JP2019111540A - ステンレス鋼帯の冷間圧延方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、ステンレス鋼帯の後端部分が無張力状態で前進・後退を行うことに起因して、コイル状に巻き取り・巻き戻しされているステンレス鋼帯の表面に発生する表面疵を的確に防止することができるステンレス鋼帯の冷間圧延方法を提供する。【解決手段】ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、第1パスにおいて、払い出されるコイル状のステンレス鋼帯の残り巻き数が予め定めた巻き数になる時点から第1パスが終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法。【選択図】図3
Description
本発明は、ステンレス鋼帯の冷間圧延方法に関する。
従来、冷間変形抵抗が高いステンレス鋼帯を冷間圧延する際には、可逆式の多段式冷間圧延機(クラスター圧延機、ゼンジミア圧延機)が用いられる(例えば、特許文献1)。
その一例を図7〜図11に示した模式図によって説明する。
まず、図7は、従来のステンレス鋼帯の冷間圧延設備を示すものであり、多段式冷間圧延機10を挟んで、右側に第1テンションリール12、左側に第2テンションリール14が設置されており、さらに、第1テンションリール12の右側にペイオフリール11が設置されている。言い換えれば、右側から、ペイオフリール11、第1テンションリール12、多段式冷間圧延機10、第2テンションリール14の順に設置されている。なお、第1テンションリール12側に第1デフレクターロール13、第2テンションリール14側に第2デフレクターロール15がそれぞれ配置されている。
そして、この冷間圧延設備では、第1パスは、ステンレス鋼帯1をペイオフリール11から払い出し、第2テンションリール14で巻き取るようにし、第2パス以降は、第1テンションリール12と第2テンションリール14とでステンレス鋼帯1の払い出しと巻き取りを交互に行うようにしている。
その際に、ステンレス鋼帯1の長手方向先後端部(ここでは、第2テンションリール14側を先端、第1テンションリール12側を後端とする)は、それぞれ第1テンションリール12と第2テンションリール14に巻き付いた状態のままになるので、それを見越して、ステンレス鋼帯の本体(母材)の先後端にはそれぞれ所定の長さ(例えば、10m)のリーダー材が溶接されている。ここでは、母材とリーダー材を合わせてステンレス鋼帯1と呼ぶことにする。
そして、第1パスは、図8に示すように、ステンレス鋼帯1(コイル状のステンレス鋼帯2)をペイオフリール11から払い出し、第2テンションリール14で巻き取ってコイル状のステンレス鋼帯2にしている。
そして、図9に示すように、ペイオフリール11でのステンレス鋼帯1の残り巻き数が所定の巻き数(例えば、1〜5巻き)になって、ステンレス鋼帯1に張力が作用しなくなったら、多段式冷間圧延機10を圧下を停止して、その状態で第2テンションリール14の巻き取りを続行する。
そして、図10に示すように、ステンレス鋼帯1の後端1aが第1テンションリール12と多段式冷間圧延機10との間の所定の位置に達したら、第2テンションリール14の巻き取りを停止して、第1パスが終了となる。
次に、第2パスは、図11に示すように、ステンレス鋼帯1を逆方向に搬送して、第1テンションリール12に巻き付かせて、ステンレス鋼帯1を第2テンションリール14から払い出し、第1テンションリール12で巻き取るようにする。
これによって、第2パス以降は、第1テンションリール12と第2テンションリール14とでステンレス鋼帯1の払い出しと巻き取りを交互に行うようになる。
しかしながら、ステンレス鋼帯は表面欠陥に対する判定が厳しい品種であるため、上記の図7〜図11に示した従来の冷間圧延方法には、以下のような問題がある。
すなわち、図9、図10に示したように、第1パスにおいて、ペイオフリール11でのステンレス鋼帯1の残り巻き数が所定の巻き数(例えば、1〜5巻き)になって、ステンレス鋼帯1に張力が作用しなくなった状態(無張力状態)で前進した後、図11に示したように、第2パスにおいて、その無張力状態のまま後退して、第1テンションリール12に巻き付かせていることから、ステンレス鋼帯1の後端部分が無張力状態で前進・後退を行うことになる。そのため、図9〜図11において、第2テンションリール14にコイル状に巻き取り・巻き戻しされているステンレス鋼帯1の表面同士が何度も擦り合うことにより、表面疵が発生し、品質を悪化させてしまう。このことは、特にフェライト系ステンレス鋼は軟質であるため起こりやすい。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、ステンレス鋼帯の後端部分が無張力状態で前進・後退を行うことに起因して、コイル状に巻き取り・巻き戻しされているステンレス鋼帯の表面に発生する表面疵を的確に防止することができるステンレス鋼帯の冷間圧延方法を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、ステンレス鋼帯の後端部分が無張力状態で前進・後退を行う間は、コイル状に巻き取り・巻き戻しされているステンレス鋼帯の間に間紙を介在させて、ステンレス鋼帯の表面同士が直接擦り合わないようにすればよいとの着想を得た。
本発明は、上記の着想に基づいており、以下のような特徴を有している。
[1]ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、第1パスにおいて、払い出されるコイル状のステンレス鋼帯の残り巻き数が予め定めた巻き数になる時点から第1パスが終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
[2]ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、第1パスが開始する時点から第1パスが終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
[3]最終パスにおいて、ステンレス鋼帯の巻き取りを開始する時点からステンレス鋼帯の巻き取りを終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とする前記[1]または[2]に記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
[4]用いる冷間圧延設備は、ペイオフリール、第1テンションリール、多段式冷間圧延機、第2テンションリールの順に設置されていて、第1パスは、ステンレス鋼帯をペイオフリールから払い出し、第2テンションリールで巻き取るようにし、第2パス以降は、第1テンションリールと第2テンションリールとでステンレス鋼帯の払い出しと巻き取りを交互に行うようにすることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
本発明においては、ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、ステンレス鋼帯の後端部分が無張力状態で前進・後退を行うことに起因して、コイル状に巻き取り・巻き戻しされているステンレス鋼帯の表面に発生する表面疵を的確に防止することができる。
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1は、本発明の一実施形態において用いるステンレス鋼帯の冷間圧延設備を示すものである。基本的な構成は、図7に示した従来のステンレス鋼帯の冷間圧延設備と同様であり、可逆式の多段式冷間圧延機10を挟んで、右側に第1テンションリール12、左側に第2テンションリール14が設置されており、さらに、第1テンションリール12の右側にペイオフリール11が設置されている。言い換えれば、右側から、ペイオフリール11、第1テンションリール12、多段式冷間圧延機10、第2テンションリール14の順に設置されている。なお、第1テンションリール12側に第1デフレクターロール13、第2テンションリール14側に第2デフレクターロール15がそれぞれ配置されている。
その上で、この実施形態では、第1テンションリール12側に第1間紙供給装置21、第2テンションリール14側に第1間紙供給装置22がそれぞれ設置されている。
なお、この冷間圧延設備で圧延されるステンレス鋼帯1は、例えば、圧延開始前の板厚が3.0〜6.0mm.圧延終了後の板厚が0.3〜2.5mmであり、パス回数が2〜15パスである。
そして、この冷間圧延設備では、第1パスは、ステンレス鋼帯1をペイオフリール11から払い出し、第2テンションリール14で巻き取るようにし、第2パス以降は、第1テンションリール12と第2テンションリール14とでステンレス鋼帯1の払い出しと巻き取りを交互に行うようにしている。
また、ステンレス鋼帯の本体(母材)の先後端(ここでは、第2テンションリール14側を先端、第1テンションリール12側を後端とする)には、それぞれ所定の長さ(例えば、10m)のリーダー材が溶接されており、母材とリーダー材を合わせてステンレス鋼帯1と呼ぶことにする。
そして、第1パスは、図2に示すように、ステンレス鋼帯1(コイル状のステンレス鋼帯2)をペイオフリール11から払い出し、第2テンションリール14で巻き取ってコイル状のステンレス鋼帯2にしている。
そして、図3に示すように、ペイオフリール11でのステンレス鋼帯1の残り巻き数が所定の巻き数(例えば、1〜5巻き)になって、ステンレス鋼帯1に張力が作用しなくなったら、多段式冷間圧延機10を圧下を停止するとともに、第2間紙供給装置22からコイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯1の間に間紙23を送り込んでいきながら、第2テンションリール14の巻き取りを続行する。
そして、図4に示すように、ステンレス鋼帯1の後端1aが第1テンションリール12と多段式冷間圧延機10との間の所定の位置に達したら、第2テンションリール14の巻き取りを停止して、第1パスが終了となる。
次に、第2パスは、図5に示すように、ステンレス鋼帯1を逆方向に搬送して、第1テンションリール12に巻き付かせて、ステンレス鋼帯1を第2テンションリール14から払い出し、第1テンションリール12で巻き取るようにする。
これにともなって、図3においてステンレス鋼帯1の間に送り込まれていた間紙23は、第2テンションリール14から払い出されるステンレス鋼帯1に導かれながら、ステンレス鋼帯1の間から送り出される。
これによって、図3〜図5に示したような、ステンレス鋼帯1の後端部分が無張力状態で前進・後退を行う間は、コイル状に巻き取り・巻き戻しされているステンレス鋼帯1の間に間紙23が介在することになる。その結果、ステンレス鋼帯1の表面同士が直接擦り合うことがなくなり、表面疵の発生を的確に防止することができる。
そして、第2パス以降は、第1テンションリール12と第2テンションリール14とでステンレス鋼帯1の払い出しと巻き取りを交互に行う。
なお、ここでは、間紙23の送り込みを開始する時点を、ペイオフリール11でのステンレス鋼帯1の残り巻き数が所定の巻き数(例えば、1〜5巻き)になる時点(ステンレス鋼帯1が無張力になる時点)にしているが、間紙23の送り込み作業に対する余裕を見て、残り巻き数がもう少し多い時点(例えば、15巻き)にしてもよい。すなわち、操業条件等を考慮して、間紙23の送り込みを開始する際のステンレス鋼帯1の残り巻き数を予め定めておけばよい。
ちなみに、上述した、ペイオフリール11でのステンレス鋼帯1の残り巻き数が所定の巻き数になる時点(ステンレス鋼帯1が無張力になる時点)については、冷間圧延設備や操業条件(例えば、ステンレス鋼帯1の板厚)等によって変化する可能性があるので、予め実機試験等によって求めておくとよい。
また、場合によっては、第1パスが開始する時点から第1パスが終了する時点までの間、間紙23を送り込むようにしてもよい。
なお、上述したように、第1パスにおいて、払い出されるステンレス鋼帯1の残り巻き数が予め定めた巻き数になる時点から第1パスが終了する時点までの間のみ、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯1の間に間紙23を送り込んでいくようにして、第2パスで間紙23をステンレス鋼帯1の間から送り出した後は、間紙23を用いなくともよいが、ここでは、最終パスにおいて、ステンレス鋼帯1の巻き取りを開始する時点からステンレス鋼帯1の巻き取りを終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯1の間に間紙23を送り込んでいる。
これは、圧延が終了したコイル状のステンレス鋼帯1を搬送する際に、振動等によってステンレス鋼帯1に表面疵が発生しないようにするためである。
図6は、最終パスにおいて、ステンレス鋼帯1の間に間紙23を送り込んでいる状態を示すものであり、ここでは、第1テンションリール12で巻き取っているので、第1間紙供給装置21から間紙23が供給されている。
ちなみに、間紙23については、以下のようなものを用いればよい。
間紙23の厚み(単面積当たりの質量)は、30g/m2以上のものが好ましい。30g/m2以上のものであれば、ステンレス鋼帯1から受ける張力や摩擦力に対して充分な強度を有している。特に、40g/m2〜70g/m2のものが好ましい。また、間紙23の幅は、ステンレス鋼帯1の幅1の1/3以上で、かつ、ステンレス鋼帯1から片側で100mm以上はみ出さない幅にすることが好ましい。ステンレス鋼帯1の幅の1/3以上の幅であれば、ステンレス鋼帯1同士の直接接触が的確に抑制される。また、ステンレス鋼帯1からのはみ出し量が片側で100mm未満であれば、間紙が多段式冷間圧延機に接触するなどの問題を生じることがない。
そして、前述したように、本発明が対象としている表面疵はフェライト系ステンレス鋼に生じやすいので、そのフェライト系ステンレス鋼帯に適用すると大きな効果が得られる。例えば、成分組成や規格が以下のようなものが挙げられる。
成分組成としては、例えば、質量%で、C:0.12%以下、Si:1.00%以下、Mn:1.00%以下、P:0.040%以下、S:0.030%以下、Cr:10.5〜30.0%、Ni:1.00%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる成分組成が挙げられる。
また、前記成分組成に加えて、さらに、質量%で、Ti:0.50%以下、Nb:0.80%以下、Zr:0.50%以下のうちから選ばれる1種または2種以上を含有してもよい。
さらに、質量%で、Cu:1.00%以下、Mo:2.50%以下のうちから選ばれる1種または2種以上を含有してもよい。
規格としては、日本工業規格JIS G 4305に規定されたSUS430(16質量%Cr)、SUS436(18質量%Cr、1質量%Mo、0.3質量%Ti)、SUS439(17質量%Cr、0.3質量%Ti) 、SUS443J1(21質量%Cr、0.5質量%Cu、0.3質量%Ti)、SUS445J2(22質量%Cr、1質量%Mo、0.3質量%Nb)等の鋼帯が挙げられる。
また、上記では、冷間圧延設備が、多段式冷間圧延機10と、第1テンションリール12・第2テンションリール14と、ペイオフリール11とを備えていたが、本発明は、多段式冷間圧延機10と、第1テンションリール12および第2テンションリール14は備えていて、ペイオフリール11は備えていない場合でも適用することができる。
本発明の実施例(本発明例)として、上述した本発明の一実施形態(図1〜図5)に基づいて、ステンレス鋼帯の冷間圧延を行った。
具体的には、両端に長さ10mのリーダー材を溶接した板厚4.0mm、幅1030mm、長さ460mのSUS430(16質量%Cr)のフェライト系ステンレス熱延焼鈍酸洗鋼帯に対して、直径508mmφのペイオフリールと、直径508mmφの第1テンションリールおよび第2テンションリールを備えた20段ゼンジミア圧延機を用いて、第1パスでは板厚3.4mmに圧延し、7パスのリバース圧延を施して、仕上げ板厚1.0mmのステンレス冷延鋼帯を製造した。
なお、この圧延条件の第1パスでは、ペイオフリールでのステンレス鋼帯の残り巻き数が5巻きになるまでステンレス鋼帯に張力が作用することを予め確認した。
そして、第1パスにおいて、ペイオフリールでのステンレス鋼帯の残り巻き数が15巻きになった時点から第1パスが終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいった。用いた間紙は、厚みが50g/m2、幅が1010mmであり、長さ約30mほどの間紙がステンレス鋼帯とともに巻き取られた。なお、第1パスで第2テンションリールに巻き取られたのは、先端側のリーダー材とステンレス鋼帯の本体(母材)のみであり、後端側のリーダー材は巻き取られていない。
これに対して、従来例として、従来(図7〜図11)のように、間紙を用いないで、上記のステンレス冷延鋼帯を製造した。なお、従来例は、間紙を用いなかったこと以外は、本発明例と同じ条件で実施した。
そして、それぞれの例(本発明例、比較例)について、第2パスにおいて、第2テンションリールから払い出されるステンレス鋼帯の表面を目視で検査した。
その結果、従来例では、第1パスが終了した時に第2テンションリールに巻き取られた位置を起点として、そこからコイルの内側に10m進んだ位置を終点とする範囲で、ステンレス鋼帯の表面に表面疵が生じていた。一方、本発明例では、表面疵は生じていなかった。
これによって、本発明の有効性が確認された。
1 ステンレス鋼帯
1a ステンレス鋼帯の後端
2 コイル状のステンレス鋼帯
10 多段式冷間圧延機
11 ペイオフリール
12 第1テンションリール
13 第1デフレクターロール
14 第2テンションリール
15 第2デフレクターロール
21 第1間紙供給装置
22 第2間紙供給装置
23 間紙
1a ステンレス鋼帯の後端
2 コイル状のステンレス鋼帯
10 多段式冷間圧延機
11 ペイオフリール
12 第1テンションリール
13 第1デフレクターロール
14 第2テンションリール
15 第2デフレクターロール
21 第1間紙供給装置
22 第2間紙供給装置
23 間紙
Claims (4)
- ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、第1パスにおいて、払い出されるコイル状のステンレス鋼帯の残り巻き数が予め定めた巻き数になる時点から第1パスが終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
- ステンレス鋼帯を冷間圧延する際に、第1パスが開始する時点から第1パスが終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とするステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
- 最終パスにおいて、ステンレス鋼帯の巻き取りを開始する時点からステンレス鋼帯の巻き取りを終了する時点までの間、コイル状に巻き取られていくステンレス鋼帯の間に間紙を送り込んでいくことを特徴とする請求項1または2に記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
- 用いる冷間圧延設備は、ペイオフリール、第1テンションリール、多段式冷間圧延機、第2テンションリールの順に設置されていて、第1パスは、ステンレス鋼帯をペイオフリールから払い出し、第2テンションリールで巻き取るようにし、第2パス以降は、第1テンションリールと第2テンションリールとでステンレス鋼帯の払い出しと巻き取りを交互に行うようにすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のステンレス鋼帯の冷間圧延方法。
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