JP6308178B2 - 熱間スラブの幅プレス方法 - Google Patents

Description

本発明は、座屈防止用ロールを備えた幅プレス装置によって熱間スラブを幅プレスする熱間スラブの幅プレス方法に関する。

熱延鋼板の製造工程において、連続鋳造プロセスにて製造された同一幅のスラブを、製品仕様に沿った幅に作り分けるための装置として、板幅方向に相対峙して設置された一対のプレス金型にて熱間スラブを板幅方向に間欠的に圧下する幅プレス装置と、縦方向に軸を有する縦ロールをスラブ幅方向左右に１つずつ配置し、これでスラブを挟み込んで幅圧下する幅圧下装置とが一般的である。スラブの幅圧下に関する従来の技術としては、たとえば特許文献１に開示された技術がある。これは、まず幅プレス（サイジングプレス）によって粗く幅変更を行い、続いて縦ロール圧延によって平滑化して所望の幅にするというものである。

この幅プレス装置による幅圧下では、通常、９００〜２０００ｍｍ程度の幅の熱間スラブに対して最大３００〜３５０ｍｍ程度の幅圧下が行われており、連続鋳造にて同一幅に鋳造されたスラブより、製造仕様に応じた異なる幅の鋼板製品の製造を可能としている。

しかしながら、薄板製造に供される熱間スラブの形状は、厚みに対する幅の比が３〜１０程度と大きいことから、特に幅圧下量（幅プレス量）が２５０ｍｍ程度以上の条件では、幅圧下（幅プレス）による塑性不安定状態、すなわち、図５に一例を示すように、熱間スラブ２０に上方向あるいは下方向へ座屈現象が生じやすくなる。なお、２０ａは熱間スラブの先端部、２０ｂは熱間スラブの定常部、２０ｃは熱間スラブの尾端部である。

このような、スラブの座屈現象を防止する技術として、図６に示すように、幅プレス装置において、熱間スラブ２０を金型２２により間欠的に幅圧下する際に、熱間スラブ２０を上下方向に挟み込む座屈防止用ロール２１を適宜使用する技術がある(例えば特許文献２)。

本方法によれば、幅圧下によるスラブの増肉量を、幅圧下前のスラブの幅、幅圧下量、幅圧下前のスラブの厚みの関数として、先端部および定常部の各々で予測し、その板厚増肉後のスラブ幅中央部に上下の座屈防止用ロールが接するように、ロールの高さ位置を設定するようにしている。

一方、ステンレス鋼を熱間圧延すると特に発生しやすい疵の一つとして、エッジシームと呼ばれる疵がある。このエッジシーム疵は、圧延がすすむにつれ、被圧延材のコーナー部側面が圧縮されてしわになり、さらにそれらのしわが、圧延がすすむにつれ、被圧延材の表面に回り込んでくることによって発生する。

エッジシーム疵の発生を抑制するため、例えば、特許文献３には、図７に示すように幅プレス装置の金型２２の側面を凸状にする技術が開示されている。また、特許文献４には、このような凸状の金型を用いた場合に、エッジシームが、幅プレス装置の金型位置制御機構の異常により拡大することを未然に検出するための異常検出技術が開示されている。

また、特許文献５には、幅プレス後のスラブ側面形状を測定して、スラブ側面中心と幅プレス装置の金型中心との上下方向位置合わせをして幅プレスを行うことを特徴とする幅プレス方法が開示されている。

特開昭６０−１４１３０１号公報 特開２０１１−１４００５６号公報 特許第２５８６７６９号公報 特許第４４５７８８８号公報 特許第５５８２２８８号公報

しかし、特許文献２に記載された方法は、被圧延材の座屈現象の防止に有効であるが、座屈防止用のロールの位置を事前に算出した関数によって設定しており、幅プレス装置の金型位置制御機構や座屈防止用ロールの磨耗によるパスライン高さの変動を原因とする高さ方向プレス位置の変化に対応できない。そのため、ステンレス鋼に当該発明を適用した場合に、エッジシームの拡大を防止することができないという問題がある。

一方、特許文献４に記載された方法では、エッジシームの発生を未然に防止できるが、その後の処置として、幅プレス装置の金型位置制御機構の調整や、座屈防止用ロールの高さ位置の調整を、主に機械位置の測定により行うため、ライン休止を要して生産性を阻害する問題がある。

また、特許文献５に記載された方法では、幅プレス後のスラブの側面の形状を測定しているが、この方法では、プレス叩き位置の誤差がプレス金型の位置ずれに起因するのか、それとも前述の座屈防止ロール用のロールの位置ずれに起因するのかを明瞭に区別することは困難である。そのため、この誤差が、幅圧下によるスラブの増肉量を予測する関数の誤差に起因する場合は、幅圧下量が大きな材料を測定して算出した位置の補正が、幅圧下量の少ない材料に対しては過補償となってしまう。

したがって、本発明の課題は、幅圧下量が大きい場合においても、被圧延材の座屈による曲がりを防止して安定的な操業を行うことができ、かつ生産性を阻害することなくステンレス鋼を熱間圧延する際のエッジシーム不良の発生を防止することができる熱間スラブの幅プレス方法を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するために、スラブのパスラインの上方側と下方側に座屈防止用ロールを備えた幅プレス装置によって熱間スラブを間欠的に幅圧下するに際して、前記座屈防止用ロールの高さ位置を、幅圧下による熱間スラブの先端部および定常部の板厚増肉量の予測値に応じて調整する熱間スラブの幅プレス方法であって、前記幅プレス装置の出側におけるプレス後の熱間スラブに対して、前記幅プレス装置の出側の上方に設置した二次元非接触距離計により、熱間スラブ端面のパスラインからの高さＨｅと熱間スラブ中央のパスラインからの高さＨｃを測定し、前記Ｈｅと前記Ｈｃに基づいて幅方向中央部の増肉量ΔＨ _ｃｊ を算出し、前記ΔＨ _ｃｊ の値と予め算出してある当該熱間スラブの増肉量の予測値ΔＨ _ｃｙ と比較することにより、単位増肉量当たりの増肉量の誤差ΔＨ _ｃｙｕ を補正項として算出して、これに基づいて次回の熱間スラブの幅プレスの際に前記座屈防止用ロールの高さ位置を調整することを特徴とする熱間スラブの幅プレス方法を提供する。

本発明によれば、座屈防止用ロールの高さ位置を、精度よく熱間スラブの厚み方向中央部に設定することができる。このため、幅圧下量が大きい場合においても、被圧延材の座屈による曲がりを防止して安定的な操業を行うことができ、かつ生産性を阻害することなくステンレス鋼を熱間圧延する際のエッジシーム不良の発生を防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る熱間スラブの幅プレス方法を実施するために用いられる熱間圧延ラインを示すブロック図である。 図１の熱間圧延ラインに設けられた二次元非接触距離計の配置位置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢＢ線による断面図である。 二次元非接触距離計における測定量を示した図である。 本発明の実施例の結果を示す図である。 幅圧下により座屈したスラブの状態を示す斜視図である。 座屈防止ロールを設けた幅プレス装置を示す斜視図である。 凸状の金型による熱間スラブの幅圧下の様子を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る熱間スラブの幅プレス方法を実施するために用いられる熱間圧延ラインを示すブロック図である。

図１に示すように、熱間圧延ラインは、連続式加熱炉１と、幅プレス装置２と、粗圧延機３と、仕上圧延機４と、巻取機５とを有している。これらは制御装置６により制御される。制御装置６は、上位計算機７の指令に基づいて制御動作を行う。幅プレス装置２の出側には、二次元非接触距離計８が設けられている。

幅プレス装置２は、被圧延材である熱間スラブを幅圧下する金型と、スラブのパスラインの上方側と下方側に設けられた座屈防止用ロールを備えており、金型により熱間スラブを間欠的に幅圧下するものである。また、粗圧延機３は、縦ロール圧延機１１と、水平ロール圧延機１２とを有している。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、二次元非接触距離計８は、熱間圧延ラインにおける、幅プレス装置２のテーブルローラ１３の出側（下流側）の片側または両側の脇に、熱間スラブ１０の斜め上側面を監視するように設けられている。すなわち、二次元非接触距離計８は、熱間スラブ１０の斜め上方位置に設置されている（図２ではテーブルローラ１３の両側に脇に設置されている場合を示す）。この二次元非接触距離計８により、図３に示すように、熱間スラブ１０の端面のパスラインからの高さＨｅと、熱間スラブ１０の幅方向中央部のパスラインからの高さＨｃが測定される。二次元非接触距離計８の測定値は、上位計算機７を経て制御装置６に伝送される。ここで、二次元非接触距離計８の設置位置を熱間スラブ１０の斜め上方としているのは、被圧延材の鉛直上方は、被圧延材からの輻射熱や蒸気により距離計の設置環境として非常に劣悪であるためである。

このように構成された熱間圧延ラインにおいては、熱間スラブ１０が連続加熱炉１で加熱された後、幅プレス装置２で、スラブのパスラインの上方側と下方側に設けられた座屈防止用ロールにより熱間スラブ１０の座屈を防止しながら、金型により間欠的に幅圧下する。その後、粗圧延機３における縦ロール圧延機１１の縦ロールによりさらに幅圧下され、仕上圧延機４を経て、巻取機で巻き取られる。

このとき、二次元非接触距離計８をテーブルローラ１３の片側に設置した場合は、熱間圧延ラインにおける幅プレス装置２の出側（下流側）に熱間スラブ１０の斜め上側面を監視するように設けて、図３に示す熱間スラブ１０の端面のパスラインからの高さＨｅと、熱間スラブ１０の幅方向中央部のパスラインからの高さＨｃを測定する。

この測定値は、上位計算機７を経て制御装置６に伝送される。そして、制御装置６にて以下の計算が行われる。
幅方向中央部の増肉量ΔＨ_ｃｊは、例えば、幅圧下前のスラブ厚みをｔｃとすれば、以下の（１）式により算出される。
ΔＨ_ｃｊ＝Ｈｃ−（Ｈｅ−Ｈｃ）−ｔｃ （１）

二次元非接触距離計８をテーブルローラ１３の両側に設置した場合は、そのときの熱間スラブ１０の端面のパスラインからの高さを、作業側・駆動側についてそれぞれＨｅ_ｏｐ，Ｈｅ_ｄｒとすれば、幅方向中央部の増肉量ΔＨ_ｃｊは、例えば以下の（２）式により算出される。
ΔＨ_ｃｊ＝Ｈｃ−｛（Ｈｅ_ｏｐ−Ｈｃ）＋（Ｈｅ_ｄｒ−Ｈｃ）｝／２−ｔｃ （２）

一方、制御装置６は、幅プレス装置２の座屈防止用ロールの高さ位置を調整するために、特許文献２記載の方法等により、あらかじめ、幅圧下による熱間スラブ１０の先端部および定常部の板厚増肉量を算出する。

そして、制御装置６により、上述のように算出されたΔＨ_ｃｊと、予め算出してある当該熱間スラブ１０の増肉量の予測値ΔＨ_ｃｙとを比較して、単位増肉量あたりの増肉量の誤差ΔＨ_ｃｙｕを以下の（３）式により算出する。
ΔＨ_ｃｙｕ＝（ΔＨ_ｃｊ−ΔＨ_ｃｙ）／ΔＨ_ｃｙ （３）

このようにして算出した増肉量の誤差ΔＨ_ｃｙｕを、単位増肉量あたりの補正項として用いて、次回圧延時の増肉量予測値をΔＨ_ｃｎに補正して設定する。

この際、座屈防止用ロールの位置の急変を防ぐために、前記補正値を、指数平滑・移動平均等の方法により平滑化して、設定してもよい。

そして、次回圧延時には、この補正した増肉量予測値ΔＨ_ｃｎに基づいて幅プレス装置２の座屈防止用ロールの高さ位置を調整する。これにより、幅プレス装置の金型位置制御機構や座屈防止用ロールの摩耗によるパスラインの高さ変動が生じても、座屈防止用ロールの高さ位置を、精度よく熱間スラブの厚み方向中央部に設定することができる。このため、幅圧下量が大きい場合においても、被圧延材の座屈による曲がりを防止して安定的な操業を行うことができ、かつ生産性を阻害することなくステンレス鋼を熱間圧延する際のエッジシームの発生を抑制することができる。

以下に、本発明の実施例を示す。
図２に示すような設備配置で、本発明を実施した。従来の方法で予測計算した被圧延材である熱間スラブの幅方向中央部の増肉量ΔＨ_ｃｙと、二次元非接触距離計による測定値から算出された被圧延材幅方向中央部の増肉量ΔＨ_ｃｊと、従来の方法で予測した次回圧延材の幅方向中央部の増肉量ΔＨ_ｃｎｙから、次回圧延時の幅方向中央部の増肉量ΔＨ_ｃｎを、以下の（４）式により計算し、設定した。
ΔＨ_ｃｎ＝ΔＨ_ｃｎｙ＊（１＋ｋ＊ΔＨ_ｃｙｕ）
＝ΔＨ_ｃｎｙ＊｛１＋ｋ＊（ΔＨ_ｃｊ−ΔＨ_ｃｙ）／ΔＨ_ｃｙ｝ （４）
ここで、ｋは０．５とした。

図４に、本発明による幅方向中央部の増肉量計算結果ΔＨ_ｃｎ、および従来の方法による幅方向中央部の増肉量計算結果ΔＨ_ｃｎｙそれぞれの、実際の幅方向中央部の増肉量との差を示す。

図４に示すように、予測結果の標準偏差が従来方法の１８．２ｍｍから本発明の３．６ｍｍに低減しており、本発明の有用性が示された。

１ 連続式加熱炉
２ 幅プレス装置
３ 粗圧延機
４ 仕上圧延機
５ 巻取機
６ 制御装置
７ 上位計算機
８ 二次元非接触距離計
１０ 熱間スラブ
１１ 縦ロール圧延機
１２ 水平ロール圧延機
１３ テーブルローラ
２０ 熱間スラブ
２０ａ 熱間スラブの先端部
２０ｂ 熱間スラブの定常部
２０ｃ 熱間スラブの尾端部
２１ 座屈防止用ロール
２２ 金型

Claims (1)

1. スラブのパスラインの上方側と下方側に座屈防止用ロールを備えた幅プレス装置によって熱間スラブを間欠的に幅圧下するに際して、前記座屈防止用ロールの高さ位置を、幅圧下による熱間スラブの先端部および定常部の板厚増肉量の予測値に応じて調整する熱間スラブの幅プレス方法であって、
   前記幅プレス装置の出側におけるプレス後の熱間スラブに対して、前記幅プレス装置の出側の上方に設置した二次元非接触距離計により、熱間スラブ端面のパスラインからの高さＨｅと熱間スラブ中央のパスラインからの高さＨｃを測定し、前記Ｈｅと前記Ｈｃに基づいて幅方向中央部の増肉量ΔＨ _ｃｊ を算出し、前記ΔＨ _ｃｊ の値と予め算出してある当該熱間スラブの増肉量の予測値ΔＨ _ｃｙ と比較することにより、単位増肉量当たりの増肉量の誤差ΔＨ _ｃｙｕ を補正項として算出して、これに基づいて次回の熱間スラブの幅プレスの際に前記座屈防止用ロールの高さ位置を調整することを特徴とする熱間スラブの幅プレス方法。

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