JP2004050239A

JP2004050239A - 金属帯の重ね圧延方法

Info

Publication number: JP2004050239A
Application number: JP2002212174A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tateno; 舘野　純一; Toshiki Hiruta; 蛭田　敏樹; Kenji Ishii; 石井　建志; Seiji Ota; 太田　聖司; Yoshito Umemoto; 梅本　義人
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2002-07-22
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課　題】金属帯を２枚以上重ねて圧延する際に、金属帯に反りが生じるのを防止し、良好な形状の金属帯を製造できる重ね圧延方法を提供する。
【解決手段】２枚以上の金属帯を重ねて圧延機に装入して圧延を行なう重ね圧延方法において、ワークロールの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼帯等をはじめとする金属帯の重ね圧延方法に関し、特に圧延後の金属帯の反りの発生を抑制し、良好な形状の金属帯を得ることが可能な金属帯の重ね圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯の圧延を行なうにあたって、通常、前工程でコイルに巻かれた金属帯を圧延機の入側で巻き戻して、さらに金属帯に張力を付与しながら、圧延機の上下のワークロールを回転させつつ圧下する。その後、　圧延機の出側で金属帯を再度コイルに巻き取る。これを複数回繰り返して所望の板厚とした後、　次工程に送給する。
【０００３】
特に極薄の金属帯については、図１に示すように、２枚以上の金属帯を重ねて圧延（以下、重ね圧延という）を行なう方法が用いられる場合がある。重ね圧延を行なう理由は、金属帯の板厚が薄くなったときに圧下力を強くしても、それがワークロールの偏平変形に費やされるだけになるいわゆる圧延限界に近づき、金属帯の圧下率が低下してしまうのを防ぐためと、一度に複数枚の金属帯を圧延することによって生産性を高めるためである。図１中の矢印は、金属帯の進行方向を示す。
【０００４】
前工程で金属帯３ａ，３ｂを巻き取ったコイルは、圧延機の入側に配設される入側リール１ａ，１ｂに装填される。次いで金属帯３ａ，３ｂは、それぞれ入側リール１ａ，１ｂから巻き戻され、さらにデフレクターロール５で重ねられて、ワークロール４ａ，４ｂで圧下を受ける。その後、金属帯３ａ，３ｂは互いに分離されて、圧延機の出側に配設される出側リール２ａ，２ｂ，　に巻き取られる。
【０００５】
このような金属帯３ａ，３ｂの重ね圧延に特有の問題として、圧延した後の金属帯３ａ，３ｂに反りが生じるという問題がある。重ね圧延によって金属帯３ａ，３ｂに反りが生じるのは、圧延時にワークロール４ａ，４ｂに接触する側の伸びが、金属帯３ａ，３ｂ同士が接触する側の伸びに比べて大きくなるためである。圧延機出側のデフレクターロール５を過ぎて金属帯３ａ，３ｂが分離されることで、この影響が顕在化するのである。金属帯３ａ，３ｂに反りが生じると、金属帯製品の形状等の製品品質が劣化するだけでなく、次工程での通板トラブル等を引き起こしやすいという問題がある。
【０００６】
このような問題に対し、重ね圧延における反りを防止する技術として、例えば特開昭６２−２４８５０３　号公報に、重ね圧延を行なった後、　少なくとも最終パスでは金属帯３ａ，３ｂを１枚ずつ別個に圧延を行なう方法が開示されている。しかしながら、特開昭６２−２４８５０３　号公報に開示された方法では、板厚が薄くなった最終パスで金属帯３ａ，３ｂを１枚ずつ圧延するので、前述の通り大きな圧下率はとれない。よって、一度に複数枚を圧延する重ね圧延に比べて、１枚ずつの圧延になるため生産能率が悪化するという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解消し、金属帯を２枚以上重ねて圧延する際に、金属帯に反りが生じるのを防止し、良好な形状の金属帯を製造できる金属帯の重ね圧延方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２枚以上の金属帯を重ねて圧延機に装入して圧延を行なう重ね圧延方法において、ワークロールの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とすることとした。
前記した発明においては、好適態様として、ワークロールの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とし、かつ上下のワークロールの算術平均表面粗さの差を０．０６μｍＲａ以下とすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、　本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明を適用して重ね圧延を行なう装置の例を模式的に示す配置図である。図１中の矢印は、金属帯の進行方向を示す。
前工程で金属帯３ａ，３ｂを巻き取ったコイルは、圧延機の入側に配設される入側リール１ａ，１ｂに装填される。次いで金属帯３ａ，３ｂは、それぞれ入側リール１ａ，１ｂから巻き戻されて、さらにデフレクターロール５で重ねられる。そして、ワークロール４ａ，４ｂで圧下を受けて圧延される。ここで重ね圧延中の金属帯３ａ，３ｂには、圧下方向への圧縮応力の他にせん断応力が作用する。
【００１０】
重ね圧延ではこのせん断応力によって、ワークロール４ａ，４ｂに接触する側の伸びが、金属帯３ａ，３ｂ同士が接触する側の伸びに比べて大きくなる。このようにして伸びの大きさが異なるために反りが生じるのである。このような反りは、上側の金属帯３ｂは下向きに、下側の金属帯３ａは上向きに生じる。
せん断応力は、ワークロール４ａ，４ｂと金属帯３ａ，３ｂが接触しているロールバイト内のスリップ領域で発生し、せん断応力が大きいほど、金属帯３ａ，３ｂに生じる反りも大きくなることが知られている。
【００１１】
発明者らは、金属帯３ａ，３ｂの重ね圧延における反りを防止する方法を鋭意検討した結果、ワークロール４ａ，４ｂの表面粗さが多大な影響を及ぼすことを見出した。図２に、金属帯３ａ，３ｂの一例としてステンレス鋼帯（共にＳＵＳ３０４相当、板厚０．１ｍｍ　，板幅５００ｍｍ　）を２枚重ね、２枚分の厚さに対し、４０％の圧下率で圧延した場合のワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さとステンレス鋼帯３ａ，３ｂの反りとの関係を示す。このとき、ステンレス鋼帯３ａ，３ｂには、それぞれ１０ｋＮの前方および後方張力を付与した。なおワークロール４ａ，４ｂは直径５０ｍｍとし、算術平均表面粗さを種々変化させた。
【００１２】
ここでワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さとは、ワークロール４ａ，４ｂの軸方向に測定した表面粗さについてＪＩＳ規格Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さＲａを算出した値であり、カットオフ値は０．８ｍｍ　，評価長さは４ｍｍとする。またステンレス鋼帯３ａ，３ｂの反りは、ステンレス鋼帯３ａ，３ｂを定盤上に載置したときの端部における反り上がり高さ（ｍｍ）とする。
【００１３】
図２から明らかなように、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さが小さいほど、ステンレス鋼帯３ａ，３ｂの反りも小さくなる。特に、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さが　０．２μｍＲａ以下であれば反りは生じない。このようなワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さとステンレス鋼帯３ａ，３ｂの反りとの関係は、ワークロール４ａ，４ｂの直径や圧延荷重を変更した場合、あるいは金属帯３ａ，３ｂの材質を変更した場合でも、同様の傾向を示すことが確認できた。
【００１４】
したがって重ね圧延において反りを生じさせないためには、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とすることが有効である。つまりワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さは、ワークロール４ａ，４ｂと金属帯３ａ，３ｂとの間の摩擦係数に多大な影響を及ぼす因子であるから、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さが小さいほど、金属帯３ａ，３ｂに作用するせん断応力が小さくなり、反りの発生が抑制されるのである。
【００１５】
そこで本発明は、２枚以上の金属帯３ａ，３ｂを重ねて圧延機に装入して圧延を行なう重ね圧延方法において、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とすることとした。
また重ね圧延で使用する上下２本のワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さに差がある場合には、前述したような反りとは別に、重ねた金属帯３ａ，３ｂが同じ方向に反る場合がある。これは上下のワークロール４ａ，４ｂの摩擦係数の違いによって、金属帯３ａ，３ｂの伸びに差が生じるためである。図３に、前述の図２と同様に実験的に求めた上下のワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さの差とステンレス鋼帯３ａ，３ｂの反りとの関係を示す。
【００１６】
図３から明らかなように、上下のワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さの差が０．０６μｍＲａ以下であれば、反りは生じない。したがって反りを一層抑制するためには、上下のワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さの差が０．０６μｍＲａ以下とするのが好ましい。
なお、ワークロール４ａ，４ｂの所望の算術平均表面粗さは、ワークロール４ａ，４ｂの表面を研磨する際に、砥石の粗さ（すなわち番手）や回転速度等の研磨条件を調整することによって得られる。
【００１７】
図２および図３には、金属帯３ａ，３ｂとしてステンレス鋼帯を用いて重ね圧延を行なった場合のグラフを示したが、その他の金属帯（たとえば銅帯，アルミ帯等）についても同様の関係が認められるので、本発明を適用した重ね圧延を行なうことが可能である。
なお図１には金属帯３ａ，３ｂを２枚重ねて重ね圧延を行なう例を示したが、金属帯を３枚以上重ねて重ね圧延を行なう場合も、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さを上記した範囲に維持することによって、金属帯に反りが生じるのを防止できる。
【００１８】
【実施例】
図１に示すような４段圧延機を用いて、金属帯３ａ，３ｂの重ね圧延を行なった。金属帯３ａ，３ｂとして板厚０．１ｍｍ　，板幅５００ｍｍ　のステンレス鋼帯（ＳＵＳ３０４相当）を使用した。ワークロール４ａ，４ｂの直径は５０ｍｍ、圧延荷重は１２００ｋＮ、圧下率は４０％とした。ステンレス鋼帯３ａ，３ｂには、それぞれ１０ｋＮの前方および後方張力を付与した。上側のワークロール４ｂと下側のワークロール４ａの算術平均表面粗さ（μｍＲａ）は表１に示す通りである。
【００１９】
【表１】

【００２０】
発明例１〜４は、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さが　０．２μｍＲａ以下を満足する例であり、比較例１〜２は、ワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さが０．２μｍＲａを超える例である。
発明例１〜４と比較例１〜２について、それぞれ３回ずつ重ね圧延を行ない、上側のステンレス鋼帯３ｂと下側のステンレス鋼帯３ａに生じた反りを測定し、その平均値を算出した。その平均値が０ｍｍのものを極めて良好（◎），０ｍｍ超え〜２ｍｍのものを良好（○），２ｍｍ超えのものを不良（×）として評価した。反りの平均値とその評価を表１に併せて示す。
【００２１】
発明例１〜４は、いずれも反りの評価は極めて良好（◎）または良好（○）であった。特に上下のワークロール４ａ，４ｂの算術平均表面粗さの差が０．０６μｍＲａ以下である発明例１，２，４は、反りの評価は極めて良好（◎）であった。
これに対して、比較例１〜２では４ｍｍ以上の反りが生じて、評価は不良（×）であった。なお比較例１〜２で生じた反りは、上側のステンレス鋼帯３ｂに生じた反りは下向き、下側のステンレス鋼帯３ａに生じた反りは上向きであった。
【００２２】
さらに圧下率を種々変更して、同様にステンレス鋼帯３ａ，３ｂの重ね圧延を行なった。その結果、　本発明を適用することによって、ステンレス鋼帯３ａ，３ｂの反りを防止でき、良好な形状のステンレス鋼帯３ａ，３ｂの製造が可能であることが確認できた。
その他の金属帯（たとえば銅帯，アルミ帯等）についても同様の重ね圧延を行なった。その結果、本発明を適用することによって、金属帯３ａ，３ｂの反りを防止でき、良好な形状の金属帯３ａ，３ｂの製造が可能であることが確認できた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ステンレス鋼帯等を始めとする金属帯の重ね圧延を行なう際に、金属帯の反りの発生を抑制し、良好な形状の金属帯を得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】重ね圧延を行なう装置の例を模式的に示す配置図である。
【図２】ワークロールの算術平均表面粗さと金属帯の反りとの関係を示すグラフである。
【図３】上下のワークロールの算術平均表面粗さの差と金属帯の反りとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ａ　入側リール
１ｂ　入側リール
２ａ　出側リール
２ｂ　出側リール
３ａ　金属帯
３ｂ　金属帯
４ａ　ワークロール
４ｂ　ワークロール
５　デフレクターロール

Claims

２枚以上の金属帯を重ねて圧延機に装入して圧延を行なう重ね圧延方法において、ワークロールの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とすることを特徴とする金属帯の重ね圧延方法。
前記ワークロールの算術平均表面粗さを　０．２μｍＲａ以下とし、かつ上下のワークロールの算術平均表面粗さの差を０．０６μｍＲａ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の金属帯の重ね圧延方法。