JP3941699B2 - 熱間圧延方法および熱間圧延ライン途中の幅圧下設備の固定エプロン - Google Patents

Description

【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および、熱間圧延ライン途中の幅圧下設備の被圧延金属材幅方向中央域に設置される固定エプロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延とは、金属材料を数１００〜千数１００℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、ローラーで挟圧しつつそのローラーを回転させ、薄く延ばすことをいう。
【０００３】
鋼をはじめとする金属板の熱間圧延は、図７に示すような、金属材料を加熱炉１０で加熱し、サイジングプレス１１で幅圧下して幅寸法を調整する場合もあるし、そうでない場合もあるが、加熱後、粗圧延機（Ｒｏｕｇｈｅｒ）１２、仕上圧延機（Ｆｉｎｉｓｈｅｒ）１８などの圧延機を所々に配置して長く伸びる熱間圧延ライン１００上に抽出した金属材料を、順次各圧延機で圧延し、コイラー（巻取装置）２４で巻き取る、という一連のプロセスを１本１本の金属材料（以下、被圧延材８）に対して施すことで行われる。
【０００４】
ここで、粗圧延機１２には、図示していないが、その入側にエッジャーという被圧延材を幅方向に縮幅するための、一対のロールを縦向きに配した圧延機も付設されている。この縦向きに配した一対のロールはエッジャーロールと称される。エッジャーは、粗圧延機１２のほかに、仕上圧延機１８第１スタンドＦ１の入側にも付設されている場合がある。
【０００５】
熱間圧延ライン１００上には、このほか、図７に示すように、クロップシャー１４、デスケーリング装置１６、冷却ゾーン２２、などの付帯設備も配置されている。
【０００６】
そして、各圧延機をはじめとする各設備間には図示しない多数のテーブルローラ（以下、搬送ロール）が配置され、これにより、被圧延材８が矢印Ａ方向に搬送される。
【０００７】
粗圧延機１２、仕上圧延機１８は複数あるので、それぞれＲｏｕｇｈｅｒ、Ｆｉｎｉｓｈｅｒの頭文字を取り、各圧延スタンドのナンバーを付与して、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｆ１、Ｆ２…Ｆ７などと略称される。コイラー２４も同様に複数あって、号機ナンバーを付与して、ＤＣ１、ＤＣ２などと略称される。
【０００８】
なお、本発明において、被圧延材とは熱間圧延ライン上にて正に圧延加工されつつある金属材料を称することばであり、最終的な製品厚まで圧延され巻き取られつつある段階以降のものは金属板と称す。なお、金属板は金属帯をも含む意味である。
【０００９】
ところで、熱間圧延後の被圧延材には擦り疵が発生する場合があった。その対策として、特許文献１では、粗圧延機１２や仕上圧延機１８に付設のサイドガイド（図示せず）を潤滑することを提案している。しかしながら、それによっても、熱間圧延後に被圧延材に発生する擦り疵は解消するに至っていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２２４７３０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
それではどのような理由で擦り疵が発生するのであろうか。発明者らはそれを探ることにした。調査の結果を以下に順を追って説明する。
【００１２】
図７に示すような熱間圧延ライン１００の中でも主要な設備である、サイジングプレス１１の中や、粗圧延機１２のうちの少なくとも１つのスタンドの入側、仕上圧延機１８の第１スタンドであるＦ１の入側などのエッジャーのある箇所には、搬送ロールの間隔、または搬送ロールと圧延ロールの間隔が広い箇所が存在する。
【００１３】
サイジングプレス１１の場合を例にとると、図８に示すように、サイジングプレス用金型１１２を挟んで、被圧延材８を搬送する搬送方向Ａに向かって入側の、サイジングプレス用金型１１２に最も近い搬送ロール１１４Ａと、同出側の最も近い搬送ロール１１４Ｂの間の間隔Ｄは、その他の搬送ロール１１４との間隔ｄに比較して、相当間隔が広い。
【００１４】
粗圧延機１２を例にとると、図９に示すように、エッジャーロール１２２を挟んで、被圧延材８を搬送する搬送方向Ａに向かって入側の、エッジャーロール１２２に最も近い搬送ロール１２４Ａと、同出側の最も近い搬送ロール１２４Ｂの間の間隔Ｄは、その他の搬送ロールとの間隔ｄに比較して、相当間隔が広い。
【００１５】
仕上圧延機１８の第１スタンド入側にもエッジャーロールがあって、図示しないが、状況はほぼ同じである。
【００１６】
なお、上述の出側の搬送ロール１２４Ｂは設置が省略され、エッジャーロール１２２を挟んで、入側に搬送ロール１２４Ａ、出側にはすぐ圧延機のワークロール１９、という配置順をとる場合もある。
【００１７】
このように、搬送ロールの間隔、または搬送ロールと圧延ロールの間隔が広い箇所が存在するのは、サイジングプレス１１にはサイジングプレス用金型１１２、また、粗圧延機入側、仕上圧延機入側にはエッジャーロール１２２、といった幅方向に動作する大きな設備が存在して、被圧延材８の搬送方向Ａにかなりのスペースをとり、これらの設備の動作スペースには搬送ロールを設置することができないためである。
【００１８】
ところで、このように、搬送ロールを設置できない箇所には、被圧延材８の先端が搬送ロール間にて下方に潜り込んで搬送継続不可能になってしまうのを防止する目的で、図８、図９中にも示す通り、搬送ロール間の間隙を遮蔽し、下方から被圧延材８の先端を支えて上方に押し戻すための固定エプロン１１６、１２６が設置され、さらに、被圧延材８の先端と固定エプロン１１６、１２６が摺動するのを少しでも抑制するため、固定エプロン１１６、１２６の中間に、センターガイドロール１１８、１２８が設置されることも多い。
【００１９】
このセンターガイドロール１１８、１２８は、その熱間圧延ラインで製造される最小幅の被圧延材よりも狭い幅の、非駆動ロール１つあるいは複数個からなる。非駆動とするのは、それらセンターガイドロール１１８、１２８は、その熱間圧延ライン中、被圧延材の幅方向中央域に存在するため、どう工夫しても、それらを駆動するためのシャフトやジョイントを設置しようとした場合、被圧延材８や他の設備や機器と干渉してしまうため設置できないからである。よって、それらセンターガイドロール１１８、１２８は、被圧延材８の先端に突き動かされたり、尾端に押さえられて引きずられたりすることによって回転されるしくみになっている。
【００２０】
以下、サイジングプレス１１、粗圧延機１２に付設されたエッジャー、Ｆ１に付設されたエッジャー等、熱間圧延ラインの途中で被圧延金属材を幅方向に圧下する設備を総称して幅圧下設備と呼ぶことにすると、幅圧下設備には、サイジングプレス用金型１１２、エッジャーロール１２２などの存在により、搬送ロールの間隔の長い箇所があることは先にも説明した通りであるが、その箇所では、先述の固定エプロン１１６、１２６の上を被圧延材８の先端あるいは尾端が通過するときに、センターガイドロール１１８、１２８を設置した場合でもなお、固定エプロン１１６、１２６に被圧延材８の先端あるいは尾端が接触し、摺動してしまう場合がある。
【００２１】
また、センターガイドロール１１８、１２８は非駆動であるため、被圧延材８の先端に突き動かされたり、尾端に押さえられて引きずられたりすることによって回転するとはいっても、被圧延材８の搬送速度に完全に揃速するまでの間は、センターガイドロール１１８、１２８と被圧延材８も、やはり接触し摺動してしまうことがある。よって、固定エプロン１１６、１２６やセンターガイドロール１１８、１２８と被圧延材８の接触、摺動により、被圧延材８の表面には擦り疵が発生する場合がある、という問題点があった。
【００２２】
被圧延材８の表面に擦り疵が発生するときの状況の例を図１０（尾端の場合）に示す。ちなみに図１０は、センターガイドロール１２８を２つ有する場合の例を示している。
【００２３】
そして、実はもう一つ擦り疵の発生には形態があり、ある被圧延材が固定エプロン１１６、１２６やセンターガイドロール１１８、１２８に焼き付き、後続の被圧延材と接触、摺動することによっても、被圧延材８の表面に転写すると同時に擦り疵も発生する場合もあった。
【００２４】
そこで、従来、このような擦り疵発生を防止するために、固定エプロンやセンターガイドロールの材質を改善してきたのであるが、効果は十分ではなかった。
【００２５】
特に、被圧延材が軟質である場合に擦り疵が発生しやすく、その代表例としてフェライト系ステンレスが挙げられる。フェライト系ステンレスは、軟質であるとともに、熱間圧延ライン上での搬送中、高温で大気にさらされても、ごく表層部分に薄くできるＣｒＯ_２の酸化皮膜ができるほかは、保護層としての働きをする表層のスケールの成長が、炭素鋼に比べ著しく小さいため、前述の固定エプロン１１６、１２６やセンターガイドロール１１８、１２８との接触、摺動によって地金が削り取られやすく、そして、その後に該部にスケールが成長してスケールごと地金から剥離することで再び平滑な表面が現れるという効果も期待しにくい。このため、擦り疵が発生しやすい、ということも要因の一つとなっている。表面品質要求の厳しいステンレス鋼板の熱間圧延の分野では、このような擦り疵発生防止が強く求められており、早急な対策が必要という状況であった。
【００２６】
【発明を解決するための手段】
発明者らは上記のような状況より、本発明に至ったものである。本発明は、まず第１に、熱間圧延ライン途中で被圧延金属材を幅方向に圧下する幅圧下設備の該被圧延金属材幅方向中央域に設置された固定エプロンと、該固定エプロンに設置されたセンターガイドロールと、を潤滑し、該被圧延金属材の熱間圧延を行うことを特徴とする熱間圧延方法である。
【００２７】
そして、本発明は第２に、熱間圧延ライン途中で被圧延金属材を幅方向に圧下する幅圧下設備の該被圧延金属材幅方向中央域に設置される、潤滑剤噴射用ノズルとセンターガイドロールを備えた固定エプロンである。
【００２８】
【作用】
固定エプロンやセンターガイドロールの潤滑により、被圧延材との接触、摺動や、あるいはさらに焼き付きによる擦り疵が発生しにくくなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、まず３つの比較例、次に本発明の実施形態を、それぞれ、詳細に説明する。
【００３０】
（第１、第２比較例）
粗圧延機最終スタントであるＲ３の入側に付設された一対のエッジャーロールの中間すなわち被圧延材の幅方向中央域に固定エプロン１２６を設置し、正にその固定エプロン１２６の被圧延材８の搬送方向中央域にはセンターガイドロール１２８を設置してあるところに適用した第１比較例を図１に示す。図１において、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【００３１】
この図１のように、センターガイドロール１２８の設置された域に潤滑剤噴射用ノズル１３０を設置し、センターガイドロール１２８の設置された域よりも、固定エプロン１２６上、前後の被圧延材搬送方向域に向け、潤滑剤１３１を噴射し、熱間圧延するようにするのが第１比較例である。
【００３２】
センターガイドロール１２８の被圧延材幅方向両サイドに被圧延材の搬送方向Ａおよびそれと逆方向を向いた潤滑剤噴射用ノズル１３０を計４つ設置し、潤滑剤１３１を噴射して固定エプロン１２６表面に吹き付ける仕組であるが、潤滑剤噴射用ノズル１３０の数は４つに限るものではなく、適宜の数設置してよい。
【００３３】
図において、１２５は、固定エプロン１２６の架台、１３２は、油、温水を所定割合で混合して潤滑剤噴射用ノズル１３０に供給するためのミキシングブロックである。
【００３４】
この図１では、センターガイドロール１２８側面から潤滑剤１３１を吹き付けるようにしてあるが、図２に示す第２比較例のように固定エプロン１２６自体に潤滑剤噴射用ノズル１３０を組み込むようにすることもできる。
【００３５】
図１のようにセンターガイドロール１２８の側面に潤滑剤噴射用ノズル１３０を設置した場合は、被圧延材８がエッジャーロール１２２による幅圧下を受けた際に、図３に示すように横断面がねじれてしまった時に、その程度がひどくなると、図３中の○で示したような箇所で被圧延材８と干渉し、潤滑剤噴射用ノズル１３０が損傷してしまう可能性が全くないとはいえない。又、その時被圧延材表面には擦り疵が発生してしまう。このため、図２に示したように、固定エプロン１２６に潤滑剤噴射用ノズルを組み込む方がより好ましい。ちなみに図２において、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【００３６】
また、潤滑剤としては水、油と温水の混合物などを使用することができるが、油と温水の混合物を使用する方が潤滑効果は大きい。もちろん水だけとか油だけとかを使用することもできる。図１中右下に示した通り、いずれの使用をすることもできるように、潤滑剤供給系統を構築しておくのが好ましい。図中、温水の供給系統があり、ミキシングブロック１３２があるのは、熱間圧延で使われる油、この場合、圧延油と同じものを使うのが好ましいためで、熱間圧延で使われる圧延油はミキシングブロックにて所定の混合比にて温水と混合されるためである。なお、図示を省略しているが、ミキシングブロック１３２の内部には精密ギヤポンプを使用したミキシング機構があり、油と温水を所望の混合比にて混合することができるようになっている。図２中では略されているが同様である。圧延油は、被圧延材の鋼種に応じ、炭素鋼であれば、合成エステルと鉱油の混合物、フェライト系ステンレス鋼をはじめとするステンレス鋼であれば、硫化エステルやポリサルファイド系のものを使用するのが好ましい。
【００４０】
（第３比較例）
サイジングプレス１１に付設された一対のサイジングプレス用金型１１２の中間すなわち被圧延材８の幅方向中央域に固定エプロン１１６を設置し、更にその固定エプロン１１６の被圧延材８の搬送方向中央域にはセンターガイドロール１１８を設置してあるところに適用した第３比較例を図４に示す。図４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図４中、略されているが、油、温水、水の供給系統があり、ミキシングブロックがあるのは第１比較例の場合と同様である。
【００４１】
この図４のように、センターガイドロール１１８の設置された域に潤滑剤噴射用ノズル
１２０を設置し、センターガイドロール１１８に向け、潤滑剤１２１を噴射し、熱間圧延するようにするのが第３比較例である。
【００４２】
センターガイドロール１１８を向いた潤滑剤噴射用ノズル１２０を計４つ設置し、潤滑剤１２１を噴射してセンターガイドロール１１８に吹き付ける仕組であるが、潤滑剤噴射用ノズルの数は４つに限るものではなく、適宜の数設置してよい。
【００４３】
前出の図２と同様、固定エプロン１１６自体に潤滑剤噴射用ノズル１２０を組み込むようにしてある点は共通しているが、潤滑剤１２１を固定エプロン１１６ではなく、センターガイドロール１１８に向けて噴射するようにしている。
【００４４】
図において、１１５は、固定エプロン１１６の架台である。
【００４７】
（第１実施形態）
仕上げ圧延機第１スタンドＦ１に付設された一対のエッジャーロールの中間すなわち被圧延材の幅方向中央域に固定エプロン１２６を設置し、更にその固定エプロン１２６の被圧延材８の搬送方向中央域にはセンターガイドロール１２８を設置してあるところに本発明を適用した第１実施形態を図５に示す。図５において、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図５中、略されているが、油、温水、水の供給系統があり、ミキシングブロックがあるのは第１比較例の場合と同様である。
【００４８】
この図５のように、センターガイドロール１２８の設置された域に潤滑剤噴射用ノズル１３０を設置し、センターガイドロール１２８と、更にそれに加えて、センターガイドロール１２８の設置された域よりも、固定エプロン１２６上、前後の被圧延材搬送方向域に向け、潤滑剤１３１を噴射し、熱間圧延するようにするのが本発明の第１実施形態である。
【００４９】
前出の図２と同様、固定エプロン１２６自体に潤滑剤噴射用ノズル１３０を組み込むようにしてある点は共通しているが、潤滑剤を固定エプロン１２６だけでなく、センターガイドロール１２８にも向けて噴射するようにしている。
【００５０】
潤滑剤として水、油、あるいは油と温水の混合物いずれでも使用できる点は、第１比較例の場合と共通しており、潤滑剤の噴射、停止のタイミングは、被圧延材８の先端が固定エプロン１２６に到達する前に開始し、被圧延材８の尾端が通過した後に停止しても、被圧延材８の尾端が通過した後に開始し、次の被圧延材８の先端が到達する前に停止するようにしても、熱間圧延ラインの操業中、常時噴射しつづけるようにしてもよい。
【００５１】
なお、上記の例は、Ｆ１に付設された一対のエッジャーロールの中間すなわち被圧延材８の幅方向中央域に設置した固定エプロン１２６に本発明を適用した場合を例に説明したが、サイジングプレス１１、粗圧延機１２付設のエッジャー等に本実施の形態を適用したとしても全く問題ない。
【００５２】
本発明をＦ１に付設されたエッジャーに適用した場合について、その効果を検証した結果を図６に示す。図６中黒で示したのはグラインダー等により手入れの必要な擦り疵の程度のひどいもの、灰色で示したのはへばりが小さく人力でサンドペーパーでこすれば除去できる程度の軽度の擦り疵が発生したもの、白色で示したのは擦り疵が発生しないか問題にならない程度のもの、を意味し、数字はそれらに該当する被圧延材の本数を意味する。
【００５３】
本発明により、固定エプロンだけを潤滑する第１比較例の場合、センターガイドロールだけを潤滑する第３比較例の場合に比較し、両方を潤滑する第１実施形態の場合は、更に擦り疵が減少していることが分かる。
【００５４】
上記図６は、Ｆ１に付設されたエッジャーに本発明を適用した場合の効果を検証した結果であるが、サイジングプレス１１や粗圧延機１２に本発明を適用した場合も、同様の傾向の効果が得られる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、熱間圧延ライン途中で被圧延金属材を幅方向に圧下する幅圧下設備の該被圧延金属材幅方向中央域に設置された固定エプロンとセンターガイドロールとを潤滑することにより、被圧延材との接触、摺動や、あるいはさらに焼き付きによる擦り疵が、被圧延材に発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１比較例を示した図
【図２】第２比較例を示した図
【図３】第１比較例を実施した場合に起こり得る問題を示した図
【図４】第３比較例を示した図
【図５】本発明の第１実施形態を示した図
【図６】本発明の効果を検証した結果を示した図
【図７】熱間圧延ラインの全体概観を示す図
【図８】サイジングプレス設備の概観を示す図
【図９】エッジャーロール設備の概観を示す図
【図１０】被圧延材の擦り疵発生のメカニズムを解説するための図
【符号の説明】
８…被圧延材
１０…加熱炉
１２…粗圧延機
１４…クロップシャー
１６…デスケーリング装置
１８…仕上圧延機
１９…ワークロール
２０…バックアップロール
２２…冷却ゾーン
２４…コイラー
２５…コイラーピンチロール
５０…制御装置
１００…熱間圧延ライン
１１２…サイジングプレス用金型
１１４、１２４…搬送ロール
１１６、１２６…固定エプロン
１１８、１２８…センターガイドロール
１２２…エッジャーロール
１２０、１３０…潤滑剤噴射用ノズル
１２１、１３１…潤滑剤
Ａ…搬送方向

Claims (2)

1. 熱間圧延ライン途中で被圧延金属材を幅方向に圧下する幅圧下設備の該被圧延金属材幅方向中央域に設置された固定エプロンと、該固定エプロンに設置されたセンターガイドロールと、を潤滑し、該被圧延金属材の熱間圧延を行うことを特徴とする熱間圧延方法。
2. 熱間圧延ライン途中で被圧延金属材を幅方向に圧下する幅圧下設備の該被圧延金属材幅方向中央域に設置される、潤滑剤噴射用ノズルとセンターガイドロールを備えた固定エプロン。

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