JPS591482B2 - コウザイノネツカンアツエンセツビ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鋼材や条鋼などの鋼材の熱間圧延設備に関す
るものである。

本発明の目的は、熱エネルギーの損失がすくない設備を
提供することにあり、他の目的は生産性がよく、かつ品
質のすぐれた製品をより経済的に製造しうる設備を提供
することにある。

さて一般に鋼材の熱間圧延設備としては第１図に示すよ
うな装置が知られている。

即ち均熱炉１から供給された熱鋼塊をスラブあるいはビ
レットなどに圧延する分塊圧延装置２、あるいは溶鋼か
ら連続的に鋼片を鋳造する連鋳装置３から供給される圧
延材は、表面疵を除去するために疵取り装置たとえばホ
ットスカーフ装置４を経て−たん強制もしくは自然冷却
装置５によって常温にまで冷却され、ついでグラインダ
ーやスカーフィングノズル等の装置６による疵手入れを
受けたのち、加熱炉７によって所定の温度に昇温された
あと粗圧延装置８で粗圧延され、その後必要に応じて中
間加熱装置９たとえばガス加熱装置あるいは誘導加熱装
置によって昇温され、ついで仕上圧延装置１０を経て熱
延製品２２となる訳であるが、このような工程では、ホ
ットスカーフ装置４を出たのち圧延材は−たん冷却され
るため粗圧延のまえに再加熱が必要で、熱エネルギーの
点から見た場合非常に損失が多い。

つまり粗圧延では圧延材の温度は１１００℃〜１３５０
℃と云う高温でなければならないので、常温の圧延材を
そのような高温にするためには莫大な熱エネルギーが必
要になる。

近時世界的に、エネルギーの節約と、エネルギーを得る
ために用いられる各種燃料の廃ガスがもたらす害を少な
くする努力を尽すことが急務となった。

前述のように従来の工程で冷却工程があるのは、疵手入
が容易であることと生産管理上変動要因をこの工程で吸
収調整し、圧延計画をやりやすくするためであった。

しかしながら前述のような熱エネルギーの問題から、こ
の冷却工程をなくし、燃料を節約することに着目した本
発明者等は、第２図においてブ爾ツク線図で示すような
本発明の熱間圧延設備を開発することによって、その目
的を達成することができた。

而して本発明のような熱間圧延設備を実際に操業するた
めには、製銑、製鋼などの前工程と分塊圧延工程に加え
て酸洗、メッキなどの後工程を含めて一貫した管理制御
システムつまり受注、生産、納品までを一貫して制御し
、各工程で発生する事故を含めた各種の変動要因に即応
して、各工程を変更し有機的に前記各工程に用いられる
諸装置、設備を制御し調節する制御システムが要求され
、本発明もそのような制御のハードウェア、ソフトウェ
アの進展と云う技術的背景のもとに開発されたものであ
る。

さて第２図において１１は、説明の便宜上分塊圧延およ
び連鋳装置を総括して示す一素材供給設備である。

次に熱間疵検査装置１２を配設するが、これにはホット
スカーフィング装置のような周知の疵検査装置を用いる
。

この疵検査では、それに先立って疵検査を行ってもよい
が単に経験によって求められる程度たとえば１〜５ ｍ
／ ｍ程度の表皮削除を行ない、その後に熱間疵検査
装置１３（以下単に検査装置と云う）に送って疵検査を
行なうほうがより経済的でありこの検査装置１３の一実
施例を第３図に示す。

図において圧延材２３はテーブルローラー２４によって
矢印２５の方向に移送されている。

図では説明の便宜のため上面検査のみを示す。

投光器２６から投射された光は回転ミラー２７によって
圧延材２３を幅方向に走査する。

そこで反射された光は集光器２８を介して光電変換器２
９によって電気信号に変えられるが、前記集光器２８は
被検体である圧延材２３が高温で自から発光するために
、前記投射光とそれらを区別するためのフィルターを内
蔵している。

そこで疵４７があった場合、反射光の強弱やパターンの
変化によって変化する前記光電変換器２９の電気信号に
よって仕分演算制御装置１４はあらかじめ記憶している
基準値と比較し、疵４７にもとづく信号が基準値を越え
た場合、仕分装置１５に指令し許容値を越えた疵をもつ
圧延材を充分の手入れを行なわしめるように冷却装置５
、冷間の検査手入装置６、加熱装置たとえば加熱炉７か
らなる別の工程に送る。

つぎに疵がなく温度の高い圧延材は粗圧延装置８に直送
し、疵はないが温度がやや低くそのまま粗圧延装置８に
送って直接圧延することの出来ない圧延材は仕分装置１
５から直ちに加熱装置７に送られる。

直送された圧延材および加熱装置７から送られた圧延材
は、周知の制御方式に従がって粗圧延される。

ついで粗圧延装置８から出た圧延材の温度を出側温度検
出器２０によって測定し、その結果を昇温演算制御装置
１７に入力せしめると該昇温演算制御装置１７はあらか
じめ記憶している材質、厚み、板幅等のパターン別に定
められているか、あるいはそれらのパラメーターから演
算によって求められる仕上圧延装置入側の温度目標値と
の偏差に応じて中間加熱装置１６（以下単に加熱装置と
云う）に加熱量を指令し、加熱せしめる。

加熱装置１６としてはガス加熱炉、誘導加熱炉等、周知
の鋼板加熱装置であれば差しつかえないが、本発明者等
の経験では圧延材の縁部のみを加熱する装置であればほ
ぼ圧延に支障はないことを確かめた。

つまり本発明では圧延材の縁部の温度低下が多く、該縁
部が品質的に劣化しやすい傾向があり、それさえ補えば
圧延作業は良好に遂行されることを知ったのである。

即ち中間加熱装置がない設備であって、圧延材２３が長
尺帯鋼板（以下単にストリップと略称する）であった場
合の一例をとると、板厚２．０ ｍｍの仕上圧延装置１
０の出側での巾方向温度分布は第４図の如くスｌ−ＩＪ
ツブのエツジ部つまり端面から１００ｍｍ〜２００ｍｍ
の区域を指す部分は中央部に比し著しい温度低下を示す
。

このエツジ部の温度が仕上圧延装置１０より出る前にＡ
ｒ３点より低くなると材質不均一や割れなどの欠陥を生
じ易いのでこれを避けることが好ましく、それが出来れ
ば本発明の目的を達することができるのである。

その場合は粗圧延装置８の出側温度検出器２０で巾方向
の温度検出点を選定して温度検出を行ない、加熱装置１
６で加熱すれば良い。

本発明に関する仕分について更に詳細に説明する検査装
置１３と仕分装置１５間に設けられた温度検出器１９は
疵の有無に関係なく検査終了後の圧延材の長さ方向およ
びもしくは幅方向の温度Ｔｏを検出し、その結果を仕分
演算制御装置１４に入力する。

該仕分演算制御装置１４には、あらかじめ当該圧延材に
ついてそれぞれの鋼種、寸法に応じて仕分けの基準とな
る許容温度Ｔｓが記憶されているので前記温度Ｔｏと許
容温度Ｔｓが比較され、許容温度Ｔｓより該温度Ｔｏが
低く疵のある圧延材は前記装置１４の指令に従かい仕分
装置１５によって冷却装置５に搬送され、また許容温度
Ｔｓと等しいか、それより高い温度Ｔｏを有する疵のな
い圧延材は粗圧延装置８に送られる。

さらに冷間で疵手入せねばならない疵がある場合は、温
度に関係なく冷却装置５に送られ、さらに疵がなく、温
度がやや低い圧延材は仕分演算制御装置１４の指令に基
いて前述の通り仕分装置１５により冷却装置に向うこと
なく直ちに加熱装置７に送られる。

而して、粗圧延装置およびもしくは仕上圧延装置の入側
における圧延材には鋼種および寸法に品質および形状確
保のため圧延条件に基いて圧延許容温度ＴＰが定められ
ており、従って熱間疵検査装置１３を出たあとの圧延材
の温度Ｔｏは前記圧延許容温度ＴＰに、それまでの放熱
による温度降下ΔＴＤを加えた温度と等しいかそれより
高いことが望まれる。

そこで、たとえば粗圧延装置８の入側での圧延材温度Ｔ
Ｐｔを操業の基準温度にする場合は、搬送途中での降下
温度ΔＴＤを前記温度ＴＰｔに加算したものが前記許容
温度Ｔｓになる。

また仕上圧延装置１０の出側での圧延終了温度ＴＰ２を
基準として操業する場合は、仕上圧延終了までの加工熱
などを含む熱収支計算による補正温度ΔＴｗをｍｅＴ
Ｐ ２に加算したものが許容温度Ｔｓになる。

繰返すと前記許容温度Ｔｓは、粗圧延装置８、加熱装置
１６、仕上圧延装置１０など後工程での熱放散、加工熱
、加熱量等の当該プロセスの熱収支計算にもとづいて、
あらかじめ決定しておくことが望ましい、而して該温度
Ｔｓは前述の如く、種々の値をとることがあると理解せ
らるべきである。

また前記圧延材の搬送はローラテーブル、チェーントラ
ンスファー、ターンテーブル装置など周知の搬送装置に
よって行われる。

前記またこの仕分演算制御装置１４は図示していない管
制装置から伝達される前後工程からの重大事故信号およ
び前動に基ずく計画変更などの指令信号に応動し、工程
にのせられなくなった圧延材の仕分けを仕分装置１５に
指示し、圧延材を冷却装置５に配送する。

圧延材はついで検査手入装置６において吹管および燃料
供給装置などからなる自動もしくは手動のスカーフィン
グ装置によって手入れされる。

また方熱炉７はバッチあるいは連続式の周知の任意の炉
を用いてよく、それらの実施態様は設備の全体計画から
任意に選択されるべきである。

次に仕分装置１５の一実施例について図に従って説明す
る。

第５図において３０は油圧シリンダー３１によって昇降
するストッパー３２とストッパーハウジング３３からな
る圧延材停止装置であり、３４はテーブルローラで、３
５は圧延材の進入方向３６と直交する方向３７に作動さ
れるプッシャービームで、電動装置３８、ピニオン３９
、ギヤー４０、ラック４１からなる押出装置に固着され
、圧延材をテーブルローラ３４から後述するトランスフ
ァー装置４２に移送する機能を有するものである。

トランスファー装置４２はたとえば無端のチェーンコン
ベヤ４３とドック４４、レール４５など周知の部材から
なる移送装置で、図示していない圧延材を矢印４６の方
向に運搬し、図示していない冷却装置５の方向に移送す
るものであり、第５図では説明の便宜上装置の一部を省
略して示す。

而して次に前記テーブルローラ３４、圧延材停止装置３
０、プッシャービーム３５などからなる仕分装置１５の
作動要領について説明する。

通常仕分演算制御装置１４からの指令信号が圧延材を粗
圧延装置８に送るものであった場合は、圧延材は次工程
の方向即ち矢印３６の方向にテーブルローラ３４もしく
は図示していない搬送装置たとえばプッシャーなどによ
って搬送される。

仕分演算制御装置１４から仕分の指令が出た場合は、そ
れに応じて圧延材停止装置３０が作動し圧延材をストッ
パー３２によって停止せしめ、ついでブツシャ−ビーム
３５が押出装置によって矢印３７の方向に動き圧延材を
トランスファー装置４２に押送する。

この場合テーブルローラ３４の停止と前記圧延材停止装
置３０の作動は連係しており、圧延材の移送を円滑にす
る。

而して前記諸装置はそれぞれの動作終了後は待機位置に
復帰し、次の指令に備える。

さて次に加熱装置１６によって加熱された圧延材は加熱
装置１６を出たあと仕上入側温度検出器２１によって温
度を測定され、その検出信号は圧延制御装置１８に入力
される。

圧延制御装置１８には、あらかじめ鋼種、寸法別に仕上
圧延装置１０の出側での目標温度情報が記憶されており
、そこで圧延制御装置１８は前記温度の検出信号に応じ
て仕上圧下配分、圧延速度を演算決定し、仕上圧延装置
１０に作動指令を与え、圧延が実行される。

本発明の実施例では前記圧延制御装置１０、昇温演算制
御装置１７、仕分演算制御装置１４を個別の装置として
説明したが、これらの装置を一括して電子演算制御装置
として利用してもよく、これらはそれぞれの設備条件に
あわせて設計されるべきである。

さて、本発明の特徴は、前述のように素材供給設備１１
において圧延材が保有する熱を最大限に利用できること
にあり、そのため燃料は大幅に節減される。

本発明者等の経験では従来の周知設備に比して燃料費を
１／３にすることができた。

即ち素材供給設備１１における品質的に欠陥のすくない
圧延材の製造と途中工程における設備保全と適正な生産
計画、生産管理に注意すれば、前記冷却装置５、検査手
入装置６、加熱炉７の系統によって−たん冷却され再び
加熱される圧延材の量は非常にすくなく、この系統での
燃料消費量は極めてすくなくてすむのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は周知の熱間圧延設備のブ田ンク図、第２図は本
発明にかかる熱間圧延設備のブロック図、第３図は本発
明にかかる熱間疵検査装置の一実施例概略説明図、第４
図は温度分布説明図、第５図は本発明にかかる仕分装置
の概要を示す斜視図である。 １・・・・・・均熱炉、２・・・・・・分塊圧延装置、
３・・・・・・連鋳装置、４・・・・・・ホットスカー
フ装置、５・・・・・・冷却装置、６・・・・・・検査
手入装置、７・・・・・・加熱炉、８・・・・・・粗圧
延装置、９・・・・・・中間加熱装置、１０・・・・・
・仕上圧延装置、１１・・・・・・素材供給設備、１２
・・・・・・熱間疵検査装置、１３・・・・・・熱間疵
検査装置、１４・・・・・・仕分演算制御装置、１５・
・・・・・仕分装置、１６・・・・・・中間加熱装置、
１７・・、・・・・昇温演算制御装置、１８・・・・・
・圧延制御装置、１９・・・・・・温度検出器、２０・
・・・・・出側温度検出器、２１・・・・・・仕上入側
温度検出器、２２・・・・・・製品、２３・・・・・・
圧延材、２４・・・・・・テーブルローラー、２５・・
・・・・矢印、２６・・・・・・投光器、２７・・・・
・・回転ミラー、２８・・・・・・集光器、２９・・・
・・・光電変換器、３０・・・・・・圧延材停止装置、
３１・・・・・・油圧シリンダー、３２・・・・・・ス
トッパー、３３・・・・・・ストッパーハウジング、３
４・・・・・・テーブルローラ、３５・・・・・・プッ
シャービーム、３６・・・・・・方向矢印、３７・・・
・・・方向矢印、３８・・・・・・電動装置、３９・・
・・・・ピニオン、４０・・・・・・ギヤー、４１・・
・・・・ラック、４２・・・・・・トランスファー装置
、４３・・・・・・チェーンコンベヤ、４４・・・・・
・ドック、４５・・・・・・レール、４６・・・・・・
方向矢印、４７・・・・・・疵。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 分塊圧延もしくは連鋳装置につづき熱間疵手入装置
   、粗圧延装置、中間加熱装置、仕上圧延装置を順に配設
   してなる鋼材熱間圧延設備において、熱間疵手入装置か
   ら出た高温圧延材の疵を検出する熱間疵検吊装置と前記
   高温圧延材の温度を検出する検出装置とからの入力信号
   から中間加熱装置における許容加熱条件と粗圧延工程以
   降における許容疵条件に応じて仕分装置に圧延材仕分け
   を指令する仕分演算制御装置と、前記仕分演算制御装置
   からの仕分指令に従って搬送装置を介し前記熱間疵検査
   装置から送給された圧延材を冷却装置、加熱装置、粗圧
   延装置のうちのいずれかの装置に仕分は搬出する仕分装
   置と、粗圧延装置出側の圧延材の温度を検出する検出装
   置からの入力信号と仕上圧延装置入側の目標温度とから
   中間加熱装置による圧延材への加熱量を決定し該中間加
   熱装置に指令する昇温演算制御装置と、仕上圧延装置入
   側の温度を検出する検出装置からの入力信号と仕上圧延
   装置出側の目標温度により仕上圧延条件を決定し仕上圧
   延装置を制御する圧延制御装置を設けたことを特徴とす
   る鋼材の熱間圧延設備。