JP2659854B2 - 圧延方法 - Google Patents
圧延方法Info
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- JP2659854B2 JP2659854B2 JP18529090A JP18529090A JP2659854B2 JP 2659854 B2 JP2659854 B2 JP 2659854B2 JP 18529090 A JP18529090 A JP 18529090A JP 18529090 A JP18529090 A JP 18529090A JP 2659854 B2 JP2659854 B2 JP 2659854B2
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- Japan
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- rolling
- strip
- concave portion
- fluid
- roll
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0239—Lubricating
- B21B45/0245—Lubricating devices
- B21B45/0248—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes
- B21B45/0251—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B1/227—Surface roughening or texturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、鋼，アルミニウム等の金属板を熱間で大圧
下圧延する圧延方法に関する。
下圧延する圧延方法に関する。
＜従来の技術＞ 従来より、鋼，アルミニウム等の帯板を圧延するもの
として熱間圧延の場合にはホットストリップミルが用い
られており、このホットストリップミルは上下一対の回
転するワークロール内に帯板を挾むことにより帯板を薄
く延ばしている。この圧延の際に発生するワークロール
と帯板との摩擦を減少させるために、従来より、ワーク
ロール表面に圧延潤滑剤等の流体が供給されており、も
って塑性変形に要する負荷を軽減している。又、これと
同時に該潤滑剤によってワークロールの摩耗や被圧延材
の表面のキズの発生を防止している。
として熱間圧延の場合にはホットストリップミルが用い
られており、このホットストリップミルは上下一対の回
転するワークロール内に帯板を挾むことにより帯板を薄
く延ばしている。この圧延の際に発生するワークロール
と帯板との摩擦を減少させるために、従来より、ワーク
ロール表面に圧延潤滑剤等の流体が供給されており、も
って塑性変形に要する負荷を軽減している。又、これと
同時に該潤滑剤によってワークロールの摩耗や被圧延材
の表面のキズの発生を防止している。
しかしながら熱間圧延の場合、帯板の温度は約1200℃
〜900℃に達しており、ワークロールに供給された圧延
潤滑材は、一般に200℃を超えると燃焼して流体潤滑材
としての機能が失われてしまう。そしてワークロールの
わずか一部に付着している圧延潤滑剤が潤滑効果を発揮
するのみで、その効果は不十分となり、ロール摩耗が増
加することとなる。このロール摩耗の増加に伴い、帯板
とロールとの摩擦係数が増大しこのため帯板の圧下率を
維持するのに高い圧延荷重を付加する必要があった。
〜900℃に達しており、ワークロールに供給された圧延
潤滑材は、一般に200℃を超えると燃焼して流体潤滑材
としての機能が失われてしまう。そしてワークロールの
わずか一部に付着している圧延潤滑剤が潤滑効果を発揮
するのみで、その効果は不十分となり、ロール摩耗が増
加することとなる。このロール摩耗の増加に伴い、帯板
とロールとの摩擦係数が増大しこのため帯板の圧下率を
維持するのに高い圧延荷重を付加する必要があった。
このような問題を解決するため、ロールと板との間の
摩擦係数を確実に且つ効果的に減少できる方法として、
圧延前に帯板の表面に凹部を形成し、この凹部に流体を
閉じ込めたままワークロール間に導入し、流体潤滑条件
を成立させて圧延する圧延方法が本願出願人によって出
願されている（特願昭63−119313号）。
摩擦係数を確実に且つ効果的に減少できる方法として、
圧延前に帯板の表面に凹部を形成し、この凹部に流体を
閉じ込めたままワークロール間に導入し、流体潤滑条件
を成立させて圧延する圧延方法が本願出願人によって出
願されている（特願昭63−119313号）。
これにより、被圧延材の圧延時の摩擦係数を低減する
ことができ、圧延荷重を大幅に低くしても高い圧下率が
得られる。
ことができ、圧延荷重を大幅に低くしても高い圧下率が
得られる。
＜発明が解決しようとする課題＞ 被圧延材の摩擦係数を低減して圧延荷重を低減するた
めには凹部の割合が重要になり、凹部の割合が不適当で
あると流体潤滑条件が成立せず、摩擦係数の低減が十分
に行なえなくなってしまう。
めには凹部の割合が重要になり、凹部の割合が不適当で
あると流体潤滑条件が成立せず、摩擦係数の低減が十分
に行なえなくなってしまう。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、被圧延材
の摩擦係数の低減がより効率良く行なえる圧延方法を提
供し、もって高圧下率達成の容易化を図ることを目的と
する。
の摩擦係数の低減がより効率良く行なえる圧延方法を提
供し、もって高圧下率達成の容易化を図ることを目的と
する。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本発明の圧延方法は、被圧
延材の表面に凹部を形成し、該凹部に潤滑用の流体を閉
じ込めつつ圧延する圧延方法において、前記被圧延材の
全表面積に対する前記凹部の面積割合を20％から70％に
したことを特徴とする。
延材の表面に凹部を形成し、該凹部に潤滑用の流体を閉
じ込めつつ圧延する圧延方法において、前記被圧延材の
全表面積に対する前記凹部の面積割合を20％から70％に
したことを特徴とする。
＜作用＞ 凹部の面積割合を20％以上とすることにより熱間圧延
時の圧延荷重が低減され、凹部の面積割合を70％以下と
することにより凹部を塑性加工で形成するための荷重が
過大にならない。
時の圧延荷重が低減され、凹部の面積割合を70％以下と
することにより凹部を塑性加工で形成するための荷重が
過大にならない。
＜実 施 例＞ 第１図には本発明の一実施例に係る圧延方法を実施す
る圧延装置の概略構成、第２図にはその要部拡大状態を
示してある。
る圧延装置の概略構成、第２図にはその要部拡大状態を
示してある。
圧延装置10は、帯板Ｍを圧延する圧延機11と、この圧
延機11の入側において該帯板Ｍの両面に凹部12を設ける
凹部付与機13とを有している。
延機11の入側において該帯板Ｍの両面に凹部12を設ける
凹部付与機13とを有している。
この圧延機11には、帯板Ｍを圧延する上下ワークロー
ル14,15、及びこれらワークロール14,15の反力を受ける
よう転接するバックアップロール16,17が、ハウジング1
8に各々回転可能に支持されている。
ル14,15、及びこれらワークロール14,15の反力を受ける
よう転接するバックアップロール16,17が、ハウジング1
8に各々回転可能に支持されている。
又、ワークロール14,15と帯板Ｍとは各々の接触部分
に潤滑用の流体（例えば水）Ｌを吹き付けるように、ノ
ズル19,20が各々配置されている。
に潤滑用の流体（例えば水）Ｌを吹き付けるように、ノ
ズル19,20が各々配置されている。
この圧延機11の上流側に設けられる凹部付与機13に
は、第３図に示すような多数の突起21を有する一対の突
起付ピンチロール22,23が、搬送される帯板Ｍを挾むよ
うにハウジング24に回転可能に支持されている。
は、第３図に示すような多数の突起21を有する一対の突
起付ピンチロール22,23が、搬送される帯板Ｍを挾むよ
うにハウジング24に回転可能に支持されている。
又、これらピンチロール22,23は、搬送される帯板Ｍ
の塑性変形によって突起21と対応した凹部12が転写され
る程度の圧力にて、該帯板Ｍを挾圧している。
の塑性変形によって突起21と対応した凹部12が転写され
る程度の圧力にて、該帯板Ｍを挾圧している。
従って、第１図中、右方向に帯板Ｍが搬送されると、
先ず凹部付与機13によって、第４図に示すように帯板Ｍ
の両表面に多数の凹部12が形成される。更に、該凹部12
が形成された帯板Ｍが圧延機11に搬送されると、ワーク
ロール14,15と帯板Ｍとの接触部分に吹き付けられた流
体Ｌがワークロール14,15の接触弧αの内に噛み込まれ
る前に上記凹部12内に溜められる。その後、帯板Ｍが圧
延される際、凹部12内の潤滑用の流体Ｌは、ワークロー
ル14,15との表面と凹部12の開口縁部とが接触すること
により、一時的に凹部12内に閉じ込められる。又は、ワ
ークロール14,15の回転に伴って凹部12内に導入され
る。更に、圧延されるに従って、これら凹部12内に閉じ
込められた流体Ｌは、凹部12が徐々に接触弧の内で薄く
伸ばされることによって、ワークロール14,15と帯板Ｍ
との接触部分に亙って境界膜を形成する。この境界膜が
形成されることにより、流体Ｌが帯板Ｍの圧延時に多数
に接触弧αの内に残り、ロール摩耗が減ぜられる。
先ず凹部付与機13によって、第４図に示すように帯板Ｍ
の両表面に多数の凹部12が形成される。更に、該凹部12
が形成された帯板Ｍが圧延機11に搬送されると、ワーク
ロール14,15と帯板Ｍとの接触部分に吹き付けられた流
体Ｌがワークロール14,15の接触弧αの内に噛み込まれ
る前に上記凹部12内に溜められる。その後、帯板Ｍが圧
延される際、凹部12内の潤滑用の流体Ｌは、ワークロー
ル14,15との表面と凹部12の開口縁部とが接触すること
により、一時的に凹部12内に閉じ込められる。又は、ワ
ークロール14,15の回転に伴って凹部12内に導入され
る。更に、圧延されるに従って、これら凹部12内に閉じ
込められた流体Ｌは、凹部12が徐々に接触弧の内で薄く
伸ばされることによって、ワークロール14,15と帯板Ｍ
との接触部分に亙って境界膜を形成する。この境界膜が
形成されることにより、流体Ｌが帯板Ｍの圧延時に多数
に接触弧αの内に残り、ロール摩耗が減ぜられる。
又、帯板Ｍに多数の凹部12を設けることにより、この
凹部12に溜まるだけ流体Ｌを吹き付けて封じ込めればよ
いので、流体Ｌの使用量を従来より低減することができ
る。
凹部12に溜まるだけ流体Ｌを吹き付けて封じ込めればよ
いので、流体Ｌの使用量を従来より低減することができ
る。
ここで、本発明のワークロールと帯板との摩擦係数の
減少により、ロールと帯板との間に作用する摩擦剪断応
力τの一般式を以下に示す。
減少により、ロールと帯板との間に作用する摩擦剪断応
力τの一般式を以下に示す。
τ＝ａτｂ＋（１−ａ）τｆ ここで、 τｂ＝μP:境界摩擦領域 μ：境界摩擦係数 P:ロール面圧 η：液体の粘度 u:液体の速度 h:液体の厚さ a:境界摩擦領域の面積割合 通常、μ＝0.2〜0.5,τｂ≫τｆである。
よって、面積割合ａを小さくすれば、摩擦剪断応力τ
を小さくすることができる。
を小さくすることができる。
即ち、この面積割合ａを小さくするために、圧延前の
帯板Ｍの表面に多数の凹部12を形成しておき、この凹部
12に流体Ｌを封じ込めて圧延することとしている。よっ
て、帯板Ｍに形成する凹部12の流体Ｌを閉じ込めること
が可能となる。
帯板Ｍの表面に多数の凹部12を形成しておき、この凹部
12に流体Ｌを封じ込めて圧延することとしている。よっ
て、帯板Ｍに形成する凹部12の流体Ｌを閉じ込めること
が可能となる。
又、少量の流体Ｌを凹部12に閉じ込めるだけで、流体
潤滑効果を高めることができる。
潤滑効果を高めることができる。
尚、使用する潤滑用の流体Ｌは水の他に従来と同様の
鉱物油等の潤滑油あるいは水と潤滑油等の混合物が用い
られ、特に熱間圧延の場合は帯板の温度条件（高温）で
液体状となる溶融塩及びガラス等を使用してもよい。
鉱物油等の潤滑油あるいは水と潤滑油等の混合物が用い
られ、特に熱間圧延の場合は帯板の温度条件（高温）で
液体状となる溶融塩及びガラス等を使用してもよい。
ここで、第5,6,7図に基づいてピンチロールの形状を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第５図には第３図中のＶ−Ｖ線矢視、第６図には第５
図中のVI−VI線矢視、第７図には第５図中のVII−VII線
矢視を示してある。
図中のVI−VI線矢視、第７図には第５図中のVII−VII線
矢視を示してある。
第５図乃至第７図に示すように、ピンチロール22,23
の突起21は、圧延方向前側の角度が60゜、後側の角度が
45゜、幅方向の角度が50゜、圧延方向の頂辺長さが5.5m
m、幅方向の頂辺長さが6mm、高さが3mmの截頭四角錐状
となっている。
の突起21は、圧延方向前側の角度が60゜、後側の角度が
45゜、幅方向の角度が50゜、圧延方向の頂辺長さが5.5m
m、幅方向の頂辺長さが6mm、高さが3mmの截頭四角錐状
となっている。
ピンチロール22,23の突起21の高さに対する帯板Ｍの
凹部12の深さの比δo/δを0.1〜0.8にして帯板Ｍに凹部
12を形成することにより、帯板Ｍの凹部12の面積割合が
20〜70％になる。
凹部12の深さの比δo/δを0.1〜0.8にして帯板Ｍに凹部
12を形成することにより、帯板Ｍの凹部12の面積割合が
20〜70％になる。
凹部12の面積割合βに対する圧下力の関係を第８図に
示す。圧延条件は10mm及び30mmの厚さの普通鋼を1100℃
に加熱し、直径230mmのロールで圧延したものである。
示す。圧延条件は10mm及び30mmの厚さの普通鋼を1100℃
に加熱し、直径230mmのロールで圧延したものである。
図から判るように、凹部12の面積割合βが0.2以上で
圧下率が著しく低下している。従って、帯板Ｍの凹部12
の面積割合βを20％以上にして圧延を行なうことで、熱
間圧延時の圧延荷重が低減される。
圧下率が著しく低下している。従って、帯板Ｍの凹部12
の面積割合βを20％以上にして圧延を行なうことで、熱
間圧延時の圧延荷重が低減される。
次に直径200mmの一対のピンチロール22,23間に帯板Ｍ
を挾んでピンチロール22,23を回転させて帯板Ｍの表面
に凹部12を塑性加工した時の荷重と、凹部12の表面割合
βとの関係を第９図に示す。帯板は10mm,20mm及び30mm
の厚さの普通鋼を用いた。
を挾んでピンチロール22,23を回転させて帯板Ｍの表面
に凹部12を塑性加工した時の荷重と、凹部12の表面割合
βとの関係を第９図に示す。帯板は10mm,20mm及び30mm
の厚さの普通鋼を用いた。
図から判るように、凹部12の面積割合βが0.7以上に
なると荷重は急激に増加し、成形限界に近づいている。
従って、帯板Ｍの凹部12の面積割合βを70％以下にする
ことで、圧延荷重を低減できる凹部12を比較的小さな荷
重で成形することができる。
なると荷重は急激に増加し、成形限界に近づいている。
従って、帯板Ｍの凹部12の面積割合βを70％以下にする
ことで、圧延荷重を低減できる凹部12を比較的小さな荷
重で成形することができる。
上述した圧延方法によると、帯板Ｍの凹部12の面積割
合βを20％以上70％以下にしたので、熱間圧延時の圧延
荷重を低減できると共に、凹部12を塑性加工で形成する
ための荷重が過大になることを防止できる。
合βを20％以上70％以下にしたので、熱間圧延時の圧延
荷重を低減できると共に、凹部12を塑性加工で形成する
ための荷重が過大になることを防止できる。
＜発明の効果＞ 本発明の圧延方法は、被圧延材の凹部に潤滑用の流体
を閉じ込めつつ圧延する圧延方法において、被圧延材の
全表面積に対する凹部の面積割合を20％から70％にした
ので、熱間圧延時の圧延荷重を低減することが可能にな
ると共に、凹部を塑性加工で形成するための荷重が過大
になることを防止することができる。
を閉じ込めつつ圧延する圧延方法において、被圧延材の
全表面積に対する凹部の面積割合を20％から70％にした
ので、熱間圧延時の圧延荷重を低減することが可能にな
ると共に、凹部を塑性加工で形成するための荷重が過大
になることを防止することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る圧延方法を実施する圧
延装置の概略構成図、第２図はその要部拡大図、第３図
はピンチロールの斜視図、第４図は凹部が設けられた帯
板の斜視図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線矢視図、第６図
は第５図のVI−VI線矢視図、第７図は第５図のVII−VII
線矢視図、第８図は圧下力と凹部の面積割合を表わすグ
ラフ、第９図は荷重と凹部の面積割合を表わすグラフで
ある。 図面中、 10は圧延装置、 11は圧延機、 12は凹部、 13は凹部付与機、 12,15はワークロール、 22,23はピンチロール、 Ｌは流体、 Ｍは帯板である。
延装置の概略構成図、第２図はその要部拡大図、第３図
はピンチロールの斜視図、第４図は凹部が設けられた帯
板の斜視図、第５図は第３図のＶ−Ｖ線矢視図、第６図
は第５図のVI−VI線矢視図、第７図は第５図のVII−VII
線矢視図、第８図は圧下力と凹部の面積割合を表わすグ
ラフ、第９図は荷重と凹部の面積割合を表わすグラフで
ある。 図面中、 10は圧延装置、 11は圧延機、 12は凹部、 13は凹部付与機、 12,15はワークロール、 22,23はピンチロール、 Ｌは流体、 Ｍは帯板である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日朝 幸男 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 古元 秀昭 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−158504（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−289503（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被圧延材の表面に凹部を形成し、該凹部に
潤滑用の流体を閉じ込めつつ圧延する圧延方法におい
て、前記被圧延材の全表面積に対する前記凹部の割合を
20％から70％にしたことを特徴とする圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18529090A JP2659854B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18529090A JP2659854B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475705A JPH0475705A (ja) | 1992-03-10 |
| JP2659854B2 true JP2659854B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=16168269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18529090A Expired - Lifetime JP2659854B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659854B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP18529090A patent/JP2659854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475705A (ja) | 1992-03-10 |
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