JPH09108701A

JPH09108701A - 連続鋳造鋳片の直送圧延方法および装置

Info

Publication number: JPH09108701A
Application number: JP32726295A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Maehara; 泰裕前原; Tadao Ebukuro; 忠男江袋
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-04-28

Abstract

(57)【要約】【課題】 100mm 以下の厚さの薄鋳片の連続直送圧延プ
ロセスを工業的にも実際的たらしめる方法および装置を
提供する。【解決手段】鋳片表面温度が1200℃以下、900 ℃以上
の温度域において、10^-3〜10⁰sec^-1の歪速度、５％超20
％以下の総圧下率で一次圧延を行った後、熱間圧延す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延時におけ
る表面割れ防止を図った連続鋳造鋳片の直送圧延方法お
よび装置に関する。

【０００２】さらに詳述すれば、本発明は、Alキルド
鋼、Si−Alキルド鋼、あるいはNb、Ｖなどを含む低合金
鋼を連続鋳造装置にて鋳造し、得られた熱鋳片を直接あ
るいは熱鋳片の温度が均一になるように軽加熱後、熱間
圧延する方法 (以下、「直送圧延」あるいは「直送圧延
プロセス」という) において、熱間圧延時の鋳片の割れ
の発生を防止する方法および装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、熱間圧延で製造される鋼板は、連
続鋳造装置にて得られる鋳片を一旦、常温まで冷却し、
その後、加熱炉にて高温長時間の均熱加熱を行ってから
熱間圧延されていた。しかし、近年、熱間圧延プロセス
における省エネルギー対策として、連続鋳造装置で得ら
れたばかりの鋳片、すなわち熱鋳片を直接あるいはその
熱鋳片の温度が均一になるように軽加熱後、熱間圧延す
る直送圧延プロセスが開発されつつある。この直送圧延
プロセスによれば、冷鋳片を高温に再加熱する工程が省
略できるため、この再加熱に必要な莫大なエネルギーが
節約できるばかりでなく、スケール発生による歩留低下
をも防止することができ、スケール起因の疵防止にも有
効である。

【０００４】しかし、この直送圧延プロセスでは、均熱
加熱工程を採用する従来法では問題とならない、熱間圧
延時の鋳片の表面割れが問題となることが分かった。す
なわち、直送圧延プロセスによれば、溶融状態から凝固
する途中の冷却過程で鋳片はAr₃ 点以下に降温されるこ
とがない。そのため凝固直後の粗大なオーステナイト結
晶粒が保存された状態のまま圧延されることと、冷却過
程でオーステナイト粒界に、Ｓ、Ｏ、Ｐ等の不純物元素
が偏析、析出することとが相まって、熱間加工による応
力が加わると粒界割れを生じ、鋳片に表面疵 (以下、
「表面割れ」とも称する) が発生する。特に、鋳片の熱
間延性が低下する温度域は、800 〜1200℃の範囲にあ
り、これは通常の熱間圧延の温度域と一致しており、か
かる表面疵の発生は工業上大きな問題となっており、直
送圧延プロセスの普及の１つの大きな障害となってい
る。

【０００５】ここに、表面疵発生の原因が上述のような
点にあることから、鋳片の熱間延性を向上させて、熱間
圧延時の表面割れ発生を防止する方法としては、不純
物元素を低減する、オーステナイト結晶粒を細かくす
る、析出物を凝集粗大化し、粒界への析出密度を低下
させるなどの手段が考えられる。そして実際、そのよう
な観点に立ってこれまでにも直送圧延プロセスにおける
表面割れ防止法としていくつかの方法がすでに提案され
てきた。

【０００６】しかし、例えば不純物を低減させる方法で
は、精錬工程で脱硫や脱燐プロセスを用いればよいが、
不必要にＳ、Ｐを低下させることになり、生産コストの
上昇を招くことになる。

【０００７】また、オーステナイト結晶粒を微細化する
ためには、熱間加工性に有害な元素の析出開始温度域よ
り上の温度で、強加工する方法がある。このような強加
工により、析出物の形態制御が同時に行われ、熱間加工
性が向上するとされている。しかし、通常の連続鋳造法
では、熱鋳片を例えば1200℃以上に保持しながらすべて
の圧延機に供給するのは、実際問題として困難であり、
例えば後段の圧延機における鋳片の温度降下を防止する
ために特殊な保熱設備を必要とし、設備費の上昇を招き
やすく、工業上は必ずしも得策とならない場合がある。

【０００８】さらに、析出物の凝集粗大化を図るために
は、有害な元素が析出する温度域で長時間保持するか、
それに相当する徐冷を行えばよい。等温保持の場合、例
えば、Met. Sci. Tech., 1 (1985), p.111によれば、そ
のためには10分以上は保持することが必要となるが、こ
れでは生産性を著しく低下させ、やはり工業上最善な方
法とはならない場合がある。

【０００９】このように、従来より提案されてきた方法
はいずれも工業的に満足し得るものではなく、直送圧延
プロセスの普及には表面割れを防止するさらに実際的方
法の出現が望まれている現状である。

【００１０】そこで、特公平５−68525 号公報では「連
続鋳造鋳片の直送圧延前に５％以下の軽圧下を行い１〜
５分の保定を行うことを特徴とする方法」が提案され
た。この方法によれば確かに有害析出物の析出を促進し
て、それに続く熱間圧延前に粗大化、無害化してしまう
ので表面割れの防止を図ることができ、今日提案されて
いる方法のなかで最も実際的である。

【００１１】ところが、近年コスト低減の観点から、厚
さ100mm よりも薄いスラブを比較的高速で鋳造し、場合
によっては全く切断することなくそのまま最終熱延鋼帯
まで圧延してしまう直送圧延方法が試みられるようにな
ってきた。しかしながら、そのような近年の直送圧延方
法にあっては、１分間以上の保定は操業上困難かもしく
は不可能なことが多く、上述の表面割れ防止方法を適用
することはできない。したがって、そのような場合にお
いても表面割れが完全に防止できる方法の確立が強く望
まれていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、連続直
送圧延プロセスにおける熱間圧延時の鋳片の表面割れに
対し、必ずしも完全な防止方法が確立されていないのが
現状であった。

【００１３】ここに、本発明の目的とするところは、上
述のような従来技術の問題点を解消して、特に100mm 以
下の厚さの薄鋳片の連続直送圧延プロセスを工業的にも
実際的方法とする技術を開発することである。

【００１４】さらに詳述すれば、本発明の目的は、上述
の薄鋳片の熱間圧延に際して発生する表面割れを、例え
ば鋳造速度５ m/minの連続鋳造セクションと、熱間圧延
速度100 m/min という熱間圧延セクションを直結させる
場合でも、より効果的に防止し得る方法および装置を提
供することである。本発明の別の目的は、上述のような
100mm 以下の厚さの薄鋳片の連続直送圧延プロセスをさ
らに実際的にする直送圧延装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、直送圧延
プロセスにおける圧延時の鋳片の表面割れ防止について
鋭意検討した結果、通常の連続鋳造法で得られる熱鋳片
の温度域、換言すれば熱間圧延によって割れが最も発生
しやすい温度域でも、その時の圧延条件を限定すれば、
鋳片の表面割れが防止できることを知見して本発明を完
成した。

【００１６】すなわち、冶金学的には、本発明は、従来
の知見とは異なり、むしろオーステナイト結晶粒は粗大
なままで所定の一次圧延を行い予め不純物をオーステナ
イト結晶粒内に積極的に析出させることによっても表面
割れが効果的に防止できるとの知見に基づくものであ
る。

【００１７】すなわち、熱間圧延に先立って、鋳片表面
温度が1200〜900 ℃の温度域において10^-3〜10⁰sec^-1の
歪速度で総圧下率20％以下の一次圧延を行うと、保定時
間をとることなしに割れの防止が効果的に図れ、鋳造速
度の低下、熱間圧延速度の上昇など能率の低下や、圧延
機の圧延時間率の低下を経験することがないことを知見
して本発明を完成した。よって、本発明の要旨とすると
ころは、次の通りである。

【００１８】(1) 鋼の連続鋳造鋳片の直送圧延方法であ
って、鋳型内に溶鋼を連続して注入して鋳片とする工
程;上記鋳片に、鋳片表面温度が1200〜900 ℃、歪み速
度が10^-3〜10⁰sec^-1、そして、５％超20％以下の総圧下
率の条件下で、一次圧延を行う工程; そして一次圧延鋳
片の熱間圧延を行う工程の各工程を備えた鋼の連続鋳造
鋳片の直送圧延方法。

【００１９】(2) 一次圧延鋳片を巻き取り、その後アン
コイリングしてから、前記一次圧延に引き続く前記熱間
圧延を行う上記(1) 記載の直送圧延方法。 (3) 前記一次圧延の前の前記鋳片表面温度が1150〜1050
℃である上記(1) または(2) 記載の直送圧延方法。

【００２０】(4) 前記歪み速度が10^-2〜10^-1sec ^-1であ
る上記(1) ないし(3) のいずれかに記載の直送圧延方
法。 (5) 前記総圧下率が７％〜15％である前記(1) ないし
(4) のいずれかに記載の直送圧延方法。

【００２１】(6) 前記連続鋳造鋳片の厚さが100mm 以下
である前記(1) ないし(5) のいずれかに記載の直送圧延
方法。 (7) 鋳片の連続鋳造が行われる連続鋳造セクションと、
該連続鋳造セクションの川下に設けられ、前記鋳造鋳片
に一次圧延を行う一次圧延セクションであって、該一次
圧延セクションでは、鋳片の表面温度がAc₃点以上に保
持されており、ピンチロール、該ピンチロールに設けら
れて５％超20％以下の総圧下率とするロール間隔制御手
段、そして該ピンチロールに接続されてその回転数を調
整するモータを備えた一次圧延セクションと、前記ピン
チロールの下流に設けられ、一連の熱間圧延ロールから
なる熱間圧延セクションとから構成される直送圧延装
置。

【００２２】(8) 前記一次圧延セクションと熱間圧延セ
クションとの間にコイラーセクションを備えた上記(7)
記載の直送圧延装置。 (9) 前記コイラーセクションがスラブ巻取装置および巻
戻し装置を備えている上記(8) 記載の直送圧延装置。 (10)前記ピンチロールが２Hi- または4Hi-ロールから構
成された上記(7) 〜(9)のいずれかに記載の直送圧延装
置。

【００２３】ここに、「直送圧延」とは、連続鋳造機に
て得られる熱鋳片をAr₃ 点より低い温度にまで降温させ
ることなく直接に、あるいは復熱をはかった後、または
鋳片の温度が均一になるように軽加熱した後、熱間圧延
する方法である。

【００２４】連続鋳造と熱間圧延、特に熱間圧延の一次
圧延、二次圧延を直結して連続化した方法を「連続直送
圧延 (プロセス) 」という。「総圧下率」とは、鋳片は
通常内部が高温で変形抵抗が異なることから部分的に圧
下率は異なると考えられるが、これを平均して全体的に
扱った圧下率をいう。

【００２５】また、鋳片は通常内部が高温であるため、
「鋳片表面温度」とは、鋳片の中央部表層、コーナ部表
層をと問わず、表層部の温度であって縦横深さ各10mm部
分の平均温度である。しかし、鋳片の速度、厚み、冷却
方法によって内部との温度差は計算によって推定され、
これから前記10mm部分の平均温度を推定することにな
り、これを表面温度として扱う。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明において上述のよう
に製造条件を限定した理由をその作用とともに説明す
る。

【００２７】本発明によれば、上記の直送圧延において
熱間圧延工程を一次圧延と二次圧延とに分割し、一次圧
延に際して圧延温度条件を1200℃以下、900 ℃以上に限
定する。これは圧延温度が1200℃を超えると、有害元素
が析出しないため、熱間圧延時の割れが問題にならない
からである。また通常の連続鋳造法では、1200℃を超え
た温度に鋳片の温度を維持するのが困難であることに加
えて、上述の有害析出物の凝集粗大化による無害化が図
れず、二次圧延工程での割れ発生のおそれがあるためで
ある。一方、900 ℃より低温に降温すると、AlやNb等の
元素がAlＮやNbＣ等の形態で析出してしまう。製品の性
質を確保するためには、その後、それらの元素を再固溶
させる必要があり、それには1150℃以上に再加熱する必
要があり、そのような工程を採用した場合、直送圧延プ
ロセスの狙いである省エネルギー効果が損なわれてしま
うからである。好ましくは1150〜1050℃で一次圧延を行
う。

【００２８】次に、本発明によれば、上記一次圧延にお
いて歪速度を10^-3〜10⁰sec^-1、総圧下率を二次圧延時の
割れと直結しない５％超20％以下に制限する。その目的
とするところはオーステナイト結晶粒内への不純物の析
出を促進させるとともに粒界の析出物を粗大化してその
密度を低下させるためである。

【００２９】総圧下率の上限を20％としたのは、これを
超えて圧下しても、続く保定中の有害析出物生成促進作
用が飽和するばかりか、一次圧延時の割れの危険性が増
すからである。一方、圧下率を５％超とするのは、従来
の予想に反し、圧延温度を900 ℃以上とすることで、Mn
S 等の析出の核としての転位の導入の結果、析出と凝集
粗大化が促進され、その結果、保定時間をさらに短縮す
ることができる場合があるからである。

【００３０】ところで、前述の特公平５−68525 号公報
においては、15〜20％の圧下率で一次圧延し、２〜５分
間保定する場合には割れ発生が見られるとしている。し
かし、その後の研究開発の結果、そのように圧下量を高
くした場合に保定時間を長くすると却って、NbC やVNと
いった炭化物、窒化物がγ粒界に連続析出して別のメカ
ニズムで熱間脆化する現象が見られ、むしろ保定は必要
なく、所定の条件での軽圧下こそが重要で、それによっ
て二次圧延時の割れが完全に防止できることが判明し
た。

【００３１】すなわち、軽圧下時の比較的低歪速度変形
中に、硫化物等の有害析出物が析出をほぼ完了して粗大
化し、後の二次圧延時に割れをもたらす微細析出物が生
成しないからである。

【００３２】次に、一次圧延時の歪速度の上限を10⁰sec
^-1としたのは、これを超えると、割れの発生の可能性が
あるからである。その好適態様にあっては前述のように
一次圧延での表面割れを防止するために、歪速度の上限
を10⁰sec^-1とした。下限の制約は特にないが、歪速度が
遅すぎると生産性を劣化させたり、圧延中の温度低下が
大きくなり二次圧延時の作業性を低下させるため、10^-3
sec^-1とした。好ましくは10^-2〜10^-1 sec^-1である。

【００３３】したがって、本発明にあっては、一次圧延
における圧下量Ｒおよび歪速度を上述のように制限する
が、このことは、歪速度から圧下量を考察すれば、本発
明における一次圧延の総圧下量は、歪速度10⁰sec^-1で割
れが発生しない条件、すなわち20％以下とすることを意
味する。

【００３４】実際上の観点から、さらに好ましくは本発
明にあっては総圧下量Ｒが７＜Ｒ＜15(%) 、歪速度が10
^-2〜10^-1 sec^-1である。次に、前述のような本発明の好
適態様について説明すると次の通りである。

【００３５】すなわち、本発明の好適態様にあっては、
凝固・冷却中のスラブを有害析出物の析出温度域である
1150〜1050℃で一次圧延する。一次圧延は強力なピンチ
ロール (例：２Hiピンチロールまたは４Hiピンチロー
ル) で行ってもよく、その後、専用の圧延機で行っても
よい。このときの歪速度は10^-2〜10^-1 sec^-1で総圧下量
は５％超20％以下とする。

【００３６】一次圧延終了後、保定を行うことなく直ち
に、二次圧延を開始することができるが、その場合、最
終製品の品質確保には二次圧延開始温度は1000℃以上、
さらには1100℃以上が好ましい。

【００３７】近年の高速連続鋳造においては省エネルギ
ーの観点からスラブ全体の凝固が完了しないままで圧延
を行う、いわゆる未凝固圧延が行われることも多いが、
重要なのは二次圧延時の割れが発生するスラブ表層部で
の非金属介在物の析出形態制御であり、好ましくは表層
部10mmの平均で７〜15％の圧下となるよう所定の条件で
一次圧延を行う。

【００３８】このように、本発明により上述の条件にし
たがって比較的低歪速度で所定の圧下を行えば、従来の
熱間圧延時に割れが発生する温度域でも、またそれに先
立って保定を行わなくても、鋳片の表面割れが抑制で
き、その後に行う二次圧延としては通常の熱間圧延条件
下で行っても、圧延時の表面割れの発生が抑制される。

【００３９】図１は表１に示す組成のSi−Alキルド鋼を
真空溶製し、厚さ50×幅100 ×長さ150 (mm)の鋼塊と
し、表面温度が1100℃となったときに歪速度５×10^-2 s
ec^-1、種々の圧下率で一次圧延し、次いで二次圧延を10
00℃で、歪速度５×10⁰sec^-1で50％行ったときに発生す
る割れと一次圧延時の圧下率との関係を示したものであ
り、二次圧延で割れを防止するにはこの例の場合、一次
圧延を圧下率５％超で行えばよいことがわかる。なお、
割れ評価は次の通りであった。

【００４０】評点１：割れなし評点２：板厚の１／20以下の長さの割れ評点３：板厚の１／10以下の長さの割れ評点４：板厚の１／５以下の長さの割れ評点５：板厚の１／５以上の長さの割れ

【００４１】

【表１】

【００４２】次に、図２は、表１に示した組成の鋼塊か
ら平行部の直径10mmの引張試験片を採取して1350℃に加
熱後、1000℃に降温、一次圧延に相当する予変形を歪速
度＝５×10^-2 sec^-1で10％与え、種々の時間やはり1000
℃で等温保持後、二次圧延に相当する条件、すなわち歪
速度＝５ sec^-1で破断まで変形したときの延性を示す。
図からわかるように予変形をすることによって、二次圧
延相当の変形時の延性が大幅に向上している。図中、
「●」で示すグラフ参照。これは上述の有害析出物の粗
大化による無害化によるもので、このような効果を従来
法にしたがって予変形なしで得るには10分もの等温保持
が必要なことも確認された (図２の○印で示すグラフ参
照) 。

【００４３】ここで、本発明によれば一次圧延で予歪を
加えることによって二次圧延時の延性が回復して割れの
発生が抑制されるが、それの冶金学的意味について詳し
く説明すると次の通りである。

【００４４】熱間圧延中のオーステナイト粒界脆化は固
溶Ｓが圧延中に粒界および粒内に動的析出をすることに
よる。すなわち、粒内析出によって粒内が硬化して粒界
に歪が集中し粒界析出物とオーステナイト相との界面剥
離を生じるのが原因である。したがって、熱間圧延前に
特定条件で一次圧延を行えば、固溶Ｓが、MnＳとして析
出、粗大化してしまうので、なくなってしまい、上記動
的析出が起こらなくなるので脆化を生じなくなるのであ
る。

【００４５】すでに述べたように、一次圧延に引き続い
て行われる二次圧延の圧延条件については特に制約はな
く、通常の熱間圧延条件でよい。代表的には、１パス当
たりの圧下率10〜50％、歪速度10⁰〜10³sec^-1の条件で
５〜10パスの圧延を行う。

【００４６】かくして、本発明によれば、今日その目標
となっている厚さ100mm 以下の薄鋳片の連続的処理、つ
まり鋳造速度５ m/min、熱間圧延速度100 m/min を十分
に満足することができ、その実用上の意義は大きい。

【００４７】

【実施例】本発明を以下実施例によってさらに詳述する
が、これは本発明を単に説明するために示すものであっ
て、それにより本発明を制限する意図にないことは勿論
である。

【００４８】(実施例１)表２に示す３種類の鋼について
各組成範囲内の一連の鋼片に、連続鋳造後、凝固からの
冷却過程で種々の条件で一次圧延を行い、続いて通常の
熱間圧延である二次圧延を行った。そのとき、一次圧延
および二次圧延の際の鋳片の表面割れ発生状況を調べ
た。結果は圧延条件とともに同じく表２にまとめて示
す。表面割れの評価は微小割れが発生しても割れ発生と
した。

【００４９】鋳片は、転炉溶製した溶鋼を連続鋳造機に
て鋳造速度５ m/minで90mm厚、1000mm幅の鋳片としたも
ので、凝固後、試験用に10ｍ長さにガス切断し、約0.15
℃／sec で冷却して所定の圧延温度としてから圧延機に
供給した。この場合の保定は放冷操作にて代替した。一
次圧延に際しての歪速度は圧延機のロール径を変えるな
どして制御し、保定時間を１分未満とすることで二次圧
延に連続的に供給することができた。

【００５０】表２に示す結果から明らかなように、一次
圧延を行わずに、熱鋳片を通常の圧延条件で直接圧延す
ると、いかなる鋼種でも圧延時に割れが発生してしま
う。また、一次圧延の条件が本発明の範囲外にあると、
一次圧延時に割れが発生してしまった。一次圧延で割れ
が発生した場合、それで実験は終了とした。しかしなが
ら、本発明によるものは、いずれの場合にも割れ発生は
みられなかった。

【００５１】

【表２】

【００５２】(実施例２)表３に示す３種類の鋼について
各組成範囲内の一連の鋼片に、連続鋳造後、凝固からの
冷却過程で種々の条件で一次圧延を行い、続いて通常の
熱間圧延である二次圧延を行った。そのとき、一次圧延
および二次圧延の際の鋳片の表面割れ発生状況を調べ
た。結果は圧延条件とともに同じく表３にまとめて示
す。表面割れの評価は微小割れが発生しても割れ発生と
した。

【００５３】鋳片は、転炉溶製した溶鋼を連続鋳造機に
て鋳造速度５ m/minで90mm厚、1000mm幅の鋳片としたも
ので、凝固後、試験用に10ｍ長さにガス切断し、約0.15
℃／sec で冷却して所定の圧延温度としてから圧延機に
供給した。この場合の保定は放冷操作にて代替した。一
次圧延に際しての歪速度は圧延機のロール径を変えるな
どして制御し、保定時間を１分未満とすることで二次圧
延に連続的に供給することができた。

【００５４】表３に示す結果から明らかなように、一次
圧延を行わずに、熱鋳片を通常の熱間圧延条件で直接圧
延すると、いかなる鋼種でも圧延時に割れが発生してし
まう。また、一次圧延の条件が本発明の範囲外にある
と、一次圧延時に割れが発生してしまった。一次圧延で
割れが発生した場合、それで実験は終了とした。しかし
ながら、本発明によるものは、いずれの場合にも割れ発
生はみられなかった。

【００５５】

【表３】

【００５６】(実施例３)図３は、連続鋳造装置を備えた
連続鋳造セクションＩとその下流側に設けられた強力ピ
ンチロールを組み込んだ一次圧延セクションIIと、それ
に続く熱間圧延セクションIII から成る本発明にかかる
直送圧延装置の一例である。本例の場合、一次圧延セク
ションIIと熱間圧延セクションIII との間にはコイラー
セクションIVが設けられている。

【００５７】連続鋳造セクションＩにおいては、連続鋳
造装置の鋳型１に連続的に注入された溶鋼２は冷却さ
れ、表面が凝固し、内部は未凝固の鋳片 (以下スラブと
も呼ぶ) とされて鋳型下部に連続して送られ、スラブ４
の表面側と裏面側に相対して配置された連続鋳造装置の
ローラ群３に入る。このローラ群３内を進む過程で更に
冷却されたスラブは凝固点５を越えた時点で中心まで凝
固する。

【００５８】ローラ群３の最終部に続いて設けられた一
次圧延セクションIIには、軸受け６に支持された強力ピ
ンチロール12が配置されている。通常の連続鋳造装置で
もピンチロールが配置されているが、それはスラブに引
き抜き力を付加するものであって、ローラ群内のスラブ
を引き抜いているが厚みを減じることはない。しかし、
本発明において用いる強力ピンチロール12は厚みを減じ
る。つまり、この段階で一次圧延が行なわれる。本実施
例ではスラブ厚みは60mmであって強力ピンチロール12で
54mmにまで圧下した。すなわち、強力ピンチロール12は
通常のピンチロールと以下の点が異なる。

【００５９】第一は、油圧圧下装置７を備えていること
である。連続鋳造鋳込み開始段階では、鋳型１内でスラ
ブ先端部の溶鋼が流れ出さないようにするためと、スラ
ブ先端をローラ群３、強力ピンチロール12へ引き抜き誘
導するために、ダミーバーが使用される。ダミーバーは
鋼製であり本実施例では厚み60mmであった。そのため、
強力ピンチロール12の相対するロール間隔は、ダミーバ
ーが通過しスラブ先端がこの強力ピンチロール12の出側
に達するまで60mmの間隔を保っているが、その後54mmま
で圧下しなければならない。それは油圧圧下装置７で実
現する。

【００６０】第二は、減速機11を経てピンチロール12に
連結した回転数可変のピンチロール用モータ９を備えて
いることである。スラブを60mmから54mmに圧下する過程
で強力ピンチロール12の回転数を増加させるため、ピン
チロール用モータ９は回転数可変である。また、油圧圧
下位置を検出するためのセンサ (図示せず) 、強力ピン
チロール12の回転数を検出するための回転数センサ10、
コンピュータ (図示せず) が構成機器として設けてあ
り、圧下量と回転数の関係をコンピュータで計算し油圧
圧下装置７でピンチロール間隔を次第に狭めると同時に
ピンチロール回転数を上昇させ、かつ前述の二種類のセ
ンサでコンピュータの指令値との差を検出しそのときの
検出量をフィードバックする。

【００６１】通常のピンチロールでもロール間隔を調整
する機能や速度を可変にする機能はあるが、この通常の
ロール間隔調整機能は、鋳型からのスラブ厚みに対応す
るものであり、圧下装置の耐荷重も低く、また速度可変
機能は鋳込み開始からの増速、鋳型内の溶鋼レベル変動
に対応させるための加減速用であり、本発明におけるそ
のような機能とは基本的に異なる。

【００６２】強力ピンチロール12の出側のローラテーブ
ルは可変速モータで駆動されていて、図３の例で説明す
ると、連続鋳造鋳込み開始時にダミーバーとスラブ先端
部が強力ピンチロール12を通過するまでは、強力ピンチ
ロール12の入側、すなわちローラ群と、出側のテーブル
ローラとの周速は同一である。しかし、強力ピンチロー
ル12の油圧圧下を作動させロール間隔を60mmから54mmに
変更するときは、その変更に伴って、出側のローラテー
ブルのロール周速を入側ローラ群より次第に増速させ
る。このときコンピュータによりロール間隔変更値に最
適の回転数を計算し制御している。スラブ厚さが54mmに
なった時点では入側を毎分4.5 ｍの周速で回転する場
合、出側のローラテーブルは毎分５ｍの周速で回転する
ようにする。

【００６３】すでに述べたように、本例では、スラブ巻
取り装置15および巻戻し装置16から構成されるコイラー
セクションIVが設けられている。したがって、本例の場
合、出側テーブルの上流側に設けられたスラブ剪断機14
によってスラブ先端のダミーバーを切り放すとともに、
その後、連続して鋳造されてくるスラブを所定の熱延コ
イルの重量になる長さに剪断する。さらに下流側にはス
ラブ巻き取り装置15があり、例えば半径250 〜1500mmで
巻き取る。さらにその後方には巻き戻し装置16がある。
スラブ巻き取り装置15に巻取られた一次圧延鋳片は、そ
の後、巻き戻し装置16によってアンコイリング( 巻戻
し) される。

【００６４】巻き取り装置15は、図４(a) の通常のコイ
ルボックスでも、同(b) のアップコイラーでも、同(c)
のダウンコイラーでも、これ以外の形式のものでも良
い。また巻き取り時にコイル内周にマンドレルを挿入し
ても、しなくても良い。

【００６５】巻き戻し装置16でアンコイリングしたスラ
ブは、概略平坦にするために配置された矯正装置17を通
過し、複数台の圧延機18を通過し所定の板厚に圧延さ
れ、圧延機の下流側に配置されたランアウトテーブル19
を通過する間に適宜の冷却装置20により水冷や空冷さ
れ、さらに下流側の巻き取り装置23で巻かれて熱延工程
を終了する。本実施例では、圧延機６台で54mmのスラブ
を1.2 mmまで圧延し、第一圧延機入口のスラブ速度は毎
分15ｍ、最終圧延機出口の圧延材速度は毎分675 ｍであ
った。

【００６６】(実施例４)図５は、連続鋳造装置からなる
連続鋳造セクションＩ、強力ピンチロールを組み込んだ
一次圧延セクションII、そしてそれに直結した熱間圧延
セクションIIIから構成される本発明に係る直送圧延装
置の別の例を示す模式図である。

【００６７】実施例３の図３と比較して、スラブ巻き取
り装置15、巻き戻し装置16、巻き戻ししたスラブを概略
平坦にするための矯正装置17が省略されている。また、
熱間圧延セクションを構成する圧延機群18と最終部の巻
き取り装置25との間にピンチロール21と剪断装置22が配
設されている。最終の出側巻き取り装置25は、複数台で
あるが、これは熱延材をコイルに巻き取り後、コイルを
排出し、次のコイル巻き取りの準備をする時間が１台で
は確保できないからである。しかし、鋳型１に注入され
た溶鋼２から強力ピンチロール12を出るまでは、その工
程も、装置も、配置配列も、制御も図３のそれらに完全
に同一である。

【００６８】したがって、本例でも、連続鋳造工程にお
いては、ダミーバーとスラブ４の先端が強力ピンチロー
ル12を通過してから、この強力ピンチロールを圧下し、
厚さ60mmで鋳造されたスラブ４を厚さ54mmになるまで圧
下した。強力ピンチロール12の入側のスラブ速度は毎分
4.5 ｍ、出側は毎分５ｍであった。強力ピンチロール12
の下流に剪断装置14が設けられているが、これはスラブ
先端のダミーバーを切り放すためのものであった。

【００６９】次いで、このようにして連続的に鋳造さ
れ、一次圧延されたスラブは、熱間圧延セクションにお
いて、複数台の圧延機18を通過し所定の板厚に圧延さ
れ、圧延機後方に配置されたランアウトテーブル19を通
過する間に適宜の冷却装置20によって水冷や空冷され、
さらに連続的に圧延されてくる圧延材を所定の重量のコ
イルになる長さ毎に剪断する剪断装置22で剪断され、さ
らに後方の出側巻き取り装置25で巻かれて熱延工程を終
了した。

【００７０】本実施例では、圧延機４台で54mmのスラブ
を2.7 mmまで圧延し、第一圧延機入口のスラブ速度は毎
分５ｍ、最終圧延機出口の圧延材速度は毎分100 ｍであ
った。なお、図３、図５の例では、ディスケーラーや厚
み計、温度計等の測定機器、ダミーバー取り出し装置等
通常の連続鋳造装置、熱延設備に見受けられる装置の説
明を省略しているが、これらの配置等は適宜設ければよ
い。

【００７１】また強力ピンチロール12のフレームが圧延
機のハウジングに類するものであっても、ローラ駆動モ
ータが１台であっても差し支えない。さらに、１台のピ
ンチロールのロール数は２個でも４個でもそれ以上でも
かまわない。

【００７２】

【発明の効果】連続鋳造後に本発明の圧下機能を付加す
ることにより、熱間圧延時に鋳片表面に発生する表面割
れを防止するために必要な再加熱や保定が省略できるこ
とから、省エネルギーや装置建設費削減、省スペースが
可能となり、今日求められている厚さ100 mm以下の薄鋳
片の連続処理を実用的手段でもって実現可能とすること
ができるので実用上の意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一次圧延時の圧下率(R) と二次圧延である熱間
圧延時の割れ評点との相関を示すグラフである。

【図２】予変形後の保持時間 (S, min) と減面率 (Ｒ
Ａ、％) との相関を示すグラフである。

【図３】本発明を実施するための連続鋳造鋳片の直接圧
延装置の模式図である。

【図４】図４(a) 〜(c) は、スラブ巻き取り装置の種類
を示す説明図である。

【図５】本発明を別の態様で実施するための連続鋳造鋳
片の直接圧延装置の模式図である。

【符号の説明】

１：鋳型２：溶鋼３：ローラ群４：スラブ５：凝固点６：軸受け７：油圧圧下装置９：モータ 10：回転数センサ 11：減速機 12：強力ピンチロール 14：スラブ剪断機 15：スラブ巻き取り装置 16：巻き戻し装置 17：矯正装置 18：圧延機 19：ランアウトテーブル 20：冷却装置 21：ピンチロール 22：剪断装置 23：巻き取り装置 25：巻き取り装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼の連続鋳造鋳片の直送圧延方法であっ
て、鋳型内に溶鋼を連続して注入して鋳片とする工程;上記
鋳片に、鋳片表面温度が1200〜900 ℃、歪み速度が10^-3
〜10⁰sec^-1、そして、５％超20％以下の総圧下率の条件
下で、一次圧延を行う工程; そして一次圧延鋳片の熱間
圧延を行う工程の各工程を備えた鋼の連続鋳造鋳片の直
送圧延方法。
【請求項２】一次圧延鋳片を巻き取り、その後アンコ
イリングしてから、前記一次圧延に引き続く前記熱間圧
延を行う請求項１記載の直送圧延方法。
【請求項３】前記連続鋳造鋳片の厚さが100mm 以下で
ある請求項１または２記載の直送圧延方法。
【請求項４】鋳片の連続鋳造が行われる連続鋳造セク
ションと、該連続鋳造セクションの川下に設けられ、前
記鋳造鋳片に一次圧延を行う一次圧延セクションであっ
て、該一次圧延セクションでは、鋳片の表面温度がAc₃
点以上に保持されており、ピンチロール、該ピンチロー
ルに設けられて５％超20％以下の総圧下率とするロール
間隔制御手段、そして該ピンチロールに接続されてその
回転数を調整するモータを備えた一次圧延セクション
と、前記ピンチロールの下流に設けられ、一連の熱間圧
延ロールからなる熱間圧延セクションとから構成される
直送圧延装置。
【請求項５】前記一次圧延セクションと熱間圧延セク
ションとの間にコイラーセクションを備えた請求項４記
載の直送圧延装置。