JPH08243627A - 熱間圧延材の幅方向温度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッジ加熱又は保温時の圧延材端部の温度極
大部の発生を防止して、均一な幅方向温度分布を達成す
る。 【構成】 圧延材端部の圧延材幅方向位置変動に追従す
る仕上入側エッジヒータ、仕上中間エッジャ、サイドガ
イド等の圧延材幅方向移動に連動する冷却スプレー２０
を設け、エッジ加熱や保熱と、冷却を併用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延材の幅方向温
度制御方法及び装置に係り、特に、鉄鋼の熱間圧延にお
ける材料幅方向の品質を向上させることが可能な、幅方
向温度制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼の熱間圧延では、材料温度の制御が
重要である。それは、温度の時間変化が、結晶構造に影
響を与え、これにより機械特性、即ち材料機能（品質）
が大きく変化するからである。

【０００３】従って、その温度制御は、被圧延材（例え
ば鋼板）の長手方向はもとより、幅方向でも行われる。
即ち、熱間圧延ラインの任意の場所にある鋼板の幅方向
の温度分布を均一化するように制御され、これにより、
鋼板幅方向の材料機械特性や表面品質が幅方向に不均一
になるのを防止している。

【０００４】一般に、材料端部では、上下面に加え、側
面の熱伝達が加わるため、中央部分よりも温度変化し易
い。即ち、加熱炉中では端部（エッジ）が過加熱になり
易く、加熱炉を出た後では、逆にエッジが冷え易い。

【０００５】このことから圧延機出側の鋼板幅方向の表
面温度分布は、図１に示す如く、鋼板１０のエッジが過
冷却され中央部に比べて低温となる場合か、又は、図２
に示す如く、鋼板１０のエッジでは温度が低いが、エッ
ジから少し内側部分に温度極大値ができる場合の、典型
的な２つの分布となり易い。

【０００６】このような幅方向の温度不均一を解消する
ため、冷却装置の冷却能力を、幅方向に可変にすること
が提案されている。例えば、特公平４−５０３６８に
は、幅方向に不均一な水量分布を有する冷却ヘッダを組
合せることが記載されている。又、特開平５−１９２７
０８には、幅方向の冷却水の水量分布を可変とした冷却
ヘッダが記載されている。更に、特開昭６４−６２４２
３には、冷却水の水量分布を、圧延機の圧延ロールの軸
方向に沿った表面粗度分布にほぼ正対応させて設定する
ことが記載されている。

【０００７】しかしながら、冷却装置の冷却能力を幅方
向に可変にする技術では、冷却水の幅方向分布を思うよ
うに制御することができず、理想的な制御ができない。
又、水量分布を調節するために、冷却装置が複雑にな
り、ノズル制御バルブが多くなるという問題もある。

【０００８】又、別の技術として、鋼板端部を被って保
熱したり、高周波加熱等によるエッジヒータを用いた温
度均一化技術もある。例えば、特開昭６１−２０９７１
４には、センタリング用サイドガイドに、搬送テーブル
上を移動する鋼材の両エッジ部上下面を囲む保温カバー
を取り付けることが記載されている。又、特開昭５７−
１４４１２には、熱間仕上圧延機のスタンド間に、サイ
ドガイドと一体化して構成したエッジヒータを設けて、
圧延材のエッジを急速加熱することが記載されている。
更に、特開昭５７−１４４１３には、ルーパレス張力制
御を行う熱間仕上圧延機のスタンド間にエッジヒータを
配設し、圧延材のエッジを急速加熱することが記載され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、これ
らのエッジ保熱又は加熱技術では、エッジを保熱ないし
は加熱し過ぎて、図２に示した状態となってしまうこと
がある。

【００１０】即ち、図３に示す如く、鋼板１０の両端部
を、例えば仕上圧延機入側のエッジヒータ１２により加
熱した場合、鋼板１０の表面温度は、エッジヒータ１２
の入側ではInのような分布を有していたものが、エッジ
ヒータ１２を出た直後はOut1のような分布となり、更
に、この後方位置ではOut2に示す如くとなる。

【００１１】Out1とOut2の位置における表面温度、中心
温度及び平均温度の詳細を、図４に示す。図４から明ら
かな如く、従来は、高周波加熱による表面渦電流のた
め、Out1のように、表面温度、特に端部が高温となって
しまっていた。

【００１２】このような温度の極大値を潰して温度分布
を平坦化することは、従来困難であった。又、板幅によ
って温度の極大値の位置が変化するため、固定位置の冷
却装置では対応できないという問題点も有していた。

【００１３】このような過加熱等による温度極大部分が
あると、鋼板の幅方向の材料機械特性や表面品質が幅方
向に不均一となるだけでなく、表面での酸化が促進され
るため、図５に示すようなバーニングスケールと呼ばれ
る表面性状不良が発生する。経験的には、鋼板１０のエ
ッジから１００〜３００ｍｍ内側の間に温度の極大部が
出来易く、この位置にバーニングスケールが発生するこ
とが多い。

【００１４】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、熱間圧延材の幅方向の材料機械特性
や表面品質を均一化すると共に、バーニングスケール等
の表面不良の発生を防止することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延材の
幅方向温度制御に際して、熱間圧延材端部の加熱や保熱
と、圧延材端部の圧延材幅方向位置変動に追従する手段
の圧延材幅方向移動に連動して、圧延材幅方向に移動す
るようにされた圧延材端部冷却手段による冷却とを併用
して、圧延材端部の温度極大部の発生を防止するように
して、前記目的を達成したものである。

【００１６】又、熱間圧延材の幅方向温度制御装置にお
いて、熱間圧延材の近傍に配設された、圧延材端部の圧
延材幅方向位置変動に追従して、圧延材幅方向に移動す
る圧延材端部追従手段と、該圧延材端部追従手段の圧延
材幅方向移動に連動して、圧延材幅方向に移動する圧延
材端部冷却手段とを備えることにより、同じく前記目的
を達成したものである。

【００１７】更に、圧延材の幅方向温度分布を測定する
幅方向温度計を備え、該幅方向温度計の出力に基づい
て、前記圧延材端部冷却手段を制御することにより、圧
延材端部の温度極大部の発生を防止するようにしたもの
である。

【００１８】又、前記圧延材端部追従手段を、圧延材端
部の温度降下を補償するためのエッジヒータとしたもの
である。

【００１９】又、前記圧延材端部追従手段を、圧延材端
部を圧延材幅方向に圧下するためのエッジャとしたもの
である。

【００２０】又、前記圧延材端部追従手段を、圧延材を
センタリングするためのサイドガイドとしたものであ
る。

【００２１】又、前記圧延材端部冷却手段を、圧延材の
端部より１００〜３００ｍｍ内側の位置を冷却する液体
スプレーとしたものである。

【００２２】

【作用】本発明においては、エッジヒータ等による熱間
圧延材端部の加熱や保熱と、圧延材端部の圧延材幅方向
位置変動に追従する手段の圧延材幅方向移動に連動し
て、圧延材幅方向に移動するようにされた圧延材端部冷
却手段による冷却とを併用するようにしたので、圧延材
端部の温度極大部の発生を確実に防止することができ
る。特に、圧延材端部冷却手段を、圧延材端部追従手段
に連動して、圧延材幅方向に移動するようにしたので、
板幅が材料毎に変化しても、確実に対応できる。従っ
て、幅方向に温度を均一化することができ、品質の安定
化や、バーニングスケール等の表面性状不良の発生を確
実に防止することができる。

【００２３】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２４】本発明の第１実施例は、図６に示す如く、
例えば仕上圧延機入側に設けられたエッジヒータ１２の
例えば出側に、冷却スプレー２０を付設したものであ
る。

【００２５】前記冷却スプレー２０には、鋼板１０の長
手方向に、例えば２つのノズル２２が設けられており、
例えば、そのうち１本をオンオフすることにより、エッ
ジの温度に対応して水量を調整するようにされている。

【００２６】エッジヒータ１２は、鋼板１０のエッジに
追従して鋼板幅方向に移動するようにされているため、
該エッジヒータ１２に付設された冷却スプレー２０も鋼
板幅方向に移動する。従って、エッジヒータ１２によっ
て加熱される幅方向の表面位置を、冷却スプレー２０に
よって確実に冷却することができる。該冷却スプレー２
０の幅方向位置は、エッジヒータ１２の加熱特性に応じ
て決定される。

【００２７】なお、図６では省略されているが、鋼板１
０の下面にもノズルを設け、上下面の加熱特性に応じ
て、違う位置、違う冷却水量等に設定することもでき
る。

【００２８】経験的に、鋼板エッジから１００〜３００
ｍｍの間に温度の極大部が出来易いことが分かっている
ので、ノズル２２の位置も、この鋼板エッジを冷却する
ようにしておくことが望ましい。

【００２９】第１実施例によるエッジヒータ出側位置Ou
t1、Out2での温度を、図４と対比させて図７に示す。図
７から明らかなように、従来の問題点であった、エッジ
から少し内側の部分の温度極大値を解消することができ
る。

【００３０】次に、図８を参照して、本発明の第２実施
例を詳細に説明する。この第２実施例は、第１実施例の
エッジヒータ１２の代わりに、熱間圧延機の仕上圧延ス
タンドの中間に配設されたエッジャ３０の出側に、冷却
スプレー２０を付設したものである。図において、３２
は、エッジャロール、３４は、仕上圧延ロールである。

【００３１】この第２実施例においても、第１実施例と
同様に、エッジャ３０が、鋼板１０の端部位置の変動に
追従して鋼板幅方向に移動するため、その出側に付設さ
れた冷却スプレー２０も、自動的に鋼板幅方向に移動す
る。

【００３２】次に、図９を参照して、本発明の第３実施
例を詳細に説明する。

【００３３】この第３実施例は、前記第２実施例と同様
に、熱間圧延機の仕上圧延スタンドの中間に配設され
た、圧延機間で鋼板１０をセンタリングするためのサイ
ドガイド４０の出側に、冷却スプレー２０を配設したも
のである。

【００３４】本実施例においても、サイドガイド４０の
幅方向位置が、鋼板１０の端部に追従して幅方向に移動
するため、冷却スプレー２０も幅方向に移動する。

【００３５】なお、第２及び第３実施例では、冷却スプ
レー２０が、仕上圧延スタンドの中間に設けられたエッ
ジャ３０又はサイドガイド４０の出側に付設されていた
が、これらの入側に付設しても良い。又、冷却スプレー
２０を設ける位置はこれに限定されず、例えば仕上圧延
スタンドの入側ないしは出側に配設されたエッジャある
いはサイドガイドであって、それらの入側又は出側に設
けることができる。

【００３６】このような構成によれば、変化する鋼板幅
に対応して、そのエッジから少し内側の部分にできてし
まった温度極大値を、仕上圧延中に是正できる。

【００３７】なお、前記実施例のいずれにおいても、前
記冷却スプレー２０の噴射制御は、幅方向の鋼板温度分
布を測定する幅方向温度計（図示省略）を設け、その測
定値によって、鋼板端部の温度極大発生を判定し、その
結果から、噴射の必要性の決定を行うことができる。即
ち、温度極大部の温度の高低に応じて噴射流量を決定す
る等の制御を行うことができる。

【００３８】その際には、フィードフォワード制御、フ
ィードバック制御のいずれも可能である。即ち、フィー
ドフォワード制御では、温度測定位置のライン下流位置
にある冷却スプレーが制御対象となり、フィードバック
制御では、温度測定位置のライン上流位置にある冷却ス
プレーが制御対象となる。

【００３９】前記実施例においては、いずれも、冷却ス
プレー２０が、エッジヒータ１２、エッジャ３０、サイ
ドガイド４０の出側に配設されていたので、ノズル２２
から吐出されて鋼板１０の上に乗って流出する冷却水
が、エッジヒータ等に流入して、悪影響を与えることが
ない。

【００４０】なお、前記実施例においては、本発明が、
熱間仕上圧延機に適用されていたが、本発明の適用対象
はこれに限定されない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
変化する圧延材の幅に対応して、そのエッジ部分の温度
の極大を是正して、より均一な温度の幅分布を得ること
ができる。従って、鋼板幅方向の材料機械特性や表面品
質を均一化すると共に、バーニングスケール等の表面不
良の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延機出側の鋼板幅方向の典型的な表面温度分
布の一例を示す線図

【図２】同じく典型的な表面温度分布の他の例を示す線
図

【図３】鋼板の端部をエッジヒータで加熱している状態
を示す斜視図

【図４】エッジヒータ出側の各位置における温度分布の
例を示す線図

【図５】鋼板に発生したバーニングスケールを示す斜視
図

【図６】本発明の第１実施例の構成を示す斜視図

【図７】第１実施例の冷却スプレー出側の各位置におけ
る温度分布の例を示す線図

【図８】本発明の第２実施例の構成を示す斜視図

【図９】本発明の第３実施例の構成を示す斜視図

【符号の説明】

１０…鋼板 １２…エッジヒータ ２０…冷却スプレー ２２…ノズル ３０…エッジャ ３２…エッジャロール ３４…仕上圧延ロール ４０…サイドガイド

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱間圧延材端部の加熱や保熱と、 圧延材端部の圧延材幅方向位置変動に追従する手段の圧
   延材幅方向移動に連動して、圧延材幅方向に移動するよ
   うにされた圧延材端部冷却手段による冷却とを併用し
   て、 圧延材端部の温度極大部の発生を防止することを特徴と
   する熱間圧延材の幅方向温度制御方法。
2. 【請求項２】熱間圧延材の近傍に配設された、圧延材端
   部の圧延材幅方向位置変動に追従して、圧延材幅方向に
   移動する圧延材端部追従手段と、 該圧延材端部追従手段の圧延材幅方向移動に連動して、
   圧延材幅方向に移動する圧延材端部冷却手段と、 を備えたことを特徴とする熱間圧延材の幅方向温度制御
   装置。
3. 【請求項３】請求項２において、更に、圧延材の幅方向
   温度分布を測定する幅方向温度計を備え、該幅方向温度
   計の出力に基づいて、前記圧延材端部冷却手段を制御す
   ることにより、圧延材端部の温度極大部の発生を防止す
   ることを特徴とする熱間圧延材の幅方向温度制御装置。
4. 【請求項４】請求項２又は３において、前記圧延材端部
   追従手段が、圧延材端部の温度降下を補償するためのエ
   ッジヒータであることを特徴とする熱間圧延材の幅方向
   温度制御装置。
5. 【請求項５】請求項２又は３において、前記圧延材端部
   追従手段が、圧延材端部を圧延材幅方向に圧下するため
   のエッジャであることを特徴とする熱間圧延材の幅方向
   温度制御装置。
6. 【請求項６】請求項２又は３において、前記圧延材端部
   追従手段が、圧延材をセンタリングするためのサイドガ
   イドであることを特徴とする熱間圧延材の幅方向温度制
   御装置。
7. 【請求項７】請求項２又は３において、前記圧延材端部
   冷却手段が、圧延材の端部より１００〜３００ｍｍ内側
   の位置を冷却する液体スプレーであることを特徴とする
   熱間圧延材の幅方向温度制御装置。