JP4916285B2 - 鋼帯の冷間タンデム圧延方法及び圧延装置 - Google Patents
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Description
ワークロールに要求される表面粗度は圧延スタンドにより異なる。下流側のスタンド(113)(114)のワークロール(123)(124)については、製品鋼帯の表面品質に大きく影響する(実質的に製品鋼帯の表面品質を決める)ことから、粒度番号の高い砥石(例えば、粒度80の砥石)で平滑性の高い表面に仕上げたものが使用されている。他方、上流側のスタンド(111)(112)のワークロール(121)(122)については、製品の表面品質に対する直接的な影響も軽微で、下流側のロールほどの平滑性を要しないと考えられること、および圧延性(ロールバイトでのスリップ防止・噛み込みの円滑性)の確保、研削加工能率・加工コスト等の観点から、粒度番号の低い砥石(例えば粒度36)で研削仕上げしたロールを使用するのが一般である。
しかし、ヒートスクラッチと見られる表面欠陥のなかには、上記のものと異なって、圧延油や圧延条件等の調整・制御では解決困難なものが存在する。その表面欠陥は、鋼帯の長手方向に延在する焼付き状の疵(以下「線状疵」と称する)であり、その疵幅は数μm〜約2mm程度で、異物の付着はなく、わずかな凹み(約1〜2μm程度)を呈し、疵のない部分に比べて表面粗度がやや低く光沢をもっている。この線状疵は、製品鋼帯の機械的性質に実質的な悪影響を及ぼす程のものではなく、また化成処理や溶融めっき等の表面処理が行なわれる場合にも、その化成処理品質や溶融めっき品質に対する実質的な悪影響の懸念も殆どない極めて軽微の表面欠陥である。しかし、線状疵による鋼帯表面の視覚的不均一性は、製品の商品価値を著しく損なう要因となる。
第3スタンド(113)のワークロール(123)表面を詳細に観察すると、鋼帯表面の線状疵の発生位置(板幅方向位置)と一致するロール表面位置(ロール軸方向位置)に、線状疵(円周方向に延在)が存在している。そのロール表面の線状疵は、高さ約1〜2μm(幅:約1〜3mm)の突起(以下「線状突起」)である。このことは、製品鋼帯に現れる上記線状疵が、ワークロール表面に存在する線状突起の鋼帯に対する転写マークとして発生する表面欠陥であることを示している。そのワークロール(123)の線状突起は、硝酸等の腐食性酸液で拭き取ることができ、拭き取った後のロール表面は線状突起のない面域と同等の健全な表面性状を有している。なお、そのワークロール(123)を、新たなロールに取り替えると、鋼帯表面の線状疵の発生はなくなるが、しばらくすると再びそのロール表面に線状突起が形成されると共に、そこを通過した鋼帯の表面に線状疵が生じるようになる。しかも、そのロール表面の線状突起および鋼帯表面の線状疵のそれぞれの発生位置は、ワークロール(123)の取替え前のそれと一致している。
研削加工されたワークロールを有する複数の圧延スタンドの各圧延機に被圧延材としてアルミキルド中炭素鋼の鋼帯を順次通板して所定板厚に仕上げる鋼帯の冷間タンデム圧延において、少なくとも第2スタンド以降の各圧延機のワークロールとして、表面粗さRa:0.6μm以下に研削仕上げされ、研削仕上げ面に研削掻き疵が存在する場合の該掻き疵の大きさは、深さ(d):20μm以下、開口幅(w):50μm以下、および長さ(l):5mm以下であるロールを使用することにより、ワークロール表面の線状突起の発生とその鋼帯表面への転写マークである焼付き状の線状疵を防止することを特徴としている。
複数の圧延スタンドのそれぞれに研削加工されたワークロールが組み込まれている鋼帯冷間圧延用タンデム圧延機において、少なくとも第2スタンド以降の各圧延スタンドの圧延機のワークロールが、表面粗さRa:0.6μm以下であって、研削加工時に生じる研削掻き疵が存在する場合の該掻き疵の大きさが、深さ(d):20μm以下、開口幅(w):50μm以下、および長さ(l):5mm以下である研削仕上面を有するロールであることを特徴としている。
図2に、鋼帯の線状疵の発生メカニズムを模式的に示す(同図[1]:平面図、同図[II]:正面図)。第2スタンド(112)のワークロール(122)のロール表面に、研削加工時に発生した研削掻き疵(1)が存在している。研削掻き疵(1)は微細な凹み疵(後記)であり、第2スタンド(112)を通過した鋼帯の表面に、その転写マークとして微小突起(2)がロール周長に一致するピッチで鋼帯の長手方向に反復形成される。この鋼帯が次の第3スタンド(113)のワークロール(123)で圧下される際に、ワークロール(123)の表面に対する微小突起(2)の焼付き(熱的転着)(31)が生じる。
本発明によれば、上流側圧延スタンドのワークロールの研削仕上げ面(表面粗度Ra及び研削掻き疵1の大きさ)の規制の効果として、下流側圧延スタンドにおけるワークロール表面の焼付き(31)と線状突起(32)の発生および製品鋼帯の線状疵(4)が未然に防止され、高速度・高圧下の圧延条件においても健全な表面品質が確保される。
このような砥石による研削加工においては、砥粒の脱落とその圧砕が生じても、ロール表面に発生する研削掻き疵(1)は微細であり、上記規定を満たす研削仕上げ面を得ることができる。なお、粒度番号がこれより大きい砥石(例えば粒度番号100)を使用しても、それによる特別の利益はなく、むしろ研削加工の能率低下・コスト増加のほか、圧延性の低下(ワークロールの過度の平滑化によるロールバイトでのスリップ・噛み込み不良)およびロール寿命の低下を招く原因となる等の不利益が大きくなり好ましくない。
冷間タンデム圧延機を構成する圧延スタンド数は任意であり、本発明の効果は圧延スタンド数の制限を受けないが、一般的には4〜6スタンドである。
また、圧延油に要求される潤滑特性は製品鋼帯の板厚の厚薄により異なるので、それに対応した圧延油の濃度調整が行なわれる。図1では、圧延油貯留タンク(23)として2つの圧延油貯留タンク(23a)(23b)を並列配置し、一方を薄ゲージ(製品板厚:約0.5mm以下)圧延用、他方を厚ゲージ(製品板厚:0.5mm以上)圧延用とし、それぞれの圧延油を所要濃度に調整維持し、回路切り替えにより厚ゲージ圧延と薄ゲージ圧延との変更に即応し得るようにしている。上記循環供給回路構成は従来のそれと異ならなず、圧延油(圧延油原油を水に適宜濃度で懸濁乳化したエマルジョン液)についても公知のものが適宜使用される。
[I]各圧延スタンドのワークロール
(1)ロール径(mm)
第1スタンド:400-460,第2スタンド:410-470,第3スタンド:440-480,第4スタンド:370-430。
(2)ロール表面の研削加工および仕上げ面性状
砥石1又は砥石2による研削仕上げ加工を行なった。
砥石1…A系砥粒、粒度番号36(平均径590-420μm)
砥石2…A系砥粒、粒度番号80(平均径210-149μm)
各圧延スタンドのワークロール(121)〜(124)としてそれぞれ砥石2で研削仕上げしたロールを使用。
表面粗度Ra:0.6μm以下
研削掻き疵(1)の大きさ:深さ(d)≦20μm,開口幅(w)≦50μm,長さ(l)≦5mm
第1及び第2スタンドのワークロールは砥石1で研削仕上げし、第3及び第4スタンドのそれは砥石2で研削仕上げしたロールを使用。
第1,第2スタンドワークロール(121)(122)
表面粗度Ra:0.6μm以下
研削掻き疵(1)の大きさ:深さ(d)15-30μm,開口幅(w)35-70μm,長さ(l)3-8mm
第3,第4スタンドワークロール(123)(124)
表面粗度Ra:0.6μm以下
研削掻き疵(1)の大きさ:深さ(d)≦20μm,開口幅(w)≦50μm,長さ(l)≦5mm
(1)鋼帯材種:アルミキルド中炭素鋼(JIS G4051 S15C相当材)
(2)入側板厚:2.0〜2.5mm
出側板厚:0.2〜0.5mm
圧下率:約85%
圧延速度:700〜1000m/min
(3)圧延油:合成エステル,改質油脂を基油とする圧延油原油の2%エマルジョン液。
[表1]
比較例(従来例) 発明例
圧延速度比 1 1.43
――――――――――――――――――――――
上記のように発明例と比較例とにおける圧延速度の相違は顕著である。この相違は、そのまま圧延能率の差異を示すものではないが、本発明における圧延能率の顕著な改善効果を示唆していることは明らかである。
2:微小突起
31:焼付き(微小突起2の熱的転着)
32:線状突起
4:線状疵
10:冷間タンデム圧延装置
11(111〜114):圧延スタンド
12(121〜124):ワークロール
21:給油管路
22:戻り油管路
23(23a,23b):圧延油貯留タンク
24:ダーティタンク
25:クリーンタンク
26:鉄分除去装置(マグネットフィルタ)
27:濾過装置(ホフマン型濾過器)
S;被圧延材(鋼帯)
Claims (3)
- 研削加工されたワークロールを有する複数の圧延スタンドの各圧延機に被圧延材としてアルミキルド中炭素鋼の鋼帯を順次通板して所定板厚に仕上げる鋼帯の冷間タンデム圧延において、少なくとも第2スタンド以降の各圧延機のワークロールとして、表面粗さRa:0.6μm以下に研削仕上げされ、研削仕上げ面に研削掻き疵が存在する場合の該掻き疵の大きさは、深さ(d):20μm以下、開口幅(w):50μm以下、および長さ(l):5mm以下であるロールを使用することにより、ワークロール表面の線状突起の発生とその鋼帯表面への転写マークである焼付き状の線状疵を防止することを特徴とするアルミキルド中炭素鋼鋼帯の冷間タンデム圧延方法。
- 複数の圧延スタンドのそれぞれに研削加工されたワークロールが組み込まれている鋼帯冷間圧延用タンデム圧延機において、少なくとも第2スタンド以降の各圧延スタンドの圧延機のワークロールが、表面粗さRa:0.6μm以下であって、研削加工時に生じる研削掻き疵が存在する場合の該掻き疵の大きさが、深さ(d):20μm以下、開口幅(w):50μm以下、および長さ(l):5mm以下である研削仕上面を有するロールであることを特徴とする、請求項1に記載のアルミキルド中炭素鋼鋼帯の冷間タンデム圧延に使用される冷間圧延用タンデム圧延機。
- 少なくとも第2スタンド以降の各圧延スタンドの圧延機のワークロールは、粒度番号70以上の砥石による研削仕上げ加工が施されたロールである請求項2に記載の鋼帯の冷間圧延用タンデム圧延機。
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