JPH11315325A - 薄板鋼ストリップの製造装置および方法 - Google Patents

薄板鋼ストリップの製造装置および方法

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JPH11315325A
JPH11315325A JP4057299A JP4057299A JPH11315325A JP H11315325 A JPH11315325 A JP H11315325A JP 4057299 A JP4057299 A JP 4057299A JP 4057299 A JP4057299 A JP 4057299A JP H11315325 A JPH11315325 A JP H11315325A
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strip
steckel
mill
temperature
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Nicholas James Silk
ジェームズ シルク ニコラス
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Kvaerner Metals Continuous Casting Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱間圧延鋼が約１mmの厚さでステッケル圧延
機から排出された後直列に仕上げ圧延機に挿入される場
合における、逐次的に、連続鋳造、高温の鋳鋼のスラブ
への切断または剪断ならびに再加熱および／または材料
の温度と冶金学的品質の均質化を行う炉への投入、鋼の
スケール除去、その後の粗圧延機における圧延後のステ
ッケル圧延機における圧延または直接ステッケル圧延機
に挿入して圧延して薄厚鋼ストリップを製造する。 【解決手段】 区分けした冷却ユニットがストリップの
長さ方向および幅方向に沿って温度を均質化するように
ステッケル圧延機の出口と仕上げ圧延機との間に配置さ
れ、この冷却ユニットが仕上げ圧延機へ投入されるスト
リップの温度を広範囲に調節可能であり、仕上げ圧延機
へ挿入される鋼ストリップの温度は、変態温度を挟む温
度範囲またはフェライト相領域の温度範囲であり得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄板鋼ストリップ
（light gauge steel strip ）の製造方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】薄板鋼ストリップは、従来、連続鋳造、
熱間圧延および冷間圧延の各工程により生産されてい
る。これらの工程に引き続いて種々の下流工程（例：酸
洗い、焼なまし、コーティング）を行うこともある。物
理的および経済的制約のために、現状では薄板ストリッ
プを直接熱間圧延から生産することは困難であり、従っ
て冷間圧延工程が必要である。
【０００３】さしあたり粗圧延の詳細を無視するとし
て、熱間ストリップ圧延は、従来、粗圧延／タンデム仕
上げ圧延、または粗圧延／ステッケル圧延（Steckel mi
ll）のいずれかの組み合わせを用いて行われている。後
者の装置および運転法については、DE2630877Aに開示さ
れており、そこでは、オーステナイト状態での圧延によ
る鋼の生産が意図されている。しかしながら、本発明に
おいては、オーステナイト相とフェライト相にまたがる
変態点を挟む圧延（both austenitic and ferritic/int
ercritical rolling）を可能にするように設計されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】粗圧延とステッケル圧
延の運転における処理量は、最適生産性に見合ったもの
でなければならない。例えば、US 5689991A および WO
96/40456A は、いずれも、処理量バランスを最適化する
ために中間保温（intermediate incubation ）／保管装
置を提案しており、これにより、均一なオーステナイト
仕上げ温度を確保している。しかしながら、これらのス
テッケル圧延の改良はいずれも、より薄い材料を生産す
る問題に対する効果的解決策を提供してはいない。
【０００５】薄板圧延の一つの方法がEP-A-0 449 004A
に開示されており、同方法ではステッケル圧延機の後に
タンデム仕上げ圧延機を配置することによって、より大
きな処理量およびオーステナイト相での仕上げ温度をよ
り容易に達成している。早い段階でステッケル圧延機に
おける通板回数を減少させ、仕上げ圧延の引き続く減厚
パスを減少させることにより、総処理量を増大させるこ
とを意図している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、薄板
鋼ストリップの逐次的工程からなる製造方法が提案され
る。すなわち、 ｉ）連続的に鋼を鋳造する工程、 ｉｉ）高温の鋳鋼のスラブへの切断または剪断ならびに
再加熱および／または材料の温度と冶金学的品質の均質
化を行う炉へ挿入する工程、 ｉｉｉ）鋼のスケールを除去する工程、 ｉｖ）一つの又は複数の可逆スタンドによる粗圧延と後
続のステッケル圧延における圧延、または単にステッケ
ル圧延のみによる圧延により減厚する工程、からなる方
法であって、熱間圧延鋼が約1mm のゲージ厚さでステッ
ケル圧延機を出てタンデム仕上げ圧延機を通過し、ステ
ッケル圧延機の出口と仕上げ圧延機との間に配置され、
ストリップの長手方向および幅方向に沿って温度を均質
化する区画された冷却ユニットがあり、冷却ユニットで
は仕上げ圧延へ送り込まれるストリップの温度を広範囲
に調節可能であり、仕上げ圧延へ送り込まれる鋼ストリ
ップの温度が変態温度を挟む温度範囲またはフェライト
相領域の温度範囲である薄板鋼ストリップの製造方法が
提案される。
【０００７】
【実施例】以下、連続鋳造および半連続圧延の工程によ
る薄板鋼ストリップの製造方法および低コストの装置
を、図示した実施例により、更に詳細に説明する。図１
は、第１実施例の装置の配置を示す図であり、図２は、
第２実施例の装置の配置を示す図であり、図３は、温度
制御ステージ14の実施例を示す断面図であり、図４は、
温度制御ステージ14の他の実施例を示す断面図であり、
図５は、温度制御ステージ14の更に他の実施例を示す断
面図であり、図６乃至図11は、本発明の更に他に発展し
た実施例の装置の配置を示す図である。
【０００８】本発明は、主に、多種類の製品ミックスを
生産し、より薄い板の生産能力を有し、かつ総処理量を
増大させるための柔軟性をオペレータに与える、既存ス
テッケル圧延の改良を意図している。本発明の主な目的
は、圧延手段による薄板ストリップをフェライト相領域
の温度範囲または変態温度を挟む温度範囲の状態で仕上
げ圧延に送り込み、そのことによって、出口において望
ましい冶金学的特性を得ることができる高圧下圧延を行
うことが可能となるが、一方で材料をオーステナイト相
領域の温度範囲状態でも送り込むことができるようにす
ることにある。薄いスラブでの鋳造、粗圧延及びステッ
ケル圧延を用いることにより、以上のことが可能にな
る。そして、十分な冶金学的品質を有する薄いスラブの
製造が向上するとき、粗圧延を実質的に省略でき、同時
にステッケル圧延及び仕上げ圧延の単純な組み合わせが
可能となる。
【０００９】いわゆるフェライト相領域の温度範囲での
圧延は、近年増加してきたが、ステッケル圧延の従来の
レイアウトは、そのような材料の生産にはあまり役に立
たたなかった。ステッケル圧延の操業に相当の柔軟性を
提供することも、本発明は意図している。
【００１０】本発明の第１の観点は、高効率冷却装置お
よび潤滑される仕上げ圧延を用いることにより、完全な
範囲の圧延、冷却、および巻取りの状態を可能にし、本
発明の金属製品の適用性を最大化することができること
である。類似の生産速度の装置に比べて、処理量がよく
バランスしている点で、本発明の連続鋳造および半連続
的熱間圧延の装置を用いることの明らかな有利さが明ら
かにされる。本発明のように、高効率冷却と潤滑された
高圧下仕上げ圧延をステッケル圧延に対して配置するこ
とは、ステッケル圧延が半連続的であるともいえるの
で、いわゆる「物質流れの貯留（mass flow trap）」を
避けて、これを「インライン」で使用することが可能と
なる。連続圧延においては、より薄板に圧延されるにつ
れて物質流れがストリップの速度を増大させ続けるた
め、非実用的である。
【００１１】本発明の観点に含まれるのは、薄板熱間圧
延鋼製造のための方法と組み合わされた装置であって、
薄いスラブの鋳造技術と、強圧下の粗圧延、ステッケル
圧延とそれに続く制御された冷却、新規の仕上げ圧延
（これが主な発明である）、巻き取りからなる。これに
より、最適化され制御可能な冶金学的特性を有し良好な
寸法品質の薄板製品が得られる。鋳造生産の速度とステ
ッケル圧延のアウトプットは、適宜好適に１Mtpaレベル
で均衡させてある。
【００１２】本発明の目的には以下の３つの面がある： （ｉ）超薄板性能を実現する性能を有するステッケル圧
延の改良。 （ｉｉ）実現可能なフェライト相領域の温度での圧延を
可能とすると同時に、オーステナイト相領域の温度での
薄板圧延を許容するステッケル圧延の改良。 （ｉｉｉ）処理量が薄いスラブの鋳造に見合う超薄板ス
トリップの生産のための低資本コストのプラントレイア
ウト。
【００１３】しかしながら、本発明は、フェライト相領
域の温度範囲での圧延製品の生産の結果として、更に以
下の副次的利点を提供する。 （ｉ）薄板製品の板厚に従って後段の工程を省略する製
造、または後段の工程における向上させた加工性による
製造。 （ｉｉ）広範囲の温度にわたって仕上げ圧延を行うこと
のできる融通性により可能になる、正確な寸法特性およ
び一定範囲の冶金学的特性を有する熱間圧延による熱間
帯材製品の製造。
【００１４】本発明は、広範囲の鋼ストリップ製品の生
産に適しているが、本発明の多用途性を示す例として、
亜鉛メッキ鋼関連および曝気型の自動車部品がある。幅
広のストリップは、シートと呼ぶこともあるが、便宜上
本明細書では「ストリップ」という用語を使用する。ス
トリップという用語は、製品の物理的寸法を記述するた
めに使用され、発明の用途を一般的に「ストリップ製
品」と呼ばれる鋼の等級に限定するものではない。ま
た、本発明は、例えば、HSLA鋼、またはケイ素鋼および
種々のタイプのステンレス鋼を含むその他の構成成分を
含む、いわゆる「鋼管」および「構造用」等級の生産を
可能にするよう調整することも可能である。種々のタイ
プの鋼等級の生産に関する詳細な工程の説明および必要
な装置の特別な配置は、以下に述べられ、本発明の主要
部分を構成する。
【００１５】図２は、鋳造機２、粗圧延ステージ５、ス
テッケル圧延機７、および仕上げ圧延機15のレイアウト
を示している。本実施例においては、高圧下仕上げ圧延
機15および関連装置が、ステッケル圧延機７の出口に配
置してある。本発明の本実施例は、最終のステッケル圧
延パスと単一の仕上げ圧延機との間のタンデムロール、
および装置が全速まで加速する前の近接して結合された
ダウンコイラーの装着を含んでいる。これにより、処理
量および収率を最大化しつつ、高速圧延に付随する操作
上の困難を避けている。また、本発明の一部を構成す
る、種々のストリップ製品の生産のための好適な圧延法
を用いて、ストリップが変態温度を挟む温度範囲または
フェライト相領域の温度範囲で圧延されるようなストリ
ップの冷却も含まれている。鋼は、鋳造機１から剪断機
２を通過してスラブとなり、炉３に移行する。鋼は、粗
圧延機５に挿入される前に、高圧少体積のスケール除去
ユニット４でスケール除去される。粗圧延には、ロール
再研削手段８上の、エッジの捕捉を最小化するエッジャ
ー６、およびロールシフト手段９が含まれている。次
に、ストリップは、スケール除去機10、スケール抑制ス
プレー11、整形ロールアクチュエーター13、および巻取
りドラム12からなるステッケル圧延機に挿入される。そ
の後、ストリップは、制御された冷却ステージ14に移行
した後、高圧下圧延ロール配列17からなる仕上げ圧延機
15に挿入される。ストリップは、冷却ステージ18で更に
冷却された後、巻取りステージ19で巻取られる。図２
は、鋳造の間またはその直後に低圧下圧延9 を行う場合
の実施例の配置である。
【００１６】本発明の他の実施例では、薄板熱間圧延ス
トリップの生産のための全プラントレイアウトにおい
て、本発明の主要部分（装置と方法で表現される）を使
用する。本装置の操作による好適な製造も、本発明の一
部を構成する。
【００１７】薄板熱間圧延帯材の生産のためには、仕上
げ圧延機に挿入される際のストリップ厚は望ましくは２
mm未満であり、一般的には1.5 mmであるが、これは、仕
上げ処理後の熱間圧延帯材が有意に厚さ１mm未満である
場合に、本発明の最大の利点が認められるからである。
処理の間、特に仕上げ圧延機への移行の間に、ストリッ
プのエッジは、幅の大部分に比して選択的に冷却しやす
く、その結果、過剰な温度低下およびその結果として延
性の低下を引き起こす。この問題を解決するために、中
間冷却部分の発明の好適は変法においては、図３に示す
ように、区画された冷却20をストリップの全幅にわたっ
て使用することにより、幅方向の温度差を最小化でき、
特にエッジの冷却の程度を低減するために、エッジを効
果的にマスクすることを可能にしている。制御された冷
却機能は、ステッケル圧延処理の後で相当生じうる、ス
トリップの長さ方向に沿った先頭から末尾への温度差を
最小化するためにも使用する。更に、本発明の別の実施
例には、他の方法を使用することもできるが、望ましく
は誘導加熱21を用いたストリップのエッジを加熱するた
めの手段（図４および図１０）が含まれている。
【００１８】しかしながら、商業的重要性を増しつつあ
る本発明の重要な利点の1 つは、変態温度を挟む温度範
囲またはフェライト相領域の温度範囲において、ストリ
ップの全長にわたって均一の温度に低下させるために制
御冷却ユニットを使用することが可能である点である。
このことにより、広範囲の商業的に重要な金属製品を生
産することが可能となる。高付加価値製品という点での
潜在的利点は、薄板冷間圧延帯材代替品の生産、追加加
工用の軟質供給材料の生産および組織を改良したIF鋼生
産等に関係する姉妹特許に含まれているものと同様であ
る。特に後者は、後述するように、仕上げ圧延において
潤滑を用いる必要がある。また、仕上げ圧延への挿入温
度を制御できることにより、部分的に変態した製品の圧
延およびいわゆる二相鋼の熱間圧延機からの直接生産も
可能となる。この二相鋼生産の方法（後述するように仕
上げ圧延機の後に高度冷却を含んでいる）は、中断冷却
の必要性およびその結果としての長時間のランアウトテ
ーブル冷却の必要性を軽減する。
【００１９】本発明は、中間冷却および／またはエッジ
誘導加熱の使用により仕上げ圧延の正確な温度制御の機
会を提供するだけでなく、図５に示した通り、ストリッ
プの全幅にわたって再加熱する可能性も提供する。これ
は、望ましくは仕上げ圧延機への挿入前の誘導加熱22に
より行う。製品を全体的または部分的に変態することを
許容できること、また、例えば仕上げ処理前に再オース
テナイト化することが可能であることにより、より広範
囲の製品の圧延および／またはより広範囲の材料特性の
達成が可能となる。再加熱の程度を制御するために、挿
入されるストリップの温度をモニターし、誘導加熱ユニ
ットの出力制御に利用することにより、材料がロールに
噛み込まれる時点で材料の全長にわたって、均一な温度
または望ましい温度分布を達成することが可能となる。
【００２０】本発明における１つまたは複数の仕上げ圧
延機内部のロールの配置は、可能な限り少数回の、望ま
しくは１回の処理において最大の圧下を行うように設計
されている。高圧下圧延は、薄板材料の製造において有
用であるだけでなく、特に例えばフェライト相状態にお
ける圧延の例において冶金学的利点を有している。本発
明の好適な変法においては、単一の圧延機が、１回の処
理において少なくとも25％、典型的には40％かそれ以上
の圧下を行うように用いられる。ロールの配置は、図１
に示す単純な４段配置、または、図６に示すいわゆる
「Ｚ- 高（Z-high）」配置が望ましいが、他の適当な手
段を用いてもよい。
【００２１】更に他の実施例には、最後のステッケル圧
延と最初の仕上げ圧延との間に直列に第２の仕上げ圧延
機（図７）を使用することが含まれる。この装置にも、
スケール除去装置および潤滑等の、単一仕上げ圧延機の
変法について後述するその他の装置を装着することがで
きる。これにより、２段階の逐次的圧延の機会を有す
る、より一層の薄板の熱間圧延帯材製品の生産が可能と
なる。これの１つの用途は、フェライト相におけるIF鋼
を後続の処理のために改良された金属組織を有する極薄
板へ圧延することであるが、これは、熱間圧延機におい
て良好な表面組織を生じることには、後続の処理中に全
体的な繊維組織形成に対する追加効果があるためであ
る。
【００２２】１つまたは複数の仕上げ圧延機は、潤滑ヘ
ッダーを組み込んでいる。熱間圧延機の潤滑により、ロ
ール寿命の延長、製品表面仕上げの改善、および圧延負
荷の低減等の多数の利点が得られる。加えて、熱間圧延
機の潤滑により、表面剪断（surface shear ）の低減お
よびその結果としてのIF鋼製品を生産するためにフェラ
イト相領域の温度範囲で圧延するときの高絞り性に基づ
く改良された繊維組織形成（後述）等の冶金学的利点が
得られる。ステッケル圧延機よりはむしろ１つまたは複
数の仕上げ圧延機に潤滑技術を組み込むことには、工程
およびコスト面での利点がある。
【００２３】潤滑を用いることにより高圧下を達成する
ことが可能となるが、この特徴は、上述した通り、冶金
学的理由からも重要である。圧延機の加工ロールへの潤
滑油の適用は、ロールを均一にカバーできるような適当
な方法で行えばよいが、一般的には油／水混合物の噴射
によって行う。高圧下圧延の場合の装着に関する困難を
避けるために、コイルの第１ラップが装着されるまでは
潤滑システムを始動しない。その後、圧延機が全速運転
まで加速してから、潤滑装置を始動する。このことによ
り、張力／潤滑なしで圧延されるストリップの量を最小
化し、究極的には工程の収率損失を最小化することがで
きる。ステッケル圧延機と仕上げ圧延機との間の小さな
バックテンション、および仕上げ圧延機とダウンコイラ
ーとの間のフロントテンションを用いて高圧下圧延を達
成することもできる。
【００２４】良好な形状を維持できるストリップ幅の範
囲を最大化するために、本発明の好適な実施例において
は、１つまたは複数の仕上げ圧延機において形状制御ア
クチュエーターの使用を組み込んでおり、これにより形
状の制御を行うことができる。１つの変法では、ビーム
上にマウントした水圧シリンダーを使用する DSR（登録
商標）を組み込んでおり、これにより回転スリーブを曲
げて、その結果として加工ロールに負荷を伝えることに
より製品の形状を制御している。このように本発明で
は、良好な形状を有する極めて幅広のストリップを生産
することが可能である。
【００２５】本発明の更なる変法では、形状測定装置、
望ましくは接触ロール(23)（図８）を使用して形状制御
アクチュエーターに制御信号をフィードバックしてい
る。好適な方法は、張力下で形状測定を行うことが可能
な測定装置の使用であるが、他の形状測定手段を使用し
てもよい。形状測定ロールは、ひとたびダウンコイラー
が装着されたら、これを損傷することを避けるために位
置を動かしてもよい。１つまたは複数の仕上げ圧延機に
おける厚さおよび形状の制御は、最後のステッケル圧延
処理からのフィードフォワード信号による。
【００２６】本発明によれば、一定範囲の金属組織の範
囲の拡大、ならびに生産されうる製品およびその機械的
特性の範囲の最大化が可能である。急速冷却装置は、仕
上げ圧延機と特定の製品用のダウンコイラーとの間に配
置されている。これらの高効率冷却ユニットの使用に
は、長さの短いランアウトテーブルしか必要としない。
更に、冷却ユニットを使用していないときは、材料が巻
取り機に到達する前に長さの短いランアウトテーブルを
移動するだけでよいので、必要ならば高温巻取りが可能
であり、これを用いて自己焼なまし（self annealing）
を行うことも可能であるばかりでなく、またストリップ
の長さ方向に沿って生じる不均一な処理に起因する収率
損失を最小化できる。
【００２７】本発明は、「オフ」の時に単純な空冷で得
られる冷却速度から、最大出力で運転している時の最大
冷却速度までの広範囲の冷却速度までの任意の冷却速度
を可能にするよう設計されている。冷却の好適な方法
は、水噴射の使用または空気／水ミストの使用による
が、他の方法を使用してもよい。例えば、本発明の１つ
の変法においては、ある種の等級においては好適である
極めて急速な冷却を可能にするストリップの浸漬を使用
している。精密な方法を選択可能であるが、図９に示す
ように、水槽(24)の異なる深さにストリップを浸漬する
ための調整可能なロールを使用してもよく、これにより
ストリップが浸漬される時間を変化させて、その結果と
して冷却の程度も変化させることが可能である。水温
は、達成すべき広範囲の冷却速度を可能にするように調
節してもよいし、大量の熱を極めて急速に除くために沸
点近くの水を使用してもよい。本発明の他の方法におい
ては、他の冷却装置の代わりに、またはこれに加えてフ
ァンが適するようないくつかの製品のための代替冷却法
として、強制空冷を使用している。
【００２８】本発明の主な目的は、薄板の熱間圧延スト
リップの生産であるが、本装置を使用して、より厚みが
あるが、より柔らかいために更なる圧延加工により適し
た材料を生産することもできる。このような軟質熱間圧
延帯材材料の生産の場合、仕上げ圧延機挿入時の厚さ
は、一般的には10mm未満であり、望ましくは７mm以下で
ある。この状況において、材料は、ステッケル圧延機と
仕上げ圧延機との間の搬送中にフェライト相に相変態
し、高圧下でフェライト相で圧延された後、冷却時に自
己焼なましを可能にするような高温で直ちに巻取られ
る。本発明には、一定範囲の製品を生産するための装置
の使用方法の説明が含まれており、これについての詳細
な工程の説明を以下に示す。
【００２９】高成形性鋼ストリップをもたらすような金
属組織の改良のための１つの方法は、製品のエージング
特性を決定する炭素析出の程度を制御することである。
本発明は、広範囲の処理条件、特に圧延の前（上述の通
り）および後における冷却速度の制御を提供することに
よりこれを可能とする。
【００３０】望ましい金属組織の形成への更なる寄与と
しては、製品の絞り性を制御する再結晶過程を制御する
能力がある。本発明を使用することにより、溶融亜鉛メ
ッキのような下流工程において後で再結晶する未再結晶
ストリップの生産を行うことができる。
【００３１】絞り性は、製品の結晶学的組織（the crys
tallographic texture）により制御される、いわゆるr-
値または Lankford 値により測定される。本発明の多数
の側面において、良好な絞り性のための望ましい製品r-
値を制御および形成できる必要性を扱っているが、これ
らの中の３つを特に論ずる。
【００３２】第１の側面は、高圧下圧延処理（大きな変
形）を１つまたは複数の仕上げ圧延機において行い、こ
れにより製品中に高転位密度を生じ、その結果再結晶の
大きな動因を生じるという点である。圧延温度との組み
合わせにより、このことは高r-値のIF鋼の生成に好適な
低温、高圧下圧延を伴う広範囲の処理条件を可能にす
る。
【００３３】第２の側面は、仕上げ圧延工程において潤
滑を使用することができるという点である。潤滑を使用
しなければ、ロールに接触した材料表面に望ましくない
結晶学的組織が生じるかもしれない。圧延工程の潤滑
は、フェライト相における圧延の場合に、高r-値製品の
生産、特にIF鋼について極めて望ましいものである。
【００３４】高r-値材料生成の第３の側面は、単純空冷
から急速水冷までの間で、仕上げ圧延処理後の製品の冷
却速度を制御する能力である。緩やかな空冷を用いれ
ば、冷却時に製品の自己焼なまし（self anneal ）を行
うことが可能であり、その結果より軟質の最終製品を生
産することができる。急速冷却は、製品中に、圧延した
ままの構造を「凍結」したり、制御された量の第２相を
生成したりする能力等の広範囲の可能性を提供する。
【００３５】高圧下圧延の実施や利用可能な広範囲の処
理速度の故に、１つまたは複数の仕上げ圧延機からのス
トリップの排出速度は、薄板生産を行っている際には極
めて高速に達する可能性がある。従来は、これらの理由
により高速薄板ストリップの装着および巻取りは困難で
あった。本発明は、この問題に２つの解決策を提供す
る。第１には、ROTC冷却部分は比較的短いので、巻取り
機が装着されるまで圧延機を加速しなければ、最小限の
収率損失しか生じない。あるいは、圧延機を加速する前
にダウンコイラーを装着する必要なしに、剪断機とダウ
ンコイラーの組み合わせにより、20 m/sまでのストリッ
プの装着が可能である。このような剪断機とダウンコイ
ラーの組み合わせおよび関連するストリップガイディン
グ装置を用いて、マンドレルが剪断面に近接しているこ
と、およびこれに組み込まれた特別なガイディング装置
の故に、新たに剪断されたストリップ端のマンドレルへ
の全速ガイディングを達成することが可能である。
【００３６】図１において、本発明の方法および装置の
実施例が、薄板のフェライト相領域で圧延した低炭素鋼
熱間圧延帯材の生産について示されている。材料は、ス
テッケル圧延機においてオーステナイト相段階で圧延さ
れ、中間冷却部分の使用により仕上げ圧延機への搬送中
に相変態が生じる。次にストリップは、約750 ℃で変形
された後、材料からの除熱のための水冷なしに自己焼な
ましが可能となるように、675 〜700 ℃で巻取られる。
当該製品は、成形可能であるが深絞り性には欠ける可能
性が高い。このタイプの鋼の用途としては、材料に冷間
圧延の外見を付与するために行う、表面仕上げ状態の改
善のための追加のスキンパスの後に、冷間圧延製品代替
品とするものがある。当該材料の別の用途としては、溶
融亜鉛メッキの基材としてのものがある。ストリップ端
の誘導加熱を使用して、製品収率を最大化することがで
きる。
【００３７】再度図１を参照すると、二相鋼の生産につ
いての実施例が示されている。本実施例においては、鋼
は、中間冷却部分で十分に冷却される結果、仕上げ圧延
機への入り口部で部分的相変態（フェライト相）状態に
ある。次にストリップは、高度の冷却をされる前の比較
的高温（700 〜750 ℃）で圧延された後、マルテンサイ
トへであれベイナイトへであれ、高強度冷却を用いて第
２相を「クエンチ・イン」する。マルテンサイト二相鋼
の生産のためには、図９に示したストリップ浸漬の実施
例を用いてもよい。
【００３８】本発明の方法および装置の他の実施例は、
絞り性を有するIF鋼熱間圧延製品の生産に関するもので
ある。材料は、良好な絞り性を達成するために、ステッ
ケル圧延機においてオーステナイト相状態で仕上げなけ
ればならない。良好な絞り性を実現するためには、仕上
げ圧延（この場合には潤滑されている）の温度が低けれ
ば低いほど良好であるので、最終製品として望まれる特
性に応じて、400 〜750 ℃の範囲のいずれかの温度にま
で中間冷却部分で材料は急速に冷却される。また、望ま
しい最終特性に依存して、仕上げ処理後に種々の冷却速
度を使用することができる。
【００３９】ここで図10を参照すると、金属組織の改良
および結晶粒の微細化が望ましい場合における鋼の生産
のための装置および方法が示されており、ここでは再オ
ーステナイト化が行われる。仕上げ圧延機に先立って、
急速再加熱が使用されている。次に、ストリップは圧延
され、後続の冷却は望ましい特性を生じるように制御さ
れている。本方法により生産される鋼は、高強度と靱性
を併せ持ち、熱間圧延製品の直接の用途である、構造用
または鋼管材料用の高強度HSLA鋼の生産に用いることが
できる。
【００４０】先に述べた通り、本発明では、ステッケル
圧延機／仕上げ圧延機の組み合わせに処理量の点でよく
見合ったプラント配置が好適に推奨される。超薄板スト
リップの生産に関して、以下のセクションでは、このよ
うなプラントおよび配置の好適な実施例を説明する。
【００４１】任意の適当な手段により、溶融鋼を厚さ30
〜120 mmのスラブに鋳造する。より薄板の材料の生産の
ためには、下限に近ければ近いほどよい。例えば、本発
明の１つの変法（図２）においては、低圧下圧延(9) を
用いることにより、材料を鋳型出口における初期サイズ
から均質化に適する薄板最終サイズにまで圧延すること
ができる。典型的な鋳造速度５ m/minは、超薄板（<1.5
mm ）へ圧延する場合のステッケル圧延機の出力によく
見合っている。
【００４２】鋳造後、厚さに依存して、材料はスラブ状
に切断または剪断された後、均質化炉に投入されるが、
これによりストリップの長さ方向に沿った温度および冶
金学的品質の均一性が確保される。材料の等級および望
ましい処理計画に依存して、種々の均質化温度が使用さ
れる。例えば、仕上げ圧延機におけるフェライト相領域
の温度範囲での圧延が適しており、またその圧延が望ま
しい等級については、オーステナイト状態で仕上げ処理
されるべき材料の場合に比べて、相当低温でスラブを均
質化することが望ましいことがある。
【００４３】炉の出口において、高システム圧と低流量
スケール除去ノズルとを組み合わせた高圧少量スケール
除去技術を使用してスケール除去することが望ましい。
この組み合わせにより、ストリップ表面における衝撃圧
および特定の衝突水量の組み合わせの点において最適の
スケール除去性能を確保しつつ、材料の大部分における
温度低下を最小化することとなる。工程全体にわたって
薄板製品を望ましい圧延温度に維持することは、本発明
が取り組むことを目指している課題である。
【００４４】材料を直接にステッケル圧延機またはタン
デムステッケル圧延機で圧延するよりもむしろ、先ず任
意選択の備え付けスケール除去装置および任意選択のス
ケール抑制装置を有する粗圧延において材料を圧延す
る。粗圧延において望ましくは60％までの高圧下圧延が
達成され、エッジャーの使用により工程中のエッジの亀
裂が最小化される。このパスが終わるとストリップは、
直列に、ステッケル圧延機に挿入され、出口ステッケル
ドラムに挿入される前に望ましくは55％の更なる圧延が
行われる。ステッケル圧延に先立って粗圧延を使用する
という概念により、工程ならびに表面品質および冶金学
的品質のいずれの点においても多数の顕著な利点が得ら
れる。
【００４５】プロセスに関連して： （１）粗圧延が相当な圧下処理を行うので、粗圧延の使
用によりステッケル圧延の回数が低減される。 （２）材料が第１ステッケル圧延処理に直列に直接投入
されるので、ストリップがステッケルドラムに入る際に
生じるストリップの温度分布は、材料の長さ方向に沿っ
て均一である。ステッケル圧延処理は、従来は材料の長
さ方向に沿って好ましくない温度分布を生じ、特に、冷
却した先端および末尾を生じる結果となっていた。粗圧
延が効果的に必要なステッケル圧延処理回数を低減する
ので、この好ましくない温度分布の形成の程度は有意に
低減され、後述する通り、最終仕上げ圧延処理の前には
ほぼ完全に除去することが可能である。 （３）タンデムステッケル圧延機配置とは対照的に、両
方の圧延機を高速および低速の両方で運転する性能を有
する必要がないので、装置の資本コストが相当削減され
る。
【００４６】冶金学的および表面品質に関連して： （１）圧延機は入口側にエッジャーを組み込んでいるの
で、エッジングパスの結果生じる「犬骨形（dog-boned
）」ストリップは、粗圧延に限定されており、「サイ
ズの揃った」バーがステッケル圧延機に投入される。特
にこのことは、犬骨形ストリップに起因する摩耗パター
ンが粗圧延機だけの問題となり、仕上げ処理を行うステ
ッケル圧延機には及ばないことを意味している。このこ
とにより、ステッケル圧延機の加工ロールの摩耗を最小
化するので、ロール寿命が延長され、製品の表面品質が
改善される。タンデムステッケル圧延機または単一ステ
ッケル圧延機配置における摩耗パターンは、ステッケル
圧延機のロールに伝わり、その結果としてストリップに
も伝わる。 （２）最高材料温度に起因する一般的「粗圧延」摩耗
も、粗圧延機に限定される。 （３）粗圧延機にシフトされている加工ロールを用いる
ことにより、摩耗パターンの位置をシフトしてロールの
効果的な表面品質をより長期間にわたって保持すること
ができる。粗圧延機でオン−ラインのロール研削を用い
ても、摩耗の効果を最小化しロール交換の頻度を低減す
ることができるが、これらのオプションはいずれも資本
コストを相当増大させる。
【００４７】好適には最大４回までのステッケル圧延処
理により、（製品範囲の約20％未満がこの厚さに圧延さ
れる場合）、処理量への制約なしに、ステッケル圧延機
からの排出時に、1.0 mmまでの最終厚の達成が可能であ
る。各圧延処理後の可能な出口厚を以下の表に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】ステッケル処理を通して表面品質を最大化
するために、スケールの形成は、圧延機の入口および出
口の両方においてHP/LF スケール除去およびスケール抑
制技術の組み合わせにより最小化されている。HP/LF ス
ケール除去により、材料表面からの最適なスケール除去
が確保される。注意深く制御されたスケール抑制スプレ
ーの利点には２つの面がある。第１には、これによりス
ケール除去ユニットとロールバイトとの間のスケールの
再成長が最小化されるのであるが、少なくともこれと同
程度に重要なことは、ロール寿命に対する好ましい効果
である。スプレーは、入口でロールに接触するようにな
るストリップの表面温度が、材料の大部分からの熱の過
剰な除去なしに、可能な限り低くなるように配置および
調整されている。このことは、ロールの摩耗率を低減
し、その結果ロール寿命を引き延ばし、より長期にわた
ってロールの表面品質を保持する。
【００５０】いかなるステッケル圧延処理においても、
温度差は、材料の長さ方向に沿って生じ、その結果、特
に冷却した先端および末尾を生じる。例えば、材料の長
さ方向の大部分にわたって約1000℃の典型的な出口温度
に対して、先端および末尾の温度は920 ℃しかないこと
もある。本発明は、ステッケル圧延処理の回数を可能な
限り少数にとどめることにより、本発明の目的に従って
この効果を最小化することを試みている。
【００５１】高効率冷却ユニットをステッケル圧延機と
仕上げ圧延機との間に使用することにより、仕上げ圧延
機に挿入されるストリップの温度を正確に制御すること
が可能となる。これらの冷却ユニットの主な用途は、水
流を制御することによりステッケル圧延処理中に生じる
先端から末尾への温度分布を最小化することである。可
変水流を使用すれば、仕上げ圧延機への挿入前にストリ
ップの全長にわたってほぼ均一な温度を達成することが
可能である。収率上の利点を最大化するためには、先端
から末尾への温度分布を最小化し、仕上げ圧延処理中に
ストリップの全長にわたって可能な限り均一な温度分布
を生じることが望ましい。
【００５２】本発明の１つの変法（図11）においては、
均質化炉およびステッケルドラムを適当に調整して、ス
ラブを、より一般的な30トンの重さではなく、約60トン
の長さに剪断2 する。次に材料は、上述の通り、粗圧
延、ステッケル圧延、仕上げ圧延の処理を行った後、重
さ約30トンの２つの従来型コイルとしてダウンコイラー
に挿入される直前に高速で剪断2 される。
【００５３】本方法には、装置の資本コストの増加に優
る多数の顕著な利点がある。１つには、30トンバッチで
生産される同等な長さのストリップでは切除されるべき
「端」が４つであるのに対して、切除されるべき材料の
端が効果的に２つしか存在しないため収率が向上するこ
とである。もう１つの利点は、材料の端がステッケル・
ドラム・マンドレル上にある回数が増加するために、ド
ラムの有効性が増大し、長さ方向に沿ってより均一な温
度分布が生じることである。
【００５４】
【発明の効果】本発明は、連続鋳造および半連続的圧延
の組み合わせによる薄板鋼ストリップの製造方法および
低コストの装置を提供するものである。本発明により生
産される製品は薄板であるので、冷間圧延ステージをす
べて取り除くことができるとともに、材料が後続の冷間
圧延もしくは他の下流工程について加工がより容易であ
るような冶金学的状態にある。
【００５５】本発明は、フェライト相領域の温度範囲ま
たは変態温度を挟む温度範囲における圧延を目指すこと
により、（中間）保温の必要を回避している。除熱の制
御により、均一な温度のストリップが仕上げ圧延機に挿
入され、フェライト相領域の温度範囲または変態温度を
挟む温度範囲において高率の変形が施される。
【００５６】本発明は、減厚処理を仕上げ圧延に移すこ
とを意図しているのではなく、ステッケル圧延で担うこ
とを目指しているのであり、薄板への減厚は、仕上げ圧
延での減厚よりも、ステッケル圧延による単一のパスで
より大きな材料減厚を行う方が有利であることに基づい
ている。本発明の好適な実施例においては、１回のパス
による高圧下圧延に適するように、フェライト相領域の
温度範囲または変態温度を挟む温度範囲における均一な
温度分布のストリップを得るために、ステッケル圧延と
仕上げ圧延との間で水冷を行っている。しかしながら、
その配置は、圧延処理を最適化するために追加のスタン
ドを利用する、従来型のオーステナイト相での圧延を依
然として使用できるようにも設計されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の装置の配置を示す図で
ある。
【図２】 本発明の第２実施例の装置の配置を示す図で
ある。
【図３】 温度制御ステージの実施例を示す断面図であ
る。
【図４】 温度制御ステージの他の実施例を示す断面図
である。
【図５】 温度制御ステージの他の実施例を示す断面図
である。
【図６】 本発明の更に他の実施例の装置の配置を示す
図である。
【図７】 本発明の更に他の実施例の装置の配置を示す
図である。
【図８】 本発明の更に他の実施例の装置の配置を示す
図である。
【図９】 本発明の更に他の実施例の装置の配置を示す
図である。
【図１０】 本発明の更に他の実施例の装置の配置を示
す図である。
【図１１】 本発明の更に他の実施例の装置の配置を示
す図である。
【符号の説明】 １：（連続）鋳造機 ２：剪断機 ３：炉 ４：スケール除去ユニット ５：粗圧延機 ６：エッジャー ７：ステッケル圧延機 ８：ロール再研削手段 ９：ロールシフト手段 １０：スケール除去機 １１：スケール抑制スプレー １２：巻取りドラム １３：整形ロールアクチュエーター １４：冷却ステージ １５：仕上げ圧延機 １６：潤滑手段 １７：ロール配置（高圧下圧延ロール配列） １８：冷却ステージ １９：巻取りステージ ２０：区画された冷却 ２１：誘導加熱 ２２：誘導加熱 ２３：接触ロール ２４：水槽

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】薄板鋼ストリップの逐次的工程、すなわ
    ち、 ｉ）連続的に鋼を鋳造（１）する工程、 ｉｉ）高温の鋳鋼のスラブへの切断または剪断ならびに
    再加熱および／または材料の温度と冶金学的品質の均質
    化を行う炉（３）へ挿入する工程、 ｉｉｉ）鋼のスケールを除去する工程、 ｉｖ）一つの又は複数の可逆スタンドによる粗圧延
    （５）と後続のステッケル圧延（７）における圧延、ま
    たは単にステッケル圧延のみによる圧延により減厚する
    工程、からなる方法であって、 熱間圧延鋼が約1mm のゲージ厚さでステッケル圧延機を
    出てタンデム仕上げ圧延機を通過し、ステッケル圧延機
    の出口と仕上げ圧延機との間に配置され、ストリップの
    長手方向および幅方向に沿って温度を均質化する区画さ
    れた冷却ユニットがあり、冷却ユニットでは仕上げ圧延
    へ送り込まれるストリップの温度を広範囲に調節可能で
    あり、仕上げ圧延へ送り込まれる鋼ストリップの温度が
    変態温度を挟む温度範囲またはフェライト相領域の温度
    範囲である薄板鋼ストリップの製造方法。
  2. 【請求項２】前記仕上げ圧延機（１５）が、潤滑手段
    （１６）およびロール配置（１７）を含み、これによっ
    て、生産する製品およびその所望の厚さに従って、オー
    ステナイト相領域の温度範囲であるか、または変態温度
    を挟む温度範囲、フェライト相領域の温度範囲である温
    度範囲で高圧下、典型的には略４０％の圧延圧下を実現
    することができることを特徴とする、請求項１に記載さ
    れた薄板鋼ストリップの製造方法。
  3. 【請求項３】制御された冷却ユニット（１８）が、仕上
    げ圧延機の出口に設置されており、その冷却速度が、焼
    き入れを実現する急速冷却から、徐冷を達成する空冷を
    含むことを特徴とする、請求項１に記載された薄板鋼ス
    トリップの製造方法。
  4. 【請求項４】高温下での巻取りを可能にするように前記
    仕上げ圧延機に近接連結されたダウンコイラー上に該ス
    トリップを巻取ることを特徴とする、請求項１に記載さ
    れた薄板鋼ストリップの製造方法。
  5. 【請求項５】鋼を、エッジの亀裂を防止するためにエッ
    ジング（６）を用いる前記粗圧延機（５）で、望ましく
    は５０％までの高圧下圧延し、望ましくは直列に前記ス
    テッケル圧延機（７）に投入することを特徴とする、請
    求項１に記載された薄板鋼ストリップの製造方法。
  6. 【請求項６】薄板生産を目的として、熱損失を最小化す
    るため鋼をステッケル炉（１２）に挿入する前に、前記
    ステッケル圧延機での最初の圧延で、望ましくは５５％
    までの圧延を行うことを特徴とする、請求項１記載の薄
    厚鋼ストリップの製造方法。
  7. 【請求項７】約１．０ｍｍの出口厚を達成するため、約
    ２０〜３０％の低圧下圧延に先だって、前記ステッケル
    圧延機を用いて望ましくは５５％までの３回の圧延を行
    うことを特徴とする、請求項１記載の薄厚鋼ストリップ
    の製造方法。
  8. 【請求項８】 材料の長さ方向および幅方向に沿って温
    度を均質化するとともに前記仕上げ圧延機への入口温度
    を制御するため、中間温度制御ステージが前記ステッケ
    ル圧延機と前記仕上げ圧延機との間に配置されているこ
    とを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載
    された薄厚鋼ストリップの製造方法。
JP4057299A 1998-02-19 1999-02-18 薄板鋼ストリップの製造装置および方法 Pending JPH11315325A (ja)

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