JPS59281B2 - 分塊圧延におけるクロツプロスの低減方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分塊圧延におけるクロップロスの低減方法に係
り、特に分塊圧延における圧延材の頭部および底部の長
さ方向両端部に生成されるフィッシュテールおよびオー
バーラツプより成るクロップロスの低減方法に関する。

製鋼工場で鋳造される鋼塊は、はとんど熱塊のまま均熱
炉に装入され、分塊圧延されスラブやプルームとする。

この分塊圧延時に鋼塊の頭部および底部両端には、第１
図にて示す如き魚屋状のフィッシュテール２と上下に２
枚板となるオーバーラツプ４から成るクロップが成長す
る。

これを切捨てて長片のみ成品とするので、このクロップ
の切捨て量は分塊圧延歩留に著しい影響を及ぼす関係上
、フィッシュテール及びオーバーラツプの成長防止に従
来も種々の方法が講じられて来た。

従来のフィッシュテールの減少方法としては断面厚がか
なり薄くなった段階で通常エツジングと称されるスラブ
の巾殺しのための強い圧下を行なう方法が知られている
。

しかじ分塊圧延においては、通常最初の１パス目に鋼塊
表面のスケールを落とす目的で比較的強い圧下を行って
おり、この時点でのフィッシュテールの成長開始が圧延
終了時の最終クロップ形状に著しい影響を及ぼしている
ので、圧延末期における強エツジングによる従来法では
フィッシュテールの成長防止に効果が少い０ 他方、オーバーラツプの減少対策としては鋼塊の厚み方
向の圧延において、ｌパス当りの圧下量・圧下率を大き
くすることが好ましいとされている。

しかしながら、ｌパス毎の圧下量については、圧延機の
能力・素材の変形能等によって異なるが、一般的には、
圧延時の噛み込み角隅界・トルク限界・荷重限界からの
制約により、採り得る圧下量には限界がある。

このため、抜本的なオーバーラツプの減少対策が採られ
ていない。

従って目下のところ分塊圧延時のフィッシュテールとオ
ーバーラツプから成る、両端部のクロップロスの低減に
効果的な方法が行なわれていない。

分塊圧延の特徴は、スラブの熱間圧延等の他の圧延に比
較すると、圧延する素材の厚みに対して圧延用ロール径
が小さいことが挙げられる。

このため、鋼塊圧延初期から圧延終了までの十数パスに
及ぶパス回数の各パス毎の特に両端の塑性変形挙動は三
次元的で極めて複雑である。

本発明の目的は、分塊圧延におけるクロップロスの低減
方法の前記従来技術の欠点を克服し、極めて効果的なり
ロツプロスの低減方法を提供することにある。

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、可逆式圧延機による鋼塊の厚み圧下、幅圧下
が交互に繰返えされる分塊圧、延時におけるフィッシュ
テールとオーバーラツプより成るクロップロスの低減方
法において、前記鋼塊の頭部および底部の少くとも一端
の相対する一組の面の厚み方向および幅方向に圧延用ロ
ールによって凹部を形成する工程を包含し、前記先後端
部における凹部形成のための幅圧下量と厚み圧下量との
比を厚み圧下に伴なう圧延材の側面形状がダブルバレリ
ングを呈する厚み領域においては０．４０〜０．６５と
し、シングルバレリングを呈する厚み領域においては０
．３以下に調整することを特徴とする分塊圧延における
クロップロスの低減方法、である。

本発明に先立ち、フィッシュテールとオーバーラツプか
ら成るクロップの形成過程について説明する。

前述した如く、分塊圧延は、熱間圧延等の他の圧延に比
較して、圧延する素材の厚みに対して、圧延用ロール径
が小さいこと、又、圧延時の噛み込み角限界・トルク限
界・荷重限界からくる制約により採り得る圧下量・圧下
率に限界がある。

このため、圧延素材の表面と中心とを均一に塑性変形さ
せることが困難で第２図にて示す如く表層部のメタルフ
ローが中心部よりも大きくなる。

可逆式圧延機では交互に噛み込み側、噛み抜は側となる
のであるが、ｌパス毎の圧下に伴なうメタルの移動は噛
み抜は側ではパスの終了毎に流れ集ってきたメタルが端
部に大量に流れてフィッシュテールやオーバーラツプを
増加させると共に、噛み込み側もパスの進行に従ってオ
ーバーラツプやフィッシュテールが次第に成長する。

すなわち、第３図Ａに示す如くスラブの両端にフィッシ
ュテール２が形成されると、圧延素材６をエツジヤ−ロ
ール８，８Ａ、８Ｂに噛み込ませて幅圧下を行なう場合
フィッシュテール２は、第３図Ｂに示す如く幅方向の内
側へ廻り込んで行く。

同様にスラブの厚み方向においても、第４図Ａ。

Ｂに示す如くオーバーラツプ４が形成され水平ロール１
８，１８Ａ、１８Ｂに噛み込ませて、厚み圧下をする場
合、オーバーラツプ４は、厚み方向の内側に廻り込んで
行くことになる。

圧延の進行によってかかるメタルの移動が繰り返えされ
て、フィッシュテール２およびオーバーラツプ４が次第
に成長して最終的にクロップを形成する。

クロップは剪断されてロスとなる訳で、かかるクロップ
ロスを減少させることは分塊歩留を向上せしめるために
極めて重要である。

本発明によるクロップロスの減少方法を先ず第５図Ａ、
Ｂ、Ｃ１第６図、第Ｔ図Ａ、Ｂ、および第８図Ａ、Ｂ、
によって説明する。

本発明は鋼塊の頭部および底部の少なくとも一端の相対
する一組の面に厚み方向及び巾方向に圧延用ロールによ
って凹部を形成する工程を包含するものである。

先ず厚さ方向に凹部を形成する圧延法について説明する
。

頭部および底部の厚み方向に相対する面１０Ａ。

１０Ｂを第５図Ａに示す如く水平ロール１８Ａ。

１８Ｂによって噛み戻し圧延を行ない凹部１２Ａ。

１２Ｂを形成する。

この噛み戻し圧延は１回の圧延では、第５図Ａに示すよ
うな先端部のくぼんだオーバーラツプ形状になる。

しかし、噛み戻し圧延による凹部１２の形成を複数回実
施すると、 第５図Ｂに示す如く、厚みの中央部１４が突出してきて
、オーバーラツプがなくなり、凹部形成部位の幅方向で
は、第５図Ｃに示す如く、幅拡がりをともなって凸形の
平面形状となる。

かかる先端部の変形挙動は、本願発明者の実操業におけ
る研究にもとづき明らかにされたものである。

ここで圧延用ロールによる凹部の形成寸法について説明
する。

１回当りの凹部形成量さすなわち第５図Ａにて示す△Ｈ
Ｔは圧延機の能力・素材の変形能等によって異なるが、
５０ｍｍ程度で、これを複数回実施することで後述する
幅圧下量との関係から最適な凹部形成量は任意に決定す
ることができる。

第５図Ａにて示す凹部形成長さ△Ｌは、本発明者の研究
結果に基く事実より２００〜４００ｍｗ程度の長さに形
成することが望ましい。

この理由は、鋼塊の如き厚みの大きな素材からスラブに
圧延する場合、一般に厚み方向圧延の実施により幅拡が
りを伴なうが、第６図Ａ、Ｈに示す如くその時の側面形
状は、鋼塊厚みが大きい領域では、幅方向へのメタルフ
ローが太きいため第６図Ａに示す如く２個の凸部１６Ａ
、１６Ｂを有するダブルバレリング状となり、厚みが減
少してくると第６図Ｂに示す如き１個の凸部１６を有す
るシングルバレリング状になる。

このため、凹部１２の圧延素材６の長さ方向の長さが必
要以上に長くなると、第７図のように凹部１２の先端部
１２Ｃはシングルバレル状になるのに対し、凹部の後部
１２Ｄはダブルバレル状になり、最終的には厚み方向圧
延におけるオーバーラツプと同様に、側面が２枚板状の
欠陥が発生する。

この場合極端なダブルバレリング状になる前に、幅方向
の圧下を加えてやれば、欠陥の防止は可能であるが、ク
ロップエンドにフィッシュテールを増大させるメタルフ
ローが起こり、最終的なりロツプロスの低減効果を弱め
ることになるので不都合であり又凹部形成長さを大きく
すると、圧延能率を低下させることにもなるので好まし
くない。

このように、厚み方向の凹部形成においては、側面がシ
ングルバレルになる程度に止めるべきであるが、そのた
めの凹部長さ△Ｌには限界があり、この長さ△Ｌは本発
明者の実験によれば、２００〜４００酊が適当である。

本発明による凹部１２の形成によってその後の圧延に伴
なうクロップエンドへのメタルの流出が第８図に示す如
く、凹部１２によってメタルフロー１４を吸収すること
が可能であり、本発明法により第４図Ａにて示した如き
オーバーラツプは極限まで小さくすることが可能となる
。

次に、幅方向に凹部を形成する圧延法について説明する
。

第９図Ａ、Ｈに、幅方向の凹部の形成を示す。

第９図Ａに示す如く、前に行った先端部の厚み方向の相
対する面に凹部を形成することにより、端部は拡大され
凸形を呈したばち形平面形状となる。

これは第５図Ｃに相当する。

これを、第９図Ｂに示す如く、一端の幅方向に相対する
面２０Ａ、２０Ｂに、凹部２２Ａ、２２Ｂを形成すると
先端は、幅方向の凹部形成量に応じて、くぼむことにな
るが、既に厚み方向の凹部１２の形成によって第９図Ａ
の如く凸形になっていることから、フィッシュテールの
形成も極限まで小さくすることが可能となり最終的には
第９図Ｂの斜線の凸部がなくなり図のように直線状とな
る。

また、幅方向凹部２２において次の通常圧延によるメタ
ルフローを吸収することが、第６図に示した如く、厚み
方向における現象と同様に可能である。

かくの如く、鋼塊の底部および頭部のうち、少くとも一
端の相対する一組の面にそれぞれ厚み方向及び幅方向に
対し凹部を形成し、凹部形成後にそれぞれ通常の分塊圧
延を行なうことがオーバーラツプとフィッシュテールか
ら成るクロップの低減に著しい効果をあげることができ
る。

この場合、本発明者は厚み方向と巾方向の凹部形成順序
は厚み方向を先に実施し、次に幅方向を実施することに
より、効果的にクロップロスを防ぐことができることを
見出した。

本願発明者は、厚み圧下、幅圧下が交互に繰り返される
分塊圧延において、厚み方向、幅方向の四部形成の有効
な形成量と組み合せを研究した結果、鋼塊の厚み圧下に
伴なう側面形状がダブルバレリングを呈す比較的厚い圧
延領域において、△Ｈｗ／△ＨＴが０．４０〜０．６５
、シングルバレリングを呈する比較的薄い圧延領域にお
いてへＨｗμＨＴが０．３以下となるような凹部の形成
を先ず厚み方向に形成したる後通常の厚み圧下圧延を行
い、次に幅方向に凹部を形成したる後通常の幅圧下圧延
を行うことにより、鋼塊から圧延するスラブサイズの如
何に拘らず、いっそうのクロップロスの低減を実現させ
ることを見い出した。

ここで △Ｈｗ：幅方向に相対する面に形成する四部の深さ △ＨＴ；厚み方向に相対する面に形成する凹部深さ 鋼塊の分塊圧延においては、圧延素材の厚さの比較的厚
い圧延初期には、圧延材の側面形状が第６図Ａに示した
如きダブルバレリングとなり、圧延が進行して圧延材の
厚さが薄くなると第６図Ｂにて示した如きシングルバレ
リングとなり、両者の境界は鋼塊の大きさにもよるが、
通常４５０〜５００？ＩＬＩＬである。

本発明においてダブルバレリングを呈する厚み領域にに
おいて△Ｈｗ／、１．１． ＝ ０．４０〜０．６５に
限定した理由は次の如くである。

すなわち、本発明者の研究によると第１０図に示す如く
、△Ｈｗ／△ＨＴが０．４０未満においては第１０図Ｂ
にて示す如く圧延材の両端が舌状に突出していわゆる「
タング」となり、クロップロスを増す結果となる。

又反対に△Ｈｗ／△ＨＴが０．６５を越すと第１０図Ｃ
にて示す如く圧延材の両端にフィッシュテールが成長し
て、クロップロスを増す結果となる。

ところが△Ｈｗ／△ＨＴが０．４０〜０．６５の範囲内
においては第１０図Ａにて示す如く圧延材の両端の平面
形状が四角で切捨てるべきクロップロスがほとんどない
。

本発明者の数多い実験によると△Ｈｗ／△ＨＴ＜０．４
０の場合のＢではＡに比しクロップロスが０．３％以上
多く、△Ｈｗ／△ＨＴ＝０．１５の場合にはＢはＡに比
しクロップロスが０．８％多くなり、又△Ｈｗ／△ＨＴ
＞０．６５のＣではＡに比し０．５％以上多くち△Ｈｗ
／△ＨＬ＝０．９となるとＣはＡに比しクロップロスが
１．９％も多くなることが確認された。

従って、これを線図にて表わすと第１２図の如くなる。

次にシングルバレリングを呈する厚み領域において△Ｈ
ｗ／△ＨＴを０．３以下に限定した理由について説明す
る。

この場合は第１１図に示す如く、０．３以下の場合にお
いては圧延材の両端の平面形状が四角であるに対し、０
．３より大となるとフィッシュテールが形成され、クロ
ップロスは０．３以下の場合に比し０．５％以上増加す
ることが判明した。

これらの実験結果によるシングルバレリングを呈する厚
み領域の△Ｈｗ／△ＨＴとクロップロスとの関係を示す
と第１３図の如くなる。

以上の結果より本発明においては、圧延材の側面形状が
ダブルバレリングを呈する厚み領域では△Ｈｗ／△ＨＴ
を０．４０〜０．６５とし、シングルバレリングを呈す
る厚み領域では△Ｈｗ／△ＨＴを０．３以下に限定した
。

実施例 鋳型断面が上部１２００龍Ｘ ７８２ｍ−下部１２３６
朋Ｘ８８２ｍ冨の鋳型に鋳造した重量１８１のキャップ
ド鋼塊から２７６ｍｍ×９２０ｍｗのスラブを製造する
に当り、従来法と本発明法を適用して圧延歩留を比較し
た。

従来法における圧延方法は次の如くである。

先ず、複数回の幅方向の圧下を行ない、鋼塊幅を１０４
０１ｍとした後、鋼塊をマニュピユレータにて９０度回
転し、厚み方向、幅方向の圧下を交互に繰り返し、２７
５ｍｓＸ９２０ｍｍのスラブとするものであり、その結
果、得られる圧延歩留およびクロップロス、スケールロ
スは、第１表のとおりである。

本発明法の実施は次の如くして行った。

すなわち、この場合鋼塊からスラブまでの圧下量が大き
いので両端部の厚み方向および幅方向に形成する四部は
ダブルバレリング領域とシングルバレリング領域との２
回に分けて実施した。

その詳細は次の如くである。

先ず、鋼塊の幅方向のテーパー除去とスケール落しのた
め次の予備圧延を行う。

すなわち圧延第１パス目の幅方向の圧下は、底部から頭
部に向けて、テーパーを消去する程度のわずかの圧下量
とし、１２００ｎｓの幅とした。

この後、マニュピユレータ−にて９０度回転し厚み方向
の圧下を行なうが、この工程から本願発明法による凹部
の形成と厚み圧下を実施することになる。

すなわちロールへの噛み込み性を良くするために、鋼塊
底部の厚みを８３０ｍｍに減じるため底部から頭部へ向
けて圧延しついで、底部の厚み方向に凹部を形成する。

このときの凹部の形成は、複数回の噛み戻し圧延を実施
し、第５図にて示す凹部の深さ△ＨＴおよび長さを△Ｌ
を次の如くした。

△ＨＴＢ＝１６０朋、△ＬＢ中４００顛とした。

つづいて、頭部から底部に向けて厚み方向の通常の圧延
を行ないながら、頭部の厚み方向に凹部を形成した。

このときの凹部形成は△ＨＴＴ ＝ ９０７ｎ’ｌＫ
、△ＬＴキ３００ｎとした。

この間、圧延素材中央部の厚みは６２０ｉｉｔまで減少
させた。

側面形状は第６図Ａに示す、ダブルバレリングとなって
いるが、次の幅圧下において平担化する程度のものであ
る。

この後、■パス当りの幅圧下量を大きくするため、再度
、マニュピユレータ−にて９０度回転転水平ロールによ
る、幅方向の凹部の形成と幅圧下を実施した。

幅方向の四部の形成は、鋼塊底部について、△ＨｗＢ＝
９０ｉ１１ｙ△ＬＢキ４００朋とし頭部から底部へ幅方
向の圧延を実施したが、クロップエンドへのメタルフロ
ーは四部で吸収すして生じない。

この時点で、圧延素材の幅は１０２０１ｎ１１Ｌとした
。

この時頭部側の△Ｈｗ／△ＨＴ＝０．６２底部側の△Ｈ
ｗ／△ＨＴ＝０．５６でと藁。

次に、マニュピユレータ−にて９０度回転転、厚み圧下
を実施し、圧延素材厚を５１０ｍＩＥとした。

この後、厚み方向の凹部の形成を両端部に実施した。

凹部形成量は共に△ＨＴ ＝ １２５ｍｍ 、△ＬＴキ
４００龍とした。

ついで、厚み方向に１パス圧下を加え、圧延素材厚を４
５０ｍｍとしながら、頭部の幅方向に凹部を、△ＨＷ
＝ ３５ ｔｎｘ 、△ＬＷ中３００ｍｍに形成し、底
部から頭部に向けて幅圧下を行ない、９５０ｍ１Ｌの幅
とした。

この時の頭部及び底部における△Ｈｗ／△ＨＴはいずれ
も０．２８であった。

その後、通常の圧延を数パス実施し、最終的に２７５朋
Ｘ９２０ｍｍのスラブを製造した。

この本発明法による結果の圧延歩留、クロップロス、ス
ケールロスを第１表による従来法の結果と対比して第２
表に示す。

第２表より明らかな如〈従来法に比較して、著しいクロ
ップロスの低減が達成でき、その結果圧延歩留が４．９
％向上した。

上記実施例より明らかなとおり、本発明は分塊圧延にお
ける鋼塊の頭部および底部の少くとも一端の相対する一
組の面の厚み方向および幅方向に圧延ロールによって四
部を形成し、しかも、該凹部形成のための幅圧下量−１
ｗと厚み圧下量ｍＴとの比を、厚み圧下に伴なう圧延材
の側面形状がダブルバレリング状となる厚さ４５０〜５
００１ｎ１１Ｌ以上の領域においては △Ｈｗ／△ＨＴ ＝ ０．４０〜０．６５とし、圧延が
進んで圧延材の側面形状がシングルバレリング状となる
厚さ４５０〜５００隨以下の領域では △Ｈｗ／△ＨＴ≦０．３ ０こ調整する圧延方法をとることによりフィッシュテー
ルおよびオーバーラツプ等のクロップの成長を極端に抑
制することができ、従来法に比し約５％という圧延歩留
の向上を実現することができた。

しかも本発明法による凹部の形成は、圧延スケジュール
の流れの中で実施することと、凹部の形成が短時間で済
むことから生産性に及ぼす影響は少ない。

又本願発明法は、現状の設備のままで実施可能であり、
作業も極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分塊圧延における圧延材の長さ方向に両
端部に発生するフィッシュテールおよびオーバーラツプ
のクロップを示す斜視図、第２図は分塊圧延時の圧延材
の厚さ方向のメタルフロー量を示す模式断面図、第３図
Ａ、Ｂは幅方向圧延時に発生するフィッシュテールを示
しＡは発生直後の形状を示す平面図、Ｂはエツジヤ−ロ
ールによる幅圧下時のフィッシュテールの変化を示す模
式平面図、第４図Ａ、Ｂは厚み圧下時に発生するオーバ
ーラツプを示し、Ａは発生直後の断面図、Ｂは水平ロー
ルによる厚み圧下時のオーバーラツプの変化を示す模式
断面図、第５図Ａ、Ｂ、Ｃは本発明による圧延工程を示
し、Ａは圧延材の一端に水平ロールで形成する四部を示
す模式断面図、Ｂは数回の噛み戻し圧延による凹部形成
によって中央部が突出してオーバーラツプがなくなる状
況を示す模式断面図、ＣとＢと同一時点における先端部
の幅拡がりを示す斜視図、第６図Ａ、Ｂはそれぞれ圧延
過程で発生するダブルバレリングおよびシングルバレリ
ングを示す斜視図、第７図は凹部形成長さが過大の場合
に発生するダブルバレリングを示す斜視図、第８図は本
発明による分塊圧・延法において圧延材の先端に形成し
た凹部はその後の圧延によるメタルフローを吸収する状
況を示す模式断面図、第９図Ａ、Ｂは幅方向に形成され
る凹部による圧延材先端部の変化を示し、Ａは幅方向凹
部形成直前における前工程の厚み方向の凹部形成および
厚み圧下によって先端が拡大された状況を示す平面図、
ＢはＡをエツジヤ−ロールによる四部形成により先端の
突出が消滅して直線状となる状況を示す平面図、第１０
図は厚み圧下に伴なう圧延材の側面形状がダブルバレリ
ングを呈する領域における△Ｈｗ／△ＨＴと平面形状と
の関係を示す説明図、第１１図は厚み圧下に伴なう側面
形状がシングルバレリングを呈する領域における△Ｈｗ
／△ＨＴと平面形状との関係を示す説明図、第１２図は
ダブルバレリング領域における△Ｈｗ／△ＨＴの変化に
よるクロップロスに及ぼす影響を示す相関図、第１３図
はシングルバレリング領域における△Ｈｗ／△ＨＴの変
化によるクロップロスに及ぼす影響を示す相関図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可逆式圧延機による鋼塊の厚み圧下、幅圧下が交互
   に繰返えされる分塊圧延時におけるフィッシュテールと
   オーバーラツプより成るクロップロスの低減方法におい
   て、前記鋼塊の頭部および底部の少くとも一端の相対す
   る一組の面の厚み方向および幅方向に圧延ロールによっ
   て凹部を形成する工程を包含し、前記先後端部における
   凹部形成のための幅圧下量と厚み圧下量との比を厚み圧
   下に伴なう圧延材の側面形状がダブルバレリングを呈す
   る厚み領域においては０．４０〜０．６５とし、シング
   ルバレリングを呈する厚み領域においては０．３以下に
   調整することを特徴とする分塊圧延におけるクロップロ
   スの低減方法。 ２ 前記凹部の形成は最初に圧延素材の厚み方向に実施
   したる後通常の厚み圧下圧延を行い次に幅方向に実施し
   たる後通常の幅圧下圧延を行うことを特徴とする特許請
   求の範囲の第１項に記載の分塊圧延におけるクロップロ
   スの低減方法。 ３ 前記凹部の形成を厚み方向および幅方向に複数回実
   施することを特徴とする特許請求の範囲の第１項に記載
   の分塊圧延におけるクロップロスの低減方法。 ４ 前記凹部の長さは２００〜４００ｎであることを特
   徴とする特許請求の範囲の第１項に記載の分塊圧延にお
   けるクロップロスの低減方法。