JP2008254026A - Method of manufacturing high tensile strength metal strip having excellent press formability - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷間タンデム圧延機で第１スタンド入側の０．２％耐力が３９０ＭＰa以上の高張力金属ストリップを圧延する方法であって、板形状およびプレス成形性に優れた高張力金属ストリップを低コストで効率的に製造することを可能とする冷間圧延によって製造する方法に関する。 The present invention is a method of rolling a high-strength metal strip having a 0.2% proof stress of 390 MPa or more on the first stand entry side in a cold tandem rolling mill, which is excellent in plate shape and press formability. The present invention relates to a method for manufacturing by cold rolling that enables efficient manufacturing at low cost.
近年、自動車用鋼板として用いられる０．２％耐力が７８０ＭＰａ以上の高張力金属ストリップ材料（以降、ハイテンと称す）は、衝突安全性の向上や車輌重量の軽量化のため、その需要が増大している。ハイテンは普通鋼と比較して変形抵抗が大きいため、冷間タンデム圧延機の各スタンドの圧延荷重は増大する傾向にある。その結果、冷間タンデム圧延機の各スタンドにおける形状制御能力限界を超えて板形状の悪化を誘発し、後工程である連続焼鈍における通板性（生産性）の阻害や連続焼鈍後の矯正工程での矯正不良を招いている。特に、最終スタンドではダルワークロールが用いられることが多く、この際には摩擦係数が非常に大きくなるため圧延荷重の増大による圧延機の形状制御能力限界を超えた板形状の悪化は深刻な問題となっている。 In recent years, the demand for high-strength metal strip material (hereinafter referred to as “HITEN”) with 0.2% proof stress of 780 MPa or more used as a steel plate for automobiles has increased in order to improve collision safety and reduce vehicle weight. ing. Since high tensile strength is higher than that of plain steel, the rolling load of each stand of the cold tandem rolling mill tends to increase. As a result, the shape control capability limit in each stand of the cold tandem rolling mill is exceeded, and the deterioration of the plate shape is induced, and the platenability (productivity) in the subsequent continuous annealing is hindered and the correction process after the continuous annealing. This leads to poor correction. In particular, dull work rolls are often used at the final stand, and in this case, the friction coefficient becomes very large. Therefore, deterioration of the plate shape exceeding the shape control capability limit of the rolling mill due to an increase in rolling load is a serious problem. It has become.
また、上記ハイテンはプレス加工が一般に行われるため、プレス性の優れた（かじりや疵の発生しない）表面凹凸が望まれている。 In addition, since the high tension is generally subjected to press working, it is desired to have surface irregularities with excellent pressability (no galling or wrinkles).
上述した問題の解決や要望に対処するための従来の方法は次の通りである。冷間タンデム圧延工程においては、
１） ハイテン材の冷間タンデム圧延時の変形抵抗自体を小さくする（熱間圧延での仕上げ温度および巻き取り温度の制御）。
２） 板形状の悪化を防止するために、冷間タンデム圧延機において形状制御能力の優れた圧延機に設備改造をする。
３） 板形状の悪化を防止するために、ハイテン専用のロールカーブを有するワークロールを板幅や板厚や鋼種毎に多数保有し、条件毎に組み替えて圧延する。
４） 板形状の悪化を防止するために、圧延荷重が小さくなるように、高張力圧延を行う。
５） 板形状の悪化を防止するために、圧延荷重が小さくなるように、WRのヤング率を増大させる。
６） 板形状の悪化を防止するために、圧延荷重が小さくなるように、摩擦係数が小さくなる圧延潤滑条件に変更する。
また、矯正工程においては、
７） 形状を矯正するために、複数パスの調質圧延を行う。
８） 形状を矯正するために、調質圧延で粗矯正した後、テンションレベラーにて高伸び率の矯正を行う。
９） 所望の板表面粗度を得るために、冷間タンデム圧延で滑らかな面を作り、調質圧延で粗度パターンを作り込む。
１０）所望の板表面粗度を得るために、冷間タンデム圧延で粗度パターンを作りこみ、調質圧延で滑らかな面を作る。
A conventional method for solving the above-described problems and requests is as follows. In the cold tandem rolling process,
1) To reduce the deformation resistance itself during cold tandem rolling of high-tensile material (control of finishing temperature and winding temperature in hot rolling).
2) In order to prevent deterioration of the plate shape, the cold tandem rolling mill will be modified to a rolling mill with excellent shape control capability.
3) In order to prevent deterioration of the plate shape, a large number of work rolls having a roll curve dedicated to high tension are held for each plate width, plate thickness, and steel type, and are rolled according to the conditions.
4) In order to prevent deterioration of the plate shape, high-tensile rolling is performed so that the rolling load is reduced.
5) In order to prevent deterioration of the plate shape, increase the Young's modulus of the WR so that the rolling load is reduced.
6) In order to prevent deterioration of the plate shape, the rolling lubrication conditions are changed so that the friction coefficient is reduced so that the rolling load is reduced.
In the correction process,
7) Perform multiple passes of temper rolling to correct the shape.
8) In order to correct the shape, rough correction is performed by temper rolling, and then high elongation is corrected by a tension leveler.
9) In order to obtain a desired plate surface roughness, a smooth surface is created by cold tandem rolling, and a roughness pattern is created by temper rolling.
10) In order to obtain a desired plate surface roughness, a roughness pattern is created by cold tandem rolling, and a smooth surface is created by temper rolling.
第１項目の冷間タンデム圧延時のハイテン材の変形抵抗自体を小さくするために、熱間圧延時の仕上げ温度および巻き取り温度を上げることは有効である。たとえば、熱間圧延時の巻き取り温度を６００℃から７００℃に変更することで熱間圧延後のストリップの０．２％耐力が製品で７８０ＭＰaのハイテンの場合、約２０％低減する。しかしながら、材質的な面からこのような熱間圧延での温度制御には限界があり、十分な効果は得がたい状況にある。 In order to reduce the deformation resistance of the high-tensile material during cold tandem rolling, which is the first item, it is effective to increase the finishing temperature and the winding temperature during hot rolling. For example, by changing the coiling temperature during hot rolling from 600 ° C. to 700 ° C., the 0.2% proof stress of the strip after hot rolling is reduced by about 20% when the product is high strength of 780 MPa. However, there is a limit to the temperature control in such hot rolling in terms of material, and it is difficult to obtain a sufficient effect.
第２項目の形状制御能力の優れた圧延機に設備改造することは有効な手段であり、異径圧延機は既存の圧延機のハウジングポストを利用することが可能でかつ等価WR径を小さくでき、さらに優れた形状制御能力を有する圧延機（例えば、特許文献１参照）ではあるが、設備コストおよびランニングコストが高いという問題がある。 It is an effective means to change the equipment to a rolling mill with excellent shape control capability of the second item. Different diameter rolling mills can use the housing posts of existing rolling mills and reduce the equivalent WR diameter. Further, although it is a rolling mill (for example, see Patent Document 1) having an excellent shape control capability, there is a problem that the equipment cost and the running cost are high.
第３項目のハイテン専用のロールカーブを有するワークロールを板幅や板厚や鋼種毎に多数保有し、条件毎に組み替える方法は有効ではあるものの、組み替える毎に生産性は低下するし、多数のワークロールを保有する必要があるので製造コストが増大する。 Although there are many work rolls that have a roll curve dedicated to high tension of the third item for each sheet width, sheet thickness, and steel type, and the method of recombination for each condition is effective, the productivity decreases with each recombination. Since it is necessary to have a work roll, the manufacturing cost increases.
第４項目の高張力圧延（例えば、特許文献２参照）は有効な手段であるが、ハイテンは通常の張力レベルでも板破断しやすいので、板破断という面から操業上、単純に張力は増大させたくないという要望がある。 The fourth item, high-tensile rolling (see, for example, Patent Document 2) is an effective means, but high tension is easy to break the plate even at a normal tension level. There is a request not to want.
第５項目のWRのヤング率を増大させる方法（例えば、特許文献３参照）は、接触弧長が小さくなりワークロールの小径化と同じ効果を得ることができる有効な手段であるものの、通常のロール研磨装置ではWR研磨ができないために別途専用の研磨装置が新たに必要となり、これも設備コストの増大を招くという問題がある。 Although the method of increasing the Young's modulus of WR of the fifth item (see, for example, Patent Document 3) is an effective means for reducing the contact arc length and obtaining the same effect as reducing the diameter of the work roll, Since the roll polishing apparatus cannot perform WR polishing, a separate dedicated polishing apparatus is required, which also increases the equipment cost.
第６項目の圧延潤滑条件変更（圧延潤滑油、並びに、濃度や流量等の圧延潤滑方法等の変更）はある程度効果はあるものの、多品種を製造する冷間タンデム圧延機では一般鋼を圧延する際にスリップが生じやすくなる問題がある。 Although the sixth item of rolling lubrication condition changes (rolling lubrication oil and changes in rolling lubrication methods such as concentration and flow rate) are effective to some extent, cold tandem rolling mills that produce a wide variety of products roll general steel. There is a problem that slip easily occurs.
第７項目のように調質圧延を複数パス行うのは、大径ワークロールの調質圧延機では圧延機の圧延荷重限界から１パスでは伸び率はほとんど得られないためである。多パス矯正は１パス目で伸び率がほとんど得られないので意味はないが、反り等の形状不良には多パス矯正は有効な場合がある。しかしながら、多パス矯正をすると生産性は著しく低下する。 The reason why the temper rolling is performed in a plurality of passes as in the seventh item is that, in a temper rolling mill of a large diameter work roll, an elongation rate is hardly obtained in one pass from the rolling load limit of the rolling mill. Multi-pass correction is meaningless because almost no elongation is obtained in the first pass, but multi-pass correction may be effective for shape defects such as warping. However, productivity is significantly reduced when multi-pass correction is performed.
第８項目のように矯正を行うのは、上述したように大径ワークロールの調質圧延機では圧延荷重限界から１パスでの伸び率はほとんど得られないため形状矯正ができないためであるが、素材の板形状が悪い場合にはテンションレベラーにて高伸び率の矯正をする必要がある。しかしながら、高伸び率矯正は材質を悪化させ、プレス成形性が悪くなる問題を招く。 The reason why the correction is performed as in the eighth item is that, as described above, in the temper rolling mill of a large diameter work roll, since the elongation rate in one pass is hardly obtained from the rolling load limit, the shape correction cannot be performed. When the plate shape of the material is bad, it is necessary to correct the high elongation rate with a tension leveler. However, high elongation correction leads to problems that the material is deteriorated and the press formability is deteriorated.
第９項目の調質圧延での粗度パターンの作りこみ（例えば、特許文献４参照）については、上述したようにハイテンでは大径ワークロールの調質圧延機において圧延機の圧延荷重限界から１パスでは伸び率はほとんど得られないため、ワークロールの粗度転写効果はほとんど得られない。 Regarding the creation of the roughness pattern in the temper rolling of the ninth item (see, for example, Patent Document 4), as described above, in the high-tensile temper rolling mill of high-diameter work rolls, high tension is 1 from the rolling load limit of the rolling mill. Since almost no elongation can be obtained in the pass, the effect of transferring the roughness of the work roll is hardly obtained.
第１０項目の調質圧延での粗度パターンの作りこみ関しても、上述したようにハイテンでは大径ワークロールの調質圧延機において圧延機の圧延荷重限界から１パスでは伸び率はほとんど得られないため、ワークロールの粗度転写効果はほとんど得られない。従って冷間タンデム圧延での粗度がほとんどそのまま、製品の粗度となる。 As described above, even with the tenth item of temper rolling in the temper rolling, almost all elongation is obtained in one pass from the rolling load limit of the rolling mill in the temper rolling mill for high-diameter work rolls. Therefore, the effect of transferring the roughness of the work roll is hardly obtained. Therefore, the roughness in the cold tandem rolling becomes almost the same as the roughness of the product.
上述したように、ハイテンの調質圧延ではほとんど伸び率が得られないし、また伸び率２％程度までのテンションレベラーではハイテンの表面凹凸はほとんど変化しない。このため、ハイテンの表面凹凸を付与するために冷間タンデム圧延機の最終スタンドに組み込まれた放電ダル加工やショットダル加工やレーザー加工によって作製された粗度の粗いワークロールにより転写された凹凸がそのまま最終製品の凹凸となっていた。 As described above, almost no elongation can be obtained by temper rolling of high tension, and the surface unevenness of high tension hardly changes with a tension leveler up to about 2% elongation. For this reason, unevenness transferred by a rough work roll produced by discharge dull processing, shot dull processing or laser processing incorporated in the final stand of a cold tandem rolling mill to give high-tensile surface unevenness As it was, it was uneven in the final product.
凹凸に関しては、この状態でハイテンをプレス加工した際にかじりや疵が発生しやすいという問題があり、高伸び率矯正されたハイテン材はスプリングバックが大きく加工しにくいという問題があった。 Concerning unevenness, there is a problem that galling and wrinkles are likely to occur when the high tension is pressed in this state, and there is a problem that the high tension material with high elongation correction has a large spring back and is difficult to process.
本発明は、上記問題点に鑑み、プレス成形性に優れた表面凹凸を有する高張力金属ストリップを低コストで効率的に製造する製造方法を提供することを目的としている。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a production method for efficiently producing a high-tensile metal strip having surface irregularities excellent in press formability at a low cost.
本発明は、上述した従来法の問題点を解決するものであり、冷間タンデム圧延機における第１スタンド入側の０．２％耐力が３９０ＭＰａ以上である高張力金属ストリップを、冷間タンデム圧延して製造するプレス成形性に優れた高張力金属ストリップの製造方法において、最終圧延スタンド直前の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を２.４μｍＲａ以上６．０μｍＲａ以下、それ以外の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下とし、かつ、該最終圧延スタンドの圧下率を１％以上１０％以下および該最終圧延スタンド直前の圧延スタンドの圧下率を１％以上６％以下とすることを特徴とする。 The present invention solves the above-described problems of the conventional method, and a cold tandem rolling is performed on a high-strength metal strip having a 0.2% proof stress of 390 MPa or more on the first stand entry side in a cold tandem rolling mill. The surface roughness of the work roll of the rolling stand immediately before the final rolling stand is 2.4 μm Ra or more and 6.0 μm Ra or less, and the other work of the rolling stand. The surface roughness of the roll is 0.2 μmRa or more and 0.9 μmRa or less, the rolling reduction of the final rolling stand is 1% or more and 10% or less, and the rolling reduction of the rolling stand immediately before the final rolling stand is 1% or more and 6%. It is characterized as follows.
また、前記冷間タンデム圧延のあと、連続焼鈍設備において熱処理を施し、その後ワークロールの表面粗度を０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下、伸び率を０．２％以上０．４％以下で調質圧延することを特徴とする。 In addition, after the cold tandem rolling, heat treatment is performed in a continuous annealing facility, and then the surface roughness of the work roll is adjusted to 0.2 μm Ra to 0.9 μm Ra, and the elongation is adjusted to 0.2% to 0.4%. It is characterized by quality rolling.
あるいは、前記冷間タンデム圧延のあと、連続焼鈍設備において熱処理を施し、その後テンションレベラーにて伸び率を０．２％以上０．８％以下として矯正することを特徴とする。 Alternatively, after the cold tandem rolling, heat treatment is performed in a continuous annealing facility, and thereafter, the elongation is corrected to 0.2% to 0.8% with a tension leveler.
本発明では、板表面に平坦な突起を生成させることができる。この平坦な突起を有する金属板は、プレス時の摩擦抵抗も低く、かじり等の発生も少ないので、本発明の方法により、プレス製の良好な高張力金属ストリップを生産することができる。 In the present invention, flat protrusions can be generated on the plate surface. Since the metal plate having the flat protrusion has low frictional resistance during pressing and little occurrence of galling or the like, a high-strength metal strip made of press can be produced by the method of the present invention.
また、本発明において、最終スタンドでダルロールを使用しないので、形状制御性や通板性がよく、従来技術より、プレス製の良好な製造において、生産性や品質を向上させることができる。 Further, in the present invention, since a dull roll is not used in the final stand, the shape controllability and the sheet passing property are good, and the productivity and quality can be improved in the press production better than the prior art.
したがって、本発明により、冷間タンデム圧延機で第１スタンド入側の０．２％耐力が３９０ＭＰａ以上の高張力金属ストリップを圧延する際に、冷間タンデム圧延機出側の板形状は良好となり後工程の連続焼鈍炉における生産性の向上や、調質圧延機における低伸び率での形状矯正性、テンションレベラーにおける低伸び率での形状矯正性が良くなると共に、プレス成形性に優れた表面凹凸を有する高張力金属ストリップを低コストで効率的に製造することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, when rolling a high-strength metal strip having a 0.2% proof stress of 390 MPa or more on the first stand entry side with a cold tandem mill, the plate shape on the cold tandem mill exit side becomes good. Surfaces with improved press formability as well as improved productivity in continuous annealing furnaces in the subsequent process, shape straightening at low elongation in temper rolling mills, shape straightening at low elongation in tension levelers A high-strength metal strip having irregularities can be efficiently produced at low cost.
図１は、この発明を実施する冷間タンデム圧延機の一例を示す構成図である。図１において、冷間タンデム圧延機は５スタンドの圧延機から構成されており、この例ではすべて同じ型式の４重圧延機である。各圧延機のワークロールは上ワークロール（１a、１b、１c、１d、１e）と下ワークロール（１a’、１b’、１c’、１d’、１e’）から構成されており、図示してはいないがこれらのワークロールにはスピンドルが連結されており電動機によって駆動されている。これらのワークロール寸法は直径が５００〜５６０ｍｍ（上下ワークロールのペア差は０．１ｍｍ未満）、胴長が２２００ｍｍの鍛鋼ロールでヤング率は２０５．８ＧＰａである。また、図示してはいないが形状制御手段として上下ワークロールチョックを支点として上下ワークロールの垂直方向の撓みを制御するためのインクリースおよびディクリースベンダー力を付与することが可能なベンダー装置（最大ベンダー力：４９０ＫＮ/chock）が具備されている。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a cold tandem rolling mill for carrying out the present invention. In FIG. 1, the cold tandem rolling mill is composed of five stand rolling mills, and in this example, all are the same type of quadruple rolling mills. The work roll of each rolling mill is composed of an upper work roll (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) and a lower work roll (1a ′, 1b ′, 1c ′, 1d ′, 1e ′), which is illustrated in the figure. However, these work rolls are connected to a spindle and are driven by an electric motor. The dimensions of these work rolls are forged steel rolls having a diameter of 500 to 560 mm (the pair difference between the upper and lower work rolls is less than 0.1 mm) and a body length of 2200 mm, and the Young's modulus is 205.8 GPa. Although not shown in the drawings, a bender device (maximum bender) capable of providing an increase and decrease bender force for controlling the vertical deflection of the upper and lower work rolls using the upper and lower work roll chock as a fulcrum as a shape control means. Force: 490 KN / chock).
バックアップロールは上バックアップロール（２a、２b、２c、２d、２e）と下バックアップロール（２a’、２b’、２c’、２d’、２e’）から構成されており、これらのバックアップロール寸法は直径が１４５０〜１５００ｍｍ（上下バックアップロールのペア差は１ｍｍ未満）、胴長が２２００ｍｍの鍛鋼ロールである。図示してはいないが、上バックアップロールチョック上部には荷重検出装置が配置され、ワークサイドおよびドライブサイドの荷重が検出される。また、荷重検出装置の上部には電動圧下装置が配置されており、金属ストリップＳを圧延する際のパスライン調整が行われる。さらに、下バックアップロールチョック下部には図示してはいないが、圧延力を付与するための油圧圧下装置が配置されている。金属ストリップＳは１スタンド入側の０．２％耐力が３９０ＭＰa以上のハイテンと呼ばれる金属ストリップであり、熱間圧延後に酸洗設備で表面の酸化スケールが除去されている。 The backup roll consists of an upper backup roll (2a, 2b, 2c, 2d, 2e) and a lower backup roll (2a ', 2b', 2c ', 2d', 2e '). Is a forged steel roll having a barrel length of 2200 mm and a pair length of the upper and lower backup rolls of less than 1 mm. Although not shown in the drawing, a load detection device is disposed above the upper backup roll chock to detect work side and drive side loads. In addition, an electric reduction device is disposed above the load detection device, and pass line adjustment when the metal strip S is rolled is performed. Furthermore, although not shown in the lower part of the lower backup roll chock, a hydraulic reduction device for applying a rolling force is arranged. The metal strip S is a high-tensile metal strip having a 0.2% proof stress of 390 MPa or more on the entrance side of one stand, and the surface oxide scale is removed by pickling equipment after hot rolling.
ここで例示する金属ストリップの寸法は板幅が１２４０ｍｍ、第1スタンド入側の板厚が２．２ｍｍで０．２％耐力が４５０ＭＰaの金属ストリップ（焼鈍・矯正後の０．２％耐力が９８０ＭＰaの高張力金属ストリップ）である。 The dimensions of the metal strip exemplified here are a metal strip having a width of 1240 mm, a thickness of the first stand entrance side of 2.2 mm, and a 0.2% proof stress of 450 MPa (0.2% proof stress after annealing and straightening is 980 MPa). High-strength metal strip).
各スタンドの入側には圧延潤滑油供給装置（３a、３b、３c、３d、３e、３a’、３b’、３c’、３d’、３e’）が配置されており、ロールバイト入口に圧延潤滑油が供給されている。なお、図示してはいないがロールバイト出側からワークロール冷却のために同じ圧延潤滑油がワークロールに供給されている。 Rolling lubricant supply devices (3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3a ', 3b', 3c ', 3d', 3e ') are arranged on the entrance side of each stand, and rolling lubrication is provided at the roll bite entrance. Oil is being supplied. Although not shown, the same rolling lubricant is supplied to the work roll for cooling the work roll from the roll bite exit side.
この冷間タンデム圧延機を用いて本発明に関しての実験を行った。基本圧延条件を表１に示す。 Experiments relating to the present invention were conducted using this cold tandem rolling mill. Table 1 shows the basic rolling conditions.
先ず、最終スタンドの圧延荷重および形状制御性について比較するために、実験条件１と実験条件２を比較した。実験条件１は最終圧延スタンドでロール粗度を粗くした従来技術であり、実験条件２は最終圧延スタンド直前の圧延スタンドのロール粗度を粗くした本発明技術である。いずれも冷間タンデム圧延機でのトータル圧下率は同じである。実験条件１では第５スタンドの圧延荷重は１９．６ＭＮ／ｍであり、ベンダーをフルに活用しても端伸び３．０％程度の板形状であった。このため、後工程の連続焼鈍炉では通板速度２００m/minで操業せざるを得なかった。また、その後の調質圧延では伸び率０．２％程度しかかからず形状矯正は不可能であり、テンションレベラーで高い伸び率（２．５％程度）で矯正する必要があった。このため、材料の一様伸びが小さくなり、プレス時に欠陥が生じる場合があった。 First, in order to compare the rolling load and shape controllability of the final stand, the experimental condition 1 and the experimental condition 2 were compared. Experimental condition 1 is a conventional technique in which the roll roughness is roughened at the final rolling stand, and experimental condition 2 is the present invention technique in which the roll roughness of the rolling stand immediately before the final rolling stand is roughened. In either case, the total rolling reduction in the cold tandem rolling mill is the same. Under experimental condition 1, the rolling load of the fifth stand was 19.6 MN / m, and even when the bender was fully utilized, it was a plate shape with an end elongation of about 3.0%. For this reason, the continuous annealing furnace in the subsequent process had to be operated at a plate feed speed of 200 m / min. Further, subsequent temper rolling requires only about 0.2% elongation, and shape correction is impossible, and it was necessary to correct with a tension leveler at a high elongation (about 2.5%). For this reason, the uniform elongation of the material is reduced, and defects may occur during pressing.
これに対し、実験条件２では第５スタンドの圧延荷重は１１．７ＭＮ/ｍに減少し、ベンダーをフルに活用すると端伸び１％程度の板形状にすることができた。このため、後工程の連続焼鈍炉では通板速度４００m/minで操業することができた。また、その後の調質圧延では伸び率０．２％程度しかかからないものの、素材の板形状が良いので大半がこの低伸び率でも形状矯正が可能となった。残りの形状不良材も、テンションレベラーで低い伸び率（０．８％程度）で矯正できるため、材料の一様伸びがさほど小さくならず、プレス時に欠陥は生じなくなった。このように、最終スタンドでダルロールを使用しないことによって、形状制御性が良くなり、生産性や品質が向上した。 In contrast, under experimental condition 2, the rolling load of the fifth stand decreased to 11.7 MN / m, and when the bender was fully utilized, it was possible to obtain a plate shape with an end elongation of about 1%. For this reason, it was possible to operate at a plate passing speed of 400 m / min in the subsequent annealing furnace. Further, although the subsequent temper rolling takes only about 0.2% elongation, the plate shape of the material is good, so that most of the shape can be corrected even at this low elongation. Since the remaining defective materials can be corrected with a tension leveler at a low elongation (about 0.8%), the uniform elongation of the material does not become so small, and no defects occur during pressing. Thus, by not using a dull roll in the final stand, the shape controllability is improved, and the productivity and quality are improved.
次に板表面の凹凸についてであるが、実験条件１では冷間タンデム圧延機出側の凹凸がほぼ最終製品の凹凸となる。従来の板表面の凹凸のイメージ図を図２の（ａ）に示す。図より明らかなように、板表面には鋭利な凸状の突起が形成されている。この突起が、プレス時の摩擦抵抗を高め、かじり等の発生を生じさせていることが分かった。 Next, regarding the unevenness on the surface of the plate, in the experimental condition 1, the unevenness on the cold tandem mill exit side is almost the unevenness of the final product. The image figure of the unevenness | corrugation of the conventional board surface is shown to (a) of FIG. As is apparent from the figure, sharp convex protrusions are formed on the plate surface. It was found that these protrusions increase the frictional resistance during pressing and cause galling and the like.
これに対し、実験条件２では最終圧延スタンド直前のスタンドでは図２の（ａ）と同様な凹凸が形成させるものの、最終スタンドで十分な圧下が加えられるので、冷間タンデム圧延機出側の凹凸は図２の（ｂ）に示すように、板表面には平坦な凸状の突起が形成されている。この平坦な突起では、プレス時の摩擦抵抗を高めることもなく、またかじり等の発生を生じさせないことが分かった。このような、凹凸を作成するためには、最終圧延スタンド直前の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を２．４μｍＲａ以上６μｍＲａ以下、それ以外の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下にすることが良いことが判明した。また、プレス加工を行った際に、上記圧延方法で製造した材料のうち、２次元表面粗さ計で圧延方向の板プロフィルを測定した際に、単位長さ当たりの、平滑な凸部の線長総和の占める割合（以降、平滑率と記す）が０．３〜０．８、かつ、平均粗さＲａが１．０μｍ以上２．５μｍ以下の鋼板が耐かじり性と塗装後の鮮映性にすぐれていることが判明した。 On the other hand, in the experimental condition 2, the same unevenness as in FIG. 2A is formed in the stand immediately before the final rolling stand, but sufficient constriction is applied in the final stand, so the unevenness on the cold tandem rolling mill exit side. As shown in FIG. 2B, flat convex protrusions are formed on the plate surface. It has been found that this flat protrusion does not increase the frictional resistance during pressing and does not cause galling or the like. In order to create such irregularities, the surface roughness of the work roll of the rolling stand immediately before the final rolling stand is 2.4 μm Ra or more and 6 μm Ra or less, and the surface roughness of the work rolls of other rolling stands is 0.2 μm Ra. It has been found that it is preferable to set it to 0.9 μmRa or less. Moreover, when the plate profile in the rolling direction is measured with a two-dimensional surface roughness meter among the materials produced by the above rolling method when pressing is performed, the smooth convex line per unit length is measured. Steel sheets with a total length (hereinafter referred to as smoothness) of 0.3 to 0.8 and an average roughness Ra of 1.0 μm to 2.5 μm are galling resistance and sharpness after coating. It turned out to be excellent.
最終圧延スタンド直前の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を２.４μｍＲａ以上とするのは、これ未満であると十分な粗度が得られないからである。それ以外の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下としたのは、粗度が小さすぎるとスリップが発生するからであり、０．９μｍＲａ以下としたのは粗度が大きすぎると上述した凸部の平坦度が得られないからである。 The reason why the surface roughness of the work roll of the rolling stand immediately before the final rolling stand is 2.4 μmRa or more is that if it is less than this, sufficient roughness cannot be obtained. The reason why the surface roughness of the work rolls of the other rolling stands was set to 0.2 μmRa or more and 0.9 μmRa or less is that slip occurs when the roughness is too small. This is because the above-described flatness of the convex portion cannot be obtained if is too large.
最終圧延スタンドの圧下率を１％以上１０％以下としたのは、上記圧延条件で凸部平坦度を得るためであり、１０％以下としたのは圧下率が大きくなると十分な粗度が得られなくなるためである。 The rolling reduction of the final rolling stand is set to 1% or more and 10% or less in order to obtain the convexity flatness under the above rolling conditions. The reason why the rolling reduction is set to 10% or less is to obtain sufficient roughness when the rolling reduction is increased. It is because it becomes impossible.
矯正工程での伸び率については、下限は矯正能力を発揮するための必要最小限の伸び率であり、上限は上述した材質的な面からの制約である。 Regarding the elongation rate in the straightening process, the lower limit is a minimum elongation rate necessary for exerting the straightening ability, and the upper limit is a restriction from the material aspect described above.
なお、最終圧延スタンド直前の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を２．４μｍＲａ以上にする方法として、放電ダル加工やショットダル加工やレーザー加工の中のどれを使用しても良い。 As a method for setting the surface roughness of the work roll of the rolling stand immediately before the final rolling stand to 2.4 μmRa or more, any of electric discharge dull processing, shot dull processing, and laser processing may be used.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the ideas described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
図１に示した冷間タンデム圧延機を用いて本発明の効果を確認した。金属ストリップの寸法は板幅が１２４０ｍｍ、第１スタンド入側の板厚が２．２ｍｍで０．２％耐力が４５０ＭＰaの金属ストリップ（焼鈍・矯正後の０．２％耐力が９８０ＭＰaの高張力金属ストリップ）である。基本圧延条件は表１に示したものと同一である。ただし、トータルの圧下率が同じになるように、第１スタンドから第３スタンドの圧下率は第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）の圧下率に応じて変更した。 The effect of the present invention was confirmed using the cold tandem rolling mill shown in FIG. The metal strip has a width of 1240 mm, a thickness of 2.2 mm at the entrance of the first stand and a 0.2% proof stress of 450 MPa (high tensile metal with a 0.2% proof stress after annealing and straightening of 980 MPa). Strip). The basic rolling conditions are the same as those shown in Table 1. However, the reduction ratio from the first stand to the third stand was changed according to the reduction ratios of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand) so that the total reduction ratio was the same. .
この冷間タンデム圧延機を用いて本発明の効果を確認した。本発明および比較の圧延条件および結果を表２に示す。 The effect of the present invention was confirmed using this cold tandem rolling mill. The invention and comparative rolling conditions and results are shown in Table 2.
本発明の基準圧延条件は、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）のワークロールの表面粗度が２.４μｍＲａ以上６．０μｍＲａ以下、第１〜３及び第５スタンド（それ以外の圧延スタンド）のワークロールの表面粗度が０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下であり、かつ、第５スタンド（最終圧延スタンド）の圧下率が１％以上１０％以下、および該第４スタンドの圧下率が１％以上６％以下である（表２の本発明１〜１６）。 The standard rolling conditions of the present invention are as follows. The surface roughness of the work roll of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) is 2.4 μmRa to 6.0 μmRa, the first to third and fifth stands (other rolling stands). The surface roughness of the work roll is 0.2 μmRa or more and 0.9 μmRa or less, the reduction rate of the fifth stand (final rolling stand) is 1% or more and 10% or less, and the reduction rate of the fourth stand is 1 % To 6% (Inventions 1 to 16 in Table 2).
本発明（例えば本発明１）の基準条件と比べて第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）のワークロール粗度が２．４μｍRa未満の場合（比較例１）は最終製品の粗度が低くなりすぎ、プレス時に材料側の凹部に補足される潤滑油の量が減少しかじりが生じた。また、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）のワークロール粗度が６．０μｍRaを超えた場合（比較例２）は最終製品の粗度が高くなりすぎ、プレス時の摩擦抵抗が高まりかじりが生じた。従って、本発明の基準条件の第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）のワークロール粗度が適正範囲内である必要が明らかである。 Compared with the reference conditions of the present invention (for example, the present invention 1), when the work roll roughness of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) is less than 2.4 μmRa (Comparative Example 1), the roughness of the final product is low. As a result, the amount of lubricating oil trapped in the concave portion on the material side during pressing was reduced and galling occurred. In addition, when the work roll roughness of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) exceeds 6.0 μmRa (Comparative Example 2), the final product roughness becomes too high, and the frictional resistance during pressing increases and galling occurs. occured. Therefore, it is apparent that the work roll roughness of the fourth stand (stands immediately before the final stand) of the reference condition of the present invention needs to be within an appropriate range.
本発明（例えば本発明１）の基準条件と比べて第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が０．２μｍRa未満の場合（比較例３）は最終製品の平滑率が高くなりすぎ、プレス時に材料側の凹部に補足される潤滑油の量が減少しかじりが生じた。また、第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が０．９ｍRaを超えた場合（比較例４）は最終製品の粗度が高くなりすぎ、プレス時の摩擦抵抗が高まりかじりが生じた。従って、本発明の基準条件の第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が適正範囲内である必要が明らかである。 When the work roll roughness of the fifth stand (final stand) is less than 0.2 μmRa (comparative example 3) compared to the reference conditions of the present invention (for example, the present invention 1), the smoothness of the final product becomes too high, and the press Occasionally, the amount of lubricating oil trapped in the recesses on the material side was reduced and galling occurred. In addition, when the work roll roughness of the fifth stand (final stand) exceeded 0.9 mRa (Comparative Example 4), the roughness of the final product was too high, and the frictional resistance during pressing increased and galling occurred. Therefore, it is apparent that the work roll roughness of the fifth stand (final stand) under the reference conditions of the present invention needs to be within an appropriate range.
第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が適正範囲ないであっても、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が適正でないといけない例として、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）の圧下率が１％未満の場合（比較例５）、粗度が低くなりすぎ、かつ、平滑率が高くなりすぎ、プレス時に材料側の凹部に補足される潤滑油の量が減少しかじりが生じた。 Even if the work roll roughness of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand) is not in the proper range, the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand). As an example where the rolling reduction of the 4th stand (stand just before the last stand) is less than 1% (Comparative Example 5), the roughness is too low and the smoothness is high. As a result, the amount of lubricating oil trapped in the concave portion on the material side during pressing was reduced and galling occurred.
第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が適正範囲内であっても、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が適正でないといけない例として、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）の圧下率が６％を超えた場合（比較例６）、平滑率が低くなりすぎ、かじりが生じた。 Even if the work roll roughness of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand) is within the appropriate range, the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand). As an example in which the rolling reduction ratio of the fourth stand (stand immediately before the final stand) exceeds 6% (Comparative Example 6), the smoothing rate was too low and galling occurred.
第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が適正範囲内であっても、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が適正でないといけない例として、第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が１％未満の場合（比較例７）、粗度が高くなりすぎ、かつ、平滑率は低くなりすぎ、プレス時に材料側の凹部に補足される潤滑油の量が減少しかじりが生じた。 Even if the work roll roughness of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand) is within the appropriate range, the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand). As an example that the rolling reduction of the 5th stand (final stand) is less than 1% (Comparative Example 7), the roughness becomes too high and the smoothness becomes too low. Occasionally, the amount of lubricating oil trapped in the recesses on the material side was reduced and galling occurred.
第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）のワークロール粗度が適正範囲内であっても、第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が適正でないといけない例として、第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が１０％を超えた場合（比較例８）、粗度は低くなりすぎ、かつ、平滑率が高くなりすぎ、かじりが生じた。 Even if the work roll roughness of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand) is within the appropriate range, the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand). As an example that the rolling reduction of the 5th stand (final stand) must exceed 10% (Comparative Example 8), the roughness is too low and the smoothing rate is too high, A galling occurred.
従って、本発明の基準条件の第４スタンド（最終スタンド直前のスタンド）および第５スタンド（最終スタンド）の圧下率が適正範囲内である必要のあることは明らかである。 Therefore, it is clear that the rolling reduction ratios of the fourth stand (the stand immediately before the final stand) and the fifth stand (the final stand) of the reference condition of the present invention must be within an appropriate range.
さらに、本発明の基準条件であっても、調質圧延のワークロール粗度が高すぎるとプレス成形性は良いが、伸びがほとんどなくなり形状が矯正できない（本発明１１）。調質圧延のワークロール粗度が低すぎるとプレス成形性は良いが、調質圧延時にスリップが生じる（本発明１２）。 Furthermore, even under the standard conditions of the present invention, if the work roll roughness of the temper rolling is too high, the press formability is good, but the elongation is almost eliminated and the shape cannot be corrected (Invention 11). If the work roll roughness of the temper rolling is too low, the press formability is good, but slip occurs during the temper rolling (Invention 12).
調質圧延時の伸びが大きすぎると、全伸びが小さくなるので、過酷な条件のプレス成型性は問題が生じる場合がある（本発明１３）。また、調質圧延時の伸びが小さすぎると、形状不良となる（本発明１０）。 If the elongation at the temper rolling is too large, the total elongation becomes small, so that the press formability under severe conditions may cause a problem (Invention 13). Moreover, when elongation at the time of temper rolling is too small, it will become a shape defect (invention 10).
一方、本発明１〜９のように調質圧延時のワークロールの表面粗度を０．３μｍＲａとし、伸び率を０．３％とした場合、最終製品の形状が良好になっている。 On the other hand, when the surface roughness of the work roll during temper rolling is 0.3 μmRa and the elongation is 0.3% as in the present inventions 1 to 9, the shape of the final product is good.
これらの結果から、冷間タンデム圧延のあと、連続焼鈍設備において熱処理を施し、その後の調質圧延において、ワークロールの表面粗度を０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下、伸び率を０．２％以上０．４％以下にすることにより、さらに良好な形状の最終製品を得ることができる。 From these results, after cold tandem rolling, heat treatment was performed in a continuous annealing facility, and in subsequent temper rolling, the surface roughness of the work roll was 0.2 μmRa to 0.9 μmRa and the elongation was 0.2%. By setting the content to 0.4% or less, a final product having a better shape can be obtained.
この調質圧延の伸び率に関することはテンションレベラーの伸び率についても同様である（本発明１４〜１６）。つまり、テンションレベラーによる伸びが大きすぎると、全伸びが小さくなるので、過酷な条件のプレス成型性は問題が生じる場合がある（本発明１６）。また、テンションレベラーによる伸びが小さすぎると、形状不良となる（本発明１４）。テンションレベラーによる伸び率を０．３％とした場合（本発明１５）、最終製品の形状が良好になっている。 The same applies to the elongation rate of the temper rolling as well as the elongation rate of the tension leveler (Inventions 14 to 16). In other words, if the elongation due to the tension leveler is too large, the total elongation becomes small, so that press formability under severe conditions may cause a problem (Invention 16). Moreover, when the elongation by a tension leveler is too small, it will become a shape defect (this invention 14). When the elongation by the tension leveler is 0.3% (Invention 15), the shape of the final product is good.
したがって、冷間タンデム圧延のあと、連続焼鈍設備において熱処理を施し、その後のテンションレベラーにおいて、伸び率を０．２％以上０．８％以下として矯正することにより、形状は良好なものとなる。また、全伸びはわずかに減少するので過酷な条件での加工性は確保できないが、それでもかなりプレス成形性の良好な鋼板を得ることはできる。 Therefore, after cold tandem rolling, heat treatment is performed in a continuous annealing facility, and the subsequent tension leveler corrects the elongation to be 0.2% or more and 0.8% or less, thereby improving the shape. Further, since the total elongation is slightly reduced, workability under severe conditions cannot be ensured, but still a steel sheet with considerably good press formability can be obtained.
従来と同じように最終スタンドで粗度を付け、調質圧延で平滑化する方法（比較例９）では、伸びが大きくとれないので粗度が大きすぎ、また、平滑率は低すぎ、かつ、平坦度も悪い。また、最後の調質圧延で粗度付けを行う場合（比較例１０）では、ほとんど伸びが得られないので、粗度も形状も所望なものが得られない。 In the same manner as in the past, in the method of adding roughness at the final stand and smoothing by temper rolling (Comparative Example 9), since the elongation cannot be taken large, the roughness is too large, and the smoothing rate is too low, and The flatness is poor. In addition, in the case where the last temper rolling is used to give the roughness (Comparative Example 10), since almost no elongation is obtained, the desired roughness and shape cannot be obtained.
１a、１b、１c、１d、１e 上ワークロール
１a’、１b’、１c’、１d’、1e’ 下ワークロール
２a、２b、２c、２d、２e 上バックアップロール
２a’、２b’、２c’、２d’、２e’ 下バックアップロール
３a、３b、３c、３d、３e、３a’、３b’、３c’、３d’、３e’ 圧延潤滑油供給装置
Ｓ 金属ストリップ
1a, 1b, 1c, 1d, 1e
Claims (3)
最終圧延スタンド直前の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を２.４μｍＲａ以上６．０μｍＲａ以下、それ以外の圧延スタンドのワークロールの表面粗度を０．２μｍＲａ以上０．９μｍＲａ以下とし、かつ、該最終圧延スタンドの圧下率を１％以上１０％以下および該最終圧延スタンド直前の圧延スタンドの圧下率を１％以上６％以下とすることを特徴とするプレス成形性に優れた高張力金属ストリップの製造方法。 In a method for producing a high-strength metal strip excellent in press formability, which is produced by cold tandem rolling to produce a high-tensile metal strip having a 0.2% yield strength of 390 MPa or more on the first stand entry side in a cold tandem rolling mill ,
The surface roughness of the work roll of the rolling stand immediately before the final rolling stand is 2.4 μmRa or more and 6.0 μmRa or less, and the surface roughness of the work roll of the other rolling stand is 0.2 μmRa or more and 0.9 μmRa or less, and A high-strength metal strip excellent in press formability, characterized in that the rolling reduction of the final rolling stand is 1% or more and 10% or less and the rolling reduction of the rolling stand immediately before the final rolling stand is 1% or more and 6% or less. Production method.
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