JPH0671325A - 厚板圧延における先端反り低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 粗圧延工程と、粗圧延後に圧延材を所定の温
度に水冷する冷却工程と、引き続く仕上圧延工程とから
なる熱間圧延方法が実施される熱間圧延ラインにおい
て、圧延材の板厚方向の各位置における温度を温度算出
手段で算出し、この温度と、圧延材固有の熱間変形抵抗
の温度特性との関係に基づいて、圧延時に発生する先端
反りを求めて、仕上圧延工程で発生する先端反り量が最
小値となるように、冷却停止時の圧延材の上下面温度と
熱間変形抵抗の温度特性との関係に基づき、水冷設備に
よって圧延材を冷却し、冷却停止時の圧延材の上下面に
所定の温度差を付与する。 【効果】 仕上圧延時において発生する先端反りを効果
的に低減することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延ラインにおい
て厚板圧延材の先端部に発生する反りが最小となるよう
に制御できる厚板圧延における先端反り低減方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】厚板圧延工程において、圧延時に圧延材
の先端部に反りが発生することがあり、設備破損の危険
性や不均一冷却による品質不良などを招く原因となって
いる。この先端反りは、板厚方向での上下の非対称性に
起因して発生することが知られており、この非対称性を
生じさせる要因としては、圧延材の上下面の温度差、上
下ワークロールの周速度差、ピックアップなどが挙げら
れる。その中で厚板圧延の場合には、主に圧延工程での
デスケーリング水等による上面温度低下に伴う板厚方向
での上下温度偏差に起因することが知られている。

【０００３】従来、このような先端反りを防止する方法
として、仕上圧延工程において上記のような非対称要因
を制御する方法が採用されてきた。即ち、前パスでの反
り状態等から制御量を決めて、仕上圧延時に、上下ワー
クロールの周速度差を制御する方法、板厚方向の上下面
温度差を制御する方法、ピックアップ量を制御する方法
などが挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、仕上圧延工程
前に圧延材を所定の温度に水冷した後に仕上圧延を行う
圧延方法においては、従来の仕上圧延工程における先端
反り制御だけでは、材質上の制約、圧延機の構造上ある
いは操業条件上の制約等により、発生する先端反り量に
対して必要な制御量を確保できない等の問題があって、
確実に先端反りを制御できない場合がしばしばあった。

【０００５】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、粗圧延工
程と、粗圧延後に圧延材を所定の温度に水冷する冷却工
程と、それに引き続く仕上圧延工程とからなる熱間圧延
方法が実施される熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延に
おける先端反りを効果的に低減することによって、仕上
圧延時の先端反りの制御の容易化を図らせることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、粗圧延機と仕上圧延機の間に、圧延材上
下面に対する冷却条件を個別に制御可能な水冷設備が設
けられ、前記水冷設備を用いて圧延材を所定の温度に冷
却するための冷却条件を算定する条件算定手段と、圧延
材の板厚方向の各位置における温度を算出する温度算出
手段とが前記水冷設備に関連して設けられ、粗圧延工程
と、粗圧延後に圧延材を所定の温度に水冷する冷却工程
と、それに引き続く仕上圧延工程とからなる熱間圧延方
法が実施される熱間圧延ラインにおいて、前記温度算出
手段によって算出された圧延材の板厚方向の各位置にお
ける温度と圧延材固有の熱間変形抵抗の温度特性との関
係に基づいて、圧延時に発生する先端反りを算出して、
前記冷却工程後の仕上圧延工程で発生する先端反り量が
最小値となるように、冷却停止時の圧延材の上下面温度
と熱間変形抵抗の温度特性との関係に基づき、前記水冷
設備によって圧延材を冷却することにより、冷却停止時
の圧延材の上下面に所定の温度差を付与することを特徴
とする厚板圧延における先端反り低減方法である。

【０００７】

【作用】本発明方法の実施に当たって、熱間変形抵抗が
図１に示すような温度特性を有する圧延材に対して、冷
却工程において種々の上下冷却条件で冷却を行い、板厚
方向の上下面で温度差を付与した後に、仕上圧延を行っ
た場合の先端反り状態を剛塑性有限要素法を用いた解析
により調べた。その結果の一例を図２に示す。

【０００８】

【表１】

【０００９】図２は、板厚６０ｍｍの圧延材を、上記
〔表１〕に示すように、冷却工程において 冷却停止
時の上面温度が下面温度より５０℃高くなるように冷却
した場合、 （黒塗り丸印で示す） 冷却停止時の上下温度が同一となるように冷却した場
合、（黒塗り三角印で示す） 冷却停止時の上面温度が下面温度より５０℃低くなる
ように冷却した場合、 （白抜き丸印で示す）につ
いて、それぞれ仕上圧延において発生する圧延材Ｌ方向
トップ部の先端反り状態を表している。なお、〔表１〕
は、温調シャワでの冷却停止時の上下面温度を示してい
る。この結果より、冷却工程において冷却停止時におけ
る板厚方向の上下面温度差により、仕上圧延での先端反
り状態は大きく異なっており、本条件下では、冷却工程
において上面温度が下面温度より低くなるように冷却し
た場合に、反り量は最も小さくなることが判る。

【００１０】その原因は以下に述べるとおりである。冷
却工程において冷却停止時の上下面温度によの相変態に
伴い、図３に示すように板厚方向の上面付近と下面付近
とにおいて温度分布が異なる割合で、α（フェライト）
相が形成される。その生成したα相は、冷却後から圧延
までの復熱後においても、図４に示すようにα相の温度
がＡ_C3点以上とならない限りすべてが逆変態することは
ないために、図５のように冷却時において生じたα相が
残存した状態で圧延される。このような状態下では、板
厚方向の変形抵抗分布は、γ（オーステナイト）相と冷
却時に形成されたα相の割合、各相の熱間変形抵抗の温
度依存性及び板厚方向の温度分布により決まるようにな
る。その結果、図６に示すように、冷却停止時の上下温
度差に依存して、圧延時における板厚方向の変形抵抗分
布は異なり、反り状態に差が生じるようになるのであ
る。

【００１１】このことを図２の場合について説明する。
冷却停止時の上面温度と下面温度とが同一の場合、冷却
工程で生じたα相の量は図７に示すように上下面付近で
ほぼ等しい。その結果、仕上圧延工程での先端反り量は
上下面温度差によりほぼ決まるようになるため、デスケ
ーリング水の沿い流れ等による上面温度の低下に伴い、
大きな上反りが発生する。また、冷却停止時の上面温度
が下面温度より高い場合には、図８に示すように上面付
近に較べて下面付近で形成されるα相の量は大きい。そ
の結果、仕上圧延工程において、上面温度の低下に加え
て、γ相に比較して熱間変形抵抗値の低いα相（同一温
度下）の量が上面付近より下面付近で大きいために、更
に大きな上反りが発生する。

【００１２】これに対して、冷却停止時の上面温度が下
面温度よりも低い場合には、図９に示すように下面付近
に較べて上面付近で形成されるα相の量は大きい。その
結果から明らかなように、仕上圧延工程において上面温
度が低下しても、α相の量が下面付近より上面付近で大
きいために、比較的小さな上反りとなる。

【００１３】以上のことから、本発明のように、冷却工
程において熱間変形抵抗の温度特性に応じて、冷却停止
時に適切な圧延材表裏面温度差を付与することにより、
仕上圧延において発生する先端反り量を低減することが
でき、仕上圧延での先端反り制御が効果的に行えるよう
になるのである。

【００１４】その際、冷却工程において冷却停止時に付
与する最適な温度差は、各種鋼についての冷却工程にお
ける上下面の冷却条件と仕上圧延における先端反り量と
の関係を種々実験により調べたデータから容易に推定す
ることが出来る。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。本発明の有効性を確認するため
に、４９０Ｎ級の船体構造用鋼板を用いて先端反り制御
の実験を本発明方法と従来方法（比較例）とについて実
施した。実験に際しては、圧延材の長手方向のトップ部
を制御対象とするために、実験対象材を表す下記〔表
２〕に示す奇数パス（Ｎｏ．１，３，５，７）について
のみ考慮した。また、加熱条件とパススケジュールにつ
いては、以下に示す本発明例、比較例のいずれの場合も
略同じである。

【００１６】

【表２】

【００１７】なお、図１０は、本発明を適用した場合に
ついて、仕上圧延の各奇数パスで発生した先端反り量を
示したものであり、即ち、粗圧延工程で板厚６５ｍｍま
で圧延後、冷却工程において、冷却停止時の圧延材の上
面温度が下面温度より７０℃低くなるように冷却した場
合の反り量を示したものである。そのときの冷却条件は
〔表３〕に、仕上圧延における圧延温度（圧延材の上面
温度）は〔表４〕にそれぞれ示すとおりである。

【００１８】一方、図１１は、冷却工程において従来通
り、冷却停止時の圧延材の上下面温度が同一となるよう
に冷却した場合について仕上圧延の各奇数パスで発生し
た反り量を示し、そのときの冷却条件は表５に、仕上圧
延における圧延温度は〔表６〕にそれぞれ示すとおりで
ある。

【００１９】

【表３】 注１：上面側は、鋼板上での冷却水の滞留を考慮した
値，

【００２０】

【表４】

【００２１】

【表５】 注２：上面側は、鋼板上での冷却水の滞留を考慮した
値，

【００２２】

【表６】

【００２３】上述の実験結果から明らかであるが、本発
明例の場合は、最大でも２００ｍｍ（Ｎｏ．１パス）、
最小で５０ｍｍ（Ｎｏ．５パス）の上反りに抑えられて
いるのに対して、一方、比較例では、最大７００ｍｍ
（Ｎｏ．５パス）までの大きな上反りが発生していて、
従って、本発明方法の有効性が顕著であることが立証さ
れる。

【００２４】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、仕上
圧延において発生する先端反りを効果的に低減すること
が可能であり、しかも冷却停止時の圧延材の上下面温度
と熱間変形抵抗の温度特性を算出して、この算出結果に
応じて冷却停止時の圧延材の上下面に所定値の温度差を
付与するという簡単な手段によって行えることから、実
用的価値は頗る大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施に係る圧延材の熱間変形抵抗
−温度特性線図である。

【図２】本発明方法の実施に係る温調シャワ適用材の仕
上圧延工程における反り挙動線図である。

【図３】熱間圧延ラインにおける冷却工程での冷却停止
時における圧延材の板厚方向温度分布図である。

【図４】図３に示される冷却工程の後の復熱時における
圧延材の板厚方向温度分布図である。

【図５】圧延材の温度変化に対する熱間変形抵抗履歴線
図である。

【図６】熱間圧延ラインにおける冷却工程の後の復熱時
における圧延材の板厚方向変形抵抗分布図である。

【図７】熱間圧延ラインにおける冷却停止時（上面温度
＝下面温度）の板厚方向温度分布図である。

【図８】熱間圧延ラインにおける冷却停止時（上面温度
＞下面温度）の板厚方向温度分布図である。

【図９】熱間圧延ラインにおける冷却停止時（上面温度
＜下面温度）の板厚方向温度分布図である。

【図１０】本発明方法の実施に係る圧延材の仕上圧延に
おける各奇数パスでの反り量を表す図である。

【図１１】従来方法の実施に係る比較例である圧延材の
仕上圧延における各奇数パスでの反り量を表す図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗圧延機と仕上圧延機の間に、圧延材上
   下面に対する冷却条件を個別に制御可能な水冷設備が設
   けられ、前記水冷設備を用いて圧延材を所定の温度に冷
   却するための冷却条件を算定する条件算定手段と、圧延
   材の板厚方向の各位置における温度を算出する温度算出
   手段とが前記水冷設備に関連して設けられ、粗圧延工程
   と、粗圧延後に圧延材を所定の温度に水冷する冷却工程
   と、それに引き続く仕上圧延工程とからなる熱間圧延方
   法が実施される熱間圧延ラインにおいて、 前記温度算出手段によって算出された圧延材の板厚方向
   の各位置における温度と圧延材固有の熱間変形抵抗の温
   度特性との関係に基づいて、圧延時に発生する先端反り
   を算出して、前記冷却工程後の仕上圧延工程で発生する
   先端反り量が最小値となるように、冷却停止時の圧延材
   の上下面温度と熱間変形抵抗の温度特性との関係に基づ
   き、前記水冷設備によって圧延材を冷却することによ
   り、冷却停止時の圧延材の上下面に所定の温度差を付与
   することを特徴とする厚板圧延における先端反り低減方
   法。