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技術 冷延鋼帯の製造方法

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 今宿匠木村幸雄曽谷保博横山和生上原裕二
出願日 1999年10月15日 (21年2ヶ月経過) 出願番号 1999-293601
公開日 2001年4月24日 (19年8ヶ月経過) 公開番号 2001-113303
状態 特許登録済
技術分野 金属圧延一般
主要キーワード 曲げ理論 エッジトリム 焼き鈍し処理 ピックリング 長手方向幅 熱膨張分 方向板 演算機
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年4月24日)のものです。
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図面 (4)

課題

エッジトリム前の鋼帯幅を制御して、幅不良発生の防止および歩留の向上を図ることができる冷延鋼帯の製造方法を提供すること。

解決手段

熱間圧延酸洗冷間圧延、連続熱処理工程を経て冷延鋼帯を製造するにあたり、熱間圧延後における鋼帯長手方向の鋼帯幅分布の少なくとも最小値を測定し、その値に基づいて冷間圧延および/または連続熱処理工程の操業条件を調整することにより、連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように鋼帯幅を調整する。

概要

背景

現在、冷延鋼帯は以下のような方法により製造されている。まず、熱間圧延(以下、熱延略記する)工程においては、加熱炉で加熱されたスラブ粗圧延機仕上げ圧延機に通して概略1〜5mmの板厚圧延し、適切な冷却を行った後に巻き取ることにより熱延鋼帯を製造している。このようにして製造された熱延鋼帯は、酸洗冷間圧延工程において、酸洗により熱延鋼帯製造時に表面に発生する酸化膜が除去されるとともに、冷間圧延機で冷間圧延(以後冷延と略記する)を施されて概略板厚1〜3mmの冷延鋼帯に仕上げられる。ただし、この段階での冷延鋼帯は、冷延により加工硬化を起こし加工性が悪いため、連続熱処理連続焼鈍、連続亜鉛めっき等)工程において熱処理炉により再結晶焼き鈍し処理、さらに熱処理炉出側に配設されたテンパーミル調圧を施されることにより、適切な加工性、性質特性、表面粗さを持った冷延鋼帯に仕上げられる。

このような冷延鋼帯の製造工程において、熱延工程および冷延工程における板厚精度に関しては、従来から様々な検討が行われてきたのに対し、板幅精度または板幅変化挙動に関しては最近までほとんど検討の対象になっていなかった。

図3に現状の板幅設定方法の概略を示す。まず与えられたスラブ幅に対して、熱延工程では、粗圧延機のエッジャーおよび仕上げ圧延機の鋼帯張力を制御することにより大雑把な幅制御が行われる。しかしながら、通常の熱延鋼帯の長手方向板幅分布は均一ではなく、図3に示すように鋼帯先後端で広めになり、先端部直後約50〜100m部で狭めになることが多く、その差は大きい場合で10mmにも達する。

次に、酸洗−冷間圧延工程において、熱延鋼帯は冷間圧延機により張力を付与されながら冷間圧延されるため、板幅縮みが発生する。その際、先に述べた板幅差はさらに拡大する傾向がある。

さらに、連続熱処理工程、例えば連続焼鈍工程の熱処理炉内では600〜850℃程度の再結晶温度において、冷延鋼帯は張力を付与されながら炉内ロールによる繰り返し曲げを受ける。そのため、鋼帯長手方向に延びを生じ、その分板幅縮み、板厚減少が発生する。そして、出側テンパーミルにおいて調圧される際にも調圧条件によっては板幅縮みが発生する。その際、先に述べた板幅差はさらに拡大する傾向がある。その後、出側に配設されたエッジトリマーにより所定の鋼帯幅に揃うように鋼帯両端部の切断が行われる。

概要

エッジトリム前の鋼帯幅を制御して、幅不良発生の防止および歩留の向上を図ることができる冷延鋼帯の製造方法を提供すること。

熱間圧延、酸洗、冷間圧延、連続熱処理工程を経て冷延鋼帯を製造するにあたり、熱間圧延後における鋼帯長手方向の鋼帯幅分布の少なくとも最小値を測定し、その値に基づいて冷間圧延および/または連続熱処理工程の操業条件を調整することにより、連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように鋼帯幅を調整する。

目的

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、エッジトリム前の鋼帯幅を制御して、幅不良発生の防止および歩留の向上を図ることができる冷延鋼帯の製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

熱間圧延酸洗冷間圧延、連続熱処理工程を経て冷延鋼帯を製造するにあたり、熱間圧延後における鋼帯長手方向の鋼帯幅分布の少なくとも最小値を測定し、その値に基づいて冷間圧延および/または連続熱処理工程の操業条件を調整することにより、連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように鋼帯幅を調整することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

請求項2

冷間圧延工程における鋼帯幅調整方法が、各スタンドの鋼帯圧下力と各スタンド間鋼帯張力を調整することにより行われることを特徴とする請求項1に記載の冷延鋼帯の製造方法。

請求項3

連続熱処理工程における鋼帯幅調整方法が、鋼帯張力、熱処理温度連続熱処理装置出側に配設された調圧装置の鋼帯圧下力と調圧装置入出側張力の少なくとも1つを調整することにより行われることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷延鋼帯の製造方法。

請求項4

上記請求項1、請求項2、請求項3のいずれの方法によっても連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように鋼帯幅を調整することができない場合に、冷間圧延および連続熱処理工程における鋼帯幅縮みを考慮しても連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように熱間圧延工程の操業条件を変更することにより、熱間圧延時における鋼帯長手方向の鋼帯幅分布の最小値を調整することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

請求項5

請求項1ないし請求項4のいずれかの方法を実施するにあたり、少なくとも(a)熱間圧延装置出側または冷間圧延装置入側、(b)冷間圧延装置出側または連続熱処理装置の炉入側、(c)連続熱処理装置の炉出側かつ調圧装置入側、(d)連続熱処理装置の調圧装置出側に鋼帯幅計を配設することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

請求項6

各鋼帯幅計は、鋼帯温度による熱膨張分補正する機能を有することを特徴とする請求項5に記載の冷延鋼帯の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、熱間圧延酸洗冷間圧延、連続熱処理工程を経て製造される冷延鋼帯の製造方法に関し、特に鋼帯の幅を制御可能な冷延鋼帯の製造方法に関する。

背景技術

0002

現在、冷延鋼帯は以下のような方法により製造されている。まず、熱間圧延(以下、熱延略記する)工程においては、加熱炉で加熱されたスラブ粗圧延機仕上げ圧延機に通して概略1〜5mmの板厚圧延し、適切な冷却を行った後に巻き取ることにより熱延鋼帯を製造している。このようにして製造された熱延鋼帯は、酸洗−冷間圧延工程において、酸洗により熱延鋼帯製造時に表面に発生する酸化膜が除去されるとともに、冷間圧延機で冷間圧延(以後冷延と略記する)を施されて概略板厚1〜3mmの冷延鋼帯に仕上げられる。ただし、この段階での冷延鋼帯は、冷延により加工硬化を起こし加工性が悪いため、連続熱処理(連続焼鈍、連続亜鉛めっき等)工程において熱処理炉により再結晶焼き鈍し処理、さらに熱処理炉出側に配設されたテンパーミル調圧を施されることにより、適切な加工性、性質特性、表面粗さを持った冷延鋼帯に仕上げられる。

0003

このような冷延鋼帯の製造工程において、熱延工程および冷延工程における板厚精度に関しては、従来から様々な検討が行われてきたのに対し、板幅精度または板幅変化挙動に関しては最近までほとんど検討の対象になっていなかった。

0004

図3に現状の板幅設定方法の概略を示す。まず与えられたスラブ幅に対して、熱延工程では、粗圧延機のエッジャーおよび仕上げ圧延機の鋼帯張力を制御することにより大雑把な幅制御が行われる。しかしながら、通常の熱延鋼帯の長手方向板幅分布は均一ではなく、図3に示すように鋼帯先後端で広めになり、先端部直後約50〜100m部で狭めになることが多く、その差は大きい場合で10mmにも達する。

0005

次に、酸洗−冷間圧延工程において、熱延鋼帯は冷間圧延機により張力を付与されながら冷間圧延されるため、板幅縮みが発生する。その際、先に述べた板幅差はさらに拡大する傾向がある。

0006

さらに、連続熱処理工程、例えば連続焼鈍工程の熱処理炉内では600〜850℃程度の再結晶温度において、冷延鋼帯は張力を付与されながら炉内ロールによる繰り返し曲げを受ける。そのため、鋼帯長手方向に延びを生じ、その分板幅縮み、板厚減少が発生する。そして、出側テンパーミルにおいて調圧される際にも調圧条件によっては板幅縮みが発生する。その際、先に述べた板幅差はさらに拡大する傾向がある。その後、出側に配設されたエッジトリマーにより所定の鋼帯幅に揃うように鋼帯両端部の切断が行われる。

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、上記従来技術には以下に示す欠点がある。
(1)冷延および/または連続熱処理工程における鋼帯幅縮み量は、鋼種鋼帯寸法操業条件等により変化するため、予測が困難である。
(2)冷延および/または連続熱処理工程における鋼帯幅縮み量が事前予想よりも少なかった場合(すなわちエッジトリム前の鋼帯幅が広すぎる場合:図3のA)、トリム屑として廃棄される鋼帯両端部切り屑が増加して歩留が低下する。
(3)冷延および/または連続熱処理工程における鋼帯幅縮み量が事前の予想よりも多く、特にエッジトリム前の鋼帯幅が製品幅を下回った場合には、その鋼帯は製品として出荷することができなくなる。また、エッジトリム前の鋼帯幅が製品幅を下回りはしないが鋼帯両端部の切り捨て幅が小さすぎる場合(図3のC)には、エッジトリム作業ができなくなる。このエッジトリム作業ができなくなる切り捨て幅最小値最小トリム代と呼ばれ、通常片側5mm程度である。

0008

したがって、歩留の低下を回避しつつエッジトリム作業をトラブルなく行うためには、エッジトリム前の鋼帯幅の最小値が「製品幅+2×最小トリム代(これを鋼帯幅目標値と称することとする)」になるように各工程での操業条件を調整する必要があるが(図3のB)、未だこのようなことは実現されていない。

0009

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、エッジトリム前の鋼帯幅を制御して、幅不良発生の防止および歩留の向上を図ることができる冷延鋼帯の製造方法を提供することを目的とする。

0010

上記課題を解決するために、本発明は以下の(1)〜(6)を提供する。
(1)熱間圧延、酸洗、冷間圧延、連続熱処理工程を経て冷延鋼帯を製造するにあたり、熱間圧延後における鋼帯長手方向の鋼帯幅分布の少なくとも最小値を測定し、その値に基づいて冷間圧延および/または連続熱処理工程の操業条件を調整することにより、連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように鋼帯幅を調整することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

0011

(2) (1)の製造方法において、冷間圧延工程における鋼帯幅調整方法が、各スタンドの鋼帯圧下力と各スタンド間の鋼帯張力を調整することにより行われることを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

0012

(3) (1)または(2)の製造方法において、連続熱処理工程における鋼帯幅調整方法が、鋼帯張力、熱処理温度連続熱処理装置出側に配設された調圧装置の鋼帯圧下力と調圧装置入出側張力の少なくとも1つを調整することにより行われることを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

0013

(4) 上記(1)、(2)、(3)のいずれの方法によっても連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように鋼帯幅を調整することができない場合に、冷間圧延および連続熱処理工程における鋼帯幅縮みを考慮しても連続熱処理工程出側の鋼帯幅実測値を鋼帯幅目標値に近づけ、かつその値を下回らないように熱間圧延工程の操業条件を変更することにより、熱間圧延時における鋼帯長手方向の鋼帯幅分布の最小値を調整することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

0014

(5) (1)ないし(4)のいずれかの方法を実施するにあたり、少なくとも(a)熱間圧延装置出側または冷間圧延装置入側、(b)冷間圧延装置出側または連続熱処理装置の炉入側、(c)連続熱処理装置の炉出側かつ調圧装置入側、(d)連続熱処理装置の調圧装置出側に鋼帯幅計を配設することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

0015

(6) (5)の製造方法において、各鋼帯幅計は、鋼帯温度による熱膨張分補正する機能を有することを特徴とする冷延鋼帯の製造方法。

発明を実施するための最良の形態

0016

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明を適用した冷延鋼帯の製造工程および設備を示す模式図、図2は、本発明のフローを示す図である。冷延鋼帯の製造方法は、図1に示すように、熱延工程、酸洗−冷延工程、および連続熱処理工程の3つの大きな工程からなる。まず、熱延工程においては、加熱炉1で加熱されたスラブ31を粗圧延機2、仕上げ圧延機4に通して概略1〜5mmの板厚に圧延し、ランナウトテーブル5上で適切な冷却を行った後にダウンコイラ6で巻き取ることにより熱延鋼帯32を製造する。なお、参照符号3はエッジャー(幅殺し機)である。

0017

このようにして製造された熱延鋼帯32は、酸洗−冷延工程に送られる。この工程において、最初にペイオフリール7から熱延鋼帯32が繰り出され、エントリールーパ9を経てピックリングタンク10に送られ、そこで酸洗が行われ、熱延鋼帯製造時に表面に発生した酸化膜が除去され、その後、デリバリールーパー11を経て冷間圧延機12に送られ、そこで冷延が施されて概略板厚1〜3mmの冷延鋼帯33に仕上げられ、テンションリール巻取機)14により巻き取られる。なお、参照符号8はウエルダ(溶接機)、13はシャー切断機)である。

0018

この段階での冷延鋼帯33は、冷延により加工硬化を起こし加工性が悪いため、連続熱処理工程が施される。この工程において、最初にペイオフリール15から冷延鋼帯33が繰り出され、洗浄機17により圧延油が除去された後、エントリールーパー18を経て焼鈍炉19に送られ、そこで再結晶、焼き鈍し処理が行われ、その後デリバリールーパー20を経て、熱処理炉出側に配設されたテンパーミル21で調圧を施されることにより、適切な加工性、性質特性、表面粗さを持った冷延鋼帯34に仕上げられる。そして、その後エッジトリマー22により所定の鋼帯幅に揃うように冷延鋼帯34の両端部の切断が行われ、テンションリール(巻取機)24により巻き取られる。なお、参照符号16はウエルダ(溶接機)、23はシャー(切断機)である。

0019

以上は一般的な工程であるが、本実施形態では、各工程の適宜の箇所に鋼帯幅計を配設している。すなわち、(1)熱間圧延装置出側の位置41または冷間圧延装置入側の位置42、(2)冷間圧延装置出側の位置43または連続熱処理装置の焼鈍炉入側(炉前)の位置44、(3)連続熱処理装置の焼鈍炉出側かつテンパーミル(調圧装置)入側の位置45、(4)連続熱処理装置のテンパーミル(調圧装置)出側の位置46に鋼帯幅計を配設している。各鋼帯幅計には、その位置での鋼帯温度による熱膨張分を補正する機能を持たせることが望ましい。

0020

本発明では、図2に示すように、連続鋳造工程(STEP1)および熱間圧延工程(STEP2)が終了した後、位置41または42に存在する鋼帯幅計を用いて、熱延鋼帯32の長手方向幅分布の少なくとも最小値を測定する(STEP3)。

0021

次に、酸洗−冷延工程および連続熱処理工程において、この熱延鋼帯32に通常の定められた操業条件で冷延および熱処理を施した場合の鋼帯幅縮み量を予測する(STEP4)。

0022

このSTEP4は冷間圧延、連続熱処理条件決定用演算機を用いて、以下のようにして行われる。まず、上述したSTEP3において測定した熱延鋼帯32の長手方向幅分布の最小値に基づいて、酸洗−冷延工程基準条件での鋼帯幅縮み量の予測(STEP4−1)を行い、さらにこの値と後述するSTEP6において測定される冷延鋼帯33の長手方向幅分布の最小値に基づいて、連続熱処理工程基準条件での鋼帯幅縮み量予測(STEP4−2)を行う。

0023

冷延および調圧時の鋼帯幅変化挙動については圧延理論から、連続熱処理時の炉内における鋼帯幅変化挙動については繰り返し曲げ理論から予測が可能であり、特に連続熱処理炉における鋼帯幅縮み量の予測方法については特開平8−127820号公報、特開平11−29825号公報等に記載の技術が知られている。

0024

上記STEP4−1およびSTEP4−2の予測結果より、連続熱処理装置出側のエッジトリマー22直前の鋼帯幅最小値を予測する(STEP4−3)。

0025

予測結果が「製品幅+2×最小トリム代(鋼帯幅目標値)」と一致するか否かを判断し(STEP4−4)、一致する場合には、基準条件で冷延および連続熱処理工程を実施するように指令を出す(STEP4−5)。

0026

一方、予測結果が鋼帯幅目標値を上回る場合(図3のA)は、以下の(1)〜(3)の少なくとも1つの方法を用い、酸洗−冷延工程、連続熱処理工程の操業条件を所定の範囲内で変更する(STEP4−6)。

0027

(1)冷延工程における各スタンド間張力を所定の範囲で上げつつ各スタンドの鋼帯圧下力を所定の範囲で下げる(所定の板厚を確保しつつ幅縮み量を増やす)。
(2)連続熱処理工程における炉内張力を所定の範囲内で上げる。および/または熱処理温度を所定の範囲内で上げる(幅縮み量を増やす)。
(3)連続熱処理工程におけるテンパーミル21の入出側張力を所定の範囲で上げつつ鋼帯圧下力を所定の範囲で下げる(所定の伸張率を確保しつつ幅縮み量を増やす)

0028

逆に、予測結果が鋼帯幅目標値を下回る場合(図3のC)は、以下の(4)〜(6)の少なくとも1つの方法を用い、酸洗−冷延工程、連続熱処理工程の操業条件を所定の範囲内で変更する(STEP4−6)。

0029

(4)冷延工程における各スタンド間張力を所定の範囲で下げつつ各スタンドの鋼帯圧下力を所定の範囲で上げる(所定の板厚を確保しつつ幅縮み量を減らす)。
(5)連続熱処理工程における炉内張力を所定の範囲内で下げる。および/または熱処理温度を所定の範囲内で下げる(幅縮み量を減らす)。
(6)連続熱処理工程におけるテンパーミル21の入出側張力を所定に範囲で下げつつ鋼帯圧下力を所定の範囲で上げる(所定の伸張率を確保しつつ幅縮み量を減らす)

0030

予測結果が鋼帯幅目標値を上回る場合および下回る場合のいずれの場合にも、これら変更した条件に基づいて連続熱処理工程出側エッジトリマー22直前での鋼帯幅最小値を予測し(STEP4−7)、上記予測値が製品幅+2×最小トリム代で表される鋼帯幅目標値に一致する操業条件が存在するか否かを判断する(STEP4−8)。

0031

鋼帯幅目標値に一致する操業条件が存在する場合には、その操業条件により、熱延鋼帯32に酸洗−冷延工程および連続熱処理工程を施すように指令を出す(STEP4−9)。

0032

上記方法を用いてもエッジトリマー22直前の鋼帯幅最小値が鋼帯幅目標値を上回るあるいは下回る場合は、両者の差を算出し、次回製造分からは熱延工程においてその差の分だけを鋼帯幅最小値が小さくなるようにあるいは大きくなるように、熱延工程の操業条件を変更する(STEP4−10)。

0033

このような演算結果に基づいて、酸洗−冷間圧延工程(STEP5)を行い、連続熱処理工程(STEP7)を行う。そして、これら工程の間に位置43または44に存在する鋼帯幅計を用いて、冷延鋼帯33の長手方向幅分布の少なくとも最小値を測定し(STEP6)、上述したようにこの結果も上記演算処理に用いる。

0034

以上のようにして冷延鋼帯を製造することにより、エッジトリマー22により切断するエッジトリム量を適切に制御することができるので、歩留の低下を抑制しつつエッジトリム作業をトラブルなく行うことが可能となる。

0035

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、冷延および調圧時の鋼帯幅変化挙動の予測、連続熱処理時の炉内における鋼帯幅変化挙動、連続熱処理炉における鋼帯幅縮み量の予測方法等については、上述の例示に限らず、従来用いられている種々の手法を採用することができる。また、上記実施形態では連続熱処理工程として連続焼鈍を実施する場合について示したが、これに限らず、連続亜鉛めっき等他の処理であってもよい。

発明の効果

0036

以上説明したように、本発明によれば、エッジトリム前の鋼帯幅を適切に制御することができるので、幅不良発生の防止および歩留の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

0037

図1本発明を適用した冷延鋼帯の製造工程および設備を示す模式図。
図2本発明のフローを示す図。
図3現状の板幅設定方法の概略を示す図。

--

0038

1;スラブ加熱炉
2;粗圧延機
4;仕上げ圧延機
5;ランナウトテーブル
6;ダウンコイラ
10;ピックリングタンク
12;冷間圧延機
19;熱処理炉
21;テンパーミル(調圧装置)
22;エッジトリマー
32;熱延鋼帯
33;冷延鋼帯(熱処理前
34;熱延鋼帯
41,42,43,44,45,46;鋼帯幅計設置位置

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