JPH07185605A - 熱間薄板材製造設備及び熱間薄板材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コンパクトな設備で良質な品質の熱間薄板材を
製造する。 【構成】６０〜１２０mm厚の安定鋳造可能な連続鋳造機
で製造された鋳片を切断機で所定の長さに切断し、その
後鋳片を迅速加熱炉で加熱し、保定炉で所定時間保定
し、可逆圧延機で圧延した後、製品巻取機で熱間薄板材
で巻取る。 【効果】６０〜１２０mmの中厚鋳片を利用する熱間薄板
製造設備に拘らず、短い保定炉並びに少ない圧延機スタ
ンド群による可逆圧延により設備長を短く、安定及び良
質製品の製造が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造機により得られ
た扁平状のスラブを圧延して熱間薄板材を製造する熱間
薄板材製造設備及び熱間薄板材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭59−101205号公報に記載さ
れているように、圧延機の入出側に炉付巻取機を設け
て、圧延材を繰返し巻取り、巻戻しながら熱間圧延する
ステッケルミルと呼ばれる圧延方式は少ない台数の圧延
機で、製品板厚までの圧延が可能である。従って、通常
の６，７台からなるタンデムホットストリップミル設備
と比較して、極めて安価な設備で経済的な生産が可能で
ある。

【０００３】また、特公昭62−22682 号公報に記載され
ているように２台の巻取機間に２台の圧延機を配置し生
産性を上げている例もある。

【０００４】また、更に改善された例としては、特開平
1−317618 号公報に記載されたものがある。この設備で
は巻取機に巻取胴のない巻取機が採用され、巻取機間に
は圧延機が複数台配置される。

【０００５】一方、特開昭62−97702号公報及び特開昭6
2−89502号公報には、連続鋳造設備で鋳造された薄鋳片
を巻取機で巻取り熱間リーバースミルで圧延することが
記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにステッ
ケルミルは少ない圧延機で素材スラブから製品厚まで熱
間での減厚圧延を行うことができる。このステッケルミ
ルに用いる素材スラブは従来３０mm程度のものが供給さ
れていた。即ち、特開平1−317618 号に見られるように
通常の１６０〜２３０mm厚のスラブを用いる場合はステ
ッケルミルの入側に可逆粗圧延機を配置し、これにより
３０mm厚程度まで減厚した後にステッケルミルで製品ま
での圧延を行い製品を製造していた。

【０００７】しかし、ステッケルミルの入側に可逆粗圧
延機を設けることは必然的に設備長が大になり、圧延材
が圧延中に冷える上に、設備費も高価なものになるとい
う問題があった。

【０００８】また、特殊薄板用連鋳機を用い３０mmのよ
うに薄いスラブを製造できれば粗圧延機を省略できる
が、３０mmのスラブを連続鋳造で製造するには狭い鋳型
の開孔に注湯することが難しいため不安定な作業とな
る。

【０００９】一方、鋳造された直後の鋳片の温度分布は
不均一で、特に鋳片幅端の温度が低い。また、鋳片内部
組織も不均一で、このような状態の鋳片を圧延すると製
品に割れ欠陥が生じる。これを防止するには鋳片を所定
の温度に昇温すると共に、内部組織を均一化するために
所定時間鋳片を高温状態に保持する。

【００１０】上記した特開昭62−97702号公報及び特開
昭62−89502号公報には、連続鋳造機で鋳造されたスラ
ブを保定するということについては何ら考慮がなされて
いなかった。従って、鋳片内部組織が不均一な状態で圧
延を行うために、良質な熱間薄板材を製造することがで
きないという問題があった。

【００１１】本願発明は、上記した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、安定な連続鋳造作業によ
りスラブを製造し、コンパクトな設備で良質な品質の熱
間薄板材を製造することができる熱間薄板材製造設備及
び熱間薄板材の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】安定な鋳造を行うには、
注湯の安定性の面から鋳型の開孔がある程度大きな鋳型
を使用する連続鋳造機を採用する必要がある。一方、圧
延動力を減少するにはできるだけ薄い鋳片を利用するこ
とが有利である。

【００１３】薄い鋳片を製造できる連続鋳造機として
は、鋳型開孔をノズルを挿入するため菱形にし、鋳型の
下部に従い菱形から扁平な矩形に成形していくファンネ
ル（Funnel）型の連続鋳造機が知られている。しかし、
鋳型は複雑な形状をしており、不安定な鋳造作業が強い
られる。安定な鋳造を行うには、鋳型は上部開孔部より
下部まで同じ矩形断面形状であることが望ましい。この
ような鋳型の断面を上から下まで矩形形状にできる鋳片
の最少厚みは６０mmであり、これ以下の厚み、例えば、
５０mm厚みの連鋳機はファンネル形状の鋳型が採用され
る。

【００１４】従って本願発明に適用する連続鋳造機は、
鋳片の厚みが６０mm以上の鋳片を製造できる装置を用い
るものとする。

【００１５】また、粗圧延機を不要にするため、本願発
明では、ステッケルミルの圧延機群で、１回目の圧延を
行った後、圧延材を圧延機群の出側の巻取機で巻取り可
能な厚みにできるように、鋳片の厚みの最大を１２０mm
に、かつ圧延機群を構成する圧延機の台数を２台或いは
２台以上配置するものとする。

【００１６】また、連続鋳造機で鋳造直後の鋳片の内部
組織は不均一であり、これを均一化して、加工のための
延性を高めるには鋳片を高温で一定時間保持する必要が
ある。この保持時間は高温であればある程短時間でよ
い。例えば、０.１ ％Ｃ鋼の場合、１００℃では２分間
の保持時間が必要であるが、これを１１００℃に上げれ
ば１分間で済む。

【００１７】従って本願発明では連続鋳造機で鋳造直後
の鋳片全断面に亘って迅速加熱し、然るのち所定時間だ
けその高温な温度を保持しながら鋳片の内部組織の均一
化を図るものとする。

【００１８】すなわち、上記目的を達成するために本願
発明では、連続鋳造機により得られた扁平状のスラブを
圧延して熱間薄板材を製造する熱間薄板材製造設備にお
いて、その熱間薄板材製造設備の構成を、厚み６０〜１
２０mmのスラブを鋳造する連続鋳造機と、該連続鋳造機
で製造されたスラブを所定の長さに切断するスラブ切断
機と、該スラブ切断機で切断されたスラブの全断面を加
熱するスラブ加熱装置と、該スラブ加熱装置で加熱され
たスラブを所定時間保定する保定炉と、該保定炉で保定
されたスラブを圧延する２台或いは２台以上の圧延機か
ら成る圧延機群とから構成し、しかも、該圧延機群の入
出側にそれぞれ巻戻し兼用の巻取機を配置して、前記ス
ラブを該巻戻し兼用の巻取機で繰返し巻取り巻戻しなが
ら複数パス圧延して熱間薄板を製造するようにしたもの
である。

【００１９】そして、好ましくは、前記熱間薄板製造設
備を構成する各機器を直線上に配置する。

【００２０】また、好ましくは、前記加熱装置は、迅速
加熱が可能な誘導加熱装置とする。また、好ましくは、
前記保定炉は、断熱構造の炉とする。

【００２１】また、好ましくは、前記圧延機群の入側に
設けられる巻戻し兼用の巻取機は、巻取胴を備えた巻戻
し兼用の巻取機とする。

【００２２】また、好ましくは、前記圧延機群の出側に
設けられる巻戻し兼用の巻取機は、巻取胴を備えない巻
戻し兼用の巻取機とする。

【００２３】また、好ましくは、前記圧延機群の入出側
に設けられる巻戻し兼用の巻取機は、巻取られたスラブ
材の温度低下を防止するため、炉付の巻戻し兼用の巻取
機とする。

【００２４】また、好ましくは、前記圧延機群は、上流
側に配置された圧延機の圧延ロールの径を下流側に配置
された圧延機の圧延ロールの径より大径とする。

【００２５】更に、好ましくは、前記圧延機群は、上流
側に配置された圧延機の圧延ロールを大径ロールとし、
下流側に配置された圧延機の圧延ロールを小径ロールと
するものである。

【００２６】また、上記目的を達成するために本願発明
では、連続鋳造機により得られた扁平状のスラブを圧延
して熱間薄板製品を製造する熱間薄板材の製造方法にお
いて、前記連続鋳造機で厚み６０〜１２０mmのスラブを
製造し、該製造されたスラブを所定の長さに切断し、該
切断されたスラブの全断面を加熱し、該加熱されたスラ
ブを所定時間保定し、該保定されたスラブを複数パス圧
延して熱間薄板を製造するものである。

【００２７】そして、好ましくは、前記複数パスの圧延
は、少なくとも２台の圧延機で可逆的に圧延し、前記少
なくとも２台の圧延機での可逆的に圧延は、上流側に配
置された圧延機で強圧下を行い、下流側に配置された圧
延機で圧下度を抑えた圧延を行うようにするものであ
る。

【００２８】

【作用】本願発明の連続鋳造機で鋳造される鋳片の厚み
は６０〜１２０mmである。従って、安定な鋳造を行うこ
とができる。

【００２９】そして、このうち、最大側の鋳片厚みの場
合でも、圧延機群を１回目に正パスで通過した後に、圧
延材の温度低下を防止するため巻取機に圧延材を巻くこ
とが望まれる。この圧延材の巻取りのための巻取機に、
巻取胴のない巻戻し兼用の巻取機を配置すれば、１８〜
３５mmまでの巻取りが可能である。

【００３０】一方、ステッケルミルの圧延機群は２台或
いは２台以上の圧延機で構成されている。例えば、１２
０mm鋳片の場合は３台の圧延機により３０mm／台×３台
＝９０mmの減厚圧延を行うことにより前記出側巻取機に
巻取るこができる。６０mm厚の鋳片であれば圧延群を２
台設けて、２０mm／台×２台＝４０mmの減厚圧延を行
い、２０mmの板にして巻取機に巻取ることができる。

【００３１】いづれの場合にも、次のパスでは逆方向に
通板し、圧延群により板厚を３.５〜６.５mm 程度に減
厚圧延して圧延機群の入側に配置された巻戻し兼用の巻
取機に巻取る。この巻取機は巻取胴を備えたものとすれ
ば、２０mm以下の厚みの圧延材の巻取りが可能である。

【００３２】つまり、本願発明では、好ましくは、圧延
機群の出側の巻取機は厚みの大な板材を巻くのに有利な
巻取胴のない巻取機を、入側には薄物巻取りに有利な巻
取胴を有する巻取機を配置するものである。

【００３３】そして最後は、圧延機群の入側に配置され
た巻戻し兼用の巻取機より圧延材を巻戻して、前記圧延
機群により正パス圧延を行い１.２〜３.２mm程度の板厚
の製品を製造するものである。

【００３４】次に設備全長を短くし、良質な品質の製品
を製造するには、連続鋳造機で鋳造後鋳片の内部組織の
均一化を図るための装置の短縮が必要である。

【００３５】本願発明では、連続鋳造機で鋳造された後
の鋳片は誘導加熱や通電加熱のように迅速加熱装置によ
り所定の高い温度に鋳片の全断面にわたる加熱を行うも
のである。よって、その後の鋳片の組織の均一化のため
の時間は最小にできる。

【００３６】即ち、連続鋳造機で鋳造後の鋳片はその幅
端部で一般に鋳片中央部より１００〜３００℃程度温度
が低いが、本願発明においては誘導加熱などの迅速加熱
装置により短時間で所定温度まで加熱できる。

【００３７】従って、本願発明では鋳造直後の鋳片全断
面に亘って迅速加熱し、然るのち所定時間だけその高温
な温度を保持しながら鋳片の内部組織の均一化を図り、
その後圧延機群で圧延するために、コンパクトな設備で
良質の製品を製造することができるものである。

【００３８】

【実施例】以下、本願発明の実施例を説明する。

【００３９】図１は、本願発明の一実施例である熱間薄
板材製造設備の構成を示すものである。この実施例では
鋳片厚み９０mmのスラブより、１.６mm 厚までの鋼材の
熱間薄板製品が製造される。これにおいて製造される製
品の板幅は６５０〜１５５０mm程度である。

【００４０】図１で示した熱間薄板材製造設備では、連
続鋳造工程「Ａ」，鋳片の切断工程「Ｂ」，鋳片の迅速
加熱工程「Ｃ」，鋳片の保定工程「Ｄ」，圧延工程
「Ｅ」及び製品の巻取工程「Ｆ」より構成される。

【００４１】連続鋳造工程「Ａ」ではタンディッシュ１
から溶湯が連続的に鋳型２に注湯され、鋳片３が製造さ
れる。この鋳片は切断機４により所定の長さに切断され
る。切断された鋳片は、迅速加熱装置５で短時間で加熱
される。この迅速加熱装置５としては、例えば誘導加熱
式の加熱装置がある。しかる後、断熱構造の保定炉６で
１〜３分間保持され鋳片組織の均一化が図られる。

【００４２】次に圧延工程「Ｅ」の前に鋳片表面からス
ケールが除去される。即ち、鋳片の上下位置にに配置さ
れたノズル９より高圧水が噴射されてスケールが除去さ
れる。これにおいて、高圧水が飛散しないようにノズル
９の前後にはピンチローラ８が設けられ、しかもノズル
９は密閉容器７でカバーされている。

【００４３】デスケーリングされた後の鋳片は圧延工程
「Ｅ」にて圧延が施される。この圧延工程「Ｅ」は、第
１の圧延機１７及び第２，第３の圧延機１８により減厚
圧延されたのち、圧延材となり出側巻取機に巻取られ
る。即ち、圧延材はピンチローラ２０により上方に曲げ
られ、３本のベンディングローラ２１により円形状に成
形されコイル２３に巻取られる。このコイル２３は支持
ロール２２に支持され、かつカバー２４により熱放散が
防止される。なお、この出側巻取機は巻取機能の他に巻
出機能を有する。

【００４４】また、第１の圧延機１７の圧延ロール３３
にはφ７６０mm程度の大径のロールが、第２，第３の圧
延機１８の圧延ロールにはφ６６０mm程度の小径のロー
ル３４が採用される。この第１の圧延機１７で強圧下を
行い、これに続く圧延機１８では比較的圧下度を抑え、
即ち圧延ロールの表面の荒れを抑え、製品板の表面品質
を良好に保つのである。

【００４５】実際の圧延では、圧延機１７で９０mm厚か
ら６５mmまでの減厚を、次に２台の圧延機１８で３０mm
に減厚する。

【００４６】このように厚い板厚の圧延材は巻取胴のあ
る巻取機では、巻取胴に板が馴染むことができないので
巻取ることができない。そこで本実施例では巻取胴のな
い巻取機を圧延群の出側に配置して、厚い圧延材を巻取
るようにしたものである。このように板厚が大であれば
腰が強いので、コイルの円形をくずすことがなく巻取る
ことができる。

【００４７】第１回目の圧延が終了した後、コイル２３
を逆回転して、ノズル１９でデスケーリングを行った
後、逆パス圧延を行う。そして、２つの圧延機１８、第
１の圧延機１７の順に逆パス圧延されて圧延材１４は
６.２mm 程度に減厚され、ピンチローラ１５により導か
れ巻取胴１３を有する巻取機によりコイル１２に巻取ら
れる。この入側巻取機も巻取機能の他に巻出機能を有
し、しかもコイル１２を防熱するために防熱カバー１０
が設けられている。この入側巻取機では圧延材１４の板
厚は６.２mm 程度と薄いため、巻取胴のない巻取機では
板の腰が弱く円形がくずれるため、巻取胴を有する巻取
機を使用するものである。

【００４８】次いでコイル１２を逆回転して、ノズル１
６でデスケーリングした後、圧延機１７、圧延機１８で
正パス圧延を行い１.６mm 厚の製品を製造する。このよ
うに圧延された後の圧延材２５は製品巻取機２７により
製品コイル２８に巻取られる。

【００４９】図２は、図１で示した圧延機群の出側の巻
取機の構造を説明するものであり、３本のベンデングロ
ーラ２９を上部に配置した巻取機によりコイル３０に巻
取るものである。このコイル３０はフレーム３２に設け
られた支持ローラ３１上に巻取られる。

【００５０】なお、フレーム３２は矢印方向に昇降可能
で、最終圧延時は下降し圧延材２５の通板を助ける。

【００５１】以上の例では、９０mmの鋳片を用いる例を
示したが、生産量が少ない場合には６０mmのように薄い
鋳片スラブを用いてもよい。この場合には図３に示すよ
うに図１で示した圧延工程「Ｅ」の圧延機を２台にすれ
ばよく、大径のロールを有する第１の圧延機１７と小径
のロールを有する第２の圧延機１８の合計２台の圧延機
を配置すればよい。この場合の配置では第１回目の圧延
で圧延された後の圧延材は、出側の巻取機に１８mm程度
の厚みのコイル２３に巻取られる。この場合は、出側の
巻取機は巻取胴つきの巻取機であってもよい。

【００５２】第２回目の逆パス圧延では、４.５mm 程度
に圧延され入側巻取機でコイル１２に巻取られる。次に
正パス圧延で１.６mm の製品が得られる。

【００５３】この実施例では最終圧延時のコイル１２の
板厚は４.５mm 程度と薄いため、スケールを除去するた
めのノズル１６によるデスケーリングにより、圧延材１
４の温度が低下する恐れがある。この点圧延機群に３台
の圧延機を配置した場合は前述のように６mm以上の厚み
にすることができるので、温度低下減少防止の面で有利
である。

【００５４】勿論、３台分以上の圧延機を配置する場合
は、同じ製品厚１.６mm を得るのに更に厚い入側板厚に
することが出来るので、圧延材の温度低下を防止する上
で有利である。但し、設備費が上昇する問題が生じる。

【００５５】以上説明した本願発明の実施例では、次の
ような効果が得られる。

【００５６】（１）６０〜１２０mm厚の安定鋳造可能な
鋳造機からの鋳片を、鋳造機以降に切断機，迅速加熱装
置，保定炉，入出側に巻戻し可能な２台、或いは２台以
上の圧延群を備えた可逆式圧延機及び製品巻取機の順に
装置を配置することにより、短い設備長で効率的に熱間
薄板製品を製造できる。

【００５７】（２）鋳片を切断した後の加熱は誘導や通
電方式のように迅速加熱装置により、鋳片を所定の高い
温度に短時間で昇温できるので、鋳片の組織を均一化す
るための保定時間を短くすることができる。

【００５８】即ち、保定炉を最少にすることができ、ま
た保定炉は鋳片の保有熱の放散を防止する断熱的構造の
炉でよい。

【００５９】（３）圧延機群の前後に設けられる巻戻し
可能な巻取機の構造は、入側は巻取胴つき出側は巻取胴
なしの巻取機とすることにより、安定な巻取りが可能で
ある。 （４）圧延機群の圧延機うち、入側に配置された圧延機
の圧延ロール径を太くして強圧下を行い、出側に配置さ
れた圧延機の圧延ロールを小径にして圧下量の少ない圧
延を行うので、出側ロールの表面肌を良好に保つことが
でき、良好な表面品質の製品を製造することが可能であ
る。

【００６０】（５）圧延機群の圧延機台数を３台以上に
することにより、最終回の圧延時におけるデスケーリン
グによる圧延材の温度低下を少なくすることができるの
で、良質な製品を製造することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本願発明では、安定
な連続鋳造作業によりスラブを製造し、コンパクトな設
備で良質な品質の熱間薄板材を製造することができる熱
間薄板材製造設備及び熱間薄板材の製造方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例である熱間薄板材製造設備
の構成を示す図である。

【図２】図１で示した熱間薄板材製造設備の圧延機群の
出側の巻取機の構造を示す図である。

【図３】本願発明の他の実施例である熱間薄板材製造設
備の圧延工程の構成を示す図である。

【符号の説明】

２…鋳型、４…切断機、５…迅速加熱装置、６…保定
炉、１３…巻取胴、１７…第１の圧延機、１８…第２或
いは第３の圧延機、２１…３本ロール、２７…製品巻取
機。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続鋳造機により得られた扁平状のスラブ
   を圧延して熱間薄板材を製造する熱間薄板材製造設備に
   おいて、 その熱間薄板材製造設備の構成を、厚み６０〜１２０mm
   のスラブを鋳造する連続鋳造機と、該連続鋳造機で製造
   されたスラブを所定の長さに切断するスラブ切断機と、
   該スラブ切断機で切断されたスラブの全断面を加熱する
   スラブ加熱装置と、該スラブ加熱装置で加熱されたスラ
   ブを所定時間保定する保定炉と、該保定炉で保定された
   スラブを圧延する２台或いは２台以上の圧延機から成る
   圧延機群とから構成し、 しかも、該圧延機群の入出側にそれぞれ巻戻し兼用の巻
   取機を配置して、前記スラブを該巻戻し兼用の巻取機で
   繰返し巻取り巻戻しながら複数パス圧延して熱間薄板を
   製造することを特徴にする熱間薄板材製造設備。
2. 【請求項２】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記熱間薄板製造設備を構成する各機器を直線上に配置
   することを特徴にする熱間薄板材製造設備。
3. 【請求項３】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記加熱装置は、迅速加熱が可能な誘導加熱装置とした
   ことを特徴にする熱間薄板材製造設備。
4. 【請求項４】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記保定炉は、断熱構造の炉としたことを特徴にする熱
   間薄板材製造設備。
5. 【請求項５】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記圧延機群の入側に設けられる巻戻し兼用の巻取機
   は、巻取胴を備えた巻戻し兼用の巻取機としたことを特
   徴とする熱間薄板材製造設備。
6. 【請求項６】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記圧延機群の出側に設けられる巻戻し兼用の巻取機
   は、巻取胴を備えない巻戻し兼用の巻取機としたことを
   特徴とする熱間薄板材製造設備。
7. 【請求項７】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記圧延機群の入出側に設けられる巻戻し兼用の巻取機
   は、巻取られたスラブ材の温度低下を防止するため、炉
   付の巻戻し兼用の巻取機としたことを特徴とする熱間薄
   板材製造設備。
8. 【請求項８】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記圧延機群は、上流側に配置された圧延機の圧延ロー
   ルの径を下流側に配置された圧延機の圧延ロールの径よ
   り大径としたことを特徴とする熱間薄板材製造設備。
9. 【請求項９】請求項１に記載の熱間薄板材製造設備にお
   いて、 前記圧延機群は、上流側に配置された圧延機の圧延ロー
   ルを大径ロールとし、下流側に配置された圧延機の圧延
   ロールを小径ロールとしたことを特徴とする熱間薄板材
   製造設備。
10. 【請求項１０】連続鋳造機により得られた扁平状のスラ
    ブを圧延して熱間薄板製品を製造する熱間薄板材の製造
    方法において、 前記連続鋳造機で厚み６０〜１２０mmのスラブを製造
    し、該製造されたスラブを所定の長さに切断し、該切断
    されたスラブの全断面を加熱し、該加熱されたスラブを
    所定時間保定し、該保定されたスラブを複数パス圧延し
    て熱間薄板を製造することを特徴にする熱間薄板材の製
    造方法。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載の熱間薄板材の製造方
    法において、 前記複数パスの圧延は、少なくとも２台の圧延機で可逆
    的に圧延することを特徴とする熱間薄板材の製造方法。
12. 【請求項１２】請求項１１に記載の熱間薄板材の製造方
    法において、 前記少なくとも２台の圧延機での可逆的に圧延は、上流
    側に配置された圧延機で強圧下を行い、下流側に配置さ
    れた圧延機で圧下度を抑えた圧延を行うことを特徴とす
    る熱間薄板材の製造方法。