熱間圧延、冷間圧延、ESP鋼コイルのプロセス特性

鉄鉱石から鋼鉄完成品に至るまで、一連の複雑な工程を経て、最終的にさまざまなカテゴリーの鋼が生産されます。最も一般的なカテゴリーは、熱間圧延鋼コイルと冷間圧延鋼コイルです。熱間圧延コイルはどちらも冷間圧延コイルの原材料であり、冷間圧延コイルと同様に個別に販売および使用できます。

これら 2 つのカテゴリには、プロセス特性、長所と短所、およびアプリケーションに大きな違いがあります。さらに、新しい ESP プロセス製品は、ユーザーの間で混乱を引き起こしやすいです。この記事では、これら 3 つの製品を分析して比較します。

熱間圧延鋼コイル

プロセス特性

熱間圧延鋼コイルは、鋼片を高温で圧延して作られます。この工程では、鋼は再結晶温度（通常は 1000°C ～ 1250°C）以上に加熱され、良好な可塑性と低い変形抵抗が得られます。熱間圧延後、鋼の表面には酸化スケールの層が形成されますが、これは通常、使用前に除去されます（酸洗またはショットブラスト）。

利点

優れた機械的特性: 熱間圧延鋼コイルは高温で圧延され、強度、可塑性、靭性などの総合的な機械的特性が優れています。

高い生産効率： 熱間圧延工程は工程数が少なく、圧延厚みが大きく、圧延効率が高い。

低コスト： 熱間圧延工程は生産工程が短く、エネルギー消費も少ないため、同じ仕様の生産コストは冷間圧延よりも低くなります。

欠点

寸法精度が低い: 熱間圧延鋼コイルの寸法精度と表面仕上げは、冷間圧延鋼コイルほど良好ではありません。

残留応力: 熱間圧延プロセス中、鋼の急速な冷却によって一定の残留応力が生じ、その後の加工性能に影響を及ぼす可能性があります。

表面品質が悪い: 鋼板の圧延時に表面に酸化鉄スケールが存在するため、酸化鉄スケールの圧入が起こりやすく、酸洗・平滑化処理を施しても残留痕跡を完全に除去することができません。

応用

熱間圧延鋼コイルは、建設、橋梁、船舶、機械製造などの分野で広く使用されています。たとえば、パターンプレート、梁鋼、ブーム鋼などは、主に熱間圧延技術を使用して製造されています。

冷間圧延鋼コイル

プロセス特性

冷間圧延コイルは、熱間圧延コイルを室温でさらに圧延して作られます。

室温冷間圧延プロセス中に寸法を正確に制御し、その後特殊な熱処理を行って所望の特性を得ることができます。

利点

高い寸法精度：冷間圧延鋼板コイルの厚さ、幅などの寸法精度は高いです。

優れた機械的特性: 冷間圧延とそれに続く熱処理により、より高い強度と硬度、および優れた可塑性が得られます。

優れた表面品質: 冷間圧延鋼コイルの表面には酸化鉄が含まれず、高い平滑性を備えているため、さまざまな部品の製造に直接使用するのに適しています。

欠点

生産コストが高い：冷間圧延工程は工程が多く、工程が複雑で、エネルギー消費量が多いため、生産コストは熱間圧延鋼コイルよりも高くなります。

生産効率が低い：冷間圧延工程は複雑で、材料の流れが煩雑であり、生産効率は熱間圧延よりも低くなります。

応用

冷間圧延鋼板は主に、寸法精度や表面品質に対する要求が高い自動車、家電、電子製品などの部品の製造に使用されます。

ESP（エンドレスストリッププロダクション）

ESP 生産ラインは、酸素転炉製鋼と連続鋳造に続く鉄鋼業界の第 3 の技術革命と考えられており、現在世界最高レベルの熱間圧延鋼板技術を表しています。

#1 ESP は冷間圧延製品だと思っていた人も多いと思いますが、実は ESP は薄い板厚の熱間圧延酸洗製品です。

ESPはエンドレスストリップ圧延という新しいプロセスを採用し、コイラー上で溶鋼から熱延コイルまでの完全連続生産を実現し、0.8mmなどの極薄熱延鋼コイルを生産できます。

プロセス特性

エンドレスローリング： ESP技術の最大の特徴は、溶鋼から熱延コイルまで、途中で切断することなく完全連続生産を実現していることです。

コンパクトなプロセス: 連続鋳造工程と圧延工程が直結しており、スラブ倉庫や加熱炉などの中間リンクが不要です。

高速生産： 連続鋳造機は最大7.0m/分の高速引上げ速度で設計されており、生産効率が大幅に向上します。

高精度制御： 高度な制御技術の使用により、製品の厚さ、幅、真直度を正確に制御できます。

利点

省エネと排出削減： 中間加熱やその他のリンクが排除されるため、ESP 生産ラインではエネルギーと水の消費量が大幅に削減されます。

高い利回り: 溶鋼から熱間圧延コイルへの歩留まりは 97% ～ 98% に達し、従来のプロセスよりもはるかに高くなります。

投資コストを削減: 設備レイアウトがコンパクトで、設備投資や設備投資を削減します。

製品品質の向上: 極薄熱延鋼板コイルの製造が可能で、標準薄規格は0.8mm（またはそれ以下）で、製品性能は優れています。

欠点

初期投資額が高い: 長期的にはコストを削減できますが、ESP 技術はまだ十分に普及しておらず、初期投資は比較的高額です。

技術的な閾値: フルライン自動化生産ラインでは、どのリンクでもトラブルが発生してはならず、トラブルが発生するとライン全体が停止してしまうため、オペレーターやメンテナンス担当者には高いスキルが求められます。

柔軟性が低い: 生産ラインの自動化と継続性が高いため、製品タイプの変更は従来の生産ラインほど柔軟ではありません。

応用

冷間を熱に置き換えることで、表面や性能の要件は高くないが、仕様や厚さが薄いシナリオにおいて、冷間圧延製品の包括的な代替品が提供されます。

よくある質問への回答

質問 1: ESP の主な利点は何ですか?

低い生産コスト + 低炭素排出量。コンパクトなプロセスにより、ESP の生産コストは大幅に低下しました。また、コンパクトなプロセスにより、中間リンクでのエネルギーの無駄が少なくなり、無駄が少ないということは炭素排出量も少なくなることを意味します。

この観点から見ると、ESP 技術の爆発は今ではありません。 欧州と米国が炭素関税を積極的に推進する場合、ESP ベースの溶融亜鉛めっき鋼コイルは比較的大きな輸出優位性を持つことになります。

質問 2: 同じ仕様の熱間圧延、冷間圧延、ESP の違いは何ですか?

厚さ2.0mmのC材を例に挙げます。

• 生産コスト：ESP＜熱間圧延＜冷間圧延

  表面品質：冷間圧延＞ESP＞熱間圧延

  生産精度：冷間圧延＞ESP＞熱間圧延

質問3: 3つの製品の表面品質の違いは何ですか?

表面品質の面では、酸洗・レベリング後の熱延コイルの粗さは比較的高く、酸化鉄スケールを洗い流した後、表面はわずかに凹凸があり、時には酸化鉄スケールのピークが見られます。

冷間圧延は、酸化鉄スケールを洗い流した後、常温で圧延するため、酸洗後の圧延変形が大きく、元々の表面凹凸が平坦に圧延され、粗さは主に冷間圧延ローラーによって与えられ、表面はより滑らかで均一になります。

ESP は本質的に熱間圧延酸洗板です。熱間圧延薄板仕様は通常、工場出荷前に酸洗と平坦化が行われ、表面品質は冷間圧延製品に近くなります。

質問 4: ESP により、熱間圧延と冷間圧延の生存空間が大幅に減少しますか?

大きく圧縮されることはありませんが、経済的な仕様やグレードに利点が生まれます。

この質問は、実際には特殊鋼と市販の一般材料の比率に依存します。従来の冷間圧延と熱間圧延は、特殊鋼（複数の仕様を持つ複雑な鋼種）の製造において依然として利点があり、特にユーザーが性能を微調整する余地がより多くあります。

ESP は、特にコーティング基材として、通常グレードを単一仕様にする場合に、極めてコスト面で有利です。

はっきり言って、ESP技術は元々安価な一般材料を安価にし、その利点は経済性に反映されますが、冷間圧延品質よりも優れていると言うと少し大げさです。