JP2867578B2 - 圧延用ロール及びそれを用いた薄板材の圧延方法 - Google Patents

圧延用ロール及びそれを用いた薄板材の圧延方法

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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、薄板材とくに箔と呼ばれれるような板厚に
して0.1mm以下といった極薄板材を、均一な板厚を有し
かつ蛇行量も小さく抑えて圧延することを可能にする圧
延用ロール及びそれを用いた薄板材の圧延方法に関する
ものである。
[従来の技術] 薄板材とくに箔と呼ばれるような極薄板材の圧延は非
常に難しく、わずかなワークロールの反りあるいは板巾
方向でのロールギャップの差があったりしても、均一な
板厚を有するようにすることができないばかりでなく、
圧延板材の耳波の発生や圧延材全体の蛇行といった現象
が起り、健全な圧延材を入手することができない。
このために、ロールに圧延時の反りと反対側となるク
ラウンを形成したりして円滑な圧延を行なおうとする試
みもなされているが、クラウンの形成はロールの摩耗に
より早期に失われ、余り有効なものとはいえない。
そこで、各圧延機メーカーは、径の異なるロールを多
段化することで上記薄板圧延に対応しようとし、これま
でにもY型圧延機、ローン多段圧延機、あるいはゼンジ
ミヤ多段圧延機などが提案されている。
そのような多段圧延機の中に、第2図の正面図および
その側面図である第3図に示すようなHCミルあるいはそ
の修正版である第4図の正面図およびその側面図である
第5図に示すようなUCミルが近年になり提案され、上記
した多段圧延機に比較してロール段数が少ないにも拘ら
ず優れた圧延性能を有するものとして注目を集めてい
る。
すなわち、HCミルは、第2図中に矢印で示したよう
に、中間ロール2がロールの軸心方向にシフトする一
方、ワークロール1にベンディング機構を備えているも
のである。中間ロール2がシフト可能となっているた
め、ワークロール1を反りの生じ易いロール中間部で押
えず、反りの生じにくいロール端部で押えることが可能
となり、その際のワークロールの圧下力分布を均一にす
るため、前記ベンディング機構を調整し、平坦に近い板
材を得るものである。
また、UCミルは本質的に上記HCミルと同様な構成を有
するが、第4図中に矢印で示したように、中間ロール2
が軸心方向にシフトすると共にベンディングも可能と
し、より微細な調整ができるように構成されたものであ
る。このUCミルは、ワークロール1の小径化に伴う圧延
時の長手方向のたわみに対応するため、第5図に示すよ
うなサポートロール4を有するものも開発されている。
いずれの場合も、ワークロール1としては、硬度が高
く、たわみにくい上、表面偏平変形の小さなロールが開
発され使用されてきている。
[発明が解決しようとする課題] 上記の通り、HCミルあるいはUCミルは中間ロール2の
シフト機構及びロールベンディング機構を具備してお
り、優れた修正能力を有する。しかし、そのような高い
修正能力を有する反面、圧延機の操作パラメータが多
く、取扱いが難しいという問題がある。
特に、箔と呼ばれるような極薄の帯板を圧延する場合
には、上記制御パラメータの調整が極めてシビアなもの
となる。
さらに、銅箔圧延の場合、上記したHCミルあるいはUC
ミルの最大の特徴点である中間ロール2のシフトを、機
械的に設定可能な範囲全てについてセットすることがで
きないという別な問題もある。
すなわち、機械的には設定可能であるところから、第
6図に示すように、中間ロール2のロール端2aが被圧延
材10の板縁10aよりも内側に−lだけ入った状態に調整
し圧延すると、この−lの位置であるロール端2a部分を
境として圧延された箔の光沢に差異が生ずるのである。
このように光沢に差異が生じては製品の品質を落すこと
になるため、そのような中間ロール2の設定は避けなけ
ればならない。このため、第7図に示すように、中間ロ
ール2のロール端2aの位置を板縁10aよりも+lだけ外
側となるようにし、止むを得ず形状修正の難しい範囲に
中間ロール2を設定しなければならなくなる。上記した
ように、HCミルや、UCミルでの形状の修正は、中間ロー
ル2のシフトの他にワークロール1あるいは中間ロール
2のベンディング機構によっても行なうものであるが、
両者のベンディング力の組合せパターンは非常に多く、
上述したような中間ロール2のロール端2aの設定位置に
制約を受けると適切な組合せを選ぶことが非常に困難と
なる。
このほかにも、銅箔圧延では、圧延機の駆動側と操作
側とにおけるロールギャップの差が板厚に比べて相対的
に大きく、それだけリダクションの差が大きくなって、
圧延材がロール軸心方向に蛇行し易いことにもなるし、
張力の左右アンバランス、材料のオフセンター、材料自
身の材質上における左右アンバランスなどによっても蛇
行が発生する。
本発明の目的は、上記したような従来技術の有する問
題点を解消し、極薄の板材をより平坦に蛇行したり耳波
を発生させることなく圧延することのできる新規な圧延
用ロール及びそれを用いた薄板材の圧延方法を提供しよ
うとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、第1に、ワークロールとこれに接触して設
けられる中間ロールまたは補強ロールを有する多段圧延
機における圧延用ロールにおいて、ワークロールのヤン
グ率及び表面硬度を中間ロールまたは補強ロールのヤン
グ率及び表面硬度よりも低く設定し、圧延の圧下力によ
りワークロールの両端にロールキスを生じさせるよう構
成したものであり、第2に、ワークロールとこれに接触
して設けられる中間ロールまたは補強ロールを有する多
段圧延機における圧延用ロールの、ワークロールのヤン
グ率及び表面硬度を中間ロールまたは補強ロールよりも
低く設定し、圧延の圧下力によりワークロールの両端に
ロールキスを生じさせた状態で圧延するものである。
[作用] ヤング率及び表面硬度の低いワークロールを用いて薄
板を圧延すれば、圧延の圧下力によりワークロールの両
端にロールキスを生じさせることができる。このように
ワークロールをキスさせてワークロールと中間ロール両
方のベンディング力をゼロの状態にすると、ロールキス
の反力によりワークロールのたわみが逆に低減し、従来
よりも平坦な形状を有する薄板材を得ることができるの
である。
[実施例] 以下に、本発明について実施例を参照し説明する。
ワークロールのヤング率及び表面硬度が中間ロール及
び補強ロールよりも低い6段圧延機を用い銅箔の圧延を
行なった。この結果、圧延中の圧下力によりワークロー
ルの端部が接触し、いわゆるロールキスが生じた。この
ロールキスを発生させたことにより、キスによる反力が
生じ、ワークロールのたわみは直線状に回復した。しか
も、ワークロールが軟質であるために、ロールそのもの
は帯板の板縁の形状に沿い易くなり、エッジドロップの
低減および圧延材の板形状の改善に寄与し得ることも判
明した。
第1図は、ある圧延条件下における本発明の効果を数
値計算し、得られた圧延方向の応力分布を従来例と対比
してプロットしたものである。
本発明は、ヤング率E=15,000kg/mm2の低ヤグ率ワー
クロールを用いたものであり、従来例はヤング率E=2
1,000kg/mm2の高いヤング率を有するワークロールを用
いたものである。
第1図より、本発明においてはキス圧延となるためそ
の応力分布は従来例に比較して均一な分布状態を示すこ
とがわかる。
また、キス圧延ではロールキス部におけるロールギャ
ップの狭い方の荷重が大きくなり、その反力が大きくな
る結果、上下のワークロールの平行度が向上し、蛇行量
の少ない圧延材を得ることができることも明らかとなっ
た。
本発明においては、上述したようにワークロールとし
て中間ロールや補強ロールよりも軟質な材料を用いる
が、そのロールの材質については特に制限するものでは
ない。
また、上記実施例は、6段圧延機であるHCミルあるい
はUCミルについて本発明を適用する場合を例示して説明
したが、必ずしもそれにのみ限定はされない。4段圧延
機、12段圧延機などにおいても本発明を適用することが
可能であり、要は圧延機に関係なく軟質のワークロール
を用いロールキスを行なわせて圧延すれば、極めて平坦
度がよく蛇行の小さい薄板材を得ることが可能となるも
のであり、いずれも本発明の有する技術思想の範囲内に
属するものである。
また、本発明においては、上下一対のワークロールの
両方を軟質材によって構成する必要はなく、いずれか一
方を軟質材により構成し、前述したロールキスを生じさ
せ得れば、板材の形状修正は可能である。しかし、上下
共に軟質ロールとした方が形状修正効果の大きいことは
勿論である。
さらに、本発明の圧延対象となるものは、上記した銅
に限らず、ステンレス鋼やアルミニウムなどの箔圧延あ
るいは金属以外のプラスチックや紙などの如く帯板圧延
が可能な物質すべてに適用することができる。
[発明の効果] 以上説明した通り、本発明に係る圧延ロール及び圧延
方法によれば、従来例に比較して板厚の均一化およびそ
の平坦度の向上に寄与するところが大きく、圧延の際の
ロールの調整を容易化し簡略化することができるなど圧
延作業性の改善のみならず、平坦な薄板材を入手するこ
とができることにより、例えば銅箔においての用途とな
るプリント基板上で基材との密着性を改善し得るなど、
数々の工業上における利点を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明と従来例における圧延方向の応力分布を
数値計算した結果をプロットした線図、第2図はHCミル
のロール配置状況を示す説明正面図、第3図はその側面
図、第4図はUCミルのロール配置状況を示す説明正面
図、第5図はその側面図、第6および7図は中間ロール
のロール端と被圧延材との位置関係を示す説明図であ
る。 1:ワークロール、 2:中間ロール、 2a:ロール端、 3:補強ロール、 4:サポートロール、 10:被圧延材、 10a:板縁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 1/40,13/14,27/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワークロールとこれに接触して設けられる
    中間ロールまたは補強ロールを有する多段圧延機におけ
    る圧延用ロールにおいて、前記ワークロールのヤング率
    及び表面硬度を前記中間ロールまたは補強ロールのヤン
    グ率及び表面硬度よりも低く設定し、圧延の圧下力によ
    り前記ワークロールの両端にロールキスを生じさせるよ
    う構成してなる圧延用ロール。
  2. 【請求項2】ワークロールとこれに接触して設けられる
    中間ロールまたは補強ロールを有する多段圧延機におけ
    る圧延用ロールの、前記ワークロールのヤング率及び表
    面硬度を前記中間ロールまたは補強ロールよりも低く設
    定し、圧延の圧下力により前記ワークロールの両端にロ
    ールキスを生じさせた状態で圧延する薄板材の圧延方
    法。
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