JP2022056159A - 熱間圧延機及び熱延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
熱延鋼板の表面にロールマークが転写された場合、ロールの突発交換や疵の除去を行わなければならず、ライン稼働率の低下やロール原単位の低下を引き起こすという問題がある。
特許文献1に示す6段圧延機は、作業ロールと補強ロールの間に、軸方向に移動し得るように構成された中間ロールを配置せしめた圧延機において、ロールの表面硬さを補強ロールはHS60~80、中間ロールはHS82~90、作業ロールはHS90~97としたものである。
特許文献2に示す圧延機は、銅または銅合金からなる被圧延材を圧延する上下1対のワークロールを有し、これらワークロールをサポートするロールを少なくとも1対以上備えた圧延機である。そして、ワークロールが、その表面のショア硬さが95HS以上の鍛鋼ロールであり、ワークロールと接する中間ロールもしくはバックアップロールの表面のショア硬さが、ワークロールよりも25HS以上40HS以下の範囲で低硬度である。
特許文献3に示す冷間圧延クーラントの圧力制御方法は、連続冷間圧延機による冷間圧延の際、疵入りが多い部位が通過する時、通常のロール冷却用および潤滑用クーラント、またはロール冷却と潤滑と同時に異物除去用の高圧クーラント等の冷間圧延クーラントの圧力制御方法である。そして、この圧力制御方法において、連続冷間圧延機のワークロールの出側からの噴出圧力を高めてワークロールと中間ロール、若しくはワークロールとバックアップロールの間への異物侵入を防止するようにしている。
特許文献4に示す圧延機の異物飛び込み疵防止方法では、圧延機スタンドの圧延ロールとバックアップロールとの接触部、圧延ロールと中間ロールとの接触部、中間ロールと中間ロールとの接触部、中間ロールとバックアップロールとの接触部などの近傍にノズルヘッダーを配置し、流体の吹き付けにより形成される流体膜によりロール接触部を胴長方向にわたり覆う。これにより、飛来した異物はこの流体膜により遮断されるため、ロール間に噛み込むことが防止される。
また、特許文献4に示す圧延機の異物飛び込み疵防止方法の場合も、流体の吹き付けにより形成される流体膜によりロール接触部を胴長方向にわたり覆うノズルヘッダーを配置する必要があり、異物噛み込みを防止するための設備構成が複雑となる。
図1には、本発明の第1実施形態に係る熱間圧延機を備えた熱間圧延設備の概略構成が示されている。
図1に示す熱間圧延設備1は、被圧延材としての鋼板(薄板)Sを熱間で圧延するもので、加熱炉(図示せず)で加熱され、粗圧延された鋼板Sを仕上圧延する熱間圧延機(仕上圧延機)2を備えている。熱間圧延機2で圧延された鋼板Sは、図示しない冷却設備で冷却され、熱延鋼板が製造される。
ここで、鋼板Sを圧延する各ワークロール3aの表面硬度は、圧延荷重やロール使用トン数などの圧延条件や耐事故性を考慮し、75HS~90HSとすることが好ましい。
各ワークロール3aと接触回転する中間ロール3cの表面硬度は、圧延荷重やロール使用トン数などの圧延条件によるワークロール3aと中間ロール3c間の最大接触応力から設定し、最良のロール原単位と歩留まりロスを達成できる硬度とすることが望ましい。
一方、熱間圧延機2は、特許文献1に示すような冷間圧延機と異なり、鋼板Sを高荷重圧下するものであり、ワークロール3aと中間ロール3c間の接触面圧過大による操業トラブルを防止するため、一般的には、中間ロール3cの表面硬度はワークロール3aと同等またはワークロール3aよりも硬度が高く設定されている場合が多い。
従って、本実施形態に係る熱間圧延機2においては、各中間ロール3cの表面硬度を各ワークロール3aの表面硬度に対して10HS以上低硬度としている。
そこで、本実施形態に係る熱間圧延機2においては、軸方向にシフト可能に構成された各中間ロール3cの胴長L3cを各ワークロール3aの胴長L3aよりも長くすることで、各中間ロール3cと各ワークロール3aとの接触長をワークロール3aの胴長L3aと同一の長さだけ確保し、ワークロール3aと中間ロール3c間の接触面圧を下げ、各中間ロール3cの表面硬度を各ワークロール3aの表面硬度に対して下げることを可能としている。
なお、特許文献3のように異物除去用の高圧クーラントをワークロールの出側から噴射する必要もなく、また、特許文献4のように異物噛み込みを防止するためのノズルヘッダーを配置する必要もなく、熱延鋼板の表面に転写されるロールマークの発生を簡単な設備構成で抑制できる。
また、各中間ロール3cの表面硬度は、各ワークロール3aの表面硬度に対して15HS以上低硬度とすることがより好ましい。これにより、熱延鋼板におけるロール疵発生率が0.4%とさらに減少する。
なお、各各中間ロール3cの表面硬度の調整は、ロール製造時の焼入れ条件、焼きなまし条件を適宜設定することにより行われる。また、各中間ロール3cの硬度設計においては、ロール使用の有効径から硬度低下分を考慮し、廃却径においても、使用下限硬度を下回らない範囲で設定することで、最も効果が得られる。
次に、本発明の第2実施形態に係る熱間圧延について図3及び図4を参照して説明する。図3には、本発明の第2実施形態に係る熱間圧延機を備えた熱間圧延設備の概略構成が示されている。図4には、図3に示す熱間圧延機の各圧延スタンドにおけるワークロールのシフト動作を示されている。
図3に示す熱間圧延設備11は、図1に示す熱間圧延機2と同様に、被圧延材としての鋼板(薄板)Sを熱間で圧延するもので、加熱炉(図示せず)で加熱され、粗圧延された鋼板Sを仕上圧延する熱間圧延機(仕上圧延機)12を備えている。熱間圧延機12で圧延された鋼板Sは、図示しない冷却設備で冷却され、熱延鋼板が製造される。
ここで、鋼板Sを圧延する各ワークロール3aの表面硬度は、圧延荷重やロール使用トン数などの圧延条件や耐事故性を考慮して、75HS~85HSとすることが好ましい。
各ワークロール13aと接触回転するバックアップロール13bbの表面硬度は、圧延荷重やロール使用トン数などの圧延条件によるワークロール13aとバックアップロール13b間の最大接触応力から設定し、最良のロール原単位と歩留まりロスを達成できる硬度とすることが望ましい。
一方、熱間圧延機12は、前述したように冷間圧延機と異なり、鋼板Sを高荷重圧下するものであり、ワークロール13aとバックアップロール13b間の接触面圧過大による操業トラブルを防止するため、一般的には、バックアップロール13bの表面硬度はワークロール13aと同等またはワークロール13aよりも硬度が高く設定されている場合が多い。
従って、本実施形態に係る熱間圧延機2においては、各バックアップロール13bの表面硬度を各ワークロール13aの表面硬度に対して10HS以上低硬度としている。
ここで、図4(a),(b)に示す各ワークロール13aの移動量(シフト量)δ2は、図2(a),(b)に示す6Hi圧延機の各ワークロール3aの移動量(シフト量)δ1に対して小さく設定されている。このため、軸方向にシフト可能に構成された各ワークロール13aの胴長L13aを各バックアップロール13bの胴長L13bとほぼ同一にしたとしても、各バックアップロール13bと各ワークロール13aとの接触長は図4(a)に示す第1状態から図4(b)に示す第2状態に至るまでバックアップロール13bの胴長L13bとほぼ同一の長さだけ確保できる。これにより、ワークロール13aとバックアップロール13b間の接触面圧を下げ、各バックアップロール13bの表面硬度を各ワークロール13aの表面硬度に対して下げることを可能としている。
一方、各バックアップロール13bの表面硬度の下限値は、各ワークロール13aの表面硬度に対して25HS低硬度、絶対値で60HSとすることが好ましい。各バックアップロール13bの表面硬度をこれよりも低下させると、バックアップロール13bとワークロール13a間の接触面圧過大による焼き付きの発生や過大な摩耗の要因となり、ロールコストの増加を招く。
例えば、第1実施形態に係る熱間圧延機2は複数の圧延スタンド21~2n、第2実施形態に係る熱間圧延機12は複数の圧延スタンド121~12nを備えているが、スタンド数はそれぞれ1つであってもよい。
2 熱間圧延機
21~2n 圧延スタンド
3a ワークロール
3b バックアップロール
3c 中間ロール
11 熱間圧延設備
12 熱間圧延機
121~12n 圧延スタンド
13a ワークロール
13b バックアップロール
S 鋼板(被圧延材)
Claims (5)
- 被圧延材を熱間で圧延する熱間圧延機であって、前記被圧延材を圧延する上下一対のワークロールと、各ワークロールを支持する上下一対のバックアップロールと、各ワークロールと各バックアップロールとの間に配置された上下一対の中間ロールとを備えた圧延スタンドを備え、前記上下一対の中間ロールの各々を軸方向にシフト可能に構成した熱間圧延機において、
各中間ロールの胴長を各ワークロールの胴長よりも長くするとともに、各中間ロールの表面硬度を各ワークロールの表面硬度に対して10HS以上低硬度とすることを特徴とする熱間圧延機 - 各中間ロールの表面硬度を各ワークロールの表面の硬度に対して15HS以上低硬度とすることを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延機。
- 各ワークロールの表面硬度を75HS~90HSとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱間圧延機。
- 被圧延材を熱間で圧延する熱間圧延機であって、前記被圧延材を圧延する上下一対のワークロールと、各ワークロールを支持する上下一対のバックアップロールとを備えた圧延スタンドを備え、前記上下一対のワークロールの各々を軸方向にシフト可能に構成した熱間圧延機において、
各バックアップロールの表面硬度を各ワークロールの表面硬度に対して10HS以上低硬度とすることを特徴とする熱間圧延機。 - 請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の熱間圧延機を用いて被圧延材を圧延して熱延鋼板を製造することを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
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