JP2008126254A - Method and apparatus for cold tandem rolling of steel strip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼帯の冷間タンデム圧延に係り、特に高速度・高圧下の冷間圧延で製造される製品鋼帯の表面に生じ易い、焼付き状の線状疵の発生を未然に防止し、圧延能率と表面品質の両面の要請に応え得るようにした冷間タンデム圧延方法及びその圧延装置に関する。 The present invention relates to cold tandem rolling of steel strips, and in particular prevents the occurrence of seizure-like linear wrinkles that are likely to occur on the surface of product steel strips manufactured by cold rolling under high speed and high pressure. In addition, the present invention relates to a cold tandem rolling method and a rolling apparatus for the same that can meet the requirements of both rolling efficiency and surface quality.
鋼帯の冷間タンデム圧延装置は、直列に配置された複数の圧延スタンドからなり、被圧延材(熱延鋼板)は、各スタンドで順次所定の圧下率で圧延されて製品板厚に仕上げられる。図１は、入側の第１スタンド(111)〜出側の第４スタンド(114)からなる４スタンドタンデム圧延機(１０)の例を示している。各圧延スタンドのワークロール(121)〜(124)は、砥石による研削加工で所要の表面粗度に調整されたロールが使用される。
ワークロールに要求される表面粗度は圧延スタンドにより異なる。下流側のスタンド(113)(114)のワークロール(123)(124)については、製品鋼帯の表面品質に大きく影響する(実質的に製品鋼帯の表面品質を決める)ことから、粒度番号の高い砥石(例えば、粒度80の砥石)で平滑性の高い表面に仕上げたものが使用されている。他方、上流側のスタンド(111)(112)のワークロール(121)(122)については、製品の表面品質に対する直接的な影響も軽微で、下流側のロールほどの平滑性を要しないと考えられること、および圧延性(ロールバイトでのスリップ防止・噛み込みの円滑性)の確保、研削加工能率・加工コスト等の観点から、粒度番号の低い砥石(例えば粒度36)で研削仕上げしたロールを使用するのが一般である。
The steel strip cold tandem rolling mill consists of a plurality of rolling stands arranged in series, and the material to be rolled (hot rolled steel plate) is rolled at a predetermined reduction rate in each stand and finished to a product plate thickness. . FIG. 1 shows an example of a four-stand tandem rolling mill (10) comprising a first stand (11 1 ) on the entry side and a fourth stand (11 4 ) on the exit side. As the work rolls (12 1 ) to (12 4 ) of each rolling stand, rolls adjusted to a required surface roughness by grinding with a grindstone are used.
The surface roughness required for the work roll varies depending on the rolling stand. The work rolls (12 3 ) (12 4 ) of the stand (11 3 ) (11 4 ) on the downstream side greatly affect the surface quality of the product steel strip (substantially determines the surface quality of the product steel strip) Therefore, a grindstone having a high particle number (for example, a grindstone having a particle size of 80) finished to a highly smooth surface is used. On the other hand, the work rolls (12 1 ) (12 2 ) of the upstream stand (11 1 ) (11 2 ) have a slight direct effect on the surface quality of the product and are as smooth as the downstream roll. Grinding with a grindstone with a low grain number (for example, grain size 36) from the viewpoints of not being necessary and ensuring rollability (prevent slippage and smooth biting), grinding efficiency and cost, etc. It is common to use finished rolls.
なお、冷間圧延装置には圧延油供給装置が付帯する。図１は循環供給回路(20)を備えた例を示している。圧延油は、圧延油原油(合成エステル,油脂類等の基油と乳化剤、その他の調整剤等からなる)を所定濃度で水に懸濁乳化したエマルジョン液であり、その循環供給により各圧延スタンド(111)〜(114)のロールバイト内のワークロールと圧延材との接触界面の潤滑(摩擦抵抗の低減)および圧延材とワークロールの冷却(摩擦熱および塑性加工熱の除去)が行なわれる。 Note that a rolling oil supply device is attached to the cold rolling device. FIG. 1 shows an example provided with a circulation supply circuit (20). Rolled oil is an emulsion liquid in which rolled oil crude oil (consisting of base oil such as synthetic esters and fats and oils, emulsifiers, other regulators, etc.) is suspended and emulsified in water at a predetermined concentration. (11 1 ) to (11 4 ): The lubrication of the contact interface between the work roll and the rolled material in the roll bite (reduction of frictional resistance) and the cooling of the rolled material and the work roll (removal of frictional heat and plastic working heat) Done.
上記鋼帯の冷間タンデム圧延において、製品鋼帯の表面にヒートスクラッチと称される欠陥(鋼帯の長手方向に延在する焼付き疵)が発生することがある。この表面欠陥は、ワークロールと圧延材との金属接触により発生することが知られており、その対策として圧延油の油膜厚さ・油膜強度等を高めワークロールと圧延材との金属接触を阻止するようにした圧延油の組成・物性に関する改良、あるいはワークロールと圧延材の接触界面の摩擦熱・塑性加工熱による昇温（圧延油の膜厚・油膜強度の低下を伴う）を抑制するための圧延油供給量の制御や圧延方法等について種々の提案がなされている（特許文献１〜５）。
In the cold tandem rolling of the steel strip, defects called heat scratches (seizure defects extending in the longitudinal direction of the steel strip) may occur on the surface of the product steel strip. This surface defect is known to occur due to metal contact between the work roll and the rolled material, and as a countermeasure, the oil film thickness and oil film strength of the rolling oil are increased to prevent metal contact between the work roll and the rolled material. To improve the composition and physical properties of the rolling oil, or to prevent the temperature rise caused by frictional heat and plastic working heat at the contact interface between the work roll and the rolled material (with reduction in rolling oil film thickness and oil film strength) Various proposals have been made regarding the control of the rolling oil supply amount, the rolling method, and the like (
また、ワークロールは経時的に(圧延材通板量の増加と共に)、表面劣化(肌荒れ・微小亀裂等の発生)が進行し、製品鋼帯の表面品質に影響するので、その表面劣化層を除去するための砥石による研削加工(健全なロール表面の再生加工)が定期的に実施される。その研削加工法として、ライン生産性の点から、ロールを圧延スタンドから取り外して実施する従来の方法に代え、スタンド内に組み込まれた状態で行なう所謂オンライン研削加工についても種々の工夫が提案されている（特許文献６,７）。
製品鋼帯の表面品質に関して、従来ヒートスクラッチと称されている上記表面欠陥は、圧延油の濃度調整、圧延油の物性(油膜厚さ・油膜強度等)の改良、圧延油の供給量、圧延条件の制御等の工夫により改善することができる。
しかし、ヒートスクラッチと見られる表面欠陥のなかには、上記のものと異なって、圧延油や圧延条件等の調整・制御では解決困難なものが存在する。その表面欠陥は、鋼帯の長手方向に延在する焼付き状の疵(以下「線状疵」と称する)であり、その疵幅は数μｍ〜約2ｍｍ程度で、異物の付着はなく、わずかな凹み(約1〜2μｍ程度)を呈し、疵のない部分に比べて表面粗度がやや低く光沢をもっている。この線状疵は、製品鋼帯の機械的性質に実質的な悪影響を及ぼす程のものではなく、また化成処理や溶融めっき等の表面処理が行なわれる場合にも、その化成処理品質や溶融めっき品質に対する実質的な悪影響の懸念も殆どない極めて軽微の表面欠陥である。しかし、線状疵による鋼帯表面の視覚的不均一性は、製品の商品価値を著しく損なう要因となる。
Regarding the surface quality of the product steel strip, the above surface defects, which are conventionally called heat scratches, are the adjustment of the concentration of the rolling oil, the improvement of the properties of the rolling oil (oil film thickness, oil film strength, etc.), the supply amount of the rolling oil, the rolling It can be improved by contrivance such as condition control.
However, some surface defects that appear to be heat scratches are difficult to solve by adjusting and controlling rolling oil and rolling conditions, unlike the above. The surface defects are seizure-shaped ridges extending in the longitudinal direction of the steel strip (hereinafter referred to as “linear ridges”), the width of the ridge is about several μm to about 2 mm, and there is no adhesion of foreign matter, It has a slight dent (about 1 to 2 μm), and its surface roughness is slightly lower than that of the wrinkle-free part. This linear flaw does not have a substantial adverse effect on the mechanical properties of the product steel strip, and even when surface treatment such as chemical conversion treatment or hot dipping is performed, its chemical treatment quality and hot dipping It is a very minor surface defect with little concern about substantial adverse effects on quality. However, the visual non-uniformity of the steel strip surface due to the linear wrinkles is a factor that significantly impairs the commercial value of the product.
本発明者らは、製品鋼帯の上記線状疵に関して、冷間タンデム圧延機の下流側圧延スタンド（図１の４スタンドタンデム圧延機では主として第３スタンド113）を通過した鋼帯に観察されるという事実をもとに、その発生原因と防止策について鋭意検討し、次の知見を得た。
第３スタンド(113)のワークロール(123)表面を詳細に観察すると、鋼帯表面の線状疵の発生位置(板幅方向位置)と一致するロール表面位置(ロール軸方向位置)に、線状疵(円周方向に延在)が存在している。そのロール表面の線状疵は、高さ約1〜2μｍ(幅:約1〜3mm)の突起(以下「線状突起」)である。このことは、製品鋼帯に現れる上記線状疵が、ワークロール表面に存在する線状突起の鋼帯に対する転写マークとして発生する表面欠陥であることを示している。そのワークロール(123)の線状突起は、硝酸等の腐食性酸液で拭き取ることができ、拭き取った後のロール表面は線状突起のない面域と同等の健全な表面性状を有している。なお、そのワークロール(123)を、新たなロールに取り替えると、鋼帯表面の線状疵の発生はなくなるが、しばらくすると再びそのロール表面に線状突起が形成されると共に、そこを通過した鋼帯の表面に線状疵が生じるようになる。しかも、そのロール表面の線状突起および鋼帯表面の線状疵のそれぞれの発生位置は、ワークロール(123)の取替え前のそれと一致している。
The present inventors observed the above-mentioned linear wrinkle of the product steel strip in the steel strip that passed through the downstream rolling stand of the cold tandem rolling mill (mainly the third stand 11 3 in the 4-stand tandem rolling mill of FIG. 1). Based on the fact that it is, the cause of its occurrence and preventive measures were intensively studied, and the following knowledge was obtained.
When the surface of the work roll (12 3 ) of the third stand (11 3 ) is observed in detail, the surface of the steel strip surface is aligned with the position of the roll (position in the plate width direction) on the roll surface (position in the roll axis direction). , There are linear wrinkles (extending in the circumferential direction). The linear wrinkles on the roll surface are protrusions (hereinafter referred to as “linear protrusions”) having a height of about 1 to 2 μm (width: about 1 to 3 mm). This indicates that the linear wrinkles appearing on the product steel strip are surface defects generated as transfer marks for the steel strip of linear protrusions existing on the work roll surface. The linear protrusions of the work roll (12 3 ) can be wiped off with a corrosive acid solution such as nitric acid, and the surface of the roll after wiping has a healthy surface property equivalent to the area without the linear protrusions. ing. When the work roll (12 3 ) is replaced with a new roll, the generation of linear wrinkles on the surface of the steel strip disappears, but after a while, linear protrusions are formed on the roll surface again and pass therethrough. As a result, linear wrinkles appear on the surface of the steel strip. Moreover, the occurrence positions of the linear protrusions on the surface of the roll and the linear defects on the surface of the steel strip coincide with those before the work roll (12 3 ) is replaced.
上記知見をもとに更に検討を重ねた結果、第３スタンド(113)のワークロール(123)に発生する線状突起は、その上流側第２スタンド(112)のワークロール(122)の表面に存在する微細な掻き疵に起因し、その微細な掻き疵はロールの研削加工で発生したスクラッチ疵（以下「研削掻き疵」）であるとの知見を得、これに基づき第２スタンドのワークロール(122)の研削仕上げ面を規制することにより、第３スタンド(113)のワークロール(123)の線状突起および鋼帯表面の線状疵の発生を未然に防止し、製品鋼帯の健全な表面品質を確保し得ることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。 Result of extensive further study based on the above findings, linear protrusions generated in the third work roll stand (11 3) (12 3), the upstream side second work roll stand (11 2) (12 due to the fine scratches present on the surface of 2), the fine scratches is obtained a finding that it is scratch flaws generated in grinding rolls (hereinafter "grinding scratches"), first on the basis of this By restricting the ground finish surface of the work roll (12 2 ) of the two stands, the occurrence of the linear protrusions on the work roll (12 3 ) of the third stand (11 3 ) and the linear wrinkles on the surface of the steel strip is obviated. It was found that it can prevent and ensure the sound surface quality of the product steel strip. The present invention has been made based on these findings.
本発明に係る鋼帯の冷間タンデム圧延方法は、
研削加工されたワークロールを有する複数の圧延スタンドの各圧延機に被圧延材を順次通板して所定板厚に仕上げる鋼帯の冷間タンデム圧延方法において、少なくとも第２スタンド以降の各圧延機のワークロールとして、表面粗さＲａ:０．６μｍ以下に研削仕上げされ、研削仕上げ面に研削掻き疵が存在する場合の該掻き疵の大きさは、深さ(d):２０μｍ以下、開口幅(w):５０μｍ以下、および長さ(l):５mm以下であるロールを使用することを特徴としている。
The cold tandem rolling method of the steel strip according to the present invention,
In a cold tandem rolling method of a steel strip in which a material to be rolled is sequentially passed through each rolling mill of a plurality of rolling stands having a work roll that has been ground and finished to a predetermined plate thickness, at least each rolling mill after the second stand In the case where the surface roughness Ra is 0.6 μm or less as a work roll, and the grinding scraper is present on the ground surface, the size of the scraper is: depth (d): 20 μm or less, opening width It is characterized by using a roll having (w): 50 μm or less and length (l): 5 mm or less.
本発明の鋼帯冷間タンデム圧延機は、
複数の圧延スタンドのそれぞれに研削加工されたワークロールが組み込まれている鋼帯冷間圧延用タンデム圧延機において、少なくとも第２スタンド以降の各圧延スタンドの圧延機のワークロールが、表面粗さＲａ：０．６μｍ以下であって、研削加工時に生じる研削掻き疵が存在する場合の該掻き疵の大きさが、深さ(d):２０μｍ以下、開口幅(w):５０μｍ以下、および長さ(l):５mm以下である研削仕上面を有するロールであることを特徴としている。
The steel strip cold tandem rolling mill of the present invention is
In a steel strip cold rolling tandem rolling mill in which a work roll ground into each of a plurality of rolling stands is incorporated, at least the work roll of the rolling mill of each rolling stand after the second stand has a surface roughness Ra. : 0.6 μm or less, and when there is a grinding scrap generated during grinding, the size of the scratch is depth (d): 20 μm or less, opening width (w): 50 μm or less, and length (l): A roll having a ground surface of 5 mm or less.
前記のとおり、冷間タンデム圧延機の下流側の圧延スタンドを通過した鋼帯表面に発生する上記線状疵は、それが発生した圧延スタンド(図１のタンデム圧延機では、主として第３スタンド113)の上流側に位置する圧延スタンド(同第２スタンド112)のワークロール(122)の表面欠陥(研削掻き疵)に起因している。
図２に、鋼帯の線状疵の発生メカニズムを模式的に示す(同図[1]：平面図、同図[II]：正面図)。第２スタンド(112)のワークロール(122)のロール表面に、研削加工時に発生した研削掻き疵(１)が存在している。研削掻き疵(１)は微細な凹み疵(後記)であり、第２スタンド(112)を通過した鋼帯の表面に、その転写マークとして微小突起(２)がロール周長に一致するピッチで鋼帯の長手方向に反復形成される。この鋼帯が次の第３スタンド(113)のワークロール(123)で圧下される際に、ワークロール(123)の表面に対する微小突起(２)の焼付き(熱的転着)(３1)が生じる。
As described above, the above-mentioned linear wrinkles generated on the surface of the steel strip that has passed through the rolling stand on the downstream side of the cold tandem rolling mill are the rolling stands in which they are generated (in the tandem rolling mill of FIG. This is caused by a surface defect (grinding scraping) of the work roll (12 2 ) of the rolling stand (second stand 11 2 ) located upstream of 3 ).
FIG. 2 schematically shows the mechanism of occurrence of wire wrinkles in a steel strip (FIG. [1]: plan view, FIG. [II]: front view). A grinding scraper (1) generated during grinding is present on the roll surface of the work roll (12 2 ) of the second stand (11 2 ). The grinding scraper (1) is a fine recess (described later), and the pitch on the surface of the steel strip that has passed through the second stand (11 2 ) is the minute projection (2) that matches the roll circumference. It is repeatedly formed in the longitudinal direction of the steel strip. When this steel strip is squeezed by the work roll (12 3 ) of the next third stand (11 3 ), the fine protrusions (2) are seized to the surface of the work roll (12 3 ) (thermal transfer) (3 1 ) occurs.
各圧延スタンドのそれぞれのワークロール径は、通常スタンドごとに異なるので、上記鋼帯表面に生じる微小突起(２)のピッチは、第３スタンドのワークロール(123)の円周長の整数倍とはならず、このため微小突起(２)は経時的に(通板量の増加と共に)ワークロール(123)の円周上の別の部分に次々に焼き付いて周方向につながり線状突起(３2)となる。その線状突起(３2)が鋼帯に押圧されることにより鋼帯表面に線状疵(４)が発生し、その線状疵(４)は、第４スタンド(114)を通過した後も残留し、製品鋼帯の表面欠陥となる。この線状疵(４)が高速度・高圧下の圧延条件において発生し易いのは、上記ワークロール(123)表面の焼付き(３1)(微小突起２の熱的転着)とその線状突起(３2)への成長が、高速度・高圧下の圧延であるほど助長され、顕著化するからである。
本発明によれば、上流側圧延スタンドのワークロールの研削仕上げ面(表面粗度Ra及び研削掻き疵1の大きさ)の規制の効果として、下流側圧延スタンドにおけるワークロール表面の焼付き(３1)と線状突起(32)の発生および製品鋼帯の線状疵(４)が未然に防止され、高速度・高圧下の圧延条件においても健全な表面品質が確保される。
Since the diameter of each work roll of each rolling stand varies from one stand to another, the pitch of the fine protrusions (2) generated on the surface of the steel strip is an integral multiple of the circumferential length of the work roll (12 3 ) of the third stand. For this reason, the minute protrusions (2) are seized one after another on other parts of the work roll (12 3 ) on the circumference (with increasing amount of sheeting) and connected in the circumferential direction. (3 2 ). When the linear protrusion (3 2 ) is pressed against the steel strip, a linear ridge (4) is generated on the surface of the steel strip, and the linear ridge (4) passes through the fourth stand (11 4 ). It remains afterwards and becomes a surface defect of the product steel strip. This linear wrinkle (4) is likely to occur under rolling conditions under high speed and high pressure. The surface of the work roll (12 3 ) is seized (3 1 ) (thermal transfer of microprojections 2) and its This is because the growth to the linear protrusion (3 2 ) is promoted and becomes more noticeable as the rolling is performed at a higher speed and a higher pressure.
According to the present invention, seizure of the work roll surface in the downstream rolling stand (3) as an effect of regulating the ground finish surface (surface roughness Ra and size of the grinding scraper 1) of the work roll of the upstream rolling stand. Generation of 1 ) and linear protrusions (3 2 ) and linear defects (4) of the product steel strip are prevented in advance, and a sound surface quality is ensured even under rolling conditions under high speed and high pressure.
砥石によるロール研削加工において、砥石から砥粒が脱落(正規破砕される前に粒子のまま砥石面から離脱)すると、被研削体(ロール)と砥石との間で圧砕され、ロール研削表面に、微小な凹み疵である研削掻き疵(１)が発生する。図３[I][II]は研削掻き疵(１)の断面プロフィールの例(各図ともロール軸に平行な向きの断面)を示している。砥粒の脱落とそれによる研削掻き疵(１)の発生は、砥石の選択および研削加工条件の設定が適切であっても完全には防ぎきれない。しかし研削掻き疵(１)が極く軽微の疵であれば、ロールバイト(ワークロールと被圧延材との接触界面)の圧延油膜の介在効果として、製品鋼帯の線状疵(４)の発生(図２)を回避することができる。本発明はこの点より上流側スタンドのワークロールの研削仕上げ面について、表面粗さをＲａ：０．６μｍ以下、および研削掻き疵(１)の大きさを深さ(d):20μｍ以下、開口幅(w)：50μｍ以下、長さ(l)(円周方向)：5mm以下、とする規定を設け、製品鋼帯の表面品質に及ぼす研削掻き疵(１)の実質的な影響を防止している。 In roll grinding processing with a grindstone, if the abrasive grains fall off from the grindstone (the particles leave the grindstone surface before regular crushing), they are crushed between the object to be ground (roll) and the grindstone, A grinding scraper (1) which is a minute dent is generated. FIGS. 3 [I] and [II] show examples of cross-sectional profiles of the grinding scraper (1) (the cross-sections in each figure are parallel to the roll axis). Occurrence of abrasive grains and the occurrence of grinding scraps (1) cannot be completely prevented even if the selection of grinding wheels and the setting of grinding conditions are appropriate. However, if the grinding scraper (1) is very slight, the effect of the rolling oil film on the roll bite (contact interface between the work roll and the material to be rolled) is the effect of the wire rod (4) of the product steel strip. Occurrence (FIG. 2) can be avoided. According to the present invention, the surface roughness of the work roll of the upstream stand from this point is Ra: 0.6 μm or less, and the size of the grinding scraper (1) is depth (d): 20 μm or less, opening The width (w): 50 μm or less and the length (l) (circumferential direction): 5 mm or less are provided to prevent the substantial effect of the grinding scraper (1) on the surface quality of the steel strip. ing.
研削掻き疵(１)の大きさ(深さ,幅,長さ)は、使用する砥石の粒度の影響を受ける。このため砥石の粒度の選択は重要である。本発明の前記規定を満たす研削仕上げ面を得るには、所謂「細目」に属する粒度番号70以上の砥石を使用することを要する。具体的には、粒度番号70,80,90等の砥石が効果的に使用される。ちなみに、粒度番号70は平均径：250〜177μｍ、同番号80は平均径：210〜149μｍ、同番号90は平均径：177〜125μｍである。
このような砥石による研削加工においては、砥粒の脱落とその圧砕が生じても、ロール表面に発生する研削掻き疵(１)は微細であり、上記規定を満たす研削仕上げ面を得ることができる。なお、粒度番号がこれより大きい砥石(例えば粒度番号100)を使用しても、それによる特別の利益はなく、むしろ研削加工の能率低下・コスト増加のほか、圧延性の低下(ワークロールの過度の平滑化によるロールバイトでのスリップ・噛み込み不良)およびロール寿命の低下を招く原因となる等の不利益が大きくなり好ましくない。
The size (depth, width, length) of the grinding scraper (1) is affected by the grain size of the grindstone used. For this reason, the selection of the grain size of the grindstone is important. In order to obtain a ground surface that satisfies the above-mentioned provisions of the present invention, it is necessary to use a grindstone having a grain size number of 70 or more belonging to a so-called “fine”. Specifically, a grindstone having a particle size number of 70, 80, 90 or the like is effectively used. Incidentally, the particle size number 70 is an average diameter: 250 to 177 μm, the particle number 80 is an average diameter: 210 to 149 μm, and the particle number 90 is an average diameter: 177 to 125 μm.
In such grinding with a grindstone, even if the abrasive grains fall off and are crushed, the grinding scraper (1) generated on the roll surface is fine, and a ground surface that satisfies the above-mentioned regulations can be obtained. . Note that even if a grindstone with a larger particle size number (for example, particle size number 100) is used, there is no special benefit.Rather, in addition to reducing the efficiency and cost of the grinding process, the rollability is reduced (excessive work rolls) This is not preferable because disadvantages such as slippage and poor biting in the roll bite due to the smoothing of the roller and a decrease in roll life are increased.
砥石の選択については上記粒度の規定をうける以外は、特に制限はなく、例えば砥粒の材種(アルミナ系,炭化けいそ系等),結合剤(磁器質粘土,熱硬化性合成樹脂等),および結合度(結合剤の砥粒保持力)、組織(砥粒の占有割合)等は、ロール研削加工に使用される通常の砥石と同様のものであってよく、また研削加工についても、ロールの研削加工に採用される一般的な研削条件に従って実施することができる。 There is no particular limitation on the selection of the grindstone, except that the particle size is prescribed as described above. , And the degree of bonding (abrasive holding power of the binder), the structure (occupation ratio of the abrasive grains), etc. may be the same as those of a normal grindstone used for roll grinding, It can be carried out in accordance with general grinding conditions employed in roll grinding.
各スタンドのワークロールについては、すでに述べたように下流側スタンドでは、砥粒番号の大きい砥石による平滑性の高い研削仕上げ面を有するロールを使用し、上流側スタンドには、粒度番号の小さい砥石で研削仕上げしたワークロール(下流側のワークロールに比し平滑性は低い)を使用する、というのが従来の通念である。これと異なって本発明は、上流側スタンド、少なくとも第２スタンドを含むそれ以降の各圧延スタンドのそれぞれのワークロールとして、平滑性の高い研削仕上げ面を有するロール［表面粗さＲａ：0.6μｍ以下、研削掻き疵(1)の大きさ；深さd≦20μｍ,開口幅w≦50μｍ,長さl≦5mm］を使用することとしている。その研削仕上げ面は、前記したとおり粒度番号70以上の砥石を用いた研削加工により形成することができる。 Regarding the work roll of each stand, as described above, the downstream stand uses a roll having a highly smooth ground surface by a grindstone with a large abrasive grain number, and the upstream stand has a grindstone with a small grain number number. The conventional wisdom is to use a work roll that has been ground and finished (with lower smoothness than the work roll on the downstream side). Unlike this, the present invention is a roll having a ground surface with high smoothness [surface roughness Ra: 0.6 μm or less] as each work roll of each subsequent rolling stand including the upstream stand and at least the second stand. The size of the grinding scraper (1); depth d ≦ 20 μm, opening width w ≦ 50 μm, length l ≦ 5 mm] is used. The ground surface can be formed by grinding using a grindstone having a particle size number of 70 or more as described above.
各圧延スタンドのワークロールの具体例として、例えば図１に示した４スタンド冷間タンデム圧延機においては、第２スタンド(112)〜第４スタンド(114)の各ワークロール(122)〜(124)として、粒度番号80の砥石(砥粒平均径:210〜149μｍ)による研削仕上げを施したロールを使用し、第１スタンド(111)のワークロール(121)には、粒度番号36の砥石(砥粒平均径:590〜420μｍ)で研削仕上げしたロールを使用する例が挙げられる。 As a specific example of the work roll of each rolling stand, for example, in the 4-stand cold tandem rolling mill shown in FIG. 1, each work roll (12 2 ) of the second stand (11 2 ) to the fourth stand (11 4 ). ~ (12 4 ), a roll that has been ground with a grindstone with a grain number of 80 (abrasive grain average diameter: 210 to 149 µm) is used, and the work roll (12 1 ) of the first stand (11 1 ) An example of using a roll ground with a grindstone having a grain size number 36 (abrasive grain average diameter: 590 to 420 μm) is given.
第１スタンド(111)のワークロール(121)の研削仕上げ面は、必ずしも第２スタンド(112)のワークロール(122)のそれと同じレベルである必要はなく、従来と同様の粒度番号の低い砥石による研削仕上げ面であってもよい。これは、第１スタンド(111)での圧延は、第２スタンド(112)以降の圧延に比べて製品の表面品質に対する影響が軽微なことによる。ただし、圧延能率の更なる向上の要請に対して、圧延速度・圧下率をより高く設定した圧延条件を適用するに当り、第１スタンド(111)のワークロール(121)の表面性状が、製品鋼帯の表面品質の低下(線状疵4発生)の原因となることが懸念される場合には、そのワークロール(121)にも、第２スタンド(112)のワークロール(122)と同等の研削仕上げ面を有するロールを使用することとする。なお、第１スタンド(111)のワークロール表面は、圧延性(ロールバイトのスリップ防止・噛み込み性等)の点から、ある程度の粗さが必要とされるが、粒度番号70〜80等の砥石による研削仕上げを施したロールでは、噛み込み性等の不具合をきたすことはなく、良好な圧延性を保持することができる。
The ground finish surface of the work roll (12 1 ) of the first stand (11 1 ) does not necessarily have to be the same level as that of the work roll (12 2 ) of the second stand (11 2 ). It may be a ground surface with a grinding wheel having a low number. This is because the rolling at the first stand (11 1 ) has less influence on the surface quality of the product than the rolling at the second stand (11 2 ) and thereafter. However, the surface properties of the work roll (12 1 ) of the first stand (11 1 ) can be reduced by applying rolling conditions with higher rolling speed and reduction ratio in response to requests for further improvement in rolling efficiency. , if the cause of reduction in the surface quality of the product steel strip (
各スタンドに組み込まれたワークロールのそれぞれは、経時的に(通板量の増加と共に)、表面層の劣化(肌荒れ・微小亀裂の発生等)が進行する。従ってその表面劣化層を除去してロール表面を再生するための砥石による研削加工を適時実施される。その再生研削加工には、ワークロールをスタンドから取り外して行なうオフライン研削加工、またはスタンド内で行なうオンライン研削加工が任意に使用される。いずれも場合も、各スタンドのワークロールについて上記の研削仕上げ面が確保されるように、それに対応した砥石による研削加工を行なうことを要する。 In each work roll incorporated in each stand, deterioration of the surface layer (roughness of the skin, generation of microcracks, etc.) progresses over time (with an increase in the amount of sheet passing). Accordingly, grinding with a grindstone for removing the surface degradation layer and regenerating the roll surface is carried out in a timely manner. For the regrinding process, an off-line grinding process performed by removing the work roll from the stand or an on-line grinding process performed in the stand is arbitrarily used. In either case, it is necessary to perform grinding with a corresponding grindstone so that the above-mentioned ground surface is secured for the work roll of each stand.
上記のように上流側スタンドに平滑性の高い研削仕上げ面を有するワークロールを使用することとした本発明においては、従来の冷間タンデム圧延(上流側スタンドは下流側スタンドのワークロールより平滑性の低いワークロールが使用される)に比べて、ロール研削のコスト増加の不利を伴う。しかし、ワークロール表面の上記規制の効果として、製品鋼帯の線状疵(４)の発生を確実に防止し、高速度・高圧下率の圧延条件下にも健全な表面品質を確保することが可能となり、その圧延能率の向上・表面品質の安定確保の効果は、ロール研削のコストアップ等の不利を補って十分に余りあるものである。 In the present invention, which uses a work roll having a highly polished ground surface on the upstream stand as described above, the conventional cold tandem rolling (the upstream stand is smoother than the work roll of the downstream stand). Is associated with a disadvantage of increased roll grinding costs. However, as a result of the above regulation on the work roll surface, it is possible to reliably prevent the occurrence of wire defects (4) in the product steel strip and ensure a sound surface quality even under high-speed and high-pressure rolling conditions The effect of improving the rolling efficiency and ensuring the stability of the surface quality is sufficient to compensate for disadvantages such as an increase in the cost of roll grinding.
本発明の被圧延材(鋼帯)は鋼種の制限を受けないが、前記線状疵(４)は、アルミキルド中炭素鋼の鋼帯の冷間圧延において生じ易く、その鋼組成(質量%)は、C:0.08〜0.25%,Si:0.15〜0.35%,Mn:0.30〜0.60%,P:0.030%以下,S:0.035%以下,Al:0.02〜0.10%,残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる(JIS G4051 S10C〜S22C等がこれに属する)。また、その冷間圧延における線状疵(４)の発生傾向は、薄ゲージ圧延(製品板厚:約0.5mm以下)において高くなる。従って本発明による表面品質及び圧延能率の向上効果は、製品板厚0.5mm以下のアルミキルド中炭素鋼鋼帯を対象とするタンデム圧延において特に顕著である。
冷間タンデム圧延機を構成する圧延スタンド数は任意であり、本発明の効果は圧延スタンド数の制限を受けないが、一般的には４〜６スタンドである。
Although the material to be rolled (steel strip) of the present invention is not limited by the type of steel, the wire rod (4) is likely to occur in cold rolling of a steel strip of medium-aluminum carbon steel, and its steel composition (mass%). Is composed of C: 0.08 to 0.25%, Si: 0.15 to 0.35%, Mn: 0.30 to 0.60%, P: 0.030% or less, S: 0.035% or less, Al: 0.02 to 0.10%, the balance Fe and inevitable impurities ( JIS G4051 S10C ~ S22C etc. belong to this). In addition, the tendency of occurrence of linear wrinkles (4) in the cold rolling becomes high in thin gauge rolling (product thickness: about 0.5 mm or less). Therefore, the effect of improving the surface quality and rolling efficiency according to the present invention is particularly remarkable in tandem rolling intended for an aluminum killed medium carbon steel strip having a product sheet thickness of 0.5 mm or less.
The number of rolling stands constituting the cold tandem rolling mill is arbitrary, and the effect of the present invention is not limited by the number of rolling stands, but is generally 4 to 6 stands.
なお、各圧延スタンドのロールバイト(ワークロールと被圧延材との接触界面)の潤滑と冷却のために圧延油が供給される。供給方式は直接式と循環式とに大別され、そのいずれであってもよく、前記図１は冷間タンデム圧延装置(10)と圧延油供給装置(20)とを給油管路(21)と戻り油管路(22)で連結した循環方式の例を示している。圧延油供給装置(20)の圧延油貯留タンク(23)はダーティタンク(24)とクリーンタンク(25)とからなり、冷間タンデム圧延装置(10)から回収される圧延油は、鉄分除去装置(電磁フィルタ)(26)及び濾過装置(ホフマン型濾過器等)(27)で浄化されて各スタンド圧延装置(10)に循環供給される。
また、圧延油に要求される潤滑特性は製品鋼帯の板厚の厚薄により異なるので、それに対応した圧延油の濃度調整が行なわれる。図１では、圧延油貯留タンク(23)として２つの圧延油貯留タンク(23a)(23b)を並列配置し、一方を薄ゲージ(製品板厚:約0.5mm以下)圧延用、他方を厚ゲージ(製品板厚:0.5mm以上)圧延用とし、それぞれの圧延油を所要濃度に調整維持し、回路切り替えにより厚ゲージ圧延と薄ゲージ圧延との変更に即応し得るようにしている。上記循環供給回路構成は従来のそれと異ならなず、圧延油(圧延油原油を水に適宜濃度で懸濁乳化したエマルジョン液)についても公知のものが適宜使用される。
Note that rolling oil is supplied for lubrication and cooling of the roll bite (contact interface between the work roll and the material to be rolled) of each rolling stand. The supply method is roughly classified into a direct type and a circulation type, and either of them may be used. FIG. 1 shows that the cold tandem rolling device (10) and the rolling oil supply device (20) are connected to an oil supply line (21). And an example of a circulation system connected by a return oil pipe (22). The rolling oil storage tank (23) of the rolling oil supply device (20) consists of a dirty tank (24) and a clean tank (25), and the rolling oil recovered from the cold tandem rolling device (10) is an iron removal device. It is purified by (electromagnetic filter) (26) and filtration device (Hoffman filter etc.) (27) and is circulated and supplied to each stand rolling device (10).
Further, since the lubrication characteristics required for the rolling oil vary depending on the thickness of the product steel strip, the concentration of the rolling oil is adjusted accordingly. In FIG. 1, two rolling oil storage tanks (23a) and (23b) are arranged in parallel as rolling oil storage tanks (23), one for rolling thin gauges (product thickness: about 0.5 mm or less) and the other for thick gauges. (Product thickness: 0.5 mm or more) For rolling, each rolling oil is adjusted and maintained at the required concentration, and it is possible to respond immediately to changes between thick gauge rolling and thin gauge rolling by switching circuits. The configuration of the circulation supply circuit is not different from that of the conventional circuit, and known ones are also used as appropriate for rolling oil (emulsion obtained by suspending and emulsifying rolling oil crude oil in water at an appropriate concentration).
図１の４スタンド冷間タンデム圧延機において下記条件による鋼帯冷間圧延を行なった。
[I]各圧延スタンドのワークロール
(1)ロール径(mm)
第1スタンド：400-460,第2スタンド:410-470,第3スタンド:440-480,第4スタンド:370-430。
(2)ロール表面の研削加工および仕上げ面性状
砥石１又は砥石２による研削仕上げ加工を行なった。
砥石１…A系砥粒、粒度番号36(平均径590-420μｍ)
砥石２…A系砥粒、粒度番号80(平均径210-149μｍ)
In the 4-stand cold tandem rolling mill of FIG. 1, cold strip rolling was performed under the following conditions.
[I] Work roll of each rolling stand
(1) Roll diameter (mm)
1st stand: 400-460, 2nd stand: 410-470, 3rd stand: 440-480, 4th stand: 370-430.
(2) Grinding of roll surface and finish surface properties Grinding with
＜発明例＞
各圧延スタンドのワークロール(121)〜(124)としてそれぞれ砥石２で研削仕上げしたロールを使用。
表面粗度Ｒａ：0.6μｍ以下
研削掻き疵(1)の大きさ：深さ(d)≦20μｍ,開口幅(w)≦50μｍ,長さ(l)≦5mm
<Invention Example>
The rolls ground with the
Surface roughness Ra: 0.6 μm or less Size of grinding scraper (1): depth (d) ≦ 20 μm, opening width (w) ≦ 50 μm, length (l) ≦ 5 mm
＜比較例(従来例)＞
第１及び第２スタンドのワークロールは砥石１で研削仕上げし、第３及び第４スタンドのそれは砥石２で研削仕上げしたロールを使用。
第１,第２スタンドワークロール(121)(122)
表面粗度Ｒａ：0.6μｍ以下
研削掻き疵(1)の大きさ：深さ(d)15-30μｍ,開口幅(w)35-70μｍ,長さ(l)3-8mm
第３,第４スタンドワークロール(123)(124)
表面粗度Ｒａ：0.6μｍ以下
研削掻き疵(1)の大きさ：深さ(d)≦20μｍ,開口幅(w)≦50μｍ,長さ(l)≦5mm
<Comparative example (conventional example)>
The work rolls of the first and second stands are ground with the
First and second stand work rolls (12 1 ) (12 2 )
Surface roughness Ra: 0.6 μm or less Size of grinding scraper (1): Depth (d) 15-30 μm, Opening width (w) 35-70 μm, Length (l) 3-8 mm
Third and fourth stand work rolls (12 3 ) (12 4 )
Surface roughness Ra: 0.6 μm or less Size of grinding scraper (1): depth (d) ≦ 20 μm, opening width (w) ≦ 50 μm, length (l) ≦ 5 mm
[II]圧延条件
(1)鋼帯材種：アルミキルド中炭素鋼(JIS G4051 S15C相当材)
(2)入側板厚：2.0〜2.5mm
出側板厚：0.2〜0.5mm
圧下率：約85％
圧延速度：700〜1000ｍ/min
(3)圧延油：合成エステル,改質油脂を基油とする圧延油原油の2%エマルジョン液。
[II] Rolling conditions
(1) Steel strip grade: Aluminum killed medium carbon steel (JIS G4051 S15C equivalent)
(2) Entry side plate thickness: 2.0-2.5mm
Outboard thickness: 0.2 ~ 0.5mm
Rolling rate: Approximately 85%
Rolling speed: 700 ~ 1000m / min
(3) Rolling oil: 2% emulsion liquid of rolling oil crude oil based on synthetic ester and modified oil.
上記冷間タンデム圧延において、従来例では、圧延速度７００ｍ/minを超えると、製品鋼帯に線状疵(４)が発生するようになり、これを回避するために圧延速度をそれ以下に制限しなければならず、これに対し発明例では、１０００ｍ/minの圧延速度においても、線状疵(４)の発生はなく、健全な表面品質を得ることができた。下表に発明例と比較例の圧延速度の比を示す。
[表１]
比較例(従来例) 発明例
圧延速度比 １ １.４３
――――――――――――――――――――――
上記のように発明例と比較例とにおける圧延速度の相違は顕著である。この相違は、そのまま圧延能率の差異を示すものではないが、本発明における圧延能率の顕著な改善効果を示唆していることは明らかである。
In the above-mentioned cold tandem rolling, in the conventional example, when the rolling speed exceeds 700 m / min, linear wrinkles (4) are generated in the product steel strip, and in order to avoid this, the rolling speed is limited to less than that. On the other hand, in the inventive examples, even at a rolling speed of 1000 m / min, no linear wrinkles (4) were generated, and a sound surface quality could be obtained. The table below shows the ratio of the rolling speeds of the inventive example and the comparative example.
[Table 1]
Comparative example (conventional example) Invention example
――――――――――――――――――――――
As described above, the difference in rolling speed between the inventive example and the comparative example is remarkable. This difference does not indicate the difference in rolling efficiency as it is, but it is clear that it indicates a significant improvement effect of the rolling efficiency in the present invention.
本発明によれば、冷間タンデム圧延における製品鋼帯表面の線状疵の発生を確実に防止し、高速度・高圧下率の圧延条件のもとに製品鋼帯の健全な表面品質を保証することができ、冷間タンデム圧延能率を顕著な改善効果が得られる。本発明は、上流側の圧延スタンドのワークロールとして下流側のワークロールと同等の研削仕上げを施すことを要し、それによるロール研削加工コストの増加を伴うが、上記圧延能率の向上効果は、ロール研削加工のコスト増加の不利を補って十分に余りあり、工業的に実用価値に富むものである。 According to the present invention, the occurrence of linear flaws on the surface of the product steel strip in cold tandem rolling is reliably prevented, and the sound surface quality of the product steel strip is guaranteed under the rolling conditions of high speed and high pressure reduction. Thus, a remarkable improvement effect of the cold tandem rolling efficiency can be obtained. The present invention requires a grinding finish equivalent to that of the downstream work roll as the work roll of the upstream rolling stand, which is accompanied by an increase in roll grinding cost, but the effect of improving the rolling efficiency is as follows: It is sufficient to compensate for the disadvantage of the cost increase in roll grinding, and is industrially practical.
１：研削掻き疵
２：微小突起
３1：焼付き(微小突起２の熱的転着)
３2：線状突起
４：線状疵
１０：冷間タンデム圧延装置
１１（111〜114）：圧延スタンド
１２（121〜124）：ワークロール
1: Grinding scraper 2: Micro protrusion 3 1 : Seizure (thermal transfer of micro protrusion 2)
3 2 : Linear protrusion 4: Linear rod 10: Cold tandem rolling device 11 (11 1 to 11 4 ): Rolling stand 12 (12 1 to 12 4 ): Work roll
２０：圧延油循環供給回路
２１：給油管路
２２：戻り油管路
２３(２３a,２３b)：圧延油貯留タンク
２４：ダーティタンク
２５：クリーンタンク
２６：鉄分除去装置(マグネットフィルタ)
２７：濾過装置(ホフマン型濾過器)
Ｓ；被圧延材(鋼帯)
20: Rolling oil circulation supply circuit 21: Oil supply line 22: Return oil line 23 (23a, 23b): Rolling oil storage tank 24: Dirty tank 25: Clean tank 26: Iron removal device (magnet filter)
27: Filtration device (Hoffmann filter)
S: Rolled material (steel strip)
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