JP2002224716A - 鋼の熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 粗圧延機で焼付や亀裂が生じないような熱
間圧延方法を提供すること。 【解決手段】 鋼の熱間圧延に際し、粗圧延機の少なく
とも１スタンド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。該ロールは軸部材（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）であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼の熱間圧延方法
に関し、とくに、粗圧延機の圧延効率を大きく向上させ
た熱間圧延方法に関する。本発明にいう熱間圧延とは、
平鋼よりも幅広（具体的には幅500mm 超）の鋼帯の熱間
圧延を意味する。また、鋼帯（帯鋼ともいう）は厚鋼板
と一部製品厚、 製品幅ともラップする領域があるが、帯
鋼と厚鋼板とは、前者が圧延後に巻き取られるのに対し
後者は巻き取られない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、鋼の熱間圧延では、鋼スラブを
加熱炉で例えば1100℃程度まで加熱し、１〜３基程度の
リバース式粗圧延機で複数パス圧延し、続いて７スタン
ド程度のタンデム式仕上圧延機で仕上圧延して鋼帯を製
造する。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、とくに粗圧延では仕上圧延に比べ
て圧延温度が高いため、ワークロールと材料との間に焼
付が発生しやすく、製品鋼帯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の場合、
加熱〜圧延中に被圧延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、
粗圧延機では、圧延反力（圧延荷重）、熱応力、圧延異
常に伴う過大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】亀裂発生に対する抵抗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、粗圧延機のワークロー
ルに用いても、前記焼付や亀裂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、熱間粗圧延機のワークロールのような大径長尺
( 例えば外径1300mmφ×圧延部2000mmW)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、粗圧延機のワークロールには適用できて
いない。

【０００６】こういったことから、粗圧延機でのワーク
ロールの焼付や亀裂は未だ防止され得ず、鋼の熱間圧延
操業において粗圧延機の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、粗圧延機で焼付や亀裂
が生じないような熱間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】粗圧延機のワークロール
に焼付や亀裂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
る粗圧延機に別途圧延油供給装置を設けるのはコスト高
となる。

【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）。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、該ロールの製造技術によれば、冷間圧延用
ロールよりもさらに大径長尺の粗圧延用ワークロールに
合ったスリーブを寸法精度よく製作できることを見いだ
し、本発明を成すに至った。

【０００９】本発明の要旨を以下に記す。 (1) 鋼の熱間圧延に際し、粗圧延機の少なくとも１スタ
ンド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鋼の熱間圧延方法。 (2) 前記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である
ことを特徴とする(1) 記載の鋼の熱間圧延方法。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、粗圧延機の少なくと
も１スタンド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。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、 耐肌荒れ性などに優れかつ靭性が良好
であるので望ましい。

【００１１】これにより、熱間圧延後の鋼板表面に焼付
による肌荒れが生じなくなる。また、かかるロールをワ
ークロールに用いたスタンドでは、圧延油の供給なしで
もワークロールに亀裂が発生しなくなる。圧延部表層が
超硬合金からなるロールは、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
有するものでもよい。

【００１２】こうすると、超硬合金接合スリーブと軸部
材を後に述べる焼きばめ、冷やしばめなどの方法によっ
て、 直接接合した場合に比べ、完成後に超硬オーステナ
イト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、そのため、熱間粗圧延機の
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】図２は、本発明の実施に適した熱間圧延ラ
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22、幅圧下装置23、粗圧延機21、仕上圧延機20、
冷却装置24、巻取装置25が配置されている。この例で
は、粗圧延機23はR1,R2,R3の３スタンドで構成され、仕
上圧延機20はF1,F2,…,F7 の７スタンドで構成されてい
る。この例のように粗圧延機が複数のスタンドからなる
場合には、被圧延材温度がより高い上流側のスタンドに
本発明を適用することが望ましい。また、経費などの余
裕に応じて適用スタンドを増やすほどより良い結果が得
られる。

【００１６】

【実施例】（実施例１）図２に示す熱間圧延ラインに
て、粗圧延機、仕上圧延機のワークロールを表１に示す
ように変更し、SUS430フェライト系ステンレス鋼をコイ
ル単位で100 本ずつ圧延し、この圧延の後、鋼板の表面
性状を観察するとともに、粗圧延機のワークロールの亀
裂深さを調査した。

【００１７】粗圧延機ワークロール圧延部寸法は外径13
00mmφ×幅2000mmW 、仕上圧延機ワークロール圧延部寸
法は外径900mm φ×幅2000mmW 、粗圧延パス数は７(=R1
x3+R2x3+R1x1) である。超硬合金ロール（表１の「超
硬」）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５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を得た。また、鋼ロール（表１の
「鋼」）は高速度鋼を調質して製作された。

【００１８】また、超硬合金ロール使用スタンドではワ
ークロールにロール冷却水のみ供給し、鋼ロール使用ス
タンドではワークロールにロール冷却水および圧延油を
供給しつつ圧延した。

【００１９】

【表１】

【００２０】結果を表１に示す。本発明の実施例では、
超硬合金ロールに圧延油を供給しなくても圧延後の鋼板
表面は肌荒れがなく良好であった。また、圧延後の超硬
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った。 （実施例２）図２に示す熱間圧延ラインにて、粗圧延
機、仕上圧延機のワークロールを表２に示すように変更
し、一般低炭素鋼をコイル単位で30本ずつ圧延し、この
圧延の後、鋼板の表面性状を観察するとともに、粗圧延
機のワークロールの亀裂深さを調査した。

【００２１】粗圧延機ワークロール圧延部寸法は外径13
00mmφ×幅2000mmW 、仕上圧延機ワークロール圧延部寸
法は外径900mm φ×幅2000mmW 、粗圧延パス数は７(=R1
x3+R2x3+R1x1) である。超硬合金ロール（表２の「超
硬」）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４個
ＨＩＰ接合して製作された。この製作品を鋼製緩衝材に
嵌合し更に鋼製軸心に嵌合して超硬合金ロールを得た。
鋼ロール（表２の「鋼」）は高速度鋼を調質して製作さ
れた。

【００２２】また、超硬合金ロール使用スタンドではワ
ークロールにロール冷却水のみ供給し、鋼ロール使用ス
タンドではワークロールにロール冷却水および圧延油を
供給しつつ圧延した。

【００２３】

【表２】

【００２４】結果を表２に示す。本発明の実施例では、
超硬合金ロールに圧延油を供給しなくても圧延後の鋼板
表面は肌荒れがなく良好であった。また、圧延後の超硬
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った。

【００２５】

【発明の効果】かくして本発明によれば、熱間圧延の粗
圧延機ワークロールに超硬合金ロールを適用したことに
より、圧延油を供給しなくても焼付による鋼板の肌荒れ
を防止でき、またロールの亀裂発生を防止できるという
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熱間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 20 仕上圧延機 21 粗圧延機 22 加熱炉 23 幅圧下装置 24 冷却装置 25 巻取装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 剣持 一仁 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 AA02 CA08 DA04 EA06 FA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼の熱間圧延に際し、粗圧延機の少なく
   とも１スタンド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鋼の熱間圧延
   方法。
2. 【請求項２】 前記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
   ものであることを特徴とする請求項１記載の鋼の熱間圧
   延方法。