JPS6117305A

JPS6117305A - 強圧下圧延方法

Info

Publication number: JPS6117305A
Application number: JP13762784A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Sasaki; 保佐々木; Teruo Kono; 河野　輝雄; Takashi Shibahara; 芝原　隆
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1986-01-25

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、薄鋳片連続鋳造機で製造さ２ｔた厚みおよそ
３０〜４０賜の薄鋳片に強圧下圧延を施して熱延鋼帯を
得る強圧下圧延方法に関するものである。

仲）従来技術通常０．６〜０．８語厚の自動車用冷延鋼帯の母材とし
て、厚み３〜５ｗＬの熱延鋼帯が用いられている。この
熱延鋼帯全製造する場合、従来の熱延工程では、連続鋳
造で鋳込まれた厚み２００〜３００鴎程度の鋳片に数台
の粗圧延機で連続またはレバース圧延を施すことにより
、厚み３０〜５０語程度に圧延し、さらに、６〜７スタ
ンドの連続仕上圧延機で厚み３〜５聞の熱延鋼帯に仕上
げている。

ところで、近年、通常の連続鋳造とは異なる薄鋳片の連
続鋳造技術の開発により、従来より数分の１の厚み（お
よそ３０〜４０Ｍ）すなわち、熱延粗圧延機出側の板厚
程度の薄鋳片が製造されるようになった。この薄鋳片を
従来の仕上圧延設備にくらべ安価な設備費でしかも省エ
ネルギの面から薄鋳片製造設備列内でインラインで圧延
できるコンパクトな圧延機列の開発が望まれている。こ
の目的を達成するためには各圧延機で可能な限り大きい
圧下率を得るような強圧下圧延を行い、全体の圧延機ス
タンド数を少なくすることが必要である。

例えば、第２図に示すような４重式圧延機を用いて強圧
下圧延を行う場合、従来の圧延法では、圧延荷重および
圧延トルクの増大による圧延機のハウジング・ロールお
よび駆動系の強度上の問題やモータ・パワーの問題、さ
らには、かみ込み不良および圧延不安定の問題が生じる
。したがって、上述したような薄鋳片の圧延を行う場合
には、１パス当りの圧下率にして高々６０％程度が圧延
限界と考えられている。したがって、各パス幽り６０係
の圧下率で圧延を行っても、２パスでは、厚み３０ｆｉ
の薄鋳片から厚み４．８　Ｍの熱延鋼帯を得るのが限界
であり、上記薄鋳片（およそ３０〜４０Ｍ厚）を用いて
、冷延母材等の熱延鋼帯（３〜５賜厚）を得るためには
、通常の圧延方法では。

３パス以上の圧延を行う必要がある。このため、連続圧
延を行う場合は、通常の圧延機が３台以上必要となり、
設備費が高価となる。これを２パスの圧延で行うために
は、少なくとも第１パスまたは、第２パスのいずれかの
パスの圧延を通常の圧延方法で可能な圧下率以上で行わ
なければならない。

第２図に示す従来の４重式熱間圧延機において、従来の
圧延法による圧下率以上の強圧下圧延を１パスで行う場
合、圧延荷重と圧延トルクとが非常に大きくなり、圧延
機のパワーおよび強度不足を生じ、圧延が不可能になる
。そこで、ワーク・ロールｌａ、ｌｂｉ小径にすれば、
圧延荷重、圧延トルクは大幅に軽減されるが、ワーク・
ロール全小径にすることで次の問題が新たに生じる。

まず、第１の問題は、圧延材２の先端のかみ込み角αが
増大し、かみ込みが不可能となることである。また、第
２の問題は、通常の圧延機のようにワーク・ロール駆動
圧延機とした場合、小径ワーク・ロールのロール軸径で
は所要の圧延トルクを伝達することは不可能となること
である。なぜならば、ワーク・ロールの小径化による圧
延トルクの減少効果は、ロール・バレル部の直径にほぼ
反比例し、一方、伝達可能なトルクはロール軸径の３乗
にほぼ比例するからでちゃ。そして、通常、ロール軸径
はロール・バレル部の径にほぼ比例した値となるため、
小径ワーク・ロール駆動が不可能となる。

これらの問題の解決策として、圧延材入側で押込み応力
を負荷する方法がある。一般に、かみ込み性の改善策と
しては、押込み応力σは１１＜Ｐ　／　ａ以下で十分な
効果があることが判明している。一方、前述の第２の問
題対策としての押込み応力の効果は圧延機入側で押込み
応力を与えることにより、圧延トルクを減少させる点に
ある。

例えば、１２５０ｗｈ幅、３０１Ｂ厚、１０００℃の薄
鋳片を、直径３００鵡のワーク・ロールで圧下率７３％
で圧延する場合について検討した。その結果、通常の圧
延のように、押込み応力σ−〇１φ／−の場合の上下ロ
ール２本分の所要圧延トルクＧｏは、１１５　ｔｏｎ−
ｍであり、降伏応力の０８倍程度の押込み応力すなわち
ａ＝４ｔｌｐ／ｍｊｔｒ与えた場合では、約１０％のト
ルク減少効果があつた。

しかし、この場合でも、これらの圧延トルクをワーク・
ロール軸より与えることは不可能であり、バックアップ
・ロール駆動とせざろをえない。この場合、ワーク・ロ
ールとバックアップ・ロールとの間のスリップが実際上
問題となる。しかし、入側で押込み応力を負荷すると、
圧延トルクが減少するとともに圧延荷重は増大する。そ
のため。

’７−り・ロールとバックアップ・ロールとの間テのス
リップを防正するための必要な摩擦係数は小さくてよい
ことになり、実際上バツクアップ・ロール駆動が可能と
なる。また、圧延材の出側速度がワーク・ロール周速よ
りも一時的に小さくなる圧延材のロール・バイト内での
スリップ現象や圧延材のキャンバ（横曲がり形状）発生
等に対しても、押込み力の負荷は効果的である。

以上、要約すれば強圧下圧延の場合は入側で押込み応力
を負荷することが有効である。

このような押込み応力負荷方法として、例えば。

特公昭５３−２４１７２号公報に示されているように、
２台の圧延機の間に圧縮力を負荷させる方法（第３図）
が提案されている。この方法は、入側の圧延機３で圧下
率４０％以下の圧延を行い、圧延機３，４間の圧延材に
圧縮力を負荷し、出側の圧延機４で圧下率２０％以上の
圧延を行うという方法である。

一方、後述する本発明の場合のように、厚みおよそ３０
〜４０Ｍの薄鋳片を２台の圧延機で厚み４〜５Ｍの熱延
鋼帯に仕上げるためには、出側の圧延機で上述のような
押込み圧延法と小径ワーク・ロールの採用という方法全
組み合せた場合でも、後述のようにおよそ７０％程度の
圧下率が限度であり、入側の圧延機で圧下率４５％以上
の圧延を行わなければならない。すなわち、特公昭５３
−２４１７２号公報に示されているように、入側で最大
圧下率４０チの圧下全行ったとしても、高々全圧下率が
８２％であジ、厚み３０脇の薄鋳片から厚み４語の熱延
鋼帯を得る場合に必要な全圧下率８７％はおろか、厚み
３０ｍの薄鋳片から厚み５　ｍｂＯ熱延鋼帯を得るため
に必要な全圧下率８３．３チの圧延も不可能となる。

さらに、連続鋳造設備に直結された圧延機で押込み圧延
法を用い、鋳片の高圧下圧延を行う方法として、例えば
特公昭５５−８２４２号公報に示されているような方法
がある。

この方法では、従来の連続鋳造から得られた厚み２０Ｏ
ＮＩＬ程度の鋳片を第３図に示すような２台の圧延機３
，４間に圧縮力（押込みカ）を負荷した状態で圧延する
ことによバ鋳片未凝固圧延時の内部割れ防止および出側
の圧延機４での鋳片がみ込み性の改善を主目的としたも
のである。一方、本発明では、薄鋳片連続鋳造機によっ
て製造される従来の数分の１の厚み（３０〜４０ｗＬ）
の薄鋳片の強圧下圧延を対象としており、圧延機入側の
薄鋳片は、既に凝固しており内部割れに関しそば問題が
なく、また、厚みが薄いため、かみ込み性もあまり大き
な問題でなく、本発明における押込み力負向の主目的は
、前述のように出側の多重ロールのバックアップ駆動時
のワーク・ロールとバックアップ・ロールのスリップ防
止であり、上記公報とは目的が異なる。

また特公昭５５−８２４２号公報では、入側の圧延機３
は、押込み力を負荷するため３％以上の圧下率を必要と
しているが、対象としている鋳片の厚みが２００腸程度
であるため、鋳片かみ込み角制限により３０％以上の圧
下率で圧延することは不可能である。一方、本発明の場
合、後述するように入側の圧延機では、４５係以上の圧
下率が必要でちり、この点に関しても上記公報とは異な
っていると言える。

さらに、上記特公昭５３−２４１７２号および特公昭５
５−８２４２号公報で提案されている押込み圧延法は、
従来のような厚みカー厚い鋳片を対象としている。一方
、本発明のような薄鋳片の強圧下圧延の場合には、たと
え小さな押込み力負向でも圧延材の座屈発生が問題とな
り圧延機スタンド間での圧延材の押込み力負向は不可能
である。

すなわち、前記両公報では、座屈発生防止の観点から押
込み応力を降伏応力未満と定めているが、本発明の場合
、およそ３０〜４０鴎厚の薄鋳片を入側圧延機で圧下率
４５％以上の圧延を行う必要があるために厚み約２０８
以下の圧延材に押込み力を負荷しなければならず、後述
する実験結果によれば通常の圧延機スタンド間距離（３
〜５７？＋）では負荷可能な押込み応力は、高々降伏応
力の数条程度となる。これは、本発明に必要な押込み応
力の最小値以下である。

（ハ）発明が解決しようとする問題点本発明が解決しようとする問題点は、薄鋳片連続鋳造機
で製造された厚みおよそ３０〜４０Ｍの薄鋳片を、安価
な設備で厚み４〜５ｗＬの熱延鋼帯にする強圧下圧延方
法を得ることにある。

に）問題点を解決するための手段本発明の薄鋳片の強圧下圧延法は、入側に設置された圧
延押込みロール構成体と、出側に設置された小径ワーク
・ロールを有する多重式ロール構成体と、両構成体間に
設置された座屈防止用ガイドからなる圧延設備において
圧延押込みロール構成体で１パスで４５％以上の圧下率
で圧延し、かつ該構成体出側の圧延材にその降伏応力の
Ｏ６１倍以上０９倍以下の圧縮応力を連続的にかげなが
ら、多重式ロール構成体で１パスで６０％以上の圧下率
で圧延する手段によって上記問題点を解決している。

（１月作　用本発明の強圧下圧延法では、入側の圧延押込みロール構
成体と出側の多重式強圧下ロール構成体との間で、圧延
材に座屈を発生させることなく多重式強圧下ロール構成
体入側で圧延材に高い押込み応力を与えることにより、
圧延材先端のかみ込み不良および、スリップ現象等の圧
延不安定の問題を解消し、かつ、多重式強圧下ロール構
成体の圧延トルクの軽減を図り多重式強圧下ロール構成
体ノロール間スリップの発生全防止している。

（へ）実施例次に、本発明の強圧下圧延法を第１図に示した圧延機（
例えば特願昭５８−１８６１７６号で提案された圧延機
）に適用した場合について説明する。本発明の強圧下圧
延法を用いた圧延機は、１対の圧延押込みロール５ａ、
６ｂからなる２重式圧延押込みロール構成体５と、１対
の小径ワーク・ロール８ａ、８ｂおよび１対のバックア
ップ・ロール９ａ、９ｂとからなる多重式強圧下ロール
構成体７とを共通ハウジング１１に組込んだコンパクト
な構造になっている。さらに、圧延押込みロール６ａ、
６ｂと小径ワーク・ロール８ａ、８ｂとの間には、座屈
防止用のローラ・ガイド１０ａ。

１’Ｏｂが設置されている。

厚みおよそ３０〜４０鵡の薄鋳片２は、圧延押込みロー
ル６’ａ　、　６　ｂで圧延され、かつ、圧延材２の降
伏応力の０．１倍以上０９倍以下の圧縮力（押込み力）
全連続的に負荷され、出側の小径ワーク・ロール８’ａ
、１３ｂｉもつ多重式強圧下ロール構成体７で所定の厚
み４〜５騰まで圧延される。

ところで、前述のように、これ寸で冷延用母材としては
、厚み３〜５ＭＩＬの熱延鋼帯を用いてきたが、近年の
冷延強圧下圧延技術の向上に伴い、厚み４〜５瓢の熱延
鋼帯を冷延用母材として用いろことができるよう（なっ
た。この冷延母材の厚みが太きくなることによって熱間
圧延の生産性が向−ヒし、捷た、熱間圧延後の酸洗処理
が少なくなる。

これは、冷延製品のコストダウンに太いに役立つ。

多重式強圧下ロール構成体７では、ロール強度上の問題
により圧下限界が生じる。この点に関し、４重式ロール
を用いた場合の検討結果全以下に示す。

４重式ロールの場合、ロール強度上の問題は圧延荷重の
増加丑たはロール径の減少によって、ワーク・ロール８
ａとバックアップ・ロール９ａとの間のロール面圧Ｐｍ
ａｘが大きくなるという点にある。一般に、このロール
面圧ＰｍａＸは、ヘルツの式によって下記のように表さ
れる。

ただし、Ｋｗ　＝　２　（１−Ｖｗ　）／πＥＶＫＢ　＝　２　
（１−ＶＢ　）／πＥＢＤＷ　：　ワーク・ロール径（
脇）ＤＢ：バックアップ・ロール径（Ｍ）ＥＢ：バックアップ・ロールのヤング率（Ｋｔ／ｍＡ　
）ＥＷ：ワーク・ロールのヤング率（’Ｋｙ　７ｍ、ａ
　）Ｌ　：ロール胴長（臥）Ｆ　：圧延荷重（ｔｏｎ）ＶＷ：　　ワーク・ロールのポアソン比■Ｂ：バックア
ップロールのポアソン比従来よりこのロール面圧Ｐｍａ
ｘは２００　ｈ／＋＋Ｊ程度が限界と考えられており以
下では、この許容面圧１２００Ｋｐ／ＴＲＡとして検討
を行う。ヘルツの式（１）ヲ用いて、４重式強圧下ロー
ル構成体７のワーク・ロール径、バンクアップ・ロール
径および圧下限界について検討した結果を示す。ただし
、以下で用いる記号は、第４図に示づ一ロール径（Ｄ、
ＤＢ、Ｄｗ）、板厚（ｈ＋　ｌ　ｈ２１　ｈｓ　）、材
Ｒ速度（Ｖ＋　　、　Ｖ２　　、Ｖ３　）押込ミ応力（
ａ　）？！：示１−０４重式強圧下ロール構成体７のバックアップ・ロール径
ＤＢ＝１０００訴、入側板厚ｈ２−２０脇、出側板厚ｈ
３：５１１＋ｉ、板幅Ｗ＝１２５０Ｍ、入側速度Ｖ２　
＝　１２　ｍ　／　ｍｉｎ押込み応力σ−４９／−の場
合の熱間鋼材の圧延におけるワーク・ロール径Ｄｗとロ
ール面圧Ｐｍａｘとの関係全第５図に示す。

バックアップ・ロール径ＤＢ　＝　１０００間チ一定と
した場合、通常の熱延仕上圧延機のワーク・ロール径６
００〜８００語に比較してワーク・ロール径Ｄｗを小さ
くすれば、徐々ベロール面圧Ｐｍａｘは減少し、ワーク
・ロール径Ｄｗ＝３００芯で最小値、Ｐｍａｘ　＝　２
００　”ｐ／−となる。さらにワーク・ロール径Ｄｗｉ
小さくすれば、ロール面圧Ｐｍａｘは徐々に増加し、ワ
ーク・ロール径Ｄｗ＝１００ｍ以下では、ロール面圧Ｐ
ｍａｘは、急激な増加傾向を示す。この結果から、上記
圧延条件では、ワーク・ロール径Ｄｗはロール面圧が最
小となる３００語が最適であることがわかる。

（１）式カラワーク・ロールとバックアップ・ロールと
の間の面圧Ｐｍａｘ　ｋ低下させる１つの方法として、
バックアップ・ロール径ＤＢｆｆ：大きくするという方
法が考えられる。第６図は、第５図の圧延条件と同一の
条件で、ワーク・ロール径ＤＷ全３００Ｍとしたときの
バックアップ・ロール径ＤＢとロール面圧Ｐｍａｘとの
関係を示している。バックアップ・ロール径を大きくす
れば、ロール面圧Ｐｍａｘは徐々に低下し、バックアッ
プ・ロール径ＤＢ＝１０００ｍでロール面圧Ｐｍａｘ　
＝＝　　２００ｔ／−となる。すなわち、許容面圧が２
００ｂ／ｍＡの場合、バックアップ・ロール径ＤＢ＝１
０００鵡以上にとればよい。

しかし、２重式圧延押込みロール構成体５と４重式強圧
下ロール構成体７との間の圧延材２の座屈防止と温度降
下低減のために画構成体５，７間の距離を短くするとい
う点では、バックアップ・ロール径ＤＢは小さい方がよ
く、圧延機のコンパクト化という点からもＤＢ＝ｌＱＱ
Ｑｍが適当である。

上述したように、４重式強圧下ロール構成体７では、ワ
ーク・ロール径ＤＷ　＝　３０　Ｑｍ、　バックアップ
・ロール径ＤＢ＝ｌＱＱＱｍが適当でちる。

４重式強圧下ロール構成体７の圧下限界について検討し
た結果全第７図に示す。第７図は入側板厚ｈ２がそれぞ
れ２０忍Ｂ、１５Ｊ１．Ｓ、１０藷の場合の出側板；厚
ｈｓ　　（遇、　）と、ワーク・ロールとバックアップ
・ロールとの間の面圧Ｐｍａｘの関係を表わしている。

出側板厚す、が薄くなるに従い、すなわち圧下量が大き
くなるに従い、圧延荷重Ｆが増加し、そのためロール面
圧が大きくなる。このロール面圧の許容応力２２ｏｏｂ
／−と考えた場合入側板厚ｈ２が１０〜２０ｗＬであれ
ば、４東式強圧下ロール構成体７でｈ３−３〜６ｇｚま
で圧延が可能であることが第７図かられかる。

スナわち、ロール径ｐｗ＝３００ｍのワーク・ロール８
ａとｏ−ル径ＤＢ＝　１　ｏ　ｏ　Ｏｗｔｂのバックア
ップ−・ロール９ａとの間のロール面圧Ｐｍａｘが最大
２００今／−まで許容できると考えれば、゛４４重式強
圧下ロール構成７での最大圧下率は７０％となり、厚み
ｈ３−４〜５　ｗｒｂまで仕上げるためには。

２重式圧延押込みロール構成体５でｈ２＝１６．５論以
下に圧延しなければならない。これは厚みり、＝３０〜
４０贋の薄鋳片を２重式圧延押込みロール構成体５で圧
下率４５チ以上の圧延を行う必要のあることを意味−ｊ
７）。

ところで、ワーク・ロール径Ｄｗ＝３００Ｍの４重式強
圧下ロール構成体７で、厚みｈ２”４６．５篇の圧延材
２を圧下率７０φ程度で圧Ｆする場合のかみ込み角α（
第２図）は、約１６度である。

圧延材２の先端がワーク・ロール８ａ、８ｂにかみ込む
ために必要な圧延材２とワーク・ロールとの間の最ｌ」
・摩擦係数μは、０．２９となる。このことは１通常の
圧延では、かみ込み不良が生ぜず、かみ込み不良全解消
するために押込み力を負荷する必要がないことを示して
いる。１〜かし、前述したように、圧延材のスリップ現
象や蛇行等の圧延不安定性解消と、４型式強圧Ｔ−ロー
ル構成体７０バックアップ・ロール９ａ、９ｂの駆動時
におけるワーク・ロール８ａ、８ｂとバックアップ・ロ
ール９ａ、９ｂとの間のスリップ防止のためには、押込
み力を必要とする。また、圧延荷重、トルクおよびロー
ル摩耗の低減等の目的で圧延油を用いて潤滑を行った場
合は、圧延材と、ワーク・ｏ　−ルとの間の摩擦係数が
低下し、上記圧延のようなかみ込み角αが１６度程度で
も、ワーク・ロールに圧延材をかみ込ませるためには、
押込み力が必要となる。

上記の目的のために、必要な押込み応力σの大きさは、
押込み力全負荷される圧延材の降伏応力の０．１倍以上
、０９倍以下が適当である。なぜならば、前述したよう
に、３０〜４０Ｂ厚の薄鋳片を２台の圧延機で圧延する
場合のかみ込み不良に対′ｆる押込み力の負荷は小さく
てすむが、バックアップ・ロール駆動のための圧延トル
クの減少効果に対しては、押込み力は大きいほど効果的
であり、押込み応力σが降伏応力の０１倍以下では、は
とんど効果がない。一方、本発明のように薄い厚みの圧
延材で押込み圧延全行う場合、押込み応力σが降伏応力
に近くなると、座屈の発生が問題となる。厚み１６１１
１Ｂの圧延材で熱間押込み圧延を行ったときのローラ・
ガイド軸心閘距離氾と、座屈を発生させずに負荷できた
最大押込み応力すなわち座屈限界応力σｍａｘとの関係
を第８図に示す。

このときの圧延材の降伏応力は４．８１＄／−であつた
。第８図から明らかなように、ローラ・ガイド軸心間距
離ｉ！、ヲ短くすれば、最大押込みカσｍａｘは、増加
するが、降伏応力に近づくにつれて、その増加傾向は著
しく低下する。その結果座屈が生ぜず、安定して押込み
圧延を行うためには最大押込み応力は降伏応力の０．９
倍が上限となる。

前述のように、圧延機７のワーク・ロール径Ｄｗ＝３０
０ｗ１ｂハツク７”り−０−ル径Ｄｓ＝１０００ｗｎ、
の４重火強圧下ロール構成体７では、ワーク・ロール８
ａ、８ｂの強度上の間租でおよそ圧下率７０Ｍ程度の圧
延しかできない。そのために、入側２重式圧延押込みロ
ール構成体５では、圧下率４５％以上の圧延を行う必要
がある。この場合、２重式圧延押込みロール６ａ、６ｂ
の強度と圧延材のかみ込みの問題によって、ロール径り
に制限が加えられる。かみ込みに対するロール径りの制
限は一般に次式（２）で与えられる。

Δｈ＝ｈ、−ｈ２ここで、２重式圧延機５の入側板厚’ｆｃ　ｈ＋　、出
側板厚ｋｈ２、圧延材２と２重式圧延押込みロール６ａ
、６ｂとの間の摩擦係数をμとする。（２）式によるか
み込み限界とロール径りとの関係を第９図に示す。ここ
では、摩擦係数μ＝０．３とμ＝０２５の場合を示しで
ある。例えば摩擦係数μ＝０．２５の場合、　０　　）
ｙ径り＝１０００９とｊれば。

最大圧下量は、３０鵡であることがわかる。第９図から
明らかなように、厚み３０〜４０％の圧延材２を厚み１
５騙まで圧下する場合、すなわち最大圧下量が２５Ｍの
場合２重式圧延押込みロール６ａ、、６’ｂのロール径
りは、摩擦係数μ＝０．２５としても、８５０ｍｍ以上
にとれば十分である。

ところで、前記特公昭５３−２４１７２号公報では、限
界かみ込み角αは、高々２０度であり、これ（工、圧下
率に換算して、１パス轟り３ｏ〜４０係となることが述
べられ、このため４０％以上の強圧下圧延を行う場合の
かみ込み不良を解消する目的で押込み圧延が提案されて
いる。。（２）式によれば、かみ込み角αが２０度のと
き、すなわちｔａｎ　’μ＝２♂のとき１０００語のロ
ール径を用いた場合では、入側板厚が１５０ｗＬ以上の
圧延材ｆｆ４０％以上の圧下率で圧延するときにかみ込
み不良が生じることになる。捷だ、上記公報の実施例士
は、２台の圧延機間の圧延材に０．５ｂ７−の押込み応
力を負荷し、厚み１００１１ｉのスラブを１７語の厚み
まで強圧下圧延を行っている。これらのことからもわか
るように、前記公報では、板厚の大きい圧延材でのかみ
込み不良解消を主目的として、押込み圧延法が採用され
ている。これに対して、本発明の圧延機のように、３０
〜４０Ｂ厚の薄鋳片を圧延する場合には、上記のとおり
通常のロール径で圧下率が４５チ以上の圧延を行っても
かみ込み不良の問題は生じない。

次に、ロール強度によるロール径りの制限について説明
する。２重式ロールでは、ロール・ネック部に作用する
最大曲げ応力によって最小ロール径が決まる。板幅１２
５０餌、入側板厚り、　＝４０９および３０語の圧延側
を１１００℃で熱間圧延する場合の出側板厚ｈ２とロー
ル・ネック部の最大曲げ応力σｂとの関係をそれぞれロ
ール径Ｄ＝８００語、１０００鵜、１２００鵡、１４０
０課について検討した結果を第１０図に示す。

出側板厚ｈ２が薄くなるに従い、圧延荷重が増加し、ロ
ール・ネック部の最大曲げ応力σｂが太きくなっている
。ロール・ネック部の許容曲げ応力’に１５Ｋｚ／−と
考え、２重式圧延押込みロール６ａ、６ｂのロール径り
を１２００語以上とすれば入側板厚ｈ１が４０謁の圧延
材でも、出側板厚ｈ２ｋ１６．５賜以下に圧延すること
が可能であることがわかる。

以上の検討結果かられかるように、２ノ（スの圧延によ
り厚みおよそ３０〜４０鰻の薄鋳片を厚み４〜５賜の熱
延鋼帯に仕上げるためには、出側の多重式強圧下ロール
構成体７で圧下率７０％程度の強圧下圧延を行っても、
入側の圧延押込みロール構成体５では圧下率４５％以上
の圧延を行う必要がある。これは、適切なロール径の選
定で可能である。また、出側の多重式強圧下ロール構成
体７で強圧下を実現するためには、ワーク・ロール８ａ
、、８ｂｉ小径とし、圧延材２に押込み力を与えればよ
い。

このとき、押込み力負荷（（よる圧延押込みロール６ａ
、６ｂとワーク・ロール８ａ、８ｂとの間の座屈発生が
問題となるがコンパクトな圧延機とすることによって、
両ロール軸心間の距離を短くし、さらにロール間にロー
ラ・ガイド１０ａ。

１０ｂ’（Ｈ設置することによって、圧延材の座屈発生
を防止することができる。

また、圧延押込みロール６ａ、６ｂと小径ワークロール
８　ａ　、　’８　ｂのロール軸心間距離を短縮するこ
とによって、圧延材が圧延押込みロール６ａ。

６ｂｔ出て多重式強圧下ロール構成体の小径ワーク・ロ
ール８ａ　、８ｂにかみ込むまでの時間が短くなり、両
ロール間での圧延材の温度低下が小さくなる。この結果
、出側の多重式強圧下ロール構成体での圧延温度が通常
の２ノくス連続圧延に比べ高くなり、圧延荷重の低減が
図れる。

第１１図は、圧延押込みロール構成体５と多重式強圧下
ロール構成体７を各々別のハウジングに組み込んだ２台
の圧延機列において、本発明の強圧下圧延性全実施した
例である。この場合、圧延材の温度降下防止のため、圧
延押込みロール６ａ。

６ｂど小径ワークロール８ａ　、８ｂのロール軸心間距
離をできる限り短くすることが望ましい。

圧延押込みロール構成体と多重式ロール構成体間のロー
ル軸心間距離と圧延材温度降下の関係について説明づ−
ろ。

例えば、板厚１８語、板幅１２５０鴎、板長２０００脇
の圧延材１１１００℃に加熱後、室温で空冷を行った場
合の冷却時間ｔ（秒）と圧延材表面の温度Ｔ（℃）の関
係を調べたところ、以下の（３）式で表現できることが
わかった。

Ｔ＝０．０１５ｔ２−３．５５ｔ　＋１１’ＯＯ・・（
♀）０＜ｔ＜６０第１図に示す圧延機の場合、圧延押込みロール構成体５
と多重式強圧下ロール構成体７奮同−ノ・ウジングに組
み込むことにより圧延押込みロール６ａと多重式強圧下
ロール構成体の小径ワーク・ロール８ａのロール軸心間
距離は、１．５ｆｆ＋程度まで億、縮できる。このとき
、両ロール６　ａ　、’　８　ａ間の圧延材の速度■２
が１３　ｍ　／　ｍｉｎの場合、冷却時間ｔは７秒とな
り、圧延押込みロール６ａ。

６ｂ出側の圧延材の温度が１１００℃のときは、（３）
式から小径ワーク・ロール３　ａ、　、　８　ｂの入側
の圧延材の温度は、１０７６℃となる。

一方、第３図に示す通常の圧延機２台を用いた場合では
、入側の圧延機３の２重式ロール３ａ。

３ｂと出側の圧延機４のワーク・ロール４ａ。

４ｂの軸心間距離は５　ｍ程度であり、圧延機３゜４間
の圧延材？速度■２をＶ２　＝　１３　ｍ　／　ｍｉｎ
とすれば、冷却時間ｔは、２３秒となり、（３）式から
　゛入側圧延機３の出側の圧延材の温度が１１００℃な
らば出側圧延機４のワーク・ロール４ａ、４ｂ入側の圧
延材の温度は、１０２６℃となる。

上記検討から、入側と出側のロール間の速度Ｖ２が１３
　ｍ　／　ｍｉｎのときでは、２重式ロール３ａ。

３ｂおよび６ａ　、６ｂの出側圧延材の温度が１１００
℃で同じでも、４重式ロールのワーク・ロール４ａ　、
４ｂおよび８ａ、８ｂの入側圧延材の温度は通常の圧延
機列を用いた場合に比べ、第・１図に示した圧延機を用
いた方が５０℃高くなる。

圧延材の温度が高いほど圧延荷重が小さくなることから
１強圧下圧延を行うことができるコンパクトな圧延機と
するためには、ロール軸心間距離をできる限り短くする
ことが望ましい。

また、上述のように、通常の圧延機３，４間での圧延材
の温度降下に比べ、第１図で示した圧延機テはロール構
成体５，７間での圧延材の温度降下が小さい。よって圧
延仕上げ温度を通常の圧延機列を用いた場合と同一とし
たときは、圧延押込みロール構成体５の入側の圧延材の
温度を通常の圧延よりも低くできる。この結果、第１図
に示した圧延機を薄鋳片の連続鋳造装置の出側に設置し
た場合には、連続鋳造装置と強圧下圧延機の間に設けら
れた鋳片の加熱装置は、簡単なものか、または全く必要
なく保温カバー程度のものでよい。

以上のことから、圧延押込みロール構成体と多重式ロー
ル構成体のロール軸心間距離を可能な限り短縮し、本発
明の強圧下圧延法を採用した圧延設備を薄鋳片の連続鋳
造装置の出側に設置すれば、通常の圧延に比べ、加熱エ
ネルギの大幅な低減が可能である。

（ト）具体的実施例第１図に示す圧延機と同じ構造のものを使用する。ロー
ル径り＝１２００語、ロール胴長１５００腸のロール６
ａ、６ｂｉもつ２重式圧延押込みロール構成体５とロー
ル径Ｄｗ＝３００語、ロール胴長１５００皿のワーク・
ロール８ａ、８ｂと、ロール径ＤＢ＝１０００語、ロー
ル胴長１５００門のバツクアツ、プ・ロール９　ａ　’
、　９　ｂから構成さ２ｔた４重式強圧下ロール構成体
７との間に直径１５０賜のローラ・ガイドｌＱａ、１０
ｂを設置した構造になっている。この２台の圧延機によ
って厚み４０ｍ、幅１２５０Ｍの薄鋳片を入側温度１１
００℃で熱間圧延した。その結果座屈を生じることなく
、８７．５％の圧下率が得られ、厚み５語まで圧延する
ことができた。このときの２重式圧延押込みロール構成
体５の圧下量ば２２錫であり、２重式ロール６ａ、６ｂ
と４重式ワーク・ロール８ａ、８ｂの周速は、それぞれ
１１．４ｍ／ｍ１ｎ４０、７　ｍ　／　ｍｉｎであり、
また、押込み応力σｋま、３Ｋｐ／−であった。さらに
、４重式強圧下ロール構成体７のワーク・ロール８ａ、
８’ｂｅ押し込み力の大きさに応じて入側にオフセット
すれば、ワーク・ロー／Ｉ／８ａ、８ｂのたわみが減少
し、圧延後の幅方向不均−厚み分布を表わす板クラウン
量を軽減できる効果があった。

第１２図は多重式強圧下ロール構成体７を６重式ロール
構成体にしている。この場合、中間ロール１３ａ、１３
ｂを第１３図に示すように、ロールの片側端部の径を小
さくした１対のロールに形成し、圧延材２の板幅に応じ
てロール軸方向にシフトさせろことにより、圧延荷重と
圧縮力とによるワーク・ロール１３ａ、８ｂのたわみを
軽減できろ。

なお、第１３図に示す形状のロールを第１図に示す４重
式強圧下ロール構成体７のワーク・ロール３ａ、８ｂに
用い、ロール軸方向にシフトさせるようにすれば、−圧
延後の幅方向不均−厚み分布を表わす板クラウン量およ
びエツジ・ドロップ量を軽減できる効果がある。

また、座屈防止用ローラ・ガイド１０ａ、１０ｂに昇降
装置１２ａ、１２ｂを取り付け、ローラ・ガイド１０ａ
、１０１）を上下することにより、圧延材２に湾曲形状
を与え、昇降装置に内蔵したロード・セル（図示せず）
により押込み力を測定し、過大な押込み力が負荷されな
いように２重式圧延押込みロール６ａ、６ｂのロール周
速の制御を行っている。

次に、第１図に示す本発明の強圧下圧延法を用いた圧延
機を薄鋳片の連続鋳造装置の出側に設置した場合の具体
的実施例について以下に説明する。

第１４図において、薄鋳片連続鋳造機３２（例えば、特
願昭５７−３０９３１号に開示された連続鋳造機）から
鋳造された熱間薄鋳片３３を内部に簡単な加熱装置を備
えた保温帯３４に通し、薄鋳片３３の温度降下を防ぐと
ともに、温度不均一をなく丁。次に薄鋳片３３を幅圧下
装置３５で所定の幅に圧下し、デスケーラ４０で圧延材
のスケールを除去した後、第１図に示す本発明の強圧下
圧延法を実施する強圧下圧延機３６で強圧下を施す。強
圧下した後の圧延材は冷却帯３７で目標の巻取り温度ま
で冷却され、コイラー３８で巻き取られる。コイラー３
８の直前には走間切断機３９があり、連続して圧延され
るストリップ全走間切断機３９で所定の長さに切断し、
２つのコイラーに交互に巻き取る。

第１４図に示すラインにおいて、厚み４０Ｍ１幅１２５
０ｉａの薄鋳片全強圧下圧延機で出側厚み５賜に安定し
て圧延することができた。また、厚み３０賜、幅１２５
０ｍの薄鋳片では出側厚み４鵡に安定して圧延すること
ができた。

（倒動　果本発明の圧延方法では２パスで強圧下圧延が可能である
ため、圧延ラインの簡素化が図られ、薄鋳片連続鋳造機
で製造される厚みおよそ３０〜４０脇の薄鋳片を安価な
設備投資で熱間圧延鋼帯に圧延することができる。また
、圧延材の温度低下を極力小さくでき、加熱エネルギの
大幅な低減が達成できる。

圧延機の概略説明図。第２図は従来の４重式圧延機を示
す説明図。第３図は同じ〈従来の圧延機で押込み圧延を
行った場合の説明図。第４図は第１図に示す強圧下圧延
機の各種代表寸法の説明図。

第５図は４重式圧延機におけるワーク・ロール径とおよ
びワーク・ロールとバックアップ・ロールとの間の面圧
との関係を示すグラフ。第６図は４軍式圧延・喉におけ
るバックアップ・ロール径とおよびワーク・ロールとバ
ンクアップ・ロールとの間の面圧との関係を示すグラフ
。第７図は４重式圧延機における出側板厚とおよびワー
ク・ロールとバックアップ・ロールとの…］の面圧との
関係を示すグラフ。ＦＡ８図はローラ・ガイド軸心間距
離と最大押込み応力との関係を示すグラフ。第９図は２
重式圧延機におけるロール径と圧下量との関係を示すグ
ラフ。第１０図は２１式圧延機における出側板厚と２重
式ロールのネック部の最大曲げ応力との関係を示すグラ
フ。第１１図は、本発明の薄鋳片強圧下圧延法を実施す
る他の圧延機の概略図。第１２図は第１図と同様な図面
であって、別の実施例を示ず。第１３図は第１２図に示
す６重式強圧下ロール構成体に用いる中間ロールの平面
図。第１４図は薄鋳片連続鋳造機出側に第１図に示した
圧延機を適用した場合の概略構成説明図。

２：圧延材　１ａ、ｌｂ’、８ａ、８ｂ：ワーク・ロー
ル５ａ、６ｂ：２重式ロール５：２重式圧延押込みロール構成体７：多重式強圧下ロール構成体９ａ、９ｂ：バックアップ−ロール１０’ａ、１０ｂ：ローラ・ガイド１２ａ、１２ｂ：ローラ・ガイド昇降装置１３ａ、、　
１．３　ｂ　：中間ロール　３２：薄鋳片連続鋳造機３
３：熱間薄鋳片　３４：保温帯３５：幅圧下装置　３６：強圧下圧延機３７：冷却帯　
３８：コイラー３９：走間切断機４０：デスケーラ第７図出側板厚ム（＃、リローラ・がイド間距離）（ｍｕ）　　　　　　　　　ロ
ール径Ｄ（ｔｎり第１θ図出イ則板ＦＪ　Ｌ２（−ｍ）゛第１／図

Claims

【特許請求の範囲】

同一ハウジング内または近接して設置された２スタンド
の入側に設置された圧延押込みロール構成体と、出側に
設置された小径ワーク・ロールを有する多重式ロール構
成体とからなる圧延機と、両構成体間に設置された座屈
防止用ガイドからなる圧延設備で、前記圧延押込みロー
ル構成体で１パスで４５％以上の圧下率で圧延し、かつ
、該圧延押込みロール構成体出側の圧延材にその降伏応
力の０．１倍以上０．９倍以下の圧縮応力を連続的にか
けながら、前記多重式ロール構成体で１パスで６０％以
上の圧下率で圧延することを特徴とした強圧下圧延方法
。