(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延ラインに、縦ロールとスラブサイジングプレスを配置し、被圧延材の幅圧延に際して、前記被圧延材の諸元に応じて前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方を選択し圧延するスラブの幅圧下方法であって、
前記選択にあたっては、縦ロールとスラブサイジングプレスをそれぞれ単独に使用した場合について、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量および表面疵の各評価項目の値を計算し、それら評価項目の値の内１つまたは複数を用いた評価関数に基づいて、被圧延材一本ごとに前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方をまず選択し、
さらに、前後の圧延材の関係から加熱炉の燃料原単位を評価して、縦ロールを選択している被圧延材であっても、その被圧延材より後続の圧延材がスラブサイジングプレスを選択している場合は、縦ロールからスラブサイジングプレスに選択変更し圧延することを特徴とするスラブの幅圧下方法。
【請求項２】
熱間圧延ラインに、縦ロールとスラブサイジングプレスを配置し、被圧延材の幅圧延に際して、前記被圧延材の諸元に応じて前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方を選択し圧延するスラブの幅圧下方法であって、
前記選択にあたっては、縦ロールとスラブサイジングプレスをそれぞれ単独に使用した場合について、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量および表面疵の各評価項目の値を計算し、それら評価項目の値の内１つまたは複数を用いた評価関数に基づいて、被圧延材一本ごとに前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方をまず選択し、
さらに、前後の圧延材の関係から加熱炉の燃料原単位を評価して、縦ロールを選択している被圧延材であっても、その被圧延材の前後の圧延材がスラブサイジングプレスを選択している場合は、縦ロールからスラブサイジングプレスに選択変更し圧延することを特徴とするスラブの幅圧下方法。
【請求項３】
熱間圧延ラインに、縦ロールとスラブサイジングプレスを配置し、被圧延材の幅圧延に際して、前記被圧延材の諸元に応じて前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方を選択し圧延するスラブの幅圧下方法であって、
前記選択にあたっては、縦ロールとスラブサイジングプレスをそれぞれ単独に使用した場合について、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量および表面疵の各評価項目の値を計算し、それら評価項目の値の内１つまたは複数を用いた評価関数に基づいて、被圧延材一本ごとに前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方をまず選択し、
さらに、前後の圧延材の関係から加熱炉の燃料原単位を評価して、スラブサイジングプレスを選択している被圧延材であっても、その被圧延材の前後の圧延材が縦ロールを選択している場合は、スラブサイジングプレスから縦ロールに選択変更し圧延することを特徴とするスラブの幅圧下方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブの幅圧下方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラブの幅圧下に関する従来の技術としては、特開昭６０−１４１３０１号公報で開示された技術がある。これは、まず幅プレス（サイジングプレス）によって粗く幅変更を行い、続いて縦ロール圧延によって滑らかな幅にするというものである。幅プレスを用いると、縦ロール圧延を何度も繰り返すことがないので、スラブの長手端部の延出部が形成されにくく、歩留まり向上が図れるというものである。
【０００３】
さらに、特開平１−１０７９０５号公報で開示された技術は、まず一対の垂直圧延機と水平圧延機とでスラブを圧延し、それから幅プレスにより幅圧下を行うものである。幅プレスによる幅圧下の前に垂直ロールによる幅圧下とデスケーリングを行うことにより、幅プレス時の表面疵（座屈防止用ロールに剥離したスケールが噛み込んで生ずる）発生を防止できるとしている。
【０００４】
上記２つの従来技術では、圧延の順序は異なるものの、サイジングプレスと縦ロール圧延を併用している点では共通している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スラブサイジングプレス（以下、ＳＳＰと称する）などの大幅圧下装置を用いたスラブの幅圧延は、旧来のＶＳＢと呼ばれる中程度の幅圧下能力をもつ縦ロール圧延と比べて、その工程所要時間が相対的に長いと言う特徴がある。工程所要時間が長いと、圧延途中の空冷によるスラブの温度低下を招く。このスラブの温度低下は加熱炉の抽出温度を上げることで補われるが、抽出温度の上昇は燃料原単位の低下を招くという問題点がある。
【０００６】
また、スラブの先尾端では、いわゆる“幅落ち”という現象が発生する。“幅落ち”とは、スラブ長手定常部に対して、先尾端部の幅が相対的に狭くなる現象をいう。先尾端部の幅が狭くなっても、製品幅下限公差はこの先尾端でも確保される必要があるため、先尾端部に比べて相対的に広い定常部は、製品幅下限に対して広くなる。この結果、歩留まり低下をもたらし、定常部の幅が製品幅上限公差を上回る場合は、後工程で定常部幅のトリム（幅切り）をする必要があり、製造コストの上昇につながる。従って、幅落ちは小さいほど望ましい。ＶＳＢによる幅圧延と、ＳＳＰによる幅圧延では、同じ幅圧下量でも“幅落ち”量が異なるという問題がある。
【０００７】
さらに、表面疵と言う点からは、ＶＳＢでは高張力鋼などの硬質材においては、表面に“ひび”が発生する場合があるという問題がある。
【０００８】
本発明は、以上の問題点を解決し、最適なスラブの幅圧下方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
【００１０】
本願の請求項１に係る発明は、熱間圧延ラインに、縦ロールとスラブサイジングプレスを配置し、被圧延材の幅圧延に際して、前記被圧延材の諸元に応じて前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方を選択し圧延するスラブの幅圧下方法であって、
前記選択にあたっては、縦ロールとスラブサイジングプレスをそれぞれ単独に使用した場合について、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量および表面疵の各評価項目の値を計算し、それら評価項目の値の内１つまたは複数を用いた評価関数に基づいて、被圧延材一本ごとに前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方をまず選択し、
さらに、前後の圧延材の関係から加熱炉の燃料原単位を評価して、縦ロールを選択している被圧延材であっても、その被圧延材より後続の圧延材がスラブサイジングプレスを選択している場合は、縦ロールからスラブサイジングプレスに選択変更し圧延することを特徴とするスラブの幅圧下方法である。
【００１１】
本願の請求項２に係る発明は、熱間圧延ラインに、縦ロールとスラブサイジングプレスを配置し、被圧延材の幅圧延に際して、前記被圧延材の諸元に応じて前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方を選択し圧延するスラブの幅圧下方法であって、
前記選択にあたっては、縦ロールとスラブサイジングプレスをそれぞれ単独に使用した場合について、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量および表面疵の各評価項目の値を計算し、それら評価項目の値の内１つまたは複数を用いた評価関数に基づいて、被圧延材一本ごとに前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方をまず選択し、
さらに、前後の圧延材の関係から加熱炉の燃料原単位を評価して、縦ロールを選択している被圧延材であっても、その被圧延材の前後の圧延材がスラブサイジングプレスを選択している場合は、縦ロールからスラブサイジングプレスに選択変更し圧延することを特徴とするスラブの幅圧下方法である。
【００１２】
本願の請求項３に係る発明は、熱間圧延ラインに、縦ロールとスラブサイジングプレスを配置し、被圧延材の幅圧延に際して、前記被圧延材の諸元に応じて前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方を選択し圧延するスラブの幅圧下方法であって、
前記選択にあたっては、縦ロールとスラブサイジングプレスをそれぞれ単独に使用した場合について、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量および表面疵の各評価項目の値を計算し、それら評価項目の値の内１つまたは複数を用いた評価関数に基づいて、被圧延材一本ごとに前記縦ロールまたはスラブサイジングプレスのいずれか一方をまず選択し、
さらに、前後の圧延材の関係から加熱炉の燃料原単位を評価して、スラブサイジングプレスを選択している被圧延材であっても、その被圧延材の前後の圧延材が縦ロールを選択している場合は、スラブサイジングプレスから縦ロールに選択変更し圧延することを特徴とするスラブの幅圧下方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態を示す全体システム図である。  熱間圧延ラインを示したものであり、加熱炉で加熱されたスラブは、ＳＳＰまたはＶＳＢのいずれかで幅圧下され、粗圧延機と仕上圧延機を経て、巻取機で巻き取られる。制御装置は、加熱炉、ＳＳＰ、ＶＳＢ、仕上圧延機、粗圧延機および巻取機を制御している。制御装置内の幅圧下判定部では、上位計算機からの圧延対象材緒元をもとにして、ＳＳＰまたはＶＳＢのいずれかで幅圧下させるか判断して、制御している。なお図１では、幅圧下判定部を制御装置内に設けたが、上位計算機内に設けても良い。
【００１４】
図２は、図１の幅圧下判定部における処理フローである。図中、１は圧延対象材の緒元の読込みステップ、２は各評価項目の値の計算ステップ、３は評価関数の計算ステップ、４は評価関数  ＪＳＳＰ  およびＪＶＳＢの比較ステップ、５はＳＳＰによる幅圧延ステップ、６はＶＳＢによる幅圧延ステップ、および７は圧延対象材の残り判定ステップをそれぞれ表す。
【００１５】
まずステップ１で、圧延対象材の緒元を読込む。  緒元としては、幅圧下量、材質などがあり、以下の計算の基になる緒量である。つぎにステップ２では、ＳＳＰとＶＳＢをそれぞれ単独に使用した場合についての評価項目の値を、計算する。評価項目としては、例えば加熱炉の燃料原単位、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落量、表面疵発生有無などがある。評価項目は、１つでも複数でもよい。ステップ３では、先に計算した各評価項目の値を用いて、ＳＳＰ圧延とＶＳＢ圧延の場合の評価関数  ＪＳＳＰ  およびＪＶＳＢを計算する。ステップ４では評価関数  ＪＳＳＰ  およびＪＶＳＢの比較を行う。評価関数  ＪＳＳＰが大きければ、ステップ５のＳＳＰによる幅圧延を行い。逆に、評価関数  ＪＳＳＰが小さければ、ステップ６のＶＳＢによる幅圧延を行う。最後に、ステップ５で圧延対象材の残り判定を行う。残り対象材があれば、元にもどり同じ手順をとり、残り対象材がなければ処理を終わる。
【００１６】
以下に、ステップ２で計算する評価項目について説明を行う。  図３は、ＶＳＢによる幅圧下と、ＳＳＰによる幅圧下の特徴を説明する図である。図で使用している用語の説明を行う。まず、幅圧下量とは、幅圧下前のスラブ幅と、幅圧下後のスラブ幅との差である。そして、幅圧下実効値とは、幅圧下前スラブ幅と、幅圧下の後、幅圧下前のスラブ厚となるように水平圧延を行った後のスラブ幅との差である。さらに、幅圧下量に対する幅圧下実効値の比率（幅圧下実効値／幅圧下量×１００）を、幅圧下効率と定義している。
【００１７】
ＶＳＢは縦ロールによる圧延で、一般的な直径１０００ｍｍ程度のロールによる圧延では、噛み込み制約上、５０ｍｍ程度の幅圧下しかできないことが知られている。例えば、「板圧延の理論と実際（日本鉄鋼協会１９８４  ）」の２２８頁で述べられている。また、このときの幅圧下効率はおよそ４０％程度であり、圧延速度は毎秒１０ｍ〜１７ｍ程度である。
【００１８】
一方、ＳＳＰによる幅圧下は、台形状の金型でスラブを断続的に圧延する。幅圧下量の制約は特になく、工業的に最大３５０ｍｍ程度の幅圧下が実現している。幅圧下効率は６０％以上あるが、図３に示す様に幅圧下量が２０ｍｍ程度以下の小圧下時は、幅圧下実効値はほとんどゼロであるため、幅圧下効率は極端に悪くなる。また、圧延速度は毎秒０．３〜０．４ｍと、ＶＳＢの圧延速度と比べ遅い。
【００１９】
このＳＳＰとＶＳＢとの圧延速度の違いは、加熱炉での燃料原単位の相違となる。すなわち、ＳＳＰでのスラブ１本当りの幅圧下所要時間は３０秒程度であり、圧延機の構造からテーブルの搬送を一時的に中断する、あるいは低速で搬送することになる。一方、ＶＳＢでの幅圧下は通常のテーブルでの搬送に同期して行われるため、新たに追加しなければならない幅圧下所要時間はない。ＳＳＰとＶＳＢとの幅圧下所要時間差３０秒は、ＳＳＰで幅圧下した場合に、スラブ温度の１２℃〜１８℃低下となって現れる。加熱炉抽出後のスラブ空冷速度はスラブ厚さに依存するが、ここでは空冷速度をおよそ０．４〜０．６℃／秒の範囲として計算している。
【００２０】
スラブ温度の低下をもたらすＳＳＰからＶＳＢを使用した幅圧下に変えることにより、加熱炉での燃料原単位は、およそ１．１％向上する。これは、スラブを常温（２７℃）から抽出温度１１００℃まで加熱した場合での計算〈  １２℃／（１１００℃−２７℃）×１００  〉である。
【００２１】
次に、スラブの先尾端での幅圧下によるその後の圧延による幅変動について述べる。前出の「板圧延の理論と実際（日本鉄鋼協会１９８４）」の３０５頁にある、先尾端板幅制御は、この先尾端の“幅落ち”を緩和する技術である。ＶＳＢによる幅圧延と、ＳＳＰによる幅圧延では、同じ幅圧下量でも“幅落ち”量が異なる。図４は、ＶＳＢとＳＳＰの先尾端幅落ち量の比較を示す図である。幅圧下量が小さい領域では、ＶＳＢでの幅落ち量はＳＳＰでのそれより小さいものの、ＶＳＢでの増加率は大きく、幅圧下量１８ｍｍ程度以上ではそれぞれの幅落ち量が逆転している。
【００２２】
最後に、ＶＳＢとＳＳＰの圧延方式の違いによる、幅端部の疵への影響について述べる。ＶＳＢはロール圧延であるから、幅端面の表層にせん断応力が働く。従って、高張力鋼などの硬質材においては、表面に“ひび”が発生する場合がある。一方、ＳＳＰは金型圧延であって、この場合の圧延は“押込む”のであり、幅端面の表面にはせん断応力は発生せず、硬質材であってもひびの発生を免れる。
【００２３】
以上のように、ＶＳＢとＳＳＰの使用選択は、各種評価項目すなわち加熱炉の燃料原単位、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量、表面疵などを総合的に判断して行う必要がある。以下に、判断の方法の一具体例を示す。
【００２４】
まず、各圧延対象材について、加熱炉の燃料原単位、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落量、表面疵発生有無について、ＳＳＰとＶＳＢをそれぞれ使用した場合について、あらかじめ計算する（図２のステップ１）。次に、加熱炉の燃料原単位Ａ、スラブ幅圧下効率Ｂ、先尾端幅落ち量Ｃ、表面疵発生有無Ｄの各項目について、その重要度に応じた重みをあらかじめ決めておき、以下のような評価関数  （１）および（２）式を計算する。
ＪＳＳＰ＝αＳＳＰ×Ａ    ＋  βＳＳＰ×Ｂ    ＋  γＳＳＰ×Ｃ    ＋  δＳＳＰ×Ｄ        ・・・  （１）
ＪＶＳＢ＝αＶＳＢ×Ａ    ＋  βＶＳＢ×Ｂ    ＋  γＶＳＢ×Ｃ    ＋  δＶＳＢ×Ｄ        ・・・  （２）
ここで、αは加熱炉の燃料原単位に関する重み係数を、
βはスラブ幅圧下効率に関する重み係数を、
γは先尾端幅落ち量に関する重み係数を、
δは表面疵発生有無に関する重み係数を、
添字ＳＳＰは、ＳＳＰを使用した場合の重み係数を、
添字ＶＳＢは、ＶＳＢを使用した場合の重み係数を、それぞれ表す。
【００２５】
ここでは、評価関数の形を各評価項目の線形結合としているが、各評価項目が影響しあう複雑な非線形結合としても良い。
【００２６】
最後に、それぞれの評価関数の値を比較して、ＪＳＳＰ  ＞  ＪＶＳＢ  の時は、ＳＳＰを選択する。反対に、ＪＳＳＰ  ＜  ＪＶＳＢ  の時は、ＶＳＢを選択する。  この選択演算は、圧延対象材が圧延工程に入る直前に行ってもよいし、生産計画段階で圧延順を決定する時に行ってもよい。
【００２７】
【実施例】
熱間圧延ラインで用いる工業用加熱炉は、通常、１基で３０〜５０本のスラブを同時に加熱する。従って実際には、１本だけのスラブの加熱温度を１０℃下げるといった操業は不可能で、連続する４〜５本はほぼ同じ抽出温度となる。このため、幅圧下量が少なく、ＶＳＢで圧延できる範囲であっても、先尾端幅落ち量の少ないＳＳＰをあえて選択する場合もある。逆に、幅圧下量の少ないスラブが連続して圧延される場合には、燃料原単位の低減効果が見込まれ、幅圧下実効値の勝るＶＳＢが選択される。
【００２８】
以下の表１に、実際の圧延スケジュールでの、ＳＳＰとＶＳＢの選択例を示す。
【００２９】
【表１】
0003617463.tif 000002
表中の備考に※１で示す圧延順４の圧延材は、幅圧下量２０ｍｍとＶＳＢで圧延限界５０ｍｍ以内でありＶＳＢで圧延可能であるが、硬質材で表面疵の発生が危惧されるため、ＳＳＰを選択している。  そして、表中※２で示す圧延順５のものは、幅圧下量４０ｍｍと  ＶＳＢで圧延可能であるが、後続材がＳＳＰ選択必須のため、ＶＳＢを選択しても加熱炉原単位削減効果が少ないので、加熱炉原単位および先尾端幅引け削減を目的として、ＳＳＰを選択している。  さらに、表中※３で示す圧延順１１のものは、圧延順５のものと同様の理由で、ＳＳＰを選択している。
【００３０】
これとは反対に、表中※４で示す圧延順１７ものは、ＶＳＢを選択すると、ＳＳＰを選択した場合と比べて先尾端幅落ちが大きいが、前後のスラブがＶＳＢ選択であるため、加熱炉原単位削減効果を狙ってやむをえずＶＳＢ選択としている。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各種評価項目すなわち加熱炉の燃料原単位、スラブ幅圧下効率、先尾端幅落ち量、表面疵などを総合的に判断して最適なスラブの幅圧下を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す全体システム図である。
【図２】図１の幅圧下判定部における処理フローである。
【図３】ＶＳＢによる幅圧下と、ＳＳＰによる幅圧下の特徴を説明する図である。
【図４】ＶＳＢとＳＳＰの先尾端幅落ち量の比較を示す図である。
【符号の説明】
１：  圧延対象材の緒元の読込みステップ
２：  各評価項目の値の計算ステップ
３：  評価関数の計算ステップ
４：  評価関数  ＪＳＳＰ  およびＪＶＳＢの比較ステップ
５：  ＳＳＰによる幅圧延ステップ
６：  ＶＳＢによる幅圧延ステップ
７：  圧延対象材の残り判定ステップ
【図１】
0003617463.tif 000003
【図２】
0003617463.tif 000004
【図３】
0003617463.tif 000005
【図４】
0003617463.tif 000006