【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステンレス鋼帯などをはじめとする金属帯の冷間圧延方法に関し、特に圧延後の金属帯に規則的に傾斜した凹凸状の形状不良（クロスバックル）が発生することなく良好な形状を得ることが可能で、かつ生産性の高い金属帯の冷間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯の冷間圧延を行うにあたっては、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、上下の圧延ロールを回転させつつ該金属帯を挟圧する。その後、圧延機の出側で金属帯を再度コイルに巻き取る。圧延機としては、圧延スタンドが１基のみ配設されたシングルスタンド圧延機や、複数基の圧延スタンドが配設されたタンデム圧延機があり、シングルスタンド圧延機の場合には、所望の板厚になるまで複数パスの圧延を行う。
【０００３】
金属帯の冷間圧延において、金属帯の形状は品質上極めて重要であるが、従来より圧延後の金属帯に規則的に傾斜して発生する凹凸状の形状不良（クロスバックル）が発生するという問題があった。
このクロスバックルは、いわゆる耳伸びや腹伸びなどと称される一般的な平坦度不良とは異なる形状不良である。特に、ステンレス鋼板などの硬質材で発生しやすい。図２に、この形状不良が発生した金属帯の一例の外観を示す平面図を示す。図２では、図中に定義する圧延方向に対し、規則的に傾斜するような形態で伸びが局所的に過多になっているようすがうかがえる。このような形状不良は、圧延方向と交差して発生する座屈であることからこのクロスバックルという名があり、あるいはその模様形態からヘリングボーンと称されることもある。以降、本発明に関する説明中では、クロスバックルと称することにする。
【０００４】
このような、いわゆる耳伸びや腹伸びなどの平坦度不良とは異なる形状不良に対する対策として、いくつかの方法が開示されている。
特許文献１では、板厚０．１ｍｍ 以下の金属箔の圧延において、圧延方向に沿って発生する縦スジ間に小さな腹伸びが散在する形状不良を防止する方法として、単位断面積当たり出側張力を金属帯の変形抵抗の１／２ 以上とし、かつ、圧下率２％超６．５ ％以下で圧延する方法を開示している。
【０００５】
特許文献２では、ステンレス鋼帯を多段圧延機で冷間圧延する際に、ロール間スリップに起因して発生する鋼板表面のうねり状模様を抑制するために、２６ｋｇｆ／ｍｍ２ 以上の張力をかけながら冷間圧延する方法を開示している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２３９３０４号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１２６０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、本発明にいうところのクロスバックル、すなわち金属帯圧延方向に規則的に傾斜するような形態で発生する形状不良の防止効果については、なんら言及されていない。また、圧下率を２ ％超６．５ ％以下と規定しているが、この圧下率は一般的な冷間圧延で実施されている圧下率に比べて著しく小さく、生産性が極めて悪化するという問題もある。
【０００８】
また、特許文献２に開示された方法でも、本発明にいうクロスバックル、すなわち金属帯圧延方向に規則的に傾斜して発生する形状不良の防止効果については、なんら言及されていない。また、本方法が対象とするステンレス鋼帯についても成分組成や焼鈍条件によって変形抵抗は大きく異なるものであり、それらを考慮せずに２６ｋｇｆ／ｍｍ２ 以上の張力を付与すると、ステンレス鋼帯の種類によっては圧延前に引張破断を引き起こすなどの問題もある。
【０００９】
本発明は、上記のような問題を解決し、ステンレス鋼帯などをはじめとする金属帯の冷間圧延方法に関し、特に圧延後の金属帯に規則的に傾斜した凹凸状の形状不良（クロスバックル）を発生することなく良好な形状を得ることが可能で、かつ生産性の高い金属帯の冷間圧延方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属帯を冷間圧延するにあたり、圧延機出側での全張力を金属帯の厚みおよび幅で除した単位断面積当たり張力として、変形抵抗の１／４ 以上付与し、かつ圧下率を６．５％超とすることを特徴とする金属帯の冷間圧延方法である。
また、本発明は、金属帯を冷間圧延するにあたり、圧延機出側での金属帯幅中央を中心として金属帯幅の１／３ 以上の範囲の単位断面積当たり張力として、変形抵抗の１／４ 以上付与し、かつ圧下率を６．５％超とすることを特徴とする金属帯の冷間圧延方法である。
【００１１】
【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参照して説明する。
図３は、本発明を適用する装置の例を模式的に示す配置図である。図３中の矢印は、金属帯の進行方向（圧延方向）を示す。
前工程で巻き取られたコイル状の金属帯３ は、圧延機の入側に配設される入側リール１に装填される。次いで金属帯３ は、入側リール１から巻き戻されて、圧延ロール４で圧下を受けて圧延され、出側リール２で巻き取られる。金属帯３ に付与される張力は、張力測定器５ で測定される。
【００１２】
ここで、被圧延材料である金属帯内の微小部分に着目すると、圧延ロール４で圧下を受けた微小部分は、圧延方向へ伸びるとともに幅方向にも広がろうとするが、圧延ロール４との摩擦や隣接する微小部分からの反力を受けるため、結果的に幅方向への圧縮応力を受けることになる。クロスバックルは、この圧縮応力が圧下域出側で解放されて金属帯が座屈するために発生すると考えられる。また、クロスバックルは、隣接する微小部分からの反力が比較的小さい金属帯エッジ部分およびその近傍域では発生せず、金属帯幅中央部でのみ発生する。
【００１３】
いわゆる耳伸びや腹伸びなどの平坦度不良が、圧延前後での金属帯幅方向厚み分布の不均一性を起因として発生し、圧延方向に数１００ｍｍ から数１０００ｍｍの間隔で数１０ｍｍの凹凸を有する座屈現象であるのに対し、クロスバックルは数１０ｍｍから数１００ｍｍ の間隔で数ｍｍ以下の凹凸が、規則的に傾斜するような形態で発生することが特徴である。
【００１４】
従来から知られている圧延における形状不良防止の対策を応用し、圧延荷重を小さくする、あるいは圧延張力を大きくするなどすれば、圧縮応力が低減され、クロスバックルが抑制されることが期待される。しかしながら、実際の冷間圧延では、変形抵抗や寸法の異なる種々の金属帯を圧延対象とするため、それぞれについてどのような条件で圧延すればクロスバックルが防止できるかは全く未知であった。
【００１５】
発明者らは、冷間圧延におけるクロスバックルを防止する方法について鋭意検討した結果、まず金属帯の変形抵抗と出側張力の双方の条件がクロスバックルに大きく影響することを見出した。図４に、一例としてロール径１００ｍｍ のワークロールを用いての３種類の金属帯を圧延したときの、出側張力とクロスバックル量との関係を示した図を示す。用いた金属帯Ａ、Ｂ、Ｃは、いずれも板厚０．８ｍｍ 、板幅１２００ｍｍで、それぞれ低炭素鋼ＳＰＣＣ焼鈍材（変形抵抗約２５０ＭＰａ）、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４焼鈍材（同６００ＭＰａ）、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４ハード材（同９２０ＭＰａ）の鋼板である。なお、変形抵抗はＪＩＳ Ｚ２２０１ で規定された５号試験片を引張試験したときの耐力（０．２％の永久伸びを起こすときの荷重を試験片の断面積で除した値）として算出した。圧延荷重は４００ＭＮ とし、金属帯に耳伸びや腹伸びなどが生じることなく平坦を保つように圧延を行った。出側張力は、金属帯全幅での平均単位断面積当たりの張力である。金属帯Ａ、Ｂ、Ｃの圧下率は、それぞれ２８％ 、２３％ 、１５％ であった。クロスバックル量は、図５に示すように、圧延後の金属帯を切り出して定盤上に設置して、非接触式の変位計を用いて、金属帯３ に生じた規則的に傾斜した凹凸を測定し、山と谷の差ｈをクロスバックル量と定義した。したがって、クロスバックル量の値が小さいほど、クロスバックルが低減されて形状が良好なことを示している。図４より、いずれの金属帯においても、出側張力が大きくなるにつれクロスバックル量が小さくなっており、また金属帯の変形抵抗が大きいほどクロスバックル量が大きく、クロスバックルが消滅するときの出側張力の値も大きいことがわかった。
【００１６】
さらに、圧延機出側における金属帯の平坦度もクロスバックルに大きく影響することを見出した。図６に、前記金属帯を用いて、圧延機出側における金属帯の平坦度（耳伸び、腹伸びの程度）がそれぞれ平坦、耳伸び（約１００ Ｉ−ｕｎｉｔ）、腹伸び（約１００ Ｉ−ｕｎｉｔ）の場合について、出側張力とクロスバックル量の関係を示す。ここで耳伸び、腹伸び等の形状は、前述したように圧延前後での金属帯幅方向厚み分布の比率の差によって圧延方向への伸びの差が生じることで発生するものであり、入出側から張力を付加されている圧延中には幅方向の張力分布の差となっている。したがって、金属帯幅方向張力分布を金属帯のヤング率で除したものが、伸び差分布になるわけである。平坦度の単位Ｉ−ｕｎｉｔは、該伸び差分布をもっとも伸びの小さい位置での伸びで除して伸び差率分布とし、さらに１０５ 倍して表記したものである。なお、圧延機出側における金属帯の平坦度はワークロールベンダーを用いて設定した。同じ出側張力でも、耳伸びの場合はクロスバックル量が小さく、腹伸びの場合にはクロスバックル量が大きいことがわかる。これは、耳伸びの場合には、金属帯幅方向張力分布としては金属帯幅中央部での張力が大きくなるため、クロスバックルの発生する金属帯幅中央部に実質的に大きな張力を付与したのと同等の効果があるのである。また、反対に、腹伸びの場合には、金属帯幅方向張力分布としては金属帯幅中央部での張力が小さくなるため、実質的に金属帯幅中央部に小さなあるいはマイナスの張力を付与したのと同等となるのである。
【００１７】
本発明は、かかる検討結果に基づいてなされたもので、金属帯の変形抵抗と出側張力に着目したクロスバックルの防止方法に到ったものである。
図１は、種々の金属帯、圧延条件について金属帯の変形抵抗と金属帯幅中央部での単位断面積当たり出側張力との関係を示した図であり、図中の○はクロスバックルが発生しなかったことを、×はクロスバックルが発生したことを示している。ここで、金属帯幅中央部の出側張力の測定には、圧延機出側に設置した分割ロール式の張力測定器５を使用した。この張力測定器５は、図７に示すように、測定ロールが軸方向にいくつにも分割され、各分割部分に内蔵されたロードセルによって金属帯幅方向の張力分布を測定することができ、分割部分の張力を分割部分の金属帯の断面積で規格化した値を単位断面積当たり張力とする。ここでは、軸方向の分割の幅が５０ｍｍの測定器を用いており、金属帯幅中心を含む５０ｍｍの範囲での単位断面積当たり張力としている。
【００１８】
また、クロスバックルの評価は、品質上問題とならない程度であるクロスバックル量が０．１ｍｍ 未満のときを○、クロスバックル量が０．１ｍｍ 以上のときを×とした。図１中の破線は、金属帯の変形抵抗と金属帯幅中央部での単位断面積当たり出側張力の比が４：１のときのものである。図１より、金属帯幅中央部での単位断面積当たり出側張力として金属帯の変形抵抗の１／４ 以上を付与したときにクロスバックルは発生していない。また、この関係はここに詳述しないデータにより、圧下率に依らず成り立っており、特許文献１で規定されているような圧下率２％超６．５ ％以下よりも大きな圧下率での圧延においても、金属帯幅中央部での単位断面積当たり出側張力として金属帯の変形抵抗の１／４ 以上を付与したときにはクロスバックルは発生しないことがわかった。
【００１９】
この関係に基づいて、本発明の第１発明は、クロスバックルを防止するために単位断面積当たり出側張力として金属帯の変形抵抗の１／４ 以上を付与し、かつ生産性を高めるため圧下率を６．５％超とすることとしたものである。
さらに、金属帯においてクロスバックルが発生する範囲は、金属帯幅中央を中心として金属帯幅の１／３ 以上の範囲であるので、本発明の第２発明では、圧延機出側での金属帯幅中央を中心として金属帯幅の１／３ 以上の範囲の単位断面積当たり張力として変形抵抗の１／４ 以上を付与することとした。
【００２０】
なお、張力の設定方法としては、図３のようなシングルスタンド圧延機の場合には巻き取りリール２のトルク設定をその駆動電動機の電流制御で行うことが可能であり、タンデム圧延機の場合には隣接するスタンドの速度比の制御で行うことが可能である。また、金属帯幅方向の張力分布の制御については、ワークロールベンダーなどの平坦度制御手段を用いることによって制御することが可能である。
【００２１】
【実施例】
図３に示すような４段圧延機を用いての金属帯の重ね圧延において、本発明を適用した実施例について説明する。ワークロール４のロール径は１３０ｍｍ である。金属帯として、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４とＳＵＳ４３０、低炭素鋼ＳＰＣＣのいずれも焼鈍材を使用した。金属帯幅中央部の出側張力の測定には、圧延機出側に設置した分割ロール式の張力測定器５を使用した。
【００２２】
表１に、金属帯の変形抵抗Ｋ 、厚みと幅、圧下率、金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔ、および金属帯幅中央を中心とした金属帯幅の１／３ 以上の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’ などの圧延条件を示す。ここで、金属帯幅中央を中心とした金属帯幅の１／３ 以上の範囲での単位断面積当たり張力Ｔ’ として、前記張力測定器５により測定した金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲（すなわち金属帯幅１０００ｍｍの１／３ 以上）での単位断面積当たり張力とした。また、変形抵抗Ｋに対する金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔの比をＴ／Ｋ、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たり張力Ｔ’ の比をＴ’ ／Ｋとして示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
発明例１〜４は、本発明の第１発明によるもので、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、およびＳＰＣＣ鋼板について、それぞれ金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔとして変形抵抗Ｋの１／４ となるような張力を付与して、圧下率１０％ での圧延を行った。圧延後の金属帯の平坦度は腹伸びであり、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’ は変形抵抗Ｋ の１／５ であった。
【００２５】
発明例５〜８は、本発明の第１発明および第２発明によるもので、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、およびＳＰＣＣ鋼板について、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’として変形抵抗Ｋの１／２ 、すなわち１／４ 以上となるような張力を付与して、圧下率２０％ での圧延を行った。圧延後の金属帯の平坦度は平坦であり、金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔは金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’と同等であった。
【００２６】
発明例９〜１２は、本願の第１発明および第２発明によるもので、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、およびＳＰＣＣ鋼帯について、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’ として変形抵抗Ｋの１／４ となるような張力を付与して、圧下率１５％ での圧延を行った。圧延後の金属帯の平坦度は腹伸びであり、金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔも変形抵抗Ｋの１／３ 、すなわち１／４ 以上であった。
【００２７】
発明例１３〜１６は、本願の第２発明によるもので、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０，およびＳＰＣＣ鋼帯について、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’として変形抵抗Ｋの１／４ 以上となるような張力を付与して、圧下率２０％ での圧延を行った。圧延後の金属帯の平坦度は耳伸びであり、金属帯幅全体での平均単位断面積当たりの出側張力Ｔは変形抵抗Ｋの１／５ であった。
【００２８】
一方、比較例１〜４は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、およびＳＰＣＣ鋼帯について、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’として変形抵抗Ｋの１／２ 、すなわち１／４ 以上となるような張力を付与して、圧下率６％での圧延を行った。圧延後の金属帯の平坦度は平坦であり、金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔは金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’と同等であった。
【００２９】
比較例５〜８は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、およびＳＰＣＣ鋼帯について、金属帯幅中央を中心とした幅３５０ｍｍ の範囲での単位断面積当たりの出側張力Ｔ’として変形抵抗Ｋの１／６ 、すなわち１／４ 以下の張力を付与して、圧下率２０％ での圧延を行った。圧延後の金属帯の平坦度は腹伸びであり、金属帯幅全体での平均単位断面積当たり出側張力Ｔも変形抵抗Ｋの１／５ 、すなわち１／４ 以下であった。
【００３０】
発明例および比較例について、上記条件で圧延を行い、圧延後の金属帯のクロスバックル量を測定した。表１中に、クロスバックル量を示す。クロスバックル量は、前述したように、圧延後の金属帯を切り出して定盤上に設置して、非接触式の変位計を用いて、金属帯に生じた規則的に傾斜した凹凸を測定し、山と谷の差をクロスバックル量と定義した。
【００３１】
クロスバックル評価として、形状の面から品質上問題とならない程度であるクロスバックル量０．１ｍｍ 未満のときを○（良好）、０ｍｍのときを◎（特に良好）、それ以外のときを×（不良）とした。さらに、生産性評価として、圧下率が６．５％超のものを○とし、６．５％以下のものを×とした。そして、総合評価として、クロスバックル量が０ｍｍ で、かつ圧下率６．５％超のときを◎（特に良好）、クロスバックル量０．１ｍｍ 未満で、かつ圧下率６．５％超のときを○（良好）、それ以外のときを×（不良）とした。発明例では、いずれもクロスバックル量が０．１ｍｍ 未満で、かつ圧下率が１０％ であり、形状および生産性の両面で良好であった。さらに、第２発明による発明例５〜１６は、クロスバックル量が０ｍｍ であり特に良好であった。これに対し、比較例では、クロスバックルが発生して形状が不良であったり、圧下率が６％と小さく生産性が低いため、その総合評価は×（不良）であった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、ステンレス鋼帯などをはじめとする金属帯の冷間圧延方法において、特に圧延後の金属帯に規則的に傾斜した凹凸状の形状不良（クロスバックル）が発生することなく良好な形状を得ることが可能で、かつ生産性の高い冷間圧延が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】種々の金属帯、圧延条件について金属帯の変形抵抗と金属帯幅方向中央部での単位断面積当たり出側張力との関係を示した図である。
【図２】クロスバックルが発生した金属帯の一例を示す図である。
【図３】本発明を適用する装置の例を模式的に示す配置図である。
【図４】３種類の金属帯を圧延したときの出側張力とクロスバックル量との関係を示した図である。
【図５】クロスバックル量の定義説明図である。
【図６】金属帯の平坦度が異なるときの出側張力とクロスバックル量との関係を示した図である。
【図７】張力測定器を示す図である。
【符号の説明】
１、２ 金属帯の払い出しまたは巻き取りのためのリール
３ 金属帯
４ 圧延ロール
５ 張力測定器
６ 定盤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cold rolling a metal strip such as a stainless steel strip and the like, and particularly to a method for forming a metal strip after rolling without irregularities having a regularly inclined uneven shape (cross buckle). The present invention relates to a method for cold rolling a metal strip, which can obtain a high productivity.
[0002]
[Prior art]
In performing cold rolling of a metal strip, usually, the metal strip wound around the coil in the previous process is rewound on the entry side of the rolling mill, and the upper and lower rolling rolls are rotated while further applying tension to the metal strip. While pressing, the metal band is pressed. Then, the metal strip is wound again on the coil at the exit side of the rolling mill. Examples of the rolling mill include a single-stand rolling mill in which only one rolling stand is provided, and a tandem rolling mill in which a plurality of rolling stands are provided. Rolling in multiple passes until
[0003]
In cold rolling of metal strips, the shape of the metal strips is extremely important in terms of quality, but it is said that unevenness in shape (cross buckle), which is generated by regularly tilting the metal strips after rolling, occurs conventionally. There was a problem.
This cross buckle is a shape defect different from a general flatness defect called so-called ear extension or belly extension. In particular, it is likely to occur with a hard material such as a stainless steel plate. FIG. 2 is a plan view showing an external appearance of an example of the metal strip in which the shape defect has occurred. In FIG. 2, it can be seen that the elongation is locally excessively increased in a form in which the rolling direction defined in the figure is regularly inclined. Such a shape defect is referred to as a cross buckle because it is buckling that occurs in a direction crossing the rolling direction, or may be referred to as a herringbone due to its pattern form. Hereinafter, it will be referred to as a cross buckle in the description of the present invention.
[0004]
As a countermeasure against such a shape defect different from a flatness defect such as so-called ear extension or belly extension, several methods have been disclosed.
In Patent Document 1, as a method for preventing a shape defect in which small antinode elongation is scattered between vertical streaks generated along a rolling direction in rolling of a metal foil having a plate thickness of 0.1 mm or less, an output side tension per unit cross-sectional area is used. Discloses a method of rolling at a rate of not less than 1/2 of the deformation resistance of the metal strip and at a rolling reduction of more than 2% and not more than 6.5%.
[0005]
In Patent Literature 2, when a stainless steel strip is cold-rolled by a multi-high rolling mill, a tension of 26 kgf / mm 2 or more is applied to suppress a waviness pattern on a steel sheet surface caused by slip between rolls. While cold rolling is disclosed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-239304 A [Patent Document 2]
JP 2001-212604 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method disclosed in Patent Document 1, there is no mention of a cross buckle according to the present invention, that is, an effect of preventing a shape defect that occurs in a form in which the metal sheet is regularly inclined in a metal strip rolling direction. Absent. Further, although the draft is specified to be more than 2% and 6.5% or less, this draft is significantly smaller than the draft performed in general cold rolling, and productivity is extremely deteriorated. There are also problems.
[0008]
Also, the method disclosed in Patent Document 2 does not mention at all the cross buckle according to the present invention, that is, the effect of preventing a shape defect generated by being regularly inclined in the metal strip rolling direction. Also, the deformation resistance of the stainless steel strip which is the target of the present method varies greatly depending on the composition of the components and the annealing conditions. If a tension of 26 kgf / mm 2 or more is applied without taking these factors into consideration, the type of the stainless steel strip can be changed. In some cases, there is a problem that a tensile break occurs before rolling.
[0009]
The present invention solves the above-mentioned problems, and relates to a method for cold rolling a metal strip such as a stainless steel strip. It is an object of the present invention to provide a method for cold rolling a metal strip, which can obtain a good shape without generating (1) and has high productivity.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a method of cold rolling a metal strip, in which the total tension at the exit side of the rolling mill is divided by the thickness and width of the metal strip as a tension per unit cross-sectional area, which is applied to at least 1/4 of the deformation resistance, and A cold rolling method for a metal strip, wherein the rate is more than 6.5%.
In addition, in the present invention, when cold rolling a metal strip, the deformation resistance is defined as a tension per unit cross-sectional area in a range of 1/3 or more of the metal strip width around the center of the metal strip width at the rolling mill exit side. / 4 or more, and a rolling reduction of more than 6.5%.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a layout diagram schematically illustrating an example of an apparatus to which the present invention is applied. The arrow in FIG. 3 indicates the traveling direction (rolling direction) of the metal strip.
The coil-shaped metal strip 3 wound in the previous step is loaded on the entry reel 1 disposed on the entry side of the rolling mill. Next, the metal strip 3 is unwound from the entrance reel 1, rolled under pressure by the rolling roll 4, and wound up by the exit reel 2. The tension applied to the metal band 3 is measured by a tension measuring device 5.
[0012]
Here, paying attention to the minute portion in the metal strip as the material to be rolled, the minute portion that has been reduced by the rolling roll 4 tends to expand in the rolling direction and also spread in the width direction. Since it receives friction and a reaction force from an adjacent minute portion, it receives a compressive stress in the width direction as a result. The cross buckle is considered to be generated because the compressive stress is released on the exit side of the rolling region and the metal band buckles. Further, the cross buckle does not occur at the edge portion of the metal band and the vicinity thereof where the reaction force from the adjacent minute portion is relatively small, but occurs only at the central portion of the metal band width.
[0013]
Flatness defects such as so-called ear elongation and belly elongation occur due to non-uniformity in the thickness distribution in the metal band width direction before and after rolling, and have irregularities of several tens of mm at intervals of several hundred mm to several thousand mm in the rolling direction. In contrast to the buckling phenomenon, the cross buckle is characterized in that irregularities of several mm or less occur at regular intervals of several tens mm to several 100 mm in such a manner as to be regularly inclined.
[0014]
By applying the conventionally known measures for preventing shape defects in rolling and reducing the rolling load or increasing the rolling tension, it is expected that the compressive stress is reduced and the cross buckle is suppressed. . However, in actual cold rolling, since various metal strips having different deformation resistances and dimensions are to be rolled, it is completely unknown what conditions should be used for rolling to prevent cross buckle.
[0015]
As a result of intensive studies on a method of preventing a cross buckle in cold rolling, the inventors first found that both the conditions of the deformation resistance and the exit side tension of the metal band greatly affected the cross buckle. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the output side tension and the cross buckle amount when three types of metal strips are rolled using a work roll having a roll diameter of 100 mm as an example. The metal strips A, B, and C used were each 0.8 mm 2 in thickness and 1200 mm in width, each being a low-carbon steel SPCC annealed material (deformation resistance of about 250 MPa), a stainless steel SUS304 annealed material (600 MPa in the same case), It is a steel plate of SUS304 hard material (920 MPa). The deformation resistance was calculated as the proof stress (the value obtained by dividing the load at which a permanent elongation of 0.2% is caused by the cross-sectional area of the test piece) when a No. 5 test piece specified in JIS Z2201 was subjected to a tensile test. The rolling load was set to 400 MN, and the metal strip was rolled so as to maintain flatness without causing ear extension or antinode extension. The exit side tension is an average tension per unit cross-sectional area over the entire width of the metal strip. The rolling reductions of the metal strips A, B and C were 28%, 23% and 15%, respectively. As shown in FIG. 5, the amount of cross buckle was determined by cutting a metal band after rolling, setting it on a surface plate, and using a non-contact type displacement meter, the regularly inclined unevenness generated on the metal band 3. Was measured, and the difference h between the peak and the valley was defined as the cross buckle amount. Therefore, the smaller the value of the cross buckle amount, the smaller the cross buckle and the better the shape. From FIG. 4, in any of the metal strips, the cross buckle amount decreases as the output side tension increases, and the cross buckle amount increases as the deformation resistance of the metal strip increases, and the cross buckle amount increases when the cross buckle disappears. It was also found that the value of the side tension was large.
[0016]
Furthermore, it has been found that the flatness of the metal strip on the exit side of the rolling mill also greatly affects the cross buckle. FIG. 6 shows that the flatness (the degree of ear extension and belly elongation) of the metal strip on the exit side of the rolling mill is flat, the ear extension (about 100 I-unit), and the belly elongation (about 100 I) using the metal strip. -Unit), the relationship between the output side tension and the cross buckle amount is shown. Here, the shape of the ear extension, belly extension, etc. is generated by the difference in the elongation in the rolling direction due to the difference in the ratio of the thickness distribution in the metal band width direction before and after rolling as described above, The difference in the tension distribution in the width direction occurs during the rolling in which the tension is applied. Therefore, a value obtained by dividing the tension distribution in the metal band width direction by the Young's modulus of the metal band is a differential elongation distribution. Unit I-Unit flatness is to the dividing by differential expansion index distribution in elongation at most elongation small position該伸beauty difference distribution was expressed more 10 5 times to. The flatness of the metal strip on the exit side of the rolling mill was set using a work roll bender. It can be seen that, even with the same output side tension, the cross buckle amount is small in the case of ear extension and large in the case of belly extension. This is because, in the case of ear extension, the tension at the central portion of the metal band becomes large as the tension distribution in the metal band width direction, so that a substantially large tension is applied to the central portion of the metal band where the cross buckle occurs. It has the same effect as. On the other hand, in the case of antinode stretching, as the tension in the metal band width central portion becomes smaller as the tension distribution in the metal band width direction, a small or minus tension is substantially applied to the metal band width central portion. It is equivalent to
[0017]
The present invention has been made based on the results of the study, and has reached a method of preventing a cross buckle focusing on deformation resistance and exit side tension of a metal band.
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the deformation resistance of a metal band and the output side tension per unit cross-sectional area at the center of the width of the metal band for various metal bands and rolling conditions. X indicates that no cross buckle occurred. Here, a split-roll tension meter 5 installed on the exit side of the rolling mill was used to measure the exit side tension at the center of the metal band width. As shown in FIG. 7, in this tension measuring device 5, the measuring roll is divided into a number of parts in the axial direction, and the tension distribution in the metal band width direction can be measured by a load cell built in each divided part. A value obtained by normalizing the tension of the portion with the cross-sectional area of the metal band of the divided portion is defined as the tension per unit cross-sectional area. Here, a measuring device having a width of 50 mm in the axial direction is used, and the tension per unit cross-sectional area in a range of 50 mm including the center of the metal band width is used.
[0018]
In addition, the evaluation of the cross buckle was evaluated as ク ロ ス when the cross buckle amount was less than 0.1 mm, which is not a problem in quality, and as X when the cross buckle amount was 0.1 mm or more. The broken line in FIG. 1 is obtained when the ratio between the deformation resistance of the metal band and the output side tension per unit cross-sectional area at the center of the metal band width is 4: 1. From FIG. 1, no cross buckle is generated when an output side tension per unit cross-sectional area at the central portion of the metal band width of 1/4 or more of the deformation resistance of the metal band is applied. Further, this relationship is established regardless of the rolling reduction by data not described in detail here, and the rolling at a rolling reduction larger than 2% and less than 6.5% or less as specified in Patent Document 1 It was also found that no cross buckle was generated when the output resistance per unit cross-sectional area at the center of the metal band width was 1/4 or more of the deformation resistance of the metal band.
[0019]
Based on this relationship, the first invention of the present invention is to apply a one-fourth or more of the deformation resistance of the metal band as the output side tension per unit cross-sectional area in order to prevent cross buckle, and to reduce the draft in order to increase productivity. The ratio is set to be more than 6.5%.
Furthermore, the range in which the cross buckle occurs in the metal band is at least one-third of the metal band width centered on the center of the metal band width. Therefore, in the second invention of the present invention, the metal band on the exit side of the rolling mill is provided. At least 1/4 of the deformation resistance is applied as the tension per unit cross-sectional area in the range of 1/3 or more of the width of the metal band around the width center.
[0020]
As a method of setting the tension, in the case of a single stand rolling mill as shown in FIG. 3, the torque of the take-up reel 2 can be set by controlling the current of the drive motor, and in the case of a tandem rolling mill. Can be controlled by controlling the speed ratio of the adjacent stands. Further, the control of the tension distribution in the metal band width direction can be controlled by using flatness control means such as a work roll bender.
[0021]
【Example】
An example in which the present invention is applied to lap rolling of a metal strip using a four-high rolling mill as shown in FIG. 3 will be described. The roll diameter of the work roll 4 is 130 mm. As the metal band, an annealed material was used for all of stainless steels SUS304 and SUS430 and low carbon steel SPCC. For the measurement of the exit side tension at the center of the metal band width, a split roll type tension measuring device 5 installed on the exit side of the rolling mill was used.
[0022]
Table 1 shows the deformation resistance K, the thickness and the width, the rolling reduction, the average tension T per unit cross-sectional area of the entire metal band width, and 1/3 of the metal band width centered on the center of the metal band width. Rolling conditions such as the output side tension T 'per unit sectional area in the above range are shown. Here, as a tension T 'per unit cross-sectional area in a range of 1/3 or more of the metal band width centered on the metal band width center, the width 350 mm centered on the metal band width measured by the tension measuring device 5 was used. (That is, 1/3 or more of the metal band width of 1000 mm). In addition, the ratio of the output side tension T per unit cross-sectional area in the entire metal band width to the deformation resistance K is T / K, and the tension T 'per unit cross-sectional area in a range of 350 mm 2 centered on the center of the metal band width. The ratio was shown as T '/ K.
[0023]
[Table 1]
[0024]
Inventive Examples 1 to 4 are according to the first invention of the present invention, and each of SUS304, SUS430, and SPCC steel sheets has an output-side tension T per unit cross-sectional area over the entire metal band width of １ ／ of the deformation resistance K. Then, rolling was performed at a rolling reduction of 10%. The flatness of the metal band after rolling was antinode elongation, and the output side tension T ′ per unit cross-sectional area in a range of 350 mm 2 centered on the center of the metal band width was １ ／ of the deformation resistance K 1.
[0025]
Inventive Examples 5 to 8 relate to the first and second inventions of the present invention. For SUS304, SUS430, and SPCC steel plates, the output per unit cross-sectional area in the range of 350 mm width centered on the center of the metal band width. Rolling was performed at a rolling reduction of 20% by applying a tension such that the side tension T ′ became ２ of the deformation resistance K, that is, １ ／ or more. The flatness of the metal band after rolling is flat, and the output side tension T per unit cross-sectional area over the entire width of the metal band is the output side per unit cross-sectional area in a range of 350 mm centered on the center of the metal band width. It was equivalent to the tension T '.
[0026]
The invention examples 9 to 12 relate to the first invention and the second invention of the present application, and show the output per unit cross-sectional area of the SUS304, SUS430, and SPCC steel strips in the range of 350 mm 2 centered on the metal strip width center. Rolling was performed at a rolling reduction of 15% by applying a tension such that the side tension T ′ was ４ of the deformation resistance K. The flatness of the metal strip after rolling was antinode elongation, and the output side tension T per unit cross-sectional area over the entire width of the metal strip was also 1/3 of the deformation resistance K, that is, 1/4 or more.
[0027]
Inventive Examples 13 to 16 relate to the second invention of the present application, in which the SUS304, SUS430, and SPCC steel strips have an output side tension T ′ per unit cross-sectional area in a range of 350 mm 2 centered on the center of the metal strip width. Then, rolling was performed at a rolling reduction of 20% by applying a tension so as to be 1/4 or more of the deformation resistance K. The flatness of the metal strip after rolling was ear extension, and the output side tension T per unit cross-sectional area averaged over the entire width of the metal strip was 1/5 of the deformation resistance K.
[0028]
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, for SUS304, SUS430, and SPCC steel strip, 1/100 of the deformation resistance K was determined as the exit side tension T ′ per unit cross-sectional area in the range of 350 mm in width centered on the center of the metal strip width. 2, that is, rolling was performed at a rolling reduction of 6% by applying a tension so as to be 1/4 or more. The flatness of the metal band after rolling is flat, and the output side tension T per unit cross-sectional area over the entire width of the metal band is the output side per unit cross-sectional area in a range of 350 mm centered on the center of the metal band width. It was equivalent to the tension T '.
[0029]
Comparative Examples 5 to 8 were SUS304, SUS430, and SPCC steel strips, as exit side tension T 'per unit cross-sectional area in a range of 350 mm width centered on the center of the metal strip width, 1/6 of the deformation resistance K, That is, rolling was performed at a rolling reduction of 20% by applying a tension of 1/4 or less. The flatness of the metal strip after rolling was antinode elongation, and the output side tension T per unit cross-sectional area over the entire width of the metal strip was also 1/5 of the deformation resistance K, that is, 1/4 or less.
[0030]
About the invention example and the comparative example, it rolled on the said conditions and measured the cross buckle amount of the metal strip after rolling. Table 1 shows the cross buckle amount. The cross buckle amount is, as described above, cut out a metal band after rolling, set it on a surface plate, and use a non-contact type displacement meter to measure regularly inclined unevenness generated in the metal band. The difference between the peak and the valley was defined as the cross buckle amount.
[0031]
The cross buckle was evaluated as follows: when the cross buckle amount is less than 0.1 mm, which is a degree that does not cause a quality problem in terms of shape, ○ (good); when 0 mm, ◎ (particularly good); ). Further, as the productivity evaluation, those with a draft of more than 6.5% were rated as ○, and those with 6.5% or less were rated as x. Then, as a comprehensive evaluation, the case where the cross buckle amount is 0 mm and the rolling reduction is more than 6.5% is ◎ (particularly good), and the case where the cross buckle amount is less than 0.1 mm and the rolling reduction is more than 6.5%. （(Good), otherwise (poor). In each of the invention examples, the cross buckle amount was less than 0.1 mm and the rolling reduction was 10%, and both the shape and the productivity were good. Further, in Invention Examples 5 to 16 according to the second invention, the cross buckle amount was 0 mm 2, and was particularly good. On the other hand, in the comparative example, since the cross buckle was generated and the shape was poor, or the rolling reduction was 6% and the productivity was low, the overall evaluation was x (bad).
[0032]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the cold rolling method of the metal strips including a stainless steel strip etc., it is favorable without the shape defect (cross buckle) of the regularly inclined uneven | corrugated shape especially in the metal strip after rolling. Cold rolling with high productivity and high productivity is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the deformation resistance of a metal band and the output side tension per unit cross-sectional area at the center in the width direction of the metal band for various metal bands and rolling conditions.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a metal band in which a cross buckle has occurred.
FIG. 3 is a layout diagram schematically showing an example of an apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the exit side tension and the amount of cross buckle when three types of metal strips are rolled.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a definition of a cross buckle amount.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the output side tension and the cross buckle amount when the flatness of the metal strip is different.
FIG. 7 is a diagram showing a tension measuring device.
[Explanation of symbols]
1, 2 Reel for paying out or winding up metal strip 3 Metal strip 4 Rolling roll 5 Tension measuring device 6 Surface plate
