JPH05329757A - 帯状金属体研削におけるチャタマーク防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、研削に使用するロールタイプの研
削工具をオンラインで調整し、生産性を低下させること
なく、帯状金属体の表面にチャタマークの発生を防止す
る方法を提供することを目的とする。 【構成】 表面にスケールを有する帯状金属体を処理す
るラインにおいてロールタイプの研削工具で帯状金属体
の表層部を研削するに際し、この研削工具を、その動バ
ランスを修正して偏心量を調整すると共に、オンライン
でドレッシングして真円度を所定範囲内に保持すること
をことを特徴とする帯状金属体研削におけるチャタマー
ク防止方法。上記偏心量は３００μｍ以下、真円度は
２．０mm以内にすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面にスケールを有す
る帯状金属体の表面研削処理に際し、研削工具の回転に
同期して発生し、製品の光沢ムラの原因となるチャタマ
ークを防止する方法に関するものである。本明細書にお
いて帯状金属体とは、ステンレス鋼、普通鋼、チタンお
よびその合金、高合金等を通常の方法で製造した熱延板
（帯）或いはコイル、または薄肉に連続鋳造で製造した
板（帯）或いは捲き取られたコイルをいう。

【０００２】

【従来の技術】帯状金属体の製造工程においては、鋳片
の加熱およびその後の熱間圧延や薄肉鋳片連続鋳造など
により、或いは更に焼鈍や焼鈍酸洗後に帯状金属体の表
面に酸化スケールや表面疵が生じるため、これらを除去
し、かつその表面を仕上げるための工程が必要である。

【０００３】このような要求に対して、従来冷間圧延前
の帯状金属熱延板或いはそれを焼鈍した後、該板の表裏
面をベルトタイプの研削工具で研削して、疵の除去や表
面の平滑化を実施する方法（以下ベルト研削という）が
採られていた。このベルト研削では回転式エンドレスベ
ルトにより帯状金属体の表面を研削する方法が主体であ
るが、この方法は通板速度が低いと共に、ベルト寿命が
短く頻繁なベルト交換を必要とするため作業性が悪い。
すなわちベルトには研削性能の時間依存性があり、砥粒
材が時間の経過と共に摩耗するため、研削後の表面性状
が研削時間と共に変動するという問題があった。更に、
研削量が研削時間と共に急激に減少するため、一コイル
毎にベルトを交換するという繁雑な作業を余儀なくされ
ていた。その上研削前の板形状がフラットでないと均一
に研削ができない等の問題があった。

【０００４】本発明者等は、前記ベルト研削に代えて、
高効率かつ高い作業性を有するロールタイプの研削工具
を用いて光沢ムラのない表面性状の優れた帯状金属体を
得ることができる製造プロセスについて検討を行った。
ロールタイプの研削工具は自生作用により摩耗した砥粒
材が脱落し、その代りに新しい砥粒材が出てくるため研
削性能の時間依存性が極めて小さく、高能率な研削が可
能である。また、工具がロールタイプであるため、その
交換の自動化が可能となり、更にベルトタイプに比べて
長寿命化が図れるために作業性が向上し、実用価値も高
い。

【０００５】ロールタイプの研削工具を鋼帯表面の研削
に使用すること自体は新しいことではない。例えば特開
平３−８６３１８号公報には弾性研削装置（ロールタイ
プ）とその後段にベルト研削装置とを組合わせ配置して
ステンレス鋼帯の表面疵取りを行う設備が開示されてい
るが、ベルト研削装置を使用する以上、上記した問題点
の解決にはならない。また、特開平１−２７３６０７号
公報には、順次砥粒番手を大きくした第１研削ロールと
第２研削ロールを用いて鋼帯表面を研削する方法を明ら
かにしているが、これは研削とその目ならしまでを研削
ロールで行って、後の酸洗負荷を少なくしようとするも
のであって、研削工具のメカニカルな改良による良好な
被処理材表面性状を得る意図は有していない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ロールタイプの研削工
具では研削ロール形状に起因すると思われるチャタマー
クと呼ぶ表面プロフィル欠陥が発生しやすい。これは研
削方向と直角にほぼ線状に発生し、かつ研削方向にある
ピッチを持ったうねりである。このマークが発生した場
合には、以後の工程で冷間圧延および／或いは焼鈍を経
て製品にすると、圧延方向に周期的な光沢ムラが発生
し、製品の表面品質を劣化するという問題がある。

【０００７】本発明はこの様な問題を解消するものであ
って、研削に使用するロールタイプの研削工具をオンラ
インで調整し、生産性を低下させることなく、帯状金属
体の表面のチャタマーク発生を極力防止する方法を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、帯状金属体
研削中のロールタイプの研削工具、即ち弾性砥石ロール
の形態を調査したところ、該ロールの摩耗は必ずしも均
一でなく、また操業中にロール中心軸が偏りを生じ、こ
れらが影響しあいながらチャタマークの発生を多くし、
製品表面性状を悪化することが分かった。本発明はこの
ような知見に基づくものであって、その要旨とするとこ
ろは、表面にスケールを有する帯状金属体を処理するラ
インにおいてロールタイプの研削工具で帯状金属体の表
層部を研削するに際し、この研削工具を、その動バラン
スを修正して偏心量を調整すると共に、オンラインでド
レッシングして真円度を所定範囲内に保持することを特
徴とする帯状金属体研削におけるチャタマーク防止方法
であり、より好ましくは、上記偏心量と真円度が図５に
おいて弧Ａ，Ｂ，Ｃと線Ｃ，Ｄ，Ａとで囲まれる範囲に
することである。これにより優れた表面性状を有する製
品を得ることができる。

【０００９】

【作用】以下に本発明を詳細に説明する。ロールタイプ
の研削工具を用いた研削において、研削工具の回転に同
期して発生するチャタマークの発生原因は、研削工具の
アンバランス（偏心）と真円からのずれである。このア
ンバランスと真円からのずれは相互に影響し合いながら
次第に悪化していく。そのため、アンバランスの原因で
ある偏心量と、真円からのずれである真円度をオンライ
ンで修正して、工具の状態を良好に保つことが、チャタ
マークの発生を防ぐことになる。研削工具の偏心量は、
工具回転時における動バランスにより決定されるもので
あり、図１に示すように研削工具１のシャフト中心
（Ｏ）と回転時の重心（Ｏ′）との距離でもって表され
る。偏心量が大きくなり動バランスが悪化すると回転に
よる遠心力で砥石が振動し、帯状金属体の研削切り込み
量が変化してチャタマークの原因となる。従って、この
動バランスは悪化しないように常に修正できるようにし
なければない。軸受部で加速度或いは変位をモニター
し、振動の位相とピーク値を計測してアンバランスを求
めることは一般に行われており、本発明もこの様な操作
を応用し、加速度或いは変位による動バランスが一定の
基準を超えたときに修正を行う。そのためには、研削工
具軸の両端部にそれ自体公知のバランス用ウエイトやオ
ートバランサー等を取り付けてコントロールすることが
好ましい。

【００１０】真円度は、図２に示すように真円（点線）
の半径と研削回転時の工具（実線）の半径との差（Ｓ）
すなわち、ずれであり、このずれがあると、回転によっ
て帯状金属体の研削切り込み量が変化してチャタマーク
を発生させる。チャタマークの発生を防止するためには
研削工具の真円度を常に一定量以下に保持しなければな
らず、そのために、ずれＳを測定し、図３に示すように
ドレッサー２を用い、押えロ−ル３と対になっている研
削工具１の半径方向に進退させると共に軸方向に倣わせ
て所定の切込み量を研削する。研削工具１の切込み量は
ｒ₁ ＝ｒ₂ となるようにするが、一般に採用されている
方法、すなわちｒ₁ ＝ｈ−ｒ₃ を基準にして決めるとｒ
₁ ＜ｒ₂ となり、正確な切込み量とならない。すなわち
研削力で研削工具は弾性変形し、ｒ₁ はこの負荷変動で
変化した値となるからである。従って切り込み量を決め
るにはｒ₂ を直接検知するようにすることが好ましい。

【００１１】帯状金属体の研削仕上げ面に形成されるチ
ャタマークが、冷間圧延後の製品表面に周期的な光沢ム
ラを発生させないためには、所定の高さにならないよう
にすればよい。図４はＳＵＳ３０４およびＳＵＳ４３０
の熱延鋼帯および薄鋳片鋼帯熱間仕上鋼帯（３mm厚）
を、ロールタイプの研削工具により表面研削を行った時
の研削仕上げ面のチャタマークの高さと、その後圧下率
５０％にて冷間圧延した時に認められる圧延方向に周期
的な光沢ムラ（ランクで示し、Ｂ以上が合格範囲）との
関係を示したものであり、チャタマークの高さが３０μ
ｍを超えると、チャタマークのピッチに対応した圧延方
向に周期的な光沢ムラが顕著（Ｃランク以下）になり、
製品表面として不合格になることを示している。チャタ
マークの高さの好ましい範囲は１０μｍ以下である。

【００１２】図５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４およ
びＳＵＳ４３０），Ｔｉ，Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｃｕ
合金の熱延鋼帯および薄鋳片鋼帯熱間仕上鋼帯（３mm
厚）を、ロールタイプの研削工具（弾性砥石）により表
面研削を行った時の研削仕上げ面のチャタマークの高さ
と、研削工具の真円度および偏心量との関係を示したも
のであり、この図から明らかのように、チャタマーク高
さ３０μｍ以下を得るには、より好ましい条件として
は、図示の偏心量と真円度が弧Ｅ，Ｆ，Ｇと線Ｃ，Ｄ，
Ａとで囲まれる範囲である。

【００１３】この様に帯状金属体の研削処理ラインにロ
ールタイプの研削工具を組込み、本発明のオンラインド
レッシングによる真円度および動バランス修正による偏
心量の調整を行うことにより、優れた表面性状を有する
製品を得ることができる。なお、本発明において使用す
るロールタイプの研削工具は、帯状金属体の形状になじ
みやすくするためにある程度の弾性を持たせた弾性砥石
ロールであり、例えば砥粒が塗布された円盤を積層しロ
ール状に成形したもの（積層型）、フラップホイールを
積層しロール状に成形したもの（フラップ型）、および
砥粒入りナイロン樹脂をロール状に一体成形したもの
（一体型）等があり、これらの何れでも採用できる。

【００１４】

【実施例】帯状金属体を表１に示す条件にてインライン
研削を行い、研溶削後の表面品質（チャタマーク高さ）
および冷延焼鈍製品の品質を調査し、その結果も表１に
併記した。この表において、チャタマーク高さはうねり
計により表面プロフィールを測定した。また、冷延焼鈍
製品の表面品質は光沢の程度により特ＡおよびＡ〜Ｅの
６ランクにて評価し、Ｂランク以上を１級（合格）とし
た。研削後の冷延焼鈍の条件は通常条件とした。偏心量
はためし重りの装着時のロールチャック部の振動より影
響係数法によって求め、３０sec 毎にオンラインで修正
を行った。真円度は、ダイヤルゲージを用いて装着状態
で測定した。ドレッサーの切込みは、１００μｍ単位で
行い、送り速度は２mm／sec とした。動バランス調整方
法は、ためし重りを用いた影響係数法により修正量を算
出した。

【００１５】この表から明らかなように本発明法による
帯状金属体の評価結果はいずれも良好であり、特にチャ
タマークを１０μｍ以下にした処理材は、冷延焼鈍製品
の表面光沢がＡまたは特Ａランクになり、極めて優れた
表面性状が得られた。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【発明の効果】以上ように、本発明におけるオンライン
ドレッシングとオンライン動バランスの修正を同時に行
うことにより、連続処理ラインなどの大量に、かつ連続
的に研削を行う場合に、研削工具の状態を常に良好に保
持することができ、チャタマークの発生防止に極めて有
効であると共に、これにより圧延方向に周期的に発生す
る光沢ムラを無くし、優れた表面性状を有する冷延製品
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロールタイプ研削工具の偏心量の説明図。

【図２】ロールタイプ研削工具の真円量の説明図。

【図３】ロールタイプ研削工具のオンラインドレッシン
グの説明図。

【図４】チャタマーク高さと製品光沢ムラの関係を示す
図。

【図５】チャタマーク高さに及ぼす真円量と偏心量の関
係を示す図。

フロントページの続き (72)発明者 藤原 隆広 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 札軒 富美夫 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 高井良 昌文 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にスケールを有する帯状金属体を処
   理するラインにおいてロールタイプの研削工具で帯状金
   属体の表層部を研削するに際し、この研削工具を、その
   動バランスを修正して偏心量を調整すると共に、オンラ
   インでドレッシングして真円度を所定範囲内に保持する
   ことをことを特徴とする帯状金属体研削におけるチャタ
   マーク防止方法。
2. 【請求項２】 前記偏心量と真円度が図５において弧
   Ａ，Ｂ，Ｃと線Ｃ，Ｄ，Ａとで囲まれる範囲であること
   を特徴とする請求項１記載の帯状金属体研削におけるチ
   ャタマーク防止方法。