JPH0761488B2

JPH0761488B2 - 熱間鋼帯の製造方法および設備

Info

Publication number: JPH0761488B2
Application number: JP61026725A
Authority: JP
Inventors: 隆嗣仁藤; 寛治江本; 裕史三宅; 英夫阿部; 博吉田
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPS62187505A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、連続鋳造設備と熱間圧延設備による熱間鋼
帯の製造方法と熱間鋼帯の製造設備に関し、とくに20〜
50mmの厚さに鋳込んだシートバーを、直接熱間仕上圧延
し、熱間鋼帯を製造する方法とその設備を提案するもの
である。

一般に、熱間鋼帯を製造するプロセスは、連続鋳造機に
より製造した100〜300mmの厚さのスラブを再加熱し、引
続いて熱間粗圧延機で20〜50mmのラフバーに圧延し、次
に６〜７基の仕上圧延機で、1.2〜20mmの厚さに仕上
げ、スプレ冷却してダウンコイラにて巻きとるものであ
る。

これに対し厚みが20〜50mm程度のシートバーを、連続鋳
造による製造する新連鋳機の開発が行われている。この
設備で製造されたシートバーは高温であり、多量の熱エ
ネルギを有しているため、これを直接仕上圧延機で圧延
することにより、再加熱をすることなく熱エネルギの大
幅な削減およびスラブをラフバー厚にまで圧延するため
の電力を大幅に削減するこができるとともに、連続鋳造
工程と熱間圧延工程との完全連続同期化に伴う納期短縮
や設備費の大幅な削減および必要人員の削減を図ること
ができ、利とするところ大である。

しかしながら連続鋳造ラインと熱間圧延ラインの連結プ
ロセスの実現のためには、多くの問題点があり、従来に
ない機能を加えて、現実的に生産可能な設備列を開発す
る必要がある。

（従来の技術）特開昭55−133803号公報には、薄鋳片の連続鋳造装置
と、その薄鋳片の圧延設備の間に温度調節装置とコイル
ボックスを設けることが、また特開昭60−108101号公報
には、薄鋳片をコイル化して断熱・均熱炉に保持し、こ
のコイルを巻戻して熱間圧延を施すことが開示されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点）上記公知の提案において直接熱間圧延に供するコイルの
表面性状、とくに幅方向および長手方向の不規則な板厚
偏差が考慮されていなかった点が極めて重要であること
を着目し、薄鋳片の圧延に先立つ表面軽圧下を施すこと
の有用性を解明して、これによって連続鋳造にて得られ
たシートバーを直接熱間仕上圧延工程に供給して、熱間
鋼帯を得るプロセスの実現化を可能とならしめることが
この発明の目的である。

（問題点を解決するための手段）この発明は、可撓性のベルトを備えた金属薄板連続鋳造
装置でシートバーを製造し、このシートバーを直接熱間
仕上げ圧延する熱間鋼帯の製造方法において、金属薄板
連続鋳造装置の出側近傍域にて高温状態のシートバーに
対してその厚さ方向に３〜10％の表面軽圧下を施すこと
によて板幅方向の板厚偏差や局部的な凹凸を低減するこ
とを特徴とする熱間鋼帯の製造方法（第１発明）であ
る。またこの発明は、金属薄板連続鋳造装置と熱間仕上
げ圧延設備の組合せからなり、連続鋳造装置の出側近傍
域に、エッジャを備えた表面軽圧下装置を配置したこと
を特徴とする熱間鋼帯の製造設備（第２発明）である。
この発明における熱間鋼帯の製造設備としては、とくに
金属薄板連続鋳造装置、エッジャ、保熱炉、切断機およ
び巻取機を順次配列してなる処理系統を複数列配置し、
その下流にバッファ炉、コイル巻戻し機、エッジヒー
タ、仕上げ圧延機、冷却帯及び熱間鋼帯巻取機を連ねて
配置してなり、上記金属薄板連続鋳造装置の出側近傍域
に表面軽圧下装置設けたものが有利に適合する。

第１図は、この発明に好適な熱間鋼帯の製造設備の一例
を示したものであり、図において１は金属薄板の連続鋳
造装置、２は強制ガイドロール、３は表示軽圧下装置で
あって、この装置３は鋳造されたシートバーに対して張
力を付与することができるように、ここでは表面軽圧下
装置の二組み配置した例で示してある。また、４は幅変
更用のエッジャであって、このエッジャ４は表面軽圧下
装置３のミル相互間に配置したものとして示してある。
５はシートバー、６はシートバー５の温度の調節を可と
する保熱炉であり、７は走間切断用シャそして８はシー
トバー５をコイル状に巻取る巻取機である。

また９はコイル状に巻取ったシートバー５を高温の状態
に保持し、さらに巻取状態におけるバーコイルの温度均
一化をはかるためのバッファ炉、10はコイル巻戻機であ
り、11はエッジヒータ、12は仕上圧延機、13は冷却帯そ
して14は熱間鋼帯を巻取る巻取機である。上記熱間鋼帯
の製造設備において、シートバー５の処理系統は２スト
ランドを例とした。また図示はしないが、連続鋳造装置
１から巻取機８に至るまでは断熱用のカバーを取付けて
あり、またバッファ炉９の出側、入側にはコイル運搬用
の装置を設けてある。

第２図は、連続鋳造装置１に備えたベルトキャスタ1aの
模式図で、このベルトキャスタ1aは、スラグの巻込みや
酸化を防止するため、また制御性の面から浸漬ノズル1c
を適用した絞込み式ベルトキャスタであって、とりわけ
厚さが50mm以下の薄鋳片を鋳込むのに好適な構造になっ
ている。

（作用）さて、この発明は連続鋳造で得られたシートバー５を直
接熱間仕上圧延する場合に、とくに必要とされる要件
を、以下に述べる如く解明して具現化したものである。
すなわち、 a.シートバーにおいてその生産量を確保するために高速
鋳込が必要である。

b.溶鋼の注湯方式としてはスラグの巻込み防止、酸化防
止および制御性の面からこれらを解決できる様なもので
ある必要がある。

c.歩留低下防止の意味から表面美麗にして手入不要であ
る必要がある。

d.高温シートバー５を鋳込めること。

e.シートバー５の連続鋳造装置１の生産能力上の制限
（１ストランド15〜20³t/月くらいが MAXと推定され
る）からこれをホットストリップミルへ供給する場合、
複数ストランドのベルトキャスタ1aと、１ラインのスト
リップミル（ストリップミルをベルトキャスタ1aの１ス
トランド当りに対応させて複数ライン設置することは設
備上不合理である）とを合理的に連結するための機能が
必要である。

f.ベルトキャスタ1aより鋳込まれたシートバー５の温度
を補償する機能が必要である。

g.シートバー５の保有熱を逃さないための保熱断熱機能
が必要である。

とくに上記f,gについては、高温におけるシートバー５
のスケール生成を抑制するため無酸化雰囲気による保熱
が望ましい。

h.製品の寸法構成から要求される板幅に調整するため、
連続式の幅変更機能を備える必要がある。つまり、幅変
更機能としては、連続鋳造機１にてその機能をもたせる
ことが望ましいが、多種にわたる幅寸法に対して全てを
連続鋳造機１で調節することは困難であり、幅圧下によ
り幅を調整する機能が必要である。

i.シートバー５の幅方向の板厚偏差が大きいと、圧延時
に蛇行をおこずばかりでなく、製品のプロフィル精度に
悪影響を及ほずので、これを圧延に先立って調整してお
く、機能が必要である。

j.熱間圧延工程におけるトラブルや圧延機のロール替で
のライン停止時に、連続鋳造装置１と熱間圧延設備との
間に一時的なバッファ機能が必要である。

この発明は、以上述べた要件に基づくものであるが、と
くに要件ｉについては、従来の知識にはない新規な解決
手段として表面軽圧下装置３を配置してシートバー５に
表面軽圧下を施す。この点につき以下詳細に述べる。

第３図は、連続鋳造装置１に備えたベルトキャスタ1a内
での溶鋼の凝固過程を考察して示したものである。図に
示す如くベルトキャスタ1aは、水冷パッド1g内より供給
される冷却水により水膜流を介して支持される一方、凝
固過程にあるシートバー５はこのベルト1fにより支持さ
れるため、水膜、可撓性のベルト1fや溶鋼との圧力バラ
ンスによりベルトの形状が決定する。従って得られたシ
ートバー５は、その表面のフラットネスの達成にやや困
難なところがあり、極端な場合には、その断面形状が凹
凸となる場合があった（第４図参照）。

またこの形状は必ずしもシートバー５の長手方向に一定
とならず長手方向、幅い方向ともにランダムな断面形状
をもったものとなりやすい。

この様な形状をもったシートバー５を仕上圧延機12で圧
延した場合には、得られた製品のプロフィルがランダム
になるおそれがあり、とりわけシートバー５の幅方向の
板厚偏差が大きい場合には、圧延によるシートバー５の
長手方向の伸びが幅方向にわたって均一でなく、大きな
曲がり（以下キャンバと記す）が発生し、得られた製品
の幅精度上著しい欠陥となり、又キャンバの発生により
被圧延材が蛇行し圧延が実質上不能になるおそれがあっ
た。

この点、従来の熱間圧延設備の場合では、スラブはまず
粗圧延機を経て製造されているのでスラブのもつ温度不
均一性や粗圧延条件の微妙な変化により板厚の幅方向や
長手方向の不均一性が生じたとしても、これが今回対象
としたシートバーの如くランダムに変化することはない
ので、あらかじめ予測及びフィードバック制御を行い、
キャンバーに対しては、片圧下制御、長手方向の板厚偏
差に対しては油圧圧下AGC、また、幅方向のプロフィル
変化に対しては、クラウン制御アクチュエータ（ベンダ
ー、ワークロールシフト、六段式ミルなど）を備えた圧
延設備により十分に対処することができたけれども連続
鋳造で得られたシートバー５を直接熱間圧延する場合に
は前述した如く不利が生じるので仕上圧延に先立ち、あ
らかじめその表面性状を整えるために表面軽圧下装置３
を設けたのである。

ここで表面軽圧下装置３による軽圧下において、圧下率
を３〜10％に限定した理由について述べる。

連続鋳造に得られたシートバー５に対し連続鋳造装置１
の出側近傍域でその厚さ方向に３〜10％の表面軽圧下を
施すと、シートバー５の極く表層でメタルフローを、そ
の幅方向に起すことができ、長手方向に生じるキャンバ
ーに影響を与えることなく有利に幅方向の板厚偏差を修
正ができるし、また局部的な凹凸についても、この軽圧
下により長手方向、幅方向のいずれにも容易にメタルフ
ローが起きるので、シートバー５の表面性状を有利に修
正できるからである。

とくに、圧下率が10％を越えた場合には、シートバー５
の表層のメタルフローが、その長手方向のみに起る率が
急増し、シートバー５の鋳込みによって生じた板厚偏差
や局部的な凹凸を、キャンバや製品プロフィル精度に顕
在化させることなく解消するのが困難となる。

ここでシートバー５の表層のみのメタルフローを起すに
は、シートバーの温度が高温（1100℃以上）の場合が容
易であり、よってベルトキャスタ1aの出側近傍の高温領
域において表面軽圧下を行うのが望ましい。

（実施例）第１図に示した熱間鋼帯の製造設備により、厚さ30mm、
幅1050mmのシートバー５を鋳造し、このシートバー５を
熱間仕上圧延機12に供給して、厚さ2.0mm、幅1000mmの
熱間鋼帯の製造を試みた。

表−１にベルトキャスタ1aの出側におけるシートバー５
の幅方向の板厚偏差の発生状況（第５図参照）および表
面軽圧下装置３の圧下率を示す。

供試材１（比較例）は表面軽圧下を行わなずに、熱間仕
上圧延に供給した例であるが、仕上圧延中にキャンバが
大きくなり圧延機内でのキャンバコントロールができず
ミルトラブル（噛み止め）の発生により圧延が不能とな
った。

供試材No.2〜４（発明）は、連続製造装置１で得られた
シートバー５に、表面軽圧下装置３にて、それぞれ３〜
10％以下の軽圧下を行い、熱間仕上圧延機12に供給した
例であり、キャンバーの発生は非常に小さく、すべて寸
法精度の良好な熱延帯鋼を得ることができた。

供試材No.5〜７（比較例）は、表面軽圧下装置３にて圧
下率がそれぞれ10％を超える圧下を行った例である。こ
の場合、シートバー５の長手方向のメタルフローの発生
のため、キャンバーが急激に増加し、仕上圧延機入側の
噛込み時に突っ掛が生じ圧延することができなかった。

第５図は、ベルトキャスタ1aの出側におけるシートバー
５の幅方向の板厚偏差の発生状況を調べた結果である。

第６図は表面軽圧下装置３の出側におけるシートバー５
のキャンバ率および仕上圧延機12の出側におけるキャン
バ率と、表面軽圧下における圧下率との関係を示すグラ
フである。

ここにキャンバ率（％）Ｃはで表す（第７図参照）。第６図からも明らかなように、
表面軽圧下装置３において圧下率３〜10％の表面軽圧下
を行うことによりキャンバの発生を極力小さくすること
ができる。

（発明の効果）この発明によれば、複数ストランドからなるシートバー
処理系統を備えた連続鋳造工程と１ラインの熱間仕上圧
延工程との合理的な連結プロセスにより、燃料原単位，
電力原単位，設備などを極力低減した多大なメリットを
有する新規なプロセスの実現が可能であり、とくに金属
薄板の連続鋳造装置１で得られるシートバーに不可避に
生じる板厚偏差や局部的な凹凸を有利に解消できるの
で、安定した操業のもとに、製品寸法精度の良好な熱間
鋼帯を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に好適な熱間鋼帯の製造設備、第２図はベルトキャスタ1aの模式図、第３図はベルトキャスタ1a内での溶鋼の凝固過程を示す
図、第４図はシートバー５の断面形状を示す図、第５図はシートバー５の幅方向の板厚偏差の発生状況を
示すグラフ、第６図は、表面軽圧下装置３の出側のキャンバ率及び仕
上圧延機12の出側におけるキャンバ率と、圧下率との関
係を示すグラフ、第７図はキャンバ率の定義を示した図である。１……金属薄板の連続鋳造装置２……矯正ガイドロール、３……表面軽圧下装置４……幅変更用エッジャ、５……シートバー６……保熱炉、７……走間切断用シャー８…巻取機、９……バッファ炉 10……コイル巻戻機、11……エッジヒータ 12……仕上圧延機、13……冷却帯 14……巻取機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阿部英夫千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所本部内 (72)発明者吉田博千葉県千葉市川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所本部内 (56)参考文献特開昭59−101205（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−133462（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−110403（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性のベルトを備えた金属薄板連続鋳造
装置でシートバーを製造し、このシートバーを直接熱間
仕上げ圧延する熱間鋼帯の製造方法において、金属薄板連続鋳造装置の出側近傍域にて高温状態のシー
トバーに対してその厚さ方向に３〜10％の表面軽圧下を
施すことによって板幅方向の板厚偏差や局部的な凹凸を
低減することを特徴とする熱間鋼帯の製造方法。
【請求項２】金属薄板連続鋳造装置と熱間仕上げ圧延設
備の組合せからなり、金属薄板連続鋳造装置の出側近傍域に、エッジャを備え
た表面軽圧下装置を配置したことを特徴とする熱間鋼帯
の製造設備。
【請求項３】金属薄板連続鋳造装置と、エッジャ、保熱
炉、切断機および巻取機を順次配列してなる処理系統を
複数列配置し、その下流にバッファ炉、コイル巻戻し
機、エッジヒータ、仕上げ圧延機、冷却帯及び熱間鋼帯
巻取機を連ねて配置してなり、上記連続鋳造装置の出側
近傍域に表面軽圧下装置を設けたことを特徴とする熱間
鋼帯の製造設備。