(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の入、出側両端にマグネシウム合金シートを各々コイル状態で加熱、保温可能な巻取機を設置し、前記マグネシウム合金シートを複数リバース圧延にて順次厚み圧下するマグネシウム合金熱間圧延装置において、
前記圧延機は、表面温度をある一定温度に加熱、昇温可能なワークロールとバックアップロールとを備え、
前記圧延機は、加熱、昇温可能な小径ロールも設置可能な段数切換え圧延機であり、
前記ワークロール及びバックアップロールは、表面から所定深さの位置に棒状のカートリッジヒータが所定間隔で軸線方向に複数本埋め込まれた構造を有することを特徴とするマグネシウム合金熱間圧延装置。
【請求項２】
前記圧延機と前記一対の巻取機との各々の間に複数対の加熱、昇温可能な上下ロールを組み込んだピンチロールを配し、マグネシウム合金コイルの通板に供し、前記ピンチロール間に張力調節装置を設置することを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金熱間圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金熱間圧延装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム合金シートを製造するには、例えば直径３００〜４００ｍｍ、長さ５００〜６００ｍｍ程度の丸棒状のビレットを、熱間押出しにより例えば厚さ１０ｍｍ以下の厚板に成形し、該厚板を所定長さ（例えば３ｍ）に切断して切板材とし、該切板材を粗圧延により厚さ１ｍｍ程度にまで圧延する。
そして、上記の厚さ１ｍｍ程度のマグネシウム合金コイルを、仕上圧延により更に圧延することにより、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度のコイル材や、厚さ５０μｍ以下（例えば３０〜４０μｍ）のコイルを製造する。
【０００３】
マグネシウム合金は、常温で圧延するには大圧力を要するばかりか割れやすいことから、熱間にて圧延するのが好ましい。
マグネシウム合金を熱間圧延する装置の従来例としては、特許文献１の図１や特許文献２の図１に開示されたものがある。
これらの特許文献に開示された熱間圧延装置は、マグネシウム合金を往復圧延する圧延機と、該圧延機の上流側及び下流側に配された２つの加熱炉とを備えており、該加熱炉によってマグネシウム合金を所定温度に加熱して、圧延機にて圧延している。
【特許文献１】特許第３５２１８６３号公報
【特許文献２】特許第３８２１０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献に開示された熱間圧延装置では、コイル先端部の巻取部及び後端の尻抜け部は、加熱して安定圧延できず、従って製品コイルとはなり得ず、歩留まり低下となり、生産量を大きくできない等の欠点がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、マグネシウム合金の熱間圧延中の温度変動による製品の品質低下を防止、歩留まり向上、生産量アップすることができるマグネシウム合金熱間圧延装置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】
上記課題を解決するために、本発明では、以下の手段を採用した。
第１の発明として、圧延機の入、出側両端にマグネシウム合金シートを各々コイル状態で加熱、保温可能な巻取機を設置し、マグネシウム合金シートを複数リバース圧延にて順次厚み圧下するマグネシウム合金熱間圧延装置において、圧延機は、表面温度をある一定温度に加熱、昇温可能なワークロールとバックアップロールとを備えるものを採用した。
【０００７】
また、第２の発明として、上記マグネシウム合金熱間圧延装置において、圧延機は、加熱、昇温可能な小径ロールも設置可能な段数切換え圧延機であるものを採用した。
【０００８】
第３の発明として、上記マグネシウム合金熱間圧延装置において、圧延機と一対の巻取機との各々の間に複数対の加熱、昇温可能な上下ロールを組み込んだピンチロールを配し、マグネシウム合金コイルの通板に供し、ピンチロール間に張力調節装置を設置するものを採用した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧延機のワークロール及びバックアップロールがマグネシウム合金シートを加熱、昇温可能に構成されているので、マグネシウム合金シートの熱間圧延中の温度変動による製品の品質低下を防止することができ、かつ歩留り向上、生産力アップが可能となり、シート材或いは箔材の品質を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における熱間圧延装置１００の構成を示す正面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る熱間圧延装置１００（マグネシウム合金熱間圧延装置）は、第１保加熱巻取機１（巻取機）、第２保加熱巻取機２（巻取機）、圧延機３、ピンチロール対４及び張力調節装置５を備えている。
【００１１】
図２は、第１保加熱巻取機１及び第２保加熱巻取機２の概略構成を示す模式図である。
上記両保加熱巻取機１，２は、巻取部１ａ，２ａと、保加熱炉１ｂ，２ｂとを備える。保加熱炉１ｂ，２ｂは、ヒータＨを内蔵している。
【００１２】
このような保加熱巻取機１，２は、圧延機３の入、出側両端に設置されると共にマグネシウム合金シートを各々コイル状態で加熱、保温可能なものであり、巻取部１ａ，２ａによってマグネシウム合金シートＳの長手方向両端部をコイル状に巻取り／巻戻し自在に巻回すると共に、ヒータＨによって保加熱炉１ｂ，２ｂ内を所定温度（第１温度）に加熱、保温することにより、コイル状に巻き取ったマグネシウム合金シートＳ（マグネシウム合金コイル）を所定温度に維持する。
上記所定温度は、例えば１００〜３５０℃程度であって、２００〜２５０℃が好適である。
【００１３】
図１に戻って説明を続ける。
圧延機３（圧延機、段数切換え圧延機）は、上記一対の保加熱巻取機１，２の間に配置されており、並行して対向する加熱・昇温可能な一対のワークロール３ａと、該ワークロール３ａのそれぞれに並行して対向する加熱、昇温可能な一対のバックアップロール３ｂと、これら２対のロール３ａ，３ｂを回転自在に支持し収納するハウジング３ｃと、これらの２対のロール３ａ，３ｂを回転駆動させる駆動源（図示せず）とを有している。
【００１４】
ワークロール３ａ及びバックアップロール３ｂは、表面温度を一定温度（第２温度）に加熱、昇温可能な加熱ロールであって、ワークロール３ａ間を通過するマグネシウム合金シートＳを一方向に送り出しながら、マグネシウム合金シートＳを加熱、昇温させつつ圧下する。ワークロール３ａ及びバックアップロール３ｂは、例えば、表面から所定深さの位置に棒状のカートリッジヒータが所定間隔で軸線方向に複数本埋め込まれた構造を有する。
上記所定温度は、例えば１５０℃以上３５０℃以下程度である。
【００１５】
これにより、圧延機３は、マグネシウム合金シートＳを安定して厚み圧下させつつ長尺化させる。
また、圧延機３は、マグネシウム合金シートＳの送り方向を所定のタイミングで反転させて、往復圧延を行う。これにより、圧延機３は、マグネシウム合金シートＳを例えば厚さ１ｍｍ程度から厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度、或いは５０μｍ以下（例えば３０〜４０μｍ）にまで厚み圧下させ、長尺化させる。
【００１６】
ここで、本実施形態の圧延機３は、小径ワークロールも設置可能な段数切換え圧延機である。図３（ａ）は、４段構成に設定した場合（図１に示すもの）の圧延機３を示し、図３（ｂ）は、１０段圧構成に設定した場合の圧延機３を示を示している。このような圧延機３は、通常では（ａ）に示す４段構成に設定されるが、薄い材料の場合、例えば５０μｍ箔材圧延の場合は、途中パスから一対の小径ワークロール３ｄと上下２対の水平サポートロール３ｅとを備えた１０段圧構成に設定変更される。
【００１７】
図４は、このような圧延機３の他の構成例を示すものであり、（ａ）は６段構成の圧延機３１を示し、（ｂ）は１０段構成の圧延機３２を示している。
圧延機３１は、一対のワークロール３ａと２対のバックアップロール３ｂとを有するものであり、圧延機３２は、一対のワークロール３ａと４対のバックアップロール３ｂとを有するものである。
ここで、圧延機３２の４対のバックアップロール３ｂのうち、内側の２対（ワークロール３ａに接しているもの）は、中間ロールとも呼ぶ。
【００１８】
図１に戻って説明を続ける。
ピンチロール４は、上記ワークロール３ａ及びバックアップロール３ｂと同様に、表面から所定深さの位置に棒状のカートリッジヒータが所定間隔で軸線方向に複数本埋め込まれた構造を有し、表面温度を適温（例えば１５０℃以上３５０℃以下）に昇温された加熱ロールであって、圧延機３による往復圧延に伴って左，右走行するマグネシウム合金シートＳを補助搬送するものである。このようなピンチロール４は、圧延機３と第１保加熱巻取機１との間と、圧延機３と第２保加熱巻取機２との間とに、それぞれ複数組配されている。
これらのピンチロール４は、搬送速度の調節によって、圧延機３で圧延されるマグネシウム合金シートＳに適切な張力を付与する。
【００１９】
張力調節装置５は、隣り合う２対のピンチロール４に挟まれるように配され、図５に示すように、２つの固定ロール５ａと、１つのダンサーロール５ｂとを備えている。マグネシウム合金シートＳは、ダンサーロール５ｂが２つの固定ロール５ａの間にマグネシウム合金シートＳによって吊り下げられるように這いまわされ、別途設置された張力計（図示略）の計測値が一定になるようにダンサーロール５ｂの上下動によって張力が制御される。
【００２０】
このような構成において、熱間圧延装置１００は、マグネシウム合金シートＳの仕上圧延を行う。以下、熱間圧延装置１００の動作について説明する。
【００２１】
マグネシウム合金シートＳは、第１保加熱巻取機１から巻き戻され且つ第２保加熱巻取機２に巻き取られるか、又は、逆に、第２保加熱巻取機２から巻き戻され且つ第１保加熱巻取機１に巻き取られることにより、一方向に搬送されつつ、圧延機３によって圧延される。
マグネシウム合金シートＳの温度は、第１保加熱巻取機１から第２保加熱巻取機２までの間に幾分降下するが、ワークロール３ａ、バックアップロール３ｂ及びピンチロール４が加熱ロールであるので、これらロールとの接触による材料の温度低下、温度変動は少ない。
【００２２】
熱間圧延装置１００は、第１保加熱巻取機１（又は第２保加熱巻取機２）がマグネシウム合金シートＳを巻き戻し終えると、圧延方向を反転する。熱間圧延装置１００は、これを繰り返してマグネシウム合金シートＳを往復圧延し、マグネシウム合金シートＳを順次厚み圧下させて、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度のシート材、或いは５０μｍ以下（例えば３０〜４０μｍ）の箔材を製造する。
ここで、下記の表１に、本熱間圧延装置１００による仕上圧延のパススケジュールの具体例を示す。
【００２３】
【表１】
0005264140.tif 000002
【００２４】
上記パススケジュールにおいて、マグネシウム合金シートＳは、材質がＡＺ３１Ｂ、寸法が厚さ１．００ｍｍ、幅３００ｍｍのコイル材であり、圧延機３は４段であり、ワークロール対ａの各ロールの直径は１６５ｍｍ、バレル長さは５００ｍｍであり、バックアップロール３ｂの各ロールの直径は３００ｍｍであり、ピンチロール４の各ロールの直径は１５０ｍｍである。
また、上記例では、両保加熱巻取機１，２での加熱・保温温度は２５０℃、ワークロール３ａ、バックアップロール３ｂ及びピンチロール４はヒータ内蔵の加熱ロールであり、表面温度を２００℃にされている。
そして、圧延速度は３０ｍ／分で一定として９パス（４往復半）の往復圧延を行い、最終厚み０．０４ｍｍの箔材としている。また、６パス目に１０段小径（ワークロール径：φ６０ｍｍ）ミルに交換し、以降最終段パス（９パス目）まで使用した。
【００２５】
圧延中のマグネシウム合金シートＳは、高温であるため柔らかく、圧延機３以外の箇所でも高圧がかかれば圧痕が残るおそれがあるが、本熱間圧延装置１００では、マグネシウム合金シートＳを複数組のピンチロール４により複数箇所で挟むことにより各ピンチロール４が挟む力を小さく分散して、ピンチロール４による圧痕を残すおそれを無くしている。
【００２６】
また、本熱間圧延装置１００では、張力調節装置５によって、ピンチロール４から次のピンチロール４までのマグネシウム合金シートＳの張力を一定にしている。これにより、マグネシウム合金シートＳのよじれやしわを防止し、安定圧延を実現している。
【００２７】
このような熱間圧延装置１００によれば、マグネシウム合金シートＳの略全長にわたって加熱・保温しながら圧延するので、マグネシウム合金シートＳの温度降下を抑え、熱間圧延中の温度変動による製品の品質低下を防止することができ、歩留まりの向上、生産量アップをさせて、仕上がり品、つまりシート材や箔材の品質を良好に保つことができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、４段、６段及び１０段の圧延機を例示したが、実施にあたってはこれに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態における熱間圧延装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】上記実施形態における保加熱巻取機の概略構成を示す模式図である。
【図３】上記実施形態における圧延機の設定変更を示す図である。
【図４】上記実施形態における圧延機の他の段数の例を示す図である。
【図５】上記実施形態における張力調節装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００…熱間圧延装置（マグネシウム合金熱間圧延装置）、  １…第１保加熱巻取機（巻取機）、  ２…第２保加熱巻取機（巻取機）、  １ａ，２ａ…巻取部、  １ｂ，２ｂ…保加熱炉、  ３…圧延機（段数切換え圧延機）、  ３ａ…ワークロール、  ３ｂ…バックアップロール、  ４…ピンチロール、  ５…張力調節装置、  Ｓ…マグネシウム合金シート
【図１】
0005264140.tif 000003
【図２】
0005264140.tif 000004
【図３】
0005264140.tif 000005
【図４】
0005264140.tif 000006
【図５】
0005264140.tif 000007