JP2011173142A

JP2011173142A - 金属帯のエッジ処理方法及びエッジ処理ロール

Info

Publication number: JP2011173142A
Application number: JP2010038268A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yoshida; 剛之吉田; Takefumi Nakako; 武文仲子; Hiroshi Asada; 博朝田
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-02-24
Also published as: JP5441215B2

Abstract

【課題】スリッターによりせん断された金属帯の側端面に形成されたバリや角を、金属板自身に曲がりや座屈を発生させることなく効率的に潰してバリや角の無いエッジ端面形状にする方法を提供する。
【解決手段】スリッターによりスリットした金属帯を、大径であって、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広い溝を設けた拘束用ロールと、当該ロールよりも小径であって、板厚よりも幅が広い溝を設けた加工用ロールからなる一対のロールの両溝の間を通して金属帯の長手方向全域の板両側エッジ部を板幅方向に圧下する。さらに、拘束用ロールと加工用ロールの位置を逆にした二対目のロールの両溝の間を通すことが好ましい。
【選択図】図６

Description

本発明は、薄鋼板その他の金属薄板の切断およびせん断により発生した角およびバリを、ロールを用いて角およびバリのない端面にするための方法とそれに用いるロールに関する。

例えば、冷延鋼板等、冷間圧延された幅広の金属帯１は、スリッター２により所定幅にスリットされ（図１参照）、また不用な端部が取り除かれて、各種用途に供されている。
金属帯をスリッターによりせん断した場合、図１に見られるように、長手方向全域の両側端エッジ部に鋭利なバリ３や角４が発生する。このバリや角（以下、角も含めて「バリ」と称する。）は素手で触れる可能性がある場合には危険である。また、ゴムや樹脂などの軟質な材料と接しているような使用形態の製品では、上記バリがゴムや樹脂を傷付けたり破断させたりして、当該製品の機能低下や破壊を招いている。さらに、例えば電磁鋼板では、バリは積層鉄心を電気的に短絡させ、磁気的特性を低下させる原因にもなっている。

このため、バリそのものの発生を抑制したせん断方法の開発や、スリット後の側端部にグラインダー等による研削やロール成形等の後処理を施すことによりバリを除去する作業が行われている。
例えば、特許文献１では、バリを出さないせん断方法として、せん断を行おうとする金属帯を一段のせん断変形で切り離してしまわず、互いに逆方向の二段のせん断変形で切り離す方法を提案している。
また、特許文献２では、溝を設けたロールを幅方向から押し当ててエッジ部を加工しバリや角を無くす方法が提案されている。
さらに、特許文献３では、一対のサイドロールに板厚と同等の幅の溝を設けてバリを潰す方法が提案されている。

特許第２８５７２８７号公報特開平７−２５１２２４号公報特開２００６−１３６８９４公報

しかしながら、特許文献１で提案された手段でせん断しても、素材の材料特性や板厚によってはせん断端面には角が発生してしまい、ゴムや樹脂などと接しているような形態の製品に用いると、前記ゴムや樹脂に疵を付けるといった問題点は解消できない。
また特許文献２で提案された方法は、２方のスタンドではなく４方のスタンドを用い、上下からロールで拘束しつつ左右のサイドロールで幅方向に圧下する方法である。この方法は、図２に示すように、上下の拘束ロールの並行度や金属帯の左右の板厚の差によって、金属帯の左右の張力が変わり、蛇行や片寄りなどが生じ両端面のバリを適正に潰すことができない可能性があるため、金属帯に与える上下の拘束ロールの圧下力を均一にしなければならず、上下ロールの加圧調整が非常に困難となる。そのため、拘束ロールの加圧が均等になるようにするための装置などが必要となり、かえって高コストとなる。
蛇行防止にガイドロール５を付設する方法も考えられるが、金属帯が薄い場合、図３に見られるように、ガイドロールで板厚方向に曲がりが発生してしまうため、ガイドロールを付設することは得策ではない。

特許文献３で提案された方法では、図４に見られるように、サイドロールに形成した溝で金属帯を拘束しているため、バリを潰すためにサイドロールで幅方向の圧下をしても、板厚方向に曲がりが発生し難くなっている。
しかし、この方法でも薄い金属帯の場合、サイドロールの入り側における拘束の少ない領域Ｐで板厚方向に曲がりが発生してしまう。また、幅方向の圧下が強い場合、幅方向の板厚形状が不均一であると、図５に示すように、金属帯の左右のバラツキによって加工量が変わり、溝への噛み込みＣによって金属帯に横曲がりが発生したり、片側だけのバリが潰されたりするなどの不具合が生じる虞がある。

本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、スリッターによりせん断された金属帯の側端面に形成されたバリや角を、金属板自身に曲がりや座屈を発生させることなく効率的に潰してバリや角の無いエッジ端面形状にする方法を提供することを目的とする。

本発明の金属帯のエッジ処理方法は、その目的を達成するため、スリッターによりスリットした金属帯を、大径であって、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広い溝を設けた拘束用ロールと、当該ロールよりも小径であって、板厚よりも幅が広い溝を設けた加工用ロールからなる一対のロールの両溝の間を通して金属帯の長手方向全域の板両側エッジ部を板幅方向に圧下することにより、スリット時に形成されたバリや角を潰すことを特徴とする。
さらに、拘束用ロールと加工用ロールの位置を逆にした二対目のロールの両溝の間を通すと、スリットされた金属帯両側エッジ部のバリや角が綺麗に潰される。

上記方法を実施するためのエッジ処理ロールは、スリッターによりスリットした金属帯を一対の溝付きロールの間を通して金属帯の長手方向全域の板両側エッジ部を板幅方向に圧下することにより、スリット時に形成されたバリや角を潰す金属帯のエッジ処理ロールにおいて、大径であって、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広い溝を設けた拘束用ロールと、当該ロールよりも小径であって、板厚よりも幅が広い溝を設けた加工用ロールからなっている。

本発明によれば、スリットされた金属帯の両端エッジ部に形成されているバリや角を、大径であって、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広い溝を設けた拘束用ロールと、拘束用ロールよりも小径であって、板厚よりも幅が広い溝を設けた加工用ロールからなる一対のロール間に通して潰すことにより無くしている。大径の拘束用ロールにて板厚方向の座屈を確実に防止しつつ、小径の加工用ロールによりエッジ部のバリや角を除去するため、簡便な方法により、板厚の薄い金属帯を長手方向全域にわたってバリや角のないエッジ端面形状が容易に得られる。

金属帯１をスリットする際のバリ、角の発生状況を説明する図特許文献２で提案された方法の問題点を説明する図蛇行防止方法を説明する図板幅中央部での曲がり発生状況を説明する図板幅端における溝への噛み込みに起因する横曲がりの発生状況を説明する図本発明方法を概略的に説明する図本発明方法の好ましい態様（その１）を説明する図本発明方法の好ましい態様（その２）を説明する図実施例における座屈しない長さｌの計算手法を説明するために用いた図

本発明者等は、板厚の薄い金属板をスリットするときに形成され、或いは導入されるバリや角を無くす方策について種々検討を重ねてきた。
まずバリを潰す加工をするために、ロール径および溝寸法が同一である一対のＶ型の溝付きロールを設置した。しかし、金属帯の両側をＶ型の溝を設けたサイドロールで幅方向に圧下すると、金属帯の板厚方向に曲がりが発生してしまう。そこで、図６に示すように、一対のロールとして、大径であり、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広いＵ型の溝を設けた拘束用ロールを、もう一方のロールは、拘束用ロールよりもロール径が小さく、板厚よりも若干幅広のＶ型の溝を設けた加工用ロールを用いた。

この一対のロールの距離を適正に調整し、各ロールの溝に金属帯を通板することにより、Ｖ型の溝を設けた加工用ロール側ではバリが潰され、もう一方の拘束用ロールでは幅方向の圧下の力を受けながら板厚方向の曲がりを拘束する。拘束用ロールの溝の深さは圧下する荷重をもとに簡易的な座屈強度を計算から求めるか、有限要素法などの解析から求めることもできる。拘束用ロールの溝の深さは板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さが必要であるが、金属帯の拘束をできるだけ多く取るために、できるだけ深い方が好ましい。また溝の幅は板厚方向の曲がりを拘束するため、金属帯が溝に入れるだけの幅だけを有しているのが好ましい。

この方法で加工することにより、金属帯を幅方向に圧下した際における金属帯の拘束領域が広いため、すなわち図６における拘束の少ない領域Ｐが狭いため、板厚方向の座屈が発生することを防止できる。また拘束領域が広く金属帯をしっかりと支持しているため、Ｖ溝による幅圧下の力が金属帯の座屈に使われず、バリもしくは角を潰すことのみに使われるため、幅圧下の荷重を小さくできる。また、Ｖ溝では金属帯の角にだけ接していることと、幅圧下の荷重を小さくできることから、溝への金属帯の噛み込みを防止でき、金属帯の横曲がりを防止することが可能である。
ところで、一対のロールだけでは、金属帯の片側のバリしか潰されていないため、金属帯の左右での加工量のバラツキによる幅方向の曲がりが発生する場合がある。この際には、図７に示すように、１段目（図７中I）とは配置を逆にした２段目のサイドロール（図７中II）の各溝に通板し、両側のバリを潰すこととにより横曲がりの発生を防止することができる。

次に、本発明のより好ましい態様について説明する。
幅広の冷延金属板は、スリッターにより所定幅にスリットされ、多条の金属帯が同時に排出される。そこで、スリットされた金属帯のエッジ端面の角、バリを効率よく、または低コストで無くすためには、複数条にスリットされた金属条を１条ずつではなく、スリットされた条数分だけ同時にロールで圧下することが良いと考えられる。

本発明者らも、特開２００６−２８１２２７号公報で、金属帯を複数条の狭幅金属帯にスリットする工程に引続いて、それぞれの端面が隣り合うように並んだ複数の狭幅金属帯のそれぞれを長手方向に平行な軸を中心に９０度の角度でねじることによって、前記複数条の狭幅金属帯をそれらの一端が同一平面上に揃うように並べた後、一対のラウンド加工装置で複数条の狭幅金属帯の両端面に同時にラウンド加工を施すことを提案している。

本発明も、基本的に上記方法を用いることが好ましい。ただし、本発明では片側ずつ金属帯のバリをサイドロールで潰すため、両側のバリや角を確実に無くすためには、二対のI、IIを設置する。
スリットされた金属板を９０度捻り、１段目では一対の片側には端面のバリを潰すためのＶ型の溝をスリットされた条数だけ設けた加工用ロールを設置し、もう片側には板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さでかつＶ溝でバリが潰せる程度に溝から金属帯が出るような深さで、金属帯が溝に入れるだけの幅だけを有しているＵ溝をスリットされた条数だけ設けた拘束用ロールで幅方向の圧下の力を受けながら板厚方向の曲がりを拘束する。
また２段目では１段目の反対側を潰すため、１段目の１対のサイドロールが反対になるように設置する。
以上の通り、上記の２段で設置されたサイドロールの距離を適正に調整し、金属帯を通板させることによって、薄い金属帯でも板厚方向に曲がりがなく端面のバリを潰すことができる。

ＳＵＳ４３０で板幅７ｍｍ、板厚０.４ｍｍにスリットされた鋼板の両端面のバリを潰すため、拘束用ロールと加工用ロールで１対となるロールのスタンドに圧下力５０ｋｇｆで通板した。
１段目の一対のロールは、ロール直径５０ｍｍで、３０度で深さが１ｍｍのＶ型溝を設けた加工用ロールと、ロール直径６０ｍｍで、深さが６ｍｍ、幅が０.４３０ｍｍのＵ型の溝を設けた拘束用ロールを設置した。拘束用ロールの溝深さは、実際に潰すために必要と考えられる５０ｋｇｆの圧下力で座屈しない最大長さを簡易的な計算により求めた結果が１.５ｍｍであったため、余裕代を考慮して溝からの板幅方向の突出長さが１.０ｍｍとなるように６ｍｍとした。

ロール間の距離は溝に鋼帯を入れて、Ｖ型の溝を設けたロールに鋼帯が接触してから０.１ｍｍ幅圧下した状態で通板した。それにより鋼帯のＶ型の溝に接触していた側のバリが潰される。２段目は１段目と同じく、片側にはＶ型の溝が設けられた加工用ロールと鋼帯が入るＵ型の溝が設けられている拘束用ロールで１対とし、１段目にＶ型の溝が接触していない側が２段目ではＶ型の溝に接触するように、ロールを設置し鋼帯を通板させる。
それにより、座屈が発生することなく、鋼帯の長手方向全域にバリのない端面を得ることができた。

なお、上記の本実施例で計算した座屈しない長さｌは、Ｗ，ｂ，ｈ，ｌを図９に示す通りとしたとき、以下の（式１）、（式２）より求めたものである。
W＝ｎ・π^２・E・I／ｌ^２（式１）
Ｉ＝ｂ・ｈ^３／１２（式２）
ただし、
W：荷重，ｎ：定数（自由端のため1/4），E：弾性係数（2.1×10⁴kg/mm²），
Ｉ：断面二次モーメント，ｌ：座屈しない長さ，ｂ：長手方向のロール接触長さ(ほぼ点接触であるため板厚と同等と仮定)，ｈ：板厚

Claims

スリッターによりスリットした金属帯を、大径であって、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広い溝を設けた拘束用ロールと、当該ロールよりも小径であって、板厚よりも幅が広い溝を設けた加工用ロールからなる一対のロールの両溝の間を通して金属帯の長手方向全域の板両側エッジ部を板幅方向に圧下することにより、スリット時に形成されたバリや角を潰すことを特徴とする金属帯のエッジ処理方法。
さらに、拘束用ロールと加工用ロールの位置を逆にした二対目のロールの両溝の間を通す請求項１に記載の金属帯のエッジ処理方法。
スリッターによりスリットした金属帯を一対の溝付きロールの間を通して金属帯の長手方向全域の板両側エッジ部を板幅方向に圧下することにより、スリット時に形成されたバリや角を潰す金属帯のエッジ処理ロールにおいて、大径であって、板幅方向に圧下する荷重で板厚方向に座屈が発生しない長さの板幅が突出する深さで、板厚よりも幅が広い溝を設けた拘束用ロールと、当該ロールよりも小径であって、板厚よりも幅が広い溝を設けた加工用ロールからなることを特徴とする金属帯のエッジ処理ロール。