(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、
少なくとも１回の素材端部矯正工程を有するとともに、該素材端部矯正工程は、圧延ロール間のギャップを前回パス時の実績ギャップ値の９０〜１１０％の範囲に設定して、両圧延ロール間に素材の端部を噛み込ませて所定長さ送り込んだ後に、素材の移動方向を逆転させるとともに両圧延ロール間のギャップを次回パス時の設定ギャップより０〜１０ｍｍ狭いギャップとなるまで減少させながら素材を圧延ロール間から引き抜き、その後、前記次回パス時の設定ギャップとされた両圧延ロール間に素材を送り込んで圧延することを特徴とする圧延材の製造方法。
【請求項２】
前記素材端部矯正工程は、素材を予め設定したロールギャップ以下に圧延する際に実施することを特徴とする請求項１に記載の圧延材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚さ３００〜６５０ｍｍ程度のアルミニウム等の鋳塊（スラブ）から板状の圧延材を製造する場合、まず粗圧延として、可逆式圧延機を用いて再結晶温度以上の例えば４００〜５５０℃の温度で厚さ数十ｍｍとなるまで熱間圧延し、さらに仕上圧延機で２０mm以下まで圧延し、円筒状に巻き取ってコイルとしている。
【０００３】
その可逆式圧延機による熱間圧延は、圧延ロールを介してその前後間で素材を往復走行させるように両圧延ロール間に複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させることにより、その厚さを薄くしていく方法である。この熱間圧延において、圧延中の素材の変形は板厚方向で均一ではなく、圧延ロールの入り口付近では板厚方向の表面に近い部分が大きく変形し、中心部分の変形は遅れて進行する。このため、スラブから順次肉厚を減少させるように圧延していくと、素材の前後端部に、素材を側面から見たときにわに口形状となる口割れと称する材料割れが発生し易い。このような口割れが発生した場合、その発生端部を所定長さ分、切断して取り除くことが行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３２９４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、可逆式熱間圧延機の圧延ロール近傍には、素材が圧延ロール間に進入し易いように、ストリッパーガイドが設置されているが、素材先端が口割れた状態で圧延ロール間の出側に送られるとストリッパーガイドに引っかかり、ストリッパーガイドを破損してしまう。このため、オペレーター操作により、先端部を前進、停止、後退させる操作を数回繰り返して修正しているが、微妙な操作のため練度を要し、また操作ミスによるストリッパーガイドの破損を起こすこともある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、自動で口割れを修正させて、自動圧延の継続、オペレーターの操作ミスを防止することができる圧延材の製造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】
【０００６】
本発明に係る圧延材の製造方法は、圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、少なくとも１回の素材端部矯正工程を有するとともに、該素材端部矯正工程は、圧延ロール間のギャップを前回パス時の実績ギャップ値の９０〜１１０％の範囲に設定して、両圧延ロール間に素材の端部を噛み込ませて所定長さ送り込んだ後に、素材の移動方向を逆転させるとともに両圧延ロール間のギャップを次回パス時の設定ギャップより０〜１０ｍｍ狭いギャップとなるまで減少させながら素材を圧延ロール間から引き抜き、その後、前記次回パス時の設定ギャップとされた両圧延ロール間に素材を送り込んで圧延することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、両圧延ロールを前回パスの時の実績ギャップ値の９０〜１１０％の範囲のギャップとして素材を送り込むことにより、口割れを発生させずかつ噛み込み検出可能な状態で、口割れが生じるおそれがある長さの範囲まで圧延ロールを通過させておき、逆転させる際に両圧延ロールのギャップを次回パスの設定ギャップより０〜１０ｍｍ狭いギャップまで減少させながら素材を移動することにより、口割れの部分を押しつぶして修復することができる。そして、この操作によって先端部が所定長さだけつぶされた状態となり、次に、圧延ロールに送り込む際には、すでに先端部がつぶされた状態であるので、圧延ロール間に円滑に進入するとともに、そのつぶされた先端部では圧延ロールの出口側で引き剥がされようとする現象も抑制され、口割れの発生が防止されるのである。
【０００８】
なお、素材を逆転させる際に圧延ロールの間のギャップを次回パスの設定ギャップより狭いギャップまで減少させる操作は、前記所定長さの全長にわたって行ってもよいし、逆転の途中で、その所定長さの範囲内の特定部分において行うようにしてもよい。素材は、前者の場合は、所定長さの全長にわたって徐々に板厚が減少し、後者の場合は、所定長さの途中で段が付いたようにして板厚が減少することになる。その所定長さとしては例えば２ｍ〜３ｍ程度とされる。
【０００９】
また、本発明に係る圧延材の製造方法において、前記素材端部矯正工程は、素材を予め設定したロールギャップ以下に圧延する際に実施することを特徴とする。つまり、口割れが発生するおそれがある板厚が経験的に把握されており、その板厚以下に圧延する際に矯正するのである。その口割れが発生するおそれがある板厚は素材の材種（合金、スラブサイズ、スラブ形状等）毎に異なり、材種毎に設定しておく。
【発明の効果】
【００１０】
また、本発明に係る圧延材の製造方法によれば、まず前回パス時の実績ギャップ値の９０〜１１０％のギャップとして、その変化率が±１０％以内と小さくして両圧延ロール間に素材を送り込んだ後に、逆転させて先端部をつぶした状態とするので、口割れ部分が押しつぶされて修復され、この状態で再度圧延ロールに送り込むことにより、すでに先端部がつぶされた状態であるので、圧延ロール間に円滑に進入するとともに、再度の口割れの発生を防止することができる。従って、ストリッパーガイドを破損させずに自動圧延を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る圧延材の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本実施形態の製造方法を実施するために用いられる圧延材の製造装置を示すものであり、符号１が圧延機を示している。この圧延機１は、上下に一対の圧延ロール２を備えるとともに、これら圧延ロール２が回転駆動モーター３によりそれぞれ正逆両方向に駆動されるようになっており、また、両圧延ロール２の背部には大径のバックアップロール４がそれぞれ接触した、いわゆる４段圧延機を構成している。また、この圧延機１の前後には、素材Ａを搬送するテーブルローラー５がそれぞれ設けられている。
【００１３】
そして、その上側のバックアップロール４に、これを押圧する圧下用スクリュー６、及びこの圧下用スクリュー６を移動させて圧延ロール２間の距離を設定する位置制御モーター７等からなる圧下手段８が設けられている。また圧延ロール２から素材Ａへの圧延荷重を検出するロードセル等の圧延荷重検出手段９が設けられている。
また、圧延ロール２の回転駆動モーター３にはロール回転検出器１１が備えられるとともに、圧下用スクリュー６の位置制御モーター７にはロールギャップ位置検出器１２、テーブルローラー５のローラー駆動モーター１３にはローラー回転検出器１４がそれぞれ備えられている。
【００１４】
また、図１において符号１５はセットアップ用計算機を示しており、このセットアップ用計算機１５は、各パス毎の圧延ロール２の間隔や圧延ロール２の回転方向及び回転速度、圧延荷重、テーブルローラー５の搬送速度等の目標値をあらかじめ設定したパススケジュールにしたがって実行管理するコントローラー１６に接続されている。このコントローラー１６の目標値に基づき、位置制御モーター７、圧延ロール２の回転駆動モーター３、圧下用スクリュー６、テーブルローラー５のローラー駆動モーター１３等を、圧延速度及びロールギャップ値等の出力値をフィードバックしながら制御する。
なお、図１中、符号１７はストリッパーガイドを示しており、圧延ロール２の前後に設けられる。
【００１５】
次に、このように構成した製造装置によりアルミニウムの鋳塊から圧延材を製造する方法について説明する。
アルミニウムの鋳塊は、例えば３００〜６５０mmの厚さを有しており、これを加熱炉（図示略）を経由して、再結晶温度以上の例えば４００〜５５０℃の温度で圧延機１に送り込む。そして、この圧延機１では、設定されたパススケジュールにしたがって圧延ロール２間のギャップを徐々に減少させながら両圧延ロール２間に鋳塊を複数回通過させて圧延する。最初の段階では、１パス毎に約５〜６０ｍｍ程度厚さを減少させるように圧延ロール２間のギャップを制御する。そして、この圧延を複数回繰り返すことにより、パススケジュールの進行状況から、あらかじめ設定した所定ロールギャップ以下になったら、素材端部矯正工程として以下のような制御を行う。
【００１６】
この素材端部矯正工程は、素材を圧延していくと素材の端部に口割れが生じるおそれのあるロールギャップになったときに行われる制御であり、発生した口割れ部を自動的に制御するものである。口割れが発生するおそれがあるロールギャップは、素材の材種によって異なり、例えば素材が９９％以上ＡＬ成分でスラブ厚みが６００ｍｍでスラブ側面形状がストレートの場合、２００ｍｍ以下とされ、このロールギャップ値はセットアップ用計算機１５により圧延開始前に自動的に与えられる。
【００１７】
この素材端部矯正工程を図２から図５に順を追って説明すると、図２に示すように両圧延ロール２の間のギャップを直前のパスの時の実績ギャップ値の９０〜１１０％として噛み込み検出可能なギャップＧＡとし、両圧延ロール２の間に素材Ａの端部を送り込む。そして素材Ａの端部を両圧延ロール２が噛み込んでから所定長さＬ移動した後、テーブルローラー５及び圧延ロール２の駆動を停止して、図３に示すように素材Ａの移動を停止させる。
【００１８】
次いで、図３に示す状態から両圧延ロール２を逆転させることにより、素材Ａを両圧延ロール２の間から引き抜く方向に移動するとともに、その際に両圧延ロール２の間のギャップを次回パスの設定ギャップＧ１より狭いギャップまで徐々に減少させながら図４に示すように素材Ａを圧延する。この圧延後の素材Ａは、図６（ａ）に示すように、所定長さＬの範囲の先端部Ｅが、先端に向けて徐々に板厚が減少した状態となる。また、この圧延後においては、両圧延ロール２の間のギャップは次回パスの設定ギャップＧ１より０〜１０ｍｍ狭くなっている。
【００１９】
そして、これら両圧延ロール２の間のギャップを次回パス時の設定ギャップＧ１として図５に示すように再度素材Ａを圧延ロール２の間に送り込んで全体を圧延する。この一連の素材端部矯正工程を経た後は、通常のパススケジュールに戻り、所定量ずつ圧延ロール２間のギャップを狭めながら目標の板厚まで素材を圧延し、次の仕上げ圧延工程に移行する。
【００２０】
すなわち、この素材端部矯正工程においては、図２から図３に示すように、両圧延ロール２を前回パスの実績ギャップ値の９０〜１１０％の範囲（変化率が±１０％以内）のギャップＧＡとして素材Ａを送り込むことにより、口割れが生じているおそれがある長さ（所定長さＬ）の範囲まで圧延ロール２を一旦通過させ、逆転させる際に両圧延ロール２のギャップを次回パスの設定ギャップＧ1より０〜１０ｍｍ狭いギャップまで減少させながら狭い素材Ａを移動することにより、口割れの部分を押しつぶして修復するものである。そして、この操作を経ることにより、素材Ａは、図６（ａ）に示すように先端部Ｅが所定長さＬだけつぶされた状態となり、次に、圧延ロール２の間に送り込む際には、すでに先端部Ｅがつぶされた状態であるので、圧延ロール２間に円滑に進入し、圧延ロール２の出口側で引き剥がされようとする現象も抑制され、新たな口割れの発生が防止されるのである。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、圧延ロールを逆転させて素材を引き抜く際に所定長さＬの全長にわたって徐々にギャップを次回パス時の設定ギャップＧ１より０〜１０ｍｍまで狭いギャップまで減少させるようにしたが、その所定長さＬの範囲内でギャップを減少させればよく、途中の特定位置で減少させる方法としてもよい。図６（ｂ）は、所定長さＬのうち、最初の部分（Ｂで示す部分）で圧延ロールのギャップを次回パス時の設定ギャップＧ１より０〜１０ｍｍ狭いギャップまで減少させたときの素材の断面を示しており、このような制御としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る圧延材の製造方法の一実施形態を実施するために用いられる製造装置を示す全体構成図である。
【図２】一実施形態の製造方法における素材端部矯正工程を図５まで順を追って説明するもので、素材が圧延ロールに送り込まれる前の状態を示す断面図である。
【図３】図２に示す状態から、素材の端部が圧延ロール間に送り込まれて停止した状態を示す断面図である。
【図４】図３に示す状態から、圧延ロールを逆転させて素材が圧延ロールによって圧下されている状態を示す断面図である。
【図５】図４に示す状態から素材が引き抜かれた後、再度圧延ロール間に送り込まれる状態を示す断面図である。
【図６】図４に示す圧下の制御が異なる場合の素材の断面をそれぞれ示しており、（ａ）は所定長さの全長にわたって圧延ロールのギャップを徐々に減少させた場合、（ｂ）は所定長さのうちの特定位置で圧延ロールのギャップを減少させた場合を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１  圧延機
１  圧延機
２  圧延ロール
３  回転駆動モーター
４  バックアップロール
５  テーブルローラー
６  圧下用スクリュー
７  位置制御モーター
８  圧下手段
９  圧延荷重検出手段
１１  ロール回転検出器
１２  ロールギャップ位置検出器
１３  ローラー駆動モーター
１４  ローラー回転検出器
１５  セットアップ用計算機
１６  コントローラー
１７  ストリッパーガイド
Ａ  素材
Ｅ  押しつぶされた端部
ＧＡ  送り込まれる前の圧延ロール間の設定ギャップ
【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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