JP7331874B2 - 調質圧延機のバックアップロール、調質圧延機および調質圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、調質圧延機のバックアップロール、調質圧延機および調質圧延方法に関し、特に、バックアップロールの使用に伴い発生する摩耗粉起因の金属帯の表面欠陥を防止するために適したバックアップロールおよびそのバックアップロールを備える調質圧延機、並びにそれを用いた乾式の調質圧延方法に関する。

冷延鋼板や缶用鋼板などの金属帯に硬度などの所定の性能および表面状態を形成するために、一対のワークロール間に金属帯を通して圧延をする調質圧延を行っている。この調質圧延としては、一般に調質圧延液（調圧剤あるいは圧延油などの潤滑剤）を用いる湿式の調質圧延と、調質圧延液を使用しないで圧延を行う乾式の調質圧延の２種類がある。

この調質圧延機内には、圧延加工時のロールと金属帯との摩擦によって多量の金属質の微粉（以下、「摩耗粉」ともいう。）が発生する。この摩耗粉がそのまま金属帯表面に固着し、金属帯表面に凹凸やムラなどの表面欠陥が発生することになる。

さらに、ワークロールには、金属帯表面にダル仕上げを施すために用いるものでその表面を物理的または化学的に粗くしたワークロールであるダルワークロールと、金属帯表面にブライト仕上げを施すために用いるものでその表面を滑らかに仕上げたワークロールであるブライトワークロールとがあり、金属帯の用途に応じた表面仕上げとするために、ダルワークロールとブライトワークロールとを使い分けたり、前段と後段で組み合わせるなどして使用している。上記の摩耗粉起因の金属帯の表面欠陥については、特にダルワークロールを使用した場合に、多くの摩耗粉が発生し、その摩耗粉起因の金属帯表面欠陥が発生する。また、ブライトワークロールを使用した場合の特有の課題としては、筋状の光沢ムラが発生することが挙げられる。

なお、調質圧延を行う過程で発生する金属帯表面欠陥としては、上述したロール表面が削れてできる摩耗粉やゴミ屑、油、すすなどの微細な異物がワークロールに噛みこまれて金属帯表面に転写される表面欠陥の他に、鉄粉などの固い異物を噛みこんでロール疵を発生させる表面欠陥などがある（これらをまとめてロールマークと呼ばれることもある）。本発明が課題としている表面欠陥は、上記の摩耗粉起因の表面欠陥である。

このような摩耗粉起因の金属帯表面欠陥を防止するための方法がこれまで種々検討されている。例えば、特許文献１は、調質圧延液を用いて湿式の調質圧延を行う方法であって、摩耗粉の付着量などが少なく光沢度に優れた金属板が得られることが開示されている。また、特許文献２では、冷間圧延をＷＣ系超硬合金からなるワークロールを適用して圧延する方法であって、圧延中の摩耗粉の発生を減少させることが開示されている。なお、摩耗粉起因の表面欠陥ではないが、ロール表面のクラウン形状を制御し金属帯表面に長手方向の疵が発生することを防止する技術として、特許文献３に、テーパーピストン式可変ロールクラウン機構を有するバックアップロールを備えた圧延機が開示されている。

特開平６－２３４００２号公報 特開平９－１５０２０２号公報 特開平２－３０３６１１号公報

しかしながら、実際の操業において、乾式の調質圧延を行っている場合、特許文献１記載の湿式の調質圧延方法に切り替えるには、大規模な設備変更が必要となり、簡易に実現できない場合がある。また、特許文献２記載のＷＣ系超硬合金からなるワークロールを適用して圧延する方法では、新規にワークロールを作製する必要があることに加え、ワークロールの硬度が高いことにより耐摩耗性が高く研削が困難になる。特許文献３記載のバックアップロールを使用する方法におけるテーパーピストンは、本来形状制御のために用いられるもので、大規模な設備変更が必要となり、また摩耗粉の発生を抑制することができない。さらに、いずれの文献においても、ブライトワークロールを使用した場合に発生する筋状の光沢ムラについては、全く防止することができないという問題がある。

本発明は、大規模な設備投資を伴わずに前記の問題点を解決し、調質圧延において、ダルワークロールを使用した場合に多く発生する摩耗粉を抑制し、摩耗粉起因の金属帯の表面欠陥を防止し、またブライトワークロールを使用した場合の筋状の光沢ムラの発生を防止するためのバックアップロールおよびそのバックアップロールを備える調質圧延機、並びにそれを用いた調質圧延方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、特にダルワークロールを使用した場合の摩耗粉発生を抑制し、ひいては摩耗粉起因の金属帯表面欠陥を防止する調質圧延方法およびそれに用いるバックアップロールの形状について鋭意検討を重ねた。

その結果、調質圧延に使用したバックアップロールの使用前と使用後のプロフィルを比較すると、使用後はバックアップロールの胴部の幅方向端部側が、胴部の幅方向中央部側に比べて摩耗が激しいことを見出した。この現象について更に検討を重ねると、調質圧延機を構成するワークロールとバックアップロールの上下４本のロール、または６段式圧延機の場合は中間ロールを加えた上下６本のロールは、バックアップロールに荷重を伝えている機構が、ロール胴部の幅方向端部に備わっているバックアップロールのチョックに起因して、被圧延材である金属帯を中心に凸にたわんでいるため、前記幅方向端部にかかる荷重が前記幅方向中央部に比べて大きくなり、この結果、前記幅方向端部が前記幅方向中央部に比べて摩耗が進行しやすいことが分かった。

本発明者らは、上記のバックアップロールの幅方向端部の摩耗（偏摩耗）を抑制する方法について検討を重ねた結果、幅方向端部の当初の胴径（ロール径）を、幅方向中央部の当初の胴径（ロール径）に比べて小さくしてテーパー部を設けることにより、摩耗粉の発生を抑制することができることを知見した。

本発明は、かかる知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたものであって、本発明の要旨は、次のとおりである。
〔１〕一対のワークロール間に金属帯を通して調質圧延を行う１つ以上の圧延スタンドを備える調質圧延機のバックアップロールであって、
該バックアップロールの胴部の幅方向断面形状は、平行部とテーパー部とからなり、
前記平行部は、前記バックアップロールの胴部の中央部に形成され、
前記テーパー部は、前記バックアップロールの胴部の端部から前記平行部の端部へ形成されていること、を特徴とする調質圧延機のバックアップロール。
〔２〕〔１〕において、前記ワークロールがダルワークロールであって、前記平行部の端部の位置が前記金属帯の板端部よりも前記胴部の中央部側であることを特徴とする調質圧延機のバックアップロール。
〔３〕〔１〕において、前記ワークロールがブライトワークロールであって、前記平行部の端部の位置が前記金属帯の板端部から前記胴部の端部側に離間していることを特徴とする調質圧延機のバックアップロール。
〔４〕〔３〕において、前記離間の幅が３ｍｍ以上であることを特徴とする調質圧延機のバックアップロール。
〔５〕〔１〕ないし〔４〕のいずれか一つにおいて、前記調質圧延機が、４段式または６段式の調質圧延機であることを特徴とする調質圧延機のバックアップロール。
〔６〕〔１〕ないし〔５〕のいずれか一つに記載のバックアップロールを前記圧延スタンドの少なくとも１つに備えることを特徴とする調質圧延機。
〔７〕〔６〕に記載の調質圧延機を用いて調質圧延を行うことを特徴とする調質圧延方法。
〔８〕前記ダルワークロールと前記ブライトワークロールをそれぞれ１スタンド以上備える複数スタンドによる調質圧延方法において、
前記ダルワークロールを備えたスタンドでは、前記平行部端部の位置が前記金属帯の板端部よりも前記ロール胴部の中央部側にあるバックアップロールを用い、
前記ブライトワークロールを備えたスタンドでは、前記平行部端部が前記金属帯の板端部から前記ロール胴部端部側に３ｍｍ以上離間しているバックアップロールを用いて
調質圧延を行うことを特徴とする調質圧延方法。
〔９〕〔７〕または〔８〕において、前記調質圧延が乾式であることを特徴とする調質圧延方法。

本発明によれば、一対のワークロール間に金属帯を通して調質圧延を行う調質圧延機のバックアップロールであって、該バックアップロールの胴部の幅方向断面形状は、平行部とテーパー部とからなり、前記平行部は、前記バックアップロールの胴部の中央部に形成され、前記テーパー部は、前記バックアップロールの胴部の端部から前記平行部の端部へ形成されていることを特徴としている。

特に、前記調質圧延機が１つ以上の圧延スタンド（以下、単に「スタンド」ともいう。）からなり、前記スタンドの少なくとも１つに備えるワークロールがダルワークロールの場合には、当該スタンドに用いるバックアップロールは、バックアップロールの平行部の端部の位置が、前記金属帯の板端部よりも前記胴部の中央部側であることが好ましい。これにより、バックアップロールから発生する摩耗粉の量を低減して、摩耗粉起因の金属帯表面欠陥を防止することができる。

以上の方法は、特に乾式の調質圧延機の場合に、湿式に切り替える為の設備変更や、新規に耐摩耗性の高いワークロールを作製する必要もなく、標準的な既存の乾式調質圧延機の応用範囲内で実施できるという点で有効である。

本発明に係る調質圧延機のバックアップロールを示す断面模式図。 本発明に係るダルワークロールを備える調質圧延機の一例を示す断面模式図。 本発明に係るダルワークロールとテーパー部の位置関係の一例を示す断面模式図。 本発明に係るブライトワークロールを備える調質圧延機の一例を示す断面模式図。 本発明に係るブライトワークロールとテーパー部の位置関係の一例を示す断面模式図。 本発明の実施例における実験に用いたバックアップロールのテーパー部と板端部との相対的位置関係を示す模式図。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
［調質圧延機］
本発明に係る調質圧延機の実施形態を、図を用いて説明する。図１は、本発明が適用される調質圧延機のバックアップロール１であって、ロール胴部端部６から平行部端部５へ形成されたテーパー部２を備えた断面形状を有することを示している。図１ではテーパー部２の他に平行部３およびネック部４も記載しているが、平行部３には圧延中の形状を調整するため初期クラウン（膨らみ）が付与されていることがある。ここで、図１中のＬ_Tは、テーパー部の長さ、すなわちテーパー長であり、平行部端部５とロール胴部端部６との長さを示している。また、図１中のＬ_Rは、バックアップロールの胴部の長さ、すなわちロール幅である。

次に、図２は、本発明が適用される１つ以上のスタンドからなる調質圧延機の１つのスタンドの一例を示す断面模式図であって、図１に記載のバックアップロール１を備えた１スタンド上下３段ずつのロールからなる６段式乾式調質圧延機を示している。

この図２は、テーパー部２の形状として、平行部端部５の位置が板端部１０よりもロール胴部の中央部側にあることを示しているが、これは後述するように、ワークロール８として、ダルワークロールを使用した場合に好適な調質圧延機の一例である。

［金属帯］
本発明に係る調質圧延方法を適用する金属帯としては、種々の材質を有する冷延鋼板や缶用鋼板、亜鉛鍍金鋼板のほかに、銅やアルミニウムなども使用することができる。また、金属帯の板厚としては、０．０５～４．０ｍｍが好ましく、板幅（Ｌ_C）は、４５０～２０００ｍｍが好ましい。

［バックアップロールの形状］
前述したように、本発明に係る調質圧延機のバックアップロール１は、ロール胴部とロールを支えるネック部４とからなり、ロール胴部は、胴部の平行部３と、胴部の幅方向端部６に形成されたテーパー部２とからなり、そのテーパー部２は、ロールの胴部の端部（ロール胴部端部）６から平行部３の端部（平行部端部）５にかけてロール径が徐々に増加するように、ほぼ線形状に形成された幅方向断面形状を示している。

なお、テーパー部の領域は、テーパー長（Ｌ_T）とテーパー角度（θ）から決まってくるが、このテーパー角度（θ）とは、図１に示したように、平行部端部５における平行部３の表面に対するテーパー部２の斜面の傾きであり、平行部３表面の延長線上に対するテーパー部２斜面のなす角度のことである。このテーパー角度（θ）は、好ましくは、０．０００５～１°である。この範囲を外れると、テーパーとしての機能を発揮することができず、摩耗粉起因の金属帯表面欠陥の発生を抑制することが困難となる、あるいは偏荷重が発生し板面に筋模様が発生するからである。ここで、平行部３とは、前述したように、ロールクラウンを含む概念であり、幾何学的な完全な平行をいうものではない。なお、バックアップロールの材質としては、通常、鋳鉄や鍛鋼などが挙げられる。

［摩耗粉］
続いて、調質圧延機における摩耗粉の発生について考察する。摩耗粉の発生は、バックアップロールに起因するものと推測される。バックアップロールにテーパー部がない従来型の寸胴形状のロールの場合、そのバックアップロールに接触するワークロールまたは中間ロールとの間で、バックアップロールの端部に荷重がかかり、ロール胴部の平行部が端部側から徐々に削れていくことになる。特に、ワークロールにダルワークロールを用いた場合にそれが顕著になる。その削れたものが摩耗粉と呼ばれるものであり、この発生した摩耗粉は、調質圧延機の空間内に飛び散り、例えば、空気中の水分あるいは油分などと結合して、圧延機内の至る所に付着する。つまり、上下各ロールや圧延機入側の金属帯の表面に付着することになる。それらの付着した摩耗粉が転写されて、圧延された金属帯の表面欠陥として現れることになると推測される。

そこで、本発明者らは、本発明の課題である摩耗粉発生を防止するために、前述した摩耗粉発生の原因になると考えられるバックアップロールの胴部端部側の部分を、予めテーパーを設けて減らしておくことで解決することができた。つまり、テーパー部の領域が大きいほど、摩耗粉の発生が抑制されることが分かった。

［ダルワークロールとブライトワークロール］
前述したように、ダルワークロールとは、金属帯表面をダル仕上げするために用いるワークロールのことであり、ブライトワークロールとは、金属帯表面をブライト仕上げするために用いるワークロールのことである。ダル仕上げとは、つや消しともいい、その表面を物理的または化学的に粗くしたロールで金属帯表面を仕上げることであり、ブライト仕上げとは、平滑仕上げともいい、その表面を滑らかに仕上げたロールで金属帯表面を仕上げることである。

［ダルワークロールを用いた場合のバックアップロールのテーパー部形状］
本発明が適用されるバックアップロールのテーパー部２は、バックアップロールの胴部端部６から平行部端部５へ形成されている。テーパー部の大きさ（領域）としては、前記平行部端部５の位置が、胴部端部６よりもロールの胴部中央部側であり、テーパー長（Ｌ_T）に置き換えると、Ｌ_T＞０ｍｍである。このように、バックアップロールにテーパー部を設けることにより、摩耗粉起因の金属帯表面欠陥の発生を抑制することができる。

特に、調質圧延機のワークロールがダルワークロールの場合には、バックアップロールの平行部端部５の位置が、圧延される金属帯（鋼板等）９の板端部１０よりもロール胴部の中央部側であることが好ましい。この詳細を図３を用いて説明する。

まず、バックアップロール１の胴部長さをＬ_Rとし、調質圧延する金属帯９の板幅をＬ_Cとすると、ロール胴部長さ（Ｌ_R）と金属帯板幅（Ｌ_C）との差は、（Ｌ_R－Ｌ_C）であり、ロール胴部の片側部分を見ると、金属帯の板端部１０からロール胴部端部６までの長さは、（（Ｌ_R－Ｌ_C）／２）となる。したがって、平行部端部５の位置が板端部１０の位置からロール胴部の中央部側にするためには、テーパー長（Ｌ_T）は、Ｌ_T≧（（Ｌ_R－Ｌ_C）／２）とすることが好ましい。

具体的な一例として、バックアップロール１の胴部長さ（Ｌ_R）が１２２０ｍｍで、調質圧延する金属帯９の板幅（Ｌ_C）が１０５０ｍｍの場合には、前記ロール胴部長さと金属帯板幅との差（Ｌ_R－Ｌ_C）が１７０ｍｍで、ロール胴部の片側部分における板端部１０からロール胴部端部６までの長さ（（Ｌ_R－Ｌ_C）／２）は、８５ｍｍとなる。したがって、テーパー長（Ｌ_T）は、８５ｍｍ以上が好ましい。より好ましくは、８５～１１５ｍｍである。テーパー長が８５ｍｍ未満の場合には、摩耗粉の発生が大きくなり、摩耗粉起因の金属帯の表面欠陥を抑制することが難しくなるからである。テーパー長が１１５ｍｍ超の場合には、平坦度が確保できなくなるからである。さらに好ましくは、９０～１１０ｍｍである。

以上の図３に関する説明では、ロール胴部の長さ（Ｌ_R）が１２２０ｍｍで、金属帯の板幅（Ｌ_C）が１０５０ｍｍの場合を例に、テーパー部の相対的な位置関係を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロール胴部の長さや金属帯の板幅は、使用する設備規模や金属帯の種類によって様々な値を取るものであり、それぞれの場合のテーパー部の相対的な位置関係については、上記と同様の考えに基づき適宜変更して使用することができる。

［ワークロールがブライトワークロールの場合］
さらに引き続いて、テーパー部について検討を重ねた結果、テーパー長が長い程、摩耗粉の発生を抑制できる一方で、テーパー部と平行部との境界（平行部端部）には偏荷重がかかり、その境界（平行部端部）の位置が金属帯の板端部よりもロール胴部の中央部側に入ると、特にブライトワークロールを使用した場合には、金属帯表面の長手方向に筋状の光沢ムラが発生することを見出した。この光沢ムラを避けるべき金属帯としては、ティンフリースチール用ぶりき原板などが挙げられるが、これらの金属帯をブライトワークロールを使用して調質圧延する際には、用いるバックアップロールの平行部端部の位置が金属帯の板端部よりもロール胴部の端部側に離間していることにより、光沢ムラの発生を抑制することができることが分かった。特に、圧延時の蛇行幅も考慮すると、金属帯の板端部から前記胴部の端部側に離間している幅は、３ｍｍ以上が好ましいことが分かった。より好ましくは、５～１５ｍｍである。１５ｍｍを超えると、摩耗粉起因の表面欠陥の発生を抑制する効果が少なくなるからである。

［光沢ムラ（筋状）］
ここで、ブライトワークロールを使用した場合に、金属帯表面の長手方向に発生する筋状の光沢ムラについて考察する。この光沢ムラとは、バックアップロールのテーパー部の平行部端部５に荷重が集中すると、その部分が金属帯表面に強く押し当てられ、その表面の光沢にムラが生じるものであって、ワークロールがブライトワークロールの場合にはっきりと現れる欠陥のことである。

［ブライトワークロールを用いた場合のバックアップロールのテーパー部形状］
つまり、調質圧延機のワークロール８がブライトワークロールの場合に発生する光沢ムラを抑制するためには、金属帯表面に必要以上の荷重が集中しないようにすることが重要であり、そのためには、バックアップロールの平行部端部５の位置が金属帯の板端部１０のロール胴部端部６側にすることである。その位置にあれば、金属帯表面への荷重集中は無くなり、光沢ムラの発生も防止することができる。ここで、図４は、テーパー部２の形状として、平行部端部５の位置が板端部１０よりロール胴部の端部側にあることを示しているが、これは以下に述べるように、ワークロール８として、ブライトワークロールを使用した場合に好適な調質圧延機の一例である。

なお、金属帯の蛇行代を考慮すると、少なくとも３ｍｍ以上板端部から離間していることが好ましい。この詳細を図５を用いて説明する。

まず、前述のダルワークロールの例と同様に、バックアップロール１の胴部長さをＬ_Rとし、調質圧延する金属帯９の板幅をＬ_Cとすると、ロール胴部長さ（Ｌ_R）と金属帯板幅（Ｌ_C）との差は、（Ｌ_R－Ｌ_C）であり、ロール胴部の片側部分を見ると、金属帯の板端部１０からロール胴部端部６までの長さは、（（Ｌ_R－Ｌ_C）／２）となる。したがって、平行部端部５の位置が板端部１０の位置からロール胴部の端部６側に、金属帯の蛇行代を考慮して３ｍｍ以上離間した位置にするためには、テーパー長（Ｌ_T）は、Ｌ_T≦（（（Ｌ_R－Ｌ_C）／２）－３）とすることが好ましい。

具体的な一例として、バックアップロール１の胴部長さ（Ｌ_R）が１２２０ｍｍで、調質圧延する金属帯９の板幅（Ｌ_C）が１０５０ｍｍの場合には、前記ロール胴部長さと金属帯板幅との差（Ｌ_R－Ｌ_C）が１７０ｍｍで、ロール胴部の片側部分における板端部１０からロール胴部端部６までの長さ（（Ｌ_R－Ｌ_C）／２）は、８５ｍｍとなる。したがって、好ましいテーパー部の長さ（Ｌ_T）は、上記の金属帯の蛇行代を考慮して、８２ｍｍ以下が好ましい。テーパー長が８２ｍｍ超の場合には、バックアップロール１の平行部端部５が金属帯９に荷重がかかってしまい、金属帯表面に光沢ムラが発生する。より好ましくは、５０～８２ｍｍである。さらに好ましくは、７０～８０ｍｍである。

以上の図５に関する説明では、ロール胴部の長さ（Ｌ_R）が１２２０ｍｍで、金属帯の板幅（Ｌ_C）が１０５０ｍｍの場合を例に、テーパー部の相対的な位置関係を述べたが、前述の図３と同様に、本発明はこれに限定されるものではなく、ロール胴部の長さや金属帯の板幅は、使用する設備規模や金属帯の種類によって様々な値を取るものであり、それぞれの場合のテーパー部の相対的な位置関係については、上記と同様の考えに基づき適宜変更して使用することができる。

［調質圧延の制御方法］
調質圧延プロセスは、鋼板などの金属帯の材質、降伏点伸びの除去、硬度の調整、表面粗度などの表面性状の作り込みおよび形状矯正などの目的のために実施されるものであって、所定の金属製品とするための重要なプロセスの一つである。利用される金属帯としては、種々の材質を有する冷延鋼板や缶用鋼板、亜鉛鍍金鋼板のほかに、銅やアルミニウムなどの表面処理鋼板などがある。

これらの目的を達成するためには、通過する金属帯を適切な圧延位置に設置する必要があり、その位置制御を高精度で行うのが、ＣＰＣ装置である。ＣＰＣとは、Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ（またはＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ） Ｃｏｎｔｒｏｌの略称で、金属帯の中心位置（センター）を調質圧延機の中心位置（ライン・センター）に自動的に位置合わせ制御するものである。

また、本発明の対象となる調質圧延方法としては、調質圧延液を用いない乾式法において特に有効である。この乾式調質圧延方法の場合には、ワークロールとバックアップロールとが直接接触するため、特に、バックアップロールの硬度が低い場合やワークロールとバックアップロールとの硬度差が大きい場合には、前述したようなバックアップロールに起因する摩耗粉の発生が起こることになる。そのため、本発明のバックアップロールを用いることが必要である。

以上のことから、ダルワークロールを備えたスタンドのバックアップロールでは、そのテーパー部を長くし、平行部端部の位置が板端部よりもロール胴部の中央部側にあるものを用い、ブライトワークロールを備えたスタンドのバックアップロールでは、テーパー部を短くし、平行部端部が板端部から前記胴部の端部側に離間しているものを用いることがより好適であることを見出した。さらに好ましくは、前記離間の幅が３ｍｍ以上である。

また、前記ダルワークロールと前記ブライトワークロールをそれぞれ１スタンド以上備える複数スタンドによる調質圧延方法においては、前記ダルワークロールのスタンドの後に前記ブライトワークロールのスタンドを備えるのが好ましい。

なお、本発明に係るバックアップロールは、湿式法の調質圧延方法においても適用することができる。

以下、実施例として、摩耗粉起因の表面欠陥の発生率および筋状の光沢ムラの発生の有無を調査する実験の内容と結果について実験例１～３に示す。ただし、以下の実施例は、本発明を例示してより詳細に説明するためのものにすぎず、本発明の権利範囲を限定するものではない。

本実験は、前述した６段式の乾式調質圧延機が２基（圧延スタンド）連続した調質圧延ラインにおいて実施した。ここで圧延する金属帯としては、一般的な缶用鋼板用の材料であるぶりき原板の鋼帯（コイル）を用いた。その板幅（Ｌ_C）は、１０５０ｍｍとし、板厚は、０．２０ｍｍとした。そして、バックアップロールには、鋳鉄を研削して作製したロールを使用した。このロールの幅方向の長さ（Ｌ_R）は、１２２０ｍｍとした。また、テーパー部は、前述したように研削して作製し、表１に示すように、テーパー長（Ｌ_T）を変えたバックアップロールを５種類（バックアップロールＮｏ．Ａ～Ｅ）用意した。

図６にこれらの５種類のバックアップロールに関するテーパー部（平行部端部５）と板端部１０（図中の基準位置）との相対的位置関係を示す。Ｎｏ．Ａは、テーパー部の無いテーパー長（Ｌ_T）が０ｍｍの寸胴型のロールである。Ｎｏ．Ｂは、平行部端部が板端部から＋５ｍｍロール胴部端部側にあり、テーパー長（Ｌ_T）は８０ｍｍで、このときのテーパー角度（θ）は０．０９０°である。Ｎｏ．Ｃは、平行部端部が板端部上（±０ｍｍ）にあり、テーパー長（Ｌ_T）は８５ｍｍで、このときのテーパー角度（θ）は０．０８４°である。Ｎｏ．Ｄは、平行部端部が板端部から－５ｍｍ、すなわちロール胴部中央部側にあり、テーパー長（Ｌ_T）は９０ｍｍで、このときのテーパー角度（θ）は０．０８０°である。Ｎｏ．Ｅは、平行部端部が板端部から－１５ｍｍ、すなわちロール胴部中央部側にあり、テーパー長（Ｌ_T）は１００ｍｍで、このときのテーパー角度（θ）は０．０７２°である。

（実験例１）
まず、ダルワークロールと摩耗粉起因の金属帯の表面欠陥の発生に関する実験として、ダルワークロールを用いた調質圧延機についての実験を行った。実験例１では、第１スタンド・第２スタンド共に一対のダルワークロールを使用した場合について実施した。
実験Ｎｏ．１－１は、比較として第１スタンド・第２スタンド共にテーパー部がないバックアップロールＮｏ．Ａを用いた。実験Ｎｏ．１－２は、第１スタンド・第２スタンド共に同じバックアップロールＮｏ．Ｂを用いた。実験Ｎｏ．１－３は、同様に第１スタンド・第２スタンド共に同じバックアップロールＮｏ．Ｅを用いた。

（実験例２）
次に、実験例２として、上記と同様の２基の６段式乾式調質圧延機に対して、第１スタンドに一対のダルワークロールを、第２スタンドに一対のブライトワークロールを使用した場合について実施した。
実験Ｎｏ．２－１は、比較として第１スタンド・第２スタンド共にテーパー部がないバックアップロールＮｏ．Ａを用いた。実験Ｎｏ．２－２～２－５は、第１スタンド・第２スタンド共に同じバックアップロールであり、実験Ｎｏ．２－２がバックアップロールＮｏ．Ｂを用い、実験Ｎｏ．２－３がバックアップロールＮｏ．Ｃを用い、実験Ｎｏ．２－４がバックアップロールＮｏ．Ｄを用い、実験Ｎｏ．２－５がバックアップロールＮｏ．Ｅを用いた。実験Ｎｏ．２－６は、第１スタンドはバックアップロールＮｏ．Ｅを用い、第２スタンドはバックアップロールＮｏ．Ｂを用いた。実験Ｎｏ．２－７は、逆に第１スタンドはバックアップロールＮｏ．Ｂを用い、第２スタンドはバックアップロールＮｏ．Ｅを用いた。

（実験例３）
さらに、筋状の光沢ムラの発生有無に関する実験として、ブライトワークロールを使用した調質圧延機についての実験を行った。
実験例３は、上記と同様の２基の６段式乾式調質圧延機に対して、第１スタンド・第２スタンド共に一対のブライトワークロールを使用した場合について実施した。
実験Ｎｏ．３－１は、比較として第１スタンド・第２スタンド共にテーパー部がないバックアップロールＮｏ．Ａを用いた。実験Ｎｏ．３－２は、第１スタンド・第２スタンド共に同じバックアップロールであり、バックアップロールＮｏ．Ｂを用いた。実験Ｎｏ．３－３は、同様に第１スタンド・第２スタンド共に同じバックアップロールＮｏ．Ｅを用いた。

以上の実験において、ダルワークロールを使用した実験例１と実験例２について、摩耗粉起因の金属帯の表面欠陥の発生率を調べた。なお、参考までに実験例３についても調べた。

さらに、光沢ムラの発生の有無については、ブライトワークロールを使用している実験例２と実験例３のみについて調べた。その結果を表２に示す。

［表面欠陥の発生率］
なお、表面欠陥の発生率は、目視観察およびＣＣＤカメラによる自動検査により、金属帯表面の凹凸などの異常を発見した場合に、その部分を不良とし、処理した金属帯全体の処理ｔｏｎ数に対する前記の不良とした金属帯の処理ｔｏｎ数の比を％表示して求めた。

［光沢ムラの発生の有無］
また、筋状の光沢ムラの発生の有無は、前述の摩耗粉起因の表面欠陥と同様に、目視観察およびＣＣＤカメラによる自動検査により、処理した金属帯において、表面の一部に筋状の光沢ムラを発見した場合に、発生有りとして「○」と評価し、光沢ムラを発見しなかった場合に、発生なしとして「×」と評価した。

表２の結果から、本発明のテーパー部を有するバックアップロールで調質圧延した金属帯は、テーパー部の無いバックアップロールを用いた場合に比べて摩耗粉起因の金属帯表面欠陥が低減しており、特に、ダルワークロールを使用した場合に、前記テーパー部として、バックアップロールの平行部端部が板端部から中央部側に位置する場合には、前記表面欠陥が抑制されていることが分かる。当該不良が発生した場合は、再調質圧延の追加工程あるいは不良除去による歩留り損となる為、これを防ぐことによる効果は、顕著である。

さらに、ブライトワークロールを後段の第２スタンドに用いた場合には、テーパー部が金属帯の板端部よりも中央部側になると偏荷重起因による長手方向に筋状の光沢ムラが発生している（実験Ｎｏ．２－３では、蛇行によって筋状光沢ムラが発生した）が、テーパー部が金属帯の板端部よりもロール胴部端部側になると上記筋状の光沢ムラが発生しないことが分かった。

以上のとおり、本実施例においては、２スタンド６段式の乾式調質圧延機を対象に説明したが、スタンドの数を１あるいは３以上有する調質圧延機、あるいは４段式の調質圧延機についても同様に本発明が適用されることは言うまでもない。

１ バックアップロール
２ テーパー部
３ 平行部
４ ネック部
５ 平行部端部
６ ロール胴部端部
７ 中間ロール
８ ワークロール
８ａ ダルワークロール
８ｂ ブライトワークロール
９ 金属帯（鋼板）
１０ 板端部
Ｌ_T テーパー長
Ｌ_R ロール胴部の長さ（ロール幅）
Ｌ_C 板幅
θ テーパー角度

Claims (7)

1. 一対のワークロール間に金属帯を通して調質圧延を行う１つ以上の圧延スタンドを備える調質圧延機のバックアップロールであって、
   該バックアップロールの胴部の幅方向断面形状は、平行部とテーパー部とからなり、
   前記平行部は、前記バックアップロールの胴部の中央部に形成され、
   前記テーパー部は、前記バックアップロールの胴部の端部から前記平行部の端部へ形成され、
   前記ワークロールが、ダルワークロールまたはブライトワークロールであって、
   前記ダルワークロールを備えたスタンドでは、前記平行部の端部の位置が前記金属帯の板端部よりも前記胴部の中央部側にあり、
   前記ブライトワークロールを備えたスタンドでは、前記平行部の端部が前記金属帯の板端部から前記ロール胴部端部側に離間している
   ことを特徴とする調質圧延機のバックアップロール。
2. 前記離間の幅が３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の調質圧延機のバックアップロール。
3. 前記調質圧延機が、４段式または６段式の調質圧延機であることを特徴とする請求項１または２に記載の調質圧延機のバックアップロール。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバックアップロールを前記圧延スタンドの少なくとも１つに備えることを特徴とする調質圧延機。
5. 請求項４に記載の調質圧延機を用いて調質圧延を行うことを特徴とする調質圧延方法。
6. 胴部の幅方向断面形状が、平行部とテーパー部とからなるバックアップロールを備える１つ以上の圧延スタンドを有し、一対のワークロール間に金属帯を通して調質圧延を行う調質圧延方法において、
   前記ワークロールが、ダルワークロールまたはブライトワークロールであって、
   前記ダルワークロールを備えたスタンドでは、前記平行部の端部の位置が前記金属帯の板端部よりも前記ロール胴部の中央部側にあるバックアップロールを用い、
   前記ブライトワークロールを備えたスタンドでは、前記平行部の端部が前記金属帯の板端部から前記ロール胴部端部側に離間しているバックアップロールを用いて
   調質圧延を行うことを特徴とする調質圧延方法。
7. 前記調質圧延が乾式であることを特徴とする請求項５または６に記載の調質圧延方法。
   

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