JP2590199B2 - 温間圧延方法、及びその装置 - Google Patents

温間圧延方法、及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温間圧延方法、及びその装置に係り、特に、
常温では硬質であつたり、あるいは脆いために圧延困難
な難加工材を温度を高め軟質にして圧延する温間圧延方
法、及びその装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、圧延困難な加工材を温度を高め軟質にして圧延
するものとしては、例えば特開昭61−86008号公報に示
されるようにマルテンサイト系ステンレス、または特開
昭61−165207号公報に示される耐サワー特性の優れた非
調質鋼板は、材料の特性の面から、定められて高温の温
度で圧延する必要がある。また、特開昭61−132205号公
報に示される珪素鋼板の冷間圧延法では、脆性な圧延材
の破断を防止する面から50〜250℃以内で圧延すること
が望ましいことが述べられている。以上のように、特殊
材の圧延には、常温より高い温度で圧延することが必要
で、かつ、その温度をかなり正確に制御することが望ま
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述のように、圧延材の材質特性確保、あるいは難加
工材圧延のために圧延材を常温より高温で圧延すること
が求められる。
そして、時代の趨勢に従い、求められる製品の板厚は
難加工材にも拘らず増々薄いものが要求される。特に、
サーボモータ用の材料,珪素鋼板は制御性を高める目的
から珪素含有量を大にして、板厚を薄く、即ち軽量化す
ることが求められる。
しかし、珪素鋼の珪素量を通常の2〜3.5%程度より
4〜6%に増加すると、材料は極端にもろくなり圧延す
ることが困難になる。従つて、200〜450℃程度の高温度
に加熱して圧延する必要がある。そして、珪素含有量を
増すに従い高温にする必要がある。
このような材料の代表的寸法は下記の通りである。圧
延前の板厚は1.5〜2.0mm,板幅は200〜600mm程度。圧延
により板厚は0.2〜0.4mm程度に減厚圧延することが求め
られる。そして、素材は内径φ500mm,外径φ1000mm程度
のコイルで供給される。
珪素量が6%程度に多い場合には、前述の脆性防止の
ため、350〜450℃程度に圧延材の温度を保持して圧延す
る必要がある。
このため、前記素材コイルは、圧延前に加熱炉で所定
の温度に加熱され、圧延設備に供給される。しかし、圧
延ロールによる圧延量は、1パス当り約60μ程度しか圧
延できないので、20パスのように多数回の繰返し圧延が
必要なため、圧延パス数と共に材料の温度が徐々に低下
してくる。そのため、従来は数パス毎にコイルを圧延ラ
インからはずし、加熱炉で再加熱し再び減厚圧延を行つ
ていた。
即ち、圧延材は極めて硬質なため30〜40kg/mm2程度の
張力を加えて圧延する必要があるが、圧延材の温度が低
下すると、材料は脆化して破断してしまうためである。
更に、上記の材料を圧延する圧延ロールには、従来、
鍛鋼ロールが使用されていたが、圧延部では圧延材から
上記圧延ロールに熱が逃げ、急激に温度が低下するため
圧延部での圧延材に脆化が生じる。かつ、前述したよう
に圧延材には30〜40kg/mm2のような大きな張力が加わつ
ているので、これが圧延部での圧縮応力と複合的に作用
して、前述の圧延部での脆化した部分を、しばしば破断
させるため生産性を低めるばかりでなく、大変危険な圧
延作業となつている。
しかし、これに示されている例は、圧延材の温度を25
0℃以下に低く抑える例であり、このような低い温度
で、4〜6%程度の珪素鋼板を圧延することは、材料の
脆性で前述のように破断するから不可能である。
このため上記公知例では、珪素量を少なくして、低い
温度で圧延を行つている。そのように低い温度であれば
圧延材の温度も冷え難く1台の圧延機で繰返し圧延を行
う場合には、圧延前に単に圧延素材コイルを目標の温度
に加熱しておけばよい。またタンデムミルでも、圧延前
に一度加熱しておけば、3台程度の圧延機で目標の温度
に圧延材の温度を保持しながら圧延することができる。
即ち、少ない圧延パス数で所定の板厚に圧延できる。
これに対して、高%の珪素鋼板の圧延では、更に高い
温度が必要とされる上、材料が硬いために20パス程度の
多数の繰返し圧延回数が必要なため、圧延材の温度が目
標温度より冷えるので、尚一層の工夫が必要されてい
た。
本発明の目的は、圧延困難な圧延材を常温より高い温
度にし、圧延材を軟質化して圧延する際に、圧延部での
圧延材の温度低下を少なくし、且つ圧延材の温度をより
正確に制御して常時ほぼ所望の温度で圧延し、圧延材の
破断を防止して生産性を向上することができる温間圧延
方法及びその装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の温間圧延方法は、該圧延材を常温より高い温
度に加熱する加熱手段によって、圧延機の入側及び出側
で、該圧延材を加熱して圧延する温間圧延方法におい
て、前記加熱手段と前記圧延機との間で該圧延材の温度
を測定し、次いで、その測定された温度計測値に基づい
て該加熱手段の加熱量を制御し、且つ該延材をセラミッ
ク製の一対の圧延ロールで圧延することを特徴とする。
本発明の温間圧延装置は、圧延材を圧延する一対の圧
延ロールを有する圧延機と、該圧延材に張力を加える巻
取り巻出し装置とを備え、且つ該圧延機の入側及び出側
に、該圧延材を常温より高い温度に加熱して該圧延材を
軟質化する加熱手段を有する温間圧延装置において、前
記一対の圧延ロールをセラミックロールとし、更に、前
記加熱手段と前記圧延機との間で該圧延材の温度を測定
する温度測定手段と、該温度測定手段によって測定され
る計測値に基づいて該加熱手段の加熱量を制御する加熱
制御手段とを設けることを特徴とする。
〔作用〕
圧延素材コイルは初めに所要の温度に加熱されている
が、前述のように繰返し圧延により、温度が低下する。
本発明では圧延ロールの入出側の少なくともいずれか一
方の側に設けた温度計により圧延材の温度を測定し、目
標値より低くなつた分の熱量を加熱装置より供給するの
で、圧延材を常時所望の温度で圧延することができる。
また、圧延ロールには熱伝導性の悪いセラミツクロー
ルを使用するので、加熱された圧延材から、圧延ロール
への熱を逃さず、従つて圧延部での圧延材の温度低下を
少なく、圧延材を破断することなく圧延することができ
る。
更に、上部熱伝導性の悪いセラミツクロールは、同時
に電気伝導性も低いので、圧延材の加熱には、圧延ロー
ルの入出側で圧延材に電源を接続し、圧延材に電流を流
して加熱することが可能になる。即ち、セラミツク性の
圧延ロールは電気不良導体のため、圧延ロールには電流
が殆んど流れず有効に圧延材を加熱することができる。
特に圧延中圧延部を加熱するので、圧延材を破断するこ
となく効果的に圧延することが可能になる。
〔実施例〕
以下、図面の実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の好適な一実施例を示す。
通常、圧延前の素材コイルは、別な場所で加熱炉内等
で所定の温度に加熱され、第1図の巻取軸3に素材コイ
ル2として挿入される。素材コイル2を巻取軸3に挿入
した後、保熱カバー1が素材コイル2を覆うように設置
される。そして、第1パス目の圧延が、他方の巻取軸16
に巻出されたストリツプを巻き付けて行う。
素材コイルは内径φ500,外径φ1000mm程度、板幅は20
0〜600mm,板厚は1.5〜2.0mm程度である。6%珪素鋼時
には素材コイルは約400℃に加熱されたものが、前述の
巻取軸3に供給される。圧延速度は30〜300m/mmで、板
厚が薄くなるに従い高速で圧延される。
第1図に於ける圧延材4の圧延機は各1対の圧延ロー
ル10、中間ロール11及び補強ロール12で構成される。
圧延材4の温度低下補償のための加熱は、圧延ロール
の入出側に設けた温度計8,9で圧延材4の温度を測定し
て、目標値より低いかどうかを制御盤7で計算して行
う。
第1図のように、圧延ロール10の入出側に各各温度計
8,9を設けた場合は、入側から出側に向つて直線的に温
度が変化するものと仮定して圧延部での温度を求めるこ
とができる。
勿論、温度の正確度があまり必要でない場合は、温度
測定器は圧延ロール10の入側、あるいは出側のいずれか
一方に設置したのみでよい。
尚、圧延ロール10には低熱伝導性のセラミツクロール
を用いる。セラミツクロールの材質としてはサイアロン
等が好適である。圧延ロール10の径はφ40〜φ100mm、
中間ロール11と補強ロール12の材質は通常の鍛鋼ロール
を使用する。ロール径は中間ロールφ120〜200mm、補強
ロール径はφ300〜600mm程度のものが選ばれる。
圧延材4の加熱は、前述した温度計8,9の計測値に基
づき、制御盤7より圧延材4の温度低下分を補償するよ
うに、電源6からの電流を制御して圧延材4に流して行
う。この電流は圧延ロール10の入出側に設けた2つのロ
ーラ5,13より圧延材4に流される。
このように圧延材4に電流を流しても、圧延ロール10
にはセラミツクロールが使用されているので、これに電
流が流れる量は極く僅少であるため、有効に圧延部を含
めて圧延材を加熱することができる。
また、セラミツクロールのため、圧延ロール10への熱
の流入が少なく、従来のように鍛鋼ロールを使用した場
合に比較して、圧延部での圧延材4の温度低下を低く抑
えることができる。
このように、圧延された圧延材4は他方の巻取機の巻
取軸16に巻きつけられ、コイル15が形成される。このコ
イル15に対しても熱放散を少なくするように保熱カバー
14が設けられる。
第1回目の圧延が終了した後、第2回目の圧延は、巻
取軸16のコイル15を巻出し、反対側の巻取軸13に圧延材
4を巻取りながら行う。
以上の圧延を繰返し行い所望の板厚になるまで、減厚
圧延を行う。即ち、各パス毎圧延材4の温度低下分をオ
ンライン加熱により補いながら圧延するので、常時所望
の圧延が可能である。素材厚1.6mmから0.4mmまでの総圧
延パス回数は約20パスである。
第2図には本発明の別な実施例を示す。即ち、この場
合の圧延材4の加熱は圧延ロール10の入出側に設けた高
周波加熱装置によつて行う例である。
第1図の場合と同様に、温度計8,9の測定値に従い、
圧延材4の温度低下分を測定して、制御盤7より電源1
9,20に加熱補正すべき分の電流を流すように指令を与え
る。
高周波電流は圧延オール右側では、電源19より高周波
コイル17に、左側では電源20より、高周波コイル18に流
される。
通常は、圧延材4が右から左側に圧延される場合に
は、右側の高周波コイル17を用いて圧延材4を加熱し、
左側での加熱は行わない。そして左側から右側に圧延材
4を圧延する場合はこれの逆となる。
圧延材4の高周波コイル17による加熱は、第3図に加
熱部の断面を示すように、圧延材4を高周波コイル17で
クローズする等の例のように加熱される。勿論、当該圧
延パスで、あまりにも冷えた場合は、圧延ロールの出側
で、次の圧延パスのために、圧延材4を加熱して巻取る
ことが可能である。
圧延材4の加熱には、以上の他に、圧延材4の表面に
バーナより燃焼ガスを噴出して加熱したり、あるいは高
温の油を噴出して加熱する等の例も考えられる。
また、第1図で、巻取られたコイル2の保熱のため
に、保熱カバー1を設けたが、このカバー1内に燃焼ガ
スを噴出してコイル2の温度低下分を補償することも可
能である。
以上では、板材について述べたが勿論線材、パイプ等
の製造にも適用できる。
特異な例としてはタンデムミルにも使用できる。
また、第1図では左右の巻取機間に設けられた圧延機
は1台のみであるが複数台以上設けることも可能であ
る。
更に第1図で、圧延材の温度測定器を設けたが、事前
に多数の圧延データを取れば、必要加熱量を予測して与
えることも可能である。
このような本実施例によれば、 1.圧延ロールの入出側の少なくとも、一方の側で圧延材
の温度を測定し、且つこの温度測定値に基づき、当該圧
延パス作業で圧延材が冷える分の熱量を計算して、これ
に相当する熱量を圧延中に圧延材に加熱装置より供給し
て圧延するので、圧延材が所定の厚みになるまでの全減
厚パス間にわたつて、常時ほぼ所望の温度で圧延するこ
とが可能になつた。
これにより、従来のように数パスでコイルを巻取り軸
より取りはずし、再加熱する必要がなくなり、生産性を
大幅に向上させることができた。
2.圧延ロールに低熱伝導性のセラミツクロールを使用す
ることにより、圧延部での圧延材の温度低下を防止し、
圧延材の破断事故を解消することができた。
3.また上部セラミツクロールの採用は、圧延ロールの前
後における圧延材に電源を接続して、圧延材に電流を流
す直接通電加熱が可能なため、真に圧延部の加熱が可能
となり、圧延部の温度低下を補うことができるので、更
に圧延材の破断事故を防止に有効である。
〔発明の効果〕
本発明の温間圧延方法及びその装置によると、圧延困
難な圧延材を常温より高い温度にし、圧延材を軟質化し
て圧延する際に、圧延部での圧延材の温度低下を少なく
し、且つ圧延材の温度をより正確に制御して常時ほぼ所
望の温度で圧延し、圧延材の破断を防止して生産性を向
上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の温間圧延装置の一実施例を示す図、第
2図は本発明の他の実施例を示す図、第3図は第2図に
おける高周波コイルの詳細を示す断面図である。 1,14……保熱カバー、2,15……コイル、3,16……巻取
軸、4……圧延材、6,19,20……電源、7……制御盤、
8,9……温度計、10……圧延ロール、11……中間ロー
ル、12……補強ロール、17,18……高周波コイル。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】該圧延材を常温より高い温度に加熱する加
    熱手段によって、圧延機の入側及び出側で、該圧延材を
    加熱して圧延する温間圧延方法において、前記加熱手段
    と前記圧延機との間で該圧延材の温度を測定し、次い
    で、その測定された温度計測値に基づいて該加熱手段の
    加熱量を制御し、且つ該延材をセラミック製の一対の圧
    延ロールで圧延することを特徴とする温間圧延方法。
  2. 【請求項2】圧延材を圧延する一対の圧延ロールを有す
    る圧延機と、該圧延材に張力を加える巻取り巻出し装置
    とを備え、且つ該圧延機の入側及び出側に、該圧延材を
    常温より高い温度に加熱して該圧延材を軟質化する加熱
    手段を有する温間圧延装置において、前記一対の圧延ロ
    ールをセラミックロールとし、更に、前記加熱手段と前
    記圧延機との間で該圧延材の温度を測定する温度測定手
    段と、該温度測定手段によって測定される計測値に基づ
    いて該加熱手段の加熱量を制御する加熱制御手段とを設
    けることを特徴とする温間圧延装置。
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