(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤング率４５０ＧＰａ以上の超硬合金からなる胴部と、
前記胴部の外周面上に形成され、２．０〜１０．０μｍの範囲の算術平均粗さを有し、粒状のクロムからなる凹凸層と、
を備えたことを特徴とする圧延用ワークロール。
【請求項２】
前記凹凸層は、クロムめっきにより粒状のクロムを析出させたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧延用ワークロール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧延用ワークロールを備えた圧延機。
【請求項４】
請求項３に記載の圧延機を１つ以上用いて、伸び率０．２％以上の調質圧延を施すことを特徴とする圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度の鋼帯の圧延を行う圧延用ワークロールおよびこれを備えた圧延機ならびに圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鋼帯に例えば圧下率１％以下の軽圧下を施す調質圧延機が知られている。鋼帯は調質圧延機により一様に伸ばされ、形状が矯正されて所定の平坦度を得る。さらに、調質圧延によって、降伏点伸び、引張り強さ、伸び等の機械的性質および表面粗度などの鋼帯の性状が改善される。近年、鋼帯の高付加価値化に伴って、高張力鋼に代表される硬質な鋼帯の需要が増加している。特に、引張り強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板の場合、形状矯正に必要な伸び率を確保するときには、非常に高い圧延荷重が必要となる。【０００３】
そこで、従来から種々の高張力鋼板の調質圧延方法が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。特許文献１には、調質圧延で用いるワークロールの表面平均粗さＲａを３．０〜１０．０μｍの範囲として調質圧延を行う方法が開示されている。特許文献２には、ロール材料として表層部のヤング率が５００ＧＰａ以上であるタングステンカーバイド（ＷＣ）とコバルト（Ｃｏ）から成る超硬合金を用いる方法が開示されている。特許文献３には、ロール表層ヤング率が４５０ＧＰａ以上でその表面粗度がＲａで１μｍ以上１０μｍ以下のロールで調質圧延をする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７３６８４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１９３０３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８９４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１〜３に記載された圧延用ワークロール表面は、ダル加工により所定の算術平均粗さになっている。通常、ダル加工を行う際には特許文献１に記載されているように、ショットブラスト加工方式、放電ダル加工方式等を用いることが考えられる。しかしながら、これらの方式では、圧延距離が進むにつれて、摩耗による表面粗さの低下またはクラックの進展等の不具合が生じるおそれがある。すると、圧延用ワークロールに不具合が生じると修理もしくは交換作業等が必要になり、圧延作業の安定した操業が難しいという問題がある。【０００６】
本発明は、高強度の鋼帯の調質圧延を行う際に、圧延作業の安定的な操業を行うことができる圧延用ワークロールおよびこれを備えた圧延機ならびに圧延方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これら課題を解決するために以下の構成を有する。
［１］  ヤング率４５０ＧＰａ以上の超硬合金からなる胴部と、
前記胴部の外周面上に形成され、２．０〜１０．０μｍの範囲の算術平均粗さを有し、粒状のクロムからなる凹凸層と、
を備えたことを特徴とする圧延用ワークロール。
［２］  前記凹凸層は、クロムめっきにより粒状のクロムを析出させたものであることを特徴とする［１］に記載の圧延用ワークロール。
［３］  ［１］または［２］に記載のワークロールを備えた１以上のスタンドからなる調質圧延機。
［４］  ［３］に記載の圧延用ワークロールを備えた１以上の調質圧延機を用いて、伸び率０．２％以上の調質圧延を施すことを特徴とする調質圧延方法。
【発明の効果】
【０００８】
以上、本発明に係る圧延用ワークロールおよびこれを備えた圧延機ならびに圧延方法によれば、胴部の外周面上に形成され、２．０〜１０．０μｍの範囲の算術平均粗さを有し、粒状のクロムからなる凹凸層を有することにより、圧延距離が進んでも摩耗による表面粗さの低下、もしくはクラックの進展等のワークロールの不具合の発生を抑制し、圧延作業の安定的な操業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の圧延用ワークロール２を用いた圧延機１０の好ましい実施形態を示す模式図である。
【図２】図１の調質圧延機における圧延用ワークロール２の凹凸層２ｙの一例を示す表面拡大写真である。
【図３】めっき時間に対する表面粗さの変化の一例を示すグラフである。
【図４】表１における従来例１、２、比較例１及び実施例１での伸び率に対する圧延荷重の変化の一例を示すグラフである。
【図５】従来の放電ダル加工で超硬合金の表面をダル加工した場合の表面拡大写真である。
【図６】表３の圧延用ワークロールを用いて圧延実験を実施した際のワークロールの圧延長に対するロール表面粗さの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の圧延用ワークロールを用いた圧延機１０の好ましい実施形態を示す模式図である。図１の圧延機１０は、例えば引張り強度が９８０ＭＰａ以上の広幅鋼帯の調質圧延を行うものである。調質圧延機１０は、１対の圧延用ワークロール２と、各圧延用ワークロール２をそれぞれ支持するバックアップロール３を有する。調質圧延機１０の前段にはペイオフリール５が配置され、調質圧延機１０の後段にはテンションリール６が配置されている。そして、ペイオフリール５及びテンションリール６により鋼帯１に張力が掛けられながら、鋼帯１が圧延用ワークロール２によって圧下され、鋼帯１に所定の伸び率（例えば０．２〜１．０％）が付与される。ただし、鋼帯１に張力を付与する手段として、調質圧延機１０の前段または後段にブライドルロールを配置してもよい。
【００１１】
圧延用ワークロール２は、例えば軸材に超硬合金からなる胴部２ｘが固定された構造を有する。胴部２ｘは、ヤング率が４５０ＧＰａ以上の超硬合金からなり、例えばタングステンカーバイド（ＷＣ）が質量％で８６％、残部がコバルト（Ｃｏ）からなる超硬合金からなっている。ヤング率が４５０ＧＰａ以上であると、高強度の鋼板を調質圧延する際にも、圧延用ワークロール２が扁平状に変形してロールバイト内における圧延用ワークロール２と鋼帯１との接触弧長が大きくなることを防ぎ、圧延用ワークロール２に過大な圧延荷重がかかることを防止することができる。
【００１２】
胴部２ｘのロールバレル面に相当する部位には粒状のＣｒからなる凹凸層２ｙが形成されている。凹凸層２ｙは、クロムめっきによって粒状クロムを析出させて形成される表面形態を含む凹凸が形成されたものであって、算術平均粗さ（以下、「表面粗さ」と称する）Ｒａが２．０〜１０．０μｍの範囲で形成される。なお、凹凸層２ｙは、少なくとも胴部２ｘのロールバレル面に形成されていればよく、胴部２ｘの外周面全体に形成されていてもよい。
【００１３】
ここで、圧下率が１．０％以下である調質圧延では、表面粗さＲａの高い圧延用ワークロール２を用いて圧延を行うと、圧延荷重は低減する。これは、圧延用ワークロール２の粗い凹凸が鋼帯の表面に転写されることにより、ワークロールの凸部の押し込みによって排除された部分が伸びとして現れる現象（伸長効果）が顕著となるためと考えられる。
【００１４】
表面粗さＲａが２．０μｍ未満の場合、圧延用ワークロール２の凹凸が鋼板に突き刺さって塑性変形を生じる際に近接する凹凸が干渉してしまい、十分な伸長効果が得られない。特に、伸長効果を発揮させるためには、圧延用ワークロール２の表面粗さＲａは、３．０μｍ以上とすることが好ましい。なお、０．２％程度の低い伸び率を付与するような調質圧延条件においては、ワークロールの表面粗さＲａを４．０μｍ超とすることにより、隣接する凸部の間隔が十分大きくなり塑性変形の干渉がほとんどなくなる。よって、効果的に伸長効果を発揮させて荷重低減するためには、凹凸層２ｙの表面粗さＲａは４．０μｍ超とすることが望ましい。
【００１５】
一方、凹凸層２ｙの表面粗さＲａが１０．０μｍより大きい場合、圧延用ワークロール２に対して表面粗さを大きくする加工を安定的に実施するのは工業上非常に困難であり、またロール寿命の観点からも望ましくない。そのため、ワークロールの表面粗さＲａは、１０．０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
この凹凸層２ｙは、クロムめっき処理によりクロムを析出させた粒状のＣｒによって形成されている。まず、クロムめっき加工の前処理として、胴部２ｘの表面とクロムめっきとの密着性を向上させる為、胴部２ｘの表面が例えば表面粗さＲａ＝０．２μｍになるように研磨された後、さらにサンドブラスト処理等により表面粗さＲａ＝０．８μｍに加工される。その後、胴部２ｘの表面の洗浄処理が行われ、クロムめっき処理が施される。
【００１７】
クロムめっき処理は、例えば、めっき浴温を５０℃以下に低温化し、６０Ａ／ｄｍ２以上の高電流密度の条件でクロムめっきを行う。これにより、胴部２ｘの表面に析出するＣｒ結晶粒の粒径サイズを大きくすることができる。すなわち、工業的に使用される硬質クロムめっきは、電気めっき条件（めっき浴温度、電流密度、めっき時間）によって析出するＣｒの形態や硬度が変化する。一般的に、広く使用される光沢めっきは表面を平滑にするために、めっき浴温５０〜６０℃、電流密度４０〜６０Ａ／ｄｍ２程度の条件で処理される。一方、上述した凹凸層２ｙには、所定の表面粗さＲａを満たす凹凸が存在しなければならないため、めっき浴温を５０℃以下に低温化し、６０Ａ／ｄｍ２以上の高電流密度の条件にして、析出されたクロムが粒状化するようにしている。
【００１８】
図２は、図１の調質圧延機における圧延用ワークロールの凹凸層の一例を示す表面拡大写真である。図２の凹凸層２ｙのクロムめっき条件は、めっき液としてクロム酸（ＣｒＯ３）と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）からなるめっき液を用い、めっき浴温３７℃、電流密度１２０Ａ／ｄｍ２、めっき時間１５０ｍｉｎとした。そして、Ｃｒの析出によって胴部２ｘの表面に粒状の凹凸層２ｙを形成した。このときの表面粗さＲａを接触式の粗さ計で測定したところ、表面粗さＲａ＝３．９μｍであった。また、この凹凸層２ｙにクラック等の発生が無かった。
【００１９】
凹凸層２ｙの表面粗さＲａは、めっき時間により制御される。図３は図２のめっき条件でめっき時間のみを変更した場合のめっき後の表面粗さＲａの変化を示したものである。めっき時間の増加に伴い、表面粗さＲａは大きくなっており、めっき条件を変更することで所望の表面粗さＲａに制御することができる。ここで、ロール表面にクロムめっきで析出させるＣｒの平均粒径は５０μｍ以上とすることが好ましい。これは、凹凸の鋼板表面への押込みによる伸長効果を効果的に作用させるためである。Ｃｒの平均粒径を大きくすることによって、隣接する凹凸の間隔を大きくすることができ、鋼板の表面に突き刺さって塑性変形を生じさせる際の近接する凹凸の干渉を低減させることができる。
【００２０】
＜圧延荷重に関する実験＞
上記凹凸層２ｙを有する圧延用ワークロール２による圧延荷重の低減効果を確認する為に、圧延実験を実施した。なお、実験では供試材として、板厚０．２１５ｍｍ、板幅２０ｍｍ、長さ２００ｍｍ、降伏応力１５００ＭＰａの高張力鋼板を用いた。また、調質圧延機１０として、ワークロール径φ７０ｍｍの４段式圧延機を用い、無張力での切板圧延を潤滑無しのドライ条件で実施した。これは実際の自動車用の高張力鋼板の圧延に対して、ロール径と供試材の板厚を１／７としたモデル実験である。
【００２１】
ワークロールとして表１に示す４種類のワークロールを用い、ロール圧下位置を変更して、圧延前後の板長さの変化から測定した伸び率と圧延時の圧延荷重の関係を調査した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１において、比較例１（Ｎｏ．１）は、胴部２ｘの材質としてヤング率２０６ＧＰａの２％Ｃｒ鋼を用い、表面を砥石研磨で仕上げて表面粗さＲａ＝０．２μｍとしたものである。従来例１（Ｎｏ．２）は胴部２ｘの材質として２％Ｃｒ鋼を用い、表面を放電ダル加工で仕上げて表面粗さＲａ＝３．０μｍとしたものである。従来例２（Ｎｏ．３）は胴部２ｘの材質として、タングステンカーバイト（ＷＣ）を質量％で８６％含有し、残部がコバルトからなる超硬合金を用いたものでヤング率は５０３ＧＰａである。表面は、砥石研磨仕上げで表面粗さＲａ＝０．２μｍである。実施例１（Ｎｏ．４）は、胴部２ｘの材質として従来例２（Ｎｏ．３）と同様の超硬合金を用い、胴部２ｘの表面にクロムめっきによってダル加工を施し、表面粗さＲａ＝２．５μｍの凹凸層２ｙを形成したものである。
【００２４】
図４は、従来例１、２、比較例１及び実施例１における伸び率と幅荷重との関係を示すグラフである。図４に示すように、ロール材質が２％Ｃｒ鋼である比較例１（Ｎｏ．１）及び従来例１（Ｎｏ．２）の幅荷重を比較すると同一の伸び率に対する幅荷重は表面粗さの大きい従来例１（Ｎｏ．２）の方が小さく、圧延用ワークロールの表面の凸部の鋼板表面への押込みによる伸長効果が得られていることが分かる。
【００２５】
一方、胴部２ｘの材質を超硬合金とした従来例２（Ｎｏ．３）では従来例１（Ｎｏ．２）よりも同一の伸び率に対する幅荷重は小さくなっており、ロールのヤング率の増加による扁平変形抑制に効果が得られていることが分かる。実施例１（Ｎｏ．４）では、圧延用ワークロールの表面の凸部の押込みによる伸長効果と、ロール扁平変形抑制の両方の効果によって、従来例２（Ｎｏ．３）よりも荷重が小さくなっており、圧延荷重を低減する効果が高いことが分かる。
【００２６】
なお、調質圧延での伸び率は通常０．２〜１．０％程度の範囲で行われ、この範囲であれば伸び率が大きいほど鋼帯の平坦度は良好となる。なお、伸び率とは、圧延前後での鋼帯の長手方向の長さの変化の割合を言う。伸び率が０．２％以上であると、高強度冷延鋼帯であっても十分に形状矯正を施すことができ、鋼帯の表面及び裏面の平坦度を概ね良好にすることができる。また、ワークロール及び調質圧延機１０にかかる圧延荷重を、調質圧延機の耐荷重以下にするためには、鋼帯に付与する伸び率は０．５％以下とすることが好ましい。
【００２７】
＜連続操業実験＞
連続操業時のロール表面の健全性を評価する為、以下に示す比較例２及び実施例２の２つの圧延用ワークロールを一定面圧で押し付けた状態で回転させる転動試験を実施した。比較例２は、胴部２ｘの材質として、タングステンカーバイト（ＷＣ）を質量％で８６％含有し、残部がコバルトからなる超硬合金（ヤング率５０３ＧＰａ）を用い、表面を直接放電ダル加工によって表面粗さＲａ＝３．０μｍに仕上げたものである。
【００２８】
図５は、比較例２のように超硬合金の胴部２ｘに対して直接放電加工によってダル加工を実施した場合の凹凸層の表面の拡大写真を示したものである。図５に示すように、表面に放電加工時の衝撃によってクラックＣＫが形成されている。なお、超硬合金のように、脆性材料であるセラミックスを主成分とする材料を放電加工した場合には、クラックＣＫが発生することが知られている。
【００２９】
一方、実施例２は、胴部２ｘの材質として、タングステンカーバイト（ＷＣ）を質量％で８６％含有し、残部がコバルトからなる超硬合金（ヤング率５０３ＧＰａ）を用い、表面にクロムめっきによって凹凸層２ｙを付与し、その表面粗さＲａ＝３．０μｍに仕上げたものである。
【００３０】
連続操業実験として、ワークロールのロール径がφ７０ｍｍ、バレル幅が４０ｍｍの４段式圧延機を用い、このワークロールを荷重１．８ｔｏｎで押付けた状態にて、速度５０ｍｐｍの条件で回転させた。実験時のワークロールに作用する最大圧力は押圧しているワークロール間の弾性接触域で発生し、今回の条件では１０１１ＭＰａとした。これは実際の連続焼鈍ライン等で使用される調質圧延機でワークロールに作用する面圧レベルと同程度のものである。実験では転動試験の時間を変更し、各時間でのワークロールの表面を拡大顕微鏡で観察し、ワークロールの表面のクラックの有無と割れや剥離等の有無を確認した。表２に実験結果をまとめたものを示す。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
表２において、放電ダル加工で所定の表面粗さＲａを付与した比較例２では、初期段階でロール表面にクラックが形成されていることが確認された（図５参照）。このクラックを有する圧延用ワークロールで圧延が行われた場合、圧延中に圧延用ワークロールに作用する応力によって転動時間の増加に伴いクラックが進展していく。その結果、転動時間３００ｍｉｎでロール表面が割れて剥離してしまった。一方、クロムめっきによってダル加工をした圧延用ワークロールでは、クラックの発生や割れ等は確認されず（＝表２でいう「健全」）、安定的にロールを使用できることが分かった。
【００３３】
＜連続操業実験２＞
また、連続操業時のロール粗度の維持性を評価する為、下記表３に示す比較例３、比較例４および実施例３、実施例４の４つの圧延用ワークロールを用いて圧延実験を実施した。
【００３４】
【表３】
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【００３５】
比較例３は胴部２ｘの材質として弾性率２０６ＧＰａの２％Ｃｒ鋼を用い、表面を放電ダル加工で表面粗さＲａ＝４．５μｍとしたものである。比較例４は、胴部２ｘの材質として、タングステンカーバイド（ＷＣ）を質量％で８０％を含有し、残部がコバルトからなる超硬合金（弾性率４５０ＧＰａ）を用い、クロムめっきを施すことなく放電ダル加工によって表面粗さＲａ＝４．５μｍに仕上げたものである。
【００３６】
一方、実施例３は、胴部２ｘの材質として、タングステンカーバイド（ＷＣ）を質量％で８０％含有し、残部がコバルトからなる超硬合金（弾性率４５０ＧＰａ）を用い、表面にクロムめっきによって凹凸層２ｙを付与し、その表面粗さを４．５μｍに仕上げたものである。このとき析出させたＣｒの平均粒径は６０μｍであった。
【００３７】
実施例４は、上記の実施例３と同じ方法でロール表面に粒状のクロムを析出させた後に、めっき条件を変更して再度めっき厚１μｍの硬質クロムめっきを施したロールである。ここで、めっき条件を変更して再度硬質クロムめっきを実施したのは、下記理由による。低めっき浴温（５０℃以下）、大電流密度（６０Ａ／ｄｍ２）のめっき条件で表面に粒状のＣｒを析出させて凹凸を形成させた場合、クロムめっきのビッカース硬度は７００〜９００程度になる。一方、めっき浴温５０〜６０℃、電流密度４０〜６０Ａ／ｄｍ２程度の条件で通常の硬質クロムめっきをした場合、硬質クロムめっきのビッカース硬度は９００〜１１００程度となる。このとき、実施例３と同じ方法でロール表面に粒状のクロムを析出させ、その後めっき条件を変更して再度硬質クロムめっきを実施した場合、圧延用ワークロールの最表面には非常に硬質のめっき被膜が形成され、耐摩耗性をさらに向上させることができるためである。
【００３８】
上記のように再度の硬質クロムめっきの厚みを１μｍとしたのは、それ以上のめっき厚でめっきをした場合には、初期に形成された粒状の凹凸が小さくなってしまい、調質圧延における伸長効果が低減するためである。つまり初期のめっきで粒状クロムを析出させた後に、薄膜の硬質クロムめっきを再度実施することにより、粒状クロムで形成された粗度パターンを変化させることなく、めっき被膜表面の硬度を上げることができる。なお、かかる理由から、再度の硬質クロムめっきの厚みとしては、０．５〜１０μｍの範囲で付与するのが望ましい。
【００３９】
そして、４段式圧延機の圧延用ワークロールとして、ロール径φ７０ｍｍ、バレル幅４０ｍｍの表３に示す４種類の圧延用ワークロールを用い、張力を付与した連続コイル圧延実験を実施した。被圧延材は板厚０．２１５ｍｍ、板幅２０ｍｍ、降伏応力１５００ＭＰａの高張力鋼板を用いた。入出側張力として１００ＭＰａを負荷した状態で、無潤滑のドライ条件で単位幅あたりの圧延荷重が０．２ｔｏｎ／ｍｍとなる条件でコイル圧延を実施した。このとき各ロールでの圧延長に対するロール表面粗さの変化を測定した。
【００４０】
図６は、表３の圧延用ワークロールを用いて圧延実験を実施した際のワークロールの圧延長に対するロール表面粗さの変化を示すグラフである。図６に示すように、２％Ｃｒ鋼ロールを放電ダル加工した比較例３では圧延長の増加に伴い、粗度が大きく低下していることが分かる。超硬合金を直接放電ダル加工で高粗度化した比較例４のロールでは、超硬合金の硬度が極めて高い為、圧延長に対するロール粗度の維持性は最も優れている。しかしながら、１．６７ｋｍの圧延後にはロール表面に割れが発生しており、それ以上の圧延は困難となった。これは前述したように、超硬合金へ直接放電加工した場合にクラックが形成され、圧延時に負荷される応力によってクラックが進展した為であり、実際の圧延での使用は困難である。
【００４１】
一方、本発明の実施例３、実施例４では初期摩耗で粗度は低下するものの、その後の圧延長に対する粗度維持性は比較例３より格段に優れることが分かる。特に、表面に薄膜の硬質クロムめっきを施す実施例４は優れた粗度維持性を示すことが分かる。
【００４２】
上記実施形態によれば、胴部２ｘの外周面上に形成され、２．０〜１０．０μｍの範囲の表面粗さＲａを有し、粒状のクロムからなる凹凸層２ｙを有することにより、圧延距離が進んでも摩耗による表面粗さＲａの低下、もしくはクラックの発生等のワークロールの劣化を低減し、安定的な調質圧延を行うことができる。特に、調質圧延機１０に使用される圧延用ワークロール２の材質と表面加工方法とを変更するのみで圧延荷重の低減が可能であり、ロール径等の設備自体の変更を行う必要がなく、その工業的価値は大きい。
【００４３】
特に、高張力鋼の中でも焼入れ及び焼き戻し処理を伴う連続焼鈍により製造された鋼板は、焼入れ処理時の熱応力や金属組織の変態に伴い発生する変態応力によって、鋼帯の形状（平坦度）が悪化しやすい。このような鋼帯の形状不良は、焼鈍する前の冷間圧延で鋼帯形状を平坦化しても解消することはできない。そのため、焼鈍後の鋼帯を調質圧延により形状矯正をする必要がある。
【００４４】
また、引張り強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板は自動車用部品の素材として使用され、プレス加工によって部品に成形される。プレス加工時の保油性を高める為、鋼板の表面にダル仕上げ（凹凸仕上げ）が必要になる。鋼帯１の表面のダル仕上げは、通常調質圧延機１０の圧延用ワークロール２の表面をダル加工しておき、その凹凸を鋼板に転写して制御する。
【００４５】
調質圧延時の伸び率は、鋼帯に付与される張力とワークロールの圧下位置とによって制御される。より大きな伸び率を得る為には、従来よりも大きな張力と高い圧延荷重とが必要になる。特に、引張り強度が９８０ＭＰａを超える高張力鋼帯の調質圧延では、鋼帯自体の変形抵抗が極めて高く、より大きな圧延荷重が必要となる。
【００４６】
通常の調質圧延機は、このような高張力鋼帯の調質圧延を行うことを前提として設計されていないことが多く、高張力鋼帯の調質圧延では圧延荷重が圧延機の耐荷重を超えてしまう。ここで、調質圧延機の構造を４段式から６段式等に変更し、ワークロール径を小さくすることで、圧延荷重を低減することが考えられる。しかしながら、大幅な設備改造が必要となりコストがかかるといった問題がある。
【００４７】
このように、形状矯正が必要な高張力鋼ほど、圧延負荷は増大して既設の調質圧延では対処が困難となる場合がある。そのため、次工程以降でレベラー等を用いて形状矯正しているのが実情であり、工程の追加に伴う製造コストの増大や納期の長期化が問題となる。
【００４８】
そこで、圧延用ワークロール２の表面を２．０〜１０．０μｍ以下の表面粗さＲａで加工することにより、圧延荷重を低減させながら、所望の圧延効果が得られるようにしている。また、胴部２ｘはヤング率４５０ＧＰａ以上の超硬合金からなっている。これにより、引張り強度が９８０ＭＰａ以上の高張力鋼板の圧延を行う際にも、ロール径を大きくすることなく、所望の線荷重を得ることができる。
【００４９】
一方で、上述した２．０〜１０．０μｍ以下の表面粗さＲａを放電ダル加工で形成したとき、圧延距離が進むにつれて、摩耗によって圧延用ワークロールの表面粗さＲａが低下し、圧延荷重を低く維持する効果が得られなくなる場合がある。
【００５０】
そこで、凹凸層２ｙが、クロムめっきによって形成された粒状のクロムにより形成されるようにする。これにより、クラックのない凹凸層２ｙを形成することができるとともに、繰り返し圧延を行っても表面が摩耗しにくいビッカーズ硬さを得ることができる。また、凹凸層２ｙが、粒状のクロムにより形成される場合、粒状クロムの突起が球形状の為、圧延中の局所的な応力集中が小さくなり、通常のクロムめっきコーティングの場合より耐摩耗性は向上する。その結果、ワークロールの修理や交換作業の頻度を抑え、圧延工程の安定した操業を行うことができる。
【００５１】
また、１以上の上記圧延機１０を用いて、伸び率０．２％以上の調質圧延を施すことにより、高強度冷延鋼帯であっても十分に形状矯正を施すことができ、鋼帯の表面及び裏面の平坦度を概ね良好にとすることができる。
【００５２】
本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されず、種々の変更を加えることができる。また本技術は図４に示す独立した調質圧延機への適用する場合について例示しているが、連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）や連続溶融亜鉛めっきライン（ＣＧＬ）といった連続プロセスラインにインラインで設置される圧延機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  鋼帯
２  圧延用ワークロール
２ｘ  胴部
２ｙ  凹凸層
３  バックアップロール
５  ペイオフリール
６  テンションリール
１０  調質圧延機
ＣＫ  クラック
Ｒａ  算術平均粗さ（表面粗さ）
【要約】
【課題】高強度の鋼帯の調質圧延を行う際に、圧延距離が進んでも品質を安定させながら効率的に圧延を行うことができる圧延用ワークロールおよびこれを用いた調質圧延方法を提供すること。
【解決手段】圧延用ワークロール２は、ヤング率４５０ＧＰａ以上の超硬合金からなる胴部２ｘと、胴部２ｘ上に形成され、２．０〜１０．０μｍの範囲の算術平均粗さＲａを有し、粒状のクロムからなる凹凸層２ｙと、を備える。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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