JP2009274113A

JP2009274113A - 圧延材の製造方法

Info

Publication number: JP2009274113A
Application number: JP2008128297A
Authority: JP
Inventors: Sunobu Yoshigai; 寿伸吉貝
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2009-11-26

Abstract

【課題】素材とテーブルとの擦れ発生を回避して、素材にすり傷等が生じることを確実に防止することができる圧延材の製造方法を提供する。
【解決手段】圧延ロール２間に素材Ａを複数回通過させながら、圧延ロール２間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、少なくとも１回の素材端部噛み潰し工程を有するとともに、該素材端部噛み潰し工程は、圧延ロール２間のギャップを今回パスの設定ギャップに設定する前に、該設定ギャップよりも小さい噛み潰し用ギャップに設定して素材Ａの先端部を所定長さ圧延した後、同一ギャップで荷重検出オフまで素材を逆転させ、今回パスの設定ギャップに戻し圧延する。
【選択図】図４

Description

本発明は圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法に関する。

厚さ３００〜６５０ｍｍ程度のアルミニウム等の鋳塊（スラブ）から板状の圧延材を製造する場合、まず粗圧延として、可逆式圧延機を用いて再結晶温度以上の例えば４００〜５５０℃の温度で厚さ数十ｍｍとなるまで熱間圧延し、さらに仕上げ圧延機で２０mm以下まで圧延し、円筒状に巻き取ってコイルとしている。

その可逆式圧延機による熱間圧延は、圧延ロールを介してその前後間で素材を往復走行させるように両圧延ロール間に複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させることにより、その厚さを薄くしていく方法である。この場合、圧延ロールの前後には、素材の移動を案内するための多数のローラを並べたテーブルが設けられている。

この熱間圧延において板厚を薄くしていくと、例えば５０ｍｍ以下の板厚になると、圧延ロールを経由した素材の先端部が下反りになり、テーブル上を移動する際に、素材の先端部がバウンドしてテーブルとの間で擦れることにより、裏面にすり傷等が生じることがある。その擦れ現象の発生を回避するために、従来では、例えば特許文献１に示される圧延方法がある。この圧延方法では、テーブルの途中に小径ローラを上下動可能に設けておき、素材の平面が大きく変形したときに、この小径ローラをテーブルよりも上方に移動させることにより、素材をテーブルから離間させるようにしている。
特開平６−２４６３２４号公報

しかしながら、特許文献１に示される圧延方法では、素材は、テーブルからは浮かせられるため、該テーブルとの間の擦れは解消できるとしても、小径ロールで下方から支持されるため、振動しながら走行している素材が小径ロールに当接した際に擦れる問題は依然として残るものであり、すり傷発生の問題を完全には解消できないものであった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、素材とテーブルとの擦れ発生を回避して、素材にすり傷等が生じることを確実に防止することができる圧延材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る圧延材の製造方法は、圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、少なくとも１回の素材端部噛み潰し工程を有するとともに、該素材端部噛み潰し工程は、圧延ロール間のギャップを今回パスの設定ギャップに設定する前に、該設定ギャップよりも小さい噛み潰し用ギャップに設定して素材の先端部を所定長さ圧延した後、同一ギャップで荷重検出オフまで素材を逆転させ、今回パスの設定ギャップに戻し圧延することを特徴とする。

すなわち、テーブルとの間に擦れが生じるのは素材の先端部であり、素材端部噛み潰し工程の際に所定長さ圧延した素材を圧延ロールから引き抜くことによって先端部の反りを修正し、かつ先端部のみ定常部より薄く圧延することにより、薄くなった部分がテーブルから浮かされ、もって、テーブルとの擦れが防止される。

また、本発明に係る圧延材の製造方法において、前記素材端部噛み潰し工程は、素材を予め設定したロールギャップ以下に圧延する際に実施することを特徴とする。つまり、素材にすり傷等が発生するおそれがある板厚が経験的に把握されており、その板厚以下に圧延する際に素材端部噛み潰し工程を経るのである。そのすり傷等が発生するおそれがある板厚は素材の材種毎に異なり、材種毎に設定しておく。一般的には、薄くなってきたとき、例えば５０ｍｍ以下になったときに設定するとよい。

また、本発明に係る圧延材の製造方法において、前記噛み潰し用ギャップは、前記設定ギャップよりも１〜１０ｍｍ小さいことを特徴とする。
噛み潰し用ギャップと設定ギャップとの差が１ｍｍより小さいと噛み潰しによる擦れ防止効果が期待できず、また、この噛み潰し工程は設定ギャップ以上に圧下するものであるから、１０ｍｍより大きいと、圧下量が多過ぎて噛み込み失敗等が生じるおそれがある。

また、前記噛み潰し用ギャップで圧延する長さは、０．２ｍ〜５ｍとされる。この長さとしては先端部の擦れ現象が回避できればよく、その長さが５ｍより大きいと、先端部が重力によって垂れ下がる結果、擦れ現象が生じる原因となり、逆に０．２ｍより小さいと、先端部が短過ぎてバウンド現象によって前記他の部分で擦れ現象が生じるおそれがある。

本発明に係る圧延材の製造方法によれば、素材端部噛み潰し工程を経ることにより、素材の先端部の反りがまっすぐに修正され、かつ、先端部が他の部分に比べて薄くなるので、圧延機から送り出されてテーブル上に支持されると、薄くなった分だけテーブルから浮かされた状態で送られることになり、したがって、先端部がテーブルに擦れることが回避され、すり傷等の発生を防止することができ、圧延材としての品質を向上させることができる。

以下、本発明に係る圧延材の製造方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態の製造方法を実施するために用いられる圧延材の製造装置を示すものであり、符号１が圧延機を示している。この圧延機１は、上下に一対の圧延ロール２を備えるとともに、これら圧延ロール２が回転駆動モーター３によりそれぞれ正逆両方向に駆動されるようになっており、また、両圧延ロール２の背部には大径のバックアップロール４がそれぞれ接触した、いわゆる４段圧延機を構成している。また、この圧延機１の前後には、素材Ａを搬送するテーブルローラー５がそれぞれ設けられている。

そして、その上側のバックアップロール４に、これを押圧する圧下用スクリュー６、及びこの圧下用スクリュー６を移動させて圧延ロール２間の距離を設定する位置制御モーター７等からなる圧下手段８が設けられている。また圧延ロール２から素材Ａへの圧延荷重を検出するロードセル等の圧延荷重検出手段９が設けられている。
また、圧延ロール２の回転駆動モーター３にはロール回転検出器１１が備えられるとともに、圧下用スクリュー６の位置制御モーター７にはロールギャップ位置検出器１２、テーブルローラー５のローラー駆動モーター１３にはローラー回転検出器１４がそれぞれ備えられている。

また、図１において符号１５はセットアップ用計算機を示しており、このセットアップ用計算機１５は、各パス毎の圧延ロール２の間隔や圧延ロール２の回転方向及び回転速度、圧延荷重、テーブルローラー５の搬送速度等の目標値をあらかじめ設定したパススケジュールにしたがって実行管理するコントローラー１６に接続されている。このコントローラー１６の目標値に基づき、位置制御モーター７、圧延ロール２の回転駆動モーター３、圧下用スクリュー６、テーブルローラー５のローラー駆動モーター１３等を、圧延速度及びロールギャップ値等の出力値をフィードバックしながら制御する。
なお、図１中、符号１７はストリッパーガイドを示しており、圧延ロール２の前後に設けられる。

次に、このように構成した製造装置によりアルミニウムの鋳塊から圧延材を製造する方法について説明する。
アルミニウムの鋳塊は、例えば３００〜６５０ｍｍ程度の厚さを有しており、これを加熱炉（図示略）を経由して、再結晶温度以上の例えば４００〜５５０℃の温度で圧延機１に送り込む。そして、この圧延機１では、設定されたパススケジュールにしたがって圧延ロール２間のギャップを徐々に減少させながら両圧延ロール２間に鋳塊を複数回通過させて圧延する。最初の段階では、１パス毎に約５〜６０ｍｍ程度厚さを減少させるように圧延ロール２間のギャップを制御する。そして、この圧延を複数回繰り返すことにより、パススケジュールの進行状況等から、あらかじめ設定した所定ロールギャップ以下になったら、素材端部噛み潰し工程として以下のような制御を行う。

この素材端部噛み潰し工程は、素材を圧延していくと素材の先端部がテーブル５表面に擦れてすり傷が発生するおそれのあるロールギャップになったときに行われる制御であり、テーブル５表面への擦れが生じないようにする制御である。

この素材端部噛み潰し工程を図２から図５に順を追って説明すると、まず、本来のパススケジュールによって設定された次工程のロールギャップに対して、若干小さい噛み潰し用ギャップＧ_１に設定する。この噛み潰し用ギャップＧ_１は、本来の設定ギャップＧ_０に対して、１〜１０mm小さい値とされる。例えば、前工程の圧延によって板厚が４５ｍｍになっており、図２に鎖線で示したように次工程で圧延する際の本来の圧延ロール２の位置であるとその設定ギャップＧ_０が３０ｍｍである場合、両圧延ロール２をそれより若干接近させ、その３０ｍｍの設定ギャップＧ_０よりも小さい、例えば２７ｍｍのギャップＧ_１に設定して、素材Ａを圧延する。

この噛み潰し用ギャップＧ_１で所定長さＬ、例えば０．２m〜５m圧延した後停止して、圧延ロール２を逆転させることにより、図３に示すように、一旦、素材Ａの先端部を圧延ロール２から引き抜く。
この所定長さの圧延がなされたか否かは、素材Ａの先端部が圧延ロール２に噛み込まれたことを圧延荷重検出手段９による圧延荷重の検出結果から判断し、その時点から素材Ａの走行速度によって定まる所定時間が経過したか否かで判断する。あるいは、圧延ロール２からその所定長さ離れた位置にセンサ等を配置して、素材の先端を検出するようにしてもよい。この所定長さ圧延すると、素材は図２に示すように先端部が下反り状態となる傾向がある。

次いで、この所定長さの圧延がなされて、先端が圧延ロール２から引き抜かれると、素材Ａは、図３に示すように、その先端部のみが潰された状態となっている。また、圧延ロール２から引き抜かれることにより、先端部の反りが矯正される。この潰された状態の端部を噛み潰し端部Ｅと称することとする。この素材の先端が圧延ロール２から引き抜かれたか否かは、圧延荷重検出手段９による検出オフによって判断される。
そして、圧延ロール２のギャップを本来の設定ギャップＧ_０に広げた状態として、噛み潰し端部Ｅから再度素材Ａを送り込んで圧延する。この場合は、噛み潰し端部Ｅは、ロールギャップＧ_０よりも薄いので、圧延ロール２の間をそのまま通過し、図４に示すように噛み潰し端部Ｅより以降の部分が圧延される。したがって、この素材端部噛み潰し工程を経た後の素材Ａは、先端部の噛み潰し端部Ｅが薄く、他の残りの部分が噛み潰し端部Ｅよりも若干厚く形成された、段付き形状となる。

そして、この段付き形状とされたことにより、素材Ａがテーブル５上を走行する際には、図５に示すように、先端部の噛み潰し端部Ｅはテーブル５から浮かされ、他の残りの部分の裏面がテーブル５に支持されながら走行することになる。このとき、先端部に上下に若干の振れが生じることがあるが、この噛み潰し端部Ｅがテーブル５から浮いている分、その浮いている寸法Ｈの分の振動が生じたとしても先端がテーブル５に擦れることはない。したがって、先端部がテーブル５に擦れることが回避されて、裏面のすり傷等の発生を防止することができる。

そして、以降のパスにおいても、この素材端部噛み潰し工程を繰り返して、素材Ａの先端部のみを設定ギャップよりも小さい噛み潰し用ギャップで噛み潰して圧延しながら、所定量ずつ圧延ロール２間のギャップを狭めて目標の板厚まで素材Ａを圧延し、次の仕上げ圧延工程に移行する。

すなわち、この製造方法によると、テーブル５上を走行する際の先端部が下反り傾向となってテーブル５に擦れるおそれが生じるロールギャップになったら、端部噛み潰し工程により先端部のみを他の部分よりも薄くするとともに反りを矯正してまっすぐの状態とし、テーブル５上面から噛み潰し端部Ｅを浮かせた状態で走行できるようにしたから、振動によるテーブル５上面との擦れが回避され、裏面のすり傷発生を防止することができるものである。

この場合、噛み潰し用ギャップＧ_１を設定ギャップＧ_０よりも１〜１０mm小さくしたのは、これが１ｍｍより小さいと、テーブル５上を走行する際のテーブル５上面からの寸法Ｈが小さくて擦れ防止効果が期待できず、また、１０ｍｍより大きいと、圧下量が多過ぎて噛み込み失敗等が生じるおそれがあるからである。また、噛み潰し用ギャップＧ_１で圧延する長さＬを０．２ｍ〜５ｍとしたのは、これが５ｍより大きいと、先端部が重力によって垂れ下がる結果、その先端とテーブル５上面との間の寸法が小さくなって擦れが生じることとなり、逆に０．２ｍより小さいと、先端部が短過ぎてバウンド現象によって他の部分で擦れ現象が生じるおそれがあるからである。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、一実施形態では、素材の板厚が所定の厚さ以下になった場合に、以降のパスを毎回、素材端部噛み潰し工程としたが、最後の１回のみでもよい。この熱間圧延工程の後には仕上げ圧延が施されるので、素材が若干の段付き形状となったとしても、仕上げ圧延によって滑らかな表面に仕上げられる。

本発明に係る圧延材の製造方法の一実施形態を実施するために用いられる製造装置を示す全体構成図である。一実施形態の製造方法における素材先端部噛み潰し工程を図４まで順を追って説明するもので、素材の先端部を噛み潰しギャップで圧延している状態を示す断面図である。図２に示す状態から、素材を圧延ロールから引き抜き、圧延ロール間を本来の設定ギャップにした状態を示す断面図である。図３に示す状態から、素材を圧延している状態を示す断面図である。図４に示すように圧延された素材がテーブル上を走行している状態を示す断面図である。

符号の説明

１圧延機
２圧延ロール
３回転駆動モーター
４バックアップロール
５テーブルローラー
６圧下用スクリュー
７位置制御モーター
８圧下手段
９圧延荷重検出手段
１１ロール回転検出器
１２ロールギャップ位置検出器
１３ローラー駆動モーター
１４ローラー回転検出器
１５セットアップ用計算機
１６コントローラー
１７ストリッパーガイド
Ａ素材
Ｅ噛み潰し端部
Ｇ_０設定ギャップ
Ｇ_１噛み潰し用ギャップ

Claims

圧延ロール間に素材を複数回通過させながら、圧延ロール間のギャップを徐々に減少させて圧延する圧延材の製造方法において、
少なくとも１回の素材端部噛み潰し工程を有するとともに、該素材端部噛み潰し工程は、圧延ロール間のギャップを今回パスの設定ギャップに設定する前に、該設定ギャップよりも小さい噛み潰し用ギャップに設定して素材の先端部を所定長さ圧延した後、同一ギャップで荷重検出オフまで素材を逆転させ、今回パスの設定ギャップに戻し圧延することを特徴とする圧延材の製造方法。
前記素材端部噛み潰し工程は、素材を予め設定したロールギャップ以下に圧延する際に実施することを特徴とする請求項１に記載の圧延材の製造方法。
前記噛み潰し用ギャップは、前記設定ギャップよりも１〜１０mm小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延材の製造方法。
前記噛み潰し用ギャップで圧延する長さは、０．２ｍ〜５ｍとされることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の圧延材の製造方法。