JP2014521517A - 熱間圧延中間スラブの頭部および尾部の切断量を減少させるための、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法に関する。熱間圧延中間スラブの頭部および尾部の切断量を減らすための、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法は、連続鋳造スラブの頭部および尾部を切断するために、予め制御する方式を採用し、すなわち、スラブをある形状に切断し、その頭部の端面は内側にへこみ、その尾部の端面は外側に突出する。スラブの頭部および尾部は幅方向の中心線に対して対称であるカーブで切断され、円弧の高さ、すなわち頭部のへこみ量の最大値または尾部での突出量の最大値は、０ｍｍから５０ｍｍ内に制御される。本発明は中間スラブの頭部および尾部での不均一な変形部の長さを実質的に減らすことができ、それによりその切断量を減少させる。

Description

発明の分野
本発明は、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法に関する。

発明の背景
連続鋳造の熱間圧延処理のますますの改良により、熱間圧延スラブは元のブルームから連続鋳造スラブに変わっている。一般に、熱間圧延スラブの９０％以上は連続鋳造からきている。

連続鋳造の際、溶融鋼が注入され、固化され、切断され、その後切断された連続鋳造スラブは圧延のために熱間圧延ラインに送られる。現在、連続鋳造スラブを立方体に切断する方法は国際的に用いられている。

従来の熱間連続圧延製造ラインは、加熱炉、粗圧延装置、仕上げ圧延装置、層流冷却装置および巻取装置からなり、粗圧延装置の領域では、圧延テーブル、スケール除去機械、スラブ固定幅プレス、粗フライス、測定機械などが設けられる。一般に、粗フライスは水平フライスおよび補助エッジャーフライスからなり、圧延をリバーシブルに行なって、スラブの厚さまたは幅を減少させる。圧延ライン装置の典型的なレイアウトは図１に示される。

熱間圧延の際の温度の低下は、材料の特性および圧延の安定性に実質的な影響を与える。仕上げ圧延の際の圧延温度を保証するためには、全体のラインは最小の通過回数および最高の速度で製造して熱損失を減らさなければならない。装置での処理回数が偶数である場合、１回のダミー通過があり、これは無意味な温度低下をもたらす。できるだけ材料の温度低下を減らすために、圧延装置での処理回数は必ず奇数でなければならない。２つの粗フライス（Ｒ１、Ｒ２）から構成されている製造ラインでは、Ｒ１／Ｒ２のパスは１／５、３／３などであり得る。

処理の奇数の特性およびエッジャー圧延の影響により、材料の頭部および尾部の変形は非対称であり、これは処理された頭部および尾部の形状を非対称にする。粗圧延装置によって処理された後の典型的な立方体スラブは、図２に示されるように、魚状頭部およびつばめのしっぽ状尾部を有する中間スラブに形成されてしまう。

薄い筋状の鋼を熱間圧延する最終の圧延の際、高速圧延技術が用いられて、装置の使用効率を上げ、温度低下を減らす。粗圧延の後の中間スラブの頭部および尾部の不規則な形状は、材料が最終フライスに入る際に事故を引き起こし得る。たとえば、頭部はローラーを滑らかに通過できない、または尾部は安定して圧延できない。これに鑑み、粗フライスと仕上げフライスとの間に浮上剪断の組が設けられて、中間スラブの頭部および尾部の不規則な部分を切断し、これは製造の際の歩留まり損失を引き起こし、熱間圧延ラインの製造効率に影響する。経験上、中間スラブの頭部および尾部の切断損失は、熱間圧延歩留まり損失の約３０％にもなる。中間スラブの長さが６０ｍであり、頭部および尾部はそれぞれ１５０ｍｍ分切断されるとしたら、総切断量は３００ｍｍであり、材料全体の０．５％となる。したがって、頭部および尾部の形状を改良し、その切断量を減らすことは、鋼鉄企業にとって重大な課題である。

粗圧延の後の中間スラブの頭部および尾部の形状を改良し、かつ熱間圧延ラインの歩留まりを上げるためには、当業者は多くの装置および制御技術を開発してきた。たとえば、スラブ用の大側プレス機械を用いて幅方向をプレスし、粗圧延領域での縦ローラーの通過は、短い頭部および尾部工程制御方法を用いて制御され、頭部および尾部の形状を向上させる。しかし、多様な方法が用いられても、中間スラブの望ましくない頭部および尾部の形状によってもたらされる歩留まり損失は依然として大きな問題である。

発明の概要
本発明の目的は、熱間圧延中間スラブの頭部および尾部の切断量を減らすための、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法を提供することである。当該方法は、中間スラブの頭部および尾部の不均一な変形部の長さを実質的に減らし、それによりその切断量を減少させる。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の技術的方策を取る：
熱間圧延中間スラブの頭部および尾部の切断量を減少するための、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法は、連続鋳造スラブの頭部および尾部を切断するために予め制御する方式を採用する。すなわち、スラブをある形状に切断し、その頭部の端面は内側にへこみ、その尾部の端面は外側に突出する。

スラブの頭部の形状は、前のスラブの尾部形状と一致し、スラブの尾部形状は後方のスラブの頭部形状と一致する。すなわち、前および後のスラブは、同じ連続鋳造スラブから切断される。

本方法は、連続鋳造スラブの頭部および尾部を切断するために予め制御する方式を採用する。すなわち、スラブの頭部および尾部を、その幅の中心線に対称であるカーブで切断し、円弧の高さＨ、すなわち頭部でのへこみ量の最大値または尾部での突出量の最大値は、０ｍｍから５０ｍｍ内に制御される。

熱間圧延中間スラブの頭部は外側に突出し、その尾部は内側にへこむという一般の状況に従い、本発明は逆の補償原理により、頭部の端面が内側にへこみ、その尾部が外方向に突出するよう、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法が提供され、粗圧延装置によって圧延された後の中間スラブの不規則部分の長さを著しく短くし、それにより頭部および尾部の切断量を減らし、歩留まりを上げる。本発明は、直線で連続鋳造スラブを切断する現在の方法を変える。

本発明の制御方法を従来技術のものと比較すると、本発明の利点は以下のとおりである：
（１） 本発明に係る予め制御する切断の方法は、頭部および尾部を切断することによる損失を減らすことができる。当該方法は頭部および尾部の切断損失をそれぞれ２０ｍｍ減らすことがテストからわかった。すなわち、頭部および尾部の切断長さは３００ｍｍから２６０ｍｍに、すなわち１３．３％減らしながら、一般の歩留まりを約０．０５％増加させる。熱間圧延ストリップ鋼について１０００万トンの年間生産を有する企業にとって、切断量は１年あたり５０００トン減らすことができる。１トンの利益は２０００元（人民元）であるとして、年間１０００万元（人民元）の利益となる。同時に、省エネルギーに著しい効果を有する。

（２） 本発明に従う方法は、連続鋳造領域における材料の歩留まりに影響しない。
（３） 本発明に従う方法は、連続鋳造スラブの切断装置に適切な変形を行なうことにより、達成することができる。

従来の熱間圧延ラインの装置の構成の概略図である。 粗圧延の前および後の材料の頭部および尾部の変形を示す概略図である。 本発明に従う連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状（スラブの上面図）を予め制御する方法の概略図である。 本発明に従うカーブ切断方法の概略図である。 本発明に従う直線および弧形線切断方法の概略図である。 本発明に従う破線切断方法の概略図である。 本発明に従う直線および破線切断方法の概略図である。 本発明に従う台形線切断方法の概略図である。 本発明に従う多数の破線切断方法の概略図である。

発明の詳細な説明
以下において本発明は図面および詳細な実施の形態に照らして記載される。

図３を参照すると、熱間圧延中間スラブの頭部および尾部の切断量を減らすための、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法は、連続鋳造スラブの頭部および尾部を切断するために、予め制御する方式を採用する。すなわち、スラブをある形状に切断し、頭部の端面は内側にへこみ、尾部の端面は外側に突出する。

スラブの頭部の形状は、前のスラブの尾部の形状と一致し、スラブの尾部の形状は後のスラブの頭部の形状と一致する。すなわち、前のおよび後のスラブは、同じ連続鋳造スラブから切断される。

熱間粗圧延の際のスラブの頭部および尾部の不規則な変形は、たとえば幅、幅方向における圧延減少、厚さ、厚さ方向における圧延減少、スラブの加熱温度、鋼種、各フレームの負荷分布といったファクターと特定の関係を有し、厚さ方向における総圧延減少、幅、および幅方向における圧延減少は、頭部および尾部の形状に対して最も大きい影響を与える。

最終製品の正確な寸法データは連続鋳造スラブの切断の際にはまだ得ることはできず、また熱間圧延中間スラブの厚さおよび幅のどちらも確認することはできないが、熱間圧延ラインでの中間スラブの厚さは特定の範囲内に保たれ、それにより粗圧延領域におけるスラブの厚さの減少率を得ることができる。従来の熱間圧延ラインでの中間スラブの範囲は一般に３５ｍｍから６０ｍｍ内にあり、連続鋳造スラブの厚さが２３０ｍｍであるとすると、粗圧延領域におけるスラブの圧延減少率は約３．５から６．５であり、それにより予め制御する量を確認することができる。特定の予め制御する形状は、切断機械の機能に従い定める必要がある。

連続鋳造ラインのスラブの製造の際、第１の連続鋳造スラブの頭部は、本発明の予め制御する方法に従って、または既存の直線方式に従って、切断することができる。同様に、最後の連続鋳造材の尾部は、本発明の予め制御する方法に従って、または既存の直線方式に従って、切断することができる。２番目のスラブから最後から２番目のスラブは、本発明に従う連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法を用いて切断され、それにより粗圧延後の中間スラブの頭部および尾部の不規則部の長さは著しく減少し、頭部および尾部の切断量は下がり、歩留まりは上がる。

連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御するための方法は以下で詳細に説明される。

１．頭部および尾部の不均一な変形を補償するという目的を達成するために、カーブに従う予め制御する方法−連続鋳造スラブの頭部および尾部を、スラブの幅方向の中心線に対称であるカーブで切断する。円弧の高さＨ、すなわち内側にへこむ頭部の最大値または外側に突出する尾部の最大値は、図４に示されるように、０ｍｍから５０ｍｍ内に制御され、好ましい円弧の高さＨの範囲は、１５ｍｍから３０ｍｍである。

この方策は、連続鋳造スラブ用の切断機械が、幅に基づき切断カーブを調整することができ、円弧の高さを確実にする場合に適する。

カーブは、円形の円弧、楕円形の円弧、正弦曲線、多項曲線などであり得る。
円形の弧形線に従う制御方法を一例とすると、切断カーブはスラブの幅Ｗおよびその円弧の高さＨによって定めることができる。ここで、スラブ頭部形状の計算は一例であり、これはスラブの尾部形状の計算と同じであり、円弧の頂の座標が（０，０）であり、ある場所と幅方向における中心線との間の距離が、図４に示されるようにｘであるとすると、円弧頂座標（０，０）に対するその場所の変位ｙは以下の式によって計算することができる：

２．直線および弧形線に従う予め制御する方法。連続鋳造スラブ切断機械が、スラブの幅に基づきカーブで切断するよう制御できない場合、直線および弧形線に従う予め制御する方法を用いることができる。スラブの幅が広い場合、中央部分の調整可能な幅において、スラブの頭部および尾部は弧形線に従う予め制御する方法に従って切断でき、その両側の部分は直線で切断することができる。２つの部分は合わせられて、図５に示されるように頭部および尾部の形状を形成する。

３．破線に従う切断方法１。連続鋳造スラブを切断する便宜を考慮すると、図６に示されるように、破線に従う切断方法を用いることができる。切断線は、スラブの幅Ｗおよび円弧の高さＨに基づいて定めることができる。ここで、スラブ頭部形状の計算は一例であり、これはスラブの尾部形状の計算と同じであり、頭部の頂の座標が（０，０）であり、ある場所と幅方向における中心線との間の距離がｘであるとすると、スラブ頭部の頂の座標（０，０）に対するその場所の変位ｙは、以下の式によって計算することができる：

４．破線に従う切断方法２。
粗圧延の安定性を考慮して、破線に従う切断方法１に基づき、形状の両側の部分は、破線および直線に従う予め制御する方法に従い直線で切断される。スラブの幅が広い場合、中央部分の調整可能な幅において、スラブの頭部および尾部は破線に従う予め制御する方法に従って切断でき、両側の部分は直線で切断することができる。２つの部分は合わせられて、図７に示されるように、頭部および尾部の形状を形成する。

５．台形に従う予め制御する切断方法。図８に示されるように、切断線は、スラブの幅Ｗ、調整可能幅Ｗ′および円弧の高さＨに基づき定めることができる。ここで、スラブ頭部形状の計算は一例であり、これはスラブの尾部形状の計算と同じであり、中央部分の調整可能な幅において、スラブの頭部および尾部は台形に従う予め制御する切断方法に従って切断され、両側の部分は傾斜する線に従い切断される。２つの部分は合わせられて、頭部および尾部の形状を形成する。頭部の頂の中央場所の座標が（０，０）であり、ある場所とスラブの幅方向における中心線との間の距離がｘであると、頭部の頂の中央場所の座標（０，０）に対するその場所の変位ｙは、以下の式によって計算することができる：

６．図９に示される、多数破線に従う予め制御する切断方法。多くの破線を用いて形状を形成する：スラブの頭部は内側にへこみ、その尾部は外側に突出する。

実施例
スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法の効果をテストするために、切断および圧延テストが熱間圧延ラインで行なわれる。テストにおいて、スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方式、圧延後の中間スラブの頭部および尾部の切断量、ならびに切断量を減らすための効果が記載される。

スラブの条件：異なる円弧高さでスラブの頭部および尾部の形状を予め制御する効果をテストするために、４つのグループのテストが工夫された。各グループのテストにおいて、同じ厚さおよび幅の２つのスラブが選択され、一方は頭部および尾部の予め制御する処理（頭部の円弧はへこみ、尾部の円弧は突出する）用に用いられ、他方は比較のための従来の立方体スラブである。８枚のスラブが選択され、そのそれぞれのデータは表１−１から表１−４に示される。

テストに用いられるスラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法は、円形弧形線に従う制御方法である。

各グループのテストにおいて、スラブは同じ加熱および圧延技術によって処理された。中間スラブの頭部および尾部での切断量の結果は、表２−１から表２−４に示され、切断面積は頭部および尾部形状検出器の図形領域であるが、実際のものの表面面積ではない。

結論：上記の４つのグループのテスト結果は、粗圧延の後の中間スラブの頭部および尾部の切断量はすべて、形状が予め制御された後、減ることが示される。異なる円弧高さに従い切断量低下の程度が異なり、テスト条件において、最も高い程度の低下は３５．５６％であり、これは著しい効果である。

上記は本発明の好ましい実施の形態についてであるが、本発明の権利化の範囲を制限するために用いられるものではない。したがって、本発明の精神および原理内にある変形、均等な代替、改良などは、本発明の範囲内にある。

Claims (11)

1. 熱間圧延中間スラブの頭部および尾部の切断量を減らすための、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法であって、前記連続鋳造スラブの頭部および尾部を切断するために、予め制御する方式を採用し、すなわち前記スラブをある形状に切断し、その頭部の端面は内側にへこみ、その尾部の端面は外側に突出する、連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
2. 前記スラブの前記頭部の形状は前のスラブの尾部の形状に一致し、前記スラブの前記尾部の形状は後のスラブの頭部の形状と一致し、前のスラブおよび後のスラブは同じ連続鋳造スラブから切断される、請求項１に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
3. 前記方法は、前記連続鋳造スラブの頭部および尾部を切断するために、予め制御する方式を採用し、すなわち、前記スラブの頭部および尾部を幅方向の中心線に対称であるカーブで切断し、円弧の高さＨ、すなわち前記頭部のへこみ量または前記尾部の突出量の最大値は、０ｍｍから５０ｍｍ内に制御される、請求項１または２に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
4. 前記カーブの線は円形の円弧、楕円形の円弧、正弦曲線、または多項曲線である、請求項３に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
5. 前記カーブは円形の円弧であり、切断カーブはスラブの幅Ｗおよびその円弧の高さＨに基づき定められ、前記スラブの円弧の頂の座標が（０，０）であり、ある場所と幅方向における中心線との間の距離がｘであるとすると、円弧の頂の座標（０，０）に対する前記場所の変位ｙは以下の式：
   に従い計算される、請求項３に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
6. 前記カーブは直線および弧形線であり、前記スラブの幅が広い場合、中央部分の調整可能な幅において、前記スラブの頭部および尾部は弧形線に従う予め制御する方法に従って切断され、その両側の部分は直線で切断され、２つの部分は合わせられてスラブの頭部および尾部の形状を形成する、請求項５に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
7. 前記カーブは破線であり、切断線は、前記スラブの幅Ｗおよび円弧の高さＨに基づいて定められ、頭部の頂の座標が（０，０）であり、ある場所と幅方向における中心線との間の距離がｘであるとすると、スラブ頭部の頂の座標（０，０）に対する前記場所の変位ｙは、以下の式：
   に従い計算される、請求項３に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
8. 前記カーブは破線および直線であり、前記スラブの幅が広い場合、中央部分の調整可能な幅において、前記スラブの頭部および尾部は破線に従う予め制御する方法に従って切断され、その両側の部分は直線で切断され、２つの部分は合わせられてスラブの頭部および尾部の形状を形成する、請求項７に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
9. 前記カーブは台形であり、切断線は、前記スラブの幅Ｗ、調整可能幅Ｗ′および円弧の高さＨに基づき定められ、頭部の頂の中央場所の座標が（０，０）であり、ある場所と前記スラブの幅方向における中心線との間の距離がｘであるとすると、頭部の頂の中央場所の座標（０，０）に対する前記場所の変位ｙは、以下の式：
   に従い計算される、請求項３に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
10. 前記カーブは多数の破線である、請求項３に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。
11. 前記円弧の高さＨは１５ｍｍから３０ｍｍ内に制御される、請求項３に記載の連続鋳造スラブの頭部および尾部の形状を予め制御する方法。