JP3788323B2

JP3788323B2 - 熱間圧延ライン及び熱間圧延方法

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Publication number: JP3788323B2
Application number: JP2001350631A
Authority: JP
Inventors: 敏樹蛭田; 正法北浜; 行宏松原; 毅平林; 太後藤; 和也宮川
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003154402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高強度の金属ストリップを製造するための熱間圧延ライン及び熱間圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属ストリップは、仕上圧延機を配置した熱間圧延ラインにおいて圧延されて製造される。
例えば、鋼ストリップを製造する熱間圧延ラインにおいては、図７に模式的に示すように、加熱されたスラブと呼ばれる金属片Ｓを粗圧延機２で粗圧延し、次いで仕上圧延機３で仕上圧延を施して金属ストリップ１とし、冷却装置４で所定の冷却を行ない、コイラ5a、5bのいずれか一方に巻き取られて、金属ストリップ製品とされる。仕上圧延機３は、ワークロール3aを組み込んだ複数の圧延スタンドを備えている。なお、3bはバックアップロールであり、9bはクロップシャである。スラブは、図示しない加熱炉で加熱されて抽出される場合や加熱炉を経ずに上工程から熱間状態で直送される場合もある。また、鋼ストリップ製品は、場合により、シートーバーが仕上圧延機３に直接供給されて粗圧延を省略して製造されることもある。図７中符号5c、5dは、それぞれコイラ5a、5bに付設されるマンドレルであり、冷却された金属ストリップ１をコイル状に巻き取るものである。
【０００３】
このような熱間圧延ラインにおいては、製造する金属ストリップ製品の高強度化のため、従来から、結晶粒の微細化を図る鋼の熱間圧延方法が種々検討されてきている。
その代表的なものとして、特開昭63-223124 号公報等に開示されているいわゆる制御圧延法がある。
【０００４】
制御圧延法の原理は、オーステナイト（以下、単にγと記す）→フェライト（以下、単にαと記す）変態時のα核の生成場所となる、γ粒界や転位のような格子欠陥をより多量に導入することにより、γ→α変態時にα粒を数多く生成して、結晶粒の微細化を実現しようとするものであるが、仕上圧延前の金属片の厚みと仕上圧延後の金属ストリップ製品の厚みが決まっているために、γ→α変態時までに導入できる歪み量には制約があり、一般に、制御圧延法では平均結晶粒径５μｍが限界であると言われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、先に、特願2001-302509 号において、この限界を打破して、従来以上に高強度製品とするための熱間圧延方法および熱間圧延ラインを提案した。本発明者らの提案した方法は、仕上圧延機と、レベラと、冷却設備とが上流から下流に向かってこの順に配置されている熱間圧延ラインを用いて、仕上圧延を施された金属ストリップにレベラにより繰り返し曲げ加工を施し、その後冷却する熱間圧延方法であり、仕上圧延による歪みに加えて、レベラにより付加する曲げ歪みにより金属ストリップ製品の組織の結晶粒を微細化することができるという新技術である。
【０００６】
この新技術には、以下のような改善の余地があった。
レベラにおいては、ワークロールの周速が金属ストリップの搬送速度よりも速くなるようにワークロールを回転させて、レベラのワークロールにより金属ストリップを下流側に押し出すようにする場合がある。この場合、レベラのワークロールにより曲げ加工を施されている金属ストリップに擦り疵が発生することがあり、レベラ起因の擦り疵欠陥が生じた製品の長さ部分は、表面品質不良部分として切り捨てられ、歩留まりが低下する場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記新技術における問題点を改善することにあり、レベラ起因の擦り疵欠陥の少ない高強度製品を製造できる熱間圧延ラインおよび熱間圧延方法を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属ストリップの熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機と、レベラと、冷却設備とが上流から下流に向かってこの順に配置され、かつ前記レベラには、ワークロールと該ワークロールにより曲げ加工を施される前の金属ストリップとの間に潤滑剤を供給可能な潤滑剤供給装置が設けられていることを特徴とする。その場合、前記潤滑剤供給装置は、前記レベラのワークロールの胴部に噴射孔を向けたスプレーノズルを備えていることが好適である。
【０００９】
また、本発明では、上記の熱間圧延ラインに、さらに、前記仕上圧延機とレベラとの間に冷却設備が配置され、そのうえさらに、前記仕上圧延機の上流に接合設備が配置されていると共に、前記レベラの下流に配置された冷却設備とコイラとの間に切断設備が配置されていることが一段と好適である。
上記の熱間圧延ラインを用いる本発明に係る熱間圧延方法は、金属片に熱間で仕上圧延を施すと共に、仕上圧延後の金属ストリップにレベラにより繰り返し曲げ加工を施し、その後冷却するに当たり、前記レベラでは、ワークロールと金属ストリップとの間に潤滑剤を供給しつつ、繰り返し曲げ加工を施すことを特徴とする。
【００１０】
その際、前記潤滑剤を潤滑油とし、該潤滑油を水に分散させてエマルジョンとして供給することが好ましく、また前記潤滑剤の供給量を金属ストリップの板幅１ｍ当たり20ml/ 分以上とすることがより好ましい。
尚、本発明にいう金属ストリップは、金属板をも含むものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る熱間圧延ラインについて説明する。
図１（ａ）は第１の実施の形態に係る熱間圧延ラインの模式図であり、（ｂ）は第２の実施の形態に係る熱間圧延ラインの模式図である。また、図２は、本発明に用いるレベラの作用を説明する図である。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）で粗圧延機２、仕上圧延機３、冷却設備４及びマンドレル5c、5dをそれぞれ有するコイラ5a、5bは、従来の熱間圧延ライン（図７参照）に設置されているものと同じであるので、同一符号を付して説明を省略する。
第１の実施の形態に係る熱間圧延ラインは、仕上圧延機３と、レベラ６と、冷却設備４とが上流から下流に向かってこの順に配置されている。また第２の実施の形態に係る熱間圧延ラインは、従来の冷却設備４に加えて、仕上圧延機３とレベラ６との間に冷却設備７が配置されている。
【００１３】
本発明に適用するレベラ６は、千鳥状に配列された３本以上のワークロール6aを備えている（図２、図３参照）。
レベラ６は、図示しない、例えば、ウオーム減速器によって昇降するスクリューを備えた昇降装置もしくは油圧により昇降するシリンダロッドを内装した油圧シリンダとシリンダロッドの位置を検出する位置検出器を備えた昇降装置により、ワークロール6aを回転自在に支持する軸受箱を装着したフレームを昇降させ、レベラを開放状態とし、あるいはレベラの押し込みを行ってロール押し込み量δ（図２（ａ）、（ｂ）参照）を調整できるように構成されている。
【００１４】
また、レベラはワークロール6aがそれぞれ駆動式とされているのが望ましく、千鳥状に配列されたワークロール6aはバックアップロール6bによりバックアップするようにされているのが、ワークロールが金属ストリップ１の繰り返し曲げ加工時の反力により金属ストリップ１の幅方向に撓むのに抗し、レベラが金属ストリップ１に均一に曲げ歪みを付加することができるようになり好ましい。
【００１５】
以下、レベラ６により金属ストリップ１に付加する曲げ歪みについて、図２（ａ）、（ｂ）を用いて詳細に説明する。
レベラ６により付加する曲げ歪みを従来のレベラによる曲げ歪みより大きくして、金属ストリップ製品の結晶粒を微細化するには、図２（ａ）に示す隣接するワークロール6a同士の中心軸間隔２Ｌを小さくし、ロール押し込み量δを大きくすることが有効である。
【００１６】
レベラ６により金属ストリップ表面長手方向に付加する一回当たりの曲げ歪みεは、近似的に式（１）で与えられることが知られている。
ε＝ａ×δ／Ｌ²・・・・・・・・・・（１）
ここで、ａ＝２×ｈ、ｈ：金属ストリップ１の厚み
ロール押し込み量δとは、レベラ６の上下ワークロール6a間に金属ストリップ１を挟んだ状態を０とし、その状態から上下ワークロール6aを押し込んだ距離である。例えば、図２（ａ）に示すような場合、ロール押し込み量δはδ＞０であり、一方、図２（ｂ）に示すように、上下ワークロール間の間隙ｇが仕上圧延後の金属ストリップ１の厚みｈより大きい場合（レベラが開放状態）、ロール押し込み量δはδ＜０である。Ｒは金属板１の曲率半径、ｒはワークロール6aの半径である。
【００１７】
なお、ロール押し込み量δが過大になると、金属ストリップ１がレベラ内を正常に通過できなくなるレベラ通板トラブルが発生する場合ある。これを防止するためには、レベラ６のロール押し込み量δを＋30mm以下に制限するのが望ましい。また、金属ストリップ製品の結晶粒を微細化する点からロール押し込み量δは＋１mm以上とするのが望ましい。
【００１８】
また、ワークロール6aの半径ｒを小さくして、隣接するワークロール6aの中心軸間隔２Ｌを狭め、かつロール押し込み量δを維持して、金属ストリップ１表面長手方向に付加する曲げ歪みを大きくしようとした場合、ワークロール6aが細くなり、ロール押し込みに伴う金属板１からの反力に対抗できなくなってしまう場合がある。このような場合、先述のようなワークロール6aをバックアップロールで補強したレベラとするのが望ましい。
【００１９】
第１の実施の形態に係る熱間圧延ラインは、図１（ａ）に示したように、仕上圧延機３と、レベラ６と、冷却設備４とがライン上流から下流に向かってこの順に配置されている。そこで、金属片Ｓに仕上圧延機３により圧延を施して金属ストリップ１とし、続いて仕上圧延後の金属ストリップ１にレベラ６により繰り返し曲げ加工を施し、その後冷却するようにして金属ストリップ製品を得ることができて、金属ストリップ１に付加された曲げ歪みにより、製品の結晶粒を微細化できるのである。
【００２０】
レベラ６により繰り返し曲げ加工を施す温度は、鋼ストリップの場合には、γ→α変態終了温度以上としてもよいが、あるいはＡr₃点（γ→α変態開始温度）を超える温度域において繰り返し曲げ加工を行うよりも、γ→α変態途中の温度域においてα粒がわずかに存在し、大部分がγ粒である２相金属組織の状態で繰り返し曲げ加工を施すようにするのが、一段とα粒を微細化できるので好ましい。鋼ストリップ製品の場合には、レベラ６により金属ストリップ１に付加する曲げ歪みにより、▲１▼一層のγ粒の微細化（γ粒界の増加）、それとともに、▲２▼γ粒内への転位などの格子欠陥の導入が図られ、γ→α変態時にα粒が多数生成されるなどの作用により、α粒のより一層の微細化が可能となると考えられる。
【００２１】
ところで、当初レベラ６には、ワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１との間に潤滑剤を供給するような潤滑剤供給装置は設けられていなかった。
このため、例えば、金属ストリップ１の先端1aが図２（ｂ）に示すような開放状態のレベラ６を通過してからコイラ5a、5bに到達するまでの間において、レベラ６の押し込みを行って図２（ａ）に示すようにロール押し込み量δをδ＞０としてレベラ６により金属ストリップ１に繰り返し曲げ加工を施しつつ、ワークロール6aの周速が金属ストリップ１の搬送速度よりも速くなるようにワークロール6aを回転させて、レベラのワークロール6aにより金属ストリップ１を下流側に押し出すようにした場合、レベラのワークロール6aにより曲げ加工を施される金属ストリップ１の表面に擦り疵が発生し、得られる製品がレベラ起因の擦り疵欠陥の多いものとなっていたのである。
【００２２】
そこで、本発明に係る熱間圧延ラインに配置されるレベラ６には、ワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ1 との間に潤滑剤を供給可能な潤滑剤供給装置を設け、上記のような場合に発生する擦り疵の発生を防止する。
例えば、図３、図４に示すように、レベラ６に設ける潤滑剤供給装置は、ワークロール6a毎に、潤滑剤を噴射する複数のスプレーノズル6fと、それぞれのワークロール6aの胴長方向に沿うようにレベラ６に設置されたヘッダ6gと、潤滑剤Ａと水Ｂとを混合して混合物を前記ヘッダ6gに送る混合器6hとを備えている。スプレーノズル6fは、前記ヘッダ6gに、噴射孔をそれぞれのワークロール6aの胴部に向けるようにして取り付けられている。
【００２３】
この図ではレベラ６には、ワークロール6aを補強するバックアップロール6bが上下に設けてあり、スプレーノズル6fは、噴射する潤滑剤が、上バックアップロール6b同士の間の空間、または下バックアップロール6b同士の間の空間を通ってワークロール6aの胴部に到達可能なように上下に千鳥状に配置されたワークロール6aの胴部の上方、及び下方の位置に設置されている。なお、矢印1bは、上下のワークロール6aにより搬送される金属ストリップ１の搬送方向を示し、またワークロール6a及びバックアップロール6bに付された矢印はそれぞれのロールの回転方向を示す。
【００２４】
また、混合器6hは、潤滑剤Ａを貯めた潤滑剤タンクに供給ポンプ及び絞り弁等を介して接続されかつ潤滑剤Ａと混合する水Ｂを貯めた貯水タンクに供給ポンプ及び絞り弁等を介して接続されており、レベラ６により金属ストリップ１に繰り返し曲げ加工を施す際、潤滑剤Ａと水Ｂとを混合し、混合物を前記ヘッダ6gに送り、スプレーノズル6fから所望量の潤滑剤Ａをそれぞれのワークロール6aに噴射できるように構成されている。潤滑剤Ａとしては、潤滑油を用いることが好ましく、例えば、潤滑油の内でもポリサルファイドを40〜60vol ％含有した市販の潤滑油（例えば大同化学製、商品名：SH-120）を用いることが、レベラ６のワークロールにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１の表面にＦｅＳが生成し、金属ストリップの表面を保護するため、擦り疵の発生が抑制されるうえに、レベラ６内での金属ストリップ１の蛇行およびレベラ６内での金属ストリップ１のスリップを防止できるので一段と好ましい。ポリサルファイドを40〜60vol ％含有した市販の潤滑油を用いることによって、レベラ６内での金属ストリップ１の蛇行およびレベラ６内での金属ストリップ１のスリップが防止できる理由としては、ワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される金属ストリップ１との間の摩擦係数を潤滑油の内でも比較的高くできるからであると考えられる。
【００２５】
また、スプレーノズル6fが、ヘッダ6gに、噴射孔をそれぞれのワークロール6aに向けるようにして取り付けられている理由は、直接、高温の金属ストリップ１に向けて潤滑剤を噴射するよりも、ワークロール6aの胴部に向けて潤滑剤を噴射した方が潤滑剤をむらなく均一にワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１との間に供給できることが熱間圧延における潤滑剤供給方法に関する研究からわかっているからである。その際、潤滑剤Ａとして潤滑油（例えば先述の大同化学製、商品名：SH-120）を用い、水Ｂと混合してエマルジョンとして供給するようにするのが、ワークロール6aと金属ストリップ１との間に潤滑剤Ａを供給することができるうえに、ワークロール6aを効果的に冷却することができて、潤滑剤Ａだけをワークロール6aに供給する場合に比し擦り疵の発生をより抑制できるので好ましい。
【００２６】
ここで、潤滑油をワークロールにより付着させるために、乳化剤や潤滑油のアルキル基を異種のものに変更し、エマルジョンを比較的不安定（後述のように、潤滑油と水に分解しやすいこと）にした場合、混合器6hは、それぞれのワークロール6a毎にワークロールの近くに設置するのが望ましい。このようにする理由は、混合器6hにより潤滑油と水とを混合してエマルジョンとした場合、エマルジョンがそれぞれのワークロール6aに設けたスプレーノズル6fに到達する前に潤滑油と水Ｂに分解してしまい、スプレーノズル6fから噴射される潤滑油の供給量がワークロール6a毎にばらつくばかりでなく、ワークロール6aの胴長方向にも潤滑油の供給量にむらが生じ、場合によっては潤滑油が付着していないワークロール6aの胴部分と接触する金属ストリップ１に擦り疵が発生してしまうからである。
【００２７】
但し、本発明においては、レベラ６に設ける潤滑剤供給装置は、図３、図４に示した構成の装置に限定されず、潤滑剤Ａを、ワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１との間にむらなく均一に供給することができる装置であればよい。
例えば、エマルジョンを比較的安定（潤滑油と水に分解しにくいこと）とした場合には、混合器6hをレベラ６に対して一つとし、一つの混合器6hにより作成されたエマルジョンをスプレーノズル6fを介してそれぞれのワークロール6aに供給するようにすることもできるし、予め、タンク内で潤滑剤Ａと水Ｂとを混合してエマルジョンとし、混合器6hを介することなく、タンク内のエマルジョンを供給ポンプによりスプレーノズル6fを介してそれぞれのワークロール6aに供給することもできる。あるいは潤滑剤Ａの種類によっては、潤滑剤を直接、ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１に供給することもできるし、潤滑剤Ａをワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１とで形成される入側の楔状空間部に供給することもできる。
【００２８】
以上説明した熱間圧延ラインとしては、冷却設備４に加えて冷却設備７が仕上圧延機３の最終圧延スタンドとレベラ６との間に配置されている第２の実施の形態に係る熱間圧延ライン（図１（ｂ）参照）とする方が、仕上圧延後の金属ストリップ１に繰り返し曲げ加工を施す前に、仕上圧延後の金属ストリップ１を所望の温度に冷却することができ、金属ストリップ製品の結晶粒を一段と微細化することができるので好適である。冷却設備７は、従来の冷却設備４と同様に構成することができる。例えば、金属ストリップ１の表裏面に冷却水を噴射する冷却ノズル、その冷却水の噴射を制御する制御装置、金属ストリップ１の表面の温度を測定する放射温度計等で構成することができる。
【００２９】
また、第３の実施の形態に係る熱間圧延ラインは、図６に示すように、金属片Ｓを接合する公知の接合設備10及び接合部で接合された金属ストリップ１を切断する切断設備16が配置されている。図６中の接合設備10は、先行金属片Ｓの尾端と後行金属片Ｓの先端とを接合するための設備であって、主としてコイルボックス11、クロップシャ9a、接合装置12の一群の装置から構成されるが、さらに点線で示すバリ取り装置13、接合部冷却装置14、シートバー加熱装置15などがこれに加わってもよい。また、冷却設備７は配置するのが望ましい。
【００３０】
このような熱間圧延ラインにおいては、複数の金属片Ｓを接合して仕上圧延を行い金属ストリップ１とし、接合部でつながった金属ストリップ１にレベラ６による繰り返し曲げ加工と冷却とを施して、金属ストリップ製品の結晶粒を微細化することができるので、レベラ６内での通板トラブルやレベラ６内でのスリップ事故を少なくすることができる。このため、図６に示すような熱間圧延ラインは、金属片を接合せずに１本ずつ仕上圧延を行って金属ストリップ１にレベラ６により繰り返し曲げ加工を施すバッチ式の熱間圧延ラインに比べて高強度製品の歩留まりを高めることができるから一段と好ましい。
【００３１】
上記の熱間圧延ラインを用いる本発明の熱間圧延方法について説明すると、金属片Ｓに熱間で仕上圧延を施すと共に、仕上圧延後の金属ストリップ１にレベラ６により繰り返し曲げ加工を施し、その後冷却するに当たり、レベラ６では、ワークロール6aと該ワークロール6aにより曲げ加工を施される前の金属ストリップ１との間に潤滑剤を供給しつつ、繰り返し曲げ加工を施すようにしている。
【００３２】
このため、ワークロール6aの周速が金属ストリップ１の搬送速度よりも速くなるようにワークロール6aを回転させて、レベラ６のワークロール6aにより金属ストリップ１を下流に押し出すようにした場合でも、上記潤滑剤Ａによりレベラ６のワークロール6aにより曲げ加工を施されている金属ストリップ１の表面での擦り疵の発生を抑制することができると共に、金属ストリップ製品の結晶粒を微細化することができるために、高強度でかつ表面品質の良好な製品を得ることができるのである。
【００３３】
その際、潤滑剤Ａを潤滑油とし、該潤滑油を水に分散させてエマルジョンとして供給することが好ましいのは先述したとおりであり、潤滑油の供給量は金属ストリップ１の板幅１ｍ当たり20ml/ 分以上とすることが好ましい。潤滑油の供給量を金属ストリップ１の板幅１ｍ当たり20ml/ 分未満とした場合に比べて製品におけるレベラ起因の擦り疵発生率を顕著に減少できるからである。金属ストリップ１の搬送速度が変動したとしても、レベラ６のワークロール6aと金属ストリップ１との間に入り込む潤滑油の量は搬送速度に比例して増減するため、搬送速度がゼロの場合は別として、潤滑剤の供給量は金属ストリップ１の搬送速度に無関係にできる。
【００３４】
図５は、レベラ６の鋼ストリップの板幅１ｍ当たりの潤滑油供給量と製品におけるレベラ起因の擦り疵欠陥発生率（％）との関係を示したグラフであって、この結果は、混合器6hに送る水を30ｌ／分で一定とし、潤滑油の供給量を10〜120ml/分の範囲で変えたエマルジョンとし、このエマルジョンをワークロール6aに供給しつつ、レベラ６により繰り返し曲げ加工を施すようにして製造した。潤滑油の供給量が０の場合には、水の供給も停止した。潤滑油は、ポリサルファイドを50vol ％含有した市販の潤滑油（大同化学製、商品名：SH-120）を用いた。レベラ起因の擦り疵欠陥発生率（％）は、潤滑油供給量毎に、レベラ６を使用して製造されたコイル（鋼ストリップを巻き取った状態）数に対するレベラ起因の擦り疵欠陥の発生したコイル数の割合である。レベラ起因の擦り疵欠陥は、コイル毎に、コイル全長に渡ってレベラ起因の擦り疵の有無を表裏面について調べ、１箇所でもレベラ起因の擦り疵が見つかった場合、レベラ起因の擦り疵欠陥の発生したコイルとして数えた。
【００３５】
レベラ６には、スプレーノズル6fを図３、図４に示したように設置し、スプレーノズル6fからのエマルジョンの噴射圧はゲージ圧（大気圧を基準とした圧力）で0.5MPaとした。用いたレベラは、後述の発明例１〜７と同じとし、レベラ６の曲げ加工条件（ロール押し込み量δ及び上側同士、下側同士のワークロール中心軸間隔２Ｌ）も発明例１〜７と同様として、仕上圧延後の鋼ストリップにレベラ６により繰り返し曲げ加工を施し、その後冷却して製品を得た。鋼ストリップは、表１に示す鋼種とし、仕上圧延後の厚みは４mmとした。鋼ストリップの温度は、仕上圧延機最終スタンド出側で 900℃となるように仕上圧延を行い、仕上圧延機とレベラとの間に設置した冷却設備により冷却制御を行って、レベラ入側でＡ_r3点＋20〜Ａr₃点＋40℃、レベラ出側でＡr₃点−50℃となるようにした。またレベラ下流に設置した冷却設備により冷却制御を行って、コイラ入側での巻取温度を 570〜 600℃とした。
【００３６】
【実施例】
本発明の効果を示すために、表１に示す鋼種について熱間圧延を行って得られた製品の結晶粒径と引張強度及びレベラ起因の擦り疵欠陥発生率を調べた。
結晶粒径については、JIS G 0552に準拠して結晶粒の平均断面積を求め、それを円形と仮定して平均粒径を算出した。引張強度については、仕上圧延し更にコイラにて巻き取った鋼板を別の場所で巻き戻して、JIS Z 2201に準拠して５号試験片を切り出して引張試験を行い、引張強さをその値とした。なお、結晶粒径、引張強さの測定は、コイル長手方向の中央部分、すなわち、レベラによる繰り返し曲げ加工を施された部分から測定用サンプルを切り出して行った。製品の表面品質は、レベラ起因の擦り疵欠陥発生率で評価し、○はレベラ起因の擦り疵欠陥発生率が20％未満、△は同欠陥発生率が20〜45％、×は同欠陥発生率が45％超えとし、◎は、レベラにより繰り返し曲げ加工を行わない場合（レベラ起因のスケール押し込み欠陥なし）および同欠陥発生が５％以下とした。レベラ起因の擦り疵欠陥発生率は図５の場合と同様にして求めた。
【００３７】
熱間圧延では、仕上圧延機出側における鋼板速度を 720ｍ／min とし、仕上圧延機により厚さ４mmに仕上圧延し、鋼板の巻取温度が600 ℃となるように冷却制御を行った。
発明例１〜７では、仕上圧延直後に、ワークロール段数が23、ワークロール直径が190mm のレベラを用い、レベラのワークロールの中心軸間隔を（上側同士、下側同士の間隔）200mm 、レベラのロール押し込み量を20mmとしたレベラで繰り返し曲げ加工を加え、その後、冷却を行ってコイラで巻き取った。また、仕上圧延機の出側と上記レベラの入側の間に更に配設した冷却設備で冷却を行い、表３に示すように、レベラ出側での鋼板温度がAr₃点−50℃となるように温度制御を行った。この冷却設備は、仕上圧延機最終スタンドとレベラの間、30ｍの範囲内に複数バンク設置し、その冷却水流量は鋼板単位表面積あたり最大で上下（鋼板表裏相当）毎分3200ｌ／ｍ²と設計しておいて、仕上圧延後の鋼板に対し、冷却水を噴射するバンク数を上下両面とも、鋼板の走行に追随して局部的な長手方向の温度ムラを解消していくようにされている。
【００３８】
また、レベラでは、図３、図４に示した潤滑剤供給装置を用い、スプレーノズル6fから表３に示す条件で潤滑剤をレベラのワークロールに噴射した。いずれの場合も混合器に送る水の量は、30l/分とした。レベラは、レベラの最上流ロールの中心を仕上圧延機最終スタンド中心から下流に30ｍの位置に設置した。本レベラによって熱延鋼板に与える長手方向表面歪みε_nは、（ｎ−２）×ε（ｎ：レベラのワークロール本数、ε：１回の曲げでの長手方向表面歪み）で計算して、近似的に0.34となっている。
【００３９】
比較例１では、潤滑剤供給装置を設けていないレベラを用い、ワークロールと金属ストリップとの間に潤滑剤を供給せず、レベラにより繰り返し曲げ加工を行った。その他の条件は、発明例１〜７と同じとした。
比較例２では、レベラ入側に冷却設備を配置せず、かつレベラに潤滑剤供給装置を設けずに、金属ストリップのレベラ入側及び出側温度を発明例１〜７より高くした状態で、ワークロールと鋼ストリップとの間に潤滑剤を供給せず、繰り返し曲げ加工を施した。その他の条件は、発明例１〜７と同じとした。
【００４０】
従来例では、従来の熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延後、通常実施している冷却を行い、コイラで巻き取った。
比較例および従来例の場合の製品の結晶粒径と引張強度及び製品の表面品質の評価結果を合わせて表３に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
【表２】

【００４３】
【表３】

【００４４】
表３に示した結果から以下のことがわかる。
レベラのワークロールと金属ストリップとの間に潤滑剤を供給しつつ、レベラにより鋼ストリップに繰り返し曲げ加工を行った発明例１〜７では、レベラを用いない従来例より高強度化を達成できているうえに、レベラのワークロールと鋼ストリップとの間に潤滑剤を供給しない以外は同じ条件とした比較例１より製品の表面品質を向上できている。
【００４５】
また、発明例１〜６では、レベラ入側の冷却設備により冷却を行い、レベラ出側の鋼板温度Ｔ_out（℃）をＡr₃点〜Ａr₃点−５０（℃）の範囲内としたので製品強度が比較例１と同じであるものの、レベラ入側に冷却設備を配置していないためにレベラ出側の鋼板温度Ｔ_outが上記の範囲を外れ、かつレベラのワークロールと鋼ストリップとの間に潤滑剤を供給していない比較例２よりも製品の高強度化と、製品の表面品質の向上を達成できている。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、レベラ起因の擦り疵欠陥の少ない高強度製品を製造できるので、高強度製品の歩留まりを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る熱間圧延ラインの模式図であり、（ｂ）は好適な熱間圧延ラインの模式図である。
【図２】本発明に用いるレベラの作用を説明する図である。
【図３】本発明に用いるレベラに設けた潤滑剤供給装置の一例の配置図である。
【図４】図３に示した潤滑剤供給装置の構成を示す要部概略平面図である。
【図５】本発明の効果を示すグラフである。
【図６】本発明に係る好適な熱間圧延ラインの配置図である。
【図７】従来の熱間圧延ラインの模式図である。
【符号の説明】
１金属ストリップ（鋼ストリップ）
1a 先端
1b 矢印
Ｓ金属片（スラブまたはシートバー）
２粗圧延機
３仕上圧延機
3a ワークロール
3b バックアップロール
3c 最終圧延スタンド
４、７冷却装置（冷却設備）
5a、5b コイラ
5c、5d マンドレル
６レベラ
6a レベラのワークロール
6b レベラのバックアップロール
6f スプレーノズル
6g ヘッダー
6h 混合器
Ａ潤滑剤
Ｂ水
9a、9b クロップシャ
10 接合設備
11 コイルボックス
12 接合装置
13 バリ取り装置
14 接合部冷却装置
15 シートバー加熱装置
16 切断設備
ｇ上、下ワークロール間の間隔
ｈ金属ストリップの厚み
δ ロール押し込み量
２Ｌ上側同士、下側同士のワークロール中心軸間隔

Claims

金属ストリップの熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機と、レベラと、冷却設備とが上流から下流に向かってこの順に配置され、かつ前記レベラには、ワークロールと該ワークロールにより曲げ加工を施される前の金属ストリップとの間に潤滑剤を供給可能な潤滑剤供給装置が設けられていることを特徴とする熱間圧延ライン。
前記潤滑剤供給装置は、前記レベラのワークロールの胴部に噴射孔を向けたスプレーノズルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延ライン。
前記熱間圧延ラインには、さらに、前記仕上圧延機とレベラとの間に冷却設備が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間圧延ライン。
前記熱間圧延ラインには、そのうえさらに、前記仕上圧延機の上流に接合設備が配置されていると共に、前記レベラの下流に配置された冷却設備とコイラとの間に切断設備が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱間圧延ライン。
金属片に熱間で仕上圧延を施すと共に、仕上圧延後の金属ストリップにレベラにより繰り返し曲げ加工を施し、その後冷却するに当たり、前記レベラでは、ワークロールと金属ストリップとの間に潤滑剤を供給しつつ、繰り返し曲げ加工を施すことを特徴とする熱間圧延方法。
前記潤滑剤を潤滑油とし、該潤滑油を水に分散させてエマルジョンとして供給することを特徴とする請求項５に記載の熱間圧延方法。
前記潤滑剤の供給量を金属ストリップの板幅１ｍ当たり20ml/ 分以上とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の熱間圧延方法。