(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブを加熱する工程と、加熱したスラブを粗圧延して粗バーとなす工程と、粗圧延して得られた粗バーを幅方向全体にわたって加熱する加熱工程と、加熱された粗バーを仕上圧延する工程とを備えた熱延鋼帯の圧延方法において、
スラブを加熱する工程は１１５０℃以下にスラブを加熱し、かつ、
粗バーの加熱工程は、粗バーの長手方向の温度分布が所定温度よりも低温のスキッドマーク部分を前記加熱工程の入り側で検出し、検出されたスキッドマーク部分が前記所定温度分布となるように加熱制御する方法であって、
当該粗バーの加熱工程は、粗バーの加熱工程の入り側で、粗バー温度及び粗バー搬送速度を検出し、これら検出値に基づいて、粗バーの低温のスキッドマーク部が加熱工程に入る時に加熱を開始し、出る時に加熱を終了又は減少させ、加熱工程における昇温量が低温のスキッドマーク部分のみがその他の部分よりも高くなるように制御することを特徴とする熱延鋼帯の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブを加熱炉で加熱した後、粗圧延機と仕上圧延機とで圧延して、所定厚さの熱延鋼帯を製造する圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼帯の製造においては、連続鋳造機からスラブを直送して圧延する場合を除き、スラブを加熱炉内で所定温度に加熱してから圧延を行う。通常の操業では、スラプ加熱温度は１２００〜１３００℃、加熱時間は２００〜３００分である。加熱中にスラブの表面は酸化されて、スケールを生成する。スケールによるスラブの重量損失は約１％に達する。
【０００３】
加熱炉内でのスケールの生成を抑制するための従來技術として、特開昭55-94701号公報が知られている。ここで提案されているのは、スラブの上下面に保護板を当てて高温の炉内雰囲気にスラブ表面が直接触れないようにすることと、酸化防止剤塗布の二つの方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭55-94701号公報の方法は、手間がかかることや、保護板や酸化防止剤が必要であることからコストが高くなってしまう。よほどの高級品でない限り使用するべきではない。
【０００５】
スラブ加熱温度を下げることも、スケール損失の低減には有効である。ただし、次のような問題を生ずる。
（１）圧延負荷が大きくなる。
（２）圧延仕上温度が低くなる。
（３）スラブの均熱化が困難になる。
本発明は、スラブ加熱温度を下げることにより、スケール損失を低減し、かつ上記（１）〜（３）の問題を生じないような、熱延鋼帯の圧延方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱延鋼帯の圧延方法は、スラブを加熱する工程と、加熱したスラブを粗圧延して粗バーとなす工程と、粗圧延して得られた粗バーを幅方向全体にわたって加熱する加熱工程と、加熱された粗バーを仕上圧延する工程とを備えた熱延鋼帯の圧延方法において、
スラブを加熱する工程は１１５０℃以下にスラブを加熱し、かつ、
粗バーの加熱工程は、粗バーの長手方向の温度分布が所定温度よりも低温のスキッドマーク部分を前記加熱工程の入り側で検出し、検出されたスキッドマーク部分が前記所定温度分布となるように加熱制御する方法であって、
当該粗バーの加熱工程は、粗バーの加熱工程の入り側で、粗バー温度及び粗バー搬送速度を検出し、これら検出値に基づいて、粗バーの低温のスキッドマーク部が加熱工程に入る時に加熱を開始し、出る時に加熱を終了又は減少させ、加熱工程における昇温量が低温のスキッドマーク部分のみがその他の部分よりも高くなるように制御することを特徴とするものである。
【０００７】
こうして、スラブ加熱温度を１１５０℃以下にすることにより、加熱中に生成する酸化スケールの成長を抑えてスケール損失を低滅する。そして、スラブ加熱温度を下げた分は、粗圧延機と仕上圧延機の間に設置した加熱手段によって粗バーを幅方向全体にわたって加熱することにより補償する。
【０００８】
この場合、前記の加熱手段としては誘導加熱方式が望ましい。そして、粗バー加熱の制御は、加熱手段の入側または出側に設置された、粗バーの温度を検出する手段によって測定された温度と、粗バーの搬送速度とをもとに行われる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の一例について、図１により説明する。図１は本発明の実施形態の一例を示す概略側面図である。加熱炉１によって１１５０℃以下の所定温度に加熱されたスラブ２は、粗圧延機３で粗圧延されて粗バ−５となる。粗バ−５は、粗圧延機３と仕上圧延機１０の間を、テーブルロール４によって搬送される途中、加熱手段８によって幅方向全体にわたり加熱されてから仕上圧延機１０に入り、仕上圧延されて所定厚さの熱延鋼帯となる。
【００１０】
加熱炉１によるスラブ加熱温度は通常１２００℃以上であるが、本発明では１１５０℃以下としている。スラブ加熱温度を下げることによって、スラブ加熱中の酸化スケールの成長が抑制され、酸化スケールによるスラブの重量損失が減少して歩留りが向上する。スケール損失の低滅は、１１５０℃以下で特に顕著となる。
【００１１】
ところが、スラブ加熱温度を下げると、［発明が解決しようとする課題］に述べたような（１）〜（３）の問題を生じる。もう少し詳しく説明すると以下のようになる。
【００１２】
（１）スラブ加熱温度を下げると、圧延温度も下がり変形抵抗が高くなる。圧延荷重や圧延動力が大きくなることにより、ロールの肌荒れが生じたり、表面疵が発生しやすくなる。ロールのたわみが大きくなるために、板クラウンも増大する。ひどい場合には、圧延荷重や圧延動力が圧延機の能力を越えて圧延できなくなってしまう。
【００１３】
（２）良好な材質の熱延鋼帯を製造するためには、圧延仕上温度をフェライト変態開始温度以上に確保する必要がある。スラブ加熱温度が低ければ、当然これは難しくなる。
【００１４】
（３）低温でスラブ２を加熱すると、スラブ２の均熱化が困難になる。特に、スラブ２が加熱炉１内のスキッドレールに接触している部分の温度が、他の部分よりも低くなってできるスキッドマークは、スラブ加熱温度が低いほど顕著に発生する。スキッドマークが存在すると、それに応じた板幅や板厚、材質の変動を生じて問題である。
【００１５】
そこで、本発明では粗圧延機３と仕上圧延機１０との間に加熱手段８を設置して、粗バー５を幅方向全体にわたり加熱する。圧延荷重や圧延動力が問題となるのは、通常、仕上圧延においてである。仕上圧延機１０の入側で粗バ−５を加熱すれば、仕上圧延中の被圧延材の変形抵抗を下げることができる。圧延仕上温度の確保にも有効であることは明らかである。加熱手段８を適当に制御すれば、粗バー５の温度を長手方向に均一化することも可能である。
【００１６】
ここで、スキッドマークの除去方法について詳しく説明する。図１に示すように、本発明を実施する熱間圧延設備は、加熱手段８の入側に粗バ−５の温度を検出する温度検出手段６と搬送速度検出用テーブルロール７を備える。制御装置９は、温度検出手段６で検出された粗バ−５の温度とテーブルロール７により検出された搬送速度をもとにして、粗バ−５の長手方向温度分布が、所定の分布となるように加熱手段８の出力を制御する。
【００１７】
すなわち、温度検出手段６が図２に示すようなスキッドマークの低温部を検出すると、搬送速度検出用テーブルロール７の回転速度をもとに、スキッドマーク部が加熱手段８に入るときに加熱を開始または増加し、スキッドマーク部が加熱手段８から出るときに加熱を終了または減少させるように、加熱手段８を制御する。
【００１８】
このときの粗バー５の昇温量は図３に示すように、スキッドマーク部のみで高く、そのほかの部分では低くなっている。図２の温度分布に図３の昇温量が加わることによって、スキッドマークは除去される。また、温度検出手段６を加熱手段８の出側に設置して、加熱手段８をフィードバック制御することも可能である。このような加熱制御を行うために、加熱手段８は極めて精度の高い制御応答性を要求される。
【００１９】
加熱手段８としては、ガスバーナー、通電加熱装置、または誘導加熱装置が考えられる。しかし、ガスバーナーは、加熱温度制御がほとんど不可能であり、本発明の加熱手段８とはなりえない。
【００２０】
通電加熱装置は電極ロールを粗バー５に接触させて直接通電して加熱する。この方法では電極ロールと粗バー５の間にスパークが出て、粗バー５の表面に疵をつける恐れがあることや、電極の消耗が激しくメンテナンス性に難があるなど好ましくない。
【００２１】
誘導加熱装置はこの中では最も制御応答性に優れ、加熱効率も高い。粗バー５に非接触で加熱できるため、粗バー５に疵をつける恐れもなく、メンテナンス性にも優れている。
【００２２】
粗バー５の加熱に用いることのできる誘導加熱装置には、磁束が粗バーの板厚方向に発生するトランスバース型と、磁束が粗バーの横断面を貫くように発生するソレノイド型の２種類がある。
【００２３】
トランスバース型とソレノイド型とを比較すると、（１）トランスバース型は粗バーのエッジ部が過加熱されやすく、幅方向の温度分布を均一にすることが難しい、（２）粗バーの板厚30〜40mmでは、ソレノイド型の方が効率がよい（トランスバース型の０．６５に対し、ソレノイド型は０．７５），といったことから、加熱手段８としてはソレノイド型誘導加熱装置が最も優れている。
【００２４】
現状では、一台あたりの容量は６０００kW程度が限度であるが、それ以上の加熱が必要な場合には、２台以上のソレノイド型誘導加熱装置を設置すればよい。本発明では、スケール損失の低減だけでなく、以下のような付随的効果も期待できる。
【００２５】
（１）材質の向上スラブ加熱温度を下げたことにより、抽出時のオーステナイト粒径が小さくなり、熱延鋼帯の材質が向上する。
（２）エネルギー原単位の向上通常の熱延鋼帯の圧延で、圧延荷重や圧延動力、圧延仕上温度が問題となるのは、被圧延材の先端部においてである。圧延荷重や圧延動力は、被圧延材が圧延ロールにかみ込まれるときに最も大きくなる。圧延仕上温度の確保という点でも、問題は先端部である。
【００２６】
温度確保の手段として普通に用いられる仕上加速圧延（被圧延材の先端から後端に向かって仕上圧延速度を上げていく）により、仕上圧延速度の最も遅い熱延鋼帯の先端部以外は、十分な圧延仕上温度の確保が容易だからである。
【００２７】
以上から、粗バー先端部の誘導加熱だけでも十分な効果が得られることがわかる。ほとんどの場合、誘導加熱に費やされるエネルギーは、スラブ加熱温度を下げたことによって発生したエネルギー節約分より小さくてすみ、全体としてエネルギー原単位は下がることになる。
【００２８】
【実施例】
本発明の効果について、実施例をあげて述べる。小型燃焼実験炉にて、炭素鋼のスケール損失を調査するための実験を行った。ＣＯガスバーナーで試験片を所定の温度、時間加熱し、加熱前後の重量差を測定した。重量増分から酸化減量した鉄の量を求め、それをもとに焼き減りした鉄の厚み（焼き減り量）を計算した。その結果を図４に示す。加熱温度が下がるにつれて、焼き減り量が小さくなるが、その関係は直線的ではなく１１５０℃で顕著に焼き減り量が小さくなる。通常のスラブ加熱時間３００分で比較すると、加熱温度１２５０℃の焼き減り量が１．７mmであるのに対し、１１５０℃のそれは１．０mmである。加熱温度を１２５０℃から１１５０℃へと１００℃下げることにより、約４０％のスケール損失低減が期待される。
【００２９】
厚さ２２６mmの鋼スラブを加熱炉にて１１３０℃に加熱した後、粗圧延機で粗圧延して厚さ３０mmの粗バーとしてから仕上圧延機で仕上圧延し、厚さ１．６mmの熱延鋼帯を製造した。圧延仕上温度の変化を図５の実線に示す。
【００３０】
圧延仕上温度をフェライト変態開始温度以上にするという観点から決められる目標温度はこの場合８１０℃であるが、熱延鋼帯の先端付近で圧延仕上温度が８１０℃以下となっており、先端部において必要な材質が確保できなかつた。
【００３１】
これに対して、同じスケジュールで圧延し、ソレノイド型誘導加熱装置により粗バーの先端付近を板厚平均で約７０℃昇温したときの、圧延仕上温度の変化を図５の点線で示す。熱延鋼帯の先端から圧延仕上温度が目標温度を超えており、熱延鋼帯の全体にわたり良好な材質が得られた。
【００３２】
本発明のようにスラブを１１５０℃以下という低温で加熱すると、スキッドマークが顕著に発生する。図６は厚さ２２６mmのスラブを加熱炉にて１１５０℃に加熱し、粗圧延して厚さ３８mmの粗バーとしてから、ソレノイド型誘導加熱装置による加熱を行わずに仕上圧延して板厚２．８mmの熱延鋼帯を製造したときの、圧延仕上温度の熱延鋼帯長手方向分布を示す。スキッドマーク部は他の部分に比べて３０℃以上低温になっている。
【００３３】
図７は図６と同じ熱延鋼帯の仕上板厚と目標板厚の差を示している。スキッドマークの存在によつて、±５０μｍ近い板厚変動が認められる。図８は厚さ２２６mmのスラブを１１５０℃に加熱後、粗圧延して厚さ３８mmの粗バーとしてから、ソレノイド型誘導加熱装置で粗バーを加熱し、仕上圧延機によって仕上板厚２．７mm、幅１０５０mmの熱延鋼帯としたときの、圧延仕上温度の長手方向分布を示す。ソレノイド型誘導加熱装置は、圧延仕上温度が熱延鋼帯の長手方向にほぼ均一な温度分布となるように制御された。
【００３４】
図６と比較すると、図８ではスキッドマークがほとんど除去されていることがわかる。図９は図８と同じ熱延鋼帯の仕上板厚と目標板厚の差を示した図である。熱延鋼帯の最先端部を除き、ほぼ均一な板厚分布が得られている。本発明はスキッドマークの除去にも有効であることがわかる。
【００３５】
スラブ加熱温度を下げると、熱延鋼帯の板クラウンの増大が懸念される。厚さ２２６mmの鋼スラブを、厚さ３８mmの粗バーとし、仕上圧延により板厚３．０mmの熱延鋼帯とする実機圧延試験を行った。加熱条件は表１の上段に示すように、スラブ加熱温度１２３０℃、スラブ加熱温度１１３０℃、スラブ加熱温度１１３０℃に加えソレノイド型誘導加熱装置で粗バーを約７０℃昇温、の３条件である。このときの熱延鋼帯の板クラウンを表１の下段に示す。
【００３６】
【表１】
0003791368.tif 000002
【００３７】
スラブ加熱温度を１２３０℃から１１３０℃へ１００℃下げることにより、板クラウンは１５μｍ大きくなっている。これは圧延温度が低下して圧延ロールのたわみが大きくなることによる。
【００３８】
これに対し、仕上圧延前にソレノイド型誘導加熱装置で粗バーを加熱すると、仕上圧延温度を上げることができ、仕上圧延ロールのたわみが小さくなる。粗バーの加熱により、板クラウンは６０μｍから５０μｍへと１０μｍ小さくなる。
【００３９】
スラブ加熱温度を下げれば、板クラウンが大きくなるが、本発明のように、仕上圧延機の前でソレノイド型誘導加熱装置によって粗バーを加熱すれば、板クラウンが低減されることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明では、スラブ加熱温度を１１５０℃以下にしたことにより、酸化スケールの生成を抑制して、酸化スケールによるスラブの重量損失を減らすことができる。
【００４１】
粗圧延機と仕上圧延機の間に設置した加熱手段で粗バーを幅方向全体にわたって加熱することにより、仕上圧延荷重、仕上圧延動力、および板クラウンを低減し、圧延仕上温度をフェライト変態開始温度以上に確保することも容易になる。
【００４２】
加熱手段をソレノイド型誘導加熱装置とすれば、粗バーを効率よく加熱でき、粗バーに疵をつける心配もない。誘導加熱装置は制御応答性に優れるため、スキッドマークの除去も可能である。以上の効果により、品質のばらつきの少ない優れた材質の熱延鋼帯を歩留りよく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の一例を示す概略側面図。
【図２】  スキッドマーク付近の粗バー温度分布を示す説明図。
【図３】  スキッドマーク除去に必要な粗バー昇温量を示す説明図。
【図４】  加熱温度と焼き減り量との関係を示す説明図。
【図５】  本発明の実施前後で圧延仕上温度の変化を比べた説明図。
【図６】  スキッドマークの存在を示す圧延仕上温度の変化を表す説明図。
【図７】  スキッドマークの存在を示す仕上板厚と目標板厚の差の変化を表す説明図。
【図８】  本発明によりスキッドマークが除去されたことを示す、圧延仕上温度の変化を表す説明図。
【図９】  本発明によりスキッドマークが除去されたことを示す、仕上板厚と目標板厚の差の変化を表す説明図。
【符号の説明】
１…加熱炉、２…スラブ、３…粗圧延機、４…テーブルロール、５…粗バー、６…粗バー温度検出手段、７…搬送速度検出用テーブルロール、８…加熱手段、９…制御装置、１０…仕上圧延機、１１…仕上圧延機出側温度計、１２…コイラー。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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