JPS583442B2 - 連続鋳造された鋳片の直接熱間圧延方法及び圧延装置列 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続鋳造機で鋳造された鋳片を全く再加熱する
ことなく直接熱間圧延する圧延法において巾方向に均一
な仕上圧延機の入・出口温度を有する板を得るための圧
延法及び圧延装置列に関するものである。

一般に、連続鋳造機で鋳造された鋳片（以下鋳片と略す
）は鋳造直後においても巾方向（鋳造方向と直交する方
向）に大きな温度差を持っている。

一例として厚２ ５ ０ｍｍ ，巾２０００ｍｒＩＬの
鋳片の鋳造直後における厚み方向平均温度の巾方向分布
を第１図に示す。

この鋳片では巾方向端部と巾方向端部から中央部方向３
０ ０ｍｍ位置とで２００〜３００℃の温度差がある
。

連続鋳造機での鋳造条件、即ち鋳片断面積，引き抜き速
度，冷却条件等により若干の差異はあるが、現在実用化
されている連続鋳造機では鋳片の巾方向中央部と端部と
では大略１５０〜３００℃もの温度差がつく。

又鋳造直後の鋳片ｄＪ方向中央部の厚み方向平均温度は
１２５００Ｃ〜１１００℃である。

上記鋳造直後の鋳片の温度降下を適当な保温手段で防止
し、これを一連に設けられた相圧延装置，タンデム式仕
上圧延機群，仕上圧延された材料の冷却装置，捲取装置
とから成る連続熱間王延装置へ供給すれば、該連続熱間
圧延装置にて圧延することも可能であるが、一方仕上出
口温度は巾方向端部と中央部とで大きな差となり、この
ため「１］方向端部では材質上要求される温度（Ａｒ３
以−ヒ）を確保することは極めて困難である。

このため従来第１に、連続鋳造機出側と熱間圧延機入側
との間の移送経路中に前記巾方向に大きな温度差を持つ
鋳片の端部を加熱し、鋳片端部の温度補償を行なう加熱
装置即ち加熱炉・トンネル炉・誘導加熱炉等を設置する
方法や、第２に粗圧延機と仕上圧延機間のテーブル上に
、粗仕上材の巾方向端部を加熱する装置、即ちエッジヒ
ーター，誘導加熱装置等を設置する方法が提案されてい
る。

しかし、これ等第１及び第２の方法は、いずれも非常に
大きな設備となり、設備費，ランニングコストの増大を
招きまた保守性にも多くの問題点を残す等の欠点がある
。

このためまた別の第３の方法として、連続鋳造機出側と
熱間圧延機入側との間の移送経路を充分保温してこの間
で復熱による温度の均一化をはかり、これによってでき
るだけ巾方向端部の温度を上昇させ、仕上出口での巾方
向端部温度をＡｒ３以上に確保する方法も提案されてい
るが、本発明者等の研究によれは、移送中の復熱効果を
最大に見積っても圧延前（具体的には粗圧延前）の端部
と中央部の温度差は、鋳片全体の平均温度の低下が実用
上問題のない２時間以内の保温復熱では５０℃以下には
成り得す、これをこのまま圧延して巾方向端部の仕上出
口温度をＡｒ３以上に確保しようとすれば、中央部の温
度が高温の鋳片でなければならず、中央部の仕上出口温
度は著しく上昇し表面疵（スケール庇）が著しく増加し
成品には成りにくい。

勿論２時間以上の保温を行なっても５０℃以下の温度差
とするのは可能であるが全体の温度が低下し、実用上問
題である。

本発明は上記のような従来法の欠点を補い巾方向に均一
な仕上出口温度を有する板を得る圧延方法及び装置を提
供し、もって鋳片を再加熱することなく直接熱間圧延す
ることを可能ならしめるものである。

本発明の要旨は、仕上タンデム圧延する前にフラットロ
ールを用いたエツジャーにより、巾殺しを行ない、その
直後に、上記巾殺しにより形成されたドッグボーンを水
平ロールにより圧下する一連の圧延パスを実施すること
にあり、これにより巾方向端部の温度を上昇せしめて仕
上タンデム圧延機の入口及び出口温度が巾方向に均−な
板を得るものである。

なお本発明でいう巾方向均一とは、通常の再加熱材と同
等レベルのことを意味する。

本発明の一実施例によれは、粗圧延機入口に例えは未凝
固復熱式連続鋳造法等により、中央部と端部との温度差
１３０℃程度の鋳片が供給されるならば、全く保温復熱
せしめることなく直接圧延し、巾方向に均一な仕上出口
温度を有する板を得ることができ、一方、現状の連続鋳
造機で鋳造され鋳造直後２００〜３００℃程度の温度差
を有する鋳片については、上記温度差を、鋳片の保温に
よる鋳片の復熱効果で、十分容易に得られる１３０℃程
度まで例えば移送経路或は保温ピット等に於て保温復熱
せしめるだけで、つまり短時間の保温復熱により、巾方
向に均一な仕上出口温度を有する板を得ることができる
。

一般に水平ロール圧延により圧延材料の温度は若干上昇
することが良く知られている。

この温度上昇は、水平ロールにより圧下されるロール軸
方向の圧延材料がほぼ均一に塑性仕事を与えられ上記軸
方向にほぼ均一に温度上昇するものである。

一方巾殺し圧延により圧延材料は第４図ａ，ｂ；に示す
様に巾方向端部が厚方向に盛り上がり、ドツクボーンと
呼ばれる形状を形成する。

第４図の斜線部は巾殺し圧延後、鋳片に形成された巾方
向端部の厚方向の盛り上がりを示している。

ここに第４図ａはカリバーロールによるエツジングの場
合であり、ｂはフラツトロール（カリバーなしのロール
）によるエツジングの場合を示している。

本発明の巾殺し圧延の実施によれば、例えば厚２ ５
０ ｍ／ｍ巾１７００ｍ／ｍの鋳片を１００ｍ／ｍたけ
巾殺し圧延したときのドングボーンの最高高さｈｉ及び
巾端から最高高さｈまでの長さｌはフラットロールエツ
ジングの場合は４ ５ ． ５ ０ｍ／ｍ．であったが
、カリバーロールエッジンクでは３０，７０ｍ／ｍであ
った。

従来、巾殺し圧延は巾ぐ寸法調整を目的とするため、上
記ドッグボーンを生じせしめない方向で技術検討がなさ
れており、一般にドッグボーンが生じると水平ロール圧
下で巾戻りが生じ、巾寸法調整が困難となるので、ドッ
グボーンの発生を極力押えるため力リバーロールを用い
て巾殺し圧延が行なわれている。

例えばカリバーロールは、特公昭４７−３６６１９号に
示された鋳型の寸法をスラブ幅に応じて変更するのを排
し、連続鋳造機の稼動率を向上せしめる目的で、一定寸
法の鋳型で、鋳造したスラブの巾を或る範囲だけ変更す
るスラブ巾変更用粗圧延機に採用されている。

一方、第１図に示す様な温度分布を有する鋳片の端部温
度の昇温手段として、巾殺し圧延を見直し検討したとこ
ろ、エンジングによる塑性仕事は鋳造の巾方向端部のみ
の温度上昇に費やされ、こｉのエッチングのあと直ちに
形成されたドッグボーンを水平ロールにより圧下すると
鋳片の機械的変形によるエネルギーは厚方向の盛り上が
りが形成された巾方向端部のみの温度上昇に費やされ、
第１図に示した様な温度分布を有する鋳片では端部温度
が極めて効率的に上昇する知見を得た。

又この端部温度上昇効果はフラットロールエツジングに
より形成される第４図ｂの様なドッグボーンが巾方向端
部に近く、しかも高い程大きく第４図ａの様な比較的滑
らかなつまり高さｈが低くかつ巾方向の中央部方向に長
くのびたドッグボーンでは、材料の機械変形によるエネ
ルギーが巾方向に分散してしまうので効果が小さいこと
も判明した。

具体的には同一量の巾殺しをフラットローノレとカリバ
ーロールで別々に行ない各々その直後同−量の水平王下
したときの鋳片端部温度の昇温量はフラットロール法で
は、カリバーロール法の２倍以」一であった。

つまり、カリバーロールでは同一の昇温効果を得るのに
フラットロール法による巾殺し量の２倍程度を必要とし
てこれは巾殺し量増大による先後端のフイシュテールの
増大を招き、圧延歩留りが低下する。

又製品板巾に対してかなり大きな幅の鋳片を必要とする
ことを意味する。

前記フラットロール法とカリバーロール法との温度昇温
効果の差異についてはエツジングによる塑性仕事が、巾
方向端部のみの温度上昇についやされかつその温度上Ｅ
量算出式に、ドッグボーン最高高さ位置ｌの項目を導入
すると共に、ドッグボーン圧下パスでの塑性仕事による
巾方向端部の温度上昇算出式にドッグボーン最高高さｈ
の項目を導入することにより、実施結果とよく一致する
経験的な温度上昇計算式を次の様に求めることができた
。

今、例えば第５図Ａの様に、一対の竪ロールで巾殺し圧
延が行なわれているとして、圧延方向微少量△Ｘでのエ
ツジングによる塑性仕事ｄｗはとなる。

但しｐｍは平均圧延圧力、Ｈは板厚である。

この塑性仕事による温度上昇△θは、Ｃを比熱，ｒを比
重量，ａを仕事の影響範囲，Ａを仕事の熱当量とすれば
、次の様に求めることができる。

が成立するからこれを変形して とすれば 従って温度上昇△θは 第（１）式のαは巾ｂと仕事の影響範囲ａの比であるが
このαの代りに次のα，を用いた方が実際の温度上昇値
と一致した。

但しｌはドッグボーンの最高高さ位置、ΔＢは巾殺し量
、ΔＢ′は巾戻り量である。

従ってエツジングによる温度上昇量△θ１は となる。

一方ドッグボーン圧下パスによる温度−Ｌ昇値△θ２は で、但しα２は である。

本発明は以上の知見にもとすきなされたもので、カリバ
ーロール使用では、フラットロール使用に比べて同一量
の巾殺しによる端部昇温効果が１／２程度でありかつ同
一昇温量を得ようとすれば巾殺し量が増大しフイシュテ
ールが大きく歩留が悪いので、カリバーロールを使用し
ないで、本発明では市寸法調整を目的とするエツジング
に際して不都合なドッグボーンを形成するフラットロー
ルを積極的に用いてドッグボーンを鋳片端部に極めて近
いところに（即ち長さｌを小さくシ）かつ高く形成し（
即ち高さｈを大きく形成し）、エツジングによる機械変
形エネルギー及び次の水平ロール圧下によるドッグボー
ンの機械変形エネルギーを端部に集中して与え最も温度
の低い巾方向端部を効果的に昇温せしめ、鋳片巾方向温
度を均一化ならしめるものである。

このときの巾方向の温度の均一化は通常の再加熱材の粗
圧延前と同等レベルすなわち端部と中央部との温度差１
０℃程度を狙いとするものである。

以下実施例により本発明の連続鋳造された鋳片の直接熱
間圧延法を説明する。

厚２５０ｍ／ｍ，巾１７００ｍ／ｍの鋳片を連続鋳造装
置により鋳造し、鋳造直後の温度分布として第２図ａに
示す巾方向温度分布を得た。

これを保温装置に入れ周囲と断熱して３０分間保持し、
復熱させた後の温度分布は第２図ｂに示す通りで鋳造直
後２２０℃あった巾方向端部と中央部の温度差は１３０
℃に減少している。

この状態で、粗圧延機のフラットロールエツジャーによ
り、有効巾殺し量５０ｍｍだけエツジングし、続けて水
平ロールによりドッグボーンを圧下（水平圧下量１０ｍ
ｍ）する一連のパス（竪ロールー水平ロールパス）を、
３パス行なった時の各パス後の鋳片の巾方向温度分布を
第３図に示している。

第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄは、圧延前の巾方向温度分布、上
記一連のパスを１パス実施後の温度分布、上記一連のパ
スを２パス実施後の温度分布、上記パスを３パス実施後
の温度分布を示している。

第３図Ｃに示す如く２パス圧延ではまた端部と中央部と
では４５℃の温度差があったが、第３図ｄに示す如く、
３パスの圧延により、巾方向端部温度は著しく上昇し、
中央部との温度差は１０℃となり通常の再加熱材と同等
のレベルまで均一化された。

同様な圧延をカリバーロールを用いたエツジャーで行な
ったところ、巾方向端部と中央部との温度差は当該圧延
前の１３０℃から５０℃迄減少したが、フラットロール
で得られた１０℃の温度差までにはならなかった。

前記フラットロールエツジングー水平ロール圧下の一連
のパスを３パス繰り返し、第３図ｄ図示の温度分布とな
した鋳片を板厚３０間まで粗圧延を実施し、粗圧延後６
スタンド仕上タンデム圧延機で２． ５ ｍｍに圧延し
たところ出口で端部温度８７０℃，中央部温度９２０℃
の鋼帯を得ることができた。

なお本圧延材のＡｒ３は８７０℃である。なお同一条件
で、粗及び仕上圧延を実施したところ、上記フラットロ
ールを用いた一連のパスを２パス繰り返し第３図Ｃ図示
の温度分布の鋳片では端部８４０℃，中央部９２０℃で
、上記一連のパス、■パス後の第３図ｂ図示の鋳片では
端部７９０℃，中央部９２０℃であった。

一方前記カリバーロールを用いたカリバーロールエツジ
ングー水平ロール圧下の一連のパスを３パス繰り返し行
なった鋳片では端部８３０℃，中央部９２０℃であった
。

また１パスだけで１５０ｍｍの巾殺しを行ない、引続い
てドッグボーンを圧下した場合の鋳片端部と中央部の温
度差は、第３図ａに示す圧延前温度分布を有する鋳片で
あったが、フラットロールエツジャーで４０℃，カリバ
ーロールエツジャーでは７０℃であった。

本例では通常の再加熱材と同等のレベルまで均一化され
ないが、本エツジング圧延に際して供給される鋳片の巾
方向温度差が適切であれは、上記１パスのフラットロー
ルエツジャー法も採用できる。

なお、上記実施例では、有効巾殺し量５０ｍｍで、パス
回数３パスで通常の再加熱材と同等レベルの巾方向温度
均一効果を得ているが、巾方向温度均一化のための有効
巾殺し量及びパス回数は、フラットロールによるエツジ
ングを行なう直前の鋳片の温度分布（特に端部と中央部
との温度差、及び鋳片全体の平均温度）、鋳片材質から
定まるＡｒ３の温度、エツジング圧延装置のエッチング
能力等を考慮して適正値を定めることができる。

又必要に応じて、巾方向温度均一化のための圧延終了後
、鋳片を９０°ターンせしめ水平ロールにより巾出し圧
延せしめることもできる。

また、フラットロールエツジャー法でも１パス５０ｍｍ
以下の有効巾殺し量では、第３図ｄと同等のレベルまで
巾方向温度均一効果を得るのに１０パス程度のパス回数
が必要であり、鋳片全体の平均温度が低下すると共に鋳
片の巾方向温度均一化のためのローリングタイムが増大
するので好ましくない。

第６図は、現状の連続鋳造機より供給される鋳片に対し
て、本発明法を実施するに好適な熱間圧延装置列を示し
たもので、鋳片端部に与えられる機械変形エネルギーは
変形回数にほぼ比例するので、フラットロールによるエ
ッジングその直後の水平ロールパスからなる一連のパス
を複数パス実行して端部温度を上昇せしめ、巾方向温度
を均一化ならしめる鋳片端部温度昇温用エツジング圧延
機１と、均一化された鋳片を仕上タンデム圧延可能な板
厚まで厚み殺し圧延を行なう粗圧延機２と、６スタンド
仕上クンデム圧延機３を順番に配置したものである。

上記エツジング圧延機１は、フラット形状の竪ロール対
４と、このロール対４の前後に配置された水平ロール対
５，６とから構成され、粗圧延機２方向への圧延パスで
は水平ロール対５により鋳片を竪ロール対４へ押込みつ
つ、竪ロール対４で巾殺し圧延を行ない又、竪ロール対
４から放出される鋳片は水平ロール対６によりドッグボ
ーンが水平圧下される。

逆に粗圧延機２から遠ざかる方向への圧延パスでは、水
平ロール対６が押込み用ロールとなり、水平ロール対５
がドッグボーン圧下用ロールとなる。

この様に竪ロール対の前後に水平ロール対を配置するこ
とにより、一方の水平ロール対により竪ロール対への押
込み圧延が可能となり巾殺し量を大きくとることができ
、又他方の水平ロール対によりフラット形状の竪ロール
対で形成されたドッグボーンが形成直後に圧下される。

粗圧延機２は水平ロール対７の前面に竪ロール８を備え
ており、この竪ロール８では最終的な巾寸法調整が行な
われる。

この様に鋳片端部温度補償専用のエツジング圧延機と、
厚み殺しを主体とする粗圧延機を分離して、配置するこ
とにより、鋳片端部温度補償用の圧延時間と、粗圧延時
間と、仕上タンデム圧延機３による仕上圧延時間とが極
めて容易に調和せしめることができ、鋳片端部温度補償
圧延パスが付加されることによるＴｏｎ／Ｈｏｕｒの低
下を有効に防止できる。

以上詳述した様に、本発明法によれば連続鋳造機で鋳片
された高温鋳片を全く再加熱することなく、巾方向に均
一な温度を有する鋼帯を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造装置で鋳造された直後の鋳片の巾方向
温度分布の説明図、第２図は本発明の実施例に供した鋳
片の巾方向温度分布でａは鋳造直後、ｂは粗圧延開始直
前である。 第３図は本発明による圧延時の温度分布の推移を説明す
る説明図、第４図はドッグボーンの説明図、第５図は巾
殺し圧延及び該圧延直後の水平ロール圧延による鋳片端
部温度上昇量算出式の説明図、第６図は本発明の圧延装
置列の一実施例を示す概略図である。 １・・・・・・エツジンク圧延機、２・・・・・・粗圧
延機、３・・・・・・仕上タンデム圧延機、４・・・・
・・竪ロール対、５・・・・・・水平ロール対、６・・
・・・・水平ロール対、７・・・・・・水平ロール対、
８・・・・・・竪ロール対。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続鋳造機で鋳造された高温鋳片を、熱間圧延機入
   側設備まで搬送し、全く再加熱することなく直接熱間圧
   延する圧延法において、仕上タンデム圧延する前に、フ
   ラットロールを用いたエツジャーにより巾殺しを行なっ
   て鋳片巾方向端部にドッグボーンを形成し、直後に上記
   巾殺しにより形成されたドッグボーンを水平ロールによ
   り圧下する一連のパスを実施して巾方向端部の温度を上
   昇せしめて、仕上タンデム圧延機の入口及び出口温度が
   巾方向に均一な板を得ることを特徴とする連続鋳造され
   た鋳片の直接熱間圧延方法。 ２ フラット形状の竪ロール対と、該ロール対の前後に
   鋳片長さより短い間隔で配置された水平ロール対とを備
   えてなる鋳片端部温度昇温用エツジンク圧延機と、該圧
   延機の後方に配置された竪口−ル対を備えた粗圧延機と
   、該粗圧延機の後方に配置された仕上タンデム圧延機と
   からなる連続鋳造された鋳片の直接熱間圧延装置列。