JPH062286B2

JPH062286B2 - 連続熱間圧延装置

Info

Publication number: JPH062286B2
Application number: JP1838885A
Authority: JP
Inventors: 充雄二瓶
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-01
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS61176405A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、鋼片（スラブ、ブルーム、ビレットまたはこ
れらの半成品段階のバー）を連続して熱間圧延する圧延
装置に関し、特にホットストリップミルに好適な連続熱
間圧延装置に関する。

〔発明の背景〕

第７図は、従来の一般的なホットストリップミルの配置
を示したものである。第７図において図示しない加熱炉
により所定の温度に加熱されたスラブは、ローラテーブ
ル１０によりNo.１粗圧延機１２に搬送される。このNo.
１粗圧延機は、通常可逆式が用いられており、スラブを
圧延して粗圧延したスラブ１４にする。スラブ１４は、
ローラテーブル１６によりNo.２粗圧延機１８により圧
延される。No.２粗圧延機１８は、一方向圧延機である
場合が多く、複数台設置されることもある。

No.２粗圧延機１８により圧延されたスラブ１４は、ロ
ーラテーブル２０によりクロップシャ２２に搬送され
る。クロップシャ２２は、スラブ１４の先後端部のクロ
ップを切断する。先端部のクロップを切断されたスラブ
１４は、仕上圧延機２４により仕上圧延され、ストリッ
プ２５となる。仕上圧延機２４は、通常５ないし７台の
圧延機をもつて構成され、スラブ１４が全仕上圧延機に
同時にまたがり、各仕上圧延機間に設けられたルーパ２
６により弛み等が防止され、圧延される。そして、スト
リップ２５は、ローラテーブル２８により搬送され、ピ
ンチローラ３０を介してダウンコイラ３２にコイルとし
て巻き取られる。

従来のこのようなホットストリップミルにおいては、圧
延が１スラブごと、すなわち１コイルごとに間歇的に圧
延するようになつていた。これは次の理由によつてい
る。

スラブを分塊圧延機によつて製造する場合、スラブ
の大きさが鋼塊の大きさにより限定される。このため、
各スラブを接合して長大なスラブを作る必要があり、２
００mm前後の厚みをもつスラブを接合しなければならな
い。しかし、この接合を短時間に、かつ経済的に行なう
ことが極めて困難である。

一方、連続鋳造機においては、実用上無限に長いス
ラブを得ることができる。しかし、連続鋳造機１ストラ
ンド生産量は、ホットストリップミルの生産量の１／３
ないし１／４である。このため、ホットストリップミル
一基に対し３ないし４ストランドのスラブを連続鋳造設
備から交互に供給せねばならない。このため、せつかく
の連続スラブを適当な長さに切断してホットストリップ
ミルに供給せざるをえない。

このように、従来は１スラブごときに圧延を行なつてい
るため、１スラブごとに先端通板、後端尻抜作業を行な
わなければならない。このため、ストリップの先後端部
には張力がかからず、それ以外の部分に張力が作用する
ため、板幅、板厚の変化がおき、また先後端部に板曲り
が発生しやすく、歩留りや品質の低下をもたらす。そし
て、通板、尻抜時の無張力状態と張力が作用する状態と
の差をできるだけ小さくするため、通常圧延時の張力も
できるだけ小さくせざるをえなかつた。したがつて、品
質の向上や歩留りの向上を図るためには、圧延の連続化
を図ることが強く望まれている。しかも、圧延の連続化
は、ストリップに適切な張力をかけることにより圧延荷
重の減少が図れ、また強圧下により薄物圧延が可能とな
るばかりでなく、張力を意識的に制御して板幅の制御に
も利用することができる等の利点がある。

一方、圧延の連続化は、設備の小型化と省エネルギ化を
図ることができる。すなわち、 (a) 噛込厚さである圧下制限量Δｈは、作業ロール径
をＤ_w、ロール材料との間の摩擦係数をμとすると、と表わすことができる。したがつて、圧延の連続化によ
り噛込、尻抜をなくすことができるため、噛込性能を確
保するために作業ロール径を大きくしていたが、その必
要がなくなる。

(b) 圧延の連続化により噛込、尻抜時に生ずる衝撃ト
ルクがなくなり、駆動系、すなわち作業ロール径を小さ
くできる。

(c) 熱間圧延においても近年は、油潤滑によりロール
寿命の延長、圧延荷重や圧延動力の減少が図られてい
る。しかし、スラブごとの圧延においては、噛込失敗を
防ぐため、通板噛込時に油切りを行なう必要があり、通
板前のある時間の給油を中断しなければならないし、ま
た複雑な油切り装置を設けなければならない。ところ
が、連続圧延においては油切り装置等が不要となり圧延
機の小型化を図ることができる。

以上の(a)ないし(c)の理由により、連続圧延が可能にな
ると、作業ロール径を大幅に小さくでき、作業ロール自
身による荷重の減少と油潤滑による圧延荷重の低減効果
により、補強ロール径も小さくでき、圧延機全体が小型
化できる。しかも、圧延動力は、作業ロール径の平方根
にほぼ比例するため、例えば作業ロール径を従来の８０
０mmから６４％小さい５１２mmにしたとすると、圧延動
力を約２０％節約することができ、１スタンド10000ｋ
Ｗの駆動モータが2000ｋＷ節約することができる。ま
た、各圧延機の小型化を図らず、１スタンド当りの圧下
量を大きくすることにより、スタンド数を減少させて設
備費を低減することも可能となる。

なお、一般に作業ロールを小径化すると、作業ロールの
横剛性が小さくなり、圧延荷重の変化や板幅の変化によ
る作業ロールの軸撓みが大きくなる。このため、製品ス
トリップの板クラウンの形状（平坦度）が悪化する欠点
がある。しかしこの欠点は、公知の中間ロール軸移動可
能な６段圧延機や、作業ロール軸移動の４段圧延機に有
効な作業ロールや、中間ロールにベンデイング力を与え
るロールベンデイング法を用いることにより対応するこ
とができる。

上記のように、圧延の連続化は、多くの経済的効果を有
しており、その実現が強く望まれている。しかし連続圧
延を実現するためには、イ仕上圧延機入側において、
先行するスラブの後端と、後続するスラブの先端とを短
時間に、かつ経済的に接合るること、ロスラブの接合
中においても仕上圧延機にスラブを連続的に供給するこ
と、ハスラブの温度が低下すると、圧延動力の増大や
品質低下を招くため、仕上圧延機入力側温度を極端に低
下させないこと、等の問題を解決する必要がある。

圧延の連続化のためのスラブの接合方法が、特開昭５８
−112601号公報に開示されている。その接合方法の第１
例は、走行しているスラブと同速度をもつて接合機を走
行させながら接続するものである。しかし、接合機を走
行させる接合方法は、接合機が走行するための大きなス
ペースを必要とする。すなわち、ホットストリップミル
の場合を例にとると、生産量が３５万ton／月程度とす
ると、スラブの厚さが例えば６０mmのとき、スラブ速度
は３０ｍ／min（0.5ｍ／sec）以上必要となる。そし
て、接合全時間は３０秒程度（うち正味接合時間２０
秒）であることを考慮すると、接合機の走行距離が約１
５ｍ以上となる。また、スラブ厚さを３０mmとすると、
前記の生産量を確保するためには、スラブ速度が６０ｍ
／min以上必要となる。しかし、スラブ断面積が１／２
となるため、正味接合時間がスラブの断面積に比例する
ものと考えられるため、１０秒となる。したがつて、セ
ッテイング時間を１０秒として全接合時間は２０秒程度
となり、接合機の走行距離が約２０ｍ以上となる。しか
も、現在の接合方法としては、高周波加熱＋押圧や、フ
ラッシュバット溶接等が有力であるが、いずれも電気供
給のために高電圧あるいは大電流のケーブルが必要であ
り、これらを長距離ある速度をもつて移動させなければ
ならないという技術的問題点がある。

接合方法の第２の例は、仕上圧延機の入側にスラブのル
ーピング装置を設け、スラブ接合部を停止させた状態の
まま接合させる方法である。すなわち、第８図に示すよ
うに、仕上圧延機群２４の入側に設けたルーピング装置
３４により、スラブにループ部３６を形成して蓄積し、
仕上圧延機がループ部３６を圧延処理している間に、接
合機３８により先行スラブ４０の後端部と、後行スラブ
４２の先端部とを接合し、圧延を停止することなく連続
して圧延するようにしている。そして、仕上圧延機群２
４の各仕上圧延機間には、テンションメータ３７が設け
られ、スラブに適正な張力が付与されているか否かが検
出され、張力の調整が行なわれる。仕上圧延機群２４を
でたストリップ２５は、ピンチローラ３０からガイドロ
ーラ４４を介してダウンコイラ３２に巻き取られ、フラ
イングシャ４６により適当な長さに切断される。

ところで、材料に粗性変形を与えずにループを形成する
ためのルーピングの曲げ半径Ｒは、次式により表わされ
る。

ここに、ｈは板厚、Ｅは弾性係数、σρは降伏応力であ
る。

炭素鋼を例にとると、温度1100℃においてはＥ≒2000kg
/m²、σρ≒５kg/mm²であるから、ｈ＝６０mmのとき、Ｒ＝１２ｍｈ＝３０mmのとき、Ｒ＝６ｍｈ＝１５mmのとき、Ｒ＝３ｍとなり、板厚の増加とともに曲げ半径Ｒが大きくなる。
そして第８図に示したようなループ部３６を形成する場
合、長手方向（スラブの搬送方向）のスペースは、単純
計算により、ｈ＝６０mmのとき、Ｒ＝４８ｍｈ＝３０mmのとき、Ｒ＝２４ｍｈ＝１５mmのとき、Ｒ＝１２ｍとなる。すなわち、板厚ｈが小さい程長手方向スペース
（板の搬送方向）を小さくしてループを形成することが
可能である。しかし、第８図に示した従来の装置におい
ては、粗圧延機と仕上圧延機との間のスラブ厚さが必然
的に同じ厚さとなり、例えば板厚を３０mmとすると、第
９図に示すところからNo.２粗圧延機１８と仕上圧延機
群２４との間における温度低下が著しくスラブの温度が
900℃以下となる。このように仕上圧延機入側における
スラブの温度が９００℃以下となると、変形抵抗が大き
くなり、圧延荷重の増大を招き、圧延に不利となるた
め、スラブの温度を９００℃以上に保つ必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は、仕上圧延機入口部におけるスラブの温度を低
下させずにスラブを薄くし、ループ部を形成することが
できる連続熱間圧延装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、接合機とルーピング装置との間に圧延機を設
け、ルーピング装置に入る直前にスラブを圧延して薄く
し、ルーピング装置によりループ部を形成するようにし
て、仕上圧延機に入るスラブの温度の低下防止できるよ
うに構成したものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る連続熱間圧延装置の好ましい実施例を、添
付図面に従つて詳説する。なお、前記従来技術において
説明した部分に対応する部分については、同一の符号を
付し、その説明を省略する。

第１図は、本発明に係る連続熱間圧延装置の実施例の概
略構成図である。第１図に示した実施例は、接合機３８
とルーピング装置３４との間に圧延機４８が設けてあ
り、この圧延機４８により先行スラブ４０を圧延するこ
とができるようになつている。ルーピング装置３４は、
第２図に示すようにピット５０が設けてあり、このピッ
ト５０の内側面および底面にスラブの保熱または加熱用
の複数のバーナ５２が配設してある。そして、ピット５
０の上端部には一対のガイドローラ５４，５６が設けて
あり、さらに底面近くに昇降自在なガイドローラ５８が
配設してある。なお、ルーピング装置を３４は、第３図
に示すように先行スラブ４０を複数回折返すようにして
もよい。

以下に上記の実施例による圧延例を示す。

元スラブが２３０mm×１２ｍであり、接合部におけるス
ラブを６０mm×４６ｍとし、仕上圧延機の入側速度を６
０ｍ／min、仕上圧延機の出側におけるストリップの厚
さを２mmとする。

厚さ２３０mmの元スラブは、図示しない加熱炉により所
定の温度に加熱され、ローラテーブル１０によりNo.１
粗圧延機１２に搬送され、このNo.１粗圧延機１２を３
パスして１６０mmの厚さまで圧延される。次に、No.１
粗圧延１２を出たスラブは、ローラテーブル１６により
１方向のNo.２粗圧延機１８（３基設けてある）に搬送
され、３パスにより厚さ６０mmまで圧延される。その
後、スラブは、ローラテーブル２０によりクロップシャ
２２に搬送され、先端部のクロップを切断された後、圧
延機４８により圧延され、ルーピング装置３４を介して
仕上圧延機群２４に入る。

接合機３８による先行スラブ４０と後行スラブ４２との
接合時間を約３０秒とすると仕上圧延機入側速度が６０
ｍ／min（１ｍ／sec）であるため、接合機３８の接合中
におけるループ部３６から仕上圧延機に供給される先行
スラブ４０の長さは、最低３０ｍとなる。したがつて、
圧延機４８は、接合機３８が先行スラブ４０と後行スラ
ブ４２との接合終了後、ただちに例えば圧他下率５０％
をもつて厚さ６０mmを厚さ３０mmに圧延開始し、加速→
最大速度→減速の動作を、次の接合までに終らせ、かつ
３０ｍ以上のループ部３６を形成する必要がある。

接合機３８と圧延機４８との距離を５ｍとすれば、圧延
機４８は入側のスラブ速度分布が第４図に示すものとす
ると、この第４図の面積、すなわち圧延機４８の入側ス
ラブ送り込み量が４６−５＋５＝４６ｍより小となる。
したがつて、圧延機４８の第５図に示した出側における
スラブ速度の加速率および最大速度は、圧延機４８の出
側の送り出し量と、仕上圧延機が入側速度６０ｍ／min
の速度をもつて圧延を続行するためのスラブ長さとの差
が３０ｍ以上となり、ループ部３６を形成するように設
定する必要がある。なお、ループ部３６のループ長が３
０ｍ以上形成されたときには、このループ長を一定に保
つように圧延機４８は減速し、その後出力側速度が仕上
圧延機入側速度である６０ｍ／minに対応するように圧
延を続行すればよい。

接合機３８が先行スラブ４０と続行スラブ４２とを接合
している間、圧延機４８は停止しており、第２図に示し
たガイドローラ５８が徐々に上昇し、先行スラブ４０の
ループ部３６が仕上圧延機群２４に供給される。

上記の如く接合機３８が固定された状態においてスラブ
の接合を行なう場合には、先行スラブ４０の後端部を後
行スラブとは一定位置に停止した状態にある。このた
め、ローラテーブル１６，２０や圧延機４８等と熱間ス
ラブ材とが同一部分において接触した状態となり、スラ
ブ長手方向に温度むらを生じ、製品品質に悪影響を及ぼ
す。そこで、接合機３８は、接合中、短距離間を低速度
をもつて走行させることが望ましい。このように、整合
機３８を低速度をもつて短距離走行させるものであれ
ば、接合機用の高電圧または大電流ケーブルの敷設に対
して、技術的に問題を生じない。

第６図は、走行可能な接合機の実施例を示したものであ
る。第６図に示した接合機３８は、走行台車６０が、車
輪６２を有しており、ガイドレール６４上をスラブの搬
送方向に沿つて移動できるようになつている。走行台車
６０には、光行スラブ４０の後端部を挾持する一対のシ
リンダ６６，６８が設けてある。また、走行台車６０に
は、ガイドレール７０が固定してあり、このガイドレー
ル７０上をシリンダ７２により移動台車７４を移動させ
ることができるようになつている。移動台車７４には、
後行スラブ４２の先端部を挾持する一対のシリンダ７
６，７８が設けてある。さらに、走行台車６０には、先
行スラブ４０の後端部を挾持するシリンダ６６，６８に
隣接して、高周波加熱器８０が設けてあり、先行スラブ
４０の後端部と後行スラブ４２の先端部とを加熱できる
ようになつている。

上記の如く構成した接合機３８においては、先行スラブ
４０の後端部が高周波加熱器８０に達すると、シリンダ
６６，６８が作動して先行スラブ４０の後端部を挾持す
る。これと同時に、圧延機４８は低速圧延に入り、接合
機３８が先行スラブ４０にひかれて矢印８２の方向に低
速をもつて移動する。そして、後行スラブ４２の先端部
が接合機４８に達すると、シリンダ７６，７８により後
行スラブ４２の先端部を挾持し、シリンダ７２により後
行スラブ４２の先端面を先行スラブ４０の後端面に押圧
するとともに、高周波加熱器８０により両端部を加熱し
接合する。このとき、No.２粗圧延機１８も低速圧延と
なる。先行スラブ４０と後行スラブ４２との接合が終了
すると、シリンダ６６，６８とシリンダ７６，７８との
間が開かれ、移動台車７４がシリンダ７２により後退さ
せられるとともに、接合機３８が所定の位置に戻され
る。そして、No.２粗圧延機１８と圧延機４８とは高速
圧延に入る。

上記の如くループ部３６の形成は、圧延機４８において
圧延した後に行なうため、ループ部３６の形成が容易で
あり、しかも板厚も薄くなるため、上述の如く曲率半径
も小さくてすみ、スラブの搬送方向にスペースをとら
ず、ガイドローラ５４，５６間の中心距離Ｌを小さくで
き、例えばピット５０を深くすることにより対応可能で
ある。しかも、ルーピング装置３４の直前においてスラ
ブを薄くするため、仕上圧延機群２４に入るスラブの温
度低下を小さくすることができる。なの、ループ部３６
は、フリーループのみでなく、弾性曲率半径内において
強制的にループを形成する方法も容易に行なうことがで
きる。また、ルーピング装置３４は、バーナ５２等の加
熱装置を有しているため、ループ部３６を保熱または加
熱することができ、仕上圧延機に入るスラブの温度低下
を防ぐことができる。

このように、粗圧延機と仕上圧延機との間のスラブ温度
が最も低下する所においてスラブの厚さを厚くでき、温
度低下の防止が図られるとともに、仕上圧延機の直前に
おいて圧延機４８により圧延してスラブを薄くし、しか
もルーピング装置によりスラブの保熱または加熱を行な
うことにより、これまで連続化のネックであつたものを
一挙に解決できる。そして、連続圧延化を図ることによ
り、仕上圧延機の入口部と出口部との間には、常に一定
の張力をかけることができ、板曲りや張力の変化による
板幅変動も小さくなる。また、従来のスラブごとの圧延
においては、ルーパ２６を必要としたのに対し、連続圧
延における固定したテンションメータ３７に置換えるこ
とができ、設備費の低減と保守性の向上を図ることがき
る。

〔発明の効果〕

以上に説明した如く、本発明によれば仕上圧延機に入る
スラブの温度を低下させずにスラブを薄くすることがで
き、ループを容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る連続熱間圧延装置の実施例の概略
構成図、第２図は上記実施例のルーピング装置の詳細
図、第３図はルーピング装置の他の実施例の概略構成
図、第４図は接合機とルーピング装置との間に配置した
圧延機の入側スラブ速度の速度分布図、第５図は接合機
とルーピング装置との間に配置した圧延機の出側スラブ
速度の速度分布図、第６図は走行可能な接合機の実施例
の構成図、第７図は従来の一般的なホットストリップミ
ルの概略構成図、第８図の従来の連続化したホットスト
リップミルの概略構成図、第９図はバー厚さの変化に対
する温度低下特性図である。１２…No.１粗圧延機、１８…No.２粗圧延機、２２…ク
ロップシャ、２４…仕上圧延機群、３２…ダウンコイ
ラ、３４…ルーピング装置、３８…接合機、４６…フラ
イングシャ、５２…バーナ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼片を粗圧延する粗圧延機と、この粗圧延
機の出側に配設した仕上圧延機と、この仕上圧延機と前
期粗圧延機との間に配置され、先行鋼片の後端部と後行
鋼片の先端部とを接合する接合機と、この接合機と前記
仕上圧延機との間に設けられ、接合した鋼片を前記仕上
機に連続的に供給するルーピング装置と、前記仕上圧延
機の出側に配設した巻取機とを有する連続熱間圧延装置
において、前記接合機と前記ルーピング装置との間に圧
延機を設けたことを特徴とする連続熱間圧延装置。
【請求項２】前記接合機は、前記鋼片の搬送方向に沿つ
て移動可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の連続熱間圧延装置。
【請求項３】前記ルーピング装置は、前記鋼片を加熱ま
たは保熱する加熱部を有することを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項に記載の連続熱間圧延装置。