(57)【要約】【課題】分塊圧延工程で、安定した圧延材形状を造りこむことにより、不十分な溶削やその後の圧延により発生する表面欠陥を低減するための疵防止方法を提供することである。【解決手段】ホットスカーフィング工程を備えた鋼塊または連続鋳造された鋼素材の分塊圧延で、前記ホットスカーフィング工程前の圧延最終パス入側の圧延材３の両側面にそれぞれ形成されるバルジ部Ｂの曲率半径Ｒと前記最終パス入側の圧延材の側面３ｓからバルジ部の最大突出位置Ｂmaxまでの幅方向の距離Ｗとの比Ｒ／Ｗが０．５以上になるようにした。このように圧延材３の側面を形成すれば、最終パスで、噛み込みに伴う圧延材３の倒れが発生せず、最終パス出側での圧延材３の安定した断面形状でホットスカーフィングを行えるため、表面疵の発生防止に有効である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットスカーフィング工程を備えた鋼塊または連続鋳造された鋼素材の分塊圧延における疵防止方法であって、前記ホットスカーフィング工程前の圧延最終パス入側の圧延材の両側面にそれぞれバルジ部が形成され、このバルジ部の曲率半径Ｒと前記最終パス入側の圧延材の側面からバルジ部の最大突出位置までの幅方向の距離Ｗとの比Ｒ／Ｗが０．５以上であることを特徴とする分塊圧延における疵防止方法。
【請求項２】
前記バルジ形状がシングルバルジまたはダブルバルジである請求項１に記載の分塊圧延における疵防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分塊圧延工程で、鋼塊または連続鋳造された鋼鋳片のリバース分塊圧延や、それに引き続くホットスカーフィングによる溶削および高圧水によるノロ（溶削カス）が安定して行なわれないために発生する表面疵を低減する疵防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分塊圧延における疵防止方法としては、例えば、特許文献１では、大圧下によりドッグボーン形状の凹部が形成された素材側方部を、中央部に凸状部を形成した孔型を用いて圧延することで前記凹部を両側に向けて延伸させ、ドッグボーン形状を解消させてしわ疵の発生を防止する疵防止方法が開示されている。また、特許文献２では、鋳型縦横比および分塊圧下比をパラメータとする数式で規定した長辺くぼみ比を有する鋳片を用いて、鋳片の短辺圧下を、長辺くぼみ比および圧延幾何学的形状比をパラメータとする短辺圧下比に基づいて圧延を行なう分塊圧延疵が少なくなる分塊方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１７６５０１号公報
【特許文献２】特開２００２−２６３７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、本発明者が独自に調査したところによれば、分塊圧延鋼片に発生する表面疵の最も大きな原因は、分塊圧延の中間工程で、圧延材表面の脱炭層や酸化スケールを除去するためにガスによる溶削（ホットスカーフィング）を行なう際に、圧延材形状が不安定であると圧延材表面が一様に溶削されずに、ホットスカーフィング後の圧延で表面疵が発生したり、ホットスカーフィングのノロ（溶削カス）が圧延材表面に残存し、このノロが圧延により押さえ込まれて表面疵が発生することがわかった。  
【０００４】
このような不十分な溶削により発生する疵やノロの押さえ込みによる表面疵は、前記特許文献１および特許文献２に開示された分塊圧延方法では解消することはできない。前記疵欠陥を低減するためには、分塊圧延工程で、安定した圧延材形状を造りこむ必要がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、分塊圧延工程で、安定した圧延材形状を造りこむことにより、不十分な溶削やその後の圧延により発生する表面欠陥を低減するための疵防止方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【０００７】
請求項１に係る分塊圧延における疵防止方法は、ホットスカーフィング工程を備えた鋼塊または連続鋳造された鋼素材の分塊圧延における疵防止方法であって、前記ホットスカーフィング工程前の圧延最終パス入側の圧延材の両側面にそれぞれバルジ部が形成され、このバルジ部の曲率半径Ｒと前記最終パス入側の圧延材の側面からバルジ部の最大突出位置までの幅方向の距離Ｗとの比Ｒ／Ｗが０．５以上であることを特徴とする。
【０００８】
一般に、分塊圧延のパススケジュールは、１０数パス程度のパス数からなり、上下一対のロールにそれぞれ複数形成された孔型で、２パスまたは４パス毎に圧延材を９０度回転させて順次リバース圧延され、所定の寸法に仕上げられる。とくに仕上げパス（最終パス）では、図１（ａ）および（ｂ）に模式的に示すように、最終１パス前の上下のロール１、２で、バルジ部Ｂが形成された圧延材３の両側面（自由表面）３ａ、３ｂが、最終パスでは、上下のロール１、２に接触する圧下面となる。上記のように、Ｒ／Ｗ≧０．５となるように最終１パス前のパスで圧延材３の両側面（自由表面）３ａ、３ｂの形状を形成することにより、最終パスのロールへの噛み込み時に圧延材３の倒れが発生せず、最終パスで安定した形状の圧延材を造り込むことができる。それによって、ホットスカーフィング前の圧延材形状を安定させることが可能となる。
【０００９】
なお、ここで、バルジＢの曲率半径Ｒは、このバルジ部Ｂを、図２（ａ）に模式的に示すように、バルジ部Ｂの最も突出している位置Ｂmaxを通る円弧で近似したときの、この近似円Ｃ（近似円弧）の半径である。
【００１０】
請求項２に係る分塊圧延における疵防止方法は、前記バルジ形状がシングルバルジまたはダブルバルジである分塊圧延工程における疵防止方法である。
【００１１】
前述のように、バルジ形状をＲ／Ｗ≧０．５となるように圧延材の両側面を形成しておくと、バルジ形状がシングバルジのみならず、ダブルバルジであっても、仕上げ（最終）パスのロール孔型への噛み込み時に圧延材の倒れが発生せず、最終パスで安定した形状の圧延材を造り込むことができる。
【００１２】
なお、バルジ部がシングルバルジの場合、前記幅方向の距離Ｗは、前記最終パス入側の圧延材３の両側面３ｓ（最終１パス前のロールとの接触面Ｆ）からバルジ部Ｂの最大突出位置Ｂmaxまでの幅方向の距離Ｗ１、Ｗ２の平均値を用いることが望ましい。また、バルジ部Ｂがダブルバルジの場合、前記幅方向の距離Ｗは、図２（ｂ）に示すように、バルジ部の最大突出位置Ｂmaxに近い方の、前記最終パス入側の圧延材３の側面３ｓ（最終１パス前のロールとの接触面Ｆ）から最大突出位置Ｂmaxまでの幅方向の距離である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明では、分塊圧延工程でのホットスカーフィング前の最終パスで圧下を受ける、最終１パス前のパス（ロール孔型）で圧延された圧延材の側面のバルジ部の形状を上述のように、バルジ部の曲率半径Ｒと最終パス入側の圧延材の側面からバルジ部の最大突出位置Ｂmaxまでの幅方向の距離Ｗとの比Ｒ／Ｗが０．５以上となるようにしたので、最終パスのロール孔型への噛み込み時に圧延材の倒れが発生せず、最終パスで安定した形状の圧延材を造り込むことができる。それによって、ホットスカーフィング前の圧延材形状を安定させることができ、分塊圧延における不十分な溶削や溶削後の後段側の圧延で発生する表面欠陥を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、この発明の実施形態を添付の図３から図６に基づいて説明する。
【００１５】
分塊圧延工程では、均熱炉で加熱・均熱された連続鋳造鋼鋳片などの素材は、通常、一例を図３に示す、２重可逆式分塊圧延機のロールの複数のボックス孔型１ａ〜１ｄ、２ａ〜２ｄと平ロール部１ｅ、２ｅを備えた上下ロール１、２で、リフト量（ロール隙）を変化させ、２パスまたは４パス毎に９０度転回されて圧下方向を変えて繰り返し圧下を受けながら、順次断面積が減少して縦寸法と横寸法が作られ、最終（仕上げ）パスで、ホットスカーフィング前の所要の寸法に圧延される。図４（ａ）は、最終１パス前のボックス孔型１ａ、２ａでの圧延後の圧延材３の断面形状を示すもので、図４（ｂ）は、上ロール１のリフト量（ロール隙ｍ）を、最終１パス前のパスから大きくした、最終パスの平ロール部１ｅ、２ｅでの圧延前（噛み込み時）、および圧延後の圧延材３の断面形状をそれぞれ示すものである。図４（ａ）で、圧延材３のバルジ部Ｂはシングルバルジであり、分塊圧延の各パスのロール隙、とくに仕上げパスに近い後段側のパスのロール隙を調整することにより、バルジ部Ｂの曲率半径Ｒと前記幅方向の距離Ｗの比Ｒ／Ｗが０．５以上に形成される。ここで、バルジＢの曲率半径Ｒは、このバルジ部Ｂを、図２（ａ）で説明したように、バルジ部Ｂの最も突出している位置Ｂmaxを通る円弧で近似したときの、この近似円（近似円弧）の半径であり、この近似円は、図４（ａ）に示したように、近似可能な最大（最小曲率）の円（円弧）の半径である。また、幅方向の距離Ｗは、最終１パス前の孔型溝底部Ｇ１、Ｇ２との接触面Ｆ（最終パス入側の圧延材３の側面３ｓ（図４（ｂ）参照））から前記最大突出位置Ｂmaxまでの距離であり、前述のように、両距離Ｗ１、Ｗ２の平均値を用いることが望ましい。
【００１６】
このように、図４（ａ）に示した、最終１パス前のパスで圧延された圧延材３の側面のバルジ部Ｂの形状に関連した比Ｒ／Ｗを０．５以上に形成することによって、図４（ｂ）に示したように、最終パスの平ロール部１ｅ、２ｅへの噛み込み後、速やかに圧延材３と平ロール部１ｅ、２ｅとの接触面積が大きくなるため、噛み込みに伴って圧延材３の倒れが発生せず、最終パスで安定した形状の圧延材３を造りこむことが可能となり、ホットスカーフィング前の圧延材３の形状を安定させることができる。
【実施例】
【００１７】
連続鋳造されたＳ４５Ｃの５本の６１０ｍｍ角の鋼鋳片を対象として、有限要素法汎用プログラムを用いて、一例を図３に示した、２重可逆式分塊圧延機の前記上下ロール１、２の各孔型で、第１パス入側温度を９００〜１２００℃、仕上げ鋼片寸法を３００ｍｍ×４００ｍｍとして、図５に示す基本パススケジュールで、合計１３パスの分塊圧延の変形シミュレーションを実施した。その際に、No.1〜No.11パスまでの各パス孔型での圧下量配分を調節することにより、最終１パス前（No.12パス）の孔型出側（最終パス（No.13パス）入側）の前記バルジ部Ｂに関連した比Ｒ／Ｗを広範囲に変化させた。この変形シミュレーション結果を用いて分塊圧延条件を決定し、実機実験を実施した。実機実験の結果、最終１パス前（No.12パス）の孔型出側（最終パス（No.13パス）入側）での圧延材の形状（Ｒ／Ｗ）と同じ分塊圧延条件の変形シミュレーション形状とは、ほぼ一致し、表１に示す結果が得られた。表１の上段のＲ／Ｗは、前記最終１パス前の孔型出側の実機圧延材についての測定値であり、この測定値は、実機圧延材の端面の断面写真を画像解析して得たものである。表１から、Ｒ／Ｗが０．５以上では、最終パス（No.13パス）への噛み込みに伴う圧延材の倒れが発生せず、同パス（No.13パス）出側の圧延材の断面形状も安定して良好であった。一方、Ｒ／Ｗが０．１、０．３の場合には、最終パス（No.13パス）への噛み込みに伴う圧延材の倒れが発生し、同パス（No.13パス）出側の圧延材の断面形状も不安定で、不良であった。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
次に、変形シミュレーションで用いた６１０ｍｍ角のＳ４５Ｃの鋼鋳片を、前段側の実機２重可逆式分塊圧延機の上下ロール１、２の各孔型で、図５に示した、前記変形シミュレーションの場合と同様の基本パススケジュールで、まず、変形シミュレーションにより、最終１パス前（No.12パス）の孔型出側および最終パス（No.13パス）出側の圧延材の形状を把握し、とくに、No.8〜No.11パスのロール隙を、No.12パス出側の圧延材側面のバルジ部の突出量が小さくなるように調整、設定した後に、合計１３パスの分塊圧延を実施し、３００ｍｍ×４００ｍｍ角の鋼片に仕上げた。そして、最終パス後の圧延材に、２％程度のホットスカーフィングを実施した。前記分塊圧延で、最終１パス前（No.12パス）の孔型出側（最終パス（No.13パス）入側）のバルジ部Ｂの形状比比Ｒ／Ｗ（図４（ａ）参照）は、４．１で、形状比Ｒ／Ｗ≧０．５以上の要件を満たし、最終パス（No.13パス）への噛み込みに伴う圧延材の倒れが発生せず、同パス（No.13パス）出側の圧延材の断面形状も安定して良好であった。また、ホットスカーフィングを実施後に、引き続いて、ホットスカーフィング機の下流側に設置した後段側の実機２重可逆圧延機で、いずれのパス孔型でも、噛み込みに伴う倒れを発生させず、２５０ｍｍ角ブルームまでの圧延を実施した。ホットスカーフィング前の最終パス（No.13パス）出側の圧延材形状が安定しているため、圧延材表面（表層部）が一様に溶削され、ホットスカーフィングのノロ（溶削かす）の残存による押さえ込み疵は認められなかった。また、明瞭に脱炭層や酸化スケールを伴う溶削不足と見なされる表面疵も認められず、安定した形状で溶削を行なうことによる表面疵防止方法の効果が確認された。
【００２０】
図６（ａ）は、前記のホットスカーフィング前の最終１パス前のパス出側での圧延材３の側面３ａ、３ｂに形成されたバルジ部Ｂがダブルバルジの場合を示したもので、図６（ｂ）は、この圧延材３が、上ロール１のリフト量（ロール隙ｍ）を最終１パス前のパスから大きくした、最終パスの平ロール部１ｅ、２ｅでの圧延前（噛み込み時）、および圧延延後の断面形状をそれぞれ示すものである。ダブルバルジの場合、バルジ部Ｂ１、Ｂ２の曲率半径Ｒの定義はシングルバルジの場合と同様であるが、前記幅方向の距離Ｗは、バルジ部Ｂ１、Ｂ２の最大突出位置Ｂ１max、Ｂ２maxと、この最大突出位置Ｂ１max、Ｂ２maxにそれぞれ近い方の、最終１パス前の孔型溝底部Ｇ１、Ｇ２との接触面Ｆ（最終パス入側の圧延材３の側面３ｓ（図２（ｂ）参照））から前記最大突出位置Ｂ１max、Ｂ２maxまでの距離である。なお、ダブルバルジの最大突出位置Ｂ１max、Ｂ２max間の距離Ｋは、本発明ではとくに規定する必要はなく、前記の比Ｒ／Ｗを０．５以上に形成することによって、図６（ｂ）に示したように、最終パスの平ロール部１ｅ、２ｅへの噛み込み後、速やかに圧延材３と平ロール部１ｅ、２ｅとの接触面積が大きくなるため、噛み込みに伴って圧延材３の倒れが発生せず、最終パスで安定した形状の圧延材３を造りこむことができ、また、バルジ部Ｂ１、Ｂ２間で折れ込み疵等の表面欠陥の発生も防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）分塊圧延の最終１パス前のパスでの圧延材断面形状を模式的に示す説明図である。（ｂ）分塊圧延の最終パスでの圧延前後の圧延材の断面形状を模式的に示す説明図である。
【図２】（ａ）図１（ａ）の圧延材のバルジ部の形状比Ｒ／Ｗの定義を模式的に示す説明図である（シングルバルジの場合）。（ｂ）同上（ダブルバルジの場合）。
【図３】分塊圧延機のロールの一例を模式的に示す説明図である。
【図４】（ａ）分塊圧延の最終１パス前のパスでの圧延材断面形状の説明図である（シングルバルジの場合）。（ｂ）分塊圧延の最終パスでの圧延前後の圧延材の断面形状の説明図である（シングルバルジの場合）。
【図５】分塊圧延でのパススケジュールの一例を示す説明図である。
【図６】（ａ）分塊圧延の最終１パス前のパスでの圧延材断面形状の説明図である（ダブルバルジの場合）。（ｂ）分塊圧延の最終パスでの圧延前後の圧延材の断面形状の説明図である（ダブルバルジの場合）。
【符号の説明】
【００２２】
１：上ロール            １ａ〜１ｃ：ロール孔型            ２：下ロール
２ａ〜２ｃ：ロール孔型  ３：圧延材    ３ａ、３ｂ、３ｓ：圧延材側面
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２：バルジ部  Ｂmax、Ｂ１max、Ｂ２max：バルジ部最大突出位置Ｃ、Ｃ１、Ｃ２：近似円    Ｆ：接触面    Ｇ１、Ｇ２：孔型溝底部    Ｐ：圧下方向
【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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