JPS63177904A - 熱間連続仕上圧延設備 - 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】 ω　産業上の利用分野 本発明は、連続鋳造によって得られた薄鋳片用の熱間連
続仕上圧延設備に関するものである。

（ＣＩ）従来技術 通常、０．６〜０．８　ｗｍ厚の自動車用冷延鋼帯の母
材として、厚み３〜５圓の熱延鋼帯が用いられている。

この熱延鋼帯を製造する場合、まず、連続鋳造設備で厚
み２００〜３００ｒＩｍ、幅１０００〜２０００ｆｆＩ
ｍ程度の鋳片を製造し、この鋳片を連続鋳造ライン内で
長さ１０ｍ程度に切断する。切断された鋳片は、熱延工
程まで搬送され、加熱炉で所定の温度（１０５０〜１２
００℃）まで加熱された後、数台の粗圧延機で連続圧延
またはレバース圧延を施すことにより、厚み３０〜５０
鴎程度に圧延され、さらに６〜７スタンドの連続仕上圧
延機で厚み３〜５圓の熱延鋼帯に仕上げられている。

ところで、近年、通常の連続鋳造とは異なる薄鋳片の連
続鋳造技術の開発により、従来の数分の１の厚み（２０
〜５０ｍ＋ｎ）の薄鋳片が製造されるようになった。そ
の結果、上記熱延銅帯を製造する場合、従来の熱延粗圧
延工程は必要なくなり、薄鋳片を直接に熱延仕上圧延工
程に供給することができ、設備費の低減に大きな効果を
もたらした。

さらに、この薄鋳片を用いて、より安価な熱延銅帯を製
造するなめに、従来の熱延仕上圧延設備にくらべて安価
な設備費で、しかも省エネルギの面から圧延前加熱エネ
ルギが小さくてすむような新方式の熱延仕上圧延設備の
開発が望まれている。

上記新方式熱延仕上圧延設備として、例えば特開昭６１
−５６７０８号公報に開示されているものがある。

この連続熱間圧延設備列を第４図を参照して説明する。

薄鋳片連続鋳造設備５（例えば、特開昭５８−１６７０
６０号に開示された薄鋳片連続鋳造設備）から鋳造され
た２０〜ｂ 福方向または、長手方向に温度むらがあり、これを簡単
な加熱装置を備えた均熱炉６で是正する。

均熱炉６は、圧延温度を確保するため、薄鋳片２の温度
低下防止の役割も果す。次に、薄鋳片を幅圧下装置７に
より、所定の板幅に圧下し、かつ、デスケーラ８で表面
のスケールを落した後、熱間強圧下圧延機９で３〜５Ｉ
ＩＩｌｆｆ＋厚の熱延鋼帯に仕上げる。圧延材は、その
後冷却帯１０で目標の巻取温度まで、冷却され、巻取機
１２で巻き取られる。巻取機１２の入側には、走間切断
機１１が設けられ、連続して圧延される圧延材を所定の
長さに切断し、２つの巻取機に交互に巻き取る。

この連続熱間圧延設備に設けられた熱間強圧下圧延機９
は、第５図に示すように、１対の圧延押込みロール１４
ａ　、　１４ｂからなる２重式圧延押込みロール構成体
１３と、１対の小径ワーク・ロール１７ａ　、　１７ｂ
および１対のバックアップ・ロール１８ａ　、　１８ｂ
とからなるバックアップ・ロール駆動方式の多重式強圧
下ロール構成体１６とを共通ハウジング１９に組み込ん
だコンパクトな構造になっている。さらに、圧延押込み
ロール１４ａ　、　１４ｂと小径ワーク・ロール１７ａ
　、　１７ｂとの間には、座屈防止用のローラ・ガイド
１５ａ　、　１５ｂが設置されている。

厚み２０〜５０ＩＤＩの薄鋳片２は、圧延押込みロール
１４ａ　、　１４ｂで圧下率５０％程度で圧延され、か
つ押込み力（圧縮力）をｉ！続的に負宵され、出側の小
径ワーク・ロール１７ａ　、　１７ｂをもつ多重式強圧
下ロール構成体１６で圧下率８０％程度で所定の厚み３
〜５　ｍ　！、で圧延される。

薄鋳片の鋳造速度が速い場合には、圧延速度も速くなり
、したがって、圧延材が圧延押込みロール構成体１３の
出側から強圧下ロール構成体１θの入側に到達するまで
の時間、すなわち、冷却時間も小さくなる。このときは
、第６図に示すように、圧延押込みロール構成体１３と
強圧下ロール構成体１６とを別個のハウジング２０．２
１に組み込んだ圧延機列９′を同一ハウジングに両ロー
ル構成体を組み込んだ圧延機９の代りに用いている。

上述の圧延設備列の特徴は、従来の熱延仕上圧延機側入
側の圧延材速度にくらべて、数分の１となる薄鋳片鋳造
速度（６〜１５ｍ／ｗｉｎ程度）でも、強圧下圧延を実
施することで再加熱せずに圧延温度を確保し、薄鋳片を
連続鋳造設備と同一ライン内で熱延鋼帯に圧延でき、鋳
片巻取、巻戻装置、再加熱炉等の付帯設備が不要となり
、非常に安価なしかも省エネルギになるという点にある
。

ところが、この設備列には以下のような欠点があること
が、その後の鋳造テストまたは、強圧下圧延テストによ
り判明した。

第１の欠点は、鋳造速度の制限により、高生産の熱延鋼
帯製造が不可能となる点である。現状の薄鋳片連続鋳造
技術では、鋳造時のブレイクアウト発生等による操業上
の理由および鋳片表面悪化や内部欠陥発生等の鋳片品質
上の理由で、薄鋳片連続鋳造でも鋳造速度をあまり速く
することができず、２（１−５０ｍ＋ｎ厚鋳片で〔鋳片
厚み（ｍ）　）　Ｘ〔鋳造速度（ｍ　／　ｌ１ｉｎ）　
、）　＝　０．３が限界である。

これは、１２００ｍｍ幅鋳片では薄鋳片連続鋳造設備１
基当り、約１７０ｔｏｎ／　ｈｒの生産量が上限である
ことを意味し、現状熱延仕上圧延設備の生産能力の１／
４程度（約８〜９万ｔｏｎ　／１１ｏｎｔｈ）である。

したがって、第４図に示すような薄鋳片連続鋳造設備５
にインラインで強圧下圧延ｓ９を設置した連続熱間圧延
設備列は、小規模生産では最も設備費が安価となるが、
１０万ｔｏｎ　／ｎ＋ｏｎｔｈ以上の中規模または現状
熱延仕上圧延設備のような大規模生産に対しては、薄鋳
片連続鋳造設備５だけではなく強圧下圧延機９も数基必
要となり、必ずしも安価な熱延鋼帯製造設備とはいえな
い。

次に、第２の欠点は、強圧下圧延を行うと、圧延材がロ
ールに焼付き、強圧下圧延に限界が生じる点にある。熱
間強圧下圧延を実現するためには、前述の特開昭６１−
５６７０８号公報に記載されているように、設備強度の
観点から小径ワーク・ロールを有する間接駆動多重式圧
延機を用いる必要があり、しかも、小径ワーク・ロール
のかみ込み不良対策、間接駆動時のロール開スリップ対
策として、薄鋳片の圧延でも押込み力を負荷できるよう
に座屈防止装置を備えた設備でなければならない。

ところで、本発明者等が熱間強圧下圧延テストを実施し
たところ、ある圧下率以上の強圧下圧延を１パスで行う
と通常の炭素調圧延材でもワーク・ロールに焼付くこと
が判明し、強圧下圧延限界として設備強度制限、かみ込
み不良、ロール間スリップの発生だけでなく、圧延材と
ロールの焼付き発生も考慮しなければならないことが明
らかとなった。この圧延材焼付き発生は、入側板厚と出
側板厚との比（圧下比）、圧延材とワーク・ロール間の
圧延圧力、入側圧延材速度、ワーク・ロール表面温度等
の影響を受ける。特に、入側圧延材速度が増加するに従
い、焼付き発生時の圧下率（または、圧下比）が小さく
なり、圧下率７０％（圧下比＝３．３）程度の強圧下圧
延を実施するためには入側圧延材速度を制限する必要が
あることが明らかとなった。このため、前述の第５図ま
たは第６図で示すような第２パスで強圧下圧延を行う圧
延設備では、第１バスの圧下率に応じて第２パスの入側
圧延材速度が増加するため、圧延設備入側の圧延材速度
が速くなれば焼付発生により、強圧下圧延限界が定まり
、第２パスに行う圧下率７０％程度の強圧下圧延は不可
能となる。

上述したように、第４図に示すような薄鋳片連続鋳造設
備５にインラインで強圧下圧延が可能な設備を設置した
場合は、生産量が１０万ｔｏｎ／ｍｏｎｔｈ以上の生産
規模の熱延鋼帯製造設備としては必ずしも安価な設備と
はいえず、生産量が１０万（Ｏｎ／１０ｎｔｈを越える
ような中・大規模生産では薄鋳片巻取装置を備えた薄鋳
片鋳造設備を数基設置し、１基の熱間仕上圧延設備で熱
延鋼帯を製造する設備の方が安価となる。また、第５図
、第６図に示すような第２パス以降で強圧下圧延を実施
する圧延設備では、高生産になるほど圧延速度が速くな
るために、強圧下圧延時のワーク・ロールと圧延材の焼
付き発生による圧下限界により１パス当りの圧下率をそ
れほど大きくとることができず、従来の熱延仕上圧延設
備にくらべて大幅な設備費減少は望めない。したがって
、大幅な設備費低減を実現するためには、高生産でも強
圧下圧延が可能な圧延設備で従来の圧延設備にくらべて
圧延機数が少ないコンパクトな熱延仕上圧延設備が必要
となる。

Ｑ９　　発明が解決しようとする問題点本発明が解決し
ようとする問題点は、厚み２０〜５０閲の薄鋳片の中規
模または大規模生産に適応できる安価な熱間連続仕上圧
延設備を得ることにある。

仁）問題点を解決するための手段 本発明の熱間連続仕上圧延設備は、小径ワーク・ロール
を有するバックアップ・ロール駆動多重式水平圧延機と
、該水平圧延機の入側に設置された圧延材押込み用ピン
チロールと、前記水平圧延機と前記ピンチロールとの間
に設置された圧延材座屈防止用ローラ・ガイドとからな
る圧延装置を熱間連続仕上圧延機列の第１スタンドに設
置することによって、上記問題点を解決している。

圧延材が連続鋳造された薄鋳片であるか、または薄鋳片
のコイルから巻き戻されたものであってもよい。

（ホ）作　用 本発明の熱間連続仕上圧延設備では、押込み力負荷用ピ
ンチロールと圧延材座屈防止用ローラ・ガイドを備えた
小径ワーク・ロールを有するバックアップ・ロール駆動
多重式強圧下圧延機を熱延仕上連続圧延機列の第１水平
圧延機として設置することで以下のような作用がある。

■　強圧下圧延に必要な押込み力負荷をピンチロールに
よる薄鋳片の軽圧下により実現しているため、ピンチロ
ール前後で圧延材の速度はさほど変化しない、さらに、
強圧下圧延機を熱延仕上連続圧延機列の第１水平圧延機
に設置しているので、強圧下圧延時の入側圧延材速度は
熱延仕上圧延設備に供給される薄鋳片速度とほとんど等
しく、低速であり、ワーク・ロールと圧延材の焼付き発
生も生ぜず、強圧下圧延が可能となる。

■　強圧下圧延が実施できることにより、６〜７スタン
ドの圧延機からなる従来の熱延仕上圧延設備にくらべて
数少ない圧延機数で熱延鋼帯が得られ、安価な熱延設備
が実現される。

←）実施例 次に、第１図を参照して、本発明の熱間連続仕上圧延設
備の実施例について説明する。第１図において、第４図
と同一参照番号は同一の要素を示す。

薄鋳片連続鋳造設備５から鋳造された２０〜５０ｍｍ厚
の熱間薄鋳片２を鋳片切断機２２で所定長さに切断し、
出側に設置された巻取ｆｉ２３で薄鋳片２を巻き取る。

巻き取られな薄鋳片は温度降下を防止するために保熱装
置を具備した薄片コイル運搬装置２４により、熱間連続
仕上圧延設備１００に搬送される。

熱間連続仕上圧延設備１００の入側には鋳片アンコイラ
２５が設置されていて薄鋳片コイルを巻き戻しながら熱
間連続仕上圧延機列１１０に供給する。

巻き戻された鋳片を幅圧下装置７により所定の板幅に圧
下し、デスケーラ８で表面のスケールを落した後、本発
明の熱間連続仕上圧延機列１１０に供給する。

熱間連続仕上圧延機列１１０の第１スタンドに圧延装置
１２０を設ける。圧延袋ｗ１２０については後に第２図
を参照して詳述するが、押込み力負筒用ピンチロール１
２１と圧延材座屈防止用ローラ・ガイド１２２と、小径
ワーク・ロールを有するバックアップ・ロール駆動４重
式強圧下圧延機１２３とからなっている。

強圧下圧延機１２３で強圧下圧延を施し、さらに、その
出側に近設したバックアップ・ロール駆動４重式圧延機
１３０および最終スタンドの仕上圧延機１４０により所
定の厚み（１，５〜５Ｂ）まで熱間連続圧延を行う、圧
延された熱延鋼帯Ｓは、冷却帯１０により所定の温度ま
で冷却された後、走間切断機１１により所定の長さに切
断し、巻取ｆｉ１２に巻き取られる。

本発明の熱間連続仕上圧延設備１００における強圧下圧
延可能な圧延装置１２０について第２図を参照して詳し
く説明する。圧延装置１２０は、強圧下圧延時の高圧延
荷重低減対策として、小径ワーク・ロール１２５ａ、　
１２５ｂを有し、かつ、バックアップ・ロール１２６ａ
、　１２６１４勤の４型式圧延機を有する９強圧下圧延
に必要な高トルクを伝達するために、バックアップ・ロ
ール１２６ａ、　１２６Ｎ−駆動し、前述の特開昭６１
−５６７０８号公報に示す強圧下圧延機１６（第５図）
と同様に設備強度の観点から強圧下可能な圧延機である
。また、強圧下圧延時のかみ込み不良対策および間接駆
動時のバックアップ・ロール１２６ａとワーク・ロール
１２５ａとのスリップ対策として、強圧下圧延機１２０
の入側には、圧延材押込み力負筒用ピンチロール１２１
を設置し、かつ、押込み力負荷時の圧延材座屈発生防止
のためにピンチロール１２１と強圧下圧延機１２０との
闇に、ローラ・ガイド１２２を設置している。

ここで、第５図および第６図に示す（特開昭６１−５６
７０８号）ような強圧下圧延機との違いについて説明す
る。従来技術の説明で述べたように、強圧下限界は設備
強度面から考えられる圧下限界の他にワーク・ロールと
圧延材との焼付き発生による圧下限界によっても定まる
。低炭素鋼を用いて熱間強圧下圧延テストを行ったとき
に生じた焼付き発生状況も観測した。圧延テストは幅８
０Ｍ×厚み１５鴎の９００°Ｃ熱間鋼バックアップ・ロ
ール直径２５０鴎、ワーク・ロール直径８０鴎のバック
アップ・ロール駆動４：１式圧延機で、圧下率８０％（
圧下比５）の強圧下圧延を行った。特に、本テスト例で
は入側圧延材速度は約２ｍ／ＩＩ！ｎと低速で、しかも
無潤滑圧延を実施した。

本テスト例にみられるように、１バスで非常に大きな圧
下率の強圧下圧延を実施すると、圧延材とワーク・ロー
ルとが焼付き、圧延材の表面は著しい損傷を受け、製品
品買上大きな問題となる。

さらに、この焼付きによって、ワーク・ロール表面も著
しく損傷し、以後の圧延が不可能となり、操業上も大き
な問題となる。このため、焼付き発生防止の観点から１
パス当りの圧下率を制限する必要が生じる。

さらに、本発明者等が強圧下圧延テストを行ったところ
、焼付き発生は入側圧延材速度に依存することが判明し
た。このテスト結果を第３図に示す。本テストで用いた
圧延設備は第６図に示すような２スタンドの連続圧延設
備である。入側の圧延ｆｉ２０は、直径３００！ｌｌｆ
ｆ１のロールを組み込んだ２重式圧延機であり、出側の
圧延機２１は、直径２５０Ｉのバックアップ・ロール１
８ａ　、　１８ｂと直径１００　ｙｍのワーク・ロール
１７ａ　、　１７ｂを組み込んだバックアップ・ロール
駆動４重式圧延機である。

焼付き発生はロール材質にも依存するため、従来の熱延
仕上圧延設備で用いられている。鋳鉄系のロール（炭素
含有量３％）をワーク・ロール１４ａ　、　１４ｂ　、
　１７ａ　、　１７ｂに用いてテストを行ツタ。

試験片は、厚み１６鴎×幅１０１００ａ長さ１５００ｍ
ｍの低炭素鋼を用い、圧延テストは入側圧延機２０の圧
延開始温度を１０５０℃とし、入側圧延機２０で厚み７
．５鵬まで圧下した後、出側圧延機２１で無潤滑強圧下
圧延を行い、焼付き発生の有無を観察した。

第３図に示すように、スタンド間圧延材速度（出側圧延
機２１の入側圧延材速度）が速くなるに従い、焼付き発
生時の圧下率が低下している。

上記テスト結果を用いて、第５図または第９６図に示す
強圧下圧延機９と第２図に示す、本発明の圧延装置１２
０の圧下限界について比較する。第６図に示す圧延機９
の場合、第１バスで圧下率５０％（圧下比２）の圧延を
行うと、第１パス入側圧延材速度１０ｍ／１ａｉｎでは
、強圧下圧延を行う第２パス入側圧延材速度は２０ｍ／
ｍｉｎとなり、第３図より焼付き発生防止の観点から第
２パス最大圧下比は３となる。したがって、第１バス、
第２パスの全圧下比は６である。これに対し、第２図に
示す本発明の圧延装置１２０を用いた場合、第１パス入
側圧延材速度が１０ｍ／ｌ１ｉｎでは、第３図より圧下
比３．５の圧延が可能である。第２パスでは、入側圧延
材速度は３５ｍ／１Ｉｌｉｎとなる。しかし、テスト結
果から推定すれば、圧下率６０％（圧下比２．５）程度
の圧延は可能である。したがって、第１バス、第２パス
の全圧下比は８．７５となり、本発明の圧延設備の方が
圧下比で１，４６倍の強圧下圧延が可能であり、特開昭
６１−５６７０８号に示す圧延機にくらべても圧延機数
の少ない安価な熱延仕上圧延設備が実現できる。

本発明の熱間連続仕上圧延設備１００を、薄鋳片連続鋳
造設備うにオフラインで設置しな場合、圧延設備への薄
鋳片供給速度は、薄鋳片連続鋳造設備の鋳造速度に一致
させる必要がなく、さらに圧延設備による熱延鋼帯製造
能力も薄鋳片連続鋳造設備の稼動時間に左右されない。

したが９て、第４図に示す薄鋳片連続鋳造インライン圧
延設備にくらべて、熱間鋼帯生産能力は２〜３倍まで上
げることができる。

さらに、第５図または第６図に示すような第２パスで強
圧下圧延を実施する設備では、第１バスよりも第２パス
の方が圧延速度が速く、しかも強圧下圧延であるために
、第１バス駆動モータにくらべて第２バス駆動モータの
パワーが非常に大きくなり、モータの製造限界から圧延
速度を制限する必要が生じる０本発明の圧延設備では、
圧延速度が遅い第１バスで強圧下圧延を実施するため、
駆動モータのパワーがそれほど大きくならない。

この点についても、本発明の圧延設備の方が高生産量の
熱延鋼帯製造設備に有利であることがわかる。

（Ｆ′）効　果 本発明の熱間連続仕上圧延設備は、第１バスで強圧下圧
延が可能であるため、圧延材とワーク・ロールとの焼付
きを発生させることなく、強圧下圧延を実施でき、圧延
ラインの簡素化が図られ、薄鋳片連続鋳造設備で製造さ
れる厚み２０〜５０鵬の薄鋳片を安価な設備投資で熱延
鋼帯に圧延することができる。また、薄鋳片連続鋳造設
備にオフラインで３！！！続圧延設備を設置しているの
で、熱延鋼帯生産量は鋳造速度や鋳造設備稼動時間に左
右されることなく、高生産が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の薄鋳片の熱間連続圧延設備の概略説明
図。第２図は本発明の熱間３！！続仕上圧延機列に設置
される熱間強圧下圧延機の概略説明図。 第３図は圧延テスト結果を示すグラフ。第４図は従来の
薄鋳片の熱間連続仕上圧延設備の概略説明図、第５図お
よび第６図は従来の熱間強圧下圧延設備の概略説明図。 ２・・・薄鋳片　　　　　５・・・薄鋳片連続鋳造設備
６・・・均熱炉　　　　　７・・・幅圧下装置８・・・
デスケーラ　　　９・・・熱間強圧下圧延機１０・・・
冷却帯　　　　　１１・・・走間切断機１２・・・巻取
機 １３・・・圧延押込みロール構成体 １４ａ　、　１４ｂ・・・圧延押込みロール１５ａ　、
　１５ｂ・・・ローラ・ガイド１６・・・強圧下ロール
構成体 １７ａ　、　１７ｂ・・・ワーク・ロール１８ａ　、　
１８ｂ・・・バックアップ・ロール１９、２０．２１・
・・圧延機 １００・・・熱間連続仕上圧延設備 １１０・・・熱間連続仕上圧延機列 １２０・・・圧延装置１２１・・・ピンチロール１２２
・・・ローラ・ガイド １２３・・・強圧下圧延機 １３０・・・圧延機　　　　　１４０・・・仕上圧延機
特許出願人　住友金属工業株式会社 同　　　　住友重機械工業株式会社 （外５名） 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）小径ワーク・ロールを有するバックアップ・ロー
   ル駆動多重式水平圧延機と、該水平圧延機の入側に設置
   された圧延材押込み用ピンチロールと、前記水平圧延機
   と前記ピンチロールとの間に設置された圧延材座屈防止
   用ローラ・ガイドとからなる圧延装置を熱間連続仕上圧
   延機列の第１スタンドに設置したことを特徴とする熱間
   連続仕上圧延設備。
2. （２）圧延材が連続鋳造された薄鋳片であることを特徴
   とした特許請求の範囲第（１）項に記載の圧延設備。
3. （３）圧延材が前記薄鋳片のコイルから巻き戻されたも
   のであることを特徴とした特許請求の範囲第（１）項に
   記載の圧延設備。