JP3345769B2 - 熱延鋼帯の製造方法およびこの方法に使用する熱間圧延設備列 - Google Patents
熱延鋼帯の製造方法およびこの方法に使用する熱間圧延設備列Info
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熱延鋼帯を製造するための熱間圧延設備および圧延方法
に関する。
ては、被圧延材は800〜1300℃の高温域で加熱・
圧延されるため、被圧延材の表面には酸化スケールが生
成する。スケールが被圧延材の表面に残っていると、圧
延中にスケールが被圧延材の表面に押し込まれて、熱延
鋼帯のスケール疵となってしまう。
ている。 (1)噛み込みスケール 仕上圧延機前のデスケーリングで完全に除去されなかっ
たスケールが、仕上圧延される際に、被圧延材の表面に
押し込まれて発生する。 (2)粒状スケール 仕上圧延機前のデスケーリングの後に発生した2次スケ
ールが、仕上圧延中に被圧延材の表面に押し込まれて発
生する。
ーリング前の粗バー表面温度を高くすればよい。粗バー
表面温度が高いほど、スケールの生成量が多く、スケー
ルの内部応力が大きくなる。デスケーリング前後の温度
差が大きくなって、スケールと粗バーの界面に発生する
熱応力も大きくなるからである。
0は、デスケーリング装置の直前で、ガスバーナーを用
いて粗バー表面を加熱する方法である。一方、粒状スケ
ールを防止するには、デスケーリング後の粗バー表面温
度を低くして2次スケールの生成を抑制しなければなら
ない。
みスケールを防止するには高いほどよいが、粒状スケー
ルを防止するには低いほどよい。つまり、両者が発生し
ない最適な温度範囲があり、デスケーリング前の粗バー
温度がそこに入るように制御する必要がある。
ーを用いて粗バー表面を加熱しているため、温度の制御
はほとんど不可能である。粗バーの温度が低すぎたり、
高すぎたりして、噛み込みスケールと粒状スケールの両
方を防止するのは難しい。
題点もある。 (1)ガスバーナーの点火、停止に予熱時間などの準備
期間が必要であり、生産性が低下してしまう。 (2)燃焼ガスが発生するために作業環境が悪化しやす
く、メンテナンス性に劣る。
応答性に優れた加熱手段を備え、デスケーリングをより
確実に行って、スケール疵のない表面性状の優れた熱延
鋼帯を製造する熱間圧延設備列およびそれを用いた圧延
方法を提供することにある。
めに、本発明の熱延鋼帯の製造方法は、スラブを圧延し
て粗バーとする粗圧延工程と、粗圧延して得られた粗バ
ーを加熱する加熱工程と、加熱された粗バー表面に高圧
水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリング工
程と、デスケーリングした粗バーに仕上げ圧延を施す仕
上げ圧延工程とを備えた熱延鋼帯の製造方法であって、
前記加熱工程は、加熱手段にソレノイド型誘導加熱装置
を用い、しかも、デスケーリング装置入側における粗バ
ー表面温度が1010℃以上1020℃以下になるよう
に、前記ソレノイド型誘導加熱装置を制御する工程を備
えていることを特徴とするものである。また、スラブを
圧延して粗バーとする粗圧延工程と、粗圧延して得られ
た粗バーを加熱する加熱工程と、加熱された粗バー表面
に高圧水を噴射して酸化スケールを除去するデスケーリ
ング工程と、デスケーリングした粗バーに仕上げ圧延を
施す仕上げ圧延工程とを備えた熱延鋼帯の製造方法であ
って、前記加熱工程は、加熱手段にソレノイド型誘導加
熱装置を用い、しかも、デスケーリング装置入側におけ
る粗バー表面温度が1000℃以上1020℃以下にな
るように、前記ソレノイド型誘導加熱装置を制御する工
程を備え、前記ソレノイド型誘導装置を制御する工程
は、加熱手段入側温度計、デスケーリング装置入側温度
計、輸送速度検出用テーブルロール及びこれらの検出手
段によって検出された粗バー表面温度や搬送速度をもと
にソレノイド型誘導加熱装置を制御する制御装置を備
え、前記粗バー表面温度と粗バー搬送速度と必要昇温量
からソレノイド型誘導加熱装置の出力を下式(1)より
求め、加熱手段入側温度計で検出した粗バー表面温度を
制御装置にフィードフォワードするか、または、デスケ
ーリング装置入側温度計で検出した粗バー表面温度をフ
ィードバックする工程を備えていることを特徴とする熱
延鋼帯の製造方法である。 P=C・W・H・V・ΔT ・・・(1) ここで、W:粗バーの幅、H:粗バーの厚さ、V:粗バ
ーの搬送速度、ΔT:必要昇温量、C:粗バーの比熱、
比重、ソレノイド型誘導加熱装置の効率などで決まる定
数。また、本発明の熱間圧延整備列は、所定温度のスラ
ブを粗圧延して粗バーとする粗圧延機と、粗圧延した粗
バーを加熱する加熱装置と、加熱した粗バーをデスケー
リングするデスケーリング装置と、デスケーリングした
粗バーを仕上げ圧延する仕上げ圧延機とを、この順に配
置した熱間圧延設備列において、前記加熱装置は、ソレ
ノイド型誘導加熱装置とし、前記加熱装置の入側には加
熱手段入側温度計、前記デスケーリング装置の入側には
デスケーリング装置入側温度計、粗バーの搬送速度を検
出するための搬送速度検出用テーブルロールを具備し、
かつ、前記加熱手段入側温度計と前記デスケーリング装
置入側温度計と前記搬送速度検出用テーブルロールの検
出値に基づいてソレノイド型誘導加熱装置の出力をフィ
ードフォワード或いはフィードバックして制御する制御
装置を備えることを特徴とするものである。
バー表面を加熱した直後にデスケーリングを行うことに
よって、スケール疵のない表面性状に優れた熱延鋼帯を
製造することができる。
により、デスケーリングをより確実に行うことができ
る。更に、本発明の熱延鋼帯の圧延方法は、上記の熱間
圧延設備列を用いた熱延鋼帯の圧延方法において、前記
デスケーリング装置入側における粗バー表面温度が10
00℃以上1020℃以下になるように、前記ソレノイ
ド型誘導加熱装置を制御して粗バーを加熱することを特
徴とするものである。これにより、スケール疵の防止を
一層効果的に行うことができる。
を図1に示す。所定温度のスラブは粗圧延機1で粗圧延
されて粗バ−2となる。粗バ−2はテーブルロール3に
よって仕上圧延機10に送られる途中、ソレノイド型誘
導加熱装置6を通過する際に、幅方向全体にわたり誘導
加熱された後、デスケーリング装置9により高圧水を表
面に噴射されてスケールを除去してから、仕上圧延機1
0で仕上圧延されて所定厚さの熱延鋼帯となる。
速度検出用テーブルロール、8はデスケーリング装置入
側温度計であり、7はこれらの粗バ−2の検出温度及び
搬送速度を元にして加熱装置6を制御する制御装置であ
る。
るために、デスケーリングをより確実に行う方法につい
て説明する。粗バ−2表面のスケールは、次の三つの力
により除去される。
−2の表面に吹き付けられた高圧水の衝撃力。 (2)鋼とスケールの熱膨張率差に起因し、水流による
粗バ−2表面の温度低下によって発生する熱応力。
ことから発生する、スケールの内部応力。 スケール除去をより確実に行うためには、これらの三つ
の力を大きくすればよい。
を上げるか、デスケーリング装置9のノズルを粗バ−2
に接近させることによって、大きくすることができる。
しかし、水圧や流量を上げるには、ポンプの高圧化、大
容量化が必要であるが、現状以上にすることは、コスト
や設置スペースあるいは水流の不安定化といった問題か
ら、もはや困難な状況である。
バ−2の上反りなどの形状不良が生じた場合、粗バ−2
がデスケーリング装置9に衝突して、デスケーリング装
置9を破損する恐れがあるために、むやみにノズルと粗
バ−2の距離を小さくすることは危険である。
応力と内部応力を大きくすることによって、粗バ−2の
スケール剥離性を向上する。粗バ−2はソレノイド型誘
導加熱装置6で幅方向全体にわたって加熱された後に、
デスケーリング装置9で水流を吹き付けられてスケール
を除去される。
ー板厚方向の温度分布を、比較した図であり、図3はデ
スケーリング前に誘導加熱を行わない場合、図4は誘導
加熱を行った場合である。実線はデスケーリング前の温
度分布、破線はデスケーリング後のそれを表す。
することによって、デスケーリング前後の温度差が大き
くなり、鋼とスケールの熱膨張率差に起因した熱応力も
大きくなって、スケール剥離性が向上する。
くすることができる。スケールの生成量は、温度が高い
ほど増加する。スケールは鋼に対して、約1.4倍の体
積膨張があるので、スケールの生成量が多いほどスケー
ルの内部応力が大きくなり、スケールと鋼の界面に発生
する応力も大きくなって、スケールが剥離しやすくな
る。
−2を加熱することにより、生成するスケール量を多く
して、スケール除去を確実に行う。複数台のソレノイド
型誘導加熱装置6を設置して、デスケーリングの前に粗
バ−2の昇温と放熱を繰り返すことも有効である。図2
に三台のソレノイド型誘導加熱装置6を設置した設備列
を示す。
ノイド型誘導加熱装置6を出てから次のソレノイド型誘
導加熱装置6に入るまでの間に、放熱によって温度が低
下する。このとき、スケールと粗バーの界面に発生する
熱応力によって、スケールに微細なクラックが発生す
る。このクラックによって、次の誘導加熱中に酸素がス
ケール内を拡散する速度が増し、スケールの成長が速く
なって、スケール内部応力が大きくなるからである。
る。粒状スケールの原因は、デスケーリング後に生成す
る2次スケールである。2次スケ−ルの発生を抑制する
には、デスケーリング後の温度を低くすればよい。粒状
スケールはデスケーリング装置9直前のデスケーリング
装置入側温度計8で検出される温度が、1020℃以上
になると発生しやすくなる。粒状スケールを防止するに
は、デスケーリング装置9入側における、粗バ−2の表
面温度を1020℃以下にすればよい。
スケーリング前の粗バー表面温度が高いほどよいことか
ら、デスケーリング装置入側温度計8で検出される粗バ
ー表面温度が1000〜1020℃の間になるように、
ソレノイド型誘導加熱装置6を制御すれば、噛み込みス
ケール、粒状スケールともに防止することができる。
ナー、通電加熱装置、誘導加熱装置が考えられるが、ソ
レノイド型誘導加熱装置6を選択するべきである。その
理由は以下のようなものである。
269840に提案されているものであるが、[発明が
解決しようとする課題]に述べたような問題点があり、
実用に耐えるものではない。特に、噛み込みスケールと
粒状スケールの両者を防止するためには、デスケーリン
グ装置入側温度計8で測定される粗バ−2表面温度を、
1000〜1020℃という極めて狭い温度域に制御し
なければならないが、ガスバーナーではこのような精緻
な温度制御は不可能である。
加熱する通電加熱方式では、粗バ−2と電極の間にスパ
ークが発生して、粗バ−2の表面に疵をつける可能性が
ある。また、電極の消耗が激しく、頻繁に電極の交換が
必要であることや、制御応答性に劣ることも問題であ
る。
に優れ、能力の範囲内であれば粗バ−2の表面温度をい
かようにも変えることができる。粗バ−2に非接触で加
熱できるため、粗バ−2の表面に疵をつける恐れがな
い。作業環境が悪化することもなく、メンテナンス性に
も優れるなど、他の方法に比べて著しい優位性がある。
方向と平行に発生するトランスバース型と、磁束が粗バ
−2の長手方向と平行に発生するソレノイド型の二種類
がある。
導加熱装置による加熱直後、およびソレノイド型誘導加
熱装置による加熱直後の粗バ−2板厚方向温度分布を示
す。トランスバース型の場合は、渦電流密度が板厚方向
にほぼ均一であるために、誘導加熱後の温度分布は加熱
前の温度分布を反映して、粗バー表面で最も低く、板厚
中心で最も高い分布となる。これに対して、ソレノイド
型の場合は、表皮効果により、渦電流密度は粗バー表層
部で最も高く、板厚中心で最も低くなる。その結果、誘
導加熱後の温度分布は粗バー表面で最も高く、板厚中心
で最も低い分布となる。
な電力は、ソレノイド型の方が小さいことがわかる。図
6に、誘導加熱した後にデスケーリングした直後の粗バ
ー板厚方向温度分布を示す。図5で見たように、デスケ
ーリング前の粗バー板厚中心部の温度はトランスバース
型の方がソレノイド型よりも高いことから、デスケーリ
ング後の粗バー板厚中心部の温度もトランスバース型の
方が高くなっている。デスケーリング直後の表面温度が
同じでも、その後の板厚中心部からの復熱で、粗バー表
面の温度が上昇する度合いは、トランスバ一ス型の方が
大きい。
ング後の粗バー表面温度を低くする必要があることから
も、ソレノイド型の方が有利であるといえる。以上のこ
とから、加熱手段としては、ソレノイド型誘導加熱装置
6が最も優れている。
場合、表皮効果を十分に活用するためには、ソレノイド
型誘導加熱装置6の周波数は1000Hz以上にするこ
とが望ましい。
ノイド型誘導加熱装置6にもかかる可能性があるため、
ソレノイド型誘導加熱装置6は防水構造でなければなら
ない。具体的には、粗バー2の入出口以外には開口部の
ないケースの中にソレノイド型誘導加熱装置6を入れ、
ケ一スに接続したダクトから、送風フアンによって清浄
な空気を供給して、ケース内を正圧に維持する方法(特
開平6−330158)などを用いる。
ける粗バ−2表面温度を精密に制御する必要があるた
め、加熱装置入側温度計4やデスケーリング装置入側温
度計8、搬送速度検出用テーブルロール5、およびこれ
らの検出手段によって検出された粗バー表面温度や搬送
速度をもとに、ソレノイド型誘導加熱装置6を制御する
制御装置7を備える。
で検出した粗バー表面温度を制御装置7にフィードフオ
ワードするか、デスケーリング装置入側温度計8で検出
した粗バ−2表面温度をフィードバックする方法があ
る。
度から計算された粗バ−2搬送速度は、必要昇温量ΔT
からソレノイド型誘導加熱装置6の出力Pを次式により
計算するのに用いられる。
粗バー搬送速度、Cは粗バ−2の比熱、比重及びソレノ
イド型誘導加熱装置6の効率などで決まる定数である。
する。本発明の熱間圧延設備列により、板厚30mmの
粗バーを仕上圧延して、板厚1.4mmの熱延鋼帯とし
た。鋼種は低炭素鋼である。デスケーリング装置入側温
度計で測定した粗バー幅方向中央部の表面温度と、熱延
鋼帯の表面性状の関係を、表1に示す。
1050℃の熱延鋼帯については粒状スケールが、96
0と990℃の熱延鋼帯については噛み込みスケールが
見いだされた。表1から、加熱装置出側が1000〜1
020℃であれば、噛み込みスケール、粒状スケールと
もに防止されることがわかる。
して、厚さ1.4mmの熱延鋼帯とした。粗バーをソレ
ノイド型誘導加熱装置で制御加熱した場合の、加熱装置
入側温度計で測定した粗バー表面温度と、デスケーリン
グ装置入側温度計で測定した粗バー表面温度を表2に示
す。
優れており、加熱装置入側温度が900〜1000℃の
範囲で、デスケーリング装置入側温度をいずれも101
0℃にすることができる。なお、表2の熱延鋼帯からは
噛み込みスケール、粒状スケールのいずれも見いだされ
なかった。
リングを確実に行うことができ、スケール疵のない表面
性状の良好な熱延鋼帯を製造することができる。
図。
図。
粗バー板厚方向温度分布を示す説明図。
場合の、デスケーリング前後の粗バー板厚方向温度分布
を示す説明図。
レノイド型誘導加熱装置と卜ランスバース型誘導加熱装
置とで比較して示す説明図。
バー板厚方向温度分布をソレノイド型誘導加熱装置とト
ランスバース型誘導加熱装置とで比較して示す説明図。
加熱装置入側温度計、5…搬送速度検出用テーブルロー
ル、6…ソレノイド型誘導加熱装置、7…制御装置、8
…デスケーリング装置入側温度計、9…デスケーリング
装置、10…仕上圧延機。
Claims (3)
- 【請求項1】スラブを圧延して粗バーとする粗圧延工程
と、粗圧延して得られた粗バーを加熱する加熱工程と、
加熱された粗バー表面に高圧水を噴射して酸化スケール
を除去するデスケーリング工程と、デスケーリングした
粗バーに仕上げ圧延を施す仕上げ圧延工程とを備えた熱
延鋼帯の製造方法であって、前記加熱工程は、加熱手段にソレノイド型誘導加熱装置
を用い、しかも、デスケーリング装置入側における粗バ
ー表面温度が1010℃以上1020℃以下になるよう
に、前記ソレノイド型誘導加熱装置を制御する工程を備
えていることを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。 - 【請求項2】スラブを圧延して粗バーとする粗圧延工程
と、粗圧延して得られた粗バーを加熱する加熱工程と、
加熱された粗バー表面に高圧水を噴射して酸化スケール
を除去するデスケーリング工程と、デスケーリングした
粗バーに仕上げ圧延を施す仕上げ圧延工程とを備えた熱
延鋼帯の製造方法であって、前記加熱工程は、加熱手段にソレノイド型誘導加熱装置
を用い、しかも、デスケーリング装置入側における粗バ
ー表面温度が1000℃以上1020℃以下になるよう
に、前記ソレノイド型誘導加熱装置を制御する工程を備
え、 前記ソレノイド型誘導装置を制御する工程は、加熱手段
入側温度計、デスケーリング装置入側温度計、輸送速度
検出用テーブルロール及びこれらの検出手段によって検
出された粗バー表面温度や搬送速度をもとにソレノイド
型誘導加熱装置を制御する制御装置を備え、前記粗バー
表面温度と粗バー搬送速度と必要昇温量からソレノイド
型誘導加熱装置の出力を下式(1)より求め、 加熱手段入側温度計で検出した粗バー表面温度を制御装
置にフィードフォワードするか、または、デスケーリン
グ装置入側温度計で検出した粗バー表面温度をフィード
バックする工程を備えていることを特徴とする熱延鋼帯
の製造方法。 P=C・W・H・V・ΔT ・・・(1) ここで、W:粗バーの幅、H:粗バーの厚さ、V:粗バ
ーの搬送速度、ΔT:必要昇温量、C:粗バーの比熱、
比重、ソレノイド型誘導加熱装置の効率などで決まる定
数。 - 【請求項3】所定温度のスラブを粗圧延して粗バーとす
る粗圧延機と、粗圧 延した粗バーを加熱する加熱装置
と、加熱した粗バーをデスケーリングするデスケーリン
グ装置と、デスケーリングした粗バーを仕上げ圧延する
仕上げ圧延機とを、この順に配置した熱間圧延設備列に
おいて、 前記加熱装置は、ソレノイド型誘導加熱装置とし、前記
加熱装置の入側には加熱手段入側温度計、前記デスケー
リング装置の入側にはデスケーリング装置入側温度計、
粗バーの搬送速度を検出するための搬送速度検出用テー
ブルロールを具備し、かつ、前記加熱手段入側温度計と
前記デスケーリング装置入側温度計と前記搬送速度検出
用テーブルロールの検出値に基づいてソレノイド型誘導
加熱装置の出力をフィードフォワード或いはフィードバ
ックして制御する制御装置を備えることを特徴とする熱
間圧延設備列。
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1996
- 1996-10-30 JP JP28835796A patent/JP3345769B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JME材料科学 金属の高温酸化,株式会社内田老鶴圃,1986年12月10日,第1版,第111〜112頁 |
富士時報,Vol.68 No.4,第220〜224頁 |
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JPH10128423A (ja) | 1998-05-19 |
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