JPH0688145B2 - クラツド板の圧延接合法 - Google Patents

クラツド板の圧延接合法

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JPH0688145B2
JPH0688145B2 JP61042450A JP4245086A JPH0688145B2 JP H0688145 B2 JPH0688145 B2 JP H0688145B2 JP 61042450 A JP61042450 A JP 61042450A JP 4245086 A JP4245086 A JP 4245086A JP H0688145 B2 JPH0688145 B2 JP H0688145B2
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plate
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tension
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一郎 小久保
和彦 郡田
篤男 水田
睦 安倍
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧延で接合してクラッド板を製造する際に、
クラッド比率を、目標のクラッド比率に制御する方法に
関するものである。
〔従来の技術〕
最近、多くの産業分野において、耐食性や耐熱性、ある
いは高強度などの多種の機能をもつ金属材料の開発が要
求されている。このような金属材料の1つとして異種の
金属を積層してはり合わせたクラッド板があげられる。
クラッド板の製造方法には、鋳造によるものと圧延で接
合する方法に大きく分けられるが、多品種小ロット生産
の観点から圧延法が多く採用されている。圧延法はクラ
ッド板の元となる複数の素板を積層し、圧延してクラッ
ド板を製造する方法であるが、製造されるクラッド板の
クラッド比率は上記素板の各板厚、ロールの圧下率、ロ
ール径などでほぼ決定される。そこで、クラッド比率を
変化させたい時は、主として上記3条件を変更してい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、この3条件を変更してクラッド比率を変化させ
る場合には、次のような欠点が生じる。すなわち、素板
の板厚を変える場合は、種々の板厚の素板が必要となる
ため、素板の在庫数が増加し、また、素板の段取りに時
間を要するので、生産性が低下する。ロールの圧下率を
変更する場合は、製造される板厚が決まつているため、
圧延機入側の素板の板厚を変更する必要があるので、上
記と同様のことがいえる。ロール径を変化させようとす
ると、それに応じて、ロール径の異なつたロールを用意
する必要があるので不経済であり、ロールの取替えに多
くの時間を要するので、生産性も低下する。
さらに、従来の圧延法では、製品のクラッド比率を制御
できないので、試行錯誤的に圧延条件を設定している。
そのため、時間的な損失が多く、また圧延中に外乱によ
り圧延条件が変化してクラッド比率が変化し、品質の低
下が生じている。
そこで、本発明は、このような従来技術の欠点を解決し
て、クラッド板のクラッド比率を変更し、クラッド比率
を、目標とするクラッド比率に制御することを目的とし
てなされたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、圧延で接合してクラッド板を製造
する方法において、圧延開始前あるいは圧延中に、圧延
接合されるクラッドの素板のうち、少なくとも1枚の素
板にかかる張力を変更し、さらに下記のステップによ
り、均一な目標のクラッド比率をもつクラッド板を製造
することを特徴とするクラッド板の圧延接合法である。
(イ)圧延機出側のクラッド比率を求める。
(ロ)上記のクラッド比率と目標のクラッド比率の偏差
を求める。
(ハ)この偏差に基づいて、上記素板のうち、少なくと
も1枚の素板にかかる張力を変更して、目標のクラッド
比率に制御する。
そして、圧延機出側のクラッド比率は、圧延機入側の各
々のクラッドの素板の速度と板厚の値により求めること
ができる。
〔作用〕
まず、本発明によるクラッド板の圧延接合法を説明す
る。本発明による圧延接合法としては次の態様が挙げら
れる。
(A)あらかじめ圧延開始前に目標のクラッド比率とな
るように各クラッドの素板にかかる張力を設定しておき
(初期設定)、その後、初期設定した張力を一定に保ち
ながら圧延接合し、一定のクラッド比率をもつクラッド
板を製造する。
(B)上記(A)の場合と同様に初期設定して圧延接合
するが、その途中で初期設定した張力を変更し、その
後、変更した張力を一定に保ちながら圧延接合を続け、
2種類の一定のクラッド比率をもつクラッド板を製造す
る。この場合、途中で張力の変更を2度以上行うことに
より、3種類以上の一定のクラッド比率をもつクラッド
板を製造することもできる。
さらに、(A),(B)いずれの場合においても加熱む
ら等の外乱によつて変動するクラッド比率を制御するこ
とが可能である。
次に、本発明の原理的な説明をする。
本発明により圧延接合されるクラッドの素板i(i=1,
2,…,n)にかかる張力をTi,圧延機出側のクラッド板の
板厚を,圧延後の各素板の板厚をhiとすると、クラッ
ド比率ηiは ηi=hi/ となる。先に述べたように、このクラッド比率ηiはク
ラッドの素板の板厚,ロールの圧下率,ロール径を変更
することによつて変化させられるが、上記の素板にかか
る張力を変更することによつてもクラッド比率ηiを変
化させることができるのである。以下にこのことを示
す。
第2図は本発明に従って、ステンレス鋼とアルミニウム
を積層して熱間により圧延接合し、ステンレス鋼にかか
る張力T1を変化させた時のステンレス鋼のクラッド比率
ηを示したものである。クラッド板の板厚は1.6mmで
あり、ステンレス鋼及びアルミニウムの板厚,圧延時の
変形抵抗は下記の第1表に示す。
第3図は本発明に従って、ステンレス鋼とアルミニウム
を積層して冷間により圧延接合し、ステンレス鋼にかか
る張力T1を変化させた時のアルミニウムのクラッド比率
ηを示したものである。クラッド板の板厚は1.6mmで
あり、ステンレス鋼及びアルミニウムの変形抵抗は下記
の第2表に示す。
第4図は本発明に従って、ステンレス鋼,アルミニウ
ム,ステンレス鋼の順に積層して熱間により圧延接合
し、ステンレス鋼にかかる張力T1=T3を変化させた時の
アルミニウムのクラッド比率ηを示したものである。
尚、クラッド板の板厚は2.0mmであり、ステンレス鋼及
びアルミニウムの板厚,圧延時の変形抵抗は上記の第1
表に示す通りである。
第2図からは、ステンレス鋼にかかる張力T1が大きくな
るにつれてステンレス鋼のクラッド比率ηが小さくな
ることがわかる。したがつて、ステンレス鋼のクラッド
比率ηを大きくしたいときはステンレス鋼にかかる張
力T1を小さくすればよく、クラッド比率ηを小さくし
たいときは張力T1を大きくすればよい。第3図は冷間に
よる圧延接合の場合であるが、ステンレス鋼にかかる張
力T1が大きくなるにつれてアルミニウムのクラッド比率
ηが大きくなることがわかる。したがつて、アルミニ
ウムのクラッド比率ηを大きくしたいときはステンレ
ス鋼にかかる張力T1を大きくすればよく、クラッド比率
ηを小さくしたいときは張力T2を小さくすればよい。
第4図は3層クラッド板の場合であるが、2枚のステン
レス鋼にかかる張力T1=T3が大きくなるにつれてアルミ
ニウムのクラッド比率ηが大きくなることがわかる。
したがつてアルミニウムのクラッド比率ηを大きくし
たいときは2枚のステンレス鋼にかかる張力T1=T3を大
きくすればよく、クラッド比率ηを小さくしたいとき
は張力T1=T3を小さくすればよい。ただし、このときは
2枚のステンレス鋼にかかる張力T1,T3のうち、どちら
か一方だけを変更することによつてもアルミニウムのク
ラッド比率ηを変化させることができる。以上のこと
は、素板としてステンレス鋼とアルミニウムの場合に限
らず、他の金属についてもあてはまる。以上のことを一
般化すると次のようになる。すなわち、素板iのクラッ
ド比率ηを変更させたい時は、素板iにかかる張力Ti
を変更するか、素板i以外の素板にかかる張力を変更す
ればよい。より具体的には、素板iのクラッド比率η
を増加させる時には、素板iにかかる張力Tiを減少させ
るか、素板i以外の素板にかかる張力を増加させる。逆
に、素板iのクラッド比率ηを減少させる時は、素板
iにかかる張力Tiを増加させるか、素板i以外の素板に
かかる張力を減少させる。
クラッド比率制御方法を第5図に沿って説明する。第5
図は圧延機出側のクラッド比率を、圧延機入側の各々の
クラッドの素板の速度と板厚の値により求める場合であ
る。入側の素板iの速度をVi,板厚をHi,および圧延機出
側のクラッド板の速度をvとすると、各素板の体積一定
の条件から、 H1V1=h1v,H2V2=h2v,…,HnVn=hnv (1) =h1+h2+…+hn (2) となる。
(1),(2)式より H1V1+H2V2+…+HnVn=v v=ΣHiVi/ (3) が得られる。(1),(3)式より、各クラッド比率η
は η=hi/=hiv/ΣHiVi=HiVi/ΣHiVi (4) となり、ηは圧延機入側の各素板の速度と板厚を知る
ことにより求めることができる。そこで、クラッド比率
を制御するには第1に、圧延機入側の各素板の速度と板
厚を検出する。第2に、この検出した値を上記の式
(4)に代入してクラッド比率ηを求める。第3に目
標のクラッド比率ηmとηの偏差Δη=η−η
m(5)を求める。そして変更すべき張力ΔTiを、 (α,βはクラッドの素板に固有の定数;τ,tは時
間) によつて求め、(6)式で求めたΔTiだけ、素板iにか
かる張力を変更することによつて、目標のクラッド比率
ηmに制御する。このときの張力変更は、クラッドの
素板iを送り出しているペイオフリールのモーター電流
をΔIi=μΔTi(μは定数)だけ変更することによ
つて行う。
尚、上記ΔTiは、あらかじめ実験等で決められたη
f(Ti)の関係式からTi=g(η)求め、 としてもよい。
また、圧延機出側のクラッド比率を、上述したように、
圧延入機側の各々のクラッド素板の速度と板厚の値によ
り求めるかわりに、次の方法で求めてもよい。すなわ
ち、圧延機出側に厚みセンサーを設け、直接圧延機出側
の各素板のクラッド比率ηを測定する。そして以下、
上記(5)(6)式に従って目標のクラッド比率を制御
する。
この場合、厚みセンサーとして超音波によるもの、ある
いは電磁誘導式(ステンレスと鋼のクラッドに用いられ
る)によるもの等が考えられるが特にこれらに限定され
るものではない。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図により説明する。実施例
1では、ステンレス鋼4とアルミニウム5を積層し、ス
テンレス鋼のクラッド比率が0.2になるように、アルミ
ニウム5には張力をかけず、ステンレス鋼4には13.5kg
/mmの張力をかけて初期設定した。このときの設定はペ
イオフリール1,2を作動させているモーター14,15の電流
I1,I2を調節することによって行った。初期設定をした
後、圧延を開始し、1のペイオフリールからステンレス
鋼4を、2のペイオフリールからアルミニウム5をそれ
ぞれ送り出した。そして加熱装置7で約400度に加熱し
た後、ロール8,9で圧延接合した。製造したクラッド板
はコイラ10で巻き取った。以上の圧延をt1時間行った
後、今度は、ステンレス鋼のクラッド比率の制御も合わ
せて実施した。そのために、ステンレス鋼4の速度V1
アルミニウム5の速度V2は速度計18,19で検出し、計算
機11に取り込ませた。
また、あらかじめステンレス鋼4の板厚H1とアルミニウ
ムの板厚H2は計算機11に読み込ませておいた。そして下
記の手順によつて、ステンレス鋼4にかかる張力を変更
して、ステンレス鋼のクラッド比率が0.2になるように
制御した。
(a)圧延機出側のステンレス鋼のクラッド比率η
η=H1V1/(H1V1+H2V2)により計算 (b)ηと目標のクラッド比率の偏差Δηを Δη=η−0.2により計算 (c)変更すべき張力ΔT1(α,βは定数;t,τは時間)により計算 (d)ペイオフリール1を作動させているモーター14の
電流をI1+ΔI1に変更 ここでΔI1=μΔT1(μは定数)である 尚、製造されたクラッド鋼板の板厚は1.6mmであり、ス
テンレス鋼4及びアルミニウム5の板厚,圧延時の変形
抵抗は下記の第3表に示す。
このようにして製造したクラッド板のステンレス鋼のク
ラッド比率を第6図に示す。第6図では製造されたクラ
ッド板のステンレス鋼のクラッド比率はほぼ0.2となつ
ている。そしてクラッド比率の制御を合わせて行なつて
(t≧t1)からは、そのクラッド比率はより均一なもの
となつている。
実施例2は、ステンレスとアルミニウムの素板をステン
レス,アルミニウム,ステンレスの順に積層し、あらか
じめ、アルミニウム5には張力がかからないよう、そし
てステンレス4,6には10kg/mmの張力がかかるように初期
設定した。このときの設定はペイオフリール1,2,3を作
動させているモーター14,15,16の電流I1,I2,I3を調節す
ることによって行った。そして以下、実施例1の場合と
同様にして圧延接合を行ったが、(ただしクラッド比率
の制御は行なわなかつた)圧延を開始してt2時間経過し
た後、アルミニウム5にかかる張力は0kg/mmのままで、
ステンレス鋼4,6にかかる張力を2.0kg/mmに変更し、そ
の後、張力は一定にしたまま圧延接合を続けた。
尚、製造されたクラッド板の板厚は2.0mmであり、ステ
ンレス鋼4,6及びアルミニウム5の板厚,圧延時の変形
抵抗は上記の表3の通りである。このようにして製造し
たクラッド板のアルミニウムのクラッド比率を第7図に
示す。
第7図では、張力の変更前(t>t2)ではアルミニウム
のクラッド比率がほぼ0.64のクラッド板が、張力の変更
後(t>t2)ではアルミニウムのクラッド比率がほぼ0.
70のクラッド板がそれぞれ製造されている。
本発明の実施例1,2から、クラッドの素板にかかる張力
を変更することによつてクラッド比率の異なつたクラッ
ド板を製造することができ、また、クラッド比率を制御
することにより、均一なクラッド比率をもつたクラッド
板を製造できることがわかる。
〔発明の効果〕
以上からわかるように、本発明によれば、クラッド比率
の異なつたクラッド板を製造する場合、その度毎に板厚
の異なつた素板に変更することなく、またロールも変え
ることなく張力変更でクラッド比率を変化させて、圧延
機出側のクラッド板のクラッド比率が目標とするクラッ
ド比率に一致するよう制御することにより、目標とする
クラッド比率をもつ均一なクラッド板が得られ、品質の
向上およびコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する圧延設備の一例、第2図及び
第3図は2層のクラッド板における入側張力とクラッド
比率の変化の関係を示すグラフ(第3図は冷間で圧延接
合)、第4図は3層のクラッド板における入側張力とク
ラッド比率の変化の関係を示すグラフ、第5図は本発明
のクラッド比率制御のフローチヤート、第6図は本発明
の実施例1におけるステンレス鋼のクラッド比率を示す
グラフ、第7図は本発明の実施例2におけるアルミニウ
ムのクラッド比率を示すグラフ。 1,2,3…ペイオフリール、4,5,6…素板 7…加熱装置、8,9…圧延作業ロール 10…コイラ、11…計算機 12,13…潤滑油供給ノズル 14,15,16…ペイオフリールのモータ 17…コイラのモータ 18,19,20…板速度計

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延で接合してクラッド板を製造する方法
    において、圧延開始前あるいは圧延中に、圧延接合され
    るクラッドの素板のうち、少なくとも1枚の素板にかか
    る張力を変更し、さらに下記のステップにより、均一な
    目標のクラッド比率をもつクラッド板を製造することを
    特徴とするクラッド板の圧延接合法。 (イ)圧延機出側のクラッド比率を求める。 (ロ)上記のクラッド比率と目標のクラッド比率の偏差
    を求める。 (ハ)この偏差に基づいて、上記素板のうち、少なくと
    も1枚の素板にかかる張力を変更して、目標のクラッド
    比率に制御する。
  2. 【請求項2】圧延機出側のクラッドの比率を、圧延機入
    側の各々のクラッドの素板の速度と板厚の値により求め
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のクラッ
    ド板の圧延接合法。
JP61042450A 1986-02-26 1986-02-26 クラツド板の圧延接合法 Expired - Lifetime JPH0688145B2 (ja)

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JP2010177413A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 発熱部品冷却装置用アルミニウム・クラッド材の製造方法
JP6470592B2 (ja) * 2015-02-26 2019-02-13 株式会社神戸製鋼所 クラッド板材の圧延方法
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