WO2013061542A1 - 熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法 - Google Patents

熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013061542A1
WO2013061542A1 PCT/JP2012/006639 JP2012006639W WO2013061542A1 WO 2013061542 A1 WO2013061542 A1 WO 2013061542A1 JP 2012006639 W JP2012006639 W JP 2012006639W WO 2013061542 A1 WO2013061542 A1 WO 2013061542A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
slab
width
horizontal rolling
rolling mill
shape
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/006639
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊輔 佐々木
三宅　勝
木村　幸雄
Original Assignee
Ｊｆｅスチール株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｆｅスチール株式会社 filed Critical Ｊｆｅスチール株式会社
Priority to KR1020147011028A priority Critical patent/KR101661826B1/ko
Priority to CN201280051703.6A priority patent/CN103906583B/zh
Priority to IN761KON2014 priority patent/IN2014KN00761A/en
Priority to EP12843671.4A priority patent/EP2762241B1/en
Publication of WO2013061542A1 publication Critical patent/WO2013061542A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/02—Preliminary treatment of metal stock without particular shaping, e.g. salvaging segregated zones, forging or pressing in the rough
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/026—Rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0035—Forging or pressing devices as units

Definitions

  • the present invention relates to a hot slab shape adjusting equipment and a shape adjusting method. Specifically, when forming the thickness and width of a slab produced by continuous casting, the planar shape (plain view pattern) of the slab tip (top and tail ends of slab) is controlled. Reduces crop loss and suppresses local thickening at the center of the slab tip width to reduce the number of rough rolling passes (reducing pass number of rough rolling) and conveying failure (conveying trouble)
  • the present invention relates to a hot slab shape adjusting equipment and a shape adjusting method to be eliminated.
  • the slab Since the casting speed of the slab cast by the continuous casting machine is almost independent of the slab width, the slab is cast with a wide width for the purpose of improving productivity, and a predetermined plate corresponding to the product width in the hot rolling line
  • the method of reducing the width (reduce the width of a slab) is used.
  • Sizing mills and sizing presses have been developed and used as devices for width reduction.
  • This sizing mill is a device that performs slab width rolling with rolling rolls arranged opposite to each other in the plate width direction, but since the contact length between the roll and the slab is short, the shear strain (shear to the slab width end) The deformation was large, causing a concave shape at the tip of the slab called fishtail, which caused yield deterioration.
  • a sizing press has been developed to increase the contact length with the slab and suppress the fishtail, and has achieved a significant yield improvement.
  • the width reduction load is almost proportional to the contact length between the slab and the mold. For this reason, a width change of about 300 mm at the maximum is performed from the viewpoint of the load restriction of the equipment.
  • the width of general hot-rolled steel strip products varies from about 700 mm to 2200 mm. Even if a sizing press device is used in a hot rolling line, it is necessary to cast slabs of multiple levels at different chances in the continuous casting process.
  • a sizing mill and sizing are methods to increase the width change amount of the continuous casting slab without increasing the burden on the equipment and suppressing the concave shape called fishtail at the leading edge that causes yield drop.
  • a method combining presses has been proposed (Patent Document 3). This is a method in which the width of the steady portion is changed by a sizing mill after pre-forming the slab tip and tail by a sizing press in order to prevent fish tail, and a large width change of about 650 mm is achieved.
  • the sizing press preforming is significantly changed, the plate thickness at the slab tip increases, and it becomes difficult to transport by colliding with the transport roll. For this reason, an apparatus that mechanically corrects the slab tip with a lower roll provided on the transport line and capable of applying a load in the upward direction has been devised and operated (Patent Document 4).
  • JP 2009-6361 A Japanese Patent No. 2561251 JP 2008-254036 A JP 2008-254033 A
  • the present inventors have intensively studied in order to solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention having the following gist configuration.
  • Horizontal rolling having horizontal rolling rolls arranged opposite to both sides in the plate thickness direction, which is a facility for adjusting the plate width, tip planar shape and plate thickness profile of a plate which is a hot slab extracted from a heating furnace
  • Hot slab shape adjustment equipment characterized by being installed at shorter intervals.
  • a method for adjusting the shape of a hot slab characterized by the above.
  • the slab after the width change when the slab after the width change is horizontally rolled by the downstream rough rolling mill while suppressing the fishtail shape of the leading end generated by the slab width change in the sizing press process to be small. It is possible to prevent local thickening at the center of the width of the slab tip, which causes poor biting and increases in the number of passes. Further, according to the present invention, since the width can be changed greatly while maintaining the leading end shape well, it is possible to expect improvement in yield and efficiency of the continuous casting machine.
  • FIG. 1 It is a diagram which shows the example of a change of the planar shape of the slab front-end
  • FIG. 2 It is a diagram which shows the example of a change of plate
  • FIG. 2 It is a diagram which shows the example of a change of plate
  • FIG. 1 It is a diagram which shows the example of a change of the planar shape of the slab front-end
  • FIG. 3 It is a diagram which shows the example of a movement of the neutral point at the time of applying compressive force with each rolling mill of an entrance side (a) and an exit side (b). It is a diagram which shows the slab tip end part plane shape after width adjustment of the example of this invention and a comparative example. It is a diagram which shows the slab tip end part plane shape after width adjustment of the example of this invention and a comparative example. It is a side view which shows the outline
  • FIG. It is a top view which shows the crop loss of the sheet bar after rough rolling. It is a top view which shows metal mold
  • load and force are both quantities per unit area.
  • load and “force” are both quantities per unit area.
  • the width reduction amount is increased, the mold stroke is insufficient, and therefore the width reduction starts from the inclined portion of the mold 2K.
  • the mold inclination angle increases, the amount of fish tail at the slab tip increases, and as a result, the local plate thickness increases at the center of the slab tip plate width.
  • the present inventors came up with an advantageous control method as a result of a detailed study of the slab tip deformation mechanism that occurs under width pressure by a sizing press.
  • the width reduction load P is decomposed by the mold inclination angle ⁇ to generate a force Psin ⁇ for retracting the slab as shown in FIG.
  • a frictional force ⁇ P ( ⁇ is a friction coefficient) works in the contact area between the mold 2K and the slab 10, and the horizontal component force ⁇ Pcos ⁇ prevents the slab 10 from retreating. Due to these two forces, a large shear force is generated at the tip of the slab, and the fishtail portion 10FT is formed as the slab 10 moves backward. Further, the shearing force by the backward component force Psin ⁇ increases as the mold inclination angle ⁇ increases.
  • FIG. 4 shows the mechanism for increasing the thickness of the slab width central portion 10WC after the slab tip has a fishtail shape and the appearance of the plate thickness distribution in the longitudinal direction of the slab width central portion 10WC after increasing the thickness.
  • FIG. 1 is the side view (a) and top view (b) which show the outline
  • a horizontal rolling mill 1 having horizontal rolling rolls 1HR arranged opposite to both sides in the sheet thickness direction, and a width pressing machine 2 having a pair of molds (width pressing molds) 2K arranged opposed to both sides in the sheet width direction,
  • the horizontal rolling mill 1 and the width press machine 2 are installed in this order from the upstream side in the slab conveying direction with an arrangement interval ⁇ shorter than the slab length at the time of extraction in the heating furnace. That is, when the slab length at the time of extraction in the heating furnace is represented by L0, 0 ⁇ ⁇ L0. Preferably, 0 ⁇ ⁇ 0.3 ⁇ L0.
  • one hot slab is simultaneously subjected to sheet thickness rolling by the horizontal rolling mill 1 and width reduction by the width pressing machine 2.
  • the width reduction by the mold 2K of the width press machine 2 it is possible to apply a compressive force against the rear component force Psin ⁇ to the slab by feeding by the horizontal rolling roll 1HR of the horizontal rolling mill 1 on the upstream side thereof,
  • the tip shape is controlled.
  • the fishtail at the tip can be suppressed regardless of the slab width or width reduction amount.
  • the horizontal rolling mill 1 controls the rolling speed so that rolling slip does not occur and a compressive force acts on the plate on the horizontal rolling mill exit side.
  • the occurrence condition of slip in the plate rolling can be determined by whether or not a neutral point (flat point) exists in the roll bite.
  • FIG. 5 shows the result of a rolling analysis assuming that a compressive force is applied by a horizontal rolling mill.
  • a slab corresponding to a thickness of 260 mm and a temperature of 1000 ° C. was horizontally reduced to a thickness of 245 mm by a roll of ⁇ 1000 mm.
  • the neutral point moves to the roll bite outlet side.
  • the pushing force was about 11 MPa or less.
  • the shape control of the slab tip was performed by this pushing force, that is, compression force.
  • Example 1 the present invention was applied to a case where a slab having a width of 1450 mm and a slab thickness of 260 mm was subjected to a width reduction of 325 mm in two portions to obtain a total width reduction amount of 650 mm.
  • the width reduction started from the mold inclined part, and a compressive force of 9 MPa was provided by the horizontal rolling mill to counter the backward component force only in the first pass.
  • FIG. 6 shows the tip planar shape after width reduction. Under normal width pressure (compression force 0 MPa), a huge fish tail shape is formed. However, under the condition where compression force was applied, the fishtail shape could be suppressed and the crop loss could be reduced by 76.2%.
  • FIG. 7 shows the thickness profile of the slab tip.
  • FIG. 8 shows the plate thickness distribution in the longitudinal direction of the center portion of the slab width. The local thickening of the slab leading edge is suppressed, and the effect of reducing the number of passes in rough rolling and the problem of poor slab conveyance can be expected.
  • Example 2 the present invention was applied to a slab having a width of 1650 mm and a slab thickness of 260 mm with a width reduction amount of 250 mm under a single width reduction. Under the condition that the width reduction amount is small with respect to the slab width, there is no problem of thickening, but fishtail deformation becomes remarkable. The fishtail suppression effect by applying compressive force under such conditions is shown.
  • the width reduction started from the mold inclined portion, and 7 MPa and 9 MPa were applied as compressive forces against the rear component force.
  • FIG. 9 shows the planar shape of the tip after width reduction. It was confirmed that the tip plane shape was controlled by applying an appropriate compressive force, and crop loss could be reduced by 92%.
  • FIG. 2 is a side view (a) and a plan view (b) showing the outline of the hot slab shape adjusting equipment according to the present invention described in (2).
  • the shape adjusting equipment according to the present invention is equipment for adjusting the shape of a hot slab extracted from a heating furnace (not shown).
  • the entrance side rolling mill 1 and the exit side rolling mill 3 horizontally roll the slab with a pair of upper and lower rolls. The distance between the roll axis centers of the entrance-side rolling mill 1 and the exit-side rolling mill 3 is within the slab length after the width reduction.
  • the hot slab extracted from the heating furnace was reduced in width by the width press machine 2 once or twice or more over the entire length of the slab.
  • compressive force / tensile force is applied by horizontal rolling at the entry / exit rolling mill during the width reduction of the leading end of the slab, and compression is performed at the entry rolling mill at the start of rolling at the exit rolling mill.
  • Added force It is important to apply the compressive force and tensile force so as to satisfy the requirement that the rolling neutral point in the rolling mill on the entry / exit side is present in the roll bite (the requirement that no slip occurs).
  • the range of compressive force that satisfies this requirement can be calculated from rolling theory. For example, FIG.
  • 10 is a diagram showing a result of calculating a compressive force capable of pushing the slab into the width press in each of the entrance side (a) and exit side (b) rolling mills.
  • a 250 mm width reduction over the entire length was performed once with a width press machine.
  • the compressive force of 7.7 MPa with respect to the slab traveling direction is reduced by the entry side rolling mill at the leading end width pressure, and the compressing force of 7.7 MPa is performed with respect to the slab traveling direction by the outlet rolling mill at the tail end width reduction.
  • the slab whose initial size is 1450 mm wide and 260 mm thick is divided into a total length of 325 mm each time by a width press machine with a width press machine of 325 mm, for a total width of 650 mm went.
  • a compression force of 7.7 MPa with respect to the slab traveling direction at the entry side rolling mill when the width at the tip end is reduced, and with respect to the slab traveling direction at the exit rolling mill at the tail end width reduction.
  • the width adjustment was performed under two conditions, ie, when a compressive force of 7.7 MPa was applied (invention example) and when the compressive force was not applied (comparative example), and the crop loss amount was compared.
  • the planar shape of the slab leading end after the width adjustment could be made closer to a rectangle than in the comparative example ( ⁇ ).
  • the tip crop weight was reduced by 85.0% in comparison with the comparative example (calculation formula: (1-invention example crop loss weight / comparative example crop loss weight) ⁇ 100 (%))
  • the tail end crop weight decreased by 80.5% in comparison with the comparative example (calculation formula: (1-invention example crop loss weight / comparative example crop loss weight) ⁇ 100 (%)).
  • Example 3 350 mm width reduction over the entire length was performed once on a slab having an initial slab size of 900 mm width and 260 mm thickness by a width press.
  • horizontal rolling is performed on the continuous rolling mill, when different horizontal compressing forces (indentation pressures) are applied to the slab traveling direction at the start of the horizontal rolling (at the time of tip engagement) (in the present invention) Example) and width adjustment were performed under a plurality of conditions when not added (comparative example).
  • the exit side slab thickness of the exit side rolling mill abbreviated as the exit side thickness of the exit side mill
  • the rolling reduction the biting angle (specifically, the upper limit of the biting angle) and the rolling load were investigated, and the results are shown in Table 1. Show.
  • the slab after width reduction (exit side rolling mill entry side) was thickened up to a maximum of 400 mm at the center of the width of the slab tip. From Table 1, in the comparative example in which the indentation pressure was not applied, the outlet side rolling mill outlet side thickness was larger than the initial slab thickness of 260 mm. In addition, the rolling reduction, the biting angle, and the rolling load were at a low level, and it was not possible to reduce the number of passes in the next rough rolling (the improvement in productivity). On the other hand, in the example of the present invention to which indentation pressure was applied, when the indentation pressure was increased, the exit side rolling mill exit side thickness was greatly reduced, and the reduction ratio, the biting angle, and the rolling load were all increased.
  • the exit side rolling mill exit side thickness can be reduced to 1/3 or less compared to the comparative example, and the biting angle can be increased more than twice. This led to a reduction in the number of passes and improved productivity.
  • the rolling load increased up to about 3 times compared with the comparative example, it was not a problem because it was within the range of the apparatus capacity.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

従来技術では、スラブ幅圧下時の先後端部非定常変形に起因する歩留まりロスと板厚の増加を最小限に抑制し、かつ高い生産性で所望の目標寸法にスラブを成形する事ができない。スラブ幅圧下を行う幅プレス機2のスラブ搬送方向上流側に水平圧延機1、または上流側と下流側にそれぞれ入側水平圧延機１、出側水平圧延機３を配置して構成したスラブ形状調節設備を用い、１つの熱間スラブ10に対し水平圧延機1または水平圧延機１と水平圧延機３による板厚圧延と幅プレス機2による幅圧下とを同時に施す。

Description

熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法
　本発明は、熱間スラブ(hot slab)の形状調節設備(shape control equipment)及び形状調節方法に関するものである。詳しくは、連続鋳造(continuous casting)にて製造されたスラブの板厚、板幅を成形するにあたり、スラブ先尾端(top and tail ends of slab)の平面形状(plain view pattern)を制御してクロップロス(crop loss)を低減するとともに、スラブ先端幅中央部の局部的な増厚を抑制して粗圧延のパス数低減(reducing pass number of rough rolling)と搬送不良(conveying trouble)の問題を解消する、熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法に関する。
　連続鋳造機で鋳込まれるスラブの鋳込み速度(casting speed)はスラブ幅にほとんど依存しない事から、生産性向上を目的として広幅でスラブを鋳込み、熱間圧延ラインにて製品幅に応じた所定板幅に幅圧下(reduce the width of a slab)する手法がとられている。幅圧下を行う装置としては、サイジングミル(sizing mill)やサイジングプレス(sizing press)が開発されており使用されている。このサイジングミルは板幅方向両側に対向配置される圧延用ロールによりスラブ幅圧延を施す装置であるが、ロールとスラブの接触長(contact length)が短いためスラブ幅端部へのせん断歪(shear deformation)が大きく、フィッシュテール(fish tail)と呼ばれるスラブ先尾端での凹形状(concave shape)を引起こし歩留まり悪化の原因となっていた。そういった背景から、スラブとの接触長を増加させフィッシュテールを抑制する目的でサイジングプレスが開発され、大幅な歩留まりの向上を達成している。このサイジングプレスによる加工は、幅圧下荷重がスラブ‐金型間の接触長にほぼ比例する。このため、設備の荷重制約の観点から最大３００ｍｍ程度の幅変更が行われている。しかし、一般的な熱延鋼帯製品の幅は７００ｍｍ～２２００ｍｍ程度と様々である。熱間圧延ラインにてサイジングプレス装置を活用したとしても、連続鋳造工程では別チャンスにて複数水準の幅のスラブを鋳込む必要がある。
　また、サイジングプレスの能力を増大して幅圧下量を大きくした場合、サイジングプレス加工には次の２つの問題が生じる。１つは、大幅圧下によりスラブ先端厚が増加して幅プレス後の粗圧延のパス数が増加し、生産能率が低下するという問題Ａである。もう１つは、スラブ非定常部（長手方向両端部）の平面形状を矩形状に造り込むことができず、図１４の如く、粗圧延後にクロップロス(crop loss)が増加して歩留まりが悪化するという問題Ｂである。
　前記問題Ａに対し、従来、幅圧下後の噛込性を向上させる為に、図１５に示される金型傾斜角θを大きくし、スラブ厚方向の増厚位置をコントロールして増厚を防ぐ方法Ａが知られている（特許文献１参照）。しかし、スラブ幅が狭い場合や幅圧下量が大きい場合は効果が小さい。前記問題Ｂに対し、従来、図１６に示されるスラブと金型の接触長Lを調整して先尾端形状を調節する方法Ｂが知られている（特許文献２参照）。
　一方、設備への負担を増加させる事無く、かつ歩留まり落ちの原因となる先尾端でのフィッシュテールと呼ばれる凹形状を抑えつつ連続鋳造スラブの幅変更量を拡大する方法として、サイジングミルとサイジングプレスを組合せた方法が提案されている（特許文献３）。これはフィッシュテールを防止するため、サイジングプレスによりスラブ先尾端にあらかじめ予成形を行った後にサイジングミルで定常部の幅変更を行う方法であり、６５０ｍｍ程度の大きな幅変更を達成している。また、サイジングプレス予成形での大幅変更時にはスラブ先端の板厚が増加し、搬送用ロールに衝突する事で搬送が困難となる。そのため、搬送ラインに設けられた上方向に荷重を付与できる下ロールにより機械的にスラブ先端を矯正する装置も考案されて運用されている（特許文献４）。
特開２００９－６３６１号公報 特許第２５６１２５１号公報 特開２００８－２５４０３６号公報 特開２００８－２５４０３３号公報
　しかし、上述の従来技術では、以下のような課題があった。
前記従来の方法Ａでは、スラブ先端厚増加低減への効果は小さく、大幅な能率向上には繋がっていない。金型の角度は一定なので、スラブ幅によっては十分な効果が得られない。又、前記従来の方法Ｂでは、金型長が有限である為、効果には限界がある。増厚抑制効果については特に言及しておらず、効果に乏しいと考えられる。
また、特許文献３では、竪型圧延機での１パス毎の幅変更量が小さく、スラブの幅変更を大きくするためには多くの圧延パス数が必要であるため生産性が悪いとともにスラブ温度が低下する。さらに、スラブ先端をサイジングプレスにより大幅圧下するために、先端部で大増厚がおこり、特許文献４にあるような矯正装置の導入が前提条件となっているため、設置スペース、設備費、ランニングコスト等々、多くの点で問題を有している。
つまり、従来技術では、スラブ幅圧下時の先後端部非定常変形に起因する歩留まりロスと板厚の増加を最小限に抑制し、かつ高い生産性で所望の目標寸法にスラブを成形する事ができないという課題があった。
本発明者らは前記課題を解決する為に鋭意考究し、以下の要旨構成になる本発明を成した。
（１）　加熱炉から抽出された熱間スラブである板の板幅、先端平面形状と板厚プロフィルを調節する設備であって、板厚方向両側に対向配置される水平圧延ロールを有する水平圧延機と、板幅方向両側に対向配置される一対の幅プレス金型を有する幅プレス機とを、スラブ搬送方向の上流側から水平圧延機、幅プレス機の順に、加熱炉抽出時のスラブ長よりも短い配置間隔で設置してなる事を特徴とする、熱間スラブの形状調節設備。
（２）　前記幅プレス機の下流側に近接して更に一対の水平圧延ロールを有する水平圧延機を設けたスラブ搬送方向上流側から入側圧延機、幅プレス機、出側圧延機の順に設置してなる（１）に記載の熱間スラブの形状調節設備。
（３）　（１）に記載の熱間スラブの形状調節設備を用いた熱間スラブのサイジング幅圧下方法であって、１つの熱間スラブに対し前記水平圧延機による板厚圧延と前記幅プレス機による幅圧下とを同時に施す事を特徴とする、熱間スラブの形状調節方法。
（４）　（３）において、前記幅プレス機による幅圧下中に前記水平圧延機の圧延速度制御を行う事を特徴とする、熱間スラブの形状調節方法。
（５）　（２）に記載の形状調節設備を用いる形状調節方法であって、加熱炉から抽出された熱間スラブをスラブ全長に亘り幅プレス機で１回或いは２回以上幅圧下するにあたり、スラブ先尾端の幅圧下の間に入出側圧延機での水平圧延により圧縮力・引張力を付与し、且つ出側圧延機での圧延開始の際に入側圧延機にて圧縮力を加えることを特徴とする熱間スラブの形状調節方法。
本発明によれば、サイジングプレス工程でのスラブの幅変更により発生する先尾端のフィッシュテール形状を小さく抑えつつ、搬送不良や、幅変更後のスラブを下流の粗圧延機で水平圧延する際の噛込み不良、パス数増加の原因となるスラブ先端幅中央部の局部的な増厚を防ぐ事ができる。又、本発明によれば先尾端形状を良好に維持しつつ大幅な幅変更を行えるから、歩留まりの向上と連鋳機の能率向上が期待できる。
請求項１に記載の本発明に係る熱間スラブの形状調節設備の概要を示す側面図(a)及び平面図（b）である。 請求項２に記載の本発明に係る熱間スラブの形状調節設備の概要を示す側面図(a)及び平面図（b）である。 従来の幅プレス機による幅圧下時の後方分力を示す説明図である。 従来の幅圧下によりフィッシュテール部が形成された場合の板幅中央部の増厚を示す説明図である。 水平圧延機下流側より圧縮力を負荷した際の中立点の移動例を示す線図である。 実施例１における幅プレス後のスラブ先端部の平面形状の変化例を示す線図である。 実施例１における幅プレス後のスラブ先端部のスラブ幅方向に対する板厚分布の変化例を示す線図である。 実施例１における幅プレス後のスラブ幅中央部の長手方向に対する板厚分布の変化例を示す線図である。 実施例２における幅プレス後のスラブ先端部の平面形状の変化例を示す線図である。 入側（a）、出側（b）の各圧延機により圧縮力を負荷した際の中立点の移動例を示す線図である。 本発明例と比較例との幅調節後のスラブ先尾端部平面形状を示す線図である。 本発明例と比較例との幅調節後のスラブ先尾端部平面形状を示す線図である。 実施例３の幅調節方法の概要を示す側面図である。 粗圧延後のシートバーのクロップロスを示す平面図である。 金型傾斜角θを示す平面図である。 スラブと金型の接触長Lを示す平面図である。
　以下、本発明の実施形態について作用効果を交えて説明する。以下の説明において、“荷重”、“力”は、共に単位面積当たりの量である。
通常のサイジングプレスによるスラブの幅圧下では、幅圧下量を大きくする場合には金型ストロークが足りないため金型２Ｋの傾斜部より幅圧下を開始する。その際に、金型傾斜角が大きくなるに従いスラブ先端でのフィッシュテール量が増加し、それにともないスラブ先端板幅中央部での局所的な板厚の増加が起こる。
　本発明者らは、サイジングプレスによる幅圧下で生じるスラブ先端変形メカニズムについて詳細に検討した結果、その有利な制御方法を着想した。サイジングプレスによる幅圧下では、幅圧下荷重Pは金型傾斜角θにより分解され、図３に示す如くスラブを後退させる力Psinθを生じる。一方で、金型２Ｋとスラブ１０の接触域では摩擦力μP（μは摩擦係数である）が働きその水平方向分力μPcosθがスラブ１０の後退を阻止する。これら２つの力により、スラブ先端部には大きなせん断力が生じ、スラブ１０の後退と共にフィッシュテール部１０ＦＴを形成する。また、この後方分力Psinθによるせん断力は金型傾斜角度θが大きくなるに従い増加する。
　スラブ先端形状がフィッシュテールになった場合、スラブ先端部においてスラブ幅中央部１０ＷＣの局所的な板厚増加が引起こされる。図４にスラブ先端がフィッシュテール形状になった後のスラブ幅中央部１０ＷＣの増厚のメカニズムと増厚後のスラブ幅中央部１０ＷＣの長手方向板厚分布の外観を示す。先端にフィッシュテール部１０ＦＴが形成されるとスラブ先端に材料の無い部分（材料無部）ができ、この部分の材料の拘束が無くなる。これにより、フィッシュテール部１０ＦＴは材料からの反力を受けずに塑性歪量が小さくなり、一方で幅圧下により変形する材料の体積は一定であるためスラブ先端部においてスラブ幅中央部１０ＷＣに変形が集中し、局部的な増厚を引起こす。
　上述のメカニズムによると、先端フィッシュテールと板厚の局所増厚の抑制には、根本原因である後方分力の低減が有効であると考えられる。
本発明の実施形態について図１を用いて説明する。図１は前記（１）に記載の本発明に係る熱間スラブの形状調節設備の概要を示す側面図（a）及び平面図（b）である。板厚方向両側に対向配置される水平圧延ロール１ＨＲを有する水平圧延機１と、板幅方向両側に対向配置される一対の金型（幅プレス金型）２Ｋを有する幅プレス機２とを、スラブ搬送方向の上流側から水平圧延機１、幅プレス機２の順に、加熱炉抽出時のスラブ長よりも短い配置間隔ηで設置する。即ち、加熱炉抽出時のスラブ長をＬ０で表すと、０＜η＜Ｌ０、である。尚、好ましくは、０＜η＜０．３×Ｌ０、である。
　この設備を用いて、１つの熱間スラブに対し水平圧延機１による板厚圧延と幅プレス機２による幅圧下とを同時に施すのである。これにより、幅プレス機２の金型２Ｋによる幅圧下中にその上流側の水平圧延機１の水平圧延ロール１ＨＲによる送りでスラブへ前記後方分力Psinθに対抗する圧縮力を加える事ができ、以て先端形状を制御するのである。この方法により、スラブ幅や幅圧下量によらず先端部のフィッシュテールを抑制できる。かつフィッシュテール部が起因となって起こるスラブ幅中央部の局部的な増厚も抑制した大幅圧下が可能になる。
　ここで、水平圧延機１は圧延スリップが起こらず且つ該水平圧延機出側の板に圧縮力が作用するように圧延速度制御を行う事が好ましい。
板圧延におけるスリップの発生条件は、ロールバイト(roll bite)内に中立点(neutral point in flat rolling)が存在するか否かで判定可能である。水平圧延機により圧縮力を負荷する事を想定した圧延解析を行った結果を図５に示す。解析条件は厚み260ｍｍ、温度 1000 ℃相当のスラブをφ1000ｍｍのロールによる245ｍｍ厚みまで水平圧下した。水平圧延機の下流側から押込力を負荷する事により中立点がロ－ルバイト出口側に移動する。本圧延条件では約１１ＭＰａ以下の押込力であればスリップの発生が無い事が分かった。この押込力即ち圧縮力によりスラブ先端部の形状制御を行った。
　実施例１として、幅1450ｍｍ、スラブ厚260ｍｍのスラブを対象として、２度に分けて325ｍｍずつの幅圧下を施し、合計幅圧下量650ｍｍとした場合について本発明を適用した。幅圧下は金型傾斜部から開始し、１パス目のみ後方分力に対抗する圧縮力９ＭＰａを水平圧延機により与えた。図６に幅圧下後の先端平面形状を示す。通常の幅圧下（圧縮力０ＭＰａ）では巨大なフィッシュテール形状となる。しかし、圧縮力を加えた条件ではフィッシュテール形状を抑制でき、クロップロスを７６．２％削減できた。又、図７にスラブ先端の板厚プロフィルを示す。圧縮力の付与により先端部の板厚増加を１５％程度防げた。又、図８にはスラブ幅中央部長手方向の板厚分布を示す。スラブ最先端部の局所的な増厚が抑制され、粗圧延のパス数低減効果とスラブの搬送不良問題の解決が期待できる。
　実施例２として、幅1650ｍｍ、スラブ厚260ｍｍのスラブを対象として、１度の幅圧下で幅圧下量250ｍｍとした場合について本発明を適用した。スラブ幅に対して幅圧下量が小さい条件では増厚の問題は無いが、フィッシュテール変形が顕著になる。このような条件下の圧縮力付与によるフィッシュテール抑制効果を示す。幅圧下は金型傾斜部から開始し、後方分力に対抗する圧縮力として７ＭＰａと９ＭＰａを与えた。図９に幅圧下後の先端平面形状を示す。適切な圧縮力の付与により先端平面形状を制御し、クロップロスを９２％削減できる事を確認した。
　図２は前記（２）に記載の本発明に係る熱間スラブの形状調節設備の概要を示す側面図（a）及び平面図（b）である。図示の様に、本発明に係る形状調節設備は、加熱炉（図示せず）から抽出された熱間スラブを形状調節する設備である。左右一対の金型でスラブを幅圧下する幅プレス機２と、該幅プレス機２に近接して該幅プレス機の上流側である入側と下流側である出側とに夫々配置された、上下一対のロールでスラブを水平圧延する、入側圧延機１と出側圧延機３とを有する。入側圧延機１と出側圧延機３とのロール軸心間距離は、幅圧下後のスラブ長さ以内とする。
　本発明に係る形状調整方法では、前記形状調節設備を用い、加熱炉から抽出された熱間スラブをスラブ全長に亘り幅プレス機２で１回或いは２回以上幅圧下した。この時、スラブ先尾端の幅圧下の間に入出側圧延機での水平圧延により圧縮力・引張力を付与し、且つ出側圧延機での圧延開始の際に入側圧延機にて圧縮力を加えた。
前記圧縮力・引張力は、入出側の圧延機における圧延中立点がロールバイト内に存在するという要件（スリップが生じない要件）を満足するように付与する事が肝要である。この要件を満たす圧縮力の範囲は圧延理論から計算できる。例えば図１０は、入側（a）、出側（b）の各圧延機で、スラブを幅プレス機へ押込み可能な圧縮力を算出した結果を示す線図である。計算条件は、初期スラブサイズ＝２６０ｍｍ厚×１４５０ｍｍ幅、温度＝１１００℃、ロール径＝１０００ｍｍφ、摩擦係数＝０．３、入側、出側の各水平圧延機の出側厚＝２４５ｍｍとした。
　図１０（a）より、入側圧延機では、ロールバイト出口側からの押込み力（圧延機から幅プレス機への圧縮力）が増加するにつれて中立点がロールバイト出口側に移行するが、１１．０ＭＰａ以下の圧縮力であればスリップは生じない。図１０（b）より、出側圧延機では、ロールバイト出口側からの押込み力（圧延機からサイジングプレス機への圧縮力）が増加するにつれて中立点がロールバイト出口側に移行するが、１７．２ＭＰａ以下の圧縮力であればスリップは生じない。
　図２に示した形態の形状調節設備（ここでは、入側圧延機と出側圧延機のロール軸心間距離≦初期スラブ長とした）を用い、初期サイズが幅１４５０ｍｍ厚さ２６０ｍｍであるスラブに幅プレス機にて全長に亘る２５０ｍｍ幅圧下を１回行った。この時、先端部幅圧時に入側圧延機にてスラブ進行方向に対して７．７ＭＰａの圧縮力、尾端部幅圧下時に出側圧延機にてスラブ進行方向に対して７．７ＭＰａの圧縮力を加える場合（本発明例）と、前記圧縮力を加えない場合（比較例）との二通りの条件で幅調節を実施し、クロップロス量の比較を行った。その結果、図１１に示す通り、本発明例（○）では幅調節後のスラブ先尾端平面形状が比較例（●）に比べより矩形に近い形状とする事ができた。その結果、(ａ)先端クロップ重量が対比較例比で８４．３％減（計算式：（１－本発明例クロップロス重量/比較例クロップロス重量）×１００（％））、（ｂ）尾端クロップ重量が対比較例比で２２．３％減（計算式：（１－本発明例クロップロス重量/比較例クロップロス重量）×１００（％））となった。
　実施例３に用いたのと同じ幅調節設備を用い、初期サイズが幅１４５０ｍｍ厚さ２６０ｍｍであるスラブに幅プレス機にて全長幅圧下を２回に分けて各回３２５ｍｍ、計６５０ｍｍの幅圧下を行った。この時、各幅圧下回につき、先端部幅圧下時に入側圧延機にてスラブ進行方向に対して７．７ＭＰａの圧縮力、尾端部幅圧下時に出側圧延機にてスラブ進行方向に対して７．７ＭＰａの圧縮力を加える場合（本発明例）と、前記圧縮力を加えない場合（比較例）との二通りの条件で幅調節を実施し、クロップロス量の比較を行った。その結果、図１２に示す通り、本発明例（○）では幅調節後のスラブ先尾端平面形状が比較例（●）に比べより矩形に近い形状とする事ができた。その結果、(ａ)先端クロップ重量が対比較例比で８５．０％減（計算式：（１－本発明例クロップロス重量/比較例クロップロス重量）×１００（％））、（ｂ）尾端クロップ重量が対比較例比で８０．５％減（計算式：（１－本発明例クロップロス重量/比較例クロップロス重量）×１００（％））となった。
　実施例３に用いたのと同じ形状調節設備を用い、初期スラブサイズが幅９００ｍｍ厚さ２６０ｍｍであるスラブに幅プレス機にて全長に亘る３５０ｍｍ幅圧下を１回行なった。引続き出側圧延機で水平圧延するに際して、該水平圧延の開始時（先端噛込時）に、入側圧延機にてスラブ進行方向に対し種々異なる圧縮力（押込圧力）を加える場合（本発明例）と、加えない場合（比較例）との複数通りの条件で幅調節を実施した。出側圧延機の出側スラブ厚（出側圧延機出側厚と略称する）、圧下率、噛込角度（詳しくは噛込角度の上限）、圧延荷重を調査し、その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　幅圧下後（出側圧延機入側）のスラブは、スラブ先端部の幅中央部で最大４００ｍｍまで増厚した。表１より、押込圧力を加えなかった比較例では出側圧延機出側厚は初期スラブ厚２６０ｍｍよりも大であった。且つ圧下率、噛込角度、圧延荷重とも低レベルであり、次工程の粗圧延におけるパス数削減（それによる生産性向上）は望みえなかった。これに対し、押込圧力を加えた本発明例では、押込圧力を増していくと、出側圧延機出側厚は大きく低減し、圧下率、噛込角度、圧延荷重は何れも増大した。押込圧力１０ＭＰａでは比較例に比べて、出側圧延機出側厚を１/３以下に低減させる事ができ、噛込角度を２倍以上に増大させる事ができて、次工程の粗圧延でのパス数削減、それによる生産性向上に繋がった。
尚、圧延荷重は比較例に比べて最大３倍程度に増大したものの、装置能力の範囲内なので問題にはならなかった。
１　　　　入側水平圧延機
１HR　　入側水平圧延ロール
２　　　　幅プレス機
２K　　　金型（幅プレス金型）
３　　　　出側圧延機
３HR　　出側水平圧延ロール
１０　　　スラブ（熱間スラブ）
１０WC　スラブ幅中央部
１０FT　　フィッシュテール部
η　　　　水平圧延機と幅プレス機の配置間隔
P　　　　　幅圧下荷重
θ　　　　金型傾斜角
μ　　　　摩擦係数

Claims (5)

  1. 加熱炉から抽出された熱間スラブである板の板幅、先端平面形状と板厚プロフィールを調節する設備であって、板厚方向両側に対向配置される水平圧延ロールを有する水平圧延機と、板幅方向両側に対向配置される一対の幅プレス金型を有する幅プレス機とを、スラブ搬送方向の上流側から前記水平圧延機である入側水平圧延機、前記幅プレス機の順に、加熱炉抽出時のスラブ長よりも短い配置間隔で設置してなる事を特徴とする、熱間スラブの形状調節設備。
  2. 前記幅プレス機の下流側に近接して更に一対の水平圧延ロールを有する水平圧延機である出側水平圧延機を設けて、スラブ搬送方向上流側から前記入側水平圧延機、前記幅プレス機、前記出側水平圧延機の順に設置してなる請求項１記載の熱間スラブの形状調節設備。
  3. 請求項１に記載の熱間スラブの形状調節設備を用いた熱間スラブの形状調節方法であって、１つの熱間スラブに対し前記水平圧延機による板厚圧延と前記幅プレス機による幅圧下とを同時に施す事を特徴とする、熱間スラブの形状調節方法。
  4. 請求項３において、前記幅プレス機による幅圧下中に前記水平圧延機の圧延速度制御を行う事を特徴とする、熱間スラブの形状調節方法。
  5. 請求項２に記載の形状調節設備を用いる形状調節方法であって、加熱炉から抽出された熱間スラブをスラブ全長に亘り幅プレス機で１回或いは２回以上幅圧下するにあたり、スラブ先尾端の幅圧下の間に入出側水平圧延機での水平圧延により圧縮力・引張力を付与し、且つ出側水平圧延機での圧延開始の際に入側水平圧延機にて圧縮力を加えることを特徴とする熱間スラブの形状調節方法。
PCT/JP2012/006639 2011-10-25 2012-10-17 熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法 WO2013061542A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147011028A KR101661826B1 (ko) 2011-10-25 2012-10-17 열간 슬래브의 형상 조절 설비 및 형상 조절 방법
CN201280051703.6A CN103906583B (zh) 2011-10-25 2012-10-17 热轧板坯的形状调节设备以及形状调节方法
IN761KON2014 IN2014KN00761A (ja) 2011-10-25 2012-10-17
EP12843671.4A EP2762241B1 (en) 2011-10-25 2012-10-17 Hot slab shape control equipment and shape control method

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011233608 2011-10-25
JP2011-233608 2011-10-25
JP2012-043022 2012-02-29
JP2012043022 2012-02-29
JP2012160083A JP5962283B2 (ja) 2011-10-25 2012-07-19 熱間スラブの形状調節方法
JP2012-160083 2012-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013061542A1 true WO2013061542A1 (ja) 2013-05-02

Family

ID=48167398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/006639 WO2013061542A1 (ja) 2011-10-25 2012-10-17 熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2762241B1 (ja)
JP (1) JP5962283B2 (ja)
KR (1) KR101661826B1 (ja)
CN (1) CN103906583B (ja)
IN (1) IN2014KN00761A (ja)
WO (1) WO2013061542A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101639893B1 (ko) * 2014-11-21 2016-07-15 주식회사 포스코 강편의 제조장치 및 제조방법
CN106890852A (zh) * 2015-12-21 2017-06-27 宝山钢铁股份有限公司 降低精轧机咬钢冲击的方法
BR112017014946B1 (pt) * 2016-05-13 2023-03-28 Nippon Steel Corporation Método de formação de borda e dispositivo de formação de borda

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01284401A (ja) * 1988-05-09 1989-11-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 幅圧下プレス方法及び装置
JPH0737402U (ja) * 1993-12-28 1995-07-11 株式会社東芝 サイジングプレス制御装置
JPH07275901A (ja) * 1994-04-06 1995-10-24 Nippon Steel Corp 熱間スラブ連続幅圧下方法
JP2561251B2 (ja) 1986-11-27 1996-12-04 石川島播磨重工業株式会社 スラブ圧延方法
JP2008254036A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Nippon Steel Corp 鋳片の幅圧下設備
JP2008254033A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Nippon Steel Corp 端部成形スラブの矯正方法
JP2009006361A (ja) 2007-06-28 2009-01-15 Jfe Steel Kk 熱間圧延方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS555103A (en) * 1978-06-23 1980-01-16 Kawasaki Steel Corp Edging method for slab
JP2811838B2 (ja) * 1989-12-05 1998-10-15 石川島播磨重工業株式会社 水平対向型走間プレス
JP2995903B2 (ja) * 1991-04-17 1999-12-27 石川島播磨重工業株式会社 金属板の製造方法
JP3223935B2 (ja) * 1993-03-19 2001-10-29 石川島播磨重工業株式会社 幅圧下プレス装置
JPH10137802A (ja) * 1996-11-01 1998-05-26 Nippon Steel Corp スラブの熱間圧延方法
JP3991127B2 (ja) * 1997-09-16 2007-10-17 株式会社Ｉｈｉ 板厚圧下方法及び装置
ID22030A (id) * 1997-11-26 1999-08-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Peralatan dan metode untuk merubah cetakan dan pencetak tekanan untuk mesin penekan yang mereduksi pelat
JP2001018001A (ja) * 1999-07-05 2001-01-23 Kobe Steel Ltd 高強度鋼板の製造設備
BR0100836A (pt) * 2000-03-01 2001-10-30 Ishikawajima Harima Heavy Ind Aparelho e processo para fabricação de uma chapade aço laminada a quente, processo e aparelhopara prensagem de espessura de chapa e processopara formação de placa

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2561251B2 (ja) 1986-11-27 1996-12-04 石川島播磨重工業株式会社 スラブ圧延方法
JPH01284401A (ja) * 1988-05-09 1989-11-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 幅圧下プレス方法及び装置
JPH0737402U (ja) * 1993-12-28 1995-07-11 株式会社東芝 サイジングプレス制御装置
JPH07275901A (ja) * 1994-04-06 1995-10-24 Nippon Steel Corp 熱間スラブ連続幅圧下方法
JP2008254036A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Nippon Steel Corp 鋳片の幅圧下設備
JP2008254033A (ja) 2007-04-05 2008-10-23 Nippon Steel Corp 端部成形スラブの矯正方法
JP2009006361A (ja) 2007-06-28 2009-01-15 Jfe Steel Kk 熱間圧延方法

Also Published As

Publication number Publication date
IN2014KN00761A (ja) 2015-10-02
CN103906583A (zh) 2014-07-02
JP5962283B2 (ja) 2016-08-03
CN103906583B (zh) 2017-03-08
KR101661826B1 (ko) 2016-09-30
JP2013208648A (ja) 2013-10-10
EP2762241B1 (en) 2017-12-13
EP2762241A4 (en) 2015-06-24
KR20140070624A (ko) 2014-06-10
EP2762241A1 (en) 2014-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013105670A1 (ja) 鋳片圧下装置
WO2013061542A1 (ja) 熱間スラブの形状調節設備及び形状調節方法
JP5924320B2 (ja) 熱間仕上圧延における熱延鋼板の先端上反り低減方法
JP6172109B2 (ja) 熱延鋼板の圧延方法
JP6172107B2 (ja) 熱延鋼板の圧延方法
JP6922873B2 (ja) 調質圧延方法、調質圧延装置および鋼板の製造方法
KR101428257B1 (ko) 폭압하 프레스 방법 및 폭압하 프레스 장치
JP6172108B2 (ja) 熱延鋼板の圧延方法
JP4784334B2 (ja) 熱間スラブの幅圧下用金型を用いた幅プレス方法及び同方法に用いる金型
JP6123745B2 (ja) 鋼板の圧延方法
JP6365626B2 (ja) スラブの形状調整方法
JP2014076465A (ja) 幅圧下プレス方法および幅圧下プレス装置
JP5058658B2 (ja) 金属スラブの幅圧下方法
JP2009006361A (ja) 熱間圧延方法
JP6627730B2 (ja) 熱間スラブ用幅圧下装置、熱間スラブの幅圧下方法および熱延鋼板の製造方法
JP5141282B2 (ja) 熱間スラブの幅圧下用金型および幅圧下方法
JP6172110B2 (ja) 熱延鋼板の圧延方法
JPH04147701A (ja) 熱間スラブの幅サイジング方法
JP3845345B2 (ja) 熱間スラブの幅大圧下方法
JP5903826B2 (ja) 熱間スラブのサイジング圧延方法
JP6915595B2 (ja) スラブの幅圧下方法
JP2018034204A (ja) スラブの幅圧下方法及びサイジングプレス
JP4355094B2 (ja) フランジを有する形鋼の粗ユニバーサル圧延法
JP2022142526A (ja) 鋼矢板の製造装置
JP2006272427A (ja) 熱間スラブの板幅圧下方法および板幅圧下装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12843671

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147011028

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012843671

Country of ref document: EP