JP3629972B2

JP3629972B2 - 調質圧延方法

Info

Publication number: JP3629972B2
Application number: JP26049698A
Authority: JP
Inventors: 秀夫木島; 裕隆狩野; 一仁剣持; 雅巳辻本; 聡洋佐々木
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2018-09-14
Also published as: JP2000094005A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷間圧延工程で極薄鋼板を調質圧延する方法に係り、特に、調質圧延により鋼板表面に生じるおそれのある縦筋を防止することのできる調質圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、板厚が０．０５〜０．３５ｍｍの極薄鋼板、特にブリキ原板のＤＲ（ＤｏｕｂｌｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）材と呼ばれる材料において、タンデム圧延機などによる冷間圧延後に焼鈍し、さらに再圧延を施した後に調質圧延を行うと、鋼板表面に縦筋と呼ばれる形状不良が発生する。この縦筋の発生は、圧延機のロールギャップ内で鋼板内部に生じる幅方向の圧縮応力に起因する座屈現象によるとされる。
【０００３】
このような形状不良は、後工程（表面処理）である電気メッキ、溶融亜鉛メッキ、食用缶などのラベル印刷の品質を著しく劣化させる。
このため、従来にあっては、調質圧延後に、縦筋が発生した鋼板をテンションレベラーやローラレベラーに通板して鋼板表面の矯正を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、全く縦筋のない鋼板の要求が強くなっているが、テンションレベラー等で矯正しても、縦筋が多少低減するのみで、縦筋を許容範囲以下まで消去することは難しく、この要求に応えることができない。
【０００５】
ここで、縦筋を防止するには、調質圧延機のワークロール表面の研磨目の粗さを小さくすると効果的であることが知られているが、完全に縦筋を防止するほどに研磨目の粗さを充分小さくすると、要求される鋼板の表面粗さを満足できなくなる。すなわち、通常、調質圧延後の鋼板表面には、後工程である電気メッキ・溶融亜鉛メッキ・ラベルプリントなど、様々な表面処理を安定して行えるように、ある一定の表面粗さを保つことが要求される。このため、従来にあっては、ワークロール周面に対し、研磨により形成される円周方向の研磨目に、ある一定以上の粗さを付けている。
【０００６】
また、調質圧延での出側張力を増加させると縦筋が減少する傾向にあることが知られている。しかし、完全に縦筋を防止するには張力を鋼板の降伏応力程度まで増加させる必要があり、このような設定は板破断の危険性が増大するため、縦筋を完全に防止するまで出側張力を付与することはできない。さらに、出側張力は、調質圧延の伸び率を一定に保つ必要があるので変更するのが難しい。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、縦筋の発生を抑えつつ要求された表面粗さを持つ極薄鋼板を安定して製造し得る調質圧延方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記課題の解決に向けて、調質圧延による縦筋の発生原因について詳細に検討し、調質圧延機に組み込まれるワークロールの周面の研磨目粗さ、及び圧延荷重、鋼板の出側流出角度などの各圧延条件に着目して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明は、上下ワークロールとして直径４００mm以上の大径ロールを用いて極薄鋼板を調質圧延する方法であって、上記上下ワークロールの少なくとも一方のワークロール周面における研磨目の中心線平均粗さ（Ｒａ）を１．０μｍ以下にすると共に、単位幅当たりの圧延荷重を０．４tonf／mm以下に設定し、かつ上記ワークロールからの鋼板の出側流出角度を、−０．５度以上０．５度以下とすることを特徴とする調質圧延方法を提供する。
【００１１】
極薄鋼板の調質圧延における縦筋の発生メカニズムは未だ詳細には明らかにされていないが、おおよそ次のように考えられる。
通常、調質圧延後の表面処理を安定して行えるように、鋼板表面に一定の表面粗さを保つことが要求されるため、調質圧延に用いられるワークロール表面には、一定の粗さを持った円周方向に延びる研磨目が形成されている。この結果、上下ワークロールにより調質圧延される鋼板は、ロールギャップ内で鋼板が板幅方向に拡がろうとしても、調質圧延においては大径のワークロールを用いるためにロール偏平が大きく、鋼板表面がワークロールにより拘束される。このために、圧延された分だけ板幅方向に圧縮応力が生じる。これがロールギャップを出た後に塑性座屈を起こして縦筋となると考えられる。
【００１２】
そして、この観点（圧延時の板幅方向への拘束緩和）に基づき、ワークロール周面に付与される研磨目の粗さ、圧延荷重、鋼板の出側流出角度の各圧延条件について、検討した。
【００１３】
まず、研磨目の粗さと、発生する縦筋高さとの関係について検討したところ、粗さＲａが１．５μｍより小さくなるにつれて縦筋高さが小さくなり、１．０μｍ近傍で急激に縦筋高さが小さくなって、１．０μｍを境に１．０μｍ以下で、縦筋の高さが約２０μｍ以下と大幅に小さくなることを確認したため（図２参照）、本発明では、研磨目の粗さＲａを１．０μｍ以下とした。
【００１４】
ここで、鋼板の裏面側には多少の縦筋が許容される場合には、表面と接触するワークロールの粗さだけを１．０μｍ以下とすれば良い。
但し、上記研磨目の粗さＲａを１．０μｍ以下としても、圧延荷重を高く設定すると、縦筋高さが許容以上（例えば５０μｍ以上）に大きくなる（図３参照）。上記粗さＲａを１．０μｍ以下とした場合の圧延荷重を検討したところ、０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ近傍で急激に小さくなり、０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ以下で、縦筋高さが約２０μｍと大幅に小さくなることから（図３参照）、圧延荷重を０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ以下とした。
【００１５】
以上のように、研磨粗さをＲａ＝１．０μｍ以下、且つ、調質圧延の単位幅当たりの圧延荷重を０．４tonf／mm以下とすることで、安定して縦筋高さを小さく抑えることができることから、本発明では、研磨粗さをＲａ＝１．０μｍ以下、且つ、調質圧延の単位幅当たりの圧延荷重を０．４tonf／mm以下と規定している。
【００１６】
ここで、圧延荷重や研磨目の粗さを下げると調質圧延後の鋼板の表面粗さも低下することから、調質圧延後の鋼板に要求される表面粗さの要求下限から、本願発明における上記研磨目の粗さ及び圧延荷重の下限値が規制される。
【００１７】
また、上述の圧延条件において、出側流出角度と縦筋高さとの関係を検討したところ、出側流出角度が、−０．５度以上０．５度以下の範囲で、縦筋高さが最小となることを確認したため（図４参照）、本発明では、出側流出角度を、−０．５度以上０．５度以下と規定した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る２段式２スタンドの圧延機を示す図である。図１中、第１スタンド１は、焼鈍後の鋼板３を再圧延するための冷間圧延機であり、第２スタンド２が調質圧延用の圧延機である。
【００２０】
そして、第１スタンド１での圧下率が２０％となるように設定する。
また、第２スタンド２での圧延条件として、伸び率を１％以下の所定の伸び率に設定すると共に、研磨目の粗さＲａが１．０μｍ以下、例えば０．９μｍに研磨された上下ワークロール２ａ，２ｂを使用し、また、単位幅当たりの圧延荷重が０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ以下、例えば０．３５ｔｏｎｆ／ｍｍとなるように調整して圧延した。なお、上記伸び率は、設定する圧延荷重にあわせて鋼板の出側張力を調整することで実現される。
【００２１】
また、第２スタンド２の出側に配置される補助ロール４の高さを調整して、第２スタンド２のワークロール２ａ，２ｂからの鋼板の出側流出角度θが−０．５度以上０．５度以下の範囲内となるように設定した。
【００２２】
そして、例えば、素材厚０．３ｍｍで降伏応力４０ｋｇｆ／ｍｍ^２の焼鈍されたブリキ原板となる鋼板を、第１スタンド１での圧下率２０％、第２スタンド２での伸び率１％で圧延する。
【００２３】
以上のような圧延条件で、第２スタンド２において調質圧延することで、調質圧延後の鋼板表面に生成される縦筋の高さは２０μｍ以下となり、縦筋の高さが許容範囲内に抑えられる。
【００２４】
ここで、上記実施形態では、上下ワークロール２ａ，２ｂしかない２段式調質圧延機（第２スタンド２）を例に説明しているが、上下バックアップロールや中間ロールをもった４段式、６段式などの圧延機であってもよい。要は、少なくともワークロールの研磨目の粗さＲａが１．０μｍ以下であって及び圧延荷重が０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ以下であればよい。
【００２５】
また、圧延スタンド数も２スタンドに限らず、シングルスタンドあるいは多スタンドミルの最終スタンドに本実施例を適用すればよい。
また、鋼種なども本実施形態に限られるものではない。
【００２６】
また、上記実施形態では、上下ワークロール２ａ，２ｂの両方の研磨目の粗さＲａを１．０μｍ以下にする場合を例に説明しているが、鋼板の裏面の品質がさほど問題とならない極薄鋼板の場合にあっては、表面と接触する側のワークロールの研磨目の粗さだけを１．０μｍ以下にしてもよい。
【００２７】
また、調質圧延スタンドがパスラインに沿って並ぶ複数組の上下ワークロールで行われる場合には、調質圧延用の全てのワークロールに本発明を適用しても良いが、少なくとも最終位置の上下ワークロールについて本発明を採用すればよい。
【００２８】
【実施例】
上記実施形態の２段式２スタンドの圧延機を使用して、素材厚０．３ｍｍで降伏応力４０ｋｇｆ／ｍｍ^２のブリキ原板となる鋼板３を、第１スタンド１での圧下率２０％、第２スタンド２での伸び率１％で圧延し、第２スタンド２におけるワークロールの研磨目の粗さ、圧延荷重、出側流出角度θを種々に変更して縦筋高さを測定してみた。
【００２９】
図２〜図４は、その各結果である。
図２から分かるように、粗さＲａ１．０μｍを境にそれ以下では縦筋高さが十分に小さくなり、表面粗さＲａを１．０μｍ以下とすることで安定して縦筋高さを小さく抑えることができることが分かる。特に、圧延荷重を０．３５ｔｏｎｆ／ｍｍ以下とした場合には、粗さＲａを１．０μｍ以下にすることで、縦筋高さは２０μｍ以下となる。
【００３０】
また、図３から分かるように、粗さＲａを１．０μｍ以下としても圧延荷重が高ければ縦筋高さは大きくなるが、０．４ｔｏｎｆ／ｍｍを境に縦筋高さが急激に小さくなり、それ以下では縦筋高さを安定して小さく抑えることができることが分かる。
【００３１】
また、図４から、粗さＲａを１．０μｍ以下とし、圧延荷重を０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ以下とすれば、出側流出角度θに関係なく、縦筋高さをほぼ５０μｍ以下にできることが分かる。さらに、当該出側流出角度θを−０．５〜０．５度の範囲に設定すれば、出側流出角度θによる縦筋の発生を最低限に抑えることができることが分かり、上記粗さを１．０μｍ以下且つ圧延荷重を０．４ｔｏｎｆ／ｍｍ以下では、出側流出角度θを−０．５〜０．５度の範囲にすることで、縦筋高さを約２０μｍ以下とすることができることが分かる。
【００３２】
そして、上記実施形態に示す２段式２スタンドの圧延機にて、素材厚０．２３ｍｍで降伏応力４５ｋｇｆ／ｍｍ^２のブリキ原板を、第１スタンド１での圧下率を２２％、第２スタンド２での伸び率を１％に設定して圧延した。
【００３３】
このとき、第２スタンド２におけるワークロールの研磨目の粗さをＲａ＝０．９５μｍ、圧延荷重０．３ｔｏｎｆ／ｍｍ（ロール径６００ｍｍ）、出側流出角度θを０．３度に設定したところ、縦筋高さが１５μｍ以下となり目標とする５０μｍ以下の良好な鋼板を得た。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、極薄鋼板の調質圧延において縦筋の発生を許容範囲内に収めることができ、縦筋低減のためのレベラー通板が必ずしも必要がなくなって、効率的に極薄鋼板を製造することが可能となる。
【００３５】
特に、請求項２に係る発明を採用すると、さらに縦筋の高さを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧延機の配列を示す図である。
【図２】研磨目の粗さと縦筋高さとの関係を示す図である。
【図３】圧延荷重と縦筋高さとの関係を示す図である。
【図４】出側流出角度と縦筋高さとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１第１スタンド
２第２スタンド
２ａ，２ｂワークロール
３鋼板
４補助ロール
θ 出側流出角度

Claims

上下ワークロールとして直径４００mm以上の大径ロールを用いて極薄鋼板を調質圧延する方法であって、上記上下ワークロールの少なくとも一方のワークロール周面における研磨目の中心線平均粗さ（Ｒａ）を１．０μｍ以下にすると共に、単位幅当たりの圧延荷重を０．４tonf／mm以下に設定し、かつ上記ワークロールからの鋼板の出側流出角度を、−０．５度以上０．５度以下とすることを特徴とする調質圧延方法。