(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレッシャーロールを備えた熱延コイルの巻戻し装置で熱延コイルを巻戻すにあたって、下式（１）のプレッシャーロールにより鋼板に付与される曲げ曲率κと下式（２）の鋼板の弾性限界曲率κeによる下式（３）の断面降伏比αが０．４＜α＜０．６となるように、プレッシャーロールの押込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌとを制御することを特徴とする熱延鋼板の腰折れ防止方法。
κ＝ｍ（δ＋ｈ）／Ｌ2・・・（１）
κe＝２σy／（ｈＥ）・・・（２）
α＝１−κe／κ      ・・・（３）
ただし、κ：鋼板の曲げ曲率  ｍ：定数（４〜８）  δ：押込み量  ｈ：板厚
Ｌ：鋼板巻戻し開始位置から押込み位置までの距離  κe：弾性限界曲率  σy：降伏応力  Ｅ：ヤング率  α：断面降伏比
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレッシャーロールを備えた熱延コイルの巻戻し装置で熱延コイルを巻戻す際に発生する熱延鋼板の腰折れを防止する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱延コイルを巻戻してスキンパスラインで加工するのは、熱間圧延したままの熱延コイルをスキンパスミルにより形状を整えてから熱延黒皮外販コイルとして販売する場合や、予めスキンパスラインで調圧を施して鋼板の降伏点伸びを消去した後、酸洗ラインに装入して脱スケールして酸洗外販コイルとして販売する場合等がある。
【０００３】
このスキンパスラインでは、図５に示すように、ミル入側のデフレクターロール４での曲げ変形によって、コイルの幅方向に、２０〜３０ｍｍ間隔に腰折れが発生する問題が生じている。
【０００４】
熱間圧延したままのコイルを巻戻すのは、スキンパスミルを経ずに直接酸洗ライン入側及びスリッターラインや剪断ライン入側においても実施されることがあり、ここでも腰折れの問題が生じている。
【０００５】
酸洗ライン入側で発生する腰折れは、鋼板の外観を損なうため、例えば脱スケールしたままの鋼板を製品として販売する酸洗外販コイル等の製品において歩留低下の原因になる。
【０００６】
また、スキンパスミル入側で発生する腰折れは、スキンパスミルにより形状を整えてから販売する熱延黒皮外販コイル等の製品において同様に歩留低下の原因になる。
【０００７】
腰折れは、熱間圧延したままの鋼板が降伏点伸びを有することによるリューダース帯に起因するものであることが知られている。
【０００８】
熱延鋼板の腰折れ防止方法については、以下のような先行技術がある。
【０００９】
特開２０００−２１８３１９号には、プレッシャーロールを備えたコイルの巻戻し装置で熱延コイルを巻戻すにあたって、プレッシャーロールの押込みによって生じる鋼板表層の曲げ歪みεＰを１．４％以上にできる径のプレッシャーロールを用い、巻戻される鋼板の離れ際又はその近傍で、前記プレッシャーロールで鋼板を押込みながらコイルを巻戻す方法が示されている。但し、
εＰ＝｛１／（Ｄ／ｔ＋１）｝×１００（％）
Ｄ：プレッシャーロールの直径（ｍｍφ）  ｔ：鋼板板厚（ｍｍ）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術の方法では、プレッシャーロールの押込みによって生じる鋼板表層の曲げ歪みεＰを１．４％以上にするのにプレッシャーロールの径と鋼板の板厚しか考慮されず、鋼種によって決まる鋼板の降伏応力が考慮されないという問題がある。また、プレッシャーロールを押込む位置が不明確である問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点を解決し、熱間圧延したままの熱延コイルを巻戻す際に発生する熱延鋼板の腰折れを防止する方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法は、プレッシャーロールを備えた熱延コイルの巻戻し装置で熱延コイルを巻戻すにあたって、下式（１）のプレッシャーロールにより鋼板に付与される曲げ曲率κと下式（２）の鋼板の弾性限界曲率κeによる下式（３）の断面降伏比αが０．４＜α＜０．６となるように、プレッシャーロールの押込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌとを制御することを特徴とする。
【００１３】
κ＝ｍ（δ＋ｈ）／Ｌ2・・・（１）
κe＝２σy／（ｈＥ）・・・（２）
α＝１−κe／κ      ・・・（３）
ただし、κ：鋼板の曲げ曲率  ｍ：定数（４〜８）  δ：押込み量  ｈ：板厚
Ｌ：鋼板巻戻し開始位置から押込み位置までの距離  κe：弾性限界曲率  σy：降伏応力  Ｅ：ヤング率  α：断面降伏比
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施に供されるスキンパスミル入側ロールの配置及び本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法の一実施形態を示す説明図である。
【００１５】
本実施形態のスキンパスミル入側ロールの配置は、ペイオフリール１とスキンパスミル５の間に、プレッシャーロール２とデフレクターロール４がこの順番で配置されている。
【００１６】
前記ペイオフリール１は、熱間圧延したままの熱延コイルを巻戻すためのリールである。
【００１７】
前記スキンパスミル５は．４Ｈｉのロールから構成され、熱延鋼板の形状を整えてから熱延黒皮外販コイルとしたり、予めスキンパスラインで軽い調圧を施して、酸洗ラインに装入して酸洗外販コイルとする。本実施形態では４Ｈｉのロールであるが他の形式でもかまわない。
【００１８】
前記プレッシャーロール２は、このプレッシャーロール２を保持し、これを鋼板Ｓに対して進退させるシリンダー機構からなる押込み量調節装置３によって駆動される。
【００１９】
前記デフレクターロール４は、１つのロールからなり、熱延鋼板をミルラインへ方向転換するためのものである。
【００２０】
ペイオフリール１により巻戻された熱延鋼板Ｓは、ペイオフリール１とミルラインに方向転換するデフレクターロール４の間で、鋼板巻戻し開始位置から距離Ｌだけ離れた位置でプレッシャーロール２により押込み量δだけ押込まれる。
【００２１】
デフレクターロール４を経た鋼板Ｓは、スキンパスミル５に導入されて形状調整される。
【００２２】
以下プレッシャーロール２により鋼板に付与される曲げ曲率κと鋼板の弾性限界曲率κeによる断面降伏比αが、０．４＜α＜０．６となるように設定する根拠について確認するために行った実験結果を示す。
【００２３】
図２は実験室での実験にて降伏点伸びＹpelが４〜５％の鋼板について、曲げ変形を与えた場合の腰折れの発生を調査した結果を示す。板厚は０．６５ｍｍと１．６５ｍｍの２種類について検討した。
【００２４】
図２の縦軸は６段階の腰折れ指数で、０は全く腰折れのない状態、５は腰折れが生じている状態で、１および２は腰折れに対して許容範囲内であるが３および４は許容範囲外を示す。図２には腰折れに対し、許容範囲外と内をそれぞれＮＧとＯＫとしてその範囲を示している。
【００２５】
図２の横軸は断面降伏比αである。曲げ変形において鋼板へ歪みを導入する場合、曲げ曲率が大きくなった場合腰折れが発生するときがある。板厚によって若干違いがあるものの与えられた曲げ曲率から求めた鋼板の断面降伏比αが大きくなるほど腰折れが発生している。また、同一の断面降伏比α（最表層のひずみの大きさは等しい）でも板厚が薄いほど腰折れが発生しやすくなっている。
【００２６】
断面降伏比αの物理的な意味を図６に示す。断面降伏比αは物理的には塑性変形域の板厚に占める割合を意味する。つまり断面降伏比α＝２ａ／ｈ（ａ：塑性変形域の厚み、ｈ：鋼板の板厚）である。また、本実験でのデフレクターロール４による曲げ変形での断面降伏比αは０．６４であった。
【００２７】
図２（ａ）は鋼板Ｓがプレッシャーロール２を通過した位置での腰折れ指数を示す。プレッシャーロール２を使用した場合、断面降伏比αはα＜０．６の範囲では腰折れが発生していないが、断面降伏比αがα≧０．６では腰折れが発生している。断面降伏比αがα≧０．６での腰折れ発生状況を図７（ａ）に示す。
【００２８】
図２（ｂ）は鋼板Ｓがプレッシャーロール２からデフレクターロール４を通過した位置での腰折れ指数を示す。プレッシャーロール２を使用した場合の断面降伏比αは０．４＜α＜０．６の範囲であり、このときデフレクターロール４を通過しても腰折れは発生しておらず、これはプレッシャーロール２による軽度の曲げ加工による歪み導入効果と思われる。断面降伏比αが０．４＜α＜０．６の範囲で腰折れが発生していない状況を図７（ｂ）に示す。断面降伏比αがα≦０．４の範囲で腰折れが発生しているのはデフレクターロール４を通過後に新たに発生したものである。断面降伏比αがα≦０．４の範囲での腰折れ発生状況を図７（ｃ）に示す。
【００２９】
熱延スキンパスミル５で対象となる板厚が最小１．２ｍｍと考えれば、プレッシャーロールにより鋼板に付与される断面降伏比αが０．４〜０．６の範囲となるような曲率で曲げ変形を与えることによって腰折れ防止が可能と考えられる。またデフレクターロール４による曲げ変形での断面降伏比αを、デフレクターロールの直径を変えることにより変化させたが、上記の腰折れ防止が可能となるプレッシャーロールにより鋼板に付与される断面降伏比αに変化はなかった。
【００３０】
図３に、上記検討結果から、プレッシャーロール２での曲げ変形によって断面降伏比αが０．４〜０．６の範囲となるような、プレッシャーロール２の押込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌ（ピッチ）の関係を求めた結果を示す。図３（ａ）は断面降伏比αが０．４のときの板厚ｔが１．２ｍｍと１．６ｍｍ、およびそれらの降伏応力σyがそれぞれ２０ｋｇｆ／ｍｍ2と３０ｋｇｆ／ｍｍ2のときのプレッシャーロール２による押込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌ（ピッチ）の関係であり、図３（ｂ）は断面降伏比αが０．６のときの板厚ｔが１．２ｍｍと１．６ｍｍ、およびそれらの降伏応力σyがそれぞれ２０ｋｇｆ／ｍｍ2と３０ｋｇｆ／ｍｍ2のときのプレッシャーロール２による押込み量δと鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌ（ピッチ）の関係である。
【００３１】
鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌ（ピッチ）は、ペイオフリール１が鋼板を巻戻すにつれてリール径が小さくなるため、プレッシャーロール押し込み位置が一定のときは常に変化していく。
【００３２】
実際の操業では、鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌおよびプレッシャーロール２の押込み量δは計算機によって求めて制御している。
【００３３】
【実施例】
本発明法の熱延鋼板の腰折れ防止方法を、図１に示すスキンパスミル入側ロールにて実施した。試験材はスキンパスミルにより熱延鋼板の形状を整えてから熱延黒皮外販コイルとするものを用いた。試験材は板厚ｔが１．６５ｍｍ、板幅ｗが１２００ｍｍ降伏応力Ｙｐが２８ｋｇｆ／ｍｍ2であり、実機にて鋼板巻戻し開始位置からプレッシャーロール押込み位置までの距離Ｌ（ピッチ）を決め、そのときのプレッシャーロール２の押込み量δの関係を図４に示した。実機試験結果で腰折れが発生しないのは断面降伏比αが０．４＜α＜０．６の範囲にあることが確認できた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればプレッシャーロールを備えた熱延コイルの巻戻し装置で、熱間圧延したままの熱延コイルを巻戻す際に発生する熱延鋼板の腰折れを防止することができて、熱延鋼板の歩留向上をはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に供されるスキンパスミル入側ロール配置及び本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法における一実施形態を示す説明図
【図２】熱延鋼板の断面降伏比と腰折れの関係の一例を示すグラフで、（ａ）は鋼板がプレッシャーロールを通過した位置での腰折れ指数を示し、（ｂ）は鋼板がプレッシャーロールからデフレクターロールを通過した位置での腰折れ指数を示す
【図３】本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法における腰折れ発生を防止できるプレッシャーロールの使用条件（押込み量δと距離Ｌの関係）の一例を示すグラフで、（ａ）は断面降伏比αが０．４のとき、（ｂ）は断面降伏比αが０．６のとき
【図４】本発明の熱延鋼板の腰折れ防止方法における腰折れ発生を防止できるプレッシャーロールの使用条件の実施例を示すグラフ
【図５】熱間圧延したままの熱延コイルをスキンパスラインで巻戻した際に鋼板に発生する腰折れの状態を示す説明図
【図６】断面降伏比αの物理的な意味を示す説明図
【図７】プレッシャーロールにより鋼板に付与される断面降伏比αに応じて発生する腰折れの状態を示す説明図
【符号の説明】
１  ペイオフリール
２  プレッシャーロール
３  押込み量調整装置
４  デフレクターロール
５  スキンパスミル
Ｓ  熱延鋼板
【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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【図７】
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