JP3344281B2 - 金属板の熱間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板の熱間圧延
方法に関し、より詳しくは、水平対向式のプレスで幅圧
下した熱間圧延用スラブを、竪型圧延機と水平圧延機と
で構成される圧延機群によって熱間圧延する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼板やチタン板などの金属板
をスラブから熱間圧延で製造する際には、金属板の側端
部（金属板の幅方向の端部）に線状疵という欠陥が生じ
易い。圧延製品板（以下、単に製品板ともいう）の性能
として良好な表面精度が要求される場合、前記の線状疵
が発生すると線状疵の部分を切り落とす必要がある。こ
うした線状疵の除去による製品板歩留りの低下は数％に
も及び、歩留り低下の主な原因となっている。

【０００３】更に、線状疵の除去が不要な製品板の場合
にも、研磨などを行って線状疵を手入れしなければなら
ず、多大な工数を必要とする。

【０００４】上記線状疵を除去するための切り落とし量
を減少させて歩留りを高める技術として、特開平４−２
６２８０７号公報及び特開平５−１４６８０７号公報
に、熱間圧延前に水平対向式のプレス（以下、単にプレ
スともいう）で幅圧下することでスラブ側面を凹造形
し、熱間圧延による幅広がりを抑制する方法が提案され
ている。しかし、プレスによる幅圧下方法ではスラブの
長手方向に沿ってスラブ幅の変動が生じ易い。このため
製品板の幅精度低下が問題となる。なお、スラブの幅圧
下とはスラブ幅の減幅のことをいう。

【０００５】プレスでスラブ幅を圧下した場合の製品板
の幅精度低下を抑制するために、従来は水平圧延機で被
圧延材（金属板）の厚み圧下を行い、この後で竪型圧延
機による幅圧下を施す熱間圧延技術が採用されてきた。
この圧延技術においては、特に竪型圧延機による幅圧下
量を大きくして幅圧下プレスによる製品板の幅精度低下
を抑制することが行われている。

【０００６】しかし、従来の水平圧延機で被圧延材（金
属板）の厚み圧下を行い、この後で竪型圧延機による幅
圧下を施す技術においては、幅調整効果の大きい圧延初
期段階の竪型圧延機、つまり圧延ラインの上の方の竪型
圧延機で大きな量の幅圧下が行われる。このため、幅圧
下プレスでスラブ側面に設けた凹造形は圧延初期段階の
竪型圧延機での大きな幅圧下で平坦化されてしまい、熱
間圧延による幅広がりを抑制する効果が失われてしま
う。したがって、製品板の幅精度低下を抑制すれば、線
状疵除去のための切り落とし量が増加してしまうという
問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、プレスで幅圧下したスラブを熱間
圧延して金属板を製造する際の製品板の側端部に生ずる
線状疵の除去のための切り落とし量の軽減が行えるとと
もに、製品板の幅精度低下を抑制することが可能な金属
板の熱間圧延方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す金属板の熱間圧延方法にある。

【０００９】「円弧状の突起を有する金型を備えた水平
対向式のプレスで、（Ｗ−５）〜（Ｗ＋５）ｍｍに幅圧
下した熱間圧延用スラブを、竪型圧延機と水平圧延機と
で構成される圧延機群によって熱間圧延するに際して、
竪型圧延機による幅圧下後の板幅を（Ｗ−１５）〜（Ｗ
−５）ｍｍにして圧延することを特徴とする金属板の熱
間圧延方法。ここでＷはｍｍ単位での圧延製品板の板幅
を指す。」なお、竪型圧延機とは竪ロールを備えた圧延
機のことを、又、水平圧延機とは水平ロールを備えた圧
延機のことをいう。１機以上の竪型圧延機と１機以上の
水平圧延機とで構成される圧延機群によってプレスで幅
圧下された熱間圧延用スラブが製品金属板に圧延され
る。

【００１０】圧延製品板の板幅Ｗとは上記の圧延機群に
おける最終の圧延機としての水平圧延機で熱間圧延され
た後の金属板の板幅Ｗを意味する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明者らは前記した課題を解決
するために、スラブ側面に凹造形を設ける際のプレスに
よる幅圧下量及び竪型圧延機による幅圧下量が製品板の
側端部線状疵及び幅精度に及ぼす影響について種々検討
した。

【００１２】その結果、幅圧下プレスで設けたスラブ側
面凹造形の平坦化防止のために、単に圧延初期段階の竪
型圧延機での幅圧下量を小さくするだけでは、幅圧下の
総量が減少して所定の製品板の幅Ｗを大きく超えてしま
い、歩留りが大きく低下してしまうが、プレスでの幅圧
下量を大きくして上記の幅圧下総量の減少を補えば、製
品板の側端部線状疵の除去のための切り落とし量の軽減
が行えるとともに、製品板の幅精度低下を抑制すること
が可能であることが明らかになった。

【００１３】そこで次に、製品金属板としてＳＵＳ４３
０のステンレス鋼板（以下、単に鋼板という）を取り上
げ、通常の剛塑性有限要素解析によって、幅圧下プレス
で幅圧下して側面に凹造形を設けたスラブを熱間圧延し
た場合の製品鋼板の側端部に生じる線状疵の幅及び凹造
形の深さの変化、並びに板幅の変化を詳しく調査した。

【００１４】すなわち、図１に示すように、半径Ｒが２
００ｍｍで高さｈが３０ｍｍの円弧状の突起を有する金
型 2を備えた幅圧下プレス（図示せず）でスラブ 1を幅
圧下してスラブ側面に凹造形を設け、次いでこのスラブ
を竪型圧延機と水平圧延機とで構成される圧延機群で圧
延して厚み３５．０ｍｍに仕上げた場合の圧延パス毎の
線状疵の幅、凹造形の深さ、鋼板の板幅を通常の方法で
剛塑性有限要素解析して調査した。図２に、表１に示す
従来の圧延パススケジュールで圧延して厚さ３５．０ｍ
ｍで幅１０５０ｍｍに仕上げた場合の線状疵幅、凹深さ
（凹造形深さ）及び鋼板の板幅を示す。

【００１５】表１中に括弧付きで示した板幅は水平圧延
機で厚み圧下した後の板幅の解析値である。又、図２中
の線状疵幅、凹深さ、板幅はいずれもプレスや圧延機で
幅圧下又は厚み圧下を施した後の状態を示している。

【００１６】なお、本明細書において凹造形を有する場
合の板幅は、両端の幅方向に最も膨らんだ部分における
幅を指す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１の従来の圧延パススケジュールでは、
幅圧下プレス後の板幅は１１００ｍｍで製品幅（仕上げ
幅）の１０５０ｍｍに対して５０ｍｍ広いので、竪型圧
延機Ｅ１、Ｅ２及びＥ３で圧下した後の板幅はそれぞれ
１０８０ｍｍ、１０４８ｍｍ、１０２６ｍｍであり、そ
の圧下量はそれぞれ２０ｍｍ、５３ｍｍ、６９ｍｍと大
きな量になっている。このため、幅圧下プレスで設けた
スラブ側面の片側深さ３０ｍｍずつの凹造形は竪型圧延
機Ｅ２による幅圧下後の段階でほとんど消滅してしま
う。つまり、竪型圧延機Ｅ２で幅圧下された後はスラブ
側面が平坦化してしまう。したがって、図２に示すよう
に、プレスで凹造形を設けたにも拘らず、竪型圧延機Ｅ
２で幅圧下された後は線状疵幅が急激に増加し、幅１０
５０ｍｍの製品鋼板においては、片側で１７．０ｍｍの
線状疵が生じている。

【００１９】次に、表１に示す圧延パススケジュールの
うち竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４による幅圧下を省略して板厚
３５．０ｍｍに圧延した場合、つまり、表２に示すよう
に、前記した円弧状の突起を有する金型を備えたプレス
で幅圧下した後、水平圧延機Ｒ１〜Ｒ６だけで圧延して
板厚３５．０ｍｍに仕上げた場合の線状疵幅、凹深さ及
び鋼板の板幅を通常の方法で剛塑性有限要素解析して調
査した。なお、表２中に括弧付きで示した板幅は水平圧
延機で厚み圧下した後の板幅の解析値である。

【００２０】

【表２】

【００２１】図３に、表１及び表２のパススケジュール
で圧延した場合の水平圧延機Ｒ６による圧延後の側端部
形状、つまり製品鋼板の側端部形状を比較して示す。同
図（ａ）は竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４による幅圧下も行った
表１のパススケジュールでの水平圧延機Ｒ６による圧延
後の製品鋼板の側端部形状を、同図（ｂ）は竪型圧延機
Ｅ１〜Ｅ４による幅圧下を行わなかった表２のパススケ
ジュールでの水平圧延機Ｒ６による圧延後の製品鋼板の
側端部形状を示すものである。竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４に
よる幅圧下も行った場合（図３（ａ））には鋼板側端部
に凹造形は全く残っていないが、竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４
による幅圧下を省略した場合（図３（ｂ））には、鋼板
幅端部に凹造形が残っていることがわかる。

【００２２】図４に、表２に示すパススケジュールで圧
延して板厚３５．０ｍｍに仕上げた場合の線状疵幅、凹
深さ及び鋼板の板幅を示す。図４中の線状疵幅、凹深
さ、板幅もプレスや圧延機で幅圧下又は厚み圧下を施し
た後の状態を示している。

【００２３】竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４による幅圧下を省略
した場合には、鋼板側端部に凹造形が残っているため線
状疵幅は減少し、最終の水平圧延機Ｒ６で圧延した後の
製品鋼板においては、片側で２．７ｍｍの線状疵とな
り、線状疵を除去するための切り落とし量は少なくでき
ることがわかる。

【００２４】しかし、一方では、竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４
による幅圧下を行わないと、表１に示した従来のパスス
ケジュールで圧延した１０５０ｍｍの製品幅に対して、
最終の水平圧延機Ｒ６で圧延した後の板幅、つまり圧延
製品板の板幅が１１３０ｍｍと大きくなってしまうの
で、所望の板幅である１０５０ｍｍに調整するために、
板幅の増加に伴う切り落とし量の増加が必要となり、し
たがって歩留りが低下してしまう。

【００２５】そこで次に、表３に示すように、前記した
円弧状の突起を有する金型を備えたプレスおよび竪型圧
延機Ｅ１による幅圧下量は表１の従来法の場合と同じに
し、竪型圧延機Ｅ２〜Ｅ６での幅圧下後の板幅が竪型圧
延機Ｅ１で幅圧下した後の板幅とほぼ等しくなるように
して厚み３５．０ｍｍで板幅１０９０ｍｍに仕上げた場
合の、つまり竪型圧延機Ｅ２〜Ｅ６での幅圧下後の板幅
をほぼ同じであるが、所望の板幅である１０５０ｍｍよ
り大きな１０７８〜１０８２ｍｍとして、竪型圧延機と
水平圧延機とで構成される圧延機群で圧延して厚み３
５．０ｍｍで板幅１０９０ｍｍに仕上げた場合の線状疵
の幅、凹造形の深さ、鋼板の板幅を通常の方法で剛塑性
有限要素解析して調査した。なお、表３中に括弧付きで
示した板幅は水平圧延機で厚み圧下した後の板幅の解析
値である。

【００２６】

【表３】

【００２７】図５に、表３に示すパススケジュールで圧
延して板厚３５．０ｍｍで板幅１０９０ｍｍに仕上げた
場合の線状疵幅、凹深さ及び鋼板の板幅を示す。図５中
の線状疵幅、凹深さ、板幅もプレスや圧延機で幅圧下又
は厚み圧下を施した後の状態を示している。

【００２８】図５から、幅圧下プレスで設けた凹造形
は、竪型圧延機Ｅ３による幅圧下の前、つまり水平圧延
機Ｒ３で圧延した後も残っていることがわかる。このた
め、表３に示すパススケジュールで圧延した場合にも表
１の従来の圧延パススケジュールの場合に比べて線状疵
幅は減少し、最終の水平圧延機Ｒ６で圧延した後の製品
鋼板においては、片側で１４．１ｍｍの線状疵となり、
線状疵を除去するための切り落とし量は少なくできる。
しかし、竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ６での幅圧下後の板幅を所
望の板幅である１０５０ｍｍより大きな１０７８〜１０
８２ｍｍとしたため、上記の表２に示すパススケジュー
ルで圧延した場合と同様に、表１に示した従来のパスス
ケジュールで圧延した１０５０ｍｍの製品幅に対して、
最終の水平圧延機Ｒ６で圧延した後の板幅、つまり圧延
製品板の板幅が１０９０ｍｍと大きくなってしまうの
で、所望の板幅である１０５０ｍｍに調整するために板
幅の増加に伴う切り落とし量の増加が必要となり、この
ために歩留りが低下してしまう。

【００２９】そこで、幅圧下プレスの幅圧下量を増加さ
せて種々検討を行った。その結果、プレスで１０４５〜
１０５５ｍｍに幅圧下し、更に竪型圧延機による幅圧下
後の板幅を１０３５〜１０４５ｍｍにして、竪型圧延機
と水平圧延機とで構成される圧延機群によって熱間圧延
すれば線状疵幅は減少し、しかも所望の１０５０ｍｍの
板幅に調整できるので歩留りが高まることが明らかにな
った。

【００３０】表４及び図６に検討結果の一例を示す。表
４は、前記した円弧状の突起を有する金型を備えた幅圧
下プレスで製品鋼板の板幅である１０５０ｍｍにまで幅
圧下し、更に竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ６によるによる幅圧下
後の板幅を１０３８〜１０４２ｍｍにして、竪型圧延機
と水平圧延機とで構成される圧延機群で圧延して厚み３
５．０ｍｍで板幅１０５０ｍｍに仕上げた場合のパスス
ケジュールである。なお、表４中に括弧付きで示した板
幅は水平圧延機で厚み圧下した後の板幅の解析値であ
る。

【００３１】

【表４】

【００３２】図６は、上記表４に示すパススケジュール
で圧延して板厚３５．０ｍｍで板幅１０５０ｍｍに仕上
げた場合の線状疵幅、凹深さ及び鋼板の板幅を示す。図
６中の線状疵幅、凹深さ、板幅もプレスや圧延機で幅圧
下又は厚み圧下を施した後の状態を示している。

【００３３】図６と図５の比較から、表４のパススケジ
ュールで圧延した場合（図６）と表３のパススケジュー
ルで圧延した場合（図５）の圧延ごとの線状疵幅および
凹造形深さの変化はほぼ同じであることが明らかであ
る。すなわち、幅圧下プレスの幅圧下量を増加させて、
プレス圧下後の板幅を製品鋼板の板幅と同じ寸法である
１０５０ｍｍにしたことによる影響はほとんどないこと
がわかる。

【００３４】表４に示すパススケジュールで圧延した場
合、表１の従来の圧延パススケジュールの場合に比べて
線状疵幅は減少し、板幅１０５０ｍｍの製品鋼板におい
ては、片側で１４．５ｍｍの線状疵となり、線状疵を除
去するための切り落とし量は少なくできる。しかも、竪
型圧延機Ｅ１〜Ｅ６での幅圧下後の板幅を所望の板幅で
ある１０５０ｍｍより小さな１０３８〜１０４２ｍｍと
したため、表１に示した従来のパススケジュールで圧延
した１０５０ｍｍの製品幅と同じ板幅の製品が得られ
る。したがって、前記した表３のパススケジュールで１
０９０ｍｍに圧延した場合のような所望の板幅である１
０５０ｍｍに調整するための切り落とし量の増加は必要
でない。このため、従来の圧延パススケジュールの場合
に比べて歩留りが向上する。

【００３５】プレスで幅圧下した熱間圧延スラブの幅が
（Ｗ＋５）ｍｍより大きい場合には、圧延製品板の板幅
が所望の板幅Ｗを大きく超えてしまうので、所望の板幅
に調整するための切り落とし量が増加して歩留りが低下
してしまう。一方、プレスで幅圧下した熱間圧延スラブ
の幅が（Ｗ−５）ｍｍより小さい場合には、圧延製品板
の板幅を所望のＷとするために竪型圧延機での幅圧下量
を小さく抑える必要があるので、プレスによる幅圧下で
生ずるスラブ長手方向の幅変動を解消することが困難と
なり、したがって、圧延製品板の幅精度低下が避けられ
ない。このため、プレスで幅圧下する場合の熱間圧延ス
ラブの幅を（Ｗ−５）〜（Ｗ＋５）ｍｍとした。

【００３６】更に、プレスで幅圧下する場合の熱間圧延
スラブの幅を（Ｗ−５）〜（Ｗ＋５）ｍｍにした場合で
あっても、製品板の側端部に生ずる線状疵の除去のため
の切り落とし量の軽減と、製品板の幅精度低下の抑制を
ともに達成するためには、前記のスラブを竪型圧延機と
水平圧延機とで構成される圧延機群によって熱間圧延す
るに際して、竪型圧延機による幅圧下後の板幅を（Ｗ−
１５）〜（Ｗ−５）ｍｍにして圧延する必要がある。竪
型圧延機による幅圧下後の板幅が（Ｗ−１５）ｍｍを下
回る場合には、プレスでスラブ側端部に設けた凹造形が
平坦化されてしまうので、熱間圧延時の幅広がりを抑制
することができず、線状疵除去のための切り落とし量が
増加して歩留りが低下してしまうからである。更に、上
記の板幅が（Ｗ−５）ｍｍを超える場合には、圧延製品
板の板幅を所望のＷとするために竪型圧延機での幅圧下
量を小さく抑える必要があるので、プレスによる幅圧下
で生ずるスラブ長手方向の幅変動を解消することが困難
となり、圧延製品板の幅精度が低下してしまうからであ
る。

【００３７】なお、竪型圧延機による幅圧下後に板幅を
（Ｗ−１５）〜（Ｗ−５）ｍｍにするためには、竪型圧
延機のロール間隔を（Ｗ−１５）〜（Ｗ−５）ｍｍに調
整して圧延すれば良い。

【００３８】

【実施例】以下、ＳＵＳ４３０を母材とするスラブをプ
レスで幅圧下し、次いで、竪型圧延機と水平圧延機とで
構成される圧延機群によって熱間圧延して、板厚３５ｍ
ｍで板幅１０５０ｍｍに仕上げた実施例について説明す
る。

【００３９】先ず、厚さ２０６ｍｍ、幅１２８０ｍｍの
ＳＵＳ４３０を母材とするスラブを連続鋳造した。次い
で、このスラブを１２１０℃に加熱した後、JIS ＳＫＤ
６１を母材とし金型押圧面に図１に示す円弧状突起を有
する金型を備えたプレスを用いて、通常の方法で幅１１
００ｍｍに幅圧下した。この幅圧下の後、表５に示す通
常のパススケジュールで竪型圧延機と水平圧延機とで構
成される圧延機群によって熱間圧延して、板厚３５ｍ
ｍ、板幅１０５０ｍに仕上げた。

【００４０】

【表５】

【００４１】このようにして得た厚さ３５ｍｍの鋼板側
端部に生じた線状疵は片側で１７．３ｍｍであった。

【００４２】次に、前記の連続鋳造した厚さ２０６ｍ
ｍ、幅１２８０ｍｍのＳＵＳ４３０を母材とするスラブ
を、１２１０℃に加熱した後、JIS ＳＫＤ６１を母材と
し金型押圧面に図１に示す円弧状突起を有する金型を備
えたプレスを用いて、通常の方法で幅１０５０ｍｍに幅
圧下した。この幅圧下の後、表６に示すパススケジュー
ルで竪型圧延機と水平圧延機とで構成される圧延機群に
よって熱間圧延して、上記と同じ板厚３５ｍｍ、板幅１
０５０ｍｍに仕上げた。

【００４３】

【表６】

【００４４】このようにして得た厚さ３５ｍｍの鋼板側
端部に生じた線状疵は片側で１４．６ｍｍであった。し
たがって、上記の表５に記載の通常のパススケジュール
で圧延した場合に比べて線状疵除去のための切り落とし
量は片側で２．７ｍｍずつ減少させることができた。

【００４５】なお、表５及び表６に記載のパススケジュ
ールで圧延した場合の水平圧延機Ｒ６の出側での板幅変
動を自動測定した結果、本発明の方法に係る表６のパス
スケジュールで圧延した場合、線状疵幅が減少するにも
拘らず表５の従来のパススケジュールで圧延した場合と
同等の板幅変動であることが確認できた。

【００４６】

【発明の効果】本発明の金属板の熱間圧延方法によれ
ば、製品板の側端部に生ずる線状疵の除去のための切り
落とし量の軽減が行えるとともに、製品板の幅精度低下
を抑制することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】円弧状の突起を有する金型を備えた幅圧下プレ
スによるスラブの幅圧下を説明する図である。

【図２】従来の圧延パススケジュールで圧延して厚さ３
５．０ｍｍで幅１０５０ｍｍに仕上げた場合の線状疵
幅、凹深さ（凹造形深さ）及び鋼板の板幅を示す図であ
る。

【図３】竪型圧延機による幅圧下の有無による製品側端
部の形状を示す図で、（ａ）は竪型圧延機Ｅ１〜Ｅ４に
よる幅圧下も行ったパススケジュールでの水平圧延機Ｒ
６による圧延後の製品鋼板の側端部形状を、（ｂ）は竪
型圧延機Ｅ１〜Ｅ４による幅圧下を行わなかったパスス
ケジュールでの水平圧延機Ｒ６による圧延後の製品鋼板
の側端部形状を示すものである。

【図４】竪型圧延機による幅圧下を行わずに厚さ３５．
０ｍｍに仕上げた場合の線状疵幅、凹深さ及び鋼板の板
幅を示す図である。

【図５】竪型圧延機による幅圧下量を制限して厚さ３
５．０ｍｍで幅１０９０ｍｍに仕上げた場合の、線状疵
幅、凹深さ及び鋼板の板幅を示す図である。

【図６】竪型圧延機による幅圧下量を制限し、幅圧下プ
レスの幅圧下量を増加して厚さ３５．０ｍｍで幅１０５
０ｍｍに仕上げた場合の線状疵幅、凹深さ及び鋼板の板
幅を示す図である。

【符号の説明】

1：スラブ 2：金型 Ｒ：金型の突起半径 ｈ：金型の突起高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−41802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−33104（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−124605（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−262807（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−75722（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭47−36619（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円弧状の突起を有する金型を備えた水平対
   向式のプレスで、（Ｗ−５）〜（Ｗ＋５）ｍｍに幅圧下
   した熱間圧延用スラブを、竪型圧延機と水平圧延機とで
   構成される圧延機群によって熱間圧延するに際して、竪
   型圧延機による幅圧下後の板幅を（Ｗ−１５）〜（Ｗ−
   ５）ｍｍにして圧延することを特徴とする金属板の熱間
   圧延方法。ここでＷはｍｍ単位での圧延製品板の板幅を
   指す。