JP2002086207A - 金属箔帯のしわ発生防止ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧延設備出側でのコイルの巻取りなど、張力の
付与された状態で通板される金属箔帯に幅方向の座屈に
よって生じる筋状のたて波に起因して生じるしわ（折れ
込み疵）の発生を確実に防止するために使用される金属
箔帯のしわ発生防止ロールを提供する。 【解決手段】金属箔帯のしわ発生防止ロール６は、張力
が付与された状態で通板される金属箔帯Ｓを横断する幅
方向に延びる胴体７を有する。胴体７の全周に渡って、
金属箔帯幅中央を境界として対称に当接すべく傾斜した
溝８が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延設備出側での
コイルの巻き取りなど、張力が付与された状態で通板さ
れる金属箔帯に生じるしわ（折れ込み疵）の発生を防止
するために使用される金属箔帯のしわ発生防止ロールに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、板厚が０．３ｍｍ以下のステン
レス鋼帯等の金属箔帯の圧延においては、通常、図８に
示すゼンジミアミルなどのリバース式圧延設備１００が
使用されている。この圧延設備１００による圧延におい
て、テンションリール１０２より巻き出された金属箔帯
Ｓは、張力が付与された状態でデフレクタロール１０３
を経て圧延設備１００の圧延ロール１０１で圧延され、
そして出側のデフレクタロール１０４を経てテンション
リール１０５によって巻き取られるようになっている。
そして、１コイル分の圧延が終わったら、次に金属箔帯
Ｓを反対方向に通板して同様に圧延しながら、順次板厚
を薄くしていき、所望の製品板厚を得るのである。

【０００３】この金属箔帯Ｓの圧延において、デフレク
タロール１０３又は１０４とテンションリール１０２又
は１０５との間の金属箔帯Ｓの非拘束部分において、図
９に示すような金属箔帯Ｓの長手方向に筋状のたて波Ｓ
１が生じ易い。たて波Ｓ１が生じる理由は、金属箔帯Ｓ
の幅方向に作用する圧縮力による座屈によるものと考え
られている。このたて波Ｓ１が生じると、デフレクタロ
ール１０３，１０４やテンションリール１０２，１０５
との接触点でたて波Ｓ１が折れこんで図１０に示すよう
なしわ（折れ込み疵）Ｓ２となり易い。

【０００４】しわＳ２は製品の品質上、重大な欠陥であ
り、このしわＳ２の存在により生産性を著しく低下させ
るため、しわＳ２の発生を防止するために、従来よりし
わ発生防止（しわ伸ばし）ロールを使用する種々の解決
策が提案されている。これら解決策のうち、例えば、特
公平７- ８７９２７号公報には、図１１に示すように、
高い張力を付与して板厚が０．３ｍｍ以下の極薄金属帯
２１０を圧延により製造するに際し、幅方向の断面形状
がほぼ平坦と考えられる状態から次に幅方向の断面形状
がほぼ平坦と考えられる状態に移行するまでのゾーンで
あってしわ伸びが発生するゾーン内、即ち、巻出しリー
ル２０５から第一デフレクタロール２０６までのゾーン
内、第一デフレクタロール２０６から第一圧延機２０１
の圧延ロール２０３までのゾーン内、第二圧延機２０２
の圧延ロール２０４から第二デフレクタロール２０７ま
でのゾーン内、第二デフレクタロール２０７から巻取り
リール２０８までのゾーン内、あるいは圧延ロール２０
３から圧延ロール２０４までのゾーン内に、少なくとも
該ゾーン内の金属帯２１０の長さを１/ ２以下の長さに
分割する位置に金属帯２１０の断面形状をほぼ平坦とす
るしわ伸ばしロール２０９を設置した極薄金属帯の製造
方法が開示されている。

【０００５】また、特許第２８４３１６５号公報には、
図１２に示すように、中央から対称に端部に行くに従っ
て径を順次増大せしめられる断面弧状の凹部３０１を有
し、該凹部３０１の形状が特殊なｓｉｎ関数に従って形
成されている通板中の極薄金属帯３０２に発生する座屈
波やしわ等の防止ロール３００が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示す特公平７- ８７９２７号公報に開示された極薄金
属帯の製造方法にあっては、しわ伸ばしロール２０９が
単に円柱状をなすものにすぎないため、極薄金属帯２１
０のしわ伸ばしロール２０９と当接している部分及びこ
の部分近傍の僅かな長さの範囲についてのみ極薄金属帯
２１０にたて波発生を抑制しながら拘束することにしか
ならず、十分な効果を得るには至っていなかった。

【０００７】また、図１２に示す特許第２８４３１６５
号公報に開示されたしわ等の防止ロール３００でも、た
て波発生を完全に防止するには至ってはおらず、ひとた
びたて波が発生すると、極薄金属帯３０２の幅中央に当
接する凹部３０１の部分でそのたて波が折れ込んでしわ
になりやすいという問題があった。本発明は上述のよう
な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、圧延設備出側でのコイルの巻取りなど、張力の
付与された状態で通板される金属箔帯に幅方向の座屈に
よって生じる筋状のたて波に起因して生じるしわ（折れ
込み疵）の発生を確実に防止するために使用される金属
箔帯のしわ発生防止ロールを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のうち請求項１に係る金属箔帯のしわ発生防
止ロールは、張力が付与された状態で通板される金属箔
帯を横断する幅方向に延びる胴体を有する金属箔帯のし
わ発生防止ロールであって、前記胴体の全周に渡って、
前記金属箔帯幅中央を境界として対称に当接すべく傾斜
した溝を設けたことを特徴としている。

【０００９】このしわ発生防止ロールによれば、このし
わ発生防止ロールに張力が付与された状態の金属箔帯を
接触させて通板すると、金属箔帯はしわ発生防止ロール
との接触面において溝に倣って拘束され、しわ発生防止
ロールの回転とともにたて波は溝の作用により金属箔帯
幅中央域から幅方向両端側へ向かって排出され、しわ
（折れ込み疵）の発生を確実に防止することができる。

【００１０】また、本発明のうち請求項２に係る金属箔
帯のしわ発生防止ロールは、請求項１記載の発明におい
て、前記溝の深さを０．３ｍｍ以上とすることを特徴と
している。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明に係る金属箔帯のしわ
発生防止ロールが使用される圧延設備の概略側面図であ
る。図２は本発明のしわ発生防止ロールの平面図であ
る。図３は図２に示すしわ発生防止ロールの部分側面図
である。図４は図２に示すしわ発生防止ロールに金属箔
帯が接触して通板する様子を示す平面図である。図５は
図４の５- ５線に沿った断面図である。

【００１２】図１の圧延設備による圧延において、テン
ションリール２より巻き出された金属箔帯Ｓは、張力が
付与された状態でデフレクタロール３を経てゼンジミア
ミルなどのリバース式圧延設備１の圧延ロール１ａで圧
延され、そして出側のデフレクタロール４を経てテンシ
ョンリール５によって巻き取られるようになっている。
そして、１コイル分の圧延が終わったら、次に金属箔帯
Ｓを反対方向に通板して同様に圧延しながら、順次板厚
を薄くしていき、所望の製品板厚を得るようになってい
る。

【００１３】この金属箔帯Ｓの圧延において、巻取り側
のデフレクタロール３又は４とテンションリール２又は
５との間の金属箔帯Ｓの非拘束部分において、図９に示
すような金属箔帯Ｓの長手方向に筋状のたて波Ｓ１が生
じ易い。そして、このたて波Ｓ１が生じると、デフレク
タロール３，４やテンションリール２，５との接触点で
たて波Ｓ１が折れこんで図１０に示すようなしわ（折れ
込み疵）Ｓ２となり易い。

【００１４】本発明者らは、たて波Ｓ１の発生挙動につ
いて鋭意調査した結果、金属箔帯Ｓに付与される張力の
金属箔帯幅方向分布において、幅中央域に大きな張力が
かかるような通板条件において、たて波Ｓ１が発生しや
すいという知見を得た。この現象は力学的には以下のよ
うに説明される。長手方向に張力が付与された通板中の
金属箔帯Ｓには、長手方向の弾性歪みにポアソン比を乗
じた値に相当する金属箔帯幅方向の弾性歪みが生じ、金
属箔帯幅方向に圧縮力が作用する。金属箔帯幅方向の端
部よりも幅中央域に大きな張力がかかると、幅中央域に
おいて幅方向端部よりも大きな弾性歪みを生じようとし
て金属箔帯幅方向にさらに大きな圧縮力が作用する。金
属箔帯Ｓでは箔帯幅に対して箔厚が著しく薄いため、こ
の圧縮力によって箔帯幅方向に座屈現象が生じて、たて
波Ｓ１が生じるのである。金属箔帯Ｓに付与される張力
が幅中央域において大きくなるのは、金属箔帯Ｓの箔厚
は、通常、圧延時のロールの軸方向たわみに起因して幅
端部に比して幅中央部が厚い（当業者間ではクラウン状
とか、クラウンを有するとか称している）状態に圧延さ
れるため、コイル巻き形状（コイルの幅方向厚み分布）
もその影響を受けて幅中央部が膨らみ、巻取り中のコイ
ル半径が大きくなって該部位が金属箔帯の長手方向によ
り強く引張力が生じる効果があるためと思われる。

【００１５】本発明にあっては、図２乃至図５に示すし
わ発生防止ロール６を図１に示す圧延設備に使用し、例
えば図２（ａ）中の胴長中心線を対称軸としてそれを境
に対称に溝８を設け、該対称軸を金属箔帯Ｓの幅中央に
当接させることにより、たて波Ｓ１を金属箔帯Ｓの幅中
央域に集中させないようにしてしわ（折れ込み疵）Ｓ２
の発生を防止するようにしている。尚、本発明にいう対
称とは、図２（ｂ）に示すように、溝８が中心線上でず
れている場合をも含む意味とする。しわ発生防止ロール
６の設置位置は、図１に示すように、リバース式圧延機
１の両側において圧延ロール１ａとデフレクタロール
３，４との間のパスライン及び/ 又はデフレクタロール
３，４とテンションリール２，５との間のパスライン上
に当接すべくしわ発生防止ロール６を設置することが好
ましい。デフレクタロール３，４とテンションリール
２，５との間のパスライン上に当接すべくしわ発生防止
ロール６を設置した場合には、巻取り側のみのしわ発生
防止ロール６を使用し、巻出し側ではしわ発生防止ロー
ル６と金属箔帯Ｓとを非接触状態として使用しないよう
にしてもよい。

【００１６】ここで、しわ発生防止ロール６は、図２及
び図４に示すように、張力が付与された状態で通板され
る金属箔帯Ｓを横断する幅方向に延びる胴体７を有し、
胴体７の全周に渡って、例えば、図２のように胴長中央
を境界として対称形状のＶ字状に傾斜した複数の溝８を
設けている。即ち、胴体７の全周に渡って、胴体７の胴
長中心線を境界として左右対称（図２において左右対
称）にＶ字状に傾斜した複数の溝８及び溝間９が交互に
配列されている。胴長中央と対称軸がずれていたとして
も、金属箔帯の幅中央に対称軸が当接すれば問題はな
い。

【００１７】そして、図４及び図５に示すように、しわ
発生防止ロール６を張力が付与されている金属箔帯Ｓを
横断する幅方向に設置してその金属箔板Ｓを接触させて
通板すると、金属箔帯Ｓはしわ発生防止ロール６との接
触面において複数の溝８に倣って拘束され、しわ発生防
止ロール６の回転とともにたて波Ｓ１は各溝８の作用に
より金属箔帯幅中央域から幅方向両端側へ向かって排出
される。このため、圧延設備出側でのコイルの巻取りな
ど、張力の付与された状態で通板される金属箔帯Ｓに幅
方向の座屈によって生じる筋状のたて波Ｓ１に起因して
生じるしわ（折れ込み疵）Ｓ２の発生を確実に防止する
ことができる。従って、金属箔帯Ｓの生産性を向上させ
ることができる。

【００１８】ここで、図２（ａ）において、溝８の中心
線とロール中心軸とのなす傾斜角θは、１５°以上かつ
８０°以下であることが望ましい。傾斜角θが１５°未
満では、金属箔帯Ｓとしわ発生防止ロール６との接触面
上での凹凸周期が小さくなり、十分なしわ発生防止効果
が得られないことがある。一方、傾斜角θが８０°より
も大きいと、金属箔帯Ｓの幅中央域と当接する溝８の起
点部分において、金属箔帯Ｓへの疵が生じたり、絞り込
みが発生する危険が大きくなる。

【００１９】また、図２において、溝８の幅ｘは５ｍｍ
以上で２５ｍｍ以下であることが望ましく、溝間９の幅
ｙは１０ｍｍ以上で５０ｍｍ以下であることが望まし
い。溝８の幅ｘ及び溝間９の幅ｙがこれら以外の範囲で
あると、金属箔帯Ｓの表面粗さや圧延油粘度などの条件
によっては、十分なしわ発生防止効果が得られないこと
があるからである。上記関係を満たせば、溝は複数でな
く単数であっても差し支えはない。

【００２０】更に、図３において、溝８の表面と溝間９
の表面との高さの差で定義される溝８の深さｈは、０．
３ｍｍ以上であることが望ましい。金属箔帯Ｓの箔厚及
び溝８の深さとしわ発生防止効果の関係について実験し
た結果、図６に示すような結果が得られた。これによる
と、溝８の深さｈが０．３ｍｍ以上であれば箔厚が０．
１ｍｍから０．４ｍｍのいずれであっても、良好なしわ
発生防止効果が得られることがわかった。従って、いず
れの箔厚においてもしわ発生防止ロール６によるしわ発
生防止効果を確実に得るためには、溝８の深さｈは０．
３ｍｍ以上であることが望ましい。なお、溝８の深さｈ
の上限値は特に限定されず、溝８が深すぎてロール中心
軸に達しなければよい。

【００２１】以上、本発明の実施形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更を行う
ことができる。例えば、しわ発生防止ロール６は、図１
に示されるリバース式圧延設備１に使用される場合に限
られず、片方向圧延のみを行う圧延設備に使用されても
よい。この場合、しわ発生防止ロール６は、圧延設備の
出側であってデフレクタロールと巻取りリールとの間の
パスライン、圧延設備の出側であって圧延ロールとデフ
レクタロールとの間のパスライン、圧延設備の入側であ
ってデフレクタロールと巻取りリールとの間のパスライ
ン、あるいは圧延設備の入側であって圧延ロールとデフ
レクタロールとの間のパスライン上に当接すべく設置可
能である。

【００２２】

【実施例】本発明の効果を検証するために、図１に示す
圧延設備を用いて、箔厚０．０４５ｍｍ、箔幅９００ｍ
ｍのステンレス鋼箔帯（ＳＵＳ４３０）を０．０４０ｍ
ｍの箔厚まで冷間圧延した。リバース式圧延設備１の圧
延ロール１ａは直径が５０ｍｍで胴長が１４００ｍｍで
あり、圧延荷重は３ｋＮ/ ｍｍとし、張力としてユニッ
トテンションで４００ＭＰａを付加した。ここで、ユニ
ットテンションとは、被圧延材の厚ｘ幅断面の単位断面
積当たりの張力をいう。

【００２３】ここで、しわ発生防止ロール６の設置位置
は、図７に示すように、デフレクタロール４とテンショ
ンリール５との間のパスライン及びデフレクタロール３
とテンションリール２との間のパスラインに当接するよ
うに（図示せず）した。そして、使用するしわ発生防止
ロール６は以下に示す本発明例及び従来例１，２とし、
それらのしわ発生防止効果を比較検討した。

【００２４】本発明例：胴体の直径が１００ｍｍ、胴長
が１１００ｍｍで、胴体７の全周に渡って、胴体７の胴
長中心線を境界として左右対称にＶ字状に傾斜した複数
の溝８及び溝間９が交互に配列されている。溝８の幅ｘ
は１０ｍｍ、溝間９の幅ｙは３５ｍｍ、溝８の深さｈは
０．５ｍｍで、溝８のロール中心軸に対する傾斜角θは
３０°である。

【００２５】従来例１：胴体の直径が１００ｍｍ、胴長
が１１００ｍｍで、胴体の外周には溝が設けられず、円
柱状のしわ発生防止ロールとしている。 従来例２：胴体の直径が１００ｍｍ、胴長が１１００ｍ
ｍで、胴体の外周に胴長中央から対称に端部に行くに従
って径を順次増大せしめられる断面弧状の凹部（胴体中
央と端部との径差が０．３ｍｍ）が設けられた凹形状ク
ラウンのしわ発生防止ロールとしている。

【００２６】本発明例及び従来例１，２についてのしわ
（折れ込み疵）の発生状況を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１を参照すると、本発明例では、しわの
発生がなく良好に圧延、巻取りが可能であることが理解
される。また、従来例１では、テンションリール上でし
わが発生し、製品不良となったため、圧延を中断した。
更に、従来例２では、しわがより発生しやすく、不良で
あった。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る金属箔帯のしわ発生防止ロールによれば、張
力が付与された状態で通板される金属箔帯を横断する幅
方向に延びる胴体を有する金属箔帯のしわ発生防止ロー
ルであって、前記胴体の全周に渡って、前記金属箔帯幅
中央を境界として対称に当接すべく傾斜した溝を設けた
ので、しわ発生防止ロールに張力が付与された状態の金
属箔帯を接触させて通板すると、金属箔帯はしわ発生防
止ロールとの接触面において溝に倣って拘束され、しわ
発生防止ロールの回転とともにたて波は溝の作用により
金属箔帯幅中央域から幅方向両端側へ向かって排出され
る。このため、圧延設備出側でのコイルの巻取りなど、
張力の付与された状態で通板される金属箔帯に幅方向の
座屈によって生じる筋状のたて波に起因して生じるしわ
（折れ込み疵）の発生を確実に防止することができる。
従って、金属箔帯の品質不良を防止すると共に生産性が
向上するという優れた効果を奏する。

【００３０】また、本発明のうち請求項２に係る金属箔
帯のしわ発生防止ロールによれば、請求項１記載の発明
において、前記溝の深さを０．３ｍｍ以上とするので、
良好なしわ発生防止効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属箔帯のしわ発生防止ロールが
使用される圧延設備の概略側面図である。

【図２】本発明のしわ発生防止ロールの平面図である。

【図３】図２に示すしわ発生防止ロールの部分側面図で
ある。

【図４】図２に示すしわ発生防止ロールに金属箔帯が接
触して通板する様子を示す平面図である。

【図５】図４の５- ５線に沿った断面図である。

【図６】金属箔帯の箔厚及び溝の深さとしわ発生防止効
果の関係についての実験結果を示すグラフである。

【図７】しわ発生防止ロールの設置位置を示す部分側面
図である。

【図８】一般的なリバース式圧延設備の概略側面図であ
る。

【図９】金属箔帯に発生したたて波の様子を示す部分斜
視図である。

【図１０】金属箔帯に発生したしわ（折れ込み疵）の様
子を示す部分斜視図である。

【図１１】従来例の極薄金属帯の製造方法が適用される
圧延設備の概略側面図である。

【図１２】従来の他の例のしわ等の防止ロールを示す側
面図である。

【符号の説明】

１はリバース式圧延設備 １ａは圧延ロール ２，５はテンションリール ３，４はデフレクタロール ６はしわ発生防止ロール ７は胴体 ８は溝 ９は溝間 Ｓは金属箔帯 Ｓ１はたて波 Ｓ２はしわ（折れ込み疵）

フロントページの続き (72)発明者 蛭田 敏樹 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 Ｆターム(参考） 3F104 BA02 BA10 4E026 BA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】張力が付与された状態で通板される金属箔
   帯を横断する幅方向に延びる胴体を有する金属箔帯のし
   わ発生防止ロールであって、前記胴体の全周に渡って、
   前記金属箔帯幅中央を境界として対称に当接すべく傾斜
   した溝を設けたことを特徴とする金属箔帯のしわ発生防
   止ロール。
2. 【請求項２】前記溝の深さを０．３ｍｍ以上とすること
   を特徴とする請求項１記載の金属箔帯のしわ発生防止ロ
   ール。