JPH10146603A - 熱延連続化プロセスを用いた材質ばらつきの少ない熱延鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産性の高い熱延連続化プロセスで熱延鋼板
を製造することを可能にする事ため、多大な設備を必要
とせずにデスケーリングを可能とし、かつ、材質ばらつ
きが少なく表面性状が良好で鋼板表面に形成されるスケ
ールが薄スケールである鋼板を連続熱間圧延で製造する
ことを課題とするものである。 【解決手段】 粗バーの先行材の後端部および後行材の
先端部を切断した後、先行材、後行材を接合し、連続的
に圧延を行う熱延連続工程において、接合前の鋼帯の表
裏および先端，後端を反転させた後、接合し、エッジヒ
ーターにて幅エッジ部を加熱した後、仕上げ圧延中の温
度をＡｒ ₃変態点から＋１００℃の範囲内とし、そして
の仕上げ圧延機の後段はＯＲＧを活用しながらハイスロ
ールを用い、最終段の通板速度を常時８００ｍ／ｍ以上
で圧延し、その後１秒以内に３０℃／ｓ以上の冷却速度
で６５０℃以下まで冷却し、巻取ることを特徴とする材
質ばらつきの少ない熱延鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加熱炉から巻き取り
機まで連続している連続熱間圧延ラインで、スラブを熱
間圧延して連続的に熱延鋼板を製造する方法に関する。
特に、表面に存在するスケールを効果的に除去して高速
圧延で仕上圧延することによってスケールが薄く、材質
にばらつきが少なく、かつ表面性状が良好な熱延鋼板を
製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱延ラインでは、加熱炉で加熱し
たスラブ（鋳片）を１本ずつ粗圧延−仕上圧延を行って
いたが、この方法では圧延される材料の先端・後端部分
の熱延時の温度制御や冷却制御が困難なため、材質ばら
つきが起こり易く、さらにこの部分は、張力がない状態
で仕上圧延後巻取りまでの冷却ゾーンを移動するため、
不安定なバタツキをおこして疵が発生しやすくなり歩留
まり低下を招いていた。そこで、近年ではこの問題の解
決のために、加熱炉で加熱したスラブ（鋳片）を粗圧延
して粗バーとなし、仕上圧延機の入側において粗バーの
先行材の後端部と後行材の先端部をシャーで直線に切断
し、両端面を突き合わせて、粗バー溶接機等で突き合わ
せ面を接合し、粗バー表面のスケールを高圧水を噴射す
ることによりデスケーリングした後に、仕上圧延を行っ
て、鋼板を巻取り機で巻き取る方式が採用されるように
なってきた。

【０００３】ところが、このような連続熱間圧延によっ
て製造された鋼板を検査すると、鋼板の材質にばらつき
があり、特に鋼板の幅方向のばらつきが著しく、またス
ケールの噛込み疵があるものが存在し鋼板の品質上の問
題があること、あるいは、仕上圧延中に表面に存在する
スケールによって仕上圧延ロールの表面に疵ができてし
まい連続熱間圧延を継続することがが困難となるという
問題があり、特に、このような連続熱間圧延において
は、圧延ロールの補修等で圧延ラインを停止すると仕掛
材料の損失が非連続圧延である通常の圧延ラインに比べ
てはるかに大きくなるという問題があった。

【０００４】また、連続熱間圧延で仕上圧延速度が遅い
場合や、巻き取り温度を高くした場合には、鋼板の表面
に厚いスケールが形成されるため、前記仕上圧延ロール
の問題以外にも、以後の酸洗工程で鋼板表面に形成され
たスケールを除去するのに酸洗スピードを遅くする必要
があり、酸洗時間が長くなるという欠点があった。

【０００５】このように、連続熱間圧延においては、鋼
板の材質のばらつきを少なくし、表面性状が良好な鋼板
を製造することが重要であり、また、製造される鋼板表
面のスケールを薄くすることが、以後の酸洗工程にとっ
て重要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は前記
問題を解決し、生産性の高い熱延連続化プロセスで熱延
鋼板を製造することを可能にするため、多大な設備を必
要とせずにデスケーリングを可能とし、かつ、材質ばら
つきが少なく表面性状が良好で鋼板表面に形成されるス
ケールが薄スケールである鋼板を連続熱間圧延で製造す
ることを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、連続熱間圧
延で製造された鋼板の表面について検査を行ったとこ
ろ、鋼板の裏面にはスケール噛込み疵が存在せず、鋼板
の表面にのみスケール噛込み疵が存在することを見いだ
した。その原因を調査したところ、仕上圧延機で圧延す
るために粗バーはロールテーブルで搬送されるが、その
搬送中にロールテーブルでの衝撃により粗バーの両面に
形成されているスケールの下面スケールが除去され、そ
れによって製造された鋼板の裏面にはスケール噛込み疵
が存在しないことを知見した。さらに、鋼板の表面のス
ケールは仕上げロールに付着し、噛込み疵の原因になる
と共に、仕上圧延ロールに損傷を与えることが分かっ
た。

【０００８】そこで、本発明では、加熱炉出側から仕上
圧延機入り側までのロールテーブルでの搬送工程中で、
スラブあるいは粗バーの表裏を少なくとも１回以上反転
させて、それらの両面に形成されたスケールをロールテ
ーブルとの衝撃でデスケーリングした後に、さらに仕上
圧延機入り側で高圧水の噴射によるデスケーリングを行
って仕上圧延を行うようにした。また、仕上圧延におい
て、必要に応じて潤滑圧延を組み合わせて、後段でオン
ライン・ロール・グラインダー（ＯＲＧ）を活用しなが
らハイスロールを用いすることにより、スケール付着が
原因となる仕上圧延ロールの損傷を防止し、且つ、高速
圧延により仕上圧延を行い、圧延後直ちに急冷して鋼板
の表面に形成されるスケールを均一で密着性に優れた薄
スケールとすると共に、鋼板の表面を平滑で優れた表面
性状とするものである。

【０００９】更に、鋼板の材質のばらつきを少なくする
ためには、仕上圧延中の鋼板温度を一定にすることによ
り解決できることを知見した。

【００１０】そのために、粗圧延後の粗バーの先端と後
端とを反転させて等低温圧延となる仕上圧延を行うよう
にすると共に、エッジヒーターにより粗バーのエッジ部
を加熱、或いは必要に応じて冷却することにより仕上圧
延中の温度分布を長手方向及び幅方向で一定となるよう
に制御し、かつ高速圧延を行うことにより温度分布が仕
上圧延中に一定となるように制御するものである。

【００１１】本発明の具体的解決手段は、以下の通りで
ある。

【００１２】（１）粗バーの先行材の後端部および後行
材の先端部を切断した後、先行材、後行材を接合し、連
続的に圧延を行う熱延連続工程において、接合前の鋼帯
の表裏および先端，後端を反転させた後、接合し、エッ
ジヒーターにて幅エッジ部を加熱した後、仕上圧延中の
温度をＡｒ₃変態点から＋１００℃の範囲内とし、そし
て仕上圧延機の後段はＯＲＧを活用しながらハイスロー
ルを用い、最終段の通板速度を常時８００ｍ／ｍ以上で
圧延し、その後１秒以内に３０℃／ｓ以上の冷却速度で
６５０℃以下まで冷却し、巻取ることを特徴とする材質
ばらつきの少ない熱延鋼板の製造方法。

【００１３】（２）仕上圧延を潤滑を施しながら行う請
求項１に示す熱延鋼板の製造方法。以下、本発明を構成
する事項について詳細に説明する。

【００１４】本発明において、接合前の粗バーの表裏お
よび先端、後端を反転させるためには、公知のコイルボ
ックスを使用することが好ましい。コイルボックスにつ
いては、例えば「Ｓｔａｈｌ ｕｎｔ Ｅｉｓｅｎ（鋼
と鉄）」（１１．Ａｐｒｉｌ．１９８３．ｐｐ．２９５
〜３０５）に詳細に記述されている。

【００１５】本発明で、接合前の粗バーの先端、後端を
反転させる理由は、スラブを粗圧延機で熱間圧延して粗
バーとすると、粗バーの先端部と後端部とでは仕上がり
温度が異なる。即ち、粗バーの先端部の温度が低くて後
端部になるに従って温度が高くなる。このように温度差
が生じるのは先に圧延されて薄くなる先端部は、冷速が
速くなるため、後に圧延されて薄くなる後端部より温度
が低下するためで、避けることができないものである。
しかも、この先端部と後端部に生じる温度差は、粗バー
の先端部と後端部に材質の差を生じさせる。それ故、本
発明では、粗バーの先端、後端を反転させて等低温圧延
の仕上圧延をすることにより、仕上圧延鋼板の長手方向
の材質の均質化を図っているものである。

【００１６】また、エッジヒーターで粗バーの幅エッジ
部を加熱或いは冷却するのは、一般に、粗バーの幅エッ
ジ部の方が中心部より温度低下するのを避けることがで
きず、幅方向に温度差がある状態で仕上圧延すると、幅
方向に材質のばらつきが生じる。それ故、本発明では粗
バーの幅エッジ部をエッジヒーターで加熱して仕上圧延
中に幅方向の温度差が生じないようにして仕上圧延鋼板
の幅方向の材質の均質化を図っている。更に、仕上圧延
を高速圧延とすることにより入り側と出側間の仕上圧延
中の温度変化の制御を行うものである。

【００１７】仕上圧延中の温度をＡｒ₃変態点から＋１
００℃の範囲内としたのは、この温度範囲を超えると結
晶粒が粗大化して鋼板の靭性を劣化させるのでＡｒ₃＋
１００℃の範囲とした。

【００１８】また、仕上圧延の後段でハイスロールを使
用することにより、最終的に仕上圧延される鋼板は、ハ
イスロールの面が転写される結果、平滑できれいな表面
となり、スケールの生成も鋼板表面に均一で密着性に優
れたスケールが形成されることとなる。ハイスロール
は、Ｗを含有するタングステン系、あるいはＭｏを含有
するモリブデン系等の高速度工具鋼（ｈｉｇｈ ｓｐｅ
ｅｄ ｔｏｏｌ ｓｔｅｅｌ）で造られているため、硬
度が高くロールにスケールが付着しても疵がつきにくく
長時間の連続熱間圧延に耐えることができる。しかも、
ハイスロールの表面は、軸受点検や整備時以外はチェツ
ク付き研削を可能とする形式のオンライン・ロール・グ
ラインダー（ＯＲＧ）が研削しているので、ロールの肌
荒れ部、熱影響部、疲労層が除去され、かつ、ロールの
真円度も保たれる。このオンライン・ロール・グライン
ダー（ＯＲＧ）の活用は、連続熱間圧延を効率的に実施
するためには必要不可欠であり、ＯＲＧを採用すること
によってスケールの存在による熱間圧延ラインの休止の
問題を解決できた。なぜならば、従来のロール・チェツ
クを取り外して研削する方法では、圧延ラインの休止時
間が長すぎるため連続熱間圧延を効率的に実施できない
からである。

【００１９】連続熱間圧延では圧延速度の高速化が望ま
れていて、従来の仕上圧延ロールの使用ではロールの耐
久性等の問題のため高速化の長時間連続圧延が実現でき
なかった。しかるに、本発明では、仕上圧延の後段にハ
イスロールを使用すること等により、従来連続圧延では
実現できなかった最終圧延速度常時８００ｍ／ｍｉｎ以
上の連続高速圧延を確保し、かつ圧延直後で急冷するこ
とにより平滑な表面性状とすることができるので、生成
するスケールを密着性の良い薄スケールとすることが初
めて可能となった。なお、最終圧延速度の上限は装置の
耐久性によって決まる。

【００２０】仕上圧延後の鋼板は、急冷、例えば１秒以
内に３０℃／ｓ以上で冷却して６５０℃以下で巻き取
る。この冷却条件及び巻き取り温度によって、所望の材
質を得ることができる。また、本発明においては、仕上
圧延に鉱油等の潤滑油を施しながら圧延を行えば圧延荷
重の低減が可能となり、鋼板の表面性状を一層改善する
ことができる。

【００２１】以上述べたように、本発明においては、
コイルボックスを用いて粗バーの先端と後端とを反転さ
せること、エッジヒーターにより鋼板の幅方向の温度分
布を均一にすること、及び高速圧延処理により圧延中の
温度変化を抑制することにより鋼板の材質のばらつきの
原因となる温度安定性を制御し、そして、仕上圧延の
後段でＯＲＧを活用しながらハイスロールを用い、必要
に応じて、潤滑圧延をすることにより鋼板の表面性状を
改善し、更に、コイルボックスを用いて粗バーの表裏
両面をロールテーブルで搬送中に反転させること及び高
圧水を噴射するデスケーリング処理を行うこと、並びに
等低温圧延となる連続圧延の仕上圧延直後に急冷して低
温巻取りを行うことにより、スケールの安定性を制御す
ることの〜の組み合わせにより、鋼板の材質にばら
つきが少なく表面性状が良好で、かつスケールが薄い鋼
板を製造することが可能になったのである。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。

【００２３】図１は、本発明の連続熱間圧延を実施する
場合の圧延ラインの概要を示す図である。

【００２４】図１に示すように、連続鋳造で得られた鋼
スラブ（鋳片）を、ウォキングビーム炉等の加熱炉１で
熱間圧延温度に加熱し、ロールテーブル２で粗圧延機３
に搬送し、粗圧延機３で熱間圧延して粗バーとする。粗
圧延された粗バーは巻取って粗圧延コイル４とした後、
粗圧延コイル４の表裏および先端、後端を反転させて巻
き戻す。

【００２５】この巻き取り及び巻き戻しを行う装置とし
ては、公知のコイルボックスを適用できる。図２は、コ
イルボックス主要部の概要を示す図である。図２に示す
ように、粗圧延された粗バーはロールテーブルで搬送さ
れてコイルボックスに導かれる。即ち、粗バーは、コイ
ルボックス内にボトムロール２１、デフレクタロール２
２によって導入され、上曲げロール２３及び下曲げロー
ル２４によってコイルになるように曲げられ、成形ロー
ル２５の作用によって巻き取りステーション２６にコイ
ルとして巻き取られる。粗バーのコイルは、移送装置２
７により巻き戻しステーション２８に移送される。この
コイルボックス内の移送に当たって、粗バーの巻き取ら
れたコイルの先端と後端及び上面と下面がそれぞれ反転
するようにして巻き戻しステーション２８に移送され
る。巻き戻しステーション２８のコイルはピンチロール
２９により引き出されて仕上圧延機へのラインへ送出さ
れる。

【００２６】次いで、巻き戻された粗バーは、図１に示
すように、ロールテーブル２で切断機６へ搬送され、そ
の先端部をシャー切断機等の切断機６で切断し溶接に適
する先端開先が形成される。そして、同様に切断機６で
後端部を切断された先行する粗バーの後端部と突き合わ
せて鋼板の上面から下面に向けてレーザー或はアーク溶
接等の溶接装置７でもって接合する。接合した粗バー
は、エッジヒーターで幅エッジ部を加熱した後、ロール
テーブル２によってデスケーリング装置８へ搬送され
る。

【００２７】この加熱炉からの搬送工程中で、巻取り工
程までに粗バーの下側の裏面に形成されるスケールはロ
ールテーブルとの衝撃によって除去され、巻き戻し工程
以後は、粗バーが反転されているので粗バーの反対面に
形成されているスケールがロールテーブルとの衝撃によ
って除去されることとなる。

【００２８】デスケーリング装置８へ搬送された粗バー
は、１５０ｋｇ／ｃｍ²以上、例えば２５０ｋｇ／ｃｍ²
の圧力の高圧水を噴射するデスケーリングによってその
両面のスケールを除去した後に、後段にＯＲＧを活用し
たハイスロールを装備した仕上圧延機９でもって、後段
で大圧下する最終圧延速度常時８００ｍ／ｍｉｎ以上の
高速仕上圧延をし、ランアウトテーブルに設けた冷却装
置１０で、スケール生成を抑制するために３秒以内に３
０℃／ｓｅｃ以上で急冷して６５０℃以下、好ましくは
６５０〜３６０℃の巻取温度に冷却した後、巻取機９で
コイルに巻取る。

【００２９】鋼板は所定の寸法コイルに巻取ると切断機
１１で切断する。切断位置は、接合位置で切断を行うこ
とが望ましい。

【００３０】

【実施例】表１に示す、極低炭素鋼から中炭素鋼の鋼材
を、熱延連続化プロセスを用いて熱延鋼板を製造するに
当たり、エッジヒーター、ハイスロール、ＯＲＧ、潤滑
条件の組み合わせ及び仕上から巻取までの温度及び通
板、冷却速度、冷却までの時間を変えて圧延を行い、出
来上がった鋼材の特性を調べた。その結果を表２に示
す。

【００３１】本発明条件を満たす、Ｎｏ．１、９、１
０、１１、１２、１３はスケール厚が薄く、表面疵はな
く、鋼材各位置の材質ばらつき（最もばらつきの感受性
が高い、伸びの差異△Ｅｌで表示した。）が小さい鋼材
が得られた。

【００３２】本発明条件からはずれた、その他の鋼材
は、スケール厚が厚く、表面疵の発生がみられ、また材
質ばらつきも大きくなったため、良好な熱延鋼板は得ら
れなかった。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、多大な設備を必要とせずにデスケーリングを可能
とし、かつ、鋼板の長手方向および幅方向の材質にばら
つきが少なく表面性状が良好で鋼板表面に形成されるス
ケールが薄スケールである鋼板を連続熱間圧延で製造す
ることができ、生産性の高い熱延連続化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連続熱間圧延を実施する場合の圧延ラ
インの概要を示す図である。

【図２】コイルボックス主要部の概要を示す図である。

【符号の説明】

１ 加熱炉 ２ 鋳片 ３ ロールテーブル ４ 粗圧延機 ５ 粗圧延コイル ６ 切断機 ７ 溶接装置 ８ デスケーリング装置 ９ 仕上圧延機 １０ 冷却装置 １１ 切断機 １２ 巻取機 ２１ ボトムロール ２２ デフレクタロール ２３ 上曲げロール ２４ 下曲げロール ２５ 成形ロール ２６ 巻き取りステーショ ２７ 移送装置 ２８ 巻き戻しステーション ２９ ピンチロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常田 弘 大分市大字西ノ洲１番地 新日本製鐵株式 会社大分製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗バーの先行材の後端部および後行材の
   先端部を切断した後、先行材、後行材を接合し、連続的
   に圧延を行う熱延連続工程において、接合前の鋼帯の表
   裏および先端，後端を反転させた後、接合し、エッジヒ
   ーターにて幅エッジ部を加熱した後、仕上圧延中の温度
   をＡｒ₃変態点から＋１００℃の範囲内とし、そして仕
   上圧延機の後段はＯＲＧを活用しながらハイスロールを
   用い、最終段の通板速度を常時８００ｍ／ｍ以上で圧延
   し、その後１秒以内に３０℃／ｓ以上の冷却速度で６５
   ０℃以下まで冷却し、巻取ることを特徴とする材質ばら
   つきの少ない熱延鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 仕上圧延を潤滑を施しながら行うことを
   特徴とする請求項１に記載の材質ばらつきの少ない熱延
   鋼板の製造方法。