JPS6310005A - ステンレス鋼帯用連続温間圧延設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、鋼帯のうち特に冷間加工硬化の著しい準安
定オースナイト系のステンレス鋼帯の連続冷間圧延に有
利なステンレス鋼用連続温間圧延設備に関する。

〔従来の技術〕

一般に、変形抵抗の大きいステンレス鋼帯等の冷間圧延
は通常、ゼンジミア圧延機など小径ワークロールを備え
た多重式の高圧下圧延機による可逆圧延が多く行われる
。しかし、このような小径ワークロールで可逆式に行う
圧延は、圧延速度も比較的遅く生産性は低い。

そこで、最近では生産性向上を目的として上記のような
高圧下圧延機を例えば４スタンド等のタンデムミルとし
て連続圧延を行う方法も一部では実施されている。しか
し、このような圧延方法では上記したごとく圧延速度を
あまり大きくできず、またワークロールと鋼帯間でスリ
ップが生じる等の問題があるために、一般鋼帯の圧延に
使用される４重ないし６重で且つワークロール径も大き
いタンデム圧延機で、さらに工程入側に溶接機を配置し
て連続的にステンレス鋼帯を冷間タンデム圧延すること
が志向されるようになった。

ところで、ステンレス鋼帯は一般鋼帯に比べて生産性の
低さその他によって製造コストが高いという問題がある
。上記のステンレス鋼帯の冷間タンデム圧延はこの製造
コスト低下に大きく寄与するが、さらに冷延鋼板用素材
に板厚の大きいものを使用すれば、それだけ冷間圧延の
トータルコストが低減することも知られている。しかし
ながら、この素材の板厚を大きくすると、製品板厚を得
るために冷間圧延時の圧下率を大きくしなければならず
、このことはタンデム圧延の後段タスンドにおける加工
硬化の著増をきたして圧延に困難を伴うことになる。ま
た銅帯の圧延時には絞り込み等を防止するためにある程
度強いスタンド間張力を保持しなければならないが、鋼
帯の加工硬化が大きいと板破断の発生頻度が高くなる。

ステンレス鋼の中でも特に５ＵＳ３０４，５ＵＳ３０１
など表示される準安定オーステナイト系のステンレス鋼
は、冷間加工によってオーステナイトの一部が歪誘起マ
ルテンサイトに変態するため著しい加工硬化を呈するこ
とにより、４重ないし６重圧延機で構成されるタンデム
圧延機で冷間圧延される例はなく、普通鋼帯では一般化
しているタンデム圧延による高生産性、高歩留まりなど
の利益性を、ステンレス鋼帯の場合は得られていない。

そこで、このような加工硬化を防止するには、普通鋼に
おいてはすでに特開昭５３−１１８２５９号公報に開示
されているように、圧延前にステンレス鋼を加熱する方
法が採られている。すなわち、タンデム圧延機の入側に
、銅帯を２００℃以上に加熱し、再結晶を生じない時間
保持する加熱装置を設けるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記特開昭５３−１１８２５９号公報に
開示された設備にあっては、加熱された鋼帯の温度が２
００℃以上になるので、銅帯表面が大気中の酸素によっ
て酸化されてテンパカラーが発生する。特にステンレス
鋼帯の場合には光輝のある美麗な表面が製品として要求
されるので、テンパカラーが生じると表面研磨などの工
程負荷が増大するという問題が派生する。

また、加熱装置とタンデム圧延機との間隔は小さいほど
その間の鋼板の温度降下が小さく加工上、好都合となる
が、一方鋼帯の蛇行の修正が困難となる。この鋼帯の蛇
行は、圧延中に銅帯が破断したり、圧延形状が悪くなっ
たりする原因となるので、これを防ぐために一般にはタ
ンデム圧延機の入側直近にステアリング装置を設けて銅
帯の蛇行を修正する方法が採られている。その理由は、
加熱装置が充分に小型であれば、ステアリング装置、小
型の加熱装置、タンデム圧延機の順序に配置可能である
が、高速ラインにおいては、鋼帯の通板速度が大きくな
るため、加熱装置が大型化して炉長が長く（約５０ｍ）
なり、加熱装置に入る前にステアリング装置で蛇行を修
正しても、この加熱装置を通過して圧延機に入るまでに
再び蛇行が生じるからである。

ところが、このようにタンデム圧延機の入側にステアリ
ング装置を設置すると、加熱装置からタンデム圧延機ま
での銅帯のバス長さが大きくなる。

このような従来の圧延設備を第６図に示す。図において
、３は巻戻機から繰り出される鋼帯２を接続して連続体
とするための溶接機、４ば銅帯の滞留時間を調整するた
めのルーパー、５は加熱装置、６はステアリング装置、
８はタンデム圧延機である。この設備においては加熱装
置５とタンデム圧延機８との間の鋼帯２のパス長さは少
なくとも１５〜２０ｍ程度になる。

また、完全連続式タンデム圧延機においては、第７図に
示すように、鋼帯の通板速度を（イ）加速、（ロ）高速
、（ハ）減速、（ニ）低速のようなパターンを繰返す運
転を行うのが一般的である。これはルーパー４の容量の
大小又はその有無にもよるが、入側での鋼帯の溶接工程
や出側での銅帯のせん断工程により一時、入側設備や出
側設備を休止させる時間を要するためである。さらに銅
帯の溶接部分を圧延する際は破断し易いので、その圧延
速度を落とす必要もある。従って、加熱装置５とタンデ
ム圧延機８間におけるステンレス鋼帯の通過時間は上記
圧延速度のパターンによっても変化することから、この
間のステンレス綱帯の温度陣上置も変化することになる
。従って圧延時の変形抵抗も変動することにより、圧延
後のステンレス鋼帯の板厚も変動するといった問題点が
あった。

この発明は、このような従来の問題点にかんがみてなさ
れたものであって、圧延機の入側直近に小型加熱装置を
設け、ステンレス鋼帯の接続はレーザービームで行う等
により、上記問題点を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、巻戻機とタンデム圧延機との間に、加工順
序に従って、ステンレス鋼帯を接続するレーザービーム
溶接機と、通板中の鋼帯を一時貯蔵する貯込装置と、ス
テンレス鋼帯を加熱する加熱装置と、ステンレス鋼帯の
蛇行を修正する蛇行修正装置と、通板中の放熱によって
温度低下したステンレス鋼帯を放熱前の温度程度に加熱
する小型加熱装置とを、順次配置したステンレス鋼帯用
連続温間圧延設備としたものである。

〔作用〕

巻戻された鋼帯は、レーザービーム溶接機にょって接続
され連続体となって連続圧延される。この際、鋼帯の接
続部は従来の溶接に比べて入熱量が小さいので接続部近
傍の結晶粒粗大化が少ないため溶接強度はそれほど低下
せず、従って圧延時における溶接部破断頻度が著しく小
さくなる。

溶接された鋼帯は加熱装置に入り、ここで所定範囲の温
度に加熱して圧延の際のマルテンサイト生成率を減少さ
せる。次いで蛇行修正装置へ入って蛇行を修正され、タ
ンデム圧延機の直前に配置された小型加熱装置へ入って
、ここで前記加熱装置出口からこの小型加熱装置入口ま
での間に放熱して温度低下した鋼帯を再び放熱前の温度
にまで上昇してタンデム圧延機へ送る。鋼帯は所定温度
を維持して圧延されるため変形抵抗が小さく、従って圧
延後の最終板厚の変動等を来たすことなく充分高い通板
速度を維持でき生産性を向上できる。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて説明する。第１図は本
発明の一実施例を示す概要図である。なお、第６図で説
明した従来例と同一の部分については同一の符号を付し
、重複する説明を省く。

図において、焼鈍酸洗済みの熱延ステンレス鋼帯２は加
工順序に従って以下の工程を経過する。

すなわち、１台又は複数台の巻戻機１ａ、ｌｂから巻戻
されたステンレス鋼帯は、それぞれの端部をレーザービ
ーム溶接機３で接続されて連続体とナリ、ルーパー４へ
入る。ルーパー４はステンレス鋼帯２の通過経路を伸縮
できる巻掛ロールを多数具えていて、鋼帯２のルーパー
４内での滞留時間を調整できるようになっている。この
時間調整は例えば鋼帯２の溶接時における通板休止時間
や圧延出側における鋼帯せん断のための休止時間等を吸
収するために行われる。次にステンレス鋼帯２はルーパ
ー４から炉長の大きい加熱装置５へ入り、ここで所定温
度（２００’Ｃを超えない）に再結晶を生じない時間加
熱保持される。６はステンレス鋼帯２の蛇行を圧延機へ
入る前に修正する蛇行修正装置としてのステアリング装
置である。７はタンデム圧延機８の入側の直前に設けら
れた小型の加熱装置であって、加熱装置５を通過したス
テンレス鋼帯２がステアリング装置６を通過することに
よって放熱低下した温度を再び元の所定温度に加熱して
次のタンデム圧延の際に変形抵抗が大きくならないよう
にするものである。１０はタンデム圧延８９８によって
温間圧延されたストリップであって、それぞれ巻取機１
１ａやｌｌｂに巻取られ、巻取られたコイル径が所定の
大きさになると、走間シャー９によってせん断されるよ
うになっている。

次に作用を説明する。

巻戻されたステンレス鋼帯２はレーザービーム溶接機３
によって接続され、連続体として連続圧延することによ
り、オフゲージ量を減少し、歩留まり等を向上できる。

ここで、レーザービーム？容接を行うのは、ＭＩＧ溶接
やフラッシュバット溶接では溶接部への入熱量が多く、
熱影響部での結晶粒子の粗大化が生じて溶接強度が低下
することから、圧延時における溶接部からの破断頻度が
高くなることを防ぐためである。第２図は各溶接法によ
る強度を、繰返し曲げ試験によって示したもので、レー
ザービーム溶接によるものは格段に強いことがわかる。

また、ステンレス鋼帯２は炉長の大きい加熱装置５内で
２００℃を超えない所定温度で再結晶を生じない時間加
熱されることにより冷間加工硬化の増大を第３図に示す
ごとく低下させる０図において横軸はステンレス鋼帯の
加熱温度を、縦軸は綱帯２に生じるマルテンサイトを体
積率で表示したもので、圧下率Ｔが１０．２０．３０％
の３水準について示した線図である。この図から板温か
高くなるに従ってマルテンサイト生成量は減少すること
がわかる。さらに圧下率が１０％ではその生成量も減少
量もわずかで、水平に近い直線状を呈しているが、圧下
率が高くなると圧下率に比例して著しいマルテンサイト
生成量が板温８０℃近くまでの加熱で急激に減少（半減
以上）し、８０°Ｃを超えるとその減少傾向は緩やかと
なって圧下率１０％の場合とほぼ同程度となる。

すなわち、ステンレス鋼帯は加熱して冷間圧延を行うと
マルテンサイトの生成量は少なくなり、圧延負荷を軽減
することができる。また、通常の加工硬化による変形抵
抗の増加を抑制する効果もあるから、準安定オーステナ
イト系のステンレス鋼帯の場合には、この加熱は圧延負
荷の軽減あるいは圧下率の向上に大きく寄与するもので
ある。

以上のように、ステンレス鋼帯はその温度を高くするこ
とによって冷間圧延を有利に行うことができるが、高す
ぎるとテンバカラー発生の問題が生じる。第４図はこの
テンパカラーの発生程度を色差計によって調査したもの
である。同図において、横軸に板温、縦軸に色差計出力
（ｂ値）をとったもので、これから板温が２００″Ｃを
超えると急激にテンパカラーが発生することがわかる。

すなわち、ステンレス鋼帯やその中でも特に準安定オー
ステナイト系ステンレス鋼帯をタンデム圧延機によって
冷間圧延する際は、その鋼帯の温度を２００℃を超えな
いように加熱することが有利であり、とりわけ、その温
度を８０〜２００″Ｃの範囲内に収めることが望ましい
。

しかし、加熱装置５でステンレス鋼帯２を上記のごとく
加熱してもタンデム圧延機８に入る前のステアリング装
置６での放熱による板温の低下を補償しなければ上記の
効果が得られない、いま、ステアリング装置６でのステ
ンレス鋼帯２のパス長さを１５ｍとすると、大気中での
放熱による温度降下量は約１°Ｃ／秒であるので、第７
図に示した速度パターンでは例えば、 ℃ と、出側板温度差１６．２°Ｃが生じ、これにより変形
抵抗が約１０％変化するため、ステンレス鋼帯の最終板
厚に変動を与えてしまうことになる。

そこで、本発明においては、ステアリング装置６の出側
でかつタンデム圧延機８の入側直近に小型加熱装置７を
配置して、ステアリング装置６ａ過時に生じた温度の低
下分を正確に補償することにより、圧延機８人側の銅帯
温度を一定に保つようにしたものである。

なお、上記加熱装置５．７としては、誘導加熱装置、直
火炉、ラジアントチューブバーナ式炉など、いずれの装
置でもよいが、別途設けた燃焼装置から発生する燃焼ガ
スを鋼帯に吹付けるガスジェット加熱装置の方が装置が
簡便で且つ鋼帯速度の変化に容易に対応できる点でより
好適である。

第５図に他の実施例を示す。

これは大型及び小型加熱装置５．７の間に張力付加装置
１２及びステアリング装置６を配置したタンデム圧延設
備である。この張力付加装置１２はステンレス鋼帯の圧
延機８の入側における張力を高めて圧延性を良好とし、
また大型加熱装置５内における鋼帯張力を低下すること
により加熱中の鋼帯のクリープ変形による幅縮み等を防
止するようにしたものである。上記以外の作用について
は前記実施例と同様である。

Ｃ発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、準安定オーステナ
イト系ステンレス鋼帯のような加工硬化の著しい材質の
銅帯であっても、通常のタンデム圧延機によって圧延性
の悪化、板破断などのトラブルを生じることなく安定し
て連続冷間圧延を行うことができ、従って生産能力の向
上、歩留まりの改善、生産コストの低下など大きな効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の概要説明図、第２図は銅
帯の各溶接方法による溶接部の強度比較線図、第３図は
銅帯の加熱温度とマルテンサイト生成量の関係を示す線
図、第４図は銅帯の加熱温度とテンパカラー発生の関係
を示す線図、第５図は他の実施例の概要説明図、第６図
は従来例の概要説明図、第７図は時間による鋼帯速度の
パターンを示す図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・巻戻機、２，１０・・・・・・
ステンレス鋼帯、３・・・・・・レーザービーム溶接機
、４・・・・・・貯込み装置（ルーバー）、５・・・・
・・加熱装置、６蛇行修正装置（ステアリング装置）、
７・・・・・・小型加熱装置、８・・・・・・タンデム
圧延機。 第５図 第６図 第７図 弁開

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼帯を巻戻す巻戻機と巻戻された鋼帯を圧延するタンデ
   ム圧延機を有する連続圧延設備において、前記巻戻機と
   前記タンデム圧延機との間に、加工順序に従って、ステ
   ンレス鋼帯を接続するレーザービーム溶接機と、通板中
   のステンレス鋼帯を一時貯蔵する貯込装置と、ステンレ
   ス鋼帯を加熱する加熱装置と、ステンレス鋼帯の蛇行を
   修正する蛇行修正装置と、通板中の放熱によって温度低
   下したステンレス鋼帯を放熱前の温度程度に加熱する小
   型加熱装置とを順次配置したことを特徴とするステンレ
   ス鋼帯用連続温間圧延設備。