JP3598966B2 - 光沢の優れた金属板の冷間圧延方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢の優れた金属板の冷間圧延方法に関し、特に、光沢の優れた鋼板の冷間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光沢の優れた金属板、特に、ステンレス鋼に代表される光沢の優れた鋼板を製造するには、冷間圧延に際して金属板表面の凹凸を極力生じないように冷間圧延を施すことが重要であるとされてきた。
そこで、従来、ステンレス鋼に代表される優れた光沢を要求される鋼板は、光沢低下の原因である、オイルピットの発生抑制上、径が５０〜１５０ｍｍ 程度の小径ロールを組み込んだクラスタ型のリバース圧延機を用い、複数パスの冷間圧延を施して製造するのが一般的であった。オイルピットとは、圧延用ロールと被圧延金属板の間に供給される潤滑剤（圧延油ともいう）が、圧延時に作用する力により、金属板に押し込まれてできる微細散在状の凹みである。
【０００３】
ところで、リバース圧延機での冷間圧延は、生産能率アップに限界があることから、径が ２００〜６５０ｍｍ 程度の大径ロールを複数スタンドに組み込んだタンデム圧延機を用い、高能率で高光沢金属板を製造することも試みられつつある。
一方、近年、リバース圧延機で製造する場合はもちろん、大径ロールで冷間圧延を行うために、一般に製品金属板の光沢が劣るとされるタンデム圧延機で製造する場合でも、製品鋼板の光沢に対する需要家の要求が強くなってきている。
【０００４】
本発明者らは、たとえば、先に特開 2000-117311 号公報において、金属板を圧延する上下一対の圧延用ロールであって、クロス研磨目の傾斜角度及び／又は凹凸形状が上下の圧延用ロールで異なることを特徴とする圧延用ロール対を提案した。
この圧延用ロールに付与したクロス研磨目は、図４に示すようなものであって、クロス研磨目は、圧延用ロール円周方向に対して互いに傾斜方向が反対で、かつ交差した研磨目である。この研磨目は、回転砥石により圧延用ロールに付与した場合、砥石の砥粒による研磨痕であり、一方にθ+ 傾斜した研磨目と他方にθ- 傾斜した研磨目とは互いに交差している。
【０００５】
図４で、θ＋ 、θ− は圧延用ロールに付与されたそれぞれの研磨目の一方の傾斜角度および他方の傾斜角度である。
このクロス研磨目を付与した圧延用ロールを用いて圧延を施すことにより、鋼板の光沢が向上する理由としては、ロール円周方向に対して互いに傾斜方向を反対とした研磨目により、ロールバイト内で鋼板表面を平滑化できること、圧延用ロールバイト内において、ロール円周方向に対して互いに傾斜方向を反対とした研磨目である溝を介して圧延油を鋼板表面から効果的に排出でき、オイルピットが鋼板表面に発生するのを抑制できることがあげられる。
【０００６】
ここで、特開 2000-117311 号公報に記載の圧延方法は、鋼板の上下面の光沢度差を改善するために、上圧延用ロールには、クロス研磨目の一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ+ の平均値を５〜80°とし、かつ他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ- の平均値を５〜80°とした研磨目を付与するとともに、下圧延用ロールには、それぞれの研磨目の傾斜角度の平均値を10〜85°とした研磨目を付与して圧延を行うものである。
【０００７】
しかしながら、特開２０００−１１７３１１ 号公報に記載の圧延方法では、上圧延用ロールと下圧延用ロールに付与するクロス研磨目の傾斜角度の平均値を変えているだけであり、傾斜角度θ＋ 、θ− について、平均値で５〜８５°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを用い、かつ冷間圧延条件に特に考慮を払わず、従来の圧延用ロールを用いた場合と同じ条件で冷間圧延を施していたので、得られる鋼板の光沢が不十分であるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上述のような従来技術の冷間圧延方法における問題点を解消することにあり、光沢の優れた金属板の冷間圧延方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、リバース圧延機の圧延スタンドに径が50〜150mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し10〜75°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を0.10〜0.15に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法である。また第２発明として、リバース圧延機の圧延スタンドに径が 50 〜 150mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目、他方に傾斜する研磨目とも、その傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し 10 〜 75 °としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を 0.10 〜 0.15 に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法とすることもできる。
【００１０】
さらに、第３発明は、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が200 〜650 mmで、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、前記複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し10〜75°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、摩擦係数を0.08〜0.12に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法である。そして、第４発明として、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が 200 〜 650 mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、前記複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目、他方に傾斜する研磨目とも、その傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し 10 〜 75 °としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、擦係数を 0.08 〜 0.12 に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法とすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の冷間圧延方法に用いるクロス研磨目を付与した圧延用ロール（以下、単にロールという）について、図１を用いて説明する。
本発明に用いるロールは、中空円盤状砥石（以下、単に砥石と称する）２をロール研磨機（図示しない）の砥石回転機構に取り付けるとともに、同じロール研磨機にロール１を取り付け、ロール回転機構（図示しない）にて回転させ、砥石２を回転させつつ回転させたロール１に接触させ、ロール１の軸１Ａ方向に相対的に移動させてロール１を研磨する際に、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、砥石２のオフセット量Ｘを０を超え砥石２の外径の１／２ 未満とし、砥石２とロール１の接触域をロール軸１Ａ方向に等分する線２Ｄの両側の砥石２の研磨面３Ｌ、３Ｒをロール１に接触させて、クロス研磨目を付与することができる。
【００１３】
なお、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、本発明に用いるロールの研磨方法を説明する図で、それぞれ砥石とロールとの接触状態を示す部分平面図、図１（ａ）のＢ−Ｂ部分断面図、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、砥石とロールとの接触面における砥石の周速度ベクトルの方向を示す平面図である。
【００１４】
１はロール、１Ａはロールの回転軸（以下単にロール軸又は軸と称する）、１Ｂはロールの回転方向、１Ｎはロールの法線、２は砥石、２Ａは砥石の回転軸（以下単に砥石の軸又は軸と称する）、２Ｂは砥石の回転方向、２Ｃは砥石の移動方向、２Ｄは砥石２とロール１との接触域をロール軸１Ａ方向に等分した線）、３Ｌ、３Ｒは砥石２とロール１との接触面、Ｘはオフセット量である。
【００１５】
ロールの円周を含む仮想的な面で砥石２を等分すると、等分線は丁度２Ｄのようになる。
砥石２は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、中空円盤状であり、研磨面が軸２Ａに対して直交するように設けてあり、ロール研磨機において、上記のように砥石２のオフセット量Ｘを０を超え砥石２の外径の１／２ 未満とし、砥石２とロール１の接触域をロール軸１Ａ方向に等分する線２Ｄの両側にて砥石２の研磨面をロール１に接触させるには、砥石２の研磨面をロール１に向けるとともに、砥石２の軸２Ａをロール法線１Ｎに一致させた後、上記オフセット量Ｘだけ平行にずらせて、砥石２の研磨面をロール１に接触させるようにすればよい。
【００１６】
このように砥石とロールを接触させて研磨すると、図２に示すように、砥石２とロール１との接触面３Ｌ、３Ｒにおける砥石２の周速度ベクトルの方向は、ロール１の円周方向に対し互いに反対向きに傾斜するので、砥石２を少なくとも１回、ロール１の軸１Ａ方向に相対的に移動させるだけで、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、円周方向に対して互いに傾斜方向が反対で、かつ交差する研磨目をロール１の周面に付与できるのである。
【００１７】
なお、上述した方法によりクロス研磨目をロール１の周面に付与する場合には、図３に示すように、砥石２の移動方向２Ｃの前方における接触面３Ｌの面圧が砥石２の移動方向２Ｃの後方における接触面３Ｒの面圧より高くなるように、砥石２の軸２Ａを移動方向２Ｃに向けてロール１の法線１Ｎに対して角αだけ傾斜させるのがよい。砥石２の軸２Ａを移動方向２Ｃに向けてロール１の法線１Ｎに対して角αだけ傾斜させることにより、砥石２の移動方向２Ｃの前方における接触面３Ｌで付与された研磨目の、後方の接触面３Ｒで研磨された後での深さと、後方の接触面３Ｒで付与された研磨目の深さとをほぼ等しくでき、このロールで圧延された金属板に光沢むらが生ずるのを抑制できるからである。
【００１８】
ロール法線１Ｎに対する砥石の軸２Ａの傾斜角度αは、砥石２が弾性変形により両側の接触面３Ｌ、３Ｒにおいて接触維持できる範囲で、かつ接触面３Ｌで付与された研磨目の深さと接触面３Ｒで付与された研磨目の深さとがほぼ等しくなるようにすればよく、傾斜角度αは、圧延ロール１の材質、砥石の粒度や砥石の材質等によって決めることができ、０．０１〜０．５ °にすることができる。
【００１９】
なお、砥石２を相対的に移動させるというのは、ロール１を回転させ、回転する砥石２をロール１の軸１Ａ方向に移動させるか若しくは、砥石２を回転させ、回転させたロール１を軸１Ａ方向に移動させるか或いは、ロール１および砥石２の両者を互いに反対向きに移動させることであり、砥石２の相対的移動速度は、砥石２の外周速度に対して十分小さく設定すれば、クロス研磨目の傾斜角度θ＋ 、θ− には大きな影響を与えない。
【００２０】
また、図１，図２に示すように、有限幅の中空円盤状の砥石を用い、ロールを有限速度で軸方向に移動させながら有限砥石回転数で研磨した場合には、原理的に図４（ｄ）のように、左右異なる範囲で分布した研磨目となるが、砥石回転数を上げていくと、図４（ｂ）のように左右の研磨目が円周方向に対してなす角度が対称な状態に近づけることが可能であり、また、図４（ｄ）の状態から、砥石幅を狭くしていくと、図４（ｃ）のように左右で角度は異なるが、研磨角度の分布が狭い状態に近づけることもできる。幅の狭い砥石を用いて砥石回転数を上げていくと、図４（ａ）のような状態に近づけることも可能である。
【００２１】
以上説明した研磨方法では、有限幅の砥石を用いて、有限砥石回転数で研磨するので、図４（ｄ）に示す状態の研磨目となるが、光沢向上効果を得ることはできる。
ところで、上述した特開２０００−１１７３１１ 号公報に記載の圧延方法において、ロールに付与するクロス研磨目の傾斜角度θ＋ 、θ− の平均値の下限を５°、上限を８５°とする理由は、クロス研磨目の傾斜角度の平均値が５°未満ではロールのクロス研磨目による金属板表面の平滑化効果が不十分となって、得られる金属板の光沢が充分向上せず、一方、クロス研磨目の傾斜角度の平均値が８５°を超えるとクロス研磨目による圧延油の排出効果が不十分となり、金属板表面にオイルピットが生じて、金属板の光沢が充分向上しないからであった。
【００２２】
しかし、上述したようにクロス研磨目の傾斜角度の平均値を限定した場合でも、図１、図２に示す方法でクロス研磨目をロールに付与し、このロールで冷間圧延を行って得られる金属板の光沢度が低いことがあり、この光沢向上効果が少ない原因を検討した。
この結果、図４（ｄ）に示すように、傾斜角度のばらつきの大きい研磨目となる場合があるので、一段と光沢に優れる金属板を得るには、ロール円周方向に対し少なくとも一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ＋ を１０〜７５°、さらに望ましくは他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ− も１０〜７５°としたクロス研磨目をロールに付与しなければならないことが、後述する結果から新たにわかった。
【００２３】
この理由は、クロス研磨目のうち、傾斜角度θ＋ 、θ− が１０°未満の研磨目は金属板表面の平滑化効果が不十分であり、一方、クロス研磨目のうち、傾斜角度θ＋ 、θ− が７５°を超える研磨目は圧延油の排出効果が不十分で、オイルピットが生じやすいからである。
そこで、得られる金属板の光沢を一段と向上させるためには、少なくとも一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ＋ を全て１０〜７５°、さらに望ましくは他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ− も全て１０〜７５°としたクロス研磨目をロールに付与する。
【００２４】
なお、本発明に用いるロールにクロス研磨目を付与する方法は、図１，図２に示すような方法に限定されることはないが、この方法は簡単、かつ効率的で外観上も均一にムラなく仕上がるので、この方法によるのが望ましい。
次いで、上述のように限定したクロス研磨目を付与したロールを用いる、本発明の冷間圧延方法について説明する。
【００２５】
本発明の冷間圧延方法において、リバース圧延機の圧延スタンドに径が５０〜１５０ｍｍ のロールを組み込んで金属板に圧延を施す理由は、リバース圧延機の圧延スタンドに組み込むロールの径が５０ｍｍ未満では、圧延後の金属板の平坦度が悪化してしまい、一方、リバース圧延機の圧延スタンドに組み込むロールの径が１５０ ｍｍを超えると圧延荷重が大きくなりすぎてリバース圧延機を破損してしまうおそれがあるためである。
【００２６】
さらに、リバース圧延機で施す複数の圧延パスのうち、あるパスとそれとは別のパスとでは、違うロールで圧延することもあるわけであり、少なくとも最終パスの圧延の際に、上述のようにロール円周方向に対する傾斜角度の範囲を限定したクロス研磨目を付与したロールを用いる理由は、複数パスのうち、少なくとも最終パスの圧延の際に、このクロス研磨目を付与したロールを用いれば、確実に光沢を向上できるからである。
【００２７】
さらに加えて、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を０．１０〜０．１５に調整する理由は、最終パスでの摩擦係数が０．１０未満では、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまい、クロス研磨目による光沢向上効果が得られなくなるからであり、一方、最終パスでの摩擦係数が０．１５を超えると、金属板とロールとの間で焼き付きが発生して、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまうためである。
【００２８】
本発明のリバース圧延機を用いる冷間圧延方法において、最終パスでの摩擦係数を０．１０〜０．１５に調整するには、適宜な組成の圧延油を用いて、圧下スケジュールを定めればよい。
なお、本発明で用いる摩擦係数は、実測圧延荷重と金属板の変形抵抗とからＢｌａｎｄ ＆ Ｆｏｒｄの荷重式（日本鉄鋼協会、圧延理論部会編、「板圧延の理論と実際」、第３３頁、第２．１６８ 式 〜２．１８３ 式）により求めた値である。その際、ロールの扁平式にはＨｉｔｃｈｃｏｃｋ の式（４０頁、２．２３０ 式）を用いている。
【００２９】
また、本発明の冷間圧延方法において、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が２００ 〜６５０ ｍｍのロールを組み込んで金属板に圧延を施す理由は、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ組み込むロールの径が２００ｍｍ 未満では、金属板の平坦度が悪化してしまい、一方、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ組み込むロールの径が６５０ ｍｍを超えると圧延荷重が大きくなりすぎ、圧延機を破損してしまうおそれがあるためである。
【００３０】
さらに、タンデム圧延機の複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、上述のようにロール円周方向に対する傾斜角度範囲を限定したクロス研磨目を付与したロールを用いる理由は、複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドにこのクロス研磨目を付与したロールを用いれば、確実に光沢を向上できるからである。
【００３１】
さらに加えて、少なくとも最終スタンドにおいて、摩擦係数を０．０８〜０．１２に調整する理由は、最終スタンドでの摩擦係数が０．０８未満では、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまい、クロス研磨目による光沢向上効果が得られなくなり、一方、最終スタンドでの摩擦係数が０．１２を超えると、金属板とロールとの間で焼き付きが発生して、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまうためである。
【００３２】
本発明のタンデム圧延機を用いる冷間圧延方法において、最終スタンドでの摩擦係数を０．０８〜０．１２とするには、適宜な組成の圧延油を用いて、適宜な各スタンドでの圧下スケジュールを定めればよく、タンデム圧延機における摩擦係数はリバース圧延機における摩擦係数と同様な算出方法とした。
ここで、上述した本発明の冷間圧延方法で得られた金属板表面の一例のスケッチ図を図５（ａ）、図５（ｂ）に示す。この図５（ａ）、図５（ｂ）は、冷間圧延後の金属板表面の同じ部分を倍率を変えて電子顕微鏡で撮影した写真をスケッチしたものである。
【００３３】
図５（ａ）、図５（ｂ）には、クロス研磨目を付与したロールを用い、圧延を施して得られた鋼板に特有の、ロールの研磨目により平滑にされた平滑化痕の凸状摺動終端２０が一本観察される。
これらの図では、圧延方向に対して左斜め下から右斜め上方向にλ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０を一本だけ示してあるが、本発明の冷間圧延方法で得られた金属板表面には、λ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０は複数、鋼板表面に存在している。 また、図で、λ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０とは、圧延方向に対して傾斜方向が反対に右斜め下から左斜め上方向に傾斜した凸状摺動終端がもちろん複数存在する（ただし、図には示していない）。
【００３４】
本発明の冷間圧延方法で得られた各種の金属板について、０．１ｍｍ ×０．１ｍｍ の範囲１０ヶ所を電子顕微鏡により観察することにより、圧延方向に対してλ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０、および圧延方向に対してλ＋ と反対方向にλ− 傾斜した凸状摺動終端、合計１８本の傾斜角度をそれぞれ測定した。
その結果、各種の金属板表面におけるロールの研磨目により平滑にされた凸状摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度λ＋ 、λ− の範囲は、ロールに付与したクロス研磨目の傾斜角度θ＋ 、θ− の範囲と一致することがわかった。
【００３５】
すなわち、平滑化痕の凸状の摺動終端が圧延方向に対して互いに傾斜方向が反対であるものをそれぞれ複数有し、この少なくとも片方に傾斜したものの複数の摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度が全て１０ 〜７５°である場合に、金属板の光沢が一段と優れていることが判明した。さらに反対側のものも、全て１０〜７５°であるとより望ましい。
【００３６】
ここで、凸状の摺動終端２０は、図６に模式的に示すように、研磨溝を形成するロール１の回転方向前方の壁面１０に当接して形成され、摺動終端２０よりロール回転方向前方側の金属板３０には圧延油が排出された痕跡４０が認められている。凸状の摺動終端の最大高さＨは、砥石の粒度、研磨条件等によって異なるが、後述する実施例２条件Ｃ１０ の場合に約１．０ μｍ であった。
【００３７】
なお、図６で１０Ａ はロールの外周速度、３０Ａ は金属板の出側速度で、５０はロールバイト出口である。
以下に本発明の冷間圧延方法および金属板について、図７に示す１２段クラスター型のリバース圧延機および図８に示す５スタンドからなるタンデム圧延機を用いて、ステンレス鋼板を得る場合を例にして説明する。
【００３８】
図７、図８において、１はロール、７３、８３は補強ロール、７６は中間ロールであり、７４、８４ は圧延油供給ノズル、７５、８５は圧延油である。
【００３９】
【実施例】
（実施例１）
図７に示す１２段クラスタ型のリバース圧延機の圧延スタンドに径が５０〜１５０ｍｍ のロールを組み込んで金属板に３パスでの冷間圧延を施した。
その際、５ｍａｓｓ％Ｃｒ鍛鋼製のロールに表１、２に示す研磨条件でクロス研磨目を付与し、このロールを複数パスのうち、少なくとも最終パスの圧延の際に組み込んで冷間圧延を行い、延べ圧延長さを記憶するとともに、得られた鋼板にさらに同一条件で焼鈍・酸洗・調質圧延を施した後、上記延べ圧延長さにおける鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）を測定し、摩擦係数は最終パスでの圧延荷重を測定して求めた。
【００４０】
なお、第１、２パスの圧延では、円周方向に平行な研磨目を付与した径が８０ｍｍの５ｍａｓｓ％Ｃｒ鍛鋼製のロールを用いた。金属板としては、熱間圧延・焼鈍・酸洗後の素材厚２．０ｍｍ のＳＵＳ ４３０ フェライト系ステンレス鋼板を用い、各パスでの圧延速度を１５０ｍ／ｍｉｎとして、厚み１．００ｍｍに仕上げた。
また、ロールの粗さ毎に表３に示す圧延油をニートで供給し、表４に示す圧下スケジュールにした。
【００４１】
表１，２に研磨条件および研磨目の傾斜角度、研磨後のロール粗さ、圧延条件、最終パスでの線圧、最終パスでの摩擦係数、ロールと金属板との焼付きの有無、延べ圧延長さ並びにこの延べ圧延長さにおける鋼板の光沢度（ＧＳ ２０ °）を合わせて示した。ロール粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１ に規定する算術平均粗さを、ロールの軸方向に測定した。
【００４２】
発明例Ａ０１ 〜Ａ１０ では、中空円盤状の砥石として、ＣＢＮ ホイール（ＪＩＳ Ｂ ４１３１の形状６Ａ２ ）を用い、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ＋ を１０〜７５°、かつ他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ− も１０〜７５°としたクロス研磨目をロールに付与し、このロールを最終パスの圧延の際、圧延スタンドに上下１対として組み込み金属板に圧延を施した。
【００４３】
比較例Ａ１１ 、Ａ１２ では、発明例Ａ０１ 、Ａ０２ と同じクロス研磨目を付与し、このロールを用いた最終パスでの圧下率を発明例Ａ０１ 、Ａ０２ の場合より小さくするか、もしくは大きくなるように圧下スケジュールを変化させた。
比較例Ａ１３ 、Ａ１４ では、一部の傾斜角度が１０〜７５°の範囲を外れたクロス研磨目をロールに付与し、このロールを用いた。従来例Ａ１５ では、円周方向に平行な研磨目をロールに付与し、このロールを用いた。
【００４４】
表２は、最終パスの圧延の際に圧延スタンドに組み込んだロールの径および研磨目の傾斜角度を表２に示すとおりに変えた場合の結果である。
総合評価は次のようにして行った。
鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、かつロールと金属板との焼付き、金属板の形状不良、圧延荷重が許容荷重上限をオーバーする等のトラブルが発生しない場合には○、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満の場合、もしくはロールと金属板との焼付き、金属板の形状不良および圧延荷重が許容荷重上限をオーバーする等のいずれか一つのトラブルが発生した場合には×とした。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
【表３】
【００４８】
【表４】
【００４９】
表１、２に示す圧延結果から、ロールの径を５０〜１５０ ｍｍとし、複数パスのうち、少なくとも最終パスの圧延の際に、少なくとも一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を１０〜７５°、さらに望ましくは、他方に傾斜する研磨目の傾斜角度も１０〜７５°としたクロス研磨目を付与したロールを組み込んで、摩擦係数を０．１０〜０．１５に調整できた発明例Ａ０１ 〜Ａ１０ では、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、比較例Ａ１１ 、Ａ１３ 、従来例Ａ１５ より光沢に優れる金属板が得られた。
【００５０】
一方、比較例Ａ１１ 〜Ａ１４ では、最終パスにおける摩擦係数が０．１０〜０．１５の範囲を外れたためにどちらの場合においても鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ａ１２ では焼付きが発生し、光沢が著しく低下した。
また、発明例Ｂ０１ 〜Ｂ０８ の場合でも、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、比較例Ｂ１０ 、Ｂ１１ 、従来例Ｂ１の場合より光沢に優れる金属板が得られた。
【００５１】
比較例Ｂ１０ 、Ｂ１１ ではどちらの場合でも鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ｂ１１ では、焼き付きが発生し、光沢が著しく低下した。また、比較例Ｂ１２ では金属板の形状が悪化し圧延の継続が困難であり、比較例Ｂ１３ では圧延荷重が許容荷重上限をオーバーし、圧延の継続が困難であった。
ロールの研磨目により平滑にされた凸状摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度の範囲は、ロールに付与したクロス研磨目の傾斜角度の範囲と一致することがわかっているので、平滑化痕の凸状の摺動終端が圧延方向に対して互いに傾斜方向が反対であるものをそれぞれ複数有し、この複数の摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度が少なくとも一方について１０〜７５°、さらに望ましくは他方についても１０〜７５°である場合に、金属板の光沢が一段と優れている。
【００５２】
（実施例２）
図８に示すタンデム圧延機の５スタンドにそれぞれ径が２００ 〜６５０ ｍｍのロールを組み込んで金属板に圧延を施した。
その際、冷間ダイス鋼製のロールに表５、６に示す研磨条件でクロス研磨目を付与し、このロールを複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに組み込んで冷間圧延を行い、延べ圧延長さを記憶するとともに、得られた鋼板にさらに同一条件で焼鈍・酸洗・調質圧延を施した後、上記延べ圧延長さにおける鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）を測定し、摩擦係数は最終スタンドでの圧延荷重を測定して求めた。
【００５３】
なお、第１〜第４スタンドには、冷間ダイス鋼製の鏡面に研磨した径が５００ｍｍ のロールを用いた。金属板として、熱間圧延・焼鈍・酸洗後の素材厚４．０ｍｍ のＳＵＳ ４３０ フェライト系ステンレス鋼板を用い、最終スタンドに組み込むロールの粗さ毎に表７に示す圧延油を５ｖｏｌ ％エマルジョンで供給しつつ、表８に示す圧下スケジュールで圧延速度を３００ｍ／ｍｉｎとして、厚み１．５ｍｍ に仕上げた。
【００５４】
表５、６に研磨条件および研磨目の傾斜角度、研磨後のロール粗さ、圧延条件、最終パスでの線圧、最終パスでの摩擦係数、ロールと金属板との焼付きの有無、延べ圧延長さ並びにこの延べ圧延長さにおける鋼板の光沢度（ＧＳ ２０ °）を合わせて示した。ロール粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１ に規定する算術平均粗さをロールの軸方向に測定した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
【表６】
【００５７】
【表７】
【００５８】
【表８】
【００５９】
表５、６に示す圧延結果から、複数スタンドにそれぞれ組み込むロールの径を２００ 〜６５０ ｍｍとし、複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を１０〜７５°、さらに好ましくは他方に傾斜する研磨目の傾斜角度も１０〜７５°としたクロス研磨目を付与したロールを組み込み、かつ摩擦係数を０．０８〜０．１２とした発明例Ｃ０１ 〜Ｃ１０ および発明例Ｄ０１ 〜Ｄ０８ の場合、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、比較例Ｃ１１ 〜Ｃ１４ 、従来例Ｃ１５ または比較例Ｄ１０ 、Ｄ１１ 、従来例Ｄ１４ より光沢に優れる金属板が得られた。
【００６０】
一方、比較例Ｃ１１ 、Ｃ１２ では、最終スタンドにおける摩擦係数が０．０８〜０．１２の範囲を外れたためにどちらの場合においても鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ｃ１２ では焼付きが発生し、光沢が著しく低下した。
比較例Ｃ１３ 、Ｃ１４ 、Ｄ１０ 、Ｄ１１ では、最終スタンドにおける摩擦係数が０．０８〜０．１２の範囲を外れたために、どちらの場合においても鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ｄ１１ では焼付きが発生し、光沢が著しく低下した。
【００６１】
また、比較例Ｄ１２ では金属板の形状が悪化したので圧延の継続が困難であり、比較例Ｄ１３ では圧延荷重が許容荷重をオーバーしたので圧延の継続が困難であった。
ロールの研磨目により平滑にされた凸状摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度の範囲は、ロールに付与したクロス研磨目の傾斜角度の範囲と一致することがわかっているので、平滑化痕の凸状の摺動終端が圧延方向に対して互いに傾斜方向が反対であるものをそれぞれ複数有し、この複数の摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度が少なくとも一方について１０〜７５°、さらに望ましくは他方についても１０〜７５°である場合に、金属板の光沢が一段と優れている。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、リバース圧延機もしくはタンデム圧延機を用いて、光沢の優れた金属板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、本発明に用いるロールの研磨方法を説明する図であり、砥石とロールとの接触状態を示す部分平面図、図１（ａ）のＢ−Ｂ部分断面図、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、砥石とロールとの接触面における砥石の周速度ベクトルの方向を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明に用いるロールの研磨方法を説明するための砥石の軸の傾斜方向を示す部分断面図である。
【図４】図４は、クロス研磨目の傾斜角度を示すロール表面の概略展開図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）は本発明の冷間圧延方法で得られた金属板表面の一例のスケッチ図で、平滑化痕の凸状の摺動終端を示す。
【図６】図６は、平滑化痕の凸状摺動終端の形成状態を示す断面模式図である。
【図７】図７は、１２段クラスター型リバース圧延機のロール配置図である。
【図８】図８は、タンデム圧延機のロール配置図である。
【符号の説明】
１ 圧延用ロール（ロール）
１Ａ ロールの軸
１Ｂ ロールの回転方向
１Ｎ ロールの法線
２ 中空円盤状の砥石（砥石）
２Ａ 砥石の軸
２Ｂ 砥石の回転方向
２Ｃ 砥石の移動方向
Ｏ 砥石の研磨面の中心
２Ｄ 砥石の研磨面の中心を通り、ロールの円周を含む仮想的な面で砥石を等分する線
３Ｌ、３Ｒ 砥石の研磨面とロールとの接触面
Ｘ オフセット量
θ１ 、θ２ 砥石とロールとの接触面における砥石の外周速度ベクトルおよび内周速度ベクトルのロール円周方向となす角度
θ＋ 、θ− ロール表面におけるクロス研磨目のロール円周方向に対する一方の傾斜角度および他方の傾斜角度
λ＋ 、λ− 凸状摺動終端の長手方向に対する角度
１０ 研磨溝を形成するロール回転方向前方の壁面
１０Ａ ロールの外周速度
２０ 凸状の摺動終端
Ｈ 凸状の摺動終端の最大高さ
３０ 金属板（ステンレス鋼板）
３０Ａ 金属板の出側速度
４０ オイルピット
５０ ロールバイト出口
７３、８３ 補強ロール
７４、８４ 圧延油供給ノズル
７５、８５ 圧延油
７６ 中間ロール
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢の優れた金属板の冷間圧延方法に関し、特に、光沢の優れた鋼板の冷間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光沢の優れた金属板、特に、ステンレス鋼に代表される光沢の優れた鋼板を製造するには、冷間圧延に際して金属板表面の凹凸を極力生じないように冷間圧延を施すことが重要であるとされてきた。
そこで、従来、ステンレス鋼に代表される優れた光沢を要求される鋼板は、光沢低下の原因である、オイルピットの発生抑制上、径が５０〜１５０ｍｍ 程度の小径ロールを組み込んだクラスタ型のリバース圧延機を用い、複数パスの冷間圧延を施して製造するのが一般的であった。オイルピットとは、圧延用ロールと被圧延金属板の間に供給される潤滑剤（圧延油ともいう）が、圧延時に作用する力により、金属板に押し込まれてできる微細散在状の凹みである。
【０００３】
ところで、リバース圧延機での冷間圧延は、生産能率アップに限界があることから、径が ２００〜６５０ｍｍ 程度の大径ロールを複数スタンドに組み込んだタンデム圧延機を用い、高能率で高光沢金属板を製造することも試みられつつある。
一方、近年、リバース圧延機で製造する場合はもちろん、大径ロールで冷間圧延を行うために、一般に製品金属板の光沢が劣るとされるタンデム圧延機で製造する場合でも、製品鋼板の光沢に対する需要家の要求が強くなってきている。
【０００４】
本発明者らは、たとえば、先に特開 2000-117311 号公報において、金属板を圧延する上下一対の圧延用ロールであって、クロス研磨目の傾斜角度及び／又は凹凸形状が上下の圧延用ロールで異なることを特徴とする圧延用ロール対を提案した。
この圧延用ロールに付与したクロス研磨目は、図４に示すようなものであって、クロス研磨目は、圧延用ロール円周方向に対して互いに傾斜方向が反対で、かつ交差した研磨目である。この研磨目は、回転砥石により圧延用ロールに付与した場合、砥石の砥粒による研磨痕であり、一方にθ+ 傾斜した研磨目と他方にθ- 傾斜した研磨目とは互いに交差している。
【０００５】
図４で、θ＋ 、θ− は圧延用ロールに付与されたそれぞれの研磨目の一方の傾斜角度および他方の傾斜角度である。
このクロス研磨目を付与した圧延用ロールを用いて圧延を施すことにより、鋼板の光沢が向上する理由としては、ロール円周方向に対して互いに傾斜方向を反対とした研磨目により、ロールバイト内で鋼板表面を平滑化できること、圧延用ロールバイト内において、ロール円周方向に対して互いに傾斜方向を反対とした研磨目である溝を介して圧延油を鋼板表面から効果的に排出でき、オイルピットが鋼板表面に発生するのを抑制できることがあげられる。
【０００６】
ここで、特開 2000-117311 号公報に記載の圧延方法は、鋼板の上下面の光沢度差を改善するために、上圧延用ロールには、クロス研磨目の一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ+ の平均値を５〜80°とし、かつ他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ- の平均値を５〜80°とした研磨目を付与するとともに、下圧延用ロールには、それぞれの研磨目の傾斜角度の平均値を10〜85°とした研磨目を付与して圧延を行うものである。
【０００７】
しかしながら、特開２０００−１１７３１１ 号公報に記載の圧延方法では、上圧延用ロールと下圧延用ロールに付与するクロス研磨目の傾斜角度の平均値を変えているだけであり、傾斜角度θ＋ 、θ− について、平均値で５〜８５°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを用い、かつ冷間圧延条件に特に考慮を払わず、従来の圧延用ロールを用いた場合と同じ条件で冷間圧延を施していたので、得られる鋼板の光沢が不十分であるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上述のような従来技術の冷間圧延方法における問題点を解消することにあり、光沢の優れた金属板の冷間圧延方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、リバース圧延機の圧延スタンドに径が50〜150mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し10〜75°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を0.10〜0.15に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法である。また第２発明として、リバース圧延機の圧延スタンドに径が 50 〜 150mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目、他方に傾斜する研磨目とも、その傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し 10 〜 75 °としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を 0.10 〜 0.15 に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法とすることもできる。
【００１０】
さらに、第３発明は、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が200 〜650 mmで、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、前記複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し10〜75°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、摩擦係数を0.08〜0.12に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法である。そして、第４発明として、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が 200 〜 650 mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、前記複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目、他方に傾斜する研磨目とも、その傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し 10 〜 75 °としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、擦係数を 0.08 〜 0.12 に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法とすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の冷間圧延方法に用いるクロス研磨目を付与した圧延用ロール（以下、単にロールという）について、図１を用いて説明する。
本発明に用いるロールは、中空円盤状砥石（以下、単に砥石と称する）２をロール研磨機（図示しない）の砥石回転機構に取り付けるとともに、同じロール研磨機にロール１を取り付け、ロール回転機構（図示しない）にて回転させ、砥石２を回転させつつ回転させたロール１に接触させ、ロール１の軸１Ａ方向に相対的に移動させてロール１を研磨する際に、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、砥石２のオフセット量Ｘを０を超え砥石２の外径の１／２ 未満とし、砥石２とロール１の接触域をロール軸１Ａ方向に等分する線２Ｄの両側の砥石２の研磨面３Ｌ、３Ｒをロール１に接触させて、クロス研磨目を付与することができる。
【００１３】
なお、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、本発明に用いるロールの研磨方法を説明する図で、それぞれ砥石とロールとの接触状態を示す部分平面図、図１（ａ）のＢ−Ｂ部分断面図、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２は、砥石とロールとの接触面における砥石の周速度ベクトルの方向を示す平面図である。
【００１４】
１はロール、１Ａはロールの回転軸（以下単にロール軸又は軸と称する）、１Ｂはロールの回転方向、１Ｎはロールの法線、２は砥石、２Ａは砥石の回転軸（以下単に砥石の軸又は軸と称する）、２Ｂは砥石の回転方向、２Ｃは砥石の移動方向、２Ｄは砥石２とロール１との接触域をロール軸１Ａ方向に等分した線）、３Ｌ、３Ｒは砥石２とロール１との接触面、Ｘはオフセット量である。
【００１５】
ロールの円周を含む仮想的な面で砥石２を等分すると、等分線は丁度２Ｄのようになる。
砥石２は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）に示すように、中空円盤状であり、研磨面が軸２Ａに対して直交するように設けてあり、ロール研磨機において、上記のように砥石２のオフセット量Ｘを０を超え砥石２の外径の１／２ 未満とし、砥石２とロール１の接触域をロール軸１Ａ方向に等分する線２Ｄの両側にて砥石２の研磨面をロール１に接触させるには、砥石２の研磨面をロール１に向けるとともに、砥石２の軸２Ａをロール法線１Ｎに一致させた後、上記オフセット量Ｘだけ平行にずらせて、砥石２の研磨面をロール１に接触させるようにすればよい。
【００１６】
このように砥石とロールを接触させて研磨すると、図２に示すように、砥石２とロール１との接触面３Ｌ、３Ｒにおける砥石２の周速度ベクトルの方向は、ロール１の円周方向に対し互いに反対向きに傾斜するので、砥石２を少なくとも１回、ロール１の軸１Ａ方向に相対的に移動させるだけで、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、円周方向に対して互いに傾斜方向が反対で、かつ交差する研磨目をロール１の周面に付与できるのである。
【００１７】
なお、上述した方法によりクロス研磨目をロール１の周面に付与する場合には、図３に示すように、砥石２の移動方向２Ｃの前方における接触面３Ｌの面圧が砥石２の移動方向２Ｃの後方における接触面３Ｒの面圧より高くなるように、砥石２の軸２Ａを移動方向２Ｃに向けてロール１の法線１Ｎに対して角αだけ傾斜させるのがよい。砥石２の軸２Ａを移動方向２Ｃに向けてロール１の法線１Ｎに対して角αだけ傾斜させることにより、砥石２の移動方向２Ｃの前方における接触面３Ｌで付与された研磨目の、後方の接触面３Ｒで研磨された後での深さと、後方の接触面３Ｒで付与された研磨目の深さとをほぼ等しくでき、このロールで圧延された金属板に光沢むらが生ずるのを抑制できるからである。
【００１８】
ロール法線１Ｎに対する砥石の軸２Ａの傾斜角度αは、砥石２が弾性変形により両側の接触面３Ｌ、３Ｒにおいて接触維持できる範囲で、かつ接触面３Ｌで付与された研磨目の深さと接触面３Ｒで付与された研磨目の深さとがほぼ等しくなるようにすればよく、傾斜角度αは、圧延ロール１の材質、砥石の粒度や砥石の材質等によって決めることができ、０．０１〜０．５ °にすることができる。
【００１９】
なお、砥石２を相対的に移動させるというのは、ロール１を回転させ、回転する砥石２をロール１の軸１Ａ方向に移動させるか若しくは、砥石２を回転させ、回転させたロール１を軸１Ａ方向に移動させるか或いは、ロール１および砥石２の両者を互いに反対向きに移動させることであり、砥石２の相対的移動速度は、砥石２の外周速度に対して十分小さく設定すれば、クロス研磨目の傾斜角度θ＋ 、θ− には大きな影響を与えない。
【００２０】
また、図１，図２に示すように、有限幅の中空円盤状の砥石を用い、ロールを有限速度で軸方向に移動させながら有限砥石回転数で研磨した場合には、原理的に図４（ｄ）のように、左右異なる範囲で分布した研磨目となるが、砥石回転数を上げていくと、図４（ｂ）のように左右の研磨目が円周方向に対してなす角度が対称な状態に近づけることが可能であり、また、図４（ｄ）の状態から、砥石幅を狭くしていくと、図４（ｃ）のように左右で角度は異なるが、研磨角度の分布が狭い状態に近づけることもできる。幅の狭い砥石を用いて砥石回転数を上げていくと、図４（ａ）のような状態に近づけることも可能である。
【００２１】
以上説明した研磨方法では、有限幅の砥石を用いて、有限砥石回転数で研磨するので、図４（ｄ）に示す状態の研磨目となるが、光沢向上効果を得ることはできる。
ところで、上述した特開２０００−１１７３１１ 号公報に記載の圧延方法において、ロールに付与するクロス研磨目の傾斜角度θ＋ 、θ− の平均値の下限を５°、上限を８５°とする理由は、クロス研磨目の傾斜角度の平均値が５°未満ではロールのクロス研磨目による金属板表面の平滑化効果が不十分となって、得られる金属板の光沢が充分向上せず、一方、クロス研磨目の傾斜角度の平均値が８５°を超えるとクロス研磨目による圧延油の排出効果が不十分となり、金属板表面にオイルピットが生じて、金属板の光沢が充分向上しないからであった。
【００２２】
しかし、上述したようにクロス研磨目の傾斜角度の平均値を限定した場合でも、図１、図２に示す方法でクロス研磨目をロールに付与し、このロールで冷間圧延を行って得られる金属板の光沢度が低いことがあり、この光沢向上効果が少ない原因を検討した。
この結果、図４（ｄ）に示すように、傾斜角度のばらつきの大きい研磨目となる場合があるので、一段と光沢に優れる金属板を得るには、ロール円周方向に対し少なくとも一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ＋ を１０〜７５°、さらに望ましくは他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ− も１０〜７５°としたクロス研磨目をロールに付与しなければならないことが、後述する結果から新たにわかった。
【００２３】
この理由は、クロス研磨目のうち、傾斜角度θ＋ 、θ− が１０°未満の研磨目は金属板表面の平滑化効果が不十分であり、一方、クロス研磨目のうち、傾斜角度θ＋ 、θ− が７５°を超える研磨目は圧延油の排出効果が不十分で、オイルピットが生じやすいからである。
そこで、得られる金属板の光沢を一段と向上させるためには、少なくとも一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ＋ を全て１０〜７５°、さらに望ましくは他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ− も全て１０〜７５°としたクロス研磨目をロールに付与する。
【００２４】
なお、本発明に用いるロールにクロス研磨目を付与する方法は、図１，図２に示すような方法に限定されることはないが、この方法は簡単、かつ効率的で外観上も均一にムラなく仕上がるので、この方法によるのが望ましい。
次いで、上述のように限定したクロス研磨目を付与したロールを用いる、本発明の冷間圧延方法について説明する。
【００２５】
本発明の冷間圧延方法において、リバース圧延機の圧延スタンドに径が５０〜１５０ｍｍ のロールを組み込んで金属板に圧延を施す理由は、リバース圧延機の圧延スタンドに組み込むロールの径が５０ｍｍ未満では、圧延後の金属板の平坦度が悪化してしまい、一方、リバース圧延機の圧延スタンドに組み込むロールの径が１５０ ｍｍを超えると圧延荷重が大きくなりすぎてリバース圧延機を破損してしまうおそれがあるためである。
【００２６】
さらに、リバース圧延機で施す複数の圧延パスのうち、あるパスとそれとは別のパスとでは、違うロールで圧延することもあるわけであり、少なくとも最終パスの圧延の際に、上述のようにロール円周方向に対する傾斜角度の範囲を限定したクロス研磨目を付与したロールを用いる理由は、複数パスのうち、少なくとも最終パスの圧延の際に、このクロス研磨目を付与したロールを用いれば、確実に光沢を向上できるからである。
【００２７】
さらに加えて、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を０．１０〜０．１５に調整する理由は、最終パスでの摩擦係数が０．１０未満では、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまい、クロス研磨目による光沢向上効果が得られなくなるからであり、一方、最終パスでの摩擦係数が０．１５を超えると、金属板とロールとの間で焼き付きが発生して、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまうためである。
【００２８】
本発明のリバース圧延機を用いる冷間圧延方法において、最終パスでの摩擦係数を０．１０〜０．１５に調整するには、適宜な組成の圧延油を用いて、圧下スケジュールを定めればよい。
なお、本発明で用いる摩擦係数は、実測圧延荷重と金属板の変形抵抗とからＢｌａｎｄ ＆ Ｆｏｒｄの荷重式（日本鉄鋼協会、圧延理論部会編、「板圧延の理論と実際」、第３３頁、第２．１６８ 式 〜２．１８３ 式）により求めた値である。その際、ロールの扁平式にはＨｉｔｃｈｃｏｃｋ の式（４０頁、２．２３０ 式）を用いている。
【００２９】
また、本発明の冷間圧延方法において、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が２００ 〜６５０ ｍｍのロールを組み込んで金属板に圧延を施す理由は、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ組み込むロールの径が２００ｍｍ 未満では、金属板の平坦度が悪化してしまい、一方、タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ組み込むロールの径が６５０ ｍｍを超えると圧延荷重が大きくなりすぎ、圧延機を破損してしまうおそれがあるためである。
【００３０】
さらに、タンデム圧延機の複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、上述のようにロール円周方向に対する傾斜角度範囲を限定したクロス研磨目を付与したロールを用いる理由は、複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドにこのクロス研磨目を付与したロールを用いれば、確実に光沢を向上できるからである。
【００３１】
さらに加えて、少なくとも最終スタンドにおいて、摩擦係数を０．０８〜０．１２に調整する理由は、最終スタンドでの摩擦係数が０．０８未満では、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまい、クロス研磨目による光沢向上効果が得られなくなり、一方、最終スタンドでの摩擦係数が０．１２を超えると、金属板とロールとの間で焼き付きが発生して、従来の円周方向に平行な研磨目を付与したロールを用いた場合よりもかえって金属板の光沢が低下してしまうためである。
【００３２】
本発明のタンデム圧延機を用いる冷間圧延方法において、最終スタンドでの摩擦係数を０．０８〜０．１２とするには、適宜な組成の圧延油を用いて、適宜な各スタンドでの圧下スケジュールを定めればよく、タンデム圧延機における摩擦係数はリバース圧延機における摩擦係数と同様な算出方法とした。
ここで、上述した本発明の冷間圧延方法で得られた金属板表面の一例のスケッチ図を図５（ａ）、図５（ｂ）に示す。この図５（ａ）、図５（ｂ）は、冷間圧延後の金属板表面の同じ部分を倍率を変えて電子顕微鏡で撮影した写真をスケッチしたものである。
【００３３】
図５（ａ）、図５（ｂ）には、クロス研磨目を付与したロールを用い、圧延を施して得られた鋼板に特有の、ロールの研磨目により平滑にされた平滑化痕の凸状摺動終端２０が一本観察される。
これらの図では、圧延方向に対して左斜め下から右斜め上方向にλ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０を一本だけ示してあるが、本発明の冷間圧延方法で得られた金属板表面には、λ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０は複数、鋼板表面に存在している。 また、図で、λ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０とは、圧延方向に対して傾斜方向が反対に右斜め下から左斜め上方向に傾斜した凸状摺動終端がもちろん複数存在する（ただし、図には示していない）。
【００３４】
本発明の冷間圧延方法で得られた各種の金属板について、０．１ｍｍ ×０．１ｍｍ の範囲１０ヶ所を電子顕微鏡により観察することにより、圧延方向に対してλ＋ 傾斜した凸状摺動終端２０、および圧延方向に対してλ＋ と反対方向にλ− 傾斜した凸状摺動終端、合計１８本の傾斜角度をそれぞれ測定した。
その結果、各種の金属板表面におけるロールの研磨目により平滑にされた凸状摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度λ＋ 、λ− の範囲は、ロールに付与したクロス研磨目の傾斜角度θ＋ 、θ− の範囲と一致することがわかった。
【００３５】
すなわち、平滑化痕の凸状の摺動終端が圧延方向に対して互いに傾斜方向が反対であるものをそれぞれ複数有し、この少なくとも片方に傾斜したものの複数の摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度が全て１０ 〜７５°である場合に、金属板の光沢が一段と優れていることが判明した。さらに反対側のものも、全て１０〜７５°であるとより望ましい。
【００３６】
ここで、凸状の摺動終端２０は、図６に模式的に示すように、研磨溝を形成するロール１の回転方向前方の壁面１０に当接して形成され、摺動終端２０よりロール回転方向前方側の金属板３０には圧延油が排出された痕跡４０が認められている。凸状の摺動終端の最大高さＨは、砥石の粒度、研磨条件等によって異なるが、後述する実施例２条件Ｃ１０ の場合に約１．０ μｍ であった。
【００３７】
なお、図６で１０Ａ はロールの外周速度、３０Ａ は金属板の出側速度で、５０はロールバイト出口である。
以下に本発明の冷間圧延方法および金属板について、図７に示す１２段クラスター型のリバース圧延機および図８に示す５スタンドからなるタンデム圧延機を用いて、ステンレス鋼板を得る場合を例にして説明する。
【００３８】
図７、図８において、１はロール、７３、８３は補強ロール、７６は中間ロールであり、７４、８４ は圧延油供給ノズル、７５、８５は圧延油である。
【００３９】
【実施例】
（実施例１）
図７に示す１２段クラスタ型のリバース圧延機の圧延スタンドに径が５０〜１５０ｍｍ のロールを組み込んで金属板に３パスでの冷間圧延を施した。
その際、５ｍａｓｓ％Ｃｒ鍛鋼製のロールに表１、２に示す研磨条件でクロス研磨目を付与し、このロールを複数パスのうち、少なくとも最終パスの圧延の際に組み込んで冷間圧延を行い、延べ圧延長さを記憶するとともに、得られた鋼板にさらに同一条件で焼鈍・酸洗・調質圧延を施した後、上記延べ圧延長さにおける鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）を測定し、摩擦係数は最終パスでの圧延荷重を測定して求めた。
【００４０】
なお、第１、２パスの圧延では、円周方向に平行な研磨目を付与した径が８０ｍｍの５ｍａｓｓ％Ｃｒ鍛鋼製のロールを用いた。金属板としては、熱間圧延・焼鈍・酸洗後の素材厚２．０ｍｍ のＳＵＳ ４３０ フェライト系ステンレス鋼板を用い、各パスでの圧延速度を１５０ｍ／ｍｉｎとして、厚み１．００ｍｍに仕上げた。
また、ロールの粗さ毎に表３に示す圧延油をニートで供給し、表４に示す圧下スケジュールにした。
【００４１】
表１，２に研磨条件および研磨目の傾斜角度、研磨後のロール粗さ、圧延条件、最終パスでの線圧、最終パスでの摩擦係数、ロールと金属板との焼付きの有無、延べ圧延長さ並びにこの延べ圧延長さにおける鋼板の光沢度（ＧＳ ２０ °）を合わせて示した。ロール粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１ に規定する算術平均粗さを、ロールの軸方向に測定した。
【００４２】
発明例Ａ０１ 〜Ａ１０ では、中空円盤状の砥石として、ＣＢＮ ホイール（ＪＩＳ Ｂ ４１３１の形状６Ａ２ ）を用い、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ＋ を１０〜７５°、かつ他方に傾斜する研磨目の傾斜角度θ− も１０〜７５°としたクロス研磨目をロールに付与し、このロールを最終パスの圧延の際、圧延スタンドに上下１対として組み込み金属板に圧延を施した。
【００４３】
比較例Ａ１１ 、Ａ１２ では、発明例Ａ０１ 、Ａ０２ と同じクロス研磨目を付与し、このロールを用いた最終パスでの圧下率を発明例Ａ０１ 、Ａ０２ の場合より小さくするか、もしくは大きくなるように圧下スケジュールを変化させた。
比較例Ａ１３ 、Ａ１４ では、一部の傾斜角度が１０〜７５°の範囲を外れたクロス研磨目をロールに付与し、このロールを用いた。従来例Ａ１５ では、円周方向に平行な研磨目をロールに付与し、このロールを用いた。
【００４４】
表２は、最終パスの圧延の際に圧延スタンドに組み込んだロールの径および研磨目の傾斜角度を表２に示すとおりに変えた場合の結果である。
総合評価は次のようにして行った。
鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、かつロールと金属板との焼付き、金属板の形状不良、圧延荷重が許容荷重上限をオーバーする等のトラブルが発生しない場合には○、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満の場合、もしくはロールと金属板との焼付き、金属板の形状不良および圧延荷重が許容荷重上限をオーバーする等のいずれか一つのトラブルが発生した場合には×とした。
【００４５】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
表１、２に示す圧延結果から、ロールの径を５０〜１５０ ｍｍとし、複数パスのうち、少なくとも最終パスの圧延の際に、少なくとも一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を１０〜７５°、さらに望ましくは、他方に傾斜する研磨目の傾斜角度も１０〜７５°としたクロス研磨目を付与したロールを組み込んで、摩擦係数を０．１０〜０．１５に調整できた発明例Ａ０１ 〜Ａ１０ では、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、比較例Ａ１１ 、Ａ１３ 、従来例Ａ１５ より光沢に優れる金属板が得られた。
【００５０】
一方、比較例Ａ１１ 〜Ａ１４ では、最終パスにおける摩擦係数が０．１０〜０．１５の範囲を外れたためにどちらの場合においても鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ａ１２ では焼付きが発生し、光沢が著しく低下した。
また、発明例Ｂ０１ 〜Ｂ０８ の場合でも、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、比較例Ｂ１０ 、Ｂ１１ 、従来例Ｂ１の場合より光沢に優れる金属板が得られた。
【００５１】
比較例Ｂ１０ 、Ｂ１１ ではどちらの場合でも鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ｂ１１ では、焼き付きが発生し、光沢が著しく低下した。また、比較例Ｂ１２ では金属板の形状が悪化し圧延の継続が困難であり、比較例Ｂ１３ では圧延荷重が許容荷重上限をオーバーし、圧延の継続が困難であった。
ロールの研磨目により平滑にされた凸状摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度の範囲は、ロールに付与したクロス研磨目の傾斜角度の範囲と一致することがわかっているので、平滑化痕の凸状の摺動終端が圧延方向に対して互いに傾斜方向が反対であるものをそれぞれ複数有し、この複数の摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度が少なくとも一方について１０〜７５°、さらに望ましくは他方についても１０〜７５°である場合に、金属板の光沢が一段と優れている。
【００５２】
（実施例２）
図８に示すタンデム圧延機の５スタンドにそれぞれ径が２００ 〜６５０ ｍｍのロールを組み込んで金属板に圧延を施した。
その際、冷間ダイス鋼製のロールに表５、６に示す研磨条件でクロス研磨目を付与し、このロールを複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに組み込んで冷間圧延を行い、延べ圧延長さを記憶するとともに、得られた鋼板にさらに同一条件で焼鈍・酸洗・調質圧延を施した後、上記延べ圧延長さにおける鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）を測定し、摩擦係数は最終スタンドでの圧延荷重を測定して求めた。
【００５３】
なお、第１〜第４スタンドには、冷間ダイス鋼製の鏡面に研磨した径が５００ｍｍ のロールを用いた。金属板として、熱間圧延・焼鈍・酸洗後の素材厚４．０ｍｍ のＳＵＳ ４３０ フェライト系ステンレス鋼板を用い、最終スタンドに組み込むロールの粗さ毎に表７に示す圧延油を５ｖｏｌ ％エマルジョンで供給しつつ、表８に示す圧下スケジュールで圧延速度を３００ｍ／ｍｉｎとして、厚み１．５ｍｍ に仕上げた。
【００５４】
表５、６に研磨条件および研磨目の傾斜角度、研磨後のロール粗さ、圧延条件、最終パスでの線圧、最終パスでの摩擦係数、ロールと金属板との焼付きの有無、延べ圧延長さ並びにこの延べ圧延長さにおける鋼板の光沢度（ＧＳ ２０ °）を合わせて示した。ロール粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１ に規定する算術平均粗さをロールの軸方向に測定した。
【００５５】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
表５、６に示す圧延結果から、複数スタンドにそれぞれ組み込むロールの径を２００ 〜６５０ ｍｍとし、複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を１０〜７５°、さらに好ましくは他方に傾斜する研磨目の傾斜角度も１０〜７５°としたクロス研磨目を付与したロールを組み込み、かつ摩擦係数を０．０８〜０．１２とした発明例Ｃ０１ 〜Ｃ１０ および発明例Ｄ０１ 〜Ｄ０８ の場合、鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ を超え、比較例Ｃ１１ 〜Ｃ１４ 、従来例Ｃ１５ または比較例Ｄ１０ 、Ｄ１１ 、従来例Ｄ１４ より光沢に優れる金属板が得られた。
【００６０】
一方、比較例Ｃ１１ 、Ｃ１２ では、最終スタンドにおける摩擦係数が０．０８〜０．１２の範囲を外れたためにどちらの場合においても鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ｃ１２ では焼付きが発生し、光沢が著しく低下した。
比較例Ｃ１３ 、Ｃ１４ 、Ｄ１０ 、Ｄ１１ では、最終スタンドにおける摩擦係数が０．０８〜０．１２の範囲を外れたために、どちらの場合においても鋼板の上下面の平均光沢度（ＧＳ ２０ °）が９００ 未満となり、比較例Ｄ１１ では焼付きが発生し、光沢が著しく低下した。
【００６１】
また、比較例Ｄ１２ では金属板の形状が悪化したので圧延の継続が困難であり、比較例Ｄ１３ では圧延荷重が許容荷重をオーバーしたので圧延の継続が困難であった。
ロールの研磨目により平滑にされた凸状摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度の範囲は、ロールに付与したクロス研磨目の傾斜角度の範囲と一致することがわかっているので、平滑化痕の凸状の摺動終端が圧延方向に対して互いに傾斜方向が反対であるものをそれぞれ複数有し、この複数の摺動終端の圧延方向に対する傾斜角度が少なくとも一方について１０〜７５°、さらに望ましくは他方についても１０〜７５°である場合に、金属板の光沢が一段と優れている。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、リバース圧延機もしくはタンデム圧延機を用いて、光沢の優れた金属板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、本発明に用いるロールの研磨方法を説明する図であり、砥石とロールとの接触状態を示す部分平面図、図１（ａ）のＢ−Ｂ部分断面図、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、砥石とロールとの接触面における砥石の周速度ベクトルの方向を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明に用いるロールの研磨方法を説明するための砥石の軸の傾斜方向を示す部分断面図である。
【図４】図４は、クロス研磨目の傾斜角度を示すロール表面の概略展開図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）は本発明の冷間圧延方法で得られた金属板表面の一例のスケッチ図で、平滑化痕の凸状の摺動終端を示す。
【図６】図６は、平滑化痕の凸状摺動終端の形成状態を示す断面模式図である。
【図７】図７は、１２段クラスター型リバース圧延機のロール配置図である。
【図８】図８は、タンデム圧延機のロール配置図である。
【符号の説明】
１ 圧延用ロール（ロール）
１Ａ ロールの軸
１Ｂ ロールの回転方向
１Ｎ ロールの法線
２ 中空円盤状の砥石（砥石）
２Ａ 砥石の軸
２Ｂ 砥石の回転方向
２Ｃ 砥石の移動方向
Ｏ 砥石の研磨面の中心
２Ｄ 砥石の研磨面の中心を通り、ロールの円周を含む仮想的な面で砥石を等分する線
３Ｌ、３Ｒ 砥石の研磨面とロールとの接触面
Ｘ オフセット量
θ１ 、θ２ 砥石とロールとの接触面における砥石の外周速度ベクトルおよび内周速度ベクトルのロール円周方向となす角度
θ＋ 、θ− ロール表面におけるクロス研磨目のロール円周方向に対する一方の傾斜角度および他方の傾斜角度
λ＋ 、λ− 凸状摺動終端の長手方向に対する角度
１０ 研磨溝を形成するロール回転方向前方の壁面
１０Ａ ロールの外周速度
２０ 凸状の摺動終端
Ｈ 凸状の摺動終端の最大高さ
３０ 金属板（ステンレス鋼板）
３０Ａ 金属板の出側速度
４０ オイルピット
５０ ロールバイト出口
７３、８３ 補強ロール
７４、８４ 圧延油供給ノズル
７５、８５ 圧延油
７６ 中間ロール
Claims (4)
- リバース圧延機の圧延スタンドに径が50〜150mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し10〜75°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を0.10〜0.15に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法。
- リバース圧延機の圧延スタンドに径が 50 〜 150mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目、他方に傾斜する研磨目とも、その傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し 10 〜 75 °としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、少なくとも最終パスの圧延の際に、摩擦係数を 0.10 〜 0.15 に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法。
- タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が200 〜650 mmで、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、前記複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目の傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し10〜75°としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、摩擦係数を0.08〜0.12に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法。
- タンデム圧延機の複数スタンドにそれぞれ径が 200 〜 650 mm で、その円周方向に対し、両方に傾斜した研磨目を有する圧延用ロールを組み込んで金属板を冷間圧延する方法において、前記複数スタンドのうち、少なくとも最終スタンドに、圧延用ロールの円周方向に対し両方に傾斜する研磨目の傾斜角度を有するとともに、一方に傾斜する研磨目、他方に傾斜する研磨目とも、その傾斜角度を圧延用ロールの円周方向に対し 10 〜 75 °としたクロス研磨目を付与した圧延用ロールを組み込んで、摩擦係数を 0.08 〜 0.12 に調整することを特徴とする光沢の優れた金属板の冷間圧延方法。
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