JPS58215201A - 熱間幅出し圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱間幅出し圧延方法に関し、と（Ｉｃ特定
幅につくら１またスラブから、種々な板幅なかでもスラ
ブ元帳よりもけるかに広幅の厚板や、ＰｆｉＩ延板を有
利に得ることについての開発成果を新規に提案しようと
するものである。

従来、厚板や熱延板などの圧延用素材としてのスラブは
、鋼塊の分塊圧延で専らつくられたので製品寸法に応じ
る造塊または分塊圧延で、比較的容易に対処され得た。

し、かるに近年来、品質面、コスト面でより有利な連続
鋳造法の普及、さらに最近ではこね、に熱間圧延を直結
させるようなプロセスも採用されるに至り、ここで連続
鋳造の過程で種々に幅の異なるスラブを得ようとすると
き、そこに必要な鋳型の交換使用、鋳型鋳幅の変更の操
作は、何れも手間と時間が嵩み、生産性の阻害が甚しく
、とくに連続鋳造−熱間圧延直結プロセスでは、最少限
度のスラブ種類に抑制をすることが、生産面、品質面で
よシ好都合とされる。

そこで熱間圧延の際に、被圧延月の幅変更を行うことが
不可欠となり、ここにスラブ幅よシも狭い板幅とする幅
圧下または、幅分割についても重要な手順であるが、ス
ラブ圧延に伴う幅広がシをはるかに越える板幅を必要々
するとき、いわゆる幅出し圧延つ；、ことに重要である
。

スラブの幅出し圧延については、在来の厚板圧延で慣用
のように、スラブの厚みにその長手力向゛でわずかな圧
下を加える成形パス後、水平に９００転回し幅方向にわ
たりロール間で反覆通板し、製品幅に見合うまで幅圧延
を行ってから再１．Ｉｆ　９０転回して最終板厚にまで
圧延するのが通例である。

９０°転回して幅出し圧延全行う場合、通板長さが短い
ため、そのほぼ全域で、いわゆる圧延前後端の非定常圧
延の影響を受ける。すなわち第１図（イ）〜（へ）に各
段階につき図解をしたように、同図（イ）１で示す成形
パスを経たスラブｌを９０　転回（同図（ロ））シて同
図ｒ−＋のロール対２間に通板したとき、幅圧延の前後
端縁とも中央が突出した、同図に））のようなたいこ状
張出しｆＥｌ、その両側におけるつの状突出しｆＦｌ、
さらに同図のＡ−ＡＩ断面を同図（ホ））に示したまゆ
形のダブルバルジｆＧｌ　’に被圧延材１′に生じ、同
図（へ）のような９０°再転回後の長手方向圧延で夕“
プルバルジｆｃｌが両側縁に沿う折れ込みとなるなどの
不利があったのであシ、各図においてａけスラブの短辺
、ｂは同じく長辺で′記号にて、幅方向圧延後のそれら
を示したように９０゜転回が２度にもわたって生産能率
を阻害することが、上記の平面形状がとくにたいこ状お
よびつの状の如く悪化しこれに伴う歩留り低下に相加わ
るため、もはや連続鋳造スラブを素材とする合押的な厚
板またけ熱延板の生産ラインに適合し７得ないのである
。

一方、幅出し圧延に関してスラブ４の幅方向中央域に、
第２図（ａｌまたはｆｂｌに示すような環状突起ツキロ
ール８またけ４による局部圧下ケ加えること、ｔたさら
にその圧下量の制御で幅出し量を調節することなども、
かつて試みられたが、かようなロールは一般に、熱間粗
圧延工程に組入れられたのみで、該ロールによる局部圧
下で得られる溝つき被圧延材４′の平面形状の一例を、
第８図ｆａｌに、第２図ｆａｌのロールによる場合で示
すように、溝底ｆにおいて局部延伸して、その圧下の残
余域ｒが元のスラブ厚みのままなので、＠４図に示す平
ロール対５によるその後の圧延の際、残余域ｒが、幅方
向の中央および両側域でロール表面と接触してその拘束
下に圧延されるので、むしろ圧延方向の伸びが出やすく
、有効な幅広がりは、十分に期・待することができない
ばかυか、その平ロール対５による圧延を経たのちの平
面形状を第３図（ｂ）に示したように、前後端縁１心舌
状部ｔを生じて形状不良を起し易く、この点第２図伽）
に示した口〜ルによる結９についてもほぼ同様である。

つまり、上記のような部分圧延法では、最初の局部圧下
による幅広りこそ、通常の平ロール圧延と比べて大きい
けれども、全体としての幅広がシ代はさはどでないので
、スラブ幅の種類を最少限度に抑制してしかも必要とす
るすべての板幅を充足しようとする場合のような広範囲
にわたる幅拡げの要ｅ青ＫＶｉ、充分九対処することが
できない。

さて発明者−らの検討によると、スラブの圧延による圧
下減面量−を、有効な幅広がりに漕ぐためには、まず、
非圧下断面積比を大きくとった溝つけ圧下を強いること
、次にスラブの中央から、両側に向って溝幅の拡張をも
たらす減厚圧下ｆｃ施すこと、この際、両側近傍におけ
る拘束を回避すること、前記非圧下断面積比を大きくと
った溝つけ圧下に引続き、残余の両側域でそれらの幅方
向の分割区分領域毎の同時累次的な局部圧下をば、該Ｆ
ｆ：、′下を経た両側縁に沿う未圧下各領域幅合計の全
幅に対する割合いが２５〜５０チに至るまでの間、スラ
ブの両側縁に向って順次に加え、その後（Ｃ平ロール圧
延を施すこと１、との四条性が、とぐに重要であること
がわかった。

ここ例非圧下断面積比というのは、たとえば第５図に、
スラブ１の幅中央域に、狭い幅の圧下量ｄをもつロール
６で溝つけ圧下を強いる際に％核圧下の及ばない非圧下
部分の断面積”Ｆｏの、スラブの全断面積ＳＯに対する
比ＳＦｏ／８ｏで定義するこ七とする。発明者らは、ス
ラブ寸法の広範囲で種種に異なる場合についての数多く
の実験結果から、圧延方向の延伸比λと非圧下断面積比
”Ｆｏ、／ｓｏ　　との間に、第６図に示した相関のあ
ることを見出した。ここに延伸比λは、延伸前における
スラブ長さｔｏに対する延伸後のスラブ長さｔの比ｔｌ
ｔ。

を意味し、またこの実験で圧下率は、はぼ２６％とした
ときの成績である。図から明らかなように、ＳＦ０／８
ｏが大きい程、圧延による伸び変形が少くこれけ、圧下
量における圧延方向へのメタルフロ〜が、大きい非圧下
部分によって拘束さｊ、るためであり、伸び変形がこう
して抑制されることの描然の帰結として幅広がりが大き
くあられれる。ちなみに通常のスラブ平ロール圧延でＳ
　　　は、ＦＯ／／ｓ。

Ｏであり、伸び変形が最大となる。

次にかくして得られる幅方向中央溝７を、幅方向に溝幅
の拡張をもたらす第７図に示したようｉ減厚圧下８およ
び９を順次に施すのであるが、この際累材の両側はいわ
ゆる自由端をなしその外側に材料がないので、圧延中こ
れと直角方向へのメタル７０−が容易に生じる。ここに
第７図に示すように、上記溝つけ圧下の両側残余域ｒ□
、ｒ２ｆ、それぞれ幅方向で数区分をした分割領竣ｄ□
、ｄ□′、ｄ２、ｄ２′毎に、よシ広幅の圧下量をもつ
ロール釦よる順次、段階的な圧下音訓えるのであり、こ
うして幅方向に、両側自由端に向うメタルフローで著し
く大きい幅広が＃）を得るのに極めて有効である。逆に
被圧延材の中央に未圧下域を残してその両側に減厚圧下
を加えたときには、この圧下によるメタルフローが相互
にぶつかシ合うために、圧延方向伸びをもたらし、大き
い幅広がりは期待さｎ、得ない。

上記各段階的な、順次の減厚圧下の際に被圧延材の両（
ｆｉｌｌ　Ｋついてけもちろん、上下面でも、ロールと
の接触による５８１束を行うと、幅広がりが制限されて
その分のメタルフローはほとんど圧延方向伸びにかわら
ざるを得なくなシ、従って、自由端のまま無拘束にして
有効な幅広がりが得られる。

このようにして、特定幅のスラブから、上記各段階にお
ける圧下量に応じる幅広がシで必要な幅出しが行え、最
終的に被圧延材の両側縁に沿ってわずかに残る未圧下域
の平ロール圧延によって、種々な板幅の厚板または熱延
板が得られるわけである。

とくに大きい幅広がりを必要とするときけ、第６図に示
したところにおいてＳＦＯ／Ｓｏ　”＞　０．６　　（
！：　’ｉ’ｊるような圧挿条件の選択が有利に適合し
、ここに各圧延段階毎に、元帳の１０〜４０％に相浩す
る圧下幅となる圧下量をもつロールでの圧延を行うを可
とすることが、発明者らによって究明さｆｌたのである
。

すなわち、まずスラブの幅中央域に、スラブ幅の１０〜
４０係に当る幅の圧下量をもつロールで溝つけ圧延をし
、この溝つけ圧延で残さね、る両側域について、各幅出
し圧延段階毎の被圧延材幅の１０〜４０％に相当する圧
下幅毎に区分した分割領域毎に、両ｆｌｌ１１へ向う溝
の拡幅を伴う減厚圧下を７１１ｉ’ｉ次に加えるのであ
る。

またスラブ幅の中央域における溝付は圧下後、残さｊ、
た両側域における溝の拡張を伴う減厚圧下の別タイプの
方法として、第８図に示すようにスラブの被圧延材ＩＯ
の幅方向中央域に溝つけ圧下全行うための圧下量Ｃを有
するにか、その両側の隣接位置と該位置からの離隔位置
で所定間隔に設定し得る一対の圧下ｉｄを付属させ、こ
の圧下環は、はじめの避噴位置（同図（ａ））から、圧
下量Ｃに沿う１隣接位１道（同図（ｂｌ　）　、または
離隔位置（同図（０））にそｎ、ぞれ移して固定し、上
述各圧延段階に適合させる。

このように圧下量Ｃ１圧下ｉｄ′ｆ採用し幅出し７圧延
で目標幅を得るためには、上述のように、オず圧下量○
による溝つけ減厚圧下のあと、圧下環ｄの中心間距離ｔ
ｉ次に広く設定して圧下する圧延を、何サイクルか繰返
すか、または各段階において複数バスの圧延を行うかは
、任意に伺九をも選択することができる。

なお、ロール形状は、圧下量０および圧下環ｄとも外周
縁に丸味をもたせて圧延中の疵発生の防止に効果があり
、とくに圧下環ｄについては、ロール端に向けて先細ク
チ−パーを有するようにすることが、充分に大きい幅広
が勺ヲ得るために有効である。

また上記ロールを組込んだスタンドの前段または後段に
、左右一対の堅ロールを配置して、必要な幅圧下の併用
で、長手方向に幅の揃った板胴が得られ）る。

かくして限定された幅のスラブからでも広範囲の幅用し
ができるが、なおかつ材料先後端部において良好な平面
形状を形成するためには、前記両側へ向う溝の拡幅を伴
う減厚圧下を、スラブの両１０１１縁に沿って残る未圧
下各領域幅合計の全幅に対する割合いが後述するとおり
２５〜５０％に至るまでの間、スラブの両側縁に回って
１１０次に同時累次的局部圧下を加えた後、平ロール圧
延を施すことが、とくに有効であることがわかったので
ある０ここにこれらの知見に基づ〈発明を提案するもの
で、スラブの熱間圧延に当や、その幅中央域における局
部圧下を行い、これに引続き残余の両側域でそカフらの
幅方向の分割区分領域毎の同時累次的な局部圧下全ば、
該圧下を経た両側縁に沿う未圧下各領域幅合計の全幅に
対する割合いが２５〜５０％に至るまでの間、スラブの
両側縁に向って１１れ次に加え、その後に平ロール圧延
を施すことを特徴とする熱間幅出し圧延方法〜によって
課題解を図るものである。

この発明に従い両側域でのそれぞれ幅方向の分割区分領
域毎の同時累次的な局部圧下については、（１１ｌｌｒ
ｌ次より広幅な圧下用をもつロールにて行なうこと、 （２）各圧下段階にて板幅の１（）〜４０％に和尚する
圧下幅にて局部圧下を行なうこと、 （８）圧下用に変えて、幅方向分割区分領域毎に設定位
置を定めた川下環にて行なうこと○も望ましい方法であ
る。

つぎに第９図（ａｌ〜（ｄｉに、この発明に従う幅出し
圧延各段階を、被圧延材１０の断面について示し、１１
は各段階毎に幅が異なる圧下用をもつロールであり、そ
れぞれ添字（２Ｌ）、Ｉｂ）−（ｎｌ、（ｎ＋１）で段
階的に幅を大きくしたロールであシ１１・（ｈ羊ｉ））
は平ロールである。また第１Ｏ図（ａｌ〜ｆｄｌには、
各段階圧延の前後における被圧砥料１０の平面形状を、
その断面形状にあわせ示した。

まず板幅の中央域ヲ１ｌ（ａ）のロールで圧下し、幅広
がりをもたらし、順次段階的に圧下幅を拡大したロール
１ｌ（ｂ）・・・１１（ｎ＋１）％本で同時累次的局部
圧下を行い、板幅両側へ向うメタルフローを生じさせ、
両側縁に沿って、残る未圧下各領域幅合計を、全幅の２
５〜６０％の範囲にするまで順次圧下を加えた後、平ロ
ール圧延を施すことにより、材料先後端部の良好な平面
形状を有する幅出し圧延を可能とする。

これに対して従来の厚板圧に正でｉｉ［１１図に示す板
材に平圧延を施すとき、板側の上下面はロールにより圧
下されるので、板材の側面端部は自由端となる。板材の
長手方向両端近傍（１１（ａ１部）の圧下による変形は
、該端部近傍で長手方向中央域と比べて幅広がりがはる
かに容易であるのに対し、板の長手方向中央域（ＩＨｂ
１部）は圧下域の前後での拘束により幅広がシが容易で
なく、圧下による変形は主として圧延方向伸びを生じる
。したがって板の長手方向の全体でみると、圧延方向伸
びが大きな中央域と圧延方向伸びが小さな板幅端部が存
在することにニジ、これが一体として圧延されるので板
材の局部的中央域に比し圧延方向伸びが、両端部近傍で
は抑制されその分、幅広が力になる。かくして圧延後の
鋼板先後端の平面形状は第１２図に示すとおシ、扇形形
状となり、この部分Δｔ□、ｄｊＩＶｉ、クロップとし
て切捨てられる。このクロップ量Δｔ□＋ムＩＢ　Ｉｄ
通常５００〜８００ｍｍ生じ、大幅な歩留低下をきたす
。

この発明方法は、このような鋼板先後端の平面形状をも
調整すべく、板幅中央域の圧延方向伸びを板幅両端部の
それより相対的に低下させることによって良好な平面形
状が得ら力、る０つぎにこれを熱間鋼材によるモデル実
験で得らｆｌた結果に基いて説明をする。

幅２００間×厚２０前のｓｓ　４１鋼板材を１２５０℃
に加熱し、これを幅８０朋から１８０問までの溝つきロ
ールおよび平ロールを用い、鋼板拐１１９図記載の圧延
ロール１１（ｂ）、１１（ｎ）　、　１１（ｉ＋１＞を
用い８段階で圧延した０圧下量は各ロールについてｌパ
ス６間で２パスづつ圧延した。

鋼板材圧延のクロップ長さくΔｔ□＋Δ１．　）と平ロ
ール圧延前の拐料の未圧下各領域幅合計／全幅・との関
係′ｆ：ｆｌ８図に示す。同図から明らかなとおシ、未
圧下各領域幅合計／全幅の比が２５％以下では鋼板先後
端部が凸形状となり、２６チ以上では逆に凹形状となる
０とくに５０％以上では回置が著しく大きくなシ、後平
圧延後も凹形状の影響が残り、歩留改善が得られないの
で、この発明方法では未圧下各領域幅合計／全幅の値を
２５〜５０弼の範囲に限定した。

第１Φ図（ａｌ、（ｂｌけ、そ几ぞｆ’ｌ−実験に使用
した第１スタンドおよび第２スタンドのロール形状の一
例を示し、Ｗは圧下量の幅を添字１．２により区別した
ところにおいてＷ□け４５０開、Ｗ２Ｖｉ８５０問、第
１４図ｆｂｌは平ロールである。断面１１５０問×　２
００問、　１８５０問×　２００間、　１４５０開に２
００間の３鍾類の連鋳スラブを素材として１２５０°Ｃ
に加熱したのち、まず圧下幅Ｗ□のロールによシ幅中央
域に１パスの圧下１５０間で２パスの溝つけ圧下全行っ
たのち、圧下幅Ｗ２のロールで同様な圧下量で、溝つけ
圧下の両側域でのそ九ぞｎ１幅方向の分割区分毎の同時
累次的圧下を、スラブの両側縁に沿って残る未圧下各領
域幅合計の全幅に対する割合いが表１に示す数値に至る
まで、スラブの両側縁に向って、順次に加え、その後平
ロールで同様に２パスで両側未圧下域の減厚圧下を行い
、厚さ１００＋１１ｍの板に圧延したのち、通常の平ロ
ールで厚さ３０朋まで圧延した。

この圧延において各圧延段階における全幅広がｐ比は、
第１５図に示すように推移し、ここＶ−素材厚み２００
問を、１００問に８段階で減叩圧下したときの全幅広が
り化け、○印で示し１６８のように著しく大きい０ １００閂Ｉグみまでの幅出し圧延後、通常の平圧延で８
０　％ｍｍ厚みまで圧下を行い、平圧延後の全幅広がり
比は、・印で示し、１．３２であった。

ちなみに通常の平圧延での同時圧下量での全幅広がり比
は、およそ１．０８程度である。

厚み８０間まで圧延後の鋼板先後端クロップ長さくΔｔ
工＋Δ１２）を通常の平圧延材と、この発明法に工す幅
出し比１．２の場合とを比較して、前記表ＩＫ示した０ 同表から明らかなとおり、この発明による場合は、スラ
ブ丸線よりもはるかに広幅の厚板や熱延板を有利に得る
ために、メタルフローで中央域よシ両側縁方向へ同時累
次的進行を図るべく、スラブ幅中央域における局部圧下
を加え、これに引続き残余の両側域でそれらの幅方向の
分割区分領域毎の同時累次的な局部圧下をば、その圧下
を経た両１（１１縁に沿う未圧下各領域幅合泪の全幅に
対する割合が２５〜５０壬に至るまでの間、スラブの両
側Ｐ＋Ｉて向って箇次に加えその後に平ロール圧延を行
うことによりクロッグ切断代が少く、成品歩留が高く、
良好な平面形状の與品が得らｔまた。

以上の例は２基のスタンドによる場合について述べたが
、各ロールを、ｌスタンド毎ＩＣ分けて冬スタンドのタ
ンデム圧延にし、ま７’？：　ｍ−スタンドのみにおけ
る可逆圧延を行っても、幅広がり効果は、同様に実現で
き、また上記のように各ロールｆ＋Ｊ：に複数パスの圧
延を行うほか、各ロールの圧下綺を同じにして、そ）土
を何サイクルかにわたり繰返してもよい。

以上のべたようにしてこの発明（τよれば、圧延素材の
幅中央城の局部的溝つけ圧下と、これに引糾き残余の両
側域における段階的な減厚圧下のそｔｌ、ぞｔｌ、にお
いて、各圧下の際にその影響を受けない素材部分のけ９
面積に依存した伸長抑制の下に有効す幅方向メタルフロ
ーによって著大な幅出しが可能になり良好な平面形状￥
不する成品が彷らプ１、大＠にクロップ長が減少し、へ
巻包″す！ｆ品するので、とぐに述部スラブの８ｑ造工
程を通した圧蝿工稍の生産性の増強と品質面の向上１ｃ
、寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（へ）け幅出し圧延の従来法を各圧延段
階について示す説明図、 第２図（ａ）、Φ）は、塔出し圧延の別な従来法におけ
る圧延要領の説明図、 第８スｆａｔ、＋ｂｌはその圧延直後卦よびその後の平
圧延後の平面形状を示す説明図、 第４図（１その平圧延挙ルリの説明図、第５図はこの発
明による幅出し圧延の基本理念の説明図、 第６図は非圧下断面積比ＳＦｏ／８ｏの延伸比λに及ぼ
す影響を示すグラフ。 第７図はこの発明の基本理念に従う分割圧下要領を説明
する断面図、 第８図〜第１０ｔツ１の各（ａｌ〜ｆｄｌは、この発明
にょる段階圧下要領を示す断面図と平面図であり、第１
１図は従来の厚板の長手方向平圧延における端部異常圧
下域を示す板材の側面図、第１２図は、鋼板先後端に生
じた扇形クロップを示す平面図であり、 第１８図は、平ロール圧延前の未圧下各領域幅合計／全
幅の比率がクロップ長に及ぼす影響を示すグラフ、 第１４図（ａ）は溝っけおよび溝拡げ各圧下側をもつロ
ールの正面図、同図（ｂｌは平ロールの正面図であり、 第１６図は各段ロール毎の幅広がり比を示すグラフであ
る。 １１（ａ）、　１１（１））〜１ｌ（ｎ）・・・互いに
異なる圧下側、をもっロール、１１（ｎ＋１）’・・平
ロール第１図 第２図 （ａ）　　　（１）、１ 第３図 第４図 第５図 第７図 ’、；ｘ　８図 （ｄ） 第９図 （ａ、・　　　　＜　ｂ　／ （Ｃ＞　　　　　　＜ｄ　） 第１０　［ＫＩ （ｄ） 第１１図 第１２図 未圧丁各領燐中１合吉１Δを幅　　（％）第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　スラブの熱間圧延に当り、その幅中央域における局
   部圧下を行い、これに引続き残余の両側域でそれらの幅
   方向の分割区域毎の同時累次的な局部圧下をば、該圧下
   を経た両側縁に沿う未圧下各領域幅合計の全幅に対する
   割合いが２５〜５０％に至るまでの間、スラブの両側縁
   に向って順次妬加え、その後に平ロール圧延を施すこと
   を特徴とする熱間幅出し圧延方法。