JPH10277614A

JPH10277614A - 金属帯板のエッジドロップ低減方法

Info

Publication number: JPH10277614A
Application number: JP9084038A
Authority: JP
Inventors: Kazuhito Kenmochi; 一仁剣持; Osamu Sonobe; 治園部; Hirotaka Kano; 裕隆狩野; Junichi Tateno; 純一舘野; Hajime Nagai; 肇永井
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 1998-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】幅方向の厚の均一化を要求される金属帯板を圧
延する際に、エッジドロップを低減して、板幅方向に均
一な板厚プロフィルを得る。【解決手段】炭化タングステンを５０重量％以上８８重
量％以下含有する超硬合金で、ロール半径の３％以上の
肉厚の超硬合金のスリーブを軸芯に外嵌したロールを用
いて圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯板のエッジ
ドロップ低減方法に関し、金属帯板の熱間圧延や冷間圧
延における板幅方向板厚偏差、特にエッジドロップの量
を低減して、板幅方向に均一な板厚プロフィルを得るた
めの圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯板のプレス整形や剪断等におい
て、板厚が不均一であると変形が不均一となり、成形後
の製品形状が不良になったり、割れて製品にならない場
合がある。そこで、金属帯板の長手方向の板厚偏差だけ
でなく、板幅方向の板厚偏差もできるだけ小さくするこ
とが強く要望されている。

【０００３】従来より、金属帯板は圧延により製造され
るが、圧延中には板幅方向板厚偏差が発生しやすく、特
に、板端部において著しい板厚減少であるエッジドロッ
プが発生する。従って、圧延後の金属帯板の板端部を切
断してほぼ矩形に近い断面として出荷する必要がある
が、切断部分は金属帯板の全長に渡るため、帯板の歩留
りが低下し問題となっていた。

【０００４】そこで、従来より、このエッジドロップを
低減するために、種々の方法が検討されている。特公平
２−４３６４号公報、特公平２−３４２４１号公報、特
公平５−５６２０２号公報には端部にテーパを付与した
ワークロールを点対象に配置して板幅方向にシフトして
エッジドロップを低減する方法が開示されている。ま
た、特開平７−３９９０２号公報には、ロールをクロス
させて圧延することによりエッジドロップを低減する方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
を採用する場合、圧延機を改造して所望の設備を設置す
る必要があることから、多大な投資が必要であった。ま
た、テーパを付与するワークロールを板幅方向にシフト
する前者の方法では、圧延機入側の金属帯板に存在する
エッジドロップによって、圧延後の金属帯板のエッジド
ロップが大きく変動するため、金属帯板の材質、板厚等
によって圧延チャンス毎にテーパロールのシフト量を変
更する必要があったが、シフト速度が圧延速度の数千分
の一と著しく遅かった。その結果、冷間や熱間の連続タ
ンデム圧延においては、金属帯板の溶接部分近傍で先行
材の板幅と後行材の板幅が異なる場合にエッジドロップ
を十分に低減できない問題が生じており、熱間圧延や冷
間リバースミル等のバッチ式圧延でも、コイルごとにシ
フト量をその都度変更する必要が生じて、作業能率を向
上できない問題があった。また、テーパのシフトのみで
は、板端部から所定位置内部の板厚は板幅中央部の板厚
とほぼ同じにできても、少し離れた位置の板厚は大幅に
異なる場合があり、ほぼ矩形に近い金属帯板の断面を得
ることが難しくて問題であった。

【０００６】さらに、ロールをクロスさせて圧延する方
法では、板幅全体にわたって板厚を変更することとな
り、エッジドロップのみを積極的に低減することは難し
くて、エッジドロップを十分に低減させようとすると、
金属帯板の形状が大きく変化して、圧延中に板の絞りが
発生し圧延不能に陥る問題が生じた。そこで、本発明
は、前記の問題点を有利に解決し、従来の圧延機のまま
でも改造を必要とせずにエッジドロップが著しく低減で
きて、板幅方向板厚精度が良好な金属帯板を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、その技術手段は、幅方向の
厚の均一化を要求される金属帯板を圧延する際に、炭化
タングステンを５０重量％以上８８重量％以下含有する
超硬合金からなるワークロールを用いて圧延を行うこと
を特徴とする金属帯板のエッジドロップ低減方法であ
る。

【０００８】この場合に、前記ワークロールとしてロー
ル半径の３％以上の肉厚の超硬合金のスリーブを備えた
ロールを用いると好適であり、また、前記ワークロール
として鋼製のロール軸芯にスリーブを嵌合したロールを
用いると好適である。

【０００９】

【発明の実施の形態】金属帯板の圧延では、圧延のロー
ルと帯板が接触するロールバイトの内部において、板端
部で板厚が著しく減少するエッジドロップが発生しやす
い。本発明者らは、エッジドロップの発生について種々
検討を加えた結果、板幅中央部と異なって、板端部では
板幅方向の一方が拘束されていないため、板が幅方向に
変形しやすくて板厚の不均一が発生することを把握し
た。また圧延中には荷重によりロールが偏平するが、板
端部では板の板幅方向の変形によって板中央部と荷重が
大きく異なって偏平しにくくなる結果、板端部にて相対
的に板厚が薄くなりエッジドロップを発生させることを
把握した。

【００１０】従来より、小径のワークロールを用いると
大径のワークロールを用いた場合よりエッジドロップが
小さいことが知られている。これは、ロールの偏平が板
中央部と板端部でほぼ同じであるために、板端部での板
厚の不均一が発生しにくいことによる。しかし小径ワー
クロールを用いる圧延では、ワークロールがたわみやす
いために形状が著しく不安定となる。そこで、多段クラ
スター型や水平サポートロールを設置する等の工夫がな
されているが、圧延機の構造が複雑で高速強圧下圧延を
行うには不向きである。その結果、ロール径を大きくし
て、能率よく金属帯板を圧延する方法が広く採用されて
いる。

【００１１】そこで、本発明者らは、このエッジドロッ
プを低減して良好な金属帯板を製造する方法を検討し
た。上記の知見より、ロールの偏平を板中央部と板端部
でほぼ同様にするとエッジドロップを低減できることが
わかる。すなわち、ロールを偏平しにくくするとエッジ
ドロップを低減できるわけである。そのために、本発明
者らはロール材質に着目した。すなわち、ロールの偏平
はヤング率により大きく変化し、ヤング率を大きくする
ことによって偏平しにくくできるわけである。種々の物
質のヤング率を調査すると、従来の鋼系合金ロールでは
ヤング率は、ほぼ２００００ｋｇ／ｍｍ² と小さくてロ
ール偏平が生じやすいが、炭化タングステン及びその合
金の場合、鋼系合金の２倍以上の大きなヤング率を有す
ることがわかった。また、これらの炭化タングステン系
超硬合金を用いたロールで圧延し、金属帯板のエッジド
ロップの一例として、低炭素鋼板を冷間圧延した場合を
調査すると、図１に示すように炭化タングステン（Ｗ
Ｃ）を５０重量％以上含有する超硬合金であれば、十分
エッジトップを低減できることを把握した。また、炭化
タングステンの含有量が多すぎると、図２に示すように
ロール強度の指標となる抗折力が低下し、圧延中にロー
ルが破損し圧延できなくなるために、８８重量％以下に
する必要がある。

【００１２】本発明のロールで圧延する金属帯板の種類
はとくに限定しない。エッジドロップ低減の要求される
金属帯板であれば、いずれにでも有利に適用できる。本
発明のロールにおいて、炭化タングステン系超硬合金
は、主成分としての炭化タングステン粉末に、コバル
ト、ニッケル、クロム、チタン、ニッケル基合金、コバ
ルト基合金の少なくとも一種類以上を添加し、さらに、
必要に応じて、炭化チタン、炭化タンタル、炭化ニオ
ブ、硼素、珪素等を添加し、燒結したものである。コバ
ルト、ニッケル等の量や炭化物の粒度を調節することに
より、特性を大幅に変化させることができる。圧延ロー
ルは耐圧強度を大きくする必要があり、ニッケル、コバ
ルトのような靭性の高い金属あるいは合金を添加するこ
とが好ましい。

【００１３】炭化タングステン系超硬合金は、各種原料
粉末を混合、成形し、燒結により作られるが、粗大空隙
をなくすために、燒結後に熱間静水圧プレスを行うのが
望ましい。また、ロール製造後の精度を高くするため
に、原料粉末を混合した後に、冷間静水圧プレスを行っ
て燒結するとよい。本発明の炭化タングステン系超硬合
金からなるロールは、一体ロールを用いるとコスト的に
みて著しく高価である。そこで、金属帯板のエッジドロ
ップ低減に直接関与するロールバレル部分のみについ
て、炭化タングステン系超硬合金とする複合化を検討し
た。炭化タングステン系超硬合金の厚みを種々変更して
ロールを製造し圧延したところ、その厚みがロール半径
の３％以上であれば、炭化タングステン系超硬合金の強
度を保つことができ、安定して圧延できる。３％未満の
厚みでは、炭化タングステン系超硬合金が破損して圧延
不能になることがわかった。すなわち、従来、通板のた
めだけに用いられて圧延のように過大な応力の加わらな
いプロセスロールにおいて、炭化タングステン系超硬合
金の溶射が行われているが、厚みが１ｍｍ未満で、ロー
ル半径の３％未満と極く薄いために、通板する板の自重
程度の厚さには耐えられるが、本発明の圧延ロールのよ
うに金属材料を変形させて板厚を変化させる力が加わる
場合には耐え得ず、容易に剥離してしまうことがわかっ
た。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）金属帯板の一例として、普通鋼熱延鋼板
（板厚４．０ｍｍ）を用いて該鋼板を酸洗した後、第５
スタンド冷間タンデムミルのスタンドに、本発明例１と
して、ロールの外周がコバルトを１３重量％含有し、残
り８７％が炭化タングステンである炭化タングステン系
超硬合金を用いてその厚みをロール半径の２０％である
４１ｍｍとして、軸芯にハイス鋼（高速度鋼）を用いた
嵌合による複合ロールをワークロールとして適用し、圧
延油として５０℃、濃度５％、平均粒径８μｍの牛脂系
圧延油エマルジョンを循環給油方式で供給しつつ１．２
ｍｍまで高速圧延した。

【００１５】また、本発明例２として、同種の熱延鋼板
（板厚４．０ｍｍ）を用いて該鋼板を酸洗した後に、５
スタンド冷間タンデムミルの全スタンドに、外周がコバ
ルトを４５重量％含有し、残り５５％が炭化タングステ
ンである炭化タングステン系超硬合金を用いて、その厚
みをロール半径の２０％である４１ｍｍとして、軸芯に
ハイス鋼を用いた嵌合による複合ロールをワークロール
として適用して、上記と同様の条件で圧延した。

【００１６】また、比較例として、同種の熱延鋼板（板
厚４．０ｍｍ）を用いて該鋼板を酸洗した後に、５スタ
ンド冷間タンデムミルの全スタンドに、外周がコバルト
を５５重量％含有し、残り４５％が炭化タングステンで
ある炭化タングステン系超硬合金を用いて、その厚みを
ロール半径の２０％である４１ｍｍとし、軸芯にハイス
鋼を用いた嵌合による複合ロールをワークロールとして
適用して、上記と同様の条件で圧延した。

【００１７】さらに、従来例として、同府の熱延鋼板
（板厚４．０ｍｍ）を用いて、該鋼板を酸洗した後、同
冷間タンデムミルの全スタンドに従来の５％クロム鍛鋼
のワークロールを適用し、上記と同様に１．２ｍｍまで
圧延した。冷間圧延後に、鋼板から試料を採取してエッ
ジドロップを測定した。これらの結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１は、板端部から１００ｍｍ内部の位置
の板厚（ｈ₁₀₀ ）と、板端部から１０ｍｍ内部の位置の
板厚（ｈ₁₀）との差をエッジドロップとして表したもの
である。本発明例のワークロールを適用して冷間圧延し
た場合には、比較例や従来の鋼系合金ロールで圧延した
場合より（ｈ₁₀₀ −ｈ₁₀）の値が小さくて板厚がより均
一になり、エッジロップが低減することがわかる。

【００２０】（実施例２）普通鋼の熱間圧延において、
本発明例１として、７スタンド仕上圧延機の第４スタン
ドから第７スタンドに本発明のロールである外周がコバ
ルトを２５重量％含有し、残り７５％が炭化タングステ
ンである炭化タングステン系超硬合金で、その厚みをロ
ール半径の５９％である２００ｍｍとして、軸芯に熱延
用ハイスを用いた嵌合による複合ロールをワークロール
として適用し、残りのスタンドは従来の熱延用ハイスの
ワークロールを適用し、シートバー３０ｍｍから仕上げ
厚み２．６ｍｍまで高速圧延した。

【００２１】また、本発明例２として、７スタンド仕上
圧延機の第４スタンドから第７スタンドに本発明のロー
ルである外周がコバルトを２５重量％含有し、残り７５
％が炭化タングステンである炭化タングステン系超硬合
金で、その厚みをロール半径の３．２％である１１ｍｍ
として、軸芯に熱延用ハイスを用いた嵌合による複合ロ
ールをワークロールとして適用し、残りのスタンドは従
来の熱延用ハイスのワークロールを適用し、シートバー
３０ｍｍから仕上げ厚み２．６ｍｍまで高速圧延した。

【００２２】また、比較例として、７スタンド仕上げ圧
延機の第４スタンドから第７スタンドに本発明のロール
である外周がコバルトを２５重量％含有し、残り７５％
が炭化タングステンである炭化タングステン系超硬合金
で、その厚みをロール半径の２．６％である９ｍｍとし
て、軸芯に熱延用ハイスを用いた嵌合による複合ロール
をワークロールとして適用し、残りのスタンドは従来の
熱延用ハイスのワークロールを適用し、シートバー３０
ｍｍから仕上げ厚み２．６ｍｍまで圧延を試みた。

【００２３】また、従来例として、熱延用ハイスのワー
クロールを適用し、上記と同様に２．６ｍｍまで熱間圧
延した。熱間圧延中にロールの破損状況を観察するとと
もに、熱延後に、鋼板から試料を採取してエッジドロッ
プを測定した。これらの結果を表２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】表２は、板端部から１００ｍｍ内部の位置
での板厚（ｈ₁₀₀ ）と板端部から１５ｍｍ内部での位置
での板厚（ｈ₁₅）との差をエッジドロップとして表した
ものである。本発明のワークロールを適用して熱間圧延
した場合には、比較例や従来の鋼系合金ロールで圧延し
た場合より（ｈ₁₀₀ −ｈ₁₅）の値が小さくて板厚が均一
になり、エッジロップが低減することがわかる。また、
本発明のロールを適用した場合、熱間圧延中にロールは
破損しないが、比較例のように、肉厚が薄く、炭化タン
グステンの量が多いと圧延中にロールが破損し、圧延を
途中で中断せざるを得なくなった。

【００２６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は金属帯板の圧延
に際し、板端部での板厚が減少するっエッジドロップを
低減し、板幅方向に均一な厚みの板を得ることができ
て、帯板の耳切りを削減し製造歩留りを向上して、プレ
ス成形等で均一な製品を割れることがなく製造すること
ができて、著しく有効な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】炭化タングステンの量とエッジドロップとの関
係を示すグラフである。

【図２】炭化タングステンの量と抗折力との関係を示す
グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ２２Ｃ 29/08 Ｂ２１Ｂ 37/00 １１８ (72)発明者狩野裕隆千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者舘野純一千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者永井肇千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】幅方向の板厚の均一化を要求される金属
帯板を圧延する際に、ロール表面が炭化タングステンを
５０重量％以上８８重量％以下含有する超硬合金からな
るワークロールを用いて圧延を行うことを特徴とする金
属帯板のエッジドロップ低減方法。
【請求項２】前記ワークロールとしてロール半径の３
％以上の肉厚の超硬合金からなるスリーブを備えたロー
ルを用いることを特徴とする請求項１記載の金属帯板の
エッジドロップ低減方法。
【請求項３】前記ワークロールとして鋼製のロール軸
芯にスリーブを外嵌したロールを用いることを特徴とす
る請求項１又は２記載の金属帯板のエッジドロップ低減
方法。