
ときは、更に長平方向の全幅の加熱あるいは加熱炉で発
生するスキンドマークに対応した幅方向全体加熱等も可
能となる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る熱間シートバーの加熱
装置によれば、熱間シートバーのエツジ部ばかりでなく
、長手方向端部の全域も加熱しているため、長手方向端
部におけるグレングロスが防止できる結果、かかる部分
における材質不良の発生を避けることができる。従って
シートバーの先後端部を切り捨てる領域が大幅に減少し
、この結果小止りが向上する。また、変形抵抗の高い鋼
種のシートバーでは、ロール疵の発生が防止できる結果
、ロールの突発交換を避けることができ、稼働率が向上
する。

更に、本発明によれば、シートバーの長手方向端部を加
熱する装置と幅方向側端部を加熱する加熱装置とに電力
を切換えて供給しているために、総合的に必要最小限の
電源供給設備容量にてシートバー各部の加熱が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る熱間シートバーの加熱装置にお
ける加熱装置の配置を示した一実施例構成図、第２図は
第１図のブロック構成図、第３図は電源回路切換装置に
おけるスイッチの開閉動作とモード信号との対応を示す
説明図、第４図は誘導加熱装置の構成を示す側面図、第
５図はシートバー換算長さまたは製品換算長さと温度降
下量との関係を示すグラフ、第６図は、従来の熱間シー
トバーの圧延装置の構成を示す側面図である。 図中、１は熱間粗圧延機、２は仕上圧延機、３はシート
バー、５は搬送ローラ、６は誘導加熱装置、１０はエツ
ジヒーター、２１はコントローラ、２４は速度検出器、
２５は先端部検出器、２６は温度センサ、４０．５０Ａ
、５０Ｂ、６０は誘導加熱コイル、７０．７１は高周波
電源、７２は電源回路切換装置を示す。 第１．］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間粗圧延機で粗圧延されたシートバーを、仕上
   圧延機入側で加熱してなる熱間シートバーの加熱装置に
   おいて、 前記シートバーの長手方向端部を加熱する長手方向端部
   加熱装置と、 前記シートバーの幅方向端部を加熱する幅方向端部加熱
   装置と、 当該長手方向端部加熱装置または幅方向側端部加熱装置
   とに、電力を切換えて供給する電源装置と、 を備えてなることを特徴とする熱間シートバーの加熱装
   置。