JP7028390B1 - 冷間圧延方法及び冷延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.冷間圧延機を用いて複数回の圧延パスにより鋼板の圧延を行う冷間圧延方法であって、
圧延パス出側の目標板厚t0が基準板厚以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が次式(1)により算出される基準ユニット張力N0を超える場合に、前記特定圧延パス入側での圧延初期の鋼板ユニット張力N2を、前記基準ユニット張力N0未満且つ前記定常圧延時の鋼板ユニット張力N1未満に制御することを特徴とする冷間圧延方法。
N0=(150/9)t0+27.1 ・・・(1)
ここで、「目標板厚t0」は、複数回の圧延パスを行う圧延スケジュールに応じて圧延パス毎に設定される各圧延パス出側での板厚の設定値である。「基準板厚」は、例えば図5の例では0.15mmとして示される、圧延後の鋼板に皺が発生する可能性のある板厚の閾値である。「基準ユニット張力N0」は、図5を用いて後に詳述されるとおり、t0≦基準板厚となる特定圧延パスにおける圧延の中でも、該特定圧延パス出側での鋼板の前端部に皺が発生する可能性が高いユニット張力の計算値である。なお、「前端部」及び「ユニット張力」は、後述される定義のとおりである。また、「定常圧延」とは、各圧延パスにおいて圧延開始後に通板速度が一定となった以降の圧延段階であり、「定常圧延時の鋼板ユニット張力」は、鋼板を各圧延パスに通す前に予め定められる設定値である。そして、「圧延初期」とは、鋼板を各圧延パスに通した圧延開始直後の圧延段階であり、「圧延初期の鋼板ユニット張力」は、圧延パス入側で測定可能である。
圧延パス出側の目標板厚t0が基準板厚以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が次式(1)により算出される基準ユニット張力N0を超える場合に、前記特定圧延パス出側での前端部板厚t1を、前記目標板厚t0超に制御することを特徴とする冷間圧延方法。
N0=(150/9)t0+27.1 ・・・(1)
ここで、「前端部」とは、特定圧延パスに通される鋼板の先端から長手方向に鋼板全長の0.5%までの領域を指し、通常の操業条件では、該先端から50~100mの長さに相当する。
前記基準板厚が0.15mmである前記1から4のいずれかに記載の冷間圧延方法。
本発明は、特に、板厚0.15mm以下、更には0.13mm以下、更には0.12mm以下、更には0.10mm以下、更には0.10mm未満の薄肉の冷延鋼板を製造する際であっても、上記効果を発揮することができる。
本発明の冷間圧延方法は、複数の圧延パスを経て冷延鋼板を製造する冷間圧延機、特に好適には、リバース圧延による複数パスを経て冷延鋼板を製造する冷間圧延機に適用可能である。具体的には、ゼンジミア圧延機及びリバース圧延機等に好適に適用可能であるが、これらの圧延機に限られず、例えば、タンデム圧延機にも適用可能である。また、本発明の冷間圧延方法を適用すれば、本発明の冷延鋼板の製造方法を実施可能であり、本発明の製造方法は、本発明の冷間圧延方法と同様の効果を奏する。以下、ゼンジミア圧延機を冷間圧延機の典型例として、図を参照して本発明を説明する。
ゼンジミア圧延機1は、鋼板10の搬送方向(圧延パス入側から出側へと向かうパスラインの向き)を一方向(例えば紙面左から右方向)及び逆方向(例えば紙面右から左方向)に切り替えて鋼板10を往復圧延(リバース圧延)することが可能な構成となっている。そのために、ゼンジミア圧延機1の上流側及び下流側にそれぞれリール2が配置されている。各リール2は、圧延方向に応じて、鋼板10を巻取り及び巻戻しの双方の機能を果たす。ゼンジミア圧延機1には、通常、鋼板の温度を計測可能な放射温度計20も配置されている。
制御装置3の構成を、図3にブロック図として示すように、制御装置3は張力制御部31と板厚制御部32とを備える。まず、張力制御部31は、圧延パス毎に設定されるユニット張力が鋼板に付与されるように、上流側及び下流側のリール2の回転を制御する。また、板厚制御部32は、ある圧延パスによる圧延後の鋼板10の板厚が、各圧延パス出側での目標板厚の設定値となるように、ゼンジミア圧延機1の圧延荷重を制御する。
ここで、発明者らが、特定の圧延パスにおけるユニット張力及び板厚の設定値に着目した理由を以下に説明する。なお、「ユニット張力」とは、鋼板(圧延対象材)に付与される単位断面積当たりの張力(kg/mm2)を意味する。
しかしながら、当該適正範囲内のユニット張力で圧延を行っても、図1に示すようにコイルに皺が発生することがあった。
N0=(150/9)t0+27.1 ・・・(1)
但し、t0は特定圧延パスにおける圧延後の圧延パス出側の目標板厚
[張力制御]
1つ目は、複数回の圧延パスの内、圧延後の目標板厚が上記基準板厚以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が上記基準ユニット張力N0を超える場合に、鋼板の前端部を圧延する際の張力を調整する方法である。発明者らは、上述した皺発生メカニズムに基づき、定常圧延時(一定速圧延時)の鋼板ユニット張力N1は変えずに、特定圧延パスにおいて鋼板の前端部を圧延する際(圧延開始時)の入側でのユニット張力、すなわち、特定圧延パス入側での圧延初期の鋼板ユニット張力N2を、基準ユニット張力N0及び定常圧延時のユニット張力N1の双方よりも低張力とすることで、皺の発生を抑制できるのではないかとの仮説を立てた。発明者らは上記仮説を検証するため、Siを3.4mass%含有させた電磁鋼板を冷間圧延するにあたり、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1を30kg/mm2に固定した上で、特定圧延パス入側での圧延初期の鋼板ユニット張力N2を該定常圧延時のユニット張力N1以下で種々変更した際の皺の発生の有無について実験を行った。
その結果を図6に示すように、目標板厚が0.15mm以下の場合に皺が発生するが、圧延初期の鋼板ユニット張力N2を、各目標板厚t0に基づいて算出される基準ユニット張力N0未満、かつ、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1(図6の例ではN1=30kg/mm2)未満とすることで皺の発生が抑制されることが分かった。なお、今回は、1日当たり10コイルを50日間にわたって冷間圧延し、皺の発生率が2%を超えた場合に皺の発生が抑制されなかったとして「×」、皺の発生率が2%以下であった場合に皺の発生が抑制されたとして「○」で示した。
2つ目は、複数回の圧延パスの内、圧延後の目標板厚が上記基準板厚以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が上記基準ユニット張力N0を超える場合に、該特定圧延パス出側での前端部板厚t1を該特定圧延パス出側での目標板厚t0超に制御する方法である。上述した図6からは、目標板厚t0が厚ければ、圧延初期の鋼板ユニット張力N2が高張力であっても皺が発生しにくいことが分かる。そこで、特定圧延パス出側での前端部板厚t1を前記目標板厚t0超とすることによっても、皺の発生を防ぐことができるとの知見に至った。これは、鋼板前端部での板厚が厚い分、特に張力分布の偏差が大きくなって皺が発生しがちな鋼板前端部において座屈応力に耐えることが可能になるからと考えられる。前端部板厚t1を目標板厚t0超とする場合、特定圧延パス入側での板厚t2が基準板厚超であれば、前端部板厚t1を目標板厚t0超に制御することで皺発生を抑制することができる。一方、特定圧延パス入側での板厚t2が基準板厚以下であっても、前端部板厚t1を目標板厚t0超とし、さらに高ユニット張力に対して皺が発生しにくい板厚に制御することで皺発生を抑制することができる。例えば図6を参照すると、目標板厚が0.10mmであるときは、前端部板厚を0.12mm以上に高めることで、圧延初期の鋼板ユニット張力(前端部ユニット張力)を28kg/mm2としても皺発生を抑制することができる。
<張力値>
張力は、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1として圧延パス毎に一律に設定されるのが従来技術であるところ、本発明では、特に、圧延パス出側の目標板厚t0が基準板厚(閾値)以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が上記基準ユニット張力N0を超える場合に、この特定圧延パスについて、その他の圧延パスとは異なる張力設定を行うところに特徴がある。すなわち、本発明における所定の特定圧延パスでは、圧延が開始されてから通板速度(圧延速度)が一定となるまで(一定速圧延、定常圧延に至るまで)の圧延初期に設定する鋼板ユニット張力N2と、目標板厚から算出される基準ユニット張力N0、及び、通板速度(圧延速度)が一定となってから圧延が終了するまでの定常圧延の期間に設定する鋼板ユニット張力N1とが下記式を満たすように設定される。
N2<N1かつN2<N0
換言すれば、張力比N2/N1<100%かつN2/N0<100%
一方、所定の特定圧延パス以外の圧延パスにおいては、設定したN1から変更することなく圧延を行うので、N2=N1、換言すれば、張力比N2/N1=100%が成立する。
板厚は、目標板厚t0として圧延パス毎に一律に設定されるのが従来技術であるところ、本発明では、特に、特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が上記基準ユニット張力N0を超える場合に、この特定圧延パスについて、その他の圧延パスとは異なる板厚設定を行うところに特徴がある。すなわち、本発明における所定の特定圧延パスでは、該パス出側での、鋼板前端部の板厚t1と、前端部以外の該前端部に長手方向(圧延方向)に続く鋼板部分の板厚(目標板厚)t0とが下記式を満たすように設定される。
t1>t0、換言すれば、板厚比t1/t0>100%
一方、所定の特定圧延パス以外の圧延パスにおいては、設定したt0から変更することなく圧延を行うので、t1=t0、換言すれば、板厚比t1/t0=100%が成立する。
Claims (6)
- 冷間圧延機を用いて複数回の圧延パスにより鋼板の圧延を行う冷間圧延方法であって、
圧延パス出側の目標板厚t0が基準板厚以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が次式(1)により算出される基準ユニット張力N0を超える場合に、前記特定圧延パス入側での圧延初期の鋼板ユニット張力N2を、前記基準ユニット張力N0未満且つ前記定常圧延時の鋼板ユニット張力N1未満に制御することを特徴とする冷間圧延方法。
N0=(150/9)t0+27.1 ・・・(1) - 冷間圧延機を用いて複数回の圧延パスにより鋼板の圧延を行う冷間圧延方法であって、
圧延パス出側の目標板厚t0が基準板厚以下となる特定圧延パスにおける、定常圧延時の鋼板ユニット張力N1が次式(1)により算出される基準ユニット張力N0を超える場合に、前記特定圧延パス出側での前端部板厚t1を、前記目標板厚t0超に制御することを特徴とする冷間圧延方法。
N0=(150/9)t0+27.1 ・・・(1) - さらに、前記特定圧延パス出側での前端部板厚t1を、前記目標板厚t0超に制御することを特徴とする、請求項1に記載の冷間圧延方法。
- さらに、前記特定圧延パス入側での圧延初期の鋼板ユニット張力N2を、前記基準ユニット張力N0未満且つ前記定常圧延時の鋼板ユニット張力N1未満に制御することを特徴とする、請求項2に記載の冷間圧延方法。
- 前記鋼板はSiを2.0mass%~4.0mass%含み、
前記基準板厚が0.15mmである請求項1から4のいずれか一項に記載の冷間圧延方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の冷間圧延方法を適用して冷延鋼板を製造する冷延鋼板の製造方法。
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