(57)【要約】      （修正有）【課題】粗圧延後のシートバーが仕上げ圧延機に入る前に、シートバーの穴開きを判定して、仕上げ圧延における破断やロール疵発生等を未然に防止する、高品質熱延鋼板の安定製造方法を提供する。【解決手段】熱延鋼板の製造方法において、粗圧延後のシートバーが仕上げ圧延される前までに、シートバー４全面の温度分布を幅方向温度計１０で測定し、その代表温度との温度偏差が所定範囲を超えて外れた部分を穴開きとして判定する。穴開きとして判定されたシートバーについては、仕上げ圧延機５への進入を禁止して圧延を中止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱したスラブを粗圧延機で粗圧延して得たシートバーを仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯となす工程を含む熱延鋼板の製造方法において、粗圧延後のシートバーが仕上げ圧延される前までに、シートバー全面の温度分布を測定し、その代表温度との温度偏差が所定範囲を超えて外れた部分を穴開きとして判定することを特徴とする高品質熱延鋼板の安定製造方法。
【請求項２】
前記粗圧延機出側から前記仕上げ圧延機入側までの間に幅方向温度計を設置し、これを用いて前記シートバー全面の温度分布を測定することを特徴とする請求項１に記載の高品質熱延鋼板の安定製造方法。
【請求項３】
前記穴開きとして判定されたシートバーについて、仕上げ圧延機への進入を禁止して圧延を中止することを特徴とする請求項１または２に記載の高品質熱延鋼板の安定製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高品質熱延鋼板の安定製造方法に関し、詳しくは、鋼の熱間圧延ラインにおいて、粗圧延後のシートバーが仕上げ圧延機に入る前に、シートバーの穴開きを判定して、仕上げ圧延における破断やロール疵発生等を未然に防止することにより、高品質な熱延鋼板を安定して製造する、高品質熱延鋼板の安定製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば図１に示すように、一般に、熱延鋼帯8は、スラブ1を加熱炉2にて千数百度にまで加熱した後、複数の粗圧延機3でシートバー4に圧延し、その後、複数スタンドからなる仕上げ圧延機5で薄く圧延し、続いて冷却テーブル6で冷却した後、コイラー7で巻き取るという工程で製造される。
粗圧延機3で圧延されたシートバー4は、幅方向、長手方向に必ずしも均一な厚みにならず、また、粗圧延機3において異なる幅の被圧延材を大量に圧延した場合や、特定狭幅の被圧延材を大量に圧延した後に広幅の被圧延材を続けて圧延した場合など、粗圧延機のロールには段差摩耗が生成してロールカーブが適切でなくなり、シートバーに穴開きが発生する場合がある。また、粗圧延においてシートバーの尾端で大きな蛇行が生じると、その尾端がサイドガイドに当たって折れ込み、この折れ込んだ部分を圧延することでその周辺に穴開きが発生する場合もある。
【０００３】
穴開きが発生したシートバーを仕上げ圧延した場合、穴開き部分の材料が存在しないことから、幅方向の材料が不足して単位幅あたりの圧延荷重が増加することにより、板破断を生じて圧延を中止せざるを得ず大幅なダウンタイムを発生させ、その鋼板は製品とはならず大幅な歩留まり低下を来たす。また、圧延の局部荷重が著しく増大した場合は、ロール破損も起きやすくて、不安定な圧延を余儀なくされる。さらに、板破断やロール破損に至らずとも、穴周辺の応力が局部的に増加してロール疵を発生させて問題となる場合もある。
【０００４】
これらシートバーの穴開きによる仕上げ圧延トラブル発生の問題に対して、シートバーではなく巻き取り直前の鋼帯の穴開きについて光の透過の有無を活用した金属板検知センサーによる穴開き検出が知られている（特許文献１）。しかし本発明者らがこの方法をシートバーの穴開きに対して試みたところ、金属板設置当初は穴開き検出は有効に実施できるが、シートバーの圧延本数の増加とともに、投光器や受光器の先端が汚れて検出能が著しく低下し、穴開き検出がうまくいかないことが判明した。これは、粗圧延機から仕上げ圧延機にかけて熱間圧延中にシートバー表面から酸化スケール粉が飛散し、あるいは加熱炉で剥離した耐火物の粉塵がスラブに乗って粗圧延機で圧延中に圧延機出側にも飛散し、これらに冷却水の蒸気、飛散した潤滑油やグリース等が混在して、投光器、受光器の先端に付着して汚れることが原因であることを把握した。
【０００５】
そこで、上記の問題をなくして、酸化スケールや水蒸気などの影響を受けにくい方法として、シートバー先端部分の温度を測定する方法が提案された（特許文献２）。これは、シートバー先端部分の温度を測定し、中間部分の温度と比較して、その偏差によりシートバーの穴開きを判定する方法である。しかし、この方法をその実施例に従って試みると、板幅のほぼ中央および左右へ300mmオフセットした計３ヶ所において長手方向に連続して板温度を測定するため、その３ヶ所の長手方向いずれかの位置に穴開きがあることは検出できるが、穴が小さい場合や幅端部に片寄っている場合には、幅方向の温度測定位置を避けて穴が通過する場合があって、穴開きを検出できない場合があり、これを原因として、仕上げ圧延で板破断、ロール疵、ロール破損等が発生し問題となっていた。
【０００６】
また、この方法を試みるにあたり、シートバーの先端が既に仕上げ圧延機にかみ込まれた状態で穴開きを検出したところ、仕上げ圧延機に穴開き部分が入らないように圧延機を急速停止する必要があって、仕上げ圧延機に既にかみ込んだ被圧延材の除去作業に多大な時間がかかって、大きな問題となった。
【特許文献１】特開2002-143927号公報
【特許文献２】特開2004-141879号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の熱延鋼板の製造において、シートバーの穴開きによる仕上げ圧延中のロール疵や板破断が発生すると、その鋼板は製品とならず大幅な歩留まり低下をきたすとともに、板を切断してスクラップ処理し疵の入ったロールを疵のないロールヘ交換するために大幅なダウンタイムを余儀なくされる。しかるに、従来の穴開き検出技術ではシートバー穴開きの検出ミスが起こり易くて、該穴開きによる仕上げ圧延トラブルが発生し易く、高品質鋼板を安定して製造できるに至っていないという課題があった。そこで、シートバーの穴開きを確実に検出して疵の無い高品質な鋼板を安定して製造できる方法が大いに望まれていた。本発明は、この要望に応えるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者はかかる事情に鑑み、熱延鋼板の製造において、シートバーの穴開きを確実に検出し、歩留まり低下およびダウンタイムを防止して高品質材を安定して製造する方法を鋭意検討し、本発明をなした。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
［１]  加熱したスラブを粗圧延機で粗圧延して得たシートバーを仕上げ圧延機で仕上げ圧延して熱延鋼帯となす工程を含む熱延鋼板の製造方法において、粗圧延後のシートバーが仕上げ圧延される前までに、シートバー全面の温度分布を測定し、その代表温度との温度偏差が所定範囲を超えて外れた部分を穴開きとして判定することを特徴とする高品質熱延鋼板の安定製造方法。
【０００９】
［２］  前記粗圧延機出側から前記仕上げ圧延機入側までの間に幅方向温度計を設置し、これを用いて前記シートバー全面の温度分布を測定することを特徴とする請求項１に記載の高品質熱延鋼板の安定製造方法。
［３］  前記穴開きとして判定されたシートバーについて、仕上げ圧延機への進入を禁止して圧延を中止することを特徴とする請求項１または２に記載の高品質熱延鋼板の安定製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シートバーの穴開きを確実に検出できるので、仕上げ圧延トラブルを未然に防止できて、疵の無い高品質な鋼板を安定して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明方法について詳細に説明する。
従来、シートバーの穴開きを検出するには、投光器と受光器を組み合わせた光を活用する方法、幅方向に特定3ケ所しかないが長手方向に連続して測定可能なスポット位置検出用温度計を用いる方法が行われていた。しかし、これらは実操業に適用するにはそれぞれに問題を抱えており、シートバーの穴開きを確実に捉えることが難しかった。
【００１２】
そこで、本発明者はシートバー全面にわたり穴開きの有無を確実に検出できる方法を鋭意検討した。
仕上げ圧延中にシートバーの穴開きが見つかり圧延を中止した場合、被圧延材が狭いスタンド間に残るため、その切断処理およびそれに伴う周辺装置の脱着に必要とする時間は多大なものとなる。従って、シートバーが粗圧延機から仕上げ圧延機の間にあって仕上げ圧延が開始される前に、シートバー全面にわたって穴開きを検出する必要がある。
【００１３】
従来の光の透過を活用する方法では、酸化スケールなどによる計器の汚れを排除することは困難である。そこで、汚れの影響を受けにくい温度測定を活用するのが有利と考えられるが、従来は幅方向に数ヶ所のスポット位置に温度計を設置して検出する方法であり、長手方向は穴開きを連続して測定できるが、幅方向はその全域を検出できなかった。
そこで、本発明者らは幅方向についても温度分布を測定することにより、長手方向の連続的な温度測定と組み合わせてシートバー全面にわたり温度分布を測定する方法を検討した。これには、ラインセンサーとして幅方向温度分布を直接検出する方法、スポット位置検出用温度計を幅方向に４ヶ所以上、できれば10ヶ所以上設置する方法、シートバー表面を複数の面に分割して、その面ごとの輝度を測定して２次元温度分布に換算して検出する方法などがある。
【００１４】
なお、設備費を安価にして稼動部分を極力減らして安定した温度測定を可能とするため、鋼板の長手方向連続移動を活用した幅方向温度計を用いると有利である。
シートバーの穴開き判定として、例えば、シートバー全面の平均温度を代表温度として、シートバー面内各位置の温度との温度差を算出し、この算出した温度差が特定温度差（閾値）を超えた部分を穴開き部分と判定するとよい。シートバーの穴開き部分からは下側通板テーブルなどの設備が露呈され、これらは高温のシートバーとの温度差が著しいので容易に検出可能である。
【００１５】
一方、粗圧延後のシートバーに乗り水があると、その部分の温度が著しく低下するので誤って穴開きとして検出しやすいため、粗圧延後の水切りを実施した後にシートバー温度を測定するとよい。また、シートバー表面に厚く酸化スケールが残存すると、その部分も黒色化してシートバー表面の放熱が遮られ、シートバー表面は低温であるかのように見えるため、穴開きとして誤検出しやすい。そこで、可能な限り、デスケーリング後のシートバー幅方向温度を測定するとよい。
【００１６】
穴開きと判定されたシートバーは、仕上げ圧延に入る前に圧延（通板）を中止して、粗圧延機から仕上げ圧延機にかけての中間テーブルにおいて、シートバー専用の搬出装置や専用吊り具を持つクレーンなどを用いて短時間で除去すれば、生産能率を低下させずに済む。なお、穴開き検出から仕上げ圧延中止命令、シートバー搬出に至る一連の操作はコンピュータにより自動化も可能である。
【００１７】
また、粗圧延機における荷重変動も合わせて検出し、上記シートバーの全面温度測定による穴開き判定に併用することによって、さらに有効に穴開き検出が可能である。
【実施例】
【００１８】
図１に例示した熱間圧延ラインにて、加熱炉2からスラブ1を順次取り出して、合計100本の被圧延材を圧延したところ、粗圧延後のシートバーに穴開きが発生したため、以下に示す本発明例あるいは従来例によってシートバーを処理した。
なお、図２は、水切り装置9と幅方向温度計10を設置し使用して、シートバー4全面の温度分布を測定する場合の測定状況の１例を示す模式図である。水切り9装置は従来でも設置され使用される場合がある。粗圧延機3の入側にはデスケーリング設備（図示せず）が配置されている。
【００１９】
(本発明例1)
予め、粗圧延機3の出側に水切り装置9、および幅方向輝度測定を活用した幅方向温度計10を設置して、コンピュータによる自動穴開き判定と穴開き検出時のシートバー自動搬出処理を可能として、デスケーリングを行いつつ粗圧延し、粗圧延機3の最終パス出側直後のシートバー4の水切りを十分行って、シートバー全面の温度を測定した。ここでは、シートバー全面の平均温度（これを代表温度とした）に対して、温度差100℃を閾値とし、閾値以上の温度差を検出したことをもって穴開きが発生したとして、シートバーの穴開き判定を行った。
【００２０】
その結果、被圧延材100本中の94本目まで正常に安定圧延できたが、95本目を圧延中に、シートバーの長手方向先端から約1/5、幅方向中央から駆動側へ約150mmの位置に、幅約100mmの大きさの穴開きが発生した。そこで、シートバー4が仕上げ圧延機5に入る前に、コンピュータが自動的に仕上げ圧延を中止して、自動搬出装置によりシートバーをテーブルから除去した。その後、粗圧延機3の最終パス用の圧延ロールを交換し、96本目から穴開きもなく品質が良好なまま能率よく安定した圧延ができた。
【００２１】
（本発明例２）
予め、粗圧延機3と仕上げ圧延機5の中間であって、シートバーが仕上げ圧延にかみ込まれる前にシートバー全長の温度を計測できる位置にスポット位置検出用温度計を幅方向に100mm間隔で16ヶ所設置して、シートバー4全長の温度を連続して測定し、その温度測定結果を目視で観察して穴開きを監視した。ここでは、シートバー幅方向中央温度の平均値（これを代表温度とした）に対して、温度差200℃を閾値とし、閾値以上の温度差を検出したことをもって穴開きが発生したとして、シートバーの穴開き判定を行った。
【００２２】
その結果、被圧延材100本中の54本目まで正常で安定した圧延であったが、55本目にシートバーの長手方向尾端、幅方向中央からオペレータ側へ約400mmの位置にシートバーの蛇行を原因とする穴開きが発生したため、シートバー4が仕上げ圧延機5に入る前に仕上げ圧延を中止して、専用吊り具を持つクレーンによりシートバーをテーブルから除去した。その後、粗圧延機3の幅方向左右の荷重差を調整して、56本目から圧延を続行し、89本目まで正常な圧延であったが、90本目にシートバー4の長手方向先端から約2/3、幅方向中央からオペレータ側へ約100mmの位置に穴開きが発生した。
【００２３】
そこで、55本目と同じく、シートバー4が仕上げ圧延機5に入る前に仕上げ圧延を中止して、専用吊り具によりシートバーをテーブルから除去した。その後、粗圧延機3の第2スタンドと第3スタンドの圧延ロールを交換して、91本目から穴開きもなく品質が良好なまま能率よく安定した圧延ができた。
（従来例１）
予め、粗圧延機3の出側に水切り装置9、およびスポット位置検出用温度計を幅中央位置および幅方向中央位置から左右へ300mmオフセットさせた位置の3ヶ所に設置して、コンピュータによる自動穴開き判定と穴開き検出時のシートバー自動搬出処理を可能として、粗圧延機3の最終パス出側直後のシートバーの水切りを十分行いつつ、シートバー4全長の温度を長手方向に連続して測定した。ここでは、シートバー先端部分の温度に対して、温度差100℃を閾値とし、閾値以上の温度差を検出したことをもって穴開きが発生したとして、シートバーの穴開き判定を行った。
【００２４】
その結果、被圧延材100本中、92本目まで正常で安定した圧延であった。しかし、93本目を圧延中に幅方向中央から駆動側へ約400mmの位置に、幅約80mmと推定される穴開きが発生したにもかかわらず、検出できず、穴の開いたシートバーを仕上げ圧延して板破断が発生し、その板を仕上げ圧延機から抜き出す処理および仕上げ圧延機の複数スタンドのロール交換に多大な時間がかかり、大幅なダウンタイムと著しい歩留まり低下をきたした。その後、仕上げ圧延機周りを高圧水洗浄しロール交換して94本目から圧延を継続したが、板破断時に残留した微小な破片がかみ込んで、被圧延材に疵を発生させた。
【００２５】
（従来例２）
予め、粗圧延機3と仕上げ圧延機5の中間であって、シートバー先端が仕上げ圧延にかみ込まれる位置に投光器と受光器を組み合わせた穴開き検出器を設置して、シートバー4全長を連続して測定した。
その結果、被圧延材100本中の49本目まで正常で安定な圧延であり、50本目に蛇行を原因とする穴開きを検出できたが、シートバー4の先端が仕上げ圧延機5に入った後に圧延を中止したため、専用吊り具でのシートバー搬出に先立って、仕上げ圧延機にかみ込んだシートバーの切り出しおよび搬出も必要で、多大な労力と時間がかかった。
【００２６】
その後、粗圧延機3の幅方向左右の荷重差を調整したが、穴開き検出器はそのままで圧延を継続し、84本目まで正常な圧延であったが、85本目を圧延中に幅方向中央からオペレータ側約300mmの位置に幅約100mmと推測される穴開きが発生したにもかかわらず、穴開き検出器の先端に汚れが付着して検出できず、穴の開いたシートバー4を仕上げ圧延して板破断が発生し、その板の抜き出し処理およびロール交換に多大な時間がかかり、大幅なダウンタイムと著しい歩留まり低下をきたしてしまった。
【００２７】
以上のとおり、従来の穴開き判定方法では、確実に穴開きの有無を判定できないため、板破断が発生して歩留まりが著しく低下するとともに、破断材の処理やロール交換などにより大幅なダウンタイムも来たす場合があり、さらには、復旧後の圧延において、残留した破断片をかみ込んで疵を発生させる場合もあった。
これに比べて、本発明方法では、穴開きを確実に判定できるため、歩留まり低下を抑制して、ダウンタイムを来たすこともなくて、高品質材を安定圧延可能であり、その効果は著しく良好なことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明方法の実施に適した熱間圧延ラインの１例を示す模式図
【図２】本発明に則った幅方向温度計によるシートバー全面温度分布測定状況の１例を示す模式図
【符号の説明】
【００２９】
1  スラブ
2  加熱炉
3  粗圧延機
4  シートバー
5  仕上げ圧延機
6  冷却テーブル
7  コイラー
8  熱延鋼帯
9  水切り装置
10  幅方向温度計
【図１】
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【図２】
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