JP2009106975A

JP2009106975A - 冷延鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2009106975A
Application number: JP2007281948A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Sumiya; 泰則角谷; Manabu Eto; 学江藤; Shunji Kamata; 俊二鎌田; Atsushi Okada; 敦司岡田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、ヒートスクラッチの発生を、生産性を損なうことなく確実かつ簡便に防止する。
【解決手段】冷間圧延を開始する前に、ドラフトスケジュール（各スタンド１〜５の圧延荷重、ロールギャップ及び圧延速度）に基づいて各スタンド１〜５それぞれによる冷間圧延の際の被圧延材６の温度を予測し、予測した被圧延材６の温度のうちでヒートスクラッチ発生限界温度超の温度となるものが存在する場合には、ドラフトスケジュールのうちの圧延速度を、予測する各スタンド１〜５全ての被圧延材６の温度をヒートスクラッチ発生限界温度以下の温度とする圧延速度に低下して修正し、修正した圧延速度にしたがって冷間圧延を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷延鋼板の製造方法に関し、具体的には、被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、ヒートスクラッチの発生を、生産性を損なうことなく確実かつ簡便に防止することができる冷延鋼板の製造方法に関する。

周知のように、冷延鋼板は、連続に配列された複数のスタンド（通常５スタンド）を有する冷間タンデム圧延機を用いて被圧延材に冷間圧延を行うことにより所定の板厚まで圧延されて、製造される。この冷間圧延は、ワークロールと被圧延材との間に潤滑油として供給される圧延油により形成される油膜が存在することにより、円滑に行われる。

このようにして製造される冷延鋼板には、圧延速度又は圧下量の増加に伴って、ヒートスクラッチと呼ばれる表面疵が発生することがある。このヒートスクラッチは、高速又は高圧下での圧下により、特にロールバイト内（被圧延材がワークロールに挟まれる区間）における被圧延材とワークロールとの界面温度が上昇することによって圧延油により形成される油膜が破壊され、被圧延材がワークロールと金属接触するために発生する、とされる。

ヒートスクラッチが発生した冷延鋼板は、品質不良品であるので出荷できず、製品歩留りが低下するとともに、ワークロールの表面にも疵が生じるためにワークロールを組み替える必要も生じ、生産性も低下する。このように、冷延鋼板の製造に際してはヒートスクラッチはその発生を防ぐことが強く要請される重要な技術課題であり、これまでにもヒートスクラッチを防止するための発明が多数開示される。

例えば、特許文献１には、冷間圧延機の出側における冷間圧延中の被圧延材の温度と圧延油回収タンクにおける圧延油の濃度とを測定し、被圧延材の温度がヒートスクラッチが発生する高温度領域に達せず、かつ圧延油の濃度が所定の範囲を超えないように、圧延油回収タンクに原液を補給しながら冷間圧延機の各スタンドの入側で被圧延材の表面に冷水を噴射する方法に係る発明が開示されている。

また、特許文献２には、ヒートスクラッチが発生し易いスタンドを予め特定しておき、このスタンドの出側での被圧延材の温度や被圧延材の冷却水の温度等を検知して、ロールバイトの出口側における被圧延材の温度を推定演算し、推定演算した温度が予め設定したヒートスクラッチ制御目標温度を超える場合には、ワークロールの周速度を修正する方法に係る発明が開示されている。

さらに、特許文献３には、各スタンドの出側における被圧延材の温度が所定のヒートスクラッチ発生限界温度未満になるように、各スタンドにおける圧下率を制御する方法に係る発明が開示されている。
特開昭６０−４９８０３号公報特許第３４４１９８８号公報特開平９−１９７０６号公報

特許文献１、２により開示された発明は、いずれも、冷間圧延時における被圧延材の温度の測定値に基づいて、圧延油の濃度の調整やワークロールの周速度の修正を行うものである。このため、これらの発明を実施するには冷間圧延時における被圧延材の温度を測定可能なセンサーを追加して設置する必要があり、設備費が嵩む。

さらに、特許文献３により開示された発明は、各スタンドの圧下率を修正するためにスタンド間の板形状等を考慮して決定されるスタンド間の負荷バランスが崩れ、操業トラブルや冷延鋼板の品質の低下をまねくおそれがある。

本発明は、従来の技術が有するこのような課題に鑑みてなされたものであり、被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、ヒートスクラッチの発生を、生産性を損なうことなく低コストで確実に防止することができる冷延鋼板の製造方法を提供することである。

本発明は、冷間圧延を開始する前にドラフトスケジュールに基づいて被圧延材の温度を予測し、又は、冷間圧延を開始した後には冷間圧延時の圧延条件の実績値に基づいて被圧延材の温度を予測し、予測した温度が、ヒートスクラッチが発生する温度であるヒートスクラッチ発生限界温度超である場合には、圧延油の油膜形成に大きく影響する圧延速度の設定値を低下して修正することにより、ヒートスクラッチの発生を、生産性を損なうことなく低コストで確実に防止することができるという技術思想に基づくものである。

本発明は、被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、冷間圧延を開始する前に、被圧延材の種類に応じて予め決定されるドラフトスケジュール（各スタンドの圧延荷重、ロールギャップ及び圧延速度）に基づいて複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、予測した温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、ドラフトスケジュールのうちの圧延速度を、冷間圧延中の被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に低下して修正し、修正した圧延速度にしたがって冷間圧延を開始することを特徴とする冷延鋼板の製造方法である。

また、本発明は、被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、冷間圧延を開始する前に予め決定されたドラフトスケジュールにしたがって冷間圧延を開始した後に、冷間圧延時の複数のスタンドそれぞれにおけるロール周速度、被圧延材の板厚、及びスタンド間張力の実績値に基づいて複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、予測した温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、冷間圧延における圧延速度を、冷間圧延中の被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に変更して、冷間圧延を継続して行うことを特徴とする冷延鋼板の製造方法である。

さらに、本発明は、被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、
（ａ）冷間圧延を開始する前に、被圧延材の種類に応じて予め決定されるドラフトスケジュールに基づいて複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、予測した温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、ドラフトスケジュールのうちの圧延速度を、冷間圧延中の被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に低下して修正し、修正した圧延速度にしたがって冷間圧延を開始し、
（ｂ）冷間圧延を開始した後に、冷間圧延時の複数のスタンドそれぞれにおけるロール周速度、被圧延材の板厚、及びスタンド間張力の実績値に基づいて複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、予測した温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、冷間圧延における圧延速度を、冷間圧延中の被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に変更して、冷間圧延を継続して行うこと
を特徴とする冷延鋼板の製造方法である。

これらの本発明に係る冷延鋼板の製造方法では、予測する被圧延材の温度が、複数のスタンドそれぞれにおけるロールバイト内の温度であることが望ましい。冷間圧延では、加工熱等により、ロールバイト内の被圧延材の温度が最も高くなりヒートスクラッチが最も発生し易くなるからである。

本発明によれば、被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、ヒートスクラッチの発生を、生産性を損なうことなく低コストで確実に防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、冷間タンデム圧延機０を用いて冷延鋼板を製造する状況を模式的に示す説明図である。

この冷間タンデム圧延機０は、第１スタンド１、第２スタンド２、第３スタンド３、第４スタンド４及び最終スタンド５を有する。被圧延材６は、冷間タンデム圧延機０により冷間圧延を行われて、所定の板厚を有する冷延鋼板８とされる。各スタンド１〜５それぞれの上下一対のワークロール１ａ〜５ａにより被圧延材６が圧下される際には、圧延油が図示しない圧延油供給装置から上下一対のワークロール１ａ〜５ａと被圧延材６との間へ供給される。

圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、各スタンド１〜５におけるワークロール１ａ〜５ａの圧下位置１ｐ〜５ｐやロール周速１ｖ〜５ｖの設定値を計算し、これらの設定値を制御装置１ｂ〜５ｂへ出力する。制御装置１ｂ〜５ｂは、これにより各スタンド１〜５それぞれの圧下位置やロール周速度を設定する。

圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、被圧延材６に対する冷間圧延を開始する前に、被圧延材６の板厚ｔ、板幅ｗ及び鋼種ｘに基づいて、各スタンド１〜５の圧下率、すなわち板厚スケジュールや圧延荷重さらには圧延トルク等を予測演算し、さらに各スタンド１〜５のモータ回転数やモータパワー等といった設備制約条件を満足するように、圧延速度を演算する。このようにして、圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、冷間圧延を開始する前に、被圧延材６に応じてドラフトスケジュール（各スタンド１〜５の圧延荷重、ロールギャップ及び圧延速度）を予め決定する。

本実施の形態では、圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、このようにして冷間圧延を開始する前に予め決定したドラフトスケジュールに基づいて冷間圧延を行ったと仮定した場合における各スタンド１〜５による冷間圧延時の被圧延材６の温度を、演算により予測する。すなわち、冷間タンデム圧延に供される被圧延材６の温度は、各スタンド１〜５を搬送される際にはクーラントによる冷却や空冷に影響され、また各スタンド１〜５において圧下される際にはワークロール１ａ〜５ａとの接触による抜熱や、変形による加工発熱、さらにはワークロール１ａ〜５ａとの摩擦による発熱に影響される。

冷間圧延時の被圧延材６の温度は、これまでにも様々な演算による推定手法が開示されており、本発明においても冷間圧延時の被圧延材６の温度を予測する手段は、特定の手段に限定されるものではなく、公知の手段を適宜用いればよい。

冷間タンデム圧延での被圧延材の温度の変化挙動は、例えば、社団法人日本鉄鋼協会圧延理論部会編「板圧延の理論と実際」（昭和５９年発行）の第６章に記載される温度変化計算式である（１）〜（６）式を用いて演算することが例示される。これら温度変化計算式を以下に説明する。

（ｉ）スタンド１〜５間でのクーラントによる冷却（「板圧延の理論と実際」の（６．７８）式）
スタンド１〜５間では，クーラントによる冷却により被圧延材６の温度が降下する。クーラント冷却による温度降下は、（１）式により求めることができる。

ただし，Ｔ_ｓ０は冷却前の被圧延材６の温度を示し、Ｔ_ｓは冷却後の被圧延材６の温度を示し、Ｔ_ｗはクーラントの温度を示し、ｈはクーラントの冷却熱伝達率を示し、ｔは被圧延材６がクーラントにより冷却される時間を示し、ρ_sは被圧延材６の密度を示し、ｃ_ｓは被圧延材６の比熱を示し、ｈ_ｓは冷却時の被圧延材６の板厚を示す。なお、クーラントで冷却される時間ｔは、スタンド１〜５間での被圧延材６の速度ｖと、冷却される距離ｌとを用いてｔ＝ｌ／ｖにより演算される。

（ｉｉ）圧延中の被圧延材６の温度の変化（「板圧延の理論と実際」の（６．８２）式）
圧延中に、被圧延材６の温度は、被圧延材６の変形による加工発熱ΔＴ_ｐやワークロール１ａ〜５ａとの摩擦による発熱ΔＴ_ｆ、ワークロール１ａ〜５ａとの接触による抜熱ΔＴ_Ｒにより、変化する。この被圧延材６の温度変化は（２）式により求められる。

（ｉｉｉ）圧延中の加工熱（「板圧延の理論と実際」の（６．７９）式，（２．１１１）式）

ただし、ΔＴ_ｐは純粋変形仕事の熱量変換割合を示し、Ａは仕事の熱当量（１／４２７ｋｃａｌ／ｋｇｍ）を示し、Ｇは圧延トルクを示し、ｆ_ｓは先進率を示し、ｈ_２は出側板厚を示し、Ｒはワークロール１ａ〜５ａの径を示し、Ｗは被圧延材６の板幅を示し、σ_０は出側張力応力を示し、σ_１は入側張力応力を示す。

（ｉｖ）圧延中の摩擦熱（「板圧延の理論と実際」の（６．８０）式、（６．６４）〜（６．６６）式、（２．９６）式、（２．８）式）

ただし、ΔＴ_ｆは摩擦熱の被圧延材６への分配割合を示し、μは摩擦係数を示し、Ｐは圧延荷重を示し、ｈ₁は入側板厚を示す。
（ｖ）ワークロールとの接触による抜熱（「板圧延の理論と実際」の（６．８１）式）

ただし、Ｔ_ｓ０は冷間タンデム圧延機０の入側での被圧延材６の温度を示し、Ｔ_Ｒ０はワークロール１ａ〜５ａの温度を示し、η_Ｒはスケール層や接触熱抵抗を考慮した補正係数を示し、ｔ_ｒは被圧延材６とワークロール１ａ〜５ａとの接触時間を示し、λ_ｓは被圧延材６の熱伝導率を示し、λ_Ｒはワークロール１ａ〜５ａの熱伝導率を示し、ρ_Ｒはワークロール１ａ〜５ａの密度を示し、ｃ_Ｒはワークロール１ａ〜５ａの比熱を示す。なお、被圧延材６とワークロール１ａ〜５ａの接触時間ｔ_ｒは、ワークロール１ａ〜５ａの周速度ｖ_Ｒと、ワークロール１ａ〜５ａ及び被圧延材６の接触部である接触弧長ｌ_ｄとを用いて、ｔ_ｒ＝ｌ_ｄ／ｖ_Ｒにより演算する。

（１）〜（６）式は、当業者にとっては周知の式であるので、これらの式に関するこれ以上の説明は省略する。
図２は、圧延ドラフトスケジュール設定装置７により、これらの温度変化計算式である（１）〜（６）式に基づいて冷間タンデム圧延機０により被圧延材６の温度を推定演算するための手順を示すフロー図である。

図２におけるステップ（以下「Ｓ」と略記する）１において、冷間タンデム圧延機０の入側における被圧延材６の温度を入力する。そして、Ｓ２へ移行する。
Ｓ２では、第１スタンドについて演算を行うことを決定する。そして、Ｓ３へ移行する。

Ｓ３では、上述した温度変化計算式に基づいて、第１スタンド１の入側でのクーラント冷却による被圧延材６の温度降下量を計算する。そしてＳ４へ移行する。
Ｓ４では、上述した温度変化計算式に基づいて、第１スタンド１での冷間圧延中における被圧延材６の温度挙動（ロール抜熱、加工発熱等）が計算される。そして、Ｓ５へ移行する。

Ｓ５では、最終スタンド５に関する演算が行われていない場合にはＳ６を介してＳ２へ移行し、後続する各スタンドにおける被圧延材６の温度を演算により求める。これにより、最終スタンド５に関する演算が終了するまで、Ｓ３及びＳ４の演算が繰り返し行われる。

そして、Ｓ７によりスタンド１〜５の全てについての冷間圧延時における被圧延材６の温度挙動の計算が完了する。
このようにして、冷間タンデム圧延機０によりドラフトスケジュールに基づいて冷間圧延を行われる被圧延材６の温度が推定演算される。

圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、このようにして予測した被圧延材６の各スタンド１〜５による冷間圧延時の温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、先に定めたドラフトスケジュール（各スタンド１〜５の圧延荷重、ロールギャップ及び圧延速度）のうちの圧延速度を、いずれのスタンド１〜５における被圧延材６の温度の予測値がこのヒートスクラッチ発生限界温度以下の温度となるように、低下して修正設定する。このように、圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、予め定めたドラフトスケジュールのうちの圧延速度を、いずれのスタンド１〜５における被圧延材６の温度をヒートスクラッチ発生限界温度以下の温度とすることができる圧延速度に低下し、修正して設定する。

ここで、圧延速度を低下して設定することによってヒートスクラッチの発生を防止できる理由を説明する。
図３は、図１に示す冷間タンデム圧延機０を用い、板厚４．４ｍｍの被圧延材６に冷間圧延を行うことにより板厚０．７ｍｍの冷延鋼板を製造する際の、各スタンド１〜５における被圧延材６の温度を、図２に示す手順に基づいて計算により求めた値（温度計算値）を示すグラフである。この推定演算では、圧延速度を６００、８００、１１３０ｍ／ｍｉｎの３水準とした。

なお、１１３０ｍ／ｍｉｎの圧延速度は、この冷間タンデム圧延機０の設備制約から求められる圧延速度の上限である。また、冷間圧延開始前の被圧延材６の温度は、図３のグラフ中に示すように２０℃とした。

図３にグラフで示すように、この条件では、被圧延材６の温度は、第４スタンド４での圧延により最も上昇し、圧延速度が高速の１１３０ｍ／ｍｉｎである場合には２２７℃まで上昇する。これに対し、圧延速度を８００ｍ／ｍｉｎ、６００ｍ／ｍｉｎに減速すると、被圧延材６の最高温度はそれぞれ２０７℃、１９０℃に低下する。

さらに、図４は、図３に示す条件で、圧延速度を約３５０〜１１３０ｍ／ｍｉｎの範囲で変更して被圧延材６の最高温度（最高鋼板温度）を推定演算した結果を示すグラフである。

図４にグラフで示すように、圧延速度を低下することにより、被圧延材６の最高温度が低下することがわかる。圧延速度を低下することにより、各スタンド１〜５間でのクーラント冷却時間や空冷時間が増加するためにスタンド１〜５間での温度降下量が増加するからである。

このように、冷間タンデム圧延では、圧延速度を低下することにより被圧延材６の最高温度を低下することができる。
一方、ヒートスクラッチは、上述したように、被圧延材６の温度上昇により圧延油の油膜切れが発生し、これにより、被圧延材６がワークロールと金属接触することによって、発生する。図３、４により示す圧延条件では、ヒートスクラッチは、被圧延材６の温度が２００℃を超えた場合に発生することが確認された。

ここで、ヒートスクラッチが発生する下限の温度（本明細書では「ヒートスクラッチ発生限界温度」という）は、被圧延材６の材質等にも依存するので、実際にヒートスクラッチが発生したときの圧延状態に基づいて被圧延材６の温度計算を上述した式に基づいて行っておき、推定した温度をヒートスクラッチ発生限界温度として被圧延材６の材質等に応じたテーブル値として、求めておけばよい。

一般的に、ヒートスクラッチの発生温度には被圧延材の成分が影響するといわれる。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実際にヒートスクラッチが発生した、材質Ａ、Ｂの冷延鋼板についてそのときの圧延条件に基づいて被圧延材の温度を計算し、被圧延材の材質毎にヒートスクラッチの発生の有無との関係を調査した結果を示すグラフである。

図５（ａ）に示すように、材質Ａの被圧延材ではヒートスクラッチ発生限界温度は２０８℃と決定され、図５（ｂ）に示すように、材質Ｂの被圧延材ではヒートスクラッチ発生限界温度は２００℃と決定される。

このように、被圧延材の材質に応じてヒートスクラッチ発生限界温度は異なるので、実際にヒートスクラッチが発生した各種の材質の被圧延材について、上述した手法により温度計算値を求めることにより、被圧延材６の材質毎にヒートスクラッチ発生限界温度を決定してテーブル値として求めればよい。

したがって、ヒートスクラッチの発生を防止するには、定めたドラフトスケジュールに基づいて各スタンド１〜５による冷間圧延時における被圧延材６の温度を推定演算し、推定した各スタンドそれぞれ被圧延材６の温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、ドラフトスケジュールにより定めた圧延速度を低下し、修正して設定すればよい。

図６は、本実施の形態における圧延ドラフトスケジュール設定装置７により、ヒートスクラッチの発生を防止するための圧延速度を決定する手順を示すフロー図である。
Ｓ０において、冷間圧延を開始する前に、被圧延材６に応じてドラフトスケジュール（各スタンド１〜５の圧延荷重、ロールギャップ及び圧延速度）を予め決定する。そして、Ｓ１へ移行する。

Ｓ１〜Ｓ７において、上述したように、スタンド１〜５の全てについて冷間圧延時における被圧延材６の温度を計算する。そして、Ｓ８へ移行する。
Ｓ８において、各スタンド１〜５による冷間圧延の際の被圧延材６の温度が、ヒートスクラッチ発生限界温度を超えるか否かを判断する。超える場合にはＳ９へ移行し、超えない場合にはＳ１０へ移行する。

Ｓ９において、ドラフトスケジュールにおける圧延速度を低下して変更することを決定する。そして、Ｓ１へ移行し、各スタンド１〜５による冷間圧延の際の被圧延材６の温度が、ヒートスクラッチ発生限界温度を下回る温度となる速度を得られるまで、Ｓ１〜Ｓ８の計算を行う。

Ｓ１０において、各スタンド１〜５による冷間圧延の際の被圧延材６の温度が、いずれもヒートスクラッチ発生限界温度を下回る温度となる速度を決定する。
この後、圧延ドラフトスケジュール設定装置７は、このようにして求めた速度を、修正して設定する新たな圧延速度として制御装置１ｂ〜５ｂへ出力する。制御装置１ｂ〜５ｂは、これにより各スタンド１〜５それぞれの設定制御を行う。これにより、冷間タンデム圧延機０は、修正されたドラフトスケジュールにしたがって冷間圧延を開始する。

Ｓ１〜Ｓ１０にしたがって各スタンド１〜５による冷間圧延時における被圧延材６の温度を推定演算し、被圧延材６の最高温度がヒートスクラッチ発生限界温度である２００℃を超えない圧延速度を求めた。この圧延速度は、７００ｍ／ｍｉｎであった。そして、圧延速度が７００ｍ／ｍｉｎであるドラフトスケジュールに基づいて冷間圧延を行うことにより、ヒートスクラッチの発生を確実に防止できる。

さらに、本実施の形態では、冷間圧延を開始した後においても、冷間圧延時の各スタンド１〜５それぞれにおけるロール周速度、被圧延材６の板厚、及びスタンド間張力といった圧延条件の実績値に基づいて、各スタンド１〜５における冷間圧延の際の被圧延材６の温度を予測し、予測した被圧延材６の温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、上述した手法により、冷間圧延における圧延速度を、冷間圧延中の被圧延材６の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に変更して、冷間圧延を継続して行う。これにより、各スタンド１〜５における冷間圧延の際の被圧延材６の温度の予測精度をより高めることができる。

具体的には、冷間圧延を開始した後に、冷間圧延中の各スタンド１〜５のワークロール１ａ〜５ａの周速度や被圧延材６の板厚、スタンド間張力、圧延荷重さらには圧延トルク等の実績に基づいて、上述した（１）〜（６）式により被圧延材６の温度を予測演算し、予測した被圧延材６の温度がヒートスクラッチ発生限界温度を超える場合には、冷間圧延中の被圧延材６の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となるように、圧延速度を低下して圧延を継続する。

圧延速度の修正量は、例えば、圧延開始前に、予め、上述した図３に示す圧延速度変更による被圧延材６の温度変化を求めておき、被圧延材６の温度を１℃低下するために必要な圧延速度低下量ΔＶ_Ｔを導出しておき、上述した（１）〜（６）式により予測演算して求めた被圧延材６の温度Ｔ_ｃとヒートスクラッチ発生限界温度Ｔ_ｍａｘとの差に基づいて、圧延速度修正量ΔＶ＝（Ｔ_ｃ−Ｔ_ｍａｘ）・ΔＶ_Ｔとして演算により求めればよい。

ここで、上述した図３、４にグラフで示す結果は、クーラント温度が４５℃であるとともにワークロールの温度が７０℃である場合における被圧延材６の温度の状況を示すが、クーラント温度やワークロール１ａ〜５ａの温度が変化すると、それに応じて、被圧延材６の温度も変化し、ヒートスクラッチの発生状況が変化する。

具体的には、クーラント温度は、外気温等に応じて変化し、一方、ワークロール１ａ〜５ａの温度は、交換直後や冷間タンデム圧延機０が長時間停止した場合に低くなるとともに、冷間圧延される場合には加工で発熱した被圧延材６との接触等により時間とともに上昇する。

図７には、クーラント温度が３５℃である場合における被圧延材６の温度（鋼板温度計算値）の変化の状況をグラフで示し、図８にはワークロールの温度が２０℃である場合の被圧延材６の温度（鋼板温度計算値）の変化の状況をグラフで示す。

図７、８にグラフで示すように、被圧延材６と接するクーラントやワークロール１ａ〜５ａの状況によって被圧延材６の温度が変化するため、クーラント温度やワークロール１ａ〜５ａの温度の実測値又は推定値を用いて被圧延材６の温度変化を計算することにより、精度良く被圧延材６の温度の変化を推定することができる。

なお、被圧延材６の温度がヒートスクラッチ発生限界温度には達しない場合であっても、圧延油の状態が悪く潤滑効果が不芳であるときには、焼き付きが発生し易くなるので、ヒートスクラッチが発生し易くなる。そこで、圧延油の濃度をも要素として、上述したように決定された圧延速度を、さらに補正することが望ましい。

例えば、クーラントの温度が３５℃である場合（図７参照）と、４５℃である場合（図３参照）とを比較することから理解されるように、クーラントの温度が低いほど被圧延材６の温度も低下する。このため、クーラントの温度が３５℃である場合にヒートスクラッチ発生限界温度を２００℃とすると、７７０ｍ／ｍｉｎの圧延速度で冷間圧延することが可能となり、クーラントの温度が４５℃である場合に比較して、生産性は向上する。

また、ワークロール１ａ〜５ａの温度も同様であり、７０℃である場合の圧延速度７００ｍ／ｍｉｎに対して、２０℃である場合（図８参照）では８４０ｍ／ｍｉｎまで圧延速度を高めることができる。

クーラントの温度やワークロール１ａ〜５ａの温度を一定と仮定した場合、被圧延材６の温度の予測精度が低下するため、予測精度を考慮して余裕を持たせること、すなわち圧延速度を控えめに設定することが必要があるのに対し、クーラントの温度やワークロール温度を実測または推定することで、被圧延材６の温度の予測精度を向上でき、ヒートスクラッチの発生を防止しながら、圧延速度を上げて生産性をより向上できる。

さらに、圧延油の濃度による影響は、定性的には濃度が低いと摩擦係数が大きくなり、油膜切れが発生し易くなり、このためにヒートスクラッチが発生し易くなる。
上述したクーラント温度として実測温度を用いるのと同様、圧延油濃度が低い場合には、ヒートスクラッチ発生を防止するため，圧延速度を低下させる必要がある。圧延油濃度を測定することにより、圧延濃度変化にも応じて圧延速度を決定できるので，生産性をより向上できる。

このようにして、本実施の形態によれば、被圧延材６に５つのスタンド１〜５を有する冷間タンデム圧延機０を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板８を製造する際に、ヒートスクラッチの発生を、生産性を損なうことなく確実かつ簡便に防止することができる。

冷間タンデム圧延機を用いて冷延鋼板を製造する状況を模式的に示す説明図である。圧延ドラフトスケジュール設定装置により、鋼板温度変化計算式に基づいて冷間タンデム圧延機により被圧延材の温度を推定演算するための手順を示すフロー図である。図１に示す冷間タンデム圧延機を用い、板厚４．４ｍｍの被圧延材に冷間圧延を行うことにより板厚０．７ｍｍの冷延鋼板を製造する際の、各スタンドにおける被圧延材の温度を、図２に示す手順に基づいて計算により求めた値（鋼板温度計算値）を示すグラフである。図３に示す条件で、圧延速度を約３５０〜１１３０ｍ／ｍｉｎの範囲で変更して被圧延材の最高温度（最高鋼板温度）を推定演算した結果を示すグラフである。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実際にヒートスクラッチが発生した、材質Ａ、Ｂの冷延鋼板についてそのときの圧延条件に基づいて被圧延材の温度を計算し、被圧延材の材質毎にヒートスクラッチの発生の有無との関係を調査した結果を示すグラフである。実施の形態における圧延ドラフトスケジュール設定装置により、ヒートスクラッチの発生を防止するための圧延速度を決定する手順を示すフロー図である。クーラント温度が３５℃である場合における被圧延材の温度（鋼板温度計算値）の変化の状況を示すグラフである。ワークロールの温度が２０℃である場合の被圧延材の温度（鋼板温度計算値）の変化の状況を示すグラフである。

符号の説明

０冷間タンデム圧延機
１第１スタンド
２第２スタンド
３第３スタンド
４第４スタンド
５最終スタンド
１ａ〜５ａ上下一対のワークロール
１ｂ〜５ｂ制御装置
１ｐ〜５ｐ圧下位置
１ｖ〜５ｖロール周速度
６被圧延材
７圧延ドラフトスケジュール設定装置
８冷延鋼板

Claims

被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、
前記冷間圧延を開始する前に、前記被圧延材の種類に応じて予め決定されるドラフトスケジュールに基づいて前記複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、
予測した該温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、前記ドラフトスケジュールのうちの圧延速度を、前記冷間圧延中の該被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に低下して修正し、修正した圧延速度にしたがって前記冷間圧延を開始すること
を特徴とする冷延鋼板の製造方法。
被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、
前記冷間圧延を開始する前に予め決定されたドラフトスケジュールにしたがって前記冷間圧延を開始した後に、
該冷間圧延時の前記複数のスタンドそれぞれにおけるロール周速度、前記被圧延材の板厚、及びスタンド間張力の実績値に基づいて前記複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、
予測した該温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、該冷間圧延における圧延速度を、前記冷間圧延中の該被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に変更して、前記冷間圧延を継続して行うこと
を特徴とする冷延鋼板の製造方法。
被圧延材に複数のスタンドを有する冷間タンデム圧延機を用いた冷間圧延を行って冷延鋼板を製造する際に、
前記冷間圧延を開始する前に、前記被圧延材の種類に応じて予め決定されるドラフトスケジュールに基づいて前記複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、
予測した該温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、前記ドラフトスケジュールのうちの圧延速度を、前記冷間圧延中の該被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に低下して修正し、修正した圧延速度にしたがって前記冷間圧延を開始し、
該冷間圧延を開始した後に、該冷間圧延時の前記複数のスタンドそれぞれにおけるロール周速度、前記被圧延材の板厚、及びスタンド間張力の実績値に基づいて前記複数のスタンドそれぞれによる冷間圧延の際の被圧延材の温度を予測し、
予測した該温度がヒートスクラッチ発生限界温度超に上昇する場合には、該冷間圧延における圧延速度を、前記冷間圧延中の該被圧延材の温度がヒートスクラッチ発生限界温度以下となる速度に変更して、前記冷間圧延を継続して行うこと
を特徴とする冷延鋼板の製造方法。
予測する前記被圧延材の温度は、前記複数のスタンドそれぞれにおけるロールバイト内の温度である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された冷延鋼板の製造方法。