JP5962923B2

JP5962923B2 - 厚板の製造方法

Info

Publication number: JP5962923B2
Application number: JP2013171249A
Authority: JP
Inventors: 峻輔島田
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: JP2015039707A

Description

本発明は、厚板の製造方法に関し、具体的には、圧延した１枚の厚板から板厚保証仕様（条件）が異なる複数の製品を板取りする場合における、上記厚板の圧延狙い厚を決定する方法に関するものである。

厚板製品は、ラインパイプ用の素材などの特定の製品を除くと、オーダーの中身は、鋼種や寸法、要求特性、受注量、納期等が、極めて多種多様にわたっているのが現状である。そこで、厚板の素材設計に当っては、多種多様のオーダー内容を満たし、かつ、種々の製造上の制約を配慮しながら、生産性やコスト面で最も有利な製造ロットをつくりあげて、オーダーに対する必要最小限の素材を設計することが必要となる。具体的には、一品一様の製品のオーダーを、その要求品質、製造工程能力などから品質設計を行い、その結果をグルーピングし、製品の寸法を考慮にいれて厚板からの板取りを決定し、さらに、歩留等を考慮して、圧延素材となる素材（スラブ）重量や、鋳造条件等を決定する（例えば、特許文献１参照）。

上記厚板からの板取りを決定するに当たっては、生産性を向上し、製造コストを低減する観点から、上記オーダーの中から鋼種や要求特性が同じで、板厚が同一または近似したできるだけ多くのオーダーをグルーピングして、板取りする厚板の寸法を、製造設備の仕様から決定される最大寸法（幅、長さ）に近づけることが重要となる。その結果、圧延後の１枚の厚板から採取される製品の中には、製品厚が異なるものが含まれることになる。そのため、上記のように多種多様なオーダーからなる製品を採取する厚板を圧延するに当っては、圧延する板厚すなわち「圧延狙い厚」を、すべてのオーダーが満足するよう、決定することが必要とある（例えば、特許文献２参照）。なお、上記オーダーのグルーピングや圧延狙い厚の決定等は、コンピュータを用いて自動で行うのが普通である。

ところで、従来の厚板製品における板厚仕様は、製品厚（「呼称厚」とも称される。）と、それに対する厚公差（上限厚、下限厚）とからなるものが殆どであった。この板厚仕様は、製品の実績板厚の最小値が、厚公差の下限厚以上であることを保証する内容のものであることから、以降、この板厚仕様を「下限厚保証」と称する。また、上記厚公差の下限厚を、単に「公差下限厚」ともいうこととする。

図１は、製品厚と公差下限厚が異なるオーダーＡ，ＢおよびＣの製品を１枚の厚板から板取りする際における、上記厚板の圧延狙い厚を決定する方法を説明する図である。この圧延狙い厚を決定する方法は、オーダーＡ，ＢおよびＣにおける製品厚および公差下限厚の中で、最も厚い製品厚を「代表製品厚」、最も厚い公差下限厚を「代表公差下限厚」としたとき、実績板厚の最小厚が、確実に上記代表公差下限厚以上となるよう、上記代表公差下限厚に、圧延時の板厚変動等を考慮した加算厚αを加算してやる方法である。なお、上記加算厚αは、大きいほど代表公差下限厚以上とする上では有利となるが、大き過ぎると、実績板厚が厚くなって、板厚公差の上限厚を超えたり、必要な素材重量が増大し、製造コストの上昇を招いたりするので、大きくし過ぎないことが重要となる。

一方、近年では、鋼板自体の安全性を高める観点から、厚板の板厚仕様に、上記「下限厚保証」に加えて、実績の平均板厚が製品厚以上であることを要求するオーダーが増加する傾向がある。以降、この板厚仕様を「製品厚保証」と称する。

図２は、「製品厚保証」を要求する、製品厚と公差下限厚が異なるオーダーＡ，ＢおよびＣの製品を１枚の厚板から板取りする際における、上記厚板の圧延狙い厚の決定方法を説明する図である。この方法は、図１と同様、オーダーＡ，ＢおよびＣにおける製品厚および公差下限厚の中で、最も厚い製品厚を「代表製品厚」、最も厚い公差下限厚を「代表公差下限厚」としたとき、実績板厚の平均厚が、確実に上記代表製品厚以上となるよう、上記代表製品厚に、圧延時の板厚変動を考慮した加算厚βを加算してやる方法である。なお、上記加算厚βは、加算厚αと同様の理由から、大きくし過ぎないことが重要となる。また、上記加算厚βは、実績板厚の最小厚が製品厚を部分的に下回っていても、平均で製品厚以上であればよいので、下限厚保証のときの加算厚αよりも小さい値でよい。

特開平０６−１４９８５０号公報特開２００６−２８１２５２号公報

上記のように「下限厚保証」を求めるオーダーと、「製品厚保証」を求めるオーダーとでは、圧延の狙い厚が異なる。したがって、１枚の厚板から採取する製品が、「下限厚保証」を求めるオーダーのみからなる、あるいは、「製品厚保証」を求めるオーダーのみからなる場合には、厚板の圧延狙い厚を決定する上では特に問題はない。しかし、オーダー内容が多種多様にわたる現状では、「下限厚保証」を求めるオーダーと、「製品厚保証」を求めるオーダーとを１つのグループとせざるを得ない、すなわち、圧延した１枚の厚板から「下限厚保証」の製品と、「製品厚保証」の製品を採取せざるを得ないときが多々発生している。

従来、斯かる場合には、図１および図２を対比してわかるように、同じ代表製品厚、代表公差下限厚のオーダーであれば、圧延狙い厚が厚くなる「製品厚保証」を求めるオーダーの狙い厚を優先し、これを圧延命令時の圧延狙い厚としていた。しかし、上記方法では、板厚仕様が異なる種々のオーダーをグルーピングした場合、組み合わせる板厚仕様によっては、必要以上に圧延狙い厚が厚くなったり、すべてのオーダーの板厚仕様を満たせない場合が発生したりする。

上記課題を解決するべく開発した本発明は、１枚の厚板から板取りする複数のオーダーされた製品が、実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、上記に加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループとで構成されているときには、上記実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることに加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループそれぞれの代表製品厚と代表公差下限厚とから、それぞれのグループの仮圧延狙い厚を求め、そのうちの厚い方を上記厚板の圧延命令における圧延狙い厚とすることを特徴とする厚板の製造方法である。ここで、上記代表製品厚とは、１つの製品グループ内において最も厚い製品厚のことを、また、上記代表公差下限厚とは、１つの製品グループ内において最も厚い公差下限厚のことをいう。

上記課題を解決するべく開発した本発明は、１枚の厚板から板取りする複数の製品が、実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、上記に加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループとで構成されているときには、上記実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、上記に加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループそれぞれの代表製品厚と代表公差下限厚とから、それぞれのグループの仮圧延狙い厚を求め、そのうちの厚い方を上記厚板の圧延命令における圧延狙い厚とすることを特徴とする厚板の製造方法である。ここで、上記代表製品厚とは、各製品グループのうちで最も厚い製品厚のことを、また、上記代表公差下限厚とは、各製品グループのうちで最も厚い公差下限厚のことをいう。

本発明によれば、圧延した１枚の厚板から板厚保証条件が異なる複数の製品を板取りする場合における、圧延狙い厚を最適化することができるので、圧延素材（スラブ）の重量を削減し、製造コストを低減することができる。また、圧延狙い厚を薄く設定できるので、厚公差の上限値に対する余裕代が大きくなり、厚公差の上限値外れによる不良発生を低減することができる。

実績板厚の最小値が厚公差の下限厚以上であることを要求される場合の圧延狙い厚を決定する方法を説明する図である。実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを要求される場合の圧延狙い厚を決定する方法を説明する図である。圧延した１枚の厚板から「下限厚保証」を求める製品と「製品厚保証」を求める製品とを採取する場合における、従来の圧延狙い厚を決定する方法を説明する図である。圧延した１枚の厚板から「下限厚保証」を求める製品と「製品厚保証」を求める製品とを採取する場合における、本発明の圧延狙い厚を決定する方法を説明する図である。

上述したように、圧延した１枚の厚板から実績板厚の最小値が厚公差の下限厚以上であることを要求される「下限厚保証」の製品のみを採取する場合、あるいは、圧延した１枚の厚板から実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを要求される「製品厚保証」の製品のみを採取する場合においては、上記厚板の圧延狙い厚を決定する方法は、図１または図２に説明した方法で行えばよく、特に問題はない。
また、圧延した１枚の厚板から「下限厚保証」の製品と、「製品厚保証」の製品とを採取する場合には、従来、「製品厚保証」における圧延狙い厚の決定方法、すなわち、代表製品厚に加算厚βを加算する方法を採用していた。その理由は、図１および２を対比することでわかるように、同一製品厚では、「製品厚保証」の方が、「下限厚保証」よりも、圧延狙い厚が厚くなるからである。

しかしながら、発明者らの経験では、板厚仕様が種々に異なる状況では、組み合わせるオーダーの板厚仕様によっては、すべてが上記のようにはならないことがわかった。
図３は、１枚の厚板から採取する製品が、「下限厚保証」を求められるオーダーグループと「製品厚保証」を求められるオーダーグループからなる場合における、従来の圧延狙い厚決定方法の問題点を説明したものである。なお、上記図３には、説明を簡略化するため、各オーダーグループのオーダー数が１の場合について記載した。

ケース１は、製品厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚より厚く、かつ、製品厚保証を求められるオーダーグループの圧延狙い厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの圧延狙い厚より厚い場合を示したものである。この場合の代表製品厚は、製品厚保証が求められるオーダーグループの製品厚となるので、厚板の圧延命令狙い厚も製品厚保証が求められるオーダーグループの狙い厚となるので問題はない。

これに対して、ケース２は、ケース１とは逆に、製品厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚より薄く、かつ、製品厚保証を求められるオーダーグループの圧延狙い厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの圧延狙い厚より薄い場合を示したものである。この場合の代表製品厚は、下限厚保証が求められるオーダーグループの製品厚となり、鋼板の圧延命令狙い厚は、上記代表製品厚を元に決定されるので、両オーダーグループの圧延狙い厚よりも厚くなる。したがって、その分、素材重量を大きくする必要があるという問題が生じる。

また、ケース３は、製品厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚より薄く、逆に、製品厚保証を求められるオーダーグループにおける圧延狙い厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの圧延狙い厚より厚い場合を示したものである。この場合の代表製品厚も、下限厚保証が求められるオーダーグループの製品厚となり、鋼板の圧延命令狙い厚は、上記代表製品厚を元に決定されるので、両オーダーグループの圧延狙い厚よりも厚くなる。したがって、その分、素材重量を大きくする必要があるという問題が生じる。

また、ケース４は、製品厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの代表製品厚より厚く、逆に、製品厚保証を求められるオーダーグループにおける圧延狙い厚が、下限厚保証を求められるオーダーグループの圧延狙い厚より薄い場合における圧延狙い厚を示したものである。このケース４は、通常では起こり得ないが、下限厚保証の下限側公差が厳しいオーダーでは起こり得る可能性がある。この場合の代表製品厚は、製品厚保証が求められるオーダーグループの製品厚となり、鋼板の圧延命令狙い厚は、上記代表製品厚を元に決定されるので、下限厚保証が求められるオーダーグループの圧延狙い厚よりも薄くなるので、下限値保証の厳しい製品では、公差下限厚を外れるおそれが出てくる。

そこで、本発明においては、１枚の厚板から板取りする複数の製品が、実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、上記に加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループとで構成されているときには、上記実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、上記に加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループそれぞれの代表製品厚と代表公差下限厚とから、それぞれのグループの仮圧延狙い厚を求め、そのうちの厚い方を上記厚板の圧延命令における圧延狙い厚とする方法を採用することとした。

図４は、１枚の厚板から採取する製品が、「下限厚保証」を求められるオーダーグループと「製品厚保証」を求められるオーダーグループからなる場合における、本発明の圧延狙い厚決定方法の問題点を説明したものである。なお、図３と同様、上記図４には、説明を簡略化するため、各オーダーグループのオーダー数が１の場合について記載した。また、ケース１〜４の条件は、いずれも図３の場合と同じとした。
図４に示したように、本発明の圧延狙い厚の決定方法によれば、いずれのケースにおいても、適正な圧延狙い厚を設定できることがわかる。

下限値保証が求められる製品と、製品厚保証が求められる製品を１枚の厚板から板取りする際における鋼板の圧延狙い厚の決定に、従来法と本発明法を用いる場合とを対比して説明する。なお、上記説明に用いる製品の製品厚（呼称厚）は、１５．０ｍｍまたは１５．５ｍｍの２種類、上記製品における厚公差は製品厚±０．３ｍｍとし、公差下限厚を保証するグループの圧延狙い厚の算出に用いる下限厚に対する加算厚αは０．３ｍｍ、製品厚を保証するグループの圧延狙い厚の算出に用いる製品厚に対する加算厚βは０．２ｍｍとした。

表１は、製品厚が１５．０ｍｍの下限厚保証の製品Ａと、製品厚が１５．５ｍｍの製品厚保証の製品Ｂを１枚の厚板から板取りするときに、上記厚板の圧延狙い厚を求めた結果を示したものである。
この場合、従来法では、製品厚保証が求められるＢの製品厚が代表製品厚となるので、その製品厚に加算厚β（＋０．２ｍｍ）を加算した値が、圧延命令に出される狙い厚（１５．７ｍｍ）となる。
一方、本発明法では、下限厚保証、製品厚保証のそれぞれのグループで求めた仮圧延狙い厚のうち、厚い方を圧延狙い厚とするので、圧延命令に出される狙い厚は１５．７ｍｍとなり、従来法と本発明法とで同じ結果となる。なお、この表１の例は、図３および図４に示したケース１に相当する。

次に、表２は、製品厚が１５．５ｍｍの下限厚保証が求められる製品Ｃと、製品厚が１５．０ｍｍの製品厚保証が求められる製品Ｄを１枚の厚板から板取りするときに、上記厚板の圧延狙い厚を求めた結果を示したものである。
この場合、従来法では、製品厚保証が求められるＣの製品厚が代表製品厚となるので、その製品厚に加算厚β（＋０．２ｍｍ）を加算した値が、圧延命令に出される狙い厚（１５．７ｍｍ）となる。
一方、本発明法では、下限厚保証、製品厚保証のそれぞれのグループで求めた仮圧延狙い厚のうち、厚い方を圧延狙い厚とするので、圧延命令に出される圧延狙い厚は１５．５ｍｍとなり、従来法よりも０．２ｍｍの差が生じる。すなわち、本発明法の方が０．２ｍｍ薄く圧延することができ、その分、素材（スラブ）重量を削減できることを示している。なお、この表２の例は、図３および図４に示したケース２に相当する。

次に、表３は、製品厚が１５．５ｍｍの下限厚保証が求められる製品Ｅと、製品厚が１５．０ｍｍの製品厚保証が求められる製品Ｆを１枚の厚板から板取りするときに、上記厚板の圧延狙い厚を求めた結果を示したものである。
この場合、従来法では、製品厚保証が求められるＥの製品厚が代表製品厚となるので、その製品厚に加算厚β（＋０．２ｍｍ）を加算した値が、圧延命令に出される狙い厚（１５．７ｍｍ）となる。
一方、本発明法では、下限厚保証、製品厚保証のそれぞれのグループで求めた仮圧延狙い厚のうち、厚い方を圧延狙い厚とするので、圧延命令に出される圧延狙い厚は１５．２ｍｍとなり、従来法よりも０．５ｍｍの差が生じる。すなわち、本発明法の方が０．５ｍｍ薄く圧延することができ、その分、素材（スラブ）重量を削減できることを示している。なお、この表３の例は、図３および図４に示したケース３に相当する。

次に、表４は、製品厚が１５．０ｍｍの下限厚保証が求められる製品Ｇと、製品厚が１５．０ｍｍの製品厚保証が求められる製品Ｈを１枚の厚板から板取りするときに、上記厚板の圧延狙い厚を求めた結果を示したものである。
この場合、従来法では、製品厚が同じであるため代表製品厚が１５．０ｍｍとなるので、その製品厚に加算厚β（＋０．２ｍｍ）を加算した値が、圧延命令に出される狙い厚（１５．２ｍｍ）となる。
一方、本発明法では、下限厚保証、製品厚保証のそれぞれのグループで求めた仮圧延狙い厚のうち、厚い方を圧延狙い厚とするので、圧延命令に出される圧延狙い厚は１５．３ｍｍとなり、従来法よりも０．１ｍｍの差が生じる。すなわち、本発明法の方が０．１ｍｍ厚く圧延することになり、下限外れを抑止することが出来る。なお、この表３の例は、図３および図４に示したケース４に相当する。

Claims

１枚の厚板から板取りする複数のオーダーされた製品が、実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、上記に加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループとで構成されているときには、上記実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることを保証する製品グループと、実績板厚の最小厚が製品厚の公差下限厚以上であることに加えて実績板厚の平均厚が製品厚以上であることを保証する製品グループそれぞれの代表製品厚と代表公差下限厚とから、それぞれのグループの仮圧延狙い厚を求め、そのうちの厚い方を上記厚板の圧延命令における圧延狙い厚とすることを特徴とする厚板の製造方法。ここで、上記代表製品厚とは、１つの製品グループ内において最も厚い製品厚のことを、また、上記代表公差下限厚とは、１つの製品グループ内において最も厚い公差下限厚のことをいう。