JPS5829501A - スラブの熱間幅圧下圧延方法 - 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】 本発明は、一定幅の鋼スラブ等を押々の幅のストリップ
用に幅集約するための、スラブの熱間幅圧下圧延方法に
関するものである。

従来一定ツーイズの連鋳スラブ等よ、！７抽々の幅のス
ラブを得るための熱間幅圧下圧延は、第１図に示すよう
にまずスラブ１にエツジヤ−２で１回または複数回幅方
向に押圧力を加えて幅圧下を行ない、その際スラブ１を
その側端部が膨むいわゆるドッグゾ−ンとなし、それを
水平粗圧延機で板厚方向に圧下し元のスラブよシも幅狭
の矩形断面ス（１） ラブとなす、あるいはこの操作を繰シ返して目的とする
幅のスラブとしている。

そして近年スラブが連続鋳造によってつくられることが
盛んになるに従い連続鋳造条件を単純化“　し鋳造品位
を向上させる目的で、使用するモールドの種類を少なく
する傾向となり、かつ生産能力を高める目的で鋳造幅を
大きくする傾向にあるため、広幅のスラブから所望の幅
の各種製品を得るためには前記幅圧下な強力に行なう必
要性が高まってきた。

このため、通常設置されるエツジヤ−とは別のスラブ幅
圧下専用の圧延機を設置するように力ってきた。第２図
は、この種の専用機の構成例を示シタモので、スラブ１
＠圧下時のドッグゾーンの成長を拘束するための孔型（
カリバー）３を有する竪ロール４に近接して、ドッグ？
−ンを消去するための上下水平ロール５が配置されてい
る。

なお、第１図、第２図においてはロール駆動軸の記載を
省いた。

第３図は、第２図に示すような圧延設備で矩形（２） スラブを竪ロールによシ幅圧下圧延し次いで水平ロール
でドッグヤーンならし圧延（水平ロール間隙をスラブ元
厚に設定する圧延）した後のスラブ１の平面形状を示す
。図において、１．ｃはフィッシュテール長さ、Ｓｃは
フィッシュテール面積、ΔＷは幅落量、〜は幅落長、Ｓ
ｗは幅落面積をそれぞれ示す。幅圧下圧延、ドツグボー
ンならし圧延されたスラブは次に図示しない粗圧延機で
板厚方向に圧下率８０チ程度の圧下を受は所定厚のパー
とされた後、そのパーのフィッシュテール部等所望の成
品幅（パー長手方向中央部の幅）に満たない先後端部分
がクロップとしてシアーによシ切捨てられるのである。

本発明者等は、上記した一定幅の連鋳スラブ等より種々
の幅のスラブを得る熱間幅圧下圧延について熱間モデル
ミルによる実験、実機ミルによる実験によシ種々検討し
た結果、祈来一般的に幅圧下圧延に使用される圧延ロー
ル径（８００〜１０００ミリ、ただし孔型ロールにあっ
ては孔型底部径、以下孔型ロール径は全てこの孔型底部
径で記載す（３） 幅圧下圧延を行なえば、従来に比して品質、歩留、各種
原単位、操業性等を大幅に改善できるととを見出し本発
明に到達した。

以下本発明を図面とともに詳細に説明する。

データはモデル実験の結果を実機換算したものである。

まず、熱間モデルミル実験によυ使用ロール形状、幅圧
下パススケジュール、幅圧下圧延とドッグが一ンならし
圧延の組合わせ方等について検討した結果を説明する。

（１）　　フラットロールよシも孔型ロールの方が有利
である。

第４図にフラットロールと孔型ロールによるドツグボー
ンの生成状態を示す。フラットロール６の場合ドッグゾ
ーンの成長が抑制されないため、幅圧下量が大きい場合
にはこれが過大となυ、後続のドッグが−ンならし圧延
で倒れ、第５図に示すような重大品質欠陥７となる。図
中８はドッグゾーンならし圧延用水平ロールである。又
図中１は厚さ方向を示す矢印、１１は幅方向を示す矢印
で（４） ある。

孔型ロール９の場合は、ドツグボーンの成長力抑制され
るため幅圧下量がかなり大きい場合でもこのような重大
品質欠陥７は生じない。そして、幅変更量＝（幅圧下量
ΔＷ）−（ドツグボーンならし圧延時の幅戻り量）（第
６図）が大きい、場合、フラットロールではドッグが一
ンならし圧延が多数回必要であるのに対し、孔型ロール
では幅圧下後ただ一回のドッグが−ンならし圧延で済む
。これは、一般的なホラトス）　ＩＪアップ場で考える
と、フラットロールでは第２図のような２基の圧延機を
必要とするのに対し、孔型ロールでは後続の水平粗圧延
機を利用できるので幅圧下ずルだけで足シ、ミル設備投
資の節約になシ、更に電プハロール原単位等のランニン
グコストも節約できることにたる。実験結果では、幅圧
下後ただ一回のドッグゾーンならし圧延によシ幅を変更
できる量は厚み２５０ミリＸ幅１８００ミリのスラブの
場合、フラットロール（径１ｍ）使用時はｍａｘ　５０
ミリ程度と少ないが、孔型ロール（箱孔型ロール径１（
５） ｍ、孔型深さ１５０ミリ・・・第７図）ではｍａｘ　３
ＱＱミリ程度と大幅に改善できることを確認した。第７
図においてＤｌはカリバー底径、Ｄ２はカリバー深さ、
Ｄ３はカリバ一つは部、Ｄθはカリバーっは部勾配であ
る。

第６図に示すように幅圧下によって成長したドツグボー
ンは、後続のドッグが−ンならし圧延によシスラブ幅方
向に変形する（以下これを幅戻シト呼ぶ）。フラットロ
ールによるドッグが−ンは、前述したように孔型ロール
による場合よシも大きいため幅戻シも大きい。これはフ
ラットロールによる幅圧下圧延は無駄が大きいというこ
とである。

また、ドッグが−ンならし圧延をするまでの総幅圧下量
が大きい程 は高く幅圧下量の無駄が少くなるが、その意味でもドッ
グが−ンならし圧延−をするまでの総幅圧下量を大きく
とシ得ないフラットロールによる幅圧下圧延は無駄が多
いのである。

（６） これは、またフラットロールによる方が孔型ロールによ
るよりもスラブ幅変更に使用するエネＡ・ギー効率が悪
いととを示す。

実験結果では、厚み２５０ミリＸ幅１８００ミリのスラ
ブを幅圧下したときの幅変更効率はフラットロール（径
１　ｍ　）による場合２０〜３（）チだったのが、孔型
ロール（箱孔型ロール、直径１ｍ。

孔型深さ１５０ミリ）によると６０〜８０％であった。

クロップによる歩留ロスもフラットロールと孔型ロール
では格段の差がある。例えば、厚さ２５０ミリ幅１８０
０ミリ単重２０トンのスラブを３００ミリ幅変更した場
合の歩留ロスは、フラットロール（径１　ｍ　）の場合
４．４チであるが、孔型ロール（箱孔型ロール径１ｍ１
孔型深さ１５０ミ！Ｊ）では２．７チである。

操業安定性の意味からロールの噛込角θ（第８゛図）の
限界は重要であるが、孔型ロールはフラットロールより
もロールの噛込角限界が大きく、安定的に噛込み、操業
安定性に優れている。第８図１中９１は幅圧延用カリ／
？−ロール底を示し、１１１は長さ方向を示す矢印、Ｉ
Ｖは圧延方向を示す矢印である。

実験結果では、ロール径１ｍの場合フラットロールで約
２０度、孔型ロールでは約２７度である。

（２）１パス尚シの圧下量は大きい程有利である。

孔型ロール（箱孔型ロール径１ｍｓ孔型深さ１５０ミリ
、孔型つば勾配２５％）を用い幅圧下圧延に有利なバス
スケジー−ルを厚さ２５０ミリ幅１８００ミリ単重２０
トンのスラブについて検討した実験結果を一例として示
す。

トータル幅圧下量１５０ミリとし１ノぞス昌シの圧下量
５０ミリを３ノ臂スしたものと、１ノぐスで１５０ミリ
幅圧下したもののドッグビーン高さとクロップロスを比
較したところドッグが−ン部スラブ厚と中央部スラブ厚
（圧延前スラブ厚）の差の１（以後ドッグが−ン高さと
いう）は、圧下量５０ミリ×３パスのものが３０ミリ、
１５０ミリ×１パスのものが２５ミリであＩｆ）　、１
　ノ’？ス当シの圧下量が大きい方がドッグゾーンの大
きさが小さい。ドツグボーンが小さい程、幅戻りは小さ
くなるので、とのととは幅変更効率が高いことを示し１
パス肖シの圧下量が大きい方が有利であることを意味す
る。

クロップロスについても上記１パス当りの圧下量５０ミ
リ×３パスのものは１．４％であり、１５０ミリ×１・
（スのものは１．１％とやはシｌ　ｚｆス描υの圧下量
が大きい程有利である。そして当然のことながらパス回
数が少ない方がスラブが冷えない内に圧延できるので圧
延の電力原単位が低く、生産速度（トン／アワー）も大
きく、各種原単位（蒸気、水、電力原単位等）の低減を
はかれる。

（３）トータル連続幅圧下量（ドツグボーンならし圧延
前のトータル幅圧下−！ｔ）は大きい程有利である＠ 幅圧下量が大きい程幅戻り量が相対的に少さくなるので
、幅変更効率が高くなシ無駄な幅圧下量が少なくなる。

これはよシ少ない幅圧下量で所要の幅変更量を確保でき
ることにつながり、圧延電力原単位の低減、生産速度（
Ｔ／Ｉ（）向上による（９） 各種原単位（蒸気、水、電力原単位等）の低減をはかれ
ることを意味する。

上記（１）　、　（２）　＃　（３）にもとづく圧延法
を従来一般的な孔型ロール（箱孔型ロール、径８００〜
１０００ミリ）で実根ミルによる実験を行なった結果、
次記の問題があることがわかった。

（１）箱孔型ロール使用上の問題点 孔型ロールを用いてもドッグ？−ンはその成長が完全に
止まるわけではなく、トータル連続幅圧下葉が大きくガ
ればなる程大きくなシ、孔型内におさまシきれなくなる
と第９図に示すように孔型の外にメタルがあふれ出す（
以後噴出すという。

又図中噴出し部を−とする。）・第１０図に示すように
この噛出したドッグが−ンスラブをドツグボーン外らし
圧延すると噛出した部分１０が倒れて疵７がスラブの全
長にわたり発生する。これを防止するために幅圧下量に
見合う適切な深さの孔型を設ける必要が生ずるのである
。図中すはドッグ？−ンならし圧延時のドツグボーン噛
み出し部の倒れる方向を示す矢印を示し、また、ドッグ
ボー（１０） ンが大きくなると孔型開口部１１まで接触するようにな
９、孔型開口部１１と孔型底部１２とはロール径が異な
りロール周速に差があることから第１１図に示すように
つば部１３がスラブをこすることになる。このこする部
分を図中ｄで示す。第このため第１２図に示すようなす
り下げ疵１４と呼ばれるものがスラブ全長に発生するの
である。

（２）１パス当りの圧下量を大きくとるときの問題点 圧延用ロールには前述したように限界噛込み角があシ、
それはロールと圧延材の摩擦係数、圧延材の形状、ロー
ルの形状等によって決才るのであるが、これ等の条件に
もばらつきがあるため、通常このばらつきに左右されず
安定的に噛込む噛込角で操業が行われる。そして、噛込
角が小さい相安定的に噛込むため、これを小さくする努
力がはられれているのである。

これに対し１・２ス轟りの圧下量を増大すること（１１
） 角を越える場合には被圧延材がロールに噛み込まない事
態が発生し操業は不安定に女る。

また、圧延電力、ロール摩耗量を減少せしめるために油
圧延の採用が見うけられるが、油圧延ではロールと圧延
材の摩擦係数が減少するので、限界噛込角は小さくなシ
、油圧延実行時１ノ千ス当シの圧下量を大きくすること
は難しくなる。孔型ロールによる幅圧下圧延においては
、第１３図に示すように摩耗部１５がつば部１３に集中
し、このつば部１３が摩耗すると前述したすり下げ疵の
発生率が急激に増大するので、ロール組替周期を短くす
る必要があシ、ロール原単位、作業率を大幅に悪化させ
るので、油圧延の採用困難になるのは不利となる。

（３）トータル連続幅圧下量が大きい場合の問題点 孔型ロールによｊ５）−タル連続幅圧下量を大きくする
ためには、前述したように深い孔型ロールで幅圧下する
必要があるが、その場合は孔型開口（１２） 部と孔型底部に及ぶ孔型内各部で周速差が犬きくなシす
シ下げ疵が発生する。

以上述べたことかられかるように、スラブの幅圧下圧延
を効果的に行かうには、充分に深い、Ｉ？ラックス型を
有しかつ孔型内周速比が小さいロールで噛込角を小さく
して幅圧下圧延を行なわねばならない。

本発明は、上記問題を解決した効果的なスラブの幅圧下
圧延方法を提供するものである。

即ち本発明は、一対の箱孔型ロールによシスラブの幅圧
下圧延を行なうにあたり、幅圧下圧延によシ形成される
スラブ側端部の膨み部が接する孔型内側面と孔型底部の
周速比を１．３を超え々い範囲に保つことを特徴とする
スラブの熱間幅圧下圧延方法である。

本発明においては、充分に深い？ツク大孔型ロールを使
用してなおかつ小さい孔型内周速比を確保するべく大径
ロールによりスラブの幅圧下圧延を行なう。

孔型内の周速比は、ロールの直径を大きくすれ（１３） ば孔型深さ寸法がロール直径寸法に比し相対的に小さた
ものとなるととに着目したのでおる。そして、ロール径
を大きくすれば限界噛込角の小さい油圧延実施時でも大
きな圧下をかけることができるのである。前述のすり下
げ疵が発生しにくい孔型内底部とつげ部の周速比範囲を
実根実験によシ確認したのが第１４図である。

ロール径８３０ミリ孔型深さ３００ミリの箱孔型ロール
で、厚み２５０ミリ幅１９００ミリの鋼スラブを幅圧下
圧延を行ガい、孔型底部と孔型つは部の周速比を圧下刃
を変化させることによシ孔型内にできる膨み部の大きさ
を変化させて孔型つば部内で膨み部の接触位置を変化さ
せ、孔型底部から最も離れた上記孔型内部接触位置の周
速と孔型底部の周速とで求め、各周速比に応じた疵の発
生状況を調べたのであ石。

この図かられかるように、カリバー内周速比が１．３を
超えるとカリバー内で発生するすり下げ疵の発生率が８
０％以上と高いが１．３以下だと一桁台と極端に低下し
ていることからカリバー内周速ｔ１ノ） 比は１．３以下がよい。

釦、１５図は、ロール径とカリバー内周速比の関係をカ
リバー深さ２００，１５０，１００ミリの場合について
示したものである。

前述したように、トータル幅圧下耐を大きくとる圧延の
方が効率的な圧延ができるので、孔型深さを深くとる方
がよいのであるが、現実的々条件を考慮すれば、最大の
カリバー深さは２００ミリ程度が限度である。カリバー
深さが２００ミリのときのカリバー底ロール径はカリバ
ー内周速比を１、３　？Ｊ、下にとるためには１．３　
ｔｎ以上であり、壕だロール径が大きい程圧下量一定で
は操業上の噛込角は小さくてすむのだからロール径は大
きい程よい。

第１６図は、スラブ幅圧下圧延におけるメタルの変形（
メタルフロー）程度を、格子縞のプラスチシンを用いて
確認したものである。ロール径１ｍの箱孔型ロールとロ
ール径２　ｎ１０箱孔型ロール（いずれも実機換算エモ
デル）によシ、幅圧下圧２ 延を３ノ平ス繰返した後、形成されたドッグゾーン部の
ならし圧延をフラットロールによシ１パス行々った結果
を示している。この第１６図かられかるようにロール径
１ｔｎのロールと２ｔｎのロールではメタルフローが著
しく異なっておＪＪ１ｍφのロールに較べて２ｍφのロ
ールによるものは幅集約量を１５０ンりから４００ミリ
と大きくしても変形が一様で剪断歪が少なくなっている
。このことは、２ｍφのロールで幅圧下圧延するとドッ
グが−ン々らし圧延によるすシ下げラップ疵が発生しに
くいことを示しておシ、大径ロールによるスラブ幅圧下
圧延の効果°は明らかである。

以上述べたことかられかるように、大径ロールによるス
ラブ幅圧下圧延はロール径が大きい程効果的であるが、
実際問題としては現実の製品サイズ構成からくるスラブ
の幅集約量を考慮すると上記プラスチシンによる確認結
果をふまえて２ｍφ程度のロール径の大径ロールで充分
実用的である。

また、既に述べたように大径ロールを採用することによ
シ圧延時の噛込角が小さいので、スラブの１パスの圧下
量が大きい幅圧下圧延に油圧延の採用が初めて可能とな
る。

従来スラブの幅圧下圧延には、油圧延を採用することは
到底不可能とみなされていたが本発明により油圧延が採
用可能となシ、前述した油圧延のメリットを享受できる
ことになった。

また、本発明による大径ロールによるスラブ幅圧下圧延
によると圧延パワーを大幅に節約できる効果がある。

第１７図に圧延速度を一定とした場合のロール径と圧延
・母ワーの関係を示す。この図かられかるようにロール
径が大きくなるほどパワーは小さくて済み、そして同じ
圧下量でもスラブ幅が大きくなる程所要パワーの減小効
果が顕著である。ロール径１ｍφの場合に比較すると２
ｍφの場合ノクワー”は１５〜４０％も少なくて済むの
である。これは、大径ロールはど均一な変形が行なわれ
、かつロール孔型内周速差に基づく摩擦損失が小さくカ
シ無駄な仕事が少なくなるためと考えられる。

第１表に本発明の実施例（扁１〜４）と従来例（Ａ５）
及びフラットロール（たてロール）によ（１７） る例（Ａ６）を示す。第１表中のカリバー形状は第１８
図の各（ａ）　Ｉ　（ｂ）　、　（ｅ）　＃　（ｄ）　
Ｉ　（６）　、　（ｆ）に対応する。

（１８） いずれも、湾曲型連続鋳造機によって製造した鋼スラブ
を所要長さに切断したものを、たてロールによｐ表中記
載の圧延スケジュールで幅圧下圧延を行なったものであ
る。表中の被圧延材（連鋳スラブ）の寸法を示す数字は
、単位がミリメートルであシ、記号Ｈはスラブ厚を示し
、Ｗはスラブ幅を示す。また表中り、Ｂはドッグゾーン
を示す。

この表でわかるように、本発明実施例では、孔型内周速
比１．３を越えない１，０８〜１．１５の範囲で、トー
タル幅圧下量２８０〜４００　ミリの大幅圧下を行なっ
たにもかかわらず虹発生は全く見られず、従来不可能と
されていた油圧延が１ノぐス尚シの幅圧下量が１４０ミ
リと大きい圧下部にもかかわらず達成できた＠ これに対し、従来例（Ａ５）においては、１・ぐス当υ
の幅圧下量１００　ミリで行ない第３パス目で既にすシ
下げ疵が発生しておることをみるとトータル幅圧下量３
００ミリが既に無理となっておシ、丁度第３パス時の孔
型内周速比をみると１．３３と本発明の範囲を越えてい
る。油圧延については、（２２） （２１） 別に確認したところ１パス当シの圧下量８０ミリまでな
らなんとか可能であるがそれ以上では噛込まないことが
わかった。フラットロールによる例（Ａ６）では、１パ
ス当りの幅圧下量５０ミリと少ないにもかかわらずドッ
グが一ンの倒れ込みによる重大品質欠陥が発生している
。油圧延について別に確認したととる、１ノ干スａｂの
圧下量６０ミＩＪまでならなんとか可能であるが、それ
以上では４５の何回様噛込まないことがわかった。

この表で本発明の圧延パワーの所要電力量は、従来例（
Ａ５）の１・臂ス別の幅圧下量が小さいものよシ少彦＜
、本発明が幅大圧下を少ないパス回数で行なっていて、
なおかつ省エネルギーに寄与することが明らかである。

このような本発明によると連鋳機においては広幅の一定
幅スラブを連続して能率的に製造すればよく、いちいち
連鋳機で幅の異なるスラブをつくシわける必要がないか
ら生産性向上に、寄与できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来の工、ジャー圧延を説明するた（２３） めの図、 第２図は、従来一般のスラブの幅用下圧延とならし圧延
の説明図、 第３図は、第２図に示す圧延により作られた幅圧下後の
スラブを平面図で示したもの、第４　図（ａ）　、　（
ｂ）は、フラットロールと孔型ロールによるドツグボー
ン生成状態をスラブ断面で示した説明図、 第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）は、フラットロ
ールによるドッグＭ−ン生成（、）に次いでならし圧＋
１）を行なったときにドッグゾーン倒れ込みによる重大
欠陥生成（ｃ）を説明するための図、 第６図は、ドッグが−ンならし圧延による幅用シを説明
するための図、 第７図は、孔型ロールの説明図、 第８図は、圧延時の噛込角の説明図、 第９図は、孔型ロール圧延におけるメタル噴出しを示す
図、 第１０図は、第９図に示した噛み出したドッグぎ一ンス
ラブのならし圧延の説明図、 第１１図（、）　、　（ｂ）は、孔型内周速差を説明す
るだめの図であ！＋、（ａ）は平面図、伽）は（、）の
正面図、第１２図は、ロール周速差にもとづく疵を説明
する図、 第１３図は、孔型ロールの孔型内摩耗を説明する図、 第１４図は、孔型内周速差率（周速比）とすり下げ疵発
生率の相関を示す図、 第１５図は、ロール径と孔型内周速差率の関係を示す図
、 第１６回は、１ｍφと２ｔｎφの孔型ロールの幅圧下圧
延時のメタルフローをプラスティシンで確パワーの関係
を示す図、 第１８図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）　、　（ｄ）
　、　（ｅ）　、　（ｆ）は、本発明の実施例における
カリバーの形状を示す図である。 １ニスラブ　　　　　　　２：エツジヤ−３：カリパー
　　　　　４：竪ロール ５：水平ロール　　　　６：フラツトロール７：欠陥部
　　　　　　８：水平ロール９；孔型ロール　　　　１
０：噛出し部分１１：孔型開口部　　　１２：孔型底部
１３：つば部　　　　　１４：すり下げ疵１５：摩耗部 （２６） ’４１４図 ノＯツノ　　　　ノＺ　　　　ノＪ　　　　ノμ第１７
′図 Ｃ（１’） ロール殺帥爪） （Ｉ２） ロール４毛（７ｎｍ） 路１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の箱孔型ロールによりスラブの幅圧下圧延を行なう
   にあたり、幅圧下圧延により形成されるスラブ側端部の
   膨み部が接する孔型内側面と孔型底部の周速比を１，３
   を超えない範囲に保つことを特徴とするスラブの熱間幅
   圧下圧延方法。