JPH064162B2 - アルミニウム製スラブの熱間圧延方法 - Google Patents

アルミニウム製スラブの熱間圧延方法

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JPH064162B2
JPH064162B2 JP62092852A JP9285287A JPH064162B2 JP H064162 B2 JPH064162 B2 JP H064162B2 JP 62092852 A JP62092852 A JP 62092852A JP 9285287 A JP9285287 A JP 9285287A JP H064162 B2 JPH064162 B2 JP H064162B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/026Rolling

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金製スラブを
熱間圧延する方法に関し、特に圧延板の歩留りと表面品
質を大幅に改善したものである。
〔従来の技術〕
Al又はAl合金製スラブは圧延材の割れや表面欠陥を
抑えるため熱間圧延前に予め鋳造工程に起因する偏析,
酸化物,柱状晶,湯境等の所謂鋳塊不良部分を除く目的
でスラブ長手方向の上下面即ち圧延面を面削している。
このようなスラブは一般的に加熱炉により、均熱処理を
施した後、粗圧延機列及び仕上圧延機列からなる連続熱
間圧延設備を通過せしめることによって所望の板厚に加
工される。
しかしながらこの熱間圧延の際に圧延材は幅方向の板端
部に割れ(エッジクラック)や表面欠陥を生じ、これら
割れや表面欠陥が剥がれて圧延ロール等に巻き込まれ、
ロールに傷をつけるといった不具合が発生し問題となっ
ていた。このような剥がれは第4図(イ)〜(ハ)に示
すように鋳塊の長手方向の上下面を面削し、幅方向の側
面に鋳肌(9a)(9b)が残る矩形スラブ(10)に圧延を繰り返
すと第4図(ロ)に示すように圧延板(12)の側面の鋳肌
が盛り上り、該盛り上り部(11a)(11b)(11c)(11d)が最終
的には第4図(ハ)で示すように圧延面(13a)(13b)に残
る鋳肌、即ち黒皮(14a)(14b)(14c)(14d)となることによ
り生ずる。
また上記エッジクラックはスラブ幅方向の両端部に残る
鋳塊不良部のためであり、さらに熱間圧延中の被圧延材
の三次元変形により、第4図(ロ)に示すように圧延板
(12)の側面中央部(16a)(16b)は大きくへこみ、圧延終了
時には第4図(ハ)に示す2層の板、即ちラミネーショ
ン(15a)(15b)が生ずるからであり、前者、即ち鋳塊不良
部はAl−Mn形,Al−Mg形アルミニウム合金につ
いて特に著しく、後者、即ちラミネーションは材質を問
わず発生する。また特に純Al形のスラブについては熱
間圧延工程で上記エッジクラックが発生しなくとも、次
工程の冷間圧延工程において必ず生じ圧延中の板切れの
原因となる。
これを回避するために従来、上記板側面の鋳塊不良部及
びラミネーション部は仕上圧延機列に設けられたトリマ
ーによって除去されていた。しかしこのトリミング量は
圧延生産量に占める割合が大きく、圧延工程での歩留り
を著しく低下させていた。そこでこのトリミング量を減
少させるために最近熱間圧延前に矩形断面スラブの4隅
を面取りした後、粗圧延機に設けられた竪ロールによっ
て該スラブ巾方向の圧延を行ないつつ、長手方向に粗圧
延を行なう方法が特許第1060065号により提案されてい
る。
これは第3図(イ)に示すように熱間圧延前に矩形断面
の4隅を面取り(2a)(2b)(2c)(2d)して八角形断面のスラ
ブ(3)を造る。該スラブの幅方向の鋳肌(4a)(4b)が残る
側面を図示していない竪ロールで圧延を行ない、同時に
上下方向に圧延を行なうために第3図(ロ)に示すよう
に圧延板(5)の側面の中央部(6a)(6b)は大きくへこむこ
とはなく、従って第3図(ハ)に示すように圧延面(7a)
(7b)の幅方向の両端部に黒皮は現れず、かつラミネーシ
ョン(8a)(8b)の長さも小さい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、この方法は基本的には鋳塊不良部を残留
させるため圧延の進行とともに剥がれ状となり、該剥が
れが圧延材に圧痕を生じ表面欠陥となり、さらに剥がれ
はロールに巻き込まれるとロール傷となり、ひいては圧
延材に凹凸を発生させ品質上問題が残っていた。また板
側面のラミネーションも完全には解決されておらず、熱
間圧延時あるいは冷間圧延時のエッジクラックは皆無と
はならずトリミング量をより少なくすることが強く要求
されていた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、エッジクラックを
無くすには黒皮量とラミネーション量を制御するのが有
効であることを見い出し、更に熱間圧延時のスラブの三
次元変形について研究を重ね、スラブの断面形状,黒皮
及びラミネーション量の関係を求め、圧延時のエッジク
ラックを無くすアルミニウム製スラブの熱間圧延方法を
開発したもので、アルミニウム又はアルミニウム合金を
溶解・鋳造し、鋳塊を面削した後熱間圧延する方法にお
いて鋳塊の全面を面削して断面八角形とし、かつその断
面寸法は圧延方向の厚さをt、八角形の幅方向での面
取り部の深さをC、側辺のストレート部の長さをAとし
たときに、次式を満足するものとし、その後該面削鋳塊
を熱間圧延することを特徴とするものである。
-1.169 × (C/A-0.225 × ts/100+1.525)<0.44…(1) 〔作 用〕 本発明では先ず鋳塊の全面を面削しその断面形状を第1
図に示すように八角形としその3つの寸法(図中A,C
及びts)を第(1)式のように規定したものである。
なお全面を面削して八角形とした面削鋳塊を得るには、
先ず矩形断面の鋳塊を得、これを断面八角形となるよう
に全周面を面削する方法であってもよいし、または最初
から断面八角形の鋳塊を得、この全周面をそれぞれ面削
する方法であってもよい。
上記第(1)式の如く左辺を0.44未満と限定したのは、左
辺が0.44以上のときは圧延板側面にエッジクラックを生
ずるからである。即ちtsが大きく、又はAが大きいか
Cが小さい場合はスラブの変形量も大きくなり即ちラミ
ネーション量が大きくなるためにエッジクラックを生じ
易くなる。
なお上記第(1)式は以下のように導いた。
即ち第1図のような断面八角形の面削鋳塊において、下
記実施例の第1表に示すようにts,A及びC寸法を種
々変化させた際のラミネーション量をそれぞれ測定して
これらts,A,Cとラミネーション量とを統計的手法
(重回帰)により解析した結果、次のような関係が得ら
れた。
そして鋳塊を圧延した際に圧延材にエッジクラックが発
生しない条件としては下記実施例で示すようにラミネー
ション量は約8mm以下(8.2mm未満とみなした)であれ
ばよい。従ってこの関係に基づいて上式を以下のように
書き換えることによって上記第1式が得られる。
∴e-1.169 × (C/A-0.225 × ts/100+1.525)<e-0.824=0.44 さらに鋳塊の長手方向の8面を全て面削するのは圧延時
に黒皮を完全に除去しておくためであり、この場合上記
条件と組み合せることによりエッジクラックを皆無にで
きるからである。
〔実施例〕
本発明をその効果を一層明らかにするために実施例に基
づき説明する。
先ず第4図(イ)のような矩形スラブ(10)を圧延し、第
4図(ハ)のような圧延板(12)を製造し、該圧延板上下
面(13a)(13b)に残る鋳肌、即ち黒皮(14a)(14b)(14c)(14
d)の量(E)とラミネーション(15a)(15b)の量(L)がエッジ
クラックの発生のどのような影響を与えるかを調べ、第
2図に示した。なお第2図中の記号は圧延板に発生した
エッジクラックの程度を次のように評価したものであ
る。
○印…極めて良好(エッジクラックはほとんどなし) △印…良好(エッジクラックは若干有り) ×印…不良(圧延不能となるエッジクラック有) 第2図から明らかなように圧延板上下面に黒皮が残って
いる場合はほとんどエッジクラックを生じ以後の圧延が
出来なくなった。また黒皮が圧延板上下面にない場合で
あっても若干のエッジクラックが発生したり、黒皮が板
側面に残り割れ(コバワレ)の大きいものがあるが、こ
の場合はラミネーション量が約8mm以下であればエッジ
クラック又はコバワレは生じないことがわかる。従って
圧延板にエッジクラックを生じない条件はスラブの黒皮
量即ち鋳肌量をゼロとし、かつラミネーション量を8mm
以下とするスラブ形状を作り出せば良いことになる。
即ち第(1)式を満足するように、第1表に示すAl合金
を溶解後断面矩形の鋳塊を得、この全周面を面削して第
1図に示すように断面が八角形で各部の寸法を第1表の
ように種々変化させた面削鋳塊(1)からなるスラブに
熱間圧延を施し、エッジクラック発生の有無を調査しそ
の結果を第1表に併記した。なお表中JIS 5182は0.20〜
0.50%Mn−4.0〜5.0%Mg−Al合金を示す。
第1表から明らかなようにC,A及びtsの寸法の組み
合わせにより、第1式の左辺の値を変化させたとき、第
1式が成立する場合にはエッジクラックは全く発生しな
いことがわかる。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば圧延において、幅方向のトリ
ミング量をゼロにすることができ歩留を大幅に向上さ
せ、さらに圧延板についてエッジクラック等の表面欠陥
を激減させることができる等工業上顕著な効果を奏する
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる一実施例を示す斜視図、第2図
はエッジクラックに対する黒皮とラミネーション量の影
響を示す関係図、第3図(イ)(ロ)(ハ),第4図
(イ)(ロ)(ハ)はそれぞれ従来例の圧延方法を示す
説明図であり、第3図(イ)及び第4図(イ)は圧延前
のスラブを示し、第3図(ロ)及び第4図(ロ)は圧延
途中を示し、第3図(ハ)及び第4図(ハ)は圧延終了
を示す斜視図である。 1…面削鋳塊 2a,2b,2c,2d…面取り部, 3…八角形断面スラブ 4a,4b,9a,9b…鋳肌 5,12…圧延板 6a,6b,16a,16b…側面中央部 7a,7b,13a,13b…圧延面 8a,8b,15a,15b…ラミネーション 10…矩形断面スラブ 11a,11b,11c,11d…鋳肌盛り上り部 14a,14b,14c,14d…黒皮 E…黒皮の量 L…ラミネーションの量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム又はアルミニウム合金を溶解
    ・鋳造し、鋳塊を面削した後熱間圧延する方法におい
    て、鋳塊の全面を面削して断面八角形とし、かつその断
    面寸法は圧延方向の厚さをt,八角形の幅方向での面
    取り部の深さをC、側辺のストレート部の長さをAとし
    たときに、次式を満足するものとし、その後該面削鋳塊
    を熱間圧延することを特徴とするアルミニウム製スラブ
    の熱間圧延方法。 e-1.169 × (C/A-0.225 × ts/100+1.525)<0.44
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