JP2001198602A

JP2001198602A - 高光沢金属帯板の製造方法

Info

Publication number: JP2001198602A
Application number: JP2000004469A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Kenmochi; 一仁剣持; Hideo Kijima; 秀夫木島; Junichi Tateno; 純一舘野; Yasumichi Sunamori; 泰理砂盛; Tsutomu Matsubara; 務松原
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-07-24
Anticipated expiration: 2020-01-13
Also published as: JP3770024B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小径ロールでのみ冷間圧延した場合よりも高
い光沢度の金属帯板を高圧延能率で製造できる、高光沢
金属帯板の製造方法を提供する。【解決手段】大径ロールで圧延した後、小径ワークロ
ールの直径を20mm以上、150mm 以下とし、かつ小径ワー
クロールの表面にクロス研磨目を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス帯板や
アルミニウム帯板等の光沢度の高い金属帯板の製造方法
に関するもので、特に、熱間圧延後の金属帯板に大径ワ
ークロールでの冷間圧延を施し、次いで小径ワークロー
ルでの冷間圧延を施す、圧延能率の高い高光沢金属帯板
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高光沢金属帯板の製造方法について、ス
テンレス帯板を例に説明する。ステンレス帯板は、普
通、所定の成分に調整された溶鋼を連続鋳造し、連続鋳
造されたスラブを所定の厚みに熱間圧延し、焼鈍・酸洗
を施し、この冷間圧延用素材を冷間圧延し、その後、所
定の仕上処理を施して、製造されている。

【０００３】この仕上処理としては、一般に、フェライ
ト系ステンレス帯板では、焼鈍・酸洗、調質圧延を施
し、オーステナイト系ステンレス帯板では、焼鈍・酸
洗、調質圧延後バフ研磨を施している。従来の高光沢金
属帯板を製造する冷間圧延工程においては、冷間圧延用
素材を直径が150mm 以下の小径ワークロールを備えたク
ラスター圧延機で可逆圧延していた。このため、仕上処
理を施したステンレス帯板の表面光沢度は良好である
が、冷間圧延工程の圧延能率は著しく低かった。

【０００４】一方、圧延能率の高い高光沢金属帯板の製
造方法としては、近年、複数のスタンドで１方向に圧延
できる冷間タンデム圧延機を用い、ワークロールの表面
粗さを所定値とした圧延が試みられているが、直径が15
0mm 以上と大きいワークロールで冷間圧延するので、仕
上処理を施したステンレス帯板の表面光沢度が低いとい
う欠点を抱えていた。

【０００５】そこで、例えば特開昭61−49701 号公報に
は、圧延能率が高く、かつ表面欠陥が少ないステンレス
帯板を得ることを可能とした、150mm 以上の大径ワーク
ロールを有するタンデム圧延機で全圧下量の50％以上を
冷間圧延し、次いで100mm 以下の小径ワークロールを有
するゼンジミア圧延機で全圧下量の10％以上を境界潤滑
条件で冷間圧延する冷間圧延方法が開示されている。

【０００６】また、特公昭57−13362 号公報には、ゼン
ジミア圧延機によるステンレス鋼帯の冷間圧延方法にお
いて、仕上パス以前のパスで表面粗さＲａ＝0.2 〜1.0
μmのワークロールを使用し、かつ圧下率18〜25％にす
ることを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法が開
示されている。しかしながら、特開昭61−49701 号公報
に記載されている冷間圧延方法では、大径ワークロール
のタンデム圧延機で冷間圧延を施し、次いで小径ワーク
ロールのゼンジミア圧延機で冷間圧延を施しているの
で、圧延能率は高いけれども、ステンレス帯板の光沢度
は、小径ワークロールでのみ冷間圧延した場合と大径ワ
ークロールでのみ冷間圧延した場合との中間の値とな
り、光沢度が不十分であるという問題があった。

【０００７】また、特公昭57−13362 号公報に記載され
ている冷間圧延方法は、小径ワークロールでのみ冷間圧
延しているため、仕上処理を施したステンレス帯板の光
沢度は、大径ワークロールで冷間圧延を施し、次いで小
径ワークロールで冷間圧延を施した場合より高いが、ロ
ールの円周方向に平行な研磨目を付与した小径ワークロ
ールでのみ冷間圧延しているので、光沢度が不十分であ
るうえ、圧延能率が著しく低くなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決することにあり、光沢度の高い金属帯
板を高圧延能率で製造可能な高光沢金属帯板の製造方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、熱間圧延後の金属帯板を、直径が150mm を超える大
径ワークロールで冷間圧延し、次いで前記大径ワークロ
ールの直径よりも小さい小径ワークロールで冷間圧延
し、光沢度の高い金属帯板を製造する高光沢金属帯板の
製造方法において、前記小径ワークロールの直径を20mm
以上、150mm 以下とし、かつ前記小径ワークロールの表
面にクロス研磨目を付与することを特徴とする高光沢金
属帯板の製造方法である。

【００１０】請求項２に記載の本発明は、前記小径ワー
クロールを超硬合金製とすることを特徴とする請求項１
に記載の発明である。請求項３に記載の本発明は、前記
超硬合金の金属炭化物を炭化タングステンとし、該炭化
タングステン含有量の質量百分率を50〜95％とすること
を特徴とする請求項２に記載の発明である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、発明実施の形態について、
発明者らがこの発明に至った経緯を含めて、ステンレス
帯板を製造する場合を例にとり説明する。本発明の高光
沢金属帯板の製造方法に用いるステンレス帯板は、所定
の成分に調整された溶鋼を連続鋳造してスラブとし、こ
のスラブを所定の厚みに熱間圧延し、焼鈍・酸洗を施し
たものが好ましい。本発明の高光沢金属帯板の製造方法
の特徴は、熱間圧延後の金属帯板を直径が150mm を超え
る大径ワークロールで冷間圧延し、次いで小径ワークロ
ールで冷間圧延することにある。その後、所定の仕上処
理を施し、ステンレス帯板を製造するようにされてい
る。仕上処理としては、フェライト系ステンレス帯板で
は、焼鈍・酸洗、調質圧延を施し、オーステナイト系ス
テンレス帯板では、焼鈍・酸洗、調質圧延後バフ研磨を
施すとよい。

【００１２】ここで、仕上処理を施されたステンレス帯
板の表面光沢度は、冷間圧延後の帯板の表面粗さに左右
されることが知られている。冷間圧延後のステンレス帯
板の表面粗さは、深さ数μｍ程度のオイルピットと、ロ
ールの研磨目の転写に起因する凹凸が１μｍ程度のスク
ラッチとからなり、一方のスクラッチの凹凸は、冷間圧
延後の仕上げ焼鈍・酸洗または仕上げ光輝焼鈍し、調質
圧延することによって著しく低減されるので、ステンレ
ス帯板の表面光沢度に及ぼす影響は比較的小さいが、他
方のオイルピットは、通常の研磨目を付与したロールで
圧延しても凹みが残り、ステンレス帯板の表面光沢度に
比較的大きな影響を及ぼしている。

【００１３】また、直径が150mm 以上の大径ワークロー
ルで冷間圧延したステンレス帯板の表面には、小径ワー
クロールで冷間圧延した場合に比較して、深くて大きい
オイルピットが生じることもよく知られている。そし
て、従来は、直径が150mm 以上の大径ワークロールで冷
間圧延した後、円周方向に平行な研磨目を付与した小径
ワークロールで冷間圧延していたため、圧延能率は高い
が、大径ワークロールで生成したオイルピットの凹み量
を充分に小さくできず、ステンレス帯板の光沢度が不十
分となっていたのである。

【００１４】そこで、本発明者らは、熱間圧延後の金属
帯板を直径が150mm 以上の大径ワークロールでタンデム
冷間圧延し、次いで小径ワークロールで可逆圧延する高
圧延能率な製造方法を採用するとともに、小径ワークロ
ールの直径を20mm以上、150mm 以下とし、かつ小径ワー
クロールの表面にクロス研磨目を付与することで、大径
ワークロールで生成したオイルピットを効果的に減少さ
せ、小径ワークロールで冷間圧延する際のオイルピット
の発生を抑制したのである。

【００１５】ここで、本発明に用いる小径ワークロール
の表面に付与するクロス研磨目は、図１（ａ）、図１
（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、ロールの円周方向に
対して、一方に傾斜した研磨目と他方に傾斜した研磨目
とが互いに交差し、それぞれ断続した研磨目となってい
るものである。クロス研磨目は、それぞれの方向に傾斜
した研磨目が図１（ａ）に示すように平行であっても、
図１（ｂ）に示すように平行でなくとも良い。また、ク
ロス研磨目は、一方に傾斜した研磨目と他方に傾斜した
研磨目とが、円周方向に対して左右対称でも、図１
（ｃ）に示すように、円周方向に対して対称でなくても
良い。

【００１６】このクロス研磨目を付与したワークロール
で冷間圧延することにより、オイルピットの凹み量を小
さくできるのは、ロールバイト内でステンレス帯板の表
面近傍の圧延方向のせん断変形が大きくなり、ワークロ
ールにより帯板表面が平滑化されるためである。なお、
クロス研磨目は、一方に傾斜した研磨目と他方に傾斜し
た研磨目とがそれぞれ断続した研磨目となっているの
で、スパイラル状の模様が発生することはない。研磨目
が連続してスパイラル状になると、このワークロールで
圧延したステンレス帯板にスパイラル状の模様が発生
し、好ましくない。

【００１７】本発明に用いる小径ワークロールに付与す
るクロス研磨目は、図２に示すように、中空円盤状砥石
２を用い、砥石回転軸2Aのオフセット量Ｘをロール法線
1Nに対して０を超え砥石２の外径Ｄの1/2 未満の範囲と
し、かつ砥石回転軸2Aをロール法線1Nに対して平行とし
て砥石２を配置することによって、図３に示すように、
砥石研磨面をロール軸1A方向に半分に分割が可能な分割
可能線2Dの両側で砥石研磨面を小径ワークロール１に接
触させ、砥石２を回転させつつ、回転させた小径ワーク
ロール１のロール軸1A方向に移動させ、分割可能線2Dの
両側におけるロール１と砥石２との接触面3L、3Rで付与
するようにしてもよい。

【００１８】そして、中空円盤状砥石２を用い、小径ワ
ークロール１にクロス研磨目を付与した場合には、図３
に示す砥石２の周速度ベクトルの傾斜角度θ₁とθ₂と
が異なるため、接触面3L、3Rで付与される研磨目は平行
でないが、鋼帯表面の平滑化効果は充分にある。ここ
で、小径ワークロールの直径を20mm以上、150mm 以下と
する理由は、直径が150mm を超えた場合には、鋼帯表面
の平滑化効果が不充分となり、一方、小径ワークロール
の直径を20mm未満とした場合には、ロールの水平方向の
撓みが大きくなって、良好な形状のステンレス帯板が製
造できないからである。

【００１９】よって、本発明における高光沢金属帯板の
製造方法においては、熱間圧延後の金属帯板を直径が15
0mm 以上の大径ワークロールで冷間圧延し、次いで直径
を20mm以上、150mm 以下とし、かつロールの表面にクロ
ス研磨目を付与した小径ワークロールで冷間圧延したの
で、小径ロールでのみ冷間圧延した場合よりも光沢度の
高い金属帯板を高圧延能率で製造できる。

【００２０】また、小径ワークロールを超硬合金製とす
る理由は、次のとおりである。本発明に用いる小径ワ
ークロールに付与したクロス研磨目は、冷間圧延の初期
においては、一方に傾斜した研磨目と他方に傾斜した研
磨目とが互いに交差しているので、大幅な光沢向上効果
が得られる。しかし、小径ワークロールを鋼系製とした
場合には、冷間圧延を続けていくと、150mm 以下、20mm
以上の小径ワークロールであるので研磨目が摩耗し、光
沢が低下してしまう。そこで、小径ワークロールを超硬
合金製とすることにより、耐摩耗性を改善できるととも
に、超硬合金は、セラミックやサーメットよりも良好な
靭性を有するからである。

【００２１】また、本発明に用いる超硬合金製小径ワー
クロールの金属炭化物としては、WCやTiC や、CrC を用
いるのが、耐摩耗性やロール強度の点で好ましい。ま
た、本発明に用いる小径ワークロールの超硬合金の金属
炭化物を炭化タングステンとし、炭化タングステン含有
量の質量百分率を50〜95％とするのが好ましい。

【００２２】炭化タングステン含有量の質量百分率を50
〜95％とする理由は、50％未満とした場合には、小径ワ
ークロールの強度が不十分で圧延中にロールが変形して
しまい、一方、炭化タングステンの含有量の質量百分率
が95％を超えると、小径ワークロールの脆性が大きくな
ってロールが破損してしまうためである。本発明に用い
る超硬合金製の小径ワークロールは、金属粉末にコバル
ト、ニッケル、クロム、チタン等の１種または２種類以
上の金属粉末を混合して製造することができる。

【００２３】

【実施例】（実施例１）熱間圧延後、焼鈍・酸洗を施し
た厚み4.0mm のSUS 430 のフェライト系ステンレス帯板
を、表１に示すように、大径ワークロールを有する５ス
タンドからなる冷間タンデム圧延機で1.5mm の中間厚に
所定の圧延速度で冷間圧延し、次いで直径を150mm 以
下、20mm以上とした小径ワークロールを有する可逆式圧
延機を用い、５パスで0.8mm に所定の圧延速度で冷間圧
延した。

【００２４】ここで、冷間タンデム圧延機は、４段ミル
であり、可逆式圧延機は、12段クラスターミルである。
また、可逆式圧延機の小径ワークロールでの圧延長さは
18kmとした。また、一部小径ワークロールでの圧延長さ
を２倍の36kmとして、光沢度を調査したものもある。な
お、発明例（区分A04 〜A13 ）では、可逆式圧延機の小
径ワークロール直径を150mm 以下、20mm以上の範囲で変
え、かつ小径ワークロール材質を変え、さらに小径ワー
クロール表面にクロス研磨目を付与している。クロス研
磨目の傾斜角度は、円周方向に対し約30゜とし、鋼系の
小径ワークロール表面粗さは、全パス0.3 μｍRaとし、
超硬合金製の小径ワークロールの表面粗さは、全パス0.
25μｍRaとした。

【００２５】従来例（区分A01 ）では、発明例と同じ、
熱間圧延後、焼鈍・酸洗を施した厚み4.0mm のSUS 430
のフェライト系ステンレス帯板を冷間タンデム圧延機で
のみ板厚0.8mm に冷間圧延し、従来例（区分A02 ）で
は、小径ワークロールに円周方向に平行な研磨目を付与
し、この小径ワークロールでのみ板厚0.8mm に冷間圧延
した。また、比較例（区分A03 ）では、可逆式圧延機の
小径ワークロールに、円周方向に平行な研磨目を付与
し、１パスから３パスのロール粗度を0.35μmRa 、４パ
ス、５パスのロール粗度を0.10μmRa とし、その他は発
明例と同様にし、冷間圧延した。

【００２６】そして、それぞれの圧延機における圧延量
と所要圧延時間から冷間圧延能率を求め、またそれぞれ
の冷間圧延後のステンレス帯板を、同一条件にて焼鈍・
酸洗、調質圧延し光沢度（Gs20゜）を測定した。冷間圧
延能率および光沢度（Gs20゜）の結果を表１に合わせて
示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示した冷間圧延能率および光沢度
（Gs20゜）の結果から、発明例では、熱間圧延後の金属
帯板を、直径が150mm を超える大径ワークロールで冷間
圧延し、次いで直径を150mm 以下、20mm以上とし、かつ
小径ワークロールの表面にクロス研磨目を付与した小径
ワークロールで冷間圧延したので、小径ワークロールで
のみ冷間圧延した従来例（区分A02 ）よりも高い光沢度
の金属帯板を高圧延能率で製造できることがわかった。
なお、発明例では、比較例（区分A03 ）よりも高い光沢
度の金属帯板を同程度の圧延能率で製造できる。一方、
従来例（区分A01）は、光沢度が発明例よりも低く、光
沢が不十分であった。

【００２９】また、発明例に用いる小径ワークロールの
材質を超硬合金製とした場合には、鋼系製とした場合に
比し、長い距離圧延しても光沢度が維持できることがわ
かった。（実施例２）熱間圧延後、焼鈍・酸洗を施した厚み3.0m
m のSUS 304 のオーステナイト系ステンレス帯板を、表
２に示すように、大径ワークロールを有する４スタンド
からなる冷間タンデム圧延機で1.2mm の中間厚に所定の
圧延速度で冷間圧延し、次いで直径を150mm 以下、20mm
以上とした小径ワークロールを有する可逆式圧延機を用
い、７パスで0.5mm に所定の圧延速度で冷間圧延した。

【００３０】ここで、冷間タンデム圧延機は、６段ミル
であり、可逆式圧延機は、20段クラスターミルである。
また、可逆式圧延機の小径ワークロールでの圧延長さは
31kmとした。また、小径ワークロールでの圧延長さを２
倍として、光沢度を調査したものもある。なお、発明例
（区分B04 〜B08 ）では、可逆式圧延機の小径ワークロ
ールの直径を150mm 以下、20mm以上の範囲で変え、かつ
小径ワークロールの材質を変え、さらに小径ワークロー
ル表面にクロス研磨目を付与している。クロス研磨目の
傾斜角度は、円周方向に対し約５゜とし、鋼系の小径ワ
ークロールの表面粗さは全パス0.3 μｍRaとし、超硬合
金製の小径ワークロールの表面粗さは全パス0.25μｍRa
とした。

【００３１】従来例（区分B01 ）では、発明例と同じ、
熱間圧延後、焼鈍・酸洗を施した厚み3.0mm のSUS 304
のオーステナイト系ステンレス帯板を冷間タンデム圧延
機でのみ板厚0.5mm に冷間圧延し、従来例（区分B02 ）
では、小径ワークロールに円周方向に平行な研磨目を付
与し、この小径ワークロールでのみ板厚0.5mm に冷間圧
延した。

【００３２】比較例（区分B03 ）では、可逆式圧延機の
小径ワークロールに、円周方向に平行な研磨目を付与
し、１パスから６パス目のロール粗度を0.30μｍRa、７
パス目のロール粗度を0.05μｍRaとし、その他は発明例
と同様にし、冷間圧延した。また、比較例（区分B09 、
区分B10 ）では、小径ワークロールにおける超硬合金の
炭化タングステン含有量が本発明の範囲を外れたものと
し、その他は発明例と同様にし、冷間圧延した。

【００３３】そして、それぞれの圧延機における圧延量
と所要圧延時間から冷間圧延能率を求め、またそれぞれ
の冷間圧延後のステンレス帯板を、同一条件にて焼鈍・
酸洗、調質圧延し光沢度（Gs20゜）を測定した。冷間圧
延能率および光沢度（Gs20゜）の結果を表２に合わせて
示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２に示した冷間圧延能率および光沢度
（Gs20゜）の結果から、発明例では、熱間圧延後の金属
帯板を、150mm を超える直径の大径ワークロールで冷間
圧延し、次いで直径を150mm 以下、20mm以上とし、かつ
小径ワークロールの表面にクロス研磨目を付与した小径
ワークロールで冷間圧延しているので、小径ワークロー
ルでのみ冷間圧延した従来例（区分B02 ）よりも、高い
光沢度の金属帯板を高圧延能率で製造できることがわか
った。なお、発明例では、比較例（区分B03 ）よりも高
い光沢度の金属帯板を同程度の圧延能率で製造できる。
一方、従来例（区分B01 ）は、光沢度が発明例よりも低
く、光沢が不十分であった。

【００３６】また、発明例に用いる小径ワークロールの
材質を超硬合金製とした場合には、鋼系とした場合に比
し、長い距離圧延しても光沢度が維持できることがわか
った。また、超硬合金の金属炭化物粉末を炭化タングス
テンとし、炭化タングステン含有量の質量百分率が50〜
95％を外れた比較例（区分B09 、区分B10 ）では、所定
荷重を加えた直後の破損、もしくは圧延中のロール変形
により、圧延不可になった。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、光沢度の高い金属帯板
を高圧延能率で製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、本発
明に用いる小径ワークロールに付与するクロス研磨目の
傾斜角度を示すロール表面の概略図である。

【図２】図２は、ワークロールにクロス研磨目を付与す
るための砥石の配置図および砥石の断面図であり、図１
（ａ）は部分正面図、図１（ｂ）は部分平面図、図１
（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図３は、ワークロールにクロス研磨目を付与す
る原理を説明する部分平面図である。

【符号の説明】

１ワークロール（ロール） 1A ロール軸 1B ロールの回転方向 1N ロール法線２中空円盤状砥石（砥石） 2A 砥石回転軸 2B 砥石の回転方向 2C 砥石の移動方向 2D 砥石の研磨面の分割可能線 3L、3R 砥石とロールとの接触面Ｘオフセット量 θ₁、θ₂砥石とロールとの接触面での砥石の外周お
よび内周の速度ベクトルの傾斜角度 α、β クロス研磨目の一方および他方の傾斜角度

フロントページの続き (72)発明者舘野純一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者砂盛泰理千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者松原務千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内Ｆターム(参考） 4E002 AA07 AA08 AD05 BA01 BA03 BB09 BB16 BC01 CB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延後の金属帯板を、直径が150mm
を超える大径ワークロールで冷間圧延し、次いで前記大
径ワークロールの直径よりも小さい小径ワークロールで
冷間圧延し、光沢度の高い金属帯板を製造する高光沢金
属帯板の製造方法において、前記小径ワークロールの直
径を20mm以上、150mm 以下とし、かつ前記小径ワークロ
ールの表面にクロス研磨目を付与することを特徴とする
高光沢金属帯板の製造方法。
【請求項２】前記小径ワークロールを超硬合金製とす
ることを特徴とする請求項１に記載の高光沢金属帯板の
製造方法。
【請求項３】前記超硬合金の金属炭化物を炭化タング
ステンとし、該炭化タングステン含有量の質量百分率を
50〜95％とすることを特徴とする請求項２に記載の高光
沢金属帯板の製造方法。