JPS62158504A - 金属帯の冷間圧延方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、焼付疵（ヒート拳スクラッチ）を発生させる
ことなく、金属帯を高速かつ強圧下で冷間圧延を行う方
法に関するものである。

（ロ）従来技術 鋼帯のような金属帯を冷間圧延する場合、圧延速度また
は圧下率を増大させ、高能率で圧延することが要求され
る。しかし、圧延速度または圧下率を増大させた場合、
ヒート・スクラッチの発生による表面不良の問題が生じ
る。このヒート・スクラッチの発生は圧延速度または圧
下量の増大に早う鋼帯温度の上昇によりロールと鋼帯と
の接触部（ロール・バイト）で潤滑膜が熱的に破壊され
。

銅帯とロールとが直接接触して起る場合、およびロール
・バイト内への＠滑剤の導入量が不足し。

鋼帯とロールとが直接接触して起る場合とがある。

このヒート・スクラッチの発生を防止する方法としては
、油膜強度が高い液体潤滑剤や固体潤滑剤を使用する方
法が考えられている。しかし、いかに優れた潤滑性を有
する潤滑剤であっても、ロール・バイトへ十分な量が導
入されなければ、効果が発揮されない。基本的にはロー
ル・バイトにより多くの潤滑剤を導入することが重要で
ある。

ロール・バイトにより多くの潤滑剤を導入させる方法と
して、高濃度の潤滑油を供給する方法および特開昭５６
−１０２３１Ｌ１号公報に示されるようなｊ１４帯を潤
滑油ノー中？通過させる方法などにより、より多くの潤
滑剤を鋼帯表面に付着させる方法が考えられ実行されて
いる。

潤滑剤が十分供給された場合の＠滑剤の導入量は、一般
に下記の（１１式で示される。被圧延材の材質および寸
法、圧延速度、臣下率、ロール直径。

潤滑剤等の圧延条件が決定されれば、η、Ｖ、Ｕ。

感、Ｐはそれぞれ決定され、　　ｔｄけ一定値となる。

ｔｄ−１（Ｕ＋Ｖ）／ｄ、Ｐ　　−−−−ｒｌ）ηニー
滑剤粘度 Ｕ：ロール周速 Ｖ：材料速度 鵡：圧延材とロールとのかみ込み角 Ｐ：低圧材の強度 したがって、供給されるｆｆ４滑削が不足する場合は、
前述の付着量を増す方法は効果的であるが。

十分な量が付着し、供給されていればさらにそれ以上供
給しても燕駄になるだけで効果的ではない。

特開昭５５−１６５２１７号公報に示されるように、圧
延材とロールとのかみ込み角度を小さくし、４人ｆＴｈ
増やす方法が考えられている。この方法は導入ｔｔ上下
面とも増大させることはできない。せいぜい上下面の不
均一さを解消する程度の効果しかない。高速および強圧
下圧延を行うと、潤滑剤が十分に供給されていても２な
かかつヒート・スクラッチが発生するため、従来の防旧
方法では限度がある。したがって、上記１１１式に示さ
れる因子以外で導入量を増大させることがヒート・スク
ラッチの発生を防出するためには必要である。

（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、酸洗後の金＠帯の
冷間圧延ＶＣ′Ｊ？いて、潤滑剤の導入量を増大させて
ヒート・スクラッチを発生させずに、高速かつ強圧下圧
延を可能にすることにある。

に）問題点を解決するための手段 本発明の金＠帝の冷間圧延方法は、酸洗により脱スケー
ルを施した金ｇ帯の表面に塑性変形により凹凸を形成す
ること、該凹凸は無方向性であって平均粗さがＲａ＝　
０．５〜２．０μｒｒＬ　になるようにすること、圧延
ロールと金属層との接触部に潤滑剤を供給して冷間圧延
を行うことによって、上記問題点を解決している。

ここで、無方向性の凹凸とは圧延方向（０方向）の平均
粗さを基準にして幅方向（９０方向）の平均粗さの比（
以後、凹凸の方向性指数という）がＪ、６５〜１．５の
範囲の凹凸という。第４図に無方向性の凹凸の粗さ測定
結果例を、また、第５図に方向性のある凹凸の徂さ測定
結果をそれぞれ示す。

また、凹凸の付与は酸洗ずみ金属帯であれば、酸洗後直
ちに行ってもよく、多バスの圧延を行うさいには１パス
目圧延前だけでなく、中間パス後に再付与してもよい。

（ホ）実施例 金属帯表面に凹凸と付ける方法およびその凹凸の形状・
寸法について以下実施ガ？あげて説明する。

く実ｍ列１〉 １、供試金−帯 ＪＩＳに規定する５ｐｃｃ冷蛎鋼Ｍ製造用のスケール付
熱延鋼帯コイルをメカニカル説スケール法卦よび酸洗法
により説スケールし、板厚３　ｔｒｒｒａ　Ｘ機幅６０
０■×コイル長２５０ｍの寸法で切断し。

次に示す方法で鋼帯表面に凹凸と付与し、洗浄したもの
を使用した。

Ｚ凹凸の付与方法 ２〜１　メカニカル脱スケール銅帯 １１１　　ショット・プラスト法により吹付ける砥粒の
大きさを変え１表面粗さをＲａ＝ＣＪ、５〜２．５μｍ
とする。このときの凹凸の方向性指数は０．６０〜１．
５０であった。

２−２　　ｒＲ洗済脱スケール鋼帯 ｆｉｌ　　ショット・プラスト法により吹付ける砥粒の
大きさを変え１表面粗さをＲａ＝０．３〜２．５μｍ　
とする。このときの凹凸の方向性指数ｒｉ０．６５〜１
．４５であった。

１２）砥石研磨法により、砥石の番手を変え、圧延長さ
方向に研磨し１表面粗さをＲａ＝　０．３〜２．５μｍ
とする。この際の凹凸の方向性指数は２−１０であった
。

１３＋　　＋２１と同様の方法でコイル幅方向に表Ｉｆ
ｉｆｆｌさＲａ＝ａ３〜２．５μｍ　の凹凸を付与する
。この際の凹凸の方向性指数ｆｉＬ１．１〜１．５であ
った。

（４）塩酸腐食法により、塩酸濃度または腐食時間を変
え１表面粗さをＲａ＝ａ３〜２．５μｍとする。

この際の凹凸の方向性指数は、０．７５〜１．５０であ
った。

（５）　　未処理（酸洗肌表面のまま、平均粗さＲａ＝
０．２μｍ、凹凸の方向性指数Ｑ、８〜１．２）。

６、圧延条件 （１）圧延機＝１スタンド４重式レパーシング・ミル（
２）圧延ロール寸法：直径３５０曜×胴長４０００（３
）圧延速度：　１００ｍ／ｍｉｎ　ｂよび２００ｍ／ｍ
１ｎ（４）圧延スケジュール　：第１表に示す圧延スケ
ジ、−ルで圧延した。

第１表 （圧延後の膜厚−） ＋５１　ｃ４滑法 市販の牛脂系冷間圧延油を＃度６％に調痛し。

上下ノズルより５Ｋｆ／ＣＩ／ｌの圧力で谷々１０１／
ｍｉｎ供給した。

４、測　　定 １１）圧延油の導入油膜厚 圧延後の一定面積の鋼帯に付着した圧延油を浴剤抽出し
て３ｆｔを測定し、圧延油の体積を求め、抽出面積から
油膜厚さを計算により求めた。

（２）　　ヒート・スクラッチの発生状況および最大圧
下率圧延後の鋼帯表面卦よびロール表面を目視観察し、
ヒート・スクラッチの発生有無を確認し、ヒート・スク
ラッチの発生しない１パス圧下率の最大１ｉ’に求めた
。

５、評価結果 （１）１ハス圧下率６５４の圧部スケジュールで１パス
圧延した際の導入油膜厚と各棟咀さの凹凸との関係を第
２図および＠６図に示す。平均表面粗さが増すにつれ、
いずれの付与法の凹凸とも導入油膜厚は増大する。特に
、無方向性の凹凸は長さ方向や幅方向の凹凸にくらべて
導入油膜厚が得られ（＠２図）。

同じ無方向性の凹凸でも、ショット・プラストで付与し
た凹凸が腐食で付与した凹凸よりも著しく多い導入量が
得られた（第６図）。

凹凸を付与すべき鋼帯が駿洗済鋼帯である万がスケール
付ｖ４帝よりも導入量が多い結果が得られた（第６図）
。

圧延後の鋼帯の表面粗さを測定すると、酸洗済−帯にシ
ョット・プラストで付与した凹凸の粗さは、その１ｍの
方法で付与した凹凸の粗さにくらべて粗さの減少が少な
いことが明らかになった。こｎは、研磨により付与した
方向性のある徂さけ、凹凸の谷にそって潤滑済が逃げ、
導入量が減少するためと考えられる。ま友、ショット・
プラストのように、表面に塑性変形？／ＪＯえることに
より。

凹凸を付与すると、表面層がクロ玉硬化し、得られた凹
凸がその他の方法で付与した軟質の凹凸にくらべて変形
されにくいことがわかった。このことが、圧延後の粗さ
の減少が少ない理由と考えられる。

１２）凹凸の方向性および付与方法と１パス最高圧下率
との関係を＠６図卦よび第７図に示す。平均粗さがＲ，
＝０．５μｍ　以上になると、最高圧下率が増大するが
、　Ｒ，＝１．０μｍ以上になると、逆に低下する傾向
を示す。こｒＬは、平均粗さがＲａ＝１．０μｍ以上と
なると、Ｓ入油嗅１厚が項える反面、表面の凹凸により
油膜が突き破られやすくなるためと考えられる。

［ｆ洗ずみの帝にショット・プラストで無方向性の凹凸
を付与した場合の最高圧Ｆ率は、スケール付き鋼帯にシ
ョット・プラストで凹凸と付与した場合や、酸洗鋼帯に
研替や腐食専の方法で凹凸と付与した場合にくらべて著
しく高く、平均粗さがＲａ＝０．５〜２．１１μｍの範
囲ではその他の凹凸付与方法では得ることができない４
０〜５０憾の扁圧丁率が得られ友。

また圧延速度を２０　Ｌ）　ｍ／ｍｉｎ　　とした場合
においても、同様の平均粗さの範囲で４０４ｉ上１ＯＪ
わる圧下率が得られた。

以上の結果により、（１）凹凸の付与はスケールが付層
した燥延材？メカニカル・テスケーリングしたｔ＆に行
りのではなく、酸洗により悦スケールした後行い、（２
）凹凸を付与する方法ｆ′ｉ、表面を塑性変形させ、（
３）付与する凹凸は無方向性とし、＋４）付与する凹凸
の平均粗さをＲａ＝０．５〜２．０μｍ　の範囲とする
ことが好ましいことがわかった。

〈実施列２〉 １、供試金ｗ＆帝 ＪＩＳに規定する５ｐｃｃ冷延鋼層＃造用の板厚６．８
鵡×仮１福１０００鳩の熱延鋼帯コイル２０ｔｏｎを酸
洗したものと、矢に示す方法で粗さ？付与したものを使
用した。

２、表面粗さの付与方法 表面粗さがＲａ＝２．０μｍのダル自ロールを用いて圧
丁率０．５４のスキン・パス圧延を行い、平均粗さＲａ
＝１．５ｍ　　とじ九〇この際に得られた凹凸の方向性
指数は１．０〜１．５であっ九。

Ｓ圧延条件 （１）圧延機：５スタンド４重式タ／デム書ミル１２）
圧延ロール寸法：直径５５０ａｍ（３）圧延速度：１０
００．１１００，１２００゜１３００　、１４ＬｌＯ、
１５００ｍ／ｍ１ｎ（４）ハス・スケジュール：嘱２表
に示す圧延スケジ。

−ルで仕上厚０．８鵡まで圧延 する。

第　２　表 ４、測　　定 鋼帯コイルを１０００〜１５００　ｍ／ｍｉｎ　　の各
圧延速度で圧延し５圧延後の一帯表面およびロール表面
を目視観察し、と−ト・スクラッチの発生有無を＠認し
、ヒート・スクラッチの発生しない最高圧延ＸＭ度？求
めた。

５、評価結果 ヒート・スクラッチが発生することなく圧延できる最高
圧延速度を第６表に示す。

第　６　表 圧延材の表面粗さをＲａ＝１．５μｍとした本発明の実
施列の場合の最高圧延速度は、　１４００　ｍ／ｍｉｎ
で、粗さを付与しない比較列の圧延速度１１　Ｑ　Ｌｌ
　ｍ／ｍｉｎにくらべて高く、高速圧延が実現した。

〈実施列３〉 １、供試金＠帝 ＪＩＳに規定する５ＵＳ４６０冷延ステンレス膚帝製造
用の板厚２．５　ｔｒｍ　Ｘ機幅１（ＩＬＩ（］喘の熱
延ステンレス鋼帯コイル１０　ｔｏｎを焼鈍した後、酸
洗したものを次に示す方法で粗さ？付与し、洗浄したも
のを使用した。

２、表面粗さの付与方法 ＋１）　　＠帝表面に直径０．３■のグリッドを吹付け
るグリッド・プラスト法により１表面粗さをか＝１．２
μｍ　とした。得られた凹凸の方向性指数は０．８〜１
．２５であった。

（２）　　一帯表面をベルト・グラインダにより圧延方
向に研磨し、１隔方向の徂さとしてＲ１１＝０．４″μ
ｍとした。得られた凹凸の方向性指数は２．５〜４．０
でめった。

５圧延条件 ｆｉ＋圧延機＝１スタンド２０段ゼンジミア・ミル（２
１圧延ロ一ル寸法：　＠径６０市 Ｉａｌ圧ｇａｌｉ　：　１００　、１５０．２Ｌ］０　
、２５０ｍ／ｍ１ｎ（４）パス・スケジュール：第４表
に示す２４りのパス・スケジュールで仕上厚０．５　＠
ｌＩ まで圧延する。

（５）潤滑法：鉱油を主成分としエステルを添７ＪＯし
た市販のステ／ンスｍｉ用圧延油を ニートで供給した。

４、測定 鋼清コイルを１００〜２５０　ｍ／ｍｉｎの各正鵠速度
で圧延し、圧ｔｇ麦の銅帯表面およびロール表面を目視
覗察し、ヒート・スクラッチの発生有無を確認し、ヒー
ト・スクラッチの発生しない最高圧延速度を求めた。

５、評価結果 ヒート・スクラッチが発生することなく圧延できる最高
圧延速度を第５表に示すつ 第　５　表 （最高圧延速度ｍ／ｒｎｉｎ　） 圧延材の表面粗さをＲａ＝１．２μｍとした本発明の実
施列のヒート・スクラッチが発生しない最高圧延速度は
、スケジ、−ルＡで２５０ｍ／ｍｉｎ、スケジュールＢ
で２００　ｍ／ｍｉｎ　　で比較例にくらべて高速で圧
延できる。また、スケジ、−ルＡの比較例の最高圧延速
度に対し、スケジ、−ルＡより圧下率の高いスケジユー
ルＢの本発明実、１ｍ１４Ｊの最高圧延速度の万が高く
１本発明により従来より高速でかつ強圧下の圧延が実現
できた。

〈実施例４〉 １、供試金属帯 ＪＩＳに規定する５Ｔ５０冷延チタニウム帝製造用の珈
４３．２　Ｆｌｌ　Ｘ板幅１０００＋ｍの熱延チタニウ
ム溜コイル６　ｔｏｎ　ｔ”焼鈍し７を後、　ｒＲ洗し
たものを次に示す方法で徂さ？付与し、洗浄したものを
ｊ１１！用した。

２、表面粗さ付与方法 ＋１＋　　チタニウム帝茨面に直接Ｌ１．５　ｍｍのサ
ンドを吹き付けるサンド・プラスト法により表面俄さを
Ｒａ＝１．８μｍとする。

（２）潤滑法：鉱油を主成分とし、エステルを添加した
市販のステンレス′ＪＩ４滑兼チタニウム帯用圧延油を
ニートで供給した。

４、測　　定 チタニウム帯コイルを１００〜２００　ｍ／ｍｉｎの各
圧延速度で圧延し、圧延後の鋼ｆｒＩ表面およびロール
表面と目視観察し、ヒート・スクラッチの発生有無を確
認し、ヒート・スクラッチの発生しない最高圧延速度と
求めた。なか、チタニウム分圧延するとロール表面にチ
タニウムの摩耗粉がコーティングされることがある。ａ
ｌｌＭｔが不足すると。

コーテイング量が増し、圧延材表面の外観が不良になる
ため、ヒート・スクラッチと同等の評価を下し友。

５、評価結果 ヒート・スクラッチが発生することなく圧延できる最高
圧延速度を第７表に示す。

遍　７　表 圧延材の表面粗さをＲａ＝１．８μｍとした本発明の実
施例のヒート・スクラッチを発生させない最高圧延速度
はスケジュールＡで２００　ｍ／ｍｉｎ、　Ｘケシ、−
ルＢで１５０　ｍ／ｍｉｎで粗さを付与しない比較列に
くらべて高速で圧延できる。また、スケジュールＡの比
較列の最昼圧延４度に対し、スケジュールＡより圧下率
の高いスケジュールＢの本発明の実施例の最高圧延速度
の方が高く、本発明により従来より高速でかつ強圧下の
圧延が実現できた。

（へ）効　　果 本発明の圧延方法によれば、潤滑油のロール・バイト内
への導入ｔ？増大させることができ、それによりヒート
・スクラッチの発生による表面品質の低下を起すことな
く、高速圧延および強圧下圧延が町距となり１品質の浸
れた製品を高能率で製造できる。

具体的には、レバーシングーミルで圧延する場合は、強
圧下圧延の実施によりパス回数を減少することができ、
圧延能率が向上する。また、従来より板厚の厚い熱延′
ｉ４仮を圧延母材を用いて所定の仕上板厚まで従来ど卦
りのパス回数で圧延でき圧延能率が向上するとともに、
熱間圧延での仕上板厚が厚くなることから熱間圧延にお
いても圧延１毛率が向上する。タンデム・ミルで圧延す
る場合はレパーシング・ミルと同様、板厚の厚い熱延鋼
板？圧延母材として用いることができ、同様の効果が得
られる。

なか、本発明による圧延材表面への粗さの付与は圧延材
上下面とも同様に行う必要はなく、要求される潤滑状態
に応じて変えてもよい。例えば。

実施例２で圧延材の下面に発生するヒート・スクラッチ
のみを防止する場合１：ｊ、、下ロールがダル・ロール
、上ロールがプライト・ロールの組合せでスキン・パス
圧延２行い、下面だけ表面粗さ？付与して圧延を行う。

表面粗さを付与する圧延材は圧延母材だ、けでなく、圧
延途中の中１…パス材でめっ′Ｃもよい。例えば、実施
例６でスケジュールＡで９パス圧唾するさい、４パス圧
延後の圧延材茨ＣＨＵＶＣダル・ロールによるスキン・
パス圧延と行い、徂さを１４１寸与付与方法またに実施
タリの圧延機で第６スタンドと第４スタンドとの中間に
ダル−ロールでスキン・パス圧延するスタンドを設け、
粗さを再付与する方法などがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はロール・バイト部での潤滑剤の導入状帳を示す
誇張説明図、、第２図および第６図は表面粗さと導入油
膜厚の関係と示すグラフ。第６図および第７図は表面粗
さと最高圧下率との関°係牙示すグラフ。第４図および
第５図は表面粗さの形態を示す図。 特許出願人住友金属工業株式会社 （外５名） 第１図 （Ａ）　　　　　　（Ｂ） 第２図 平均表面粗ざＰα≠ｍ） 第６図 第７図 平均灸１咀ご　Ｒ〔情ｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸洗により脱スケールを施した金属帯の表面に塑性変形
   により凹凸を形成すること、該凹凸は無方向性であって
   平均粗さがＲ＾ａ＝０．５〜２．０μｍになるようにす
   ること、圧延ロールと金属帯との接触部に潤滑剤を供給
   して冷間圧延を行うことからなる金属帯の冷間圧延方法
   。