JP7639844B2 - METHOD FOR REDUCING SLAB WIDTH, METHOD FOR MANUFACTURING STEEL PLATE AND APPARATUS FOR REDUCING SLAB WIDTH - Google Patents
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Description
本発明はスラブをパスライン位置に維持できるスラブの幅圧下方法、鋼板の製造方法及びスラブの幅圧下装置に関する。 The present invention relates to a slab width reduction method, a steel plate manufacturing method, and a slab width reduction device that can maintain the slab at the pass line position.
連続鋳造設備から搬送されたスラブは、加熱炉で所望の温度に加熱された後、必要に応じスケールが除去されてから、スラブの幅圧下装置に送られる。スラブの幅圧下装置では、スラブはピンチロールによって、スラブの幅方向に対向するように設置された一対の金型の間に搬送され、揺動運動をする金型にプレスされて幅圧下される。また、スラブが幅圧下されてスラブの幅が狭められるとスラブは増厚する。幅圧下後、金型を開放し、入側ピンチロール及び出側ピンチロールによりスラブを搬送する。スラブの未幅圧下部が金型位置に搬送された後、再度幅圧下する。このようにスラブの幅圧下と搬送とを繰り返し行うことでスラブ全長を幅圧下する。 The slab transported from the continuous casting facility is heated to the desired temperature in a heating furnace, and scales are removed if necessary before it is sent to the slab width reduction device. In the slab width reduction device, the slab is transported by pinch rolls between a pair of dies installed opposite each other in the width direction of the slab, and is pressed into the oscillating dies to be reduced in width. When the slab is reduced in width and its width is narrowed, the slab becomes thicker. After the width reduction, the dies are opened and the slab is transported by the inlet pinch rolls and the outlet pinch rolls. After the unreduced portion of the slab is transported to the die position, it is reduced in width again. By repeatedly reducing and transporting the slab in this way, the entire length of the slab is reduced in width.
一般的に、スラブの先端側を幅圧下する際、スラブは入側ピンチロールで支持されるが、出側ピンチロールで支持されないので、スラブは片持ち状態となる。片持ち状態ではスラブはその自重によりたわみ、パスラインから逸脱してしまう。ここで、スラブがパスラインから逸脱するとは、スラブ中立線が設備中心線から逸脱することを意味する。スラブ中立線とはスラブの幅中央断面におけるスラブの上面と下面の中間位置をつないだ線、すなわちスラブ厚さ中心線であり、設備中心線は金型高さ中心を通る水平線である。 Generally, when the leading edge of a slab is reduced in width, the slab is supported by the inlet pinch rolls, but not by the outlet pinch rolls, so the slab is in a cantilevered state. In a cantilevered state, the slab bends due to its own weight and deviates from the pass line. Here, when we say the slab deviates from the pass line, we mean that the slab neutral line deviates from the equipment center line. The slab neutral line is the line connecting the midpoints of the top and bottom surfaces of the slab at the center cross section of the slab's width, i.e., the slab thickness center line, and the equipment center line is the horizontal line that passes through the center of the mold height.
スラブがパスラインから逸脱するとスラブの座屈が発生しやすくなる。また、スラブがパスラインから逸脱すると、金型を回転させるモーメントが生じプレス面が傾斜してしまう。プレス面が傾斜した状態で幅圧下を行うとスラブの座屈が発生しやすくなる。さらに、金型を回転させるモーメントが大きくなると幅圧下装置に大きな力が作用して機器の破損を招く。また、金型のプレス面にはエッジシーム疵防止のため、カリバーと呼ばれる傾斜面を上下に設けることがある。しかし、スラブがパスラインから逸脱すると、スラブ厚さ中心と金型中心との位置がずれ、カリバーとスラブの接触範囲が上下非対称になるため、エッジシーム疵の発生にとどまらず、金型の偏摩耗が進行して金型の交換回数が増大する。このため、スラブの幅圧下時には、幅圧下する金型間に配置され、上下方向に設置された座屈防止ロールでスラブの上下面を拘束支持している。これにより、スラブの座屈を抑制するとともに、自重でたわもうとするスラブ先端をパスラインに維持している。 If the slab deviates from the pass line, the slab is more likely to buckle. In addition, if the slab deviates from the pass line, a moment is generated that rotates the die, causing the press surface to tilt. If the width reduction is performed with the press surface tilted, the slab is more likely to buckle. Furthermore, if the moment that rotates the die becomes large, a large force acts on the width reduction device, causing damage to the equipment. In addition, inclined surfaces called calibers are sometimes provided on the top and bottom of the press surface of the die to prevent edge seam defects. However, if the slab deviates from the pass line, the position of the center of the slab thickness and the center of the die are shifted, and the contact area between the caliber and the slab becomes asymmetrical from top to bottom, which not only causes edge seam defects, but also causes uneven wear of the die and increases the number of die replacements. For this reason, when the slab is width reduced, the top and bottom surfaces of the slab are restrained and supported by buckling prevention rolls installed in the vertical direction between the dies that perform the width reduction. This suppresses buckling of the slab and keeps the tip of the slab, which is about to bend under its own weight, on the pass line.
スラブの座屈を防止し、スラブをパスライン位置に保持できる座屈防止ロールを備えた幅圧下方法および装置として、特許文献1には、上下少なくとも2対の座屈防止ロールをそれぞれ油圧シリンダで支持し、当該座屈防止ロールの下ロール及び上ロールからスラブに一定押力が付与されるように押力制御するスラブの幅圧下方法が開示されている。特許文献1によると、押力制御された座屈防止ロールを用いることで、スラブ幅圧下後に板厚が増加しても、また、片持ち状態のスラブが自重でたわもうとしてもスラブをパスラインに維持でき、これにより、スラブの座屈を防止できるとしている。 As a method and device for width reduction equipped with buckling prevention rolls that can prevent slab buckling and hold the slab at the pass line position, Patent Document 1 discloses a method for width reduction of a slab in which at least two pairs of buckling prevention rolls, one above the other, are supported by hydraulic cylinders and pressure is controlled so that a constant pressure is applied to the slab from the lower roll and the upper roll of the buckling prevention rolls. According to Patent Document 1, by using buckling prevention rolls with pressure control, the slab can be maintained on the pass line even if the plate thickness increases after the slab width reduction or even if the cantilevered slab tries to bend under its own weight, and this makes it possible to prevent the slab from buckling.
特許文献2には、少なくとも2対の座屈防止ロールをそれぞれ油圧シリンダで支持し、スラブの幅圧下を行う前に、予め対象となるスラブの幅圧下前後における増厚量を算出し、スラブの幅圧下時に下座屈防止ロールをパスラインから増量量の半量下げて固定するとともに上座屈防止ロールを押力制御とするスラブの幅圧下方法が開示されている。特許文献2によると、下座屈防止ロールをパスラインから増量量の半量下げて固定し、上座屈防止ロールを押力制御とすることで、スラブの座屈を防止でき、且つ、スラブをパスラインに維持できるとしている。 Patent Document 2 discloses a method for reducing the width of a slab in which at least two pairs of buckling prevention rolls are supported by hydraulic cylinders, the amount of thickness increase of the target slab before and after the width reduction is performed, and when reducing the width of the slab, the lower buckling prevention roll is lowered from the pass line by half the amount of increase and fixed, and the upper buckling prevention roll is subjected to pressure control. According to Patent Document 2, by lowering the lower buckling prevention roll by half the amount of increase from the pass line and fixing it, and controlling the pressure of the upper buckling prevention roll, it is possible to prevent buckling of the slab and to maintain the slab on the pass line.
特許文献3には、パスライン近傍において入側の下座屈防止ロールでスラブを支持し、出側の下座屈防止ロールを、予め設定された下降速度でスラブの増厚分に対応した距離だけ下降させるスラブの幅圧下方法が開示されている。特許文献3によれば、出側の下座屈防止ロールの下降速度は、スラブの材質やサイズに応じて、あらかじめ計算により求められたスラブの増厚速度に対応した値に設定される。このように、パスライン近傍において下座屈防止ロールでスラブを支持し、出側の下座屈防止ロールを予め設定された下降速度で下降させることで、スラブをパスラインに正確に保持できるとしている。 Patent Document 3 discloses a method for reducing the width of a slab in which the slab is supported by an entry-side bottom buckling prevention roll near the pass line, and the exit-side bottom buckling prevention roll is lowered at a preset lowering speed by a distance corresponding to the increase in thickness of the slab. According to Patent Document 3, the lowering speed of the exit-side bottom buckling prevention roll is set to a value corresponding to the slab's thickness increase rate, which is calculated in advance according to the material and size of the slab. In this way, it is said that by supporting the slab with a bottom buckling prevention roll near the pass line and lowering the exit-side bottom buckling prevention roll at a preset lowering speed, the slab can be accurately held on the pass line.
一般的に、スラブの先端側が幅圧下され、当該スラブが出側に搬送されるに従って片持ち状態となるスラブ重量、すなわち入側ピンチロールに接触する部分からスラブ先端までのスラブ重量は徐々に増加する。特許文献1に開示されたスラブの幅圧下方法を用いて座屈防止ロールの下ロール及び上ロールからスラブに一定押力を付与する構成であっても、増加したスラブ重量によって入側の下ロールは徐々に下がってしまう。この結果、スラブは正規のパスラインから下方向にずれてしまい、スラブをパスラインに維持できなくなる、という課題があった。 Generally, as the leading edge of the slab is pressed down in width and the slab is transported to the exit side, the weight of the slab in a cantilevered state, i.e., the weight of the slab from the part that contacts the entry pinch roll to the leading edge of the slab, gradually increases. Even in a configuration in which a constant pressing force is applied to the slab from the lower and upper rolls of the buckling prevention rolls using the slab width pressing method disclosed in Patent Document 1, the lower roll on the entry side gradually drops due to the increased slab weight. As a result, there was a problem that the slab shifts downward from the normal pass line, making it impossible to maintain the slab on the pass line.
また、特許文献2に開示されたスラブの幅圧下方法では、スラブ搬送前にパスラインから増厚量の半量下げた高さに下ロールを固定している。このため、幅圧下が完了するまで当該下ロールはスラブに接触しないので幅圧下前および幅圧下開始直後において、下ロールとスラブの間には隙間が生じる。さらに、座屈防止のために上ロールから押力がスラブに付与されるので、片持ち状態にあるスラブは下方向にたわむ。このスラブの下方向へのたわみによって、スラブがパスラインから逸脱してしまい、これにより、スラブを幅圧下する金型の偏摩耗が誘発される場合がある、という課題があった。 In addition, in the method of width reduction of a slab disclosed in Patent Document 2, the lower roll is fixed at a height that is half the thickness increase amount from the pass line before the slab is transported. Therefore, the lower roll does not contact the slab until the width reduction is completed, so a gap is generated between the lower roll and the slab before the width reduction and immediately after the width reduction starts. Furthermore, a pressing force is applied to the slab from the upper roll to prevent buckling, so the cantilevered slab bends downward. This downward bending of the slab causes the slab to deviate from the pass line, which can cause uneven wear of the die that width reduces the slab.
また、特許文献3に開示されたスラブの幅圧下方法においても入側の下座屈防止ロールは押力制御されているので、スラブに一定押力を付与する構成であったとしても、増加したスラブ重量によって入側の下座屈防止ロールは徐々に下がってしまう。この結果、スラブは正規のパスラインから下方向にずれてしまい、スラブをパスラインに維持できなくなる、という課題があった。 In addition, in the slab width reduction method disclosed in Patent Document 3, the pressure of the entry-side bottom buckling prevention roll is controlled, so even if the configuration applies a constant pressure to the slab, the entry-side bottom buckling prevention roll gradually drops due to the increased slab weight. As a result, the slab shifts downward from the correct pass line, and there is a problem that the slab cannot be maintained on the pass line.
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、幅圧下中のスラブをパスラインに維持できるスラブの幅圧下方法、当該幅圧下方法を用いた鋼板の製造方法及びスラブの幅圧下装置を提供することである。 The present invention was made in consideration of the problems with the conventional technology, and its purpose is to provide a method for reducing the width of a slab that can maintain the slab on the pass line during width reduction, a method for manufacturing steel plate using said method, and an apparatus for reducing the width of a slab.
上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
(1)スラブを幅圧下する一対の金型と、前記スラブのパスラインを上下方向に挟んで設置される少なくとも2組の上下一対の座屈防止ロールと、を用いて、スラブを幅圧下するスラブの幅圧下方法であって、前記スラブの進行方向の入側に位置する座屈防止ロールの下ロールを、該下ロールの上端位置が前記パスライン位置に固定されるように位置制御し、他の座屈防止ロールを、該他の座屈防止ロールのそれぞれから幅圧下中の前記スラブに予め定められた押力が付与されるように押力制御する、スラブの幅圧下方法。
(2)前記スラブの進行方向の出側に位置する座屈防止ロールの上ロールの押力及び前記スラブの重量と、前記スラブの進行方向の出側に位置する座屈防止ロールの下ロールの押力とが釣り合うように押力制御する、(1)に記載のスラブの幅圧下方法。
(3)前記スラブの尾端が前記スラブの進行方向の入側に位置する座屈防止ロールを通過した後に、前記スラブの進行方向の出側に位置する前記座屈防止ロールの下ロールを、該下ロールの上端位置が前記幅圧下による前記スラブの増厚量に基づいて定められる位置に固定されるように位置制御する、(1)または(2)に記載のスラブの幅圧下方法。
(4)前記スラブの増厚量に基づいて定められる位置は、幅圧下による前記スラブの増厚量の半量分、前記パスライン位置から鉛直下方に下げた位置である、(3)に記載のスラブの幅圧下方法。
(5)(1)から(4)のいずれかに記載のスラブの幅圧下方法で前記スラブを幅圧下して鋼板を製造する、鋼板の製造方法。
(6)スラブを幅圧下する一対の金型と、前記スラブのパスラインを上下方向に挟んで設置される少なくとも2組の上下一対の座屈防止ロールと、前記座屈防止ロールのそれぞれの動作を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記スラブの進行方向の入側に位置する座屈防止ロールの下ロールの上端位置が前記パスライン位置に固定されるように該下ロールを位置制御し、他の座屈防止ロールのそれぞれから幅圧下中の前記スラブに所定の押力が負荷されるように該他の座屈防止ロールのそれぞれを押圧制御する、スラブの幅圧下装置。
(7)前記制御装置は、前記スラブの進行方向の出側に位置する座屈防止ロールの上ロールの押力及び前記スラブの重量と、前記スラブの進行方向の出側に位置する座屈防止ロールの下ロールの押力とが釣り合うように押力制御する、(6)に記載のスラブの幅圧下装置。
(8)前記スラブの尾端が前記進行方向の入側に位置する座屈防止ロールを通過したことを検出して検出信号を出力する検出手段をさらに有し、前記制御装置は、前記検出信号を取得すると、前記スラブの進行方向の出側に位置する前記座屈防止ロールの下ロールの上端位置が前記幅圧下による前記スラブの増厚量に基づいて定められる位置に固定されるように該下ロールを位置制御する、(6)または(7)に記載のスラブの幅圧下装置。
(9)前記スラブの増厚量に基づいて定められる位置は、幅圧下による前記スラブの増厚量の半量分、前記パスライン位置から鉛直下方に下げた位置である、(8)に記載のスラブの幅圧下装置。
The means for solving the above problems are as follows.
(1) A method for reducing the width of a slab using a pair of dies for reducing the width of the slab and at least two pairs of upper and lower buckling prevention rolls installed vertically on either side of the pass line of the slab, wherein the lower roll of the buckling prevention rolls located on the entry side of the slab's traveling direction is position-controlled so that the upper end position of the lower roll is fixed at the pass line position, and the other buckling prevention rolls are pressure-controlled so that a predetermined pressure force is applied from each of the other buckling prevention rolls to the slab being width-reduced.
(2) A method for reducing the width of a slab described in (1), in which the pressing force of the upper roll of the buckling prevention roll located at the exit side in the traveling direction of the slab and the weight of the slab are controlled so as to be balanced with the pressing force of the lower roll of the buckling prevention roll located at the exit side in the traveling direction of the slab.
(3) A method for reducing the width of a slab described in (1) or (2), in which, after the tail end of the slab passes through a buckling prevention roll located on the entry side of the slab's traveling direction, the position of the lower roll of the buckling prevention roll located on the exit side of the slab's traveling direction is controlled so that the upper end position of the lower roll is fixed at a position determined based on the amount of thickness increase of the slab due to the width reduction.
(4) A method for reducing the width of a slab as described in (3), wherein the position determined based on the amount of thickness increase of the slab is a position vertically downward from the pass line position by half the amount of thickness increase of the slab due to width reduction.
(5) A method for producing a steel plate, comprising the steps of: width-reducing a slab using the method for width-reducing a slab according to any one of (1) to (4) above; and producing a steel plate by width-reducing the slab.
(6) A slab width reduction device comprising a pair of dies for reducing the width of a slab, at least two pairs of upper and lower buckling prevention rolls installed vertically on either side of the pass line of the slab, and a control device for controlling the operation of each of the buckling prevention rolls, wherein the control device controls the position of the lower roll of the buckling prevention roll located on the entry side of the slab's traveling direction so that the upper end position of the lower roll is fixed at the pass line position, and controls the pressure of each of the other buckling prevention rolls so that a predetermined pressing force is applied from each of the other buckling prevention rolls to the slab being width reduced.
(7) The control device controls the pressure so that the pressure of the upper roll of the buckling prevention roll located at the exit side in the traveling direction of the slab and the weight of the slab are balanced with the pressure of the lower roll of the buckling prevention roll located at the exit side in the traveling direction of the slab.
(8) A slab width reduction device as described in (6) or (7), further comprising a detection means for detecting that the tail end of the slab has passed through a buckling prevention roll located on the entry side of the traveling direction and outputting a detection signal, and when the control device acquires the detection signal, it controls the position of the lower roll of the buckling prevention roll located on the exit side of the traveling direction of the slab so that the upper end position of the lower roll is fixed at a position determined based on the amount of thickness increase of the slab due to the width reduction.
(9) A slab width reduction device as described in (8), wherein the position determined based on the amount of thickness increase of the slab is a position vertically downward from the pass line position by half the amount of thickness increase of the slab due to width reduction.
本発明の実施により、片持ち状態のスラブが自重で撓んだとしても当該スラブをパスライン位置に維持できる。これにより、幅圧下用の金型のカリバー内でスラブを幅圧下できるので金型の偏摩耗が抑制され、この結果、金型交換回数の低減やスラブ品質の向上による歩留まり向上が実現できる。 By implementing this invention, even if a cantilevered slab sags under its own weight, the slab can be maintained at the pass line position. This allows the slab to be width-reduced within the caliber of the width-reducing die, suppressing uneven wear of the die. As a result, it is possible to reduce the number of die changes and improve yields by improving slab quality.
本発明者等は、スラブの幅圧下でのスラブのパスラインからのずれの対応について鋭意検討した。本発明者等は、幅圧下完了後のスラブの幅は装置出側ほど狭くなるので、装置入側の座屈防止ロールの長手位置ではスラブの増厚量は小さく、装置出側の座屈防止ロールの長手位置では増厚量が大きいことに着目した。この増厚量の差から、幅圧下によるスラブの増厚量が小さい入側の下ロールは、スラブがパスライン位置に固定されるように位置制御とし、スラブが片持ち状態になって先端部が自重で撓もうとするスラブをパスラインに保てる構成にした。 The inventors have thoroughly studied how to deal with deviations of the slab from the pass line when the slab is width-reduced. The inventors have noted that, because the width of the slab after width reduction is complete becomes narrower toward the exit side of the device, the amount of thickness increase in the slab is small at the longitudinal position of the buckling prevention roll on the entry side of the device, and large at the longitudinal position of the buckling prevention roll on the exit side of the device. Based on this difference in thickness increase, the lower roll on the entry side, where the amount of thickness increase in the slab due to width reduction is small, is position-controlled so that the slab is fixed at the pass line position, and a configuration has been created in which the slab is in a cantilevered state and the tip of the slab tends to bend under its own weight, but can be kept on the pass line.
一方、幅圧下によるスラブの増厚量が大きいために、増厚量を設定するモデルの予測誤差が大きくなりやすい出側の上下ロールは、予め定められた押力が付与されるように押力制御とした。さらに、入側の上ロールも予め定められた押力が付与されるように押力制御とした。これにより、幅圧下終了後まで各座屈防止ロールのスラブへの接触が保持され、スラブをパスラインに保てる構成になる。さらに、入側の下ロールを位置制御とし、残りのロールを押力制御としたので、残りのロールの押力が設定値と異なって当該ロールの押力に若干の差が生じた場合であっても、スラブは位置制御である入側の下ロールにより支持されるので、スラブはパスラインから大きくずれることがない。以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るスラブの幅圧下方法、スラブの幅圧下装置及び鋼板の製造方法を説明する。 On the other hand, since the amount of thickness increase of the slab due to width reduction is large, the upper and lower rolls on the exit side, which are prone to large prediction errors in the model that sets the amount of thickness increase, are pressure-controlled so that a predetermined pressure is applied. Furthermore, the upper roll on the entry side is also pressure-controlled so that a predetermined pressure is applied. This maintains the contact of each buckling prevention roll with the slab until the end of width reduction, and the slab can be kept on the pass line. Furthermore, since the lower roll on the entry side is position-controlled and the remaining rolls are pressure-controlled, even if the pressure of the remaining rolls differs from the set value and there is a slight difference in the pressure of the rolls, the slab is supported by the lower roll on the entry side, which is position-controlled, so that the slab does not deviate significantly from the pass line. Below, with reference to the drawings, a slab width reduction method, a slab width reduction device, and a steel plate manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本実施形態に係るスラブの圧下方法が実施できるスラブの幅圧下装置を示す斜視模式図である。スラブの幅圧下装置10は、スラブ100の両側面であるOp側及びDr側から幅圧下する一対の金型12a、12bと、上下一対の上ロール14a及び下ロール14bを有する座屈防止ロール14と、上下一対の上ロール16a及び下ロール16bを有する座屈防止ロール16と、これらロールの動作を制御する制御装置18と、センサー20とを有する。上ロール14a、16a及び下ロール14b、16bは、それぞれ独立して昇降可能に設けられている。
Figure 1 is a schematic perspective view showing a slab width reduction device that can implement the slab reduction method according to this embodiment. The slab
本実施形態では、2組の座屈防止ロール14、16を有するスラブの幅圧下装置10の例を用いて説明するが、座屈防止ロールの組数は2組以上であればよい。すなわち、スラブの幅圧下装置10は、少なくとも2組の座屈防止ロールを有していればよく、座屈防止ロールを3組以上設ける場合には、座屈防止ロール14と座屈防止ロール16との間に座屈防止ロールを追加すればよい。座屈防止ロールを3組以上設ける場合、金型中心より入側に設けられた上ロールは上ロール14aと、金型中心より出側に設けられた上ロールは上ロール16aと同様に制御すればよい。また、金型中心より入側に設けられた上ロールは上ロール14aと、金型中心より出側に設けられた下ロールは下ロール16bと同様に制御すればよい。
In this embodiment, an example of a slab
スラブ100を幅圧下する金型12a、12bは、スラブ100の進行方向に沿って設置される。金型12a、12bは、スラブ100の進行方向の入側から出側に向かって間隔が狭くなるように形成されたテーパー部と、当該テーパー部に続くスラブ100の進行方向に平行な面が形成された平行部とを有する。
The dies 12a and 12b that compress the width of the
スラブ100は加熱炉(不図示)を出た後、必要に応じデスケーリングされ、入側Aから金型12a、12bの間に搬送されて幅圧下される。幅圧下後、スラブ100は、出側Bへと搬送され、熱間圧延等の圧延処理工程に供される。スラブ100の形状は、各面が矩形により形成される板形状であることが好ましいが、この形状に限定されるものではない。
After leaving the heating furnace (not shown), the
スラブ100は、金型12a、12bによって幅圧下される。金型12a、12bの圧下と開放による幅圧下は、スラブ100の搬送中に複数回行われる。これにより、スラブ100は、全長が所望の板幅の鋼板となる。図1に示した例は、スラブ100の先端(B側)の幅圧下のみが完了した状態を示しており、この後、スラブ100は出側Bへ搬送され、先端に続くスラブ100の中央部及び尾端部の幅圧下が順次行われ、所望の板幅の鋼板が製造される。スラブ100はピンチロール40、42によって搬送される。
The
上ロール14a、16aはスラブ100の上面側に配され、スラブ100の上面の幅方向中央部を押圧する。下ロール14b、16bはスラブ100の下面側に配され、スラブ100の下面の幅方向中央部を押圧する。これらの座屈防止ロール14、16の上ロール及び下ロールは、通常、金型12a、12bのテーパー部やテーパー部よりも出側に設けられた平行部に対応する上下位置に設けられる。
The
制御装置18は、位置制御もしくは押力制御で、上ロール14a、16a及び下ロール14b、16bの動作を制御する。本実施形態において、位置制御とは、上ロール14a、16aであればロールの下端位置、下ロール14b、16bであればロールの上端位置が所定の位置になるように各ロール位置を固定する制御を意味する。また、押力制御とは、各ロールからスラブ100に予め定められた押力を付与する制御を意味する。例えば、下ロール16bを押力制御にすると、当該下ロール16bが上昇してスラブ100の下面に所定の押力が付与される。一方、押力制御は、ロール位置が固定されていないので、仮に所定の押力よりも大きい下向きの負荷が下ロール16bに生じた場合には、当該負荷により下ロール16bは下降する。
The
センサー20は、スラブ100の尾端が入側の座屈防止ロール14を通過したことを検出して検出信号を制御装置18に出力する。センサー20は、スラブ100の尾端が入側の座屈防止ロール14を通過したことを検出する検出手段の一例であり、例えば、発光部と受光部と、スラブ100で反射された反射光を受光する受光部とを有する光学センサーが用いられる。なお、上ロール14aの位置からスラブ100の尾端が座屈防止ロール14を通過したことを検出してもよく、この場合には、上ロール14aがスラブ100の尾端が入側の座屈防止ロール14を通過したことを検出する検出手段となる。
The
図2は、座屈防止ロールの制御を説明する側面模式図である。図2に示すように、上ロール14a、16a及び下ロール14b、16bはパスラインを上下方向に挟んで設置される。上ロール14a、16a及び下ロール14b、16bはそれぞれ、油圧シリンダ22、24、26、28に接続される。油圧シリンダ26、28は、下ロール14b、16bの上端位置のそれぞれがパスラインに一致するよう最大ストロークが設定されている。また、油圧シリンダ22、24は、上ロール14a、16aの下限位置が最小板厚のスラブ100の上面より低くなるように最大ストロークが設定されている。各油圧シリンダにはリリーフ弁が設けられており、このリリーフ弁の設定圧力を調整することで、座屈防止ロールのぞれぞれは予め定められた押力をスラブ100の上下面に付与できる。また、油圧シリンダ26、28にはサーボバルブ30、32が接続されており、このサーボバルブ30、32によって座屈防止ロールが所定位置に固定される。ここで、パスラインとは、スラブ100を搬送するテーブルロールや搬送ロールの上端面高さに相当する水平面によって形成されるラインを指す。図2であれば、ピンチロール40の下ロールの上端高さと水平な面によって形成されるライン(一点鎖線)がパスラインとなる。
Figure 2 is a schematic side view illustrating the control of the buckling prevention roll. As shown in Figure 2, the
制御装置18は、例えば、ワークステーション、パソコン等の汎用コンピュータである。制御装置18は、油圧シリンダ22、24、26、28及びサーボバルブ30、32を制御する制御信号を出力するとともに、これら油圧シリンダから圧力情報及び位置情報を取得する。制御装置18は、制御信号の出力および圧力情報及び位置情報の取得により、油圧シリンダ22、24、26、28及びサーボバルブ30、32を介して上ロール14a、16a及び下ロール14b、16bを位置制御もしくは押圧制御に制御する。同様に、制御装置18は、制御信号を出力することにより、下ロール14b、16bを押圧制御から位置制御に切り替えることができ、また、位置制御から押圧制御に切り替えることもできる。
The
本実施形態において、制御装置18は、上ロール14a、16a及び下ロール16bを押力制御とする。一方、制御装置18は、下ロール14bを位置制御として、ロールの上端位置がパスライン位置になるように下ロール14bの位置を固定する。この状態において幅圧下によってスラブ100が増厚すると、押力制御とされている上ロール14a、16a及び下ロール16bは、スラブ100の増厚に追随して、スラブ100の中心から上下方向に逃げるように昇降する。すなわち、上ロール14a、16aは上昇し、下ロール16bは下降する。
In this embodiment, the
以上のように構成した幅圧下装置10による幅圧下を、スラブ100の先端部の幅圧下、及び、スラブ100の尾端が入側に位置する座屈防止ロール14を通過し、座屈防止ロール16でスラブ100が拘束された状態の幅圧下のそれぞれについて説明する。
The width reduction by the
まず、スラブ100の先端部の幅圧下について説明する。スラブ100の先端部の幅圧下前においては、スラブ100の進行方向上流側はピンチロール40や座屈防止ロール14に拘束されているが、スラブ100の先端側は拘束されないまま、入側に位置するピンチロール40によって金型12a、12b間に搬送される。
First, we will explain the width reduction of the tip of the
スラブ100の搬送時に入側に位置する下ロール14bによりスラブ100の高さ方向の位置が設定される。すなわち、スラブ100は、その先端側の未プレス部の下面が位置制御によってパスライン位置に固定されている下ロール14bによって支持される。これにより、スラブ中立線が設備中心線に維持される。すなわち、スラブ100はパスラインに維持されるので、スラブ100は金型12a、12bのカリバー内に維持される。ここで、スラブ中立線とはスラブ100の幅中央断面におけるスラブ100の上面と下面の中間位置をつないだ線、すなわち、スラブ厚さ中心線である。また、設備中心線は金型中心を通る水平線である。
When the
スラブ100が搬送され、スラブ100の先端部が出側に位置する上下のロール16a、16b間まで到達すると、出側に位置する下ロール16bは、下ロール14bを補助し、スラブ100に押されて下がることのできる押力、すなわち、スラブ100の自重と上ロール16aの押力の和でスラブ100の下面に押し当てる押力制御に変更される。また、上ロール14aと上ロール16aは、スラブ100に座屈防止ロールの自重で触れさせる押力制御に変更される。下ロール14bはパスライン位置に固定する位置制御のまま維持される。以上の設定にてスラブ100の下面をパスラインに設定し、スラブ100をパスラインに維持した状態でスラブ100の幅圧下が開始される。
When the
幅圧下の開始時に、幅圧下時の座屈防止に備え、上ロール14aと上ロール16aおよび下ロール16bの押力設定を変更する。具体的には、上ロール14a、16a及び下ロール16bは、幅圧下中にスラブ100の座屈荷重を支持し、幅圧下に伴うスラブ100の増厚により、これ以上の逆負荷がかかると上下方向に後退する押力をスラブ100に付与する押力制御とされる。この際、出側に位置する上ロール16a及び下ロール16bによってスラブ100を支えるため、スラブ100に作用する上ロール16aの押力及びスラブ100の重量と、下ロール16bの押力とが釣り合うように、下ロール16bが押力制御される。この際の押力は、スラブ100が座屈せず、且つ、スラブ100の増厚に対しスラブ100に圧痕が生じない範囲で適切な押力に設定すればよい。下ロール14bはパスライン位置に固定する位置制御のまま維持される。このため、下ロール14bの上端位置はパスライン位置に固定される。
At the start of width reduction, the pressure settings of the
本実施形態に係るスラブの幅圧下装置10では、幅圧下中、入側に位置する下ロール14bがパスライン位置に固定されるので、スラブ100が出側に搬送されるに従って片持ち状態になるスラブ100の重量が増加しても下ロール14bは下降しない。この結果、スラブ100が片持ち状態となって自重でたわもうとする先端もパスライン位置に維持できる。
In the slab
また、上ロール14aはスラブ100が幅圧下されて増厚した増厚分、上下方向に後退するだけである。また、上述したように上ロール16a及び下ロール16bは、釣り合うように押力制御されるので、スラブ100の増厚量が大きいために、増厚量を設定するモデルの予測誤差が大きくなりやすい出側の上ロール16aおよび下ロール16bも、幅圧下終了後までスラブ100への接触が保持される。つまり、スラブ100の増厚量が設定値と異なる場合であっても、幅圧下中に出側の下ロール16bとスラブ100の下面の間に隙間が生じることはなく、また、出側の下ロール16bがスラブ100を押し上げることもない。すなわち、スラブ100の増厚量が設定値と異なる場合であっても、スラブ100をパスライン位置に維持できる。
The
さらに、ロールの実際の押力が設定値と異なり、押力制御である上下ロールの押力に差が発生した場合も、スラブ100はパスライン上に維持される。まず、出側の上ロール16aの押力よりも下ロール16bの押力が大きくなった場合、入側の下ロール14bが支持していたスラブ100の自重が出側の下ロール16bに作用するため、スラブ100に作用する出側の上ロール16aと出側の下ロール16bの押力の差が解消される。この際、入側の下ロール14bは位置固定であるから、スラブ100が上方向に大きく移動することはない。また、出側の上ロール16aの押力よりも下ロール16bの押力が小さくなった場合は、スラブ100に作用する出側の上ロール16aと下ロール16bの押力差は入側の下ロール14bに支持される。そのため、スラブ100がパスラインから大きく下にずれることはない。さらに、入側の上ロール14aの実際の押力が設定値と異なった場合は、位置固定である入側の下ロール14bに押力の誤差は支持されるため、スラブ100はパスライン上に維持される。従って、ロールの実際の押力が設定値と異なる場合もスラブ100はパスライン上に維持され、大きくずれることがなく、ピンチロール42にスラブ100の先端を搬送できる。
Furthermore, even if the actual pressing force of the rolls differs from the set value and a difference occurs in the pressing force of the upper and lower rolls, which is the pressing force control, the
次に、スラブ100の尾端が入側に位置する座屈防止ロール14を通過し、座屈防止ロール16でスラブ100が拘束された状態の幅圧下について説明する。スラブ100の尾端が入側に位置する座屈防止ロール14を通過すると、スラブ100の尾端部は自由端になるので、スラブ100の座屈が発生しやすくなる。スラブ100の尾端部が自由端になる場合においても、尾端部が座屈防止ロール14によって拘束されているときと同じように座屈防止ロールを制御すると、出側の上ロール16a及び下ロール16bの押力はスラブ100の重量込みで釣り合うように設定されているので、スラブ100の尾端部を幅圧下する際に座屈を抑制するために必要な拘束荷重が発生しない。このため、スラブ100が出側の座屈防止ロール16のみで拘束された状態では、スラブ100の座屈を抑制する効果がほとんど得られない。
Next, the width reduction of the
そこで、スラブ100の尾端部を幅圧下する場合に、制御装置18は、出側の下ロール16bをそれまでの押力制御から、下ロール16bの上端位置を幅圧下によるスラブ100の増厚量に基づいて定められる位置に固定する位置制御に切り替えることが好ましい。すなわち、スラブ100の尾端が入側に位置する座屈防止ロール14を通過したことを検出すると、センサー20は制御装置18に検出信号を出力する。制御装置18は、検出信号を受信すると、下ロール16bの制御を押圧制御から位置制御に切り替える。なお、スラブ100の増厚量に基づいて定められる位置とは、増厚量の半量分、パスライン位置から鉛直下方に下げた位置である。スラブ100の増厚量は、スラブの鋼種、スラブの温度、スラブ幅、幅圧下量等の条件を用いて算出できる。
Therefore, when the tail end of the
制御装置18によって下ロール16bが位置制御に切り替えられることで、出側に位置する下ロール16bの位置が固定される。上ロールは押力制御であるから、下ロール16bの位置を固定することで、上ロール16aで座屈荷重を支持できるようになり、座屈の拡大を抑制できる。また、下ロール16bの位置は、スラブ100の増厚量の半量分、パスライン位置から下げた位置に固定される。このため、スラブ100が幅圧下されて増厚しても、当該増厚によってパスライン位置から逸脱するような不具合は発生しない。なお、3組以上の座屈防止ロールを用いる際は、スラブ100の尾端が抜けた座屈防止ロールより一つ出側に設置された座屈防止ロールの下ロールを押力制御から順次位置制御に切り替えればよい。スラブ100の幅圧下終了後、各座屈防止ロールの設定はスラブ100の搬送時の設定に戻され、次のスラブ100が金型12a、12b間に搬送される。
The
次に、図1に示したスラブの幅圧下装置10を用いて、本実施形態に係るスラブの幅圧下方法およびスラブの幅圧下装置の効果を検証した実施例を説明する。本実施例では、座屈防止ロールを構成する上ロール及び下ロールとして、ロール径580mm、バレル幅200mmのロールを用いた。幅圧下に供したスラブは、厚みが260mmであり、幅が1280mmであり、長さが8000mmであって、スラブ内平均温度が1100℃である軟鋼スラブであり、当該スラブを計25本準備した。また、幅圧下量を350mm(幅圧下後のスラブ幅は930mm)とし、送り量を350mmとし、幅圧下荷重を2400tonfとして上記軟鋼スラブを幅圧下した。
Next, an example will be described in which the slab width reduction method and the effect of the slab width reduction device according to this embodiment are verified using the slab
比較例1では、スラブの搬送中は入側の上ロール及び出側の上ロールを、それぞれのロールがスラブ上面に自重で触れる押力制御とした。また、入側の下ロール及び出側の下ロールを、それぞれのロールから6tonfの押力がスラブに付与される押力制御とした。スラブの幅圧下中は、入側の上ロール及び出側の上ロールを、それぞれのロールから20tonfの押力がスラブに付与される押力制御とし、入側の下ロール及び出側の下ロールを、スラブの自重を支持するため、それぞれのロールから上ロールの押力よりもスラブ自重分大きい25tonfの押力がスラブに付与される押力制御とした。すなわち、比較例1では全ての上ロール及び下ロールを押力制御としてスラブの幅圧下を行った。 In Comparative Example 1, while the slab was being transported, the upper roll on the entry side and the upper roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll touched the top surface of the slab under its own weight. The lower roll on the entry side and the lower roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll applied a pressure of 6 tonf to the slab. During the width reduction of the slab, the upper roll on the entry side and the upper roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll applied a pressure of 20 tonf to the slab, and the lower roll on the entry side and the lower roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll applied a pressure of 25 tonf to the slab, which was greater by the weight of the slab than the pressure of the upper roll, in order to support the weight of the slab. In other words, in Comparative Example 1, the width reduction of the slab was performed with all the upper and lower rolls subjected to pressure control.
比較例2では、スラブの搬送中は入側の上ロール及び出側の上ロールを、それぞれのロールがスラブ上面に自重で触れる押力制御とした。また、入側の下ロール及び出側の下ロールを、パスラインからあらかじめ予想した幅圧下による増厚量の半量分下げた位置がロールの上端位置となる位置に固定する位置制御とした。スラブの幅圧下中は、入側の上ロール及び出側の上ロールを、それぞれのロールから20tonfの押力がスラブに付与される押力制御とした。また、入側の下ロール及び出側の下ロールを、スラブの搬送中と同じ位置に固定する位置制御とした。すなわち、比較例2では全ての上ロールの押力制御とし、全ての下ロールを幅圧下による増厚量の半量分下げた位置がロールの上端位置となるように下ロール位置を固定する位置制御としてスラブの幅圧下を行った。 In Comparative Example 2, the upper rolls on the entry side and the upper rolls on the exit side were controlled by pressure control so that each roll touched the top surface of the slab under its own weight while the slab was being transported. In addition, the lower rolls on the entry side and the lower rolls on the exit side were controlled by position control so that the upper end positions of the rolls were fixed at positions lowered by half the amount of thickness increase due to width reduction that was predicted in advance from the pass line. During width reduction of the slab, the upper rolls on the entry side and the upper rolls on the exit side were controlled by pressure control so that each roll applied a pressure of 20 tonf to the slab. In addition, the lower rolls on the entry side and the lower rolls on the exit side were controlled by position control so that the upper end positions of the rolls were fixed at positions lowered by half the amount of thickness increase due to width reduction. That is, in Comparative Example 2, the width reduction of the slab was performed by pressure control of all upper rolls and position control so that the lower roll positions were fixed so that the upper end positions of all lower rolls were lowered by half the amount of thickness increase due to width reduction.
本発明例1では、スラブの搬送中は入側及び出側の上ロールを、それぞれのロールがスラブ上面に自重で触れる押力制御とした。また、入側の下ロールを、パスライン位置がロールの上端位置となる位置に固定する位置制御とし、出側の下ロールを、当該ロールから6tonfの押力がスラブに付与される押力制御とした。スラブの幅圧下中は、入側の下ロールはスラブの搬送中と同じ位置に固定する位置制御とした。入側の上ロール及び出側の上ロールは、それぞれのロールから20tonfの押力がスラブに付与される押力制御とし、出側の下ロールを、スラブの自重を支持するため、上ロールの押力よりもスラブ自重分大きい25tonfの押力がスラブに付与される押力制御とした。すなわち、本発明例1では全ての上ロールと、出側の下ロールを押力制御とし、かつ、入側の下ロールを、パスライン位置がロールの上端位置となるように下ロール位置を固定する位置制御としてスラブの幅圧下を行った。 In Example 1 of the present invention, while the slab was being transported, the upper rolls on the entry side and exit side were subjected to pressure control such that each roll touched the top surface of the slab under its own weight. The lower roll on the entry side was also subjected to position control such that the pass line position was fixed at the top end position of the roll, and the lower roll on the exit side was subjected to pressure control such that the roll applied a pressure of 6 tonf to the slab. While the slab was being pressed down in width, the lower roll on the entry side was subjected to position control such that it was fixed at the same position as during the transport of the slab. The upper roll on the entry side and the upper roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll applied a pressure of 20 tonf to the slab, and the lower roll on the exit side was subjected to pressure control such that a pressure of 25 tonf was applied to the slab, which was greater by the weight of the slab than the pressure of the upper roll, in order to support the weight of the slab. That is, in Example 1 of the present invention, all the upper rolls and the lower roll on the exit side were subjected to pressure control, and the lower roll on the entry side was subjected to position control in which the lower roll position was fixed so that the pass line position was the upper end position of the roll, and the slab was reduced in width.
本発明例2では、順送されるスラブの尾端が入側ロールを通過するまでは本発明例1と同様に幅圧下を行った。スラブの尾端が入側座屈防止ロールを通過した後は、出側の下ロールを位置制御に切り替えて、出側の下ロールを、幅圧下による増厚量の半量分に相当する22mm分パスラインから下げた位置が下ロールの上端位置となるように下ロール位置を固定する位置制御として幅圧下を行った。
In Example 2 of the present invention, width reduction was performed in the same manner as in Example 1 of the present invention until the tail end of the progressively fed slab passed the entry roll. After the tail end of the slab passed the entry buckling prevention roll, the exit lower roll was switched to position control, and width reduction was performed using position control in which the position of the exit lower roll was fixed so that the
比較例1、2及び本発明例1、2の各条件で軟鋼スラブを1本ずつ幅圧下し、叩き位置ずれδyおよびスラブ端部の座屈量δCを測定した。叩き位置ずれδyは下記(1)式で定義される値である。叩き位置ずれδyは、スラブが金型中心より上側にずれた場合に正となり、下側にずれた場合に負となる。 The width of each mild steel slab was reduced under the conditions of Comparative Examples 1 and 2 and Invention Examples 1 and 2, and the striking position shift δy and the amount of buckling δC at the slab end were measured. The striking position shift δy is a value defined by the following formula (1). The striking position shift δy is positive when the slab is shifted upward from the center of the die, and negative when it is shifted downward.
δy=(yOp+yDr)/2・・・・・(1)
上記(1)式におけるyOp、yDrは、スラブ両端に転写された凹溝の高さ(mm)である。yOp、yDrは、金型12a、12bの厚さ中央に設けられた突起部がスラブに転写された凹溝の高さを図1に示したOp、Dr側でそれぞれ測定して求められる値である。本実施例では、比較例1、2及び本発明例1、2の各条件で幅圧下したスラブの叩き位置ずれδyを送り量と等しい350mmピッチでスラブ先端から測定した。
δy=(yOp+yDr)/2...(1)
In the above formula (1), yOp and yDr are the heights (mm) of the grooves transferred to both ends of the slab. yOp and yDr are values obtained by measuring the heights of the grooves transferred to the slab by the protrusions provided at the center of the thickness of the dies 12a and 12b on the Op and Dr sides shown in Figure 1. In this example, the striking position deviation δy of the slabs that were width-reduced under each condition of Comparative Examples 1 and 2 and Invention Examples 1 and 2 was measured from the tip of the slab at a pitch of 350 mm, which is equal to the feed amount.
座屈量δCは下記(2)式で定義される値である。座屈量δCは、上反り(凹形状)の場合に正となり、下反り(凸形状)の場合に負となる。 The buckling amount δC is a value defined by the following formula (2). The buckling amount δC is positive in the case of an upward curve (concave shape) and negative in the case of a downward curve (convex shape).
δC=(y’Op+y’Dr)/2-y’Cr・・・・・(2)
上記(2)式におけるy’Crは幅中央でのスラブ板厚中心高さ(mm)であり、y’Opおよびy’Drは、スラブ幅両端でのスラブ板厚中心高さ(mm)である。
δC=(y'Op+y'Dr)/2-y'Cr...(2)
In the above formula (2), y'Cr is the slab thickness center height (mm) at the width center, and y'Op and y'Dr are the slab thickness center height (mm) at both ends of the slab width.
図3は、スラブの座屈量δCの算出に用いられる各寸法を示すスラブの断面模式図である。図3(a)は下反り(凸形状)の座屈量δCを示し、図3(b)は上反り(凹形状)の座屈量δCを示す。本実施例では、スラブ尾端部から100mmの長手位置断面についてy’Op、y’Dr、y’Crをそれぞれ測定して座屈量δCを計算した。なお、スラブ板厚中心高さy’Crは、レーザー変位計にて幅圧下後のスラブにおける上下面の幅方向のスラブ形状を測定することで求めた。
Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a slab showing the dimensions used to calculate the buckling amount δC of the slab. Figure 3(a) shows the buckling amount δC of the downward camber (convex shape), and Figure 3(b) shows the buckling amount δC of the upward camber (concave shape). In this example, y'Op, y'Dr, and y'Cr were measured for a
[スラブが片持ち状態になり自重でたわむ先端の影響について]
幅圧下装置10の破損や、金型のプレス面にカリバーを設けた場合におけるエッジシーム等のスラブの品質欠陥や、金型12a、12bの偏摩耗下を防ぐために、叩き位置ずれは全長にわたり0mm±10mm以内に収めることが好ましい。図4は、比較例1、2及び本発明例1、2の幅圧下装置を用いて幅圧下したスラブ各1本の幅圧下開始時の叩き位置ずれを示すグラフである。
[Effect of the tip of the slab bending under its own weight when it is in a cantilevered position]
In order to prevent damage to the
比較例1では3回目のプレス以降、叩き位置ずれが徐々に下側にずれていき、11回目のプレスで叩き位置ずれが-10mmを超えた。比較例1では、スラブ搬送中、幅圧下中ともに入側の下ロールの圧力設定が一定としている。このため、スラブの幅圧下を行いつつスラブを出側に搬送するに従い、片持ち状態となるスラブ重量が増加したことで下ロールがスラブに押されて下がり、これにより、スラブが下側にずれて叩き位置ずれが発生した。 In Comparative Example 1, the striking position shift gradually shifted downward after the third press, and by the 11th press the striking position shift exceeded -10 mm. In Comparative Example 1, the pressure setting of the lower roll on the inlet side was constant both during slab transport and width reduction. Therefore, as the slab was transported to the outlet side while the width of the slab was being reduced, the weight of the slab in a cantilevered state increased, and the lower roll was pushed down by the slab, causing the slab to shift downward and resulting in a striking position shift.
比較例2では、叩き位置ずれが全体的にマイナスになり、9回目のプレスで叩き位置ずれが-10mmを越えた。比較例2では、下ロールを幅圧下前に予め下げている。このため、幅圧下前および幅圧下開始直後に下ロールとスラブとの間に隙間が生じる。この隙間により片持ち状態にあるスラブが上ロールの押圧力により下側にたわみ、この状態で幅圧下されることで叩き位置ずれが発生した。 In Comparative Example 2, the striking position deviation was negative overall, and exceeded -10 mm in the ninth press. In Comparative Example 2, the lower roll was lowered in advance before width reduction. This resulted in a gap being created between the lower roll and the slab before width reduction and immediately after the start of width reduction. This gap caused the slab, which was in a cantilevered state, to bend downward due to the pressing force of the upper roll, and when the slab was width reduced in this state, striking position deviation occurred.
本発明例1、2では、叩き位置ずれが比較例1、2よりも小さくなり、本発明例1、2の叩き位置ずれは目標とする0mm±10mmの範囲内となった。本発明例1、2では、入側の下ロールを位置制御したことで搬送中のスラブ及び幅圧下中のスラブをパスラインに維持させることができた。さらに、他のロールを押力制御して、これらロールをスラブに接触させることで、幅圧下中のスラブがパスラインに維持されることを補助できた。これらの効果により、叩き位置ずれが比較例1、2よりも小さくなり、叩き位置ずれを目標範囲内にすることができた。この結果から、本実施形態に係るスラブの幅圧下装置およびスラブの幅圧下方法を用いてスラブを幅圧下することで、スラブをパスラインに維持できることが確認された。スラブをパスラインに維持できれば、金型カリバー内でスラブを幅圧下できるようになるので金型の偏摩耗が抑制され、この結果、金型交換回数の低減やスラブ品質の向上による歩留まり向上が実現できる。 In the present invention examples 1 and 2, the positional deviation of the hammering position was smaller than that of the comparative examples 1 and 2, and the hammering positional deviation of the present invention examples 1 and 2 was within the target range of 0 mm ± 10 mm. In the present invention examples 1 and 2, the position of the lower roll on the inlet side was controlled, so that the slab being transported and the slab being width-reduced could be maintained on the pass line. Furthermore, by controlling the pressure of the other rolls and bringing them into contact with the slab, it was possible to help the slab being width-reduced to be maintained on the pass line. Due to these effects, the hammering positional deviation was smaller than that of the comparative examples 1 and 2, and the hammering positional deviation was able to be within the target range. From this result, it was confirmed that the slab can be maintained on the pass line by width-reducing the slab using the slab width reduction device and slab width reduction method according to this embodiment. If the slab can be maintained on the pass line, the slab can be width-reduced within the die caliber, so that uneven wear of the die is suppressed, and as a result, the number of die changes can be reduced and the yield can be improved by improving the slab quality.
[スラブの実際の増厚量が設定値と異なる影響について]
幅圧下装置10の破損や、型のプレス面にカリバーを設けた場合におけるエッジシーム等のスラブの品質欠陥や、金型12a、12bの偏摩耗を防ぐため、叩き位置ずれの変動は少ないほうが好ましい。図5は、比較例1、2、3及び本発明例1、2の幅圧下装置を用いて幅圧下した全スラブの幅圧下開始時の叩き位置ずれの標準偏差を示すグラフである。
[Effect of actual slab thickness increase differing from the set value]
In order to prevent damage to the
比較例3では、スラブの搬送中は入側の上ロール及び出側の上ロールを、それぞれのロールがスラブ上面に自重で触れる押力制御とした。また、入側の下ロール及び出側の下ロールを、パスライン位置がロールの上端位置となる位置に固定する位置制御とした。スラブの幅圧下中は、入側の上ロール及び出側の上ロールは、それぞれのロールから20tonfの押力がスラブに付与される押力制御とした。入側の下ロールはスラブの搬送中と同じ位置に固定する位置制御とし、出側の下ロールは、スラブの種類に応じてあらかじめ計算により求められたスラブの増厚速度に対応した下降速度で下降させる位置制御とした。すなわち、比較例3では全ての上ロールを押力制御とし、入側の下ロールを、パスライン位置がロールの上端位置となるように下ロール位置を固定する位置制御とした。また、出側の下ロールについては、スラブの搬送中はロールの上端位置となるように下ロール位置を固定する位置制御とし、スラブの幅圧下中はあらかじめ定めた下降速度で下降させる位置制御としてスラブの幅圧下を行った。 In Comparative Example 3, during the transport of the slab, the upper roll on the entry side and the upper roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll touched the top surface of the slab under its own weight. In addition, the lower roll on the entry side and the lower roll on the exit side were subjected to position control such that the pass line position was fixed at the position where the upper end of the roll was located. During the width reduction of the slab, the upper roll on the entry side and the upper roll on the exit side were subjected to pressure control such that each roll applied a pressure of 20 tonf to the slab. The lower roll on the entry side was subjected to position control such that it was fixed at the same position as during the transport of the slab, and the lower roll on the exit side was subjected to position control such that it was lowered at a lowering speed corresponding to the slab thickness increase speed calculated in advance according to the type of slab. In other words, in Comparative Example 3, all the upper rolls were subjected to pressure control, and the lower roll on the entry side was subjected to position control such that the lower roll position was fixed so that the pass line position was located at the upper end of the roll. In addition, the lower roll on the exit side was position-controlled to fix the position of the lower roll so that it was at the top end of the roll while the slab was being transported, and the slab was reduced in width by position-controlled lowering at a predetermined lowering speed.
比較例1は、すべてのロールを押力制御にしているため、図4に示したように叩き位置ずれは大きくなるものの叩き位置ずれの標準偏差は比較的小さくなった。比較例2では、入側の下ロール及び出側の下ロールを、幅圧下による増厚量の半量分下げた位置がロールの上端位置となる位置に固定する位置制御にしている。このため、幅圧下によるスラブの増厚量が大きい出側の増厚量の変動により叩き位置ずれの変動が大きくなり、比較例2の叩き位置ずれの標準偏差は大きくなった。比較例3では、あらかじめ設定した下降速度で出側の下ロールを下降させる位置制御にしている。このため、幅圧下によるスラブの増厚量が大きい出側の増厚量の変動により、叩き位置ずれの変動が大きくなり、比較例6の叩き位置ずれの標準偏差は大きくなった。 In Comparative Example 1, all rolls are pressure controlled, so as shown in FIG. 4, the tapping position deviation is large, but the standard deviation of the tapping position deviation is relatively small. In Comparative Example 2, the lower roll on the entry side and the lower roll on the exit side are controlled to be fixed at a position where the upper end position of the roll is a position lowered by half the amount of thickness increase due to width reduction. Therefore, the fluctuation in the tapping position deviation is large due to the fluctuation in the amount of thickness increase on the exit side, where the amount of slab thickness increase due to width reduction is large, and the standard deviation of the tapping position deviation in Comparative Example 2 is large. In Comparative Example 3, the lower roll on the exit side is controlled to be lowered at a preset lowering speed. Therefore, the fluctuation in the tapping position deviation is large due to the fluctuation in the amount of thickness increase on the exit side, where the amount of slab thickness increase due to width reduction is large, and the standard deviation of the tapping position deviation in Comparative Example 6 is large.
本発明例1、2では叩き位置ずれの全長平均値の変動が比較例2、3よりも小さくなり、変動量は±1mmの範囲内になった。本発明例1、2では、幅圧下によるスラブの増厚量が大きい出側のロールを押力制御にしている。このため、幅圧下によるスラブの増厚量が大きい出側の増圧量が変動しても当該変動が押力制御により吸収されるので、増厚量の変動による影響が小さくなり、本発明例1、2の叩き位置ずれの標準偏差は小さくなった。これら結果を下記表1に示す。 In Examples 1 and 2 of the present invention, the fluctuation in the average full-length value of the striking position shift was smaller than in Comparative Examples 2 and 3, and the amount of fluctuation was within the range of ±1 mm. In Examples 1 and 2 of the present invention, the rolls on the exit side, where the amount of slab thickness increase due to width reduction is large, are pressure-controlled. Therefore, even if the amount of pressure increase on the exit side, where the amount of slab thickness increase due to width reduction is large, fluctuates, the fluctuation is absorbed by the pressure control, so the impact of fluctuations in the amount of thickness increase is reduced, and the standard deviation of the striking position shift in Examples 1 and 2 of the present invention is smaller. These results are shown in Table 1 below.
上記表1に示すように、本実施形態に係るスラブの幅圧下装置およびスラブの幅圧下方法を用いてスラブを幅圧下することで、スラブが片持ち状態にあり自重でたわむ先端の影響を受けず、スラブの増厚量が設定値と異なる影響も受けず、スラブをパスラインに維持できることが確認された。このようにスラブをパスラインに維持することで、スラブの幅圧下時に金型を回転させるモーメントが抑制されるので、金型に過大な力が作用して機器の破損を招く事態を抑制できることが確認された。また、幅圧下用の金型プレス面にカリバーを設ける場合にはカリバー内でスラブを幅圧下できる。これにより、スラブにシーム疵が発生するのを抑制できるので歩留まりが向上する。また、金型の偏摩耗も低減するので、金型交換回数も少なくなる。 As shown in Table 1 above, by using the slab width reduction device and slab width reduction method according to this embodiment to reduce the width of a slab, it was confirmed that the slab can be maintained on the pass line without being affected by the tip of the slab being in a cantilevered state and bending under its own weight, and without being affected by the amount of thickness increase of the slab being different from the set value. By maintaining the slab on the pass line in this way, the moment that rotates the die during width reduction of the slab is suppressed, and it was confirmed that it is possible to suppress a situation in which excessive force acts on the die and causes damage to the equipment. In addition, if a caliber is provided on the die press surface for width reduction, the slab can be width reduced within the caliber. This prevents seam defects from occurring in the slab, improving yield. In addition, uneven wear of the die is also reduced, so the number of die changes is reduced.
一方、比較例1、2では、スラブが片持ち状態になり自重でたわむ先端の影響により叩き位置ずれが大きくなることが確認された。比較例2、3では、スラブの増厚量が設定値と異なる影響を受け、叩き位置ずれの変動が大きくなることが確認された。このため、比較例1、2、3の構成では、幅圧下装置10の破損を抑制できず、金型のプレス面にカリバーを設けた場合におけるエッジシーム等のスラブの品質欠陥や、金型12a、12bの偏摩耗下を抑制できないことが確認された。
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, it was confirmed that the slab becomes cantilevered and the tip bends under its own weight, causing a large deviation in the striking position. In Comparative Examples 2 and 3, it was confirmed that the amount of slab thickness increase differs from the set value, causing a large variation in the striking position deviation. For this reason, it was confirmed that the configurations of Comparative Examples 1, 2, and 3 cannot suppress damage to the
図6は、比較例1、2、3及び発明例1、2の幅圧下装置を用いて幅圧下したスラブの尾端座屈量を示すグラフである。発明例2では、スラブ尾端部を幅圧下する際に、出側の下ロールの制御を押圧制御から位置制御に切り替えたので、発明例1よりも尾端部の座屈量が小さくなった。この結果から、スラブの尾端部を幅圧下する場合に、出側の下ロールを押力制御から位置制御に切り替えることが好ましく、これにより、尾端部の座屈量を小さくできることが確認された。 Figure 6 is a graph showing the amount of tail end buckling of slabs width-reduced using the width reduction devices of Comparative Examples 1, 2, and 3 and Invention Examples 1 and 2. In Invention Example 2, when reducing the width of the tail end of the slab, the control of the lower roll on the exit side was switched from pressure control to position control, so the amount of buckling at the tail end was smaller than in Invention Example 1. From these results, it was confirmed that when reducing the width of the tail end of a slab, it is preferable to switch the lower roll on the exit side from pressure control to position control, which makes it possible to reduce the amount of buckling at the tail end.
10 幅圧下装置
12a 金型
12b 金型
14 座屈防止ロール
14a 上ロール
14b 下ロール
16 座屈防止ロール
16a 上ロール
16b 下ロール
18 制御装置
20 センサー
22 油圧シリンダ
24 油圧シリンダ
26 油圧シリンダ
28 油圧シリンダ
30 サーボバルブ
32 サーボバルブ
40 ピンチロール
42 ピンチロール
100 スラブ
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
前記スラブのパスラインを上下方向に挟んで設置される少なくとも2組の上下一対の座屈防止ロールと、を用いて、スラブを幅圧下するスラブの幅圧下方法であって、
前記スラブの進行方向の入側に位置する座屈防止ロールの下ロールを、該下ロールの上端位置が前記パスライン位置に固定されるように位置制御し、他の座屈防止ロールを、該他の座屈防止ロールのそれぞれから幅圧下中の前記スラブに予め定められた押力が付与されるように押力制御し、
前記スラブの進行方向の出側に位置する座屈防止ロールの上ロールの押力及び前記スラブの重量と、前記スラブの進行方向の出側に位置する座屈防止ロールの下ロールの押力とが釣り合うように押力制御する、スラブの幅圧下方法。 A pair of dies for reducing the width of the slab;
A method for reducing the width of a slab by using at least two pairs of upper and lower buckling prevention rolls installed on either side of a pass line of the slab in the vertical direction, the method comprising:
a lower roll of the buckling prevention roll located on the inlet side of the traveling direction of the slab is position-controlled so that the upper end position of the lower roll is fixed at the pass line position, and the other buckling prevention rolls are pressure-controlled so that a predetermined pressure force is applied from each of the other buckling prevention rolls to the slab during width reduction ;
A method for reducing the width of a slab, comprising controlling the pressure force so that the pressure force of the upper roll of the buckling prevention roll located at the exit side in the traveling direction of the slab and the weight of the slab are balanced with the pressure force of the lower roll of the buckling prevention roll located at the exit side in the traveling direction of the slab.
前記スラブのパスラインを上下方向に挟んで設置される少なくとも2組の上下一対の座屈防止ロールと、
前記座屈防止ロールのそれぞれの動作を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記スラブの進行方向の入側に位置する座屈防止ロールの下ロールの上端位置が前記パスライン位置に固定されるように該下ロールを位置制御し、他の座屈防止ロールのそれぞれから幅圧下中の前記スラブに所定の押力が負荷されるように該他の座屈防止ロールのそれぞれを押圧制御する、スラブの幅圧下装置。 A pair of dies for reducing the width of the slab;
At least two pairs of upper and lower buckling prevention rolls are installed on either side of the pass line of the slab in the vertical direction;
A control device for controlling the operation of each of the buckling prevention rolls,
The control device controls the position of the lower roll of the buckling prevention roll located on the entry side of the slab's traveling direction so that the upper end position of the lower roll is fixed at the pass line position, and controls the pressure of each of the other buckling prevention rolls so that a predetermined pressure force is applied to the slab during width reduction.
前記制御装置は、前記検出信号を取得すると、前記スラブの進行方向の出側に位置する前記座屈防止ロールの下ロールの上端位置が前記幅圧下による前記スラブの増厚量に基づいて定められる位置に固定されるように該下ロールを位置制御する、請求項6または請求項7に記載のスラブの幅圧下装置。 The method further comprises a detection means for detecting that the tail end of the slab has passed a buckling prevention roll located on the entry side of the traveling direction and outputting a detection signal,
A slab width reduction device as described in claim 6 or claim 7, wherein when the control device acquires the detection signal, it controls the position of the lower roll of the buckling prevention roll located on the exit side in the traveling direction of the slab so that the upper end position of the lower roll is fixed at a position determined based on the amount of thickness increase of the slab due to the width reduction .
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