JPH05161902A - 熱間圧延設備 - Google Patents

熱間圧延設備

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JPH05161902A
JPH05161902A JP33029491A JP33029491A JPH05161902A JP H05161902 A JPH05161902 A JP H05161902A JP 33029491 A JP33029491 A JP 33029491A JP 33029491 A JP33029491 A JP 33029491A JP H05161902 A JPH05161902 A JP H05161902A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】熱間薄板圧延設備において設備の設置長さを短
くし、かつデスケーリングによる材料の温度低下を抑え
る。更に粗圧延機で生じる材料の曲がりを小さく抑え
る。 【構成】粗圧延機２、及び３を６ｍ以内に望ましくは一
個のミルハウジング内に収納する。またその粗圧延機
２，３は２重式圧延機とする。 【効果】材料の温度低下を最小限に抑えることができ、
加熱炉燃料，デスケーリングポンプ電力を抑える効果が
ある。また、粗バーの曲がりを小さくし、バー接合の確
実性の向上，仕上ミルでの絞り込み減少による安定操業
を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間鋼帯圧延設備に関
し、特に材料の温度低下が小さく、設置スペースの短い
粗圧延機を有する熱間圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、粗圧延機の配置に関しては現存す
るホットストリップミルの配置図の他にも種々の検討及
びそれに基づく発表・特許出願等が多くなされてきた。
日本国内におけるホットストリップミルの設備配置は
（社）日本鉄鋼協会が昭和６２年８月１０日に発行した
「わが国における最近のホットストリップ製造技術」P1
87〜Ｐ１９０（ミルレイアウト）によると粗圧延機相互
の距離が最も短く配置されている設備は、新日鐵大分の
Ｒ３，Ｒ４間の１１ｍであり、この２台の粗ミルはいわ
ゆるクローズドカップル式と呼ばれる配置で材料は１方
向にのみ圧延される。しかし多くの場合Ｒ３，Ｒ４の２
回の圧延では所定の厚みのスラブより所望の厚みの粗バ
ーを得ることはできず、大分のケースではＲ３，Ｒ４の
圧延機の上流側にＲ１，Ｒ２の２台の粗圧延機を配置し
実にＲ２は可逆式圧延機とし通常３パスの圧延を行い合
計６パスの粗圧延を経て所定の粗バー厚みまで圧延して
いる。従って、近接配置した２台の粗圧延機を有したと
しても、可逆式にしない限りその他にも粗圧延機を設置
することが必要で全体の設置スペースを短くする効果は
小さい。
【０００３】また、２台の粗圧延機を近接配置して可逆
圧延をする例は米国の専門誌「IRONAND STEEL ENGINEE
R」Ｍａｙ １９７６，Ｐ４８〜Ｐ５２に机上検討及び
シミュレーション結果に基づく検討の結果について報告
されている。本公知例によると、従来の完全連続式では
６台の水平粗圧延機を配置し、Ｒ５，Ｒ６間を約１１ｍ
離したクローズドカップル式として、加熱炉〜クロップ
シャー間の配置長３５０ｍであったものを、２台の４重
式粗圧延機を２６ｍの間隔を置いて２台で可逆圧延する
ことにより加熱炉〜クロップシャ間の配置長を２７７ｍ
へ約２０％縮減することが可能で、これによる機械・電
気・建設を含めた総合コストを従来の７７％にできると
の報告がある。また同論文によると本方式を採用する利
点は、粗ミル１台での可逆圧延を行う設備に対し、既存
粗ミルに近接してもう１台の粗ミルを追加設置すること
により現状の設備長で生産量アップが図れる拡張の容易
性を挙げている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の発明者らの検
討の結果、前記公知例には以下の様な問題点があり各々
に対応した本発明の目的について説明を行う。
【０００５】第１にデスケーリングについて述べる。一
般に熱間圧延される鋼板の表面には酸化鉄の被膜が形成
されそのままロールで圧延すると硬い酸化スケールが母
材に埋め込まれ鋼板表面の疵となる。従って通常は水平
ロールに材料がかみ込まれる前に高圧水吹き付けによる
デスケーリングを施すことが行なわれている。しかしデ
スケーリング効果を充分に得るためにはある程度以上の
水量の高圧水を吹き付ける必要がありそれによる材料の
温度低下を招いている。前記公知例でも、近接配置した
２台の粗圧延機の各パスの前後にデスケーリング装置を
設け各水平パスもしくはその直前に行なわれる幅圧延の
入側で高圧水を吹き付ける必要があるとの記述がある。
即ち、２回の方向転換により都合６回の圧下を行う場合
６回のデスケーリング水の吹き付けが必要になり、それ
による材料の温度低下を予め見込んで加熱炉から高い温
度で抽出しなければならないという問題点がある。本発
明の全請求項共通の目的として２台の粗圧延機相互の距
離を短縮し、前記圧延機間でのデスケーリング水の吹き
付けを省略することを掲げた。
【０００６】第２に材料の曲がりについての問題点につ
いて説明する。通常の、材料が各々のスタンドで独立し
て圧延される粗圧延機では、各パスの入側でサイドガイ
ドで圧延機のセンタにガイディングすることにより粗バ
ーの曲がりをある一定の許容範囲内に抑えつつ圧延する
ことが可能であるが、同時に２つのスタンドで圧延する
前記公知例では、図２に示す様に、先行スタンドで発生
した先端の曲がりがそのまま後続スタンドでのかみ込み
時、板の中心ずれ（ｄｃ）となり更に粗バーの曲がりを
助長することとなる。これにより生じた大きな曲がり
は、仕上ミルでの絞り等生産性を阻害し成品品質の悪化
を招く等の問題点がある。本発明の全請求項共通の目的
として前記２台の粗圧延機で生ずる曲がりを小さく抑え
ることを掲げる。
【０００７】一般に粗圧延機の場合、圧延機の材料進入
側のサイドガイドは板幅よりも100mm〜１４０mm程度広
く設定する。これは材料をミルの中心にかみ込ませると
いう目的のためには板幅と等しい設定とするのが理想で
あるが、すき間を小さくしサイドガイドと板との摩擦力
が大きいと板搬送用のテーブルローラと板との間でスリ
ップを生じるという理由等から経験的に決めている設定
量である。逆に言うと材料がサイドガイド幅余裕最大設
定値１４０mmの１／２＝７０mm程度までの板のオフセン
タは許容するが、それ以上になると板の曲がりが大きく
なり操業上、成品品質に問題点が多い事が経験的に知ら
れているためでもある。
【０００８】一方、粗ミルでのタンデム圧延を行う場合
は、後方のスタンドから材料が抜ける前に前方のスタン
ドにかみ込まれるため、前方のスタンドの入側サイドガ
イドでセンタリングしようとしても同時に後方スタンド
のワークロールにて圧延されているためセンタリング困
難で結局、前方スタンドで生じた板曲がり分だけオフセ
ンタして圧延せざるを得ない。
【０００９】言いかえるとタンデム粗圧延の場合は後方
のスタンドでの曲がりを７０mm以内に抑える事が好まし
いが、後述する理由により従来の４Ｈミルを１１ｍ程度
間隔をおいて配置する従来タンデム粗ミルの場合には圧
延条件により困難になる場合がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に採用した技術手段を各請求項に共通して述べた前記目
的に対応して説明する。
【００１１】第１にスタンド間のデスケーリングを省略
するためには、スタンド相互の距離をできるだけ短く
し、これらスタンド間で生じる酸化スケールが圧延に支
障ない程度して生じない程に短時間で後続スタンドでの
圧延を開始することで達成される。
【００１２】更に請求項３及び４に記述した様に１台の
ミルハウジングに２台分のワークロールを収納すること
により更に圧延と圧延の間隔を短縮できる。また圧延機
を２重式とすることにより更に２台分のワークロールを
１台のハウジングに収納しやすくなる。
【００１３】第２にタンデム式の粗圧延機としても、そ
れで圧延される粗バーの曲がりを小さく抑えるという前
記目的は、前記圧延機を曲がりの出にくい２重式圧延機
とすることにより達成される。
【００１４】ここで２重式圧延機において板の曲がりが
４重式圧延機よりも小さいことを説明するためにミルの
平行剛性という考え方を導入する。図３及び図４に示し
たミルの模式図を用いて説明する。操作側・駆動側の圧
下位置差Ｓdf＝ＳOP−ＳDR，圧下力差Ｐdf＝ＰOP−ＰDR
の比を
【００１５】
【数１】
【００１６】と表わし、Ｋl をミルの平行剛性と呼びミ
ルの蛇行しにくさを表現するパラメータである。また、
ミルの各部のばね定数を用いて２重圧延機・４重圧延機
の平行剛性Ｋlは各々
【００１７】
【数２】
【００１８】と表わされる。
【００１９】ここで Ｋh：ハウジングバネ定数 ＫR：ロール間単位幅あたりバネ定数 ＫRO：材料〜ワークロール間バネ定数 これらの式にて各々Ｋlの値を典型的なホットミルでの
数値を用いて計算すると、 ２重圧延機 Ｋl＝２２０ton／mm ４重圧延機 Ｋl＝ ７０ton／mm となり、２重圧延機は４重圧延機の３倍以上の平行剛性
を有していることがわかる。この値を用いて板の曲がり
を計算した結果を図８に示す。外乱としては入側で板の
オフセンタを５０mmと仮定した。これはサイドガイドを
板幅プラス１００mmで設定した場合に相当する。先に述
べた様に粗のタンデム圧延の場合後方スタンドで入側サ
イドガイドを用いて板のセンタリングを行うことは前方
スタンドの拘束により困難になるため、前方スタンドで
の板の曲がりは前述した通常とられるガイド設定値板幅
プラス１４０mmの１／２即ち７０mm以下であることが通
板性上好ましい。曲がりが大きく出る粗最終パスにおい
てもこの条件を満足するためには、図８に示したように
２重圧延機でしかもスタンド間の距離を６ｍ以内にする
ことが必要である。
【００２０】
【作用】２台の粗圧延機を相互に短い間隔で配設するこ
とにより、先行スタンドでの圧延後材料表面に酸化スケ
ールを生じない時間で後続スタンドにかみ込むことがで
きるという作用に基づいている。この２台の圧延機を至
近距離で配置するために各圧延機を２重式にして４重式
よりも短いスペースに収納する。あるいは、１台のミル
ハウジング内に２台分のワークロールを収納する等本発
明請求項の内容を実施することによりより近接して配置
できる。更に、２重式圧延機では４重圧延機よりもミル
の平行剛性が高く、本来材料の曲がりが出やすいクロー
ズドカップル式の粗ミルにおいても曲がりを小さく抑え
ることができるという作用に基づいている。
【００２１】
【実施例】図１により本発明の一実施例を説明する。加
熱炉１の下流側に２台の２重可逆式粗圧延機２，３を配
設し、粗圧延機の上流側２の上流側と下流側３の下流側
に各々サイドガイド５，６を配置する。更に、下流側に
はクロップシャー７，バー接合機８，バールーパ９、そ
して仕上圧延機群１０，分割フライングシャー１１，ダ
ウンコイラー１２が更にその下流側に配設する。加熱炉
１で１２００℃前後に加熱されたスラブ１６は上流側の
サイドガイド５によって粗圧延機２のワークロール４の
幅方向中心位置に材料１３を導き、材料表面に生成され
た酸化鉄の被膜を高圧水（通常１５０ｋｇ／ｃｍ2程度)
のスプレイ１３にて除去した後、粗圧延機２で、続いて
粗圧延機３で圧延し、圧延機３を材料が通過後一旦材料
を停止する。その後、サイドガイド６で再度圧延機３の
中心に材料の中心を合致させた後、脱スケール作業の後
で再度成長した酸化被膜を再度高圧水スプレイ１４で除
去した後、圧延工程とは逆方向に材料を送りながら圧延
機３，２の順に圧延する。更に、同様の工程を経て圧延
機２，３の順序で圧延し都合６パスの粗圧延を経た後、
所定厚み（通常３０mm前後）の粗バーを得る。その後、
更に下流側に送られた材料はクロップシャー７で先後端
の不定形部分（一般にフィッシュテール及びタングと呼
ばれる）を剪断後、接合機８に材の先端が到達後、既に
仕上圧延機１０での圧延が開始されている先行材の尾端
とを接合し、連続的にルーパ９を経てもう一回酸化被膜
を高圧水スプレイ１５で除去された後、仕上圧延機群１
０に送り込まれる。仕上圧延ののち材料は分割フライン
グシャー１１で適当な長さに切断されダウンコイラー１
２で巻き取られる。本実施例は特に設備長を抑えたい
が、生産量はあまり必要ではない場合に適する。
【００２２】図２は本実施例の粗圧延機２，３を１台の
ハウジング内に収める場合の実施例を示す。ハウジング
２０内に２組のワークロール２３，２４を収納しワーク
ロールチョック２５，２６を介して上側は油圧ジャッキ
２１内に配したピストン２２で圧下力を作用させ、下側
はパスライン調整装置２７で高さを調整する。材料１６
は本図右側からフィードロール２８でミル内に送り込ま
れ、最初に一対のワークロール２３で次にワークロール
２４で圧延される。更にリバース圧延が必要な場合には
図左側で一旦停止した材料１６をワークロール２４，２
３の順でかみ込ませ圧延する。
【００２３】図１の構成による別の実施例を説明する。
本実施例では加熱炉１で加熱された材料１６を圧延機
２，３で各々１回だけ圧延する例で、都合２回の粗圧延
を経て粗バーを得る。本実施例は特に粗バー厚が厚く多
くの回数の粗圧延を必要としない場合に、より短時間に
材料の温度をあまり下げずに粗バーを得たい場合に適す
る。
【００２４】図１の構成によるもう１つの実施例では、
前述の都合６パスの粗圧延でも所望の厚さの粗バーを得
られない場合にとられ得る方法で、材料１６は圧延機
２，３を２.５ 往復して圧延されるが、都合１０パスも
の粗圧延は通常不要であり材料の温度低下も大きい。従
って、最初の２パス、即ち、圧延機２，３の各々１パス
目はダミーパスとして圧下はせずデスケーリングも行な
われない。残りの８パスで材料１６を圧下し所望の厚み
の粗バーを得ることができる場合に有効である。別の実
施例を図６で説明する。本実施例は前記図１で説明した
実施例での構成に加えクロップシャー７の上流側に粗ミ
ル１７を配設した例であり、圧延機２，３で都合６パス
圧延された材料を再度圧延機１７で圧延した上で粗バー
を得るものである。本実施例は特に設備長はある程度長
くなっても生産量を増加したいという設備に適する。
【００２５】更に、図６の構成でも図１で述べてきた様
な種々のパス構成による実施例が考えられるし、粗圧延
機２，３に図２に示す前述の粗ミル配置するという組合
わせも可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば以下の様な効果がある。
【００２７】第１に圧延材の温度保持の効果について述
べる。図７は本発明者らのシミュレーション結果の例を
図示したものである。本発明では近接する２台の粗ミル
間の距離をできるだけ近接し、スタンド間のデスケーリ
ングスプレイを省略することにより６パスの粗圧延終了
後約８０℃の保熱効果が得られる。これにより加熱炉の
出炉温度（本シミュレーションでは１１５０℃）を下げ
ることが可能となり省エネとなるばかりでなく、デスケ
ーリング水の節約がデスケーリングポンプの省電力化に
つながる等省エネルギ面でのメリットが多い。
【００２８】第２に２重圧延機で粗ミルを構成すること
により前述の様に材料の曲がりを小さく抑える効果があ
る点についてシミュレーション結果を用いて定量的に説
明する。前述した様に図８は粗第１号圧延機を想定した
シミュレーションである。代表として粗第１パスを考え
ると板幅１５００mm，入側板厚２９３mm，出側板厚２４
０mmのパススケジュールで圧延荷重は２１２４ton であ
る。外乱として初期板ずれ（ミル中心から板中心のオフ
センタ量）５０mmを与えたとき、その蛇行量がどの様に
増加していくかを調査したものである。前述の計算式で
示した様に４重圧延機ではワークロールとバックアップ
ロールの間のばねがあるため本態的に平行剛性ＫLが小
さく蛇行量がより増加しやすい。
【００２９】図８の例では、仮に後続のスタンドの位置
を６ｍとしたときに、後続スタンドにかみ込む時に、４
Ｈミルでは約６３mmの蛇行量となるのに対し、２Ｈミル
では約５４mmと初期オフセンタ量５０mmからわずかな増
加にとどまっている。この様に２Ｈミルは本態的に蛇行
性向が小さく本発明の様に２台の２Ｈミルで粗圧延機を
構成することにより粗バーの曲がりを小さく抑える効果
がある。またこの作用によって後続のバー接合機での接
合の確実性の向上や仕上圧延機での絞りの減少等生産
性，操業安定性に寄与する効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である熱間圧延設備の設備の
配置図。
【図２】本発明の別の実施例を粗圧延機の説明図。
【図３】従来技術粗圧延機での板の曲がりを模式的に表
わした平面図及び側面図。
【図４】４重圧延機を入側（もしくは出側）から見た正
面図。
【図５】２重圧延機を入側（もしくは出側）から見た正
面図。
【図６】本発明の一実施例である熱間圧延設備の設備の
配置図。
【図７】本発明の材料の温度保持の効果を表わすシミュ
レーション結果の特性図。
【図８】本発明の材料の曲がり抑制効果についてのシミ
ュレーション結果の説明図。
【符号の説明】
１…加熱炉、２，３…粗圧延機、７…クロップシャー、
８…接合機、１０…仕上圧延機、１１…分割シャー、１
２…ダウンコイラー、１３〜１５…デスケーリングスプ
レイヘッダ、２３，２４…ワークロール。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも、粗圧延機群と仕上圧延機群か
    ら構成される熱間圧延設備において、前記粗圧延機群の
    一部を２台の２重式圧延機で構成し、前記２台の粗圧延
    機相互の距離を６ｍ以内とすることを特徴とする熱間圧
    延設備。
  2. 【請求項２】少なくとも、粗圧延機群と仕上圧延機群か
    ら構成される熱間圧延設備において、前記粗圧延機群の
    一部を２台の２重可逆式圧延機で構成し、前記２台の粗
    圧延機相互の距離を６ｍ以内とすることを特徴とする熱
    間圧延設備。
  3. 【請求項３】少なくとも、粗圧延機群と仕上圧延機群か
    ら構成される熱間圧延設備において、前記粗圧延機群の
    一部を２台の２重可逆式圧延機で構成し、前記２台の粗
    圧延機を１台のミルハウジング内に２組のワークロール
    を収納して構成することを特徴とする熱間圧延設備。
  4. 【請求項４】少なくとも、粗圧延機群と仕上圧延機群か
    ら構成される熱間圧延設備において、前記粗圧延機群の
    一部を２台の２重可逆式圧延機で構成し、前記２台の粗
    圧延機を１台のミルハウジング内に２組のワークロール
    を収納して構成することを特徴とする熱間圧延設備。
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