JP2005262255A - 熱延鋼帯製造設備、同設備の構成方法および熱延鋼帯製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 設備コストや操業コストの面に加え、表面品質、さらには生産能力の点でも好ましい熱延鋼帯製造設備等を提供する。
【解決手段】 加熱炉１１と可逆式の粗圧延機１２、コイルボックス１３、仕上圧延機１４、水冷装置（ランアウトテーブル）１５および巻取機（コイラー）１６をこの順に配置して、熱延鋼帯製造設備１を構成する。そして上記設備１の上流側に、連続鋳造機２１と鋳片Ａの切断機２２およびホットスカーファー２３を追加配置して、熱延鋼帯製造設備２を構成する。
【選択図】 図１

Description

請求項に係る発明は、ホットストリップ等と呼ばれる帯状の薄板を製造する熱延鋼帯製造設備と、そのような設備を構成する（すなわち設備を工場等に導入する）ための方法、およびその設備を用いて行う熱延鋼帯の製造方法に関するものである。

熱延鋼帯（ホットストリップ）は、旧来、厚さが２００〜２５０ｍｍの大型の鋳片（スラブ）を、表面の検査や手入れをしたのち加熱炉に装入して加熱したうえ、粗圧延および仕上圧延を行って製造するのが一般的であった。加熱炉としては、排ガスと燃焼用空気との間で熱交換をさせるべく大型の金属製レキュペレータ（復熱室）を有するものが使用されている。

しかし最近、厚さが５０〜１００ｍｍ程度という薄いスラブを連続鋳造し、それをそのまま（つまり冷やすことなく高温度のまま）仕上圧延機に通してホットストリップを得る方法が開発された。

図２は、後者の方法でストリップを製造する、いわゆる薄スラブ連鋳型（または中厚スラブ連鋳型）ホットストリップミルの全体設備３を概念的に示すものである。薄いスラブを製造する連続鋳造機３１に続いて、切断機３２、トンネル型の加熱炉（トンネル炉）３３、仕上圧延機３４、水冷装置（ランアウトテーブル）３５および巻取機（コイラー）３６が配置されている。全高が低い小型の連続鋳造機で鋳片を鋳造でき、粗圧延機も省略できることから建家を含む建設コストが抑えられ、また圧延前の鋳片の加熱に要するエネルギーを大幅に削減できるため操業コストも低いとして、中小規模の製鉄所等に普及し始めている。なお、同様の薄スラブ連鋳型ホットストリップミルは、たとえば下記の特許文献１に記載されている。
特開昭６３−１０１００１号公報

図２に示す薄スラブ連鋳型の設備３を使用する場合、厚さ２００〜２５０ｍｍの鋳片を常温から加熱して粗圧延等する従来の方法に比べると、設備コストや操業コストの点で確かに有利である。しかし、薄スラブ連鋳型の設備による場合にも、課題となる点はいくつかある。すなわち、

i) 製品である熱延鋼帯の表面品質につき限界がある。圧延材料とする薄スラブには、厚いスラブの場合と同様に表面に疵のあることが少なくない。しかし、薄スラブ連鋳型の設備・方法にて熱延鋼帯を製造する場合には、スラブ表面の手入れをすることが事実上不可能であるため、自動車外板等に使用するものを生産するのは現状では難しい。薄い（したがってその分だけ長い）スラブに対し、スカーフィング等の手間をかけてその厚さをさらに薄くするとすれば、コストや歩留まりの点で商業的生産が継続できないからである。

ii) 仕上圧延機のロールに摩耗が発生しやすく、またその影響がストリップの表面品質に表れることがある。厚さが５０ｍｍまたはそれ以上のスラブから、粗圧延機を介さずに仕上圧延機のみによって厚さ３ｍｍ以下の鋼板にするには、仕上圧延機のロールに大きな負荷がかかるからである。このことは、仕上圧延機の操業コストを引き上げることにもなる。

iii) スラブが薄いために、生産能力を高めることが難しい。薄スラブを鋳造する場合でも鋳造速度には限界がある（厚さに反比例して鋳造速度を高くできるわけではない）ため、スラブ厚が５０ｍｍなら、１ストランドあたり生産できる熱延鋼帯の量は年間で最大１００万トン前後にすぎない。

請求項に係る発明は、設備コストや操業コストの面に加え、表面品質、さらには生産能力の点でも好ましい熱延鋼帯製造設備等を提供するものである。

請求項１に記載の熱延鋼帯製造設備は、リジェネレイティブバーナ式の加熱炉、可逆式粗圧延機、コイルボックスおよび仕上圧延機が、この順に配置されていることを特徴とする。
リジェネレイティブバーナ式の加熱炉とは、セラミックス等でできた蓄熱用小片を有するバーナが炉壁に複数配置されていて、それらバーナのうち約半数が燃焼するとき残りのバーナが内部に排ガスを通して上記小片に蓄熱するという交番燃焼を繰り返す方式の加熱炉をいう。なお、上記設備に配置する加熱炉の数は問わない。炉の補修等を考慮して複数基の加熱炉を並列に配置するのも好ましい。

この請求項の設備では、厚手の（厚さ２００〜２５０ｍｍ程度の）鋳片を上記の加熱炉に装入し、均一温度に加熱したうえ、複数パスの粗圧延をしてシートバーを得、それを、一旦コイルボックスに巻いたのち、仕上圧延機にて熱延鋼帯にする----という手順により熱延鋼帯を製造することができる。したがって、この設備にはつぎのような作用的特長がすべて備わっており、中規模製鉄所等において望ましい熱延鋼帯の製造が可能になる。

i) 厚手の鋳片を圧延材料にすることが可能なので、熱延鋼帯の表面品質を高くすることができる。鋳片が厚く、またそのために長さも比較的短いため、鋳片表面に疵がある場合等にも採算の合う範囲内でその手入れを行うことができるからである。たとえば、表面をスカーフィング等された鋳片を購入して圧延材料にするとしても、そうした手入れ分のコストは生産量に比して深刻なものとはならない。

ii) 仕上圧延の前に可逆式粗圧延機を配置するので、仕上圧延機の圧延負荷を小さくすることができる。厚めの鋳片を圧延材料とする場合であっても、粗圧延機にて鋳片を薄くするので、仕上圧延機のロールにかかる負荷を小さくできるのである。粗圧延機が可逆式のものであるため、パス数を適宜に定めることにより、鋳片がかなり厚いものであっても同様の対応ができる。仕上圧延機の負荷を小さくできると、表面品質や形状精度の高い熱延鋼帯を製造することも可能になる。

iii) 粗圧延機と仕上圧延機との間にコイルボックスを設けるので、仕上圧延前のシートバーの放熱を防いでその温度を相当程度均一に保つことができ、仕上圧延によって板厚を薄くすることも円滑に行える。

iv) 加熱炉がリジェネレイティブバーナ式のものであるため、操業コストを抑制できるメリットがある。大型の金属製レキュペレータを有する一般の加熱炉に比べて、リジェネレイティブバーナ式のものは、排ガスと燃焼用空気との間で熱交換をするための蓄熱媒体が小片であり、しかも耐熱性の高いもの（セラミックス製のものなど）を当該小片とすることができる。したがって、このような加熱炉では炉内を全域において高温度にすることが可能であり、もって圧延材料を効率的に加熱できるのである。

請求項２に記載した熱延鋼帯製造設備はさらに、
・ 連続鋳造機と、それにより製造された鋳片に対する切断機と、同じ鋳片に対するホットスカーファーを備えるテーブルとが、上記加熱炉の入側に接続されていて、
・ 上記の加熱炉が、入側から装入された鋳片を当該鋳片の長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱して出側から鋳片の長さ方向に搬出する形式のものである
ことを特徴とする。
連続鋳造機や切断機、ホットスカーファー等が加熱炉に接続されていることにつき、その接続の形態や接続経路については問わない。なお、加熱炉における鋳片の移動・搬出の方向については、図１（ｂ）に例示したうえ、その向きに矢印を付している。

この請求項の設備では、連続鋳造機によって上記のように厚手の鋳片を製造し、それを圧延材料として上記の加熱炉等に装入するという操業が可能である。ホットスカーファーを備えるので、鋳片表面の疵がある場合等には、熱間でその手入れをして加熱炉に送ることもできる。当該スカーファーは、熱延鋼帯に要求される品質のレベルによっては、使用しないでおくこともできる。この設備には、つぎのような特長もある。

i) 一連の設備のうちに連続鋳造機を含むので、鋳造直後の高温度の鋳片を加熱炉に装入することが容易であり、したがって極めて少ない燃料でその鋳片を均一温度に加熱できる。そのため、加熱炉が予熱帯でも高い炉温設定が可能なリジェネレイティブバーナ式のものであることと相まって、操業コストを大幅に抑制することが可能である。

ii) ホットスカーファーを備えているため、高温度の鋳片について表面疵等を手入れし、表面品質の高い熱延鋼帯を生産することも容易である。

iii) 同様に連続鋳造機を含んでいてトンネル型加熱炉および仕上圧延機を含む薄スラブ連鋳型の設備に比べて、全長が短く、設備がコンパクトに構成される。この請求項の設備では、トンネル炉でなく、入側から装入された鋳片を当該鋳片の長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱して出側から鋳片の長さ方向に搬出する形式の加熱炉を配置するからである。薄スラブ連鋳型の設備におけるトンネル炉は長さが２００ｍを超えるのが一般的である。しかし、この請求項の設備における上記形式の加熱炉なら、切断された鋳片をその長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱するので、短くてコンパクトなものとなる。

iv) 粗圧延機を配置するので厚めの鋳片からも熱延鋼帯を製造でき、したがって生産能力を高くすることが可能である。たとえば、厚さ２００ｍｍ以上の鋳片（幅１２００ｍｍ程度のもの）を材料とすることにより、１ストランドあたり年間１５０万トン前後の生産をさせることも難しくない。

請求項３に記載の熱延鋼帯製造設備はとくに、上記のコイルボックスがマンドレルレストランスファー形式のものであることを特徴とする。

マンドレルレストランスファー形式のコイルボックスは、コイル中心部の穴にマンドレル（支持軸）を装入しないでコイルを移動させる形式のものであるから、コイルの内側端部付近の温度降下が少ない。したがって、この請求項の設備では、粗圧延によって得られたシートバーに不均一な温度分布がとくに生じにくく、仕上圧延の過程において、均一な圧延加重により板厚精度のすぐれた熱延鋼帯を生産できるという利点がもたらされる。

請求項４に記載の熱延鋼帯製造設備はとくに、上記の仕上圧延機が、複数スタンドの極小径ロールミルまたは異形ロールミルを有するものであることを特徴とする。
なお、極小径ロールミルとは、一対のワークロールがともに直径６００ｍｍを下回る小径のものである圧延機（スタンド）をさし、異径ロールミルとは、一対のワークロールについて直径が等しくなく、上下一対のワークロールの等価ロール径（ワークロール径の平均値）が直径で６００ｍｍ未満のものをいう。

極小径ロールミルまたは異径ロールミルは、双方（一対）のワークロール径または等価ロール径が小さいために、低い圧延荷重で大圧下、つまり高圧下率の圧延を行うことができる。同じ圧下率をもたらす圧延荷重は、ワークロールの径が小さいほど小さくなり、概ねワークロール径に比例するからである。圧延荷重が小さくなれば、ロール偏平のために高圧下率圧延ができないという現象がなくなるほか、圧延ロールの扁平変形量が減る結果としてエッジドロップも軽減される。極小径ロールミルまたは異径ロールミルによるこのような作用により、コンパクトな設備（たとえばスタンド数の少ない仕上圧延機）によっても形状のすぐれた熱延鋼帯を製造できるといった利点がもたらされる。

請求項５に記載した熱延鋼帯製造設備の構成方法は、
1) 入側から装入された鋳片を当該鋳片の長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱して出側から鋳片の長さ方向に搬出する形式をもつリジェネレイティブバーナ式の加熱炉と、可逆式粗圧延機、コイルボックス、および仕上圧延機とをこの順に配置した設備をまず構成し、
2) のちに（たとえば1)の構成を終えた数年後に）、連続鋳造機と、それにより製造された鋳片に対する切断機と、同じ鋳片に対するホットスカーファーを備えるテーブルとを、上記加熱炉の入側に接続して構成する
ことを特徴とする。

このような構成方法をとれば、無理のない設備投資によって熱延鋼帯の製造を開始することができ、しかもその後に円滑に製造規模を拡大することができる。その理由はつぎのとおりである。
第一のステップとして、上記1)のように加熱炉以降の設備を構成すると、圧延材料である鋳片を購入する（または自社の別工場から搬入する）ことにより熱延鋼帯の生産を開始できる。上記した加熱炉以降を備えていて年間１５０万トン程度の生産規模をもつ熱延鋼帯製造設備は、一般に３００億円程度で導入可能である。図２のような薄スラブ連鋳型の設備３が、一般に年産１００万トン程度であって導入費用が５００億円程度必要であることを考えると、設備投資上の負担はかなり少ないといえる。しかも、導入した設備によって、請求項１等の発明に関して述べた品質上および生産効率上の利点がもたらされる。

また、第二のステップとして上記2)のように連続鋳造機とホットスカーファー、切断機を追加導入すると、連続鋳造したばかりの高温の鋳片を加熱炉に装入することができ、それによって操業コストの大幅な削減が可能になる。操業が安定し運転ノウハウが蓄積された時期に連続鋳造機として２ストランドのものを設けるなら、上記1)の設備の導入後３００億円程度の追加投資により、生産規模を年間３００万トン程度にまで拡大することができる。第一のステップと合わせると６００億円程度で年間３００万トン前後の生産が可能になるので、市場動向に合わせた最適な投資ができることになる。

請求項６に記載した熱延鋼帯製造方法は、上記いずれかの熱延鋼帯製造設備を使用する方法であって、
1) 圧延材料とする鋳片を９００℃を下回らない温度に保って上記の加熱炉に装入し、
2) 可逆式粗圧延機にて厚さ２５〜４０ｍｍのシートバーとし、
3) そのシートバーをコイルボックスにて保温したうえ、仕上圧延機により厚さ３ｍｍ以下（１ｍｍ程度以上）の熱延鋼帯とする
ことを特徴とする。

このような方法で熱延鋼帯を製造する場合にはつぎのような利点がある。
・ 圧延材料とする鋳片を９００℃以上に保って加熱炉へ装入するので、鋳片の加熱を少ない燃料で行うことができる。そのため、加熱炉がリジェネレイティブバーナ式のものであることとも関連して操業コストを大幅に抑制できる。
・ 厚手の鋳片を圧延材料とする場合にも、厚さ３ｍｍ以下の熱延鋼帯を無理なく円滑に製造することができる。可逆式の粗圧延機を使用して厚さ２５〜４０ｍｍのシートバーを一旦製造するため、６スタンド程度の通常の仕上圧延機にて厚さ３ｍｍ以下に圧延することも困難でないのである。厚さ２５〜４０ｍｍのシートバーを厚さ３ｍｍ以下の熱延鋼帯にするのであれば仕上圧延機のロールにかかる負荷は高すぎず、したがってロールの損耗も少ない。
・ 薄い熱延鋼帯についても高品質のものを製造できる。上記のように仕上圧延機のロールの負担を抑えて円滑な圧延ができることに加え、加熱炉での加熱およびコイルボックスでの保温によって、仕上圧延前のシートバーをムラのない均一かつ適切な温度に保てること、がその理由である。
・ 厚手の鋳片をもとに熱延鋼帯を製造することも可能であるため、生産能力を１５０万トン程度以上に高くすることも困難でない。

請求項１に記載した熱延鋼帯製造設備にはつぎのような効果がある。i)厚手の鋳片を圧延材料にできるので、熱延鋼帯の表面品質を高くすることが可能である。ii)可逆式粗圧延機を有するので、仕上圧延機の圧延負荷を小さくすることができる。iii)コイルボックスを有するので、仕上圧延にて板厚を薄くすることも円滑に行える。iv)加熱炉がリジェネレイティブバーナ式のものであるため、効率的な加熱を行い操業コストを抑制することができる。

請求項２に記載した熱延鋼帯製造設備はさらに、i)連続鋳造機を含むので、鋳造直後の高温度の鋳片を加熱炉に装入することが容易であり、極めて少ない燃料でその鋳片を均一温度に加熱できる。ii)そのような高温度の鋳片につき表面疵等を手入れして表面品質の高い熱延鋼帯を得ることも容易である。iii)全長の短い、コンパクトな設備として構成される。iv)粗圧延機を配置するために厚めの鋳片からも熱延鋼帯を製造でき、したがって生産能力を高くすることができる。

請求項３に記載の熱延鋼帯製造設備によれば、粗圧延で得られたシートバーに不均一な温度分布が生じにくく、したがって仕上圧延が円滑に行えて、板厚精度のすぐれた熱延鋼帯を生産できる。

請求項４の熱延鋼帯製造設備なら、とくにコンパクトな設備によっても形状のすぐれた熱延鋼帯を製造できる。

請求項５に記載した熱延鋼帯製造設備の構成方法によれば、無理のない設備投資によって熱延鋼帯の製造を開始することができ、しかもその後に円滑に製造規模を拡大することができる。

請求項６に記載した熱延鋼帯製造方法によれば、i)鋳片の加熱を少ない燃料で行うことができ、操業コストを抑制できる。ii)厚手の鋳片を圧延材料とする場合にも、熱延鋼帯を無理なく円滑に製造でき、仕上圧延機のロールの損耗も少ない。iii)薄い熱延鋼帯についても高品質のものを製造できる。iv)生産能力を高くすることも容易である。

発明の実施に関する概念図（設備を斜め側方より俯瞰した模式図）を図１（ａ）および同（ｂ）に示す。同（ａ）には熱延工場に導入した当初の熱延鋼帯製造設備１を示し、同（ｂ）には、さらに関連装置を追加配置してなる熱延鋼帯製造設備２を示している。

図１（ａ）に示す熱延鋼帯製造設備１はつぎのように構成したものである。すなわち、加熱炉１１と可逆式粗圧延機１２、コイルボックス１３、仕上圧延機１４、水冷装置（ランアウトテーブル）１５および巻取機（コイラー）１６をこの順に配置している。

加熱炉１１は、圧延材料である鋳片Ａを入側（図の左上方）から装入したうえ図示の矢印ｘに沿って当該鋳片Ａの長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱して、出側（図の右下方）から鋳片Ａの長さ方向に搬出する形式のものである。鋳片Ａとしては、別棟の転炉・連鋳工場で製造され、または外部より購入したスラブ（厚さ２００〜２５０ｍｍ程度のもの）を常温で加熱炉１１に装入する。加熱炉１１は、幅（鋳片Ａの長さ方向の寸法）が１２ｍ、長さ（幅と直角方向の寸法）が２０ｍとコンパクトなものにしている。
また加熱炉１１はリジェネレイティブバーナ式のものとし、炉内には一対ずつ向かい合わせにバーナ（図示省略。リジェネレイティブバーナ）を配置している。各バーナには、セラミックスでできた蓄熱用小片を燃焼用空気の通過部分に保持させ、各対のバーナのうち一方を数十秒おきに交代で燃焼させ、燃焼させない他方のバーナを通じて燃焼排ガスを排出する。こうして蓄熱用小片を媒体にして排ガスと燃焼用空気との間で熱交換を行ううえ、当該媒体としてセラミックスの小片を利用するため使用可能温度が高いことから、排ガス温度を高く設定して高効率の熱交換を行わせることができる。

粗圧延機１２は１スタンドのものだが、リバース（可逆）式とし、その前部にはエッジャー１２ａとともにローラテーブル（図示せず）を設けるなど、圧延材をリバースさせて複数パスの圧延を行えるようにしてある。

コイルボックス１３としては、マンドレルレストランスファー形式のものを配置している。粗圧延機１２にて得たシートバーＢを、一旦このコイルボックスに巻いて保温する。マンドレルレストランスファー形式のものを採用しているので、コイルの内側付近の温度降下も抑制される。

仕上圧延機１４は、６スタンドをタンデムに配置したもので、後段の３スタンドは小径の異径ロールミルにて構成している。すなわち、当該３スタンドでは、上下のワークロールとして直径４８０ｍｍのものと直径６００ｍｍのものとを対にして配置し（等価ロール径は５４０ｍｍとなる）、大径のワークロールのみをモータ等（図示せず）にて回転駆動し、小径のロールについては回転自在にして駆動力をかけない。等価ロール径が小径であることと、一方のワークロールのみを駆動するため圧延材に剪断力が作用することから、比較的低い圧延荷重でも圧下率の高い（たとえば圧下率５０％の）圧延を実施でき、スタンド数を増やさなくても薄い熱延鋼帯Ｃを円滑に製造できる。後段の３スタンドまたは全６スタンドのワークロールについて、ＣＶＣ機能をもたせ、またはベンディング機能をもたせるのもよい。

仕上圧延機１４の下流側にはランアウトテーブル１５とコイラー１６とを配置しているので、圧延された鋼帯Ｃは、水冷されたうえでコイルに巻き取られる。

このような構成の設備１においては、下記のように好ましい態様で熱延鋼帯を製造することができる。すなわち、
i) 加熱炉１１では、リジェネレイティブバーナ式であることによる効率の高さを生かして、燃料原単位を低く抑えて鋳片Ａを加熱・均熱化することができる。また、炉長・炉幅ともにコンパクトであるため、トンネル炉などを配置する場合よりも専有面積や設備コストについて有利である。
ii) 表面の手入れをされた鋳片Ａを圧延材料とすることにより、熱延鋼帯Ｃの表面品質を高くすることができる。なお、熱延鋼帯Ｃの表面品質等について要求水準が低い場合には、手入れのされていない安価な鋳片Ａを圧延材料として使用すればよい。
iii) 厚手の鋳片Ａを、粗圧延機１２によって薄い（その厚さは任意に設定できる）シートバーＢにしたうえで仕上圧延機１４に通すので、仕上圧延機１４の負荷が低い。したがって、同圧延機１４でのロールの摩耗が少ないうえ、熱延鋼帯Ｃの表面品質も向上させやすい。なお粗圧延機１２においては、圧延温度が高いため、圧延材表層に生じるスケールがＦｅＯであって鉄より軟らかく、したがってロールの摩耗量は少ない。
iv) 粗圧延のされたシートバーＢを、コイルボックス１３によって相当程度均一な温度に保ったうえ仕上圧延機１４に通すので、均一かつ円滑な仕上圧延を行って薄い熱延鋼帯Ｃを製造することが可能である。
v) 厚手の鋳片Ａをもとに熱延鋼帯Ｃを製造するので、年間１５０万トン程度の生産量を確保することができる。

つづく図１（ｂ）に示す熱延鋼帯製造設備２は、上記設備１の上流側に、図のように連続鋳造機２１と鋳片Ａの切断機２２およびホットスカーファー２３を追加配置したものである。
連続鋳造機２１としては、導入当初の上記設備１において購入等していたものと同等サイズの鋳片Ａを連続鋳造できるものを設ける。図示の例では１ストランドだが、２ストランドのものを設置して生産量を増やすのもよい。
切断機２２は、トーチ式のものでも剪断式（シャー）等のものでもよい。
また、ホットスカーファー２３は、鋳片Ａの表面の欠陥部分（疵など）を燃焼ガスによって溶融除去するものである。

このように連続鋳造機２１等を追加配置した熱延鋼帯製造設備２では、つぎのようにして熱延鋼帯Ｃを生産する。一例として、自動車外板とする冷延向け熱延鋼帯Ｃとして板厚３．５ｍｍのものを生産する場合には、
1) 連続鋳造機２１により、厚さ２３０ｍｍ・幅１５７０ｍｍの鋳片Ａ（スラブ）を連続鋳造し、切断機２２にて長さ９ｍにカットしたうえホットスカーファー２３で適宜に表面手入れをし、平均温度１０００℃で加熱炉１１に装入する。
2) 加熱炉１１では、図示の矢印ｘの方向に鋳片Ａを移動させながら、約３０分間在炉させて均熱化し、約１２００℃で抽出したうえデスケーリングをかける。
3) 可逆式粗圧延機１２において７パスを行い、厚さ４０ｍｍ前後のシートバーＢにしたうえ、それをコイルボックス１３に巻き取って保温する。
4) コイルボックス１３よりシートバーＢを巻き出し、仕上圧延機１４の一連のスタンドに通すことによって、厚さ３．５ｍｍ、圧延終了温度９００℃の熱延鋼帯Ｃとする。
5) 熱延鋼帯Ｃは、ランアウトテーブル１５で水冷したうえ、巻取り温度７００℃前後でコイラー１６に巻き取る。

また、板厚１．２ｍｍの薄い熱延鋼帯Ｃ（表面品質について要求水準の高くないもの）を生産する場合は、たとえば、
1) 連続鋳造機２１等により、厚さ２３０ｍｍ・幅１２４０ｍｍ・長さ１１ｍの鋳片Ａ（スラブ）を製造し、ホットスカーファー２３を使用せずに平均温度１０５０℃で加熱炉１１に装入する。
2) 加熱炉１１では、上記と同様に約３０分間在炉させて均熱化し、約１２００℃で抽出したうえデスケーリングする。
3) 粗圧延機１２で７パスを行い、たとえば厚さ３０ｍｍのシートバーＢにしてコイルボックス１３に巻き取る。
4) シートバーＢを巻き出して仕上圧延機１４に通すことにより、厚さ１．２ｍｍ、圧延終了温度８５０℃の熱延鋼帯Ｃとする。
5) その熱延鋼帯Ｃをランアウトテーブル１５で水冷し、巻取り温度６００℃前後でコイラー１６に巻き取る。

連続鋳造機２１等を追加した図１（ｂ）の熱延鋼帯製造設備２では、同（ａ）の設備１における利点に加えてつぎのようなメリットも備わっている。すなわち、
i) 鋳造直後の高温度の鋳片Ａを加熱炉１１に装入するうえ、加熱炉１１がリジェネレイティブバーナ式のものであって熱効率にすぐれるため、極めて少ない燃料によって必要な加熱を行うことができる。
ii) 自動車外板用やブリキ用のものなど、表面品質について要求水準の高い熱延鋼帯Ｃを生産する場合には、高温状態の鋳片Ａに対しホットスカーファー２３を使用して、その要求に応えることができる。その一方、当該要求水準の低い場合には、ホットスカーファー２３を使用せずにおいて生産コストを下げることも可能である。
iii) 上記したような厚手の鋳片Ａを２ストランド鋳造できる連続鋳造機を設けるなどすれば、生産能力を年間３００万トン以上にすることも可能である。

上述した板厚１．２ｍｍの熱延鋼帯Ｃを、上記のとおり図１（ｂ）の設備２によって生産する場合と、前記した図２の設備３により生産する場合とについて、概算の設備コストおよび操業コストを比較するとつぎのようになる。
まず設備コストについては、設備３が５００億円程度であるのに対し、設備２は、連続鋳造機２１および粗圧延機１２を含むことから６００億円程度が必要である。しかし設備２に関しては、図１（ａ）に示す設備１を第一のステップとして導入するなら、生産開始時点での投資額が３００億円程度で足りるため、実質上の不利は少ない。
操業コストのうち燃料原単位については、設備２では、鋳片Ａを高温度状態のまま加熱炉１１に装入するほか、その加熱炉１１がコンパクトなリジェネレイティブバーナ式のものであるため、生産重量（１ｔ）あたり５万kcal／ｔ程度となる。これは、設備３において、２００ｍを超える長いトンネル炉３３により薄スラブを高温度のまま装入し加熱する場合とほとんど差がない。
電力に関しては、設備２の場合、加熱炉１１と粗圧延機１２、仕上圧延機１４において生産重量あたりそれぞれ５kWh／ｔ、１５kWh／ｔ、４０kWh／ｔ程度消費する。一方、設備３の場合には、トンネル炉３３での消費電力は設備２の場合と差がなく、また粗圧延をしないために粗圧延機での消費はゼロであるが、仕上圧延機３４では、粗圧延をしない分だけ圧延負荷が高いため４５kWh／ｔ程度の消費がある。設備２・３間でのこのような電力消費量の差を生産重量あたりのコストに換算すると、設備２による方が６０円／ｔ程度高い。
仕上圧延機１４・３４におけるロールのメンテナンスに関しては、上記のような圧延負荷の関係で設備３には相当の整備費用（ロールの研磨等）が必要である。生産重量あたりの整備費用は、設備２においては２４０円／ｔ程度であるのに対し、設備３では３００円／ｔ程度になり、この点では設備２による方が６０円／ｔ程度低い。

設備コストと操業コストとが以上のように概算される以上、設備２と設備３とはコスト面での差はほとんどないと考えられる。設備２の場合は、圧延負荷の低い仕上圧延を行えること、また必要なら鋳片Ａに対するホットスカーフィングも行えるため表面品質にすぐれた鋳片Ａを製造できること等を考慮すると、設備２を導入するについて十分にメリットがあるといえる。

発明の実施に関する概念図（設備を斜め側方より俯瞰した模式図）であって、図１（ａ）は、熱延工場に導入した当初の熱延鋼帯製造設備１を示し、同（ｂ）は、さらに関連装置を追加配置してなる熱延鋼帯製造設備２を示している。 薄スラブ連鋳型ホットストリップミルの全体設備３を示す概念図である。

符号の説明

１・２ 熱延鋼帯製造設備
１１ 加熱炉
１２ 粗圧延機
１３ コイルボックス
１４ 仕上圧延機
２１ 連続鋳造機
２３ ホットスカーファー
Ａ 鋳片
Ｂ シートバー
Ｃ 熱延鋼帯

Claims (6)

1. リジェネレイティブバーナ式の加熱炉、可逆式粗圧延機、コイルボックスおよび仕上圧延機が、この順に配置されていることを特徴とする熱延鋼帯製造設備。
2. 連続鋳造機と、それにより製造された鋳片に対する切断機と、同じ鋳片に対するホットスカーファーを備えるテーブルとが、上記加熱炉の入側に接続されていて、
   上記の加熱炉が、入側から装入された鋳片を当該鋳片の長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱して出側から鋳片の長さ方向に搬出する形式のものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯製造設備。
3. 上記のコイルボックスがマンドレルレストランスファー形式のものであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱延鋼帯製造設備。
4. 上記の仕上圧延機が、複数スタンドの極小径ロールミルまたは異形ロールミルを有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱延鋼帯製造設備。
5. 入側から装入された鋳片を当該鋳片の長さ方向と直角の方向に移動させながら加熱して出側から鋳片の長さ方向に搬出する形式をもつリジェネレイティブバーナ式の加熱炉と、可逆式粗圧延機、コイルボックス、および仕上圧延機をこの順に配置した設備をまず構成し、
   のちに、連続鋳造機と、それにより製造された鋳片に対する切断機と、同じ鋳片に対するホットスカーファーを備えるテーブルとを、上記加熱炉の入側に接続する
   ことを特徴とする熱延鋼帯製造設備の構成方法。
6. 請求項１〜４に記載の熱延鋼帯製造設備を使用する熱延鋼帯製造方法であって、
   圧延材料とする鋳片を９００℃を下回らない温度に保って上記の加熱炉に装入し、可逆式粗圧延機にて厚さ２５〜４０ｍｍのシートバーとし、そのシートバーをコイルボックスにて保温したうえ、仕上圧延機により厚さ３ｍｍ以下の熱延鋼帯とすることを特徴とする熱延鋼帯製造方法。
   

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