JP5046399B2 - 中断なしの鋼板の製造方法及びプラント - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造工程から圧延工程の終了まで中断することなく鋼板を製造する方法及び関連プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝統的に、当技術分野においては、製品の寸法（長さ及び幅）をその都度増大するために、好ましくは横断面が長方形のインゴット、又は加熱及び温度均一化炉において上流で適した温度まで加熱したスラブを、望ましい厚さ及び幅の鋼板が得られるまで、数回長手方向及び横方向に通すことによって圧延するのに、“可逆式”ローラーが用いられてきた。
インゴット又はスラブ（スラブは望ましくは連続鋳造工程によって製造される）の寸法は、鋼の形式及び製造に使用する技術に応じて、厚さ１２０〜４００ｍｍ、幅１０００〜２０００ｍｍであるようにされる。
【０００３】
また、この形式の方法では、出発原料すなわちインゴット又はスラブの厚さと望ましい鋼板の厚さとの比は、厚いインゴット又はスラブの芯又は中間領域に多く見られ得る細孔が溶着されていることを保証するために、１：４以上である必要がある。すなわち、最終的な厚さが５０ｍｍとなる鋼板の場合に、初期スラブの最小厚さは２００ｍｍ以上である必要がある。
【０００４】
厚さが小〜中のスラブを利用する技術の発展により、１５０ｍｍまでの厚さのスラブを３６００ｍｍまでの幅をもって鋳造するプラントが構成されるようになった。これらのスラブはその後切断されそして加熱及び温度均一化炉を通る際に、インラインで可逆式圧延機へ送られるが、この可逆式圧延機は単に長手方向に圧延するように設計されている。
【０００５】
これらのプラントでは、スラブと最終鋼板との厚さの比は１：３程度まで低くすることが可能であり、したがって、最終的な厚さが５０ｍｍとなる鋼板の場合には、スラブの最小厚さを１５０ｍｍまで小さくすることが必要である。当然ながら、これらのプラントを用いて、鋼板だけでなく、炉の中で同一の可逆スタンドを二つのレールで作動させることにより、コイルに巻かれたストリップを製造することも可能である（プレート／ステッケル圧延技術）。スラブと鋼板との圧縮比１：３で、仕上がりにおいて厚さが４０〜５０ｍｍの鋼板を製造するためには、インライン圧延工程においては最小速度３．５ｍ／分の連続処理を必要とするが、しかしながら実際は、最大で２ｍ／分台の速度で厚さ１２０〜１５０ｍｍのスラブを鋳造する必要があることが明らかである。
【０００６】
これらの検討は、ストリップ製造の技術において周知である“鋳造・圧延”技術を鋼板製造に応用することを阻害している。しかし、圧延スタンドの低減したトルク値のために３５％より高い圧縮率を得ることは不可能であるという試験結果に基づいて、数学的シミュレーションモデルが開発されてきた。これらのモデルから、同一の品質結果は、５０％以上または６０％までもの圧縮率で達成できることがわかり、プラントをよりコンパクトにすることができ、引いては製造コスト及び設備投資を抑えることができると判明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、厚さが５５ｍｍから１００ｍｍ、幅が４０００ｍｍ以下の鋼板を低投資かつ低コストで製造する方法及び関連プラントを提供することにある。
【０００８】
本願と出願人が同一である欧州特許第０９２５１３２号、同第０９４６３１６号、及び同第１０１１８９６号によるコイルの製造に使用した技術を適用する際には、成形型の出口においては厚さ７５ｍｍである半製品から処理を開始し、連続鋳造機から注がれた時点においては厚さ５５ｍｍであり、未凝固圧下工程の後、速度が分速５ｍ、平均温度が１２５０℃以上となることが確認できた。インライン圧延は、最終的に厚さ２５ｍｍとなる鋼板を製造するために高い圧縮比を持つ二つの圧延スタンド（第１のスタンドで３３％、第２のスタンドで３０％）を用い、結果として約１：２のスラブ／鋼板の厚さ比で実施された。この鋼板の品質は、先行技術に従って製造した鋼板の品質に匹敵し、特に細孔は無く、しかも横断面全体にわたって均一な微細構造を備えていた。
【０００９】
本発明の目的は、それぞれ請求項１及び請求項５に記載の構成要素で定義された方法及び関連プラントによって達成される。
【００１０】
本発明のこれらの及びその他の目的と利点及び特徴は、以下の本発明を限定しない例としてなされる本発明の二つの実施形態の詳細な説明から明らかになる。これらの例については添付図面を参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、プラントの種々の構成要素間の相互距離を示し、また連続鋳造機１から圧延工程の末端までの全長が６０ｍであるプラントが示されている。また上記の例で述べたものと異なるが、しかし望ましい範囲の値内である厚さの値も示されている。分速３．５ｍ及び平均温度１２５０℃以上の連続鋳造機１によってスラブ１０を７０ｍｍの厚さで開始して、スケール除去装置２を通り、そして中断することなく連続鋳造機１とインラインに設けた圧延スタンド３へ送られ、圧延工程の終了時において厚さ８ｍｍ以下の鋼板が得られるまで、連続的に圧延を行う。鋼の形式及び鋼板の望ましい厚さに応じて、Ｍ１〜Ｍ３によって示される三個の圧延スタンドは、一個又は二個に減らすことも可能である。事実望ましい温度条件により、単一圧延スタンドを用い、１：１．５〜１：２．５の範囲、好ましくは約１：２の圧縮比で、鋼板を得ることができる。
【００１２】
実際に、薄いスラブに適した温度分布（コア又は中間領域における温度が１３５０℃又はそれ以上）は平均圧延温度を高め、高い圧縮比の実現を可能にするため、従来の鋼板圧延機に対して圧延工程を短縮しつつ、内部細孔を溶着することが認められる。一定の幅で所定の圧縮比又は形状ファクターを超えると、薄いスラブ芯における静水圧応力すなわち単位圧力は、全ての存在が推定される細孔を溶着するために十分な高い値に達する。さらに、高い変形温度は再結晶化を高め、すなわち、結晶の粒子を変形するプロセスは、高温のために、完全に再結晶化し、従って、欧州特許第０５８００６２号で教示されているように、例えば１０５０〜９００℃の比較的低い温度で圧延する際に生じるものと異なり、均一な微細構造を形成するのに有利である。これらの低温度は通常、完全には再結晶化されない混合構造体をもたらす。
【００１３】
高い圧延温度は、また、ステンレス鋼においてクロム炭化物の可溶化を高め、従ってその後の特別な可溶化処理を必要とせずに、クロム炭化物の沈殿を避けることができる。
【００１４】
再び図１を参照すると、構成要素４において加速した冷却工程が行われ、鋼板構造の微細構造及び特性をさらに改善することが可能となる。
【００１５】
さらに、鋼板を望ましい長さに切断するせん断装置５の後に、くせ直し工程６が設けられる。
【００１６】
本発明によるプラントの別の実施形態が図２に示されているが、このプラントは特に非合金又は低合金鋼の鋼板に適用される。この場合、圧延スタンドＭ２、Ｍ３との間に、これらの形式の鋼に対して要求されるように、圧延温度を５０〜１００℃下げることのできる中間冷却手段４’が追加で設けられる。この場合は、機械的加工の工程と冷却工程とを組合せて処理する熱機械的圧延を行う必要がある。
【００１７】
圧延スタンドＭ２とＭ３間の距離は、これら二個のスタンド間に追加の中間冷却システム４’が存在するため大きい。また、上記の熱機械的処理の観点で、非合金又は低合金鋼の場合に望ましいように、圧延工程終了地点における第１の圧延スタンドＭ１と強い冷却手段４との間の距離は比較的短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ステンレス鋼の鋼板を製造する本発明によるプラントの概略図。
【図２】非合金又は低合金鋼グレードの鋼板を製造する本発明によるプラントの概略図。
【０００１】
本発明は、連続鋳造工程から圧延工程の終了まで中断することなく鋼板を製造する方法及び関連プラントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝統的に、当技術分野においては、製品の寸法（長さ及び幅）をその都度増大するために、好ましくは横断面が長方形のインゴット、又は加熱及び温度均一化炉において上流で適した温度まで加熱したスラブを、望ましい厚さ及び幅の鋼板が得られるまで、数回長手方向及び横方向に通すことによって圧延するのに、“可逆式”ローラーが用いられてきた。
インゴット又はスラブ（スラブは望ましくは連続鋳造工程によって製造される）の寸法は、鋼の形式及び製造に使用する技術に応じて、厚さ１２０〜４００ｍｍ、幅１０００〜２０００ｍｍであるようにされる。
【０００３】
また、この形式の方法では、出発原料すなわちインゴット又はスラブの厚さと望ましい鋼板の厚さとの比は、厚いインゴット又はスラブの芯又は中間領域に多く見られ得る細孔が溶着されていることを保証するために、１：４以上である必要がある。すなわち、最終的な厚さが５０ｍｍとなる鋼板の場合に、初期スラブの最小厚さは２００ｍｍ以上である必要がある。
【０００４】
厚さが小〜中のスラブを利用する技術の発展により、１５０ｍｍまでの厚さのスラブを３６００ｍｍまでの幅をもって鋳造するプラントが構成されるようになった。これらのスラブはその後切断されそして加熱及び温度均一化炉を通る際に、インラインで可逆式圧延機へ送られるが、この可逆式圧延機は単に長手方向に圧延するように設計されている。
【０００５】
これらのプラントでは、スラブと最終鋼板との厚さの比は１：３程度まで低くすることが可能であり、したがって、最終的な厚さが５０ｍｍとなる鋼板の場合には、スラブの最小厚さを１５０ｍｍまで小さくすることが必要である。当然ながら、これらのプラントを用いて、鋼板だけでなく、炉の中で同一の可逆スタンドを二つのレールで作動させることにより、コイルに巻かれたストリップを製造することも可能である（プレート／ステッケル圧延技術）。スラブと鋼板との圧縮比１：３で、仕上がりにおいて厚さが４０〜５０ｍｍの鋼板を製造するためには、インライン圧延工程においては最小速度３．５ｍ／分の連続処理を必要とするが、しかしながら実際は、最大で２ｍ／分台の速度で厚さ１２０〜１５０ｍｍのスラブを鋳造する必要があることが明らかである。
【０００６】
これらの検討は、ストリップ製造の技術において周知である“鋳造・圧延”技術を鋼板製造に応用することを阻害している。しかし、圧延スタンドの低減したトルク値のために３５％より高い圧縮率を得ることは不可能であるという試験結果に基づいて、数学的シミュレーションモデルが開発されてきた。これらのモデルから、同一の品質結果は、５０％以上または６０％までもの圧縮率で達成できることがわかり、プラントをよりコンパクトにすることができ、引いては製造コスト及び設備投資を抑えることができると判明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、厚さが５５ｍｍから１００ｍｍ、幅が４０００ｍｍ以下の鋼板を低投資かつ低コストで製造する方法及び関連プラントを提供することにある。
【０００８】
本願と出願人が同一である欧州特許第０９２５１３２号、同第０９４６３１６号、及び同第１０１１８９６号によるコイルの製造に使用した技術を適用する際には、成形型の出口においては厚さ７５ｍｍである半製品から処理を開始し、連続鋳造機から注がれた時点においては厚さ５５ｍｍであり、未凝固圧下工程の後、速度が分速５ｍ、平均温度が１２５０℃以上となることが確認できた。インライン圧延は、最終的に厚さ２５ｍｍとなる鋼板を製造するために高い圧縮比を持つ二つの圧延スタンド（第１のスタンドで３３％、第２のスタンドで３０％）を用い、結果として約１：２のスラブ／鋼板の厚さ比で実施された。この鋼板の品質は、先行技術に従って製造した鋼板の品質に匹敵し、特に細孔は無く、しかも横断面全体にわたって均一な微細構造を備えていた。
【０００９】
本発明の目的は、それぞれ請求項１及び請求項５に記載の構成要素で定義された方法及び関連プラントによって達成される。
【００１０】
本発明のこれらの及びその他の目的と利点及び特徴は、以下の本発明を限定しない例としてなされる本発明の二つの実施形態の詳細な説明から明らかになる。これらの例については添付図面を参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、プラントの種々の構成要素間の相互距離を示し、また連続鋳造機１から圧延工程の末端までの全長が６０ｍであるプラントが示されている。また上記の例で述べたものと異なるが、しかし望ましい範囲の値内である厚さの値も示されている。分速３．５ｍ及び平均温度１２５０℃以上の連続鋳造機１によってスラブ１０を７０ｍｍの厚さで開始して、スケール除去装置２を通り、そして中断することなく連続鋳造機１とインラインに設けた圧延スタンド３へ送られ、圧延工程の終了時において厚さ８ｍｍ以下の鋼板が得られるまで、連続的に圧延を行う。鋼の形式及び鋼板の望ましい厚さに応じて、Ｍ１〜Ｍ３によって示される三個の圧延スタンドは、一個又は二個に減らすことも可能である。事実望ましい温度条件により、単一圧延スタンドを用い、１：１．５〜１：２．５の範囲、好ましくは約１：２の圧縮比で、鋼板を得ることができる。
【００１２】
実際に、薄いスラブに適した温度分布（コア又は中間領域における温度が１３５０℃又はそれ以上）は平均圧延温度を高め、高い圧縮比の実現を可能にするため、従来の鋼板圧延機に対して圧延工程を短縮しつつ、内部細孔を溶着することが認められる。一定の幅で所定の圧縮比又は形状ファクターを超えると、薄いスラブ芯における静水圧応力すなわち単位圧力は、全ての存在が推定される細孔を溶着するために十分な高い値に達する。さらに、高い変形温度は再結晶化を高め、すなわち、結晶の粒子を変形するプロセスは、高温のために、完全に再結晶化し、従って、欧州特許第０５８００６２号で教示されているように、例えば１０５０〜９００℃の比較的低い温度で圧延する際に生じるものと異なり、均一な微細構造を形成するのに有利である。これらの低温度は通常、完全には再結晶化されない混合構造体をもたらす。
【００１３】
高い圧延温度は、また、ステンレス鋼においてクロム炭化物の可溶化を高め、従ってその後の特別な可溶化処理を必要とせずに、クロム炭化物の沈殿を避けることができる。
【００１４】
再び図１を参照すると、構成要素４において加速した冷却工程が行われ、鋼板構造の微細構造及び特性をさらに改善することが可能となる。
【００１５】
さらに、鋼板を望ましい長さに切断するせん断装置５の後に、くせ直し工程６が設けられる。
【００１６】
本発明によるプラントの別の実施形態が図２に示されているが、このプラントは特に非合金又は低合金鋼の鋼板に適用される。この場合、圧延スタンドＭ２、Ｍ３との間に、これらの形式の鋼に対して要求されるように、圧延温度を５０〜１００℃下げることのできる中間冷却手段４’が追加で設けられる。この場合は、機械的加工の工程と冷却工程とを組合せて処理する熱機械的圧延を行う必要がある。
【００１７】
圧延スタンドＭ２とＭ３間の距離は、これら二個のスタンド間に追加の中間冷却システム４’が存在するため大きい。また、上記の熱機械的処理の観点で、非合金又は低合金鋼の場合に望ましいように、圧延工程終了地点における第１の圧延スタンドＭ１と強い冷却手段４との間の距離は比較的短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ステンレス鋼の鋼板を製造する本発明によるプラントの概略図。
【図２】非合金又は低合金鋼グレードの鋼板を製造する本発明によるプラントの概略図。
Claims (8)
- 圧延工程が終了した時点において、厚さが１００ｍｍ未満、幅が４０００ｍｍ以下となる鋼板の製造方法であって、連続鋳造機から注がれた時点のスラブの厚さが５５ｍｍ以上であり、圧延工程の終了まで中断することのない一定の圧縮比で平均温度が１２５０℃以上で行うことができる未凝固圧下工程を含むスラブの連続鋳造工程による鋼板製造方法であり、前記工程の上流から下流に向かって順に、連続鋳造機と、一つ以上の圧延スタンドからなる圧延工程と、冷却工程と、鋼板を任意の長さに切断する切断工程と、くせ直し工程と、を含み、かつ、前記圧延工程の開始時において、圧延の対象となる材料のコア温度が１３５０℃であることを特徴とする鋼板製造方法。
- 連続鋳造機から注がれた時点のスラブ厚さと、圧延工程が終了した時点における鋼板厚さの比が、１：１．５〜１：２．５の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の鋼板製造方法。
- 前記圧延工程の上流にスケール除去工程が設けられることを特徴とする請求項１に記載の鋼板製造方法。
- 熱機械的処理を必要とする非合金又は合金鋼が圧延の対象である場合において、圧延温度を５０℃〜１００℃下げるために、追加の中間冷却工程を前記圧延スタンドの間に設けることを特徴とする請求項１に記載の鋼板製造方法。
- 圧延工程が終了した時点において、厚さが１００ｍｍ未満、幅が４０００ｍｍ以下となる鋼板を製造するプラントであって、連続鋳造機から注がれた時点のスラブの厚さが５５ｍｍ以上であって、圧延工程の終了まで中断することのない一定の圧縮比で平均温度が１２５０℃以上で行うことができる未凝固圧下工程を含むことを特徴とするスラブの連続鋳造工程によって鋼板を製造するプラントであり、前記工程の上流から下流に向かって順に、連続鋳造機と、一つ以上の圧延スタンドからなる圧延工程の手段と、冷却工程の手段と、鋼板を任意の長さに切断する切断手段と、くせ直し工程と、を含むことを特徴とする鋼板製造プラント。
- 前記圧延工程を行う手段の上流にスケール除去装置を有することを特徴とする請求項５に記載の鋼板製造プラント。
- 連続鋳造機から前記冷却工程の手段までの全長が６０ｍ未満であることを特徴とする請求項５に記載の鋼板製造プラント。
- 熱機械的処理を必要とする非合金又は合金鋼が圧延の対象である場合において、圧延温度を５０℃〜１００℃下げるために、追加の中間冷却工程を前記圧延スタンドの間に設けることを特徴とする請求項５に記載の鋼板製造プラント。
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