(57)【要約】【課題】ロール交換回数を低減して生産性の向上を図るとともに、高精度の板クラウン・形状制御により高品質の圧延板を製造することができる分割バックアップロール型板圧延機用ロールを提供する。【解決手段】分割バックアップロール型板圧延機用ロールにおいて、平均粒径が２０μm以下のＶＣ（バナジウムカーバイド）を少なくとも面積率２０％以上晶出した、膜厚１mm以上の皮膜が前記上、下ワークロールおよび上、下分割型バックアップロールの少なくとも一つにコーティングされている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも上、下いずれか一方のロールアセンブリーがロール軸方向に３以上に分割された分割型バックアップロールによって上、下ワークロールを支持する機構を有し、前記分割型バックアップロールを構成する各分割バックアップロールがそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置および圧下位置測定装置を備えた分割バックアップロール型の板圧延機用ロールにおいて、平均粒径が２０μm以下のＶＣ（バナジウムカーバイド）を少なくとも面積率２０％以上晶出した、膜厚１mm以上の皮膜が前記上、下ワークロールおよび上、下分割型バックアップロールの少なくとも一つにコーティングされていることを特徴とする板圧延機用ロール。
【請求項２】
前記ワークロールの円筒度が０．０５mm以下である請求項１記載の板圧延機用ロール。
【請求項３】
前記分割バックアップロールの円筒度が０．０５mm以下である請求項１または請求項２記載の板圧延機用ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも上下いずれかのロールアセンブリーがロール軸方向に３以上に分割された分割型バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有する分割バックアップロール型の板圧延機用ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、少なくとも上、下いずれか一方のロールアセンブリーがロール軸方向に３以上に分割された分割型バックアップロールによって上、下ワークロールを支持する機構を備えた分割バックアップロール型板圧延機が注目されている。この板圧延機では、各分割バックアップロールの測定荷重から推定される圧延材〜ワークロール間の幅方向荷重分布が所望の値となるように幅方向板厚分布・形状制御装置を制御する（例えば、特許文献１参照）。この制御方法により、圧延中の板クラウン・形状を時間遅れなく高精度に検出・制御することが可能となり、圧延板の板クラウン・形状が飛躍的に向上する。
【特許文献１】特開平６−２６２２２８号公報（第２頁、請求項１および図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記分割バックアップロール型板圧延機のワークロールおよび分割型バックアップロールのロール径は、通常の板圧延機のロール径よりかなり小さい。例えば、ワークロールの直径は通常の４段式板圧延機のワークロールに比べて１／２〜１／３程度である。
【０００４】
ロール径が小さくなると、ワークロールと圧延材との間、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が高くなるとともに、圧延単位長さ当りの転動回数が増す。この結果、摩耗速度が速くなり、ロール交換が頻繁となる。とりわけ、ワークロールは分割型バックアップロールによって複雑な曲げモーメントを受けるので、通常の板圧延機よりも厳しい環境で使用される。さらに、厚板材の圧延機に使用されるロールの場合は胴長が長いので、薄板仕上熱延で用いられるハイスロールが使用できず、鋳鉄レベルのロールしか適用できない。
【０００５】
また、分割バックアップロール型板圧延機は高精度で板クラウン・形状を制御することができるが、板クラウン・形状の制御において圧延荷重からワークロールのたわみを計算する必要がある。このたわみの計算精度は、ワークロールまたは分割バックアップロールの円筒度の精度に大きく影響される。したがって、ロールの摩耗により円筒度が劣化すると、板クラウン・形状の精度が低下するという問題もある。
【０００６】
この発明の課題は、ロール交換回数を低減して生産性の向上を図るとともに、高精度の板クラウン・形状制御により高品質の圧延板を製造することができる分割バックアップロール型板圧延機用ロールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の板圧延機用ロールは、少なくとも上、下いずれか一方のロールアセンブリーがロール軸方向に３以上に分割された分割型バックアップロールによって上、下ワークロールを支持する機構を有し、前記分割型バックアップロールを構成する各分割バックアップロールがそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置および圧下位置測定装置を備えた分割バックアップロール型の板圧延機用ロールにおいて、平均粒径が２０μm以下のＶＣ（バナジウムカーバイド）を少なくとも面積率２０％以上晶出した、膜厚１mm以上の皮膜が前記上、下ワークロールおよび上、下分割型バックアップロールの少なくとも一つにコーティングされている。
【０００８】
前記板圧延機用ロールにおいて、前記ワークロールの円筒度は０．０５mm以下であることが好ましい。
さらに、前記分割バックアップロールの円筒度も０．０５mm以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の板圧延用ロールは、前記ＶＣ皮膜によりロールの摩耗を大幅に減少させることができる。このために、ロールに高い面圧と曲げ応力が作用する分割バックアップロール型板圧延機において、ロールの寿命が延びてロール交換回数が少なくなり、生産性が向上する。また、長期にわたって高精度の円筒度を維持することができ、分割バックアップロール型板圧延機の優れた板クラウン・形状制御性を十分に活用でき、高品質の圧延板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２はこの発明のロールが組み込まれるロールアセンブリーの一例を示す側面図であり、図３は上記ロールアセンブリーの平面図である。
【００１１】
分割バックアップロール型板圧延機は上、下のロールアセンブリー１０、２０を備えている。上ロールアセンブリー１０は、上ワークロール１１および上分割型バックアップロール１２からなっている。上分割型バックアップロール１２はロール軸方向に７分割されており、７個の分割バックアップロール１３〜１９からなっている。分割バックアップロール１４、１６、１８は圧延機入側に、分割バックアップロール１３、１５、１７、１９は出側にそれぞれ配置されている。なお、各分割バックアップロール１３〜１９には、圧下装置、荷重測定装置および圧下位置測定装置（いずれも図示しない）が設けられている。
【００１２】
下ロールアセンブリー２０も、上ロールアセンブリー１０と同じ構成となっている。すなわち、下ロールアセンブリー２０は下ワークロール２１と、７個の分割バックアップロール２３〜２９からなる分割型バックアップロール２０とによって構成されている。
【００１３】
上、下のロールアセンブリーは上下対称に配置されている。なお、上、下一方のバックアップロールは、非分割型（一体型）バックアップロールであってもよい。図２および図３において、圧延材Ｐは矢印Ａの方向に進む。
【００１４】
上記ワークロールおよび／またはワークロールは、図１に示すように母材１の表面にＶＣ皮膜５が形成されている。母材１の材質として炭素鋼、軸受鋼、ダイス鋼などが用いられる。
【００１５】
ＶＣ皮膜５は、ＶＣの平均粒径が２０μm以下であることが必要であり、１０μm以下が好ましい。ＶＣの平均粒径が２０μmを超えると、十分な耐摩耗性が得られない。平均粒径の下限は特に限定されない。ＶＣは少なくとも面積率２０％以上晶出していることが必要であり、好ましくは３０％以上である。面積率が２０％未満であると十分な耐摩耗性が得られない。面積率の上限は特に限定されないが、ＶＣの晶出が過剰になると耐摩耗性／価格比が低下する。
【００１６】
ＶＣ皮膜５の厚みｔは１mm以上が必要であり、３mm以上が好ましい。膜厚ｔが１mm未満であると、長期の使用に耐えることができない。膜厚ｔが厚くなり過ぎると、必要以上に長寿命となり、コストも高くなる上、皮膜剥離が発生しやすくなるので、７mm以下が望ましい。
【００１７】
分割バックアップロール型板圧延機では、板クラウン・形状の制御において圧延荷重からワークロールのたわみを計算する必要がある。このたわみの計算精度は、ワークロールまたは分割バックアップロールの円筒度の精度に大きく影響される。このために、ワークロールの円筒度を０．０５mm以下、分割バックアップロールの円筒度を０．０５mm以下に維持することが望ましい。これらロールにＶＣ皮膜を施すことによりロールの摩耗が軽減されるので、長期にわたり上記円筒度が維持され、高精度の板クラウン・形状を得ることができる。したがって、板クラウン・形状の点からでもこれらロールにＶＣ皮膜を施すことの効果は大きい。
【００１８】
ワークロール径Ｄは約２００〜４００mmと小さく、また分割型バックアップロールによって複雑な曲げモーメントを受ける。このために、摩耗が激しく、円筒度の劣化も早いので、ロール交換が頻繁となる。摩耗を軽減するために、ワークロールにＶＣ皮膜を形成することにより、ロール交換の頻度を少なくすることができる。さらに、厚板材の圧延機に使用されるロールは胴長Ｌが４５００〜６０００mmと長いので、ハイスロールが使用できない。このように胴長の長いロールにＶＣ皮膜を施すことにより、ハイスロール以上の耐摩耗性を有するロールを製造・使用することができる。この点からも、これらロールにＶＣ皮膜が施すことの効果は大きい。
【００１９】
上記ＶＣ皮膜ロールを備えた板圧延機は、例えば仕上圧延機および仕上圧延機で圧延された圧延板を冷却する冷却装置の下流側に配置され、無潤滑状態で厚板を軽圧下する圧延に使用される。
【実施例１】
【００２０】
西原式転動摩耗試験機を用いて、本願発明のロール材と熱延ハイスロール材との耐摩耗性を比較した。試験ロール材に直径３０mm、胴長１０mmのリング状のものを用い、相手片（摩擦させる材料）として、Ｓ４５Ｃで作られた同じサイズの試験片を滑り速度２０m／minだけ、相手片の回転速度を大きくして、合計２０万回試験片を２００m／minの周速度で回転させた。そのときの摩耗重量を比較した結果、本願発明の方が、熱延ハイスロール材よりも約１／２少なく、優れた耐摩耗性を有していることが判明した。
【実施例２】
【００２１】
直径８０mm、胴長５５０mmのワークロールを有し、上下に７つの分割バックアップロールを有する圧延機（バックアップロールの直径は１３０mmで、胴長６５mm）を用いて、上分割バックアップロールに配置されたロードセル荷重測定値から上分割バックアップロール位置を個別に制御して所望の形状に仕上げる圧延実験を行った。圧延材料にはオーステナイト系ステンレス鋼を用い、単位平方mmあたり３０Nの張力を入出側から材料に負荷して、圧下率約１％の形状制御圧延実験を行った。ワークロール材として、本願発明のロールと熱延ハイスロール材とを用いて、圧延速度１０m／minで２００m圧延したときの、ロールの粗度低下率を比較した。本願発明のワークロールの圧延前の粗度は０．８μmＲａであったのが、圧延後は０．７μmＲａになったのに対して、熱延ハイスロール材で作られたワークロールの圧延前の粗度は０．６μmＲａであったのが、圧延後には０．３μmＲａにまで低下し、圧延実験からも本願のロールの良好な耐摩耗性が明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明のＶＣ皮膜を施したロールの一部の模式的断面図である。
【図２】この発明のロールが組み込まれるロールアセンブリーの一例を示す側面図である。
【図３】上記ロールアセンブリーの平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ロール母材
５  ＶＣ皮膜
１０、２０  ロールアセンブリー
１１、２１  ワークロール
１２、２２  分割型バックアップロール  
１３〜１９、２３〜２９  分割バックアップロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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