JP2000218306A

JP2000218306A - ステンレス鋼帯の調質圧延方法

Info

Publication number: JP2000218306A
Application number: JP11020060A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Matsuura; 征浩松浦
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】大幅な設備投資を必要とせずに、極めて光沢
度の高いステンレス鋼帯を安定して圧延可能な調質圧延
方法を提供する。【解決手段】ステンレス鋼帯の上面と下面に気体を混
合し微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付けるとともに
上下圧延ロールに周速度差をつけて圧延をおこなう。ま
たは、ステンレス鋼帯の一方の面には気体を混合し微細
な液滴とした調質圧延剤を吹き付け、他の面には調質圧
延剤を吹き付けず、さらに前記一方の面側の圧延ロール
の周速度を前記他の面側の圧延ロールの周速度に比べ高
速にして圧延をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼帯の
調質圧延方法に関し、特にロールコーティングによる光
沢劣化を防止し表面品質に優れたステンレス鋼帯を安定
して製造可能な調質圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷間圧延されたステンレス鋼帯は、焼鈍
後、伸び率が０．５％〜１．５％程度の冷間加工をおこ
なういわゆる調質圧延が実施される。この調質圧延の目
的は、焼鈍後のステンレス鋼帯の降伏点伸びの消去、形
状矯正および光沢の付与等であるが、ステンレス鋼帯で
は特に光沢の付与に重点がおかれている。

【０００３】ステンレス鋼帯（以下、単に「鋼帯」とも
いう）の調質圧延方法には、圧延油等の潤滑剤（以下、
「調質圧延剤」ともいう）を用いるいわゆるウェット圧
延と調質圧延剤を用いないドライ圧延があるが、ウエッ
ト圧延では調質圧延剤が鋼帯の微小な凹凸部にトラップ
された状態で圧延されるため、鋼帯表面にオイルピット
（ピット状の疵）が残り高い光沢が得られない。したが
って、一般に、より高い光沢度が得られるドライ圧延が
実施され、その圧延機としては、ロール表面に付着する
摩耗粉や異物の除去が容易である大径ロールを備えた２
段圧延機が多く用いられている。

【０００４】調質圧延における光沢向上のメカニズム
は、ロール表面を平滑に研磨した大径ロールでステンレ
ス鋼帯を伸率０．５％〜１．５％程度で圧延してロール
表面の平滑面を鋼帯に転写し、かつ大径ロールによる長
い接触弧長で、より一層の光沢度向上を図るものであ
る。

【０００５】しかし、ドライ圧延では、（１）ロールと
ステンレス鋼帯との摩擦係数が高く高伸び率の圧延が不
可能になる、（２）圧延の進行に伴いロール摩耗粉や鋼
帯に付着している微細なスケールなどがロール表面に付
着堆積する、いわゆるロールコーティングが生じ鋼帯品
質が低下する、という問題がある。その為、連続焼鈍設
備に調質圧延機を組み込んだ連続ラインでは、調質圧延
の伸び率が低く制限され、再度別ラインにて伸び率確保
のための調質圧延が必要となる場合があり生産性の低下
を余儀なくされている。

【０００６】その対策として、調質圧延時に調質圧延剤
を使用するウェット圧延の適用が検討されている。ウェ
ット圧延は、高圧下を可能とするとともに調質圧延剤に
よりロール表面が洗浄され、そこに付着している汚れや
異物を除去することが可能となるという利点を有する反
面、前述したようにオイルピットの発生により光沢度の
確保が難しいという問題がある。

【０００７】この光沢度の改善方法として、特公昭５７
−３９８４２号公報には、調質圧延の第１パスで伸び率
０．１〜０．５％のドライ圧延をおこない、第２パス以
降でウェット圧延をおこなうステンレス鋼帯の調質圧延
方法が開示されている。

【０００８】特開平４−３３３３０３号公報には、調質
圧延機を２〜３スタンド設け、第１スタンドでウェット
圧延をおこない、第２、第３スタンドで残留した圧延油
（調質圧延剤）のみで調質圧延をおこなうステンレス鋼
帯の調質圧延方法が提示されている。

【０００９】しかしながら、前記特公昭５７−３９８４
２号公報ならびに特開平４−３３３３０３号公報に開示
された方法は、いずれも単に従来からのドライ圧延とウ
ェット圧延とを組み合わせた複数パスでの調質圧延を前
提としており、１台の圧延機での１パス圧延には適用で
きない。また、ウェット圧延の実施により、上述したド
ライ圧延による光沢向上のメカニズムが阻害され、高い
光沢度が得られないという問題がある。

【００１０】本出願人は、特開平８−２１５７０６号公
報で、気体を混合して平均径で３０μｍ以下の液滴とし
た調質圧延剤を吹き付け、１パスの圧延により高伸び率
で高光沢度を得ることができるステンレス鋼帯の調質圧
延方法を提示した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−２１５７０
６号公報の方法は、調質圧延剤の液圧と気体の圧力を調
整して、調質圧延剤を微小な液滴として吹き付けるもの
であり、調質圧延剤の吹き付け量ならびに液滴径を高精
度に制御する必要があるが、液圧や気体の圧力の変動な
どの外乱により吹き付け量や液滴径が変化して光沢の低
下が生じ鋼帯の品質が不安定になるという問題がある。
また、得られる光沢度も従来のドライ圧延並であり、更
に高い光沢度を要求された場合には対応ができない。

【００１２】本発明の課題は、大幅な設備投資を必要と
せずに、極めて光沢度の高いステンレス鋼帯を安定して
圧延可能な調質圧延方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、気体を混合
し微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付けて行う調質圧
延（以下、この圧延を従来のウエット圧延と区別し、
「噴霧ウエット圧延」という）による光沢向上の検討を
おこない、以下の知見を得た。

【００１４】ａ．噴霧ウエット圧延により、ロールコー
ティングとオイルピットが抑制され高伸び率圧延で高い
光沢度が得られる。しかし、この方法でも微細なオイル
ピットの発生は避けられず、光沢はドライ圧延並が限界
となる。

【００１５】ｂ．微細なオイルピットの発生を防止する
ために、調質圧延剤の吹き付け量を減少しロールと鋼帯
間の液膜を薄くすると、高伸び率の確保が困難となり、
また、伸び率の低下によりロールと鋼帯間の相対滑り量
が小さくなり光沢が低下する。

【００１６】そこで、上記噴霧ウエット圧延と上下圧延
ロールに周速度差を付けておこなう圧延（以下、「異周
速圧延」という）とを組み合わせておこなう調質圧延方
法を想到し、調質圧延剤の吹き付け量の減少による液膜
厚さの極薄化と異周速圧延による圧延ロールと鋼帯間の
相対すべりに着目して検討を重ね、以下の知見を得た。

【００１７】ｃ．異周速圧延で高伸び率が確保できるた
め、液膜厚さの極薄化が可能となり、噴霧ウエット圧延
のみに比べ高い光沢が得られる。特に、ロール周速の遅
い低速側の鋼帯表面の光沢が高くなる。また、液膜厚さ
の許容範囲が拡がるため、調質圧延剤の吹き付け量の変
動に伴う鋼帯品質の不安定が解消する。

【００１８】ｄ．上下圧延ロールの周速度差が大きくな
ると鋼帯が振動し圧延が不安定になる。この圧延の不安
定現象は、ロール周速の速い高周速側では調質圧延剤の
吹き付けを停止し低周速側のみに噴霧ウエット圧延をお
こなうことにより解消する。

【００１９】本発明は、上記知見に基づき完成されたも
ので、その要旨は、以下の(1) 、(2) 項のとおりであ
る。

【００２０】(1) 冷延・焼鈍されたステンレス鋼帯を上
下の圧延ロールを備えた調質圧延装置で単数または複数
パスにて調質圧延をおこなう際、少なくとも一つのパス
において、該ステンレス鋼帯の上面と下面に気体を混合
し微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付けるとともに前
記上下の圧延ロールに周速度差をつけて圧延をおこなう
ことを特徴とするステンレス鋼帯の調質圧延方法。

【００２１】(2) 冷延・焼鈍されたステンレス鋼帯を上
下の圧延ロールを備えた調質圧延装置で単数または複数
パスにて調質圧延をおこなう際、少なくとも一つのパス
において、該ステンレス鋼帯の一方の面には気体を混合
し微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付け、他方の面に
は前記調質圧延剤を吹き付けず、さらに前記他方の面側
の圧延ロールの周速度を前記一方の面側の圧延ロールの
周速度に比べ高速にすることを特徴とするステンレス鋼
帯の調質圧延方法。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明方法の一例を説明す
る調質圧延装置の模式的側面図で、符号１は調質圧延装
置、２は調質圧延機、３は圧延ロール、４はノズル、５
はステンレス鋼帯である。

【００２３】同図に示すように、調質圧延装置１はステ
ンレス鋼帯５を挟んで上下に圧延ロール３を有する調質
圧延機２の入側にノズル４を備え、そのノズル４に調質
圧延剤と気体とを供給して微細な液滴とした調質圧延剤
をステンレス鋼帯５に吹き付けて調質圧延をおこなう。
調質圧延剤の吹き付け量や液滴径は、ノズル４に供給す
る調質圧延剤の液圧と気体の圧力で調整される。調質圧
延剤をステンレス鋼帯に吹き付ける位置は、調質圧延機
入側のステンレス鋼帯表面や圧延ロール表面とするのが
よい。ここで、調質圧延剤とは、調質圧延時の圧延ロー
ルとステンレス鋼帯との潤滑に用いられる液であり、通
常は有機系潤滑剤を数％の濃度で水と混合させた水溶液
が用いられる。液滴径は好ましくは３０μｍ以下とされ
る。また、調質圧延剤に混合される気体は、通常、空気
が用いられる。図示例は、圧延ロールのみの２段の調質
圧延機であるが、圧延ロールを支持するバックアップロ
ールを備えた４段圧延機であってもよい。また、調質圧
延機をタンデムに複数台設けてもよい。

【００２４】図２は本発明に係る異周速圧延を説明する
概要図である。異周速圧延は、上下の圧延ロールに周速
度差をつけて圧延をおこなうものであり、圧延方向のせ
ん断応力を利用することで圧延荷重の低減が可能で、同
一圧延荷重であれば高伸び率を得ることができる。

【００２５】図２に示すように、異周速圧延ではロール
速度と鋼帯速度が一致する中立点位置が上下で異なる。
すなわち、同周速圧延に比べ高周速側の中立点６はロー
ルバイト（ロールが鋼帯と接触している範囲）の出側
に、低周速側の中立点７はロールバイトの入側に移動す
る。したがって、低周速側では先進領域（鋼板速度がロ
ール速度より速い領域）が長くなる。

【００２６】図１において、本発明方法は、ステンレス
鋼帯５の上面と下面に気体を混合し微細な液滴とした調
質圧延剤を吹き付け、さらに上下の圧延ロール３の周速
度に差をつけて圧延をおこなうことを特徴とする。この
方法により、高伸び率の確保ができるため調質圧延剤の
液膜厚はロールコーティングを防止することができる程
度まで減少させることが可能となり、微小オイルピット
の発生が抑制され光沢が向上する。特に、先進域が長く
なる低周速側の面はロールと鋼帯間の相対滑り距離が長
くなり高い光沢が得られるので、片面のみに高い光沢が
要求されるステンレス鋼帯の調質圧延方法に好適であ
る。調質圧延剤の吹き付け量は上面と下面で変更しても
よい。

【００２７】ステンレス鋼帯を複数パスで調質圧延する
場合は、少なくともその一部のパスで上記方法をおこな
えばよい。また、複数パスを上記方法でおこなう場合、
例えば第１パスで高速側とした面を第２パスで低速側に
して圧延してもよく、噴霧ウエット圧延のみの場合に比
べ鋼帯の両面で高い光沢を得ることができる。

【００２８】なお、周速度差が大きくなると、調質圧延
剤の吹き付け量の変動になどによる外乱により圧延ロー
ルと鋼帯とのスリップが発生し、その結果中立点の位置
がロールバイトの外に飛び出し、いわゆるチャタリング
と呼ばれる鋼板振動が生じ圧延が不安定になることがあ
る。この場合、調質圧延剤の吹き付け量を上面と下面で
変更し、高速側への吹き付け量を減少させることにより
前記圧延の不安定が改善される。

【００２９】図３は、本発明の別の方法の一例を説明す
る調質圧延装置の模式的側面図である。図３において、
図１と同じ要素は同一の符号で示す。図３において、本
発明の別の方法は、ステンレス鋼帯５の一方の面１０に
は気体を混合し微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付
け、他方の面１１には前記調質圧延剤を吹き付けず、さ
らに前記他の面１１側の圧延ロール１３の周速度を前記
一方の面１０側の圧延ロール１２の周速度に比べ高速に
して圧延することを特徴とする。

【００３０】この方法により、低周速度側の前記一方の
面は前述と同様の理由で高い光沢が得られ、さらに高速
度側の他方の面は摩擦係数が高いドライ圧延が実現する
ため周速度差が大きい条件においても前記鋼板振動が抑
制され圧延の安定が得られる。この方法は、特に片面の
みに高い光沢が要求されるステンレス鋼帯の調質圧延方
法に好適である。

【００３１】ステンレス鋼帯を複数パスで調質圧延する
場合は、少なくともその一部のパスで上記方法をおこな
えばよい。なお、複数パスを上記方法でおこなう場合、
例えば第１パスで高速側とした面を第２パスで低速側に
して圧延してもよく、噴霧ウエット圧延のみの場合に比
べ鋼帯の両面で高い光沢を得ることができる。

【００３２】次に、異周速圧延の条件について説明す
る。異周速率αをロール速度差ΔＶと低速側ロール周速
Ｖの比（ΔＶ／Ｖ）とし、鋼帯の圧下比βを板厚圧下量
ΔＨ（＝入側板厚Ｈ１−出側板厚Ｈ０）と出側板厚Ｈ０
との比（ΔＨ／Ｈ０）とすると、異周速率αは０より大
きく板厚比β以下とするとよい。異周速率αがβを超え
ると、上下の中立点の位置が共にロールバイトの外とな
り、圧延が不安定になる。好ましくは、αは０．０５％
以上で板厚比βの９０％以下である。更に好ましくは、
αは０．３％以上で板厚比βの７０％以下である。

【００３３】

【実施例】（実施例１）図１に示す基本構成の２段の調
質圧延機２と調質圧延機２の入側の上下に調質圧延剤を
微細な液滴として噴射するノズル４を備えた調質圧延装
置１を用い、板厚０．５ｍｍ、板幅１０００ｍｍの冷延
フェライト系ステンレス鋼帯（ＳＵＳ４３０）の調質圧
延をおこなった。調質圧延のパス数は１〜２パスとし、
その一部または全部のパスで鋼帯の上面と下面の双方に
調質圧延剤を吹き付け、噴霧ウエット圧延とし、その他
のパスは調質圧延剤の吹き付けを停止しドライ圧延とし
た。表１、表２に、それぞれ調質圧延機の主仕様ならび
に調質圧延剤の吹き付け条件を示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】表１に示すように、調質圧延機はシングル
ドライブの機械的結合方式であり、上ロール径を７００
ｍｍ、下ロール径を７０３、７０６ｍｍとして異周速圧
延をおこなった。なお、上下ロール粗度は０．０２μ
ｍ、上下ロールの回転数は６８ｒｐｍ、前後張力は１５
ｋｇｆ／ｍｍ²とした。

【００３７】表２に示すように、調質圧延剤には有機系
潤滑剤を１０％含む水溶液、気体には空気を用い、調質
圧延剤の液圧を２ｋｇｆ／ｃｍ²、空気の圧力を５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²とし、調質圧延剤の吹き付け量は５０ｃｃ／
ｍｉｎとした。

【００３８】比較のため、上下ロール径を７００ｍｍと
した同周速圧延もおこなった。表３に、調質圧延条件と
ともに得られた鋼帯の光沢度、表面疵の発生状況ならび
に圧延状況を示す。

【００３９】

【表３】

【００４０】表３に示すように、同じ伸び率で比較する
と本発明例はいずれも比較例に比べ光沢が向上し、特に
上面で高い光沢が得られた。これは上面を異周速圧延の
低速度側とし、かつ噴霧ウエット圧延としたパスを少な
くとも１パスおこなうことにより光沢が向上したものと
推察される。本発明例のＮＯ．７は、２パス目の圧延で
鋼帯の上下面を反転（１パス目の上面を２パス目の下面
とする）させたもので、上面と下面の双方で高い光沢が
得られた。表面疵に関しては、Ｎｏ．５、６で軽微の疵
が認められた程度で実用上問題なく良好であった。ま
た、本発明例のＮｏ．３は、異周速率が高いため鋼板の
微小振動が断続的に認められたが、実用上は問題なかっ
た。なお、比較例のＮｏ．１１〜１３は表面疵が発生し
不良であった。

【００４１】（実施例２）図３に示す基本構成の２段の
調質圧延機と調質圧延機の入側の上部に調質圧延剤を微
細な液滴として噴射するノズルを備えた調質圧延装置を
用い、板厚０．５ｍｍ、板幅１０００ｍｍの冷延フェラ
イト系ステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０）の調質圧延を行
った。調質圧延のパス数は１〜２パスとし、その一部ま
たは全部のパスで鋼帯の上面にのみ調質圧延剤を吹き付
け噴霧ウエット圧延とするとともに上面を低速度側とし
た異周速圧延をおこなった。調質圧延機の主仕様および
調質圧延剤の吹き付け条件は、それぞれ表１、表２と同
様である。

【００４２】比較のため、上下ロール径を７００ｍｍと
した同周速圧延もおこなった。表４に、調質圧延条件と
ともに得られた鋼帯の光沢度、表面疵の発生状況ならび
に圧延状況を示す。

【００４３】

【表４】

【００４４】表４に示すように、同じ伸び率で比較する
と本発明例は比較例に比べ上面で高い光沢が得られた。
なお、本発明例のＮＯ．２７は、２パス目の圧延で鋼帯
の上下面を反転（１パス目の上面を２パス目の下面とす
る）させたもので、上面と下面の双方で高い光沢が得ら
れた。表面疵に関しては、Ｎｏ．２５、２６で軽微の疵
が認められた程度で実用上問題なく良好であった。ま
た、本発明例はいずれも鋼板の微小振動の発生もなく圧
延は極めて安定しており良好であった。なお、比較例の
Ｎｏ．３１〜３３は表面疵が発生し不良であった。

【００４５】

【発明の効果】本発明方法によれば、高い伸び率を確保
しながらロールコーティングを防止することができ、従
来から実施されているドライ圧延よりも優れた表面光沢
のステンレス鋼板を安定して製造することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一例を説明する調質圧延装置の模
式的側面図である。

【図２】本発明に係る異周速圧延を説明する概要図であ
る。

【図３】本発明の別の方法を説明する調質圧延装置の模
式的側面図である。

【符号の説明】

１：調質圧延装置、２：調質圧延機、３、１２、１３：
圧延ロール、４：ノズル、５：ステンレス鋼帯、６：高
周速側の中立点、７：低周速側の中立点、１０：一方の
面、１１：他方の面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷延・焼鈍されたステンレス鋼帯を上下
の圧延ロールを備えた調質圧延装置で単数または複数パ
スにて調質圧延をおこなう際、少なくとも一つのパスに
おいて、該ステンレス鋼帯の上面と下面に気体を混合し
微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付けるとともに前記
上下の圧延ロールに周速度差をつけて圧延をおこなうこ
とを特徴とするステンレス鋼帯の調質圧延方法。
【請求項２】冷延・焼鈍されたステンレス鋼帯を上下
の圧延ロールを備えた調質圧延装置で単数または複数パ
スにて調質圧延をおこなう際、少なくとも一つのパスに
おいて、該ステンレス鋼帯の一方の面には気体を混合し
微細な液滴とした調質圧延剤を吹き付け、他方の面には
前記調質圧延剤を吹き付けず、さらに前記他方の面側の
圧延ロールの周速度を前記一方の面側の圧延ロールの周
速度に比べ高速にすることを特徴とするステンレス鋼帯
の調質圧延方法。