(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗バーを一方向へ搬送しながら、該粗バーを板幅方向全体にわたって加熱するための粗バー加熱装置を通過させることによって加熱してから仕上圧延機によって仕上圧延を行うことにより所定の板厚を有する熱延鋼板を製造する際に、
前記粗バー加熱装置と前記仕上圧延機との間に存在する前記粗バーの先端部の温度の実測値が目標値に満たない場合には、該粗バーを前記一方向とは反対の逆方向へ一旦搬送してから前記一方向へ搬送して前記粗バー加熱装置を通過させることにより前記粗バーの先端部を再加熱することを１回または複数回繰り返して行うことによって、前記粗バー加熱装置と前記仕上圧延機との間における前記粗バーの先端部の温度を前記目標温度を満足するように昇温してから、前記仕上圧延機を用いた仕上圧延を行うこと
を特徴とする熱延鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記粗バーの再加熱は、該粗バーの長手方向各部について前記粗バー加熱装置による加熱の影響を勘案した温度推定計算を行い、該温度推定計算の結果に基づいて、前記長手方向各部毎に前記粗バー加熱装置を制御することによって、行われる請求項１に記載された熱延鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記粗バーの再加熱は、該再加熱を行われた前記粗バーの先端部の温度が、該再加熱の間、前記仕上圧延機の入側で停止していたと仮定した場合における前記先端部の推定計算温度よりも大きくなるように前記粗バー加熱装置を制御することによって、行われる請求項１または請求項２に記載された熱延鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記粗バーの再加熱は、下記式に基づいて前記粗バー加熱装置を制御することによって行われる請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された熱延鋼板の製造方法。
Ｔ＝Ｔ0 −ΔＴ
ΔＴ＝ΔＴW ＋ΔＴa ＋ΔＴr −ΔＴq −ΔＴu 
ΔＴW ＝ｈw （Ｔ−ＴW ）・ｔw ／（ｃ・ρ・Ｈ）
ΔＴa ＝ｈa （Ｔ−Ｔa ）・ｔa ／（ｃ・ρ・Ｈ）
ΔＴr ＝ｈr （Ｔ−Ｔr ）・ｔr ／（ｃ・ρ・Ｈ）
ΔＴq ＝Ｇ・η・／（ｃ・ρ・Ｈ）
ΔＴu ＝Ｐ／（ｃ・ρ・Ｈ・Ｂ・Ｖ）
ただし、Ｔ：粗バーの表面温度
Ｔ0 ：粗バーの初期温度
ΔＴ：粗バーの温度降下量
ΔＴW 、ΔＴa ΔＴr ：水冷、空冷、ロール接触による温度降下量
ΔＴq 、ΔＴu ：圧延時の加工発熱、加熱装置による温度上昇量
ｈw 、ｈa 、ｈr ：水冷、空冷、圧延ロールに対する熱伝達係数
Ｔw 、Ｔa 、Ｔr ：水温、気温、圧延ロール温度
ｔw 、ｔa 、ｔr ：水冷、空冷、圧延に要した時間であり、仕上圧延機や搬送テーブルの速度パターンから求める。
ｃ：粗バーの比熱
ρ：粗バーの密度
Ｈ：粗バーの厚み
Ｇ：圧延トルク
η：圧延トルクが加工発熱に変化する割合
Ｐ：粗バー加熱装置の実効出力
Ｂ：粗バーの幅
Ｖ：粗バーが粗バー加熱装置を通過する速度
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱延鋼板の製造方法に関する。具体的には、本発明は、スラブに粗圧延機を用いて粗圧延を行って粗バーとし、その後にこの粗バーを搬送テーブルを用いて仕上圧延機まで搬送して仕上圧延を行うことにより所定の板厚の熱延鋼板を製造する際に、仕上圧延機の入側に設置した粗バーを板幅方向全体にわたって加熱する粗バー加熱装置により粗バーの先端部を加熱することによる熱延鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板は、一般的に、連続鋳造機を用いて連続鋳造を行われたスラブを加熱炉に装入して所定の温度に加熱してから、粗圧延機を用いて粗圧延を行われることにより長さが数10ｍの粗バーとされた後、粗圧延機と仕上圧延機との間に設けられた搬送テーブルにより所定の搬送パターンで仕上圧延機まで搬送され、仕上圧延機を用いて仕上圧延を行われることにより、最終的に所定の板厚とされて、製造される。
【０００３】
ところで、かかる熱延鋼板の仕上圧延では、一般的に、粗バーの長手方向の後方側（上流側）ほど、仕上圧延機に到達するまでの待ち時間が長くなるため、放熱による温度低下量が大きくなる。このため、以前より、粗バーの先端部が仕上圧延機を通過した後に圧延速度を増加させることにより粗バーの長手方向の後方側の温度低下量を抑制する加速圧延を行うことによって、熱延鋼板の機械的特性に大きく影響する因子の一つである仕上圧延機出側温度を粗バーの全長について確保するようにしていた。
【０００４】
しかしながら、この加速圧延により温度低下量を抑制できるのは、粗バーの長手方向の後方側であり、粗バーの長手方向の前方側は、仕上圧延を行う際の挙動、例えば先端部での蛇行、上下反り、圧下位置精度さらには速度バランス等が不安定となるため、後方側に比較すると仕上圧延を低速で行わざるを得なかった。したがって、加速圧延を行っても、粗バーの長手方向の前方側は、仕上圧延機における抜熱による温度低下量が著しかった。
【０００５】
そこで、近年、熱延鋼板の仕上圧延においては、例えば特開平10−230313号公報により開示されるように、粗圧延機と仕上圧延機との間に粗バーを板幅方向全体にわたって加熱するために加熱装置（本明細書では「粗バー加熱装置」という）を設置しておき、この粗バー加熱装置の出力を適宜調整しながら粗バーの先端部を、仕上圧延機出側における熱延鋼板の温度が長手方向に一定になるように、所定の温度まで加熱して粗バーの先端側の温度低下量を抑制してから仕上圧延を行う発明が開示されている。
【０００６】
ここで、この粗バー加熱装置の加熱能力すなわち昇温能力は、粗バー加熱装置の容量（一般に電力KW）と、粗バーが粗バー加熱装置の内部を通過する際の速度の上限および下限とによって決定される。したがって、粗バーの先端部に対する昇温量は、加速圧延が開始される以前にあっては粗バー加熱装置による加熱により決定され、粗バーの先端部以外の部位に対する昇温量は、加速圧延が開始された後にあっては粗バー加熱装置による加熱と加速圧延とにより決定され、これにより、仕上圧延機出側における熱延鋼板の温度が確保される。このように、粗バー加熱装置を用いた場合には、粗バーの先端部の昇温量は、主に粗バー加熱装置の加熱能力に基づいて決定される。
【０００７】
また、特開平10−291016号公報には、仕上圧延開始前に、粗バーの先端部の形状不良部（クロツプ部）を切り落とし、その後にクロップ部を切り落とされた粗バーの先端部を加熱することによって粗バーの先端部を加熱してから、仕上圧延を行う発明が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のいずれの発明によっても粗バーの先端部の温度低下を補償できないため、圧延不可（リジェクト）による廃却品の発生、仕上圧延機出側温度の下限外れによる製品の機械的特性の不芳、さらには仕上圧延機に誤投入した場合の圧延機荷重オーバー等による設備トラブルの発生を解消することは、できなかった。
【０００９】
すなわち、粗バーは、粗圧延後であって仕上圧延開始までの間に時々刻々と放熱により温度低下が発生するが、例えば特開平10−230313号公報または同10−291016号公報等により開示された従来の発明においてこの温度低下を補償するための手段は、先端部については粗バー加熱装置だけである。さらに、これら従来の発明によっても、粗バー加熱装置で加熱した後に直ちに仕上圧延機に到達して仕上圧延が行われるのではなく、仕上圧延機の直前に設けられた▲１▼粗バーの先端部のクロップ部を切断するフライングクロップシャ（FCS)、▲２▼粗バーの板幅両端部のみ加熱するエッジ加熱装置（エッジヒータ）、▲３▼粗バーの表面のスケールを除去するデスケーラ、▲４▼場合によっては板幅方向に圧下をかけて板幅調整を行う縦型ローラ圧延機（エッジャ）等を用いた各種の処理が仕上圧延の直前に行われるため、これら各種の処理により仕上圧延機に到達するまでの間に粗バーはさらに温度低下する。
【００１０】
ここで、粗バー加熱装置による粗バーの加熱量は、通常、粗バーが粗バー加熱装置を通過してから仕上圧延機に到達するまでに要する時間における放熱量と、仕上圧延機による仕上圧延時の速度パターンとから仕上圧延機を通過した時点における温度低下量を推定計算し、この温度低下量を補償できるように決定される。このため、これまでの発明では、粗バー加熱装置を通過した後に新たに生じた粗バーの温度低下量を補償することは不可能であった。
【００１１】
このため、例えば、粗バー加熱装置と仕上圧延機との間に設けられたフライングクロップシャ、エッジ加熱装置さらにはデスケーラ等による各種の処理に起因した温度低下や、仕上圧延機に投入された先行する粗バーのトラブル等によって、粗バーを粗バー加熱装置および仕上圧延機の間で待機させざるを得なくなった場合、上述したように、従来の発明では粗バー加熱装置を通過した後に新たに生じた粗バーの温度低下量を補償できなかったため、圧延不可による廃却品の発生、仕上圧延機出側温度の下限外れによる製品の機械的特性の不芳、さらには仕上圧延機に誤投入した場合の圧延機荷重オーバー等による設備トラブルの発生を解消することはできないという課題があった。
【００１２】
なお、特開平10−291016号公報により開示される発明によれば、クロップ部を切り落としてから粗バーの先端部の温度低下部を加熱できることとなり、考え方は有効である。しかしながら、粗バーは通常は30〜40mm程度の厚みを有しており、先端部はある程度の断面積を有するため、他の部位に比して局部的に温度が低下し易い。このため、クロップ部を切断された粗バーの先端部は、粗バー加熱装置で加熱してから仕上圧延機へ投入するまでの時間が長いと、さらに温度低下してしまう。このため、この発明によっても、粗バーの先端部をフライングクロップシャで切断した後にはできるだけ迅速に仕上圧延機に投入する必要があるが、上述したように、粗バー加熱装置による加熱後にもエッジ加熱装置さらにはデスケーラ等による各種の処理が行われるため、やはり上述した課題を解消することはできなかった。
【００１３】
また、例えば予め仕上圧延機に到達する粗バーを、粗バー加熱装置の内部で保温させたまま待機させておくことは、粗バー加熱装置から仕上圧延機までの間においてトラブルが発生することは事前に予測することができないため、圧延能率の大幅な低下を招いてしまう。実際に、粗バー（被加熱材）の昇温量は、材料比熱×加熱装置出力／（幅×厚×通過速度）で決定されるため、粗バーを待機（搬送速度零近傍）させるのでは加熱出力を実質オフとしなければならず、保温は不可能であるとともに圧延能率の大幅な低下と不必要な加熱とをともに招いてしまう。さらに、温度低下分を見込んで予め昇温量を増加させておくことも、大容量の加熱装置が必要となるだけでなく、大部分の仕上圧延では不必要な加熱となるため、電力コストを著しく上昇させてしまう。
【００１４】
ここに本発明の目的は、スラブに粗圧延機を用いて粗圧延を行って粗バーとし、その後にこの粗バーを搬送テーブルを用いて仕上圧延機まで搬送するとともに、仕上圧延機の入側に設置した粗バーを板幅方向全体にわたって加熱する粗バー加熱装置により粗バーの先端部を加熱してから、仕上圧延を行うことにより所定の板厚の熱延鋼板を製造する際に、粗バー加熱装置により加熱された粗バーの先端部が仕上圧延機に到達する間に発生する温度低下量が、当初予定していた温度低下量よりも大きい場合であっても、仕上圧延機による仕上圧延を行うことができる粗バーの先端部温度を確保し、これにより、圧延不可による廃却品の発生、仕上圧延機出側温度の下限外れによる製品の機械的特性の不芳、さらには仕上圧延機に誤投入した場合の圧延機荷重オーバー等による設備トラブルの発生をいずれも解消することができる熱延鋼板の製造方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粗バーを一方向へ搬送しながら、この粗バーを板幅方向全体にわたって加熱するための粗バー加熱装置を通過させることによって加熱してから仕上圧延機によって仕上圧延を行うことにより所定の板厚を有する熱延鋼板を製造する際に、粗バー加熱装置と仕上圧延機との間に存在する粗バーの先端部の温度の実測値が目標値に満たない場合には、粗バーを上記一方向とは反対の逆方向へ一旦搬送してから上記一方向へ搬送して粗バー加熱装置を通過させることにより粗バーの先端部を再加熱することを１回または複数回繰り返して行うことによって、粗バー加熱装置と仕上圧延機との間における粗バーの先端部の温度を目標温度を満足するように昇温してから、仕上圧延機を用いた仕上圧延を行うことを特徴とする熱延鋼板の製造方法である。
【００１６】
この本発明にかかる熱延鋼板の製造方法では、粗バーの再加熱が、粗バーの長手方向各部について粗バー加熱装置による加熱の影響を勘案した温度推定計算を行い、この温度推定計算の結果に基づいて、長手方向各部毎に粗バー加熱装置を制御することによって、行われることが例示される。
【００１７】
また、これらの本発明にかかる熱延鋼板の製造方法では、粗バーの再加熱が、再加熱を行われた粗バーの先端部の温度が、再加熱の間、仕上圧延機の入側で停止していたと仮定した場合における先端部の推定計算温度よりも大きくなるように粗バー加熱装置を制御することによって、行われることが例示される。
【００１８】
さらに、これらの本発明にかかる熱延鋼板の製造方法では、粗バーの再加熱が、下記式に基づいて粗バー加熱装置を制御することによって行われることが例示される。
【００１９】
Ｔ＝Ｔ0 −ΔＴ                                  ・・・・・・（１）
ΔＴ＝ΔＴW ＋ΔＴa ＋ΔＴr −ΔＴq −ΔＴu     ・・・・・・（２）
ΔＴW ＝ｈw （Ｔ−ＴW ）・ｔw ／（ｃ・ρ・Ｈ）  ・・・・・・（３）
ΔＴa ＝ｈa （Ｔ−Ｔa ）・ｔa ／（ｃ・ρ・Ｈ）  ・・・・・・（４）
ΔＴr ＝ｈr （Ｔ−Ｔr ）・ｔr ／（ｃ・ρ・Ｈ）  ・・・・・・（５）
ΔＴq ＝Ｇ・η・／（ｃ・ρ・Ｈ）                ・・・・・・（６）
ΔＴu ＝Ｐ／（ｃ・ρ・Ｈ・Ｂ・Ｖ）              ・・・・・・（７）
ただし、これらの(1) 式〜(7) 式において、Ｔは粗バーの表面温度を意味し、Ｔ0 は粗バーの初期温度を意味し、ΔＴは粗バーの温度降下量を意味し、ΔＴW は水冷による温度降下量を意味し、ΔＴa は空冷による温度降下量を意味し、ΔＴr はロール接触による温度降下量を意味し、ΔＴq は圧延時の加工発熱による温度上昇量を意味し、ΔＴu は加熱装置による温度上昇量を意味し、ｈw 、ｈa およびｈr はそれぞれ水冷、空冷、圧延ロールに対する熱伝達係数を意味し、Ｔw 、Ｔa およびＴr はそれぞれ水温、気温、圧延ロール温度を意味し、ｔw 、ｔa およびｔr はそれぞれ水冷、空冷、圧延に要した時間を意味しており、仕上圧延機や搬送テーブルの速度パターンから求めるものであり、ｃは粗バーの比熱を意味し、ρは粗バーの密度を意味し、Ｈは粗バーの厚みを意味し、Ｇは圧延トルクを意味し、ηは圧延トルクが加工発熱に変化する割合を意味し、Ｐは加熱装置の実効出力を意味し、Ｂは粗バーの幅を意味し、さらに、Ｖは粗バーが粗バー加熱装置を通過する速度を意味する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる熱延鋼板の製造方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態で用いた圧延設備１の構成の概略を模式的に示す説明図である。同図に示すように、この圧延設備１は、粗圧延機２と、搬送装置３と、粗バー加熱装置４と、エッジヒータ５と、フライングクロップシャ６と、縦型ローラ７と、デスケーラ８と、仕上圧延機９と、制御装置10とを有する。そこで、まず、圧延設備１のこれらの構成要素を順次説明する。
【００２２】
［粗圧延機２］
図１における粗圧延機２は、連続鋳造により製造されたスラブに熱間で粗圧延を行い、粗バー11を製造するための粗圧延機である。本実施の形態では、この種の粗圧延機として慣用される粗圧延機を用いており、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
【００２３】
［搬送装置３］
粗圧延機２で粗圧延を行われて製造された粗バー11は、搬送装置３により搬送され、仕上圧延機９へ搬送される。本実施の形態では、搬送装置３として、複数並設されたテーブルローラを用いた。
【００２４】
各テーブルローラはモーター駆動式であり、後述する粗バー搬送速度制御装置10d により所定の周速度で回転駆動されることにより、搭載する粗バー11を搬送する。
【００２５】
このテーブルローラからなる搬送装置３は、この種の搬送装置として慣用されるものであり、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
［粗バー加熱装置４］
粗圧延機２と後述する仕上圧延機９との間には、搬送装置３により搬送される粗バー11が通過しながら加熱される粗バー加熱装置４が設置される。
【００２６】
粗バー11は、搬送装置３により仕上圧延機９まで搬送される間に、この粗バー加熱装置４により、その幅方向の全体に渡って加熱される。
この粗バー加熱装置４は、この種の加熱装置として慣用されるものであり、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
【００２７】
［エッジヒータ５］
粗バー加熱装置４により加熱を行われた粗バー11は、板幅両端部のみ加熱するエッジヒータ５により加熱されることにより、板幅方向の温度の不均一を解消される。
【００２８】
このエッジヒータ５は、この種の加熱装置として慣用されるものであり、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
［フライングクロップシャ６］
必要に応じてエッジヒータ５により幅方向両端部の部分的な加熱を行われた粗バー11は、温度低下が生じることを抑制するために、極力高速で仕上圧延機入側まで搬送されながら、粗バー11の先端におけるクロップ部を除去するため、フライングクロップシャ６により切断される。フライングクロップシャ６による切断の際には、切断位置の精度を確保できる程度に減速して一定速度で搬送される。
【００２９】
このフライングクロップシャ６は、この種の切断装置として慣用されるものであり、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
［縦型ローラ７］
フライングクロップシャ６により先端部を切断された粗バー11は、仕上圧延機９へ向けてさらに搬送されるが、仕上圧延機９の出側での粗バー11の先端部の速度、目標板厚および粗バー板厚より、マスフロ−一定則に基づいて、仕上圧延機９の入側における搬送速度が決定される。
【００３０】
そして、フライングクロップシャ６で切断された後は、必要に応じて、縦型ローラ圧延機 (エッジャ) ７により板幅方向へ圧下をかけて板幅調整を行う。
この縦型ローラ７は、この種の圧下ローラとして慣用されるものであり、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
【００３１】
［デスケーラ８］
必要に応じて、縦型ローラ７による板幅方向へ圧下をかけて板幅調整を行われた粗バー11は、デスケーラ８により、仕上圧延機９の直前に粗バー11の表面に浮き上がるスケールを除去される。
【００３２】
このデスケーラ８は、この種のデスケーラとして慣用されるものであり、その構造等は周知であるため、これ以上の説明は省略する。
［仕上圧延機９］
デスケーラ８により表面に形成されたスケールを除去された粗バー11は、テーブルローラ３により仕上圧延機９まで搬送され、複数の圧延スタンドF1〜Fnを有する仕上圧延機９により所定厚さの熱延鋼板に仕上圧延される。
【００３３】
なお、本実施の形態では、粗バー11および仕上圧延を行われた熱延鋼板（図示しない）それぞれの温度検出手段として、粗圧延機出側温度計12、粗バー加熱装置入側温度計13、仕上圧延機入口温度計14および仕上圧延機出側温度計15が設置されている。粗圧延機出側温度計12による測定温度は後述する仕上圧延機出側温度予測装置10b に出力され、粗バー加熱装置入側温度計13および仕上圧延機入口温度計14による測定温度は粗バー加熱出力制御装置10a に出力され、さらに仕上圧延機出側温度計15による測定温度は最終圧延温度として、圧延ライン制御装置10c に出力される。
【００３４】
［制御装置10］
本実施の形態における制御装置10は、粗バー加熱出力制御装置10a と、仕上圧延機出側温度予測装置10b と、圧延ライン制御装置10c と、粗バー搬送速度制御装置10d とにより構成されている。
【００３５】
粗バー加熱出力制御装置10a は、粗バー加熱装置４との間で信号の授受を行うことにより、粗バー加熱装置４の動作を制御する。仕上圧延機出側温度予測装置10b は、粗圧延機出側温度計12、粗バー加熱出力制御装置10a 、圧延ライン制御装置10c および粗バー搬送速度制御装置10d とに基づいて、仕上圧延機９の出側における熱延鋼板 (図示しない) の温度を予測演算し、粗バー加熱装置４の制御信号を出力する。
【００３６】
すなわち、粗バー加熱装置４は、粗圧延機出側温度計12により測定された粗バー11の温度と、生産計画に基づいて圧延ラインの初期の諸条件（仕上寸法、目標仕上圧延機出側温度等）を決定する圧延ライン制御装置10c により決定された粗バー11の厚さおよび仕上圧延機９の圧下スケジュ−ルおよび速度設定パターンとから、仕上圧延機出側温度予測装置10b により仕上圧延機９の出側における粗バー11の温度が予測され、必要となる粗バー11の加熱量、すなわち粗バー加熱装置４によって粗バー11へ投入される電力量となるように、粗バー加熱出力制御装置10a により粗バー加熱装置４の出力制御が行われる。
【００３７】
この際、粗バー加熱出力制御装置10a は、予め設定された加熱パターンだけではなく、粗バー11が粗バー加熱装置４を通過する時の搬送速度の変化に追従することにより、仕上圧延機９の出側における熱延鋼板の温度が長手方向に一定となるように、加熱出力（投入電力量）が調整される。
【００３８】
本実施の形態で用いた圧延設備１は、以上のように構成される。次に、この圧延設備１を用いて、本発明にかかる製造方法を実施する状況を説明する。
通常、フライングクロップシャ６によりクロップ部を切断された後の粗バー11は、仕上圧延機９の第１圧延スタンドFlに噛み込ませる速度に同期させる必要がある。第１圧延スタンドFlに粗バー11が噛み込んでしまうと、粗バー11を停止させることができなくなるため、粗バー11の逆走可能な最終的な停止可能位置は、粗バー11の先端部を切断するフライングクロップシャ６の直後である。
【００３９】
また、仕上圧延機９の入側には、本装置１のように、エッジヒータ５、フライングクロップシャ６、縦型ローラ７およびデスケーラ８が設けられており、また必要に応じて粗バー11の板幅端部のみを加熱するエッジヒータ５が存在するケースもある。
【００４０】
さらに、熱延鋼板の製造時には、場合によっては粗バー11の先端部が仕上圧延機９の入側設備に突っかかるようなトラブルが発生したり、またこの粗バー11の先行の粗バーが仕上圧延で噛み込み不良等のトラブルが発生し、粗バー11を仕上圧延機９に噛ませることが突然不可となるケースが発生する。
【００４１】
このような場合、粗バー11を粗バー加熱装置４で加熱していても、その後の放冷による温度低下を防止できずに結果的には圧延不可となり、上述したように、ラインからリジェクトになったり、圧延したとしても仕上圧延機９の出側温度が特に先端部で確保できずに特性不芳や最悪は仕上圧延機９の荷重上限超過により設備故障につながるトラブルの発生を招く。
【００４２】
このため、本実施の形態では、粗バー11を粗バー加熱装置４により加熱した後、予め予期せぬトラブル等により仕上圧延機９に投入するタイミングが遅れ、粗バー11に温度低下が発生した場合であっても、以下の対策をとることにより、圧延可能となる粗バー11の先端部の温度を確保し、仕上圧延機９でのトラブル発生防止や、仕上出口温度確保による鋼板の機械特性確保等を図る。
【００４３】
すなわち、図１に示すように、粗バー11を一方向 (図１における白抜き矢印方向) へ搬送しながら、この粗バー11を板幅方向全体にわたって加熱するための粗バー加熱装置４を通過させることによって加熱してから仕上圧延機９によって仕上圧延を行うことにより所定の板厚を有する熱延鋼板を製造する際に、粗バー加熱装置４と仕上圧延機９との間に存在する粗バー11の先端部の温度の実測値が目標値に満たない場合に、本実施形態では、粗バー11をこの一方向とは反対の逆方向 (図面向かって左方向) へ一旦搬送してから上記の一方向 (図１における白抜き矢印方向) へ搬送して粗バー加熱装置４を通過させることにより粗バー11の先端部を再加熱することを１回または複数回繰り返して行う。
【００４４】
このように、本実施の形態では、仕上圧延機９の入側の直前で停止した粗バー11を、搬送装置３を逆転させることにより逆走させ、再度粗バー加熱装置４に粗バー11を先端部から再投入することにより、粗バー加熱装置４と仕上圧延機９との間における粗バー11の先端部の温度を目標温度を満足するように昇温してから、仕上圧延機９を用いた仕上圧延を行うことによって、熱延鋼板を製造する。
【００４５】
これにより、粗バー加熱装置４により加熱された粗バー11の先端部が仕上圧延機９に到達する間に発生する温度低下量が、当初予定していた温度低下量よりも大きい場合であっても、仕上圧延機９による仕上圧延を行うことができる粗バー11の先端部温度を確保し、これにより、圧延不可による廃却品の発生、仕上圧延機11の出側温度の下限外れによる製品の機械的特性の不芳、さらには仕上圧延機11に誤投入した場合の圧延機荷重オーバー等による設備トラブルの発生をいずれも解消することができる。
【００４６】
ここで、仕上圧延機９の直前で待機した粗バー11のうちで、先端部〜粗バー加熱装置４の間に位置する部分は粗バー加熱装置４により加熱されているものの、粗バー加熱装置４〜後端部の間に位置する部分は粗バー加熱装置４による加熱は行われていない。このため、本実施の形態により、粗バー11を逆走して粗バー加熱装置４により再加熱する際に、粗バー11を長手方向に均一に加熱してしまうと、先端部〜粗バー加熱装置４の間に位置する部分は粗バー加熱装置４〜後端部の間に位置する部分よりもより高温に加熱されてしまうおそれがある。
【００４７】
そこで、本実施の形態では、粗バー11の再加熱は、粗バー11の長手方向各部について粗バー加熱装置４による加熱の影響を勘案した温度推定計算を行い、この温度推定計算の結果に基づいて、長手方向各部毎に粗バー加熱装置４を制御することによって、行われることが望ましい。
【００４８】
ここで、この温度推定計算は、公知の手段により行えばよく、例えば以下に例示するように行えばよい。すなわち、本実施の形態では、粗バー11の再加熱が、下記式に基づいて粗バー加熱装置４を制御することによって行われる。
【００４９】
Ｔ＝Ｔ0 −ΔＴ                                ・・・・・・（１）
ΔＴ＝ΔＴW ＋ΔＴa ＋ΔＴr −ΔＴq −ΔＴu   ・・・・・・（２）
ΔＴW ＝ｈw （Ｔ−ＴW ）・ｔw ／（ｃ・ρ・Ｈ）・・・・・・（３）
ΔＴa ＝ｈa （Ｔ−Ｔa ）・ｔa ／（ｃ・ρ・Ｈ）・・・・・・（４）
ΔＴr ＝ｈr （Ｔ−Ｔr ）・ｔr ／（ｃ・ρ・Ｈ）・・・・・・（５）
ΔＴq ＝Ｇ・η・／（ｃ・ρ・Ｈ）              ・・・・・・（６）
ΔＴu ＝Ｐ／（ｃ・ρ・Ｈ・Ｂ・Ｖ）            ・・・・・・（７）
ただし、これらの(1) 式〜(7) 式において、Ｔは粗バー11の表面温度を意味し、Ｔ0 は粗バー11の初期温度を意味し、ΔＴは粗バー11の温度降下量を意味し、ΔＴW は水冷による温度降下量を意味し、ΔＴa は空冷による温度降下量を意味し、ΔＴr はロール接触による温度降下量を意味し、ΔＴq は圧延時の加工発熱による温度上昇量を意味し、ΔＴu は加熱装置による温度上昇量を意味し、ｈw 、ｈa およびｈr はそれぞれ水冷、空冷、圧延ロールに対する熱伝達係数を意味し、Ｔw 、Ｔa およびＴr はそれぞれ水温、気温、圧延ロール温度を意味し、ｔw 、ｔa およびｔr はそれぞれ水冷、空冷、圧延に要した時間を意味しており、仕上圧延機９や搬送テーブル３の速度パターンから求めるものであり、ｃは粗バー11の比熱を意味し、ρは粗バー11の密度を意味し、Ｈは粗バー11の厚みを意味し、Ｇは圧延トルクを意味し、ηは圧延トルクが加工発熱に変化する割合を意味し、Ｐは加熱装置の実効出力を意味し、Ｂは粗バー11の幅を意味し、さらに、Ｖは粗バー11が加熱装置を通過する速度を意味する。
【００５０】
図２は、本実施の形態により、粗バー11の再加熱を行う状況を模式的に示す説明図である。
(i) まず、粗圧延機２の出側において粗バー11の温度を、粗圧延機出側温度計12を用いて全長にわたって測定する。この際、圧延ライン制御装置10ｃからの情報をもとに、制御装置10ｂを用いて例えば粗バー11の長さ換算で300mm ピッチ程度で最大で100m程度の長さを有する粗バー11の全長温度をサンプリングする。
【００５１】
(ii)このようにしてサンプリングした各点について、圧延ライン制御装置10ｃからの情報をもとに、制御装置10ｂを用いてそれぞれ粗バー加熱装置４の入口までの予測時間、粗バー加熱装置４からフライングクロップシャ６までの到達時間を予測する。
【００５２】
(iii) 圧延ライン制御装置10ｃからの情報をもとに、制御装置10ｂを用いて、仕上圧下スケジュール、圧延速度パターン、仕上出口目標温度等から粗バー加熱装置４の出力パターンを粗バー11の全長にわたって計算する。
【００５３】
(iv)制御装置10ｂを用いて(iii) の計算結果は粗バー加熱出力制御装置10ａに出力され、粗バー11の先端部から粗バー加熱装置４を用いて加熱を開始する。
(v) 粗バー11の先端部が、粗バー加熱装置４を通過した後、フライングクロップシャ６により切断した後、逆走、再加熱要求が発生する。この際、粗バー11の先端部のフライングクロップシャ６から粗バー加熱装置４の出側までの間が既に粗バー加熱装置４による加熱を完了しており、高温部となっている。
【００５４】
(vi)圧延ライン制御装置10ｃからの情報をもとに、制御装置10ｂを用いて300mm ピッチでサンプリングしている粗バー11の全長温度について、逆走に必要な時間、再度粗バー加熱装置４の入口に再度到達する予測時間から、各サンプリング点の温度履歴を、上述した(1) 式〜(7) 式を用いてそれぞれ算出する。
【００５５】
(vii) 制御装置10ｂを用いて計算した各サンプリング点の計算温度に対応した粗バー11の再加熱量を再度設定し、粗バー11の再加熱を行う。
すなわち、本実施の形態によれば、まず、粗バー11の先端部を上述した設定で粗バー加熱装置４による加熱を行い、粗バー11の先端のクロップ部をフライングクロップシャ６により切断した後、仕上圧延機９に投入されるタイミングを待機する。
【００５６】
なお、クロップ部を切断した後に粗バー加熱装置４により再度加熱されるケースも考えられるが、その場合はクロップが切断した後に最先端部の断面は例え加熱しても局部的に温度低下が発生するため、可能な限りクロップ切断後は早期に仕上圧延機９に投入することが望ましい。この仕上圧延機９に噛ませるかどうかの判断は、先行粗バーの位置や速度等により仕上圧延機９の仕上圧延機出側温度予測装置10b により計算されるが、場合によっては仕上圧延機９の運転監視を行っている作業者が判断してもよい。
【００５７】
ここで、先行粗バーのトラブル等により、この粗バー11が仕上圧延機９の直前で待機状態となると、先端部の温度低下量が当初予定した温度低下量よりも大きくなる。そこで、この粗バー11の先端部の温度実績の監視により、仕上圧延機出側温度予測装置10b により粗バー11の先端部での温度確保のための必要加熱量が計算され、粗バー加熱出力制御装置10a へ加熱指令が出力されるとともに、粗バー搬送速度制御装置10d に対して当該粗バー11を先端部から再度加熱するための逆送指令が出力される。
【００５８】
なお、粗バー11を逆送するためには搬送に要する時間がかかるために逆走による温度低下も無視できないため、目標昇温量が小さい場合は逆送せずに待機状態のほうが結果的に温度低下量が小さくなることがある。特に、最初の粗バーの先端部温度が高温で搬送された場合が該当する。そのため、粗バー11を逆送し再加熱する場合の粗バー11の先端部温度が、仕上圧延前に待機状態で温度低下した場合よりも大きくなるように再加熱を行うこと、すなわち、粗バー11の再加熱が、再加熱を行われた粗バー11の先端部の温度が、再加熱の間、仕上圧延機９の入側で停止していたと仮定した場合における先端部の推定計算温度よりも大きくなるように粗バー加熱装置４を制御することによって、行われることが、望ましい。
【００５９】
なお、粗バー11の先端部の温度実績に基づいて、仕上圧延機９での圧延荷重制約、仕上圧延機９の出側温度の確保の可否が決定されるため、圧延目標サイズ、目標仕上出口温度さらには粗バー11の変形抵抗等によって、その必要となる昇温絶対温度は異なる。逆送された粗バー11は、先端部から再度圧延可能となる目標温度になるように加熱され、仕上圧延機９の直前での待機による温度低下が補償される。このような粗バー11の逆走および再加熱制御は、一度とは限らず、必要に応じて複数回行ってもよい。
【００６０】
再加熱された粗バー11は、再びフライングクロップシャ６により先端部（特に最先端断面の温度低下部）を切断されて、仕上圧延機９に投入されて仕上圧延を行われる。
【００６１】
図３は、本実施の形態の方法の手順を示すフローチャートである。
図３において、ステップ (以下、「Ｓ」と記す) １において、スラブに粗圧延機２による粗圧延が行われ、粗バー11とされる。製造された粗バー11は、搬送装置３により搬送される。そして、Ｓ２に移行する。
【００６２】
Ｓ２において、粗バー加熱装置４により粗バー11は搬送されながら加熱される。そして、Ｓ３に移行する。
Ｓ３において、フライングクロップシャ６により粗バー11の先端のクロップ部が切断される。そして、Ｓ４へ移行する。
【００６３】
Ｓ４において、仕上圧延機９への投入までの待機時間が、予め定めた所定時間以下である場合にはＳ７へ移行し、例えば仕上圧延機９によるトラブル等により待機時間が、予め定めた所定時間よりも長く、仕上圧延機９の入側での粗バー11の先端部の温度実績が当初予定の粗バー先端位置温度より低下した場合にはＳ５に移行する。
【００６４】
Ｓ５において、仕上圧延機９への投入までの待機時間が予め定めた所定時間よりも長いことを確認し、Ｓ６へ移行する。
Ｓ６において、粗バー11を粗バー加熱装置４の入側まで逆送させ、１回以上再加熱を行い、粗バー11の温度低下量を補償する。そして、再加熱せずに待機させた粗バー11の温度低下量と再加熱した粗バー11の昇温量と比較した場合に、再加熱を行った場合のほうが昇温量を確保して、結果的に温度低下量が小さくなるように、粗バー11の再加熱を行う。そしてＳ２に移行する。
【００６５】
Ｓ７において、デスケーラ８により粗バー11のスケールが除去される。そして、Ｓ８に移行する。
さらに、Ｓ８において、粗バー11が仕上圧延機９に投入され、粗バー11が仕上圧延機９により所定の厚さの熱延鋼板に圧延される。
【００６６】
このようにして、本実施の形態により、スラブに粗圧延機２を用いて粗圧延を行って粗バー11とし、その後にこの粗バー11を搬送装置３を用いて仕上圧延機９まで搬送するとともに、仕上圧延機９の入側に設置した粗バー11を板幅方向全体にわたって加熱する粗バー加熱装置４により粗バー11の先端部を加熱してから、仕上圧延を行うことにより所定の板厚の熱延鋼板を製造する際に、粗バー加熱装置４により加熱された粗バー11の先端部が仕上圧延機９に到達する間に発生する温度低下量が、当初予定していた温度低下量よりも大きい場合であっても、仕上圧延機９による仕上圧延を行うことができる粗バー11の先端部温度を確保し、これにより、圧延不可による廃却品の発生、仕上圧延機９の出側温度の下限外れによる製品の機械的特性の不芳、さらには仕上圧延機９に誤投入した場合の圧延機荷重オーバー等による設備トラブルの発生をいずれも解消することができる。
【００６７】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながら詳細に説明する。
図１に示す圧延設備１を用いて、厚さ30mm、幅1620mmの粗バー11を、1.6mm 厚、1600mmに仕上圧延を行って熱延鋼板とした。この際、粗バー11の長手方向先端部の計算トラッキング位置を図４にグラフで示すとともに、粗バー11の先端温度の測定値を図５にグラフで示す。
【００６８】
図４にグラフで示すように、粗圧延機２の出側から約330mpmで粗バー11を搬送し、粗バー加熱装置４の入側で90mpm に減速して粗バー加熱装置４を通過し、仕上入口で粗バー11の先端のクロップ部をフライングクロップシャ６を用いて切断した。
【００６９】
従来は、このまま仕上圧延機９に搬送させるが、本実施例では、クロップ部を切断した後約10秒間揺動 (オシレーション) させながら待機させた後、一度だけ、粗バー11を粗バー加熱装置４の入側まで90mpm で逆送し、再度10秒間揺動させた後に、再び粗バー11を、加熱量を上述した(7) 式に基づいて再度設定された粗バー加熱装置４に投入して再加熱を行った。
【００７０】
そして、粗バー加熱装置４を通過して再加熱された粗バー11の先端部を再切断し、仕上圧延機に到達するトラッキング位置を示した。なお、１回目に粗バー11の先端部をフライングクロップシャ６を用いて切断した時から逆送して再度仕上圧延機９の入側に到達するのに、本例では約50秒 (内20秒は方向変更時の揺動時間) を要した。この揺動時間や搬送速度は、任意に変更可能であり、さらに短縮できる。
【００７１】
図５のグラフには、各温度測定ポイントを数字で示す。図５にグラフで示すように、ポイント１ (粗圧延機出側温度：約110 ℃) からポイント２まで低下した粗バー11の先端温度を、粗バー加熱装置４によりポイント３まで昇温させた後、仕上圧延機入側ではポイント４の温度（約1100℃）となった。
【００７２】
ここで、粗バー11を逆送した結果、温度はポイント６、７、８と変化し、再度加熱装置にてポイント９まで再加熱した結果、最終的には仕上圧延機９の入側ではポイント10（約1070℃）と30℃程度低下した。
【００７３】
これは、粗バー11の先端部を２回加熱したにもかかわらず、経過時間が前述のように約50秒間と比較的長時間が経過しているためである。
これに対して、粗バー11の先端部が最初に仕上圧延機９の入側に到達したポイント４から30秒間待機させた時の温度をポイント11に示す（約1030℃）。
【００７４】
当初の粗バー11の先端部温度に比較して、約70℃低下し、本実施例のように粗バー11を逆送および再加熱させた場合よりもさらに40℃も低下した。
熱延鋼板は板厚が薄く、板幅が広くなるにつれ圧下率が増大し、圧延荷重が増すことになる。このため、仕上圧延機９への負荷や圧延難易度等が増大する。このため、極力設備保護の点からも極力圧延温度は高く保持させるものであり、仕上圧延機９の直前での温度低下は圧延不可となるケースや圧延機の許容耐荷重を越えてしまう恐れもある。
【００７５】
これに対し、本例での粗バー11の逆送および再加熱を行った時と、仕上圧延機９の直前で約30秒間待機させた場合の、仕上圧延時の荷重（一例として第１圧延スタンドＦ１）、仕上圧延機９の出側温度の比較を図６にグラフで示す。
【００７６】
同図にグラフで示すように、従来方法によれば、粗バー11の先端部を加熱装置にて１回加熱した後に30秒間待機させた場合は、粗バー11の温度低下により圧延荷重も設備許容上限に到達し、仕上出口温度も先端部では目標を下回っている。粗バー11の長手方向の中央部以降になってようやく加速圧延の効果により狙い温度に到達しているに過ぎない。
【００７７】
これに対して、本発明例によれば、粗バー11の逆送および再加熱を行うことにより、粗バー11の温度低下を抑制でき、その結果圧延荷重も設備許容内で収まり、仕上出口温度も全長に渡って目標温度を確保できた。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、スラブに粗圧延機を用いて粗圧延を行って粗バーとし、その後にこの粗バーを搬送テーブルを用いて仕上圧延機まで搬送するとともに、仕上圧延機の入側に設置した粗バーを板幅方向全体にわたって加熱する粗バー加熱装置により粗バーの先端部を加熱してから、仕上圧延を行うことにより所定の板厚の熱延鋼板を製造する際に、粗バー加熱装置により加熱された粗バーの先端部が仕上圧延機に到達する間に発生する温度低下量が、当初予定していた温度低下量よりも大きい場合であっても、仕上圧延機による仕上圧延を行うことができる粗バーの先端部温度を確保し、これにより、圧延不可による廃却品の発生、仕上圧延機出側温度の下限外れによる製品の機械的特性の不芳、さらには仕上圧延機に誤投入した場合の圧延機荷重オーバー等による設備トラブルの発生をいずれも解消することができた。
【００７９】
このため、本発明によれば、粗バーが仕上圧延機直前でトラブル等により急遽仕上圧延機に噛ませることができなくなったような場合であっても、粗バーの先端部の温度低下を補償することができ、温度低下による圧延荷重増大のための圧延中止（リジェクト）や仕上出口温度下限外れによる特性不芳、仕上圧延機荷重オーバーによるトラブル発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態で用いた圧延設備の構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図２】実施の形態により粗バーの再加熱を行う状況を模式的に示す説明図である。
【図３】本実施の形態の方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例における粗バーの長手方向先端部の計算トラッキング位置を示すグラフである。
【図５】実施例における粗バーの先端温度の測定値を示すグラフである。
【図６】実施例の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  圧延設備
４  粗バー加熱装置
９  仕上圧延機
11  粗バー
【図１】
0003829746.tif 000002
【図２】
0003829746.tif 000003
【図３】
0003829746.tif 000004
【図４】
0003829746.tif 000005
【図５】
0003829746.tif 000006
【図６】
0003829746.tif 000007