JP2798024B2 - 熱間圧延設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間スラブ材を減
厚圧延して薄板製品を製造する熱間薄板圧延設備に係わ
り、より詳しくは、圧延機の入出側に設けられた巻取り
巻出し機に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭59−101205号公報に開示されてい
るように、圧延機の入出側に炉付巻取機を設けて、圧延
材を繰返し巻取り，巻戻しながら熱間圧延する熱間圧延
設備と呼ばれる圧延方式は少ない台数の圧延機で製品板
厚までの圧延が可能である。従って、通常の六，七台か
らなるタンデムホットストリップミル設備と比較して、
極めて安価な設備で経済的な生産が可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、熱間
圧延設備は少ない圧延機スタンド数で、素材から製品厚
まで熱間での減厚圧延を行うことができる。しかし、本
設備の特徴である圧延機の入出側に設けられる炉付巻取
機には次のような欠点がある。

【０００４】即ち、特開昭59−101205号に示されるよう
に、従来の炉付巻取機は、巻取胴が加熱炉内に配置され
この巻取胴に圧延材がコイル状に巻取られ、且つ、巻戻
される。然るに熱間での圧延材の温度は代表的な鋼材の
圧延に於いて、１０００℃前後のように高温である。従
って、巻取胴は常時圧延材を冷さぬように少なくとも、
９００℃程度の高温に加熱しておく必要がある。一方、
この巻取胴に巻かれる圧延材の板厚は、板の厚みが大き
いはじめのパス近傍では２０mm程度と厚く、且つ、板幅
は最大１６００mmと広い。従って、巻取胴の胴径は、通
常、φ１２００mm程度の太い径に設計され、且つ、その
内部は水冷される。このように太く、且つ、内部が水冷
されるため、ドラムの加熱には膨大な熱エネルギが必要
である。更に、巻取胴は９００℃のように高温に保持さ
れるため、高価な耐熱鋼で製作されているにも拘らず、
しばしば、熱亀裂が生じ寿命が短かい。従って、巻取胴
は短期間での交換が必要とされ、製品の原単位アップの
大きな原因となっている。また、巻取胴には圧延材を巻
きはじめるために、圧延材の噛込み口が設けられるが、
これへの圧延材の誘導に時間がかかり、熱間の圧延材の
温度を低下させてしまう問題もあった。

【０００５】さらに、板厚が薄く、高温な状態の薄板を
ベンディングローラでコイル状に、実際に巻き取ってみ
ると、しばしばコイルは楕円状に変形し、コイル層間に
隙間の多い、ぐず巻き状のコイルになったり、円滑な巻
取り作業が行えず、運転を中止しなければならぬ事故が
生じることが判明した。この傾向は熱間普通鋼材の場合
は３mm以下の板厚の場合に著しい。

【０００６】本発明は前記諸点に鑑み成されたものであ
り、その目的とするところは、薄板の可逆圧延におい
て、可逆圧延機の入側或いは入側及び出側に設けられた
巻取機で薄板を楕円状に変形しないように巻取り又は巻
戻し、且つ、円滑な薄板の温度低下の少ない巻取り作業
を行い、巻取りの不具合による圧延作業の停止を防止す
るとともに、薄板材の下側に配置された二本のロールベ
ンディングローラを巻取り又は巻戻し高さ位置及び該薄
板材の通板高さ位置に相互移動可能な昇降機構を有して
いることにより、薄板材の通過の案内及び巻取り又は巻
戻しの切り替えを行って、巻取り又は巻戻しと薄板材の
通過との双方をできるようにして、可逆圧延を可能とす
ることができる熱間薄板圧延設備を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の熱間圧延設備
は、圧延機の入側及び出側のうち少なくとも入側に巻戻
し兼用の巻取機を設け、薄板材を熱間で繰返し巻取り巻
戻しながら圧延する熱間圧延設備であって、前記圧延機
が可逆式圧延機であり、前記巻取機が巻取胴を備えない
ロールベンディングローラ方式の巻取機構を備え、前記
巻取機構は第一、第二及び第三のロールベンディングロ
ーラを有し、且つ、該第一のロールベンディングローラ
を前記薄板材の上側に配し、該第二及び第三のロールベ
ンディングローラを前記薄板材の下側に配し、更に、該
薄板材の通過の案内が可能となるように、該第二及び第
三のロールベンディングローラを、巻取り又は巻戻し高
さ位置と該薄板材の通板高さ位置とに相互移動可能な昇
降機構を設けることを特徴とする。

【０００８】本発明の熱間圧延設備は、圧延機の入側及
び出側のうち少なくとも入側に巻戻し兼用の巻取機を設
け、薄板材を熱間で繰返し巻取り巻戻しながら圧延する
熱間圧延設備であって、前記圧延機が可逆式圧延機であ
り、前記巻取機が巻取胴を備えないロールベンディング
ローラ方式の巻取機構を備え、前記巻取機構は第一、第
二及び第三のロールベンディングローラを有し、且つ、
該第一のロールベンディングローラを前記薄板材の上側
に配し、該第二及び第三のロールベンディングローラを
前記薄板材の下側に配し、更に、該第二及び第三のロー
ルベンディングローラを、巻取り又は巻戻し高さ位置
と、該薄板材の通過の案内が可能となる通板高さ位置と
に相互移動可能な昇降機構を設けることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１から図３を
参照しつつ説明する。

【００１０】図１において、例えば、低炭素鋼からなる
素材は連鋳機により製造される。

【００１１】即ち、タンディッシュ１からの溶湯をノズ
ル２を経て、鋳型３に注湯し、注湯された溶湯４を冷却
することにより、連続的に鋳片５が製造される。このよ
うな連鋳機では各種の寸法の鋳片５が製造されるが、代
表的な例として比較的薄い８０mm厚の鋳片５が製造され
る場合について述べる。鋳片５の幅は700 〜1300mm程
度、鋳造速度は２〜５ｍ／min である。

【００１２】次に、この連鋳片５は剪断機６により所定
の長さに切断される。単位幅当り製品重量１５kg／mm程
度のものでは２０〜３０ｍ間の長さに切断される。

【００１３】剪断機６には、上下刃１１ａ，１１ｂが刃
物台９，１０に設けられている。上刃１１ａがシリンダ
８の圧力下で下降させられ鋳片５を切断することによ
り、スラブ７が得られる。尚、鋳片５の切断中、剪断機
６はピン６ａを支点として、シリンダ１３により鋳造鋳
片５の速度と同期して鋳片進行方向に送られ切断作業が
行われる。

【００１４】剪断されたスラブ７は炉１４内のテーブル
ローラ１５により搬送される。炉１４では、スラブ７か
らの放熱を防止するほかに、必要に応じて加熱エネルギ
を供給してスラブ７の加熱を行ってもよい。

【００１５】上記スラブ７は、次に可逆粗圧延機２４に
より正逆圧延が行われる。

【００１６】本図ではこの可逆圧延機に１対の作業ロー
ル及び１対の補強ロールを有する４段圧延機を用いてい
るが、勿論、目的により２段圧延機あるいは６段圧延機
を使用してもよい。

【００１７】本実施例では、この可逆粗圧延機２４の入
側に２本の下ベンディングローラ１９、及び１本の上ベ
ンディングローラ２１の合計３本のローラよりなる圧延
材曲げローラ装置とコイル支持ローラ２２より構成され
る巻き取り手段としての巻取装置６５が備えられてい
る。

【００１８】このように、コイル巻取りを巻取胴のない
三本ロールベンディングローラ方式の巻取機により行
う。巻取胴を有していないため、板材と巻取装置との接
触部を少なくすることができ、巻取胴による板材の温度
低下を防止することができる。また、三本ロールベンデ
ィングローラ方式により、薄板を楕円状に変形しないよ
うに巻取り、且つ、円滑な巻取り作業を行うことがで
き、巻取りの不具合による圧延作業の停止を防止するこ
とができる。

【００１９】尚、第１パスの正パス時には、下ベンディ
ングローラ１９は、これらのローラ１９を支持するフレ
ーム６１及びガイド板２０と共に、ブラケット１７に設
けられた支点６０を中心にして、上下に移動させる昇降
機構であるシリンダ１８により回転されて、図１に示さ
れる待機位置に下降せしめられており、圧延材２７の通
過を案内する。

【００２０】尚、第１パスの正パス圧延中、圧延材が放
熱により冷えるのを防止するために、粗圧延機２４の出
側に放熱防止炉２５が設けられている。この炉２５内に
もテーブルローラ２６が設けられ、圧延材２７の搬送を
行う。第１正パス圧延により板厚は５２mm程度に減厚さ
れる。この正パス圧延の間、粗圧延機２４の入側（正パ
スの際の入側の意味）及び出側（正パスの際の出側の意
味）で、且つ、圧延材移動経路の上下に設けられた１組
のノズル９０，９１から１５０kg／cm² 程度の高圧の水
が圧延材２７の両面に吹き付けられ、圧延材２７の表面
のスケールを吹き飛ばすデスケリーングが行われる。

【００２１】第１正パスが終了した後、逆パス圧延が図
２に従って行われる。このパスでは、圧延材２７は、そ
の厚さが５２mmから２５mm程度になるように減厚圧延さ
れる。

【００２２】図２の逆パス圧延において、下ベンディン
グローラ１９及びガイド板２０は図２に示されるように
シリンダ１８により上方に、即ち、逆パス圧延後の圧延
材２７を巻き取るための位置にリフトアップされる。

【００２３】そして、圧延材２７を逆方向に送り粗圧延
機２４で圧延し、圧延した後の板２７は、下ベンディン
グローラ１９と、上ベンディングローラ２１により円弧
状乃至コイル状に曲げられながら矢印Ｂ方向に送られて
コイル２３が形成される。このコイル２３はコイル支持
ローラ２２により支持される。この逆パス圧延の際に
も、ノズル９０，９１を介してデスケリーングが行われ
る。

【００２４】以上の逆パス圧延が終了した後、最終パス
の正パス圧延が図３に示すように行われる。

【００２５】コイル２３は粗圧延機２４が巻き戻され、
圧延後薄くなった材料３１に対しては最終粗圧延と同時
に仕上げ圧延機２８により仕上圧延が行われ、熱間薄板
製品３２が得られる。且つ、矢印方向に送られガイドロ
ーラ２９によりガイドされ巻取胴４６に巻かれ、製品コ
イルが得られる。この段階では、ノズル９０，９１のみ
ならずノズル９２からの高圧水によってデスケリーング
が行われる。尚、仕上圧延機２８の３つの圧延スタンド
間では圧延材が短時間で通過するのでデスケリーングは
必要ない。

【００２６】熱間薄板圧延設備でのデスケリーングは、
粗圧延及び仕上圧延共に板厚が、大きい状態でデスケリ
ーングを行うので、圧延材の温度低下を大幅に抑制し得
る。図３において、仕上圧延機は３台配置されている
が、この台数は、勿論、製品板厚の大小に応じて増減し
てもよい。

【００２７】例えば、粗圧延機２４の最終パスでの圧延
後に得られる板３１の厚みが１２mm程度で、この圧延材
３１から仕上圧延により２.５mm の代表的な板厚の圧延
板製品３２を得る場合には３台の仕上圧延機を配置すれ
ばよい。

【００２８】圧延速度は粗圧延機で７５ｍ／min、最終
仕上用圧延機で３６０ｍ／min程度である。

【００２９】尚、以上においては、可逆圧延機２４によ
って素材スラブ厚８０mmのものを圧延する例について説
明したが、勿論８０mmより厚いスラブ７を用いて、３パ
スより多い圧延パスで粗圧延を行ってもよい。

【００３０】また、粗圧延機に限らず、仕上げ圧延機に
おいても本発明の巻取り手段は有効である。

【００３１】例えば、スラブ７の厚みが１２０mmとすれ
ば、第１の正パスで１００mm、第２の逆パスで８０mmま
で圧延してもよい。

【００３２】しかし（板厚が１００mmから８０mmへの）
最初の逆パス圧延では圧延後に得られる圧延材の板厚が
厚く、且つ、板長も短いので、放熱量も無視できるた
め、巻取機６５による巻取りは行わない。通常、単位幅
当りの重量は、スラブ素材厚みにかかわらず同じなの
で、スラブ厚が大である程、板長が短いからである。

【００３３】以上の圧延後、板厚が１２０mmから８０mm
になった後は前述したのと同じプロセスで圧延を行えば
よい。

【００３４】スラブ７の板厚が更に大きい場合でも、板
厚が３０mm程度になるまでは、巻取りは行われず、単に
減厚のための可逆圧延が行われる。

【００３５】そして、板厚が３０mm程度になったところ
で入側巻取機６５で巻取られ、その後前述と同様にして
圧延される。

【００３６】さらに、板材を圧延する可逆圧延機を複数
台設けることにより、圧延する板材を厚い状態で巻取る
ので、常時安定した巻取りを行うことができる。

【００３７】尚、以上の説明図で示した粗圧延機の入側
の巻取機６５は、下方から上方に巻き取るアップ・コイ
ラー（up−coiler）方式の巻取機の例であった。

【００３８】このように、三本ローラベンディングロー
ラ式コイル巻取機は、上巻きのアップコイラー式巻取機
を使用することが望ましい。このことにより、板材の剛
性を保持して巻取ることができるため、可逆圧延機の台
数を複数台とした場合においても、より安定した巻取り
が可能となる。

【００３９】上巻き式として、三本のロ−ルベンディン
グロ−ラは、下二本，上一本とする方法が適切である。

【００４０】しかし、巻取機６５としては、ドラムを用
いるもの、あるいはステレコ（Steleco ：登録商標）方
式のように上方から下方に巻き取るものなど各種の他の
ものでもよい。

【００４１】図４には、スラブの厚みが、８０mmより厚
い場合、例えば、１１０〜２２０mm等の場合に使用され
る別の実施例を示す。すなわち、この図４の圧延設備
は、２台の可逆粗圧延機３５，３６（勿論２台以上の設
置可能）を有しており、正方向，逆方向および最終の正
方向の、合計３方向の圧延により、より大きな圧下量を
得ようとする場合に使用される。この正逆正の圧延によ
り合計６パスの圧延が行われる。スラブ７の厚みが１２
０mmであれば、この６パスの圧延により、６〜１０mm程
度の板厚の圧延材に減厚できる。そして、最終粗圧延パ
スは仕上圧延２８と連続して行われ、板厚１.７〜２.５
mmの製品が製造され得る。

【００４２】尚、図４に使用されている粗圧延機３５，
３６の入側に配置された巻取機６５のコイル２３は保温
手段としての保温ボックス７０によりカバーされコイル
からの熱放散防止が図られている。

【００４３】このように、粗圧延機を複数台設けること
により、薄板を安定して製造することができる。

【００４４】尚、図４では、下ベンディングローラ１９
の昇降機構は図示されていないが、図１に示すものと同
じものが使用される。

【００４５】図５には、本発明による好ましい別の実施
例の熱間薄板圧延設備を示す。

【００４６】すなわち、この場合には、可逆粗圧延機３
５の入側および出側の各々に巻き戻し兼用巻取機７１，
７２を備え、正パス時も巻取機７２で巻き取りを行い、
圧延材からの放熱を防止するようにしている。そして、
所定の板厚に粗圧延後の板は、次に仕上圧延機３８によ
り一点鎖線で示すように圧延されて、熱間薄板製品が製
造される。

【００４７】尚、図５に示されるように粗圧延機３５の
入側及び出側の両方に巻取機７１，７２を設ける場合、
粗圧延機３５での板厚を更に薄くし得る。その圧延例を
次に示す。

【００４８】板厚の大きいスラブから粗圧延ロール３５
により繰返し圧延されて約３０mmの板厚になった際、板
（圧延材）が初めて入側の巻取機７１で巻き取られるよ
うにする。

【００４９】そして、圧延材は、次の正パスで１７mm程
度に圧延され、粗圧延ロール３５の出側の巻取機７２で
巻き取られる。

【００５０】更に、圧延材は、次の逆圧延パスでは９mm
に圧延され入側の巻取機７１に巻き取られ、最終粗パス
では巻取機７１から巻き戻されながら６.５mm 程度に圧
延される。このとき、粗圧延機３５は仕上圧延機２８と
連動され、粗圧延機３５から出た圧延材は直ちに仕上圧
延機２８に送られ仕上圧延機２８で圧延されて、厚さ
２.０mm 程度の製品が得られる。

【００５１】この圧延設備では、粗圧延機３５と仕上圧
延機２８との間を圧延材が走行する際の圧延材からの放
熱を少なく抑えるべく粗圧延機３５と仕上圧延機２８と
が近接して配置されている。

【００５２】そして、巻取機７２で巻き取ることなく粗
圧延を行う場合には、仕上圧延機２８の中まで圧延材が
到達することもあるが、このときは、仕上圧延機２８の
上下ロール間の間隙を大きく開いて圧延材が該間隙を自
由に出入され得るようにする。従って、設備の全長は更
に短くされ得る。

【００５３】図６には、熱間薄板圧延設備に用いられる
仕上圧延設備の別の例を示す。本図において仕上圧延機
３７は１台配置され、これは可逆的に運転される。勿論
この圧延機の台数は複数台、あるいはそれ以上でもよ
い。

【００５４】仕上圧延機３７の前後にはコイル巻き戻し
兼用巻取機８０，８１が備えられている。粗圧延後の圧
延材２７は初めに仕上圧延機３７によって正パス圧延さ
れてピンチローラ４２より巻取ドラム４５にコイル４４
状に巻き取られる。次に、逆パスの圧延が行われ、圧延
された材料はピンチローラ４１によりドラム４０にコイ
ル３９として巻き取られる。このようにして所定の板厚
になるまで繰り返し圧延された後、最後は正パス圧延さ
れつつ一点鎖線で示すようにガイドローラ２９側に送出
され、ドラム４６に製品コイル３０のように巻き取られ
る。

【００５５】なお、仕上圧延機３７の前後に設けられる
巻取機のコイル３９，４４は保温の面からボックス３
８，４３によりカバーされる。

【００５６】このような本実施例では、可逆圧延機の入
側あるいは入側及び出側に圧延材を巻き取り、且つ、巻
き戻す事が可能な巻取胴を備えない三本ロ−ルベンディ
ングロ−ラ方式の巻取機を配置することにより、以下に
示す効果が得られた。

【００５７】１．巻取胴を備えない三本ロ−ルベンディ
ングロ−ラ方式の巻取機により、巻取機で薄板を楕円状
に変形しないように巻取り、且つ、円滑な巻取り作業を
行うことができ、巻取りの不具合による圧延作業の停止
を防止することができる。 ２．粗圧延機又は仕上げ圧延機の可逆圧延機での逆パス
後の板材を巻き取ることにより、逆パス後の圧延材を展
開するための粗圧延機入側への長大なテーブル設備が不
要となり、スペース及び設備費の節約が可能となった。

【００５８】３．粗圧延機又は仕上げ圧延機の可逆圧延
機での逆パス後の圧延材は、逆パス中の圧延、及び次の
正パス中の圧延期間中（従来技術の場合）、圧延材表面
からの放熱が行われるが、本発明のように三本ロ−ルベ
ンディングロ−ラ方式でコイル状に巻き取ることによ
り、放熱を低減し、圧延材の温度低下を防止できた。従
来技術の場合、通常テーブルローラに圧延材を展開する
と１秒間に２度低下する。そして逆パス圧延と次の正パ
ス圧延が終了するまでには約６０秒必要なので合計では
１２０度程度温度が低下する。したがって、従来技術で
はこの温度低下分だけ素材スラブの初期温度を高めてお
く必要があった。

【００５９】これに対して、本発明の場合、圧延材がコ
イル材に巻き取られるので、１秒間当たりの温度低下は
０.２ 度以下となり、圧延材の温度低下は無視できるも
のとなり、多大の省エネルギ効果が得られた。

【００６０】４．粗可逆圧延機の入側及び出側の両方に
巻取機を配置することにより、粗圧延機で圧延されて得
られる板（圧延材）の厚さがより薄くされ得、この粗可
逆圧延機に後続して設けられる仕上げスタンド数を従来
の約半分以下にし得る。

【００６１】

【発明の効果】本発明によると、可逆圧延機の入側もし
くは入側及び出側に設ける巻取機を、ベンディングロー
ラ式巻取りとすることにより、薄板の可逆圧延におい
て、可逆圧延機の入側もしくは入側及び出側に設けられ
た巻取機で、薄板を楕円状に変形しないように巻取り又
は巻戻し、且つ、円滑な温度低下の少ない巻取り作業を
行うことができ、巻取りの不具合による圧延作業の停止
を防止することができるという効果を奏する。

【００６２】また、薄板材の下側に配置された二本のロ
ールベンディングローラを巻取り又は巻戻し高さ位置及
び該薄板材の通板高さ位置に相互移動可能な昇降機構を
有していることにより、薄板材の通過の案内及び巻取り
又は巻戻しの切り替えを行って、巻取り又は巻戻しと薄
板材の通過との双方をできるようにして、可逆圧延を可
能とするという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱間薄板圧延設備により正パス圧延状
況を示す断面図。

【図２】本発明の熱間薄板圧延設備により逆パス圧延状
況を示す断面図。

【図３】本発明の熱間薄板圧延設備により最終正パス圧
延状況を示す断面図。

【図４】粗圧延機を２台使用する熱間薄板圧延設備の圧
延状況を示す断面図。

【図５】粗圧延機の入側及び出側に巻取機を配置する場
合の熱間薄板圧延設備の断面図。

【図６】仕上げ圧延に可逆圧延機を使用する場合の熱間
薄板圧延設備の断面図。

【符号の説明】

３…鋳型、５…鋳片、６…剪断機、７…スラブ、１９，
２１…ベンディングローラ、２４，３５，３６…可逆粗
圧延機、２５…放熱防止炉、２７…圧延材、２８，３７
…仕上げ圧延機、２９…ガイドローラ、３２…圧延板製
品、４６…ドラム、６５，７２…巻取機、７０…保温ボ
ックス、７１，８０，８１…巻き戻し兼用巻取機、９
０，９１…ノズル。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延機の入側及び出側のうち少なくとも入
   側に巻戻し兼用の巻取機を設け、薄板材を熱間で繰返し
   巻取り巻戻しながら圧延する熱間圧延設備であって、前
   記圧延機が可逆式圧延機であり、前記巻取機が巻取胴を
   備えないロールベンディングローラ方式の巻取機構を備
   え、前記巻取機構は第一、第二及び第三のロールベンデ
   ィングローラを有し、且つ、該第一のロールベンディン
   グローラを前記薄板材の上側に配し、該第二及び第三の
   ロールベンディングローラを前記薄板材の下側に配し、
   更に、該薄板材の通過の案内が可能となるように、該第
   二及び第三のロールベンディングローラを、巻取り又は
   巻戻し高さ位置と該薄板材の通板高さ位置とに相互移動
   可能な昇降機構を設けることを特徴とする熱間圧延設
   備。
2. 【請求項２】 圧延機の入側及び出側のうち少なくとも入
   側に巻戻し兼用の巻取機を設け、薄板材を熱間で繰返し
   巻取り巻戻しながら圧延する熱間圧延設備であって、前
   記圧延機が可逆式圧延機であり、前記巻取機が巻取胴を
   備えないロールベンディングローラ方式の巻取機構を備
   え、前記巻取機構は第一、第二及び第三のロールベンデ
   ィングローラを有し、且つ、該第一のロールベンディン
   グローラを前記薄板材の上側に配し、該第二及び第三の
   ロールベンディングローラを前記薄板材の下側に配し、
   更に、該第二及び第三のロールベンディングローラを、
   巻取り又は巻戻し高さ位置と、該薄板材の通過の案内が
   可能となる通板高さ位置とに相互移動可能な昇降機構を
   設けることを特徴とする熱間圧延設備。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の熱間圧延設
   備において、前記可逆式圧延機を複数台設けることを特
   徴とする熱間圧延設備。
4. 【請求項４】請求項３に記載の熱間圧延設備において、
   前記巻取機を上巻であるアップコイラとすることを特徴
   とする熱間圧延設備。