JP3291188B2 - 靱性の優れた鋼板の製造方法 - Google Patents

靱性の優れた鋼板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は形状が良好で靱性が
優れた鋼板を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】低温での靱性に優れた鋼板を得るため、
制御圧延方法が広く使用されるようになって来ている。
この制御圧延方法は圧延中の圧延温度を精度良く制御
し、最終圧延仕上がり温度をAr 3温度直上にするもの
であり、これによりミクロ組織を微細化させ、靱性の大
幅な改善を図ることができる。
【0003】従来の制御圧延方法は図1に圧延中の鋼板
の温度推移を示す如く、製品板厚tに対し、所定の厚み
で一旦一次圧延(粗圧延)作業を中止し、その後の空冷
により、その時の温度T1 から目標とする所定の温度T
2 まで冷却した後に二次圧延(仕上圧延)を行い、製品
板厚tとなる時の最終圧延時の仕上がり温度がAr 3
度直上にするように制御していた(特開昭50−984
21号公報)。
【0004】しかし、この特開昭50−98421号公
報の制御圧延は通常圧延とは異なり、圧延の途中におい
て圧延作業を一旦停止し、鋼材の温度が図1のようにT
1 からT2 になるまで空冷により冷却するので、冷却に
長時間を有する事から圧延能率が低下して生産性が低く
なると共に靱性も低いものであった。
【0005】このため、特開昭60−56017号公報
で提案の様に、前記鋼材の圧延途中での冷却を冷却水に
よる強制冷却として、冷却時間を短縮することにより前
記生産性を向上すると共に靱性の向上を図る方法があ
る。
【0006】しかし、この冷却水を使用した強制冷却は
冷却停止温度によっては鋼材の長手方向、幅方向に均一
に冷却することが難しく、鋼材に温度ムラが発生し、こ
の温度ムラにより二次圧延時に反りが発生し易く、この
反りのため圧延作業を一旦中断して反りを矯正した後に
再度圧延をしたり、又、圧延作業を中止しなければなら
なく場合が発生して、圧延効率が悪く生産性を阻害した
り、手間のかかる圧延作業となり作業性が悪いという問
題を有していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を有
することなく、靱性の優れた鋼板を生産性よく、しか
も、反りの発生のない良好な形状を維持しつつ圧延する
ことを課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
達成するため、以下に示す事項を手段とする。 (1)850℃以上で一次圧延を終了した板厚40mm
以上の鋼材を強制冷却し、その後、二次圧延を行って7
20〜850℃で該圧延を終了することにより靱性の優
れた鋼板を製造する方法において、前記二次圧延を行う
際、該圧延の各パス毎の鋼材の噛込入射角と圧延形状比
を予測し、その予測した噛込入射角と圧延形状比から下
記〜のいずれに該当するかを判定し、この判定した
〜の上ワークロールと下ワークロールの周速の関係
となるように、前記二次圧延を行う二次圧延機の各パス
毎の上ワークロールと下ワークロールの周速を調整する
ことを特徴とする靱性の優れた鋼板の製造方法 噛込入射角<0°、圧延形状比>1.5の場合 上ロール周速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比>1.5の場合上ロール周速>下ロール周速 噛込入射角<0°、圧延形状比<1.5の場合上ロール周速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比<1.5の場合上ロール周速>下ロール周速 但し、圧延形状比=(接触投影孤長/平均板厚) (2)850℃以上で一次圧延を終了した板厚40mm
以上の鋼材を強制冷却し、その後、二次圧延を行って7
20〜850℃で該圧延を終了することにより靱性の優
れた鋼板を製造する方法において、前記二次圧延を行う
際、該圧延の各パス毎の鋼材の噛込入射角と圧延形状比
を予測し、その予測した噛込入射角と圧延形状比から下
記〜のいずれに該当するかを判定し、この判定した
〜の鋼材の上面と下面の平均温度との関係となるよ
うに、前記鋼材の上、下面の強制冷却量を調整すること
を特徴とする靱性の優れた鋼板の製造方法 噛込入射角<0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度 噛込入射角>0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度 噛込入射角<0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度 噛込入射角>0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度 但し、圧延形状比=(接触投影孤長/平均板厚) (3)850℃以上で一次圧延を終了した板厚40mm
以上の鋼材を強制冷却し、その後、二次圧延を行って7
20〜850℃で該圧延を終了することにより靱性の優
れた鋼板を製造する方法において、前記二次圧延を行う
際、該圧延の各パス毎の鋼材の噛込入射角と圧延形状比
を予測し、その予測した噛込入射角と圧延形状比から下
記〜のいずれに該当するかを判定し、この判定した
〜の鋼材の上面と下面の平均温度、上ワークロール
と下ワークロールの周速の関係となるように、前記鋼材
の上、下面の強制冷却量及び鋼材噛み込み前の前記二次
圧延機のの各パス毎の上ワークロールと下ワークロール
の周速を各々調整することを特徴とする靱性の優れた鋼
板の製造方法 噛込入射角<0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度で、且つ、上ロール周
速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度で、且つ、上ロール周
速>下ロール周速 噛込入射角<0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度で、且つ、上ロール周
速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度で、且つ、上ロール周
速>下ロール周速 但し、圧延形状比=(接触投影孤長/平均板厚) 一次圧延と二次圧延の途中で鋼材を冷却水で強制冷却す
ると図2の製造行程の差による熱履歴の差を示す図の様
に破線部分の板厚方向の平均冷却速度が速くなり、高温
滞留時間が大幅に短縮する。この為、図3に示すように
圧延途中で空冷した場合(圧延途中の冷却以外は同一製
造条件)に比較して、靱性がvTrsで約−30℃改善
される。
【0009】しかしながら、このように一次圧延の後に
強制冷却を実施して再び二次圧延を行って鋼板を製造す
る方法においては鋼材を長手方向、幅方向に均一に冷却
する事が非常に難しく、この温度差が引金となって強制
冷却後の二次圧延時に反りが発生する事から、該強制冷
却後における二次圧延で鋼材の形状を良好(反りの無い
状態)に確保することは二次圧延中に反り修正作業を未
然に防ぎ、反り修正等のロスタイムを発生させることな
く圧延作業を完逐する上で重要である。
【0010】そこで、強制冷却後の二次圧延の条件を検
討するために、種々の鋼材厚、鋼材幅に対して圧延条件
(噛込入射角、圧延形状比=接触孤長/平均板厚、上下
ロール周速)、上下面の温度差を変化させて、二次圧延
中の圧延材の反りの状況を調査した結果をそれぞれ図
4、図5に示す。
【0011】尚、上記接触投影孤長は
【0012】
【数1】 で求めた値である。
【0013】又、噛込入射角は図6に示す角度αであ
り、具体的には圧延機側面から直接カメラにより観察
し、それを画像解析して求めたものである。
【0014】上記図4(1)から上ロール周速>下ロー
ル周速で圧延形状比>1.5の場合は上反りとなり、圧
延形状比<1.5の場合は下反りとなり、図4(2)か
ら上ロール周速<下ロール周速で圧延形状比>1.5の
場合は下反りとなり、逆に、圧延形状比<1.5の場合
は下反りとなることが判明した。
【0015】また、図4(3)から噛込入射角<0で圧
延形状比>1.5の場合は上反りとなり、圧延形状比<
1.5の場合は下反りとなり、図4(4)から噛込入射
角>0°で圧延形状比>1.5の場合は下反りとなり、
圧延形状比<1.5の場合は上反りとなることが判明し
た。
【0016】このことから、噛込入射角<0°、圧延
形状比>1.5の場合には、このままでは上反りとなる
ため、上ロール周速<下ロール周速とすれば、この上反
りが防止でき、噛込入射角>0°、圧延形状比>1.
5の場合には、このままでは下反りとなるため、上ロー
ル周速>下ロール周速とすることにより、この下反りを
防止できることを見出した。
【0017】一方、噛込入射角<0°で、圧延形状比
<1.5の場合では、上ロール周速<下ロール周速とす
れば下反りが防止でき、噛込入射角>0°、で圧延形
状比<1.5の場合では反り方向が逆転し、上ロール周
速>下ロール周速とすれば上反りが防止できることを見
出した。
【0018】更に、図5の再圧延時の鋼板上下面温度差
と反りとの関係を示す図から噛込入射角=0、上ロール
と下ロール周速差=0の際に鋼材の上面と下面の温度差
(上面温度−下面温度)△T>0の場合には上反りとな
り、△T<0の場合には下反りとなることが判明した。
【0019】このことから手段2のように、噛込入射
角<0°、圧延形状比>1.5の場合には二次圧延の途
中での冷却時における鋼材上面の平均温度>下面の平均
温度とすれば上反りが防止でき、噛込入射角>0°、
圧延形状比>1.5の場合には逆に上面の平均温度
面の平均温度とすれば上反りが防止できることを見出し
た。
【0020】一方、噛込入射角<0°、圧延形状比<
1.5の場合では、上面の平均温度<下面の平均温度と
すれば下反りが防止でき、噛込入射角>0°、圧延形
状比<1.5の場合では反り方向が逆転し、上面の平均
温度>下面の平均温度とすれば下反りが防止できること
を見出した。
【0021】尚、鋼材の上面の温度、下面の温度はサー
モトレーサーにて二次圧延時において圧延機に噛込まれ
る前の鋼材全体を測定して求めた平均値である。
【0022】また、手段3の様に上ワークロール周速と
下ワークロール周速の制御、鋼材の上下面の温度制御を
同時に実施するとさらに良好な形状となることを種々の
検討により明らかとした。
【0023】以上種々の条件にて検討したように二次圧
延時の圧延条件の最適制御、二次圧延前の上下面平均温
度差を適正に制御することによって、圧延中の反りを確
実に防止できるという優れた効果を得ることが可能とな
ることを知得した。
【0024】即ち、鋼材のフロント部/テ−ル部の微小
な端部の形状及び図7に示すように鋼材の長さや搬送中
のバウンド等の操業変化によって噛込入射角が変化して
も、上下ロ−ルの周速、二次圧延時における圧延機噛込
み直前の鋼材の上下面温度を調整することで、二次圧延
中の鋼材の形状を平坦にする製造技術を確立した。ま
た、二次圧延前に強制冷却する鋼材の板厚が40mm以
下であると空冷による鋼材の抜熱が速くなり制御圧延時
の温度待ち時間が必然的に短くなることから、冷却水に
よる強制冷却と空冷に温度待ち時間に差が殆どない。こ
のことから対象鋼材の板厚は40mm以上とした。
【0025】また、一次圧延温度はオーステナイトが再
結晶する温度域での圧延を実施することを前提としてい
るので850℃以上とした。また、二次圧延終了温度は
靱性を改善するためには未再結晶域での圧延が必須とな
るため720〜850℃の範囲とした。
【0026】
【発明の実施の形態】
(実施例)本発明の実施例を従来例及び比較例と共に以
下に示す。供試鋼の成分は代表的な構造用鋼としての成
分を用い、本実施例に用いた鋼の化学成分を表1に示
す。
【0027】スラブの加熱温度、厚さ、一次圧延として
の粗圧延の圧延条件、移送厚(粗圧延後、所定の温度ま
で温度待ちをする板厚)での冷却−温度待ち条件、二次
圧延としての仕上圧延の圧延条件等の製造条件とその製
造結果を表2−1及び表2−2に示す。また、仕上圧延
条件を表3−1及び表3−2、表3−3に示す。
【0028】この表2−1、2−2及び表3−1、3−
2、3−3に示す様に、本発明例の鋼番1、13、2
1、は手段1(請求項1−仕上圧延機の上下ワークロー
ルの周速度調整)に対応する例で、鋼番4、22〜24
は手段2(請求項2−鋼材の表裏面温度差調整)に対応
する例で、鋼番5、7、9、11、15、17、19、
は手段3(請求項3−仕上圧延機の上下ワークロールの
周速度調整と鋼材の表裏面温度差調整の併用)に対応す
る例であり、このいずれの例も移送厚での温度待ち時間
が大幅に短縮され、仕上げ圧延中に反り発生がなく反り
修正が不必要で、かつ靱性も良好となった。
【0029】これに対して従来例である鋼番2、6、
8、10、12、16及び20は粗圧延後仕上圧延に入
るまでの間で空冷を行ったものであり、該鋼番8、1
2、16は仕上圧延中に鋼材の反りが大きくなって途中
で圧延を中止した。また、鋼番2、6、10、20、は
途中で圧延を中止するまではならなかったものの移送厚
での温度待ち時間が長くなり、しかも、鋼材の生産性、
靱性とも大幅に劣化した。また、比較例である鋼番3、
18は粗圧延後、冷却水で強制冷却を行ったものの仕上
圧延中の圧延条件が適正でなかった。即ち、噛込入射角
が負で、圧延形状比が1.5以下であったにもかかわら
ず仕上圧延機の上ロールの周度を下ロールより高速にし
た為、鋼番3は圧延途中で鋼材に反りが発生し圧延中止
となった。また、鋼番18は1パス目〜3パス目の後に
反り修正が各々必要となった。
【0030】さらに、鋼番14は噛込入射角が正で、形
状比が1.5以下であったにもかかわらず仕上圧延機の
上ワークロールを下ワークロールより高速にしていた
為、反りが発生圧延し、圧延中止までに至らなかったが
仕上圧延の2パス目と4パス目の後で圧延作業を中断し
て反り修正を実施した。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2−1】
【0033】
【表2−2】
【0034】
【表3−1】
【0035】
【表3−2】
【0036】
【表3−3】
【0037】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によると、
反りのない形状の良好な、しかも、優れた靱性を有する
鋼板を無駄な温度待ちをすることなく生産性良く、且
つ、圧延作業性良く製造することが可能となり、当該分
野における効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧延中の鋼板の温度推移を示す図である。
【図2】製造工程の差による熱履歴の差を示す図であ
る。
【図3】途中冷却による靱性改善効果を示す図である。
【図4】再圧延時の圧延条件と反りとの関係を示す図で
ある。
【図5】再圧延時の鋼板上下温度差と反りとの関係を示
す図である。
【図6】噛込入射角を示す模式図である。
【図7】スラブの長が変化すると噛込入射角が変化する
ことを示す模式図である。
【符号の説明】
1 鋼材 2 上ワ−クロ−ル 3 下ワ−クロ−ル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 8/00 - 8/10 B21B 3/00 B21B 37/00 - 37/76

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】850℃以上で一次圧延を終了した板厚4
    0mm以上の鋼材を強制冷却し、その後、二次圧延を行
    って720〜850℃で該圧延を終了することにより靱
    性の優れた鋼板を製造する方法において、前記二次圧延
    を行う際、該圧延の各パス毎の鋼材の噛込入射角と圧延
    形状比を予測し、その予測した噛込入射角と圧延形状比
    から下記〜のいずれに該当するかを判定し、この判
    定した〜の上ワークロールと下ワークロールの周速
    の関係となるように、前記二次圧延を行う二次圧延機の
    各パス毎の上ワークロールと下ワークロールの周速を調
    整することを特徴とする靱性の優れた鋼板の製造方法 噛込入射角<0°、圧延形状比>1.5の場合 上ロール周速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比>1.5の場合上ロール周速>下ロール周速 噛込入射角<0°、圧延形状比<1.5の場合上ロール周速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比<1.5の場合上ロール周速>下ロール周速 但し、圧延形状比=(接触投影孤長/平均板厚)
  2. 【請求項2】850℃以上で一次圧延を終了した板厚4
    0mm以上の鋼材を強制冷却し、その後、二次圧延を行
    って720〜850℃で該圧延を終了することにより靱
    性の優れた鋼板を製造する方法において、前記二次圧延
    を行う際、該圧延の各パス毎の鋼材の噛込入射角と圧延
    形状比を予測し、その予測した噛込入射角と圧延形状比
    から下記〜のいずれに該当するかを判定し、この判
    定した〜の鋼材の上面と下面の平均温度との関係と
    なるように、前記鋼材の上、下面の強制冷却量を調整す
    ることを特徴とする靱性の優れた鋼板の製造方法 噛込入射角<0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度 噛込入射角>0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度 噛込入射角<0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度 噛込入射角>0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度 但し、圧延形状比=(接触投影孤長/平均板厚)
  3. 【請求項3】850℃以上で一次圧延を終了した板厚4
    0mm以上の鋼材を強制冷却し、その後、二次圧延を行
    って720〜850℃で該圧延を終了することにより靱
    性の優れた鋼板を製造する方法において、前記二次圧延
    を行う際、該圧延の各パス毎の鋼材の噛込入射角と圧延
    形状比を予測し、その予測した噛込入射角と圧延形状比
    から下記〜のいずれに該当するかを判定し、この判
    定した〜の鋼材の上面と下面の平均温度、上ワーク
    ロールと下ワークロールの周速の関係となるように、前
    記鋼材の上、下面の強制冷却量及び鋼材噛み込み前の前
    記二次圧延機のの各パス毎の上ワークロールと下ワーク
    ロールの周速を各々調整することを特徴とする靱性の優
    れた鋼板の製造方法 噛込入射角<0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度で、且つ、上ロール周
    速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比>1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度で、且つ、上ロール周
    速>下ロール周速 噛込入射角<0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度<下面の平均温度で、且つ、上ロール周
    速<下ロール周速 噛込入射角>0°、圧延形状比<1.5の場合 上面の平均温度>下面の平均温度で、且つ、上ロール周
    速>下ロール周速 但し、圧延形状比=(接触投影孤長/平均板厚)
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