JP2003290825A - 熱延鋼板の腰折れ防止方法 - Google Patents

熱延鋼板の腰折れ防止方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、熱間圧延したままの熱延コイ
ルを巻戻す際に発生する熱延鋼板の腰折れを防止する方
法を提供することにある。 【解決手段】プレッシャーロールを備えた熱延コイルの
巻戻し装置で熱延コイルを巻戻すにあたって、下式
(1)のプレッシャーロールにより鋼板に付与される曲
げ曲率κと下式(2)の鋼板の弾性限界曲率κeによる
下式(3)の断面降伏比αが0.4<α<0.6となる
ように、プレッシャーロールの押込み量δと鋼板巻戻し
開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離
Lとを制御することを特徴とする熱延鋼板の腰折れ防止
方法。 κ=m(δ+h)/L2・・・(1) κe=2σy/(hE)・・・(2) α=1−κe/κ ・・・(3) ただし、κ:鋼板の曲げ曲率 m:定数(4〜8)
δ:押込み量 h:板厚L:鋼板巻戻し開始位置から押
込み位置までの距離 κe:弾性限界曲率 σy:降伏応
力 E:ヤング率 α:断面降伏比

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、プレッシャーロー
ルを備えた熱延コイルの巻戻し装置で熱延コイルを巻戻
す際に発生する熱延鋼板の腰折れを防止する方法に関す
るものである。 【0002】 【従来の技術】熱延コイルを巻戻してスキンパスライン
で加工するのは、熱間圧延したままの熱延コイルをスキ
ンパスミルにより形状を整えてから熱延黒皮外販コイル
として販売する場合や、予めスキンパスラインで調圧を
施して鋼板の降伏点伸びを消去した後、酸洗ラインに装
入して脱スケールして酸洗外販コイルとして販売する場
合等がある。 【0003】このスキンパスラインでは、図5に示すよ
うに、ミル入側のデフレクターロール4での曲げ変形に
よって、コイルの幅方向に、20〜30mm間隔に腰折
れが発生する問題が生じている。 【0004】熱間圧延したままのコイルを巻戻すのは、
スキンパスミルを経ずに直接酸洗ライン入側及びスリッ
ターラインや剪断ライン入側においても実施されること
があり、ここでも腰折れの問題が生じている。 【0005】酸洗ライン入側で発生する腰折れは、鋼板
の外観を損なうため、例えば脱スケールしたままの鋼板
を製品として販売する酸洗外販コイル等の製品において
歩留低下の原因になる。 【0006】また、スキンパスミル入側で発生する腰折
れは、スキンパスミルにより形状を整えてから販売する
熱延黒皮外販コイル等の製品において同様に歩留低下の
原因になる。 【0007】腰折れは、熱間圧延したままの鋼板が降伏
点伸びを有することによるリューダース帯に起因するも
のであることが知られている。 【0008】熱延鋼板の腰折れ防止方法については、以
下のような先行技術がある。 【0009】特開2000−218319号には、プレ
ッシャーロールを備えたコイルの巻戻し装置で熱延コイ
ルを巻戻すにあたって、プレッシャーロールの押込みに
よって生じる鋼板表層の曲げ歪みεPを1.4%以上に
できる径のプレッシャーロールを用い、巻戻される鋼板
の離れ際又はその近傍で、前記プレッシャーロールで鋼
板を押込みながらコイルを巻戻す方法が示されている。
但し、 εP={1/(D/t+1)}×100(%) D:プレッシャーロールの直径(mmφ) t:鋼板板
厚(mm) 【0010】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術の方法では、プレッシャーロールの押込みに
よって生じる鋼板表層の曲げ歪みεPを1.4%以上に
するのにプレッシャーロールの径と鋼板の板厚しか考慮
されず、鋼種によって決まる鋼板の降伏応力が考慮され
ないという問題がある。また、プレッシャーロールを押
込む位置が不明確である問題がある。 【0011】本発明の目的は、上記のような従来技術の
問題点を解決し、熱間圧延したままの熱延コイルを巻戻
す際に発生する熱延鋼板の腰折れを防止する方法を提供
することにある。 【0012】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の熱延
鋼板の腰折れ防止方法は、プレッシャーロールを備えた
熱延コイルの巻戻し装置で熱延コイルを巻戻すにあたっ
て、下式(1)のプレッシャーロールにより鋼板に付与
される曲げ曲率κと下式(2)の鋼板の弾性限界曲率κ
eによる下式(3)の断面降伏比αが0.4<α<0.
6となるように、プレッシャーロールの押込み量δと鋼
板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置ま
での距離Lとを制御することを特徴とする。 【0013】κ=m(δ+h)/L2・・・(1) κe=2σy/(hE)・・・(2) α=1−κe/κ ・・・(3) ただし、κ:鋼板の曲げ曲率 m:定数(4〜8)
δ:押込み量 h:板厚L:鋼板巻戻し開始位置から押
込み位置までの距離 κe:弾性限界曲率 σy:降伏応
力 E:ヤング率 α:断面降伏比 【0014】 【発明の実施の形態】図1は本発明の実施に供されるス
キンパスミル入側ロールの配置及び本発明の熱延鋼板の
腰折れ防止方法の一実施形態を示す説明図である。 【0015】本実施形態のスキンパスミル入側ロールの
配置は、ペイオフリール1とスキンパスミル5の間に、
プレッシャーロール2とデフレクターロール4がこの順
番で配置されている。 【0016】前記ペイオフリール1は、熱間圧延したま
まの熱延コイルを巻戻すためのリールである。 【0017】前記スキンパスミル5は.4Hiのロール
から構成され、熱延鋼板の形状を整えてから熱延黒皮外
販コイルとしたり、予めスキンパスラインで軽い調圧を
施して、酸洗ラインに装入して酸洗外販コイルとする。
本実施形態では4Hiのロールであるが他の形式でもか
まわない。 【0018】前記プレッシャーロール2は、このプレッ
シャーロール2を保持し、これを鋼板Sに対して進退さ
せるシリンダー機構からなる押込み量調節装置3によっ
て駆動される。 【0019】前記デフレクターロール4は、1つのロー
ルからなり、熱延鋼板をミルラインへ方向転換するため
のものである。 【0020】ペイオフリール1により巻戻された熱延鋼
板Sは、ペイオフリール1とミルラインに方向転換する
デフレクターロール4の間で、鋼板巻戻し開始位置から
距離Lだけ離れた位置でプレッシャーロール2により押
込み量δだけ押込まれる。 【0021】デフレクターロール4を経た鋼板Sは、ス
キンパスミル5に導入されて形状調整される。 【0022】以下プレッシャーロール2により鋼板に付
与される曲げ曲率κと鋼板の弾性限界曲率κeによる断
面降伏比αが、0.4<α<0.6となるように設定す
る根拠について確認するために行った実験結果を示す。 【0023】図2は実験室での実験にて降伏点伸びYpe
lが4〜5%の鋼板について、曲げ変形を与えた場合の
腰折れの発生を調査した結果を示す。板厚は0.65m
mと1.65mmの2種類について検討した。 【0024】図2の縦軸は6段階の腰折れ指数で、0は
全く腰折れのない状態、5は腰折れが生じている状態
で、1および2は腰折れに対して許容範囲内であるが3
および4は許容範囲外を示す。図2には腰折れに対し、
許容範囲外と内をそれぞれNGとOKとしてその範囲を
示している。 【0025】図2の横軸は断面降伏比αである。曲げ変
形において鋼板へ歪みを導入する場合、曲げ曲率が大き
くなった場合腰折れが発生するときがある。板厚によっ
て若干違いがあるものの与えられた曲げ曲率から求めた
鋼板の断面降伏比αが大きくなるほど腰折れが発生して
いる。また、同一の断面降伏比α(最表層のひずみの大
きさは等しい)でも板厚が薄いほど腰折れが発生しやす
くなっている。 【0026】断面降伏比αの物理的な意味を図6に示
す。断面降伏比αは物理的には塑性変形域の板厚に占め
る割合を意味する。つまり断面降伏比α=2a/h
(a:塑性変形域の厚み、h:鋼板の板厚)である。ま
た、本実験でのデフレクターロール4による曲げ変形で
の断面降伏比αは0.64であった。 【0027】図2(a)は鋼板Sがプレッシャーロール
2を通過した位置での腰折れ指数を示す。プレッシャー
ロール2を使用した場合、断面降伏比αはα<0.6の
範囲では腰折れが発生していないが、断面降伏比αがα
≧0.6では腰折れが発生している。断面降伏比αがα
≧0.6での腰折れ発生状況を図7(a)に示す。 【0028】図2(b)は鋼板Sがプレッシャーロール
2からデフレクターロール4を通過した位置での腰折れ
指数を示す。プレッシャーロール2を使用した場合の断
面降伏比αは0.4<α<0.6の範囲であり、このと
きデフレクターロール4を通過しても腰折れは発生して
おらず、これはプレッシャーロール2による軽度の曲げ
加工による歪み導入効果と思われる。断面降伏比αが
0.4<α<0.6の範囲で腰折れが発生していない状
況を図7(b)に示す。断面降伏比αがα≦0.4の範
囲で腰折れが発生しているのはデフレクターロール4を
通過後に新たに発生したものである。断面降伏比αがα
≦0.4の範囲での腰折れ発生状況を図7(c)に示
す。 【0029】熱延スキンパスミル5で対象となる板厚が
最小1.2mmと考えれば、プレッシャーロールにより
鋼板に付与される断面降伏比αが0.4〜0.6の範囲
となるような曲率で曲げ変形を与えることによって腰折
れ防止が可能と考えられる。またデフレクターロール4
による曲げ変形での断面降伏比αを、デフレクターロー
ルの直径を変えることにより変化させたが、上記の腰折
れ防止が可能となるプレッシャーロールにより鋼板に付
与される断面降伏比αに変化はなかった。 【0030】図3に、上記検討結果から、プレッシャー
ロール2での曲げ変形によって断面降伏比αが0.4〜
0.6の範囲となるような、プレッシャーロール2の押
込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール
押込み位置までの距離L(ピッチ)の関係を求めた結果
を示す。図3(a)は断面降伏比αが0.4のときの板
厚tが1.2mmと1.6mm、およびそれらの降伏応
力σyがそれぞれ20kgf/mm2と30kgf/mm
2のときのプレッシャーロール2による押込み量δと鋼
板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置ま
での距離L(ピッチ)の関係であり、図3(b)は断面
降伏比αが0.6のときの板厚tが1.2mmと1.6
mm、およびそれらの降伏応力σyがそれぞれ20kg
f/mm2と30kgf/mm2のときのプレッシャーロ
ール2による押込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレ
ッシャーロール押込み位置までの距離L(ピッチ)の関
係である。 【0031】鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロー
ル押込み位置までの距離L(ピッチ)は、ペイオフリー
ル1が鋼板を巻戻すにつれてリール径が小さくなるた
め、プレッシャーロール押し込み位置が一定のときは常
に変化していく。 【0032】実際の操業では、鋼板巻戻し開始位置から
プレッシャーロール押込み位置までの距離Lおよびプレ
ッシャーロール2の押込み量δは計算機によって求めて
制御している。 【0033】 【実施例】本発明法の熱延鋼板の腰折れ防止方法を、図
1に示すスキンパスミル入側ロールにて実施した。試験
材はスキンパスミルにより熱延鋼板の形状を整えてから
熱延黒皮外販コイルとするものを用いた。試験材は板厚
tが1.65mm、板幅wが1200mm降伏応力Yp
が28kgf/mm2であり、実機にて鋼板巻戻し開始
位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離L
(ピッチ)を決め、そのときのプレッシャーロール2の
押込み量δの関係を図4に示した。実機試験結果で腰折
れが発生しないのは断面降伏比αが0.4<α<0.6
の範囲にあることが確認できた。 【0034】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によればプ
レッシャーロールを備えた熱延コイルの巻戻し装置で、
熱間圧延したままの熱延コイルを巻戻す際に発生する熱
延鋼板の腰折れを防止することができて、熱延鋼板の歩
留向上をはかれる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施に供されるスキンパスミル入側ロ
ール配置及び本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法におけ
る一実施形態を示す説明図 【図2】熱延鋼板の断面降伏比と腰折れの関係の一例を
示すグラフで、(a)は鋼板がプレッシャーロールを通
過した位置での腰折れ指数を示し、(b)は鋼板がプレ
ッシャーロールからデフレクターロールを通過した位置
での腰折れ指数を示す 【図3】本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法における腰
折れ発生を防止できるプレッシャーロールの使用条件
(押込み量δと距離Lの関係)の一例を示すグラフで、
(a)は断面降伏比αが0.4のとき、(b)は断面降
伏比αが0.6のとき 【図4】本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法における腰
折れ発生を防止できるプレッシャーロールの使用条件の
実施例を示すグラフ 【図5】熱間圧延したままの熱延コイルをスキンパスラ
インで巻戻した際に鋼板に発生する腰折れの状態を示す
説明図 【図6】断面降伏比αの物理的な意味を示す説明図 【図7】プレッシャーロールにより鋼板に付与される断
面降伏比αに応じて発生する腰折れの状態を示す説明図 【符号の説明】 1 ペイオフリール 2 プレッシャーロール 3 押込み量調整装置 4 デフレクターロール 5 スキンパスミル S 熱延鋼板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉兼 敏文 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 廣江 義樹 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 刈安 隆博 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4E026 CA01 CB02 EA02 GA02

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 プレッシャーロールを備えた熱延コイル
    の巻戻し装置で熱延コイルを巻戻すにあたって、下式
    (1)のプレッシャーロールにより鋼板に付与される曲
    げ曲率κと下式(2)の鋼板の弾性限界曲率κeによる
    下式(3)の断面降伏比αが0.4<α<0.6となる
    ように、プレッシャーロールの押込み量δと鋼板巻戻し
    開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離
    Lとを制御することを特徴とする熱延鋼板の腰折れ防止
    方法。 κ=m(δ+h)/L2・・・(1) κe=2σy/(hE)・・・(2) α=1−κe/κ ・・・(3) ただし、κ:鋼板の曲げ曲率 m:定数(4〜8)
    δ:押込み量 h:板厚L:鋼板巻戻し開始位置から押
    込み位置までの距離 κe:弾性限界曲率 σy:降伏応
    力 E:ヤング率 α:断面降伏比
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010207864A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 Nippon Steel Corp コイルオープニング装置及びコイルの巻き戻し方法
KR101008075B1 (ko) * 2008-06-27 2011-01-13 주식회사 포스코 열연 강재의 곱쇠 결함 저감 방법
JP2013056375A (ja) * 2012-12-28 2013-03-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp コイルオープニング装置及びコイルの巻き戻し方法
CN104001734A (zh) * 2014-04-01 2014-08-27 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种热轧卷取夹送辊压力调平装置及控制方法

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