(57)【要約】【課題】粗圧延機から仕上圧延機に供給される鋼スラブがハイテンのように高強度で、かつ幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合でも品質の低下や蛇行の発生を招くことなく熱間圧延鋼帯を高効率で製造することのできる熱間圧延鋼帯の製造方法と仕上圧延機用ワークロールを提供する。【解決手段】加熱された鋼スラブを粗圧延し、次いで複数の圧延スタンドを有する仕上圧延機により仕上圧延して熱間圧延鋼帯を製造するに際して、複数の圧延スタンドのうち少なくとも１つの圧延スタンドのワークロール２の周面部が超硬合金で形成され、かつ超硬合金で形成されたワークロール２の周面部の研磨目８がワークロール軸方向とほぼ平行に形成されている仕上圧延機を用いる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された鋼スラブを粗圧延し、次いで複数の圧延スタンドを有する仕上圧延機により仕上圧延して熱間圧延鋼帯を製造するに際して、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも１つの圧延スタンドのワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつ前記超硬合金で形成されたワークロール周面部の研磨目がワークロール軸方向とほぼ平行に形成されている仕上圧延機を用いて前記熱間圧延鋼帯を製造することを特徴とする熱間圧延鋼帯の製造方法。
【請求項２】
熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機用ワークロールであって、ロール周面部が超硬合金で形成され、かつロール周面部の研磨目がロール軸方向とほぼ平行に形成されていることを特徴とする仕上圧延機用ワークロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延鋼帯の製造方法と熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機用ワークロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱間圧延鋼帯は千数百度程度に加熱された鋼スラブ（鋼材）を熱間圧延ラインの粗圧延機で厚さが２０〜５０ｍｍ程度のシートバーに粗圧延し、次いで６〜７台程度の連続した圧延スタンドからなる仕上圧延機でシートバーを薄く圧延して帯鋼に仕上げることにより製造される。
このようなプロセスで製造される熱間圧延鋼帯の生産効率を上げるためには、圧延機の圧延速度を速くする必要があるが、圧延速度を速くすると、非特許文献１に記載されているように、蛇行と呼ばれる現象（鋼板が圧延機中央から幅方向にずれる現象）が発生し、この蛇行が発生することにより被圧延材の片伸びが大きくなって絞り破断などを引き起こすという問題が発生する。
【０００３】
ところで、仕上圧延機のワークロール周面部をタングステンカーバイト等の超硬合金で形成すると、ワークロールの磨耗が抑制されると共に大きな撓みがワークロールに生じ難くなるため、熱間圧延鋼帯の品質（例えば、板クラウン（幅方向の板厚精度）や平坦度）を良好に保つことができることが知られている（特許文献１参照）。また、ワークロールが鋼製のものと比べ、ワークロールの剛性が増大し、圧延荷重を下げられるため、蛇行の発生を抑えられるという効果もある。
【非特許文献１】「板圧延の理論と実際」  社団法人日本鉄鋼協会、昭和５９年９月１日発行、２４０〜２４５頁
【特許文献１】特開２００１−３２１８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、仕上圧延機のワークロール周面部を超硬合金に形成しただけでは、粗圧延機から仕上圧延機に供給される鋼スラブ（シートバー）がハイテン（高張力鋼）のように高強度で圧延荷重が大きく、かつ幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合には、品質低下の原因となるロール撓みやロール磨耗を抑制できるものの、蛇行が発生しやすくなるため、圧延速度を大きくすることが困難であった。
本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、粗圧延機から仕上圧延機に供給される鋼スラブがハイテンのように高強度で、かつ幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合でも品質の低下や蛇行の発生を招くことなく熱間圧延鋼帯を高効率で製造することのできる熱間圧延鋼帯の製造方法と仕上圧延機用ワークロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法は、加熱された鋼スラブを粗圧延し、次いで複数の圧延スタンドを有する仕上圧延機により仕上圧延して熱間圧延鋼帯を製造するに際して、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも１つの圧延スタンドのワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつ前記超硬合金で形成されたワークロール周面部の研磨目がワークロール軸方向とほぼ平行に形成されている仕上圧延機を用いて前記熱間圧延鋼帯を製造することを特徴とする。
請求項２記載の発明に係る仕上圧延機用ワークロールは、熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機用ワークロールであって、ロール周面部が超硬合金で形成され、かつロール周面部の研磨目がロール軸方向とほぼ平行に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１、２記載の発明によれば、仕上圧延機の複数の圧延スタンドのうち少なくとも１つの圧延スタンドのワークロールとして、ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールを用いることで、ワークロールが鋼製のものと比べてワークロールの剛性が大きくなるため、仕上圧延機に供給される鋼スラブがハイテンのように高強度の場合でも熱間圧延鋼帯の品質を低下させる原因となるロール撓みやロール磨耗が生じ難くなる。また、ロール周面部が超硬合金で形成されているワークロールとして、ロール周面部の研磨目がロール軸方向とほぼ平行に形成されたワークロールを用いることで、ワークロールと鋼スラブとの間の見掛け上の摩擦係数が増大し、ワークロール周面部の研磨目が鋼スラブをグリップすることにより鋼スラブをロール回転方向に向かって押し出す力が強くなる。これにより、粗圧延機から仕上圧延機に供給される鋼スラブが幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合でも蛇行が生じ難くなるため、圧延速度を上げることができる。したがって、超硬合金による品質低下抑制作用と研磨目による蛇行抑制作用との相乗効果によって、粗圧延機から仕上圧延機に供給される鋼スラブがハイテンのように高強度で、かつ幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合でも品質の低下や蛇行の発生を招くことなく熱間圧延鋼帯を高効率で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】
【０００７】
以下、図１〜図６および表１を参照して本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法と仕上圧延機用ワークについて説明する。
図１は本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法を説明するための図であり、同図に示されるように、熱間圧延鋼帯Ｃは図示しない粗圧延機で粗圧延された鋼スラブ（シートバー）Ｓを仕上圧延機１により仕上圧延することで製造される。ここで、仕上圧延機１は鋼スラブＳの長手方向に連続して配置された圧延スタンドＦ１〜Ｆ７を有している。これらの圧延スタンドＦ１〜Ｆ７は上下一対のワークロール２，２と、ワークロール２，２をバックアップする上下一対のバックアップロール３，３とから構成されている。
【０００８】
圧延スタンドＦ１〜Ｆ７のうち上流側から四番目の圧延スタンドＦ４のワークロール２の一例を図２及び図３に示す。図２に示されるように、圧延スタンドＦ４のワークロール２は例えばＣｒ含有量が５質量％のＣｒ鋼を鍛造して形成された軸部材４と、この軸部材４の胴部（圧延部相当域）に焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ５と、この超硬合金接合スリーブ５を軸部材４の胴部に固定する二つの鋼製側端リング６，６とから構成されている。なお、圧延スタンドＦ４を除いた残りの圧延スタンドの各ワークロールとしては、鋼製ロールが用いられている。
【０００９】
超硬合金接合スリーブ５は例えば厚さ７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの６個のスリーブ部材５ａをロール軸方向に接合した後、所定の寸法（例えば外径６５０ｍｍ、バレル長２０５０ｍｍ）に機械加工して形成されている。超硬合金接合スリーブ５の各スリーブ部材５ａは例えばタングステンカーバイト（ＷＣ）に２０質量％のＣｏを添加した粉末を素材としてＣＩＰ（冷間等方加圧）により成形されている。なお、上記の方法でスリーブ部材５ａが成形されている場合は、耐摩耗性の向上を図るために、スリーブ部材５ａの素材に適量のＮｉを添加することが好ましい。
【００１０】
ここで、スリーブ部材５ａの接合方法は特に限定されるものではないが、例えば接合温度：１２６０℃、接合雰囲気：１０気圧の条件で６個のスリーブ部材５ａをＨＩＰ（熱間等方加圧）により接合する方法を適用することができる。
超硬合金接合スリーブ５はワークロール２の周面部を形成しており、超硬合金接合スリーブ５の外周面（ワークロール２の周面部）には、図３に示すように、研磨目８がワークロール２の軸方向とほぼ平行（例えばワークロール２の軸方向に対して１０度以下）に形成されている。
【００１１】
研磨目８は例えば図４に示す方法で超硬合金製ワークロールの周面部に形成されている。すなわち、ワークロール２の周面部を研磨するカップ形砥石として、超硬合金に対して十分な硬度を有する高硬度材（例えば、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方窒化ホウ素））からなるカップ形砥石９を用い、このカップ形砥石９のエッジをワークロール２の周面部に接触させる。そして、この状態でワークロール２を例えば３０ｍｉｎ−１の速度で回転させると共にカップ形砥石９をロールの回転速度より十分速い速度（例えば９００ｍｉｎ−１）で回転させながらワークロール２の軸方向に移動させることで、図３に示すような研磨目８が超硬合金製ワークロールの周面部に形成される。なお、この場合のワークロール２の周面部は研磨目８によって周方向粗さがＲａ＝０．１〜０．５μｍ程度となっている。
【００１２】
上述のように、仕上圧延機１のワークロール２として、ロール周面部がタングステンカーバイト等の超硬合金で形成されたワークロールを用いると、ワークロールが鋼製のものと比べてワークロールの剛性が大きくなるため、粗圧延機から仕上圧延機１に供給される鋼スラブＳがハイテンのように高強度の場合でも熱間圧延鋼帯の品質を低下させる原因となるロール撓みやロール磨耗が生じ難くなる。
【００１３】
また、ロール周面部が超硬合金で形成されているワークロールとして、ロール周面部の研磨目がロール軸方向とほぼ平行に形成されたワークロールを用いることで、ワークロール２と鋼スラブＳとの間の見掛け上の摩擦係数が増大し、ワークロール周面部の研磨目８が鋼スラブＳをグリップすることにより鋼スラブＳをロール回転方向に向かって押し出す力が強くなる。これにより、粗圧延機から仕上圧延機１に供給される鋼スラブＳが幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合でも蛇行が生じ難くなるため、圧延速度を上げることができる。
したがって、超硬合金による品質低下抑制作用と研磨目による蛇行抑制作用との相乗効果によって、粗圧延機から仕上圧延機１に供給される鋼スラブＳがハイテンのように高強度で、かつ幅方向の材質ムラによる左右バランスのズレが大きくなりやすい場合でも品質の低下や蛇行の発生を招くことなく熱間圧延鋼帯Ｃを高効率で製造することができる。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
図１に示した仕上圧延機を用い、バックアップロール径：１６００ｍｍ、ワークロール径：６５０ｍｍ、１コイル当りの重量：２４トンの条件で５９０ＭＰａ級ハイテンからなる鋼板を熱間圧延したところ、表１に示すように、第４スタンドＦ４のワークロールを超硬合金製とし、そのワークロール周面部の研磨目をロール軸方向とほぼ平行に形成した本発明の実施例では、蛇行を発生させることなく目標厚さ（２．４ｍｍ）まで圧延することができ、最終スタンドでの圧延速度も１４００ｍ／分まで大きくすることができた。
【００１６】
これに対し、第４スタンドＦ４のワークロールを鋼製とし、そのワークロール周面部の研磨目をロール周方向とほぼ平行に形成した比較例１では、初めの３コイルについては蛇行が発生せず、最終スタンドでの圧延速度を１４００ｍ／分まで大きくすることができたが、４コイル目からは蛇行が発生し、圧延速度を８００ｍ／分まで遅くせざるを得なかった。さらに、比較例１では初めの３コイルについては焼付きに起因すると見られる肌荒れが鋼板表面に発生した。
【００１７】
また、第４スタンドＦ４のワークロールを超硬合金製とし、そのワークロール周面部の研磨目をロール周方向と平行に形成した比較例２では、圧延速度が１０００ｍ／分未満までは問題なく圧延できたが、圧延速度が１０００ｍ／分を超えると蛇行が発生した。
また、第４スタンドＦ４のワークロールを鋼製とし、そのワークロール周面部の研磨目をロール周方向と平行に形成した比較例３では、圧延速度が８００ｍ／分未満までは問題なく圧延できたが、圧延速度が８００ｍ／分を超えると蛇行が発生した。
【００１８】
したがって、表１に示した実験結果からも明らかなように、加熱された鋼スラブを粗圧延し、次いで複数の圧延スタンドを有する仕上圧延機により仕上圧延して熱間圧延鋼帯を製造するに際して、仕上圧延機の複数の圧延スタンドのうち少なくとも１つの圧延スタンドのワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつ超硬合金で形成されたワークロール周面部の研磨目８がワークロール軸方向とほぼ平行に形成されている仕上圧延機を用いることにより、品質の低下や蛇行の発生を招くことなく熱間圧延鋼帯を高効率で製造することができる。
【００１９】
なお、図４に示す方法で超硬合金製ワークロールの周面部に研磨目を形成すると、図５に示すように、厳密には研磨目８の方向がワークロール２の軸方向と平行にならないが、ワークロール２の軸方向に対して１０度以下程度にすることは十分に可能であり、その程度の傾斜があっても蛇行の発生防止効果については十分に発揮される。
また、図１に示した仕上圧延機では、上流側から四番目の圧延スタンドＦ４のワークロール２として、鋼製軸部材４と、この軸部材４の胴部に焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ５と、この超硬合金接合スリーブ５を軸部材４の胴部に固定する二つの鋼製側端リング６，６とからなるものを示したが、これに限られるものではない。たとえば、図６に示すように、鋼製軸部材４と、この軸部材４の胴部に鋼製緩衝材７を介して焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ５と、この超硬合金接合スリーブ５を軸部材４の胴部に固定する二つの鋼製側端リング６，６とからなるものを圧延スタンドＦ４のワークロール２として用いてもよい。
【００２０】
さらに、図１に示した仕上圧延機では、圧延スタンドＦ１〜Ｆ７のうち上流側から四番目の圧延スタンドＦ４のワークロール２を超硬合金製とし、かつそのワークロール周面部の研磨目８がロール軸方向とほぼ平行に形成されたものを例示したが、これに限られるものではない。たとえば、全ての圧延スタンドのワークロールを超硬合金製とし、かつそのワークロール周面部の研磨目をロール軸方向とほぼ平行に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法を説明するための図である。
【図２】仕上圧延機の超硬合金製ワークロールの一例を示す軸方向断面図である。
【図３】超硬合金製ワークロールの周面部を示す図である。
【図４】超硬合金製ワークロールの周面部に研磨目をロール軸方向に沿って形成する方法の一例を示す図である。
【図５】図４に示す方法で研磨目が形成されたワークロール周面部の研磨目の方向を模式的に示す図である。
【図６】超硬合金製ワークロールの他の例を示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｃ  熱間圧延鋼帯
Ｓ  鋼スラブ
１  仕上圧延機
Ｆ１〜Ｆ７  圧延スタンド
２  ワークロール
３  バックアップロール
４  鋼製軸部材
５  超硬合金接合スリーブ
６  鋼製側端リング
７  鋼製緩衝材
８  研磨目
９  カップ形砥石
【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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