JP2002224715A

JP2002224715A - 厚鋼板の圧延方法

Info

Publication number: JP2002224715A
Application number: JP2001028787A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kijima; 秀夫木島; Toshiki Hiruta; 敏樹蛭田; Toshiyuki Hattori; 敏幸服部; Mitsuyoshi Horiuchi; 満喜堀内
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Proterial Ltd
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-08-13

Abstract

(57)【要約】【課題】厚板圧延機でのワークロールの焼付や亀裂
等を抑制できる厚鋼板の圧延方法を提供する。【解決手段】鋼スラブを熱間圧延して厚鋼板となすに
あたり、前記熱間圧延を行う厚板圧延機のワークロール
に圧延部表層が超硬合金からなるロールを用いるもので
あり、前記ロールは軸部材（鋼製軸心１）とその外側の
スリーブ部材とを有し、該スリーブ部材が複数個の超硬
合金成形体部材をロール軸方向に接合・一体化して形成
されたもの（超硬合金接合スリーブ２）が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚鋼板の圧延方法
に関する。厚鋼板は、平鋼や帯鋼と比べ、製品幅が広
い。平鋼が製品幅500mm 以下であるのに対し、厚鋼板は
500mm よりもはるかに製品幅は広い。厚鋼板と帯鋼と
は、一部製品厚、製品幅がラップする領域があるが、前
者が圧延後に巻き取られないのに対し、後者は巻き取ら
れるという大きな相違があって、当業者間では区別され
ている。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋼スラブを熱間圧延して厚鋼板
となす工程（厚板圧延工程）では、鋼スラブを加熱炉で
例えば1050〜1350℃に加熱した後、１基または２基の可
逆式圧延機で複数パス熱間圧延して、所望の板厚、板幅
の厚鋼板（製品板厚範囲：4.5〜400mm ）となす。厚板
圧延用可逆式圧延機（厚板圧延機）のワークロールに
は、通常、鋼製のロールが用いられる。

【０００３】しかし、圧延温度が高い場合、ワークロー
ルと被圧延材との間に焼付が発生しやすく、製品鋼板の
表面に肌荒れが生じる問題があった。とくに、被圧延材
がステンレス鋼を含む高合金鋼の場合、加熱〜圧延中に
被圧延材表面に生成する酸化膜の厚さが普通鋼に比べて
薄いため、前記焼付が起こりやすい。また、圧延反力
（圧延荷重）、熱応力に伴う大きな応力等を受けること
により、ワークロールの表面に亀裂が入りやすく、亀裂
が入るとロール研削量が増えてロール原単位が悪化した
り、亀裂が大きい場合にはロールの折損（スポーリン
グ）に至る問題もあった。

【０００４】また、圧延温度が低い場合、圧延荷重が高
くまた被圧延材表面に比較的硬いスケールが生成するこ
とから、ワークロールが早期に摩耗してロールプロフィ
ルが変わってしまい、ロール再研磨の頻度が高くロール
コストが高いという問題もあった。亀裂発生に対する抵
抗や耐摩耗性の大きいロールとしては、従来、ロール外
殻層の組成、硬度、残留圧縮応力を規制した高炭素系高
速度鋼ロール（特開平９−78186 号公報）、内層が鋼
製、外層が超硬合金製の内外２層スリーブをもつ複合ロ
ールの外層／内層の断面積比を規制した超硬合金製複合
ロール（特開平10−5825号公報）などが提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開平９
−78186 号公報所載のロールは、厚板圧延機のワークロ
ールに用いても、前記焼付や亀裂等（亀裂、摩耗）を十
分に防止できなかった。また、前記特開平10−5825号公
報所載のロールは、前記焼付や亀裂等を有効に防止でき
るものと思われるが、その複合スリーブは外層の超硬合
金の混合粉末を焼結させると同時に内層に拡散接合させ
て製作されるものであるため、厚板圧延用ワークロール
のような大径長尺( 例えば外径1200mmφ×圧延部幅5500
mmW)のロールに見合うサイズ範囲では精度良くまた作業
性良く製作することが困難であり、厚板圧延機のワーク
ロールには適用できていない。そのため、被圧延材の表
面品質を良好な状態で何百本も圧延しようとすれば、頻
繁にラインを停止してはロールを交換して操業せざるを
得ない。

【０００６】こういったことから、厚板圧延機でのワー
クロールの焼付や亀裂等は未だ防止され得ず、厚板圧延
操業において表面品質と圧延効率が上がらないという問
題があった。そこで、本発明は、厚板圧延機でのワーク
ロールの焼付や亀裂等を抑制できる厚鋼板の圧延方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】厚板圧延機のワークロー
ルに焼付や亀裂等を発生させないためには、圧延油を供
給しながら圧延する方法（特開平11−319916号公報参
照）が有効であると考えられるが、通常は水でロール冷
却される厚板圧延機に別途圧延油供給装置を設けるのは
コスト高となり、経済的ではない。

【０００８】一方、冷間圧延の分野では、近年、高硬
度、高ヤング率で耐摩耗性に優れた長尺の大型ロールと
して、軸部とその外層をなすスリーブ部とからなり該ス
リーブ部が複数個の超硬合金成形体部材をロール軸方向
に接合・一体化して形成された複合スリーブロールが提
案された（特開平10−263627号公報参照）。しかし、該
ロールの製造技術では、さらに大型化した場合に、焼結
後の冷却での体積収縮の局部的なばらつきに起因して成
形寸法精度が悪くなり、これを研削により所望寸法に機
械加工する負荷、作業時間、歩留経済性といった問題が
あり、厚板圧延用ワークロールとしては使用できなかっ
た。

【０００９】そこで本発明者らは、この複合スリーブロ
ールについて鋭意検討を加えた結果、冷間圧延用ロール
よりもさらに大径長尺の厚板圧延用ワークロールに合っ
たスリーブを能率よく経済的に製造する方法を見いだす
とともに、それを用いて厚鋼板を圧延することで、焼付
や亀裂を防止し、良好な表面品質の厚鋼板製品を製造で
きることを見いだし、本発明を成すに至った。

【００１０】本発明の要旨を以下に記す。（１）鋼スラブを熱間圧延して厚鋼板となすにあたり、
前記熱間圧延を行う厚板圧延機のワークロールに圧延部
表層が超硬合金からなるロールを用いることを特徴とす
る厚鋼板の圧延方法。（２）前記ロールは軸部材とその外側の超硬合金製スリ
ーブ部材とを有し、該スリーブ部材が複数個の超硬合金
成形体部材をロール軸方向に接合・一体化して形成され
たものであることを特徴とする（１）記載の方法。

【００１１】（３）前記ロールは軸部材と超硬合金製ス
リーブ部材との間に鋼製緩衝材を有するものであること
を特徴とする（１）または（２）に記載の方法。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、厚板圧延機のワーク
ロールに圧延部表層が超硬合金からなるロール（超硬合
金ロールという）を用いる。超硬合金は、WC,TaC,TiC等
の超硬材料粉末に、Co,Ni,Cr,Ti 等の金属粉末のうちか
ら選ばれる１種または２種以上を５〜50mass％添加した
超硬材料混合粉末を焼結したものであり、超硬材料混合
粉末としてはWC−５〜50mass％Co粉末を焼結したものと
するのが、耐摩耗性、耐肌荒れ性等に優れかつ靭性が良
好であるので望ましい。

【００１３】厚板圧延機は１基配置または２基配置され
るが、２基配置の場合は、少なくともいずれか１基のワ
ークロールに前記超高合金ロールを用いる。これによ
り、熱間圧延中の焼付発生を防止できて厚鋼板の肌荒れ
を軽減させることができる。また、かかる超高合金ロー
ルをワークロールに用いた厚板圧延機では、ワークロー
ルの亀裂発生や摩耗進行が抑制され、ロール原単位や圧
延能率の改善効果が得られるからである。

【００１４】前記超硬合金ロールは、軸部材とその外側
のスリーブ部材とを有し該スリーブ部材が複数個の超硬
合金成形体部材をロール軸方向に接合・一体化して形成
されたものが好ましい。この形態のロールでは、スリー
ブ部材を精度良くまた作業性良く製作することができる
ので、製造コストが安いためである。本発明ではかかる
スリーブ部材を超硬合金接合スリーブと呼ぶ。なお、こ
のロールは、軸部材と超硬合金接合スリーブの間に鋼製
緩衝材を有するものであってもよい。

【００１５】こうすると、超硬合金接合スリーブと軸部
材を後に述べる焼ばめ、冷しばめなどの方法によって、
直接接合した場合に比べ、完成後に超硬合金接合スリー
ブの軸方向に働く内部的な引張応力が緩和でき、製造時
あるいは圧延供用時の超硬合金接合スリーブの割れの防
止上、有利である。上記超硬合金接合スリーブの製作方
法は、ロールの中心軸と交わる面で分割される複数個の
中空部材（超硬合金成形体部材）をラバー成形し、仮焼
結後、中空部材をＨＩＰ（熱間等方加圧）接合にて一体
化するという方法であり、この方法によれば、仮焼結工
程での中空部材が小型化されているので熱歪の発生が抑
制されるとともに、ＨＩＰ後の冷却による体積収縮も小
さく、これの研削負荷が小さくて済む。そのため、厚板
圧延機のワークロールに適用し得るような大径長尺のス
リーブを対象とする場合でも、作業性良く製造できて寸
法精度の良い製品が得られる。

【００１６】軸部材は、通常用いられているような鋳
鋼、鍛鋼、鋳鉄等の金属製軸材で構成される。軸部材と
超硬合金接合スリーブとを結合してロールとするには、
超硬合金接合スリーブを必要に応じて機械加工により研
削、研磨等し、その空洞部に軸部材を挿入・嵌合し、焼
嵌め、冷し嵌めなどの通常の方法でこれらを固定するな
どの方法によればよい。

【００１７】図１は、本発明の実施に適したロールの例
を示す断面模式図である。図１（ａ）は、鋼製軸心１の
胴部（圧延部相当域）に超硬合金接合スリーブ２を嵌合
し鋼製側端リング３で固定したものである。図１（ｂ）
は、鋼製軸心１の胴部に鋼製緩衝材４を介して超硬合金
接合スリーブ２を嵌合し鋼製側端リング３で固定したも
のである。

【００１８】図２は、本発明の実施に適した厚板圧延ラ
インの例を示す配置図である。ライン上流側から順に、
加熱炉10、デスケーリング装置11、厚板圧延機12、冷却
装置13、冷却床14が配置されている。この例では、厚板
圧延機12は上下１対のワークロールWRおよびバックアッ
プロールBUR を備えた４重式の可逆式圧延機１基で構成
されているが、可逆式圧延機２基で構成されたものでも
よく、また、可逆式圧延機を上下１対のワークロールの
み備えた２重式としたものであってもよい。

【００１９】２基構成の厚板圧延機の場合、いずれか１
基に対して本発明を実施してもよいが、２基に対して実
施した方がさらに効果的である。

【００２０】

【実施例】図２に示す厚板圧延ラインにて、厚板圧延機
のワークロール（圧延部寸法＝外径1200mmφ×幅5490mm
W ）として鋼ロールと後述する超硬合金ロールＡ，Ｂを
用い、各ロール種毎に200 本ずつ、ＳＭ４９０相当鋼ス
ラブ（300 mm厚）を熱間圧延（パス数10〜15）して製品
板厚12〜16mmの厚鋼板となした。

【００２１】鋼ロールは高速度鋼を調質して製作され
た。超硬合金ロールＡは図１（ａ）の構造を有し、超硬
合金接合スリーブは、タングステンカーバイド（WC）に
Coを20mass% 添加したものを素材としてラバー成形によ
り形成した厚さ230mmt×幅400mmLのWC-Co 合金中空部材
を幅方向に25個ＨＩＰ接合して製作された。この製作品
を鋼製軸心に嵌合して超硬合金ロールＡを得た。

【００２２】超硬合金ロールＢは図１（ｂ）の構造を有
し、超硬合金接合スリーブは、タングステンカーバイド
（WC）にCoを10mass% 添加したものを素材としてラバー
成形により形成した厚さ230mmt×幅400mmLのWC-Co 合金
中空部材を幅方向に25個ＨＩＰ接合して製作された。こ
の製作品を鋼製緩衝材に嵌合し、さらに鋼製軸心に嵌合
して超硬合金ロールＢを得た。

【００２３】各ロール種毎に最終本目に圧延された厚鋼
板の表面性状を観察するとともに、最終本目の圧延を終
えたワークロールの亀裂発生量および摩耗量を調査し
た。亀裂発生量は超音波探傷法で検出したロール表面亀
裂の個数および最大深さで評価した。摩耗量は圧延前と
のロールプロフィル差が最大となるロール胴長方向位置
におけるロール半径減少量で評価した。

【００２４】調査結果を表１に示す。ワークロールに超
硬合金ロールを用いた本発明例では、圧延製品表面は肌
荒れがなく良好であった。また、超硬合金ロールにおい
ては中空部材接合位置でもその他の位置でも亀裂の発生
が皆無であり、摩耗もほとんど無かった。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、厚板圧延機のワークロ
ールに超硬合金ロールを適用したことにより、焼付によ
る厚鋼板の肌荒れを防止でき、またロールの亀裂発生お
よび摩耗を軽減できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に適したロールの例を示す断面模
式図である。

【図２】本発明の実施に適した厚板圧延ラインの例を示
す配置図である。

【符号の説明】

１鋼製軸心２超硬合金接合スリーブ３鋼製側端リング４鋼製緩衝材 10 加熱炉 11 デスケーリング装置 12 厚板圧延機 13 冷却装置 14 冷却床

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者服部敏幸福岡県北九州市若松区北浜１−９−１日立金属株式会社若松工場内 (72)発明者堀内満喜福岡県北九州市若松区北浜１−９−１日立金属株式会社若松工場内Ｆターム(参考） 4E016 AA01 CA08 DA04 DA15 EA06 EA12 EA22 EA23 FA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼スラブを熱間圧延して厚鋼板となすに
あたり、前記熱間圧延を行う厚板圧延機のワークロール
に圧延部表層が超硬合金からなるロールを用いることを
特徴とする厚鋼板の圧延方法。
【請求項２】前記ロールは軸部材とその外側の超硬合
金製スリーブ部材とを有し、該スリーブ部材が複数個の
超硬合金成形体部材をロール軸方向に接合・一体化して
形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の
方法。
【請求項３】前記ロールは軸部材と超硬合金製スリー
ブ部材との間に鋼製緩衝材を有するものであることを特
徴とする請求項１または２に記載の方法。