(57)【要約】【課題】シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合や僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内での蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を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を提供する。【解決手段】粗圧延されたシートバー２を仕上圧延機３により仕上圧延して熱間圧延鋼帯１を製造するに際して、仕上圧延機３の複数の圧延スタンド４Ａ〜４Ｇのうちワークロール５がクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンド４Ｇを用いて熱間圧延鋼帯１を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗圧延されたシートバーを、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上下のワークロールがクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンド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】
請求項１記載の熱間圧延鋼帯の製造方法であって、前記ワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつ前記ワークロールのクロス角が０．３度以上１度以下の圧延スタンド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３】
熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機であって、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が互いにクロスし、かつ前記ワークロールの周面部が超硬合金で形成されていることを特徴とする仕上圧延機。
【請求項４】
請求項３記載の仕上圧延機において、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が０．３度以上１度以下のクロス角で互いにクロスし、かつ前記ワークロールの周面部が超硬合金で形成されていることを特徴とする仕上圧延機。
【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た後、六台〜七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。
このような熱間圧延鋼帯に求められる品質としては、長手方向と幅方向の板厚精度（幅方向の板厚分布を板クラウンと呼ぶ）、平坦度（形状ともいう）、表面品質などがあり、板クラウンや平坦度を良好に保つためには、仕上圧延での圧延荷重によるロール撓みや圧延の進行に伴うロール磨耗を考慮しながら圧延することが重要である。
【０００３】
ロール撓みの影響を低減するための手法としては、仕上圧延機後段スタンドのワークロールをクロスさせてシートバーを熱間圧延する方法が知られている。また、ロール撓みやロール磨耗を根本的に改善する手法としては、ワークロールの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手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【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、ワークロールをクロスさせると、シートバーを幅方向に押し出そうとする力がシートバーの表裏面に作用する。この場合、シートバーの表面に作用する力とシートバーの裏面に作用する力が拮抗していればシートバーは蛇行することなく直進するが、シートバーの表面に作用する力とシートバーの裏面に作用する力との間に差異を生じさせる数多くの要素が仕上圧延機の圧延スタンド内に存在する。シートバーの表面に作用する力とシートバーの裏面に作用する力との間に差異を生じさせる要素としては、例えば、ルーバーによるパスラインの押し上げに伴うシートバー進入角度の発生、シートバーの表面側スケール状態と裏面側スケール状態との差による摩擦係数の相違、圧延油の供給によるシートバー表裏面での潤滑状態の相違などが挙げられる。このため、僅かな材質ムラ（例えばワークロールのオペレータサイドとドライブサイドとの間の硬度差など）により圧延荷重の大きな変動が生じると、シートバーの表裏面に対する接触状態の差がワークロール間に生じることによって、シートバーを蛇行させずに圧延することが困難になるという問題があった。
【０００５】
また、シートバーがハイテン（高張力鋼）のように高強度鋼の場合は、圧延荷重が大きくなるため、圧延荷重による撓みや磨耗が大きくなる。ロールの撓みが大きくなると、それを補償するため、クロス角を大きくする必要があるが、その場合、材質ムラなど幅方向での荷重差があった場合、仕上圧延機内での蛇行量が大きくなるという問題があった。
さらに、ワークロールをクロスさせると、クロスしていない場合と比べてワークロール間のギャップがロール端部に近いほど大きいため、シートバーの蛇行を抑えることが難しくなる。特に、ワークロールのみがクロスしている場合は、ワークロールがバックアップロールと共にクロスしている場合と比較してロール端部でのバックアップロールによるサポートが小さいため、シートバーの蛇行を抑えることがより難しくなる。
【０００６】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合や僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を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】
【０００７】
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、粗圧延されたシートバーを、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ワークロールがクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンド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記載の発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法は、請求項１記載の熱間圧延鋼帯の製造方法であって、前記ワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつ前記ワークロールのクロス角が０．３度以上１度以下の圧延スタンド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。
【０００８】
請求項３記載の発明に係る仕上圧延機は、熱間圧延鋼帯を製造する際に用いられる仕上圧延機であって、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が互いにクロスし、かつ前記ワークロールの周面部が超硬合金で形成されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明に係る仕上圧延機は、請求項３記載の仕上圧延機において、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が０．３度以上１度以下のクロス角で互いにクロスし、かつ前記ワークロールの周面部が超硬合金で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、３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ワークロールがクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いることで、ワークロールのヤング率が鋼製ワークロールに比べて大きくなる。これにより、圧延荷重によるロール撓みが小さく抑えられるため、シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を製造することができる。
【００１０】
また、ロール撓みが小さく抑えられることによって、シートバーの表裏面に対する接触状態の差がワークロール間に生じ難くなるため、僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯を製造することができる。
請求項２、４記載の発明によれば、ワークロールが鋼製のものと比べてシートバーの蛇行量を小さく抑えることができるとともに、ワークロールのクロス角が０．１度未満のものと比べてクラウンや平坦度の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図３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同方法に用いられる仕上圧延機について説明する。
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１は図示しない粗圧延機で粗圧延されたシートバー２を仕上圧延機３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３は例えば４段の圧延スタンド４Ａ〜４Ｇをパスラインに沿って配置して構成され、各圧延スタンド４Ａ〜４Ｇは上下一対のワークロール５，５と、これらのワークロール５をバックアップする上下一対のバックアップロール６，６とを備えて構成されている。
【００１２】
圧延スタンド４Ａ〜４Ｇのうち粗圧延機から最も離れた位置に配置された圧延スタンド（最終スタンド）４Ｇのワークロール５は互いにクロスしており、最終スタンド４Ｇのバックアップロール６もワークロール５と同様に互いにクロスしている。
ワークロール５のクロス角は、０．３度以上１度以下、好ましくは０．３度以上０．５度以下となっている。ここで、ワークロール５のクロス角を０．３度以上１度以下とした理由は、クロス角が０．３度未満になると板クラウンや平坦度の精度が低下し、１度を超えると蛇行しやすくなるためである。
【００１３】
圧延スタンド４Ｇのワークロール５の一例を図２に示す。同図に示されるように、圧延スタンド４Ｇのワークロール５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鋼製軸部材７と、この鋼製軸部材７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８と、この超硬合金接合スリーブ８の両端に固定された二つの鋼製側端リング９，９とから構成されている。
【００１４】
超硬合金接合スリーブ８は、６個のスリーブ部材１１をロール軸方向に接合した後、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。この超硬合金接合スリーブ８のスリーブ部材１１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ＣＩＰ法（冷間等方加圧法）によりラバー成形して形成されている。
【００１５】
スリーブ部材１１の接合方法は特に限定されないが、例えば接合温度：１２６０℃、接合雰囲気：１０気圧の条件でスリーブ部材１１をＨＩＰ法（熱間等方加圧法）により接合する方法などを用いることができる。なお、スリーブ部材１１をＣＩＰ法によりラバー成形して形成する場合は、スリーブ部材１１の素材に適量のＮｉを添加すると、耐摩耗性が向上するので好ましい。
【００１６】
上述のように、粗圧延されたシートバー２を仕上圧延機３により仕上圧延して熱間圧延鋼帯１を製造するに際して、仕上圧延機３の圧延スタンド４Ａ〜４Ｇのうち上下のワークロール５がクロスした圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いると、ワークロール５のヤング率が鋼製ワークロールに比べて大きくなる。これにより、圧延荷重によるロール撓みが小さく抑えられるため、鋼製ワークロールに比べてロールバイトの接触長やクロス角も小さくて済むため、シートバー２の蛇行量をより小さく抑えることができる。
また、ロール撓みが小さく抑えられることによって、シートバー２の表裏面に対する接触状態の差がワークロール間に生じ難くなるため、僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機３内でのシートバー２の蛇行量を小さく抑えながら熱間圧延鋼帯１を製造することができる。
【実施例】
【００１７】
仕上圧延機３により仕上圧延されるシートバー２として５９０ＭＰａ級ハイテンを用い、ワークロール直径：６５０ｍｍ、バックアップロール直径：１６００ｍｍ、１コイル当りの重量：２４トンの条件でシートバー２を２．４ｍｍの仕上げ厚さまで圧延したときの最終圧延スタンドでの圧延速度、蛇行量、クラウン、平坦度を測定した結果をロール材質、クロス角と共に表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１において、実施例１〜３は仕上圧延機の最終スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いた場合を示し、従来例１は仕上圧延機の最終スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスしていないワークロール周面部を超硬合金で形成した圧延スタンドを用いた場合を示している。また、従来例２および従来例３は仕上圧延機の最終スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール材質が鋼製の圧延スタンドを用いた場合を示している。
【００２０】
表１に示す従来例２及び３と本発明の実施例１〜３とを比較すると、従来例２及び３はクラウンが８μｍ以上、平坦度が０．６％以上であったのに対し、本発明の実施例１及び２はクラウンが５μｍ以下、平坦度が０．５％以下であった。
したがって、表１に示す実施例１〜３のように、仕上圧延機の圧延スタンドとして、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール周面部が超硬合金で形成された圧延スタンドを用いると、上下のワークロールが互いにクロスし且つワークロール材質が鋼製のもの（従来例２、３）と比較して、シートバーがハイテンのように高強度鋼の場合や僅かな材質ムラにより圧延荷重が大きく変動する場合でも仕上圧延機内でのシートバーの蛇行量を小さく抑えながら安定した品質の熱間圧延鋼帯を製造することができる。
【００２１】
表１に示す実施例１〜３と従来例１とを比較すると、実施例１〜３はクラウンが５μｍ、平坦度が０．５％であったのに対し、従来例１はクラウンが６μｍ、平坦度が０．５５％であった。これは、実施例１〜３は超硬合金製ワークロールが互いにクロスしているのに対し、従来例１は超硬合金製ワークロールが互いにクロスしていないか又はクロス角が０．１未満となっているためである。
【００２２】
次に表１に示す実施例１と実施例２及び３とを比較すると、実施例２、３はシートバーの蛇行量が実施例１よりも小さかった。これは、実施例２、３は超硬合金製ワークロールのクロス角が０．３〜０．５°であるのに対し、実施例１は超硬合金製ワークロールのクロス角が０．９°となっているためである。
したがって、表１に示す実施例２、３のように、仕上圧延機圧延スタンドとして、ワークロール周面部が超硬合金で形成され、かつワークロールのクロス角が０．３度以上０．５度以下の圧延スタンドを用いると、クラウンや平坦度の精度を高めることができる。
【００２３】
なお、本発明に係る熱間圧延鋼帯の製造方法に用いられる仕上圧延機の圧延スタンドとして、図１では４段の圧延スタンドを示したが、圧延スタンドの段数やスタンド数は特に限定されるものではない。
また、ワークロールがクロスした圧延スタンドとして、図１では仕上圧延機３の最終スタンド４Ｇを示したが、必ずしも最終スタンド４Ｇのワークロール５のみがクロスしている必要はなく、たとえば、全ての圧延スタンドのワークロールがクロスしていてもよい。
【００２４】
さらに、ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールとして、図２では鋼製軸部材７と、鋼製軸部材７の胴部に焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ８と、超硬合金接合スリーブ８の両端に固定された二つの鋼製側端リング９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、ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールとして、図３に示すように、鋼製軸部材７と、鋼製軸部材７の外周面に鋼製緩衝材１０を介して焼嵌めされた超硬合金接合スリーブ８と、超硬合金接合スリーブ８の両端に固定された二つの鋼製側端リング９とからなるワークロール５を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールの一例を示す図である。
【図３】ロール周面部が超硬合金で形成されたワークロールの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  熱間圧延鋼帯
２  シートバー
３  仕上圧延機
４Ａ〜４Ｇ  圧延スタンド
５  ワークロール
６  バックアップロール
７  鋼製軸部材
８  超硬合金接合スリーブ
９  鋼製側端リング
１０  鋼製緩衝部材
１１  スリーブ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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