(57)【要約】【課題】        本発明は、ユニバーサルミルおよび水平ミルを用いた寸法精度の優れた、特に幅方向の板厚のばらつきが少ない平鋼の製造方法および製造装置を提供することを主目的とするものである。【解決手段】    上記目的を達成するために、本発明は、１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルとを用いる鋼板の製造方法において、前記ユニバーサルミルの前記垂直ロールと前記ユニバーサルミル用水平ロールとでそれぞれ被圧延材の幅方向の圧下と厚さ方向の圧下とを行ない、その後前記水平ミル用水平ロールの圧下面の形状が逆クラウン形状である前記水平ミルを用いて前記被圧延材の厚さ方向の圧下を行うことを特徴とする鋼板の製造方法および製造装置を提供する。【選択図】    図２
2005021960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルとを用いる鋼板の製造方法において、前記ユニバーサルミルの前記垂直ロールと前記ユニバーサルミル用水平ロールとでそれぞれ被圧延材の幅方向の圧下と厚さ方向の圧下とを行ない、その後前記水平ミル用水平ロールの圧下面の形状が逆クラウン形状である前記水平ミルを用いて前記被圧延材の厚さ方向の圧下を行うことを特徴とする鋼板の製造方法。
【請求項２】
１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルと、を有する鋼板の製造装置において、前記水平ミルの前記水平ミル用水平ロールは、圧下面の形状が逆クラウン形状であることを特徴とする鋼板の製造装置。
【請求項３】
前記ユニバーサルミルと前記水平ミルとが近接配置されていることを特徴とする請求項２に記載の鋼板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニバーサルミルおよび水平ミルを用いた鋼板の製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｈ形鋼の熱間圧延に広く用いられるユニバーサルミルを用いて鋼板の熱間圧延を行う場合、図７に示すような工程によりブレークダウンミル１（図８（ａ））、ユニバーサルミル２（図８（ｂ））、および水平ミル３（図８（ｃ））を用いて行うのが一般的であるが、従来の方法では、特にユニバーサルミルの同一水平ロールを用いて異なる製品幅の鋼板を製造する際には、製品幅方向に板厚のばらつきが生じていた。
【０００３】
例えば、ユニバーサルミルを用いた平鋼や広幅平鋼の圧延では、その出側に配置されるエッジャーミルのロールはフリーサイズのフラットロールであることから、該ユニバーサルミルのロール間隔を変更するのみ（ロールを組み替える必要はない）で数種類の異なった幅、厚さになるものを圧延することが可能であり、最近ではかかる圧延方法が多用される傾向にある。（特許文献１参照）
しかし、上記の圧延方法では、幅等の寸法が大きく異なる平鋼や広幅平鋼を圧延する場合に、平鋼の幅方向の端面形状の劣化を避ける（平鋼の表面と端面とのなす角を９０°に保持する）等の配慮から、垂直ロールとの関連（垂直ロールのロール胴体と水平ロールのロール端面との間隔を所定の範囲に収める）において、ユニバーサルミルの水平ロールを所定の幅をもったロールに組み替える必要がある。そのため、小ロット、多サイズの平鋼を圧延する場合に迅速な対応ができないのが現状であった。
【０００４】
そこで、特許文献２において、幅可変式の水平ロールを備えたユニバーサルミルと、幅可変式ロールを備えたエッジャーミルとを用い、それぞれのロール幅を製造ライン上で調整する平鋼の製造方法が提案されている。該発明は、上記ユニバーサルミルの水平ロールにより平鋼用の被圧延材をその長手方向に圧下し、これに続くエッジャーミルでは該被圧延材に形成される未圧下部のみを圧下する圧延を施すことを特徴とする平鋼の圧延方法およびそれを実現するための圧延設備に関するものである。
【０００５】
ところが、上記特許文献１および特許文献２に開示された方法では、圧延の際に被圧延材の中央部は圧延方向に引張力が作用するため、実際の水平ロールの開度よりも薄肉になる。一方、それ以外の部分、特に幅方向両端部では圧延方向の延伸が中央部に比べて大きいため、結果的に圧延方向に圧縮力が作用し、水平ロール出口では該ロールの間隔よりも増厚（厚さが復元）した状態となる。従って、水平ロール圧延機出口における被圧延材の幅方向の厚さ分布は、中央部に比べて両端方向に徐々に増大してしまう。
【０００６】
以上のことから、ユニバーサルミルを用いた従来の方法により、寸法精度の優れた、特に板厚のばらつきの少ない平鋼の製造は実現できなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２１４０２号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平５−３２９５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ユニバーサルミルおよび水平ミルを用いた寸法精度の優れた、特に幅方向の板厚のばらつきが少ない平鋼の製造方法および製造装置を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルとを用いる鋼板の製造方法において、前記ユニバーサルミルの前記垂直ロールと前記ユニバーサルミル用水平ロールとでそれぞれ被圧延材の幅方向の圧下と厚さ方向の圧下とを行ない、その後前記水平ミル用水平ロールの圧下面の形状が逆クラウン形状である前記水平ミルを用いて前記被圧延材の厚さ方向の圧下を行うことを特徴とする鋼板の製造方法を提供する。
【００１１】
上記水平ミルの水平ミル用水平ロールの形状は、前記水平ミル用水平ロールの出口における被圧延材の幅方向両端部の厚さ方向の復元を考慮したものである。水平ミル用水平ロールの開度が中央部に比べて両端部が狭くなるように、前記水平ミル用水平ロールの開度を上記形状にすることで、被圧延材の加工後の寸法精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明において、１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルと、を有する鋼板の製造装置において、前記水平ミルの前記水平ミル用水平ロールは、圧下面の形状が逆クラウン形状であることを特徴とする鋼板の製造装置を提供する。前記製造装置を用いることで、寸法精度の優れた鋼板の製造を実現することが可能になる。
【００１３】
さらに、本発明においては、前記ユニバーサルミルと前記水平ミルとが近接配置されていることが好ましい。それにより、ユニバーサルミルおよび水平ミルによる繰り返し圧延が可能になるからである。ユニバーサルミルと水平ミルとを交互に繰り返しパスさせることにより、製品の寸法精度をより高めることが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ブレークダウンミルでの幅圧下圧延時に発生した被圧延材両端部の膨出部や、その後に引き続き行なわれるユニバーサルミル圧延時に生じる被圧延材両端近傍の未圧下部を水平ミルの水平ミル用水平ロールで厚さ方向に圧下する際に、当該水平ミル用水平ロールを逆クラウン形状ロールとすることで被圧延材の両端部近傍を中央部よりもさらに強圧下することが可能になる。従って、当該水平ミル用水平ロール出口において被圧延材の幅方向両端部で多少の厚さの復元があったとしても、水平ミルにフラット形状ロールを使用した場合に比べて、幅方向の厚さのばらつきの少ない寸法精度に優れた鋼板を得ることができる。これにより、製造者にとっては製品の寸法精度を向上させることにより歩留まりの向上が可能になり、需要者にとっては、当該鋼板を用いることにより組み立て精度が向上し、手直し作業の減少により作業性の向上が可能になるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、ユニバーサルミルと水平ミルとを用いた鋼板の製造方法および製造装置に関するものである。以下、それらについて詳細に説明する。
【００１６】
なお、本発明において、鋼板とは、製品端面の平坦度に優れた厚鋼板、平鋼、広幅平鋼を指すものとする。ＪＩＳＧ０２０４によれば、厚鋼板（plate）とは熱間圧延鋼板のうち厚さ３ｍｍ以上のもの、平鋼とは長方形の断面をした棒鋼であり、製品は４面とも圧延され、厚さは一般に５ｍｍ以上、幅は５００ｍｍを超えないものを指す。また、広幅平鋼とは幅が１５０ｍｍを超え、厚さが一般に４ｍｍを超え、常に伸ばしたまま、すなわちコイルにしない仕上げ板製品を指す。端面は鋭利であり、広幅平鋼は、４面とも熱間圧延される（もしくは箱形カリバーで圧延される）か、若しくはより広幅の板をせん断または火炎切断して得られる。
【００１７】
Ａ．鋼板の製造方法
本発明の鋼板の製造方法は、１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルとを用いる鋼板の製造方法において、前記ユニバーサルミルの前記垂直ロールと前記ユニバーサルミル用水平ロールとでそれぞれ被圧延材の幅方向の圧下と厚さ方向の圧下とを行ない、その後前記水平ミル用水平ロールの圧下面の形状が逆クラウン形状である前記水平ミルを用いて前記被圧延材の厚さ方向の圧下を行うことを特徴とする鋼板の製造方法である。
【００１８】
図１は本発明の鋼板の製造方法の流れの一例を示す図であり、図２は図１の各工程を例示した概略工程図である。本発明の鋼板の製造方法は、素材をブレークダウンミル１を用いて粗形鋼片４とする粗圧延工程と、粗形鋼片４をユニバーサルミル２と、ユニバーサルミル２に近接配置されている水平ミル３とによる繰り返し圧延により、製品に仕上げる仕上げ圧延工程との、大きく２つの工程に分けることができる。以下それぞれの工程について説明する。
【００１９】
１．粗圧延工程
本発明の鋼板の製造方法では、まず、素材を加熱炉で１２００〜１３００℃に加熱し、複数の孔型を既設した２重式水平ロールを有するブレークダウンミル１にて厚さ方向圧下（厚圧下）と幅方向圧下（幅圧下）との繰り返し圧延を９０°回転しながら行ない粗形鋼片４とする（図２（ａ）参照）。この際、素材としては連続鋳造スラブや分塊スラブ等が好適に用いられる。
【００２０】
なお、前記ブレークダウンミル１における素材の幅圧下の際に、素材の幅方向両端部には圧下量に応じた膨出部５が生じるのが一般的である。
【００２１】
２．仕上げ圧延工程
本発明の鋼板の製造方法においては、前記粗圧延工程により得られた粗形鋼片を、ユニバーサルミルとユニバーサルミルに近接する水平ミルとにより繰り返し圧延を行ない、製品に仕上げる。なお、本発明においては、ロール径が胴長方向に均一な形状をフラット形状とし、フラット形状の圧下面を有するロールをフラット形状ロールとする。また、胴部中央部に比べて両端部の径が大きい形状を逆クラウン形状、逆クラウン形状の圧下面を有するロールを逆クラウン形状ロールとする。
【００２２】
図２（ｂ）に例示するように、本発明に用いられるユニバーサルミル２は被圧延材４の幅よりも狭幅の胴長からなる１対のユニバーサルミル用水平ロール６と、１対の垂直ロール７とからなり、これらのユニバーサルミル用水平ロール６および垂直ロール７は、共にフラット形状ロールである。このユニバーサルミル２による圧下では、前記ユニバーサルミル用水平ロール６により被圧延材８の幅中央部が厚さ方向に圧下され、前記垂直ロール７により被圧延材８は幅方向に圧下される。この際、ユニバーサルミル用水平ロール６による厚圧下では、被圧延材８の幅両端部はユニバーサルミル用水平ロール６による圧下は受けず、未圧下のままである。
【００２３】
ユニバーサルミルのユニバーサルミル用水平ロールの胴長は、被圧延材である鋼板の幅、厚さ、材質、圧延温度、ミル剛性、１パス当たりの圧下量（圧下率）等の圧延条件により、製品の板厚が均一になるよう経験的あるいは理論的に調整することができる。
【００２４】
前記水平ミル３は、逆クラウン形状の圧下面を有する１対の水平ミル用水平ロール９からなる（図２（ｃ）参照）。この水平ミル用水平ロール９による圧下では、被圧延材８は全幅が厚さ方向に圧下される。
【００２５】
図３に水平ミル用水平ロール９の圧下面の逆クラウン形状の例を示す。本発明の逆クラウン形状ロールは、図３（ａ）に例示するように、ロール中央部の所定範囲をフラット形状部１０とし、両端部の所定範囲を曲率半径Ｒの円弧形状部１１としたものが適用できる。また、図３（ｂ）に例示するようなフラット形状部１０のないもの、あるいは図３（ｃ）に例示するような円弧形状部１１を単一の円弧のみならず、２つ以上の異なる半径の円弧（曲率半径Ｒ１，Ｒ２）を組み合わせたものとしてもよい。
【００２６】
水平ミルの水平ミル用水平ロールの逆クラウン形状は、被圧延材である鋼板の幅、厚さ、材質、圧延温度、ミル剛性、１パス当たりの圧下量（圧下率）等の圧延条件により、製品の板厚が均一になるよう経験的あるいは理論的に調整することができる。
【００２７】
本発明の水平ミル用水平ロールの逆クラウン形状は、上述の圧延条件により異なる。例えば、幅４５０〜５５０ｍｍ、厚さ２５〜３５ｍｍ、程度の鋼板を製造する場合には、ロール幅中央部と被圧延材の幅端部に相当するロール幅方向位置とのロール直径差が０．４〜２．０ｍｍの範囲の逆クラウン形状とするとよい。
【００２８】
なお、図３（ａ）に示すようにフラット形状部と単一の円弧形状部を有する場合には、円弧半径Ｒは、次式から算出される。
【００２９】
【数１】
2005021960.tif 000003
【００３０】
ここで、例えば、幅４５０〜５５０ｍｍ、厚さ２５〜３５ｍｍ程度の鋼板の場合、上式において、Δｔ＝０．４〜１．２ｍｍ、α＝０．６〜０．９であるから、Ｒ＝１３００〜５６００ｍｍの範囲内とすることができる。
【００３１】
また、本発明においては、図４および図５に例示するよう、図１における水平ミル３の下流にもう１基別のフラット形状ロール付き水平ミル１２を配置することもできる。この場合、水平ミル３の水平ロールは逆クラウン形状の水平ミル用水平ロール９（図５（ｃ））で、フラット形状ロール付き水平ミル１２の水平ロールはフラット形状の水平ミル用フラット形状水平ロール１３（図５（ｄ））である。
【００３２】
水平ミルおよびフラット形状ロール付き水平ミルを用いた製造方法では、粗圧延工程により得られた粗形鋼片をユニバーサルミル、水平ミル、およびフラット形状ロール付き水平ミルの３基のミルで繰り返し圧延することにより製品を得ることができる。あるいは、粗形鋼片をユニバーサルミルおよび水平ミルの２基のミルで繰り返し圧延した後にフラット形状ロール付き水平ミルを最終パスとして使用し、圧延してもよい。また、フラット形状ロール付き水平ミルを最終パス以外の途中の圧延パスにおいて水平ミルと組み合わせて用いることもできる。さらに、繰り返し圧延をユニバーサルミルとフラット形状ロール付き水平ミルとの組み合わせにより行なうこともできる。
【００３３】
さらに、上記の他に、複数基のユニバーサルミルと複数基の水平ミルを交互にタンデムに配置して連続圧延を行うことにより鋼板を製造する方法において、複数基の水平ミルのうち少なくとも１基の水平ミルの水平ロールに逆クラウン形状ロールを用いることで、他の態様と同様な効果を得ることができる。
【００３４】
Ｂ．鋼板の製造装置
本発明の鋼板の製造装置は、１対のユニバーサルミル用水平ロールと１対の垂直ロールとを有するユニバーサルミルと、１対の水平ミル用水平ロールを有する水平ミルと、を有する鋼板の製造装置において、前記水平ミルの前記水平ミル用水平ロールは、圧下面の形状が逆クラウン形状であることを特徴とする鋼板の製造装置である。
【００３５】
本発明の製造装置に用いられるユニバーサルミルおよび水平ミルに関しては、上記「Ａ．鋼板の製造方法」と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３６】
本発明の製造装置は、上述のユニバーサルミルおよび逆クラウン形状ロールを有する水平ミルを組み合わせて用いるものである。また、それに加えてフラット形状ロールを有するフラット形状ロール付き水平ミルを用いてもよい。前記２種または３種のミルを用いて、製造したい鋼板の条件に合わせ、それぞれのミルのロールの開度や形状、ミルの組み合わせ、ミルの順番などを調整することにより、寸法精度の優れた鋼板の製造を行うことができる。
【００３７】
また、本発明の製造装置においては、前記ユニバーサルミルと前記水平ミルとが近接配置されていることが好ましい。近接配置することにより、ユニバーサルミルおよび水平ミルによる繰り返し圧延が可能になるからである。ユニバーサルミルと水平ミルとを交互に繰り返しパスさせることにより、製品の寸法精度をより高めることが可能になる。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００３９】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【００４０】
［実施例］
図１および図２に例示された圧延ラインを用いて幅５００ｍｍ×厚さ３０ｍｍ、ＳＳ４００規格の広幅平鋼の製造を行なった。素材として、幅５５０ｍｍ×厚さ２５０ｍｍの連続鋳造スラブを用い、１２５０℃に加熱し圧延を行なった。
【００４１】
まず、ブレークダウンミルによる１０数パスの圧延を経て、幅５００ｍｍ×厚さ１００ｍｍの粗形鋼片とした。引き続き、ユニバーサルミル（ユニバーサルミル用水平ロール胴長：４００ｍｍ）および水平ミル（水平ミル用逆クラウン形状水平ロール胴長：７００ｍｍ）による１１パスのリバース圧延を行ない、製品に仕上げた。この際、水平ミル用水平ロールの形状としては、図３（ａ）に例示された形状の円弧半径４０００ｍｍ、フラット部分長さ３８０ｍｍのものを用いた。
【００４２】
本実施例において製造された広幅平鋼の幅方向の厚さ分布を図６に●印により示す。
【００４３】
［比較例］
図７および図８に例示された圧延ラインを用いて実施例と同様の幅５００ｍｍ×厚さ３０ｍｍ、ＳＳ４００規格の広幅平鋼の製造を行なった。この際、水平ミルとしてフラット形状ロール付き水平ミルを用いたこと以外の製造条件、すなわち、スラブ寸法、スラブの加熱条件、ブレークダウンミルのロール孔型および圧延パススケジュール、ユニバーサルミルおよび水平ミルのパススケジュールは実施例と同様に行なった。
【００４４】
本比較例において製造された広幅平鋼の幅方向の厚さ分布を図６に○印により示す。
【００４５】
図６から、実施例において製造された広幅平鋼は幅方向にばらつきの少ない厚さ分布が得られているのに対し、比較例において製造された広幅平鋼では、両端部の厚さが許容差（ＪＩＳ３１９３に規定の許容差±０．７ｍｍ）を外れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の鋼板の製造方法の流れの一例を示す概略工程図である。
【図２】図１の各工程の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の逆クラウン形状ロールの形状の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の鋼板の製造方法の流れの他の例を示す概略工程図である。
【図５】図４の各工程の例を示す概略断面図である。
【図６】実施例および比較例において製造された広幅平鋼の幅方向の厚さ分布を示す図である。
【図７】従来の鋼板の製造方法の流れの一例を示す概略工程図である。
【図８】図７の各工程の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
２  …  ユニバーサルミル
３  …  水平ミル
６  …  ユニバーサルミル用水平ロール
７  …  垂直ロール
８  …  被圧延材
９  …  水平ミル用水平ロール
１２  …  フラット形状ロール付き水平ミル
【図１】
2005021960.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005021960.tif 000008
【図６】
2005021960.tif 000009
【図７】
2005021960.tif 000010
【図８】
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