JP2010023054A

JP2010023054A - アルミニウム素材の熱間圧延方法

Info

Publication number: JP2010023054A
Application number: JP2008184584A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Inoue; 和弘井之上
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】プロフィルを低減して品質を向上させることができるアルミニウム素材の熱間圧延方法を提供する。
【解決手段】圧延ロール間にアルミニウム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アルミニウム素材の熱間圧延方法において、最初の段階では例えば４０ｍｍずつロールギャップを減少させながら圧延し、そのロールギャップが７５ｍｍ以下のときに、該ロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍと小さくした軽圧下圧延を少なくとも１回行う。
【選択図】図２

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アルミニウム素材の熱間圧延方法に関する。

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ｍｍとなるまで熱間圧延し、さらに仕上げ圧延機で圧延し、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。この熱間圧延において、圧延ロールのたわみや変形等に起因して、圧延された素材に幅方向の板厚分布（プロフィル）が生じる場合がある。

特許文献１に記載の圧延装置では、鋳造機から連続して送り出される板厚１０ｍｍ以下の薄鋳片を圧延する際に、その熱間圧延機の前に、ロールクロス圧延機、ベンディングロール圧延機又は冷却機構付き圧延機にて構成した軽圧下圧延機を設置して、サーマルクラウンを強制的に矯正又は冷却により修正し、ロール形状をフラットにして表面性状の優れたステンレス鋼板を得る技術が提案されている。
特開平１０−２４９４０８号公報

特許文献１記載の技術は、比較的薄い板厚のステンレス鋼板を圧延するものであるが、アルミニウム素材の熱間圧延においては、３００〜６５０ｍｍの厚さから可逆式圧延機によって複数回のパスを経由して数ｍｍの厚さまでに圧延することになり、そのアルミニウム素材の熱間圧延においても、その圧延を適切に制御してプロフィルを低減する技術が望まれている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プロフィルを低減して品質を向上させることができるアルミニウム素材の熱間圧延方法を提供することを目的とする。

本発明に係るアルミニウム素材の圧延方法は、圧延ロール間にアルミニウム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アルミニウム素材の圧延方法において、ロールギャップが７５ｍｍ以下のときに、前回パスからのロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍとした軽圧下圧延を少なくとも１回行うことを特徴とする。

すなわち、アルミニウム素材を３００〜６５０ｍｍの厚さから複数回圧延して数ｍｍ程度の厚さまでにする際に、通常のパスはロールギャップを約６〜６０ｍｍ程度ずつ、例えば４０ｍｍ程度ずつ減少させながら圧延するが、ロールギャップが７５ｍｍ以下のときに、ロールギャップを０〜５ｍｍだけ減少させた軽圧下圧延を少なくとも１回行うのである。この軽圧下圧延は、圧延ロールにかかる荷重が小さいために、圧延ロールのたわみ等の変形が小さく、このため、素材の板厚分布も小さくなって平坦な表面に仕上げることができる。

また、本発明に係るアルミニウム素材の圧延方法は、圧延ロール間にアルミニウム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アルミニウム素材の熱間圧延方法において、複数回のパスのうちの最終パス又は最終パスに近い段階でのパス時に、前回パスからのロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍとした軽圧下圧延を行うことを特徴とする。
複数回のパスのうちの最終パスに近い段階で軽圧下圧延を行うことにより、プロフィルを低減して、その平坦な表面で仕上げることができる。

本発明に係るアルミニウム素材の熱間圧延方法によれば、ロールギャップが７５ｍｍ以下のときに、前回パスからのロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍとした軽圧下圧延を少なくとも１回行うことにより、プロフィルが低減され、平坦な表面に仕上げることができ、圧延材としての品質を向上させることができる。

以下、本発明に係るアルミニウム素材の熱間圧延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圧延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。

この複数回にわたる個々の圧延工程は、あらかじめ設定したパススケジュールに従って自動的に制御される。このパススケジュールは、圧延パス毎に圧延ロールの回転方向、ロールギャップやロール速度、圧延荷重等の圧延条件を設定したもので、制御システム内に例えばテーブルデータとして格納されている。最初の段階では、１パス毎に約６〜６０ｍｍ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する。そして、この圧延を複数回繰り返して、あらかじめ設定した所定ロールギャップ以下になったら以下のような制御を行う。

この制御は、熱間圧延において次の仕上げ圧延に移行する前に素材Ａの幅方向の板厚分布を低減するためのものであり、今まで６〜６０ｍｍ程度ずつロールギャップを減少させながら圧延していたのに対して、ロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍに小さくした軽圧下圧延を行うものである。この軽圧下圧延により、素材Ａの表面部分のみが圧下されることになり、素材表面に凹凸がある場合には、その凸部がつぶされ、また、部分的に厚肉の部分がある場合には、その厚肉の部分が押しつぶされる結果、全体として均等な板厚の平坦な圧延材となるものである。

この軽圧下圧延を行うロールギャップは７５ｍｍ以下とされる。
また、この軽圧下圧延時のロールギャップの減少量は０〜５ｍｍとされ、ロールギャップを前回パス時と変えない０ｍｍの場合も含んでいるが、素材Ａは、圧延ロール２間で圧延されて荷重から解放されると、スプリングバックにより若干膨らむので、ロールギャップの変化量が０ｍｍであったとしても、両圧延ロール２の間に素材Ａが噛み込まれて軽圧下状態で圧延される。なお、この軽圧下圧延は、ロールギャップの変化量として３ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がなお好ましい。

図２はパススケジュールを従来との比較で示したものであり、図２の左欄が比較例として挙げた従来のパススケジュール、中欄及び右欄が軽圧下圧延を含む本実施形態のパススケジュールを示している。使用した材料は合金番号５１８２のアルミニウム合金である。
比較例のパススケジュールは、例えばロールギャップの減少幅を最初の段階では４０ｍｍずつとして、２１０ｍｍ、１７０ｍｍ、１３０ｍｍ、９０ｍｍ、・・・と圧延してきて、徐々に減少幅を小さくして最終的に８ｍｍまで圧延する。

一方、本実施形態のパススケジュールにおいては、実施例１では、ロールギャップが２６ｍｍまでのパスは比較例と同じ減少幅で圧延しているが、次のパスでは２５ｍｍのロールギャップに設定され、減少幅が２６−２５＝１ｍｍの軽圧下圧延とされている。そして、この軽圧下圧延の後に、１４ｍｍを経て目標ロールギャップとして８ｍｍが設定されている。
実施例２も、ロールギャップが２６ｍｍまでのパスは比較例と同じ減少幅で圧延しているが、次のパスでは２２ｍｍのロールギャップに設定され、減少幅が２６−２２＝４ｍｍの軽圧下圧延とされ、この軽圧下圧延の後に、１４ｍｍを経て目標ロールギャップとして８ｍｍが設定されている。

このようにして、パススケジュールのほぼ最終段階で軽圧下圧延を施すことにより、幅方向の板厚分布（プロフィル）が小さい圧延材を得ることができるものである。図２のパススケジュールで圧延した結果を比較すると、プロフィルが比較例では０．４％であったのに対して、実施例１では０．２％、実施例２では０．３％に低減した。なお、プロフィルは、圧延材の幅方向の中央位置の板厚と幅方向両端部の板厚との差の中央位置の板厚に対する百分率で表している。

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。
前記実施形態では、最終パスのロールギャップ（目標のロールギャップ）の直前又は直前とその一つ前のパスで軽圧下圧延を実施するようにしたが、目標のロールギャップに設定する最終パスのときに軽圧下圧延となるようにしてもよい。

本発明に係る圧延方法の一実施形態を実施するために用いられる圧延装置を示す全体構成図である。この実施形態の圧延方法におけるパススケジュールを従来の場合と比較して示した図である。

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

圧延ロール間にアルミニウム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アルミニウム素材の熱間圧延方法において、
ロールギャップが７５ｍｍ以下のときに、前回パスからのロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍとした軽圧下圧延を少なくとも１回行うことを特徴とするアルミニウム素材の熱間圧延方法。
圧延ロール間にアルミニウム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アルミニウム素材の熱間圧延方法において、
複数回のパスのうちの最終パス又は最終パスに近い段階でのパス時に、前回パスからのロールギャップの減少幅を０〜５ｍｍとした軽圧下圧延を行うことを特徴とするアルミニウム素材の熱間圧延方法。