(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の焼鈍および脱スケール装置に後続して配設されるタンデム式冷間圧延設備に、複数のコイル状金属帯を供給し、先行金属帯の終端と後行金属帯の先端とを順次接合しながら連続通板し、圧延後の金属帯の接合部を切離し、各コイル毎に巻取る際に、
切離されてコイルとして巻取られる金属帯の先端から予め定める長さのトップ部分、および終端から予め定める長さのボトム部分を、通板速度を減速させて、残余の部分の金属帯の板厚に比較して薄い板厚に圧延することを特徴とする金属帯の製造方法。
【請求項２】
前記切離されてコイルとして巻取られる金属帯は、さらにレバース式圧延機によって冷間圧延され、
前記トップ部分および前記ボトム部分を、レバース式圧延機の未圧部に対応させることを特徴とする請求項１記載の金属帯の製造方法。
【請求項３】
前記金属帯は、ステンレス鋼帯であり、光揮焼鈍処理を受けることを特徴とする請求項２記載の金属帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、普通鋼、ステンレス鋼などの特殊鋼、あるいは銅やアルミニウムなどの非鉄や非鉄合金などを含む金属帯を冷間圧延し、予め設定される板厚仕様および表面仕様などを満足させる金属帯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から金属帯１の冷間圧延には、図５に示すようなレバース式圧延機２が使用される場合がある。レバース式圧延機２は、一対のテンションリール３ａ，３ｂ間に配置され、通板方向を切換えながら複数のパスで金属帯１をレバース圧延する。金属帯１が、ステンレス鋼帯である場合などは、変形抵抗が大きく加工硬化しやすいために、金属帯１を上下両面から押圧するワークロール４ａ，４ｂの径が小さいゼンジミア圧延機やローン圧延機などのクラスタ形多段圧延機が多用される。すなわちワークロール４ａ，４ｂを、上下からサポートロール５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂおよびバックアップロール７ａ，７ｂによって補強し、ワークロール４ａ，４ｂが小径であるために避けられない剛性の低下を補っている。
【０００３】
レバース式圧延機２では、圧延に必要な金属帯１の張力を、レバース式圧延機２と各テンションリール３ａ，３ｂとの間で発生させてから圧延を行っている。このため、レバース式圧延機２の両側に、少なくともＬａおよびＬｂの長さの金属帯１が必要である。レバース式圧延機２とテンションリール３ａ，３ｂ間に必要な金属帯１の長さをＤａ，Ｄｂとし、各テンションリール３ａ，３ｂに２〜３回金属帯１を巻付けて緊張させるために必要な長さをＲａ，Ｒｂとすれば、圧延張力を得るために必要な金属帯１の長さＬａ，Ｌｂは、次の第１式および第２式でそれぞれ表される。
【０００４】
Ｌａ＝Ｄａ＋Ｒａ                                              …（１）
Ｌｂ＝Ｄｂ＋Ｒｂ                                              …（２）
レバース式圧延機２を用いる金属帯１の圧延は、一方のテンションリール３ａ，３ｂからデフレクタロール８ａ，８ｂを経て供給される金属帯１を、他方側のデフレクタロール８ａ，８ｂを経てテンションリール３ａ，３ｂに巻取る。この際に、通常冷間圧延は金属帯１に張力を張ったままの状態で行われるため、その金属帯１の終端は供給側のテンションリール３ａ，３ｂに巻付けたままの状態で残しておかなければならない。このため、前述の長さＬａ，Ｌｂの部分はレバース式圧延機２では圧延することができず、板厚についての製品仕様を満足することができない未圧部、すなわち未圧屑となり、製品の製造歩留りを大きく低下させる。金属帯１がステンレス鋼帯などで、その材料の単価が高い場合は、金属帯の先端と終端とに接合し直しては寿命まで繰返し使用されるサービステールと称される別の材料を接合し、レバース式圧延機２で必要となる圧延張力を確保する場合もある。この場合、別の材料としては、材料強度、接合強度（たとえば溶接強度）、耐酸性、耐熱性などを有する金属材料が望まれる。したがって、たとえば板厚不良や表面疵などの理由でもって既に屑化されているステンレス鋼帯やこのサービステール用に製作された金属帯などが好ましく用いられる。このように、金属帯１の製造工程の少なくとも途中の段階では、金属帯１を巻取ったコイル９の先端と終端とには、最終的な金属帯１の製品としては使用しない部分が付加されることがある。
【０００５】
図６は、金属帯のコイル９を工程間で一時的に保管したりするコイル取扱いヤード１０の構成を示す。コイル取扱いヤード１０におけるコイル９の搬送は、このヤード１０を含めて自動搬送化、無人搬送化されており、たとえば天井走行クレーン１１によって無人状態で行われる。天井走行クレーン１１には、基板１２、把持部１３および支持部１４などが設けられ、コイル９を吊下げて搬送する。天井走行クレーン１１は、工場建屋の壁１５上に設けられる一対の走行レール１６，１７間にまたがって、走行レール１６，１７間で支持され、走行レール１６，１７に沿って往復移動可能である。基板１２以下の部分は、横行レール１８，１９に沿って、走行レール１６，１７と垂直な方向に移動可能である。このような天井走行クレーン１１によって搬送されるコイル９は、工場建屋の床２０上に載置され、場合によっては２段積みないし多段積みされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すようなレバース式圧延機２を用いる冷間圧延では、金属帯１の先端と終端とに圧延が不可能な未圧部が生じるので、未圧屑となって製造歩留りを大幅に低下させる。金属帯１がステンレス鋼帯などで、比較的材料単価が高い場合は、サービステールと称される他の材料による薄板を先端と終端とに取付け、未圧屑の発生を防止するけれども、サービステールを接合するための設備やサービステールそのものの費用や作業費などが新たに発生しコストアップにつながる。従来は、未圧屑として捨てる場合の費用と、サービステールを取付ける作業費等々とを勘案し、金属帯１の厚みが基準値よりも厚い場合には、未圧屑のコストがサービステール取付けの作業コストを上まわるので、サービステールを取付けるように標準化している。
【０００７】
しかしながら、サービステールは、レバース式圧延機２を用いる冷間圧延の際に必要な張力を発生させるために取付けるので、接合部の機械的強度が大きい必要がある。安価な材料は、材料自体に付加することができる張力が限られる。また、サービステールと金属帯１とが異なる材料であったり、金属帯１自体の溶接がどのようなサービステール材質のものと組合せてもその強度上、弱いものであったりすると、このような溶接などによって接合する部分の強度がどうしても不足したりあるいは溶接施工部の異常が発生したりして、実圧延時に溶接部破断による多大なトラブルが発生する。
【０００８】
一方、図６に示すようなコイル取扱いヤード１０では、コイル９の内周部を天井走行クレーン１１の把持部１３で把持したり、コイル９の外周部を床２０上に一段または多段に積重ねたりしている。その他、コイル９の取扱いでは、たとえばフォークリフトのフォークをコイル９の内空間に差入れてコイル９を持上げながら、運搬することも多い。このようにコイル９の取扱いや運搬時にはコイル９の内周部がフォークリフトのフォークなど他の物体と触れて疵がつきやすく、保管状態ではその外周部が床２０上や他のコイルに押圧され接触して疵がつきやすい。このコイル９の内周部には、最初にテンションリールに巻付けられるトップ部分が存在し、コイル９の外周部には最後にテンションリールに巻取られるボトム部分が存在する。このようにコイル９として巻取られた金属帯１のトップ部分とボトム部分とは、コイル９の工程間における取扱いなどによって疵が発生しやすく、製品として要求される表面品質を満たすことが困難である。このようなコイル９の多くの取扱いなどにおいて、コイル９として巻取られた金属帯１のトップ部分とボトム部分に対応する部分に、繰返し使用可能で疵が発生しても何ら支障のない前記サービステールを接合することが行われていたのである。
【０００９】
本発明の目的は、金属帯の圧延時に、圧延により金属帯の薄手のトップ部分とボトム部分とを効率的に付加しておいて、その後の圧延を何らトラブルなく安定して圧延できるように、またその後の圧延を含めて加工処理される際に金属帯自体の表面に疵などを発生させないようにして、実質的に金属帯の製造歩留りを向上させ低コストで製造することができる金属帯の製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一連の焼鈍および脱スケール装置に後続して配設されるタンデム式冷間圧延設備に、複数のコイル状金属帯を供給し、先行金属帯の終端と後行金属帯の先端とを順次接合しながら連続通板し、圧延後の金属帯の接合部を切離し、各コイル毎に巻取る際に、
切離されてコイルとして巻取られる金属帯の先端から予め定める長さのトップ部分、および終端から予め定める長さのボトム部分を、通板速度を減速させて、残余の部分の金属帯の板厚に比較して薄い板厚に圧延することを特徴とする金属帯の製造方法である。
【００１２】
また本発明の前記切離されてコイルとして巻取られる金属帯は、さらにレバース式圧延機によって冷間圧延され、
前記トップ部分および前記ボトム部分を、レバース式圧延機の未圧部に対応させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明の前記金属帯は、ステンレス鋼帯であり、光揮焼鈍処理を受けることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明に従えば、一連の焼鈍および脱スケール装置に後続配設されるタンデム式冷間圧延設備に複数のコイル状金属帯を供給し、先行金属帯の終端と後行金属帯の先端とを順次接合しながら連続通板するので、１つのコイルのトップ部分とボトム部分とを他のコイルからの金属帯と接合した状態で圧延することができる。一連の焼鈍および脱スケール装置に後続配設されるタンデム式冷間圧延設備でトップ部分とボトム部分とを圧延するので、金属帯の製造において焼鈍および脱スケールが必要な場合は、同時に板厚の薄いトップ部分とボトム部分とを効率的に得ることができる。金属帯のトップ部分とボトム部分とが通板速度を減速させて薄く圧延されているので、最終的に未圧部となったりあるいは表面疵などが発生したりして屑となる場合であっても、製品化する上で製造歩留りを向上させ低コストで製造することができる。
【００１７】
また本発明に従えば、トップ部分とボトム部分とを薄く圧延された金属帯は、さらにレバース式圧延機によって圧延されることがある。この場合でもレバース式圧延機では、圧延張力を確保するために未圧部分が必要となるけれども、前もって未圧部分に対応するトップ部分とボトム部分とを付加し薄くしてあるので、未圧屑となる部分が実質的に減少し、製造歩留りを向上させることができる。
【００１８】
また、前述の如くステンレス鋼帯などの比較的単価の高い金属帯を圧延し種々の工程で加工処理しながら製造してゆく場合には、金属帯の先端と終端にサービステールを接合（溶接）して製造しているが、このようにサービステールを用いる場合の諸々の費用総額よりもこの未圧屑となる部分に要する費用総額が下回ることができるように薄引圧延板厚にすることによって、かかるサービステールの製作手配、接合（溶接）取付けおよび取外し（切離し）作業、これらの作業に付随して発生して必要な諸々のライン内外における諸設備や装置、場所（スペース）、配員、比例消耗材料が必要となり、コストダウンなどにつながる。そして、かかるサービステールの製作手配、接合（溶接）取付けおよび取外し（切離し）作業が不要となるので、作業性改善、能率や生産性の向上、省力や省工程、顧客への製品納期短縮などにつながる。
【００１９】
また本発明に従えば、ステンレス鋼帯を光揮焼鈍処理してレバース式圧延機で圧延するための未圧部を、予めトップ部分とボトム部分とに形成しておく。光揮焼鈍処理されるステンレス鋼帯は、必要な表面仕上げ状態を得るためにレバース式圧延機によって圧延される場合が多く、その圧延のパス数も多い。繰返してレバース圧延された部分は製品として歩留りよく利用することができるので、効率的な金属帯の製造が可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下図面によって、本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例を示すタイムチャート、図２は図１に示す実施例に関連するタンデム式冷間圧延設備の構成を示す簡略化した正面図、図３は図１の実施例によって圧延される金属帯を示す正面図、図４は図３の金属帯の部分的な正面図である。
【００２２】
図１（１）および図２において、タンデム式冷間圧延設備は、＃１スタンド２１、＃２スタンド２２および＃３スタンド２３から成る圧延機と、２Ｈロール２４を含んで構成される。＃１スタンド２１は４重圧延機であり、＃２スタンド２２および＃３スタンド２３は６重圧延機である。２Ｈロール２４は、実質的に通板されるステンレス鋼帯２５に圧延に必要な前方張力を付与するための張力付与装置として用いられている。圧延されたステンレス鋼帯２５は、テンションリール２６によって巻取られる。＃１スタンド２１の上流側には、後方張力を付与するためのブライドル装置２７が設けられている。
【００２３】
このようなタンデム式冷間圧延設備は、本件出願人が、特開平５−２１２４１０号公報や特開平５−２２８５０４号公報で開示しているステンレス鋼帯用の一連の連続焼鈍装置および脱スケール装置に後続配設される多機能形の冷間圧延設備であり、＃１スタンド２１のみを使用する場合もある。このため＃１スタンド２１と＃２スタンド２２との間には、剪断機２８、デフレクタロール２９およびテンションリール３０も設けられている。また＃１スタンド２１と＃２スタンド２２との間の距離が長くなるので、センタリング装置３１も設けられている。＃１スタンド２１のみを用いる場合は、＃１スタンド２１を２重圧延機の構成に切換え、調質圧延を行う場合もある。この設備工程でステンレス鋼帯２５を圧延し、次工程として光揮焼鈍処理を必要とする場合も、＃１スタンド２１のみを用いて圧延し、圧延後のステンレス鋼帯２５を引続き別工程のレバース式圧延機で圧延することができる。しかしながら、本実施例では、光揮焼鈍処理を行う金属帯２５に対しても、＃２スタンド２２および＃３スタンド２３をも使って圧延する。
【００２４】
２Ｈロール２４の下流側には、金属帯２５の通板と同調して走行しながら金属帯２を剪断する走間剪断機３２、デフレクタロール３３および先端案内装置３４が設けられる。先端案内装置３４は、走間剪断機３２によって切離された後行金属帯の先端を把持して誘導案内する。この間に先行金属帯は高速度でテンションリール２６に巻取られる。
【００２５】
図１（２）は、金属帯２５の通板速度の変化を示す。先行金属帯の圧延中は、たとえば４０ｍｐｍである速度Ｖ１で通板し、図１（３）に示すように先行金属帯と後行金属帯との接合部である溶接部分（ＷＰ）３５の後方に設けられ、後行金属帯の先端部分であるトップ部分３６と、先行金属帯の終端部分であるボトム部分３７とが通過しようとする際にはたとえば３０ｍｐｍである速度Ｖ２に減速する。ボトム部分３７の後端部、つまり溶接部分３５が＃１スタンド２１に到達したら、ライン停止せずに走間のまま、＃１スタンド２１のゲージ変更を行う。図１（４）に示すように、ボトム部分３７から溶接部分３５およびトップ部分３６が後端まで＃１スタンド２１を通過する時、再びライン停止することなく＃１スタンドのゲージ変更を行う。図１（５），（６）に示すように、ボトム部分３７の前端が＃２スタンド２２または＃３スタンド２３に到達したらライン停止せずに走間にて＃２スタンド２２または＃３スタンド２３のゲージ変更を行う。いずれにしても、溶接部分３５が通過する際には、ライン停止することなくそのまま圧延してしまう。図１（７）に示すように、トップ部分３６の後端が＃２スタンド２２を通過する時に再びライン停止することなく＃２スタンド２２のゲージ変更を行う。また、図１（８）に示すように、トップ部分３６の後端が＃３スタンド２３を通過する時に再びライン停止することなく＃３スタンド２３のゲージ変更を行う。さらに、溶接部分３５が２Ｈロール２４を通過した時点で走間剪断機３２により走間剪断可能な速度まで減速する。
【００２６】
図１（９）に示すように、溶接部分３５が走間剪断機（シャー）３２に達すると、金属帯２５を走間剪断し、先行金属帯のボトム部分３７を後行金属帯の通板速度Ｖ３よりも高速なＶ４の通板速度で急速に巻取る。Ｖ３，Ｖ４はたとえば１０ｍｐｍ，３０ｍｐｍである。この間後行金属帯のトップ部分３６は、図１（１０）に示すように、先端案内装置３４によって比較的低速なＶ３で案内される。このように、先行金属帯と後行金属帯とが材質、形状において同一または一定の範囲内であれば、溶接部分３５をその通板を停止しないでそのまま圧延することができ、効率的である。
【００２７】
図３は、金属帯２５に付加されるトップ部分３６とボトム部分３７の形状変化を示す。トップ部分３６は、圧延前にはＬ１０の長さがあり、圧延後にはＬ１１に延びる。ボトム部分３７は圧延前にはＬ２０の長さがあり、圧延後にＬ１２に延びる。トップ部分３６およびボトム部分３７を除く残余の部分は、粗延部分３８となり、圧延前より少し延びた状態となる。
【００２８】
図４は、トップ部分３６と粗延部分３８の境界付近の板厚変化を示す。トップ部分３６には、強圧下部３９と走間ゲージ変更部４８が含まれる。粗延部分３８は、＃１スタンド２１、＃２スタンド２２および＃３スタンド２３によって３０％以下、多くは数％程度の圧下率で粗延され、厚みがｔ１１、ｔ１２およびｔ１３に変化する。強圧下部３９は、＃１スタンド２１、＃２スタンド２２および＃３スタンド２３によって３０％以上の圧下率で強圧下され、厚みがｔ２１、ｔ２２およびｔ２３に変化する。走間ゲージ変更部４８では、通板を停止せずにワークロール間隔を変化させながら、強圧下により段々に板厚が変化している。
【００２９】
さて、以上に図３および図４により金属帯２５のトップ部分３６およびボトム部分３７を除く残余の部分が、より肉厚の粗延部分３８となるように粗延される実施例について説明してきた。そして、この金属帯２５に圧延付加されたトップ部分３６およびボトム部分３７が以後の圧延や焼鈍脱スケールや光輝熱処理などなど幾多の設備装置工程を経て製造され製品化する過程で、製造ルーティング上で真に不要になった時点で、前述の如きサービステールとして用いられてきて役目を終えたかかるトップ部分３６およびボトム部分３７の取外し（切離し）作業を行えばよいのである。
【００３０】
しかし、先に説明した肉厚の粗延部分３８となるように粗延される実施例は、たとえば以下に説明するような理由によって多用されており有効なのである。
【００３１】
たとえば熱間圧延を終えたステンレス鋼帯などの金属帯２５を焼鈍など熱処理かつ脱スケール処理し、金属帯２５の表面に種々の疵や不良皮膜層が残存しているのでこれらを除去してやるために砥粒を有するエンドレス回転ベルトを備える研摩装置によって研摩し、その後にかかる金属帯２５を本格的に冷間圧延する場合に非常に有効なのである。この場合に、前述の如く肉厚の粗延部分３８となるように数％程度の粗延を行わずに、仮に所定の全圧下率の途中に至るまで強圧下圧延を行い、次いで研摩してから残りの圧延を行ったりすると、圧延後の金属帯２５の表面に研摩時の研摩目が残存してしまい、その表面品質に異常をきたすからである。また、この粗延部分３８を全長に渡って所定の全圧下率に至るまで強圧下圧延してしまうと、当然金属帯２５は加工硬化しそれだけ全長が延びてしまうので、その表面疵などを研摩除去しようとしても研摩不能に陥ったり、延びてしまった分だけ研摩時間が長くなって研摩能率を低下させてしまったりあるいは不必要に研摩歩留りを低下させてしまったりするからである。
【００３２】
さらに、この図３および図４に示すような出側での寸法の変化は次の第３式の関係で表される。
【００３３】
【数１】
0003553648.tif 000002
【００３４】
ここで入側の長さＬｉは、トップ部分３６またはボトム部分３７の長さＬ１０またはＬ２０を表す。出側の長さＬｏは、トップ部分３６の長さＬ１１またはボトム部分３７の長さＬ１２を表す。入側の板厚ｔｉは、もとの金属帯２５の板厚寸法を表す。出側の板厚ｔｏは、トップ部分３６の板厚ｔ２３またはボトム部分３７の板厚を表す。
【００３５】
本実施例によれば、素材として金属帯２５の圧延中に、圧延してサービステールに相当する部分を形成するのであるから、サービステールを製作手配する作業やその取付ける作業が全く不要となり、また屑として除去する量を減らすことができるので、総合的な生産コストを低減することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、金属帯の先端と終端とから、それぞれ予め定める長さの部分を通板速度を減速させて薄く圧延してトップ部分とボトム部分とを効率的に形成する。このため、トップ部分とボトム部分とが最終的に金属帯として製品化されないでも、歩留りの低下を抑えることができる。また金属帯の製造上、先端と終端とに製品化されない部分が必要な場合でも、別の材料を取付ける作業を行う必要がないので、作業コストを低減することができる。
【００３８】
また本発明によれば、１つの実施例として、トップ部分とボトム部分とを残余の部分よりも薄く圧延された金属帯は、レバース式圧延機によって冷間圧延される。トップ部分とボトム部分とは、レバース式圧延機における未圧部分の長さに対応しているので、歩留りよくレバース式圧延機による複数パスの冷間圧延を行うことができる。レバース式圧延機の未圧部は圧延張力を確保するために必要であるけれども、サービステールとして接合（溶接）した場合に比較して、この接合による強度上や危険性に何ら心配なく大きな張力に耐えることができ、接合部の破断など多大な圧延トラブルもなく、効率的な冷間圧延を行うことができる。
【００３９】
しかもこのサービステールを用いる場合の諸々の費用総額よりもこの製品仕様として満足しない未圧部（未圧屑となる部分）に要する費用総額が下回ることができるように薄引圧延板厚にすることが可能となり、かかるサービステールの製作手配作業、接合（溶接）取付作業および不必要になったときの取外し（切離し）作業、これらの作業に付随し発生して必要となる諸々のライン内外における諸設備や装置、場所（スペース）、配員、比例消耗材料などが全く不必要となる。このため、さらに製造コスト低減につながるだけでなく、作業性の改善、能率や生産性の向上、省力や省工程、顧客への製品納期短縮などにもつながるのである。
【００４０】
また本発明によれば、ステンレス鋼帯を光揮焼鈍処理してレバース式圧延機で冷間圧延する際の、材料歩留りを向上し、圧延を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による金属帯の製造方法を示すタイムチャートである。
【図２】図１の実施例に関連するタンデム式冷間圧延設備の構成を示す簡略化した正面図である。
【図３】本実施例によって冷間圧延される金属帯の寸法変化を示す簡略化した正面図である。
【図４】図３のトップ部分３６と粗延部分３８との境界付近の厚み変化を示す部分的な正面図である。
【図５】従来からのレバース式圧延機を用いる圧延方法を示す簡略化した正面図である。
【図６】従来からのコイル取扱いヤードの構成を示す簡略化した斜視図である。
【符号の説明】
２１  ＃１スタンド
２２  ＃２スタンド
２３  ＃３スタンド
２４  ２Ｈロール
２５  ステンレス鋼帯
２６  テンシヨンリール
２７  ブライドル装置
３２  走間剪断機
３５  溶接部分
３６  トップ部分
３７  ボトム部分
３８  粗延部分
３９  強圧下部
４８  走間ゲージ変更部
【図１】
0003553648.tif 000003
【図２】
0003553648.tif 000004
【図３】
0003553648.tif 000005
【図４】
0003553648.tif 000006
【図５】
0003553648.tif 000007
【図６】
0003553648.tif 000008