JP6805993B2

JP6805993B2 - 厚鋼板の圧延方法および製造方法

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Publication number: JP6805993B2
Application number: JP2017142699A
Authority: JP
Inventors: 太基宮野; 桜里熊野; 淳川原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2020-12-23
Anticipated expiration: 2037-07-24
Also published as: JP2019022899A

Description

本発明は、厚鋼板の圧延方法および製造方法に関する。

一般的に、厚鋼板の圧延は仕上圧延終了後の板厚が４．５ｍｍ以上の鋼板の圧延を指す。

通常、厚鋼板の圧延を行う際のパススケジュールは、図１に示すように、１パス当りの圧下量（圧延ロールへの噛み込み角度）の制約に基づく圧下量制約パスと、圧延機のモータートルクの制限に基づくモータートルク制限パスと、圧延機の負荷荷重（圧延荷重）の制限に基づく圧延荷重制限パスと、仕上圧延終了後の厚鋼板の平坦度（形状）を確保するための形状制約パスとで構成されている。

その中で、形状制約パスについては、従来は、板クラウン比率が一定となるようなパススケジュールを作成する方法が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１３０６６７号公報

上述したように、従来は、形状制約パスについては、板クラウン比率を一定にするという考え方で作成していることから、板クラウンに影響を及ぼす圧延中のロールのプロファイル（摩耗、熱膨張）を高精度に把握することが必要となる。

しかし、圧延中のロールの摩耗や熱膨張は実測ができないので、計算モデル等によって算定することになるが、圧延中のロールの摩耗や熱膨張は、ロール組み替え後の圧延履歴によって多様に変化するため、精度良く把握することが難しい。

その結果、従来は、厚鋼板の仕上板厚が薄く、仕上板幅が広いほど（例えば、仕上板厚が９ｍｍ以下、仕上板幅が３０００ｍｍ以上）、仕上圧延終了後の厚鋼板に板波（歪）が発生し易くて、平坦度を安定的に確保することが難しかった。

その際に、発生した歪量が小さい場合（例えば、許容公差内）であれば、オンラインでの処理で済むが、発生した歪量が大きい場合（例えば、許容公差超え）であると、オフラインでの矯正工程（例えば、冷間プレス矯正）が必要になってしまう。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、厚鋼板の圧延・製造を行う際に、仕上圧延終了後の厚鋼板の平坦度を安定的に確保することができる厚鋼板の圧延方法および製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。

［１］厚鋼板の圧延を行うに際して、予め、これまでに圧延した圧延実績材ごとに、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）と、形状制約パスと、仕上圧延終了後の歪量とを収納した歪データベースを作成しておき、これから圧延する圧延予定材のパススケジュールを作成する際に、前記歪データベースに収納されている圧延実績材のなかで、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）が当該圧延予定材と類似している圧延実績材のうち、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスとすることを特徴とする厚鋼板の圧延方法。

［２］前記歪データベースに収納されている圧延実績材について、前記４項目の圧延条件のそれぞれに区分を設け、その４項目の圧延条件の区分の組み合わせごとに、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材を選定しておき、当該圧延予定材の４項目の圧延条件の組み合わせに合致する４項目の圧延条件の区分の組み合わせにおいて最も仕上圧延終了後の歪量が小さいとして選出された圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスとすることを特徴とする前記［１］に記載の厚鋼板の圧延方法。

［３］当該圧延予定材の４項目の圧延条件のそれぞれに類似範囲を設け、前記歪データベースに収納されている圧延実績材の中から、前記類似範囲のすべてに入っている圧延実績材を抽出し、抽出した圧延実績材の中で、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材を選出し、選出した圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスとすることを特徴とする前記［１］に記載の厚鋼板の圧延方法。

［４］前記４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）に加熱温度を追加して、５項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種、加熱温度）にすることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の厚鋼板の圧延方法。

［５］前記圧延予定材の仕上板厚が９ｍｍ以下で、仕上板幅が３０００ｍｍｍ以上であることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の厚鋼板の圧延方法。

［６］前記［１］〜［５］のいずれかに記載の厚鋼板の圧延方法を用いて厚鋼板を製造することを特徴とする厚鋼板の製造方法。

本発明においては、厚鋼板の圧延・製造を行う際に、仕上圧延終了後の厚鋼板の平坦度を安定的に確保することができる。

厚鋼板の圧延を行う際のパススケジュールを示す図である。本発明の実施形態における厚鋼板圧延システムの概念図である。本発明の実施例において、厚鋼板の平坦度を比較した図である。本発明の実施例において、パススケジュールを比較した図である。本発明の実施例において、矯正工程発生率を比較した図である。

本発明の厚鋼板の圧延方法の実施形態（実施形態１、２）を説明する。

図２は、本発明の実施形態（実施形態１、２）における厚鋼板圧延システム１０の概念図である。

図２に示すように、この実施形態（実施形態１、２）における厚鋼板圧延システム１０は、圧延ラインを統括する圧延プロコン１１と、圧延プロコン１１に接続した圧延ファイルサーバ１２と、圧延ファイルサーバ１２に格納された歪データベース１３と、圧延ラインの下流に位置する剪断ラインを統括する剪断プロコン１４と、剪断ラインに設置された歪計（平坦度計）１５とを備えている。

［実施形態１］
この実施形態１においては、厚鋼板の圧延を行う際に、以下のような手順によって、これから圧延する圧延予定材のパススケジュールを作成して、当該圧延予定材の圧延を行う。

（Ｓ１）まず、予め、これまでに圧延した圧延実績材ごとに、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）と、パススケジュール（少なくとも、形状制約パス）と、仕上圧延終了後の歪量とを収納した歪データベース１３を作成しておく。

ここで、ロールチャンスは、ロール組み替え後から、当該圧延実績材の圧延を行うまでに圧延した圧延材の本数である。

また、仕上圧延終了後の歪量は、剪断ラインに設置された歪計（平坦度計）１５の測定結果であり、当該圧延実績材の長手方向の単位長さ当りの歪量（Ｌ／ｍ）と幅方向の単位幅当りの歪量（Ｃ／ｍ）との和とする。

（Ｓ２）次に、歪データベース１３に収納されている圧延実績材について、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）のそれぞれに区分を設ける。

例えば、以下の如くである。

仕上板厚の区分：７ｍｍ以下、７ｍｍ超え９ｍｍ以下、・・・
仕上板幅の区分：２０００ｍｍ以下、２０００ｍｍ超え３０００ｍｍ以下、・・・
ロールチャンスの区分：１００本以下、１００本超え２００本以下、・・・
鋼種の区分：カーボン当量Ｃｅｑ０．４％以下、０．４％超え０．５％以下、・・・

（Ｓ３）次に、上記（Ｓ２）で設けた４項目の圧延条件の区分の組み合わせごとに、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材を選定しておく。

例えば、４項目の圧延条件の区分が、仕上板厚７ｍｍ以下、仕上板幅２０００ｍｍ超え３０００ｍｍ以下、ロールチャンス１００本以下、カーボン当量Ｃｅｑ０．４％以下という組み合わせについては、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材として圧延実績材Ａを選出しておく。

（Ｓ４）そして、当該圧延予定材のパススケジュールを作成する際に、当該圧延予定材の４項目の圧延条件の組み合わせに合致する４項目の圧延条件の区分の組み合わせを選び、上記（Ｓ３）において、その４項目の圧延条件の区分の組み合わせにおいて最も仕上圧延終了後の歪量が小さいとして選出された圧延実績材を呼び出す。

例えば、当該圧延予定材の４項目の圧延条件が、仕上板厚６．４ｍｍ、仕上板幅２６００ｍｍ、ロールチャンス８０本、カーボン当量Ｃｅｑ０．４％という組み合わせであれば、上記（Ｓ３）で例示した４項目の圧延条件の区分の組み合わせに合致するので、その組み合わせにおいて最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材として圧延実績材Ａを呼び出すことになる。

（Ｓ５）そして、上記（Ｓ４）で呼び出した圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスとする。

（Ｓ６）形状制約パスより上流側のパスについては、当該圧延予定材の４項目の圧延条件が上記（Ｓ４）で呼び出した圧延実績材と同一とは限らないので、従来通り、１パス当りの圧下量（圧延ロールへの噛み込み角度）の制約に基づいて圧下量制約パスを作成し、圧延機のモータートルクの制限に基づいてモータートルク制限パスを作成し、圧延機の負荷荷重（圧延荷重）の制限に基づいて圧延荷重制限パスを作成する。

（Ｓ７）上記のようにして作成したパススケジュールによって、当該圧延予定材の圧延を行う。得られた、データは歪データベース１３に収納する。

このようにして、この実施形態１においては、厚鋼板の圧延を行う際に、圧延予定材の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）と類似した圧延条件の圧延実績材の中で最も歪量が小さい圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスにしているので、平坦度を安定的に確保することができる。

［実施形態２］
この実施形態２においては、厚鋼板の圧延を行う際に、以下のような手順によって、これから圧延する圧延予定材のパススケジュールを作成して、当該圧延予定材の圧延を行う。

（Ｐ１）まず、予め、これまでに圧延した圧延実績材ごとに、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）と、パススケジュール（少なくとも、形状制約パス）と、仕上圧延終了後の歪量とを収納した歪データベース１３を作成しておく。

（Ｐ２）そして、当該圧延予定材のパススケジュールを作成する際に、当該圧延予定材の４項目の圧延条件（仕上板厚ｔｍｍ、仕上板幅Ｂｍｍ、ロールチャンスＮ本、鋼種（例えば、カーボン当量Ｃｅｑ））に、それぞれ類似範囲（仕上板厚ｔ±Δｔｍｍ、仕上板幅Ｂ±ΔＢｍｍ、ロールチャンスＮ±ΔＮ本、鋼種Ｃｅｑ±ΔＣｅｑ）を設ける。

（Ｐ３）次に、歪データベース１３に収納されている圧延実績材の中から、上記（Ｐ２）で設けた類似範囲のすべてに入っている圧延実績材を抽出する。

（Ｐ４）次に、上記（Ｐ３）で抽出した圧延実績材の中で、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材を選出する。

（Ｐ５）そして、上記（Ｐ４）で選出した圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスとする。

（Ｐ６）形状制約パスより上流側のパスについては、当該圧延予定材の４項目の圧延条件が、上記（Ｐ４）で選出した圧延実績材と同一とは限らないので、従来通り、１パス当りの圧下量（圧延ロールへの噛み込み角度）の制約に基づいて圧下量制約パスを作成し、圧延機のモータートルクの制限に基づいてモータートルク制限パスを作成し、圧延機の負荷荷重（圧延荷重）の制限に基づいて圧延荷重制限パスを作成する。

（Ｐ７）上記のようにして作成したパススケジュールによって、当該圧延予定材の圧延を行う。得られた、データは歪データベース１３に収納する。

このようにして、この実施形態２においては、厚鋼板の圧延を行う際に、圧延予定材の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）と類似した圧延条件の圧延実績材の中で最も歪量が小さい圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスにしているので、平坦度を安定的に確保することができる。

なお、実施形態１、２において、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）に加熱温度を追加して、５項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種、加熱温度）にすると更に好ましい。

そして、上記の実施形態１、２を平坦度の確保が難しい厚鋼板（例えば、仕上板厚が９ｍｍ以下で、仕上板幅が３０００ｍｍ以上）の圧延・製造に適用すれば、大きな効果を得ることができる。

本発明の実施例について述べる。

ここでは、従来のように、板クラウン比率を一定にするという考え方で形状制約パスを作成した場合を従来例とし、上記の本発明の実施形態１に基づいて形状制約パスを作成した場合を本発明例とした。

そして、圧延材については、仕上板厚が６ｍｍで、仕上板幅が３０００ｍｍとした。

図３は、従来例と本発明例とで、仕上圧延終了後の平坦度を比較した図である。

従来例では、図３（ａ）に示すように、大きな歪（中波）が発生する場合が多かったが、本発明例では、図３（ｂ）に示すように、良好な平坦度（フラット）な場合が多かった。

そして、図４は、従来例と本発明例とで、類似の圧延条件の圧延材間におけるパススケジュールの変化を比較した図である。

従来例では、図４（ａ）に示すように、類似の圧延条件の圧延材であっても、圧延材ごとにパススケジュールが大きく変化し、大きな歪が発生する場合が多かったが、本発明例では、図４（ｂ）に示すように、類似の圧延条件の圧延材間では、パススケジュールの変化が少なく、安定的に良好な平坦度を得ることができた。

その結果、図５に示すように、オフラインでの矯正工程が発生した割合（矯正工程発生率）について、従来例を１００とした時に、本発明例では３３と大幅に低減した。

これによって、本発明の有効性を確認することができた。

１０厚鋼板圧延システム
１１圧延プロコン
１２圧延ファイルサーバ
１３歪データベース
１４剪断プロコン
１５歪計（平坦度計）

Claims

厚鋼板の圧延を行うに際して、予め、これまでに圧延した圧延実績材ごとに、４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）と、形状制約パスと、仕上圧延終了後の歪量とを収納した歪データベースを作成しておくとともに、前記歪データベースに収納されている圧延実績材について、前記４項目の圧延条件のそれぞれに区分を設け、その４項目の圧延条件の区分の組み合わせごとに、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材を選定しておき、
これから圧延する圧延予定材のパススケジュールを作成する際に、前記圧延予定材の圧延条件が合致する４項目の圧延条件の区分の組み合わせを選び、
選んだ４項目の圧延条件の区分の組み合わせに対して選定されている最も仕上圧延終了後の歪量が小さい前記圧延実績材の形状制約パスを前記圧延予定材の形状制約パスとすることを特徴とする厚鋼板の圧延方法。
厚鋼板の圧延を行うに際して、予め、これまでに圧延した圧延実績材ごとに、４項目の圧延条件（仕上板厚ｔｍｍ、仕上板幅Ｂｍｍ、ロールチャンスＮ本、カーボン当量Ｃｅｑ））と、形状制約パスと、仕上圧延終了後の歪量とを収納した歪データベースを作成しておき、
これから圧延する圧延予定材の４項目の圧延条件のそれぞれに、類似範囲（仕上板厚ｔ±Δｔｍｍ、仕上板幅Ｂ±ΔＢｍｍ、ロールチャンスＮ±ΔＮ本、カーボン当量Ｃｅｑ±ΔＣｅｑ、ただし、Δｔｍｍ、ΔＢｍｍ、ΔＮ本、ΔＣｅｑは予め設定された数値）を設け、前記歪データベースに収納されている圧延実績材の中から、前記類似範囲のすべてに入っている圧延実績材を抽出し、
抽出した圧延実績材の中で、最も仕上圧延終了後の歪量が小さい圧延実績材を選出し、
選出した圧延実績材の形状制約パスを当該圧延予定材の形状制約パスとすることを特徴とする厚鋼板の圧延方法。
前記４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種）に加熱温度を追加して、５項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、鋼種、加熱温度）にすることを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の圧延方法。
前記４項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、カーボン当量Ｃｅｑ）に加熱温度を追加して、５項目の圧延条件（仕上板厚、仕上板幅、ロールチャンス、カーボン当量Ｃｅｑ、加熱温度）にすることを特徴とする請求項２に記載の厚鋼板の圧延方法。
前記圧延予定材の仕上板厚が９ｍｍ以下で、仕上板幅が３０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の厚鋼板の圧延方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の厚鋼板の圧延方法を用いて厚鋼板を製造することを特徴とする厚鋼板の製造方法。