JPH1190503A

JPH1190503A - 鋼板の熱間圧延方法

Info

Publication number: JPH1190503A
Application number: JP25814897A
Authority: JP
Inventors: Takao Iguchi; 貴朗井口; Yoshimitsu Fukui; 義光福井; Takashi Ishikawa; 孝石川; Keiji Nishimura; 恵次西村; Akihiko Fukuhara; 明彦福原
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】製品材質に影響するようなスラブ温度変更
手段にはよらずに、幅プレス手段のみによって鋼板（と
くに普通鋼板）のシーム疵の発生を効果的に防止するこ
とができる鋼板の熱間圧延方法を提供する。【解決手段】粗圧延に先立って幅プレスによりスラブ
１の幅調整を行う鋼板の熱間圧延方法において、加熱炉
７抽出時もしくは幅プレス前のスラブ温度が所定の閾値
以上もしくは超であれば、テーパ部でスラブコーナに当
接する台形溝を有する金型２を用いて幅プレスを行い、
前記スラブ温度が前記閾値未満もしくは以下であれば、
厚み方向に平坦な金型２Ａを用いて幅プレスを行うよ
う、スラブ温度に応じて使用金型を交換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鋼板の熱間圧延
方法に関し、特に、粗圧延に先立ってスラブの幅調整を
行う幅プレス方法の改良によりコイルの端部に発生する
シーム疵を有効に防止する鋼板の熱間圧延方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱間スラブを帯板に圧延するに際し、連
続鋳造時のスラブ幅の種類を統合し、スラブの幅調整を
広い範囲で行うことにより、大きなコスト削減効果を得
ることができる。この広範囲の幅調整方法としてＶロー
ル圧下方式とプレス圧下方式が知られているが、プレス
圧下方式はＶロール圧下方式に比べて圧下効率が優れ、
またクロップ形状制御も可能であるという長所を有す
る。

【０００３】プレス圧下方式においては、例えば図２に
示すような、少なくともスラブ１の進行方向の入側に、
望ましくはさらに出側にも傾斜部を有し、中央部に平行
部を設けた金型（幅プレス金型）２が使用される。この
金型を例えばスラブ進行方向と直角に往復運動せしめ、
周期的に金型から離れる時のスラブを搬送テーブルにて
間欠的に前進せしめることにより、スラブは所定の幅に
幅圧下される。なお、金型にスラブ進行方向の往復運動
機能をも具有させ、プレス圧下動作とスラブ前進動作と
を同時進行させるやり方もある。

【０００４】幅圧下を終了したスラブは、その後の粗圧
延工程において、３〜５機の粗水平圧延機によって厚み
圧下され、かつ必要に応じてＶロール圧延機によって幅
を微調整された後、仕上げ圧延工程に送られる。ところ
で、熱間圧延された鋼板のエッジからおよそ５〜40mmの
エッジ近傍にはシーム疵が発生することが多く、製品と
する前に精整工程でのトリミングによりこれを除去する
必要があるため、工程負荷過重及び歩留り低下の問題が
大きい。このシーム疵の発生形態は鋼種によって異なる
が、普通鋼板では炭素含有量の小さい鋼種ほど発生頻度
が高い。これは、シーム疵発生が材料の変態挙動と関係
があるためであることが分かっている。

【０００５】すなわちスラブエッジのコーナ部は、加熱
炉抽出後の水冷および空冷によってスラブ内部よりも急
速に温度低下が進み、条件によっては幅プレス工程から
粗圧延工程の途中で、コーナだけが変態点以下となる。
変態した直後の材料部分では変形抵抗が低下するため、
近傍の未変態部分との間に変形抵抗差が局部的に発生す
る。

【０００６】上記のように変態によってコーナのみ柔ら
かくなった状態が、図３(a) のように幅プレス時に発生
すると、図３(b) に示すごとく幅プレスによって表面突
起がスラブエッジ近傍で上下方向に形成され、この突起
が引き続き水平圧延によって平滑化される際に、図３
(c) 〜(d) に示すように一部が折れ込み疵（シーム疵）
となって残留する。

【０００７】また、コーナのみ柔らかくなった状態が、
図４(a) のように粗圧延のどこかの段階で発生すると、
図４(b) に示すごとく水平圧延でスラブ端面側に突起が
形成され、これが引き続く粗圧延水平パス、また仕上げ
圧延水平パスで図４(c) 〜(d) に示すように表面側に回
り込み、折れ込み疵（シーム疵）となって残留する。一
般に、普通鋼は炭素含有量が小さいほど、変態が急速に
進行し、変態部と未変態部の変形抵抗差が明瞭にあらわ
れるので、シーム疵が発生しやすいと言える。

【０００８】上記のような普通鋼のシーム疵発生形態に
鑑み、プレス後のスラブコーナが面取りされるべく、図
５に示すように、テーパ部でスラブコーナに当接する台
形溝を有する金型（以下カリバ金型と称する）によって
幅プレスすることによってシーム疵発生を防止する技術
が特公平４−33521 号公報に開示されている。これによ
ってスラブコーナの鋭角度が減じることにより、幅プレ
ス後の冷却によるコーナ部の温度低下を少なくし、もっ
てシーム疵の発生を防止しようとするものである。

【０００９】しかしこの方法によるのでは、シーム疵の
発生を完全には防止することができない。すなわち、ス
ラブの温度が変態温度よりも充分高い場合はよいが、加
熱温度などが低く、スラブの温度が初めから低い場合
は、コーナの鋭角度を減じることにより内部との温度差
を多少小さくしたとしても、コーナ部が変態温度以下に
なることを防ぐことができない。また、幅プレス時にす
でにスラブコーナ部が変態している場合、図３(b) に示
すようなプレス起因の突起形成を防止することができな
いばかりでなく、コーナ部のプレス量が大きいために、
かえってコーナ突起の発生を助長することがある。

【００１０】一方、シーム疵の発生は防止し得ないもの
として、その発生位置をできるだけ板エッジに近い位置
になるように圧延中の板のメタルフローを制御し、トリ
ミング時の歩留り低下を防止するための技術が特開平５
−123713号公報、特開平５−277510号公報などに開示さ
れている。これらの技術は、幅プレス金型を図６に示す
ような凸型とし、プレス後のスラブ側面形状を凹型とす
ることによって、スラブ側面が圧延中に板表面側に回り
込む量を減少させる効果があるが、シーム疵の発生その
ものを防止するものではない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、普通鋼
のシーム疵は、図７(b) に示すように幅プレス時、もし
くは粗圧延時に、スラブコーナ部のみが変態温度に達し
ている場合に発生する。言い換えれば、この温度が図７
(a) に示すように充分高い場合はコーナの変態部分がな
いために、また、温度が充分低い場合は、図７(c) に示
すようにスラブの端部全体が変態するためにそれぞれシ
ーム疵は発生しにくい。すなわち、シーム疵の発生には
危険温度域があって、この危険温度域を避けるように温
度制御すること、より簡便にはスラブの加熱温度を調節
すること、によってある程度まではシーム疵の発生を抑
制することができる。しかしながら、加熱温度もしくは
圧延温度は圧延材製品の材質確保上の要求や、その他圧
延荷重制限などの操業上の制約から決定されており、シ
ーム疵防止の観点のみから決定することはできない。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、製品材質に影響するようなスラブ温度変
更手段にはよらずに、幅プレス手段のみによって鋼板
（とくに普通鋼板）のシーム疵の発生を効果的に防止す
ることができる鋼板の熱間圧延方法を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、粗圧延
に先立って幅プレスによりスラブの幅調整を行う鋼板の
熱間圧延方法において、加熱炉抽出時もしくは幅プレス
前のスラブ温度が所定の閾値以上もしくは超であれば、
テーパ部でスラブコーナに当接する台形溝を有する金型
を用いて幅プレスを行い、前記スラブ温度が前記閾値未
満もしくは以下であれば、厚み方向に平坦な金型を用い
て幅プレスを行うよう、スラブ温度に応じて使用金型を
交換することを特徴とする鋼板の熱間圧延方法である。

【００１４】第２の本発明は、第１の本発明において、
厚み方向に平坦な金型に代えて、スラブ厚中央部に当接
する凸部を有する金型としたことを要旨とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前記課題を克服
し、スラブの温度が変化しても効果的にシーム疵を防止
するため、種々の温度に加熱したスラブについて幅プレ
ス終了時および粗圧延終了時にサンプルを採取してスラ
ブコーナ部での局部変態および局部変形（突起、折れ込
み）の状況を調査した。また、スラブ加熱温度と製品の
シーム疵発生率の関係も調査した。なお、圧延中のスラ
ブコーナ変態状況は、スラブが常温に冷却された後にお
いてもミクロ組織における粒径分布の違いによって推定
することができる。

【００１６】本発明者らは、まず、カリバ金型を用いた
幅プレス実験により前記調査を行った。その結果を図８
にまとめて示す。図８より、加熱温度1200℃のスラブサ
ンプルでは、幅プレス時、粗圧延時とも幅端部全域が未
変態であり突起の発生はなかった。また、加熱温度1150
〜1250℃でのシーム疵発生率は 0.3％と比較的低かっ
た。加熱温度1150℃のスラブサンプルでは、幅プレス時
に幅端全域が未変態であり突起の発生はなかったが、粗
圧延時にコーナが局部変態し折れ込みが認められた。ま
た、加熱温度1100〜1150℃でのシーム疵発生率は 4.2％
と高かった。さらに、加熱温度1100℃のスラブサンプル
では、幅プレス時に局部変態による大きな突起が認めら
れ、粗圧延時には幅端部の大部分が変態し突起は小さか
った。また、加熱温度1100℃以下でのシーム疵発生率は
2.1％と高めであった。

【００１７】続いて本発明者らは、カリバをもたない厚
み方向に平坦な金型（以下フラット金型と称する）を用
いて上記同様の調査を行った。その結果をまとめて図９
に示す。図９より、加熱温度1200℃のスラブサンプルで
は、幅プレス時に幅端部全域が未変態であり突起の発生
はなかったが、粗圧延時にコーナが局部変態し折れ込み
が認められた。また、加熱温度1150〜1250℃でのシーム
疵発生率は 4.6％とかなり高かった。加熱温度1150℃の
スラブサンプルでは、幅プレス時に幅端部全域が未変態
であり突起の発生はなく、粗圧延時にコーナのかなり大
きな領域での変態と局部変形が認められたが、この局部
変形は滑らかなものであった。また加熱温度1100〜1150
℃でのシーム疵発生率は 0.8％と比較的低かった。さら
に、加熱温度1100℃のスラブサンプルでは、幅プレス時
にコーナ変態が認められたが局部変形はかなり緩やかな
ものであり、粗圧延時には幅端部の大部分が変態して局
部変形は認められなかった。また、加熱温度1100℃以下
でのシーム疵発生率は 0.2％と非常に低かった。

【００１８】以上の結果より次のことがいえる。すなわ
ち、カリバ金型は、スラブコーナを面取りすることによ
り幅プレス後の粗圧延工程でのコーナ部の温度低下を抑
制する作用を有するから、粗圧延段階をコーナ変態、局
部変形の起こる危険温度域に誘導する加熱温度をフラッ
ト金型の場合よりも低温側に移行させる効果がある。よ
って、加熱温度の高い（1150〜1250℃）スラブに対して
はカリバ金型を用いる方がよい。その一方で、カリバ金
型は、コーナ部の幅圧下量が大きいため、幅プレス段階
をコーナ変態の起こる危険温度域に誘導する加熱温度
（1100℃以下）の場合に突起形成を助長してしまうとい
う欠点を有する。

【００１９】他方、フラット金型を用いる幅プレスにお
いては、粗圧延中のコーナ冷却が大きいため、加熱温度
の高い（1150〜1250℃）スラブでは粗圧延中にコーナが
変態温度に達してしまいシーム疵発生率が増えるが、加
熱温度の低い（1150℃以下）スラブでは粗圧延時のコー
ナ変態域が充分大きくなるため、逆にシーム疵発生率が
低減する。また、フラット金型では幅プレス時にコーナ
圧下があまり大きくないため、プレス時のコーナ局部変
形があまり大きくならないという長所を有する。よっ
て、加熱温度が1150℃以下の場合は、フラット金型を用
いる方がよい。

【００２０】なお、加熱温度が1150℃に一致する場合に
は、カリバ、フラットいずれの金型を用いても効果に差
がないためどちらを使用するかはアプリオリに決めてお
けばよい。本発明者らは以上の知見より、加熱温度の違
いによって幅プレス金型を変更して使い分けるという、
前記第１の本発明の原点となる着想を得るに至った。た
だし、加熱温度は鋼種などによって目標温度が違うほ
か、加熱炉内の状態や在炉時間によってかなり変動し、
前もっては予測できない場合が多いので、この温度を各
スラブ毎に実測または、燃焼条件などから推測し、その
結果から使用金型をオンラインで決定する方法が最も効
果的であることを見い出したのである。

【００２１】なお、上記説明では、金型を使い分ける際
のスラブ温度の閾値を1150℃としたが、これは発明者ら
が検討した圧延ラインでの結果であり、別のラインでは
閾値が異なる可能性がある。例えば、加熱炉から粗圧延
終了までの時間がもっと長いラインの場合、同じ加熱温
度でもスラブが粗圧延されるときの温度は低くなり、変
態量も大きくなってしかるべきである。これは閾値が11
50℃より高くなることを意味する。すなわち、この閾値
は、使用する圧延ラインの個性に合わせて別途決定さ
れ、ここで限定される性質のものではない。

【００２２】また、上記説明では、閾値としてスラブ加
熱温度（＝加熱炉抽出時のスラブ温度）を用いたが、原
理的には幅プレス装置に進入する前の温度（＝幅プレス
前のスラブ温度）であれば同様に用いることができる。
それゆえ、例えば幅プレス入側に設けたスラブ温度計の
測定値を用いても良い。また、閾値と比較対照させる温
度は、必ずしも実測値である必要はなく、なんらかの方
法で推定した温度でも同様に用いることができる。

【００２３】次に、第２の本発明は、上記第１の発明を
さらに効果的に実施するためのものであって、スラブ温
度が低い場合に用いる金型を、フラット金型の代わりに
図６に示すようなスラブ厚中央部に当接する凸部を有す
る金型（凸金型）２Ｂを使用するものである。これによ
り、プレス後のスラブコーナ部は図６に示すようにさら
に鋭角となる。よって圧延中のコーナ部温度はフラット
金型の場合よりもさらに低下し、危険温度域からの低温
側逸脱代が増大するため、局部変形がさらに起こりにく
くなる。また、局部変形が突起から折れ込みに至った場
合でも、スラブ端面が圧延中に表面に回りこんでくる量
は小さくなってシーム疵位置がより端部に近づくので、
耳切り必要量が最小限に抑制されるという効果がある。

【００２４】

【実施例】図１は、本発明を実施するのに好適な (a)は
熱間圧延ラインを示す全体配置図、 (b)は幅プレス装置
を示す (a)のＸ−Ｘ矢視図である。この幅プレス装置８
では、金型枠３内に２組の金型（幅プレス金型）２，２
Ａが積層配置され、金型枠３の上下動よって金型２，２
Ａの切換えが瞬時（数秒以内）に行えるようになってい
る。同図において２はカリバ金型、２Ａはフラット金型
である。なお、金型枠３内には必要に応じて３組以上の
金型を格納することもできる。同図において、４は金型
を往復運動させるための押し棒、５は金型枠をスライド
させるスライド装置、６はスラブ１を支えて進行方向に
送るスラブ支持ローラである。なお、金型枠３をスラブ
進行方向にも移動できるようにして、スラブ移動中に幅
プレスを行うようにしてもよい。

【００２５】図１(b) における加熱炉７の出側には図示
しない温度計が設置されており、これから送られるスラ
ブ温度情報により、加熱温度が閾値（ここでは1150℃）
以上であればカリバ金型２を、閾値未満であればフラッ
ト金型２Ａを使用するべく幅プレス装置８の金型枠３を
上下させるように構成されている。なお、閾値超でカリ
バ金型、閾値以下でフラット金型をそれぞれ使用するよ
うにしても同等の効果が得られる。

【００２６】幅プレス装置８によって幅プレスされたス
ラブは、引き続きエッジャ圧延機10を備えた３機タンデ
ム配置の粗圧延機９によって厚さ30〜40mmのシートバー
に圧延され、ついで仕上げ圧延機群11によって所定の製
品サイズに圧延された後、ダウンコイラ12によって巻き
取られコイルにされる。図１に示した熱間圧延ラインを
用いて第１、第２の本発明により製造した熱延普通鋼板
についてシーム疵不良率を調査し、カリバ金型２Ａのみ
を用いた従来法と比較した。シーム疵不良率は、熱延鋼
板コイルを酸洗し、さらに鋼板のエッジ部を片側８mmず
つ耳切りした後に目視でシーム疵の有無を調べ、不良と
なったコイルの本数％で評価した。また、第２の本発明
の実施時には、図１におけるフラット金型２Ａに代えて
図６に示した凸金型２Ｂを採用した。なお、この調査期
間中、スラブ加熱温度は、1050℃から1250℃の間で大き
くばらついていた。

【００２７】図10は、本発明と従来法によるシーム疵不
良率を対比して示すグラフである。図10より明らかなよ
うに、シーム疵不良率は、従来法の 3.5％に対し、第１
の本発明では0.40％、第２の本発明では0.28％と格段に
低下し、本発明によるシーム疵防止効果が顕現した。

【００２８】

【発明の効果】かくして本発明によれば、いかなるスラ
ブ温度条件においてもスラブコーナ温度が危険温度域に
入ることを防止するので、加熱温度や圧延温度の厳密な
制御を必要とせず、普通鋼板のシーム疵発生を効果的に
防止することができるという優れた効果を奏し、もって
歩留りの向上やトリミング工程の負荷削減など産業上寄
与するところ大である。

【００２９】なお、本発明が、実施例に採用した普通鋼
板のみに限らず、これ以外で同様の変態挙動を示す材
料、例えば低炭素鋼板や極低炭素鋼板、さらには純鉄系
材料や珪素鋼板などの熱間圧延に対しても応用できるこ
とはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するのに好適な (a)は熱間圧延ラ
インを示す全体配置図、 (b)は幅プレス装置を示す (a)
のＸ−Ｘ矢視図である。

【図２】幅プレス方法の基本を示す模式図である。

【図３】幅プレス起因のシーム疵発生機構の説明図であ
る。

【図４】粗圧延起因のシーム疵発生機構の説明図であ
る。

【図５】カリバ金型の断面形状を示す模式図である。

【図６】凸金型の断面形状を示す模式図である。

【図７】温度とスラブ内変態、局部変形の関係を概念的
に説明する模式図であり、(a)は温度が充分高い場合、
(b) は温度が中間の場合、(c) は温度が充分低い場合で
ある。

【図８】カリバ金型を用いた実験結果の説明図である。

【図９】フラット金型を用いた実験結果の説明図であ
る。

【図10】本発明と従来法によるシーム疵不良率を対比し
て示すグラフである。

【符号の説明】

１スラブ２金型（幅プレス金型，カリバ金型）２Ａ金型（幅プレス金型，フラット金型）２Ｂ金型（幅プレス金型，凸金型）３金型枠４押し棒５スライド装置６スラブ支持ローラ７加熱炉８幅プレス装置９粗圧延機 10 エッジャ装置 11 仕上げ圧延機群 12 ダウンコイラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川孝千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者西村恵次千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者福原明彦千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粗圧延に先立って幅プレスによりスラブ
の幅調整を行う鋼板の熱間圧延方法において、加熱炉抽
出時もしくは幅プレス前のスラブ温度が所定の閾値以上
もしくは超であれば、テーパ部でスラブコーナに当接す
る台形溝を有する金型を用いて幅プレスを行い、前記ス
ラブ温度が前記閾値未満もしくは以下であれば、厚み方
向に平坦な金型を用いて幅プレスを行うよう、スラブ温
度に応じて使用金型を交換することを特徴とする鋼板の
熱間圧延方法。
【請求項２】厚み方向に平坦な金型に代えて、スラブ
厚中央部に当接する凸部を有する金型とした請求項１記
載の方法。