JP2008517774A - ２つの鋳造ライン及び単一の連続圧延ラインを用いた熱間極薄鋼帯の製造方法及び製造ライン - Google Patents

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Abstract

本発明は、厚み１００ｍｍ以下の薄いスラブ製造用の２つの鋳造ライン(a)及び（b)；該鋳造ライン（a）と直列に配置されてなる仕上用圧延機(g)；マンドレルを有する、２組の加熱炉（A1、A2及びB1、B2）、但し各組の加熱炉はそれぞれ鋳造ライン(a)及び（b)のどちらかと関連して配置されている；及び１組の加熱炉（A1）と（A2）との間に設けられたバイパス経路(d)であって、その下流に配置された仕上用圧延機(g)での連続圧延を可能にするバイパス経路(d)含む、熱間鋼帯を製造するための製造ラインに関する。マンドレルを有する加熱炉(B1)及び(B2)を、横断経路(k)に沿って、圧延ライン(g)と直列に配置されてなる鋳造ライン(a)に移動させ、そして元の位置に戻すことで、鋼帯をバッチ的に製造することができる。さらに、誘導炉(f)が、仕上圧延装置(g)の上流に配置されている。また、上記の製造ラインを用いた製造方法にも関する。

Description

本発明は、薄スラブ製造用の２つの鋳造ライン及び単一の圧延ラインを包含する、連続運転により（即ち、中断することなく（without solution of continuity））極薄熱間鋼帯を製造するための製造ライン、及び上記の製造ラインを用いた極薄熱間鋼帯の製造方法に関する。
熱間鋼帯の製造については、２つの鋳造ラインと単一の圧延機とが互いに連結してなる薄スラブプラントを用いることが知られているが、圧延により極薄鋼帯を連続的に得ることを可能にする技術は知られていなかった。
公知の薄スラブプラントにおいては、２つの鋳造ラインの中間に圧延機が配置され、鋳造ラインと圧延機は「コイルボックス」を介して結合されている。上記のコイルボックスの内部においては、圧延仕上前の鋳片が巻き取られており、この鋳片は「逐次(step by step)」システム又は「ウォーキングビーム(walking-beam)」システムによって圧延機に供給される。従って、圧延機への鋳片の供給は中断しなければならず、連続的な圧延を中断することなく行うことはできない。このことは、この従来技術を示す図１から明らかである。
また、２つの鋳造ラインと単一の圧延機を用いて熱間鋼帯を製造する別の方法としては、鋳造ラインが直列に連結されてなる２つの長いトンネル炉、及びこれらのいずれか一方と直列に配置されてなる圧延機を用い、１つのコイルに相当する長さのスラブ片を該トンネル炉中で加熱する方法が挙げられる。上記トンネル炉は両方ともその下流側端部が独立したセクションとして一方のラインから他方のラインに移動可能になっており、これらの独立したセクションは１つのコイルに相当する長さのスラブを完全に収容するのに十分な長さを有している。これにより、最初に圧延機と連結されていなかった鋳造ラインから供給されるスラブも圧延することができる。しかし、この方法により連続的な圧延を行う場合、以下のような技術的な問題がある。即ち、スラブが圧延機に供給される速度が極端に遅く、鋳造速度と同じ程度の速度でしかないという問題、及び約３００ｍにも及ぶスラブの加熱炉における取り扱いに関する技術的問題がある。この技術の製造ラインを概略的に図２に示す。
ＥＰ１１９６２５６において、本出願人は、２つの鋳造ライン及びその中間の位置に連結された単一の圧延機からなる、極薄鋼帯の製造システムを開示した。このシステムにおいては、圧延仕上前鋳片が、内部にマンドレルを有する４つの加熱炉から圧延機へ供給される。加熱炉内のマンドレルは、仕上前鋳片の巻き取り及び巻き出し用のものであり、この加熱炉は自身が回転すると同時に、圧延機が配置されている、２つの鋳造ラインの中間の位置に移動することができる。しかし、この技術においても、圧延機は、２つの鋳造ラインのどちらとも同軸的に配置されていないので、加熱炉を圧延機へ移動することが必ず必要になり、そのため実際に「連続的（endless）」な圧延を実施することはできない。更に、４つの加熱炉を圧延機へ回転させながら移動させ、その後、元の位置へ戻すというサイクルにおける各操作に要する時間の許容範囲は非常に狭く、この時間が短いことは非常に重要である。例えば、５０ｔ以上もの重さの仕上前鋳片を巻き取るような場合には上記のサイクルおける各操作に要する時間を短縮することが必要である。このことは、特に鋳造工程実施中のローラー交換などの、圧延機への介入操作やそのタイミングとの兼ね合いで非常に重要である。その結果、非常に大規模な設備が必要になり、関連するプラントシステムも非常に複雑になって、コストの面での負担も大きくなってしまう。
発明の概要
従って、本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点のない、２つの鋳造ラインを有する熱間鋼帯の製造ラインであって、２つの鋳造ラインの両方を用いて、圧延工程を全く中断することなく連続的に行うことを可能にする製造ラインを提供することにある。また、本発明の他の１つの目的は、２つの鋳造ラインから供給される複数の鋳片を圧延するか、もしくは該２つの鋳造ラインの内の一方から供給されたスラブを連続的に圧延することを包含する熱間極薄鋼帯の製造方法に関する。
本発明者らは、２つの鋳造ラインの内の１つを圧延ラインと直列に配置し、その１つの鋳造ラインの出口において厚み３０ｍｍ未満のスラブを得ることで、従来技術では不可能であった、鋳造ラインで得られたスラブを仕上用圧延工程に直接供給するということが可能になることを見出した。最初に説明した従来技術（図１）及び３番目に説明した従来技術（ＥＰ１１９６２５６）においては、鋳造ラインで得られたスラブは連続的な圧延に最適な速度で排出されてくるが、圧延装置が両方の鋳造ラインのいずれとも直列に接続されていない。また、２番目に説明した従来技術（図２）は、圧延装置は鋳造ラインと直列に配置されているが、それぞれが１つのコイルに相当する複数のスラブ片が順次圧延ラインに供給されるものなので、連続的な圧延ができない。
本発明の更に他の１つの目的は、１組の加熱炉のみを移動させることにより、通常の又は緊急時のメンテナンスにおける操作に十分な時間をかけられるようにすることによって、上記したように従来技術に固有の問題である時間的要求の問題を解決することである。
本発明の更に他の１つの目的は、内部にマンドレルを有する、上下に重なり合った加熱炉により相互に連結された、２百万ｔ／年以上で熱間鋼帯を製造することができる２つの鋳造ラインをより安全に管理することを可能にすると同時に、厚み１ｍｍ未満の鋼帯を製造するための連続圧延を可能にすることである。
本発明の更に他の１つの目的は、鋼帯表面のスケール形成を抑制し、加熱炉内での鋳片の巻き取り及び巻き出し工程中並びに圧延機の入口ローラーと出口ローラー間における、スケール形成による問題（鋼帯上のスケール痕等）を回避するために、加熱炉の入り口温度を従来技術における温度（約1,100℃）より低くして（例えば、約900℃）、デスケーリング（descaling）中の温度損失を抑制することである。
上記の目的は、請求項に記載した製造ライン及びそれに関連する方法によって達成される。
本発明の上記及びその他の諸目的、諸特徴並びに諸利益は、添付の図面を参照しながら述べる以下の製造ライン及び方法に関する詳細な説明及び具体例の記載から明らかになる。但し、上記の具体例は本発明を限定するものではない。
発明の詳細な説明
以下、図３に参照して、本発明を説明する。図３においては、２つの鋳造ラインがa及びbとして示されている。鋳造ラインa、bには、ＥＰ１１９７２５６にも開示されている、液芯低減手段及び直接圧延手段（荒削り手段）が取り付けられている。鋳造ラインa及びbには、その下流側に鋳造ラインで製造されたスラブを切断するための剪断機c及びc'がそれぞれ連結されている。剪断機c及びc' は、鋳造ラインで製造されたスラブを切断して得られる複数の鋳片を用いて圧延を行う際に使用され、その際には、上記の鋳片は、鋳造ラインaに設けられた、内部にマンドレルを有するガスが供給された加熱炉A1、A2、及び鋳造ラインbに設けられた、内部にマンドレルを有するガスが供給された加熱炉B1、B2に供給される。加熱炉A1、A2は、仕上前鋳片を、対応する上流の鋳造ラインから受け取り、下流の圧延ラインgに供給できるように移動及び回転することができる。バイパス経路dは、鋳造ラインaに配置された加熱炉A1と加熱炉A2との間に設置され、剪断機cにより切断されていない連続的なスラブを、断熱性ローラーコンベアeを介して圧延機gに供給し、連続的に圧延するという操作を可能にする。
勿論、図３に示すような本発明の製造ラインを用いて、複数の鋳片を用いた圧延を行うことも可能である。この場合、マンドレルを有する加熱炉B1及びB2を、交互交替的に、横断経路kに沿って、圧延ラインgと直列に配置されてなる鋳造ラインaに移動させ（特に、横断経路kと反対方向に移動可能なローラーコンベアeを置換する形で鋳造ラインaに移動させ）、そして元の位置に戻すことができる。本発明の製造ラインには、上記のような、加熱炉の移動を可能にする手段が設けられている。更に、図３の製造ラインは、ローラーコンベアeの下流であって仕上用圧延ラインgの上流に設けられた誘導炉f（上記圧延ラインgの下流には小型の急速冷却装置hが設けられている）；仕上がった鋼帯が所定の重量に達した際に、これを切断するための走間剪断機i；中断なしに連続的に圧延を行う際に用いる回転式巻取りリールｌ；鋳片に冷却水噴霧するためのローラーコンベアm；及び両方の鋳造ラインから断続的に得られる製品を最終的に巻き取るためのダウンコイラーnを有している。
次に、図４に参照して本発明を説明する。図４は、加熱炉A1、A2及び加熱炉B1、B2においてコイル状に巻き取られた圧延仕上前鋳片、並びに直線状の矢印で示された横断経路k（これに対して曲線状の矢印は、加熱炉B1、B2回転時の、軸に沿った回転方向を示す）の概略図である。図４においては、連続圧延システム非稼動時の、４つの加熱炉での鋳片の巻き取り-巻き出し-圧延サイクルの工程及び手順を示してある。より具体的には、図４aは、矢印FM（仕上げ用圧延機（finishing mill）gの方向を示す）で概略的に示したように、加熱炉A1内の鋳片を圧延機gに供給している状態を示す。図４bは、図４aの状態の次の段階として、加熱炉A1内の鋳片が全て圧延工程に供され、加熱炉A2において鋳片がコイル状に巻き取られつつあり、鋳片の巻き取りが完了して圧延ラインに移動された加熱炉B1内の鋳片を圧延機gに供給し、加熱炉B2において鋳造ラインbから供給された鋳片をコイル状に巻き取っている状態を示す。図４cは、図４bの状態の次の段階として、加熱炉A2において巻き取られた鋳片を圧延機gに供給し、空になった加熱炉B1は元の位置に戻され、加熱炉B2においては、鋳片をコイル状に巻き取る作業がほぼ完了している。図４dに示すように、この加熱炉B2は、横断経路kに沿って移動して圧延ラインに連結され、その一方で、加熱炉A1における鋳片の巻き取りはほぼ完了し、巻き取り完了後、図４aに示した操作を再度行う。また、図４dにおいては、加熱炉A2は空であり、加熱炉B1において新たに鋳片をコイル状に巻き取る作業が開始されている。
上記のことから明らかなように、２つの鋳造ラインの内の１つのみを移動することにより、既に上記したように、ＥＰ１１９６２５６の技術と比較して、加熱炉の移動に関して時間的な余裕が得られるというメリットがある。
更に、ＥＰ１１９６２５６においては、誘導炉は加熱炉の上流に配置されていたが、本発明では、誘導炉fを、マンドレルを有する加熱炉の下流であって、仕上圧延装置gの入り口に配置することにより、鋳造及び荒削りラインの下流における鋳片の温度を、従来技術における約1,100℃より遥かに低い約900℃にすることができる。また、誘導炉fにおける加熱中に鋳片の再酸化が起き、これにより誘導炉f導入前の「鋳造圧延」工程において形成されたスケールが再出現する。このことによって、より少ない水圧及び水量でデスケーリング（descaling）を行うことが可能になり、且つ鋼帯表面の質を向上させることができる。
本発明において、仕上前の鋳片の厚みは３０ｍｍ未満であり、移送される加熱炉B1及びB2におけるコイル状鋳片の重量を許容限度値内にするために、この厚みは１５ｍｍ未満にすることもできる。また、上記２組のマンドレルを有する加熱炉を全て使用し、複数の鋳片を鋳造ラインa及びbの両方から製造する場合には、最終的に得られる圧延鋼帯の厚みは、１．０〜１２．０ｍｍである。しかし、圧延機gと直列に配置された鋳造ラインaのみを用いて、厚み１．０ｍｍ未満の極薄鋼帯を連続的に製造することもできる。
薄スラブ技術を利用する従来の小型プラント（minimill）において一般的なものと比較してより少ない水圧及び水量でデスケーリングが可能であるということは、仕上前鋳片の温度損失も低減されるということであり、これは厚み１．０ｍｍ未満の極薄鋼帯の製造を可能にするために必須の条件である。
２つの鋳造ラインを用いて熱間極薄鋼帯を製造する従来のシステムの概略平面図である。 ２つの鋳造ラインを用いて熱間極薄鋼帯を製造する他の１つの従来のシステムの概略平面図である。 本発明の製造ラインの概略側面図である。 図３の製造ラインにおいて、バッチ製造を行う際の４つの加熱炉での鋳片の巻き取り-巻き出し-圧延サイクルの工程及び手順を連続的に示す概略説明図である。

Claims (9)

  1. 熱間鋼帯を製造するための製造ラインであって、
    厚み１００ｍｍ以下の薄いスラブ製造用の２つの鋳造ライン(a)及び（b)、
    該鋳造ライン（a）と直列に配置されてなる、ローラーコンベア(e)及び仕上用圧延機(g)を含む圧延ライン、
    上下に重なり合った加熱炉（A1）及び（A2）であって、該鋳造ライン(a)で製造されたスラブから得られる厚み３０ｍｍ未満の仕上前鋳片の巻き取り及び巻き出し用マンドレルを内部に有しており、該鋳造ライン(a)に設けられた加熱炉（A1）及び（A2）、
    上下に重なり合った加熱炉（B1）及び（B2）であって、該鋳造ライン(b)で製造されたスラブから得られる厚み３０ｍｍ未満の仕上前鋳片の巻き取り及び巻き出し用マンドレルを内部に有しており、鋳造ライン(b)に設けられた加熱炉（B1）及び（B2）、
    該鋳造ライン(a)で製造されたスラブを、ローラーコンベア(e)を介して仕上用圧延機(g)で連続的圧延に付すためのバイパス経路(d)であって、加熱炉（A1）と（A2）との間に設けられたバイパス経路(d)、
    加熱炉（B1）及び（B2）を、鋳造ライン(b)から鋳造ライン(a)に移動するための横断経路(k)、及び
    マンドレルを有する該加熱炉の下流であって、該仕上用圧延機(g)の直上流に設けられた誘導炉(f)、
    を含むことを特徴とする製造ライン。
  2. 鋳造ライン(a)及び(b)に設けられた、マンドレルを有する該加熱炉の上流にそれぞれ剪断機(c)及び(c')がさらに配置されてなり、非連続的に圧延を行う場合に、該スラブを切断するために、鋳造ライン(a)に設けられた剪断機(c)が使用されることを特徴とする請求項１に記載の製造ライン。
  3. 該圧延機(g)の下流に、連続運転時に、仕上がった鋼帯が所定の重量に達した際に、これを切断するための走間剪断機(i)をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の製造ライン。
  4. 該バイパス経路(d)が、ローラーコンベア(e)及び圧延機(g)を含む圧延ラインと直列に配置された断熱性のローラーコンベアであることを特徴とする請求項１に記載の製造ライン。
  5. 該加熱炉（B1）及び（B2）を、これらの加熱炉から供給される仕上前鋳片の圧延及び加熱炉（A1）及び（A2）から供給される仕上前鋳片の圧延のタイミングに応じて、該横断経路(k)に沿って移動させる手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の製造ライン。
  6. 該ローラーコンベア(e)が、鋳造ライン(a)を横断する方向に移動可能であって、該圧延機(g)が、加熱炉（B1）及び（B2）のための横断経路(k)と反対の方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の製造ライン。
  7. 厚み１００ｍｍ以下の薄いスラブ製造用の２つの鋳造ラインから得られるスラブを用いて極薄熱間鋼帯を製造する方法であって、
    ２つの鋳造ライン、該２つの鋳造ラインの一方と直列に配置された圧延ライン、液芯低減手段及び該液芯低減手段の下流に設けられた荒削り手段を含む製造ラインを提供し、
    該鋳造ラインにより、厚み３０ｍｍ未満のスラブを得、
    圧延ラインと直列に配置された鋳造ラインによって得られるスラブのみを、連続的に圧延ラインに供給して仕上圧延工程に付すことにより厚み１．０ｍｍ未満の極薄鋼帯を得るか、もしくは該２つの鋳造ラインにおいて得られたスラブをそれぞれ切断して仕上前鋳片を得、得られた仕上前鋳片を回転式加熱手段によって巻き取り、該圧延ラインと直列に配置されていない鋳造ラインの加熱手段を、該圧延ラインと直列に配置されている鋳造ラインへ移動させ、またこれを元に戻す移動工程によって、該２つの鋳造ラインで得られた仕上前鋼片を交互に圧延ラインに供給して仕上圧延工程に付すことにより、厚み１．０〜１２．０ｍｍの鋼帯を製造する、
    ことを包含する方法。
  8. 該回転式加熱手段による加熱工程と仕上げ圧延工程との間に誘導加熱工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 該鋳造ラインの末端で得られる、加熱炉において巻き取られる鋼片の温度が約９００℃であることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
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