JPH0741286B2 - 軟質金属の圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術的背景 1.発明の技術的分野 本発明は、軟質金属の処理方法に関し、更に詳細には銅
および真鍮などの銅合金をスラブからストリップ厚さの
製品に圧延する方法に関する。

2.従来技術の記載 従来、軟質金属、例えば銅および真鍮などの銅合金の圧
延は、スラブを熱間ミルで中間的厚さの製品に圧下する
（reduce）ことによって行われている。その後、中間製
品を焼入れし、そしてマルチスタンド冷間ミルで処理し
てストリップ厚さにする前に、その外表面を除去する。
次いで、冷間圧延されたストリップ厚さの製品を焼鈍
し、最後に、化学的にスケールを除去し、そしてバブ磨
きするかまたは皮剥ぎする。これらの処理ラインは、多
くの場合著しく長く、処理の間にクロスオーバー施設ま
たは他の材料取扱装置が必要である。

これらの合金の治金学は複雑である。なぜならば、冷却
に際して溶融物から多くの相が形成されるからであり、
合金成分が元の合金よりも遥に高い蒸気圧を有するから
であり、また、酸化が元の外表面上または外表面下で進
行する（内部酸化）からである。これら全ての現象によ
り、スラブの初期ブレイクダウン後のミル処理により除
去される犠牲外被として用いられる程度まで、スラブの
内部とは完全に異なっている外部層が生成する。これら
の現象は、小さいバッチで材料を処理することによっ
て、いっそう深刻になる。

これらの軟質金属のための処理ラインおよび各処理工程
の欠点には、かなりの収量損失が含まれ、このことは、
熱間圧延工程と、それ以後で冷間圧延以前のミル処理と
に由来する。加えて、表面の欠陥が完全に除去されず、
出来上がった製品に持ち越されることがあるという危険
が常にある。更に、熱間圧延された製品の外表面の除去
に必要なミル処理操作は粗面を生じさせ、この粗面もま
た出来上がった製品に持ち越されることがある。従来の
処理ラインは用いられるスラブの大きさを制限し、中間
スラブ厚さの圧延制限および焼入れ制限の結果として、
これらのスラブから生成するコイルの大きさを制限す
る。

圧延されるスラブを長時間大気に曝すと、合金中の非鉄
物質のあるものは選択的に蒸発し、酸素が表面下に拡散
しうる。このことは、急冷後にミル処理操作が必要なこ
とを説明している。

軟質金属、例えば銅および真鍮などの銅合金のためのコ
ンパクトな処理ラインに対する要求が残っている。

発明の概要 軟質金属をスラブからストリップ厚さに圧下するための
本発明の方法は、制限された空間的要求および合理的な
コストを有するミル配置において達成することができ
る。本発明の処理技術はまた、より大きいスラブおよび
より大きい生成コイルを可能にする。従来の処理工程が
除かれるので、生産性が本質的に増大する。加えて、ス
ケール形成、選択的蒸発および表面下拡散が最小限にさ
れ、これにより後続の処理が更に単純化され、ストリッ
プ厚さの最終製品の表面品質が改善される。

軟質金属を処理してストリップ厚さにする本発明の方法
は、処理ラインに沿って両側にコイラー加熱炉を有する
熱間可逆式ミルを設備し、軟質金属スラブを熱間加工温
度に加熱し、前記加熱されたスラブを前記熱間可逆式ミ
ルに前後に通過させ、次いで巻取ることができる厚さに
なったときに前記コイラー加熱炉中で巻取ることからな
る。続いて、ストリップ厚さに圧下された製品は、ミル
処理、冷間圧下または焼鈍の必要なしに、焼入れされ、
そしてスケール除去される。

図面の簡単な記載 図１は、従来技術の熱間処理ラインの概要図である。

図２は、本発明による改善された処理法を示す概要図で
ある。

図３は、焼入れに続いて巻取りおよび巻出しを用いる、
本発明の変更態様である。

図４は、下流竪形コイラー加熱炉を含む、本発明の処理
方法のもう一つ変更態様である。

好ましい態様の記載 本発明は、軟質金属、例えば銅および真鍮などの銅合金
を、スラブからストリップ厚さの製品に処理する方法に
関する。他のろう付型の銀合金、および鉛とチタンまた
はジルコニウムとの合金も同様に処理することができ
る。

伝統的なまたは従来の方法の一つの形式を図１に図示す
る。全体的に10で示されるスラブは、従来技術、例えば
直接冷却により形成され、約16.5cm×83.82cm×8.23mの
典型的なスラブサイズを有する。これらのスラブ10はミ
ル処理ステーション38でミル処理され、スラブ加熱炉12
に供給される。このスラブ加熱炉12は、真鍮の場合は約
871℃の温度で約8.7分のサイクル時間で操作する。スラ
ブは加熱炉から出てパスラインを通って熱間可逆式ミル
14に至り、そこでスラブは中間的な厚さになるまで平ら
な形態で前後に通される。このような圧延操作は多数回
の通過からなり、生成する中間製品は約1.27cmの厚さを
有する。この中間製品も平らなまたはプレートの形態に
ある。次いでこの製品は焼入れ操作16に通される。焼入
れ操作は一連の水スプレーまたは典型的には中間製品が
入る水タンク16で行うことができる。

中間製品を、巻取り可能で、その後コイルの形態で処理
することのできる厚さにまで圧下することもできる。処
理のこの時点において、加熱された製品が完全に保護さ
れない熱間可逆式ミルによる多数回の平らな圧延通過に
よって、かなりの量のスケール、選択的蒸発または酸素
の拡散により生じる内部酸化が、従来法では起こってい
た。換言すれば、均質な表面を得るために、実質的な表
面を除去しなければならない。焼入れに続いて、製品は
通常なクロスオーバーテーブル上に置かれ、全体的に20
で示されるオーバーホール装置を含む平行パスラインに
導入される。このオーバーホール装置は２組のロール22
からなり、各組の一方のロールは複数のナイフ面を有
し、従って製品がロール間を通過するときに、製品の表
面は外表面を除去するために切削またはミル処理され
る。各ロール対の切削ロールは、オーバーホール装置20
を平らに通過する中間製品の上面と下面の両方をミル処
理するために、他方のロール対の切削ロールに対して中
間製品の反対側にある。中間製品の各側からは、少なく
とも0.0254cmが除去される。このようなオーバーホール
操作のための典型的なライン速度は、毎分約12.19mであ
る。この遅い速度は、生産の隘路を生じさせる。

次いで中間製品は、全体的に26で示される２スタンドタ
ンデム式ミルにより圧下されてコイルの形態にされる
か、または可逆型であってもなくてもよい単一スタンド
ミルにより圧下される。中間製品は、一連の通過で約0.
254cm以下のストリップ厚さに圧下される。製品は今や
冷間処理されたので、この製品は続いて焼鈍炉28に送ら
れる。真鍮の場合の典型的な焼鈍は、約510℃で360分間
である。焼鈍されたコイルは次いで化学的処理または酸
洗いライン30で仕上げ処理され、最後にストリップ厚さ
の製品は、酸洗いタンク30から出て来たときに、適当な
処理ステーション32によってバフ磨きされるか、または
皮剥ぎされる。

軟質金属のための本発明の改善された処理法を、表１に
示す典型的な圧延スケジュールと共に、図２に図示す
る。直接冷却法またはその他の方法で形成されたスラブ
10′は、所望によりスラブミル処理ステーション38′を
通過させてもよい。次いでスラブを、熱間圧下する前
に、再加熱炉12′中で加熱する。熱間圧下は上流コイラ
ー加熱炉42および下流コイラー加熱炉44を有する直列
（インライン）熱間可逆式ミル40において行われる。ス
ラブは、巻取り可能な厚さ（2.54cm以下の厚さ）になる
まで、熱可逆式ミル40を前後に９回通され、次いで製品
は、コイラー加熱炉42と44の間にある熱間可逆式ミル40
を前後に通される（10〜17回通過）。図１に示す伝統的
な処理法のように中間的厚さゲージの製品を形成するの
ではなくて、スラブは、表１の例における0.3cmの、ま
たはそれ以下のストリップ厚さに、処理の途中ずっと圧
下される。製品は、還元性ガスが生成され酸素欠乏環境
が存在するコイラー加熱炉中に巻取られるので、コイル
は、合金成分のあるものを選択的に蒸発させて消耗され
た表面厚さを生じさせることがなく、あるいは酸素が表
面下に拡散するため内部酸化を起こさせる酸素含有環境
に長時間曝されることがない。

典型的には、圧延された製品は最後から２つ目の通過で
上流コイラー加熱炉42中に巻取られ、そして429.4℃の
温度でミルを最後に通過した後、焼入れ操作16′中に直
接入る。巻取り長さは約222.2mである。この厚さはスト
リップ厚さなので、この薄い断面のために熱損失がより
大きいので、焼入れは実質的により急速に行われる。ス
トリップは常温になるまで焼入れされる。次いでストリ
ップを直接に化学的酸洗いタンク30′に通し、最終のバ
フ磨きおよび／または皮剥ぎステーション32′に通すこ
とができる。酸洗いタンク30の入口端にある１対の添え
ロール45は、ストリップ厚さの製品を酸洗い操作および
バフ磨きまたは皮剥ぎ操作に効果的に運搬できるよう
に、ストリップ厚さの製品に必要な張力を保持する。全
ての処理工程は直列（インライン）で行われ、クロスオ
ーバーテーブルその他を必要としないものと考えられ
る。平らに圧延された最大長さは約28.65mである。

コイラー48およびデコイラー50を用いることにより、焼
入れ操作を次の洗浄操作から分離することも可能である
（図３参照）。水焼入れの後、ストリップ厚さの製品は
コイラー48に巻取られる。次いでこのコイルを直列でデ
コイラー50に移し、そこから次の皮剥ぎ操作30に供給さ
れる。これは、焼入れと皮剥ぎとを、同じラインではあ
るが互いに独立して操作することを可能にする。

熱間可逆式ミルの下流側に、互いに垂直に配置された１
対のコイラー加熱炉を用いることも可能である（図４参
照）。コイラー加熱炉46はコイラー加熱炉44に対して垂
直に配列されており、コイラー加熱炉の各々は他方から
みてパスラインの反対側にある。第１のコイルをコイラ
ー加熱炉42と44との間で熱間可逆式ミル40に通すことに
よって圧下する一方で、予めコイラー加熱炉46に巻取ら
れた第二のコイルを次の焼入れ操作に供給する。これ
は、熱間圧下を、焼入れを行うと同時に行うことを可能
にする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リュー，チャン 米国 アイオア州 52403，セダー ラピ ッズ エス．イー．，グラント ウッド フォーレスト レーン 3600 (72)発明者 リュー，イン ハン 米国 アイオア州 52402，セダー ラピ ッズ ユニット シー エヌ．イー．，ウ エスト チェスター ドライブ 4435 (72)発明者 ヤング，ゴードン ケー 米国 アイオア州 52404，セダー ラピ ッズ アパートメント613 ヒルトップ ドライブ 450 (72)発明者 シン，ジォオング ヒュン 米国 アイオア州 52404，セダー ラピ ッズ エス．ダブリュー．，クェイル コ ート 470 (56)参考文献 米国特許4658363（ＵＳ，Ａ) 米国特許4430874（ＵＳ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅または銅合金スラブをストリップ厚さに
   処理するに際して、 （ａ）処理ラインに沿って両側にコイラー加熱炉を有す
   る熱間可逆式ミルを設備し、 （ｂ）少なくとも約10cmの厚さの銅または銅合金スラブ
   を熱間加工温度に加熱し、 （ｃ）前記加熱スラブを少なくとも１回、前記熱間可逆
   式ミルに通して圧下し、巻取り可能な厚さの中間製品を
   形成し、 （ｄ）前記中間製品を前記コイラー加熱炉の一方に巻取
   り、 （ｅ）前記中間製品を、前記熱間可逆式ミルに、前記コ
   イラー加熱炉の間で前後に通して、該中間製品を約0.25
   4cm以下のストリップ厚さを有する製品に圧下し、 （ｆ）前記ストリップ厚さの製品を焼入れ装置を通して
   処理し、次いで （ｇ）前記焼入れ製品を、酸洗い、バフ磨きまたは皮剥
   ぎにより表面洗浄することからなり、この工程（ｇ）の
   後で、熱間圧延、熱間ミル処理、冷間圧下または焼鈍を
   行わない処理ラインにより、ストリップ厚さの製品を形
   成する、 少なくとも約10cmの厚さの銅または銅合金スラブを約0.
   254cm以下のストリップ厚さに処理する方法。
2. 【請求項２】前記の熱間可逆式ミルの下流に、２個のコ
   イラー加熱炉を設備することを含み、これら２個のコイ
   ラー加熱炉は垂直に配置されており、その一方の加熱炉
   がパスラインの上にあり、他方の加熱炉がパスラインの
   下にあり、これによって、一方の下流コイラー加熱炉
   は、熱間可逆式ミルからの中間製品を収容するが、他方
   の下流加熱炉は、ストリップ厚さの製品を焼入れ媒体を
   通して巻出す、請求の範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】前記の下流コイラー加熱炉の下流に、イン
   ライン焼入れ装置を設備しすることを含み、該焼入れ装
   置によってストリップ厚さの製品を焼入れする、請求の
   範囲第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】前記の焼入れ装置の下流かつ皮剥ぎ工程の
   上流に、コイラーおよびデコイラーを設備することを含
   み、該コイラーに、焼入れしたストリップ厚さの製品を
   収容し、該デコイラーから、該ストリップ厚さの製品を
   皮剥ぎ装置内に巻出す、請求の範囲第３項に記載の方
   法。