(57)【要約】  複数ストランドによるエンドレス圧延を可能にして薄板材の生産量を上げることができる熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法を提供するために、粗圧延機（１８）の入側の圧延ライン延長線上に配置されコイル１本分に相当するスラブ長さ以上の長さを有するミル前炉（１６）と、該ミル前炉（１６）の入側に配置されスラブ（Ｗ）をミル前炉（１６）へと搬送可能な搬送炉（１５）と、該搬送炉（１５）の入側に配置された複数のスラブ生産ラインと、前記ミル前炉（１６）の出側に配置された接合機（１７）と、前記スラブ生産ラインの少なくとも１つのラインの搬送炉（１５）の入側に配置され複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連鋳機出側炉（１４）と、該連鋳機出側炉（１４）の入側に配置されたスラブ鋳造機（１２）とを備えた。
2013011544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延設備の入側の当該圧延設備のライン延長線上に配置され、少なくともコイル１本分に相当するスラブ長さ以上の長さを有するミル前炉と、
前記ミル前炉の入側に配置され、スラブをミル前炉へと搬送可能な搬送炉と、
前記搬送炉の入側に配置された複数のスラブ生産ラインと、
前記ミル前炉の出側に配置された接合機と、
前記スラブ生産ラインの少なくとも１つのラインの前記搬送炉の入側に配置され、複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉と、
前記連続鋳造機出側炉の入側に配置された連続鋳造機と、
を備えたことを特徴とする熱間板材製造設備。
【請求項２】
前記スラブ生産ラインの少なくとも１つのラインは、前記搬送炉の入側に圧延機を配置すると共に該圧延機の入側に加熱炉を配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱間板材製造設備。
【請求項３】
前記搬送炉の入側に複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉を配置すると共に該連続鋳造機出側炉の入側に連続鋳造機を配置したラインを少なくとも２つ設置したことを特徴とする請求項１に記載の熱間板材製造設備。
【請求項４】
前記１つの連続鋳造機とその出側の連続鋳造機出側炉を圧延設備のライン延長線上に配置したことを特徴とする請求項３に記載の熱間板材製造設備。
【請求項５】
前記圧延設備は複数の圧延スタンドからなり、前記接合機を前記複数の圧延スタンドの最初の圧延スタンドと前記ミル前炉との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱間板材製造設備。
【請求項６】
前記圧延設備は粗圧延機と仕上圧延機とを備え、前記接合機を粗圧延機と仕上圧延機との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載の熱間板材製造設備。
【請求項７】
前記接合機の出側にシヤーを設置したことを特徴とする請求項１に記載の熱間板材製造設備。
【請求項８】
前記ミル前炉の出側に接合機を配置し、該接合機の出側に粗圧延機を配置し、該粗圧延機の出側に仕上圧延機を配置すると共に、粗圧延機と仕上圧延機との間にシヤーを設置したことを特徴とする請求項１に記載の熱間板材製造設備。
【請求項９】
前記複数の圧延スタンドの最初の圧延スタンドと前記ミル前炉との間の距離が３０ｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の熱間板材製造設備。
【請求項１０】
複数のスラブ生産ラインの内の連続鋳造機と複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉を備えた少なくとも１つのラインで生産されたスラブを搬送炉を経由してミル前炉へ搬送し、該ミル前炉へと搬送されたスラブをミル前炉出側で接合機により接合して複数スラブを連続的に圧延可能にすることを特徴とする熱間板材製造方法。
【請求項１１】
前記搬送炉の入側に圧延機を配置すると共に該圧延機の入側に加熱炉を配置した少なくとも１つのスラブ生産ラインにおいて、前記加熱炉から他のスラブ生産ラインのスラブより厚いスラブを抽出して前記圧延機で少なくとも１回圧延したスラブを前記搬送炉を経由してミル前炉へ供給することを特徴とする請求項１０に記載の熱間板材製造方法。
【請求項１２】
前記搬送炉の入側に複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉を配置すると共に該連続鋳造機出側炉の入側に連続鋳造機を配置した少なくとも２つのラインにおいて、前記複数の連続鋳造機から前記連続鋳造機出側炉及び搬送炉を経由してミル前炉へスラブを供給することを特徴とする請求項１０に記載の熱間板材製造方法。
【請求項１３】
前記圧延設備のライン延長線上に１つの連続鋳造機とその出側の連続鋳造機出側炉を配置したスラブ生産ラインにおいて、該スラブ生産ラインの連続鋳造機でコイル複数本分に相当するスラブ長さの長いスラブを生産する一方、他の少なくとも１つのスラブ生産ラインにおける連続鋳造機とその出側の連続鋳造機出側炉を通過するスラブは少なくともコイル１本分に相当するスラブ長さの短いスラブとし、前記長いスラブを直送にて圧延することと、前記短いスラブ同士又は短いスラブと長いスラブをミル前炉出側で接合しつつ圧延することの両方を可能にすることを特徴とする請求項１２に記載の熱間板材製造方法。
【請求項１４】
前記短いスラブと長いスラブをミル前炉出側で接合しつつ圧延するときは、複数本つないだ状態の短いスラブと長いスラブがつながった状態で圧延することを特徴とする請求項１３に記載の熱間板材製造方法。
【請求項１５】
前記接合機と該接合機出側の圧延スタンドとの間にシヤーを配置し、接合不良が生じたときに接合不良部と前記圧延スタンドとの間で圧延材を分断することを特徴とする請求項１０に記載の熱間板材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面品位を低下させることなく薄板材の生産量を上げることに好適な熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１では、長いスラブを用いるいわゆるセミエンドレス圧延に関する新熱間圧延設備が紹介されている。これによれば、厚さが約７０ｍｍの長い薄スラブを連続鋳造後に直送して圧延することで、不安定な板先尾端部の圧延回数が減り、その結果極薄材の製造が可能となることが記載されている。【０００３】
さらに、非特許文献１には、連続鋳造機の鋳造速度は６ｍ／ｍｉｎであり、年間の生産量は１３０万トン等の記述がある。そして、図７では２ストランドの場合の検討があり、セミエンドレス圧延とバッチ圧延の組み合わせで必要メカニカルクラウン量の検討が行われている。【０００４】
また、特許文献１では、図２５で連続鋳造機を２ストランド配置し、鋳造したスラブを連続鋳造機出側でミルラインに設置されている加熱炉に搬送し、加熱炉の出側で圧延前にスラブを接合して複数のスラブを連続的に圧延する方式が示されている。そして、各ストランドの均熱炉に蓄えられるスラブは１本分であり、そのスラブを加熱炉へと横行させるようにしている。【０００５】
また、特許文献２では、連続鋳造機が２ストランドで圧延設備が１ラインの設備が示されている。ここでは旋回テーブル又は平行テーブルがあって、これらのテーブルが連続鋳造ラインから圧延設備のラインへスラブを搬送できるようになっている。【０００６】
さらに、特許文献２の設備には、前記テーブルの入側に、搬送する際のスラブの長さの複数分の長さのスペースがあり、連続鋳造を安定的に等速で生産しつつ、生産された薄スラブを圧延設備へ供給可能なように工夫されている。【０００７】
また、非特許文献２では、図１において、粗圧延機で任意の厚さに圧延された粗バーは接合装置の前でコイルボックスによって巻き取っている例が示されている。コイルボックスは、先行材との接合のタイミングに合わせて後行材としての粗バーを巻き出すタイミング調整と粗バーの待機中の保温の機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−３０３９０４号公報
【特許文献２】特表２００７−５２９３１９号公報
【特許文献３】特開２００１−２３２４０３号公報
【特許文献４】特開平６−３１５７０８号公報
【特許文献５】特開２００７−１８１８６８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「塑性と加工」第44巻第508号（2003-5）  「薄スラブ連鋳における新熱間圧延設備」
【非特許文献２】「三菱重工技報」Vol.46No.3(2009)  「熱間エンドレス圧延用バー接合装置の開発」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、連続鋳造では、高速化に対するニーズはあるものの６ｍ／ｍｉｎ程度が鋳造速度の限界となっている。これに対して、圧延設備では圧延材の温度が所望の温度範囲のうちに圧延を行うことが求められる。これは、圧延材の温度が低くなると所望の材質を得られないことや圧延材の変形抵抗が増加して圧延機に作用する負荷が増大するためである。そのため、圧延速度は圧延設備の入側で鋳造速度の２〜３倍となる。【００１１】
従って、非特許文献１に開示されたような新熱間圧延設備において、連続鋳造機１ストランドの場合、連続鋳造機がフルに稼働しても、圧延設備は圧延していない時間が存在し、圧延設備の持つ生産能力を十分に活かしきれていないこととなる。一方、２ストランドとする場合、スラブを圧延設備へ搬送するために、圧延設備のライン延長線上に無いストランドは、少なくともコイル１本分に相当するスラブ長さの短いスラブを生産することとなり、この短いスラブ毎にバッチ圧延を行うこととなるため、不安定な板先尾端部の圧延回数が多くなり、圧延トラブルが発生する機会が増える問題があった。特に、薄板材の圧延ではこれらの圧延トラブルが発生し易くなるため、薄板材の生産が制約を受けることとなる。即ち、薄板材の生産量の増加が抑制されるのである。【００１２】
また、連続鋳造機を２ストランド配置した特許文献１の設備にあっては、均熱炉がスラブを加熱炉へと横行させる部分にしかないことから、横行中も連続鋳造機から鋳造されたスラブの供給が継続するため、横行中のこれらスラブの干渉を避けるため、横行中は鋳造速度を極端に低速に抑える等の対応が必要となってくる。特に、厚さが７０ｍｍ程度の薄スラブの連続鋳造では、鋳造速度を途中で大幅に変更することは、鋳造条件が不安定となるため操業側として極力避けたいが、やむなく鋳造中に速度を変更することとなる。【００１３】
また、連続鋳造機が２ストランドで圧延設備が１ラインの特許文献２の設備にあっては、短いスラブ毎にバッチ圧延を行うこととなるため、不安定な板先尾端部の圧延回数が多くなり、圧延トラブルが発生する機会が増える問題があった。特に、薄板材の圧延ではこれらの圧延トラブルが発生し易くなるため、薄板材の生産が制約を受けることとなる。即ち、薄板材の生産量の増加が抑制されるのである。【００１４】
また、粗バーが接合装置の前でコイルボックスによって巻き取られる例が開示された非特許文献２の設備にあっては、コイルボックスが粗バーを巻き取った時に板間の摩擦により粗バーの表面に擦り疵等が発生することから、表面疵厳格材に適用した場合、鋼帯の表面品位に影響を及ぼすことが特許文献４等で既に知られているので、巻き取ることで表面品位が得られないような材料のエンドレス圧延はできないという問題があった。【００１５】
本発明は、このような実情に鑑み提案されたもので、その目的は、複数ストランドによるエンドレス圧延を可能にして薄板材の生産量を上げることができる熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するための本発明に係る熱間板材製造設備は、
圧延設備の入側の当該圧延設備のライン延長線上に配置され、少なくともコイル１本分に相当するスラブ長さ以上の長さを有するミル前炉と、
前記ミル前炉の入側に配置され、スラブをミル前炉へと搬送可能な搬送炉と、
前記搬送炉の入側に配置された複数のスラブ生産ラインと、
前記ミル前炉の出側に配置された接合機と、
前記スラブ生産ラインの少なくとも１つのラインの前記搬送炉の入側に配置され、複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉と、
前記連続鋳造機出側炉の入側に配置された連続鋳造機と、
を備えたことを特徴とする。【００１７】
また、
前記スラブ生産ラインの少なくとも１つのラインは、前記搬送炉の入側に圧延機を配置すると共に該圧延機の入側に加熱炉を配置したことを特徴とする。【００１８】
また、
前記搬送炉の入側に複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉を配置すると共に該連続鋳造機出側炉の入側に連続鋳造機を配置したラインを少なくとも２つ設置したことを特徴とする。【００１９】
また、
前記１つの連続鋳造機とその出側の連続鋳造機出側炉を圧延設備のライン延長線上に配置したことを特徴とする。【００２０】
また、
前記圧延設備は複数の圧延スタンドからなり、前記接合機を前記複数の圧延スタンドの最初の圧延スタンドと前記ミル前炉との間に配置したことを特徴とする。【００２１】
また、
前記圧延設備は粗圧延機と仕上圧延機とを備え、前記接合機を粗圧延機と仕上圧延機との間に配置したことを特徴とする。【００２２】
また、
前記接合機の出側にシヤーを設置したことを特徴とする。【００２３】
また、
前記ミル前炉の出側に接合機を配置し、該接合機の出側に粗圧延機を配置し、該粗圧延機の出側に仕上圧延機を配置すると共に、粗圧延機と仕上圧延機との間にシヤーを設置したことを特徴とする。【００２４】
また、
前記複数の圧延スタンドの最初の圧延スタンドと前記ミル前炉との間の距離が３０ｍ以下であることを特徴とする。【００２５】
上記の課題を解決するための本発明に係る熱間板材製造方法は、
複数のスラブ生産ラインの内の連続鋳造機と複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉を備えた少なくとも１つのラインで生産されたスラブを搬送炉を経由してミル前炉へ搬送し、該ミル前炉へと搬送されたスラブをミル前炉出側で接合機により接合して複数スラブを連続的に圧延可能にすることを特徴とする。【００２６】
また、
前記搬送炉の入側に圧延機を配置すると共に該圧延機の入側に加熱炉を配置した少なくとも１つのスラブ生産ラインにおいて、前記加熱炉から他のスラブ生産ラインのスラブより厚いスラブを抽出して前記圧延機で少なくとも１回圧延したスラブを前記搬送炉を経由してミル前炉へ供給することを特徴とする。【００２７】
また、
前記搬送炉の入側に複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する連続鋳造機出側炉を配置すると共に該連続鋳造機出側炉の入側に連続鋳造機を配置した少なくとも２つのラインにおいて、前記複数の連続鋳造機から前記連続鋳造機出側炉及び搬送炉を経由してミル前炉へスラブを供給することを特徴とする。【００２８】
また、
前記圧延設備のライン延長線上に１つの連続鋳造機とその出側の連続鋳造機出側炉を配置したスラブ生産ラインにおいて、該スラブ生産ラインの連続鋳造機でコイル複数本分に相当するスラブ長さの長いスラブを生産する一方、他の少なくとも１つのスラブ生産ラインにおける連続鋳造機とその出側の連続鋳造機出側炉を通過するスラブは少なくともコイル１本分に相当するスラブ長さの短いスラブとし、前記長いスラブを直送にて圧延することと、前記短いスラブ同士又は短いスラブと長いスラブをミル前炉出側で接合しつつ圧延することの両方を可能にすることを特徴とする。【００２９】
また、
前記短いスラブと長いスラブをミル前炉出側で接合しつつ圧延するときは、複数本つないだ状態の短いスラブと長いスラブがつながった状態で圧延することを特徴とする。【００３０】
また、
前記接合機と該接合機出側の圧延スタンドとの間にシヤーを配置し、接合不良が生じたときに接合不良部と前記圧延スタンドとの間で圧延材を分断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法によれば、複数のスラブ生産ラインで生産したスラブを搬送炉を経由してミル前炉へと搬送し、ミル前炉の出側に配置された接合機で接合することで、複数スラブのエンドレス圧延を可能にしたので、表面品位を低下させることなく、かつ圧延設備の持つ生産能力を十分に生かして薄板材の生産量を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１を示す熱間板材製造設備の概略構成側面図である。
【図２】図１の要部平面図である。
【図３】図１のＡ部詳細図である。
【図４】本発明の実施例２を示す図１のＡ部に相当する図である。
【図５】本発明の実施例３を示す熱間板材製造設備の要部側面図である。
【図６】本発明の実施例４を示す熱間板材製造設備の要部側面図である。
【図７】本発明の実施例５を示す要部平面図である。
【図８】本発明の実施例６を示す要部平面図である。
【図９】本発明の実施例７を示す要部平面図である。
【図１０】本発明の圧延機へ供給されるスラブの第１の作用状態図である。
【図１１】本発明の圧延機へ供給されるスラブの第２の作用状態図である。
【図１２】本発明の圧延機へ供給されるスラブの第３の作用状態図である。
【図１３】本発明の圧延機へ供給されるスラブの第４の作用状態図である。
【図１４】従来の圧延機へ供給されるスラブの作用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は本発明の実施例１を示す熱間板材製造設備の概略構成側面図、図２は図１の要部平面図、図３は図１のＡ部詳細図である。【００３５】
図１に示すように、溶鋼がレードル１０からタンディッシュ１１に注がれ、タンディッシュ１１からスラブ連鋳機（連続鋳造機）１２へと注がれる。このスラブ連鋳機１２内で溶鋼が凝固し高温のスラブＷとなる。スラブＷは連鋳機出側炉（連続鋳造機出側炉）１４へ進み、連鋳機出側炉１４ではスラブＷの温度降下が抑制され、また、スラブＷ内の温度分布の均一化が図られる。スラブ連鋳機１２の出側のシヤー１３ＡはスラブＷが所望の長さになったところで切断するものである。【００３６】
図２に示すように、前記スラブ連鋳機１２は第１スラブ連鋳機１２ａと第２スラブ連鋳機１２ｂがあり、それぞれの出側には複数コイル分に相当するスラブ長さ以上の長さを有する第１連鋳機出側炉１４ａ、第２連鋳機出側炉１４ｂが設置されている。第１連鋳機出側炉１４ａ内にはコイル複数本分に相当するスラブ長さの長いスラブＷａが生産され、第２連鋳機出側炉１４ｂ内にはコイル１本分に相当するスラブ長さの短いスラブＷｂが生産されている。【００３７】
前記連鋳機出側炉１４の出側には搬送炉１５が設けられている。この搬送炉１５も第１連鋳機出側炉１４ａと第２連鋳機出側炉１４ｂに対応して第１搬送炉１５ａと第２搬送炉１５ｂが設置され、短いスラブＷｂは第２搬送炉１５ｂによってミルラインへと搬送され（図２中矢印参照）、その後、ミル前炉１６へと搬送される。ミル前炉１６内で短いスラブＷｂは圧延中の先行材の後端を追いかけ、接合機１７で接合される前に追い付きを完了し、その後接合される。接合された後は、粗圧延機１８で圧延され、また、仕上圧延機１９で圧延されて、所望の厚さのストリップＳに圧延された後、冷却装置２０→シヤー前ピンチローラ２１→シヤー１３Ｂ→コイラ前ピンチローラ２２を経てカローゼルコイラ２３で巻き取られる。即ち、カローゼルコイラ２３で巻き取られながら、途中でシヤー１３Ｂでカットされつつ１コイルずつ巻き取られるのである。【００３８】
尚、コイラは、カローゼルコイラ２３に限定するものではなく、熱延で一般に用いられている複数のダウンコイラとすることも可能である。非特許文献１の図２に記載されているように、粗圧延機１８と仕上圧延機１９との間には図示していないが、中間冷却装置を設けて、オーステナイト域及びフェライト域両者の圧延に対応できるようにすることも可能である。また、短いスラブＷｂは最短でコイル１本分に相当する長さであるが、設備的に可能な場合、コイル２本分や３本分など搬送炉１５を通過可能な長さであれば良い。【００３９】
図３に示すように、前記接合機１７のまわりには特許文献３、非特許文献２及び特許文献５に記載されている各種装置が配置されている。即ち、接合機１７は、特許文献３及び非特許文献２に記載されているように、先行材の後端と後行材の先端を重ね合わせてせん断しつつ接合を完了する方式としている。この接合機１７の接合時間は極短時間であり、接合機１７自体は基礎に固定されたペンジュラム式接合機となっている。【００４０】
接合機１７の入側には接合前デスケーリング装置３３がある。接合前デスケーリング装置３３は、接合の前に重ね合わされた面となる面の酸化スケールを極力少なくするように、ミル前炉１６を出たスラブＷの表面から酸化スケールを除去するものである。重ね合わせ装置３４は、特許文献３に記載されているように、先行材の後端を下降して後行材の先端が先行材の後端の上に重なるようにしている。【００４１】
接合機１７の出側にはクロップ除去装置３５が設置されており、接合時に生じたクロップを除去するようになっている。このクロップ除去装置３５の動作は特許文献５に記載されたものと同様である。尚、図３中３０はスラブ切断機、３１はサイドガイド、３２はピンチロールで、３６は粗圧延前デスケーリング装置である。また、本発明は、接合方式を限定するものではなく、短時間で接合できる方式であれば良い。
【実施例２】
【００４２】
図４は本発明の実施例２を示す図１のＡ部に相当する図である。【００４３】
図示のように、接合機１７と粗圧延機１８との間にシヤー１３Ｃを設置している。その他の構成は実施例１と同様なので重複する説明は省略する。【００４４】
即ち、複数本の短いスラブＷｂを連続的に圧延している時や長いスラブＷａを圧延している時で、途中でスラブＷを分断したい時にこのシヤー１３Ｃで分断するのである。これによれば、圧延中に圧延ロールに疵がついて、ロールを交換したい時、途中でスラブＷを切断することでそれまで圧延していた部分は圧延し巻取りまで完了し、その後、ロール交換等を行うことが可能となる。【００４５】
また、接合不良が発生して、接合後直ちに分断したいときもこのシヤー１３Ｃが有効である。このシヤー１３Ｃで分断しない場合、圧延状態でライン停止となる時がある。圧延状態でライン停止すると圧延中の多くのロールを交換する必要がでるため、圧延再開までの準備に時間を要する場合がある。シヤー１３Ｃで分断後は、上流に残ったスラブＷはミル前炉１６方向に後退させて、次の圧延に備えることが可能である。ミル前炉１６の出側に設置したスラブ切断機３０は、圧延トラブルで低温になった部材を切断しつつ処理するために利用するものである。【００４６】
ところで、スラブＷがミル前炉１６を出ると空冷ゾーンに入る。そこで、最初に圧延するまでの距離が長くなるとスラブＷの温度降下が大きくなる。７０ｍｍ程度の厚さのスラブＷの場合、粗圧延前のスラブ進行速度は１０〜３０ｍ／ｍｉｎと比較的低速である。そのため、ミル前炉１６から最初の圧延スタンドまでの距離Ｌが３０ｍの場合、１〜３ｍｉｎを要する。７０ｍｍ程度の厚さの場合、約０．５℃／ｓで温度が降下するので、３０〜９０℃程度の温度降下となるが、この程度の温度降下であれば、圧延温度は確保可能である。【００４７】
さらに、温度降下が大きくなると、ミル前炉１６を含めた上流の炉内温度を高くするなどの配慮が必要となり、エネルギー使用量が増加する問題に至る。ミル前炉１６を出たスラブＷの先端部を速く搬送しミル手前で圧延速度に落とすことも考えられるが、スラブＷの圧延温度が進行方向で変化することとなり、圧延条件が変化していくため圧延が難しくなる。そのため、スラブＷがミル前炉１６を出るときの速度はほぼ圧延中の速度となる。【００４８】
この場合、スラブＷの先端部は特に温度降下が大きくなるため、ミル前炉１６を出たスラブＷの先端の温度が低い場合、圧延する前に粗圧延機１８の入側のシヤー１３Ｃでスラブ先端をカットすることも可能である。【００４９】
尚、図示しないが、図４で接合機１７とシヤー１３Ｃが近接している場合は、接合機１７とシヤー１３Ｃの駆動用モータを共用することも可能である。シヤー１３Ｃは主に接合不良が生じた時に緊急分断の機能のみであるため、その設備コストを極力抑えることが求められる。駆動用モータを共用することで設備費の低減の効果がある。
【実施例３】
【００５０】
図５は本発明の実施例３を示す熱間板材製造設備の要部側面図である。【００５１】
図示のように、接合機１７を粗圧延機１８と仕上圧延機１９の間に配置している。この場合も接合機１７と仕上圧延機１９の最初の圧延スタンドとの間にシヤー１３Ｄを設置している。その他の構成は実施例２と同様なので重複する説明は省略する。【００５２】
即ち、スラブＷの厚さが厚いときは、粗圧延機１８の入側では接合装置１７が大型になってしまう場合がある。そこで、粗圧延後の厚さとなったところで接合するようにした例である。【００５３】
ところで、粗圧延機１８を一方向に圧延して所望の板厚に仕上げることができるスラブＷの厚さが本発明に採用される。スラブＷの厚さが１００ｍｍを越えるような場合、粗圧延機１８が１〜３台必要となる。このようにスラブＷの厚さが厚い場合は、粗圧延機１８を出たあとに５０ｍｍ程度以下の厚さになってから接合することが好ましい。スラブＷの厚さが７０ｍｍ程度の場合は、実施例１や２のように粗圧延機１８の前で接合することも、本実施例のように粗圧延機１８で圧延したあとに接合することも可能である。【００５４】
一方、粗圧延機でリバース圧延するような方式の場合、非特許文献２に記載されているように、粗圧延後にコイルボックスで粗バーを巻き取ることとなる。巻き取ることで粗バーの温度降下を防止し、接合のタイミングを調整するようにしている。これに対して、本発明はミル前炉１６内に後行スラブを滞留させて、保温と接合のタイミングを調整するようにしているので、コイルボックスを不要として、複数本のスラブＷを接合しつつ連続的に圧延することが可能となる。【００５５】
また、ミル前炉１６の長さは少なくとも短いスラブＷｂが１本収容できる長さとしている。短いスラブＷｂが搬送炉１５ｂからミル前炉１６方向へ移動し短いスラブＷｂの後端がミル前炉１６に入ったときに当該搬送炉１５ｂを動かすことが可能となる。即ち、短いスラブＷｂの後端がミル前炉１６に入ってから次の短いスラブＷｂの搬送のために搬送炉１５ｂを横行させるのである（図２の矢印参照）。短いスラブＷｂの後端がミル前炉１６に入り、次の短いスラブＷｂの後端がミル前炉１６に入るまでの時間は連続的に圧延する際のスラブ１本の圧延時間に相当する。このスラブ１本の圧延時間のうちに次の短いスラブＷｂを供給することで、複数本の短いスラブＷｂを接合しつつ連続的に圧延することが可能となる。
【実施例４】
【００５６】
図６は本発明の実施例４を示す熱間板材製造設備の要部側面図である。【００５７】
図示のように、接合機１７をミル前炉１６と粗圧延機１８との間に配置し、シヤー１３Ｄを仕上圧延機１９の入側に配置している。その他の構成は実施例３と同様なので重複する説明は省略する。【００５８】
即ち、接合不良が発生したときは、仕上圧延機１９の前のシヤー１３Ｄで分断してシヤー１３Ｄ出側のストリップＳの圧延を継続し、シヤー１３Ｄ入側の圧延材はシヤー１３Ｄが切断後に停止させ、ミル前炉１６とシヤー１３Ｄとの間に停止した圧延材はミル前炉１６出側のスラブ切断機３０で分断して圧延ラインから排出し、スラブ切断機３０の入側のスラブＷは後退してミル前炉１６内に納め、次の圧延に備えるのである。【００５９】
因みに、接合不良が発生した際、圧延材をシヤー１３Ｄで分断しないときは、仕上圧延機１９も圧延状態でライン停止となる。圧延材を圧延した状態で停止させることを噛み留め状態というが、この噛み留め状態では、仕上圧延機１９の作業ロールは圧延材と接しているところが局部的に加熱されてダメージを受ける。そのため、多くの作業ロールを交換する必要が出てくる。そこで、本実施例の方式とすることで、少なくとも仕上圧延機１９では、この噛み留め状態を避けることができる。粗圧延機１８は噛み留め状態となり、作業ロール交換を必要とする場合もある。【００６０】
また、実施例２のように、粗圧延機１８の前に接合機１７を配置した場合、主に接合不良時のみシヤー１３Ｃが機能する。接合不良は通常の操業で頻発することはないが、そのために、シヤー１３Ｃを配置することは設備コストを高いものとし、また、保全コストも発生する。一方、本実施例のように、仕上圧延機１９の入側のシヤー１３Ｄは、粗圧延後の圧延材先端や後端のフィッシュテールやタングのような形状部分をカットすることにも使用できる。そのため、接合時に接合不良が発生した際の分断と通常の圧延における粗圧延後の圧延材先端や後端のカットの２つの機能を有しており、有効に活用することが可能である。尚、ここで、接合不良とは、接合機１７における接合時に接合条件が所望の状態でなかった場合や接合と同時に接合部に生ずるクロップがはずれなかった状態など、このままの状態で圧延することができない状態をいう。
【実施例５】
【００６１】
図７は本発明の実施例５を示す要部平面図である。【００６２】
これは、実施例１における搬送炉１５の変形例を示すもので、第２スラブ連鋳機１２ｂから供給される短いスラブＷｂは第２搬送炉１５ｂまで到達してから、第２搬送炉１５ｂが旋回し、ミルラインの延長線上にある第１搬送炉１５ａも図示のように旋回して、第２搬送炉１５ｂから第１搬送炉１５ａへ移され、その後第１搬送炉１５ａがミルラインの延長線上に戻るように旋回してからミル前炉１６方向へ短いスラブＷｂを搬送する方式である。【００６３】
また、ミル前炉１６出側に接合機１７が配置され、短いスラブＷｂを接合しつつ仕上圧延機１９で連続的に圧延するようにもなっている。本実施例では、実施例１などの粗圧延機１８は存在せず、仕上圧延機１９のみが配置されている。仕上圧延機１９は、圧延スタンド間隔が６ｍ程度で数スタンド（図示例では６スタンド）が配置されている。スラブ厚さが薄い場合、このように粗圧延機１８を無くすことも可能である。さらに、短いスラブＷｂを数本圧延した後、長いスラブＷａを単独で圧延することもできるし、短いスラブＷｂに長いスラブＷａをつないで短いスラブＷｂ数本と長いスラブＷａとを連続的に圧延することもできる。
【実施例６】
【００６４】
図８は本発明の実施例６を示す要部平面図である。【００６５】
これは、実施例５に対してさらに第３スラブ連鋳機１２ｃのラインを設置したものである。【００６６】
一般に、スラブ連鋳機１２の生産に比べて、圧延設備は圧延温度を確保する観点から２〜３倍の生産能力を有する。スラブ連鋳機１２を第１〜第３スラブ連鋳機１２ａ〜１２ｃの３台とすることで、連鋳〜圧延のシステムとして最も生産性の高い設備となり得る。本実施例では、第１〜第３スラブ連鋳機１２ａ〜１２ｃはいずれも短いスラブＷｂを生産してミル前炉１６出側で接合しつつ連続的に圧延できるようにしたものである。【００６７】
単位時間の生産能力の差が存在するためにスラブ連鋳機１２から生産されたスラブＷを切ること無しに仕上圧延機１９を通すことはできなかったが、本実施例の方式とすることで、切れ目なく圧延でき、仕上圧延機１９を休めることなく効率的な生産を実現することができる。ここで、第１スラブ連鋳機１２ａで長いスラブＷａを生産する方式も採用可能である。【００６８】
尚、圧延後のストリップ厚さが厚い場合は、先尾端部の圧延トラブルが発生せず、接合せずにバッチで圧延したほうが生産性が上がる場合がある。そのようなときは、エンドレス圧延に代えてバッチ圧延を選択して圧延することもできる。また、材質によっては、接合が難しい材質も存在する。このような材料で薄板材や極薄板材の生産を行う場合は、第１スラブ連鋳機１２ａで長いスラブＷａを生産して、該長いスラブＷａを走間板厚変更を行いながら、薄板材の生産を行うことが好ましい。【００６９】
このように、３ストランドとすることで、スラブ連鋳機１２の生産量を増やし、仕上圧延機１９の能力を最大限に利用することが可能となる。しかも、接合しながら圧延することで、先尾端部の圧延回数を減らして薄板材の生産を行いやすくすることができる。板先尾端部の通板による薄板材の圧延トラブルを回避して、薄板材の圧延を安定的に行うことができる。さらに、接合の難しい材料であっても長いスラブＷａとして、走間板厚変更を用いることで薄板材の生産が可能となる。即ち、多くの鋼種で連続的な圧延が可能となり、生産の難しい薄板材の圧延比率を高めて生産量を確保することができるのである。
【実施例７】
【００７０】
図９は本発明の実施例７を示す要部平面図である。【００７１】
これは、第１連鋳機出側炉１４ａに平行して圧延ラインが配置されている。この圧延ラインの入側から、第１スラブ連鋳機１２ａや第２スラブ連鋳機１２ｂで生産されるスラブＷよりも厚い厚スラブＷｃが加熱炉入側テーブル４０→加熱炉４１→加熱炉出側テーブル４２を経由して圧延機４３に供給される。圧延機４３では少なくとも１回圧延して厚スラブＷｃをその後の粗圧延機１８や仕上圧延機１９で所望の板厚が得られる厚さまで圧延した後、圧延機出側テーブル４４及び第３搬送炉１５を経由してミル前炉１６へ搬送される。ミル前炉１６出側では先行材の後端に接合して連続的に圧延することも可能である。【００７２】
このように厚スラブＷｃとすることで、第１及び第２スラブ連鋳機１２ａ，１２ｂでは生産が難しい表面品質の良い板材の圧延ができるようになり、この圧延設備で生産できる鋼種を拡大することが可能となる。尚、図９において、第２スラブ連鋳機１２ｂが無い場合、即ち、第１スラブ連鋳機１２ａからの薄めのスラブＷａが第１搬送炉１５ａを経由してミル前炉１６から圧延設備へと供給されると共に圧延ラインにおいて厚スラブＷｃが圧延されたあとのスラブが第３搬送炉１５ｃを経由してミル前炉１６から圧延設備へと供給される方式も本発明は包含する。【００７３】
以上の各実施例において、ミル前炉１６内に後行スラブを滞留させて、保温と接合のタイミングを調整するようにしているので、コイルボックスを不要として、複数本のスラブＷを接合しつつ連続的に圧延することが可能となる。【００７４】
因みに、非特許文献２の図１によれば、粗圧延機で任意の厚さに圧延された粗バーは接合装置の前でコイルボックスによって巻き取っている。コイルボックスは、先行材との接合のタイミングに合わせて巻き出すタイミング調整と粗バーの待機中の保温の機能を有する。【００７５】
また、特許文献４には、一般に、コイルボックスを適用すれば、全長の保熱効果を有するが、粗バーを巻き取った時の板間の摩擦により表面に擦り疵等を発生し、表面疵厳格材に適用した場合、鋼帯の表面品位に影響を及ぼしていた等の記載がある。このように、巻き取ることで表面品位が得られないような材料も存在し、そのような材料はコイルボックスで巻き取ってから接合するエンドレス圧延はできなかった。【００７６】
そこで、本発明のミル前炉１６は、少なくともコイル１本分に相当するスラブ長さ以上の長さを有しているので、このミル前炉１６内で短いスラブＷｂは圧延中の先行材の後端を追いかけるタイミング調整と保温のコイルボックスと同様の２つの機能を有する。そして、コイルボックスのように巻取りを行わないので、巻取りによる表面品位の問題からエンドレス圧延が出来なかった鋼種においても、エンドレス圧延が可能となる。【００７７】
次に、各実施例に基づいて、圧延機に供給されるスラブの状態を図面を用いて説明する。【００７８】
先ず、図１等における２ストランドにおいて、スラブの厚さは７０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、鋳造速度は６ｍ／ｍｉｎとする。長いスラブＷａは第１スラブ連鋳機１２ａで生産され、短いスラブＷｂは第２スラブ連鋳機１２ｂで生産される。長いスラブＷａの長さは１６５ｍであり５コイル分の長さとなっている。短いスラブＷｂの長さは３３ｍｍであり、１コイル分の長さである。１コイル分の重量は２１．８ｔｏｎである。【００７９】
長いスラブＷａを鋳造するために必要な時間は、鋳造速度が６ｍ／ｍｉｎなので、１６５ｍ／６ｍ／ｍｉｎ＝２７．５０ｍｉｎである。短いスラブＷｂを鋳造するために必要な時間は、同様に、３３ｍｍ／６ｍ／ｍｉｎ＝５．５０ｍｉｎである。一方、圧延後の厚さが１．４ｍｍのとき、１コイル分のストリップＳの長さは１６５０ｍとなり、圧延機出側速度が８００ｍ／ｍｉｎのとき、１コイル分の圧延時間は２．０６ｍｉｎとなる。また、５コイル分の圧延時間は１０．３０ｍｉｎである。【００８０】
図１０は、圧延機へ供給されるスラブの第１の作用状態図を示し、長いスラブＷａを圧延したあとの次に短いスラブＷｂを５枚接合して圧延している。長いスラブＷａの面Ａ１と次の長いスラブＷａの面Ａ２は、スラブ連鋳機１２で生産される初期にはつながり合った面であり、図１に示すスラブ連鋳機１２の出側のシヤー１３Ａによって分断された面である。長いスラブＷａと短いスラブＷｂの５枚の圧延時間が２７．５０ｍｉｎよりも短いので、長いスラブＷａと短いスラブＷｂをスラブ連鋳機１２の生産を阻害することなく、継続的に圧延が可能となる。【００８１】
図１１は、圧延機へ供給されるスラブの第１の作用状態図を示し、長いスラブＷａと短いスラブＷｂの一枚目をつなぎ、合計１０コイル分を連続して圧延できるようにしたものである。これによって、次の圧延までの未圧延時間（アイドル時間）を３．４５ｍｉｎから６．９０ｍｉｎへと拡大できるので、実際の操業では必要となる圧延機の作業ロール交換や簡単な整備もこのアイドル時間を利用することが可能となる。連続圧延のコイル数を多くすることは、このように長いアイドル時間を生み出す効果を有している。【００８２】
ここで、接合が難しい材料である場合、第１の作用状態図の方式で長いスラブＷａを接合の難しい材料とすることで、先尾端部の圧延回数を減らすことが可能となり、不安定な板先尾端部の圧延回数を減らすことができ、薄板材の生産を行いやすくすることができる。尚、短いスラブＷｂも接合が難しいときは、第１の作用状態図の短いスラブＷｂを一枚ずつ圧延する。この場合、短いスラブＷｂで圧延する圧延後の厚さを長いスラブＷａよりも厚くして板先尾端部の圧延トラブルが生じにくくなるように、圧下スケジュールに配慮することとなる。【００８３】
次に、図８等における３ストランドや図９等における第１連鋳機出側炉１４ａに平行して圧延ラインを配置したものにおいて、スラブの厚さは７０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、鋳造速度は６ｍ／ｍｉｎとする。長いスラブＷａは第１スラブ連鋳機１２ａで生産され、短いスラブＷｂ1は第２スラブ連鋳機１２ｂで生産され、もう１つの短いスラブＷｂ2は第３スラブ連鋳機１２ｃ又は前記圧延ラインで生産される。長いスラブＷａの長さは１６５ｍであり５コイル分の長さとなっている。短いスラブＷｂ1及びＷｂ2の長さは３３ｍｍであり、１コイル分の長さである。１コイル分の重量は２１．８ｔｏｎである。【００８４】
長いスラブＷａを鋳造するために必要な時間は、鋳造速度が６ｍ／ｍｉｎなので、１６５ｍ／６ｍ／ｍｉｎ＝２７．５０ｍｉｎである。短いスラブＷｂ1及びＷｂ2を鋳造するために必要な時間は、同様に、３３ｍｍ／６ｍ／ｍｉｎ＝５．５０ｍｉｎである。一方、圧延後の厚さが１．８ｍｍのとき、１コイル分のストリップＳの長さは１２８３ｍとなり、圧延機出側速度が８００ｍ／ｍｉｎのとき、１コイル分の圧延時間は１．６０ｍｉｎとなる。また、５コイル分の圧延時間は８．００ｍｉｎである。【００８５】
図１２は、圧延機へ供給されるスラブの第３の作用状態図を示し、長いスラブＷａを圧延したあとの次に短いスラブＷｂ1を５枚接合して圧延している。その次に、短いスラブＷｂ2を５枚圧延している。これによって、長いスラブＷａと短いスラブＷｂ1及びＷｂ2をスラブ連鋳機１２の生産を阻害することなく、継続的に圧延が可能となる。長いスラブＷａの面Ａ１と次の長いスラブＷａの面Ａ２は、スラブ連鋳機１２で生産される初期にはつながり合った面であり、図１に示すスラブ連鋳機１２の出側のシヤー１３Ａによって分断された面である。【００８６】
図１３は、圧延機へ供給されるスラブの第４の作用状態図を示し、長いスラブＷａと短いスラブＷｂ1の一枚目をつなぎ、合計１０コイル分を連続して圧延できるようにしたものである。これによって、次の圧延までの時間が１．１７ｍｉｎから１．７５〜３．５０ｍｉｎへと拡大できる。このアイドル時間はロール組替が必要な場合は、３．５０ｍｉｎ、１．７５ｍｉｎ、１．７５ｍｉｎの各アイドル時間を６ｍｉｎ、０．５ｍｉｎ、０．５ｍｉｎと配分することで、６ｍｉｎのアイドル時間を圧延機の作業ロール交換や簡単な整備に利用することが可能となる。連続圧延のコイル数を多くすることは、このように長いアイドル時間を生み出す効果を有している。【００８７】
ここでは、短いスラブＷｂ1及びＷｂ2をそれぞれ５枚まとめているが、短いスラブＷｂ1及びＷｂ2を交互に５枚つないで連続圧延することも可能である。【００８８】
以上のように、連続圧延を行うことでアイドル時間を生み出すことが可能となり、生産性を向上することが可能となる。【００８９】
因みに、図１４は従来の圧延機へ供給されるスラブの作用状態図を示すもので、図１２において、短いスラブＷｂ1と短いスラブＷｂ2とを１枚ずつ圧延したときを示すもので、アイドル時間を０．５ｍｉｎとしたときのものである。図１２に比べてピッチ２７．５０ｍｉｎが２９．５０ｍｉｎへ２．００ｍｉｎ長くなっている。鋳造速度が６ｍ／ｍｉｎのときは、少なくとも２７．５０ｍｉｎピッチで圧延されなければならないため、ピッチが２９．５０ｍｉｎとなれば鋳造速度を５．６ｍ／ｍｉｎへ落とさなければならなくなる。これでは生産性が９３％に低下する。【００９０】
非特許文献２の図１１に示されているように、先端の通板速度は通常の圧延部よりも遅くなっているので、前記２９．５０ｍｉｎはさらに延びることが考えられることから、１枚ごとに圧延することは数枚を連続的に圧延することに比べて生産性が劣ることとなる。さらに、圧延機の作業ロール交換や簡単な整備のための時間を作り出そうとすると鋳造速度をさらに下げる必要がでてくることから、生産性はさらに下がることが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明に係る熱間板材製造設備及び熱間板材製造方法は、表面品位を低下させることなく、圧延設備の持つ生産能力を十分に生かして圧延材の生産量を上げることができるので、薄板材の製造設備に用いて好適である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  レードル
１１  タンディッシュ
１２  スラブ連鋳機（連続鋳造機）
１２ａ  第１スラブ連鋳機
１２ｂ  第２スラブ連鋳機
１２ｃ  第３スラブ連鋳機
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ  シヤー
１４  連鋳機出側炉
１４ａ  第１連鋳機出側炉
１４ｂ  第２連鋳機出側炉
１４ｃ  第３連鋳機出側炉
１５  搬送炉
１５ａ  第１搬送炉
１５ｂ  第２搬送炉
１５ｃ  第３搬送炉
１６  ミル前炉
１７  接合機
１８  粗圧延機
１９  仕上圧延機
２０  冷却装置
２１  シヤー前ピンチローラ
２２  コイラ前ピンチローラ
２３  カローゼルコイラ
３０  スラブ切断機
３１  サイドガイド
３２  ピンチロール
３３  接合前デスケーリング装置
３４  重ね合せ装置
３５  クロップ除去装置
３６  粗圧延前デスケーリング装置
４０  加熱炉入側テーブル
４１  加熱炉
４２  加熱炉出側テーブル
４３  圧延機
４４  圧延機出側テーブル
Ｗ  スラブ
Ｗａ  長いスラブ
Ｗｂ  短いスラブ
Ｗｃ  厚スラブ
Ｓ  ストリップ
Ｌ  ミル前炉から最初の圧延スタンドまでの距離
【図１】
2013011544.tif 000003
【図２】
2013011544.tif 000004
【図３】
2013011544.tif 000005
【図４】
2013011544.tif 000006
【図５】
2013011544.tif 000007
【図６】
2013011544.tif 000008
【図７】
2013011544.tif 000009
【図８】
2013011544.tif 000010
【図９】
2013011544.tif 000011
【図１０】
2013011544.tif 000012
【図１１】
2013011544.tif 000013
【図１２】
2013011544.tif 000014
【図１３】
2013011544.tif 000015
【図１４】
2013011544.tif 000016
【国際調査報告】
2013011544.tif 000017
2013011544.tif 000018
2013011544.tif 000019
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