JPH0576903A - 珪素鋼板の冷間圧延における耳割れ防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 冷間タンデム圧延機によりSi含有量（重量
％）が 1.5％以上の珪素鋼板を圧延する方法において、
酸洗前のサイドトリミングの工程で、トリミング直後に
板エッジより板幅方向に研削代 0.5mm以上のエッジグラ
インダー処理を施し、その後のタンデム圧延にあたって
は、第１スタンドのワークロールの一端を先太りとし、
上下ワークロールの軸方向が互いに逆向きとなる配置と
し、かつワークロール軸方向へ移動可能とするととも
に、第２スタンド以降のスタンドのワークロールの一端
を先細りとし、上下のワークロールの軸方向が互いに逆
向きとなる配置とし、かつワークロール軸方向へ移動可
能とするとともに、第２スタンド以降のスタンド入側の
板エッジ温度を80℃以上とする。 【効果】 1.5％以上のSiを含む珪素鋼板の冷間タンデ
ム圧延における耳割れ発生率を大幅に低下でき、かつエ
ッジドロップを減少できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、珪素鋼板の冷間圧延に
おける耳割れ、板破断を防止し、エッジ性状の優れた珪
素鋼板を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁鋼板を製造する場合、冷間圧
延工程における耳割れ発生率が高く、生産性を低下させ
る原因になっていた。特にSi含有量（重量％）が 1.5％
以上の高級珪素鋼板の場合にはその発生率が高く、耳割
れに起因した板破断が発生し、困難な圧延となってい
た。

【０００３】通常 1.5％以上のSiを含む珪素鋼板は、ゼ
ンジマー等の小径多段リバース圧延機によって圧延され
ていた。このような圧延機の場合、圧延速度が比較的遅
く、容易に耳割れが検出可能で、耳割れが発生した場合
にはパス間で圧延機を停止して、耳割れ部分をノッチャ
ーにより切断する方法が採られていた。近年、高級珪素
鋼板を高能率で生産する観点から、サイドトリミング、
タンデム圧延機によって珪素鋼板が製造されている。と
ころが、タンデム圧延機において、耳割れ発生を検出で
きても、高速で圧延されるために、スタンド間でコイル
の手入れが行えない。さらには、高速圧延であるため
に、耳割れに起因した板破断が発生した場合、大事故と
なることがあった。これらは、圧延能率を低下させるば
かりでなく、耳割れ発生により、圧延後の耳切り代が大
きくなり歩留りを大幅に低下させていた。

【０００４】そこで、耳割れや板破断防止方法として
は、例えば、圧延前の板エッジ処理方法として、特開昭
60−218425号公報に開示されているように、サイドトリ
ミング後のエッジ面にレーザービームを照射加熱し、エ
ッジの脆化面や微少クラックを除去しようとするものが
提案されている。また、特開昭62−137110号公報に開示
されているように、ゼンジマー圧延機のワークロールの
胴端部を太くし、エッジを局部的に圧下率を大きくし、
耳伸び形状とし、エッジに作用する張力を低下させるこ
とにより耳割れを防止することが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報の方
法には、次のような欠点がある。サイドトリミング後の
板エッジをレーザービームにより加熱する方法では、レ
ーザービーム照射時に完全に空気をシールドする条件が
困難であり、シールド条件が不完全な場合には照射面が
酸化し逆に材料が脆くなることがあった。また、連続ラ
インにレーザービーム照射設備を導入するとライン速度
変動に伴うレーザー強度の調整が必要であり、一定の温
度で加熱できないばかりでなく、板厚方向に温度差を生
じ、特にエッジの表層の冷却速度が大きくなり、板面エ
ッジ近傍が脆化することがあった。

【０００６】また、ゼンジマー圧延機のように容易にワ
ークロールを交換できるミル型式では、一端を先太りと
するワークロールをコイル毎、あるいは、パス毎に交換
でき、容易に耳伸び形状を与えられる。しかし、タンデ
ム圧延において第１スタンドに先太りのワークロールを
導入すると、第１スタンドで形成されたエッジドロップ
が最終スタンドの板のエッジプロフィルに遺伝し、製品
エッジドロップ量が大きくなり、歩留りを低下する問題
点があった。同様の観点から、ベンダー力を小さくする
方法も考えられるが、板幅方向の全体の形状が悪化し、
絞り込みから圧延不能に陥ることがあった。

【０００７】また、これら従来の方法で 1.5％以上のSi
量を含む珪素鋼板の圧延に適用する場合、圧延機入側
（ロールバイト入口）の温度が最適化されていないため
に、珪素鋼板特有の脆性に起因した、耳割れ、板割れを
完全に防止するまでに至っていない。本発明は、このよ
うな問題点を解決した珪素鋼板の冷間圧延における耳割
れ防止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】本発明は、冷間タンデム
圧延機によりSi含有量（重量％）が 1.5％以上の珪素鋼
板を圧延する方法において、トリミング直後に板エッジ
より板幅方向に研削代0.5mm以上のエッジグラインダー
処理を施し、その後のタンデム圧延にあっては、第１ス
タンドのワークロールの一端を先太りとし、上下ワーク
ロールの軸方向が互いに逆向きとなる配置とし、かつワ
ークロール軸方向へ移動可能とするとともに、第２スタ
ンド以降のスタンドのワークロールの一端を先細りと
し、上下のワークロールの軸方向が互いに逆向きとなる
配置とし、かつワークロール軸方向へ移動可能とすると
ともに、第２スタンド以降のスタンド入側の板エッジ温
度を80℃以上とすることを特徴とする珪素鋼板の冷間圧
延における耳割れ防止方法である。

【０００９】

【作 用】熱間圧延された鋼帯をトリミングし、所定の
板幅にすると、エッジ部は図６に示すように板エッジの
硬度が大きく、トリミング距離（処理量）が多くなると
刃は摩耗し、刃のクリアランスが大きくなるために、さ
らに板エッジの硬度は上昇している。トリミングによる
加工硬化により板エッジの硬度が大きくなり、エッジの
変形能が低下し、耳割れの原因の一つとなっている。ま
た、剪断時の破断面に微小の割れが発生し、この割れが
冷間圧延時に拡大することも耳割れ発生の原因となって
いる。この破断面に発生する微小な割れは高々 0.1mm程
度である。そこで図２に示したグラインダー設備で板幅
方向に 0.5mm（両エッジで 1.0mm）以上研削することに
より、剪断時の加工硬化層とトリミング時に発生する破
断面の微小な割れを削除し、耳割れの大きな要因を消去
可能となる。

【００１０】本発明では、第１スタンドのワークロール
の一端を先太りとし、上下ワークロールの軸方向が互い
に逆向きとなる配置とすることによって、板エッジ部の
圧下率を大きくして、エッジに圧縮応力を発生せしめ
る。例えば図７は、直径ワーク 400mm、板幅1000mmの
1.5％以上の珪素を含む鋼板を先太りのワークロール
（１次式のテーパ１／500 ： 500mm長さで直径当たり１
mmの勾配）を用いて、δＷ（ワークロールテーパの起点
と板エッジの距離）を変化させて圧延した場合のエッジ
５mmにおける残留応力を測定した結果を示した図であ
る。この時に第１、第２スタンド間の張力は 10kgf/mm²
であったので、δＷを15mm以上とすればエッジ部には圧
縮応力が作用することになる。エッジ部に圧縮力を作用
させることにより、エッジ部の割れ発生が防止可能とな
る。

【００１１】ところが、Siを 1.5％以上含む珪素鋼板は
常温では脆いために、上記の処理のみでは耳割れや板破
断を完全に防止できない。そこで本発明では、第１スタ
ンドのワークロールを先太りとするとともに、下記の理
由により、第２スタンドの入側温度を80℃以上を確保す
る。珪素鋼板は、温度によって延性が改善される。図８
はベンド試験によって、破断に至るまでの往復曲げ回数
で評価したものである。試験温度が80℃を超えると破断
に至るまでの曲げ回数が著しく増加し、延性が改善され
ている。常温で軟鋼板を同様の試験を行った場合には、
80℃以上で両者の曲げ回数が同程度となることから、耳
割れが発生しない軟鋼板と同様の圧延とするためには第
２スタンド以降のスタンドでの入側エッジ温度を80℃以
上を確保する必要がある。

【００１２】第２スタンド80℃以上を確保する手段とし
ては、第１スタンド入側直近に誘導加熱式のエッジヒー
タを設置することも考えられるが、第１スタンド入側で
は、板に圧延油をスプレーし冷却されるのでその効果は
小さい。本発明では第２スタンド入側においてエッジ温
度80℃とするために、第１スタンドの圧下率を大きくし
て、加工発熱によりその温度を確保する。すなわち、板
エッジに熱電対を埋め込み、第１スタンドの圧下率を変
化させた場合の、第２スタンドに入側における板温度
は、図９に示すように、圧下率40％以上で達成可能であ
ることがわかる。なおこの時の圧延条件は、圧延速度50
ｍ／分、ワークロール直径 300mm、母板厚3.0mm、板幅1
000mmである。入側母板温度50℃であった。この速度は
実際の圧延における最低速度である。第２スタンド入側
の温度を80℃以上が確保できれば、下流の第３、第４ス
タンドの歪速度は当然大きくなるので、それらスタンド
の入側温度は80℃以上を容易に確保できる。

【００１３】ところで、第１スタンドにおいて、板エッ
ジ部を一端が太いワークロールを用いて圧延するため
に、第１スタンド出側のエッジドロップが大きくなる。
そこで、本発明では、第２スタンド以降の下流スタンド
には一端が先細りとなるワークロールを用いてエッジド
ロップの改善を行う。先細りのワークロールテーパ部で
板のエッジを圧延すると、ロールの幾何学的効果によ
り、エッジ部の板厚が厚くなりエッジドロップが小さく
なる。先太りのワークロールを用いる場合にはその逆で
ある。なお、ここで言うエッジドロップはエッジから板
幅方向に５mm位置と25mm位置の板厚差を指す。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は冷間圧延前のエッジ処理の工程を示す図で、
ペイオフリール４から熱延後の珪素鋼帯３が払い出さ
れ、円盤状の上下一対の刃１によってエッジがトリミン
グされる。このサイドトリミングは従来の設備を用いれ
ばよい。その直後にグラインダー設備２によりエッジ研
削処理された後、テンションリール５に巻かれる。その
後、冷間圧延される。上方からみたグラインダー設備
は、図２に示すようにグラインダー10の前後に板幅計12
が設置されており、グラインダー10の前後の板幅の差を
研削量とし、目標の研削量が得られるように、油圧シリ
ンダー11の圧力を圧力調整器13によって調整する。ま
た、グラインダー10は、局部摩耗を防止するために、図
示していないが上下方向に摺動可能となっている。

【００１５】図３に示す次工程の冷間圧延では、第１ス
タンドの圧延機６で板幅中央よりもエッジを強圧下する
ために、一端が先太りのワークロール９（図４）で圧延
される。さらに、第２スタンド以降の下流スタンドで
は、一端が先細りとなるワークロール９′（図５）でエ
ッジドロップ制御を行い、かつ第２スタンド以降のスタ
ンドでは、ロールバイト側温度を80℃以上で圧延を行
う。図４、５において、７はバックアップロール、８は
中間ロールである。

【００１６】これら、ワークロールの先太りまたは先細
り形状は、一次式で示されるテーパ形状としている。ま
た圧延機は図４、５の例にも図示したように６段圧延機
でもよいが、従来の４段圧延機でも同様の効果が得られ
る。次に本発明の具体的実施例について説明する。1.5
％以上のSiを含む珪素鋼板を４スタンドのタンデムミル
で母板厚 3.0mmから 0.5mmまで圧延し、耳割れ発生率を
調べた。耳割れは、圧延後のコイルのエッジを観察し、
エッジの開き長さが１mm以上の耳割れが１個以上ある場
合に耳割れコイルとした。本発明の圧延方法は表１に示
す圧延条件とし、トリミング後にグラインダー処理を施
している。圧延は４スタンド６段圧延機で行い、ワーク
ロール径は 300mmである。

【００１７】本発明との比較のために比較例はエッジト
リミングのみの場合で、ロールはストレートロールを使
用し、圧下率は表１と同程度とした。実験的に、本発明
と従来法を各々約1000コイル程度を処理し比較した。そ
の時の耳割れ発生率を表２に示す。本発明によれば耳割
れ発生率が大幅に減少できていることがわかる。

【００１８】さらに、圧延後のエッジ形状は図10に示す
ように従来法と比較してもエッジドロップが小さくなっ
ていることが明らかである。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、
1.5重量％以上のSiを含む珪素鋼板の冷間タンデム圧延
における耳割れ発生率を大幅に低下でき、かつエッジド
ロップを減少できる。これにより冷間圧延における歩留
りが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を適用する装置例の側面図であ
る。

【図２】図１の要部の平面図である。

【図３】冷間圧延設備の説明図である。

【図４】図３における第１スタンドの正面図である。

【図５】図３における第２〜第ｎスタンドの正面図であ
る。

【図６】トリミング後のエッジの硬度上昇を示す図であ
る。

【図７】先太りワークロールを用いた圧延後の残留応力
の測定結果を示す図である。

【図８】試験温度と曲げ回数の関係を示す図である。

【図９】第２スタンド入側温度に及ぼす第１スタンドの
圧下率の影響を示す図である。

【図10】本発明と従来法のエッジの板厚分布を比較した
図である。

【符号の説明】

１ トリミングの刃 ２ グラインダー設備 ３ 珪素鋼帯 ４ ペイオフリール ５ テンションリール ６ ワークロールの一端が先太りの圧延機 ６′ ワークロールの一端が先細りの圧延機 ７ バックアップロール ８ 中間ロール ９ 一端が先太りのワークロール ９′ 一端が先細りのワークロール 10 グラインダー 11 油圧シリンダー 12 板幅計 13 圧力調整器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早瀬 直樹 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷間タンデム圧延機によりSi含有量（重
   量％）が 1.5％以上の珪素鋼板を圧延する方法におい
   て、トリミング直後に板エッジより板幅方向に研削代
   0.5mm以上のエッジグラインダー処理を施し、その後の
   タンデム圧延にあっては、第１スタンドのワークロール
   の一端を先太りとし、上下ワークロールの軸方向が互い
   に逆向きとなる配置とし、かつワークロール軸方向へ移
   動可能とするとともに、第２スタンド以降のスタンドの
   ワークロールの一端を先細りとし、上下のワークロール
   の軸方向が互いに逆向きとなる配置とし、かつワークロ
   ール軸方向へ移動可能とするとともに、第２スタンド以
   降のスタンド入側の板エッジ温度を80℃以上とすること
   を特徴とする珪素鋼板の冷間圧延における耳割れ防止方
   法。