JP4672022B2 - 圧延により金属製品を製造するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、スラブが１次成形によって製造される第１の領域と、スラブを圧延するための少なくとも１つの第１の圧延装置が配設されている、材料の流れ方向で第１の領域の後に接続された第２の領域と、スラブもしくはスラブから製造される中間製品を圧延するための少なくとも１つの第２の圧延装置が配設されている、材料の流れ方向で第２の領域の後に接続された第３の領域と、圧延された材料用の少なくとも１つの後処理装置が配設されている、材料の流れ方向で第３の領域の後に接続された第４の領域とを備える、圧延により金属製品を製造するための装置に関する。

この様式の圧延装置は、従来技術において十分公知である。これら圧延装置で、例えばスチール又はＮＥ材料から成る板及び／又は帯の形態の平材を製造することができる。連続鋳造装置で、金属ストランドは鋳造することができ、この金属ストランドは、スラブとして粗仕上げライン（第１の圧延装置）を、引き続き仕上げライン（第２の圧延装置）を導かれ、そこで、スラブから、その幾何学形状に関して仕上げられた製品が圧延される。引き続き、圧延された製品の後加工、特に冷却、巻上げもしくは場合によっては熱間矯正が行なわれる。

粗仕上げラインで、スラブは、先ず炉内で圧延温度に加熱され、次に圧延製品の９０°回転を含むこともできる圧延順序によって、１つまたは複数スタンドの圧延設備において所望の板寸法に圧延することができる。圧延すべき製品用の特殊な回転装置は、例えば特許文献１及び特許文献２から公知である。

仕上げラインにおける特に有利な圧延プロセスであると、ステッケル圧延は実証されている。ステッケル圧延装置は、材料の流れ方向で前に配置された第１の炉と後に配置された第２の炉とを有する。このテクノロジについては、ステッケル圧延プロセスが説明されている特許文献３、特許文献４及び特許文献５を参照されたい。この場合、例えば長い連続鋳造スラブは、加熱されたステッケル炉内の仕上げパス間で圧延製品を巻き上げることによってステッケルラインで回転することなく大きな最終長さに圧延され、この最終長さは、選択的に、最後のパスの後でコイルに巻き上げられるか、シャーによって個別板材に分割される。この場合、個別板材は、冷却及び矯正することができる。

ステッケル圧延プロセスは、粗圧延されたスラブを金属ストリップに処理する際に種々の利点を有する。特に、比較的少ない構造空間で、比較的薄いストランドを形成する圧延プロセスを行なうことができることが際立っている。

一方、ステッケルロールスタンドでの多数のパスの実施が比較的長い間継続されることが欠点である。従って、仕上げ装置のステッケル圧延部分は、しばしば、結果として装入量を決め、これにより設備の経済性を決める装置の狭窄箇所である。
独国公開特許第１４ ５２ １６１号明細書 独国公開特許第１６ ５２ ５６０号明細書 国際公開第９６／４０４５６号パンフレット 国際公開第９６／４１０２４号パンフレット 国際公開第００／０３０４２号パンフレット

従って、本発明の基本にある課題は、特にステッケル圧延プロセスを利用する場合に設備の大きな経済性が得られるように、冒頭で述べた様式の装置を発展させることにある。

本発明によるこの課題の解決策は、第３の領域で金属製品の圧延プロセスをしている間に第２及び第４の領域で別の金属製品の処理もしくは加工をするために、金属製品を、装置の第２の領域と第３の領域間で取り出し、搬送し、装置の第３の領域と第４の領域間で加工プロセスに再び供給することができる移送装置が設けられていることを特徴とする。

即ち、本発明のコンセプトは、仕上げ設備を利用するために、第２の圧延装置（即ち仕上げライン）での圧延を省略して、第１の圧延装置（即ち粗仕上げライン）だけが利用され、その場合、第１の圧延装置だけで圧延された製品用の後処理装置を利用できるように、粗圧延された材料が、第２の圧延設備に対して平行にこの第２の圧延設備を迂回して移送され、後処理装置の前で再び加工プロセスに導入されることを狙とする。

第２の圧延装置が、少なくとも１つのロールスタンドを備えるステッケル圧延装置であり、金属製品の流れ方向でロールスタンドの前に第１の炉が配置され、ロールスタンドの後に第２の炉が配置されていることは好ましい。即ち、この場合には、この装置でステッケル圧延プロセスが実施される。

後処理装置は、好ましくは圧延された製品用の冷却装置を備える。

第２の圧延装置、即ち特にステッケル圧延装置を迂回するための移送装置は、第２の圧延装置に対して平行に配設されているローラテーブルを備えることができる。更に、移送装置は、金属製品を材料の流れ方向に対して横に移送することができる少なくとも１つの、好ましくは２つの手段を備えることができる。従って、第１の圧延装置では、粗圧延された材料は、バイパスの様式により第１の圧延装置から直接後処理設備に移送することができる。

装置の第１の領域に連続鋳造設備が設けられていることは有利である。装置の第１の領域又は第２の領域にスラブ支承装置が配設されていてもよい。この場合、圧延すべき製品を最適な圧延温度にするために、好ましくは、スラブ支承装置と第１の圧延装置間に圧延すべき製品用に少なくとも１つの加熱炉（好ましくは２つの炉）が配設されている。更に、少なくとも１つの加熱炉と第１の圧延装置間にスケール除去装置が配設されていてもよい。

最後に、有利な方式では、金属製品の流れ方向でステッケル圧延装置の第２の炉の後にシャーが配置されている。

金属製品を圧延するための装置の前記形成により、その次に直接後処理設備で処理される他の製品用に（第２の圧延装置で）ステッケル圧延をしている間に第１の圧延装置を利用することができるので、製造方法の経済性は明らかに向上させることができる。

図面に図示した実施例を基にして、本発明を詳細に説明する。

図１に、金属製品１を製造もしくは処理する製造装置が見られる。この装置は、本質的に、金属製品の流れ方向Ｆで相並んで接続する４つの領域２，３，５及び７を備える。第１の領域２で、製品１の１次成形、即ち鋳造が行なわれる。ここには、連続鋳造設備１７が配設されており、この連続鋳造設備で、公知の方法で液状の金属（鋼、軽金属）から、スラブとして次処理されるストランド材料が製造される。この場合、連続鋳造設備１７の後に、鋳造されたスラブを前に差し出すスラブ支承装置１８を設けることが有効である。

スラブ支承装置１８内に蓄えられているスラブは、必要な場合に冷間又は熱間又は組み合せて少なくとも１つの加熱炉１９に移送され、この加熱炉で、スラブは、接続する圧延のために必要である必要温度に加熱される。加熱炉１９からスラブを搬出した後、スラブは、スケール除去装置２０（１次スケールウォッシャ）内でスケール除去され、粗仕上げラインに供給される。

粗仕上げラインは、図１で概略的にしか図示されてない第１の圧延装置４を含め、装置の第２の領域３にわたって延在する。粗仕上げラインは、水平ロールスタンド、場合によっては垂直ロールスタンド、並びにスラブを回転させるためにロールスタンドの前もしくは後に配設される１つまたは２つの回転装置から成る。

従って、第１の圧延装置４によれば、金属製品は、既に、ある程度の応用のために十分に形成されていて、その結果、更なる圧延プロセスを続ける必要がないように、圧延することができる。

即ち、スラブは、第１の圧延装置４で一定の温度で一定の中間寸法に圧延し、仕上げラインに供給することができる。しかしながらまた、これに対して選択的に、スラブを第１の圧延装置４で一定の温度で一定の最終寸法に圧延し、−既に詳細に説明したように−更に搬送することも可能である。

第１の圧延装置４で粗圧延された材料が更に圧延されるべきである場合、この材料は、第２の圧延装置６が配設されている第３の領域５に移送される。この圧延装置は、ステッケル圧延装置であり、即ち、このステッケル圧延装置は、流れ方向Ｆでその前に第１のステッケル炉１１が配置され、その後に第２のステッケル炉１２が配置されているロールスタンド１０を有する。

ステッケル圧延装置の後には、更にシャー２１を配置することができ、このシャーは、ステッケルプロセス用の圧延製品終端部のクロップ取りをするためにも、最後の仕上げパスの後の部分シャーとしても利用することができる。図１には、概略的にロールスタンド１０が図示されている。仕上げラインが水平ロールスタンド及び垂直ロールスタンドを備えることもできる。従って、金属製品１は、仕上げラインで一定の温度で所望の最終寸法に圧延され、その際、金属製品は、ステッケル炉１１，１２のパス間を巻き上げられる。しかしながらまた、仕上げラインが、通常の２ロールスタンドの板材ラインの場合のようにステッケルプロセスを用いずに板材を仕上げ圧延するために利用されることも可能である。

いずれの場合でも−即ち、第１の圧延装置４でのみ圧延する場合でも、第２の圧延装置６で付加的に圧延する場合でも−、装置の第４の領域７に配設されている後処理装置８での圧延製品の後処理が接続する。

後処理装置８は、圧延され、未だ高温の材料をテクノロジーの要求により公知の方法で調温する冷却装置１３を備える。更に、この実施例では、そこに仕上がったストリップを巻き上げるためのコイラ２２と熱間矯正機２３とが設けられているので、仕上がった製品は、冷却区間で冷却された後、巻き上げるか、更に矯正機に搬送するかのいずれかをすることができる。

必要な場合に第１の圧延装置４で圧延された金属製品を−時間的に平行して材料をステッケル圧延プロセスによって加工することができる−第２の圧延装置６を迂回して直接後処理装置８に供給することができるように、第２の圧延装置６もしくは第３の領域５のバイパスである移送装置９が設けられている。概略的にしか図示されてない手段１５によって、第２の領域３から出てくる製品は、流れ方向Ｆに対して横に本来の加工区間から送出され、次に、第２の圧延装置６を有する仕上げラインに対して平行に延在するローラテーブル１４を介して流れ方向Ｆに搬送される。ローラテーブル１４の終端部に手段１６が配設されており、この手段によって、製品１が再び流れ方向Ｆに対して横に本来の加工区間に送入されるので、材料は、直接かつ第３の領域５を迂回して後処理装置８に達する。そこで、冷却装置１３で冷却が行なわれ、場合によっては更なる後処理工程（巻取り、矯正）が行なわれる。

この形成によって、装置及び特に第２の領域３の第１の圧延装置４並びに第４の領域７の後処理装置８は、金属製品の処理もしくは加工によって利用する一方、第３の領域５の第２の圧延装置６では、比較的時間のかかるステッケル圧延プロセスを実施することが得られる。従って、即ち、第３の領域５の、特にステッケル圧延設備（仕上げライン）の作用が長い場合、熱機械的圧延用の冷却インターバルが有りなしで第１の圧延装置４（粗仕上げライン）での圧延を実施し、次に製品を仕上げラインの脇を通って次加工、例えば水冷装置及び／又は熱間矯正機に供給することが可能である。

本発明の提案がなければ、第１の圧延装置４と後処理装置８は、ステッケル圧延の間十分に停止状態にあり、これが設備の経済性に負荷を与える。

図２には、具体的な適用例のための経路−時間グラフが図示されている。このグラフは、どのようにして加工すべき金属製品が時間を介して圧延機によって移動するかを示す。この場合、各製品に対する推移は、それぞれの頭側及び足側端部を図示することにより再現されている。

ここで、１５０ｍｍ×２５００ｍｍ×１６ｍの寸法を有するスラブは、第１の炉ＲＨＦ１（図１における第１の加熱炉１９に相当する）内で加熱され、−手段ＰＤ内でスケール除去をした後−粗仕上げラインＲＭ（図１における第１の圧延装置４に相当する）で４５ｍｍの粗仕上げストリップ厚さに縮小される。引き続き、粗圧延されたスラブは、仕上げラインＦＭ（図１における第２の圧延装置６に相当する）でステッケルプロセスによって５ｍｍの仕上げストリップ厚さに圧延される。後には、シャーＳＨ、冷却区間ＡＣＣ及びコイラＤＣが配置されている。

仕上げラインＦＭがストリップの圧延で占められている間、粗仕上げラインＲＭでは、炉ＲＨＦ２（またも図１における炉１９に相当する）で加熱される２５０ｍｍ×２１００ｍｍ×２１００ｍｍのサイズを有する２つのスラブ例えば１５のパス内で、回転によって１０ｍｍ×３６５０ｍｍ×３０ｍの寸法を有する板材に圧延され、平行ローラテーブル（図１における９）を介して仕上げラインＦＭの傍らを通って冷却区間ＡＣＣ（図１における冷却装置１３に相当する）又は矯正機に搬送される。その後、再びストリップの圧延は、粗仕上げ及び仕上げラインで行なうことができる。

この例の場合、全部で３つの製品を同時に圧延することによって、生産能力は３７％だけ向上する。

圧延により金属製品を製造するための装置を概略的に示す。 装置で加工される金属製品用の経路−時間グラフを示す。

符号の説明

１ 金属製品
２ 第１の領域（鋳造）
３ 第２の領域
４ 第１の圧延装置
５ 第３の領域
６ 第２の圧延装置
７ 第４の領域
８ 後処理装置
９ 移送装置
１０ ロールスタンド（ステッケルスタンド）
１１ 第１の炉（ステッケル炉）
１２ 第２の炉（ステッケル炉）
１３ 冷却装置
１４ ローラテーブル
１５ 横搬送のための手段
１６ 横搬送のための手段
１７ 連続鋳造設備
１８ スラブ支承装置
１９ 加熱炉
２０ スケール除去装置
２１ シャー
２２ コイラ
２３ 熱間矯正機
Ｆ 材料の流れ方向

Claims (10)

1. スラブが１次成形によって製造される第１の領域（２）と、スラブを圧延するための少なくとも１つの第１の圧延装置（４）が配設されている、材料の流れ方向（Ｆ）で第１の領域（２）の後に接続された第２の領域（３）と、スラブもしくはスラブから製造される中間製品を圧延するための少なくとも１つの第２の圧延装置（６）が配設されている、材料の流れ方向（Ｆ）で第２の領域（３）の後に接続された第３の領域（５）と、圧延された材料用の少なくとも１つの後処理装置（８）が配設されている、材料の流れ方向（Ｆ）で第３の領域（５）の後に接続された第４の領域（７）とを備える、圧延により金属製品（１）を製造するための装置において、
   第３の領域（５）で金属製品（１）の圧延プロセスをしている間に第２及び第４の領域（３，７）で別の金属製品（１）の処理もしくは加工をするために、金属製品（１）を、第２の領域（３）と第３の領域（５）間で取り出し、搬送し、第３の領域（５）と第４の領域（７）間で加工プロセスに再び供給することができる移送装置（９）が設けられていることを特徴とする装置。
2. 第２の圧延装置（６）が、少なくとも１つのロールスタンド（１０）を備えるステッケル圧延装置であり、金属製品（１）の流れ方向（Ｆ）でロールスタンドの前に第１の炉（１１）が配置され、ロールスタンドの後に第２の炉（１２）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 後処理装置（８）が、圧延された製品（１）用の冷却装置（１３）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 移送装置（９）が、第２の圧延装置（６）に対して平行に配設されているローラテーブル（１４）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
5. 移送装置（９）が、金属製品（１）を材料の流れ方向（Ｆ）に対して横に移送することができる少なくとも１つの手段（１５，１６）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の装置。
6. 第１の領域（２）が連続鋳造設備（１７）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
7. 第１の領域（２）又は第２の領域（３）にスラブ支承装置（１８）が配設されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
8. スラブ支承装置（１８）と第１の圧延装置（４）間に少なくとも１つの加熱炉（１９）が配設されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 少なくとも１つの加熱炉（１９）と第１の圧延装置（４）間にスケール除去装置（２０）が配設されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 金属製品（１）の流れ方向（Ｆ）で第２の炉（１２）の後にシャー（２１）が配置されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１つに記載の装置。

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