(57)【要約】【課題】鋼片の角部での倒れ込み疵の発生を抑制、更には防止し、目的とする幅の鋼片を生産性よく経済的に製造可能な鋼片の幅圧下方法を提供する。【解決手段】高温状態の鋼片１０を幅圧下装置により幅圧下した後、鋼片１０を板厚方向に圧下する鋼片の幅圧下方法において、幅圧下装置により鋼片１０を幅圧下する際、鋼片１０の幅方向両側角部１１〜１４を長手方向に渡って強制冷却し、角部１１〜１４の温度をα−γ二相域温度未満とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温状態の鋼片を幅圧下装置により幅圧下した後、該鋼片を板厚方向に圧下する鋼片の幅圧下方法において、
前記幅圧下装置により前記鋼片を幅圧下する際、該鋼片の幅方向両側角部を長手方向に渡って強制冷却し、該角部の温度をα−γ二相域温度未満とすることを特徴とする鋼片の幅圧下方法。
【請求項２】
請求項１記載の鋼片の幅圧下方法において、前記鋼片の前記角部の強制冷却は、該角部の各頂点から１０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下までの範囲に行うことを特徴とする鋼片の幅圧下方法。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載の鋼片の幅圧下方法において、前記鋼片の前記角部の強制冷却後、前記幅圧下装置による前記鋼片の幅圧下を行うまでの時間を２分以内とすることを特徴とする鋼片の幅圧下方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼片の幅圧下方法において、前記鋼片の前記角部の強制冷却は、水と空気からなる気水により行うことを特徴とする鋼片の幅圧下方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温状態の鋼片（例えば、スラブ）を幅圧下した後に、板厚方向に圧下する鋼片の幅圧下方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異なる幅サイズを備える製品を製造するに際しては、連続鋳造機によりスラブ（鋼片の一例）を鋳造した後、このスラブを製品の幅サイズに応じて、例えば、圧延、プレス等により幅圧下している。
このように、スラブに対して幅圧下を行うと、スラブの幅方向両側角部（コーナー部ともいう）が局所的に変形し、引き続き行うスラブの板厚方向の水平圧下により、その変形した部分がスラブの上下面にそれぞれ倒れ込んで疵が発生する場合があった。
このため、現状では、操業条件の制約や疵処理に伴う製品の生産性の低下、製造コストの増加、歩留悪化、製造工期の長期化等の課題を有している。
そこで、これらの課題を解決するため、スラブ（以下、鋼材ともいう）の角部が変形する現象について検討した。
【０００３】
一般的に、Ｃ≦０．７６５％の鋼材では、Ｃ量に応じてα−γ二相域（以下、単に二相域ともいう）に変態する温度域（図２中の逆転領域に相当）が存在する。なお、図２は、○：極低炭素（ＳＵＬＣ：Ｃ＝０．００５質量％）の鋼材温度と、そのときの変形抵抗との関係を示している。
通常、鋼材の変形抵抗は、温度の低下に伴い増加（即ち、硬化）するが、上記した二相域では、変形抵抗が低下（即ち、軟化）し、特に、極低炭素と低炭素の鋼材では、その傾向が顕著である。
【０００４】
つまり、鋼材の幅圧下を行う際に、鋼材のコーナー部は他の部分に比べて放冷が著しいため、その冷却条件によっては、コーナー部の温度のみが上記した二相域に入り、周辺の材質と比べて軟化する場合がある。例えば、極低炭素の鋼材において、鋼材の温度を９３０℃程度に調整したとしても、コーナー部の温度が８７０〜８８０℃となって二相域の範囲内となる場合がある。
このような条件下で、鋼材の幅圧下を行った場合、図３に示すように、軟化したコーナー部が局所変形を起こし、その後の厚み方向の圧下によって、倒れ込み疵が発生する場合がある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、プレスによる幅圧下工程の前後の少なくとも一方において、スラブの各コーナー部を、このコーナー部の断面がほぼ円弧状になるように成形する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１４９００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、スラブのコーナー部を円弧状に成形する時点で、コーナー部の温度がα−γ二相域温度にある場合、前記した倒れ込み疵が発生する問題を解消できない。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鋼片の角部での倒れ込み疵の発生を抑制、更には防止し、目的とする幅の鋼片を生産性よく経済的に製造可能な鋼片の幅圧下方法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】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、その手段（１）は、高温状態の鋼片を幅圧下装置により幅圧下した後、該鋼片を板厚方向に圧下する鋼片の幅圧下方法において、
前記幅圧下装置により前記鋼片を幅圧下する際、該鋼片の幅方向両側角部を長手方向に渡って強制冷却し、該角部の温度をα−γ二相域温度未満とする。
【００１０】
手段（２）は、手段（１）において、前記鋼片の前記角部の強制冷却は、該角部の各頂点から１０ｍｍ以上かつ５０ｍｍ以下までの範囲に行う。
手段（３）は、手段（１）および手段（２）において、前記鋼片の前記角部の強制冷却後、前記幅圧下装置による前記鋼片の幅圧下を行うまでの時間を２分以内とする。
手段（４）は、手段（１）〜手段（３）において、前記鋼片の前記角部の強制冷却は、水と空気からなる気水により行う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る鋼片の幅圧下方法は、鋼片の幅方向両側角部を強制冷却し、しかもその温度を鋼片が軟化する傾向にあるα−γ二相域温度未満とするので、角部の変形抵抗がその周辺部の変形抵抗と比較して極端に下がることを抑制できる。これにより、鋼片を幅圧下するに際して、角部での局所変形を抑制でき、鋼片の角部での倒れ込み疵の発生を抑制、更には防止し、目的とする幅の鋼片を生産性よく経済的に製造できる。
【００１２】
また、角部の所定範囲の領域を強制冷却する場合には、角部以外の部分が広範囲に渡って強制冷却されることを防止できるので、鋼片の変形抵抗を小さくでき、製品品質を高めた目的とする形状の鋼板を、生産性よく製造できる。
そして、角部の強制冷却後、所定時間内に鋼片の幅圧下を行う場合には、他の部分の熱が角部へ伝達する前に幅圧下を実施できる。これにより、強制冷却してα−γ二相域温度未満に調整した角部が、再度この温度域に入る前に幅圧下できるので、鋼片を幅圧下するに際して、角部での局所変形を抑制、更には防止できる。
更に、角部の強制冷却を水と空気からなる気水により行う場合には、過剰に水を使用することなく強制冷却できるので、例えば、水垂れにより他の部分が強制冷却される恐れがなくなり、鋼片の幅圧下時の変形抵抗を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る鋼片の幅圧下方法の説明図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る鋼片の幅圧下方法は、高温状態のスラブ（鋼片の一例）１０の幅方向両側に対向配置された一対の金型でプレス（またはロールで圧下）する幅圧下装置（図示しない）により、スラブ１０を幅圧下した後、スラブ１０の上下に配設したロールによってスラブ１０を板厚方向に圧下する場合の幅圧下方法であり、幅圧下装置によりスラブ１０を幅圧下するに際し、スラブ１０の幅方向両側角部１１〜１４を、長手方向に渡って強制冷却している。以下、詳しく説明する。
【００１５】
幅圧下を行うスラブ１０は、例えば、炭素濃度０．０５質量％以下、長さ（搬送方向長さ、長手方向長さ）７〜３０ｍ程度、厚み１２０〜３００ｍｍ程度、幅８００〜１８００ｍｍ程度の断面矩形状の低炭素鋼であり、例えば、９００〜１１５０℃程度の高温状態になっている。
このスラブ１０を幅圧下装置により幅圧下する前に、スラブ１０の四隅の角部１１〜１４を強制冷却して、その温度をα−γ二相域温度未満とする。
ここで、α−γ二相域温度未満とは、図２に示すスラブが軟化する温度であり、例えば、炭素濃度０．００５質量％以下の場合は８６５℃未満であるが、８００℃以下にすることが好ましい。なお、下限温度については規定していないが、スラブの角部の温度を低くすればするほど、角部以外（幅方向中央部側、および板厚方向中央部側）の温度低下が大きくなって、熱エネルギーロスとなることから、７００℃以上とすることが好ましい。
【００１６】
この強制冷却は、スラブ１０の搬送ラインに配置された冷却水吹付けノズル１５により行う。なお、冷却水吹付けノズル１５の冷却水噴出口１６は、スラブ１０の四隅の角部１１〜１４にそれぞれ向けられている。
この冷却水吹付けノズル１５は、スラブ１０の搬送ラインに沿って複数箇所配置することができるが、１箇所でもよい。
これにより、冷却水吹付けノズル１５から水と空気からなる気水を噴出し続けることで、この冷却水吹付けノズル１５の前を通過するスラブ１０の角部１１〜１４を、長手方向（搬送方向の先端部から後端部に渡って）冷却できる。
【００１７】
各冷却水吹付けノズル１５の冷却水噴出口１６からの気水の噴出角度（冷却水噴出口と角部との間隔）は、図１に示すように、スラブ１０を断面（搬送方向と直交する面）視して、各角部１１、１２の頂点Ｐ１、Ｐ２からスラブ１０の表面（上面）と側面にかけて、および各角部１３、１４の頂点Ｐ３、Ｐ４から裏面（下面）と側面にかけて、所定値までの範囲Ｒを強制冷却できるように設定されている。なお、所定値とは、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内である。
ここで、所定値を１０ｍｍ未満にした場合、強制冷却する範囲が狭くなり過ぎ、他の部分からの熱で、前記した二相域温度まで再度加熱される恐れがある。一方、所定値が５０ｍｍを超える場合、強制冷却する範囲が広くなり過ぎ、スラブ自体の変形抵抗が大きくなり、引き続き行う幅圧下を作業性よく実施できなくなる恐れがある。
【００１８】
このため、頂点Ｐ１〜Ｐ４からそれぞれ１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下までの範囲内としたが、下限値を２０ｍｍとすることが好ましく、上限値を３５ｍｍとすることが好ましい。
なお、強制冷却を行う範囲Ｒは、例えば、角部１１の頂点Ｐ１から、スラブ１０の表面と側面にかけて同一の範囲としたが、前記した所定値の範囲内であれば、異なってもよい。これは、他の各角部１２〜１４についても同様である。
また、角部の強制冷却は、水と空気からなる気水を使用することが好ましいが、冷却水を使用することもできる。なお、気水中の空気の体積は、幅圧下時の各角部の温度がスラブの材質から決まるα−γ二相域温度を下回る量となるように設定されており（冷却による温度降下、冷却後の複熱を考慮して水量を決定）、例えば、２０体積％以上８０体積％以下程度とする。
【００１９】
上記した方法により、各角部１１〜１４を強制冷却されたスラブ１０を、幅圧下装置へ送る。このとき、スラブ１０の各角部１１〜１４の強制冷却が終了してから、幅圧下装置によるスラブ１０の幅圧下を行うまでの時間は、２分以内とすることが好ましい。
ここで、スラブ１０の幅圧下を行うまでの時間が２分を超える場合、スラブ１０の角部１１〜１４以外の部分は高温状態であるため、この熱が強制冷却した各角部１１〜１４へ伝達（複熱）し、各角部がα−γ二相域温度まで上昇する。
このため、スラブ１０の幅圧下を行うまでの時間を２分以内としたが、好ましくは８０秒以内、更には５０秒以内とすることが好ましい。
【００２０】
そして、幅圧下装置により、強制冷却されたスラブ１０の幅圧下を行う。
この幅圧下装置としては、例えば、従来公知のプレス装置がある。このプレス装置は、スラブ１０の幅方向両側に対向配置された一対の金型を有しており、この金型をスラブ１０に対して押し付けることで、スラブ１０の幅を調整する装置である。また、他の幅圧下装置としては、スラブ１０の幅方向両側に配設した竪ロール、またはカリバーロールからなるものを使用してもよい。
この幅圧下装置で、スラブ１０の幅を圧下した後、水平ミルでスラブを板厚方向に圧下する。この水平ミルは、スラブ１０の板厚方向にスラブ１０を挟み込むように、スラブ１０の幅方向に渡って水平に配置された上下の円柱状ロールで構成されている。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
使用したスラブ（鋼）は、幅圧下する前の幅が１８００ｍｍ、厚さが２５０ｍｍ、長さが２０ｍのものであり、表１に示す２種類の成分元素を有するものを使用した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
これらのスラブを使用し、表２に示す冷却条件のもと、得られた結果を表３に示す。
【００２４】
【表２】
2008260027.tif 000004
【００２５】
【表３】
2008260027.tif 000005
【００２６】
表３に示す実施例１〜５は、幅圧下圧延直前のスラブ角部の温度を、いずれもα−γ二相域温度未満（鋼Ｎｏ．１：８６５℃未満、鋼Ｎｏ．２：７２７℃未満）とした結果であり、比較例６、７、９、１０は、スラブ角部の温度をいずれもα−γ二相域温度以上とした結果である。なお、比較例８は、スラブ表面の全面の温度をα−γ二相域温度未満とした結果である。
【００２７】
実施例１〜５から明らかなように、スラブ角部を強制冷却することで、角部の温度をα−γ二相域温度未満としたため、その結果、目視観察で倒れ込み疵が確認されなかった。一方、比較例６、７、９、１０については、スラブ角部の温度がいずれもα−γ二相域温度であるため、その結果、目視観察で倒れ込み疵が確認された。
なお、比較例８は、スラブ表面の全面の温度をα−γ二相域温度未満としたため、倒れ込み疵は確認されなかったものの、スラブの幅圧下圧延荷重が圧延設備の荷重限界を超え、幅圧下できなかった。
また、実施例２は、実施例１、３〜５と比較し、角部の冷却範囲を広く設定した結果であり、また実施例４は、実施例１〜３、５と比較し、幅圧下装置によるスラブの幅圧下を行うまでの時間が長くかかった場合の結果であり、更に実施例３、４は角部の冷却に水を使用した結果であるが、いずれの場合についても、疵の発生もなく、幅圧下も実施できた。
なお、実施例１〜５から明らかなように、幅圧下装置の種類による影響もない。
【００２８】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の鋼片の幅圧下方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋼片の幅圧下方法の説明図である。
【図２】鋼材の温度と変形抵抗との関係を示すグラフである。
【図３】鋼材に対して幅圧下を行った後に厚み圧下を行った場合の形状変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：スラブ、１１〜１４：角部、１５：冷却水吹付けノズル、１６：冷却水噴出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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