JPH08323401A

JPH08323401A - 直接圧延方法

Info

Publication number: JPH08323401A
Application number: JP7136898A
Authority: JP
Inventors: Riyuuzou Nishimachi; 龍三西町; Yasutsugu Ogura; 康嗣小倉; Tsuneo Kondo; 恒雄近藤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】通板トラブルやクロップロスの増加を解決す
ることが可能な直接圧延方法を提供する。【構成】連続鋳造された鋳片の直接圧延方法におい
て、連続鋳造された鋳片が２次冷却帯を出た後、この鋳
片の幅方向の温度分布を測定し、その温度分布について
ピークの有無を検出し、１つ又は複数のピークが検出さ
れた場合は鋳片に対してこれらのピークに対応する位置
に局部冷却を施し、その後、熱間圧延を行うことを特徴
とする直接圧延方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造された鋳片
を、加熱炉に装入することなく熱間圧延を行う直接圧延
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱延鋼板の製造においては、スラ
ブを連続鋳造後、熱延温度以下に冷却せず、直接又は補
助加熱して熱延を行う直接圧延プロセスが広く行われる
ようになってきた。この直接圧延プロセスにおいては、
スラブが熱延温度より低下しないようにする必要があ
り、スラブの温度低下を防ぐための方法が幾つか開発さ
れている。例えば、特開昭５８−１６３５０５号公報に
は、高温鋳片の搬送工程中に保熱設備を設けることによ
り、スラブの保温を図る方法（以下、従来技術と呼
ぶ）が記載されている。

【０００３】また、直接圧延プロセスにおいては、加熱
炉によりスラブを加熱する方式に比べ、スラブのエッジ
部の温度低下が顕著となる。スラブを加熱する方式にお
いては、加熱炉内でスラブのエッジ部はむしろ高温とな
り、炉から抽出された後もエッジ部の温度がある程度保
持されている。これに対して、直接圧延においては、ス
ラブのエッジ部は鋳造時から常に冷却されているため、
温度が低下し易いのである。

【０００４】そこで、スラブのエッジ部を加熱するエッ
ジヒータ等の設備が実用化されており、そのための加熱
制御方法も開発されている。例えば、特開昭６１−２０
２７１４号公報には、スラブの寸法やエッジヒータの加
熱条件とエッジ部の温度上昇の関係を予め求めておき、
エッジ部を適切に加熱する方法（以下、従来技術と呼
ぶ）が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直接圧
延プロセスを適用した場合、通常の加熱炉を用いてスラ
ブを加熱した場合に比べて、熱延における通板トラブル
やクロップロスが多いという傾向が見られる。ここで、
通板トラブルとは、主として仕上げ圧延機内での圧延中
の鋼板の横曲がりに起因するテール絞り等のミスロー
ル、および、鋼板が板幅方向にずれていく蛇行のことで
ある。

【０００６】これらの問題については、当初、熱延操業
の現場の作業者がこの直接圧延プロセスに慣れていない
ことが原因と思われていた。確かに、スラブが冷え過ぎ
て圧延温度が十分にとれない場合は、単に圧延荷重の増
加に止まらず、鋼板のテール絞り、ミスロール等の通板
トラブルが起こり易くなる。また、エッジ部の温度が低
いと、板幅中央部に比べて延性が低下し、鋼板の形状不
良やそれに伴う蛇行等の通板トラブルが起こり易くな
る。

【０００７】しかしながら、その後、直接圧延プロセス
における従来技術のスラブの保温技術あるいは従来技
術のエッジ部の加熱技術が適切に行われるようになっ
ても、通板トラブルやクロップロスの発生が多いという
問題が根絶されていない。このように、従来技術を行う
だけでは、直接圧延プロセスの安定した操業のために
は、まだ不足である。

【０００８】直接圧延プロセスは、連続鋳造スラブの保
有熱を有効利用し、省エネルギに寄与する技術として期
待されているが、この技術を定着させるためには、更
に、何らかの技術開発が必要である。

【０００９】この発明は、これらの直接圧延プロセスの
問題点、即ち、通板トラブルやクロップロスの増加を解
決することが可能な連続鋳造方法を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、連続鋳造さ
れた鋳片を直ちに熱間圧延する直接圧延方法において、
連続鋳造された鋳片が２次冷却帯を出た後、この鋳片の
幅方向の温度分布を測定し、その温度分布についてピー
クの有無を検出し、１つ又は複数のピークが検出された
場合は鋳片に対してこれらのピークに対応する位置に局
部冷却を施し、その後、熱間圧延を行うことを特徴とす
る直接圧延方法である。

【００１１】

【作用】発明者らは、直接圧延プロセスの問題点につい
て種々の検討を行い、通板トラブルの発生やクロップロ
スの増加の主要因が、連続鋳造後とりわけ２次冷却帯を
出た後の鋳片の幅方向の温度分布と関係があることを突
き止めた。熱延直前の鋳片の幅方向の温度分布は、鋳片
を加熱炉で加熱する場合は鋳造後の温度分布とは関係が
無いが、直接圧延プロセスでは、鋳造後の温度分布がそ
のまま熱延直前の温度分布となる。

【００１２】ここで仮に、連続鋳造機の冷却スプレのノ
ズル詰まり等により、鋳片の幅方向の温度分布が不均一
となると、圧延における変形抵抗が不均一となる。その
結果、鋼板の変形が不均一となり、クロップロスの増加
や通板トラブルの発生を引き起こすと考えられる。

【００１３】このような知見に基づき、この発明では次
のようにする。まず、鋳造後の鋳片の幅方向の温度分布
を測定する。この温度分布は、鋳片の表面温度である
が、２次冷却帯より後で測定するので、冷却水の影響を
受けずに測定できる。また、鋳片の表面温度は、２次冷
却帯の中では急冷のため深さ方向の温度勾配が大きく、
鋳片の内部とは大きく異なるが、２次冷却帯を出た後で
は復熱により鋳片の内部の温度に近づいている。従っ
て、表面の温度分布の測定値は鋳片の内部の温度分布を
反映していると考えられる。

【００１４】次いで、鋳片の幅方向の温度分布について
ピークの有無を調べ、ピークがある場合はその位置を検
出する。この発明で、ピークと言うのは、温度分布の中
で周辺より高い温度となっている部分のことである。ピ
ークの位置としては、温度の極大値に対応する位置、あ
るいはピークの幅の中心の位置等、適宜選択することが
できる。

【００１５】なお、ピークはある程度幅の広いものを選
択し、ノイズを拾わないようにすることが望ましい。鋳
片の幅方向の温度分布のピークの幅は、連続鋳造機の２
次冷却帯のスプレノズルの鋳片幅方向の間隔程度であ
る。従って、この程度あるいはそれ以上の幅のピークを
選択するのが望ましい。また、ピークの数は１つとは限
らず複数ともなるが、このように細かいピークを除くこ
とにより、実際には多くても２〜３個程度となる。

【００１６】次いで、温度分布のピークの大きさ即ちピ
ーク以外の部分との温度差が所定値を超えた場合、鋳片
幅方向のピークに対応する位置に局部冷却を行う。ここ
で、温度差としては、幅方向の温度の最低値との差ある
いは幅方向の平均温度との差等を用いればよい。

【００１７】ここで、局部冷却の局部というのは、ピー
クの幅全部ではなく、ピークの最高点を中心とする狭い
範囲のことである。ここでもし、ピークの幅全部を冷却
すると、鋳片の断面内の幅方向の熱流により、ピークの
周辺の本来冷却する必要のない部分まで冷却され、鋳片
全体の温度が低下する。そこで、この発明では冷却を局
部に限定する。局部冷却の範囲は、２次冷却帯のスプレ
ノズルの鋳片幅方向の間隔より小さくすればよい。

【００１８】

【実施例】図１は、この発明に用いる装置の一例を示す
図である。図中、１は２次冷却帯、２は温度分布測定
器、３は局部冷却装置、４は制御装置、５は鋳片、６は
カッタ、７はエッジ加熱装置、８は熱延ライン、９はコ
イラ、１０はモールドをそれぞれ示す。

【００１９】連続鋳造機の２次冷却帯１を通過した鋳片
５について、温度分布測定器２により幅方向の温度分布
を測定する。制御装置４は、測定された温度分布に基づ
き、温度分布のピークを検出し、そのピークの大きさ即
ちピーク以外の部分との温度差が所定値を超えた場合、
局部冷却の指示を行う。ここで、温度差としては、エッ
ジ部（約１００ｍｍ）を除いた部分の温度について、最
低値を求めそれとの差を用いた。なお、温度差として
は、幅方向の平均温度を算出しそれとの差を用いてもよ
い。

【００２０】局部冷却装置３は、スラブの幅方向に可動
なスプレノズルを２台備えており、制御装置４の指示に
基づき、ピーク位置にスプレノズルを移動させ、局部冷
却を行う。ここで、スプレノズルは１台でもよいが、ピ
ークが２つ見られることもあるので、実施例では２台備
えている。なお、２次冷却帯のノズル詰まり等のトラブ
ルが多い場合は、局部冷却装置３の可動式スプレノズル
の数を更に増やしてもよいことは言うまでもない。

【００２１】この、装置を連続鋳造機の出側に取付け
て、直接圧延用のスラブを鋳造した例を以下に示す。各
装置の取付け位置は、温度分布測定器２はメニスカスか
ら３８ｍ、局部冷却装置３は同４０ｍとした。また、局
部冷却装置３には、冷却範囲がスラブの長さ方向１ｍ、
幅方向１０ｃｍとなるようなスプレノズルを配した。

【００２２】鋳片の内部の熱流は、横断面について見る
と、局部冷却された部分に向かって放射状に集中する。
換言すれば、局部冷却の効果は鋳片の深さ方向だけでは
なく、幅方向にも及ぶ。従って、冷却水を散布する範囲
をピークの幅より狭くしている。

【００２３】この冷却の及ぶ範囲の大きさは、冷却時間
に依存する（平方根に比例）ので、実施にあたっては鋳
片の移動速度（引抜き速度）に依存することになる。そ
こで、想定される引抜き速度から冷却時間を考慮して、
冷却装置の仕様を決める必要がある。但し、局部冷却の
幅を狭くし過ぎると、冷却能が低下し効果的な冷却がで
きなくなる。実施にあたっては、通常の偏平型のスプレ
パターンのノズルを用いればよい。

【００２４】用いた鋼はいずれも低炭素アルミキルド鋼
で、その成分範囲は、重量％でＣ：０．０３〜０．０
５、Ｓｉ：０．０１〜０．０４、Ｍｎ：０．２０〜０．
３０、Ｐ：０．００５〜０．０２０、Ｓ：０．００５〜
０．０２５、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２〜０．０８、Ｎ：
０．００２０〜０．００５０である。鋳造速度は１．６
〜２．８ｍ／分、スラブ幅は７００〜１６５０ｍｍ、ス
ラブ厚は２２０ｍｍに設定した。

【００２５】鋳造されたスラブについて、前記のスラブ
幅方向の温度分布の不均一が大きい場合は温度分布のピ
ーク位置に局部冷却を行い、その後、所定の長さのスラ
ブを切出し、試験材とした。また、試験材としたスラブ
の付近（ダミーのスラブを１つ挟んだ次のスラブ）につ
いては、局部冷却を行わずに所定の長さのスラブを切出
し比較材とした。このようにして、スラブの全長にわた
って局部冷却が施された試験材と、局部冷却が全く施さ
れていない比較材を得た。

【００２６】これらのスラブについて、双方ともエッジ
加熱装置でエッジを加熱した後、直接圧延、即ち熱延を
行った。熱延においては、幅出し・幅殺しのいずれも行
わず、同一の圧延条件を設定した。また、仕上げ圧延機
の入側で、中間厚の鋼板（粗バー）の頭部および尾部
を、通常どおりクロップシャーで切り落として仕上げ圧
延を行った。この切り落とした部分（熱延クロップ）を
サンプルとして採取した。このような条件で種々のデー
タを採取し解析したが、その中で典型的な幾つかの例に
ついて、説明する。

【００２７】（実施例１）スラブの幅方向の左右の温度
差が大きい場合についての試験結果について説明する。
この場合の鋳造条件は、鋳造速度２．４ｍ／分、スラブ
幅１２５０ｍｍ、スラブ厚２２０ｍｍである。図２は、
スラブ幅方向の温度分布を示す図である。この場合、ス
ラブ幅中央から右側へ３５０ｍｍの位置では９４５℃で
あるのに対して、左側では９９０℃と高くなっており、
ピークを示している。

【００２８】局部冷却は、スプレノズル１本を用い、前
記ピーク位置を中心に幅１０ｃｍ長さ１ｍの範囲を、水
量７５０リットル／分（単位面積当たり７．５ｍ³／ｍ
ｉｎ・ｍ²）で、行った。試験に用いたスラブの長さ
は、試験材、比較材（局部冷却を行わなかったスラブ）
とも９ｍとし、熱延の仕上げ厚さは、３．８ｍｍであ
る。

【００２９】図３は、クロップの形状を示す図である。
図中（ａ）は試験材、（ｂ）は比較材をそれぞれ示す。
なお、このクロップは、熱延粗バーの頭部（スラブのボ
トム側）から採取した（以下同様）。熱延粗バーの尾部
（スラブのトップ側）のクロップもほぼ同様の形状およ
び寸法であった。試験材ではクロップ形状がほぼ平坦で
あるが、比較材では幅方向の片側が大きく突出してい
る。クロップロスは、試験材で１１ｋｇに対して、比較
材では３１ｋｇというように切り落とし量が大きくなっ
ている。

【００３０】（実施例２）スラブの幅方向の中央部の温
度が低い場合についての試験結果について説明する。こ
の場合の鋳造条件は、鋳造速度２．６ｍ／分、スラブ幅
８５０ｍｍ、スラブ厚２２０ｍｍである。図４は、スラ
ブ幅方向の温度分布を示す図である。この場合、スラブ
幅中央部では９８０℃であるのに対して、幅中央から左
右へ２５０ｍｍの位置がそれぞれピークとなっており、
両者ともほぼ１０３０℃と高くなっている。

【００３１】そこで、局部冷却は、スプレノズル２本を
用い、前記ピーク位置を中心に幅１０ｃｍ長さ１ｍの範
囲を、水量１０００リットル／分（単位面積当たり１０
ｍ³／ｍｉｎ・ｍ²）で、行った。試験にもちいたスラ
ブの長さは、試験材、比較材（局部冷却を行わなかった
スラブ）とも８．５ｍとし、熱延の仕上げ厚さは、２．
０ｍｍである。

【００３２】図５は、クロップの形状を示す図である。
図中（ａ）は試験材、（ｂ）は比較材をそれぞれ示す。
試験材ではクロップ形状がほぼ平坦であるが、比較材で
は幅方向の両側が大きく突出している。クロップロス
は、試験材で７ｋｇに対して、比較材では１８ｋｇでク
ロップの切り落とし量が大きくなっている。

【００３３】（実施例３）スラブの幅方向の中央部の温
度が高い場合についての試験結果について説明する。こ
の場合の鋳造条件は、鋳造速度２．０ｍ／分、スラブ幅
１６５０ｍｍ、スラブ厚２２０ｍｍである。図６は、ス
ラブ幅方向の温度分布を示す図である。この場合、スラ
ブ幅中央から左右へ５５０ｍｍの位置の温度が両者とも
ほぼ９５０℃であるのに対して、幅中央部では９８０℃
と高くなっている。

【００３４】局部冷却は、スプレノズル１本を用い、前
記ピーク位置を中心に幅１０ｃｍ長さ１ｍの範囲を、水
量５００リットル／分（単位面積当たり５ｍ³／ｍｉｎ
・ｍ ²）で、行った。試験にもちいたスラブの長さは、
試験材、比較材（局部冷却を行わなかったスラブ）とも
８．５ｍとし、熱延の仕上げ厚さは、４．５ｍｍであ
る。

【００３５】図７は、クロップの形状を示す図である。
図中（ａ）は試験材、（ｂ）は比較材をそれぞれ示す。
試験材ではクロップ形状がほぼ平坦であるが、比較材で
は幅中央部が突出している。クロップロスは、試験材で
９ｋｇに対して、比較材では２７ｋｇというように切り
落とし量が大きくなっている。

【００３６】（実施例４）スラブの幅方向の左右双方の
温度が中央部より高くかつ双方の温度が異なる場合につ
いての試験結果について説明する。この場合の鋳造条件
は、鋳造速度１．６ｍ／分、スラブ幅１０００ｍｍ、ス
ラブ厚２２０ｍｍである。図８は、スラブ幅方向の温度
分布を示す図である。この場合、幅中央部では９３０℃
であるのに対して、スラブ幅中央から左側３００ｍｍの
位置の温度は９５０℃、右側３００ｍｍの位置の温度は
９６０℃と高く、それぞれピークを示している。

【００３７】局部冷却は、スプレノズル２本を用い、前
記ピーク位置を中心に幅１０ｃｍ長さ１ｍの範囲を、幅
方向左側のピークに対しては水量３００リットル／分
（単位面積当たり３ｍ³／ｍｉｎ・ｍ²）で、幅方向右
側のピークに対しては水量４５０リットル／分（単位面
積当たり４．５ｍ³／ｍｉｎ・ｍ²）で行った。試験に
もちいたスラブの長さは、試験材、比較材（局部冷却を
行わなかったスラブ）とも９ｍとし、熱延の仕上げ厚さ
は、５．８ｍｍである。

【００３８】図９は、クロップの形状を示す図である。
図中（ａ）は試験材、（ｂ）は比較材をそれぞれ示す。
試験材ではクロップ形状がほぼ平坦であるが、比較材で
は幅中央部が突出している。クロップロスは、試験材で
４ｋｇに対して、比較材では１１ｋｇというように切り
落とし量が大きくなっている。

【００３９】（実施例５）実施例１〜４で述べたよう
に、スラブ幅方向のあらゆる温度分布に対して、この発
明の方法を用いることで、クロップロスを低減すること
ができる。表１は、連続鋳造のヒート毎に、スラブの温
度ピーク位置に対する局部冷却の適用のある場合とない
場合について、クロップロス量、通板トラブルの有無、
スラブの内部欠陥の有無等を調べた結果を示す表であ
る。

【００４０】

【表１】

【００４１】発明方法を適用した場合は、クロップロス
量が常に少なくなっており、また、通板トラブルも全く
起こしていない。なお、ヒートＮｏ．９〜１０について
は、局部冷却を適用した場合、スラブの内部欠陥が発生
している。これは、鋳造速度が２．８ｍ／分であったた
め、クレータエンド（未凝固部の先端部）が局部冷却装
置の位置（メニスカスから４０ｍ）まで延びていたため
と考えられる。従って、この発明における局部冷却は、
クレータエンドより後の位置で行う必要がある。

【００４２】なお、以上の実施例では通常のアルミキル
ド鋼を用いたが、この発明は特に割れ感受性の強い鋼種
でない限り適用可能である。

【００４３】

【発明の効果】この発明では、連続鋳造後の鋳片の温度
分布を測定し、ピークがある場合はその部分に局部冷却
を施すことにより、直接圧延プロセスにおけるクロップ
ロス量の増加を抑え、通板トラブルの発生も減らすこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の１実施例に用いた装置の概要を示す図。

【図２】スラブ幅方向の温度分布を示す図。

【図３】クロップの形状を示す図。

【図４】スラブ幅方向の温度分布を示す図。

【図５】クロップの形状を示す図。

【図６】スラブ幅方向の温度分布を示す図。

【図７】クロップの形状を示す図。

【図８】スラブ幅方向の温度分布を示す図。

【図９】クロップの形状を示す図。

【符号の説明】

１２次冷却帯２温度分布測定器３局部冷却装置４制御装置５鋳片８熱延ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２２Ｄ 11/22 Ｂ２２Ｄ 11/22 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造された鋳片の直接圧延方法にお
いて、連続鋳造された鋳片が２次冷却帯を出た後、この
鋳片の幅方向の温度分布を測定し、その温度分布につい
てピークの有無を検出し、１つ又は複数のピークが検出
された場合は鋳片に対してこれらのピークに対応する位
置に局部冷却を施し、その後、熱間圧延を行うことを特
徴とする直接圧延方法。