(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗圧延機と仕上圧延機との間に、上流から下流に向かって、前記粗圧延機の圧延で得られた粗バ−を幅方向から拘束するサイドガイドと、前記粗バーを加熱する加熱装置とを備え、前記サイドガイドの平行部の長さ方向中央と前記加熱装置の出側端との間の距離Ｌ１と、前記平行部の長さＬ２との関係が下記（１）式を満足するように設けられていることを特徴とする熱間圧延設備。
Ｌ２／Ｌ１≦１．０                （１）
【請求項２】
前記サイドガイドの入側および／または出側に粗バーを上下から狭持して搬送するための搬送装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延設備。
【請求項３】
前記サイドガイドの入側に前記粗バーを拘束するための補助サイドガイドを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱間圧延設備。
【請求項４】
粗圧延機と仕上圧延機との間に、上流から下流に向かって、サイドガイドと、加熱装置とを備え、前記サイドガイドの平行部の長さ方向中央と前記加熱装置の出側端との間の距離Ｌ１と、前記平行部の長さＬ２との関係が下記（１）式を満足するように設けられている熱間圧延設備を用い、所定温度のスラブを前記粗圧延機で粗圧延して粗バーとなし、次いで、前記サイドガイドで該粗バーを拘束して前記加熱装置で前記粗バーを加熱し、次いで、前記仕上圧延機で所定厚さの熱延鋼帯に仕上圧延する熱間圧延方法であって、前記加熱装置の内幅と前記粗バーの幅との差を２δとしたとき、前記サイドガイドの開口幅と前記粗バーの幅との差ｄＷが、下記（２）式を満足するように前記開口幅を調整することを特徴とする熱間圧延方法。
Ｌ２／Ｌ１≦１．０                （１）
ｄＷ≦δ×（Ｌ２／Ｌ１）2／４     （２）
【請求項５】
前記サイドガイドの入側および／または出側に搬送装置を設け、該搬送装置で前記粗圧延材を上下から狭持することを特徴とする請求項４に記載の熱間圧延方法。
【請求項６】
前記サイドガイドの入側に補助サイドガイドを設け、該補助サイドガイドで前記粗バーを拘束することを特徴とする請求項５に記載の熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブを熱間圧延して熱延鋼帯を製造するための熱間圧延方法および熱間圧延設備に関する。詳しくは、本発明は、スラブを粗圧延して得られる粗バーの曲がりに起因する操業トラブルを防止して熱延鋼帯を安定して製造することができる熱間圧延方法および熱間圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼帯の製造においては被圧延材の温度管理が重要であり、特に仕上圧延機出側の被圧延材の温度、すなわち仕上圧延温度は製品の機械的特性に大きく影響を及ぼす。従って、所期の機械的特性を確保するために、仕上圧延温度（以下、単に、仕上温度ともいう）の下限値が定められている。
【０００３】
最近、被圧延材の全長に渡って仕上温度を安定して確保するために、粗圧延機と仕上圧延機との間に被圧延材である粗バーの幅方向全体の加熱が可能なソレノイド型誘導方式の加熱装置を設け、粗バーの温度補償を行う技術が開発されている。
【０００４】
しかしながら、粗圧延機で粗圧延された粗バーにはキャンバとよばれる水平方向の曲がりが存在する場合があり、この曲がりにより粗バーが加熱装置に衝突し、加熱装置の破損を引き起こすことがある。粗バーと加熱装置との衝突を回避するために、粗バーの幅に対し加熱装置の内幅を充分に広くすると、加熱効率が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、特開平１０−３２８７０８号公報には、加熱装置の入側と出側の双方にサイドガイドを設置すると共に、複数の加熱装置間に縦ロール型のサイドガイドを設け、これらのサイドガイドにより被圧延材を拘束して粗バーと加熱装置の衝突を回避する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
粗バーと加熱装置との衝突により加熱装置が破損すると、ライン停止のため生産性が低下するという問題や加熱装置が使用不可のため仕上温度の確保が困難となり製品の品質が低下するといった問題がある。従って、粗バーと加熱装置との衝突を確実に回避することが極めて重要である。
【０００７】
しかしながら、特開平１０−３２８７０８号公報に開示された方法でも、特に曲がりが大きい場合において、サイドガイドによる粗バーの幅方向動きの拘束が不十分となり、衝突を回避することができないことがある。また、この方法は、加熱装置を複数個に分割し、各加熱装置間の狭い空間にサイドガイドならびにサイドガイドの冷却装置を設置しなければならず、サイドガイドを含めた加熱装置が複雑となり、装置の設置ならびに装置の維持管理に大きな困難が伴う。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来技術の問題を解決し、粗バーと加熱装置との衝突を確実に防止することができる熱間圧延方法および熱間圧延設備を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
一般に、サイドガイドは被圧延材の中心線をラインの中心線に合わせるいわゆるセンタリング機能を担う装置と考えられている。
【００１０】
本発明者等は、加熱装置の入側にサイドガイドを設け、このサイドガイドをセンタリングのみならず被圧延材の曲がりの確認、ならびに曲がりの矯正としても活用することを発案した。すなわち、加熱装置の入側におけるサイドガイドの設置位置、サイドガイドの長さ、ならびにサイドガイドの開口幅を所定の値に設定することによって、サイドガイドを通過した粗バーが加熱装置と衝突しないことを保証する方法について種々検討し、以下の知見を得た。
【００１１】
（ａ）粗バーの断面形状は例えば板厚３０ｍｍに対し板幅は１６００ｍｍにも及び、板幅の割に板厚が薄いために、粗バーを横から押し曲げようとすれば座屈が懸念される。しかし、曲がりを完全に無くすのではなく、長手方向に大きな範囲で緩やかに曲げ戻す程度の矯正は、サイドガイドで可能である。
【００１２】
（ｂ）曲がりの発生が殆ど無い粗バーでも、加熱装置通過時に粗バー全体が回転すると加熱装置と衝突するため、加熱装置入側で粗バーの回転を抑止し、粗バー中心線の平均的方向をライン方向と一致させるセンタリングは必要である。
【００１３】
（ｃ）サイドガイドにより粗バーの曲がり量を所定の値未満とすることにより、粗バーと加熱装置との衝突を防止できる。以下、この所定の値を曲がり量限界値という。
【００１４】
図１は、粗バーをセンタリングしたときのサイドガイドと加熱装置との位置関係を示す模式的平面図である。
図１に示すように、粗バー１はサイドガイド２の平行部２ａ、２ａで狭圧される。加熱装置３の内幅をＤ、粗バー１の幅をＷとしたとき、曲がり量限界値δは（Ｄ−Ｗ）／２となる。
【００１５】
（ｄ）粗バーが長手方向にほぼ一定の曲率半径を有する場合、図１に示すように、平行部２ａの長手方向の中央と加熱装置３の出側端との間の距離をＬ１とすると、この区間における粗バーの平均曲率半径を常にＬ１2 ／２δ以上とすることにより、粗バー１と加熱装置３との衝突を防止することができる。
【００１６】
従って、サイドガイド内での粗バーの平均曲率半径がＬ１2 ／２δより大きくなるように平行部２ａの開き幅Ｂ（以下、開口幅ともいう）と粗バーの幅Ｗとの差（Ｂ−Ｗ）を設定することにより、衝突を確実に防止することができる。以下、この差をサイドガイド余裕代といい、ｄＷで表す。すなわち、平行部２ａの長さをＬ２とすると、ｄＷ＜δ×（Ｌ２／Ｌ１）2 ／４、を満足するように平行部２ａの開口幅を調整すればよい。なお、平行部とは、粗バーを狭圧する作用を有する部分をいい、必ずしも互いに平行である必要はなく、ほぼ平行であればよい。
【００１７】
（ｅ）サイドガイドで曲がりを矯正するためには、材料の降伏限界を超える所定の曲げモーメントを加える必要があるが、モーメントアームが大きいほど小さな押し力で矯正できることは言うまでもなく、押し力が小さいほど設備能力が小さくて済み、粗バーの座屈や疵等の欠陥を生じさせる危険度も小さくなる。
【００１８】
曲がった粗バーをサイドガイドで両側から狭圧する場合には、平行部の入側端と出側端が支持点、平行部の中央が力点となり、平行部の長さの１／２がモーメントアームとなる。よって曲がり矯正の点では平行部は長いほど有利である。
【００１９】
（ｆ）ところで、粗バーの曲がりは、必ずしも長手方向に一様ではない。一般的には、粗バーの曲がり形状は、下流方向に向かって先端部で曲率半径が小さく、中央部にかけて次第に曲率半径が大きくなり、最後端部で再び曲率半径が小さくなる、というものになる。
【００２０】
このように、粗バーの曲率半径が長手方向に変化する場合にも確実に粗バーと加熱装置の衝突を防止するためには、Ｌ１より短い区間で粗バーの曲がりを保証することが必要である。すなわち、平行部の長さＬ２はＬ１以下とする。
【００２１】
すなわち、熱間圧延設備としては、Ｌ２／Ｌ１≦１．０とすることが必要である。
（ｇ）一方、熱間圧延方法としては、Ｌ２／Ｌ１≦１．０、ｄＷ＜δ×（Ｌ２／Ｌ１）2 ／４、とすることにより、熱間仕上圧延に際し、粗バーと加熱装置との衝突を確実に防止することができる。
【００２２】
本発明は、上述した知見に基づいて完成されたもので、その要旨は以下の通りである。
（１）粗圧延機と仕上圧延機との間に、上流から下流に向かって、前記粗圧延機の圧延で得られた粗バ−を幅方向から拘束するサイドガイドと、前記粗バーを加熱する加熱装置とを備え、前記サイドガイドの平行部の長さ方向中央と前記加熱装置の出側端との間の距離Ｌ１と、前記平行部の長さＬ２との関係が下記（１）式を満足するように設けられていることを特徴とする熱間圧延設備。
【００２３】
Ｌ２／Ｌ１≦１．０                （１）
（２）前記サイドガイドの入側および／または出側に粗バーを上下から狭持して搬送するための搬送装置を備えていることを特徴とする上記（１）項に記載の熱間圧延設備。
【００２４】
（３）前記サイドガイドの入側に前記粗バーを拘束するための補助サイドガイドを備えていることを特徴とする上記（１）項または（２）項に記載の熱間圧延設備。
【００２５】
（４）粗圧延機と仕上圧延機との間に、上流から下流に向かって、サイドガイドと、加熱装置とを備え、前記サイドガイドの平行部の長さ方向中央と前記加熱装置の出側端との間の距離Ｌ１と、前記平行部の長さＬ２との関係が下記（１）式を満足するように設けられている熱間圧延設備を用い、所定温度のスラブを前記粗圧延機で粗圧延して粗バーとなし、次いで、前記サイドガイドで該粗バーを拘束して前記加熱装置で前記粗バーを加熱し、次いで、前記仕上圧延機で所定厚さの熱延鋼帯に仕上圧延する熱間圧延方法であって、前記加熱装置の内幅と前記粗バーの幅との差を２δとしたとき、前記サイドガイドの開口幅と前記粗バーの幅との差ｄＷが、下記（２）式を満足するように前記開口幅を調整することを特徴とする熱間圧延方法。
【００２６】
Ｌ２／Ｌ１≦１．０                （１）
ｄＷ≦δ×（Ｌ２／Ｌ１）2／４     （２）
（５）前記サイドガイドの入側および／または出側に搬送装置を設け、該搬送装置で前記粗圧延材を上下から狭持することを特徴とする上記（４）項に記載の熱間圧延方法。
【００２７】
（６）前記サイドガイドの入側に補助サイドガイドを設け、該補助サイドガイドで前記粗バーを拘束することを特徴とする上記（５）項に記載の熱間圧延方法。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図２は、本実施形態の熱間圧延設備の構成例を模式的に示す平面図である。図２に示すように、この熱間圧延設備は、上流から下流に向かって、粗圧延機５、搬送装置４、サイドガイド２、加熱装置３、仕上圧延機６を備え、サイドガイド２は、粗バーの先端をサイドガイド内に案内するための傾斜部２ｂと、粗バーを幅方向から狭圧するための平行部２ａとを有する。
【００２９】
図２において、所定温度に加熱されたスラブ（図示無し）は、１基以上のスタンドで構成される粗圧延機５で粗圧延を施されて粗バー１となる。次いで、この粗バー１は、搬送装置４で駆動搬送されてサイドガイド２内に押し込まれ、サイドガイドの平行部２ａで狭圧された後、加熱装置３で所定温度に加熱され、その後、複数のスタンドを有する仕上圧延機６で仕上圧延を施されて熱延鋼帯となる。
【００３０】
図３は、本実施形態の熱間圧延設備の別の構成例を模式的に示す平面図である。図３に示すように、この熱間圧延設備は、上流から下流に向かって、粗圧延機（図示無し）、サイドガイド２、搬送装置４、仕上圧延機（図示無し）を備え、サイドガイド２は、粗バーの先端をサイドガイド内に案内するための傾斜部２ｂと、粗バーを幅方向から狭圧するための平行部２ａとを有する。
【００３１】
図３において、所定温度に加熱されたスラブ（図示無し）は、１基以上のスタンドで構成される粗圧延機で粗圧延を施されて粗バー１となる。次いで、この粗バー１は、サイドガイド２内に搬送され、サイドガイドの平行部２ａで狭圧された状態で搬送装置により引き抜かれ、その後、加熱装置３で所定温度に加熱された後、複数のスタンドを有する仕上圧延機で仕上圧延を施されて熱延鋼帯となる。なお、図３では、粗圧延機と仕上圧延機の双方を図示していないが、それぞれ図２に示すものと同様とされる。
【００３２】
図２、図３において、サイドガイド２は、平行部２ａの長手方向の中央と加熱装置の出側端との間の距離Ｌ１と平行部２ａの長さＬ２との関係が下記（１）式を満足するように設けられ、このサイドガイド２による粗バーの狭圧は、下記（２）式を満足するように行うことにより、粗バー１と加熱装置３との衝突を確実に防止することができる。
【００３３】
Ｌ２／Ｌ１≦１．０                （１）
ｄＷ≦δ×（Ｌ２／Ｌ１）2／４     （２）
但し、δ＝（Ｄ−Ｗ）／２、ｄＷ＝Ｂ−Ｗ、Ｂは平行部の開口幅、Ｗは粗バーの幅、Ｄは加熱装置の内幅、である。
【００３４】
ｄＷの下限は、特に限定しないが、粗バーには数ｍｍの幅変動が有るのが一般的であり、更に、サイドガイドの機械精度の観点からｄＷは５ｍｍ以上とするのが望ましい。
【００３５】
通常、サイドガイドによる粗バーの狭圧は、予め、（２）式を満足するように平行部の開口幅を設定し、その開口幅を保持した状態で粗バーをサイドガイド内に送り込む方法により行う。なお、粗バーの先端部がサイドガイド内に進入する際には平行部の開口幅を広めに設定し、その後、（２）式を満足するように開口幅を変更する方法で行ってもよい。
【００３６】
Ｌ２／Ｌ１の下限は特に限定しないが、適正なサイドガイド余裕代の確保やサイドガイドによる曲げ矯正の際の反力の低減などの観点から、Ｌ２／Ｌ１は０．３以上とするのが望ましい。更に好ましくは０．５以上である。
【００３７】
粗圧延機５は、慣用の複数のスタンドをタンデムに配置した圧延機とすることができる。
図２、図３において、搬送装置４は、粗バーを上下から狭持して搬送する装置である。図２に示すように、サイドガイド２の入側に搬送装置４を設けることにより粗バーをサイドガイド２に押し込むことができる。また、図３に示すように、サイドガイド２の出側に搬送装置４を設けることによりサイドガイド２から粗バーを引き抜くことができる。搬送装置４としては、例えばモータで回転駆動されるピンチロールやレベラが用いられる。図２と図３は、それぞれ搬送装置４をサイドガイド２の入側と出側に設ける例であるが、搬送装置をサイドガイドの入側と出側の双方に設けてもよい。
【００３８】
搬送装置がサイドガイドの入側に設けられている場合、粗バー先端部の曲がりは、前記（２）式を満足するように開口幅を調整したサイドガイドに搬送装置で粗バーを強制的に送り込むことによって矯正できる。この場合、後端の曲がりは、搬送装置が使用できないので、開口幅を一旦広げ、後端部がサイドガイド内に進行した時点で前記（２）式を満足するように開口幅を狭めることによって矯正することができる。
【００３９】
搬送装置がサイドガイドの出側に設けられている場合には、粗バー先端の曲がり矯正は上述の如くサイドガイドの開閉動作で行い、後端の曲がりは前記（２）式を満足するように開口幅を調整したサイドガイドから搬送装置で粗バーを強制的に引き抜くことによって矯正することができる。
【００４０】
搬送装置がサイドガイドの入側と出側の双方に設置されている場合には、前記（２）式を満足するようにサイドガイドの開口幅を一定に保ったままで、サイドガイドの入側に設けた搬送装置による粗バーの押し込みとサイドガイドの出側に設けた搬送装置による引き抜きとによりそれぞれ先端と後端の双方の曲がり矯正が可能となる。
【００４１】
加熱装置３は、粗バーの幅方向全体を加熱することができる装置で、例えば、誘導加熱方式や通電加熱方式、あるいはガス加熱方式の装置を使用することができる。誘導加熱方式は加熱特性や温度制御に優れており望ましい。
【００４２】
仕上圧延機６は、慣用の複数スタンドをタンデムに配置した圧延機とすることができる。
なお、図２と図３に示す実施の形態では、それぞれサイドガイド２の入側と出側に搬送装置４を設けたが、本発明はこれに限定されるものでなく、搬送装置を設けず、常用のテーブルローラのみで搬送してもよい。
【００４３】
サイドガイドでの矯正が困難となる場合には、粗バーを加熱装置に挿入する前に粗バーをライン外へ搬出する必要がある。従って粗圧延機５と搬送装置４との間隔、あるいは、粗圧延機５とサイドガイド２との間隔は粗バーの最大長さ以上とするのが望ましい。
【００４４】
また、サイドガイドで曲がりを矯正しきれないことを予測できる場合には、粗バーの搬送を事前に停止すれば良いが、サイドガイド内に挿入した後、何らかの手段で矯正しきれないことを検知し、矯正を断念するという方法も考えられる。この場合には、例えばサイドガイドにかかる反力や搬送装置の駆動トルク等を検出し、それらが規定値以上の場合に曲がり矯正を断念し、粗バーを停止させた後、逆方向に戻し、ライン外へ排出させれば良い。
【００４５】
平行部の入側と出側の両端は粗バーと強く接触する可能性が大きく、摩擦を軽減し粗バー側面の疵やガイドの摩耗を防止するために、平行部の入側や出側に縦型ロールを設置するのが好ましい。
【００４６】
図４は、本実施形態の熱間圧延設備の他の例を模式的に示す平面図である。図４に示すように、この熱間圧延設備は、平行部２ａと傾斜部２ｂとを有するサイドガイド２の入側に、縦型ロールの補助サイドガイド７を備える。以下、サイドガイド２を主サイドガイドともいう。
【００４７】
図４に示すように、主サイドガイド２は、図２と図３に示すサイドガイド２と同様に、前記（１）式を満足するように設けられ、また、前記（２）式を満足するように狭圧が行われる。
【００４８】
本発明では、更に、図４に示すように、主サイドガイド２の入側に縦型ロール７を設け、縦型ロール７のセンタと主サイドガイド２の平行部２ａの長手方向中央との間の距離をＬ３としたとき、縦型ロール７のロール間隔Ｈと粗バーの幅Ｗとの差（Ｈ−Ｗ）で表される補助サイドガイド余裕代ｄＷ2 が下記（３）式を満足するように、ロール間隔を設定するのが望ましい。
【００４９】
ｄＷ2 ≦２δ×（Ｌ３／Ｌ１）2   （３）
図４に示すように、主サイドガイド２の上流に上記（３）式を充足するように補助サイドガイド７を設けることにより、曲がり矯正のためのモーメントアームが長くなり小さな押し力で曲がり矯正が可能となる。
【００５０】
図４では、補助サイドガイド７として縦型ロールを用いる場合を示したが、板状の装置であってもよい。
なお、図４では、補助サイドガイド７と主サイドガイド２との間に搬送装置４を設ける場合を示したが、搬送装置は補助サイドガイドの上流に設けてもよく、また、主サイドガイドの出側に設けてもよい。
【００５１】
【実施例】
実機の約１／１０の縮尺の模擬試験装置による実験を行い、本発明の効果を確認した。
【００５２】
図５は、模擬試験装置の構成を模式的に示す平面図である。図５に示すように、この模擬試験装置は、上流から下流に向かって、粗圧延機５、サイドガイド２、および加熱装置３を備え、サイドガイド２は傾斜部２ｂと平行部２ａとを有する。加熱装置は、内幅Ｄが１８０ｍｍ、長さが４００ｍｍであり、平行部の長さＬ２が７００、９００、１１００ｍｍの３種類のサイドガイド２を、加熱装置の入口端からサイドガイド出口端までの距離を１００ｍｍとして、加熱装置の上流側に設けた。
【００５３】
粗バーを想定した被圧延材８には、板幅が１５０ｍｍの低炭素鋼熱間材を用い、粗圧延機５で板厚３ｍｍの被圧延材に圧延を行う際、粗圧延機の左右のロールギャップを調整して様々な曲がりを形成させ、次いで、曲がりを形成させた被圧延材をサイドガイドならびに加熱装置の内部に搬送した。
【００５４】
サイドガイド２は、荷重が作用しても平行部２ａの開口幅Ｂを一定に維持できる構造とし、開口幅は被圧延材の進入前に所定値に設定した。
表１に実験結果を示す。
【００５５】
【表１】
0003843763.tif 000002
【００５６】
表１に示すように、Ｌ２／Ｌ１≦１．０、ならびに、ｄＷ≦δ×（Ｌ２／Ｌ１）2 ／４、の条件を同時に満たす試験Ｎｏ．１、３では、様々な曲がりに対して、被圧延材と加熱装置との接触は発生せず良好であった。
【００５７】
一方、試験Ｎｏ．２、４では、被圧延材と加熱装置との接触が頻繁に発生し、また、試験Ｎｏ．５では、曲がり形状によっては被圧延材と加熱装置との接触が生じた。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、仕上圧延機の入側に設けた加熱装置で粗バーを加熱する際、、加熱装置の入側に粗バーを狭圧するサイドガイドを設け、そのサイドガイドの設置位置、ならびに、サイドガイドの寸法を適正化する、という極めて簡単な手段で、粗バーと加熱装置との衝突を確実に回避することができる。
【００５９】
その結果、ライン停止の頻度が低減し、更に、加熱装置の内幅の最適設計が可能となり、加熱効率が向上するなど、有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粗バーをセンタリングしたときのサイドガイドと加熱装置の位置関係を示す模式的平面図である。
【図２】本実施形態の熱間圧延設備の構成例を模式的に示す平面図である。
【図３】本実施形態の熱間圧延設備の構成の他の例を模式的に示す平面図である。
【図４】本実施形態の熱間圧延設備の構成の他の例を模式的に示す平面図である。
【図５】模擬試験装置の構成を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
１：粗バー、
２：サイドガイド（主サイドガイド）、
２ａ：平行部、２ｂ：傾斜部、
３：加熱装置、４：搬送装置、
５：粗圧延機、６：仕上圧延機、
７：補助サイドガイド（縦型ロール）、
８：被圧延材。
【図１】
0003843763.tif 000003
【図２】
0003843763.tif 000004
【図３】
0003843763.tif 000005
【図４】
0003843763.tif 000006
【図５】
0003843763.tif 000007