JP2009274111A - 圧延材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧延ロールとバックアップロールとの間のスリップを回避して、圧延ロールの表面が傷つくことを防止し、それによって圧延材の品質を高く維持しつつ生産性を向上することができる圧延材の製造方法を提供する。
【解決手段】圧延ロール２間に素材Ａを複数回通過させながら、圧延ロール２間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、圧延ロール２間に挟持されて送られる素材Ａの後端部が圧延ロール２から抜け出るときの素材Ａの速度を１００ｍ／分以下とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法に関する。

厚さ３００〜６５０ｍｍ程度のアルミニウム等の鋳塊（スラブ）から板状の圧延材を製造する場合、まず粗圧延として、可逆式圧延機を用いて再結晶温度以上の例えば４００〜５５０℃の温度で厚さ数十ｍｍとなるまで熱間圧延し、さらに仕上げ圧延機で２０mm以下まで圧延し、円筒状に巻き取ってコイルとしている。
その可逆式圧延機による熱間圧延は、圧延ロールを介してその前後間で素材を往復走行させるように両圧延ロール間に複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させることにより、その厚さを薄くしていく方法である。

このような熱間圧延において、その素材の送り速度を速くすると生産性を高めることができるが、圧延ロールの回転数の上昇に伴う不具合を回避する必要がある。
特許文献１記載の圧延方法では、圧延中の素材のスリップを回避するために、圧延中の素材の速度を測定し、その素材の速度と圧延ロールの周速度とから実績先進率を連続的に演算し、得られた実績先進率を安定圧延状態の下限先進率と比較して、それより小さくなったときに、圧延速度を減速するようにするようにしている。
特開平７−５１７１６号公報

ところで、圧延ロールの背部にはバックアップロールが接しており、このバックアップロールと圧延ロールとの間にスリップが生じる場合がある。このスリップが生じると、圧延ロールの表面が傷つき、その傷が圧延ロール間を通過する素材に転写され、圧延材の表面に細かな凹凸が形成されるおそれがある。
上記特許文献１に開示の方法では、素材の速度と圧延ロールの周速度とからスリップ危険域にあるか否かを判断して制御するものであり、素材と圧延ロールとの間のスリップ回避には有効であるが、圧延ロールとバックアップロールとの間でのスリップ発生は回避することはできない。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、モーター駆動される圧延ロールと、無駆動であるバックアップロールとの間のスリップを回避して、圧延ロールの表面が傷つくことを防止し、それによって圧延材の品質を高く維持しつつ生産性を向上することができる圧延材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る圧延材の製造方法は、圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、前記圧延ロール間に挟持されて送られる素材の後端部が圧延ロールから抜け出るときの素材の速度を１００ｍ／分以下としたことを特徴とする。

すなわち、圧延ロールとバックアップロールとの間のスリップ現象は、圧延ロールにより圧延されていた素材の後端が圧延ロールの間から抜け出る瞬間に生じ易い。圧延ロールに作用していた負荷が瞬間的に解放される際に、一瞬、回転数が上がり、かつ圧延ロールとバックアップロールとの間の接触荷重が減少することにより、バックアップロールが圧延ロールの回転に追従できなくなり、スリップすることが原因と考えられる。本発明の方法では、この素材の抜け出るときの速度を１００ｍ／分以下とすることにより、素材が抜け出るときの圧延ロールの跳ね上がりを抑制してバックアップロールと圧延ロールとの接触状態を維持することができ、これらの間のスリップ現象の発生を防止することができる。

本発明の圧延材の製造方法によれば、素材の後端部が圧延ロールから抜け出るときの素材の速度を１００ｍ／分以下としたから、素材が抜け出るときに圧延ロールとバックアップロールとの間にスリップが生じることを防止することができる。したがって、圧延ロールの表面の傷つきが防止され、これにより、素材に傷が転写されることはなく、高い品質の圧延材を製造することができ、その抜け時以外は速い速度で圧延することが可能で生産性を高めることができる。

以下、本発明に係る圧延材の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態の製造方法を実施するために用いられる圧延材の製造装置を示すもの であり、符号１が圧延機を示している。この圧延機１は、上下に一対の圧延ロール２を備えるとともに、これら圧延ロール２が回転駆動モーター３によりそれぞれ正逆両方向に駆動されるようになっており、また、両圧延ロール２の背部には大径のバックアップロール４がそれぞれ接触した、いわゆる４段圧延機を構成している。また、この圧延機１の前後には、素材Ａを搬送するテーブルローラー５がそれぞれ設けられている。

そして、その上側のバックアップロール４に、これを押圧する圧下用スクリュー６、及びこの圧下用スクリュー６を移動させて圧延ロール２間の距離を設定する位置制御モーター７等からなる圧下手段８が設けられている。また圧延ロール２から素材Ａへの圧延荷重を検出するロードセル等の圧延荷重検出手段９が設けられている。
また、圧延ロール２の回転駆動モーター３にはロール回転検出器１１が備えられるとともに、圧下用スクリュー６の位置制御モーター７にはロールギャップ位置検出器１２、テーブルローラー５のローラー駆動モーター１３にはローラー回転検出器１４がそれぞれ備えられている。

また、図１において符号１５はセットアップ用計算機を示しており、このセットアップ用計算機１５は、各パス毎の圧延ロール２の間隔や圧延ロール２の回転方向及び回転速度、圧延荷重、テーブルローラー５の搬送速度等の目標値をあらかじめ設定したパススケジュールにしたがって実行管理するコントローラー１６に接続されている。このコントローラー１６の目標値に基づき、位置制御モーター７、圧延ロール２の回転駆動モーター３、圧下用スクリュー６、テーブルローラー５のローラー駆動モーター１３等を、圧延速度及びロールギャップ値等の出力値をフィードバックしながら制御する。
なお、図１中、符号１７はストリッパーガイドを示しており、圧延ロール２の前後に設けられる。

次に、このように構成した製造装置によりアルミニウムの鋳塊から圧延材を製造する方法について説明する。
アルミニウムの鋳塊は、例えば３００〜６５０ｍｍの厚さを有しており、これを加熱炉（図示略）を経由して、再結晶温度以上の例えば４００〜５５０℃の温度で圧延機１に送り込む。そして、この圧延機１では、設定されたパススケジュールにしたがって圧延ロール２間のギャップを徐々に減少させながら両圧延ロール２間に鋳塊を複数回通過させて圧延する。この場合、１パス毎に約５〜６０ｍｍ程度厚さを減少させるように圧延ロール２間のギャップを制御しており、この圧延を複数回繰り返すことにより、素材Ａが徐々に圧延される。

この場合、図２にハッチング領域で示したように、圧延により残りの素材長さがある長さ以下になった時に素材の速度が自動的に減速され（図２中、Ｘ点が減速開始点）、素材の後端が圧延ロールを通過する前までには送り速度が必ず１００ｍ／分以下となるようにし、図２のＹで示す素材後端が圧延ロールから抜け出る（いわゆる尻抜け）時には１００ｍ／分以下の設定された速度で素材が抜け出るように制御される。

このように、素材Ａの後端部が圧延ロール２から抜け出るときの速度が１００ｍ／分以下に小さくなっていることにより、素材Ａが抜け出るときの圧延ロール２の跳ね上がりを抑制してバックアップロール４と圧延ロール２との接触状態を維持することができ、これらの間のスリップ現象の発生を防止することができる。したがって、圧延ロール２の表面の傷つきが防止され、これにより、素材Ａに傷が転写されることはなく、高い品質の圧延材を製造することができる。

この抜け出る時の速度と傷の発生との関係を確認するために試験した結果を説明する。素材が抜け出る時の速度を９０ｍ／分、１００ｍ／分、１１０ｍ／分の３通りで３００ｍｍ厚さのアルミニウム素材を４０ｍｍずつの圧下量で複数回圧延して６０ｍｍの圧延材とした後、圧延材表面の傷による凹凸を調べたところ、９０ｍ／分及び１００ｍ／分の場合はいずれも傷の発生は認められず、１１０ｍ／分の場合に圧延材の表面に規則的に発生する傷が認められた。したがって、抜け出る時の速度を１００ｍ／分以下とすることにより、傷の発生を防止できることが確認された。
なお、素材の速度は、圧延ロール２の回転駆動モーター３に備えられているロール回転検出器１１によって回転数を検出して、これを圧延ロール２の直径から圧延ロール２の周速に換算し、これを素材の速度とすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、素材の圧延長さについては、圧延ロールの周速と圧延時間との積により求めることができる。

本発明に係る圧延材の製造方法の一実施形態が適用される製造装置の例を示す概略図である。 本発明の一実施形態の製造方法における送り速度の推移を示すチャートである。

符号の説明

１ 圧延機
２ 圧延ロール
３ 回転駆動モーター
４ バックアップロール
５ テーブルローラー
６ 圧下用スクリュー
７ 位置制御モーター
８ 圧下手段
９ 圧延荷重検出手段
１１ ロール回転検出器
１２ ロールギャップ位置検出器
１３ ローラー駆動モーター
１４ ローラー回転検出器
１５ セットアップ用計算機
１６ コントローラー
１７ ストリッパーガイド
Ａ 素材

Claims (1)

1. 圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、前記圧延ロール間に挟持されて送られる素材の後端部が圧延ロールから抜け出るときの素材の速度を１００ｍ／分以下としたことを特徴とする圧延材の製造方法。

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