JPH07185602A - 表面性状および形状の優れた鋼板の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷間タンデム圧延機において表面性状および
形状の優れたステンレス鋼やその他の冷延鋼板を適切に
得ることのできる圧延方法を提供する。 【構成】 冷間タンデム圧延機における最終直前スタン
ド４のロール径を２５０mm以下１００mm以上のワークロ
ールとし、最終スタンド５は圧延機前段スタンドと同じ
にロール径４００〜６００mmとしたワークロール径とす
る。この最終スタンド５において水溶性潤滑剤濃度を0.
５％以下とした潤滑剤圧延ないし最終スタンドブロック
オフによる無潤滑圧延を行い、しかも最終２スタンド
４，５における累計圧下率を１５〜４６％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面性状および形状に優
れた鋼板の圧延方法に係り、冷間タンデム圧延機におい
て表面性状および形状の優れたステンレス鋼その他の冷
延鋼板を適切に得しめることのできる圧延方法を提供し
ようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス鋼などの高負荷圧延あるいは
高光沢性を求められる鋼板についての冷間圧延に関して
は、ゼンジマーミルに代表される小径ワークロールによ
り、ニート油を主流とした圧延油を用いて圧延が行われ
てきたが、近年においてはこのゼンジマーミル等小径ミ
ルによる圧延にかわって、高速圧延に対応できるよう、
圧延油は冷却能力の優れたエマルジョンタイプを使用
し、ロール径は大径とした冷間タンデム圧延機による圧
延が主流となりつつある。

【０００３】勿論、高品質素材に関しては、まだまだ冷
間タンデムミルは小径ミルの粗圧延的な位置付けにあ
り、その大きな理由として、大径ミルによる圧延ではロ
ールバイト内に大量の圧延油が引込まれる結果、大きな
オイルピットの生成が余儀なくされ、表面光沢度の低
下、表面粗さの増大を招くということがある。この為特
開昭５９−３８３３４、特開昭５９−１０７０３０、特
公平２−１５２８３、特公平２−１４１２２などでは１
５０mm以上のワークロール、特開昭６３−１１９９０８
では４００mm以下のワークロール等を冷間タンデムミル
の後段のワークロールとして採用することが提案されて
いる。

【０００４】なおステンレス鋼の冷間タンデムミルによ
る圧延における表面光沢低下及び粗さ増大を防止する為
に、圧延ロール径以外に圧下率、ロール粗さ、圧延油を
含めた潤滑条件等を適性なものとして圧延する方法が試
みられている。

【０００５】更にオイルピット発生によるステンレス素
材の圧延後の表面光沢低下、粗さの増大を防止する為
に、ロールバイトへ導入される圧延油の量を低減し、し
かもロール粗さを特定することにより対処する方法が特
開平２−９２４０２の如きに開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来技
術においてはそれぞれに課題を有している。即ち例えば
前記した特開昭６３−１１９９０８や特開昭６３−１６
０７０４に開示さた技術によるときは、ワークロール径
を４００mmφ以下としたスタンドでの圧下率配分が大き
くなった際に、素材の形状悪化、ヒートストリーク発生
は勿論のこと、ワークロール径を前段スタンドに比し
て、小さくしたことにより発生する素材とロールのスリ
ップし易さのため、所定の圧下率を確保することが困難
となる。

【０００７】前記した特開平２−９２４０２の如きによ
るものでは圧延油の濃度を最終スタンドのみ他スタンド
と比較して、極端に下げ、あるいは無潤滑で圧延すると
あるが、ロール径が４００mm以上の大径ロールであった
場合、ロールバイト内へ導入される圧延油量はロール径
が２００mm程度と小さい場合に比べて多く、更に無潤滑
圧延の場合には、圧延ロール冷却媒体が存在しない為、
ヒートストリーク発生のおそれがあり、圧延速度、圧下
率にも大きな制約がある。即ち、圧下率に制約がかかっ
た場合には、圧延ロールの粗度を低レベルに特定して
も、十分な素材へのロール粗度の転写が行われずいずれ
にしても、表面光沢向上、表面粗度低下の効果は期待で
きない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来の技術における課題を解消することについて検討を
重ねて創案されたものであって、冷間タンデム圧延機に
おけるロールの配設関係と最終スタンドにおける潤滑条
件および最終２スタンドにおける累計圧下率を特定する
ことにより表面性状および形状に優れたステンレス鋼そ
の他の鋼板を適切に得ることに成功したものであって、
以下の如くである。

【０００９】（１） 冷間タンデム圧延機における最終
直前スタンドのロール径を２５０mm以下１００mm以上の
ワークロールとし、最終スタンドは圧延機前段スタンド
と同じにロール径４００〜６００mmとしたワークロール
径とし、該最終スタンドにおいて水溶性潤滑剤濃度を0.
５％以下とした潤滑剤圧延ないし最終スタンドブロック
オフによる無潤滑圧延をなし、しかも最終２スタンドに
おける累計圧下率を１５〜４６％とすることを特徴とし
た表面性状および形状の優れた鋼板の圧延方法。

【００１０】（２） 複数の圧延スタンドよりなり、前
段スタンドと最終スタンドのワークロール径を４００〜
６００mmとすると共に最終直前スタンドのワークロール
径を１００〜２５０mmとなし、最終スタンドに対し張力
付与手段を介することなしに巻取り機を接続したことを
特徴とした表面性状および形状の優れた鋼板の圧延装
置。

【００１１】

【作用】冷間タンデム圧延機における最終直前スタンド
のロール径を２５０mm以下１００mm以上のワークロール
とし、最終スタンドは圧延機前段スタンドと同じにロー
ル径４００〜６００mmとしたワークロール径として最終
直前スタンドにおけるワークロールを前段スタンドに比
較して小径ロール化することにより、ロールバイト内へ
の圧延油導入量を低減し、最終直前スタンド出側のスト
リップ表面光沢、粗さを改善する。

【００１２】最終スタンド出側張力が、通常の最終スタ
ンド出側に張力付与手段などが無い場合、巻取張力とな
り、中間スタンド間と比較し１／４〜１／２程度の張力
と低い為、前段スタンドと比較して小径のロールでは、
スリップ発生の観点から、獲得圧下率が制限されるの
で、圧延機前段スタンド相当の大径ロールとして、最終
スタンド出側の巻取張力に対して大きな張力付与をな
し、即ち２〜４倍の張力とすることにより、最終の直前
スタンドにおいて、スリップや形状の制約が無く大圧下
率を確保することが可能となる。

【００１３】更に最終スタンドのロールは、上記理由に
より、前段スタンドと同程度の大径ロールとしたので、
使用圧延油は最終直前スタンドを含めた前段スタンドと
同じ性状、条件のものを使用した場合、やはり、圧下率
が低いとしても、大量のオイルピットの発生を招き、最
終直前スタンドで改善した素材の表面光沢、粗さの改善
を維持できないこととなるが、最終スタンドにおいて水
溶性潤滑剤濃度を0.５％以下とした潤滑剤圧延ないし最
終スタンドブロックオフによる無潤滑圧延をなし、しか
も最終２スタンドにおける累計圧下率を１５〜４６％と
することによりそうした不利を解消して表面性状および
形状の何れにおいても好ましい鋼板を得しめる。

【００１４】複数の圧延スタンドよりなり、前段スタン
ドと最終スタンドのワークロール径を４００〜６００mm
とすることにより比較的大径のワークロールによる効率
的且つ経済的な鋼板の圧延を行わしめる。

【００１５】前記したようなスタンド構成よりなる圧延
設備においてその最終直前スタンドのワークロール径を
１００〜２５０mmとなすことによってロールバイト内へ
の圧延油導入を低減しストリップの表面光沢向上を図ら
しめる。

【００１６】本発明の第２発明は、前記したように４０
０〜６００mmと比較的大径なワークロールによる最終ス
タンドに対し張力付与手段を介することなしに巻取り機
を接続したことによって圧延機と巻取り機との間の設備
構成を簡易化し、しかも最終スタンドのロール径が大で
あることから該最終スタンド入側張力を高くして最終直
前スタンドにおける圧下率を高くし、また前記のように
大径化した最終スタンドによる形状安定化を図らしめ
て、鋼板の形状、表面性状を良好化する。

【００１７】

【実施例】上記したような本発明について更に説明する
と、本発明者等は具体的に図１に示すような第１〜第５
の各圧延機スタンド１〜５より成る冷間タンデムミルに
ストリップ６を送り込み、スタンド３、４間および４、
５間に張力計７、８を設けてそれらの下流側スタンド４
または５の圧下を操作すると共に第５スタンド５と巻取
り機１０との間に板厚計９をセットして目標板厚からの
偏差を検出し、圧延スタンド４およびそれより上流の各
スタンド１〜３の駆動ロール速度をサクセシブによって
操作して目標板厚となるように制御する設備によって検
討した。なお最終スタンドである第５スタンド５には形
状制御を重視して、荷重一定制御ＣＰＲ（Constant Pre
ssure Rolling)１１を設けて実施し、即ちある一定荷重
になるように圧下を操作した。

【００１８】即ち、前記のような設備において、具体的
にステンレス鋼帯の圧延後表面特性を調査すべく最終お
よびその直前スタンドのロール径と圧下率、並びに圧延
油濃度を変更して、素材の圧延を行った結果は次の表１
に要約して示す如くである。

【００１９】

【表１】

【００２０】つまり、第１〜第３スタンドは何れも６０
０mmφのワークロールを用い、第４、第５スタンドにお
いては２００〜６００mmφのワークロールを用いて実施
したもので、最終スタンドのワークロール径が２００mm
φであったときに、前段スタンドと同じ圧延油性状、濃
度下において、（ケースＣ´，Ｄ，Ｇのように）ステン
レス素材を圧延した際の最終スタンド圧下率とスリップ
し易い。

【００２１】即ちこの図２によるときは、最終スタンド
の入、出側張力落差を１５kg／mm²程度以上とした場合
は、最終スタンド圧下率の大小によらず、スリップが発
生してしまうもので、最終スタンドの入、出側張力落差
を小さくしていくと、最終スタンドの圧下率によって、
スリップや形状不良発生の領域が変化し、最適な張力バ
ランス、圧下率の設定が必要なことが理解される。（ケ
ースＤ，Ｅ，Ｆのように）

【００２２】更に最終スタンドにおけるスリップの判定
は、最終スタンド入側迄の前段スタンド累計圧下率、即
ち素材変形抵抗の大小によって大きく左右されるため、
最終スタンド圧下率とスリップし易さの関係を最終スタ
ンド入側迄の獲得圧下率をパラメータとして表した図２
を示すが、この図から最終スタンド入側迄に大きな圧下
率をかけた素材は、素材の変形抵抗が大きい故にスリッ
プが発生し易くなることが判る。

【００２３】更に前記した表１におけるケースＤ′とＥ
の比較にみられるように、最終スタンドが２００mmφ程
度の中径ミルであった場合、最終スタンドをスリップ無
しで圧延するためには、最終スタンド入側張力は、出側
の低い巻取張力とのバランスを採るように下げざるを得
ず、最終直前スタンドの獲得圧下率、更に最終から２ス
タンド目の大径ロールスタンドの獲得圧下率の低下へも
継がる。これは、スタンド間張力を下げたことによっ
て、圧延仕事における張力仕事が減り、荷重による圧延
の比率が高くなり、該スタンドの荷重上限にかかる為で
ある。

【００２４】表１のＨ，Ｉ，Ｊ，Ｋに示すように、最終
スタンドにおいて、４５０mm以上６００mm以下のワーク
ロールを使用して、最終スタンド入側張力を高く確保
し、最終の直前スタンドにおける圧下率を稼ぎ、最終ス
タンドを大径化したことによる形状安定性をも獲得し
て、ステンレス鋼の高表面特性の確保された圧延に対処
するものである。

【００２５】前記した図１に示すような圧延設備におい
てステンレス鋼の冷延を実施した圧延に関して表１の
Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋのロール径配列の圧延機で各スタンド間
張力、各スタンドにおける圧下率と、第５スタンド５に
おける圧延油濃度およびその結果を要約して示すと、次
の表２の如くである。

【００２６】

【表２】

【００２７】更に最終スタンドのロール径を６００mmと
すると共に最終スタンドの圧下率を１％とし、かつ最終
直前スタンド迄の獲得圧下率を６０％および５４％とし
た場合において、最終スタンド圧延油濃度を無添加から
2.０％の範囲で種々に変化せしめ実施した結果の最終光
沢度は図３に示す如くである。

【００２８】即ち何れの圧下率の場合においても圧延油
濃度が高くなるに従って最終光沢度は低下することとな
るが、この圧延油濃度が0.５％以下であることによって
最終光沢度を高く得ることができ、0.５％を超えると急
激に低下し、1.５％以上となると最終光沢度において0.
５％の場合の２分の１以下のように低下する。

【００２９】なお圧延油無添加にすれば、光沢の飛躍的
向上を図れるように予想することができるが、特別に無
添加として実施してみても光沢度はさほど改善されない
ことは図４に示す如くで、また実際の圧延機において最
終直前スタンド圧延まで使用された圧延油をスタンド間
で完全に除去することは困難であり、しかもそうした無
添加（無潤滑）とすることによって大幅な圧延速度など
に対する制約が発生するなどの不利が認められるので、
下限については殊更に規定しないとしても0.００５％程
度とすることが実用的である。本発明は表１のＩ，Ｊ、
表２の，，，の如き構成としているので所定の
効果を得るものである。

【００３０】また第４スタンドにおける圧下率と第５ス
タンドにおける圧延油の濃度を変更した冷間タンデム圧
延機を用いて、圧延可能な条件の範囲内でステンレス鋼
の圧延を実施した結果は次の表３および表４に示す如く
である。

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】まずケース６〜１０は、最終スタンド圧延
油濃度を３％とし最終スタンドに６００mmの大径ロール
を適用し、最終直前スタンドに４００〜１００mmのロー
ル径を順次組込み、即ち最終直前スタンドのロール径変
化による光沢度変化をみたものであるが、最終スタンド
の圧延油濃度が高すぎたためか、光沢は全般的に低レベ
ルであった。

【００３４】更に、ケース１６〜１９においては、最終
直前スタンドのロール径を２００mmに固定すると共に、
最終スタンドの圧延油濃度をも３％の一定として、最終
スタンドのロール径を順次３８０〜２００mmとしたもの
である。即ちこの場合、最終直前スタンドは上流の大径
ロール（６００mm）による圧延時に発生したエッジドロ
ップが大きく、２５％以上の圧下率をとると、著しい形
状不良、または破断が発生したので圧延を中止した。更
に最終スタンドはスリップによる制約が新たに加わり、
最終スタンド入側の確保張力も低下した。

【００３５】そこで、まず、最終スタンドのスリップに
よる制約を緩和する為に、最終スタンドの濃度を0.５％
に下げて、圧延を行った場合をケース２０〜２３として
示すが、この場合、最終スタンド圧延油濃度を下げて
も、ケース２３に示されるように、最終スタンドスリッ
プ制約は残っている。

【００３６】更に最終直前スタンドの獲得圧下率を向上
させるように、本発明の最終２スタンドを除く前段スタ
ンドにおいて、板クラウン制御を実施した結果をケース
２４〜２７として示す。即ち、この場合本発明の２４〜
２５は最終直前スタンド圧下率３０％をとっても著しい
形状不良や破断も無く最終スタンドのスリップによる制
約のみを受け光沢度は向上した。

【００３７】次に最終直前スタンドの限界圧下率を検討
すべく、圧下率３０％超で圧延を実施したのがケース２
８〜３１である。即ち、最終スタンドのロール径は２０
０〜６００mmの範囲で、より大きい方が、最終スタンド
入側張力を高くとれ、つまり、スリップによる制約が小
さく、本発明の２８，２９は最終直前スタンドにおいて
高圧下率（最大４５％）を得ることができる。

【００３８】即ち、得られた光沢度による評価では、最
終２スタンド共２００mmのロール径としたケース３１の
場合と、最終直前スタンドのみ２００mm、最終スタンド
６００mm〜４００mmとしたケース２８、２９の場合で、
大きな差はみられず、いずれも高い光沢度が得られる。
最終直前スタンドの獲得圧下率と、光沢度の関係をロー
ル径を変えた夫々の場合について示したのが図４あっ
て、最終スタンドロール径が大となることにより最終２
スタンド圧下率を３５％から４５％に高め得ることが明
かである。

【００３９】更に、ケース３２〜３５、及びケース３６
〜３９は、最終スタンド前方（出側）張力、（即ちこの
時の巻取張力）を、内径つぶれの発生しない範囲（４kg
／mm² または３kg／mm² ）迄下げた場合を示すが、この
場合においては最終スタンドのロール径が６００〜２０
０mmの範囲で、小さくなるにつれて、スリープによる最
終直前出側（前方）張力の制約を受け、それが5.５kg／
mm² のケース２８〜３１の場合と比較して大きく、光沢
度が下がる。

【００４０】即ち、３kg／mm² 迄、巻取張力を下げて
も、最終スタンド入側（後方）張力を高く確保できる、
ロール径が最終スタンドには必要である。そこで、本発
明では前記したケース３２，３３，３６，３７のように
巻取張力が下がっても比較的影響の小さい４００mmを最
終スタンドロール径の下限とし、上限を６００mmとし、
効果を上げている。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
冷間タンデム圧延機において各スタンドにおけるワーク
ロール径を特定のものとし、特に最終スタンドにおける
ワークロール径を前段ロールと同様に大径化すると共に
その直前スタンドにおけるワークロール径を１００〜２
５０mmとなし、しかもそれら最終および最終直前スタン
ドにおける累積圧下率を特定化すると共に最終スタンド
における圧延油濃度を無潤滑を含む0.５％以下となし、
またその圧下率を限定することによって表面性状および
形状において優れた鋼板を効率的且つ的確に得しめるも
のであって、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧延機列の１例についての構成関
係を示した説明図である。

【図２】最終スタンド圧下率とスリップのし易さの関係
を最終スタンド入側までの獲得圧下率をパラメータとし
て表わした図表である。

【図３】最終スタンドロール径６００mm、その圧下率１
％で、最終直前スタンド迄の獲得圧下率を６０％および
５４％のときの最終スタンド圧延油添加率を変化して実
施した結果についての図表である。

【図４】最終直前スタンドにおける獲得圧下率と光沢度
の関係を示した図表である。

【符号の説明】

１ 第１スタンド （前段スタンド） ２ 第２スタンド （前段スタンド） ３ 第３スタンド （前段スタンド） ４ 第４スタンド（最終直前スタンド） ５ 第５スタンド（最終スタンド） ６ 鋼板（ストリップ） ７ テンションメーター ８ テンションメーター ９ 板厚計 １０ 巻取機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小代 純士 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大野 成之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷間タンデム圧延機における最終直前ス
   タンドのロール径を２５０mm以下１００mm以上のワーク
   ロールとし、最終スタンドは圧延機前段スタンドと同じ
   にロール径４００〜６００mmとしたワークロール径と
   し、該最終スタンドにおいて水溶性潤滑剤濃度を0.５％
   以下とした潤滑剤圧延ないし最終スタンドブロックオフ
   による無潤滑圧延をなし、しかも最終２スタンドにおけ
   る累計圧下率を１５〜４６％とすることを特徴とした表
   面性状および形状の優れた鋼板の圧延方法。
2. 【請求項２】 複数の圧延スタンドよりなり、前段スタ
   ンドと最終スタンドのワークロール径を４００〜６００
   mmとすると共に最終直前スタンドのワークロール径を１
   ００〜２５０mmとなし、最終スタンドに対し張力付与手
   段を介することなしに巻取り機を接続したことを特徴と
   した表面性状および形状の優れた鋼板の圧延装置。