JPH08311544A - 熱間圧延ストリップの加工方法 - Google Patents
熱間圧延ストリップの加工方法Info
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Abstract
良好な表面仕上げをもったステンレス鋼、特にオーステ
ナイトステンレス鋼の製造。 【解決手段】 (1) 熱間圧延ストリップを、仕上が
り製品の目標とした最終厚さよりも少くとも2%、最大
で10%大きい厚さまで、10%以上の厚さ減少率で冷
間圧延し、(2) このようにして冷間圧延したストリ
ップを1050℃と1250℃の間の温度で焼きなま
し、そして(3) ストリップを可塑化させて永続的に
伸ばすとともに厚さを2〜10%減少させるために、前
記焼きなまし工程後のストリップを冷間延伸する。
Description
的強度の向上ならびに良好な表面仕上げの付与を目的と
して、熱間圧延ステンレス鋼ストリップ、特にオーステ
ナイトステンレス鋼ストリップを加工する方法に関す
る。
mm程度まで熱間圧延することができる。ストリップ
を、なかんずく酸洗いを含む表面コンディショニングを
した後、この熱間圧延ストリップはさらに厚さを減少さ
せることなく一定の用途に使用できる。しかしながら、
他の多くの用途には引続いて熱間圧延ストリップの冷間
圧延が必要である。この冷間圧延工程は、ストリップの
厚さをさらに減少させ、機械的強度を向上させ、及び/
又はストリップの表面を改善するなどの、1以上又は全
部の効果を達成しようとするものである。
焼きなましと酸洗いがなされ、スクラップ端がストリッ
プの両端に熔接される。実際の冷間圧延工程は、例えば
細長いストリップに切断後構造機料として使用すること
を目的とする冷間圧延ストリップ用に、冷間圧延機を数
回通過させる慣用法で行われ、それにより厚さを約80
%まで、通常は10〜60%までの減少率で減少させる
ことができる。スクラップ端は、ストリップが最終的に
巻き取られる前に除去される必要がある。
させる。これは多くの用途に本来望ましく、特にオース
テナイトステンレス鋼の冷間圧延に関してそうである。
しかしながら、ストリップはまた、このストリップを構
造材料として使用できるようにするために多くの場合必
要である性質、例えば曲げ、スタンプ(stamp)、
エンボス(emboss)などの加工をすることが実際
的に不可能となる。それ故、冷間圧延工程の完了後に、
ストリップを鋼の再結晶温度、すなわち1050℃以上
の温度に加熱することにより、焼きなましをする必要が
ある。この処理は、ストリップの機械的強度を、一般に
降伏点の250MPa程度まで大きく減少させる。現行
基準によれば、建設工事においては190〜220MP
aの降伏点を考慮する必要がある。
れども、慣用技術により得られる性質、例えば比較的低
い降伏点は、多くの場合望ましい性質である。しかしな
がら、製造合理化を意図して改良法が提案されている。
例えばスエーデン特許SE467055(WO 93/
19211)において、焼きなまし工程とともに熱いス
トリップを引伸ばすことによって厚さを減少させること
が提案されている。しかしながら、より高い機械的強度
は建設用途などの一定の用途には望ましい性質である。
前述の方法を実施するとき、最終の冷間圧延ストリップ
の性質はこの後者の点で改善されず、しかもそのような
改善は何ら意図されていない。
に満足すべき表面仕上がりを得ながら、冷間圧延ステン
レスオーステナイト鋼の従来製造法で達成したよりも望
ましい薄い厚さと高い機械的強度を有するステンレス鋼
ストリップ、特にオーステナイトステンレス鋼ストリッ
プを製造することである。
下の(1)〜(3)によって達成することができる。
よりも少くとも2%、最大で10%大きい厚さまで、1
0%以上の厚さ減少率で熱間圧延ストリップを冷間圧延
し、(2) このようにして冷間圧延したストリップを
1050℃〜1200℃の温度で焼きなまし、ついで
(3) ストリップを可塑化させて永続的に伸ばすとと
もに、厚さを2〜10%減少させるために上記焼きなま
し工程後のストリップを冷間延伸する。
けられるストリップは、熱間圧延後冷却と巻き取り以外
のいかなる処理も受けていない熱間圧延ストリップから
なる。したがって、この場合、その表面上に酸化物のス
ケールが依然として残っている熱間圧延ストリップにつ
いて冷間圧延が実施される。しかしながら、冷間圧延工
程用の出発材料はまた、熱間圧延ストリップの酸洗いを
含む一定の工程技術により表面処理されたストリップか
らなっていてもよい。
に続くロールスタンド(rollstand)を数回通
過して行われるが、1回の単一通過で行われるのが好ま
しい。1回の単一通過で達成できる厚さの最大減少は、
鋼のグレード、ストリップの最初の寸法、及び圧延機の
能力によって異なるであろう。一般的には1回の単一通
過により厚さ減少の最大が約30%、通常は最大で25
%となると云える。これは、多くの場合、本発明を実施
すると熱間圧延ストリップの厚さは10〜60%、好ま
しくは10〜40%減少するであろうことを意味してお
り、この減少程度はストリップの最初の厚さ及び所望の
最終厚さに依存する。このストリップは1050℃〜1
200℃の温度で焼きなましされ、ついで冷間延伸する
前に室温まで冷却される。
ストリップ延伸機、例えば酸洗いに先立って熱間圧延ス
トリップの表面を脱スケールするのに使用する種類の延
伸機で冷間延伸される。ストリップは、ロール(rol
l)周りでの高い引張りと曲げの組合せにより冷間延伸
されるのが好ましい。この冷間延伸工程は、ストリップ
が永続的に伸び、それと共に2〜10%の厚さ減少が得
られる程度に行われる。比較的小さな直径のロール周り
でのストリップの高い引張りと曲げの組合せの結果とし
て、幅の減少は最小限であり、実際には無視してよいで
あろう。それ故、ストリップの厚さの減少は、実現した
伸びの程度に実質的に相関する。冷間延伸工程の結果と
して材料は可塑化され、降伏点は100MPa程度増加
する。これはある種の鋼グレードの場合さらに高い。
行われると云うことである。その意味は、本方法が、例
えば逆回転、各ステップの間での再巻き取り、又は同様
な逆転などのいかなる逆行ステップも含んでいないと云
うことである。連続工程を可能とするため、この製造ラ
インは公知方法により、製造チェーンの始めと終り、す
なわち冷間圧延の前及び冷間延伸のあとに、いわゆるル
ーパ(looper)と呼ばれるストリップマガジンを
含むことが好ましい。
トリップの酸洗いを含む。ストリップは冷間延伸に先立
って酸洗いされるのが好ましいが、冷間延伸工程後にス
トリップを酸洗いすることもあり得る。このストリップ
は、酸洗いの前にショットブラスト(shot−bla
st)されるのが好ましい。
れる効果は、製造された製品の特質とともに、以下の本
発明の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかであろ
う。さて本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
図1に極く概略に示した製造ラインは、巻き取り機に巻
かれた熱間圧延ストリップのコイルを巻きほどくキャプ
スタン(uncoiling capstan)1、い
わゆるZ−ハイ型(Z−high type)と呼ばれ
る1個の単一ロールスタンド(roll stand)
からなる冷間圧延機2、焼きなまし炉3、冷却ボックス
4、ショットブラスト機16、酸洗い浴5、冷間延伸機
6及び仕上げられた鋼ストリップを巻き取るリコイラー
(recoiler)7からなる。
り、図1に対応するユニット(装置)には同じ参照番号
を使用している。上述のユニットに加えて、この製造ラ
インはさらに、シヤリングユニット(shearing
unit)8、溶接器9、リワインダー(rewin
der)1からシヤリングユニット8及び溶接器9へと
引きとられる熱間圧延ストリップ11Aを供給するスト
リップ供給器10、一般的に参照する熱間圧延ストリッ
プルーパ12、圧延機2の上流側の熱間圧延ストリップ
11Aの厚さを測定する厚さ測定手段13、冷間圧延機
2の下流側の冷間圧延ストリップ11Bの厚さを測る厚
さ測定手段14、ショットブラスト機16、酸洗い浴5
の下流側の拭き取り及びすすぎボックス17、一対のガ
イドローラ18、冷間延伸機6、冷間圧延及び冷間延伸
された仕上りストリップ11Fの貯蔵のための、一般的
に参照するルーパ20、フロントフィーダー(fron
tfeeder)21、及びリコイラー7を運転するた
めの、一緒に参照する、駆動モータ及び動力伝達手段2
2を含む。
ー、方向転換ローラー及び2個又は4個のロール(ro
ll)からなるS−ミル(S−mill)装備を含む。
このS−ミル装備は、このようにして溶接器9の下流側
の2個−ロールのS−ミル25、冷間圧延機2の上流側
の2個−ロールのS−ミル26、冷間圧延機2と焼きな
まし炉3の間の4個−ロールのS−ミル27、冷間延伸
機6の上流側の4個−ロールのS−ミル28、冷間延伸
機6の下流側の2個−ロールのS−ミル29、ストリッ
プ中央ガイド19、ストリップマガジン20、及びルー
パ20とリコイラー7との間の最後となる2個−ロール
のS−ミル31からなる。S−ミルの第一義的な機能
は、ストリップの引張りを増加又は減少させることであ
り、またストリップを引張り状態に保ことである。
換ローラー34、35、36及び37を含み、それらの
うちローラー35は公知方法でストリップ引張りユニッ
トにつながれている。これと対応して、冷間圧延ストリ
ップルーパ20は、方向転換ローラー39、40、4
1、42、43及び44を含んでおり、それらのうちロ
ーラー40は、これも公知方法によりストリップ引張り
ユニットに連結されている。
運転する。製造は図に示した局面で行うものとする。す
なわち、熱間圧延ストリップルーパ12及び冷間圧延ス
トリップルーパ20は所与量のストリップを包含し、熱
間圧延ストリップ11Aはリワインダー1から巻きほど
かれ、仕上がりストリップ11Fはリコイラー7に巻か
れているものとする。製造ラインは、公知方法により数
個の駆動ローラー、主として駆動S−ミルローラーによ
り駆動される。熱間圧延ストリップルーパ12を通過
後、冷間圧延機2の上流の厚さ測定手段13によりスト
リップの厚さが測定され、冷間圧延機2において1回の
単一通過で冷間圧延される。その後冷間圧延機ストリッ
プ11Bの厚さ測定手段14により測定される。熱間圧
延ストリップ11Aは、通常当初の厚さは3〜4mmで
あり、これが冷間圧延機2において10〜30%減少さ
せられる。ロールニップ(roll nip)は、製造
ラインの終りの部分でストリップを冷間延伸後の目標と
した仕上げ寸法よりも2〜10%大きい寸法に相当す
る、所望の厚さの冷間圧延ストリップ11Bを得るよう
に、厚さ測定手段の結果にしたがって調節される。
硬さを与えるので、4個のローラーS−ミル27を通過
した後このストリップは焼きなまし炉3に通される。ス
トリップ11Bは、焼きなまし炉3においてその厚さ全
体を通して、1050〜1200℃の温度、すなわちオ
ーステナイト鋼の再結晶温度以上の温度に加熱され、鋼
が完全に再結晶するのに充分な時間この温度に維持され
る。次いでこのストリップは冷却ボックス4で冷却され
る。本実施態様にしたがって保護ガス雰囲気中で行わな
い(保護ガス中で行うことも可能であろう)焼きなまし
炉3でストリップを加熱するときは、ストリップの側に
部分的に酸化物スケールの形で酸化物が形成する。この
ストリップはショットブラスト機16において完全に脱
スケールされ、次いで適当な酸洗い化学薬品からなる酸
洗い浴5中で酸洗いされる。この酸洗い工程は公知方法
で実施できる。このようにして冷間圧延、焼きなまし及
び酸洗いされたストリップ11Eは、拭き取り及びすす
ぎボックス17に導かれ、そのあと、ストリップを引張
り状態に保つとともに横すべりを防止するように働らく
4個のローラーS−ミル28と2個のローラーS−ミル
29との間にある冷間延伸機6に導かれる。
る。この冷間延伸機6は、3個のストリップ引張りユニ
ット47、48及び49を含む。各々の引張りユニット
は、固定ベース53、54、55中にジャーナル軸受け
されたそれぞれの下方の引張りローラー50、51、5
2、ならびにそれぞれのローラーホルダー59、60、
61にジャーナル軸受けされた上方の引張りローラー5
6、57、58を含む。ストリップならびに下方の引張
りローラー50、51、52に関係するローラーホルダ
ーの位置は、それぞれジャッキ62、63、64により
調節できる。上方のストリップ引張りローラー56、5
7、58は最初上方の位置(不図示)にあり、このた
め、S−ミル28と29の間で引張られているストリッ
プ11Eは、冷間延伸機6を通って真直に延びるであろ
う。この最初の位置から出発して、上方のストリップ引
張りローラー56、57及び58は図3に示される位置
までジャッキ62、63、64によって下げられ、それ
によりストリップ11E−11Fは図3に示されるよう
に曲りくねる通路を形成し、同時に、冷たい状態でスト
リップを可塑化させる程高度に延伸される。この例示実
施態様によれば、下方の引張りローラー50、51及び
52はそれぞれ70、200及び70mmの直径を有
し、一方上方の引張りローラー56、57及び58はそ
れぞれ70、70及び200mmの直径を有する。
ー56、57、58の設定を選ぶこととローラーの直径
を選ぶことにより、冷間延伸機を通るストリップ部分
は、ストリップが冷間延伸機6を通って引張られ、引張
りローラーの周りで曲げられ続けると可塑化するように
なり、それと共に永続的な伸びと、2〜10%通常は2
〜5%の厚さ減少が得られる。同時にストリップの幅も
少し減少されるが、その減少は伸びの1/10に過ぎず
実質的に無視できる。ストリップの永久伸びもまた、実
質的にストリップの伸びに相当する厚さの減少をもたら
す。所望の最終厚さの仕上がりストリップ11Fは、冷
間圧延機2での圧延によって達成されるストリップの厚
さの減少を、冷間延伸機6での冷間延伸によって得られ
る厚さ減少に適合させること(逆も同じ)で得ることが
でき、このストリップは冷間圧延ストリップルーパ20
を通った後リコイラー7に巻かれる。以上に説明の全製
造ラインの駆動機は、ストリップリコイラー7に連結さ
れた駆動機22からなる。
機のみからなる冷間圧延機で達成し得る厚さ減少よりも
さらに大きな減少を望むときは、図8に示されているよ
うに、複数のロールスタンド2A、2Bなどを直列に連
続して連結することができる。この図はまた、酸洗い浴
5を冷間延伸機6の下流に位置させる可能性も例示して
いる。この場合は、冷間延伸機はさらにストリップ表面
のスケールを取り除く働らきもすることができ、それと
ともに酸洗い浴の上流側のショットブラスト機の必要性
をなくすることも可能となるであろう。
試験においては、ASTM304、316L及び316
Tiの、3種の異なる標準オーステナイトステンレス鋼
グレードを使用した。この材料の機械的特性は、先に冷
間圧延と焼きなまし(再結晶処理)をした材料を冷間延
伸する前と後で測定された。試験した304材料の機械
的強度特性を表1に示した。
ストリップの幅と厚さを示すとともに、冷間延伸工程中
に達成された厚さの減少率%も示す。
6と7に示した。
概略図。
に示す図。
詳細に示す図。
ーチャート。
を示すバーチャート。
を示すバーチャート。
による幅の減少を示すバーチャート。
略図。
ラー 47,48,49 ストリップ引張りユニット 50,51,52 下方の引張りローラー 53,54,55 固定ベース 56,57,58 上方のストリップ引張りローラー 59,60,61 ローラーホルダー 62,63,64 ジャッキ
Claims (6)
- 【請求項1】 (1) 熱間圧延ストリップを、仕上り
製品の目標とした最終厚さよりも少くとも2%、最大で
10%大きい厚さまで、10%以上の厚さ減少率で冷間
圧延し、 (2) このようにして冷間圧延したストリップを10
50℃と1250℃の間の温度で焼きなまし、そして (3) ストリップを可塑化させて永続的に伸ばすとと
もに厚さを2〜10%減少させるために、上記焼きなま
し工程後のストリップを冷間延伸することを特徴とす
る、前記ストリップの厚さの減少と機械的強度の向上の
ための、熱間圧延ステンレス鋼ストリップ、特にオース
テナイトステンレスストリップを加工する方法。 - 【請求項2】 前記冷間延伸工程が、ストリップが延伸
されるときにストリップの引張りとロール周りの曲げと
の組合せにより実施される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ストリップ延伸工程中にストリップを前
記ロールに対して押しつけ、さらに200mmより小さ
い曲率半径、好ましくは20mm以上、最大限150m
mの曲率半径でストリップを湾曲させる、請求項2に記
載の方法。 - 【請求項4】 10〜60%の厚さ減少を達成するため
に、前記焼きなまし処理の前に熱間圧延ストリップを冷
間圧延する、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の
方法。 - 【請求項5】 10〜30%の厚さ減少を得るために、
前記焼きなまし処理前に熱間圧延ストリップを冷間圧延
する、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 ストリップが永続的に伸びるように前記
焼きなまし処理後にストリップを連続的に冷間延伸し、
それとともにその厚さを3〜5%減少させる、請求項1
ないし5のいずれか1項に記載の方法。
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