(57)【要約】      （修正有）【課題】仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を歩留りよく安定して製造し得る極薄熱延鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】複数の圧延スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を製造する際、当該圧延スタンドのワークロール直径D、当該圧延スタンドの出側板厚ｈとしたとき、D/ｈ＞500となる圧延スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いる。【選択図】図１
2009214117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、仕上げ出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を製造する際、
当該圧延スタンドのワークロール直径D、当該圧延スタンドの出側板厚ｈとしたとき、D/ｈ＞５００となる圧延スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いることを特徴とする極薄熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧延スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を歩留りよく安定して製造し得る極薄熱延鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
仕上げ圧延機出側板厚が1.2ｍｍ以上である熱延鋼帯は、たとえば図３に示したような、７スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、以下のような仕上げ圧延条件で歩留りよく安定して製造されている。図３中、１はＸ線板厚計、２は板厚制御装置を示す。Ｗはワークロール、Ｂはバックアップロールである。
仕上げ圧延機入側板厚＝20〜50mm、幅＝500〜2400ｍｍ、
ワークロール直径＝500〜900mm、バレル長1800〜2500mm、
ワークロールＷの材質：ハイスロールまたはNiグレンロール（従来ロールという）、バックアップロールの材質：鋼製。
【０００３】
しかし、上下のワークロールＷに従来ロールを用いると、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯は、歩留りよく安定して製造し得なかった。
一般に出側板厚が薄くなるほど、当該圧延スタンドの圧延荷重が大きくなるから、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下ともなると、後段スタンドで圧延荷重が急増する。このため、形状が悪化しあるいは絞りが生じ、仕上げ圧延機内で通板トラブルが多発してしまう。
【０００４】
これは、主にワークロールのロール扁平変形に起因し、出側板厚が薄くなるほど、塑性定数（被圧延材Ｓの板厚を１mm変化させるために必要な圧延荷重）が急増して圧延可能限界板厚に近づくからである。
ここで、扁平後ロール半径R‘は（１）式で与えられる（非特許文献１）。
R‘＝（１+C/Δｈ×P）R            ・・・・（１）
ただし、圧下量Δｈ＝ｈ０−ｈ（ｈ０：当該圧延スタンドの入側板厚、ｈ：当該圧延スタンドの出側板厚）、Ｐ：単位幅圧延荷重、Ｒ：扁平前ロール半径、C=16（1-n2）/（pＥ）（n：ポアソン比、Ｅ：ヤング率）。
【０００５】
一方、仕上げ圧延機内での通板トラブルを解消しつつ、極薄熱延鋼帯を製造する技術が実現されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開2004-283909号公報
【非特許文献１】「圧延理論と実際」日本鉄鋼協会編、昭和５９年９月発行、ｐ5〜ｐ43（第２章）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の極薄熱延鋼帯の製造技術は、仕上げ圧延機の上流側にシートバー接合装置を設置し、走間板厚変更を実施する必要がある。
この特許文献１の極薄熱延鋼帯の製造技術は、接合した被圧延材の先端部の仕上げ出側目標板厚が1.2mmとされ、仕上げ圧延機内を被圧延材が走行している間に板厚を変更し、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍである極薄熱延鋼帯を得ようとしている。したがって、本質的に極薄熱延鋼帯の歩留りが悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を歩留りよく安定して製造し得る極薄熱延鋼板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】
【０００８】
本発明者は、極薄熱延鋼帯の製造方法について鋭意検討した結果、上下のワークロールに圧延部外層が超硬合金からなるロールを用い、ロール扁平変形を抑制することで実現できることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
１．複数の圧延スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を製造する際、
当該圧延スタンドのワークロール直径D、当該圧延スタンドの出側板厚ｈとしたとき、D/ｈ＞500となる圧延スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いることを特徴とする極薄熱延鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、仕上げ圧延機の上流側にシートバー接合装置を設置し、走間板厚変更を実施しなくとも、仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を歩留りよく安定して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１は、仕上げ圧延機の最終スタンド、具体的には７スタンドからなる仕上げ圧延機のＦ７スタンドで、圧下率ｒ＝20％一定としたときの、出側板厚ｈと単位幅圧延荷重の関係を示した特性図である。
単位幅圧延荷重はOrowanの荷重式（圧延理論と実際  鉄鋼協会編）で求めた。また、圧下率ｒは（２）式による。ワークロール直径D＝600mm、被圧延材は一般熱延鋼帯(SPHC)とした。
【００１１】
ｒ＝（Δｈ／ｈ０）×１００・・・・・・（２）
圧下量Δｈ＝ｈ０−ｈ（ｈ０：当該圧延スタンドの入側板厚、ｈ：当該圧延スタンドの出側板厚）。
図１から、ハイスロールまたはNiグレンロールの従来ロールに比べ、ヤング率が大きい超鋼合金をワークロールに用いることで、仕上げ圧延機出側板厚0.5ｍｍでも単位幅圧延荷重が急増していないため、仕上げ圧延機出側板厚0.5ｍｍとしても圧延可能限界板厚に到達していないことがわかる。
【００１２】
すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すような、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いることで、仕上げ圧延機出側板厚1.0ｍｍ以下0.5ｍｍまでの極薄熱延鋼帯を製造し得る。
図４（ａ）は、鋼製軸芯５の胴部に超硬合金スリーブ４を嵌め込み、鋼製側端リングで固定してなる構造のロールである。図４（ｂ）は、超硬合金スリーブ４と鋼製軸芯５の間に鋼製緩衝材６を設けた構造のロールである。どちらも圧延部表層が超硬合金スリーブ４からなるロールであり、ワークロールに用いて好適である。なお、図４（ｃ）には、従来ロール３であるハイスロールあるいはＮｉグレンロールの構造を示した。
【００１３】
また、仕上げ圧延機で仕上げ圧延機出側板厚が1.0ｍｍ以下である極薄熱延鋼帯を製造する際、通板安定性は、単位圧延荷重＜1500ton/mで通板安定、単位圧延荷重≧1500ton/mで通板不安定と判定する。
この1500ton/mという値は、ヤング率をＮｉグレンロールの値とし、仕上げ圧延機出側板厚1.2ｍｍとした場合に得られる単位圧延荷重と一致しており、実機の７スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、仕上げ圧延機出側板厚1.2ｍｍの熱延鋼帯を製造する際、被圧延材の先端部の形状が安定しており、通板トラブルがなく圧延できる上限の単位圧延荷重である。
【００１４】
超硬合金スリーブ４は、複数個の超硬材料混合粉末からなるスリーブ部材をロール軸方向に接合・一体化して形成したものであり、このような構造をもつロールは、公知のロール製造技術で製造することが可能である。
たとえばWC、TaC 、TiC 等の超硬材料粉末にCo、Ni、Cr、Ti等の金属粉末のうちから選ばれる１種または２種以上を5〜50mass％添加した超硬材料混合粉末を素材とし、これをラバー成形してＣＩＰ（冷間等方加圧）により成形したスリーブ部材を、ロールの軸方向に複数個重ね、1260℃、10気圧の条件でＨＩＰ（熱間等方加圧）により接合・一体化して超硬合金スリーブ４とする。鋼製軸芯５には、通常鍛鋼、鋳鋼を用いる。WC粉末にCo:5〜50mass％（好ましくはCo:20mass％）に適量のNiを添加した超硬合金混合粉末を焼結した超硬合金とするのが、耐摩耗性、靭性などの観点から好ましい。
【００１５】
以上のロール製造技術によって、直径620〜650mm、バレル長2050mmの圧延部外層が超硬合金スリーブであるロールが得られる。
【実施例１】
【００１６】
実施例１にて、当該圧延スタンドのワークロール直径D、当該圧延スタンドの出側板厚ｈとしたとき、D/ｈ＞500となる圧延スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いるようにした理由を説明する。
7スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、熱延鋼板(SPHC)を圧延し、仕上げ圧延機出側板厚を1.0ｍｍ、0.70ｍｍとした場合の圧延スケジュールをそれぞれ表１、２に示す。
【００１７】
【表１】
2009214117.tif 000003
【００１８】
【表２】
2009214117.tif 000004
【００１９】
ここで、表１、２に示した圧延スケジュールにおいて、上下のワークロールのヤング率を従来ロール（Niグレン＝176GPa）とし、単位幅圧延荷重をOrowanの荷重式で求めた場合、D/h＞500となる圧延スタンドは、単位幅圧延荷重＞1500ton/mとなる。このため、被圧延材の先端部の通板が不安定となる。
これに対し、D/h＞500となる圧延スタンドの上下のワークロールのヤング率を超鋼合金（＝500GPa）とし、当該圧延スタンドの単位幅圧延荷重をOrowanの荷重式で求めた場合、（１）式で与えられるロール扁平変形が小さくなるから、単位幅圧延荷重＜1500ton/mとなる。
【００２０】
したがって、表１、２に示したように、ワークロールの材質変更（Niグレンから圧延部外層が超鋼合金からなるロールへ）を行った圧延スタンドでは、単位幅圧延荷重＜1500ton/mとなるため、仕上げ圧延機出側板厚を1.0ｍｍ、0.70ｍｍとした極薄熱延鋼帯を製造する際、通板が安定して行えることがわかる。
このパラメータD/hの技術的意義は、圧延スケジュールが決まれば、被圧延材の鋼種と温度などから、各圧延スタンド（F１〜F7）での被圧延材の変形抵抗が求まり、（１）式で与えられるロール扁平変形を介し、Orowanの荷重式などで単位幅圧延荷重が求まるという関係となっている。このため、パラメータD/h＝500の値が、通板安定か、通板不安定かを分ける境となるのである。
【００２１】
よって、本発明は、パラメータD/ｈ＞500となる圧延スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いるようにした。
図３に示した７スタンドからなる仕上げ圧延機を用い、実施例１の実証を以下のようにして行った。
【実施例２】
【００２２】
仕上げ圧延機出側板厚1.0ｍｍ以下0.7ｍｍ越えの極薄熱延鋼板の製造について
本発明例：（ａ）のケースでは、図３に示した７スタンドからなる仕上げ圧延機の最終スタンドとＦ６スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いるようにし、（ｂ）のケースでは、最終スタンドを含む連続するＦ５およびＦ６スタンドの上下のワークロールに、圧延部外層が超鋼合金からなるロールを用いるようにした。
【００２３】
サイクル開始時の予備圧延材＝３０本（仕上げ圧延機出側板厚＝２〜４ｍｍ、幅１２００〜１６００ｍｍ）。
本発明例で製造した極薄熱延鋼板：仕上げ圧延機出側板厚1.0ｍｍ以下0.7ｍｍ越えのもの６本（仕上げ圧延機出側板厚＝1.0ｍｍのもの３本、0.7５ｍｍのもの３本、いずれも幅１２００ｍｍ）
（比較例）
本発明例で、圧延部外層が超鋼合金からなるロールに代え、当該圧延スタンドの上下のワークロールにハイスロールを用いた以外、本発明例と同じとした。
【００２４】
比較例では、仕上げ圧延機出側板厚1.0ｍｍの１本目は圧延できたが、２本目は先端部で絞りが発生し、0.7５ｍｍのものは圧延ができなかった。
これに対して、本発明例では、最終スタンドを含むＦ５あるいはＦ６スタンドで絞りの発生、あるいは形状不良、蛇行などの通板トラブルの問題もなく、仕上げ圧延機出側板厚1.0ｍｍ以下0.7ｍｍまでの極薄熱延鋼帯が安定して得られた。
【００２５】
なお、図２（ａ）に、仕上げ目標板厚1.0ｍｍの場合の先端部の、仕上げ目標板厚からの偏差を比較して示す。先端部の板厚は極薄熱延鋼帯の先端から５ｍ位置でのＸ線板厚計の測定値とした。本発明例によれば、比較例に比べ、仕上げ目標板厚に近い極薄熱延鋼帯を製造でき、図２（ｂ）に示したように歩留りが向上する。
また、特許文献１記載の極薄熱延鋼帯の製造技術は、仕上げ圧延機の上流側にシートバー接合装置を設置し、走間板厚変更を実施する必要があるため、本発明に比べ、先端部の板厚精度が悪く、本質的に極薄熱延鋼帯の歩留りが悪化する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を仕上げ圧延機の最終スタンドに適用する際の特性図である。
【図２】本発明の適用例を示す棒グラフである。
【図３】本発明を適用する仕上げ圧延機の構成を示す側面図である。
【図４】本発明に用いて好適なロールの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
D  ワークロール直径
ｈ  出側板厚
Ｓ  被圧延材
Ｗ  ワークロール
Ｂ  バックアップロール
１  Ｘ線板厚計
２  板厚制御装置
３  従来ロール（ハイスロールあるいはＮｉグレンロール）
４  超硬合金スリーブ
５  鋼製軸芯
６  鋼製緩衝材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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