JP4052140B2

JP4052140B2 - 鋼板の形状矯正方法

Info

Publication number: JP4052140B2
Application number: JP2003034179A
Authority: JP
Inventors: 啓司鈴木; 久雄今井; 勝人河村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: JP2004243349A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の形状矯正方法に関し、特に、ニッケル・カドミウム電池等の二次電池の電極材料等に用いられる板厚0.1mm以下の極薄鋼板の形状不良を効果的に矯正する方法に関するものでる。
【０００２】
【従来の技術】
板厚が0.1mm以下の極薄鋼板は、スチールフォイルとも呼ばれ、ニッケル・カドミウム電池等の二次電池の電極材料として、また極薄容器用素材や磁気シールド材、制振材および建材等の材料として広く用いられている。しかし、この極薄鋼板は、その板厚が、一般に製造されている薄鋼板と比較してもさらに薄いため、通常の条件で製造することには困難をともなう。
【０００３】
例えば、薄鋼板の圧延に通常用いられているタンデム式冷間圧延機により、熱延鋼板から１回で0.1mm以下の板厚に冷間圧延する場合には、圧延荷重が高すぎてキスロール状態となり、ある板厚以下には圧延できなくなったり、上記圧延荷重を下げるために圧延張力を大きくすると板破断が発生したりする。また、過酷な圧延による加工熱によって大きなヒートクラウンが発生し、形状制御が困難となり、耳伸びや中伸びおよびそれらが複合した形状不良が発生し易くなるという問題がある。
【０００４】
そこで、上記の問題を回避する方法として、タンデム式冷間圧延機で中間板厚まで圧延し、焼鈍を行った後、再度、２スタンドまたは３スタンドからなるＤＲ(ダブルコールドリデューシング)ミル等を用いて最終板厚まで圧延する２回冷延法が一般に行われている。しかし、この方法でも、２回目の圧延ではある程度の圧下率の圧延を行うことから、加工熱によるヒートクラウンの発生によって形状制御が難しくなるという問題を、完全に解決できていないのが現状である。
【０００５】
ところで、薄鋼板における耳伸びや中伸び等の形状不良に対しては、レベラー加工による矯正が通常行われている。しかし、本発明が対象としている極薄鋼板の場合には、板厚が0.1mm以下であることに加えて、圧延による加工硬化によって降伏応力が500MPa以上にまで上昇しているため、通常の薄鋼板に用いられているようなロール径が大きいローラーレベラーでは、十分な矯正効果が得られない。そこで、さらに曲げ半径を小さくして矯正効果をより大きくしたハイドロテンションレベラーを使用する技術が開発されている。しかし、このハイドロテンションレベラーは、多額の設備投資が必要であり、また、矯正後の鋼板には多量の油分が付着しているため、後工程で脱脂する必要があるという問題点がある。
【０００６】
そのため、ＤＲミルでの圧延条件を見直すことにより形状改善を図ろうとする試みもなされている。たとえば、特許文献１には、ＤＲミルによる２回目の圧延を、＃１スタンドで目標とする最終板厚よりも１〜２％厚い板厚まで圧延し、続く＃２スタンドで形状制御と表面粗度の調整を目的とした圧下率１〜２％の圧延を行うことにより、＃２スタンドでの加工発熱を抑制し、＃２スタンドのワークロールクラウンを一定に制御して形状の安定化を図る技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２６３６１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の方法では、圧下率１〜２％を確保するためには、相変わらずある程度の張力を付与しつつ圧延を行う必要があり、板破断が発生し易いという問題がある。また、この方法では、圧延時に板の幅方向の座屈現象である縦筋(縦バックル)や蛇腹(クロスバックル)と呼ばれる形状不良が発生し易いという問題もある。さらに、従来の方法では、極薄材であるがために、コイルに巻かれた板の先端を圧延ラインやその後の精整ラインに通板するのが難しいという問題点もあった。
【０００９】
本発明の目的は、板厚0.1mm以下の極薄鋼板の板破断を生じさせることのない形状矯正方法を提案することにある。また、耳伸びや中伸び等の形状不良を低減すると共に、蛇腹や縦筋といった座屈現象による形状不良をも抑制することができる形状矯正方法を提案することにある。また本発明の他の目的は、極薄鋼板でも製造ラインへの通板が容易な方法を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、ハイドロテンションレベラーの導入といった設備投資をすることなく、現有の製造設備により、板厚0.1mm以下の極薄鋼板の形状を改善する方法について検討を重ねた。その結果、ＤＲミルで所期した板厚に冷間圧延した後に、再度、ごく軽度のスキンパス圧延を施すことにより、上記従来技術が抱えている形状不良の問題点を解決できることを見出した。また、圧延コイルの両端にオフゲージ部を設けることにより、製造ラインへの通板性を改善できることも見出した。
【００１１】
上記知見に基づき開発された本発明は、板厚０．１ｍｍ以下の最終板厚に圧延後、さらにスキンパス圧延して形状を矯正するにあたり、前記スキンパス圧延における最終スタンドには、表面粗さＲａ：１．０μｍ以下のワークロールを用い、スキンパス圧延の圧下率を０．５％以下に調整することを特徴とする鋼板の形状矯正方法である。
【００１３】
また、本発明の上記形状矯正方法においては、鋼板を巻き取ったコイルの先端および後端部分に板厚0.1mm以上のオフゲージ部を設けることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
従来の極薄鋼板の製造工程は、素材である熱延鋼板を、タンデム式冷間圧延機で中間板厚まで圧延したのち、洗浄ラインで脱脂してバッチ焼鈍を行うかあるいは連続焼鈍を行うことにより焼き鈍しし、その後、ＤＲミルにおいて２回目の冷間圧延を行い、板厚0.1mm以下の最終板厚まで圧延を行っていた。
【００１５】
しかし、この従来の製造方法では、上述したように、ＤＲ圧延の圧下率が高く、圧延時に発生する加工熱によってヒートクラウンが発生し、ロールクラウンが経時的に変化するために、安定した形状制御が難しいという問題があった。また、特許文献１に開示された技術のように、ＤＲミルの最終スタンドの圧下率を１〜２％に低減したとしても、最終スタンドの発熱は抑制できるものの、前段スタンドでの加工熱の影響を完全に無くすことはできず、耳伸びや中伸びあるいはこれらが複合した形状不良が発生し、形状が安定しないという問題を解消することはできていなかった。さらに、加工硬化した鋼板に、圧下率１〜２％の圧延を行うためには、ある程度の張力付与が必要であり、この圧延張力による板破断や、蛇腹や縦筋といった板幅方向の座屈現象に起因した形状不良が発生していた。
【００１６】
そこで、本発明は、２回目のＤＲ圧延の後、再度、形状矯正を目的とした圧下率0.5％以下のスキンパス圧延を施す方法を採用した。この方法であれば、最終板厚までの圧延と形状矯正のためのスキンパス圧延とを別々にしているので、圧延による加工熱の影響を無くすことができる。また、スキンパス圧下率が0.5％以下であれば、加工熱の発生がほとんど無いため、ヒートクラウンの発生も小さく、形状変化を小さく抑えることが可能となる。さらに、0.5％以下のスキンパス圧下率とすることで、必要な張力を低減させることができる。
【００１７】
なお、0.5％のスキンパス圧下率が有する形状矯正能力について検討すると、例えば、ピッチ100mmで１mmの波高の耳伸びが発生していた場合の急峻度(＝高さ／波長×100(％))は１％である。しかし、耳伸びのうねりを正弦波と仮定すると、この時の耳伸び部と平坦部の伸び率の差は0.025％でしかない。したがって、圧下率0.5％のスキンパス圧延でも、理論的には形状を矯正することは十分に可能である。
【００１８】
また、ＤＲミルは、２スタンドまたは３スタンドからなるが、本発明のように、0.5％以下のスキンパス圧延を行うためには、最終スタンドには、表面粗さＲa：1.0μm以下のワークロールを用いることが好ましい。ロールの表面粗さＲaが1.0μmを超えると、蛇腹や縦筋といった形状不良が発生しやすいという問題があり、また、鋼板表面の凹凸が大きくなると外観を損ねるからである。ここで上記表面粗さＲaとは、JIS B0601-1994にて規定される算術平均粗さのことである。
【００１９】
なお、スキンパス圧延を施す場合のＤＲミル前段スタンドの条件は、特に制限する必要はない。また、ＤＲミルが３スタンドからなる場合は、＃１スタンドまたは＃２スタンドのいずれかの圧下を上げて空通しとすることが、圧下率制御の点からは好ましい。
【００２０】
また、極薄鋼板の通板性が悪いという問題に対しては、ＤＲミルによる２回目の圧延の際、コイルの先端部および後端部に意図的にオフゲージ部を設けることにより、通板性を著しく改善することができる。このオフゲージ部の板厚は、通板処理が行い易い板厚である0.1mm以上、より好ましくは0.15mm以上とするのがよい。あるいは、ＤＲ圧延前の中間圧延ままの板厚部を残存させてもよい。また、オフゲージ部の長さも、通板処理が行い易い長さに適宜決定すればよいが、このオフゲージ部分は、最終製品を得るまでの間、ハンドリング等による押疵や圧痕等の保護板としての役割も果たすため、少なくとも素材コイルの外周１巻分の長さを設けることが好ましい。
【００２１】
【実施例】
（実施例１）
Ｃ：0.01〜0.08mass％、Si：0.03mass％以下、Mn：0.50mass％以下、Ｐ：0.030mass％以下、Ｓ：0.030mass％以下、Al：0.0035mass％以下の成分組成を有する板厚1.8mmの熱延鋼板を酸洗後、６スタンドのタンデム圧延機で0.157mmの中間板厚まで冷間圧延した後、洗浄ラインで脱脂し、箱焼鈍により焼き鈍しを行った。その後、これらのコイルを、３スタンドのＤＲミルで２回目の冷間圧延を行い、最終板厚である0.060mmに圧延した。この時の圧延条件は、＃１，＃２スタンドで最終板厚より1.5％厚い板厚まで圧延した後、＃３スタンドで圧下率1.5％の圧延を行い、最終板厚とした。各スタンドに用いたワークロールは、＃１スタンドにはダルロールを使用し、＃２，３スタンドにはブライトロールを使用した。なお、このＤＲ圧延においては、圧延コイルの先端部および後端部に中間板厚のままとしたオフゲージ部分を約100ｍ残し、コイルに巻き込んだ。上記のようにして得たコイルを精整ラインに通板して耳伸び、中伸び等の形状を測定したところ、耳伸びまたは中伸びの急峻度（＝波高／波長×100％）は、平均して1.38％であった。
その後、このコイルを再度ＤＲミルに通板し、表１に示した各種の条件でスキンパス圧延を実施し、形状矯正を行った。ただし、＃２スタンドは空通しとした。なお、ロールの表面粗さＲaの測定は、先端径２μmの接触式粗度計(東京精密製サーフコム110B型)を用い、カットオフ値：0.8mm、評価長さ：2.5mmの条件で測定し、結果を表１に示した。
【００２２】
上記スキンパス圧延後のコイルを精整ラインに通板し、形状矯正後の耳伸び、中伸びの最大急峻度および蛇腹、縦筋の発生状況を測定し、その結果を表１中に併記した。また、スキンパス圧延時の板破断の有無についても調査し、結果を表１に示した。なお、蛇腹、縦筋の評価は、定盤上に鋼板を置き、電気マイクロメータを用いて、発生した蛇腹、縦筋の最大高さを測定した。表１の結果から、本発明のスキンパス圧下率条件(0.5％以下)を満たすNo.１，４および５の場合には、耳伸び、中伸びの急峻度は、実用上問題のないレベルである0.8％以下まで改善されており、また、スキンパス圧延時の板破断も起こっていないことがわかる。これに対し、圧下率を0.5％超えてスキンパス圧延したNo.２，３および６，７の場合には、蛇腹や縦筋が顕著に大きくなり、また通板中に板破断が多発し、工程生産が不可能であった。
【００２３】
【表１】

【００２４】
また、本実施例では、コイルの先後端部に中間圧延ままの板厚のオフゲージ部を設けてＤＲ圧延を行ったため、その後工程であるスキンパス圧延を行うときの通板性は、オフゲージ部を設けないときの所要時間(約20分)に対して１／５以下の３〜４分に短縮でき、作業効率が大きく向上した。また、この先端部のオフゲージにより、スキンパス後の巻取りもスムーズとなり、破断トラブルの大幅に減少することができた。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、板厚０．１ｍｍ以下に圧延した極薄鋼板に対し、さらに０．５％以下の軽圧下のスキンパス圧延を施して形状矯正することにより、また、スキンパス圧延における最終スタンドのワークロールに表面粗さＲａ：１．０μｍ以下のロールを用いることにより、スキンパス圧延時における板破断を生じさせることがなく、かつ、耳伸び、中伸びのほか、蛇腹、縦筋といった形状不良を大幅に低減することができる。また、圧延コイルの先後端部にオフゲージ部を設けることにより、製造ラインへの通板性を大幅に改善することができる。

Claims

板厚０．１ｍｍ以下の最終板厚に圧延後、さらにスキンパス圧延して形状を矯正するにあたり、前記スキンパス圧延における最終スタンドには、表面粗さＲａ：１．０μｍ以下のワークロールを用い、スキンパス圧延の圧下率を０．５％以下に調整することを特徴とする鋼板の形状矯正方法。
上記形状矯正方法において、鋼板を巻き取ったコイルの先端および後端部分に板厚０．１ｍｍ以上のオフゲージ部を設けることを特徴とする請求項１に記載の形状矯正方法。