JP2004306046A

JP2004306046A - ５段圧延機および圧延機列ならびに圧延方法

Info

Publication number: JP2004306046A
Application number: JP2003098885A
Authority: JP
Inventors: Masanori Takahashi; 昌範高橋; Shinji Takaoka; 真司高岡; Takao Kurahashi; 隆郎倉橋
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】細粒鋼熱延鋼板を製造するうえで好ましい５段圧延機、およびそれを含む圧延機列ならびにそれらを使用する圧延方法を提供する。
【解決手段】片側に小径（直径５００ｍｍ程度以下）のワークロール１３および小径の中間ロール１４を配置し、鋼板Ｐに対して圧下率４０％以上の高圧下を行えるよう構成する。小径のワークロール１３およびそれに接するロール１４・１５・１６には回転駆動手段を接続せず、対をなす他の側のワークロール１１に回転駆動手段を接続する。中間ロール１４を圧延方向下流側にオフセットさせ、その中間ロール１４に対し圧延方向下流側から、位置調整可能なようにサポートロール１６を押し当てる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、フェライト組織の結晶粒径が１０μｍ程度以下という細粒鋼熱延鋼板を製造するのに適した５段圧延機（１スタンドあたり５本のロールによって圧延を行う圧延機。５重圧延機などともいわれる）、およびそれを含む圧延機列、ならびにそれらを使用する圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
細粒フェライトを主体とする微細組織を有するいわゆる細粒鋼熱延鋼板は、機械的性質にすぐれており、それを材料とする装置・設備を軽量化したり、それによって消費エネルギーを削減したり効果をもたらすことから、産業界の注目を集めている。
【０００３】
細粒鋼熱延鋼板の製造について記載した文献には下記の特許文献１があり、また、５段圧延機についてたとえば特許文献２がある。
【特許文献１】特開２００２−２７３５０１号公報
【特許文献２】特開昭６２−３８７０６号公報
【０００４】
特許文献１には、等価ロール径（一対のロールについて直径の平均値）が５００ｍｍ程度の小径のワークロール（または大小異径のワークロール）を含む圧延機を後段の複数スタンドに配置するとともに、複数の適切な箇所で圧延板（鋼板）を強冷却するよう設備した熱間圧延機（圧延機列）が記載されている。そのような小径（または異径）のワークロールを含む熱間圧延機によって圧延板に大圧下を加えながら、十分な冷却を行うことにより、圧延中の加工発熱にもかかわらず圧延板を適切な温度域に保ち、もって組織を微細化するとともにその粒成長を防止して、細粒鋼熱延鋼板を製造するのである。
【０００５】
特許文献２には、上下ワークロールのうち一方のワークロールを小径にすること等により構成した図８のような５段圧延機において、きわめて高い圧下率が得られる旨が記載されている。なお、図８において符号Ｐは圧延板、７１・７３はワークロール、７４は中間ロール、７２・７５はバックアップロール、そして符号７６・７７は、ワークロール７１および中間ロール７４のそれぞれを回転させるモータ付きの回転駆動手段である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１にいう熱間圧延機として５段圧延機を使用することも当然ながら可能であるが、特許文献１には４段の圧延機が例示されていて、細粒鋼熱延鋼板を製造するためにどのような特徴をもつ５段圧延機がもっとも適切であるかという具体的な説明はなされていない。一方、特許文献２には、図２のような５段圧延機が高圧下に適していると記載されてはいるものの、どのような圧延機をどのように使用すれば細粒鋼熱延鋼板を製造することができるかについては、全く記載されていない。
【０００７】
請求項に係る発明は、細粒鋼熱延鋼板を製造するうえで好ましい５段圧延機、およびそれを含む圧延機列ならびにそれらを使用する圧延方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した５段圧延機は、片側に小径のワークロールおよび小径の中間ロールを配置し、圧延板に対して圧下率４０％以上の高圧下を行えるよう構成したことを特徴とする。５段圧延機であるから、上記した中間ロールの外側（ワークロールや圧延板から遠い側）にバックアップロール（支持ロール）を設けるとともに、それらと対をなす他の側に別のワークロールとバックアップロールとを配置し、圧下に寄与するロールの合計数を５本とする。
なお、この明細書においてロールに関する「小径」とは、直径５００ｍｍ程度以下のものをさすこととする。したがって、この請求項の発明にあっては、ワークロールおよび中間ロールの直径が５００ｍｍ程度以下である。ただし、ワークロールについては、中間ロールによって支持されるとはいえ圧延方向（圧延板の送られる方向）に圧延板から力を受けることから、強度上、ロール径（ワークロールの直径）を４００ｍｍ程度以上とするのが好ましい。
【０００９】
一対のうち少なくとも片側のワークロールについて直径が細いことから、特許文献２にも記載されているとおり、この５段圧延機では圧下率の高い圧延を円滑に行うことができる。特定の圧下率を実現するための圧延荷重はワークロールの径が小さいほど小さくなるから、径が小さいと、低い圧延荷重で高圧下率の圧延を行えるのである。圧延荷重が小さくなれば、ロールの偏平化のために高圧下率圧延ができないという現象がなくなるほか、圧延板のエッジ（幅方向の端部）付近に高荷重がかかって圧延ロールが扁平変形することによるエッジドロップ現象も軽減される。
【００１０】
そうした特徴をもつこの５段圧延機は、圧下率４０％以上の高圧下を行うのであるから、前記の特許文献１に例示された４段圧延機に代えて使用することにより、細粒鋼熱延鋼板の製造を可能にする。すなわち、後段に配置された例示の４段圧延機のうちいずれかをこの請求項の５段圧延機に置き換え、それにて圧下率４０％以上の高圧下を行いながら、上記と同様に複数の適切な箇所で圧延板を強冷却すれば、圧延板を適切な温度域に保ちながら大圧下することができ、細粒鋼鋼板が製造される。
【００１１】
この請求項の５段圧延機にはさらに、従来の圧延機列において一般的に配置されている４段の既設圧延機をわずかに改変することのみにより構成することもできる、という利点がある。これはつぎのように説明できる。
イ）細粒鋼鋼板の製造を目的としない通常の圧下率（３０％程度）を実現する４段圧延機は、一般に、直径が７００〜１０００ｍｍ程度のワークロールを一対使用するものである。
ロ）この請求項の５段圧延機は、上記のとおり小径のワークロールと小径の中間ロールとを片側に配置したもので、そのワークロールと中間ロールとの直径の合計が、一般の場合のワークロールの直径（上記イ）のとおり７００〜１０００ｍｍ程度）に比べてあまり大きくならない。
ハ）そのため、上記した一般的な圧延機において、圧延機ハウジング（いわゆるウィンドウをなす部分）をそのまま使用しながら、一方のワークロールを小径ワークロールおよび小径中間ロールに置き換えることのみによって、簡単かつ低コストにこの５段圧延機を構成することも可能なのである。
【００１２】
請求項２に記載の５段圧延機は、とくに、上記した小径のワークロールおよびそれに接するロール（つまり、上記小径の中間ロールおよびそのバックアップロール、またはさらに後述のサポートロール）には回転駆動手段を接続せず、対をなす他の側のワークロールに回転駆動手段を接続したことを特徴とする。
【００１３】
この請求項の５段圧延機では、ワークロールの（うち少なくとも）一方が小径であって等価ロール径が小径であることに加え、対をなす他の側のワークロールのみを回転駆動して圧延板に剪断力を作用させることから、低い圧延荷重で圧下率の高い圧延を実施するうえでとくに有利であり、たとえば圧下率５０％の圧延も困難ではない。そのため、細粒鋼熱延鋼板を製造するための大圧下圧延等を比較的小さな圧延荷重で行うことができ、しかも、圧延荷重が小さいために、ロール偏平やエッジドロップによる不都合を回避しやすい。
【００１４】
請求項３に記載の５段圧延機はさらに、上記した小径のワークロールを含む一対のワークロールにＣＶＣ機能をもたせたことを特徴とする。ＣＶＣ機能とは、軸長方向に外径が連続的に変化したロール（ＣＶＣロール）が軸長方向に移動してロールギャップ形状の変更制御を行う機能をいう（図４を参照）。
【００１５】
高圧下率をもたらす高負荷の圧延を行うと、ワークロールがたわんで圧延板の形状精度を低下させやすいことに加え、圧延板の加工発熱に基づいて当該ロールの熱負荷が高くなり、中ほどの部分で径が拡大するサーマルクラウンが発生しやすい。サーマルクラウンは、その程度によってはロールを冷却するだけでは解消しがたく、圧延板の形状が悪くなって安定通板が困難になることもある。そのほか、高圧下率の圧延を行うとロールの摩耗が激しくなり、それによっても圧延板の形状精度が低下しやすい。
しかし、この請求項の５段圧延機では、一対のワークロールにＣＶＣ機能をもたせているため、当該機能によりロールギャップ形状を適宜に変更してクラウン制御を実施することができる。したがって、上記のような事情があるにもかかわらず、圧延板の形状をつねに良好に保つことができる。なお、その一対のワークロールに対してベンディング機能（ロールに曲げモーメントを作用させてロールギャップ形状を変化させ得る機能）を付加すると、形状精度の制御性能がさらに向上する。
【００１６】
請求項４に記載の５段圧延機は、とくに、上記した小径のワークロールまたは小径の中間ロールに対し、圧延方向下流側から押し当てるようにサポートロール（主として水平方向に支持するためのロール）を配置したことを特徴とする。
【００１７】
このようにサポートロールを使用すると、圧延板から水平（圧延方向下流向き）に作用する力に抗するよう上記の小径ワークロールを補強することができる。たとえば、小径のワークロールに対し圧延方向下流側からサポートロールを押し当てると（図７（ａ）に例示したケース）、上記の水平の力に直接に抗するようにサポートロールがワークロールに作用する。小径の中間ロールを圧延方向下流側にオフセットさせてワークロールに接触させ、その中間ロールに対して圧延方向下流側からサポートロールを押し当てると（図１等に例示したケース）、中間ロールを介してワークロールに伝わるサポートロールの押付力（その水平分力）が、ワークロールにかかる水平の力を減少（相殺）させる。
そのため、この請求項の５段圧延機によればワークロールの径をとくに細くすることができ、結果として、低い圧延荷重による高圧下率の圧延を一層円滑に行うことが可能になる。
【００１８】
請求項５に記載の５段圧延機はとくに、上記した小径の中間ロールを圧延方向下流側にオフセットさせ、その中間ロールに対して圧延方向下流側からサポートロールを押し当て、かつ、そのサポートロールの位置を押し当て方向（つまり圧延方向に概ね沿う方向）に調整可能にしたことを特徴とする。図５は、この請求項の発明にしたがってサポートロールの位置調整を行う例である。
【００１９】
こうした５段圧延機では、ワークロールに対してクラウン制御をなすことが可能である。サポートロールの位置を押し当て方向に調整することにより、バックアップロールとワークロールとの間にある中間ロールについて水平面内でのたわみ形状が変化し、それにともなってワークロールは、たとえば図５（ｃ）・（ｅ）に示すように（ワークロールの符号は１３）鉛直面内でたわみ形状を変化させるからである。ワークロールについてクラウン制御を行うことができると、やはり圧延板の形状を良好に制御することができる。
【００２０】
細粒鋼熱延鋼板を製造する場合、前記のようにワークロールの熱負荷が高いことから、当該ロールに対して冷却スプレーやその冷却水の除去（水切り）手段を付設するのが通常である。また、機械的負荷を考慮してワークロール表面に潤滑剤を供給するための手段を設置することも多い。したがって、ワークロールに対してではなく中間ロールに対してサポートロールを押し当てるというこの請求項の圧延機は、サポートロールの配置を容易にするとともに、ワークロールの全周面に対する円滑な冷却や水切り、潤滑剤供給等を妨げないという技術的メリットをも有するものといえる。
【００２１】
請求項６に記載の５段圧延機は、とくに、上記した小径のワークロールおよび小径の中間ロールを、それらと対をなす他の側のワークロールと直径が同等な１本のワークロールに置き換えることにより、４段圧延機への変更を可能にしたことを特徴とする。図６に示す５段圧延機Ｆ４はそのような変更を可能にしたものの一例であり、図６（ａ）は５段圧延機の状態、同（ｂ）は４段圧延機に変更した状態を示している。
【００２２】
このような変更を可能にすると、小径のワークロールおよび小径の中間ロールを使用する５段圧延機の状態では圧下率４０％以上の高圧下圧延を行い、それら２本のロールを上記１本のワークロールに置き換えて４段圧延機に変更した際には、圧下率４０％以下の一般的な圧延を行うことが可能になる。
【００２３】
低圧下率（４０％以下）の一般的な圧延は５段圧延機の状態のまま行ってもよいが、その場合には、
・５段圧延機における小径のワークロールに対して圧延板の先端部が噛み込まれにくい場合がある。
・上下一対のワークロールについて外径が異なるため、周速を一致させることが難しく、したがって圧延板の先端部付近が上向きまたは下向きに曲がって送られる場合がある。これを防止するには一対のワークロールについて周速を一致させることが肝要だが、一対のうち片側のみを回転駆動する場合に周速を一致させるには、上下のワークロールを一旦キス（接触）させて非駆動のロールを適切な速度で回転させたのちキスを解く、という複雑な操作が必要である。また、両側のロールとも駆動する場合には、外径が相違する（かつ、外周面における摩耗の進行度合いも相違する）にもかかわらず、それらロール間で周速を一致させるという困難な制御が必要になる。
【００２４】
４段圧延機に変更したうえで低圧下率の圧延を行うと、上記のような不都合がない。すなわち、５段圧延機の状態よりも等価ロール径が大きく、かつ直径が同等なワークロールを一対使用するので、圧延板の先端部が噛み込まれやすいうえに、それら一対のワークロールについて双方を同一周速で回転駆動することが容易なのである。
【００２５】
請求項７に記載した圧延機列は、最終段を含む後段のスタンドに上述の５段圧延機を設け、最終段を含む後段の複数スタンドの圧延機の出側に、圧延板に対するカーテンウォール型冷却手段を配置したことを特徴とする。カーテンウォール型冷却手段とは、上方および下方から幕のように連ねて大量の冷却水を層流状に流し、それを圧延板の上下面に全幅にわたって当てる形式の冷却手段をいう。図２および図３に示す圧延機列Ａは、この請求項の圧延機列に該当するものの一例である。
【００２６】
細粒鋼熱延鋼板を製造するための条件は、前掲の特許文献１にも記載があるように、圧延板に大圧下を加えながら、そのような圧延中の加工発熱による温度変化を十分な冷却によって抑制することである。この請求項の圧延機列は、金属組織に対する影響の強い後段のスタンドに上述の５段圧延機を設けるとともに、後段の複数スタンドの圧延機の出側にカーテンウォール型冷却手段を配置したものである。上述の５段圧延機は圧下率の高い圧延を円滑に行えるものであり、またカーテンウォール型冷却手段は、圧延板に対する冷却能力が高く、圧延中および圧延後の圧延板を適切な温度域に保つのに十分なものである。そのため、この請求項の圧延機列によれば、確実かつ円滑に鋼板組織の微細化、つまり細粒鋼熱延鋼板の製造を実現することができる。
【００２７】
請求項８に記載した圧延方法は、請求項６に記載の５段圧延機を用いる圧延方法であって、下記▲１▼および▲２▼を行うことを特徴とする。
▲１▼ 小径のワークロールおよび小径の中間ロールを使用する際は、それらと対をなす他の側のワークロールのみを回転駆動して圧下率４０％以上の高圧下を行い、
▲２▼ 小径のワークロールおよび小径の中間ロールを上記１本のワークロールに置き換えて４段圧延機に変更した際は、対をなす両側のワークロールを駆動して圧下率４０％以下の圧下を行う。
【００２８】
この圧延方法によれば、請求項６の圧延機にそれがもつ上述の機能を実際に発揮させ、もって細粒鋼熱延鋼板（上記▲１▼の場合）と細粒鋼でない一般の金属板（上記▲２▼の場合）とを適宜に選択して製造することが可能である。上記▲２▼によって一般の金属板を製造する場合には、▲１▼の場合よりも大径で直径が同等なワークロールを一対使用するので、ａ）圧延板の先端部を噛み込ませやすい、ｂ）一対のワークロールを同一周速に回転駆動して、圧延板の先端部付近が上向きまたは下向きに曲がって送られる不都合を容易に防止できる−といった利点もある。
【００２９】
請求項９に記載の圧延方法は、請求項７に記載の圧延機列を用いる圧延方法であって、累積歪みが０．６以上になるよう圧延するとともに、最終段を含む後段の複数スタンドの圧延機の出側において圧延板にカーテンウォール型冷却手段を使用することを特徴とする。なお、「歪み」とは、各段のスタンドの入り側での圧延板の厚さｈ_０と出側での厚さｈ_１の差を両者の平均厚さで除した
ε＝（ｈ_０−ｈ_１）／｛（ｈ_０＋ｈ_１）／２｝
をいう。また「累積歪み」とは、上記スタンドのうち後段３スタンド（２スタンドの場合もあり得る）の各段（それらより上流側のスタンドは影響力が小さいので無視する）での歪みを、金属組織に対する影響の強さを考慮して加重積算したもので、最終段とその前段・前々段での歪みをそれぞれε_ｎ、ε_ｎ−１、ε_ｎ−２とするとき、
ε_ｃ＝ε_ｎ＋ε_ｎ−１／２＋ε_ｎ−２／４
で表されるε_ｃをいうものとする。圧延板の温度としては、たとえば、最終段スタンドの直後部で計測される板表面温度（圧延終了温度）が、Ａｒ_３変態点をはさんで±５０℃の範囲になるよう保持するとよい。
【００３０】
この圧延方法によれば、請求項７の圧延機列がもつ機能を利用して、細粒鋼熱延鋼板を円滑に製造することができる。累積歪みが０．６以上という高圧下率の圧延を行いながら、後段の複数スタンドの出側においてカーテンウォール型冷却手段により圧延板を強く冷却するため、圧延中の発生熱を奪って適切な温度維持をはかるとともに圧延直後の圧延板を強く冷却して、フェライト組織の結晶粒径をたとえば１０μｍ程度以下にすることができる。なお、上記において累積歪みをさらに高くして０．９以上にする場合には、上記結晶粒径は４μｍ程度以下にまで微細にできる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
発明の実施についての一形態を図１〜図６に示す。図１は圧延機Ｆ４を示す側面図で、図２はその圧延機Ｆ４を含む圧延機列Ａの側面図、また図３は、圧延機列Ａのうち最終段の圧延機Ｆ６の付近を示す側面図である。図４は、圧延機Ｆ４等におけるＣＶＣ機能を説明するための図、図５は、圧延機Ｆ４等におけるサポートロール１６によるクラウン制御機能を示す図、そして図６は、圧延機Ｆ４等を５段圧延機の状態（図６（ａ））と４段圧延機の状態（同（ｂ））との間で変更することを示す図である。
【００３２】
図１の圧延機Ｆ４は、図２の圧延機列Ａ中に含める鋼板Ｐの熱間圧延用のもので、圧下に関与する圧延ロールを合計５本配置した５段圧延機である。圧延板すなわち鋼板Ｐのパスラインに対し、下方位置にワークロール１１とバックアップロール１２とを設け、パスラインの上方にワークロール１３・中間ロール１４・バックアップロール１５をこの順に配置する。それら５本のロールを圧延機ハウジング１０におけるウィンドウ１０ａ内に配置し、ハウジング１０の上部または下部に設けた圧下手段（油圧シリンダなど。図示せず）により上下方向に圧下力を加え、もって、ワークロール１１・１３間に通す鋼板Ｐを圧延する。具体的には、バックアップロール１２・１５のうち一方のものの両端（軸受箱）をハウジング１０内で一定高さに固定し、他方のものの両端（軸受箱）を圧下手段に接続して上下への変位を可能にする。ワークロール１１とバックアップロール１２との間、およびワークロール１３と中間ロール１４とバックアップロール１５との各間において胴部の外周面を接触させることにより、バックアップロール１２・１５に作用させる圧下手段の圧下力がワークロール１１・１３間に伝わるようにする。
【００３３】
圧延機Ｆ４におけるバックアップロール１２・１５の直径はともに１６００ｍｍであるが、ワークロール１１・１３および中間ロール１４の胴部の直径は、それぞれ、８００ｍｍ・５００ｍｍ・３５０ｍｍに設定する。そして、これら５本のロールのうち中間ロール１４は、その軸心の位置を圧延方向（図１中の白抜き矢印の向き）の下流側にオフセットさせ、その胴部の外周面に当該下流側からサポートロールを押し当てる。中間ロール１４のオフセット量（他のロールの軸心から中間ロール１４の軸心までの水平距離）は約３０ｍｍとし、サポートロール１６は、胴長を鋼板Ｐの幅よりも短く（ワークロール１３や中間ロール１４の長さの半分以下に）したうえ、油圧シリンダ等を含む移動手段（図示せず）によりその位置を押し当て方向（概ね圧延方向）に調整できるようにする。なお、中間ロール１４のオフセット量については、上記した３０ｍｍに限らず、１０〜５０ｍｍ程度の範囲で定める（すなわち、ワークロール１１上においてサポートロール１６との接点が軸心の真上から１°〜１０°程度だけ下流寄りの角度位置にあるようにする）とよい。
【００３４】
下側のワークロール１１にはモータ等の回転駆動手段（図示せず）を連結するが、上側のワークロール１３およびそれに接するロール１４・１５・１６には回転駆動手段を連結しない。上記のようにワークロール１３が直径５００ｍｍと小径で、両ワークロール１１・１３の等価ロール径も６５０ｍｍと小さいこと、また、一方のワークロール１１のみを回転駆動するために鋼板Ｐにせん断力を作用させ得ることから、圧延機Ｆ４においては、比較的小さな圧下力によって圧下率の高い（たとえば圧下率５０％の）圧延を行うことができる。圧延荷重が小さいため、ロール偏平やエッジドロップによる不都合も発生しない。
【００３５】
図２の圧延機列Ａは、上記の圧延機Ｆ４を含む６スタンド型の熱間仕上圧延設備であって、下記ａ）〜ｆ）のように構成する。すなわち、
ａ）最前段を含む前半の３スタンドには、４段圧延機Ｆ１〜Ｆ３をタンデムに配置する。これらの４段圧延機は、直径が７００ｍｍ程度のワークロール１・３と、直径が１３００ｍｍ程度のバックアップロール２・４とを図示のように縦に配置したものである。
【００３６】
ｂ）最終段を含む後半のスタンドには、図１に紹介した圧延機Ｆ４を第４スタンドとするほか、その後方に続けて、圧延機Ｆ４と同じロール組をもつ圧延機Ｆ５・Ｆ６をこの順にタンデムに配置する。これらのいずれの圧延機Ｆ４〜Ｆ６においても、ワークロール１３が小径であること等から、圧下力を特別には高くすることなく高圧下率の圧延を行うことができる。前半の圧延機Ｆ１〜Ｆ３を含む全６スタンドのスタンド間隔は、等しく５．５ｍ程度とする。
【００３７】
ｃ）後半に配置した３スタンドの圧延機Ｆ４〜Ｆ６各出側には、カーテンウォール型の冷却手段４１・４２・４３を配置する。図３に示すように、同冷却手段４２は、上下のヘッダー４２ａ・４２ｂより鋼板Ｐの全幅表面に向けて大量の常温冷却水を層流状態で幕状（カーテンウォール状。厚さは１０ｍｍ以上であり最適厚さが１６ｍｍ）に流し当てることにより、鋼板Ｐを強く冷却する。冷却水量は、鋼板Ｐの単位幅（１ｍ）あたり１００〜５００ｍ^３／ｈの範囲内で調整を可能とし、冷却による鋼板Ｐの温度降下を２０℃／ｓｅｃ以上とする。通常は（下記実施例の場合を含む）単位幅あたりに３５０ｍ^３／ｈの冷却水を使用し、その場合の鋼板Ｐの温度降下が、板厚ｘ速度の積が１２００ｍｍ・ｍｐｍであるとき６０〜８０℃／ｓｅｃ（加工発熱による温度上昇を含めて４０℃／ｓｅｃ前後）になるようにする。図２に示した他の冷却手段４１・４３についても、以上の構成および機能は同じである。このような冷却手段４１・４２・４３を使用することにより、圧延機Ｆ４〜Ｆ６において加工発熱の激しい高圧下圧延を行っても、それによる鋼板Ｐの温度上昇を抑制して、その金属組織の微細化と粒成長防止とを実現することができる。なお、図２の圧延機列Ａの下流側に設けるランアウトテーブル（図示せず）においても、粒成長を防止すべく冷却水にて１０℃／ｓｅｃ以上の速度で鋼板Ｐを冷却する。
【００３８】
ｄ）圧延機列Ａのうち最終段スタンドである圧延機Ｆ６の出側には、カーテンウォール型冷却手段４３から数百ｍｍ〜１ｍほど離して、水噴射スプレー４６を配置する。冷却手段４３によって鋼板Ｐの上面に載った冷却水を除去するためのものである。図３のように、このスプレー４６は、上方から鋼板Ｐに向けて斜め前方へ、鋼板Ｐの上面との角度が５０〜８０゜になるように、１０ｋｇ／ｃｍ^２前後の加圧水を１個あたり毎分３００リットル吹き出すノズル４６ａを複数個備えている（鋼板Ｐの長さ方向に間隔をおき、かつその幅方向にも間隔をおいて配置する）。各ノズル４６ａは、鋼板Ｐの幅方向に広がるように水を吹き出すもので、鋼板Ｐの幅方向への広がり角は１５〜３０゜、長さ方向への広がり角は１〜１０゜がよい。このような水噴射スプレー４６を使用すれば、冷却手段４３等の作用で鋼板Ｐ上に載った冷却水を円滑に除去できるので、その下流側にある各種の計測器によって、圧延後の鋼板Ｐに関する種々の計測を適切に行うことが可能になる。
【００３９】
ｅ）圧延機列Ａにおける全圧延機Ｆ１〜Ｆ６の各ワークロールに対しては、潤滑剤の供給手段を配置する。同手段は、たとえば図３中の符号２３・２６のようにワークロール１１・１３（または図２のワークロール１・３）の表面に向いた噴射口と、そこへの潤滑剤の送りポンプ等とからなる。潤滑剤としては、リン酸カルシウムや雲母、炭酸カルシウム等といった微粒の固体潤滑剤をグリース中に含めたものを使用する。それら固体微粒子の配合により、潤滑剤使用時の各ワークロールと鋼板Ｐとの間は、摩擦係数μが約０．２８と高めになりながらもロール表面の摩耗が抑制され、鋼板Ｐの形状が長く良好に保たれやすい。鉱物油にではなくグリース中に固体微粒子を含めているので、固体微粒子がロール表面上につねに均一に分散されるよう供給されるというメリットもある。
【００４０】
ｆ）全圧延機Ｆ１〜Ｆ６の各ワークロールに対しては、さらに、図３に示すようにロール冷却用水の噴射ノズル（たとえば符号２１・２４）やそれによる冷却水を取り除く水切り板（たとえば符号２２・２５）を配置する。
【００４１】
以上に説明した図２・図３の圧延機列Ａにおいては、加熱された鋼板Ｐを、累積歪みが０．６以上となる程度の高圧下圧延を施しながら十分な冷却によってその温度を適切な範囲に保ち、もって、フェライト粒径が１０μｍ以下という細粒鋼熱延鋼板を製造することが可能である。その際、圧下率の高い圧延をするにもかかわらず、鋼板Ｐの形状を良好に制御することが可能である。このように形状を良好にすることができる理由は、つぎのように説明できる。
【００４２】
第一には、後半に設けた圧延機Ｆ４〜Ｆ６をいわゆるＣＶＣミルとし、図４に示すＣＶＣ機能をそれぞれにもたせたからである。すなわち、各圧延機Ｆ４〜Ｆ６のワークロール１１・１３に、図４（ａ）に示すようなクラウン（ＣＶＣ、すなわち直径の連続的変化）をもたせ、図４（ｂ）・（ｃ）のように上下のワークロール１１・１３を互いに反対の軸長方向へ同時に移動（シフト）させ得るようにする。そのようにシフトさせることにより、ワークロール１１・１３間の位置関係、すなわちロールギャップを図のように調整することができる。各ワークロール１１・１３の最大シフト量は±１００ｍｍ程度とする。
【００４３】
なお、前半に配置した圧延機Ｆ１〜Ｆ３をこのようなＣＶＣミルにするのも好ましい。後段の圧延機Ｆ４〜Ｆ６では加工発熱に起因したサーマルクラウン等が発生しやすいことを考慮し、前段の圧延機Ｆ１〜Ｆ３によってあらかじめ板クラウンを修正し、鋼板Ｐの中絞り等を軽減するのである。
【００４４】
圧延機列Ａにおいて鋼板Ｐの形状が良好に制御される第二の理由は、図５に示すように、圧延機Ｆ４等において、中間ロール１４とサポートロール１６とによるクラウン制御をも行えるからである。圧延機Ｆ４（および圧延機Ｆ５・Ｆ６）では、上記（図３）のようにワークロール１１・１３に対して潤滑剤供給のための噴射口２３・２６やロール冷却用水の噴射ノズル２１・２４および水切り板２２・２５等を付設するため、干渉物の少ない中間ロール１４を下流寄りにオフセットさせたうえそれにサポートロール１６を押し当てている。このサポートロール１６は、胴長が短いうえ、移動手段（図示せず）によって前記のように押し当て方向に位置調整可能である。サポートロール１６等によるクラウン制御は、つぎのように実施できる。
【００４５】
図５（ａ）に示すサポートロール１６は、圧延中、たとえば図５（ｂ）のようにこれを上流側に移動して中間ロール１４の中央付近をワークロール１３の真上に近づけると、ワークロール１３は、その中間ロール１４に中ほどを押されて図５（ｃ）のとおり下向きに凸となるように曲がる。逆に、図５（ｄ）のようにサポートロール１６を下流側に移動して中間ロール１４の中央付近をワークロール１３の真上から遠ざけると、ワークロール１３は、圧延荷重によって図５（ｅ）のとおり上向きに凸となるように曲がる。こうしてワークロール１１・１３間のロールギャップを調整すれば、前述したＣＶＣ機能とともに、広い範囲で良好に鋼板Ｐのクラウン制御を行えることになる。
【００４６】
圧延機列Ａ中の圧延機Ｆ４〜Ｆ６は、前述のとおり小径のワークロール１３を含む５段圧延機であるが、各圧延機Ｆ４〜Ｆ６は、図６（ｂ）に示す４段圧延機に切り換えて使用することができる。すなわち、図６（ａ）のように５段圧延機として使用するワークロール１３と中間ロール１４とを、それらより大径であってワークロール１１と同径のワークロール３３に差し替えるのである。圧延機Ｆ４〜Ｆ６における圧延ロール１１〜１５は、胴部表面の研磨を繰り返す必要上、圧延機一般における通常の機能として交換容易に配置されている。しかも、ワークロール１３と中間ロール１４との胴部直径の和は８５０ｍｍであって、差し替えるワークロール３３の胴部直径（８００ｍｍ）との差が小さい。したがって、圧延機Ｆ４〜Ｆ６では、ハウジング１０およびそのウィンドウ１０ａに全く変更を加えず、かつ同じ圧下手段を用い、その圧下手段において適宜にライナーを付加したり初期圧下量をやや変更したりすることのみにより、５段圧延機状態（図６（ａ））と４段圧延機状態（同（ｂ））との間での正逆の切り換えを行うことができる。下方のロール１１・１２は直径を変更せずに使用するので、当然ながらパスライン高さの変更もない。
【００４７】
圧延機Ｆ４〜Ｆ６は、５段圧延機の状態では前記のように高圧下率の圧延をして細粒鋼鋼板の製造を可能にするが、図６（ｂ）のように４段圧延機に切り換えた場合、そのような製造には適さない。ワークロール１１・３３の直径がともに太いことから、圧下率を高くすることが難しくなるからである。そのため、４段圧延機の状態にした場合には、各圧延機Ｆ４〜Ｆ６において圧下率が３０％程度の通常の圧延を行い、圧延機列Ａとしても細粒鋼鋼板の製造は行わない。そしてそのような場合、上下のワークロール１１・３３は、いずれにも回転駆動手段（図示せず）を連結して等速度で回転させる。そうすれば、鋼板Ｐの先端部を噛み込みやすくなるうえ、ワークロール間の周速差に起因して鋼板Ｐが上向きまたは下向きに曲がって送られるという不都合も生じにくい。なお、圧延機Ｆ４〜Ｆ６を４段圧延機の状態にした場合には、高圧下にともなう加工発熱が少ないため、鋼板Ｐの冷却は、最終段スタンドとしての圧延機Ｆ６の出側のみにおいて図２の冷却手段４３にて行えば足りるケースが多い。
【００４８】
図１〜図６の例ではサポートロール１６を中間ロール１４に押し当てることとしたが、サポートロールをワークロールに押し当てることとして５段圧延機を構成するのもよい。図７（ａ）の圧延機ｆ４はその一例であり、鋼板Ｐのパスラインの下方にワークロール５１（胴部の直径が７００ｍｍ）とバックアップロール５２（同１３００ｍｍ）とを設け、パスラインの上方にワークロール５３（同４００ｍｍ）・中間ロール５４（同５００ｍｍ）・バックアップロール５５（同１３００ｍｍ）を配置し、ワークロール５３の胴部外周面に、下流側やや上方からサポートロール５６（直径３５０ｍｍ）を押し当てる。このサポートロール５６により、５本のうちで最も細くしたワークロール５３を補強して圧延方向下流側にたわむことを防止するのである。
【００４９】
図７（ａ）の圧延機ｆ４についても、小径のワークロール５３と中間ロール５４とを同（ｂ）のように１本のワークロール６３に置き換えて、４段圧延機状態に切り換えることが容易である。下方のワークロール５１と直径（７００ｍｍ）の等しいワークロール６３を上方に使用すれば、小径のワークロール５３と中間ロール１４とを使用する場合に比べて直径合計値に大きな差が生じない（図中の寸法ｈ、すなわち上側バックアップロール５５の高さの差が２００ｍｍを超えない）ため、前記の例（図６）と同様にハウジングと圧下手段とをそのまま使用できるからである。図７（ｂ）の場合、ワークロール５１・６３の直径を７００ｍｍ程度の同一径にしたうえ双方を回転駆動させる場合には、鋼板Ｐの先端部を噛み込みやすくなり、鋼板Ｐが上向きまたは下向きに曲がって送られる不都合が防止されるというメリットももたらされる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載した５段圧延機によれば、ロールの偏平化やエッジドロップ現象を軽減しながら、圧下率が４０％以上という高圧下圧延を円滑に行うことができる。そのため、この圧延機が圧延機列内に適切に配置されたうえ圧延板に対する適切な冷却が施されるなら、フェライト粒径が１０μｍ程度以下という細粒鋼熱延鋼板の製造が可能になる。また、この５段圧延機は、一般的な圧延機列に配置されている４段の既設圧延機をわずかに改変することにより簡単かつ低コストに構成することも可能である。
請求項２に記載の５段圧延機なら、低い圧延荷重で高圧下率の圧延を行ううえでとくに有利であり、細粒鋼熱延鋼板を製造することも一層円滑に行える。
【００５１】
請求項３に記載の５段圧延機ではさらに、高負荷圧延を行う際にはワークロールがたわんだりサーマルクラウンを発生したりしやすいという事情があるにもかかわらず、好ましい形状制御が行えて、形状精度の高い細粒鋼熱延鋼板等を得ることができる。
【００５２】
請求項４に記載の５段圧延機では、水平に作用する力に抗するよう、小径のワークロールを適切に補強することができる。そのため、ワークロールの径を一層に細くすることができ、低い圧延荷重による高圧下率の圧延を一層円滑に行うことが可能になる。
請求項５の５段圧延機では、サポートロールを位置調整してワークロールのクラウン制御を実施することにより、圧延板の形状を良好に制御することが可能である。ワークロールに対する円滑な冷却や水切り、潤滑剤供給等を妨げないという利点もある。
【００５３】
請求項６に記載の５段圧延機なら、ロールの交換をすることにより圧延機の形式を変更して、高圧下率の圧延とそうでない一般的な圧延とをともに円滑に行うことができる。一般的な圧延を行う場合、圧延板の先端部をワークロール間に噛み込ませやすく、また、圧延板の先端部付近が上向きまたは下向きに曲がって送られることを回避しやすい。
【００５４】
請求項７に記載した圧延機列によれば、確実かつ円滑に細粒鋼熱延鋼板を製造することができる。
請求項８に記載した圧延方法によれば、請求項６の圧延機にそれがもつ機能を実際に発揮させて、細粒鋼熱延鋼板と細粒鋼でない一般の金属板とを適宜に選択して製造することが可能になる。
請求項９に記載の圧延方法によれば、請求項７の圧延機列がもつ機能を利用して、細粒鋼熱延鋼板を円滑に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施についての一形態である圧延機Ｆ４を示す側面図である。
【図２】図１の圧延機Ｆ４を含む圧延機列Ａの全体を模式的に示す側面図である。
【図３】図２の圧延機列Ａのうち最終段の圧延機Ｆ６の付近を示す側面図である。
【図４】図４（ａ）・（ｂ）・（ｃ）は、圧延機Ｆ４等におけるＣＶＣ機能を説明するための模式図である。
【図５】圧延機Ｆ４等におけるサポートロール１６を用いるクラウン制御機能を示す模式図で、図５（ａ）はロール配置を示す側面図である。同（ｂ）は、サポートロール１６を圧延方向上流側に移動したときのワークロール１３と中間ロール１４・サポートロール１６を上から見た図、同（ｃ）は、同（ｂ）の状態にあるワークロール１１・１３と鋼板Ｐとを圧延方向下流側から見た図である。また、同（ｄ）は、サポートロール１６を圧延方向下流側に移動したときのワークロール１３等を上から見た図、同（ｅ）は、同（ｄ）の状態にあるワークロール１３等を圧延方向下流側から見た図である。
【図６】圧延機Ｆ４（またはＦ５もしくはＦ６）を５段圧延機の状態（図６（ａ））と４段圧延機の状態（同（ｂ））との間で変更することを示す模式図である。
【図７】発明の実施に関する他の形態の圧延機ｆ４についてロール配置を示す図で、図７（ａ）は５段圧延機にした状態を示し、同（ｂ）は４段圧延機にした状態を示す。
【図８】従来の５段圧延機におけるロール配置を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
Ａ圧延機列
Ｆ４・Ｆ５・Ｆ６圧延機
Ｐ鋼板（圧延板）
１０ハウジング
１１・１３ワークロール
１２・１５バックアップロール
１４中間ロール
１６サポートロール
４１・４２・４３カーテンウォール型冷却手段
ｆ４圧延機
５１・５３ワークロール
５２・５５バックアップロール
５４中間ロール
５６サポートロール

Claims

片側に小径のワークロールと小径の中間ロールとを配置し、圧延板に対して圧下率４０％以上の高圧下を行えるよう構成したことを特徴とする５段圧延機。
上記した小径のワークロールおよびそれに接するロールには回転駆動手段を接続せず、対をなす他の側のワークロールに回転駆動手段を接続したことを特徴とする請求項１に記載の５段圧延機。
上記した小径のワークロールを含む一対のワークロールにＣＶＣ機能をもたせたことを特徴とする請求項１または２に記載の５段圧延機。
上記した小径のワークロールまたは小径の中間ロールに対し圧延方向下流側から押し当てるようにサポートロールを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の５段圧延機。
上記した小径の中間ロールを圧延方向下流側にオフセットさせ、その中間ロールに対して圧延方向下流側からサポートロールを押し当て、かつ、そのサポートロールの位置を押し当て方向に調整可能にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の５段圧延機。
上記した小径のワークロールおよび小径の中間ロールを、それらと対をなす他の側のワークロールと直径が同等な１本のワークロールに置き換えることにより、４段圧延機への変更を可能にしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の５段圧延機。
最終段を含む後段のスタンドに請求項１〜６のいずれかに記載の５段圧延機を設け、最終段を含む後段の複数スタンドの圧延機の出側に、圧延板に対するカーテンウォール型冷却手段を設けたことを特徴とする圧延機列。
請求項６に記載の５段圧延機を用いる圧延方法であって、
小径のワークロールおよび小径の中間ロールを使用する際は、それらと対をなす他の側のワークロールのみを回転駆動して圧下率４０％以上の高圧下を行い、小径のワークロールおよび小径の中間ロールを上記１本のワークロールに置き換えて４段圧延機に変更した際は、対をなす両側のワークロールを駆動して圧下率４０％以下の圧下を行う
ことを特徴とする圧延方法。
請求項７に記載の圧延機列を用いる圧延方法であって、
累積歪みが０．６以上になるよう圧延するとともに、最終段を含む後段の複数スタンドの圧延機の出側において圧延板にカーテンウォール型冷却手段を使用することを特徴とする圧延方法。