JPS63286258A - 連続鋳造薄スラブの巻取り方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ベルトキャスター等の薄スラブ連続鋳造機
により製造された薄鋳片（薄スラブ）を熱間で巻取って
等温保持した後熱間圧延するに際し、均質で形状の良好
な圧延板製品を得るための熱管理されたコイルに薄スラ
ブを巻取る方法に関するものである。

〈背景技術〉 近年、連続鋳造スラブから圧延鋼板を製造するまでの全
般的な製造コストを低減すべく、ベルトキャスター、ブ
ロックキャスター或いは双ロール法等によって得られる
連続鋳造薄スラブ材（２０〜８０ｍｍ厚程度）を素材と
した圧延板製造技術の開発が国の内外を問わず積極的に
行われるようになってきた。

この方法は、従来の「厚さが２００ｍｍを超える連続鋳
造スラブを加熱炉で加熱又は再熱し、粗圧延や仕上げ圧
延と言った多数の圧延工程により板厚を減少させて約１
〜２５顛厚程度の圧延鋼板を得る方法」に比べて圧延機
台数を大幅に削減することを可能とする上、薄スラブ鋳
造機の後方に圧延ラインを直結すれば消費エネルギーの
小さな加熱炉を取付けるだけでダイレクトローリング形
式の圧延まで一貫して実施できるなど、設備費やエネル
ギーコスト等の面で大きな有利性が期待できるものであ
った。この場合、ベルトキャスター等の薄スラブ鋳造機
の直後に必要台数の圧延機を設けて一気に１〜２５ｍｍ
程度の目標厚みまで圧延するのが設備建設費や生産費の
面から有利であることは言うまでもない。

ところが、このように薄スラブを鋳込んだ後変態温度以
下にまで温度降下させることなくそのま゛　まダイレク
トに圧延しようとすると、オーステナイト粒界にＦｅＳ
が析出し、これによって該粒界が著しく脆化して表面割
れの原因になるとの問題が懸念されたのである。例えば
、第３図は鋼鋳片の硫化物析出に起因する脆化域を示し
たグラフであるが、この図からも、前記薄スラブ連続鋳
造機の後方に圧延ロールを配置してダイレクトに薄スラ
ブの圧延を行った場合には、その圧延条件が硫化物析出
に起因する脆化域に引っ掛かることが窺われる。

勿論、このような脆化は従来の熱間直送圧延の場合でも
問題となっていたものであり、そのため従来の熱間直送
圧延では硫化物を凝縮肥大させることで粒界への析出防
止を図り、これによって脆化を抑えるべく、圧延に先立
って所定温度で所定時間保持する等温保持対策がとられ
ていた。

ところが、薄スラブの場合には体積当りの表面積が従来
の連続鋳造鋳片に比べて格段に広いので熱放散速度が極
めて速く、従って温度降下が大きくてこのままでは必要
温度の確保が困難であった。

このようなことから、鋳造機の後方から連続的に引き抜
かれてくる薄スラブを所定温度に所定時間等温保持する
ため、第４図に示される如く薄スラブ鋳造機（図ではツ
インベルトキャスターを例示している）２１と圧延機群
２２との間に加熱炉２３を配置する方法も考えられるが
、生産性を上げようとすれば加熱炉として炉長の長いト
ンネル炉を設ける等の対策が必要となり（例えば、鋳込
速度：１０ｍ／分で鋳造される薄スラブをトンネル炉に
て１０分間等温保持する場合には約１００ｍの炉長を要
する）、設備コストやエネルギーコストの増大につなが
ると言うスラブの薄肉化目的と逆行する問題があった（
なお、従来の連続鋳造鋳片熱間直送圧延の場合には鋳片
断面が大きいため温度降下は小さく、簡単な保熱設備に
より鋳片内部からの復熱のみで十分に所要表面温度を確
保することが＝３− できた上、鋳込速度が遅いことから保熱炉も炉長の短い
もので十分だったのである）。第４図において、符号２
４はタンデソシュを、２５はピンチローラを、２６はシ
ャーを、そして２７は薄スラブをそれぞれ示している。

そこで本発明者等は、長大な連続熱処理炉によることな
く、極くコンパクトな保熱炉で薄スラブの表面欠陥発生
要因を排除することが可能なように、鋳込み直後の薄ス
ラブをそのまま直ちに巻取り、コイル状態で等温保持す
る試みを実施してみた。この方法では ○　保熱効果は平板のままより相当に向上する上、薄ス
ラブ鋳造工程と圧延工程とが分離されるので両者の速度
差の吸収も可能なって圧延速度を上げることができ、こ
れにより圧延テーブル上での温度降下を最小限に抑え得
るなど、温度確保面での効果は大きい、 ○　薄スラブ鋳造工程側と圧延工程側との速度差（例え
ば、前述のようにスラブ温度の維持を重視した速い圧延
ライン速度を採用した場合や、小故障による一時的停機
のために生じる）に対処するため、圧延ラインに複数基
の薄スラブ鋳造工程を結合するなどの柔軟な応用策を取
り易い、 等の点で極めて有効な手段であると考えられたからであ
る。

しかしながら、この場合も、スラブ厚が薄いが故に鋳造
から巻取りまでの間の温度低下が速く、スラブ厚、スラ
ブ速度、並びに薄スラブ鋳造機と巻取り装置との距離等
にも影響されるが、巻取り時に薄スラブ温度が既に１０
００°Ｃ或いは９００℃程度にまで低下してしまいがち
であることが明らかとなった。つまり、このような温度
域に巻取り工程を入れることは第３図に示した脆化域で
スラブに曲げ変形を与えることにつながるものであって
、巻取り時の表面割れが懸念されたのである。

その上、スラブ厚が非常に薄いことから、コイル状に巻
取ったとしても単なる保熱炉中では温度降下が大きくて
必要温度での等温保持が困難であり、しかも、圧延バス
回数にもよるが次工程の熱間圧延では一般的に９００〜
１１００℃の温度域で圧延が開始されるのが通例である
ことから、これらの温度を確保するためにはある程度の
加熱工程がどうしても必要となることも分った。

ところが、上述のような観点から行われた本発明者等の
実験によって、コイル状に巻取ってしまった薄スラブを
加熱炉で均熱することは実際上大きな不利を伴うことが
明らかとなった。

即ち、第５図で示されるようなコイル状に巻取られた薄
スラブを加熱炉で加熱す、ると、炉内雰囲−気に触れる
“コイル端面２８″、“コイル外径側表面２９”及び“
コイル内径側表面３０”の３方から徐々に昇温するので
、短時間には均熱されたスラブとはならない。従って、
全体的に均熱なスラブとして圧延機側へ供給するには長
時間の均熱を必要とすることとなるが、これは多数のコ
イルを炉内に滞在させなければならないことを意味する
ため大型の炉を必要とし、設備的並びに消費熱エネルギ
ー的に得策でないばかりか、長時間滞炉することによる
スケール発生も問題となったのである。

〈問題点を解決する手段〉 この発明は、連続鋳造された薄スラブを一旦巻取ってか
ら熱間直送圧延する場合に懸念される上記問題点を解消
し、大がかりな設備を必要としたり熱エネルギー的な不
利を余儀無くされることなしに連続鋳造薄スラブから均
質で形状の良好な圧延板材を高能率生産すべく、更に続
けられた本発明者等の研究によって完成されたものであ
り、「連続鋳造機から送り出される薄スラブの画表　　
　　　　−面と両端面近傍とを加熱することにより、該
簿スラブに部分的温度差を与えて巻取り、この薄スラブ
コイルを巻戻して圧延する際のスラブ長手方向での温度
変動並びに幅方向での温度差の抑制と圧延開始温度の確
保とを行うことで、次工程の熱間直送圧延にて均質で形
状の良好な圧延板材を生産し得るようにした点」 に特徴を有するものである。

第１図は、この発明に係る連続鋳造薄スラブの巻取り方
法を実施するための設備例を示す概念図であるが、実施
例を兼ね、以下第１図に基づいてこの発明を詳述する。

第１図において、符号１は薄スラブの連続鋳造機（ここ
ではツインベルトキャスターを例示している）２に溶湯
３を供給するためのタンプ・ノ、シュを示しており、符
号４はピンチローラであって連続鋳造薄スラブ５に搬送
力を付与するためのものである。また、符号６は切断装
置（シャー、力・ツタ−、トーチ等）であり、連続して
鋳造される薄スラブ５を下工程の要求に応じて分割する
ものである。

そして、符号７は連続鋳造薄スラブ５の巻取り装置を示
していて、ピンチローラ８．ベンディングロール９．コ
イルサポートロール１０等から構成されるものである。

なお、ここでのピンチローラ８は、切断装置６で分割さ
れて巻取り中のスラブ後端部と次材の先端部との間隔を
開けたり、ベンディングロール９へのスムーズなスラブ
の侵入を保証するために設けられたものであり、ベンデ
ィングロール９は薄スラブ５に巻取るための曲率を与え
るために、またコイルサポートロール１０は巻−〇　− 取り過程でコイル状になった薄スラブをこの上で回転さ
せつつ更に巻取りしたり、巻取りが終了したコイル状ス
ラブを移送時まで保持するために設けられたものである
ことは言うまでもない。

一方、符号１１で示されるものは薄スラブの上下面加熱
装置であり、また１２は薄スラブの端面加熱装置を示し
ている。ここでは、薄スラブの上下面加熱装置としてバ
ーナー１３を有するものを例示しているが、上下面加熱
装置１１及び板端面加熱装置１２ともガスバーナ一方式
、インダクションヒータ一方式等の何れを採用しても差
し支えない。

なお、薄スラブ上下面加熱装置１１の配置位置は、薄ス
ラブを分割する切断装置６とベンディングロール９の後
方でかつ薄スラブがコイル状になる直前の位置（第１図
に示した薄スラブ上下面加熱装置１１の位置で、コイル
の形状を考えると現実的にはこれ以上コイル側に近づけ
ない位置）との間であれば格別に制限されるものではな
い。ただ、ピンチローラ８とベンディングロール９との
間は薄スラブの曲げによる表面スケールの剥離があるの
で、剥離したスケールの処理作業を考えると該区間に薄
スラブ上下面加熱装置を設けることは好ましいことでは
ない。もっとも、スペースその他の関係で前記位―に小
型の薄スラブ上下面加熱装置しか設置できないようであ
れば、該加熱装置をピンチローラ８の前方に設けても良
く、また両方に設けても構わない。

薄スラブ端面加熱装置１２は第１図に示す如くコイル状
とする薄スラブの端面を加熱するためのものであり、こ
の点のみからすれば、その配置位置は切断装置６の部位
以降で圧延機直前の間であればどこでも良い。しかしな
がら、第１図社示されるようにコイル巻取りまでの工程
中に設置した場合には、薄スラブが進行しているので薄
スラブ速度が一定であれば加熱装置を移動させなくても
薄スラブｉ手方向に均一に加熱できる利点があり、また
圧延機直前に設ける場合よりもスラブ速度が遅いため加
熱装置が大型化することもない。勿論、複数基設置して
良いことは言うまでもない。

ところで、第１図において種々の駆動装置、水冷装置、
搬送装置、ガイド類、センサー類、制御装置等について
は殊更に明示しなかったが、これらに関して一般的なも
のが装備されていることも当然である。また、ピンチロ
ーラ８は必ずしも必須のものではなく、薄スラブの巻取
り方式もアンプコイリング法又はダウンコイリング法の
何れによっても差し支え無い。更に、図示した以外に薄
スラブ搬送のためのローラやガイドを設けても良く、ピ
ンチローラ８付近に分岐ゲートとそのまま進行するバイ
パス路を設け、その先にも巻取り機を設けた構成とする
ことも考えられる。

さて、第１図に示した設備において、タンプッシュ１に
溶＠３を供給すれば、該溶湯３はタンディツシュ１から
薄スラブ連続鋳造機２に注がれて薄スラブとされ、ピン
チローラ４にて連続的に引き抜かれる。

続いて、連続的に引き抜かれた薄スラブはピンチローラ
８によってベンディングロール９に送り込まれ、巻取り
のための曲率が与えられてコイル状に巻取られる。

−１１＝ この巻取りに際しては、薄スラブ５の両表面が上下面加
熱装置１１によって加熱され、また両端面近傍が端面加
熱装置１２により加熱されて該薄スラブに部分的温度差
が与えられ、この状態で薄スラブ５の巻取りがなされる
こととなる。

この場合、薄スラブ上下面加熱装置１１の加熱量は、例
えば、薄スラブ５の先端の少なくとも３ｍと後端の少な
くとも６ｍを中間部よりも大きくし、かつ前記中間部で
あっても、その両端部は先端から後端に向かって次第に
絞るように制御すべきである（これは、巻戻した薄スラ
ブを圧延に供すると鋳込み先頭が圧延時の尾部になるの
で圧延開始までに時間を要しより冷却されることを補償
するためのもので、先端と後端を除く薄スラブの中央部
は巻取り状態で冷えにくいので加熱量をほぼ一定として
も良い）。そして、薄スラブ端面加熱装置１２による加
熱量も上記と同様に薄スラブ５の先後端部で大きくなる
ように制御すべきである（これによって、巻戻した薄ス
ラブを所定の均一温度で圧延機に供給できるようになる
）。

第２図は、このような加熱パタージをグラフ化したもの
である。

勿論、実際の加熱量は薄スラブ形状、薄スラブの移動速
度、鋳込みから圧延開始までの時間、圧延開始温度等に
より決定されることは言うまでもない。

このように巻取られた薄スラブ５は、引き続いて図示さ
れていない搬送手段によりスラブの等温保持（保定）位
置へハンドリングされ、適当な時間放置された後、アン
コイリングされ圧延機に入る。

ここで、薄スラブはコイル状に巻き取られているので等
温保持（保定）時の熱損失は極力抑制されるが、更なる
熱損失を抑制するため ■　カッく−等を被せる、 ■　カバー内を高温に保つため、該カバーを炉のような
ものとする、 ■　積極的に加熱しないまでも、バーナー等を取付ける
、 等の手直てが考えられる。

これによって、熱間直送圧延での脆性割れが確実に防止
され、圧延開始温度も十分に保証されることとなる。

しかし、何れにせよ薄スラブ上下面加熱袋Ｗ１１と端面
加熱装置１２によって薄スラブコイルの保有熱量を部分
的に調整しておかないと、薄スラブ先端の内径部の−巻
きと後端部の外径−巻き部の冷え方が大きく、また、ス
ラブ長手方向では板端部を比較すると先端側の冷え方が
大きく、スラブ幅方向では端部が中央部より低温の状態
で圧延機に供給せざるを得なくなって、均質で形状の良
好な圧延板が得られない。しかも、所定の圧延開始温度
を確保することも困難となる。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、連続的に鋳造
された薄スラブを簡単でコンパクトな保熱設備でもって
等温保持でき、しかも圧延機に供給する際の薄スラブ温
度分布を大掛かりな設備を必要とすることなく均一化す
ることも可能となって、品質の良好な圧延板がコスト安
く高能率で生−１５＝ 産されるようになるなど、産業上極めて有用な降下がも
たらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る連続鋳造薄スラブの巻取り方法
を実施するための設備例を示す概念図、第２図は、薄ス
ラブ巻取り時の長手方向における加熱量例を示したグラ
フ、 第３図は、鋼鋳片における硫化物の析出に起因した脆化
域を示す概念図、 第４図は、薄スラブ鋳造機と圧延機群との間に加熱炉を
設けた構成とした薄スラブの熱間直送圧延の概念図、 第５図は、薄スラブを巻取ったコイルの概略斜視図であ
る。 図面において、 １．２４・・・タンデソシュ、 ２．２１・・・薄スラブ連続鋳造機、　３・・・溶湯、
４．８．２５・・・ピンチローラ、 ５．２７・・・薄スラブ、　　６・・・切断装置、７・
・・巻取り装置、　９・・・ベンディングロール、１０
・・・コイルサポートロール、 １１・・・薄スラブの上下面加熱装置、１２・・・薄ス
ラブの端面加熱装置、 １３・・・バーナー、　　　２２・・・圧延機群、２３
・・・加熱炉、　　　　２６・・・シャー、２８・・・
コイル端面、　　２９・・・コイル外径表面、３０・・
・コイル内径表面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 連続鋳造機から送り出される薄スラブの両表面と両端面
   近傍とを加熱することにより、該薄スラブに部分的温度
   差を与えて巻取り、この薄スラブコイルを巻戻して圧延
   する際のスラブ長手方向での温度変動並びに幅方向での
   温度差の抑制と圧延開始温度の確保とを行うことを特徴
   とする、熱間直送圧延のための連続鋳造薄スラブ巻取り
   方法。