JP2000271623A

JP2000271623A - 金属帯の冷間圧延方法

Info

Publication number: JP2000271623A
Application number: JP11087607A
Authority: JP
Inventors: Shozo Ogimoto; 省三荻本; Teruhiro Saito; 輝弘斉藤
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】タンデム式冷間圧延機を用いて、高圧下か
つ高速度の冷間圧延を行なう際に、圧延中の鋼帯のスリ
ップの発生を防止し、チャタリングの発生を防止する。【解決手段】タンデム式冷間圧延機の入側の第１スタ
ンドから出側の最終スタンド入側までの圧下率を軽減
し、最終スタンド入側までの加工硬化を低減して最終ス
タンドの圧下を多めにかけることにより、スリップの発
生を防止し、さらにチャタリングの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数台のロールスタ
ンドを有するタンデム式冷間圧延機を用いて金属帯の冷
間圧延を行なう方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数台のロールスタンドを並べて連続的
に金属帯を冷間圧延するタンデム式冷間圧延機は通常４
〜６スタンドであり、５または６スタンドの設備が最も
多い。タンデム式冷間圧延機を用いて金属帯を冷間圧延
する際の各スタンドでの圧下率の配分は、概ね下記の思
想によりなされている。

【０００３】すなわち特定スタンドに圧延負荷が集中し
ないように平均圧下率から大きくは逸脱させないもの
の、入側のロールスタンド（通常、入側から１〜３スタ
ンド程度）では金属帯が軟質であり圧下負荷が少なく、
また幾何学的にも圧下率を稼ぎやすいため、平均圧下率
より高圧下率とする。一方、状況が逆となる出側のロー
ルスタンド（通常、出側から１〜３スタンド程度）では
平均圧下率より低めの圧下率で操業することが多い（た
とえば特開平9-19706 号公報）。ただし第１スタンド
は、圧下厚みの絶対値が過大になったり、金属帯の噛み
込みに問題があったりする場合に、例外的に圧下率を低
めに設定する場合もある（たとえば特開昭55-5148 号公
報）。

【０００４】近年、特に出側のロールスタンドでのヒー
トストリーク（ヒートスクラッチともいう）と呼ばれる
表面疵の発生が問題視されており（たとえば特開平9-19
706号公報、特開平9-239410号公報等）、この対策のた
めに出側ロールスタンドは圧延負荷等の状況の許容範囲
内でできる限り低めに設定することが良いとされている
（たとえば特開平9-239410号公報）。

【０００５】ところでタンデム式冷間圧延機を用いて金
属帯を冷間圧延する際に、冷間圧延を終了した金属帯の
品質に関わる欠陥をもたらす原因として、従来から問題
視されているものにチャタリングがある。チャタリング
とは、ロールギャップ（すなわち同一ロールスタンドの
一対のワークロール間の間隔）が周期的に開閉を繰り返
すことによって、冷間圧延を終了した金属帯の板厚が金
属帯の長手方向に波打つように変動する現象である。

【０００６】以下に金属帯の例として鋼帯の冷間圧延に
ついて説明する。チャタリングは何らかの要因でロール
ギャップが変動した時、ロールギャップが正常な状態に
戻ろうとしてロールギャップの振動を起こした場合に発
生する。このようなロールギャップの変動は、主として
ワークロールと鋼帯との間の潤滑が不適切な場合に発生
しやすい。また殆どの場合、チャタリングはタンデム式
冷間圧延機に配設された複数台のロールスタンドの最も
出側の最終スタンドで発生する。

【０００７】チャタリングの防止については、鋼帯とロ
ールとの間のスリップの発生がそのきっかけとなること
が多いから、張力や潤滑の制御が重要であるといわれて
いる。従来、これらを適正値に管理することによって、
概ね良好な抑制効果が得られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、高圧下の冷間圧
延によって製造された薄鋼板（厚さ0.30ｍｍ以下、望ま
しくは0.25ｍｍ以下）の需要が増加しており、その薄鋼
板の量産のために高速冷間圧延（圧延速度2000ｍ／分以
上、望ましくは2200ｍ／分以上）も行なわれている。と
ころが高速かつ高圧下の冷間圧延によって薄鋼板を製造
する場合、冷間圧延中のチャタリングの発生頻度が増大
する。チャタリングを防止するために圧延潤滑油の改善
や先進率の制御等の対策が実施されているが、十分な効
果は得られていない。

【０００９】本発明は上記のような問題を解決するべ
く、高速かつ高圧下の冷間圧延によって薄金属帯を製造
する際のチャタリングを防止する圧延方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のロール
スタンドＮ台を有するタンデム式冷間圧延機を用いて金
属帯の冷間圧延を行なう方法であって、冷間圧延を終了
した金属帯の厚さ0.30ｍｍ以下とし、かつ合計圧下率8
5.0％以上とするにあたって、合計圧下率が85.0％以
上、90.0％以下の場合は最終の第Ｎスタンドの圧下率を
平均圧下率以上、合計圧下率が90.0％越え、95.0％以下
の場合は最終の第Ｎスタンドの圧下率を平均圧下率×0.
95以上、合計圧下率が95.0％を越える場合は最終の第Ｎ
スタンドの圧下率を平均圧下率×0.90以上、とする金属
帯の冷間圧延方法である。

【００１１】また本発明は、第Ｎ−１スタンドと第Ｎ−
２スタンドの少なくとも一方のスタンドの圧下率を平均
圧下率未満とし、さらに４スタンド以上のロールスタン
ドを有するタンデム式冷間圧延機を用いる場合には第２
スタンドの圧下率が平均圧下率を越える金属帯の冷間圧
延方法である。なお４スタンドの冷間圧延機においては
第２スタンドが第Ｎ−２スタンドに相当するが、第２ス
タンドの圧下率を平均圧下率を越えるように設定し、第
３スタンド（すなわち第Ｎ−１スタンド）の圧下率を平
均圧下率未満とすることが好ましい。

【００１２】さらに本発明は、冷間圧延速度が2000ｍ／
分以上である金属帯の冷間圧延方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】発明者らは、本発明に先立ち、チ
ャタリングを十分に防止できない理由を解明するべく、
チャタリング発生等に及ぼす冷間圧延の諸条件の影響を
調査した。図２に調査結果の一例として、潤滑の状態お
よび板厚がチャタリング発生等に及ぼす影響を示す。潤
滑が過剰な場合は、ワークロールがスリップして圧下力
が低下し、圧延中の鋼帯の厚さが増大し、ロールギャッ
プが押し広げられる。その結果、広げられたロールギャ
ップが元に戻ろうとする動きによってチャタリングが発
生する。潤滑が不十分な場合は、潤滑のムラによって圧
延中の鋼帯の厚さが変動してチャタリングが発生するこ
とが判明した。特に潤滑が不十分な場合は、ワークロー
ルの過熱によるロール表面の焼付き疵も発生する。

【００１４】一方、板厚が薄くなるほど潤滑の上下限の
間の適正領域が狭まる現象が観察された。これは下記の
状況によるものと思われる。すなわち、通常は、板厚を
薄くするに伴い冷間圧下率も増加する。しかし冷間圧延
を行なうと、鋼帯は加工硬化を起こす。本発明のような
高圧下の冷間圧延の場合は、鋼帯の加工硬化が大きいの
で、鋼板を製造する際にチャタリングの発生頻度が増大
する。つまり圧下率が大きいので、焼付き疵の発生を防
止するために潤滑を加える上に、鋼帯が加工硬化するた
めに冷間圧延中にスリップしやすくなる。このため高圧
下（具体的には85.0％以上の圧下率）の冷間圧延では、
潤滑が過剰な状態に陥りやすくなっている。

【００１５】また板厚が薄いほど圧延速度も必要となる
が、圧延の高速化によっても焼付き疵やスリップが発生
しやすくなり、好適範囲を狭める要因となる。図２は潤
滑の適正範囲についてのデータであるが、張力，先進率
等についても同様に、冷間圧延の高速化，薄物化に伴い
適正範囲が狭まる傾向にある。潤滑，張力等は種々の要
因で変動したり、あるいは意図的に変更したりすること
が避けられず、上記のことから、冷間圧延の高速化，薄
物化に伴い潤滑等の最適化のみによってチャタリングを
抑制するのは困難となりつつあることが分かった。な
お、このような現象は鋼帯の冷間圧延に限らず、金属帯
の冷間圧延に共通して起こり得る問題である。

【００１６】この状況を改善して、潤滑等の適正領域を
広げて、たとえば潤滑が少々過剰でもチャタリングが発
生し難くするために、本発明者らは各ロールスタンドの
圧下率の配分を見直すことが有効であるとの結論に達し
た。既に述べた如く、従来のタンデム式冷間圧延機の圧
延では、各ロールスタンドの配分は詳細に考慮されてお
らず、入側のロールスタンドで高圧下をかけながら概ね
各ロールスタンドに圧下率を均等にかけるか、あるいは
出側に近くなるほど圧下率を単純に低下させるように配
分するのが通例である。

【００１７】しかしながら上述のような圧下率の配分で
は、最終スタンドの入側に至るまでの加工硬化が大きく
なる。最終スタンドでは、この加工硬化した鋼帯を冷間
圧延することになり、スリップが発生し、さらにチャタ
リングが発生する。以下に本発明について図を用いて説
明する。図１はタンデム式冷間圧延機を模式的に示す模
式図である。鋼帯７がタンデム式冷間圧延機の入側の第
１スタンド１から出側の第Ｎスタンド５へ至る間に順次
圧下をかけられる。図中の矢印は圧延方向である。合計
圧下率が85.0％以上の高圧下の冷間圧延においても、タ
ンデム式冷間圧延機の入側の第１スタンド１から出側の
最終第Ｎスタンド５の入側に至るまでの圧下率を軽減す
ることによって、最終の第Ｎスタンド５の入側までの加
工硬化を低減できる。そして最終の第Ｎスタンド５の圧
下率を多めにかけることにより、スリップの発生頻度を
減少させ、さらにチャタリングの発生頻度を低減するこ
とができる。具体的には最終の第Ｎスタンド５の圧下率
が平均圧下率以上であればチャタリングを十分防止でき
る。

【００１８】しかし合計圧下率が90.0％を越えるような
高圧下の冷間圧延においては、最終の第Ｎスタンド５の
入側に至るまでに既に相当の加工硬化が進行しているた
め、第Ｎスタンド５の圧延能力の制約上、平均圧下率以
上の圧下が困難な場合もある。このため、このような場
合は第Ｎスタンド５の能力内で平均圧下率に近い圧下率
を確保するようにする。

【００１９】すなわち(1)合計圧下率が85.0％以上、90.
0％以下の場合は最終の第Ｎスタンドの圧下率を平均圧
下率以上、(2)合計圧下率が90.0％越え、95.0％以下の
場合は最終の第Ｎスタンドの圧下率を平均圧下率×0.95
以上、(3)合計圧下率が95.0％を越える場合は最終の第
Ｎスタンドの圧下率を平均圧下率×0.90以上、とする。
ここで合計圧下率および平均圧下率の計算式は下記の通
りである。

【００２０】合計圧下率（％）＝｛（ｔ₀− ｔ_N）／
ｔ₀｝× 100 平均圧下率（％）＝［１− exp｛ln（ｔ_N／ｔ₀）／
Ｎ｝］×100 ただしｔ₀ ：冷間圧延前（すなわち第１スタンド入
側）の鋼帯の厚さｔ_N ：冷間圧延終了後（すなわち第Ｎスタンド出側）
の鋼帯の厚さＮ：ロールスタンドの台数また複数（Ｎ台）のロールスタンドを有するタンデム式
冷間圧延機では、鋼帯がタンデム式冷間圧延機の入側の
ロールスタンドから出側のロールスタンドへ至る間に順
次圧下をかけられるので鋼帯が次第に加工硬化する。鋼
帯の加工硬化を緩和するために、タンデム式冷間圧延機
の入側のロールスタンドで高圧下をかけ、出側のロール
スタンドで低圧下とすると、各ロールスタンドにかかる
荷重を軽減できる。つまり、タンデム式冷間圧延機の出
側の最終第Ｎスタンド５から１台手前の第Ｎ−１スタン
ド４と、最終第Ｎスタンド５から２台手前の第Ｎ−２ス
タンド３の少なくとも一方のロールスタンドの圧下率を
平均圧下率未満とすることが望ましい。さらにそのロー
ルスタンドの圧下率は最終の第Ｎスタンド５の圧下率よ
り低くすることが望ましい。

【００２１】また、タンデム式冷間圧延機の出側の第Ｎ
スタンド５，第Ｎ−１スタンド４，第Ｎ−２スタンド３
の圧下率を平均圧下率より低くするだけでなく、入側の
ロールスタンドの圧下率を平均圧下率より高くすると、
ロールスタンドにかかる荷重を軽減できる。ただしタン
ダム式冷間圧延機の入側の第１スタンド１に高圧下をか
けると鋼帯の厚さに対する圧下量が大きくなるので、か
えってロールスタンドにかかる荷重を増大させる場合も
ある。したがって高圧下をかけるロールスタンドとして
最も好適な入側の第２スタンド２の圧下率が平均圧下率
を越えることが望ましい。

【００２２】上述のタンデム式冷間圧延機の入側の第１
スタンド１，第２スタンド２および出側の第Ｎスタンド
５，第Ｎ−１スタンド４，第Ｎ−２スタンド３以外のロ
ールスタンドについては、入側が高圧下、出側が低圧下
となるように概ね均等に圧下率を配分すればよい。ただ
しタンデム式冷間圧延機の入側の第１スタンドは上記の
理由によって低圧下としてもよい。タンデム式冷間圧延
機の中央部付近、すなわち第Ｎ／２スタンド付近の１〜
２台程度のロールスタンドについては、入側または出側
どちらのロールスタンドに含めて圧下率を配分しても問
題はない。

【００２３】なお高圧下をかけるロールスタンドの圧下
率の上限は平均圧下率×1.20程度とし、低圧下をかける
ロールスタンドの圧下率の下限は平均圧下率×0.85程度
とするのがよい。

【００２４】

【実施例】ロールスタンドを６台有するタンデム式冷間
圧延機を用いて、鋼帯（厚さｔ₀＝２ｍｍ）を圧延速度2
500ｍ／分で冷間圧延を行なった。圧下率の配分は表１
および表２に示す通りで、表１は本発明の例、表２は比
較例である。発明例 No.１〜17では、No.17 で多少圧延
負荷が大であったものの、チャタリングもなく圧延でき
た。チャタリングの発生率は No.１，２が１％、その他
は０％であった。一方、比較例 No.18，19ではチャタリ
ングが５％程度発生した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明によると、高圧下かつ高速度の冷
間圧延において、鋼帯のスリップを防止し、チャタリン
グを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タンデム式冷間圧延機を模式的に示す模式図で
ある。

【図２】冷間圧延を終了した鋼帯の厚さが潤滑がチャタ
リングや焼付き疵に及ぼす影響を示すグラフである。

【符号の説明】

１第１スタンド２第２スタンド３第Ｎ−２スタンド４第Ｎ−１スタンド５第Ｎスタンド６ワークロール７鋼帯

フロントページの続きＦターム(参考） 4E002 AD05 BA01 BC02 BC05 CA08 CB10 4E024 AA07 BB01 CC01 CC03 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎ台のロールスタンドを有するタンデム
式冷間圧延機を用いて金属帯を冷間圧延するにあたっ
て、冷間圧延を終了した前記金属帯の厚さを0.30ｍｍ以
下とし、かつ合計圧下率を85.0％以上とする金属帯の冷
間圧延方法において、合計圧下率が85.0％以上、90.0％以下の場合は最終の第
Ｎスタンドの圧下率を平均圧下率以上、合計圧下率が90.0％越え、95.0％以下の場合は最終の第
Ｎスタンドの圧下率を平均圧下率×0.95以上、合計圧下率が95.0％を越える場合は最終の第Ｎスタンド
の圧下率を平均圧下率×0.90以上、とすることを特徴と
する金属帯の冷間圧延方法。
【請求項２】第Ｎ−１スタンドと第Ｎ−２スタンドの
少なくとも一方のロールスタンドの圧下率を平均圧下率
未満とすることを特徴とする請求項１に記載の金属帯の
冷間圧延方法。
【請求項３】４台以上のロールスタンドを有するタン
デム式冷間圧延機を用いて金属帯の冷間圧延を行なうに
あたって、第２スタンドの圧下率が平均圧下率を越える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属帯の冷
間圧延方法。
【請求項４】冷間圧延速度が2000ｍ／分以上であるこ
とを特徴とする請求項１、２または３に記載の金属帯の
冷間圧延方法。