JPH07116714A - 熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法 - Google Patents

熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法

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JPH07116714A
JPH07116714A JP26255493A JP26255493A JPH07116714A JP H07116714 A JPH07116714 A JP H07116714A JP 26255493 A JP26255493 A JP 26255493A JP 26255493 A JP26255493 A JP 26255493A JP H07116714 A JPH07116714 A JP H07116714A
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JP
Japan
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roll
water
cooling
work
exit side
Prior art date
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Pending
Application number
JP26255493A
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English (en)
Inventor
Taro Koide
太郎 小出
Kunio Goto
邦夫 後藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高速度鋼の熱間圧延用ワークロールに発生する
塑性流動やヒートクラックによる肌荒れを防止する。 【構成】ロール冷却水ノズル1〜4からワークロール6
に水を噴射する冷却方法において、ロール接触弧出口を
原点Aとしてロール回転方向に80°〜120 °(α=80°
〜120 °)の位置にロール出側の水切り装置5を設け
る。 【効果】ロール出側の水切り装置で圧延ロール出側領域
の急冷を防止するのでヒートクラックを防止でき、かつ
ワークロール表層の他の部分は水冷を施すので塑性流動
による肌荒れも防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延機の高速度鋼
製ワークロールの肌荒れ防止方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延機のワークロール表層温度は、
高温の鋼材(例えばスラブ)と接触するため、ロールバ
イト内では 700℃以上に達する。そのため、冷却が不十
分な場合は、ロール表層が塑性流動を起こして肌荒れを
生じる。
【0003】そこで従来から図2に示すようなロール冷
却によるワークロール肌荒れ防止方法が用いられてき
た。ワークロール6は高温の鋼材8の圧延を行うため、
ロール出側領域は高温となりロール表面は塑性流動を起
こす。そこでロール冷却水ノズル1、2、3および4か
ら冷却水を噴射して冷却を行う。水切り装置5、9は冷
却水が鋼材にかかるのを防ぐ働きをしている。冷却水が
鋼材にかかると鋼材の過冷却を招き、熱間圧延にとって
望ましい鋼材温度から逸脱してしまう。
【0004】従来からロールの肌荒れ防止にはロール冷
却の強化が有効と考えられており、水切り装置5、9
は、ロール水冷域を拡大するために、極力鋼材に近い位
置にロール入側およびロール出側の両側に設置してあ
る。その位置はロール接触弧出口Aを原点としてロール
入側方向および出側方向に約30°〜50°の位置にそれぞ
れの水切り装置の先端がロール表面に接する位置であ
る。
【0005】また、ロール冷却の強化のために冷却水量
や水圧の増加が行われている。
【0006】前述のようにロール冷却が強化されたため
に冷却不足により発生する塑性流動に起因するロール
肌荒れは大きく減少した。ところが、塑性流動ではなく
ロール表層のクラックに起因するロール表面の欠け落
ちや黒皮バンディング等の問題が新たに発生した。黒皮
バンディングとはロール表面に生成したマグネタイトか
らなる酸化スケ−ル層(黒皮)がヒートクラックを起点
としてロール表層から欠落し、ロール円周方向に帯状に
剥離する状態のことである。
【0007】一方、近年、熱間圧延用ロールには、高速
度鋼(ハイス)製のロールが使用されるようになってき
た。高速度鋼製ロールは、V、W等、硬質のMC型炭化
物を形成する元素を含有するため高温強度に優れるとい
う特徴を持ち、塑性流動による肌荒れを生じにくいと報
告されている。そのため高速度鋼製ロールは耐肌荒れ性
の高いロールとして期待され、近年その使用率が高まっ
ている。
【0008】高速度鋼が高温強度に優れており塑性流動
を生じにくい特性を有するにもかかわらず、高速度鋼製
ロールの肌荒れを防止するためには従来技術のようにロ
ール冷却の強化が有効と考えられていた。そこで冷却水
量や水圧の増加等によって冷却の強化をおこなった。と
ころが前述のように塑性流動に起因する肌荒れは大きく
減少したがロール表層のクラックに起因する肌荒れの問
題が助長されるようになってきた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速度鋼製
の熱間圧延用ロールにおいてヒートクラックによるロー
ル表層の肌荒れを防止することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記の
熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法にある。
【0011】ロール冷却水ノズルから水を噴射して、高
速度鋼製の熱間圧延用ワークロールの肌荒れを防止する
方法において、ロール接触弧出口を原点としてロール回
転方向に80°〜120 °の位置に、ロール出側の水切り装
置を設けることを特徴とする熱間圧延用ロールの肌荒れ
防止方法。
【0012】なお、上記の水切り装置の設置位置とは後
述する図1のロール出側の水切り装置5のロールに接す
る先端の設置位置のことである。
【0013】図1は、本発明方法を適用する熱間圧延機
のロールバイト部分の縦断面図である。ワークロールを
冷却するためにロール冷却水ノズル1、2、3および4
が設けてある。ロール冷却水ノズルから噴射圧150kgf/c
m2程度で水を噴射してワークロール表面に吹きつけて冷
却する。
【0014】ロール出側の水切り装置5はその先端部が
ワークロールの接触弧出口原点Aからロール回転方向に
αの角度(80°≦α≦120 °)に設置されており、この
先端部はワークロール表面に密着するように設置されて
いる。ロール冷却水ノズルから噴射された水をロール出
側の水切り装置5で遮断しているのでワークロールのロ
ール出側領域は水冷されない。
【0015】ロール入側の水切り装置9は、ロール入側
領域のロール水冷域を大きくとるために、極力鋼材に近
い位置(ロール接触弧出口原点Aから30°〜50°の位
置)に設置してある。
【0016】水切り装置5および9の構造については、
従来から使用されているもので構わない。
【0017】
【作用】本発明者らは、従来のロール肌荒れ防止方法を
用いる熱間圧延機での圧延終了後のワークロール(素材
は高速度鋼である)表面の調査結果から、ワークロール
の肌荒れは主にヒートクラックによる黒皮バンディング
が主体であり、塑性流動による肌荒れはほとんど発生し
ていないことを確認した。塑性流動は、ロール冷却が不
十分な場合に起こるものであるからロール冷却水ノズル
からの水の噴射条件を適切に選定して冷却を強化すれば
防止することができる。一方、ヒートクラックはロール
表層を急冷して熱衝撃を与えたときに発生するので、冷
却の過度の強化は望ましくない。
【0018】ヒートクラックの発生原因として次のよう
なことが考えられる。
【0019】ロール出側領域のロールは高温のスラブを
圧延した直後のため非常に高温となっている。その部分
が水冷されると冷却されたロール出側領域のロール表面
は急冷されて熱衝撃を受ける。この熱衝撃がヒートクラ
ックを発生させる。
【0020】本発明の肌荒れ防止方法によれば、ロール
出側の水切り装置位置を工夫したので、ワークロールの
ロール出側領域は直接水冷されず、その他の部分は水冷
される。従ってロール出側領域は急冷による熱衝撃を受
けないのでヒートクラックが発生せず、しかもロール出
側領域以外のロール表面を水冷することで冷却不足によ
る塑性流動も防止できるのである。
【0021】本発明方法を図1を用いて説明する。スラ
ブ8は、図中矢印の方向へ送られながらワークロール6
により熱間圧延を施されている。ワークロール6のロー
ル出側領域の表面部は高温のスラブと接触直後のためワ
ークロールの他の表面部分より高温となっている。
【0022】ワークロールを冷却しなければ塑性流動に
よる肌荒れの問題が発生するので、ロール冷却水ノズル
1、2、3および4から水を噴射してワークロールを冷
却する。
【0023】ところがワークロールのロール出側領域を
水冷すると急冷となりすぎるためワークロールは熱衝撃
を受けてヒートクラックが発生することは前述のとおり
である。
【0024】そこでロール出側領域の冷却を緩和するた
めにロール冷却水ノズルから噴射された水をロール接触
弧出口Aを原点としてロール回転方向に80°〜120 °の
位置にロール出側の水切り装置5を設けることでワーク
ロール表面のロール出側領域の角度αの部分には噴射水
が当たらないようにしワークロールが急激に冷却されな
いようにする。
【0025】なお、ロール入側の水切り装置9は、ロー
ルの水冷域を大きくとるために、従来方法のように極力
鋼材に近い位置(ロール接触弧出口原点Aから30°〜50
°の位置)に設置し、ロールの冷却不足による塑性流動
の発生を防止している。
【0026】図5はワークロールを水冷した場合のロー
ル表面温度について、本発明方法と従来の方法とを比較
した結果である。
【0027】モデル圧延機のワークロール表面に熱電対
を埋め込み、普通鋼の試験片を圧延しつつ、ロール冷却
水ノズルから水を噴射してワークロールを冷却しながら
ロール表層温度の熱サイクルを測定した。従来方法にお
けるロール入側およびロール出側の水切り装置の位置
は、図2に示すように被圧延材に極力近い位置に設けて
あり、ロール出側の水切り装置の先端は、ロール接触弧
出口からロール回転方向に45°の位置にある。一方、本
発明方法におけるロール出側の水切り装置の位置は、ロ
ール接触弧出口からロール回転方向に90°の位置であ
る。
【0028】図5から、本発明方法で冷却したワークロ
ールは、従来方法と比較して緩やかに冷却されているこ
とがわかる。従ってワークロールが受ける熱衝撃は従来
方法に比べ少ない。
【0029】さらに実機の熱間圧延機を用いて、冷却不
足による塑性流動の深さと急冷によるヒートクラックの
深さの関係から適切なロール出側の水切り装置の設定位
置を決定するために角度αをいろいろ変化させてワーク
ロールの冷却を試みた。その結果を図3および図4に示
した。図3は、ヒートクラック深さとロール出側の水切
り装置位置の関係を示したものである。操業条件は次の
とおりである。ワークロールとして高速度鋼製のものを
用い、ロール径は200mm 、ロール回転数は160rpm、冷却
水の水量はノズル1、2(図1参照)の合計で300L/mi
n、ノズル3、4の合計で200L/minとした。圧延材は幅1
00mm 、厚さ2mmの普通鋼コイルとした。ロール表層部
の断面を顕微鏡で観察することによってヒートクラック
の測定を行った。
【0030】図からαが80°未満となるようにロール出
側の水切り装置を設置するとヒートクラックが深く発生
していることがわかる。これはαを80°未満にすると水
冷されるロール出側領域が広がるためにロール表面が受
ける熱衝撃も大きくなり、ヒートクラックが発生し易く
なったからである。
【0031】一方、図4は塑性流動層の深さとロール出
側の水切り装置位置の関係を示したものである。操業条
件は、前述のヒートクラックの測定の場合と同じであ
る。
【0032】ロール出側の水切り装置の位置をロール接
触弧出口を原点に120 °を超える位置に設置したとき、
冷却不足によるロール表面の塑性流動層が顕著に発生し
ていることがわかる。
【0033】すなわち、ロール出側の水切り装置の設置
位置をロール接触弧出口を原点にロール回転方向80°〜
120 °の角度にすれば、熱衝撃によるヒートクラックお
よび塑性流動に起因する肌荒れを最小限にすることが可
能である。
【0034】本発明方法はロール出側の冷却を緩和する
ことを特徴としているが、高温強度に優れる高速度鋼製
のワークロールを本発明方法の対象としているのでロー
ル冷却が多少減少してもロール表面に塑性流動は発生し
にくい。
【0035】なお、本発明のワークロール肌荒れ防止方
法は板の熱間圧延に用いる圧延機に適用できる他に、管
や形材等の熱間圧延用ロールについても適用可能であ
る。
【0036】
【実施例】図1を用いて本発明方法の実施例を説明す
る。本発明のワークロール肌荒れ防止方法を仕上圧延機
第2スタンドに適用し普通鋼スラブ8(総重量2000ト
ン)を図中の矢印方向へ送り圧延を行った。ワークロー
ル6は直径 800mmの高速度鋼製のロール(組成、C:2.1
重量%、Si:0.4重量%、Cr:3.4重量%、Mn:0.6重量%、
V:6.5重量%、W:1.2重量%)を使用した。ワークロー
ル6の冷却はロール冷却水ノズル1、2、3および4か
ら表1に示す水量を噴射させて行った。ロール入側の水
切り装置9は、従来方法のように鋼材に極力近い位置に
固定し、ロール出側の水切り装置5は、図1中のαの角
度を様々に変化させて、それぞれの水切り装置の先端部
がロールの表層に接触するように設置した。
【0037】表1はロール出側の水切り装置5の設置位
置αを様々に変化させた際に圧延後の塑性流動によるロ
ールの肌荒れ状況、圧延後のヒートクラックによるロー
ルの肌荒れ状況、圧延直後のロール表面平均温度、圧延
されたスラブ表面のスケ−ル疵発生率およびロール肌荒
れの総合評価を調査した結果である。
【0038】なお、ロール表面温度は、圧延終了後直ち
に圧延機からロールを取り外して接触式温度計で測定し
た。スケ−ル疵発生率は圧延後の全スラブ長に占めるス
ケ−ル疵発生領域の長さから求めた。またロール表層を
断面観察して塑性流動やヒートクラックの発生を調べ
た。ロール肌荒れの総合評価は○、△、×の3段階で評
価した。
【0039】本発明例1、2、3および4の条件で冷却
したワークロールは、ロール出側の水切り設置位置αを
80°未満とした比較例5、6の条件で冷却したそれと比
べロール表面温度は多少高くなるものの、高温強度に優
れる高速度鋼製のロールを使用しているのでロール表層
に発生する塑性流動はほとんどなく、実用上の問題はな
い。また本発明方法で冷却したワークロールにはヒート
クラックもほとんど発生していない。そして圧延後のス
ラブ表面のスケ−ル疵発生率も0〜5%以内と極めて良
好である。比較例5、6はロール出側領域の冷却を強化
した(水切り装置5の位置: α<80°)ためヒートクラ
ックに起因した肌荒れが、また比較例7、8は冷却不足
(水切り装置5の位置: α>120 °)のためロール温度
が上昇しすぎて塑性流動に起因する肌荒れが生じてお
り、ともにスラブ表面のスケ−ル疵の発生率が高い。
【0040】このように、本発明のワークロールの肌荒
れ防止方法を実施することで、ロール表層の塑性流動お
よびヒートクラックによるロール肌荒れを抑制でき、圧
延後のロール表面は薄い黒皮が均一に付着した良好なロ
ール肌を呈し、また出側ロール冷却緩和によるロール表
面の異常温度上昇も見られなかった。さらにロール肌荒
れの減少により、スラブ表面のスケ−ル疵の発生もほぼ
完全に防止できた。
【0041】
【表1】
【0042】
【発明の効果】本発明方法によれば、高速度鋼の熱間圧
延用ワークロールに発生する塑性流動およびヒートクラ
ックに起因した肌荒れを防止することができる。従っ
て、ワークロールの使用寿命の延命や製品鋼板のスケ−
ル疵発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法を適用する熱間圧延機の縦断面図
である。
【図2】 従来方法を適用する熱間圧延機の縦断面図で
ある。
【図3】 ワークロールに発生するヒートクラック深さ
とロール出側の水切り装置の設定位置との関係を示す図
である。
【図4】 ワークロールに発生する塑性流動層の深さと
ロール出側の水切り装置の設定位置との関係を示す図で
ある。
【図5】 ワークロールの表面温度の変化について本発
明方法と従来方法を比較した図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロール冷却水ノズルから水を噴射して、高
    速度鋼製の熱間圧延用ワークロールの肌荒れを防止する
    方法において、ロール接触弧出口を原点としてロール回
    転方向に80°〜120 °の位置に、ロール出側の水切り装
    置を設けることを特徴とする熱間圧延用ロールの肌荒れ
    防止方法。
JP26255493A 1993-10-20 1993-10-20 熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法 Pending JPH07116714A (ja)

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JP26255493A JPH07116714A (ja) 1993-10-20 1993-10-20 熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法

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JP26255493A JPH07116714A (ja) 1993-10-20 1993-10-20 熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法

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JPH07116714A true JPH07116714A (ja) 1995-05-09

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JP26255493A Pending JPH07116714A (ja) 1993-10-20 1993-10-20 熱間圧延用ロールの肌荒れ防止方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8281632B2 (en) 2007-02-09 2012-10-09 Centre De Recherches Metallurgiques Asbl Device and method for cooling rollers used for rolling in a highly turbulent environment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8281632B2 (en) 2007-02-09 2012-10-09 Centre De Recherches Metallurgiques Asbl Device and method for cooling rollers used for rolling in a highly turbulent environment

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