(57)【要約】【課題】圧延処理と冷却処理を切り離し、それぞれ個別に実施することによって、鋼材に必要とされる適切な冷却を行うことにより、制御圧延に耐え得る温度制御を可能ならしめた棒鋼の圧延方法を提供する。【解決手段】連続鋳造したブルームを粗圧延して棒鋼の圧延用素材としたのち、該圧延用素材に仕上げ圧延を施して棒鋼を製造するに際し、  粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、粗圧延を完了した圧延用素材の長さよりも長くすると共に、該間隔に冷却ゾーンを設け、該冷却ゾーンにおける圧延用素材の冷却を、圧延処理と同期させずに独立して行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造したブルームを粗圧延して棒鋼の圧延用素材としたのち、該圧延用素材に仕上げ圧延を施して棒鋼を製造するに際し、
粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、粗圧延を完了した圧延用素材の長さよりも長くすると共に、これらの圧延機間に冷却ゾーンを設け、該冷却ゾーンにおける圧延用素材の冷却を、圧延処理とは同期させずに独立して行うことを特徴とする棒鋼の圧延方法。
【請求項２】
前記粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、前記圧延用素材の長さの３倍以上にすると共に、これらの圧延機間に少なくとも該圧延用素材の長さをもつ冷却ゾーンを設け、該圧延用素材を該間隔に設けた該冷却ゾーンに停止させた状態で冷却することを特徴とする請求項１に記載の棒鋼の圧延方法。
【請求項３】
前記粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、前記圧延用素材の長さの２倍以上にすると共に、これらの圧延機間に該圧延用素材の長さよりも短い冷却ゾーンを設け、該圧延用素材を該圧延機間に設けた冷却ゾーンを往復移動させつつ冷却することを特徴とする請求項１に記載の棒鋼の圧延方法。
【請求項４】
前記粗圧延機と仕上げ圧延機との間に、前記圧延用素材の長さよりも長い冷却ゾーンを設け、該圧延用素材を、該冷却ゾーン内で繰返し反転移送しつつ冷却することを特徴とする請求項１に記載の棒鋼の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒鋼の圧延方法に関し、特に粗圧延と仕上げ圧延との間において圧延用素材に対して適切な冷却処理を施そうとするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の棒鋼圧延では、加熱した鋼材を、粗圧延し、ついで必要に応じて中間圧延を行ったのち、仕上げ圧延を行って製品としていた。かような棒鋼圧延において、仕上げ圧延を、温度を規制した制御圧延とすることにより、棒鋼の材質を改善できることが知られている。
【０００３】
例えば、非調質鋼の製造方法として、特許文献１に、800〜1100℃の温度域で第１段圧延を行い、ついで650〜900℃の温度域で第２段圧延を行ったのち、冷却することにより、低温靱性を改善する技術が開示されている。ここで、第１段圧延は粗圧延、第２段圧延は仕上げ圧延と考えられる。
【０００４】
また、特許文献２には、1030〜1200℃に加熱して粗圧延および中間圧延を行ったのち、必要に応じて予備水冷を行ったのち、750〜850℃の温度域で仕上げ圧延を行うことによって、棒鋼の冷間加工性を改善する技術が開示されている。
【０００５】
なお、棒鋼の冷却方法としては、特許文献３に、熱間圧延中もしくは熱間圧延後に棒鋼を冷却する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−９５７６号公報
【特許文献２】特開平５−１７１２６２号公報
【特許文献３】特開平５−３１７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上掲した特許文献１および特許文献２には、仕上げ圧延前の冷却手段として水冷等が挙げられているが、制御圧延に必要な冷却を十分に実施できる設備および冷却方法については記載されていない。
また、特許文献３には、冷却制御技術が開示されていて、この技術では、鋼材の温度を復熱を利用して均一化させるように制御しているが、圧延処理と冷却処理が同期して（同時に）行われると、圧延条件の制約から圧延速度を冷却処理に必要な低速にすることができず、その結果、十分な冷却が行えない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を有利に解消するもので、圧延処理と冷却処理を切り離し、冷却処理を個別に行うことによって、鋼材に必要とされる適切な冷却処理を実現し、もって制御圧延における鋼材の的確な温度制御を可能ならしめた棒鋼の圧延方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．連続鋳造したブルームを粗圧延して棒鋼の圧延用素材としたのち、該圧延用素材に仕上げ圧延を施して棒鋼を製造するに際し、
粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、粗圧延を完了した圧延用素材の長さよりも長くすると共に、これらの圧延機間に冷却ゾーンを設け、該冷却ゾーンにおける圧延用素材の冷却を、圧延処理とは同期させずに独立して行うことを特徴とする棒鋼の圧延方法。
【００１０】
２．前記粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、前記圧延用素材の長さの３倍以上にすると共に、これらの圧延機間に少なくとも該圧延用素材の長さをもつ冷却ゾーンを設け、該圧延用素材を該間隔に設けた該冷却ゾーンに停止させた状態で冷却することを特徴とする前記１に記載の棒鋼の圧延方法。
【００１１】
３．前記粗圧延機と仕上げ圧延機との配置間隔を、前記圧延用素材の長さの２倍以上にすると共に、これらの圧延機間に該圧延用素材の長さよりも短い冷却ゾーンを設け、該圧延用素材を該圧延機間に設けた冷却ゾーンを往復移動させつつ冷却することを特徴とする前記１に記載の棒鋼の圧延方法。
【００１２】
４．前記粗圧延機と仕上げ圧延機との間に、前記圧延用素材の長さよりも長い冷却ゾーンを設け、該圧延用素材を、該冷却ゾーン内で繰返し反転移送しつつ冷却することを特徴とする前記１に記載の棒鋼の圧延方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に従い、粗圧延機と仕上げ圧延機との間に、冷却ゾーンを設け、かつ圧延用素材の冷却処理を圧延処理とは同期させずに切り離して行うことにより、圧延処理に影響されることなく適切な冷却を行うことができ、その結果、制御圧延に必要な鋼材の温度制御を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の圧延設備の模式図である。
【図２】本発明の実施に用いて好適な圧延設備の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の実施に用いて好適な圧延設備の別例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施に用いて好適な圧延設備の別例を示す模式図である。
【図５】本発明の実施に用いて好適な圧延設備の別例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体的に説明する。
さて、一般に棒鋼の製造に際しては、素材であるブルームを、加熱炉で1000〜1200℃程度に加熱した後、粗圧延を施す。粗圧延の終了温度は、通常、950〜1100℃程度である。ついで、通常、仕上げ圧延完了温度：900〜1000℃程度を目標温度として仕上げ圧延が施される。かような圧延処理において、棒鋼の靱性等の材質改善のためには、仕上げ圧延を開始する際の素材温度を調整して、通常よりも低温（例えば700〜850℃）で仕上げ圧延を行う、いわゆる制御圧延が実施される。
【００１６】
図１に、従来の棒鋼の圧延設備を模式で示す。図中、符号１は連続鋳造鋳片（ブルーム）、２は加熱炉、３は粗圧延機、４は仕上げ圧延機であり、５で冷却装置を示す。なお、本図は、圧延設備を簡略化して示しており、実際は複数段の圧延機で粗圧延機や仕上げ圧延機を構成するのが一般的である。
図１に示したところにおいて、ブルーム１は、粗圧延機３での圧延後、引き続き仕上げ圧延機４で所定の径に圧延されるが、粗圧延機３と仕上げ圧延機４との間に配置された冷却装置５によって、低温圧延の材質効果を発現させる制御圧延が可能な温度まで表面を冷却する。
【００１７】
しかしながら、ブルームの径が大きくしかも長さが長い場合、所望の冷却処理を施すためには圧延速度を低下せざるを得ない場合があるが、粗圧延と仕上げ圧延における圧延速度が別の要因例えば粗圧延における熱負荷増大という設備保全の面や、仕上げ圧延完了温度を一定値以上にするという製造条件の面からの制約のため、十分に満足のいく冷却処理を実施できない場合があった。
例えば、1000℃に加熱した直径：400mm，長さ：300mmのブルームを粗圧延し、ついで仕上げ圧延により直径：80〜200mmの棒鋼とする場合を考えると、最終径が150mmを超える場合には仕上げ圧延完了温度が適正温度の上限である850℃を超えるようになるため、冷却装置によって温度調整を行う必要が生じる。しかしながら、最終径が200mm以上になると、通常の温度調整では十分な冷却ができないため、粗圧延速度の低速化を余儀なくされるが、かような場合には粗圧延ロールと鋼材との間で焼き付きが生じる。一方、低温圧延によって材質改善を図るべく、仕上げ圧延開始温度を900℃とした場合、最終径が100mm以下では仕上げ圧延完了温度が下限である700℃を下回っていた。
【００１８】
そこで、本発明では、圧延処理と冷却処理とを切り離し、冷却処理を個別に行うことによって、鋼材に必要とされる適切な冷却を達成するのである。
図２に、本発明の実施に用いて好適な圧延設備の一例を模式で示す。構成の骨子は、前掲図１に示したところと共通するので、同一の符号を付して示し、図中符号６が粗圧延を経た棒鋼の圧延用素材、７が仕上げ圧延後の製品棒鋼である。
この例は、粗圧延機３と仕上げ圧延機４との配置間隔を、粗圧延を完了した圧延用素材６の長さよりも長くして、粗圧延機３と仕上げ圧延機４との間に冷却装置５を設け、この冷却装置５を用いて圧延用素材６を冷却する場合である。
同図に示したように、この場合の冷却処理は、圧延処理と切り離して実施できるので、圧延用素材の直径や温度の如何にかかわらず、所望の冷却を実施することができる。
【００１９】
図３に、本発明の実施に用いて好適な圧延設備の別例を模式で示す
この例は、粗圧延機３と仕上げ圧延機４との配置間隔を、圧延用素材６の長さの３倍以上とし、ここに冷却ゾーンが少なくとも圧延用素材６の長さにわたる冷却装置５を設け、この冷却装置５を用いて圧延用素材６を停止させた状態で冷却する場合である。
この例は、粗圧延機と仕上げ圧延機との間に十分なスペースがあるので、冷却装置５と粗圧延機３との間には粗圧延後の圧延用素材６の長さ以上にわたる空間８を設けることができ、また冷却装置５と仕上げ圧延機４との間にも粗圧延後の圧延用素材６の長さ以上にわたる空間９を設けることができる。このため、粗圧延機３にて圧延を終えた鋼材が冷却中の鋼材と干渉することがなく、粗圧延後の圧延用素材６の冷却装置５による冷却処理と、後続鋼材の粗圧延とを同時に行うことが可能となり、また圧延用素材６の冷却処理と先行鋼材の仕上げ圧延を同時に行うことが可能になる、という利点がある。
【００２０】
図４に、本発明の実施に用いて好適な圧延設備の別例を模式で示す
この例は、粗圧延機３と仕上げ圧延機４との配置間隔を、圧延用素材６の長さの２倍以上とし、ここに冷却ゾーンが圧延用素材６の長さよりも短い冷却ゾーンを有する冷却装置５を設け、圧延用素材６を冷却ゾーンを往復移動させることによって冷却するものである。
この例は、冷却装置が極めて簡単で経済性に富むという利点がある。
【００２１】
図５に、本発明の実施に用いて好適な圧延設備の別例を模式で示す
この例は、粗圧延機３と仕上げ圧延機４との間に、圧延用素材６の長さよりも長い冷却ゾーンを有する冷却装置５を設け、圧延用素材６を、この冷却ゾーン内において繰返し反転移送しつつ冷却するものである。
この例は、冷却水の供給量が少なくて済むという利点がある。
【００２２】
本発明において、圧延用素材に対して施す冷却処理については特に制限はなく、スプレー冷却など従来から公知の冷却方法のいずれもが有利に適合する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明では、仕上げ圧延に先立ち、圧延用素材を所望の温度に冷却することができるので、制御冷却を行う場合に偉効を奏する。
【符号の説明】
【００２４】
１  連続鋳造鋳片（ブルーム）
２  加熱炉
３  粗圧延機
４  仕上げ圧延機
５  冷却装置
６  圧延用素材
７  製品棒鋼
８  粗圧延機と冷却装置の間の空間
９  仕上げ圧延機と冷却装置の間の空間
【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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