JP7107113B2 - 圧延方法 - Google Patents
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Description
(1.1.鉄損の低減)
本発明は、温間圧延された電磁鋼板をリサーキュレーション潤滑方式の圧延機により圧延する技術に関するものである。電磁鋼板、特にハイブリッドカーに用いられる無方向性電磁鋼板には、低鉄損であることが望ましい。一般に鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損との2つの鉄損成分に分けられる。これらの鉄損成分は、鋼板の結晶粒系、析出物量、集合組織および鋼板の電気抵抗(固有抵抗)等の冶金的因子により変化する。
タンデム圧延機で電磁鋼板を圧延する際、電磁鋼板は、脆性材料であるために、通常、ホットバスと呼ばれる浴槽での加熱、もしくは、蒸気による加熱の後、圧延される。いずれの加熱方法でも、加熱された電磁鋼板の温度は100℃未満である。この方法は、脆性対策としては有効であることが公知である。
しかしながら、圧延機入側でエマルションを鋼板に供給すると、鋼板が冷却され、鋼板の温度が低下する。そのため、加熱装置を使用する加熱圧延においては、鋼板の温度低下分を加味した加熱装置の温度制御が必要となる。加熱量の増加に伴い加熱装置の電力も増加するため、製造コストも上昇する。
図1を参照して、本発明の一実施形態に係る鋼板製造プロセスを説明する。図1は、本実施形態に係る鋼板製造プロセスの一例を示す図である。
ホットコイル焼鈍装置30は、熱間圧延装置20にてコイル状に巻き取られた電磁鋼板Sを、板状に払い出して焼鈍することにより、電磁鋼板Sに所望の性質を与える。電磁鋼板Sは、ホットコイル焼鈍装置30にて処理された後にコイル状に巻き取られ、酸洗装置40にてコイル状の電磁鋼板Sが払い出されることにより、不連続にホットコイル焼鈍装置30から酸洗装置40へ搬送されてもよい。あるいは、電磁鋼板Sは連続的にホットコイル焼鈍装置30から酸洗装置40へ送り出されてもよい。
酸洗装置40は、電磁鋼板Sに形成されたスケールを溶削除去する。酸洗装置40の酸洗槽には酸洗液が収容されている。酸洗液は、例えば塩酸または硫酸等の水溶液であり、スケールを溶削可能な酸洗液である。酸洗装置では、電磁鋼板Sを酸洗槽にて酸洗液に浸漬しながら搬送することにより、電磁鋼板Sの表面に形成されたスケールを溶削する。なお、酸洗の溶削効率を上昇させるために、鋼板製造プロセスの酸洗装置の上流には、電磁鋼板Sの表面に形成されるスケールにクラックを付与する圧延機、レベラー装置、テンションレベラー、乾式または湿式のショットブラスト、またはグラインダー等を備えてもよい。酸洗装置40にて酸洗された電磁鋼板Sは、酸洗処理後にコイル状に巻き取られ、冷間タンデム圧延機50にてコイル状の電磁鋼板Sが払い出されることにより、不連続に酸洗装置40から冷間タンデム圧延機50へ搬送されてもよい。あるいは、電磁鋼板Sは連続的に酸洗装置40から冷間タンデム圧延機50へ送り出されてもよい。ここで、電磁鋼板Sは冷間タンデム圧延機50が有する予備処理装置100へ、まず送り出される。
冷間タンデム圧延機50は、予備処理装置100と、複数のスタンド51~スタンド56を有する圧延機と、制御部と、を有する圧延機である。冷間タンデム圧延機50は、制御部に制御された予備処理装置100により予備処理された電磁鋼板Sを、圧延する。冷間タンデム圧延機50は、電磁鋼板Sを複数のスタンドを連続的に通過させて、所望の板厚に圧延する。予備処理装置100を説明する前に、まずは冷間タンデム圧延機50に関して説明する。
予備処理装置100は、被膜処理装置110と、加熱装置120と、を有する。
被膜処理装置110は、電磁鋼板Sの表面に、300℃以上の耐熱性を有する被膜を形成する。被膜処理装置110により電磁鋼板Sの表面に被膜を形成することで、冷間タンデム圧延機50での第1スタンドでの焼付を防止することができる。被膜処理装置110は、例えば、二硫化モリブデン被膜、リン酸塩被膜等の被膜を電磁鋼板Sの表面に形成する。
例えば被膜処理装置110は、二硫化モリブデン被膜を形成する被膜処理装置であってもよい。被膜処理装置110は、例えば二硫化モリブデンを含む潤滑剤をスプレー塗布する装置であって、電磁鋼板Sの上面及び下面と対向するように上下に設置される。被膜処理装置110は、該潤滑剤のスプレー塗布量を変更することにより電磁鋼板Sの表面に形成される被膜の被膜厚さを変化させることが可能である。これにより、潤滑性を変化させることができる。スプレー塗布方法として、エアスプレー、エアレススプレー、静電スプレー等の公知の方法が使用される。
あるいは、被膜処理装置110は、電解リン酸塩処理を用いたリン酸塩被膜を形成する被膜処理装置であってもよい。被膜処理装置110は、例えば、処理液が収容された被膜処理槽を有する。被膜処理装置110は、被膜処理槽の処理液に電磁鋼板Sを浸漬させて電解リン酸塩処理を施すことで、電磁鋼板Sの表面にリン酸塩被膜を形成する。電磁鋼板Sの表面に形成される被膜の被膜厚さは、被膜処理槽にて通電される電気量を制御することにより、変化させることができる。被膜処理装置110は、例えば、非特許文献1に記載される公知の電解リン酸塩化成処理技術を適用してもよい。
加熱装置120は、被膜処理装置110により被膜が形成された電磁鋼板Sを加熱する。加熱装置120は、冷間タンデム圧延機50の入側の板温度が、300℃以上500℃以下になるように電磁鋼板Sを加熱する。この温度範囲となるように電磁鋼板Sを加熱することで、電磁鋼板Sのヒステリシス損の低減効果を高めることができる。加熱装置120の出側であって、かつ、冷間タンデム圧延機50の入側には、加熱装置120により加熱された電磁鋼板Sの温度を得るために、板温度計121が設置される。加熱装置120は、板温度計121により測定される電磁鋼板Sの温度が300℃以上500℃以下になるように制御する。本実施形態では、加熱温度を300℃以上500℃以下としたが、加熱装置120は、300℃より低い温度に加熱してもよい。
冷間タンデム圧延機50には、上述した予備処理装置100を制御する制御部が、さらに備えられる。制御部は、具体的には、被膜処理装置110と、加熱装置120と、を制御する。制御部が被膜処理装置110を制御する場合、制御部では、冷間タンデム圧延機50の最上流側の第1スタンド51における圧延荷重と、ワークロール速度と、スタンド51の出側の電磁鋼板Sの板速度の実測値を取得する。制御部は、これらの実測値に基づいて、最上流側のスタンド51におけるワークロールと電磁鋼板Sとの間の摩擦係数を算出する。
連続焼鈍装置60は、冷間タンデム圧延機50にて圧延された電磁鋼板Sを焼鈍して、圧延などの加工により生じたひずみ等を除去する。
図1に示した鋼板製造プロセス1は、ホットコイル焼鈍装置30と、酸洗装置40と、冷間タンデム圧延機50と、連続焼鈍装置60と、により電磁鋼板Sの処理を連続的に行う場合に、図1に示した構成に加えて、以下の構成が追加され得る。
((コイル払い出し機))
熱間圧延装置20と、ホットコイル焼鈍装置30との間には、コイル払い出し機が、配備されてよい。コイル払い出し機は、2以上のコイル払い出し機を有してよく、コイル状に巻き取られている電磁鋼板Sを、コイル毎に順次圧延方向下流に送り出す。コイル状の電磁鋼板Sの一つのコイルの払い出しが終了すると、他のコイルの電磁鋼板Sが順次圧延方向下流に送り出される。
コイル払い出し機の圧延方向下流には、溶接機(図示せず。)が配備される。溶接機では、コイル払い出し機により払い出された先行コイルの尾端と後行コイルの先端とが溶接されて、連続化された電磁鋼板Sが形成される。
溶接機の圧延方向下流には、さらにルーパー(図示せず。)が配備されてもよい。ルーパーは、複数のローラーを有しており、ローラーの位置が変化することで、ルーパーを介した電磁鋼板Sの搬送方向長さが可変となる。ルーパーでは、ローラーの位置が変化することで、電磁鋼板Sの搬送方向長さを変えて、圧延方向下流の工程で電磁鋼板Sの供給に停滞が発生しないように制御する。つまり、溶接機にて先行コイルと後行コイルの接合中にコイルの払い出しが滞り、電磁鋼板Sの送り出しが停止している時でも、ルーパーの位置が変化することにより、電磁鋼板Sを送り出すために、鋼板製造プロセス1では、下流工程で連続して電磁鋼板Sを処理できる。
また、連続焼鈍装置60の圧延方向下流には、連続化した電磁鋼板Sを切断する切断機(図示せず。)が配置されている。これにより、連続的に処理した電磁鋼板Sを切断分割して、コイル状に巻き取って搬出等することができる。切断機の圧延方向下流には、電磁鋼板Sを巻き取るカローゼルリール(図示せず。)が配置されている。カローゼルリールにて巻き取られたコイル状の電磁鋼板Sは、ロールから払い出されて、コンベア等に積載されて次工程へ搬出される。
以下、図1に示した鋼板製造プロセス1により行われる各工程を説明する。
30 ホットコイル焼鈍装置
40 酸洗装置
50 冷間タンデム圧延機
51 第1スタンド
51a 上ワークロール
51b 下ワークロール
51c 上バックアップロール
51d 下バックアップロール
511 入側上エマルション供給ノズル
512 入側下エマルション供給ノズル
513 出側上エマルション供給ノズル
514 出側下エマルション供給ノズル
515 上水切り板
516 下水切り板
517 パン
60 連続焼鈍装置
100 予備処理装置
110 被膜処理装置
120 加熱装置
Claims (1)
- 被膜処理装置を用いて、電磁鋼板の表面に300℃以上の耐熱性を有する被膜を形成し、
前記被膜が形成された前記電磁鋼板を、加熱装置を用いて、300℃以上500℃以下に加熱し、
加熱された前記電磁鋼板を、潤滑剤を循環利用するリサーキュレーション潤滑方式であって複数スタンドからなる冷間タンデム圧延機を用いて、少なくとも第1スタンドにおいて圧下率30%以上で圧延する、 圧延方法であって、
前記電磁鋼板の表面に被膜を形成する際に、
前記冷間タンデム圧延機の圧延方向最上流側の第1スタンドにおける圧延荷重、ワークロール速度、及び、出側通板速度の実測値に基づいて、前記第1スタンドのワークロールと前記電磁鋼板との間の摩擦係数を算出し、
算出した前記摩擦係数が、予め設定された所定の摩擦係数範囲内に収まるように、前記被膜処理装置により前記電磁鋼板の表面に形成される前記被膜の被膜厚さを制御する、 圧延方法。
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