JPH01202303A - 冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特定の条件でクロムメッキを行ったワーク
ロールを使用することによって、ロール寿命が長く、且
つスケジュールフリーローリング（以下ＳＦＲという）
を可能とする生産性の高い冷間圧延方法に関する。

［従来の技術］ 冷間圧延機のワークロールの摩耗を抑制し、更にＳＦＲ
圧延を可能ならしめる方法として、最近ワークロールに
硬質クロムメッキを行う方法が開発されつつある。

特開昭ｆｉｔ　−２０２７０８号公報は冷間圧延又は調
質圧延において使用するクロムメッキワークロールに関
するもので、クロムメッキ厚をロール粗度との関係にお
いて数式で限定し、調質圧延での試験の結果、非メツキ
ロールに比して約５倍もの寿命が得られることを開示し
ている。

また特開昭６１−２０１８００号公報の方法は、耐摩耗
性の高いクロムメッキワークロールにおける圧延初期に
、同−輪材の大量圧延を行うと、通板部と非道板部でロ
ールに大きな粗度差が発生し、ＳＦＨの障害となる欠点
を改良したものである。

即ち圧延初期において起こるロール表面の粗度差の発生
原因が、粗度ビークの剥離であることを解明して、電解
処理によってロール表面粗度を、初期粗度より５〜２０
％低下させて粗度ビークを辛め除去したのち、クロムメ
ッキを行ったロールを使用すると、通板部と非通板部で
のロール粗度差がほとんど解消し、ＳＦＲを実施するこ
とを容易ならしめるという優れた効果を得ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記先行例は、いずれも伸率が０．５〜１
．５％の調質圧延を具体例として検討がなされたに留ま
り、従って圧下率が更に大きく、ロール表面に負荷され
るヘルツ応力が、著しく高いタンデム式冷間圧延に使用
されるワークロールに対する好適なりロムメツキ条件が
解明されたとは言えない状況にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術をベースとし、更にタンデム
式冷間圧延においてもワークロールの寿命の大幅延長と
ＳＦＨの採用を可能ならしめる条件について種々の検討
を行った結果、■圧延初期にロール表面のスクラッチ目
の谷部に発生する微小なメツキ剥離（以下線状剥離と略
す。）の存在がロール寿命と強い関係が有ること、■線
状剥離を好ましい形でロール表面に一様に発生させるた
めには、スクラッチ加工による粗度を特定の値にする必
要があること、クロムメッキの前処理として特定の狭い
条件で電解エツチングを行う必要があること及びメツキ
厚みも制限する必要があること、更に■圧延機の前、後
段においては“線状剥離″の存在が鋼板表面に異なった
影響を及ぼすこと等の事実が解明されたことに基づくも
のである。

本発明の特徴とする所はタンデム式冷間圧延機の前段ス
タンドのワークロールとして、ロール表面のスクラッチ
目粗さをＲａ　＝０．８〜１．５μｍに調整後、脱脂、
洗滌（水洗、湯洗、超音波洗滌等）、電解エツチングを
経て表面に厚さ５〜１５−の電気クロムメッキを施した
ワークロールを使用し、後段スタンドのワークロールと
してロール表面のスクラッチ目粗さをＲａ　＝０．５〜
１．０　ｔａｎに調整後、同様の工程でロール表面に厚
さ２〜１５−の電気クロムメッキを施したワークロール
を使用する冷間圧延方法であって、前記電解エツチング
は電解液中でロールを陽極として下式の範囲内で処理す
ることを特徴とする生産性の高い冷間圧延方法である。

４０００≦ＤＡ×Ｔ≦８０００ ＤＡ、電流密度（Ａ／ｄａ２） Ｔ　；時間　（５ｅｅ） 先ず、本発明ではタンデム式冷間圧延機の前段スタンド
に使用するワークロールと、後段スタンドに使用するワ
ークロールでは、スクラッチ目の粗さＲａを変更させ、
前段スタンドに使用するワークロールではＲａは高く、
後段スタンドに使用するワークロールではＲａを低目と
する。

ここで後段スタンドとは最終段スタンドを除き、これに
より１つ又は２つ上流側のスタンドを指し、圧下配分に
よって何れかを選択できる。

前段スタンドとは、それより上流側のスタンドを指すこ
ととし、スクラッチ目を付与したロールを使用する場合
に限り、最終段スタンドも後段スタンドとして取り扱う
こととする。

前段と後段のスタンドの区分けは、後述するように、後
段スタンドに前段スタンドと同一条件のロールを使用す
ると、鋼板の見栄えが悪くなることによるものであり、
素材厚みや圧下配分等により、鋼板の見栄えを良くする
ため前段と後段のスタンドの区分けをし、ロールの条件
を若干変化させるためである。

前段スタンドに使用すべきワークロールのスクラッチ加
工時の粗度はＲａで０．８〜１．５ｔｒｍとする。

スクラッチ目の粗度Ｒａが０．８ｔｍ未満であると、ロ
ール寿命延長効果をもたらす線状剥離の発生が不十分と
なる。

逆に１．５ａｍを超えると粗度が高いことにより、摩擦
係数が大きくなり圧延荷重が高く、また圧延消費動力が
大きくなる結果、■潤滑不足による圧延速度低下、■最
大圧延荷重あるいは最大モーターパワーネックによる圧
延可能範囲の縮小といった問題が生じる。

電解エツチングは、クロム酸２００〜３００　ｇ／ＩＩ
　。

硫酸２〜３ｇ／Ｉ）の溶液中にワークロールを浸漬し、
浴温４０〜６０℃、電流２０〜４０Ａ／ｄ１１２の条件
で、ロールを陽極として行うが、（電流密度）×（処理
時間）で管理することが重要である。

この場合、電流密度（ＤＡ）の高い場合は処理時間（Ｔ
）は短く、逆の場合は処理時間を長く取ることが望まし
いが、必要な電流密度と時間との関係は、４０００≦Ｄ
Ａ×Ｔ≦８０００の間である。

ＤＡ×Ｔが４０００未満ではエツチングが不十分であり
、クロムメッキの密着性が劣化し、圧延中に不規則のメ
ツキ剥離が発生する。一方ＤＡ×Ｔが８０００を超える
と後の作用の項で述べるごとく、ロール粗面谷部の清浄
化が過度に進行するためかロール寿命延長効果のある線
状剥離が生成しない。

メツキ厚みは、５〜１５μｍの間であることが必要であ
る。５−未満では摩耗の進行が早く、寿命延長効果が少
ない。逆に１５ＩＥｎ超では線状剥離が生成しなくなり
この場合もロール寿命は短くなる。

以上のように処理した前段用のワークロールを、圧延機
後段スタンドに使用した場合は、ロール表面に発生する
線状剥離が鋼板に転写されて表面疵の原因となる。

そこで圧延中後段に使用するロールに生成すべき線状剥
離は前段ロールに発生するものよりも更に細かいものに
する必要がある。

後段ロールのスクラッチ加工による表面粗度は、Ｒａ　
＝０．５〜１．０扉に調整する。脱脂洗滌後の電解エツ
チング条件は、前段ロールと同様の溶液中でＤ　Ａ　ｘ
　Ｔ　−４０００〜８０００の間で処理すればよいが、
前段用ロール′よりもやや短めの値を選ぶことが望まし
い。

メッキ厚は２〜７ｕｎとすることが望ましい。

２−未満では摩耗によりロール寿命が短く、また７μｍ
を超えると微小な線状剥離が少なくなることによりロー
ル寿命が短くなり、いずれの場合もＳＦＲを行う上で障
害となる場合がある。

［作　　用］ 第１図に６スタンド冷間圧延機の前段の２番スタンドの
ワークロールに本発明の条件で処理したロールを使用し
、種々の板幅の鋼板を圧延した例を比較例と共に示す。

ここで比較例１はスクラッチ目粗度Ｒａが０．７−と本
発明よりも低いもので、比較例２は電解エツチング処理
を本発明よりも過度に行ったもので、いずれも圧延中、
ある′いは終了後にワークロール表面には線状剥離が生
じなかったものである。

この図から明らかなごとく、本発明ロールは比較例に比
し、ロール寿命が飛躍的に延長され、板幅を幅狭なもの
から幅広のものに変更することを繰り返す、いわゆるＳ
ＦＲを行った場合にも、鋼板エツジマークの発生は認め
られなかった。

第２図はクロムメッキしたワークロール表面の線上剥離
の一例を模式的に示したものである。

線状剥離はロール表面のスクラッチ目に沿って生じ、大
略の長さはロール円周方向で約３ｍｒｍｓその幅はＯ，
１ｍｍ未満程度の微小のものである。この線状剥離は圧
延条件によっても異なるが、圧延開始〜圧延長さ５０ｋ
ｍの圧延初期において発生し、剥離の底はメツキ層を貫
通して地鉄面に達するものが多い。

圧延中、後期においてはクロムメッキロール表面は摩耗
して、表槽部の凹凸は摩耗して滑らかな面となるが、線
状剥離はそのまま残存し、これが一定の粗度を保持する
作用を有し、その結果としてロール寿命が延長されるも
のと思われる。

スクラッチ加工によるロール初期粗度や、電解エツチン
グ条件によって線状剥離の発生状況に差がある理由につ
いては必ずしも明確ではないが、粗度の小さい場合や過
度のエツチングにより、その発生が顕著に抑制されるこ
とから考慮すると、おそらくスクラッチ目の底部部分の
清浄度の影響が大きく、スクラッチ目の底部で充分に清
浄化が進行しなかった部分で、メツキ密着性の劣化のた
め局部的な剥離が起きるものと思われる。

第３図は本発明で使用されるロールのスクラッチ目の粗
さＲａ及び電解エツチング条件の線状剥離生成に及ぼす
影響を模式的に図示したものである。

横軸はロールのスクラッチ目の粗さＲａを示し、縦軸は
電解エツチング条件（ＤＡ×Ｔ）を示す。

Ｒａ、ＤＡ×Ｔがいずれも本発明範囲に入る領域では、
圧延初期において微小の線状剥離がロール表面全面に発
生し、良好な寿命延長効果を示す。

ＤＡ×Ｔが上限を超えるとエツチング過度のためか線状
剥離は生成しない。逆にＤＡ×Ｔが下限未満ではエツチ
ング不良のため、面状の有害なメツキ剥離が早期に発生
してロール寿命は短い。

エツチング条件が本発明の範囲内においても、ロールＲ
ａが小さい場合は、スクラッチ目深さが浅いためエツチ
ング過度に相当する現象が生じるためか線状剥離の生成
が不充分となる。

Ｒａが上限を超える場合は、特に後段スタンドにおいて
著しいが、粗大な線状剥離のために冷延鋼板に剥離跡が
明確に転写されるようになる範囲である。

第４図はＲａ及びＤＡ×Ｔが本発明範囲に入る場合にお
いて、メツキ厚みの影響を模式的に示したものである。

メッキ厚が下限値を切る場合には摩耗のためにロール寿
命は短い。逆に上限を超えて厚すぎる場合には、線状剥
離が成長粗大化して局部的な面状剥離が生成しやすくな
り、この場合もロール寿命は劣化する。

メツキ厚みが本発明範囲に入る場合においては、前段ス
タンド用のロールは後段スタンド用のロールよりも、メ
ッキ厚は厚目を採用することが好ましい。

尚、本発明はタンデム式冷間圧延機のワークロールとし
てスクラッチ加工を行うものに限定しているが、これは
その他の方法、例えば放電ダル加工やショツトブラスト
処理、レーザーダル加工のようなダル目がロール円周面
に沿って直線状でない場合には、如何に条件を変化させ
ても寿命延長効果を持つクロムメッキの線状剥離が生成
しないためである。

前段スタンド用ロール又は後段スタンド用ロールは、そ
れぞれＲａやＤＡ×Ｔの条件を同一としても良いが、例
えば前段スタンド用ロール間で異なる条件のものを採用
しても、それらの値が本発明の条件内に有れば同様の効
果を奏することが確認された。

冷延鋼板の粗度調整を一つの主目的とする最終スタンド
のワークロール及び焼鈍後のスキンパス圧延のワークロ
ールについては、本発明では特に限定せず通常のダルロ
ール又はブライドロールを使用することができる。

またワークロールへのダル目付与の方法も従来公知のシ
ョツトブラスト法、放電ダル加工法、レーザーダル加工
法のいずれを採用しても良いし、必要に応じてクロムメ
ッキを施すことも望ましい。

〔実　施　例］ ６スタンドタンデム式圧延機の前段スタンド（ＮＱ、１
〜３スタンド及び一部の例では隠１〜４スタンド）用の
ワークロール（系５６０關φ）として、スクラッチによ
る表面粗度Ｒａ　＝　０．５〜２．０−とし、電解エツ
チング条件としてクロム酸２５０ｇ／Ω、硫酸３ｔｒ／
ｆ：１．浴温５２℃、電流密度２０〜３５Ａ／　ｄｉ＋
２　、Ｄ　Ａ　Ｘ　Ｔ　−１０（１０〜１３０００（Ａ
−ｓｅｃ／ｄａ２）で電解エツチングした後、同液中で
電流密度２０〜４０Ａ／ｃｌｓ２でロール表面に１〜２
０塵のクロムメッキを施したロールを使用した。

一方後段スタンド（ｈｈ４，５スタンド及び一部の例で
は磁５スタンドのみ）用のワークロールとして、表面粗
度Ｒａ　＝０．８〜１．２−とし、電解エツチング条件
としてＤＡ×Ｔ−５００〜１０００Ｇ　テ前処理した後
、同様にロール表面に１〜１Ｏｕｎのクロムメッキを行
った。

最終スタンド用のワークロールとしては、ダル鋼板製造
用として放電ダル加工を行ってＲａ　−３，０ｍとした
ものと、ブライト鋼板製造用のＲａ＝０．３ｔｌＩｍの
ものを使用した。

圧延スケジュールは幅狭のものから幅広のものへの変更
を、少なくとも１回繰り返すＳＦＲを採用した。尚、圧
下配分その他の圧延条件は、従来のものと特に変更して
いない。

圧延結果をまとめて第１表に示す。

実験結果としては、Ｉ）線状剥離発生状況、２）ロール
寿命（表面の摩耗によるスリップ発生まで）、３）ＳＦ
Ｒの可否（エツジマークの発生の有無）、４）鋼板の品
位を採用した。

圧延Ｎα■、■はＮ００１〜３スタンドを前段スタンド
、Ｎ（Ｌ４，５スタンドを後段スタンドとし、それぞれ
のロールを本発明の範囲で処理した。圧延Ｎα■、■は
Ｎα５スタンドのみを後段スタンドとしたものである。

本発明の圧延Ｎα■〜■はいずれも圧延初期においてロ
ール表面に微細な線状剥離が生成し、前後段スタンドと
もロール寿命の延長が著しかった。

ＳＦＲを繰り返してもエツジマークの生成は認められな
かった。

圧延Ｎａ■は前段スタンドのうちＮＯ，２スタンドのワ
ークロールのスクラッチ目Ｒａが０．５ｔｍと本発明よ
りも小さいが、その他の条件は本発明範囲内として処理
したワークロールを組み込んで圧延試験を行ったもので
ある。

圧延の過程でＮα２スタンドのワークロールの表面には
線状剥離がほとんど生成せず、比較的短時間でロール摩
耗のためロール組み替えを行う必要が生じたが、この間
ＳＦＨによるエツジマークは認められなかった。

圧延Ｎｏ、■はＮｏ、　５スタンドのワークロールにＤ
Ａ×Ｔの値の小さいものを使用した例で、ロール表面に
粗大な面状剥離が生じて鋼板の見栄えが悪くなったため
、短時間でＮａ、５スタンドのワークロールの交換を必
要とした。

圧延Ｎｏ、■は前段スタンドのうちＮα３スタンドのワ
ークロールのメツキ厚みを２−と本発明範囲の下限以下
としたもので、ロール摩耗のため寿命は短くエツジマー
クも軽度ではあるが寿命に近い時期において生成した。

圧延Ｎα■はＮα４スタンド及びＮα５スタンドのワー
クロールＲａをり、２ｕｒａとしたロールを使用したも
ので、圧延初期にはいずれも線状剥離が生じロール寿命
も良好であるが、圧延荷重が高くなり作業性は良好とは
言えなかった。

圧延ＮＯ，■はＮα５スタンドのワークロールのＤＡ×
Ｔの大きい例であって、ロール表面の線状剥離はほとん
ど生成せずロール寿命は短かった。

圧延Ｎｏ、［相］はＮＯ，５スタンドのワークロールの
メツキ厚みが１５μｍと厚いものであり、やはりロール
寿命は短い。

［発明の効果］ 本発明は従来知られていた調質圧延におけるワークロー
ルへのクロムメッキ処理によるロール寿命延長効果や、
ＳＦＲ圧延技術を更に発展させて、タンデム式冷間圧延
において安定したロール寿命をもたらす条件を確立した
ものであり、冷間圧延の生産性を飛躍的に増加させたう
え、ロール研削回数や原単位の著しい低下がもたらされ
たもので、工業的価値は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧延長と研削粗度・板幅の関係の図表、第２図
はロール表面の模式図で、第３図は研削粗度と電解エツ
ジの関係の図表、第４図はメツキ膜厚と圧延長の関係の
図表である。 代　理　人　　弁理士　　茶野木　立　夫＃ｔｓＴＤ＆
算長之 ０−ル表面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タンデム式冷間圧延機の前段スタンドのワークロールと
   して、ロール表面のスクラッチ目粗さをＲａ＝０．８〜
   １．５μｍに調整後、脱脂、洗滌、電解エッチングを経
   て表面に厚さ５〜１５μｍの電気クロムメッキを施した
   ワークロールを使用し、後段スタンドのワークロールと
   してロール表面のスクラッチ目粗さをＲａ＝０．５〜１
   ．０μｍに調整後、同様の工程でロール表面に厚さ２〜
   １５μｍの電気クロムメッキを施したワークロールを使
   用し、前記電解エッチングは電解液中でロールを陽極と
   して下式の範囲内で処理することを特徴とする冷間圧延
   方法。 ４０００≦ＤＡ×Ｔ≦８０００ ＤＡ；電流密度（Ａ／ｄｍ＾２） Ｔ；時間（ｓｅｃ）