(57)【要約】【課題】熱間圧延ラインにおける熱延金属帯の製造に際し、可能な限り切除したりすることに伴う屑化部分が少なくなり、歩留まりが高くなるようにする。【解決手段】被圧延材の切除予定部分が切除予定部分以外に比べ局部的に薄くなるように、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて被圧延材を圧延中に、走間板厚変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄くなるように、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて前記被圧延材を圧延中に、走間板厚変更する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項２】
被圧延材の先尾端の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄くなるように、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて前記被圧延材を圧延中に、走間板厚変更する
ことを特徴とする電縫管用熱延金属帯の熱間圧延方法。
【請求項３】
熱延金属帯であって、該熱延金属帯の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄い
ことを特徴とする熱延金属帯。
【請求項４】
熱延金属帯であって、該熱延金属帯の先尾端の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄い
ことを特徴とする電縫管用の請求項３の熱延金属帯。
【請求項５】
請求項４の熱延金属帯を素材として製造した電縫管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延方法および熱延金属帯ならびに電縫管に関し、特に、切除予定部分を局部的に薄く圧延する熱間圧延方法およびそれにより製造された熱延金属帯ならびにそれを用いて製造された電縫管に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延とは、一般的に、連続鋳造または造塊、分塊によって製造されたスラブ状の金属材料を、加熱炉にて数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対または複数対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばし、コイル状に巻き取るプロセスをいう。
【０００３】
図３は、従来から一般的に用いられている、帯鋼の熱間圧延ライン１００の一例を示す。加熱炉１０により数百〜千数百℃に加熱された厚み１４０〜３００ｍｍの金属材料（以下、被圧延材。仕上圧延後は熱延金属帯ともいう。）８は、粗圧延機１２、仕上圧延機１８により厚み０．８〜２５ｍｍまで圧延されて金属帯状に薄く延ばされる。そして、冷却関連設備２６にて所望の温度まで水冷された後、コイラー２４にて巻き取られる。
【０００４】
粗圧延機１２は、図３に示す熱間圧延ライン１００の場合、Ｒ２、Ｒ４の２基であるが、必ずしも基数はこれに限らない（図４で、Ｒ２、Ｒ４と、番号が飛んでいるのは、将来、生産増の場合に、空きスペースにＲ１やＲ３を増設する予定だからにすぎない）。
【０００５】
これら基数の違いはあるが、粗圧延機１２は、往復圧延あるいは一方向圧延あるいは両者により、一般的に、合計で６回あるいは７回（６パスあるいは７パスのように呼称することもある）の粗圧延を行なって、粗圧延後の被圧延材８を、それにつづく仕上圧延機１８に向け供給する。
【０００６】
図３中には図示していないが、粗圧延機１２のすぐ上流に幅プレスを設置したものもある。
【０００７】
仕上圧延機１８は、数百〜千数百℃の高温の被圧延材８を複数の圧延機で同時に圧延するタンデム圧延機の形式をとるが、仕上タンデム圧延機ではなく、略して単に「仕上圧延機」と称されることが多い。１９はワークロール、２０はルーパである。
【０００８】
仕上圧延機１８を構成する各圧延機（スタンド）の数は、図３に示す熱間圧延ライン１００の場合、Ｆ１〜Ｆ７の７基であるが、６基のものもある。
【０００９】
このほか、熱間圧延ライン１００には、仕上圧延機１８を構成する各圧延機間を除いて、その他の圧延機の間には、図示しない多数（百以上）のテーブルロールが設置されており、被圧延材８を搬送する。
【００１０】
また、被圧延材８には、加熱炉１０から抽出されたとき、その表裏面に酸化物の層（以下、スケール）が生成しており、圧延され薄く延ばされるとともに放熱により降温していく過程でも、被圧延材８は高温の状態で大気に曝され、新たなスケールが被圧延材８の表裏面に生成するため、粗圧延機１２を構成する各圧延機の入側には、ポンプからの供給圧にして１０〜３０ＭＰａ内外の高圧水を被圧延材８の表裏面に吹き付けてスケールを除去するデスケーリング装置１６が設置され、スケールを除去している。
【００１１】
１４はクロップシャーであり、仕上圧延前に被圧延材８の先尾端のクロップ（被圧延材８の先尾端の、いびつな形状の部分）を切断除去し、仕上圧延機１８にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に整形する。
【００１２】
仕上圧延された被圧延材８は冷却関連設備２６から供給される冷却水により冷却された後、コイラー２４にて巻き取られ、熱延金属帯となる。
【００１３】
５０は制御装置、７０はプロセスコンピュータ、９０はビジネスコンピュータである。
【００１４】
さて、熱間圧延ラインで製造される、熱延金属帯には、そのまま出荷されるもののほか、さらに冷間圧延されたり管に加工されたりするものなどがある。
【００１５】
また、熱間圧延ラインで製造される、管や冷間圧延用の素材である熱延金属帯（薄板）のほか、別のラインで製造される、厚板、形鋼なども含め、一般的に、上流工程としては精錬から、下流工程としては表面処理に至る、金属製品の各製造工程（表面処理などは製造品目の種別によりないものもあるが）では、可能な限り切除したりすることに伴う屑化部分が少ないこと、すなわち、可能な限り歩留まりが高いことが望まれる。
【００１６】
ここで、話は変わるが、熱間圧延では、仕上圧延中に各圧延機での上下ワークロール１９の間隙を徐々に変更することで、被圧延材８の仕上圧延後の板厚を徐々に変更する、走間板厚変更と呼ばれる技術が、例えば、特許文献１などの方法により、実用化されている。
【特許文献１】特開昭５８−１２２１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ここで、歩留まりの方に話を戻すと、先述の通り、可能な限り歩留まりが高いことが望まれるところ、例えば、鋼の場合を例に挙げると、管の一種である電縫鋼管を、熱延鋼帯を素材として製造する際は、平坦度や温度履歴の非定常さに伴い材質も非定常で一定しない、先端部分と尾端部分、例えば、各５ｍ内外は、管に加工後に切除して屑化し、客先に製品として納入しないようにすることで、品質保証する一方、切除して屑化することに伴う歩留まりロスについては、これを忍従せねばならないジレンマを抱えていた。
【００１８】
熱延鋼帯の先端部分と尾端部分に平坦度や温度履歴の非定常な部分ができるのは、まず、先端部分の場合でいえば、まだ被圧延材８の最先端がコイラー２４に巻き付くまでの間は、仕上圧延機１８の最終圧延機からコイラー２４に至る被圧延材部分が非拘束となるため、図４に示すごとく、平坦度がよくない部分ができやすくなるとともに、これに伴い、冷却水ｗが水溜まり状になって、同被圧延材部分は、水溜まりができた部分で局部的に強く冷却されて温度履歴が急冷気味になるからである。
【００１９】
本発明は、従来技術のかような問題に鑑みてなされたものであり、熱間圧延ラインにおける熱延金属帯の製造に際し、可能な限り切除したりすることに伴う屑化部分が少なくなり、歩留まりが高くなる方法およびその方法により製造された熱延金属帯ならびにそれを用いて製造された電縫管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】
【００２０】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）被圧延材の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄くなるように、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて前記被圧延材を圧延中に、走間板厚変更する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
（２）被圧延材の先尾端の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄くなるように、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて前記被圧延材を圧延中に、走間板厚変更する
ことを特徴とする電縫管用熱延金属帯の熱間圧延方法。
（３）熱延金属帯であって、該熱延金属帯の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄い
ことを特徴とする熱延金属帯。
（４）熱延金属帯であって、該熱延金属帯の先尾端の切除予定部分が該切除予定部分以外に比べ局部的に薄い
ことを特徴とする電縫管用の（３）の熱延金属帯。
（５）（４）の熱延金属帯を素材として製造した電縫管。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、熱間圧延ラインにおける熱延金属帯の製造に際し、可能な限り切除したりすることに伴う屑化部分が少なくなり、歩留まりが高くなる方法およびその方法により製造された熱延金属帯ならびにそれを用いて製造された電縫管を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図３に示した、熱間圧延ライン１００にて熱延鋼帯を熱間圧延する場合を例にとって、以下、説明する。
【００２３】
図３中に示した、粗圧延機１２で粗圧延された被圧延材８が搬送されてきて、その先端が仕上入側温度計１５の真下に到達すると、被圧延材８の先端の温度は仕上入側温度計１５からプロセスコンピュータ７０に伝送される。
【００２４】
プロセスコンピュータ７０内では、被圧延材８の先端の温度がある一定の閾値以上、例えば、７００℃以上であるか否かを判断し、被圧延材８の先端の温度がある一定の閾値以上の場合には、被圧延材８の先端が仕上入側温度計１５の真下に到達したと判定する。
【００２５】
そして、プロセスコンピュータ７０内では、被圧延材８の先端が仕上入側温度計１５の真下に到達した、と判定したことをトリガー信号として、プロセスコンピュータ７０よりも上位のビジネスコンピュータ９０から、目標とする被圧延材８の仕上圧延後板厚と仕上圧延機出側換算被圧延材速度を設定し、プロセスコンピュータ７０では、それら仕上圧延後板厚と仕上圧延機出側換算被圧延材速度になるような熱間圧延ライン１００における仕上圧延機１８を構成する各圧延機の上下ワークロール１９の間隙と回転速度を計算により求めて、実際にそれら求めた各圧延機の上下ワークロール１９の間隙と回転速度になるよう、それら各圧延機の上下ワークロール１９の間隙と回転速度を調整する図示しない各アクチュエータに指令する。
【００２６】
なお、被圧延材８を仕上圧延機１８にて圧延する際の速度は、図５に示すごとく、被圧延材８の先端が第一圧延機であるＦ１に噛み込んで（オンして）以降、同先端がコイラー２４に巻き付くまでは、スレッディング速度と呼ばれる低速に制御されるが、同先端がコイラー２４に巻き付いて以降は、ある加速率にて加速され、トップ速度と呼ばれる比較的高速に達したのちは、そのトップ速度に維持されるよう制御される。そして、被圧延材８の尾端が第一圧延機であるＦ１（トップ速度が低くなるにつれ、Ｆ２やＦ３と後段圧延機にする場合もあるが）を抜けて（オフして）以降は、ある減速率にて減速され、クリーピング速度と呼ばれる低速まで減速された後、同クリーピング速度にて被圧延材８の尾端を巻き取り終わるように制御される。
【００２７】
その関係で、先述のように、プロセスコンピュータ７０よりも上位のビジネスコンピュータ９０から、目標とする被圧延材８の仕上圧延後板厚と仕上圧延機出側換算被圧延材速度を設定する際には、あわせて、スレッディング速度、加速率、トップ速度、減速率なども設定する。クリーピング速度は、多くの場合、固定値であるため、プロセスコンピュータ７０内や制御装置５０内にもつ場合が多いが、クリーピング速度についても、プロセスコンピュータ７０よりも上位のビジネスコンピュータ９０から設定するようにしてもよい。
【００２８】
プロセスコンピュータ７０では、ビジネスコンピュータ９０から設定された仕上圧延機出側換算被圧延材速度になるための熱間圧延ライン１００における仕上圧延機１８を構成する各圧延機の上下ワークロール１９の回転速度を計算により求めるにあたっては、同じくプロセスコンピュータ７０内で、成分や材質あるいは仕上圧延後寸法などをキーとして索引するテーブル値や、これとは別のモデル式により決定される先進率で、先述の仕上圧延機出側換算被圧延材速度を各圧延機にて圧延後の被圧延材８の設定板厚の、仕上圧延後板厚に対する比で除したものを、さらに除して計算する。
【００２９】
さて、各圧延機の上下ワークロール１９の間隙と回転速度を調整する図示しない各アクチュエータは、指令を受けると、指令された各圧延機の上下ワークロール１９の間隙と回転速度になるよう、実際に、動作、制定され、被圧延材８の先端が各圧延機に噛み込んでくるのを待つ。
【００３０】
被圧延材８の先端が各圧延機に噛み込んだら、今までの一般的な熱間圧延では、被圧延材８の先端、例えば、最先端から仕上圧延機１８の最終圧延機Ｆ７で圧延後の長さに換算して５ｍ内外圧延搬送したポイントにて、圧延荷重をロックオンし、以降、ロックオンした圧延荷重からの偏差に適当なゲインを乗じて上下ワークロール１９の間隙を開閉制御する、ＡＧＣ（Automatic  Gauge  Control）と呼ばれる制御が行われるところである。
【００３１】
これに代え、本発明では、被圧延材の切除予定部分が切除予定部分以外に比べ局部的に薄くなるように、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて被圧延材を圧延中に、走間板厚変更する。
【００３２】
ここではその実施の形態の一例として、次のような場合について説明する。図１に示すように、被圧延材８の先端が仕上圧延機１８の最終圧延機Ｆ７に噛み込んだら、直後にＦ７では走間板厚変更を開始し、圧延後板厚を徐々に厚くしていき、最先端から仕上圧延機１８の最終圧延機Ｆ７にて圧延後の長さに換算して５ｍ圧延搬送したポイントにて、最先端に比べ、２ｍｍ、圧延後板厚が厚くなるように制御する。そして、被圧延材８の尾端が仕上圧延機１８の最終圧延機の一つ手前の第六圧延機Ｆ６を抜けてから、最終圧延機Ｆ７の搬送方向入側に、最終圧延機Ｆ７にて圧延後の長さに換算して５ｍ分にＦ７にて圧延後の板厚を乗じた単位幅あたり体積をさらにＦ７入側の長さに換算した長さを残して、走間板厚変更を開始し、圧延後板厚を徐々に薄くしていき、最先端から仕上圧延機１８の最終圧延機Ｆ７で圧延後の長さに換算して５ｍ圧延搬送したポイント（ちょうど被圧延材８の尾端がＦ７を抜けるポイント）にて、走間板厚変更開始時に比べ、２ｍｍ、圧延後板厚が薄くなるように制御する。
【００３３】
被圧延材８の尾端における走間板厚変更開始のタイミングについては、仕上圧延機１８を構成する各圧延機の上下ワークロール１９を回転駆動する図示しないアクチュエータ（電動機）の駆動軸には、最終圧延機Ｆ７の上下ワークロール１９を回転駆動する図示しないアクチュエータ（電動機）も含め、ロータリーエンコーダなどの回転速度や、一つ前の圧延機である第六圧延機Ｆ６を被圧延材８の尾端が抜けて（オフして）以降などののべ回転数を計測できるセンサが取り付けられているため、上下ワークロール１９を回転駆動する図示しないアクチュエータ（電動機）の駆動軸に取り付けられたセンサからの信号を制御装置５０が時々刻々に受信し、上下ワークロール１９を回転駆動する図示しないアクチュエータ（電動機）のどちらかあるいは両者平均ののべ回転数に、別途プロセスコンピュータ７０から制御装置５０に伝送されてくる最終圧延機Ｆ７の上下ワークロール１９の直径と円周率と後進率を乗じた値が、第六圧延機Ｆ６と最終圧延機Ｆ７の各中心位置間の機械長から、先述の、最終圧延機Ｆ７にて圧延後の長さに換算して５ｍ分にＦ７にて圧延後の板厚を乗じた単位幅あたり体積をさらにＦ７入側の長さに換算した長さを差し引いた値に達した時点で、制御装置５０からの指令により、走間板厚変更を開始すればよい。
【００３４】
ここで、最終圧延機Ｆ７で被圧延材８を圧延する際の後進率は、同先進率に、最終圧延機Ｆ７で圧延する前の板厚（Ｆ６で圧延後の被圧延材８の設定板厚）の、最終圧延機Ｆ７で圧延後の被圧延材８の設定板厚（仕上圧延後板厚）に対する比を乗じて計算することで求められる。
【００３５】
なお、被圧延材８の先端が各圧延機に噛み込んで以降、被圧延材８の先端における走間板厚変更が終了したのちは、被圧延材８の最先端から仕上圧延機１８の最終圧延機Ｆ７で圧延後の長さに換算して５ｍ圧延搬送したポイントにて、圧延荷重をロックオンし、以降、ロックオンした圧延荷重からの偏差に適当なゲインを乗じて上下ワークロール１９の間隙を開閉制御する、ＡＧＣ（Automatic  Gauge  Control）と呼ばれる制御を行うのが好ましく、同ＡＧＣは、被圧延材８の尾端が仕上圧延機１８の最終圧延機Ｆ７よりも一つ手前の圧延機Ｆ６を抜けてから、最終圧延機Ｆ７の搬送方向入側に、最終圧延機Ｆ７で圧延後の長さに換算して５ｍ分にＦ７で圧延後の板厚を乗じた単位幅あたり体積をさらにＦ７入側の長さに換算した長さを残して、打ち切るようにするのが好ましい。
【００３６】
上記の実施の形態中、Ｆ７で圧延後の長さに換算して５ｍについて走間板厚変更を行っているが、５ｍという数字は一義的なものではなく、あくまで一例であって、各社各工場での事情により、適宜な長さに変更してよい。一般的には、１乃至２０ｍとするのが好ましい。そして、走間板厚変更は、特許文献１のような方法を基本的に踏襲すればよく、これに改良を加えた方法を用いてもよい。
【００３７】
なお、以上説明した実施の形態では、被圧延材８の先尾端の切除予定部分が局部的に薄くなるように、熱間圧延ライン１００における仕上圧延機１８にて被圧延材８を圧延中に、走間板厚変更する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、被圧延材同士を接合して連続的に仕上圧延する、いわゆる連続熱間圧延を行う場合に、被圧延材同士の接合部分について、切除予定部分が局部的に薄くなるように、仕上圧延機にて被圧延材を圧延中に、走間板厚変更したり、あるいは、二以上のオーダーが一本の被圧延材に割り付けられたような場合に、二つのオーダーの境界の部分を挟んで走間板厚変更するに際し、切除予定部分が局部的に薄くなるように走間板厚変更したりする場合にも、同様に適用できる。なお、その場合、可能な限り、走間板厚変更がされる被圧延材部分を短くすることが、少しでも高い歩留まりを得る上で好ましい。
【００３８】
また、以上説明した実施の形態では、図３に示した、熱間圧延ライン１００にて熱延鋼帯を熱間圧延する場合を例にとって説明したが、走間板厚変更が可能な仕上圧延機をもつものであれば、セミコン、フルコン、スリークォータ、ステッケルミル、ヌーコアタイプなど、熱間圧延ライン１００以外の形式のあらゆる熱間圧延ラインにて、鋼帯以外も含めたあらゆる熱延金属帯を熱間圧延する場合について、本発明は適用できる。
【実施例】
【００３９】
厚さ２５０ｍｍ、長さ９ｍのスラブを、１０ｍｍに熱間圧延するに際し、先端と尾端各５ｍについて、それぞれ、８ｍｍから１０ｍｍ、１０ｍｍから８ｍｍの傾斜板厚分布になるよう圧延した。
【００４０】
この場合、同じ５ｍを切除し屑化するにしても、図２に示すごとく、従来全長１０ｍｍに圧延していた場合の歩留まり９５．６％に比べ、９６．０％まで歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態の一例について説明するための線図
【図２】本発明の効果について説明するための線図
【図３】熱間圧延ラインについて説明するための線図
【図４】非定常部分ができる理由について説明するための線図
【図５】被圧延材を熱間圧延ラインの仕上圧延機にて圧延する際の速度について説明するための線図
【符号の説明】
【００４２】
８  被圧延材
１０  加熱炉
１２  粗圧延機
１３５  エッジャーロール
１４  クロップシャー
１５  仕上入側温度計
１６  デスケーリング装置
１８  仕上圧延機
１９  ワークロール
２０  ルーパ
２１  仕上出側温度計
２２  仕上出側板厚計
２３  ランナウトテーブル
２４  コイラー
２５  コイラー入側温度計
２６  冷却関連設備
５０  制御装置
７０  プロセスコンピュータ
９０  ビジネスコンピュータ
１００  熱間圧延ライン
Ａ  搬送方向
ｗ  冷却水
【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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