(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延されたコイルをペイオフリールに送る熱延−スキンパスミル直結移送段階と、
ペイオフリールからコイルを巻き出す巻き出し段階と、
前記巻き出されたストリップをヒートパイプロールを用いて形状矯正する形状矯正段階と、
前記ストリップをコイル状に再度巻き取る再巻き取り段階と、
を含み、
ヒートパイプは、ワークロールの長さ方向の一側から中央部に伸びる複数の第１のヒートパイプ、及び前記一側の反対方向から中央部に伸びる複数の第２のヒートパイプを含み、
前記第１及び第２のヒートパイプは、ロールの円周方向に沿って交互に配置される、
高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項２】
熱間圧延されたコイルを温度調節部に移送させる第１の移送段階と、
前記コイルの温度を監視しながら冷却させる冷却段階と、
冷却されたが１５０度以上の温度を有するコイルをペイオフリールに送る第２の移送段階と、
前記冷却されたコイルをペイオフリールから巻き出す巻き出し段階と、
前記巻き出されたストリップをヒートパイプロールを用いて形状矯正する形状矯正段階と、
前記ストリップをコイル状に再度巻き取る再巻き取り段階と、
を含み、
ヒートパイプは、ワークロールの長さ方向の一側から中央部に伸びる複数の第１のヒートパイプ、及び前記一側の反対方向から中央部に伸びる複数の第２のヒートパイプを含み、
前記第１及び第２のヒートパイプは、ロールの円周方向に沿って交互に配置される、
高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項３】
前記形状矯正段階の前に圧下率２０〜３０％で圧延段階を行う、請求項１又は２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項４】
前記圧延段階の前にショットブラストを用いてストリップの表面のスケールを除去するスケール除去段階を行う、請求項３に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項５】
前記形状矯正段階におけるストリップの温度は１５０℃以上、相変態温度未満である、請求項１又は２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項６】
前記再巻き取り段階後に連続して行われる温間圧延段階をさらに含む、請求項５に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項７】
前記冷却段階は、
前記コイルの温度を測定する測定段階と、
測定された温度値を既に設定された温度範囲と比較し、前記測定された温度値が既に設定された温度範囲に含まれるか否かを判断する判断段階と、
を含む、請求項２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項８】
前記冷却段階は、冷却ヤードのスキッドで行われ、
前記スキッドの内部に熱電対が配置され、スキッドに装着されたコイルによって加熱されたスキッドの温度から前記コイルの温度を測定する、請求項７に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項９】
前記巻き出し段階が行われる間にコイルの冷却が防止されるように前記コイルを保温する保温段階が前記巻き出し段階と共に行われる、請求項１又は２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項１０】
前記形状矯正段階に流入するストリップの温度が一定になるように、前記形状矯正段階の前にストリップを加熱するストリップ加熱段階を含む、請求項１又は２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項１１】
前記形状矯正段階は、ストリップと接触する一対のヒートパイプロール及び前記ヒートパイプロールを支持するバックアップロールを含んで構成されるスキンパスミルによって行われる、請求項１又は２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項１２】
前記第１のヒートパイプと前記第２のヒートパイプは、ロールの長さ方向の中央部で交差する、請求項１または２に記載の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法。
【請求項１３】
コイルを巻き出すペイオフリールと、
前記ペイオフリールから巻き出されたストリップを矯正するスキンパスミルと、
前記スキンパスミルを通過したストリップを再度巻き取るコイラーと、
を含み、
前記スキンパスミルのワークロールはヒートパイプが内蔵されたヒートパイプロールであり、
前記ヒートパイプは、ワークロールの長さ方向の一側から中央部に伸びる複数の第１のヒートパイプ、及び前記一側の反対方向から中央部に伸びる複数の第２のヒートパイプを含み、
前記第１及び第２のヒートパイプは、ロールの円周方向に沿って交互に配置される、
高強度鋼の形状矯正装置。
【請求項１４】
前記ヒートパイプは、ワークロールの円周方向に沿って所定の深さで均一に複数個が内蔵される、請求項１３に記載の形状矯正装置。
【請求項１５】
前記ペイオフリールと前記スキンパスミルの間には、前記ストリップを加熱する加熱機が配置され、前記加熱機は、ストリップを１５０度以上、相変態温度未満に加熱する、請求項１３に記載の形状矯正装置。
【請求項１６】
前記第１のヒートパイプと前記第２のヒートパイプは、ロールの長さ方向の中央部で交差する、請求項１３に記載の形状矯正装置。
【請求項１７】
前記ペイオフリールと前記スキンパスミルの間には、μｍ単位の鋼鉄ボールをストリップに噴射するショットブラスト、及び前記ショットブラストの後方で前記ストリップを圧延する圧延機を含む、請求項１３に記載の形状矯正装置。
【請求項１８】
前記ペイオフリールを複数個含み、且つ一つのペイオフリールが動作する間に、動作しないペイオフリールに引っ掛かったコイルの冷却を防止するように前記ペイオフリール及びコイルを覆う保温カバーを含む、請求項１３に記載の形状矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度鋼の形状矯正及び圧延方法と形状矯正装置に関し、具体的には、高強度鋼の形状矯正が可能となるように温間でヒートパイプロールを用いて形状矯正及び圧延を行う方法及び形状矯正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業における環境規制及び燃費低減の目的にかなうために鋼板の高強度化が進められているが、鋼板が高強度化するほど板の形状が悪くなり、これを矯正するための矯正工程に負荷がかかる。但し、上記高強度鋼は矯正工程を経ても形状がうまく矯正されないため、これを克服するためにストリップ温度を高くして矯正作業を行う。しかしながら、ロール冷却手段なしに温間作業をする場合は、作業ロール（ｗｏｒｋ  ｒｏｌｌ）がストリップから熱を受けて熱クラウンが大きく形成されるため、板の中央部に制御が不可能なほど酷いウエーブ（ｗａｖｅ）が発生し、製品としての価値がなくなる。
【０００３】
一方、矯正工程では、板の表面に形成されていたスケールが多く脱落して周囲にたまり、ロールの冷却をするために冷却水を用いる場合はスケールが飛散して２次的な表面欠陥をもたらすため、冷却水を用いることができない。
【０００４】
このように冷却手段がないことから、従来は、ストリップ温度を約５０℃にして温間矯正作業を極めて制限的に行った。しかしながら、上記温度範囲で温間作業を行う場合は、形状矯正の効果が小さく、連続圧延枚数に制限があり、温間作業のためには常に温間圧延対象材をロールの取り替え直前に投入して温間作業を行った後にロールを取り替えなければならないという短所がある。
【０００５】
一方、特許文献１は、高強度ストリップの経済的な製造のために、熱延が終わったストリップ３を周辺温度より高い温度でペイオフリール４から巻き出した後、矯正機５で矯正し、次いで、ロール６を通過させることによりアニーリングする技術を開示しており（図１参照）、特許文献２は、高張力鋼を６０〜１２０℃の温間領域で調質圧延する技術を開示している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２は、常温より高い温度の温間領域で矯正又は調質圧延を行う場合に効果があるという点を開示しているだけであり、実質的に温間で形状矯正をどのように行うかについては開示しておらず、ただ常温以上のストリップを用いる場合は温度上昇によるロールの形状によって形状が矯正されるのではなく形状の不良が発生する可能性があるという問題は認識していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録特許第１０‐１１５３７３２号公報
【特許文献２】特開平１０‐００５８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためのものであり、高強度鋼の形状矯正を効果的に達成することができる高強度鋼の形状矯正及び圧延方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ストリップの温度、圧延枚数及び作業材の投入手順等に影響を受けずにストリップの形状矯正能力を極大化することができる高強度鋼の形状矯正及び圧延方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、従来の３〜５日程度のヤードにおける待機時間を減少又は除去することにより熱延巻取工程と形状矯正及び圧延工程を直結させることができる高強度鋼の形状矯正及び圧延方法と形状矯正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、次のような高強度鋼の形状矯正及び圧延方法と形状矯正装置を提供する。
【００１２】
本発明は、熱間圧延されたコイルをペイオフリールに送る熱延−スキンパスミル直結移送段階と、ペイオフリールからコイルを巻き出す巻き出し段階と、上記巻き出されたストリップをヒートパイプロールを用いて形状矯正する形状矯正段階と、上記ストリップをコイル状に再度巻き取る再巻き取り段階と、を含む高強度鋼の形状矯正及び圧延方法を提供する。
【００１３】
また、本発明は、熱間圧延されたコイルを温度調節部に移送させる第１の移送段階と、上記コイルの温度を監視しながら冷却させる冷却段階と、冷却されたが１５０度以上の温度を有するコイルをペイオフリールに送る第２の移送段階と、上記冷却されたコイルをペイオフリールから巻き出す巻き出し段階と、上記巻き出されたストリップをヒートパイプロールを用いて形状矯正する形状矯正段階と、上記ストリップをコイル状に再度巻き取る再巻き取り段階と、を含む高強度鋼の形状矯正及び圧延方法を提供する。
【００１４】
本発明において、上記形状矯正段階前に圧下率２０〜３０％で圧延段階を行い、上記圧延段階前にショットブラストを用いてストリップの表面のスケールを除去するスケール除去段階を行うことができる。
【００１５】
本発明において、上記形状矯正段階におけるストリップの温度は１５０℃以上、相変態温度未満であればよい。
【００１６】
また、本発明は、上記再巻き取り段階後に連続して行われる温間圧延段階をさらに含むことができる。
【００１７】
また、冷却後に巻き出される高強度鋼の形状矯正及び圧延方法において、上記冷却段階は、上記コイルの温度を測定する測定段階と、測定された温度値を既に設定された温度範囲と比較し、上記測定された温度値が既に設定された温度範囲に含まれるか否かを判断する判断段階と、を含むことができる。
【００１８】
本発明において、上記冷却段階は、冷却ヤードのスキッドで行われ、上記スキッドの内部に熱電対が配置され、スキッドに装着されたコイルによって加熱されたスキッドの温度から上記コイルの温度を測定することができる。
【００１９】
さらに、本発明において、上記巻き出し段階が行われる間にコイルの冷却が防止されるように上記コイルを保温する保温段階が上記巻き出し段階と共に行われることができる。
【００２０】
本発明は、上記形状矯正段階に流入するストリップの温度が一定になるように、上記形状矯正段階前にストリップを加熱するストリップ加熱段階を含むことができる。
【００２１】
本発明の上記形状矯正段階は、ストリップと接触する一対のヒートパイプロール及び上記ヒートパイプロールを支持するバックアップロールを含んで構成されるスキンパスミルによって行われることができる。
【００２２】
このとき、上記ヒートパイプロールは、ロールの長さ方向の一側から中央部に伸びる複数の第１のヒートパイプ、及び上記一側の反対方向から中央部に伸びる複数の第２のヒートパイプを含み、上記第１及び第２のヒートパイプは、ロールの円周方向に沿って交互に配置されることができる。
【００２３】
本発明において、上記第１のヒートパイプと上記第２のヒートパイプは、ロールの長さ方向の中央部で交差することができる。
【００２４】
また、本発明は、コイルを巻き出すペイオフリールと、上記ペイオフリールから巻き出されたストリップを矯正するスキンパスミルと、上記スキンパスミルを通過したストリップを再度巻き取るコイラーと、を含み、上記スキンパスミルのワークロールはヒートパイプが内蔵されたヒートパイプロールである、高強度鋼の形状矯正装置を提供する。
【００２５】
本発明において、上記ヒートパイプは、ワークロールの長さ方向の一側から中央部に伸びる複数の第１のヒートパイプ、及び上記一側の反対方向から中央部に伸びる複数の第２のヒートパイプを含み、上記第１及び第２のヒートパイプは、ロールの円周方向に沿って交互に配置されることができる。
【００２６】
本発明の上記ヒートパイプは、ワークロールの円周方向に沿って所定の深さで均一に複数個が内蔵されることができる。
【００２７】
また、上記ペイオフリールと上記スキンパスミルの間には、上記ストリップを加熱する加熱機が配置され、上記加熱機は、ストリップを１５０度以上、相変態温度未満に加熱することができる。
【００２８】
本発明において、上記第１のヒートパイプと上記第２のヒートパイプは、ロールの長さ方向の中央部で交差することができる。
【００２９】
また、上記ペイオフリールと上記スキンパスミルの間には、μｍ単位の鋼鉄ボールをストリップに噴射するショットブラスト、及び上記ショットブラストの後方で上記ストリップを圧延する圧延機を含むことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、上記構成により高強度鋼の形状矯正を効果的に達成することができる高強度鋼の形状矯正及び圧延方法と高強度鋼の形状矯正装置を提供することができる。
【００３１】
本発明は、ストリップの温度、圧延枚数及び作業材の投入手順等に影響を受けずにストリップの形状矯正能力を極大化することができる高強度鋼の形状矯正及び圧延方法と高強度鋼の形状矯正装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明は、ヤードで待機する時間を減少又は除去することにより熱延巻取工程と形状矯正及び圧延工程を直結させることができる高強度鋼の形状矯正及び圧延方法と形状矯正装置を提供することにより、ヤード運営効率性の確保及び在庫の除去が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の熱延−精整工程の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例による高強度鋼の形状矯正及び圧延工程の概略図である。
【図３】ヒートパイプを示す図であり、図３（ａ）はヒートパイプの縦方向の断面図であり、図３（ｂ）はヒートパイプの横方向の断面図である。
【図４】温度による降伏強度を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施例のヒートパイプロールの正面図である。
【図６】図５のヒートパイプロールの側面図である。
【図７】本発明のヒートパイプロールにヒートパイプが内蔵された様子を示す概念図である。
【図８ａ】本発明の第１及び第２の実施例のヤードを示す概略図であり、ヤードにコイルが載置される前の様子を示す概略図である。
【図８ｂ】本発明の第１及び第２の実施例のヤードを示す概略図であり、ヤードにコイルが載置されている様子を示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施例による高強度鋼の形状矯正及び圧延工程の概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施例による高強度鋼の形状矯正及び圧延工程の概略図である。
【図１１】従来の形状矯正装置におけるコイル数によるロールの温度を示すグラフである。
【図１２】本発明の形状矯正装置におけるコイル数によるヒートパイプロールの温度を示すグラフである。
【図１３】従来及び本発明の形状矯正装置のサーマルクラウンを示すグラフである。
【図１４】熱延を終えたストリップの形状を示す写真である。
【図１５】図１４のストリップが従来の形状矯正装置を常温で通過した後の様子を示す写真である。
【図１６】図１４のストリップが従来の形状矯正装置を温間で通過した後の様子を示す写真である。
【図１７】図１４のストリップが本発明の形状矯正装置を通過した後の様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００３５】
一般に、ロールは、形状矯正によって温度が上昇するため、上昇する温度に対する膨張を考慮して、初期のサーマルクラウン形状を有する。しかしながら、温度を高くして形状矯正をする場合は、矯正が進むにつれてロールの温度が変化し、これに伴い、適切なロールの形状も変化する。また、矯正装置に供給されるストリップの温度も一定でないため、ストリップ毎に又はストリップの進行につれてロールの形状が変化し、これにより、毎回ロールクラウン形状を変えなければならないため、実際には適用されていない。
【００３６】
特に、高強度鋼の形状矯正において、ただ温度を高くして形状矯正する場合は、サーマルクラウンによって形状の不良が発生するため、実際には適用されていない。
【００３７】
本発明は、ヒートパイプロールを用いる矯正段階を含む形状矯正段階及び装置を用いて薄物及び広幅の高強度鋼を製作することができる。
【００３８】
図２には、本発明の第１の実施例による高強度鋼の形状矯正及び圧延工程の概略図が示されている。
【００３９】
図２に示されているように、ストリップは、熱間圧延機１を通過した後、巻き取りが可能となるように冷却装置２によって冷却され、次いで、コイラー３によって巻き取られる。このように巻き取られたコイルは、第１の移送段階によって温度調節段階２０に進み、ヤードに載置される。巻き取られたコイル（Ｃ；図８）は、温度調節段階２０で温度が持続的に測定され、所定の温度、即ち、１５０度以上の温度を有する状態で第２の移送段階によって形状矯正ラインに移送される。
【００４０】
形状矯正ラインでは、ペイオフリール３０からコイルが巻き出され、コイルから巻き出されたストリップは、ショットブラスト３１によって表面のスケールを除去するスケール除去段階を経て温度均一化のための加熱装置３２を通過した後に圧延機３３で１次的に圧下され、スキンパスミル４０によって形状が矯正される。その後、ストリップは、コイラー３５によって再度巻き取られる。
【００４１】
このとき、スキンパスミル４０は、ヒートパイプロール１００を用いてストリップの形状を矯正する。このようにヒートパイプロール１００を用いることにより、１５０℃以上のストリップがヒートパイプロール１００に入ってもサーマルクラウンが一定に維持されることができ、１５０℃以上の温度を有する高強度鋼ストリップが提供されるため、形状矯正も円滑に行われることができる。
【００４２】
再度巻き取られたコイルは、温間状態ですぐに圧延段階に進み、ペイオフリール５０からストリップ状に巻き出された後、６〜８個の圧延機５１を通過しながら圧延される。
【００４３】
なお、本発明の第１の実施例の熱間圧延機１、冷却装置２及びコイラー３は従来と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
本発明では、形状矯正ラインにおいて１５０度以上の温度を有するストリップを用いるため、冷却段階２０にかかる時間が短縮されることができる。特に、冷却は高温では早く行われるが、温度が低くなるほど多くの時間がかかるため、この点で、冷却段階２０にかかる時間が従来の３〜５日から１日程度に大幅に短縮されることができる。
【００４５】
したがって、冷却段階２０が行われるヤードにおける流動性が増大し、在庫保有量が低くなるという長所がある。なお、冷却段階２０については図８ａ及び８ｂを参照して後述する。
【００４６】
本発明において、ペイオフリール３０から巻き出されたストリップは、ショットブラスト３１によって表面スケールが除去される。これは、後続する圧延機３３によってスケールによる凹み現象が発生することを防止するためである。ショットブラスト３１は、電気鋼板工程やステンレス工程で酸洗する前に表面に形成されているスケールを除去するために用いられるものであり、直径が数十μｍ程度の鋼鉄ボールをストリップの上・下部で遠心力を用いてストリップに撃つことにより、ストリップに形成されたスケールを除去する装置である。
【００４７】
このようにショットブラスト３１によって表面のスケールが除去されたストリップは加熱機３２を通過する。加熱機３２は、ストリップの温度を均一化するためのものであり、ストリップを一定の温度に加熱しなくてもよい。加熱機３２としては、インダクションヒーターを用いることができる。一方、圧延機３３による圧延時、初期のロールギャップ及びロール速度設定モデルを運営するにあたり、温度変化によるロールギャップ設定を補正するロジックが備えられている場合は、加熱機３２を除いて行ってもよい。
【００４８】
圧延機３３は、１段圧延機であり、圧下率２０〜３０％程度で圧延を行う。圧下率が３０％を超える場合は、後続するスキンパスミル４０で取られないほど形状が悪くなる。圧延機３３を設置することにより、高強度鋼を１５０度以上の高温で圧延することができ、後続工程で圧延するよりも大きな効果をもたらすことができるため、最終製品が広幅及び薄物で形成されることができる。
【００４９】
このように圧延機３３を通過したストリップは、ヒートパイプロール１００を含むスキンパスミル４０に入る。本発明の形状矯正装置４０は、ヒートパイプロール１００を含んでいるため、供給されるストリップの温度から自由になることができる。したがって、相対的に高温のストリップが入っても、形状矯正を円滑に行うことができる。即ち、ヒートパイプロール１００によってロール全体の温度が均一に上昇し、サーマルクラウン形状を均一にするため、供給されるストリップの温度や圧延枚数にかかわらず常に形状矯正を完璧に行うことができる。なお、ヒートパイプロール１００については図３〜図７を参照して後述する。
【００５０】
圧延機３３とスキンパスミル４０を通過したストリップは、コイラー３５で再度巻き取られた後、圧延段階に進み、圧延が行われる。本発明において、圧延段階は、形状矯正ラインを通過したコイルがすぐに供給されることから温間圧延で行われることが好ましいが、追加の冷却段階を経た後に冷間圧延で行われてもよい。
【００５１】
図３〜７には、本発明のヒートパイプロール１００が示されている。図３には、ヒートパイプロール１００に入るヒートパイプ１１０の縦方向及び横方向の断面図が示されており、図４には、温度による高強度鋼の降伏強度のグラフが示されており、図５には、本発明のヒートパイプロール１００の正面図が示されており、図６には、本発明のヒートパイプロール１００の側面図が示されており、図７には、本発明のヒートパイプロールにヒートパイプが内蔵された様子が示されている。
【００５２】
本発明において、ヒートパイプロール１００は、ワークロールにヒートパイプ１１０が内蔵されたロールを意味する。図３に示されているように、ヒートパイプ１１０は、内部が真空で形成されたパイプ１１１に溝１１２が形成され、上記溝に純水が満たされる。ヒートパイプ１１０は、加熱部から熱を受けると、純水が熱によって蒸発して中央部１１３ａに水蒸気がたまる。このように中央部１１３ａに形成された水蒸気によって中央部１１３ａの圧力が高くなるため、水蒸気は、圧力の低い両側面に移動し、側面部１１３ｂで冷却されて再度純水になる。一方、中央部１１３ａの熱によって溝１１２にあった純水が蒸発すると、溝１１２の毛細管現象によって側面部１１３ｂの純水が再度中央部１１３ａに移動する。
【００５３】
このように中央部１１３ａでは蒸発が起こり、側面部１１３ｂでは凝縮が起こり、中央部１１３ａから側面部１１３ｂへは水蒸気が移動し、側面部１１３ｂから中央部１１３ａへは純水が移動する。このようにヒートパイプ１１０は、内部の循環で加熱部の熱を均一に分散する。
【００５４】
一方、図４の温度による高強度鋼の降伏強度のグラフから確認できるように、高強度鋼の降伏強度は、温度が少なくとも１５０度以上の場合に相当に減少し、常温又は１００度程度では大きく減少しないため、実質的な形状矯正の効果が低い。したがって、本発明では、少なくとも１５０℃の温度を有するストリップを用いるが、これより低い温度のストリップを用いてもよい。但し、本発明において高強度鋼の組織を変化させないように、高強度鋼の相変態温度未満に加熱しなければならない。
【００５５】
図５〜７に示されているように、本発明のヒートパイプロール１００は、一般の形状矯正圧延ロールと類似であるが、圧延部１０２とネック部１０３との間のジャーナル部１０４にヒートパイプ１１０が内蔵されている。
【００５６】
ヒートパイプ１１０は、複数個が内蔵され、一つのヒートパイプ１１０が圧延部１０２全体を貫通して内蔵されてもよいが、一側に挿入された第１のヒートパイプ１０５及び他側に挿入された第２のヒートパイプ１０６で構成されてもよい。
【００５７】
第１及び第２のヒートパイプ１０５、１０６が円周方向に交互に配置された方が構造及び製作に有利である。即ち、ヒートパイプ１０５、１０６を形成するにあたりヒートパイプ１０５とヒートパイプ１０６が接しないようにした方が製作に有利であり、圧延による繰り返し荷重によってクラックが形成されることも防止することができる。
【００５８】
また、第１及び第２のヒートパイプ１０５、１０６は、圧延部１０２の中央部で重なることが好ましい。圧延ロールは中央部の温度が最も多く上がるため、第１及び第２のヒートパイプ１０５、１０６を圧延部１０２の中央部で重ねることにより中央部の温度を低くすることができ、これにより、ヒートパイプロール１００の全域の温度差を低くすることができる。
【００５９】
本発明において、ヒートパイプロール１００は、温度によりロールの形状が変化しない。即ち、ヒートパイプロール１００は、中央部と両端部の温度差が低いため、供給されるストリップの温度にかかわらず、温度差を一定に維持する。
【００６０】
例えば、圧延部１０２の縁の温度が５０℃の場合、中央部の温度は６５℃程度を維持し、圧延部１０２の縁の温度が７０℃の場合、中央部の温度は８５℃程度を維持する。このように中央部と縁の温度差を一定に維持するため、温度差によって発生するサーマルクラウン形状を一定に維持することができる。
【００６１】
具体的には、本発明のヒートパイプロール１００に内蔵されたヒートパイプ１１０の中央部の高温によって純水が蒸発して水蒸気が形成され、圧力が高くなって水蒸気が縁に移動し、その後、温度が低くなって再度純水になり、毛細管現象によって純水が再度中央部に移動し、この過程が繰り返される。このような純水の蒸発／凝縮によってヒートパイプロール１００の中央の熱が縁に分散されるため、ロールの幅方向の温度均一化をもたらすことができる。
【００６２】
一方、図８ａ及び８ｂには、本発明の冷却段階２０、即ち、ヤードに用いられるスキッドが示されている。図８ａ及び８ｂに示されているように、本発明の冷却段階２０のスキッドは、コイルＣが載置される載置面２２を含む本体２１に貫通穴２７が形成され、上記貫通穴２７の内部に温度センサー２５が配置される。
【００６３】
このように配置された温度センサー２５は、コイルＣの温度を測定して観測部又は制御部２８に伝送し、観測部又は制御部２８は、コイルＣの温度を確認し、既に設定された温度領域と温度を対比して、温度が当該領域に入った場合はコイルＣをヤードから取り出してペイオフリールに引っ掛ける。
【００６４】
温度領域は必要に応じて決まってもよいが、ペイオフリールに引っ掛かって巻き出される間の冷却を考慮して、少なくとも１５０度以上の温度を有することが好ましい。
【００６５】
図９には、本発明の第２の実施例が示されている。
【００６６】
図９に示されているように、本発明の第２の実施例において、熱延工程のコイラー３で巻き取られたコイルは、第１の移送段階によって温度調節段階２０に進み、ヤードに載置される。巻き取られたコイル（Ｃ；図８）は、温度調節段階２０で温度が持続的に測定され、所定の温度、即ち、１５０度以上の温度を有する状態で第２の移送段階によって形状矯正ラインに移送される。
【００６７】
形状矯正ラインでは、複数のペイオフリール３０ａ、３０ｂに複数のコイルを引っ掛け、コイルを順次巻き出す。ペイオフリール３０ａ、３０ｂにコイルを順次引っ掛ける時間に比べ、一つのコイルをストリップ状に巻き出した後に次のコイルを巻き出す時間が相対的に長いため、上記ペイオフリール３０ａ、３０ｂに引っ掛かったコイルを巻き出す前まで保温する保温カバー３４ａ、３４ｂが配置される。即ち、上記保温カバー３４ａ、３４ｂによってペイオフリールに引っ掛かっているコイルを保温する保温段階が行われる。保温カバー３４ａ、３４ｂは、図示のように、コイルがペイオフリールから巻き出されるときに除かれてもよいが、除かれずに巻き出し中にペイオフリールに引っ掛かったコイルを保温してもよい。
【００６８】
一方、ペイオフリールによってコイルから巻き出されたストリップは、温度均一化のための加熱装置３２を通過した後、スキンパスミル４０によって形状が矯正され、次いで、コイラー３５によって再度巻き取られる。
【００６９】
このときも、スキンパスミル４０は、第１の実施例と同様に、ヒートパイプロール１００を用いてストリップの形状を矯正する。このようにヒートパイプロール１００を用いることにより、１５０℃以上のストリップがヒートパイプロール１００に入ってもサーマルクラウンが一定に維持されることができ、１５０℃以上の温度を有する高強度鋼ストリップが提供されるため、形状矯正も円滑に行われることができる。
【００７０】
図１０には、本発明の第３の実施例が示されている。
【００７１】
第３の実施例では、熱延工程のコイラー３で巻き取られたコイルが冷却段階２０を経ずにすぐに形状矯正装置に移送される。即ち、巻き取られたコイルをすぐにペイオフリールから巻き出す。図１０には一つの装置がコイラーとペイオフリールの役割を共に行うことが示されているが、コイラーとペイオフリールが別々に存在し、コイラーで巻き取られたコイルがすぐにペイオフリールに移動してもよい。即ち、熱延を終えたコイルをすぐに形状矯正装置に送る直結移送段階であればいずれでもよい。
【００７２】
第３の実施例では、このように巻き出されたストリップがすぐにスキンパスミル４０に供給され、スキンパスミル４０で形状が矯正された後に再度巻き取られる。上述したように、本発明のスキンパスミル４０は、ヒートパイプロール１００を含んでいるため、供給されるストリップの温度から自由になることができる。したがって、温度の高いストリップが供給されても、形状矯正を安定的に行うことができる。また、図４に示されたように、高温の場合は、降伏強度が低くなるため、より円滑な形状矯正が行われることができる。
【００７３】
図１１には、１００〜１２０℃の温度を有するストリップの形状を従来の形状矯正装置で矯正したときのコイル数及び幅方向の位置によるロールの温度を示すグラフが示されており、図１２には、１００〜１４０℃の温度を有するストリップの形状を本発明の形状矯正装置で矯正したときのコイル数及び幅方向の位置によるヒートパイプロールの温度を示すグラフが示されている。
【００７４】
図１１を参照すると、従来の形状矯正装置を用いる場合は、ロールの中央部と縁の温度差が３５℃から５０℃に増加することが確認でき、枚数が増加する場合は温度差がより大きくなるものと予想される。しかしながら、図１２を参照すると、本発明による形状矯正装置を用いる場合は、ヒートパイプロールの全体的な温度はコイル数につれて増加するが、ヒートパイプロールの中央部と縁の温度差は２０〜２５℃程度に一定に維持される。
【００７５】
したがって、本発明のヒートパイプロールは、ロールの幅方向の温度差を減少させる上、ヒートパイプロールの全体的な温度上昇にかかわらず、常にロールの幅方向における一定の温度差を維持する。
【００７６】
図１３には、従来及び本発明の形状矯正装置のサーマルクラウンを示すグラフが示されている。図１３を参照すると、本発明のヒートパイプロールを用いる場合はサーマルクラウンが大幅に減少することが分かる。具体的には、従来の形状矯正装置を用いる場合は中央部を基準に１５０μｍの熱クラウンが成長するのに対し、ヒートパイプロールを用いる場合は１５μｍ程度の熱クラウンが成長する。即ち、本発明のヒートパイプロール１００は、一般のロールに比べて熱クラウンが１／１０に過ぎない。
【００７７】
このように一般のロールを用いる場合は、中央部から１５０μｍの大きな熱クラウンが成長するため、ストリップの中央部に大きなウエーブが形成されて製品としての価値がなくなる。
【００７８】
これに対し、本発明のヒートパイプロールを用いる場合は、熱クラウンがほぼ成長しないため、ストリップの形状に全く影響を与えない。
【００７９】
図１４〜１７には、実際のストリップの写真が示されている。図１４には、熱延を終えたストリップの形状を示す写真が示されており、図１５には、図１４のストリップが従来の形状矯正装置を常温で通過した後の様子を示す写真が示されており、図１６には、図１４のストリップが従来の形状矯正装置を温間で通過した後の様子を示す写真が示されており、図１７には、図１４のストリップが本発明の形状矯正装置を通過した後の様子を示す写真が示されている。
【００８０】
図１４に示されているように、熱間圧延（熱延）を終えたストリップには、エッジウエーブが形成されている。これは、常温の形状矯正装置を通過した後にそのまま維持される（図１５参照）。一方、図１４のストリップを１３０〜１９０℃の温度にして従来の形状矯正装置に入れる場合は、図１６に示されているように、中央部に酷いウエーブが形成される（図１６の円形部参照）。
【００８１】
これに対し、図１４のストリップを１３０〜１９０℃の温度にして本発明の形状矯正装置を通過させた場合は、図１７に示されているように、ストリップの形状が滑らかになるため、形状が矯正される。
【００８２】
このように形状がよくなると、後続工程における負荷及び切捨量を減少させることができるため、全体的な効率の向上をもたらすことができる。
【実施例】
【００８３】
表１には本発明と従来の形状矯正装置及び方法による実施例が示されている。
【００８４】
【表１】
0006026014.tif 000002
【００８５】
表１に示されているように、１１８０ＣＰ鋼について、１５個のコイルを対象に従来及び本発明の形状矯正装置で実験したとき、本発明の場合は切捨てる必要がないが、従来の場合は平均で３７．１ｍを切捨てた。
【００８６】
また、９８０ＤＰ鋼について、従来の形状矯正装置で３３個のコイルを形状矯正する場合は平均で６３．５ｍを切捨てたが、本発明（ヒートパイプロール＋１５０℃）の形状矯正装置で１００個のコイルを形状矯正する場合は平均で２．８ｍのみを切捨てた。
【００８７】
このように、本発明の高強度鋼の形状矯正及び圧延方法又は形状矯正装置を用いる場合、従来とは差別化される顕著な効果をもたらすことができる。特に、切捨の長さを大幅に減少させる上、高強度鋼の広幅及び薄板成形も可能にする。
【００８８】
以上、本発明の第１及び第３の実施例を中心に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されず、請求の範囲に記載の範囲内で多様に変形されることができる。
【符号の説明】
【００８９】
３０  ペイオフリール
３１  ショットブラスト
３２  加熱機
３３  圧延機
３５  コイラー
４０  スキンパスミル
１００  ヒートパイプロール
１０２  圧延部
１０３  ネック部
１０４  ジャーナル部
１０５  第１のヒートパイプ
１０５  第２のヒートパイプ
１１０  ヒートパイプ
１１１  パイプ
１１２  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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