JP7620196B2 - Manufacturing method of hot rolled coil - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延工程において熱延鋼板のコイルを製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for producing coils of hot-rolled steel sheet in a hot rolling process.
熱間圧延工程において仕上げ圧延後の熱延鋼板は、仕上圧延機からコイラーまでをランアウトテーブルによって搬送される間に、冷却装置によって所定の温度まで冷却された後、コイラー(マンドレル)に巻き取られてコイル(熱延コイル)として製造される。 After finish rolling in the hot rolling process, the hot-rolled steel sheet is cooled to a specified temperature by a cooling device while being transported from the finishing mill to the coiler by a run-out table, and then wound around a coiler (mandrel) to produce a coil (hot-rolled coil).
上述のように製造されるコイルは、一旦所定の巻き取り温度で巻き取られた後にコイルヤードに搬送され、常温に冷却された後、ユーザーに出荷、あるいは次工程へ搬送される。この時、出荷あるいは次工程に搬送されるコイルを加工するために巻き解くと、熱延鋼板の平坦度が悪い場合がある。かかる場合、熱延鋼板の通板性が悪く蛇行したり、加工や圧延が絞り等の問題を起こすため、その形状を矯正する必要がある。しかしながら、コイルの状態では熱延鋼板の形状(平坦度)が分からないため、現状では平坦度不良のまま出荷が出来ない平坦度指定があるコイルは、形状が良くても悪くても精整工程に搬送して矯正しているが、この場合コストが掛かる。そこで、形状の悪い熱延鋼板だけを精整工程に搬送するため、コイルとして巻き取られた状態の熱延鋼板の平坦度を予め基準値以内の平坦度に作り込むことが求められている。また、このように精整工程における形状矯正通板を削減する技術を構築することは、特にホットファイナル化をターゲットとしたコンベンショナルミル、ミニミル、薄スラブプロセスにおいて重要な技術である。 The coils manufactured as described above are wound at a specified winding temperature, transported to a coil yard, cooled to room temperature, and then shipped to the user or transported to the next process. At this time, when the coils to be shipped or transported to the next process are unwound for processing, the flatness of the hot-rolled steel sheet may be poor. In such cases, the hot-rolled steel sheet has poor sheet passing properties and may meander, or problems such as squeezing may occur during processing or rolling, so the shape must be corrected. However, since the shape (flatness) of the hot-rolled steel sheet cannot be determined in the coil state, coils with a flatness specification that cannot be shipped with poor flatness at present are transported to a refinement process and corrected regardless of whether the shape is good or bad, but this is costly. Therefore, in order to transport only hot-rolled steel sheets with poor shapes to the refinement process, it is required to previously make the flatness of the hot-rolled steel sheet in the coiled state within a standard value. In addition, developing technology to reduce the need for shape correction threading in the finishing process is an important technology, particularly for conventional mills, mini mills, and thin slab processes targeting hot finalization.
熱延鋼板の形状を予測する方法として、例えば特許文献1には、熱延鋼板(金属板)の残留応力を、座屈時に波形状として変換する応力成分と、座屈後も熱延鋼板に残留する応力成分とに分離し、波形状に変換する応力成分を用いて熱延鋼板の形状を予測する方法が開示されている。また、この形状予測方法では、仕上げ圧延後に生じた熱延鋼板の波形状は、例えばコイラーに巻き取られる際に熱延鋼板に作用する張力などによって矯正されるため、最終的には巻き取り時における熱延鋼板の幅方向温度分布が残留応力として発生するとしている。さらに、このように予測される形状の予測結果に基づいて、例えばエッジヒータやエッジマスクで幅方向温度分布を制御することで、熱延鋼板の平坦度を向上させることが図られている。
For example,
しかしながら、本発明者らが熱間圧延工程後の鋼板形状について詳細に調べたところ、特許文献1に開示されたように、熱延鋼板の温度分布に起因する残留応力(伸びひずみ差)を用いて形状を予測しただけでは、解明できない平坦度悪化があることが分かった。そして、この形状予測結果に基づいて幅方向温度分布を制御するだけでは、熱延鋼板の平坦度を十分に向上させることができないことも分かった。したがって、熱延鋼板の平坦度を向上させるには改善の余地がある。
However, when the inventors of the present invention investigated the shape of the steel sheet after the hot rolling process in detail, they found that there was a deterioration in flatness that could not be explained by simply predicting the shape using the residual stress (elongation strain difference) caused by the temperature distribution of the hot-rolled steel sheet, as disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、熱間圧延工程において熱延鋼板のコイルを製造するに際し、コイルにおける熱延鋼板の平坦度を向上させることを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to improve the flatness of hot-rolled steel sheet in a coil when producing a coil of hot-rolled steel sheet in a hot rolling process.
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を行った結果、熱間圧延工程後の熱延鋼板の平坦度悪化のメカニズムが解明され、具体的に平坦度悪化は、温度要因と巻き締まり要因の2つの要因が組み合わさって発生することが明らかになった。1つ目の温度要因は、コイラー(マンドレル)に巻き取られる直前の熱延鋼板における幅方向の不均一温度分布によって熱ひずみが生じ、この熱ひずみが伸びひずみ差(残留ひずみ)となる要因である。2つ目の巻き締まり要因は、仕上げ圧延後の熱延鋼板に生じるクラウンによって、コイラー(マンドレル)に巻き取られる際に熱延鋼板に作用する張力が幅方向に不均一に分布し、さらに不均一張力分布での巻き締まりによってコイルの内周部が塑性変形して塑性ひずみが生じ、この塑性ひずみが伸びひずみ差(残留ひずみ)となる要因である。 In order to solve the above problem, the inventors conducted intensive research and elucidated the mechanism of the deterioration of the flatness of hot-rolled steel sheets after the hot rolling process. Specifically, it was revealed that the deterioration of flatness occurs due to a combination of two factors: temperature and tightening. The first temperature factor is that thermal strain occurs due to uneven temperature distribution in the width direction of the hot-rolled steel sheet just before it is wound on the coiler (mandrel), and this thermal strain becomes an elongation strain difference (residual strain). The second tightening factor is that the crown generated in the hot-rolled steel sheet after finish rolling causes the tension acting on the hot-rolled steel sheet to be unevenly distributed in the width direction when it is wound on the coiler (mandrel), and furthermore, the uneven tension distribution causes the inner circumference of the coil to plastically deform, causing plastic strain, and this plastic strain becomes an elongation strain difference (residual strain).
2つの要因のうち、1つ目の温度要因は、例えば上述した特許文献1に開示された形状予測方法が一例であるが、従来より平坦度悪化の要因として考慮され、その対策が講じられているものである。一方、2つ目の巻き締まり要因は、冷延プロセスで生じる巻き締まりによる変形が熱延プロセスでも生じることを本発明者らが新たに見出したものである。
Of the two factors, the first, the temperature factor, is an example of the shape prediction method disclosed in the above-mentioned
巻き締まり要因による平坦度悪化について、さらに詳細に説明する。仕上げ圧延後の熱延鋼板は、幅方向中央部が凸型となるようなクラウンを有している。このようなクラウンを有する熱延鋼板に、さらにクラウンを有する別の熱延鋼板が巻き重ねられると、内側の熱延鋼板の中央部と外側の熱延鋼板の中央部が接触する。このため、マンドレルで熱延鋼板を巻き取った際に当該熱延鋼板に作用する張力は、幅方向中央部が端部に比べて大きくなる。そして、この不均一張力により、熱延鋼板の平坦度が悪化する。 The deterioration of flatness due to winding tightening will be explained in more detail. After finish rolling, the hot-rolled steel sheet has a crown that is convex in the widthwise center. When another hot-rolled steel sheet with a crown is wound around a hot-rolled steel sheet with such a crown, the center of the inner hot-rolled steel sheet comes into contact with the center of the outer hot-rolled steel sheet. For this reason, when the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, the tension acting on the hot-rolled steel sheet is greater in the widthwise center than at the ends. This uneven tension causes the flatness of the hot-rolled steel sheet to deteriorate.
そこで、本発明者らはこの張力を均一にするため、上述した熱延鋼板のクラウンに見合うだけの周長差を、巻き取られる熱延鋼板に付与すればよく、すなわち熱延鋼板に中波を形成すればよいことを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、熱間圧延工程において熱延鋼板のコイルを製造する方法であって、仕上圧延機により、熱延鋼板に対して少なくとも幅方向中央部において所定急峻度の中波を形成し、前記中波が形成された熱延鋼板をコイラーのマンドレルにより巻き取ってコイルを製造し、仕上げ圧延後の熱延鋼板に生じるボディークラウンに基づいて、前記中波の所定急峻度を決定することを特徴としている。なお、本発明における中波とは、少なくとも熱延鋼板の幅方向中央部において、圧延方向に周期的に波高さが変動するように形成される波形状を示すものである。
The inventors have found that, in order to make the tension uniform, it is sufficient to give the hot-rolled steel sheet to be wound a difference in circumferential length corresponding to the crown of the hot-rolled steel sheet, i.e., to form a medium wave on the hot-rolled steel sheet. The present invention has been made based on this finding, and is a method for producing a coil of a hot-rolled steel sheet in a hot rolling process, which is characterized in that a medium wave having a predetermined steepness is formed on the hot-rolled steel sheet at least in the widthwise center portion by a finishing rolling mill, the hot-rolled steel sheet on which the medium wave is formed is wound on a mandrel of a coiler to produce a coil , and the predetermined steepness of the medium wave is determined based on the body crown generated on the hot-rolled steel sheet after the finish rolling . Note that the medium wave in the present invention refers to a wave shape formed such that the wave height periodically varies in the rolling direction at least in the widthwise center portion of the hot-rolled steel sheet.
本発明によれば、仕上げ圧延において熱延鋼板に中波を形成しているので、当該熱延鋼板に周長差を付与して、マンドレルに巻き取られた熱延鋼板に作用する張力を幅方向に均一にすることができる。その結果、熱延鋼板の平坦度を向上させることができる。 According to the present invention, a medium wave is formed in the hot-rolled steel sheet during finish rolling, so that a difference in circumferential length is imparted to the hot-rolled steel sheet, and the tension acting on the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel can be made uniform in the width direction. As a result, the flatness of the hot-rolled steel sheet can be improved.
かかる場合、前記ボディークラウン毎に、熱延鋼板の圧延方向所定位置における前記中波の急峻度と、前記コイルにおける前記所定位置の熱延鋼板の平坦度との関係を予め求めておき、仕上げ圧延後に前記ボディークラウンを測定し、当該測定結果と前記関係から、前記中波の所定急峻度を決定してもよい。 In such a case, the relationship between the steepness of the medium wave at a predetermined position in the rolling direction of the hot-rolled steel sheet and the flatness of the hot-rolled steel sheet at the predetermined position in the coil may be determined in advance for each body crown, the body crown may be measured after finish rolling, and the predetermined steepness of the medium wave may be determined from the measurement result and the relationship.
また、仕上げ圧延後の前記ボディークラウンを測定し、当該測定結果と下記式(1)を用いて、前記コイルにおける熱延鋼板の巻き数に応じて前記中波の所定急峻度を決定し、仕上圧延機により熱延鋼板に前記中波を形成する際、前記決定された中波の所定急峻度に基づいて、熱延鋼板の圧延方向位置に応じて前記中波の急峻度を変更してもよい。なお、下記式(1)における調整係数α及びβは、実操業における中波の急峻度の測定結果に基づいて設定してもよい。
前記熱延コイルの製造方法において、前記中波の所定の急峻度は0.5%~5%であってもよい。 In the hot-rolled coil manufacturing method, the predetermined steepness of the medium wave may be 0.5% to 5%.
前記熱延コイルの製造方法において、前記中波は、熱延鋼板の圧延方向に先端から200m以内の範囲に形成してもよい。 In the manufacturing method of the hot-rolled coil, the medium wave may be formed within a range of 200 m from the tip in the rolling direction of the hot-rolled steel sheet.
前記熱延コイルの製造方法において、前記マンドレルに巻き取られる熱延鋼板は、未変態若しくは変態中、又は変態完了後で700℃以上であってもよい。 In the method for manufacturing hot-rolled coils, the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel may be at 700°C or higher while untransformed, during transformation, or after transformation is complete.
本発明によれば、仕上げ圧延において熱延鋼板に中波を形成することで、当該熱延鋼板に周長差を付与して、巻き取り時に熱延鋼板に作用する張力を幅方向に均一にすることができる。その結果、熱延鋼板の平坦度を向上させることができる。 According to the present invention, by forming a medium wave in the hot-rolled steel sheet during finish rolling, a difference in circumferential length is imparted to the hot-rolled steel sheet, and the tension acting on the hot-rolled steel sheet during winding can be made uniform in the width direction. As a result, the flatness of the hot-rolled steel sheet can be improved.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in this specification and the drawings, elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
<熱間圧延設備>
まず、本発明に係る熱間圧延設備の構成について説明する。図1は、熱間圧延設備1の仕上圧延機2以降の構成の概略を示す説明図である。
<Hot rolling equipment>
First, the configuration of the hot rolling facility according to the present invention will be described. Fig. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of the hot rolling
熱間圧延設備1には、加熱炉(図示せず)から排出され粗圧延機(図示せず)で圧延された鋼板Hを所定の厚みに連続圧延する仕上圧延機2、仕上げ圧延後の鋼板H(以下、熱延鋼板H)を所定温度まで冷却する冷却装置3、冷却された熱延鋼板Hを巻き取るコイラー4が、熱延鋼板Hの搬送方向にこの順で設けられている。仕上圧延機2とコイラー4との間には、熱延鋼板Hを搬送するランアウトテーブル5が設けられている。そして、仕上圧延機2で圧延された熱延鋼板Hは、ランアウトテーブル5上で搬送中に冷却装置3によって冷却された後、コイラー4に巻き取られてコイルCとして製造される。
In the hot rolling
なお、熱間圧延設備1の仕上圧延機2と冷却装置3の間には、仕上圧延機2で圧延された熱延鋼板Hの板厚を測定する板厚計6が設けられている。板厚計6は、熱延鋼板Hの幅方向の板厚分布を測定し、当該熱延鋼板Hのボディークラウンを測定することができる。
Between the
図2は、コイラー4の構成の概略を示す説明図である。なお、図2の例は、コイラー4での巻き取り操業開始の状態を示している。コイラー4は、ピンチロール10、シュート11、マンドレル12、及びラッパーロール13を有している。
Figure 2 is an explanatory diagram showing the outline of the configuration of the
コイラー4では、熱延鋼板Hをピンチロール10でマンドレル12の方向にベンディングし、シュート11を通過させる。ここで、熱延鋼板Hの先端がマンドレル12に到達する前までは、ラッパーロール13は閉となっており(マンドレル12と接触)、互いに鋼板速度より数%増速した速度で回転しながら待機している。そして、熱延鋼板Hがマンドレル12とラッパーロール13に到達すると、これらマンドレル12とラッパーロール13で熱延鋼板Hを挟み込みながら巻き取る。マンドレル12は後述するようにシリンダー部24によってその径を拡大及び縮小することが可能で、コイルCにおいて熱延鋼板Hが所定の巻き数だけ巻き取られると拡大を始め、拡大する力とコイルCが巻き締まる力が釣り合うところで径の拡大を停止し、ラッパーロール13は開となりコイルCから離れていく。
In the
図3及び図4は、マンドレル12の構成の概略を示す説明図である。図3に示すようにマンドレル12は、セグメント式のものであり、マンドレルセグメント20、ウェッジ21、スライドロッド22、及びウェッジシャフト23を有している。これら構成部材のうち、スライドロッド22とウェッジシャフト23でシリンダー部24を構成している。このシリンダー部24でウェッジ21を摺動させることによって、ウェッジシャフト23に付けた勾配に沿ってマンドレルセグメント20が半径方向に拡大方向又は縮小方向に摺動する仕組みになっている。
Figures 3 and 4 are explanatory diagrams showing the outline of the configuration of the
また、図4に示すようにマンドレル12は、セグメントツバ部25とウェッジアゴ部26の間に隙間Aを持っており、回転すると遠心力で隙間Aが無くなり膨らむ機構となっている。なお、セグメント-ウェッジ部27は、マンドレルセグメント20とウェッジ21の一組を備え、4組のセグメント-ウェッジ部27でマンドレル12を構成している。
As shown in FIG. 4, the
<平坦度悪化のメカニズム>
本発明は、以上の構成の熱間圧延設備で製造されるコイルにおいて、熱延鋼板の平坦度を向上させるものである。熱延鋼板の巻き取り温度は、材質によって異なるがおよそ100~800℃までの範囲であり、熱間圧延設備で製造されたコイルはコイルヤードに搬送され、常温まで冷却された後、巻き解かれる。本発明で向上させる平坦度は、このコイルを巻き解いた熱延鋼板の平坦度(より詳細には、後述するように巻き締まり要因による熱延鋼板の平坦度)であって、かかる場合、熱延鋼板の幅方向端部には耳波と呼ばれる波状の面外変形が生じている。ここで、多くの熱延鋼板において起きる平坦度悪化は耳波であり、本発明は、この耳波を改善することを意図している。
<Mechanism of deterioration of flatness>
The present invention improves the flatness of a hot-rolled steel sheet in a coil manufactured by the hot rolling equipment having the above configuration. The coiling temperature of the hot-rolled steel sheet varies depending on the material, but is in the range of approximately 100 to 800°C. The coil manufactured by the hot rolling equipment is transported to a coil yard, cooled to room temperature, and then unwound. The flatness improved by the present invention is the flatness of the hot-rolled steel sheet after unwound from the coil (more specifically, the flatness of the hot-rolled steel sheet due to the tightening factor as described later), and in such a case, a wavy out-of-plane deformation called a "strip wave" occurs at the width direction end of the hot-rolled steel sheet. Here, the flatness deterioration that occurs in many hot-rolled steel sheets is a strip wave, and the present invention is intended to improve this strip wave.
なお、図5は、耳波の程度を表す急峻度の定義を示す説明図である。急峻度λは、熱延鋼板の幅方向端部の波高さHを波のピッチLで割り、さらに100倍して、パーセント表示で表す。また、急峻度λは、伸びひずみ差Δεを用いて下記式(2)で表される。なお、この急峻度の定義は、熱延鋼板の幅方向中央部に生じる中波にも適用される。
そして、本発明者らが鋭意検討を行い、熱間圧延工程後の熱延鋼板の平坦度悪化のメカニズムを解明した。すなわち、平坦度悪化は、熱延鋼板における幅方向の不均一温度分布で熱ひずみが生じる温度要因と、コイラー巻き取り時に生じる幅方向の不均一張力分布での巻き締まりによってコイル内周部が塑性変形する巻き締まり要因との、2つの要因が組み合わさって発生することが明らかになった。以下、これら2つの要因について説明する。 The inventors conducted extensive research and elucidated the mechanism behind the deterioration of flatness of hot-rolled steel sheets after the hot rolling process. In other words, it became clear that the deterioration of flatness is caused by a combination of two factors: a temperature factor in which thermal strain occurs due to uneven temperature distribution in the width direction of the hot-rolled steel sheet, and a tightening factor in which plastic deformation occurs at the inner circumference of the coil due to tightening caused by uneven tension distribution in the width direction that occurs during coiling. These two factors are explained below.
(温度要因)
1つ目の温度要因による平坦度悪化について説明する。コイラーに巻き取られる直前の熱延鋼板には、幅方向の不均一温度分布によって熱ひずみが生じる。この熱ひずみが伸びひずみ差(残留ひずみ)となって、熱延鋼板の平坦度悪化(形状悪化)となる。
(Temperature factors)
The first cause of flatness deterioration due to temperature will be explained. A hot-rolled steel sheet immediately before being wound by a coiler is subjected to thermal strain due to non-uniform temperature distribution in the width direction. This thermal strain becomes an elongation strain difference (residual strain), which causes flatness deterioration (shape deterioration) of the hot-rolled steel sheet.
温度要因による平坦度悪化は、従来より知られているものであり、例えば上述した特許文献1や公知文献(2004年9月 日本鉄鋼協会 第148回秋季講演大会「熱延鋼板冷却後の平坦度予測手法の検討」明石ら)などに開示されている。すなわち、仕上圧延機で仕上げ圧延された熱延鋼板がランアウトテーブル上で搬送中に冷却装置によって冷却される際、幅方向の不均一温度分布によって伸びひずみ差が生じる。しかしこの伸びひずみ差は、熱延鋼板が下ピンチロールを通過する前後で次のような矯正作用により、ほぼ伸びひずみ差は0となる。例えば巻き取り直前のコイラーによる張力が付与された状態の熱延鋼板は下ピンチロール直前までは通板方向曲率半径無限大で通板されるが、通過する際下ピンチロールに張力が付与されながら巻き付く(面接触する)ため、強制的に下ピンチロール半径で曲げ変形が加わり、通過後はまた通板方向曲率半径無限大となることで矯正される。そして、その巻き取り時における熱延鋼板の幅方向温度分布が、コイルの巻き解き時において常温に下げられる際に、熱延鋼板に伸びひずみ差が生じ、平坦度が悪化する。
Deterioration of flatness due to temperature factors has been known for a long time, and is disclosed in, for example, the above-mentioned
(巻き締まり要因)
2つ目の巻き締まり要因による平坦度悪化について説明する。例えば仕上げ圧延後の熱延鋼板に生じるクラウンによって、コイラーに巻き取られる際に熱延鋼板に作用する張力が幅方向に不均一に分布するが、この不均一張力分布での巻き締まりによってコイルの内周部が塑性変形して塑性ひずみが生じる。この塑性ひずみが伸びひずみ差(残留ひずみ)となって、熱延鋼板の平坦度悪化(形状悪化)となる。
(Cause of tightening)
The second cause of flatness deterioration caused by tightening is explained below. For example, due to the crown that occurs in the hot-rolled steel sheet after finish rolling, the tension acting on the hot-rolled steel sheet when it is wound on a coiler is distributed unevenly in the width direction. Tightening under this uneven tension distribution plastically deforms the inner circumference of the coil, causing plastic strain. This plastic strain becomes an elongation strain difference (residual strain), causing flatness deterioration (shape deterioration) of the hot-rolled steel sheet.
次に、巻き締まり要因による平坦度悪化のメカニズムについて、図6及び図7を用いて詳細に説明する。具体的には、下記(A)~(D)の現象により平坦度悪化が生じる。なお、図6及び図7において、符号Tは引張応力を示し、Sは圧縮応力を示している。また、図7において、(a)はマンドレルの幅方向端部に作用する圧縮応力(ゼロ)を示し、(b)は幅方向端部と中央部の間に作用する圧縮応力(図中の矢印)を示し、(c)は幅方向中央部に作用する圧縮応力(図中の矢印)を示している。 Next, the mechanism of flatness deterioration caused by winding tightening will be explained in detail with reference to Figures 6 and 7. Specifically, flatness deterioration occurs due to the following phenomena (A) to (D). In Figures 6 and 7, the symbol T indicates tensile stress, and S indicates compressive stress. In Figure 7, (a) indicates compressive stress (zero) acting on the widthwise ends of the mandrel, (b) indicates compressive stress acting between the widthwise ends and the center (arrows in the figure), and (c) indicates compressive stress acting on the widthwise center (arrows in the figure).
(A)まず、コイラー4で熱延鋼板Hを一定張力で巻き取ると、図6及び図7に示すようにコイルCの表面における熱延鋼板Hには引張応力Tが作用するが、マンドレル12近傍のコイルCの内周部における熱延鋼板Hには圧縮応力Sが作用する。
(A) First, when the hot-rolled steel sheet H is wound with a constant tension by the
(B)また、一般的な熱延鋼板Hは、幅方向中央部が凸型となるようなクラウンを有している。熱延鋼板Hには通板の安定性から経験的にクラウンが形成される。そして、このようなクラウンを有する熱延鋼板Hに、さらにクラウンを有する別の熱延鋼板Hが巻き重ねられると、内側の熱延鋼板Hの中央部と外側の熱延鋼板Hの中央部が接触する。このため、コイルCの内周部において幅方向中央部には端部に比べ、より大きな圧縮応力Sが作用する。 (B) In addition, a typical hot-rolled steel sheet H has a crown that is convex in the widthwise center. The crown is formed in the hot-rolled steel sheet H empirically based on the stability of the sheet during threading. When a hot-rolled steel sheet H having such a crown is wound over another hot-rolled steel sheet H having a crown, the center of the inner hot-rolled steel sheet H comes into contact with the center of the outer hot-rolled steel sheet H. For this reason, a greater compressive stress S acts on the widthwise center of the inner circumference of the coil C than on the ends.
(C)実操業では、マンドレル12は待機径で熱延鋼板Hが搬送されるのを待っており、所定の巻き数だけ熱延鋼板Hが巻き付くと、さらに拡大(過拡大)させることになる。そして、マンドレル12を拡大しようとするシリンダー部24の押し力と、コイルCからの面圧とが釣り合った時点でその拡大は止まり、マンドレル12は一定径を保持することになる。しかしながら、実際には、熱延鋼板Hの巻き取り時の張力、熱延鋼板Hの板厚、熱延鋼板H間の摩擦力等の影響で巻き締まり力が過大になり、シリンダー部24の押し力が負けて、マンドレル12の径は巻き締まりが完了した時点から徐々に縮小していく。このようなマンドレル12の径縮小によって、本来マンドレル12が受けるべき圧縮の巻き締まり力を、コイルCの内周部の熱延鋼板Hが受け持たざるを得ない状況となる。
(C) In actual operation, the
(D)以上のような現象が重なると、コイルCの内周部において、特に幅方向中央部で通板方向(円周方向)の圧縮応力Sが大きくなり、その結果としてマンドレル12の表面に作用する径方向の圧縮応力Sが大きくなる。図4に示したようにマンドレル12は4つのマンドレルセグメント20(セグメント-ウェッジ部27)を有するが、図7に示すようにこれらマンドレルセグメント20に均等に径方向の圧縮応力Sが作用する。そうすると、図8に示すようにマンドレルセグメント20が片持ち梁の状態になっているため、当該マンドレルセグメント20が変形して(図中の点線)、径方向の圧縮応力Sを均一に受けることができなくなる。さらに図7に示すように径方向に発生した圧縮応力Sは幅方向中央部に比べて端部が小さくなるので、マンドレルセグメント20のたわみ量も幅方向中央部に比べて端部が小さくなる。その結果、図9に示すように見かけ上、マンドレル12には幅方向に幾何学的な周長差が発生し、そのマンドレル12の径は幅方向中央部が端部よりも小さくなる。そして、このように変形した状態のマンドレル12に熱延鋼板Hがコイル状に巻き取られる。かかる巻き取りは熱間状態での操業であることから、幅方向中央部に圧縮塑性変形、変態塑性による変形やクリープ変形が発生して形状が凍結される。こうして、熱延鋼板Hに平坦度悪化(耳波)が発生する。
(D) When the above phenomena occur at the same time, the compressive stress S in the sheet passing direction (circumferential direction) becomes large at the inner circumference of the coil C, especially at the widthwise center, and as a result, the radial compressive stress S acting on the surface of the
<本実施形態における平坦度向上方法>
以上が熱延鋼板の平坦度悪化のメカニズムであり、本発明者らは、平坦度悪化が、温度要因と巻き締まり要因が組み合わさって発生することを見出した。ここで、上述したように温度要因による平坦度悪化は、従来より知られているものであり、その対策も講じられている。具体的には、例えば仕上圧延機前に設置したエッジヒータや、冷却装置に設置したエッジマスクを用いて、幅方向温度分布が均一になるように制御することで、熱延鋼板の平坦度を向上させることが可能となる。そこで、本発明では、巻き締まり要因によって悪化する熱延鋼板の平坦度を向上させる。
<Flatness Improvement Method in the Present Embodiment>
The above is the mechanism of flatness deterioration of a hot-rolled steel sheet, and the inventors have found that flatness deterioration occurs due to a combination of temperature and tightening factors. As described above, flatness deterioration due to temperature factors has been known for some time, and measures have been taken to address this. Specifically, for example, an edge heater installed in front of a finishing rolling mill or an edge mask installed in a cooling device is used to control the temperature distribution in the width direction to be uniform, thereby making it possible to improve the flatness of the hot-rolled steel sheet. Therefore, in the present invention, the flatness of the hot-rolled steel sheet that is deteriorated due to the tightening factor is improved.
(中波形成)
本発明者らは、上述した凸型のクラウンによる平坦度悪化を改善するため、マンドレルで熱延鋼板を巻き取った際に当該熱延鋼板に作用する張力が均一になるように、仕上げ圧延後の熱延鋼板に中波を形成することを見出した。
(Medium wave formation)
The present inventors have discovered that in order to improve the deterioration of flatness due to the above-mentioned convex crown, a medium wave is formed in the hot-rolled steel sheet after finish rolling so that the tension acting on the hot-rolled steel sheet becomes uniform when the hot-rolled steel sheet is wound around a mandrel.
図10は、凸型のクラウンが形成された熱延鋼板Hを巻き取った際に当該熱延鋼板Hに作用する張力分布(図中の矢印)を示し、(a)は1巻きの状態を示し、(b)は2巻の状態を示している。図10(a)に示すように、マンドレル12に熱延鋼板Hを1巻きした状態では、張力σは幅方向にほぼ一様な分布となる。一方、図10(b)に示すようにマンドレル12に熱延鋼板Hを2巻きすると、1巻き目の熱延鋼板Hの中央部と2巻目の熱延鋼板Hの中央部が接触し、張力σは幅方向中央部が端部に比べて大きくなり、不均一に分布する。そして、さらに熱延鋼板Hを巻き重ねていくと、この張力σの不均一分布はより大きくなる。
Figure 10 shows the tension distribution (arrows in the figure) acting on the hot-rolled steel sheet H when the hot-rolled steel sheet H with a convex crown is wound, with (a) showing the state of one winding and (b) showing the state of two windings. As shown in Figure 10(a), when the hot-rolled steel sheet H is wound once around the
図11は、マンドレル12における内圧Pと熱延鋼板Hにかかる張力σ(周方向応力)との関係を示す説明図である。ここで、マンドレル12における内圧Pと熱延鋼板Hにかかる張力σには、下記式(3)の関係がある。したがって、張力σが幅方向において中央部から端部で均一になるためには、内圧Pが等しくなる必要がある。そして、内圧Pを等しくするためには、マンドレル12に巻き取られる熱延鋼板Hの幾何学的形状として、幅方向中央部の周長が端部の周長より長くなる太鼓状の伸びひずみ差をつければよいことになる。
σ=P・r/h ・・・(3)
但し、r:マンドレルの半径、h:熱延鋼板の幅方向中央部における板厚
11 is an explanatory diagram showing the relationship between the internal pressure P in the
σ=P・r/h...(3)
Where r is the radius of the mandrel, and h is the thickness of the hot-rolled steel sheet at the center in the width direction.
そこで、張力を均一にするため、熱延鋼板に中波を形成する。中波は、少なくとも熱延鋼板の幅方向中央部において、圧延方向に周期的に波高さが変動するように形成される波形状の面外変形である。そしてこのように仕上げ圧延後の熱延鋼板に中波を形成すると、マンドレルに巻き取られた熱延鋼板には、幅方向中央部の周長が端部の周長より長くなる周長差が生じ、すなわち上述した熱延鋼板の凸型のクラウンに見合うだけの周長差が付与される。そうすると、巻き取られた熱延鋼板に作用する張力を幅方向に均一にすることができ、その結果熱延鋼板の平坦度を向上させることができる。 Therefore, to make the tension uniform, a medium wave is formed on the hot-rolled steel sheet. A medium wave is a corrugated out-of-plane deformation formed such that the wave height periodically varies in the rolling direction at least in the widthwise center of the hot-rolled steel sheet. When a medium wave is formed on the hot-rolled steel sheet after finish rolling in this way, a circumferential difference occurs in the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel, where the circumferential length of the widthwise center is longer than that of the ends, i.e., a circumferential difference that is commensurate with the convex crown of the hot-rolled steel sheet described above is imparted. This makes it possible to make the tension acting on the wound hot-rolled steel sheet uniform in the width direction, thereby improving the flatness of the hot-rolled steel sheet.
具体的には、例えばコイルを精整工程に搬送して形状を矯正する必要がないレベルにまで、平坦度を向上させることも可能である。その結果、製造コストを低廉化できるとともに、製造期間を安定化して短縮化することができる。また、精整工程で熱延鋼板の表面に発生する疵を抑制して、製品の歩留まりを向上させることも可能となる。 Specifically, it is possible to improve the flatness to a level where there is no need to transport the coil to a finishing process to correct the shape. As a result, it is possible to reduce manufacturing costs and stabilize and shorten the manufacturing period. It is also possible to improve product yield by suppressing the defects that occur on the surface of the hot-rolled steel sheet during the finishing process.
なお、仕上げ圧延後の熱延鋼板に中波を形成する範囲は、熱延鋼板の先端がマンドレルに巻き付くまでであり、例えば先端から200mの範囲である。以下、この熱延鋼板の範囲を先端部という場合がある。実操業では経験上、先端部以降の範囲においては、コイルに巻き取られた熱延鋼板の形状は平坦になる。これは、熱延鋼板の先端がマンドレルに到達すると当該熱延鋼板に張力が発生し、形状が矯正されるためであると推察される。したがって、本発明では熱延鋼板の先端部に中波を形成する。 The range in which medium waves are formed on hot-rolled steel sheet after finish rolling is until the tip of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, for example, within a range of 200 m from the tip. Hereinafter, this range of hot-rolled steel sheet may be referred to as the tip portion. From experience in actual operation, the shape of the hot-rolled steel sheet wound on the coil becomes flat in the range beyond the tip portion. This is presumably because tension is generated in the hot-rolled steel sheet when the tip of the hot-rolled steel sheet reaches the mandrel, correcting the shape. Therefore, in the present invention, medium waves are formed at the tip portion of the hot-rolled steel sheet.
また、熱延鋼板の先端部以降には中波を形成しないため、凸型のクラウンが形成された熱延鋼板がマンドレルに巻き取られることになる。かかる場合、上述したように幅方向中央部には端部に比べ、より大きな圧縮応力が生じる。このため、先端部に中波が形成された状態で熱延鋼板がマンドレルに巻き取られても、当該先端部の中波には圧縮応力が作用するため、結果に中波は消滅する。すなわち、先端部が巻き取られた際には、中波により張力分布を幅方向に均一にすることで形状(耳波)を改善することができ、さらに先端部以降が巻き取られた際には、圧縮応力により中波を消滅させて形状を改善することができる。したがって、熱延鋼板の形状を平坦にすることができる。 In addition, since no medium wave is formed after the tip of the hot-rolled steel sheet, the hot-rolled steel sheet with a convex crown is wound around the mandrel. In such a case, as described above, a larger compressive stress is generated in the center in the width direction than in the end. Therefore, even if the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel with a medium wave formed at the tip, compressive stress acts on the medium wave at the tip, and as a result, the medium wave disappears. In other words, when the tip is wound, the shape (ear wave) can be improved by making the tension distribution uniform in the width direction using the medium wave, and further, when the tip and subsequent parts are wound, the shape can be improved by eliminating the medium wave using compressive stress. Therefore, the shape of the hot-rolled steel sheet can be made flat.
なお、仕上圧延機において熱延鋼板に中波を形成する方法は任意である。例えば図12に示すように仕上圧延機2の複数のスタンドのうち、圧延方向最上流側の最終スタンドにおいて、ワークロール2a、2aにベンダー(図示せず)によりモーメントMをかけ、当該ワークロール2a、2aの幅方向中央部を突出させる(図中の点線)。そうすると、このワークロール2a、2aにより熱延鋼板の幅方向中央部が押圧されることになるので、当該熱延鋼板に中波が形成される。また、仕上圧延機における圧延荷重を変動させることにより、熱延鋼板に中波を形成することも可能である。
The method of forming medium waves in the hot-rolled steel sheet in the finishing mill is arbitrary. For example, as shown in FIG. 12, in the final stand on the most upstream side in the rolling direction among the multiple stands of the finishing
(中波の目標急峻度)
次に、以上のように熱延鋼板の先端部に形成される中波の具体的な急峻度について説明する。目標とする中波の所定急峻度(以下、目標急峻度という)は、仕上げ圧延直後の熱延鋼板に生じるクラウンに基づいて決定する。すなわち、目標急峻度λはクラウンCrの関数、λ=f(Cr)で算出される。クラウンに基づいた目標急峻度の決定方法は、例えば2つある。
(Medium wave target steepness)
Next, a specific steepness of the medium wave formed at the tip of the hot-rolled steel sheet as described above will be described. The predetermined steepness of the target medium wave (hereinafter referred to as the target steepness) is determined based on the crown generated in the hot-rolled steel sheet immediately after finish rolling. That is, the target steepness λ is calculated as a function of the crown Cr, λ=f(Cr). There are, for example, two methods for determining the target steepness based on the crown.
なお、本発明においてこのクラウンは、ボディークラウンで定義する。図13に示すように熱延鋼板Hのクラウンは、幅方向端部(エッジ)における板厚と幅方向中央部(センター)における板厚の差であり、ボディークラウンとエッジドロップの和となる。ボディークラウンは、エッジにおける板厚と、当該エッジから75mmの点(以下、75mm点という)における板厚との差である。エッジドロップは、75mm点における板厚と、センターにおける板厚との差である。そして、熱延鋼板Hのクラウンを、エッジドロップを含めないボディークラウンと定義する。 In the present invention, this crown is defined as the body crown. As shown in FIG. 13, the crown of the hot-rolled steel sheet H is the difference between the sheet thickness at the widthwise end (edge) and the sheet thickness at the widthwise center (center), and is the sum of the body crown and the edge drop. The body crown is the difference between the sheet thickness at the edge and the sheet thickness at a point 75 mm from the edge (hereinafter referred to as the 75 mm point). The edge drop is the difference between the sheet thickness at the 75 mm point and the sheet thickness at the center. The crown of the hot-rolled steel sheet H is defined as the body crown excluding the edge drop.
(第1の実施形態)
第1の実施形態にかかる目標急峻度の決定方法について説明する。この方法では、熱延鋼板のボディークラウン毎に、仕上げ圧延後の熱延鋼板の圧延方向所定位置における中波の急峻度と、巻き取り後のコイルにおける前記所定位置の熱延鋼板の平坦度(例えば急峻度)との関係を予め求めておく。すなわち、この関係は、仕上げ圧延後に形成される中波により、熱延鋼板の平坦度がどの程度改善されるかを示す指標である。
(First embodiment)
A method for determining a target steepness according to the first embodiment will be described. In this method, a relationship between the steepness of the medium wave at a predetermined position in the rolling direction of the hot-rolled steel sheet after finish rolling and the flatness (e.g., steepness) of the hot-rolled steel sheet at the predetermined position in the coil after winding is obtained in advance for each body crown of the hot-rolled steel sheet. In other words, this relationship is an index showing the degree to which the flatness of the hot-rolled steel sheet is improved by the medium wave formed after finish rolling.
この方法では、まず、仕上げ圧延直後の熱延鋼板のボディークラウンを測定する。ボディークラウンは、例えば図1に示した仕上圧延機と冷却装置に設けられた板厚計で測定することができる。次に、当該測定結果に基づいて、中波の急峻度と熱延鋼板の平坦度との上記関係を抽出する。この関係から、熱延鋼板の目標平坦度(例えば2%)に対応する中波の急峻度を導出し、この急峻度を目標急峻度に決定する。そして、仕上圧延機において、熱延鋼板に目標急峻度の中波を形成する。 In this method, first, the body crown of the hot-rolled steel sheet is measured immediately after finish rolling. The body crown can be measured, for example, by a thickness gauge installed in the finishing rolling mill and cooling device shown in FIG. 1. Next, based on the measurement results, the above-mentioned relationship between the steepness of the medium wave and the flatness of the hot-rolled steel sheet is extracted. From this relationship, the steepness of the medium wave corresponding to the target flatness of the hot-rolled steel sheet (e.g., 2%) is derived, and this steepness is determined as the target steepness. Then, in the finishing rolling mill, a medium wave of the target steepness is formed in the hot-rolled steel sheet.
(第2の実施形態)
第2の実施形態にかかる目標急峻度の決定方法について説明する。この方法では、仕上げ圧延直後の熱延鋼板のボディークラウンを測定し、当該測定結果と下記式(1)を用いて、中波の目標急峻度λを決定する。中波の目標急峻度λは、コイルにおける熱延鋼板の巻き数に応じて決定される。そして、仕上圧延機において、熱延鋼板に目標急峻度の中波を形成する。
A method for determining a target steepness according to the second embodiment will be described. In this method, the body crown of a hot-rolled steel sheet immediately after finish rolling is measured, and the target steepness λ of the medium wave is determined using the measurement result and the following formula (1). The target steepness λ of the medium wave is determined according to the number of turns of the hot-rolled steel sheet on the coil. Then, a medium wave having the target steepness is formed on the hot-rolled steel sheet in the finishing rolling mill.
調整係数α及びβは、例えば実操業における中波の急峻度の測定結果に基づいて設定される。具体的には、上記式(1)において調整係数αを1、βを0(ゼロ)とした場合に算出される急峻度の理論値と、実操業で測定される急峻度の測定値を比較し、その乖離を調整係数α及びβで調整する。 The adjustment coefficients α and β are set, for example, based on the results of measurements of the steepness of medium waves in actual operation. Specifically, the theoretical steepness value calculated when the adjustment coefficients α and β are set to 1 and 0 (zero) in the above formula (1), is compared with the measured steepness value measured in actual operation, and the deviation is adjusted using the adjustment coefficients α and β.
図14は、マンドレル12に巻き取られた熱延鋼板Hの1巻き目と2巻き目の幾何学的な関係を示す説明図である。なお、図14において、マンドレル12の下半分は熱延鋼板Hが1巻きの状態を示し、上半分は熱延鋼板Hが2巻の状態を示している。
Figure 14 is an explanatory diagram showing the geometric relationship between the first and second turns of the hot-rolled steel sheet H wound around the
熱延鋼板の1巻き目がマンドレルに巻き付く際、上述した図10(a)に示したように張力はほぼ一様な分布となるため、当該1巻き目の熱延鋼板には中波を形成しない。すなわち、中波の目標急峻度λ1=0%となる。 When the first turn of the hot-rolled steel sheet is wound around the mandrel, the tension is distributed almost uniformly as shown in Fig. 10(a) above, so that no medium wave is formed in the first turn of the hot-rolled steel sheet, i.e., the target steepness λ 1 of the medium wave is 0%.
熱延鋼板の2巻き目がマンドレルに巻き付く際、すでに巻き取られている1巻き目の熱延鋼板において幅方向中央部の周長Lcと端部の周長Leの周長差ΔLは、下記式(4)で算出される。そうすると、2巻き目の熱延鋼板が周長差ΔLを吸収して均一な張力で巻き取られるための伸びひずみ差Δε2は、下記式(5)で算出される。また、2巻き目の熱延鋼板に形成される中波の目標急峻度λ2は、上記式(2)と下記式(5)から、下記式(6)で算出される。
同様にして、熱延鋼板のn巻き目がマンドレルに巻き付く際、n巻き目の熱延鋼板が周長差を吸収して均一な張力で巻き取られるための中波の目標急峻度λnは、下記式(7)で算出される。この式(7)の右辺に、例えば実操業における中波の急峻度の測定結果に基づいて調整係数α及びβを加えると、上記式(1)が導出される。
この方法では下記式に示すとおり、熱延鋼板の巻き数、すなわち圧延方向位置に応じて、中波の目標急峻度が変化する。そして、仕上圧延機では、熱延鋼板の先端部(先端から200mの範囲)がマンドレルに巻き付くまで、この目標急峻度に従って圧延条件を制御し、熱延鋼板に中波を形成する。ここで、例えば熱延鋼板の先端に形成される中波の急峻度が大きい場合、通板性が悪くなる。したがって、このように中波の急峻度を徐々に大きくしていくことは、実操業上有用となる。
以上、中波の目標急峻度について、ボディークラウンに基づいた2つの決定方法(第1~第2の実施形態)について説明した。そして、本発明者らが実際に目標急峻度を導出したところ、0.5%~5%が好ましいことが分かった。目標急峻度が0.5~5%であると、本発明において熱延鋼板の平坦度を向上させるという効果を十分得ることができる。 Above, two methods (first and second embodiments) for determining the target steepness of medium waves based on the body crown have been explained. When the inventors actually derived the target steepness, they found that 0.5% to 5% is preferable. If the target steepness is 0.5 to 5%, the effect of improving the flatness of the hot-rolled steel sheet in this invention can be sufficiently obtained.
<対象とする熱延鋼板>
上述した巻き締まり要因による平坦度向上方法は、特にコイラーによって巻き取られる熱延鋼板が未変態又は変態中の場合に特に有用である。例えば変態が終了した後に熱延鋼板を巻き取ると、当該熱延鋼板の形状は巻き取り時以上に悪化することはない。一方、コイラーに巻き取られる熱延鋼板が未変態又は変態中であれば、当該熱延鋼板はさらに変形する可能性がある。この点、本発明のように、仕上げ圧延後の熱延鋼板に中波を形成すれば、熱延鋼板が未変態又は変態中であっても、マンドレルに巻き取られた熱延鋼板に作用する張力を幅方向に均一にすることができ、当該熱延鋼板の平坦度を向上させることができる。
<Target hot-rolled steel sheets>
The above-mentioned method for improving flatness due to the winding tightening factor is particularly useful when the hot-rolled steel sheet wound by the coiler is not transformed or is being transformed. For example, when the hot-rolled steel sheet is wound after the transformation is completed, the shape of the hot-rolled steel sheet does not deteriorate more than when it is wound. On the other hand, if the hot-rolled steel sheet wound by the coiler is not transformed or is being transformed, the hot-rolled steel sheet may be further deformed. In this regard, if a medium wave is formed in the hot-rolled steel sheet after finish rolling as in the present invention, the tension acting on the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel can be made uniform in the width direction even if the hot-rolled steel sheet is not transformed or is being transformed, and the flatness of the hot-rolled steel sheet can be improved.
また、例えば変態完了後で700℃以上の高温で熱延鋼板を巻き取ると、クリープ現象により、当該熱延鋼板が変形する場合がある。したがって、本発明の平坦度向上方法は、このような高温巻き取り時にクリープ現象が生じる場合にも有用である。 In addition, for example, if a hot-rolled steel sheet is wound at a high temperature of 700°C or higher after the transformation is complete, the hot-rolled steel sheet may be deformed due to creep. Therefore, the flatness improvement method of the present invention is also useful in cases where creep occurs during such high-temperature winding.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modified or revised examples within the scope of the technical ideas described in the claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、板厚が4mm、板幅が1200mm、ボディークラウンが40μm、巻き取り温度600℃の熱延鋼板を張力20MPaの一定張力で巻き取った。その際、仕上圧延機出側において、仕上げ圧延直後に熱延鋼板の中波の急峻度を測定し、さらに熱延工程後のコイルにおいて熱延鋼板の先端から100m位置(熱延鋼板の巻き数が35巻きの位置)での平坦度(急峻度)を測定した。その結果を図15に示す。 Below, an example of the present invention will be described. In this example, a hot-rolled steel sheet with a thickness of 4 mm, width of 1200 mm, body crown of 40 μm, and winding temperature of 600°C was wound at a constant tension of 20 MPa. At this time, the steepness of the medium wave of the hot-rolled steel sheet was measured immediately after finish rolling at the exit side of the finishing rolling mill, and further, the flatness (steepness) was measured at a position 100 m from the tip of the hot-rolled steel sheet (a position where the number of turns of the hot-rolled steel sheet is 35) in the coil after the hot rolling process. The results are shown in Figure 15.
図15の横軸は仕上げ圧延後の中波の急峻度を示し、縦軸は熱延後の熱延鋼板の平坦度を示している。図15によれば、仕上圧延機で作り込まれる中波形状と熱間工程後の熱延鋼板の平坦度に相関があることが分かる。さらに、中波の急峻度を大きくすると熱間工程後の耳波形状が徐々に中波に近づいていき、急峻度3.5%程度の中波でフラットな形状(平坦)を作り込むことができることを確認した。 The horizontal axis of Figure 15 shows the steepness of the medium wave after finish rolling, and the vertical axis shows the flatness of the hot-rolled steel sheet after hot rolling. Figure 15 shows that there is a correlation between the medium wave shape created by the finish rolling mill and the flatness of the hot-rolled steel sheet after the hot rolling process. Furthermore, it was confirmed that by increasing the steepness of the medium wave, the ear wave shape after the hot rolling process gradually approaches the medium wave, and a flat shape (flatness) can be created with a medium wave steepness of about 3.5%.
また、この急峻度3.5%の中波で、熱間工程後の熱延鋼板の平坦度がほぼ0%になる点をボディークラウン40μmmの場合の仕上げ圧延後の中波の目標形状と考え、ボディークラウン毎の中波の目標急峻度を求めた。その結果を図16に示す。 In addition, the point at which the flatness of the hot-rolled steel sheet after the hot rolling process becomes nearly 0% at this medium wave steepness of 3.5% was considered to be the target shape of the medium wave after finish rolling for a body crown of 40 μmm, and the target steepness of the medium wave for each body crown was determined. The results are shown in Figure 16.
図16の横軸は熱延鋼板のボディークラウンを示し、縦軸は中波の目標急峻度を示している。この目標急峻度の値は、巻き取り時の張力、巻き取り温度、熱延鋼板の板厚によって僅かではあるが変化するため、実体に応じて調整係数によって補正する。この調整係数は、上記第2の実施形態における上記式(1)の調整係数αである。本実施例においては、ボディークラウン40μmにおいて、目標急峻度の実測値が3.5%であり、上記式(1)から算出される理論値が3.3%であり、調整係数αを1.05、βを0(ゼロ)としている。そして、図16に示すようにボディークラウン毎に中波の目標急峻度を決定できるようにしておけば、熱延鋼板を所望の平坦度に形成することができる。 The horizontal axis of FIG. 16 indicates the body crown of the hot-rolled steel sheet, and the vertical axis indicates the target steepness of the medium wave. The value of this target steepness changes slightly depending on the tension during winding, the winding temperature, and the thickness of the hot-rolled steel sheet, so it is corrected by an adjustment coefficient according to the actual situation. This adjustment coefficient is the adjustment coefficient α of the above formula (1) in the second embodiment. In this embodiment, at a body crown of 40 μm, the actual measured value of the target steepness is 3.5%, and the theoretical value calculated from the above formula (1) is 3.3%, and the adjustment coefficient α is set to 1.05 and β is set to 0 (zero). And, if the target steepness of the medium wave can be determined for each body crown as shown in FIG. 16, the hot-rolled steel sheet can be formed to the desired flatness.
なお、本実施例のように目標急峻度の中波を形成しない場合でも、少なくとも仕上げ圧延後の熱延鋼板に中波が形成されていれば、熱延鋼板の平坦度を向上させるという効果を享受できる。 Even if a medium wave with the target steepness is not formed as in this embodiment, the effect of improving the flatness of the hot-rolled steel sheet can be achieved as long as a medium wave is formed in the hot-rolled steel sheet after at least finish rolling.
次に、本発明の別の実施例について説明する。本実施例では、板厚が4mm、板幅が1200mm、ボディークラウンが40μm、巻き取り温度600℃の熱延鋼板を張力20MPaの一定張力で巻き取った。その際、仕上圧延機出側において、仕上げ圧延直後に熱延鋼板の中波の平均急峻度を測定し、さらに熱延工程後のコイルにおいて熱延鋼板の先端から200m位置での平坦度(急峻度)を測定した。なお、平均急峻度は、熱延鋼板の先端から200mまでの範囲に形成される中波の平均の急峻度である。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a hot-rolled steel sheet having a thickness of 4 mm, a width of 1200 mm, a body crown of 40 μm, and a winding temperature of 600° C. was wound at a constant tension of 20 MPa. At this time, the average steepness of the medium waves of the hot-rolled steel sheet was measured immediately after finish rolling at the exit side of the finishing rolling mill, and the flatness (steepness) was measured at a position 200 m from the tip of the hot-rolled steel sheet in the coil after the hot rolling process. The average steepness is the average steepness of the medium waves formed in the range from the tip of the hot-rolled steel sheet to 200 m.
実施例1は、仕上げ圧延において熱延鋼板に中波を形成した場合であり、その中波の急峻度は目標急峻度に限定していない。 In Example 1, a medium wave is formed in a hot-rolled steel sheet during finish rolling, and the steepness of the medium wave is not limited to the target steepness.
実施例2は、上記第2の実施形態における目標急峻度の決定方法を用いて、上記式(1)により中波の目標急峻度を決定し、仕上げ圧延において熱延鋼板に当該目標急峻度の中波を形成した場合である。この目標急峻度の値は、巻き取り時の張力、巻き取り温度、熱延鋼板の板厚によって僅かではあるが変化するため、実体に応じて調整係数α及びβによって補正する。本実施例2では、調整係数αを0.95、βを0(ゼロ)としている。 Example 2 is a case where the target steepness of a medium wave is determined by the above formula (1) using the method for determining the target steepness in the second embodiment, and a medium wave of the target steepness is formed in the hot-rolled steel sheet during finish rolling. Since the value of this target steepness varies slightly depending on the tension during winding, the winding temperature, and the thickness of the hot-rolled steel sheet, it is corrected by adjustment coefficients α and β according to the actual situation. In this Example 2, adjustment coefficients α and β are set to 0.95 and 0 (zero), respectively.
比較例1は、仕上げ圧延工程において、本発明のように熱延鋼板に中波を形成しない場合である。 Comparative Example 1 is a case where medium waves are not formed on the hot-rolled steel sheet during the finish rolling process, as in the present invention.
その測定結果を図17に示す。図17は実施例1、実施例2、比較例3の棒グラフであって、縦軸は熱延後の熱延鋼板の平坦度を示している。図17によれば、コイルの熱延鋼板の平坦度は、比較例1において5.5%であったのに対し、実施例1では2%に大きく改善し、実施例2ではさらに0.5%と飛躍的に改善している。 The measurement results are shown in Figure 17. Figure 17 is a bar graph of Example 1, Example 2, and Comparative Example 3, with the vertical axis showing the flatness of the hot-rolled steel sheet after hot rolling. According to Figure 17, the flatness of the hot-rolled steel sheet in the coil was 5.5% in Comparative Example 1, but was greatly improved to 2% in Example 1, and further improved dramatically to 0.5% in Example 2.
本発明は、熱間圧延工程において熱延鋼板のコイルを製造する際に有用である。 The present invention is useful in producing coils of hot-rolled steel sheets during the hot rolling process.
1 熱間圧延設備
2 仕上圧延機
2a ワークロール
3 冷却装置
4 コイラー
5 ランアウトテーブル
6 板厚計
10 ピンチロール
11 シュート
12 マンドレル
13 ラッパーロール
20 マンドレルセグメント
21 ウェッジ
22 スライドロッド
23 ウェッジシャフト
24 シリンダー部
25 セグメントツバ部
26 ウェッジアゴ部
27 セグメント-ウェッジ部
C コイル
H 熱延鋼板
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
仕上圧延機により、熱延鋼板に対して少なくとも幅方向中央部において所定急峻度の中波を形成し、
前記中波が形成された熱延鋼板をコイラーのマンドレルにより巻き取ってコイルを製造し、
仕上げ圧延後の熱延鋼板に生じるボディークラウンに基づいて、前記中波の所定急峻度を決定することを特徴とする、熱延コイルの製造方法。 A method for producing a coil of hot-rolled steel sheet in a hot rolling process, comprising the steps of:
A finishing rolling mill forms a medium wave having a predetermined steepness at least in a central portion in the width direction of the hot rolled steel sheet;
The hot-rolled steel sheet having the medium corrugation is wound around a mandrel of a coiler to produce a coil ;
A method for manufacturing a hot-rolled coil, characterized in that the predetermined steepness of the medium wave is determined based on a body crown generated in a hot-rolled steel sheet after finish rolling .
仕上げ圧延後に前記ボディークラウンを測定し、当該測定結果と前記関係から、前記中波の所定急峻度を決定することを特徴とする、請求項1に記載の熱延コイルの製造方法。 A relationship between the steepness of the medium wave at a predetermined position in the rolling direction of the hot-rolled steel sheet and the flatness of the hot-rolled steel sheet at the predetermined position in the coil is obtained in advance for each body crown;
2. The method for manufacturing a hot rolled coil according to claim 1 , further comprising the steps of: measuring the body crown after finish rolling; and determining the predetermined steepness of the medium wave from the measurement result and the relationship.
仕上圧延機により熱延鋼板に前記中波を形成する際、前記決定された中波の所定急峻度に基づいて、熱延鋼板の圧延方向位置に応じて前記中波の急峻度を変更することを特徴とする、請求項1に記載の熱延コイルの製造方法。
2. The method for manufacturing a hot-rolled coil according to claim 1, characterized in that, when forming the medium wave in the hot-rolled steel sheet by a finishing rolling mill, the steepness of the medium wave is changed according to the rolling direction position of the hot-rolled steel sheet based on the determined predetermined steepness of the medium wave.
The method for producing a hot-rolled coil according to any one of claims 1 to 6 , characterized in that the hot-rolled steel sheet wound around the mandrel is at 700°C or higher before or during transformation, or after completion of transformation.
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