JP5239694B2 - Cold rolling mill row, cold rolling line, cold rolling method for metal sheet, and manufacturing method for cold rolled metal sheet - Google Patents
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Description
本発明は、冷間圧延機列、冷間圧延ライン、金属板の冷間圧延方法、ならびに、冷延金属板の製造方法に関する。 The present invention relates to a cold rolling mill train, a cold rolling line, a method for cold rolling a metal plate, and a method for producing a cold rolled metal plate.
環境問題の意識の高まり、とりわけ地球温暖化に関しては、二酸化炭素排出の抑制が社会的課題となっている。二酸化炭素排出を抑制するための方法の一つとして、自動車の軽量化がある。自動車の軽量化のためには、比重の小さいアルミニウムやマグネシウムの合金、あるいは、従来の鋼板よりも高強度の鋼板(高張力鋼板)などの使用が指向されている。 With increasing awareness of environmental issues, especially global warming, reducing carbon dioxide emissions has become a social issue. One method for suppressing carbon dioxide emissions is to reduce the weight of automobiles. In order to reduce the weight of automobiles, the use of aluminum or magnesium alloys having a low specific gravity or steel sheets (high-tensile steel sheets) with higher strength than conventional steel sheets is directed.
ところで、この高張力鋼板のような金属板を冷間圧延するには、いくつかの課題がある。 By the way, there are some problems in cold rolling a metal plate such as this high-tensile steel plate.
高張力鋼板は、変形抵抗が大きいため、加工したり変形させたりするに際しては、それだけ大きな力が必要になり、冷間圧延するに際しては、それだけ、反力である圧延荷重が大きくなる。また、圧延荷重が大きくなると、反力を受けるロールの撓みが大きくなり、圧延中の鋼板の形状が悪化しやすい。 Since a high-tensile steel plate has a large deformation resistance, a large force is required when it is processed or deformed, and a rolling load, which is a reaction force, increases accordingly when cold-rolling. Moreover, when a rolling load becomes large, the bending of the roll which receives reaction force will become large, and the shape of the steel plate during rolling will deteriorate easily.
高張力鋼板を圧延する際の圧延荷重を低減することを目的に、特許文献1には、圧延機のワークロールを小径化する方法が記載されている(後出図5のものもこれに含まれる)。
For the purpose of reducing the rolling load when rolling a high-tensile steel plate,
また、特許文献2には、冷間タンデム圧延機(冷間圧延機列)を構成する圧延機群のうちの中間圧延機にて、上下のワークロールを、平面図的にみて逆方向にクロスさせる方法が記載されている。
Further, in
さらに、冷間圧延ではなく、熱間圧延においてであるが、特許文献3には、仕上圧延機を構成する後段圧延機に上下異径のワークロールを用い、上下ワークロールのうちの片側だけを駆動式とする方法が記載されている(後出図6のものもこれに含まれる。図中、白黒で四分円づつに分けて描いたのが駆動式のワークロールの電動機を意味する。)。
Furthermore, although not in cold rolling but in hot rolling,
なお、特許文献1の方法は、上下ワークロールに径差をつけた圧延機を最終圧延機よりも上流側に少なくとも1基配置したもので、従来のタンデム圧延機では1回の圧延で所望の圧下率を得られなかった高張力鋼板の圧延が一回で可能になり、生産性の向上、ランニングコストの低減に寄与するとも記載されており、特許文献2の方法は、中間圧延機のワークロールをクロスすることにより、鋼板の表面光沢を向上し、表面欠陥を低減できるとも記載されている。
ところで、特許文献1の方法で高張力鋼板を冷間圧延すると、小径ワークロールの効果により、従来よりも高圧下率での圧延は可能になるものの、高速での圧延は逆に困難になる問題があった。
By the way, when cold-rolling a high-tensile steel sheet by the method of
冷間タンデム圧延機(冷間圧延機列)では、下流の圧延機になるほど、ワークロールの周速は高速になる。高速化に伴い、小径ワークロールと鋼板との間に引き込まれる圧延油の量が増大する。 In the cold tandem rolling mill (cold rolling mill row), the peripheral speed of the work roll becomes higher as the downstream rolling mill is used. As the speed increases, the amount of rolling oil drawn between the small-diameter work roll and the steel plate increases.
このため、図7に示すような、ロールバイト内の中立点(ロール速度とロールバイト内の板速度が一致する点)が、引き込まれる圧延油の量が増大することで、ロールバイトよりも出側に移動、すなわち、ワークロールの周速よりも鋼板の速度の方が速くなって、スリップし、スリップに起因するチャタリング、板厚偏差拡大などの問題が生じる場合がある。 For this reason, as shown in FIG. 7, the neutral point in the roll bite (the point at which the roll speed and the plate speed in the roll bit match) is increased more than the roll bite due to the increased amount of drawn rolling oil. In other words, the steel plate speed becomes higher than the peripheral speed of the work roll and slips, and problems such as chattering due to the slip and an increase in thickness deviation may occur.
小径ワークロールを用いた場合、その分、ワークロールの周速が速くなって、上記した問題が顕在化しやすくなる。 When a small-diameter work roll is used, the peripheral speed of the work roll is increased correspondingly, and the above-described problem is easily realized.
よって、小径ワークロールを用いた場合、圧延速度(最終圧延機のワークロールの周速)を300m/分以下に抑えて圧延する必要があり、従来の大径ワークロールで二回圧延する場合と比べて、さほどの能率向上は望めない。 Therefore, when a small-diameter work roll is used, it is necessary to perform rolling while suppressing the rolling speed (the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill) to 300 m / min or less, and when rolling twice with a conventional large-diameter work roll. Compared to that, we cannot expect much improvement in efficiency.
一方、特許文献2のように、大径ワークロールを用いた冷間タンデム圧延機(冷間圧延機列)で高張力鋼板を圧延する場合は、圧下率を十分に確保できない問題があり、特許文献1,2いずれの方法によっても、高張力鋼板を高圧下率で高速に圧延するのは困難な状況にあった。
On the other hand, as in
また、特許文献3のように、熱間圧延における仕上圧延機を構成する後段圧延機に上下異径ワークロールを用い、上下ワークロールのうちの片側だけを駆動する方法も、冷間圧延に適用した場合、片側のワークロールだけで大きなトルクを負担しようとする結果、却ってスリップしやすくなる、という問題があった。
Moreover, the method of driving only one side of the upper and lower work rolls by using the upper and lower different diameter work rolls in the latter-stage rolling mill constituting the finishing mill in hot rolling as in
これらの問題は、高張力鋼板の場合のみならず、金属板の冷間圧延全般について、高圧下率でしかも高速の圧延を指向した場合にいえることである。 These problems can be said not only in the case of a high-tensile steel plate but also in the case of directing high-speed rolling at a high pressure reduction rate in general for cold rolling of a metal plate.
本発明は、従来技術のかような問題を解決するべくなされたものであり、高張力鋼板などの金属板とワークロールの間のスリップを防止し、金属板を高圧下率、高速で圧延できる冷間圧延機列、冷間圧延ライン、金属板の冷間圧延方法、ならびに、冷延金属板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems as in the prior art, prevents slipping between a metal plate such as a high-strength steel plate and a work roll, and can cool the metal plate at a high pressure reduction rate and at a high speed. An object of the present invention is to provide a cold rolling mill row, a cold rolling line, a cold rolling method for a metal plate, and a method for producing a cold rolled metal plate.
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]複数の圧延機を列設した冷間圧延機列において、第1圧延機のロールを5本で構成し、全て非駆動式とするとともに、第2圧延機以降のロールを4本で構成し、該4本のロールのうちの、金属板を直接圧延するワークロール2本を駆動式としたことを特徴とする冷間圧延機列。
[2]前記第1圧延機のロールのうちの、金属板を直接圧延するワークロール2本について、1本のワークロールを、残る1本のワークロールよりも直径の小さい、小径ワークロールとし、該小径ワークロールの直径を、前記残る1本のワークロールの直径の50〜80%としたことを特徴とする上記[1]に記載の冷間圧延機列。
[3][1]または[2]の冷間圧延機列を備えた冷間圧延ライン。
[4]前記[1]または[2]に記載の冷間圧延機列を用いて金属板を冷間圧延することを特徴とする金属板の冷間圧延方法。
[5]前記[4]の冷間圧延方法により冷延金属板を製造することを特徴とする冷延金属板の製造方法。
[6]前記金属板は、高張力鋼板であることを特徴とする前記[5]の冷延金属板の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] In a cold rolling mill row in which a plurality of rolling mills are arranged, the first rolling mill is composed of five rolls, all of them are non-driven, and the second and subsequent rolls are composed of four rolls. A cold rolling mill train comprising two work rolls configured to directly roll a metal plate among the four rolls.
[2] Of the rolls of the first rolling mill, about two work rolls for directly rolling a metal plate, one work roll is a small diameter work roll having a smaller diameter than the remaining one work roll, The cold rolling mill according to the above [1], wherein the diameter of the small diameter work roll is 50 to 80% of the diameter of the remaining one work roll.
[3] A cold rolling line provided with the cold rolling mill row of [1] or [2].
[4] A method for cold rolling a metal plate, comprising cold rolling a metal plate using the cold rolling mill according to [1] or [2].
[5] A method for producing a cold-rolled metal plate, comprising producing a cold-rolled metal plate by the cold rolling method of [4].
[6] The method for producing a cold-rolled metal plate according to [5], wherein the metal plate is a high-tensile steel plate.
本発明によれば、金属板とワークロールの間のスリップを防止し、金属板を高圧下率、高速で圧延できる冷間圧延機列、冷間圧延ライン、金属板の冷間圧延方法、ならびに、冷延金属板の製造方法を提供できる。 According to the present invention, a slip between a metal plate and a work roll is prevented, a cold rolling mill row capable of rolling the metal plate at a high pressure reduction rate, a high speed, a cold rolling line, a method for cold rolling a metal plate, and The manufacturing method of a cold-rolled metal plate can be provided.
本発明の、第1圧延機のロールを5本で構成した冷間圧延機列1とそれを含む冷間圧延ライン100を、図1に示す。ここで、図1では、第1圧延機であるF1の小径ワークロール12を上側に配置しているが、下側に配置してもよい。
FIG. 1 shows a cold rolling
Sは鋼板である(ストリップともいう)。冷間圧延ライン100中の、2はペイオフリールであり、ペイオフリール2には、熱間圧延の際に鋼板Sの表面に生成したスケールが、酸洗、もしくは、機械的な方法で、除去された後、コイル状に巻き取られた、コイル3(コイル状に巻き取られた鋼板Sを、単にコイルと呼ぶ場合が多い。)が装填される。
S is a steel plate (also called a strip). In the
そして、冷間圧延ライン100では、冷間圧延機列1を構成する、各圧延機の上下ワークロール12,13の間に、鋼板Sが通板され、挟圧されながら、上下ワークロール12,13が回転することで、鋼板Sは圧延され、板厚を減じられる。
And in the cold
圧延された鋼板Sは、テンションリール5によってコイル状に巻き取られ、冷間圧延後のコイル6になる。
The rolled steel sheet S is wound into a coil shape by the
冷間圧延機列1は、ペイオフリール2側から順に、第1、第2〜第6圧延機(F1,F2〜F6)にて構成され、第2〜第6圧延機(F2〜F6)のロールは、上バックアップロール7、上ワークロール8、下ワークロール9、下バックアップロール10、の4本で構成される。
The cold
ここで、冷間圧延機列1は、6つの圧延機から構成されているが、5つ以下の圧延機でも構わない。
Here, the cold rolling
本発明では、第1圧延機のロールが5本で構成され、具体的に、図1に示す本実施の形態の例では、バックアップロール7,10、中間ロール11、小径ワークロール12、小径ワークロール12と対をなすワークロール13の5本で構成される。
In the present invention, the roll of the first rolling mill is composed of five. Specifically, in the example of the present embodiment shown in FIG. 1, the
圧延機は、図1ではロール群のみを図示したが、図示しないハウジングなどからも構成され、また、ロール群は、チョックなどにより支持され、さらに、図示しない圧下装置により昇降する。 Although only the roll group is illustrated in FIG. 1, the rolling mill is configured by a housing or the like (not illustrated), and the roll group is supported by a chock or the like and is further moved up and down by a reduction device (not illustrated).
なお、エマルション上ヘッダー14、エマルション下ヘッダー15からは、エマルションがスプレーされ、ワークロール12,13と鋼板との間の潤滑が行われる。
The emulsion is sprayed from the emulsion
エマルションとは、圧延油を水で希釈したものである。図2に示すように、油滴が界面活性剤を介することで、親水基の作用により、水中に溶解し、分散したものである。エマルションの粒子一つあたりの直径は1〜30μmである。 An emulsion is a rolling oil diluted with water. As shown in FIG. 2, the oil droplets are dissolved and dispersed in water by the action of the hydrophilic group through the surfactant. The diameter per particle of the emulsion is 1-30 μm.
ここで、エマルションは、図3に示すようなエマルション給油システムにより供給される。ある濃度に希釈されたエマルションがタンク16に貯蔵され、ポンプ17を介して、ワークロール12,13と、ここでは図示していないが実際には図1と同じようにして存在する、鋼板Sの間に向けスプレーされる。
Here, the emulsion is supplied by an emulsion oil supply system as shown in FIG. The emulsion diluted to a certain concentration is stored in the
さらに具体的には、ロールバイトの出口の点(図7中のC)を目標にスプレーされ、そのようにして供給された後のエマルションは、オイルパン18により回収され、ポンプ19によりタンク16に戻される。
More specifically, the emulsion sprayed with the target at the exit point of the roll bite (C in FIG. 7) and supplied in such a manner is recovered by the
なお、図3は、第1圧延機のエマルション給油システムについてだけ図示したが、第2圧延機以降も、同様である。 FIG. 3 shows only the emulsion oil supply system of the first rolling mill, but the same applies to the second and subsequent rolling mills.
図4は、第1圧延機の正面図であり、上述のロール群から構成される。ここで、全てのロールは非駆動となっている。 FIG. 4 is a front view of the first rolling mill and includes the above-described roll group. Here, all the rolls are not driven.
高張力鋼板の冷間圧延では、圧下率を大きくすると圧延荷重が増大し、圧延機の仕様上の常用荷重上限を超える圧延を余儀なくされる場合がある。特に、板幅が広い場合には、圧延荷重は板幅に比例するため、高圧延荷重での圧延となる。 In cold rolling of high-tensile steel sheets, when the rolling reduction is increased, the rolling load increases, and there are cases where rolling exceeding the upper limit of the normal load on the specifications of the rolling mill is forced. In particular, when the plate width is wide, the rolling load is proportional to the plate width, and therefore rolling is performed at a high rolling load.
冷間圧延の場合、ワークロール半径Rの、単位幅当たりの圧延荷重pに及ぼす影響は、p∝Rαなる関係があり、αは、板厚および摩擦係数により変動するものの、1.0〜1.6になる。 For cold rolling, the work roll radius R, effect on the rolling load p per unit width, there is Piarufaaru alpha relationship, alpha, although varies depending plate thickness and coefficient of friction, 1.0 to 1. Become 6.
ワークロールの直径が小さいと、圧延される鋼板がワークロールに接触している部分であるロールバイトの長さが短くなり、圧延荷重が低下する。 If the diameter of the work roll is small, the length of the roll bite, which is the part where the steel sheet to be rolled is in contact with the work roll, becomes short, and the rolling load decreases.
したがって、圧延荷重を低下させるためには、ワークロールの直径を小さくすればよいが、そうすると、ロールバイトの長さが短くなり、中立点がロールバイトの出側に移動しやすくなって、上述のスリップ、および、それに起因したチャタリングなどが発生して、圧延不能になる場合がある。 Therefore, in order to reduce the rolling load, it is only necessary to reduce the diameter of the work roll. However, the length of the roll bite is shortened, and the neutral point is easily moved to the exit side of the roll bite. In some cases, slipping and chattering resulting from the occurrence of slipping may cause rolling failure.
特に、圧延速度が高速になるほど、ロールバイト内に引き込まれる圧延油の量が増大し、ワークロールと鋼板との間の摩擦係数が低下するため、スリップしやすくなる。 In particular, as the rolling speed increases, the amount of rolling oil drawn into the roll bite increases, and the coefficient of friction between the work roll and the steel sheet decreases, so slipping easily occurs.
発明者らは、冷間圧延機列1を構成する第1圧延機でのスリップ防止を鋭意検討した結果、第1圧延機のロールを5本で構成し、全て非駆動式とするのがよいことを見出し、本発明に想到した。
As a result of earnestly studying slip prevention in the first rolling mill that constitutes the cold
さらに、第1圧延機のロールのうちの、鋼板を直接圧延するワークロール2本について、1本のワークロールを、残る1本のワークロールよりも直径の小さい、小径ワークロールとすることにより、圧延荷重を低下させることができ、高圧下率で圧延できる。 Furthermore, about two work rolls that directly roll a steel plate among the rolls of the first rolling mill, by making one work roll a small diameter work roll having a smaller diameter than the remaining one work roll, The rolling load can be reduced and rolling can be performed at a high pressure reduction rate.
なお、第2圧延機以降のロールは4本で構成し、該4本のロールのうちの、鋼板を直接圧延するワークロール2本を駆動式とする。 In addition, the roll after a 2nd rolling mill is comprised with four, and let two work rolls which roll a steel plate directly among these four rolls be a drive type.
第1圧延機のロール群全てを非駆動とするのがよい理由は、非駆動とすることにより、ワークロールから鋼板に力を作用させるような、ワークロールの側に付与すべき駆動トルクを、ゼロにできることである。 The reason why all the roll groups of the first rolling mill should be non-driven is that the driving torque to be applied to the side of the work roll so that a force is applied to the steel sheet from the work roll by non-driving, It can be zero.
すなわち、ワークロールは、鋼板との間の摩擦力により、いわば、従動するかたちで回転させられる。このことにより、ワークロールの側から鋼板の側に力を作用させるようワークロールの側に付与すべき駆動トルクは、ゼロとした状態で、ワークロールが回転することになる。 That is, the work roll is rotated in a driven manner by the frictional force between the work roll and the steel plate. As a result, the work roll rotates in a state where the drive torque to be applied to the work roll side is zero so that a force is applied from the work roll side to the steel plate side.
このため、ロールバイト内に必ず中立点が存在することになり、潤滑の状態など、圧延条件が多少変動しても、先進率は一定のままとなり、殆どスリップなど発生しなくなる。 For this reason, a neutral point always exists in the roll bite, and even if the rolling conditions such as the lubrication state fluctuate somewhat, the advanced rate remains constant and almost no slip or the like occurs.
このように、ロール群全てを非駆動として圧延すると、いわゆる引き抜きの状態での圧延になる。 In this way, when all the roll groups are rolled without being driven, rolling is performed in a so-called drawing state.
すなわち、第2圧延機の側から鋼板に作用する張力によって、第1圧延機での圧延が行なわれる。このような状態だと、潤滑の状態など、圧延条件の多少の変動により、摩擦係数が多少変動しても、中立点はロールバイト内に存在することになり、スリップしなくなる。 That is, rolling in the first rolling mill is performed by the tension acting on the steel plate from the second rolling mill side. In such a state, even if the friction coefficient varies somewhat due to some variation in rolling conditions such as the lubrication state, the neutral point will be present in the roll bite and will not slip.
ところで、第1圧延機のロールは5本で構成され、鋼板を直接圧延するワークロール2本について、1本のワークロールを、残る1本のワークロールよりも直径の小さいものとするのが好ましいが、適切な直径比の範囲が存在する。 By the way, the roll of a 1st rolling mill is comprised by five, and it is preferable to make one work roll into a thing smaller in diameter than the remaining one work roll about two work rolls which roll a steel plate directly. However, there are suitable diameter ratio ranges.
具体的には、1本のワークロール(小径ワークロール)の直径を、残る1本のワークロールの直径の50〜80%とするのが好適であり、80%を超えると荷重低減効果が小さくなり過ぎ、25%以上の高圧下率で圧延できなくなる。圧下率には上限はないが、高張力鋼板の圧延の場合、圧延機仕様が過大とならないためには、現実的には30%以下である。 Specifically, the diameter of one work roll (small work roll) is preferably 50 to 80% of the diameter of the remaining one work roll, and if it exceeds 80%, the load reducing effect is small. Thus, rolling becomes impossible at a high pressure ratio of 25% or more. Although there is no upper limit to the rolling reduction, in the case of rolling a high-tensile steel plate, it is practically 30% or less so that the rolling mill specification does not become excessive.
また、1本のワークロール(小径ワークロール)の直径を、残る1本のワークロールの直径の50%未満とした場合には、中間ロールとワークロールの間のヘルツ応力が大きくなり、かつ、ロールバイト内に引き込まれる油の量が少なくなるため、ヒートストリーク(ワークロールと鋼板との間で発生する焼付きによる疵)が発生し、鋼板の表面品質を著しく損なう。 Further, when the diameter of one work roll (small work roll) is less than 50% of the diameter of the remaining one work roll, the Hertz stress between the intermediate roll and the work roll is increased, and Since the amount of oil drawn into the roll bite is reduced, heat streak (soot due to seizure generated between the work roll and the steel plate) occurs, and the surface quality of the steel plate is significantly impaired.
次に、本発明におけるワークロールと鋼板との間の好ましい潤滑条件について説明する。図3に示したように、ワークロールと鋼板との間の潤滑には、圧延油を水で希釈したエマルションが使用される。 Next, preferable lubrication conditions between the work roll and the steel plate in the present invention will be described. As shown in FIG. 3, an emulsion obtained by diluting rolling oil with water is used for lubrication between the work roll and the steel plate.
圧延油は、脂肪酸とアルコールをエステル結合させた、合成エステルを基油とするのが好ましい。合成エステルは、一般に熱分解しにくく、圧延中、安定した潤滑が維持できる。ここで、合成エステルは、上記のように、通常、脂肪酸とアルコールから合成され、脂肪酸としては、C12〜C36の一塩基酸または二塩基酸であり、アルコールとしては、C1〜C18の一価または多価アルコールが挙げられる。 The rolling oil is preferably based on a synthetic ester obtained by esterifying a fatty acid and an alcohol. Synthetic esters are generally difficult to thermally decompose and can maintain stable lubrication during rolling. Here, synthetic esters, as described above, usually, is synthesized from fatty acids and alcohols, the fatty acid is a monobasic acid or dibasic acid C 12 -C 36, the alcohol, C 1 -C 18 Monohydric or polyhydric alcohols.
具体例としては、パルチミン酸エチルヘキシルエステル、オレイン酸ブチルエステル、イソステアリン酸ブチルカルビトーエステル、ペンタエリストールオレイン酸エステルなどが挙げられる。 Specific examples include ethyl hexyl palmitate, butyl oleate, butyl carbitol isostearate, pentaerythrole oleate and the like.
この合成エステルの圧延油に、合成エステルと水との間の界面張力を低下させる、乳化剤を添加する。 An emulsifier that reduces the interfacial tension between the synthetic ester and water is added to this synthetic ester rolling oil.
また、酸化防止剤や、ワークロールと鋼板の接触部分における潤滑作用のある、リン酸エステルなどの極圧剤を添加してもよい。 Moreover, you may add antioxidants and extreme pressure agents, such as phosphate ester, which have a lubrication effect in the contact part of a work roll and a steel plate.
この圧延油を水に希釈してエマルションとする。酸化防止剤はエマルションの劣化防止に役立つ。 This rolling oil is diluted with water to make an emulsion. Antioxidants are useful for preventing deterioration of the emulsion.
エマルションの温度は、40〜60℃とするのが好ましい。40℃未満だと、バクテリアの発生により、エマルションが腐敗するおそれが出てくる。一方、60℃を超えると、水の蒸発が著しくなり、エマルション中の圧延油の濃度がすぐに濃化して濃度の管理が大変になる。また、加熱のための蒸気もそれだけ必要になり、コストが嵩む。 The temperature of the emulsion is preferably 40-60 ° C. If the temperature is lower than 40 ° C, there is a risk that the emulsion will spoil due to the generation of bacteria. On the other hand, when the temperature exceeds 60 ° C., the evaporation of water becomes remarkable, and the concentration of the rolling oil in the emulsion immediately increases, making it difficult to manage the concentration. Moreover, the steam for heating is also needed and the cost increases.
本発明の冷間圧延機列にて使用する圧延油の粘度は、20〜60cSt(20〜60×10-5m2/s)/50℃が好ましい。20cSt(20×10-5m2/s)/50℃未満だと、ロールバイト内に引き込まれるエマルションの量が少なくなり、圧延荷重が増大するとともに先述のヒートストリーク(単にヒートとも呼ぶ)が発生しやすくなる。60cSt(60×10-5m2/s)/50℃を超えると、第2圧延機以降でのスリップが発生しやすくなる。 The viscosity of the rolling oil used in the cold rolling mill of the present invention is preferably 20 to 60 cSt (20 to 60 × 10 −5 m 2 / s) / 50 ° C. If it is less than 20 cSt (20 × 10 -5 m 2 / s) / 50 ° C, the amount of emulsion drawn into the roll bite decreases, the rolling load increases and the above-mentioned heat streak (also simply called heat) occurs. It becomes easy to do. If it exceeds 60 cSt (60 × 10 −5 m 2 / s) / 50 ° C., slipping after the second rolling mill tends to occur.
さらに、この粘度の圧延油を水で希釈したエマルションの濃度は、0.5〜5質量%とするのが好ましい。0.5%未満だと、圧延荷重が増大するとともにヒートストリークが発生しやすくなる。また、5質量%を超えると、第2圧延機以降でのスリップが発生しやすくなる。また、エマルションの流量は、圧延機1基あたり200L/分以上としてスプレーするのが好ましい。200L/分未満では、ワークロールの温度が上昇し、鋼板表面にヒートストリークが発生しやすくなる。 Furthermore, the concentration of the emulsion obtained by diluting the viscosity rolling oil with water is preferably 0.5 to 5% by mass. If it is less than 0.5%, the rolling load increases and heat streaks tend to occur. Moreover, when it exceeds 5 mass%, it becomes easy to generate | occur | produce the slip after a 2nd rolling mill. Further, it is preferable to spray the emulsion at a flow rate of 200 L / min or more per rolling mill. If it is less than 200 L / min, the temperature of the work roll rises and heat streaks are likely to occur on the steel sheet surface.
(圧延条件)
本発明の効果を確認するため、本発明の冷間圧延機列を用いて高張力鋼板を冷間圧延した。以下に圧延条件を示す。圧延材(鋼板)は880MPa鋼板を用いた。880MPa鋼板は冷間圧延、焼鈍を経た後の引張試験(JIS Z2201準拠の試験片)において、引張応力が880MPa以上である。圧延時の変形抵抗は以下に示すようであり、一般的な低炭素鋼板の2倍以上の変形抵抗を有している。
(Rolling conditions)
In order to confirm the effect of the present invention, a high-tensile steel plate was cold-rolled using the cold rolling mill train of the present invention. The rolling conditions are shown below. The rolled material (steel plate) was an 880 MPa steel plate. The 880 MPa steel plate has a tensile stress of 880 MPa or more in a tensile test (test piece conforming to JIS Z2201) after cold rolling and annealing. The deformation resistance at the time of rolling is as follows, and has a deformation resistance twice or more that of a general low carbon steel plate.
圧延材(鋼板):880MPa・・・Kf=946(0.02+ε)0.12
ここで、
Kf:変形抵抗(MPa)
ε:累積歪
である。その他の圧延条件は以下の通りである。
Rolled material (steel plate): 880 MPa Kf = 946 (0.02 + ε) 0.12
here,
Kf: Deformation resistance (MPa)
ε: Cumulative strain. Other rolling conditions are as follows.
母板厚:2.4mm、板幅:1200mm
仕上厚:1.0mm
コイル重量:25ton
潤滑に用いた圧延油は、粘度30cSt(30×10-5m2/s)/50℃の合成エステル(オレイン酸ブチルエステル)を基油とし、ノニオン乳化剤(ポリオキシエチレン脂肪酸エステル)を基油に対して0.5質量%、酸化防止剤を基油に対して0.2質量%、リン酸エステルを基油に対して0.4質量%含み、50℃の温水で希釈し、エマルションにした後、50℃に加熱し、各圧延機の入側から、ワークロールと鋼板との間に、流量300L/分でスプレーした。
Mother board thickness: 2.4mm, board width: 1200mm
Finish thickness: 1.0mm
Coil weight: 25ton
The rolling oil used for lubrication is based on synthetic ester (butyl oleate) with a viscosity of 30 cSt (30 × 10 -5 m 2 / s) / 50 ° C, and nonionic emulsifier (polyoxyethylene fatty acid ester) as the base oil. 0.5% by weight with respect to the base oil, 0.2% by weight with respect to the base oil, 0.4% by weight with respect to the base oil, diluted with warm water at 50 ° C. It heated and sprayed at the flow volume of 300 L / min between the work roll and the steel plate from the entrance side of each rolling mill.
以上の条件のもと、以下のように、本発明例および従来例の比較を行った。 Under the above conditions, the present invention example and the conventional example were compared as follows.
[実施例1]
エマルションの全質量に占める圧延油の質量を1質量%として実験した。
(本発明例)
本発明例1−1,1−2,1−3では、図1に示す冷間圧延機列により、上記の880MPa鋼板を冷間圧延した。圧延条件は、鋼板の母板厚を2.4mmとし、第1圧延機での圧下率25%、トータル圧下率58.3%とし、1.0mmまで仕上げた。第1圧延機以外の圧延機では、圧下率を等しくした。
[Example 1]
The experiment was conducted with the mass of rolling oil in the total mass of the emulsion being 1% by mass.
(Example of the present invention)
In Invention Examples 1-1, 1-2, and 1-3, the above-described 880 MPa steel plate was cold-rolled by the cold rolling mill shown in FIG. The rolling conditions were as follows: the base plate thickness of the steel sheet was 2.4 mm, the rolling reduction rate in the first rolling mill was 25%, the total rolling reduction rate was 58.3%, and finished to 1.0 mm. In rolling mills other than the first rolling mill, the rolling reduction was made equal.
本発明例2−1,2−2では、小径ワークロールの直径を、好適範囲、すなわち、もう1本のワークロールの直径の50〜80%の範囲から外し、その他の条件は、上記本発明例1−1,1−2,1−3と同じにして圧延した。 In Examples 2-1 and 2-2 of the present invention, the diameter of the small-diameter work roll is excluded from the preferred range, that is, the range of 50 to 80% of the diameter of the other work roll. Rolling was carried out in the same manner as in Examples 1-1, 1-2 and 1-3.
なお、ここで、第2〜第6圧延機のワークロール直径500mm、バックアップロール直径1000mmとし、第1圧延機の中間ロール直径500mm、バックアップロール直径1000mmとした。 Here, the work roll diameter of the second to sixth rolling mills was 500 mm and the backup roll diameter was 1000 mm, and the intermediate roll diameter of the first rolling mill was 500 mm and the backup roll diameter was 1000 mm.
本発明例1−1,1−2,1−3の第1圧延機の小径ワークロールは、種々直径を変化させ、小径ワークロールと対をなすワークロールの直径は500mmとした。 The small diameter work rolls of the first rolling mills of Invention Examples 1-1, 1-2, and 1-3 were changed in various diameters, and the diameter of the work rolls paired with the small diameter work rolls was 500 mm.
本発明例1−1,1−2,1−3,2−1,2−2とも、第1圧延機の全てのロールを非駆動とした。また、全てのワークロールの胴長を1800mmとした。 In all of Examples 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, and 2-2 of the present invention, all rolls of the first rolling mill were not driven. In addition, the length of all work rolls was 1800 mm.
(従来例1)
従来例3−1では、図5に示す冷間圧延機列により、上記の880MPa鋼板を冷間圧延した。第3,4圧延機での圧下率を20%とした。なお、ここで、第1,2および第5圧延機について、ワークロール直径500mm、バックアップロール直径1000mmとした。第3,4圧延機には、小径ワークロールを配置し、そのワークロール、中間ロール、バックアップロールの直径は、150mmとした。また、全てのワークロールの胴長を1800mmとした。その他の条件は、上記1−1,1−2,1−3,2−1,2−2と同じである。
(Conventional example 1)
In Conventional Example 3-1, the above-described 880 MPa steel plate was cold-rolled by the cold rolling mill shown in FIG. The rolling reduction in the third and fourth rolling mills was 20%. Here, for the first, second and fifth rolling mills, the work roll diameter was 500 mm and the backup roll diameter was 1000 mm. In the third and fourth rolling mills, small-diameter work rolls were arranged, and the diameters of the work rolls, intermediate rolls, and backup rolls were 150 mm. In addition, the length of all work rolls was 1800 mm. Other conditions are the same as the above 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2.
(従来例2)
従来例3−2では、図6に示す冷間圧延機列により、上記の880MPa鋼板を冷間圧延した。その他の条件は、上記1−1,1−2,1−3,2−1,2−2と同じである。なお、ここで、従来例2では、本発明例1−1と同じワークロール直径(小径ワークロール直径380mm)としたが、小径ワークロールと対をなすもう一方のワークロールは駆動式とした。
(Conventional example 2)
In Conventional Example 3-2, the above-described 880 MPa steel plate was cold-rolled by the cold rolling mill shown in FIG. Other conditions are the same as the above 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2. Here, in Conventional Example 2, the same work roll diameter as that of Invention Example 1-1 (small diameter work roll diameter: 380 mm) was used, but the other work roll paired with the small diameter work roll was driven.
[実施例2]
エマルションの全質量に占める圧延油の質量を4質量%として実験した。その他の条件は、上記実施例1と同じである。
[Example 2]
The experiment was performed by setting the mass of the rolling oil in the total mass of the emulsion to 4% by mass. Other conditions are the same as those in the first embodiment.
(実験結果)
実験結果を、表1,2に示す。
(Experimental result)
The experimental results are shown in Tables 1 and 2.
表1に示すエマルション濃度1質量%の場合、本発明例1−1,1−2,1−3では、最終圧延機のワークロールの周速は、最大値1000m/分まで上げることができ、圧延中にスリップなどの問題もなく、高能率で圧延できた。 In the case of the emulsion concentration of 1% by mass shown in Table 1, in Examples 1-1, 1-2, and 1-3 of the present invention, the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill can be increased to a maximum value of 1000 m / min. It was possible to roll with high efficiency without any problems such as slip during rolling.
一方、本発明例2−1では、最終圧延機のワークロールの周速が660m/分以上で、潤滑不足によるものと考えられる微小なヒートストリークが発生したため、これよりも高速での圧延はできなかった。しかし、スリップは発生しなかった。 On the other hand, in Example 2-1 of the present invention, the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill was 660 m / min or more, and a minute heat streak that was thought to be due to insufficient lubrication occurred. Therefore, rolling at a higher speed was not possible. There wasn't. However, no slip occurred.
本発明例2−2では、ワークロールの直径が大きいため高圧下率での圧延ができず、第1圧延機で目標板厚まで圧延できなかった。第1圧延機での圧下率を21%に変更し、後方圧延機の圧下率配分を変更した。その結果、最終圧延機のワークロールの周速を、1000m/分まで上げることができ、スリップは発生しなかった。 In Inventive Example 2-2, since the diameter of the work roll was large, rolling at a high pressure reduction rate was not possible, and it was not possible to roll to the target plate thickness with the first rolling mill. The rolling reduction ratio at the first rolling mill was changed to 21%, and the rolling reduction distribution at the rear rolling mill was changed. As a result, the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill could be increased up to 1000 m / min, and no slip occurred.
従来例1では、第3,4圧延機にてスリップが発生し、最終圧延機のワークロールの周速を300m/分よりも上げることはできなかった。 In Conventional Example 1, slips occurred in the third and fourth rolling mills, and the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill could not be increased above 300 m / min.
従来例2では、片側駆動であるため、第1圧延機にてスリップが発生し、最終圧延機のワークロールの周速を450m/分よりも上げることはできなかった。 In Conventional Example 2, since it is a one-side drive, slip occurred in the first rolling mill, and the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill could not be increased above 450 m / min.
表2に示すエマルション濃度4質量%の場合、本発明例1−1,1−2,1−3では、スリップは発生せず、最終圧延機のワークロールの周速は、最大値1000m/分まで上げることができた。 In the case of the emulsion concentration of 4% by mass shown in Table 2, in Examples 1-1, 1-2 and 1-3 of the present invention, slip does not occur, and the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill is a maximum value of 1000 m / min. I was able to raise it.
エマルション濃度が4質量%と比較的高い場合には、本発明例2−1では、最終圧延機のワークロールの周速を750m/分まで上げることができたが、この速度を超えるとヒートストリークが発生した。 In the case of the comparatively high emulsion concentration of 4% by mass, in Example 2-1 of the present invention, the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill could be increased to 750 m / min. There has occurred.
本発明例2−2では、ワークロールの直径が大きいため高圧下率での圧延ができず、第1圧延機で目標板厚まで圧延できなかった。第1圧延機での圧下率を23%に変更し、後方圧延機の圧下率の配分を変更した。その結果、最終圧延機のワークロールの周速を、1000m/分まで上げることができ、スリップは発生しなかった。 In Inventive Example 2-2, since the diameter of the work roll was large, rolling at a high pressure reduction rate was not possible, and it was not possible to roll to the target plate thickness with the first rolling mill. The rolling reduction at the first rolling mill was changed to 23%, and the distribution of rolling reduction at the rear rolling mill was changed. As a result, the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill could be increased up to 1000 m / min, and no slip occurred.
また、エマルション濃度が4質量%という高潤滑の条件において、従来例1では、第3,4圧延機にてスリップが発生し、最終圧延機のワークロールの周速は、120m/分よりも上げることはできなかった。従来例2では、片側駆動であるため、第1圧延機にてスリップが発生し、最終圧延機のワークロールの周速は、280m/分よりも上げることはできなかった。 In the case of high lubrication with an emulsion concentration of 4% by mass, in the conventional example 1, slip occurs in the third and fourth rolling mills, and the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill is higher than 120 m / min. I couldn't. In Conventional Example 2, since it is a one-side drive, slip occurred in the first rolling mill, and the peripheral speed of the work roll of the final rolling mill could not be increased beyond 280 m / min.
以上の通りである。なお、以上の説明では、高張力鋼板を冷間圧延する場合について説明したが、本発明の冷間圧延機列は、高張力鋼板のみならず、あらゆる金属板の冷間圧延に用いることができる。 As described above. In the above description, the case of cold-rolling a high-tensile steel sheet has been described. However, the cold rolling mill according to the present invention can be used for cold rolling of not only a high-strength steel sheet but also any metal sheet. .
本発明の冷間圧延機列を用いて金属板を冷間圧延し、冷延金属板を製造すれば、金属板とワークロールの間のスリップを防止し、金属板を高圧下率でしかも高速で圧延できる。 By cold rolling a metal plate using the cold rolling mill of the present invention to produce a cold-rolled metal plate, slip between the metal plate and the work roll is prevented, and the metal plate is reduced at a high pressure and at a high speed. Can be rolled with.
1 冷間圧延機列
2 ペイオフリール
3 コイル
4 小径ロール群
5 テンションリール
6 冷間圧延後のコイル
7 上バックアップロール
8 上ワークロール
9 下ワークロール
10 下バックアップロール
11 中間ロール
12 ワークロール、小径ワークロール
13 小径ワークロールと対をなすワークロール
14 エマルション上ヘッダー
15 エマルション下ヘッダー
16 タンク
17 ポンプ
18 オイルパン
19 ポンプ
100 冷間圧延ライン
A 搬送方向
C ロールバイトの出口の点
S 鋼板
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