(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の板状の熱間材料に対して、連続的に圧延を施してシートバーとする粗圧延機と、このシートバーに連続して圧延を施して熱延鋼板とする、減速及び加速可能な仕上圧延機と、前記粗圧延機と前記仕上圧延機との間に設置され、前記シートバーを蓄積するシートバー蓄積手段とを備え、
前記シートバー蓄積手段は、シートの入側と出側に配置されたデフレクタロールと、これらデフレクタロールの間に配置された押上げロールとを具備し、この押上げロールは、仕上圧延機の圧延速度に応じて、シートバーの撓みの大きさを変えることにより、仕上圧延機が減速した場合にはシートバー蓄積量を多くし、仕上圧延機が加速した場合にはシートバーの蓄積量を少なくすることによりシートバーの蓄積量を増減させるようにしてなることを特徴とする連続熱間圧延装置。
【請求項２】
長尺の板状の熱間材料を連続的に圧延を施してシートバーとする粗圧延工程と、このシートバーに連続して圧延を施して熱延鋼板とする仕上圧延工程と、仕上圧延後の熱延鋼板を切断する工程と、粗圧延工程と仕上圧延工程との間に設けられ、粗圧延工程と仕上圧延工程との処理速度の差を、シートバーを蓄積することにより吸収するシートバー蓄積工程とを備え、
仕上圧延後の熱延鋼板を切断する際に、前記粗圧延工程では粗圧延機の処理速度を定常に保つと共に前記仕上圧延工程では仕上圧延機を減速し、かつ、前記シートバー蓄積工程ではシートの入側と出側に配置されたデフレクタロールの間に配置された押上げロールの押上によりシートバーの蓄積量を多くし、
切断作業が完了すると、前記粗圧延工程では粗圧延機の処理速度を定常に保つと共に前記仕上圧延工程では仕上圧延機を加速し、かつ前記シートバー蓄積工程では押上げロールを下げてシートバーの蓄積量を少なくし、
シートバーが所定の蓄積量となった場合に、前記仕上圧延工程では仕上圧延機を定常状態の圧延速度に戻すことを特徴とする熱延コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の熱延コイルに相当するスラブ等の長尺の板状の熱間材料を圧延する連続熱間圧延装置、およびこの装置を用いた熱延コイルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板等の薄板の熱間圧延は、一般に、高温のスラブを粗圧延機により中間厚さに圧延し（この状態の圧延材をシートバーと呼ぶ）、その後、仕上圧延機で最終製品の厚さに圧延している。ここで、スラブの寸法は、スラブを加熱する加熱炉の寸法が上限となる。その結果、転炉１杯分の鋼は、通常１０数本のスラブに分割される。
【０００３】
粗圧延機から出てくるシートバーは、通常の板の圧延と同様、先後端部にタングやフィッシュテールと呼ばれる形状不良部分が、程度の差はあれ生じている。タングは板幅中央部が舌のように突出したもの、フィッシュテールは板幅両端部が魚の尻尾のように突出したものであり、いずれも正常部より幅が狭いため変形し易い。
【０００４】
そのため、これらの形状不良部分を放置しておくと、次工程の仕上圧延機でさらに変形が進み、圧延トラブルの原因となるので、シートバーの段階で切断する。これらの切断された部分（いわゆるクロップ）は、歩留り低下の原因となる。
【０００５】
仕上圧延機は、一般に数スタンドからなる連続圧延機であり、板厚の薄くなった鋼帯に張力を付与した状態で圧延を行う。しかしながら、仕上圧延された熱延鋼板の先端部から１００ｍ前後の部分は、先端部がコイラに到達するまでの期間、張力が作用しない状態で圧延される。また、この間、先端部は搬送ロールとの衝突や風圧による浮き上がり等により走行が不安定となるため、一般に定常状態（コイラ到達後）の半分近くまで、圧延速度を低下させて圧延せざるを得ない。
【０００６】
また、後端部についても、仕上圧延機の最終スタンドを出た後は、張力0となるため形状が劣化する。このような非定常部は、搬送中の温度低下や形状不良に伴う冷却の不均一等により、一般に材質・形状とも定常部に比べて劣る。これらの材質・形状不良、あるいは形状不良に伴う蛇行等による圧延トラブルは、歩留りを低下させる原因となる。
【０００７】
仕上圧延における歩留りの向上については、複数のシートバーを接続して仕上げ圧延を行う方法が開発されている。例えば、特開平４−８９１０９号公報には、先行するシートバーの後端部に後続のシートバーの先端部を順次接合して、複数のシートバーに対して連続的に仕上げ圧延を行う方法が提案されている。
【０００８】
この技術では、接合された前後端部についても、定常状態と同様の圧延が可能となるので、上記の前後端部（非定常部）の歩留りが向上する。また、先端部についても、定常状態（コイラ到達後）と同じ圧延速度で圧延することが可能となるので、圧延能率が向上する。さらに、複数のシートバーを接続して圧延するので、間欠的に圧延する場合よりも圧延能率が向上する。
【０００９】
これとは別に、複数のスラブの接合、あるいは連続鋳造スラブの直接圧延等、長尺のシートバーを製造する方法も提案されている。複数のスラブを接合する方法としては、特開昭５７−１０６４０３号公報には、先行するスラブの後端部に後続のスラブの先端部を順次接合して、これら接合された複数のスラブを、プラネタリミル群により連続的にシートバーに圧延する方法が提案されている。
【００１０】
また、特開昭５９−９２１０３号公報には、転炉１杯分のスラブを大圧下圧延機によりシートバーとし、そのままコイルに巻取り、その後このシートバーのコイルを巻戻して仕上圧延を行う方法が提案されている。同様に、特開昭５９−８５３０５号公報には、特殊な連続鋳造機（ロータリキャスタと称している）により高速鋳造されたスラブを、圧延によりシートバーとし、一旦コイルボックスの中に巻き取った後、仕上圧延を行う方法が提案されている。
【００１１】
これらの長尺のシートバーを製造する方法によれば、クロップの切断は、長尺のシートバーの先後端部だけでよく、個々のスラブ毎のクロップ発生がなくなるので、その分、歩留りが向上する。さらに、これらの方法では、仕上圧延においても、前述の複数のシートバーを接続して仕上げ圧延を行う方法と同様の効果が得られることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術には次のような問題点がある。
【００１３】
まず、特開平４−８９１０９号公報記載の技術では、複数のシートバーを接合するためには、シートバーの先後端部の形状不良部分を切断する必要がある。従って、クロップ発生による歩留り低下の問題は、依然として解決されていない。さらに、シートバーの接合部は、他の部分に比べて強度が低く、仕上圧延の最中に接合部で破断して、ライン停止を余儀なくされるおそれがある。また、シートバーの接合は実際には溶接により行われるため、接合部の組織が粗大化し、材質不良あるいは表面割れ発生の原因となる可能性もある。
【００１４】
特開昭５７−１０６４０３号公報記載の複数のスラブを接合する方法は、接合するスラブは板厚が厚いため、短時間で完全に接合するのは困難である。また、仮に短時間で接合できたとしても、大圧下で圧延すると接合部に静水圧成分の他に、引張り応力が作用して接合面が剥離する。そのため、圧下率を小さくする必要があり、粗圧延の能率が低下する。
【００１５】
特開昭５９−９２１０３号公報、特開昭５９−８５３０５号公報記載の連続鋳造されたスラブを直接圧延する方法では、鋳造速度の制限から、圧延の能率を低下させるという問題がある。鋳造能力（単位時間当り重量）は、後者の公報によれば10mpmの鋳造速度が可能としているが、現実には操業上および品質上の観点から、このような高速の鋳造に成功したという報告例はない。
【００１６】
これらの従来技術のように、連続鋳造されたスラブを直接圧延する方法では、鋳造速度の制限から、粗圧延機の初段の圧延速度は、速くても数m/min前後に抑えられる。これは、圧延機のロール回転数にすると1 rpm前後となり超低速の圧延となる。その結果、圧延機のロールが1200℃前後の高温の材料と長時間（数秒）接触することになるため、ロールの表面割れや変形あるいは焼付きが発生するという問題がある。従って、小規模な場合はともかく、熱延鋼板の製造のように大規模かつ高温材料を対象とした設備では、実現困難と言える。
【００１７】
また、シートバーをコイルに巻き取る方法では、通常の薄板の熱延工場に適用した場合、これらのシートバーのコイルは製品コイルの数個分を想定しており、１００トン近くの巨大なコイルとなる。その結果、巻取り装置等のコイリング設備が巨大化することが避けられず、設備コスト、工場のスペース等の観点から問題である。
【００１８】
この発明は、以上のような従来技術の問題点を解決し、シートバーやスラブの接合をすることなく、長尺のシートバーを使用することが可能な熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、次の発明により解決される。
【００２０】
１．長尺の板状の熱間材料に対して、連続的に圧延を施してシートバーとする粗圧延機と、このシートバーに連続して圧延を施して熱延鋼板とする、減速及び加速可能な仕上圧延機と、前記粗圧延機と前記仕上圧延機との間に設置され、前記シートバーを蓄積するシートバー蓄積手段とを備え、
前記シートバー蓄積手段は、シートの入側と出側に配置されたデフレクタロールと、これらデフレクタロールの間に配置された押上げロールとを具備し、この押上げロールは、仕上圧延機の圧延速度に応じて、シートバーの撓みの大きさを変えることにより、仕上圧延機が減速した場合にはシートバー蓄積量を多くし、仕上圧延機が加速した場合にはシートバーの蓄積量を少なくすることによりシートバーの蓄積量を増減させるようにしてなることを特徴とする連続熱間圧延装置。
【００２１】
２．長尺の板状の熱間材料を連続的に圧延を施してシートバーとする粗圧延工程と、このシートバーに連続して圧延を施して熱延鋼板とする仕上圧延工程と、仕上圧延後の熱延鋼板を切断する工程と、粗圧延工程と仕上圧延工程との間に設けられ、粗圧延工程と仕上圧延工程との処理速度の差をシートバーを蓄積することにより吸収するシートバー蓄積工程とを備え、
仕上圧延後の熱延鋼板を切断する際に、前記粗圧延工程では粗圧延機の処理速度を定常に保つと共に前記仕上圧延工程では仕上圧延機を減速し、かつ、前記シートバー蓄積工程ではシートの入側と出側に配置されたデフレクタロールの間に配置された押上げロールの押上によりシートバーの蓄積量を多くし、
切断作業が完了すると、前記粗圧延工程では粗圧延機の処理速度を定常に保つと共に前記仕上圧延工程では仕上圧延機を加速し、かつ前記シートバー蓄積工程では押上げロールを下げてシートバーの蓄積量を少なくし、
シートバーが所定の蓄積量となった場合に、前記仕上圧延工程では仕上圧延機を定常状態の圧延速度に戻すことを特徴とする熱延コイルの製造方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
第１の発明に係る連続熱間圧延装置は、連続的に圧延を施してシートバーとする粗圧延機と、このシートバーに連続的に圧延を施して熱延鋼板とする仕上圧延機と、前記粗圧延機と前記仕上圧延機との間に設置され、前記シートバーを蓄積するシートバー蓄積手段とを備えている。
【００２３】
この発明で、長尺の板状の熱間材料というのは、通常の熱延コイル１本毎に対応した寸法のスラブではなく、複数本の熱延コイルが採取できるスラブである。従って、その長さも通常のスラブの数本分の長さとなることから、通常のスラブと区別するため、長尺のスラブまたは長尺の板状の熱間材料と呼ぶ。
【００２４】
ところで、このようにして長尺のスラブから熱延鋼板を製造する場合、仕上圧延後の熱延鋼板を、コイラで複数のコイルに巻き取る必要がある。その場合、熱延鋼板は、仕上圧延機を出た後、コイラの前で走間シャーにより切断することになる。しかし、一般に走間シャーの切断速度は、仕上圧延の定常時の圧延速度（鋼板の走行速度）に追随できない。そのため、熱延鋼板を走間シャーにより切断する際は、仕上圧延機の圧延速度を、走間シャーの切断速度に合せてかなり減速せざるを得ない。
【００２５】
しかし、粗圧延機は、一般に速度変更のための制御手段を装備していないので、仕上圧延機の減速に合せて圧延速度を制御することができない。粗圧延機に圧延速度の制御手段を装備するには、制御機器の他、圧延機そのものの改造が必要となり、現実的ではない。そのため、走間シャーを使用するためには、粗圧延機の圧延速度を、走間シャーの切断速度に合せて低速とする必要がある。
【００２６】
しかし、仮に、粗圧延機の減速が可能としても、粗圧延機の前段の圧延ロールについては、圧延速度の低下に伴い、前述の超低速の圧延に伴う問題が避けられない。すなわち、高温材料との長時間接触により、圧延ロールの表面割れ、変形、材料との焼付き等が発生するおそれがある。
【００２７】
そこでこの発明では、粗圧延機と仕上圧延機の間にシートバー蓄積手段を設置している。このシートバー蓄積手段は、後述のように単純なルーパ形式の設備で実現できる。以下、スラブ、シートバー、および熱延鋼板が装置全体にわたって連続している状態について考える。シートバーの前部は仕上圧延機を出てからコイラで巻き取られているが、シートバーの後部はまだ粗圧延機で圧延中という状態について考える。
【００２８】
コイル切断等で仕上圧延機が減速し、粗圧延機と仕上圧延機の間のシートバーが余剰になった場合は、シートバー蓄積手段を作動させてシートバーを蓄積する。この場合、粗圧延機と仕上圧延機と処理速度の差に相当する分、即ち仕上圧延機の減速に相当する分、すなわちシートバーの余剰となった部分が、シートバー蓄積手段に蓄積される。
【００２９】
その後、コイル切断等の作業が完了し、仕上圧延機の加速が可能になると、仕上圧延機を定常状態よりやや高めの圧延速度まで加速する。これにより、シートバー蓄積手段に蓄積されたシートバーを取り崩し、蓄積量が0あるいは所定の量（最低蓄積量）になったところで、仕上圧延機を定常状態の圧延速度に戻す。
【００３０】
このようにして、スラブの粗圧延の処理速度を変えることなく、仕上圧延機の加速と減速を行うことが可能となる。その結果、装置全体としての圧延能率を低下させることなく、熱延鋼板の走間切断によるコイル分割等が可能となる。
【００３１】
第２の発明に係る熱延コイルの製造方法は、長尺の板状の熱間材料を連続的に圧延を施してシートバーとする粗圧延工程と、このシートバーに連続的に圧延を施して熱延鋼板とする仕上圧延工程と、粗圧延工程と仕上圧延工程との間に設けられ、粗圧延工程と仕上圧延工程との処理速度の差を吸収するシートバー蓄積工程とを備えている。この方法によれば、仕上圧延機を減速して仕上圧延後の熱延鋼板を切断する際、シートバー蓄積手段を用いて粗圧延機と仕上圧延機の間にシートバーを蓄積することにより、粗圧延機と仕上圧延機の処理速度の差を吸収することができる。
【００３２】
この発明は、複数の熱延コイルに相当する長尺の板状の熱間材料、即ち、熱延コイル複数本が採れる長尺のスラブを、前述の連続熱間圧延装置に装入する。スラブは粗圧延機により、中間材のシートバーに加工される。このシートバーは、引き続き仕上圧延機に装入され、熱延鋼板に圧延される。仕上圧延機から出た熱延鋼板は、コイラで巻き取られ、コイルが所定重量に到達したところで、走間シャーにより切断される。
【００３３】
その際、仕上圧延機の圧延速度は、走間シャーの切断速度に合せて減速される。前述のように、粗圧延機は減速できないので、粗圧延機と仕上圧延機の間に設けられたシートバー蓄積手段に、シートバーを蓄積する。コイル切断終了後、前述のように、仕上圧延機を加速して蓄積されたシートバーについて、仕上圧延を行う。その後、仕上圧延機を定常状態の圧延速度に戻して、一連のコイル切断処理を終了する。このようにして、スラブの粗圧延の処理速度を減速することなく、圧延中の熱延鋼板を走間切断して複数のコイルに分割することが可能となる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は、発明の実施の形態の装置を示す図である。スラブ等の材料９は、粗圧延機２０によって連続的に圧延されシートバーとなる。
【００３６】
粗圧延機の出側には、シートバー蓄積手段５０が設置されており、シートバーの蓄積を行うとともに、後続の仕上圧延機３０にシートバーを供給する。シートバー蓄積手段５０は、この例では、入側と出側にデフレクタロール５２を備え、これらの間にシートバーを押し上げて撓ませる押上ロール５１が設けられている。このように、シートバー蓄積手段５０は、シートバーを正規のパスラインから迂回させて蓄積する。ここで、撓みの大きさを変化させることにより、シートバーの迂回した長さが変化する。従って、シートバー蓄積手段５０の撓みの大きさにより、シートバーの蓄積量を変化させることができる。
【００３７】
仕上圧延機２０を出た冷延鋼板は、走間シャー４１で切断され、コイラ４０に巻き取られることになるが、コイル切断などで仕上圧延機が減速し、粗圧延機と仕上圧延機との間のシートバーが余剰となった場合に、シートバー蓄積手段５０を作動させて、シートバーを蓄積する。その後、コイル切断等の作業が完了し、仕上圧延機の加速が可能になると、仕上圧延機を定常状態よりやや高めの圧延速度まで加速する。これにより、シートバー蓄積手段に蓄積されたシートバーを取り崩し、蓄積量が0あるいは所定の量（最低蓄積量）になったところで、仕上圧延機を定常状態の圧延速度に戻す。
【００３８】
図２は、シートバー蓄積手段におけるシートバーの撓み量と蓄積量の関係の１例を示す図である。ここでは、デフレクタロール５２の間隔Ｌが5〜10mの場合について、2本のデフレクタロール５２の間のシートバーについて、撓みによる長さの増加量を蓄積量として示してある。ここで、撓みの大きさとしては、図１に示すように、撓みによるシートバーの傾斜角θを用いた。
【００３９】
シートバーの蓄積量としては、シャー設備の能力等により異なるので、設備に合せて適宜設定することができる。この例の場合は、コイラ前に設置した走間シャーの能力（切断速度）から、5〜6mあればよいことになった。その結果、図２より、シートバーの傾斜角θは60度前後となり、シートバーを押し上げる高さはデフレクタロールの間隔Ｌと、同じかそれより低目でよいことになる。この高さは、仕上げ圧延機の高さよりやや高い程度であり、充分実用的な大きさであり、蓄積手段としてはむしろコンパクトな設備と言うことができる。
【００４０】
以上は、この装置を熱延鋼板の走間切断に適用した場合について、主としてシートバー蓄積手段に重点を置いて説明したが、それ以外にも圧延速度の変化に対応して、処理を行う場合に適用することができる。例えば、処理量の少ないコイル等については、圧延中にその都度切断してコイル分割すると仕上圧延の圧延能率が低下する。そこで、板厚を変更したまま同一のコイルに巻き取り、後でリコイルライン等でコイルを巻戻して、コイル分割することが圧延能率の観点から望ましい。
【００４１】
このような走間板厚変更を行う場合も、この発明の装置および方法を適用することができる。例えば、先行材の板厚が厚い場合は、仕上圧延機３０の圧延速度V1を最大速度Vmaxより低目に設定しておき、シートバー蓄積手段の蓄積量も最低値に調節しておく。走間板厚変更（仕上板厚減）を行うと、仕上圧延機３０の出側の板厚が減った分、材料の処理量（マスフロー）が低下する。従って、仕上圧延機３０の入側では、材料即ちシートバーが余剰となる。そこで、シートバー蓄積手段５０の蓄積を開始し、このシートバーの余剰分を吸収する。走間板厚変更が完了した段階で、仕上圧延機５０の圧延速度を加速して、V2（V1＜V2＜Vmax）に変更する。
【００４２】
これとは逆に、先行材の板厚が薄い場合は、走間板厚変更に先立って、シートバー蓄積手段５０の蓄積量を、必要に応じて積み増ししておく。走間板厚変更（仕上板厚増）を行うと、今度は、材料の処理量（マスフロー）が増加するので、仕上圧延機３０の入側では、シートバーが不足する。そこで、シートバー蓄積手段から不足分を放出し補充する。走間板厚変更が完了した段階で、仕上圧延機の圧延速度を減速して、V2（V2＜V1≦Vmax）に変更する。
【００４３】
なおシートバー蓄積手段５０で材料を曲げる際，材料の内部に欠陥があったりすると材料の割れを引き起こすことがある。したがって粗圧延機では十分な圧下率を取る必要があるが，シートバーの厚みを薄くすると材料温度が低下するためあまり好ましくない。このようなときには粗圧延機中に大圧下を行う圧延機を設置することが望ましい。
【００４４】
図３は粗圧延機２０に，板厚プレスを適用した例である。長尺の連続鋳造スラブ９は、板厚プレス装置の金型１０により、板厚方向にプレス加工される。金型１０は、入り側が傾斜部、出側が平行部となっており、スラブ９はプレスの途中の段階では、図に示すようにテーパ状に加工される。
【００４５】
板厚方向のプレス加工は、材料（連続鋳造スラブ９）を所定の送り量で移動しながら繰返して行われる。その後、連続的に粗圧延機２０により圧延されてシートバーとなり、次いで、仕上圧延機３０により圧延されて、熱延鋼板となりコイラ４０で巻き取られ熱延コイルとなる。
【００４６】
この際，一定速度で板厚プレスを行い，仕上圧延での走間板厚変更などの時にシートバー蓄積手段５０を用いて，粗圧延と仕上圧延との処理速度差分を解消することができる。
【００４７】
図４は、板厚プレスにおける圧下率と内部欠陥の発生率の関係を示す図である。材料には、板厚100mmおよび200mmの連続鋳造スラブを用い、内部欠陥の発生率は通常の金属組織検査（マクロ腐食法）により行った。いずれの材料についても、圧下率0.3でほぼ許容範囲の0.01％となる。
【００４８】
したがって，図３に示す装置で，スラブに対して圧下率３０％以上のプレス加工を行えば，速度干渉手段で材料を撓ませても材料の割れ等が発生することがない。
【００４９】
【発明の効果】
この発明は、連続鋳造されたスラブを、連続的に圧延してシートバーとすることにより、シートバーやスラブの接合をすることなく、長尺のシートバーを得ることができる。
【００５０】
さらにこの発明では、粗圧延機と仕上圧延機との間にシートバーを蓄積するシートバー蓄積手段を備えているので、スラブの粗圧延の処理速度を変えることなく、仕上圧延機の加速と減速を行うことが可能となる。その結果、圧延能率を低下させることなく、熱延鋼板の走間切断によるコイル分割が可能となり、また、走間板厚変更等の際の圧延速度の変更が容易となる。また粗圧延にてプレス加工を行うと、圧延に比べて圧下率を大きくできるので、内部欠陥の発生率の低減が可能となり，速度干渉手段で材料を大きく撓ませても材料のわれが発生することが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を示す装置の配置図。
【図２】シートバー蓄積手段におけるシートバーの撓み量と蓄積量の関係の１例を示す図。
【図３】発明の実施に用いる装置の第２例を示す図。
【図４】圧下率と内部欠陥の発生率の関係を示す図。
【符号の説明】
９  スラブ
１０  金型
２０  粗圧延機
３０  仕上圧延機
４０  コイラ
４１  走間シャー
５０  シートバー蓄積手段
５１  押上ロール
５２  デフレクタロール
【図１】
0004211123.tif 000002
【図２】
0004211123.tif 000003
【図３】
0004211123.tif 000004
【図４】
0004211123.tif 000005