JP5861447B2 - Method and apparatus for manufacturing cold-rolled steel sheet - Google Patents
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Description
本発明は、冷延鋼板の製造方法及び装置に係り、特に極薄材の冷間圧延後の形状不良を防止して、品質が良好な冷延鋼板を安定して製造することが可能な冷延鋼板の製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a cold-rolled steel sheet, and in particular, a cold-rolled steel sheet that can prevent a defective shape after cold rolling of an ultrathin material and can stably manufacture a cold-rolled steel sheet with good quality. The present invention relates to a method and an apparatus for producing a rolled steel sheet.
冷延鋼板は、自動車や電機製品、建材などの幅広い用途に用いられる鋼板である。冷間圧延したままの鋼板は、その用途に応じて、めっき処理、焼鈍熱処理、プレス加工などの工程を経て最終製品となる。一般に、冷間圧延したままの鋼板では、必ずしも良好な平坦度を確保することができず、特に板厚が薄い鋼板の場合には、通常の耳波、中伸びと呼ばれる平坦度不良だけでなく、図１に例示するような、微小な凹凸形状による平坦度不良が発生しやすい。このような平坦度不良が生じた冷延鋼板は、板材の最終製品として使用することが困難であり、テンションレベラーや調質圧延などの形状矯正工程を経て、板材の最終製品となる。しかしながら、形状矯正工程の追加は生産コストの増大を招く。また、板厚０．３ｍｍ以下の極薄材については、テンションレベラーにおける形状矯正でも、大きな伸長率を付与しなければ平坦な鋼板を得ることができず、大きな伸長率を付与することで、残留応力の発生により鋼板の反りが発生する場合もある。したがって、形状矯正前の冷間圧延において鋼板の形状をある程度平坦にしておく必要があり、種々の方法が採られてきた。 A cold-rolled steel sheet is a steel sheet used for a wide range of applications such as automobiles, electrical products, and building materials. The steel sheet that has been cold-rolled becomes a final product through processes such as plating, annealing, and pressing depending on the application. In general, it is not always possible to ensure good flatness in a steel sheet that has been cold-rolled. Especially in the case of a steel sheet with a thin plate thickness, not only normal flatness defects called normal acoustic waves and medium elongation are required. As shown in FIG. 1, a flatness defect is likely to occur due to a minute uneven shape. A cold-rolled steel sheet having such poor flatness is difficult to use as a final product of a plate material, and becomes a final product of a plate material through a shape correction process such as a tension leveler or temper rolling. However, the addition of the shape correction process increases the production cost. In addition, for ultra-thin materials with a plate thickness of 0.3 mm or less, even with shape correction in the tension leveler, a flat steel sheet cannot be obtained unless a large elongation rate is given, and a residual elongation can be obtained by giving a large elongation rate. The warpage of the steel sheet may occur due to the generation of stress. Therefore, it is necessary to keep the shape of the steel plate flat to some extent in cold rolling before shape correction, and various methods have been adopted.
冷間圧延における形状制御方法としては、一般にロールベンダー、ロールシフト、ロールクロス等の機械的制御手段により、鋼板の耳波や中伸び等の単純形状を修正することが行われている。しかし、そのような機械的制御手段では、局所的な形状不良を防止できないため、ワークロールにクーラントを噴射して、ワークロールのサーマルクラウンを修正することで形状制御を行うスポットクーリングと呼ばれる技術が知られている。 As a shape control method in cold rolling, a simple shape such as an ear wave or a middle elongation of a steel sheet is generally corrected by a mechanical control means such as a roll bender, roll shift, roll cross or the like. However, since such mechanical control means cannot prevent local shape defects, there is a technique called spot cooling that performs shape control by injecting coolant onto the work roll and correcting the thermal crown of the work roll. Are known.
例えば、特許文献１には、板クラウンの目標設定値と実測定値との間の板幅方向偏差の２乗和を最小にするよう、ロールクーラントを除く各アクチュエーターを制御し、その後に板幅方向に分割されたロールクーラント装置からのクーラント噴射により、板クラウンの残差を形状制御する方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, each actuator excluding roll coolant is controlled so as to minimize the square sum of deviations in the plate width direction between the target set value of the plate crown and the actual measured value, and then the plate width direction. A method of controlling the shape of the residual plate crown by coolant injection from a roll coolant device divided into two is disclosed.
また、特許文献２には、圧延中の潤滑確保のために板幅方向に一様に供給すべきベースクーラントと、圧延後の板形状に応じて板幅方向に分割して噴射するスポットクーラントに分けて、それぞれ温度の異なる流体を使用してスポットクーラントによる形状矯正能力を向上させる方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a base coolant that should be supplied uniformly in the plate width direction to ensure lubrication during rolling, and a spot coolant that is divided and injected in the plate width direction according to the plate shape after rolling. Separately, a method for improving the shape correction capability by spot coolant using fluids having different temperatures has been disclosed.
このように、冷延鋼板の平坦度は、製造工程上および製品品質上、極めて重要であり、従来は、耳波や中伸び等の単純形状を制御するための機械的制御手段と、局所的な平坦度不良を防止するためのスポットクーラントを併用して良好な平坦度を確保してきた。 Thus, the flatness of the cold-rolled steel sheet is extremely important in terms of the manufacturing process and product quality. Conventionally, mechanical control means for controlling simple shapes such as ear waves and medium elongation, and local In order to prevent a poor flatness, a good flatness has been secured by using a spot coolant together.
しかしながら、冷延鋼板の極薄化の進展と、それに対応して生産能率を向上させるための圧延速度の高速化に伴って、従来技術では対応できない平坦度不良が発生してきている。これは板幅方向に非常に短いピッチで発生する伸び率の分布（以下、伸び差率と呼ぶ）が原因であり、その結果として鋼板が座屈して発生する平坦度不良である。特に、板厚が薄くなるほど座屈によって生じる凹凸のピッチが短くなり、圧延機のワークロール径が小さい場合に発生しやすい傾向にある。 However, along with the progress of ultra-thinning of cold-rolled steel sheets and the corresponding increase in rolling speed for improving the production efficiency, flatness defects that cannot be handled by the prior art are occurring. This is caused by the distribution of elongation occurring at a very short pitch in the sheet width direction (hereinafter referred to as elongation difference), and as a result, the flatness is poor due to buckling of the steel sheet. In particular, as the plate thickness decreases, the pitch of the unevenness caused by buckling becomes shorter, and this tends to occur when the work roll diameter of the rolling mill is small.
このような平坦度不良に対して、特許文献１で開示された方法を適用しても、ワークロール胴長方向に配置したスポットクーラントのスプレー間のピッチと同程度か、それよりも短いピッチで生じる平坦度不良には対応できない。また、スポットクーラントのスプレー間の間隔を短くしようとすると、ワークロール胴長方向に非常に多くのスプレーノズルを配置する必要があり、スペースの制約を受けると共に、設備コストの増大を招いてしまう。また、特許文献２で開示された方法を適用しても同様の問題が生じ、ノズルセクションごとにしかスプレー流量の制御ができないため、板幅方向に凹凸が短ピッチで生じる平坦度不良を解消することができないという問題がある。 Even if the method disclosed in Patent Document 1 is applied to such a flatness defect, the pitch between the sprays of the spot coolant arranged in the work roll body length direction is the same or shorter than that. It cannot cope with the resulting flatness failure. Further, if it is attempted to shorten the interval between the sprays of the spot coolant, it is necessary to arrange a very large number of spray nozzles in the work roll body length direction, which is subject to space restrictions and increases the equipment cost. Further, even if the method disclosed in Patent Document 2 is applied, the same problem occurs, and the spray flow rate can be controlled only for each nozzle section, so that the flatness defect in which irregularities are formed at a short pitch in the plate width direction is eliminated. There is a problem that can not be.
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、冷間圧延後の平坦度不良として板幅方向に短ピッチで生じる凹凸の形状不良を防止して、品質が良好な冷延鋼板を安定して製造できるようにすることを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and prevents cold-rolled with good quality by preventing unevenness of irregularities generated at a short pitch in the sheet width direction as flatness failure after cold rolling. It aims at making it possible to manufacture a steel plate stably.
本発明が対象とする冷延鋼板は、主として低炭素鋼又は極低炭素鋼の鋼板であり、熱間圧延後の鋼板を酸洗した後に冷間圧延が行われる。冷延鋼板の板厚については特に制限はないものの、主として０．０５〜０．３ｍｍ程度の薄物材を対象とする。極薄材ほどワークロールの微小な凹凸によって平坦度不良が発生しやすく、座屈後の凹凸のピッチも短くなるからである。 The cold-rolled steel sheet targeted by the present invention is mainly a low-carbon steel or ultra-low-carbon steel sheet, and cold rolling is performed after pickling the steel sheet after hot rolling. Although there is no restriction | limiting in particular about the plate | board thickness of a cold-rolled steel plate, it mainly targets the thin material about 0.05-0.3 mm. This is because an extremely thin material tends to cause a flatness defect due to minute unevenness of the work roll, and the pitch of the unevenness after buckling is also shortened.
本発明が対象とする鋼板の平坦度不良とは、耳波や中伸び等の単純形状とは異なり、図１に模式的に示すように、板面内で局所的に生じる凹凸形状である。また、このような平坦度不良の鋼板について板幅方向の伸び差率を測定した例を図２に示す。図２からは板幅方向に短ピッチの伸び差率の分布が生じており、このような伸び差率分布に起因した座屈によって、微小な凹凸形状を有する平坦度不良が発生していることが分かる。なお、図２の例では、板幅方向で生じている伸び差率のピッチは８０〜１２０ｍｍ程度、半ピッチでは４０〜６０ｍｍ程度である。 The flatness failure of a steel plate targeted by the present invention is an uneven shape that occurs locally in the plate surface, as schematically shown in FIG. Moreover, the example which measured the elongation difference rate of the board width direction about such a steel plate with poor flatness is shown in FIG. From FIG. 2, a distribution of elongation difference ratios with a short pitch occurs in the plate width direction, and a flatness defect having a minute uneven shape occurs due to buckling due to such elongation difference distribution. I understand. In addition, in the example of FIG. 2, the pitch of the elongation difference rate produced in the plate width direction is about 80 to 120 mm, and the half pitch is about 40 to 60 mm.
通常のスポットクーラントでは、図３に例示するロール冷却装置２４の冷却用スプレーノズル２６の間隔Ｐが、ノズルの太さとノズル交換時の工具装入に必要な空間との関係から３０〜８０ｍｍ程度であり、従来方法では、圧延鋼板１０（単に鋼板とも称する）の伸び差率の値が大きい位置に対応してスプレー流量を大きくしてワークロール２０のサーマルクラウンを局所的に低減していた。その際に、隣接する領域に対してはスプレー流量を相対的に低減する必要があり、少なくとも伸び差率の半ピッチよりもスプレーノズル間隔Ｐを短くする必要がある。しかしながら、冷却用スプレーノズル２６の間隔Ｐと図２に例を示した伸び差率の半ピッチは同程度であるため、当該ロール冷却装置２４は、本願が目的とする平坦度不良防止の有効な対策とはならない。なお、図３において、２８は冷却用スプレーノズル２６を保持してクーラントを供給するためのヘッダーである。 In an ordinary spot coolant, the interval P between the cooling spray nozzles 26 of the roll cooling device 24 illustrated in FIG. 3 is about 30 to 80 mm because of the relationship between the thickness of the nozzle and the space required for tool insertion when replacing the nozzle. In the conventional method, the thermal crown of the work roll 20 is locally reduced by increasing the spray flow rate corresponding to the position where the elongation difference rate of the rolled steel sheet 10 (also simply referred to as a steel sheet) is large. At that time, it is necessary to relatively reduce the spray flow rate with respect to the adjacent region, and it is necessary to make the spray nozzle interval P shorter than at least a half pitch of the elongation difference rate. However, since the interval P between the cooling spray nozzles 26 and the half pitch of the differential elongation shown in FIG. 2 are about the same, the roll cooling device 24 is effective in preventing the flatness failure targeted by the present application. It is not a countermeasure. In FIG. 3, reference numeral 28 denotes a header for holding the cooling spray nozzle 26 and supplying coolant.
本発明者らは、上記のような微小ピッチの凹凸形状の原因が、ワークロール２０の表面の微小なうねりに起因し、特にスポットクーラントによるワークロール胴長方向のわずかな温度分布により発生するサーマルクラウンの分布が原因であると考えた。このような微小なサーマルクラウンに起因した形状不良は、特に板厚が０．３ｍｍ以下に薄くなると、板幅方向のわずかな伸び差率によっても座屈が発生して形状不良として顕在化しやすい。また、ワークロール２０が比較的小径で圧下量が小さい条件では、ワークロール２０と鋼板１０との接触弧長が短くなるため、伸び差率に応じて作用する幅方向の張力分布によって、通常の冷間圧延において作用するはずの形状安定化機能が損なわれて、わずかな外乱によっても平坦度不良が発生しやすくなる。 The inventors of the present invention have the above-described unevenness of the fine pitch due to the minute waviness on the surface of the work roll 20, and in particular, the thermal generated by the slight temperature distribution in the work roll body length direction due to the spot coolant. The crown distribution was considered to be the cause. Such a shape defect caused by such a small thermal crown is likely to be manifested as a shape defect due to buckling even if the plate thickness is reduced to 0.3 mm or less, even by a slight elongation difference in the plate width direction. In addition, under the condition that the work roll 20 has a relatively small diameter and a small amount of reduction, the contact arc length between the work roll 20 and the steel plate 10 is shortened. The shape stabilization function that should work in cold rolling is impaired, and even a slight disturbance tends to cause poor flatness.
さらに、極薄材の圧延では、圧延速度が１５００ｍｐｍを超える高速圧延が行われるが、そのような条件下では、スプレー冷却による幅方向のわずかな温度差がワークロール２０の表面に生じた場合に、低速圧延ではワークロール２０の１回転に十分な時間があって、その間に熱伝導によって幅方向の温度分布が均一化されるのに対して、高速圧延ではワークロール２０の表面にわずかな温度分布が残ったまま１回転し再び圧延材（鋼板１０）と接触する。その際、ワークロール胴長方向でわずかに膨らんでいる部分では、ロールバイト内での接触圧力が高くなり、その部分の摩擦と、その摩擦による発熱も大きくなる結果、スプレー冷却によるわずかな温度差が繰り返し拡大されてサーマルクラウンのロール胴長方向の分布が成長することになる。 Furthermore, in the rolling of an ultrathin material, high-speed rolling with a rolling speed exceeding 1500 mpm is performed. Under such conditions, when a slight temperature difference in the width direction due to spray cooling occurs on the surface of the work roll 20. In the low-speed rolling, there is sufficient time for one rotation of the work roll 20, and in the meantime, the temperature distribution in the width direction is made uniform by heat conduction, whereas in the high-speed rolling, a slight temperature is applied to the surface of the work roll 20. With the distribution remaining, it rotates once and contacts the rolled material (steel plate 10) again. At that time, in the part that swells slightly in the length direction of the work roll, the contact pressure in the roll bite becomes high, and as a result, the friction in that part and the heat generated by the friction also increase, resulting in a slight temperature difference due to spray cooling. Is repeatedly expanded, and the distribution of the thermal crown in the roll body length direction grows.
したがって、特に極薄材の高速圧延においては、ワークロール胴長方向の温度分布を極力平滑化して、局所的なサーマルクラウンの分布を形成させないことが、前述の微小な凹凸形状を防止する上で重要となる。 Therefore, particularly in high-speed rolling of ultrathin materials, the temperature distribution in the work roll body length direction is smoothed as much as possible to prevent the formation of a local thermal crown distribution in order to prevent the above-described minute uneven shape. It becomes important.
本発明は、このような知見に基いてなされたもので、熱間圧延後の鋼板を酸洗した後に冷間圧延して所定の寸法の冷延鋼板を製造する方法において、ワークロール胴長方向に冷却用スプレーノズルを複数配置したロール冷却装置全体を、ワークロール胴長方向に、３秒以上、６０秒以下の周期で周期的に移動させながら冷間圧延を行うことにより、前記課題を解決したものである。 The present invention has been made on the basis of such knowledge, and in a method of manufacturing a cold-rolled steel sheet having a predetermined size by cold rolling after pickling the steel sheet after hot rolling, the work roll body length direction The above-mentioned problem can be solved by performing cold rolling while periodically moving the entire roll cooling device in which a plurality of cooling spray nozzles are arranged in the work roll body length direction at a cycle of 3 seconds or more and 60 seconds or less. It is a thing.
本発明は、また、熱間圧延後の鋼板を酸洗した後に冷間圧延して所定の寸法の冷延鋼板を製造する装置において、ワークロール胴長方向に冷却用スプレーノズルを複数配置したロール冷却装置全体をワークロール胴長方向に移動可能とする手段と、前記ロール冷却装置全体をワークロール胴長方向に、３秒以上、６０秒以下の周期で周期的に移動させる手段と、を備えたことを特徴とする冷延鋼板の製造装置を備えることにより、同様に前記課題を解決したものである。 The present invention also provides a roll in which a plurality of spray nozzles for cooling are arranged in the work roll body length direction in an apparatus for producing a cold-rolled steel sheet having a predetermined size by cold rolling after pickling the steel sheet after hot rolling. Means for allowing the entire cooling device to move in the work roll body length direction, and means for periodically moving the entire roll cooling device in the work roll body length direction at a cycle of 3 seconds or more and 60 seconds or less. By providing a cold-rolled steel sheet manufacturing apparatus characterized by the above, the above-mentioned problems are solved in the same manner.
本発明によれば、冷間圧延後の平坦度不良として板幅方向に短ピッチで生じる凹凸に対応した形状不良を防止して、品質が良好な冷延鋼板を安定して製造することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to stably produce a cold-rolled steel sheet with good quality by preventing a shape defect corresponding to irregularities generated at a short pitch in the sheet width direction as a flatness defect after cold rolling. It becomes.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態においては、図４（要部平面図）、図５（要部側面図）および図６（要部正面図）に示す如く、圧延機のワークロール２０の胴長方向に冷却用スプレーノズル３２を複数配置したロール冷却装置３０を、ワークロール胴長方向に移動可能とし、ロール冷却装置駆動装置（単に駆動装置とも称する）５０により、ワークロール胴長方向に、矢印Ａで示す如く、距離Ｓの振幅で周期的に移動させながら冷間圧延を行う。図５、図６において、２２はバックアップロール、３４はヘッダー、３６は冷却用クーラント、３８はロール冷却スプレーの噴射領域、４０は従来の潤滑油のスプレーノズル、４２は潤滑用クーラントである。なお、図４のロール冷却装置３０は圧延機出側に限らず、圧延機入側にあってもよいが、冷却効率を考慮すると圧延機出側がよい。また、図５、図６は、図面が複雑となるのを避けるため、上側のみを示しているが、実際には図９に示す如く、鋼板１０の下側にもワークロール２０やバックアップロール２２が存在し、ロール冷却装置３０を設置することができる。 In this embodiment, as shown in FIG. 4 (plan view of relevant parts), FIG. 5 (side view of relevant parts) and FIG. 6 (front view of relevant parts), a cooling spray is applied in the body length direction of the work roll 20 of the rolling mill. The roll cooling device 30 in which a plurality of nozzles 32 are arranged is movable in the work roll body length direction, and as indicated by an arrow A in the work roll body length direction by a roll cooling device drive device (also simply referred to as a drive device) 50, Cold rolling is performed while periodically moving with the amplitude of the distance S. 5 and 6, 22 is a backup roll, 34 is a header, 36 is a cooling coolant, 38 is an injection area of a roll cooling spray, 40 is a conventional lubricating oil spray nozzle, and 42 is a lubricating coolant. Note that the roll cooling device 30 in FIG. 4 is not limited to the rolling mill exit side but may be on the rolling mill entrance side, but considering the cooling efficiency, the rolling mill exit side is preferable. 5 and 6 show only the upper side in order to avoid complication of the drawings, but actually, as shown in FIG. 9, the work roll 20 and the backup roll 22 are also provided on the lower side of the steel plate 10. And the roll cooling device 30 can be installed.
前記冷却用スプレーノズル３２としては、通常のスプレー冷却に使用されるスプレーノズルを用いることができ、ノズル本数が低減できる点で、噴射領域が平坦な扇状に広がるフラットスプレーノズルが望ましい。なお、噴射領域が円錐状のフルコーンスプレーノズルを多数配置してもよい。フラットスプレーノズルを用いる場合には、図６に例示したように、ワークロール胴長方向に対して一定の傾き（図では４５°）をもってスプレーが広がるように設置して、隣接するスプレーノズルからのスプレー領域の一部が重なるように配置する。また、隣接する冷却用スプレーノズル３２間の間隔Ｐを短くするように、図７（２段の例）に例示する如く、ワークロール２０の周方向に２段または３段にずらして配置しても良い。 As the cooling spray nozzle 32, a spray nozzle used for normal spray cooling can be used, and a flat spray nozzle in which the spray area spreads in a flat fan shape is desirable in that the number of nozzles can be reduced. A large number of full cone spray nozzles having a conical spray area may be arranged. In the case of using a flat spray nozzle, as illustrated in FIG. 6, it is installed so that the spray spreads with a certain inclination (45 ° in the figure) with respect to the work roll body length direction. Arrange so that part of the spray area overlaps. Further, as illustrated in FIG. 7 (two-stage example), the work roll 20 is shifted in two or three stages in the circumferential direction so as to shorten the interval P between adjacent cooling spray nozzles 32. Also good.
ワークロール胴長方向に配置する冷却用スプレーノズル３２の数については、ワークロール２０の胴長や冷延鋼板１０の板幅、必要な冷却能力によっても異なるが、隣接する冷却用スプレーノズル３２間の間隔Ｐが２０〜８０ｍｍ程度となるようにワークロール２０の全長に配置するのが通常である。ただし、隣接する冷却用スプレーノズル３２間の間隔Ｐはワークロール胴長方向に一定である必要はなく、必要に応じて、例えば板エッジ近傍のみスプレーノズル間隔を短くしてもよい。 The number of cooling spray nozzles 32 arranged in the work roll body length direction varies depending on the body length of the work roll 20, the plate width of the cold-rolled steel sheet 10, and the required cooling capacity, but between adjacent cooling spray nozzles 32. It is usual to arrange | position to the full length of the work roll 20 so that the space | interval P may become about 20-80 mm. However, the interval P between the adjacent cooling spray nozzles 32 does not need to be constant in the work roll body length direction. For example, the interval between the spray nozzles may be shortened only in the vicinity of the plate edge.
使用する冷却用スプレーノズル３２としては、局所的な冷却を行う目的からあまり広角のノズルではなく、図８に示すスプレー角度θとしては４５°以下、望ましくは１０°〜３０°程度のものを用いる。スプレー角度θが小さいほどワークロール２０の局所的な冷却が可能になるものの、多数の冷却用スプレーノズル３２を必要とし、逆に４５°を越えてスプレー角度が大きいと、冷却用スプレーノズル３２は少なくてよいものの、局所的な冷却が難しくなるからである。 The cooling spray nozzle 32 to be used is not a very wide-angle nozzle for the purpose of local cooling, and a spray angle θ shown in FIG. 8 is 45 ° or less, preferably about 10 ° to 30 °. . Although the work roll 20 can be locally cooled as the spray angle θ is smaller, a large number of cooling spray nozzles 32 are required. Conversely, if the spray angle is larger than 45 °, the cooling spray nozzle 32 is This is because although it may be less, local cooling becomes difficult.
スプレー冷却に用いる流体（クーラント）は、水またはエマルション圧延油が用いられる。エマルション圧延油を用いる場合には潤滑剤としても機能し、ロール冷却用クーラント３６と潤滑用クーラント４２を同一系統で使用できるという利点がある。一方、図５に示す潤滑用クーラント４２とは別系統の水を使用する場合には、エマルション圧延油を使用するよりも冷却能に優れるため、少ない流量でも局所的なサーマルクラウンを低減できると共に安価であるという利点がある。また、いずれを用いる場合でも、図４に示す如く、熱交換器５２を用いて流体の温度を低減しておくことで、より高い冷却性能が得られる。 Water or emulsion rolling oil is used as a fluid (coolant) used for spray cooling. When emulsion rolling oil is used, it functions as a lubricant, and there is an advantage that the roll cooling coolant 36 and the lubrication coolant 42 can be used in the same system. On the other hand, when water of a different system from the lubricating coolant 42 shown in FIG. 5 is used, the cooling performance is superior to that of using emulsion rolling oil, so that local thermal crown can be reduced and low cost even with a small flow rate. There is an advantage of being. In any case, higher cooling performance can be obtained by reducing the temperature of the fluid using the heat exchanger 52 as shown in FIG.
本発明では、圧延中に、このようなロール冷却装置３０をワークロール胴長方向に周期的に移動させる。圧延中にロール冷却装置３０を移動させるのは、ワークロール２０の局所的なサーマルクラウンの分布が圧延中に発達するからであり、ワークロール胴長方向に移動させるのは、スプレー噴射位置を移動させてサーマルクラウンの局所的な分布を緩和させるためである。このときロール冷却装置３０を周期的にワークロール胴長方向に往復運動させるが、周期的とは、時間的な周期は必ずしも一定である必要はなく、ロール冷却装置３０の移動ピッチが圧延中に変化してもよい。また、一定時間だけロール冷却装置３０を往復運動させ、その後に一定時間は静止させ、再び往復運動させることも含まれる。これは、局所的なサーマルクラウンの分布が緩和されればよいからである。 In the present invention, such a roll cooling device 30 is periodically moved in the work roll body length direction during rolling. The reason why the roll cooling device 30 is moved during rolling is that the distribution of the local thermal crown of the work roll 20 develops during rolling, and the movement of the roll cooling device 30 in the work roll body length direction moves the spray injection position. This is to relax the local distribution of the thermal crown. At this time, the roll cooling device 30 is periodically reciprocated in the work roll body length direction. However, the period is not necessarily constant, and the movement pitch of the roll cooling device 30 is not changed during rolling. It may change. Further, it includes reciprocating the roll cooling device 30 for a certain period of time, then resting for a certain period of time, and reciprocating again. This is because the local thermal crown distribution only needs to be relaxed.
ロール冷却装置３０が往復運動する距離Ｓは、隣接するスプレーノズル間隔Ｐの半分程度をスプレーをはさんで往復する（すなわち間隔Ｐの）距離が望ましい。図６に示すロール冷却スプレーの噴射領域３８では、スプレー流量に一定の分布が生じることが避けられず、また隣接するスプレー位置が重なる部分も、重なっていない部分とはスプレー流量に差が生じている。したがって、隣接するスプレーによる重なり部分までスプレーの噴射位置を移動させると、局所的なスプレー流量の分布を緩和させることができる。その際、ワークロール胴長方向でスプレーノズル間隔Ｐが異なる場合には、最大のスプレーノズル間隔の半分程度をスプレーをはさんで往復する距離とするのが望ましい。ただし、必ずしも隣接するスプレーノズル間隔Ｐとロール冷却装置３０の移動距離Ｓとを合致させる必要はなく、局所的なサーマルクラウンの発生を防止できる程度に移動させればよい。なお、ロール冷却装置３０が往復運動する距離Ｓが大きくなりすぎると、スポットクーラントによる局所的な形状制御能力も低下してしまうので、隣接するスプレーノズル間隔Ｐの最大値に対して２〜３倍程度の移動距離までに抑えておくことが望ましい。 The distance S that the roll cooling device 30 reciprocates is desirably a distance that reciprocates between the spray nozzles P that is about half the distance between adjacent spray nozzles P (that is, the distance P). In the spray area 38 of the roll cooling spray shown in FIG. 6, it is inevitable that a constant distribution occurs in the spray flow rate, and there is a difference in the spray flow rate between the overlapping portions of the adjacent spray positions and the non-overlapping portion. Yes. Therefore, if the spraying position of the spray is moved to an overlapping portion by the adjacent sprays, the local spray flow rate distribution can be relaxed. At that time, when the spray nozzle interval P is different in the work roll body length direction, it is desirable that about half of the maximum spray nozzle interval is set as a reciprocating distance between the sprays. However, it is not always necessary to match the interval P between the adjacent spray nozzles P and the moving distance S of the roll cooling device 30, and they may be moved to such an extent that local thermal crowns can be prevented. If the distance S in which the roll cooling device 30 reciprocates becomes too large, the local shape control capability by the spot coolant also decreases, so that the maximum value of the adjacent spray nozzle interval P is 2 to 3 times. It is desirable to keep it within a certain distance.
なお、前記ロール冷却装置３０をワークロール胴長方向に移動させる周期は、３秒以上、６０秒以下であることが望ましい。周期が３秒未満では、ロール冷却装置３０のスプレーによる流体の流れが乱れて、スプレー位置が固定されている場合に比べて、ワークロール２０の表面に冷却ムラが生じやすくなるからである。一方、周期が６０秒を越えると、その間にサーマルクラウンの局所的な分布が生じてしまうからである。なお、周期は必ずしも一定である必要はない。また、圧延速度が大きいほど、ロール冷却装置３０の往復運動の周期は短くすることが望ましい。圧延速度が大きく、ワークロール２０の周速が大きいほど、胴長方向のわずかな温度部分布が均一化されずに残留しやすいからである。 The period for moving the roll cooling device 30 in the work roll body length direction is preferably 3 seconds or more and 60 seconds or less. This is because if the cycle is less than 3 seconds, the flow of the fluid by the spray of the roll cooling device 30 is disturbed, and cooling unevenness is likely to occur on the surface of the work roll 20 as compared with the case where the spray position is fixed. On the other hand, when the period exceeds 60 seconds, a local distribution of the thermal crown occurs during that period. Note that the period is not necessarily constant. Moreover, it is desirable to shorten the period of the reciprocating motion of the roll cooling device 30 as the rolling speed increases. This is because as the rolling speed increases and the peripheral speed of the work roll 20 increases, a slight temperature portion distribution in the body length direction tends to remain without being made uniform.
本発明の実施例として、図４乃至図６および図８に示した前記実施形態のロール冷却装置３０を、図９に示す第１スタンド１１〜第５スタンド１５の５スタンドからなる冷間タンデム圧延機の最終第５スタンド１５の出側に設置し、冷延鋼板１０の製造に本発明を適用した例について説明する。 As an example of the present invention, the roll cooling device 30 of the above-described embodiment shown in FIGS. 4 to 6 and 8 is cold tandem rolled comprising five stands of the first stand 11 to the fifth stand 15 shown in FIG. An example in which the present invention is applied to the production of the cold-rolled steel sheet 10 by installing on the exit side of the final fifth stand 15 of the machine will be described.
供試材は、一般的な冷延鋼板１０である低炭素鋼の母板となる熱延鋼板である。母板厚は１．８〜２．６ｍｍであり、冷間圧延後の厚みは０．１２〜０．３０ｍｍである。 The test material is a hot-rolled steel plate that is a base plate of a low-carbon steel that is a general cold-rolled steel plate 10. The base plate thickness is 1.8 to 2.6 mm, and the thickness after cold rolling is 0.12 to 0.30 mm.
使用した冷却用スプレーノズル３２は、圧力０．３Ｍｐａにおける流量が２０Ｌ／ｍｉｎ、噴射角度θが２５°のフラットスプレーノズルであり、図６に示したように、ワークロール２０の回転方向に対して噴射面が４５°傾くように配置している。隣接する冷却用スプレーノズル３２間の間隔Ｐはワークロール胴長方向で一定として、ワークロール２０の表面にも同一のピッチで噴射されるようにしている。 The cooling spray nozzle 32 used is a flat spray nozzle with a flow rate of 20 L / min at a pressure of 0.3 Mpa and an injection angle θ of 25 °, and as shown in FIG. It arrange | positions so that an injection surface may incline 45 degrees. The interval P between adjacent cooling spray nozzles 32 is constant in the work roll body length direction, and is sprayed to the surface of the work roll 20 at the same pitch.
冷却用スプレーノズル３２はワークロール胴長方向で一体式のヘッダー３４に保持され、全体がワークロール軸方向に往復運動する。本実施例においては、圧延中におけるロール冷却装置３０の往復運動の移動距離をＳ（静止位置から±１／２・Ｓ）として、一定の周期で移動させた。なお、比較例についてはロール冷却装置３０を固定した場合が相当する。 The cooling spray nozzle 32 is held by an integrated header 34 in the work roll body length direction, and reciprocates as a whole in the work roll axis direction. In this example, the moving distance of the reciprocating motion of the roll cooling device 30 during rolling was set to S (± 1/2 · S from the stationary position) and moved at a constant cycle. In addition, about the comparative example, the case where the roll cooling device 30 is fixed corresponds.
冷間圧延後の鋼板１０の形状については、圧延速度として１９００ｍｐｍの定常部から採取したサンプルをオフラインにて計測を行い、板幅方向での伸び差率を測定した。微小凹凸形状は、図２に示したように、微小凹凸による伸び差率の振幅の最大値によって評価を行った。目視の平坦度評価との対比から、伸び差率の振幅の最大値として０．０２％［２．０(×１／１００％)］未満を良好、０．０２％［２．０(×１／１００％)］以上を不良とした。 About the shape of the steel plate 10 after cold rolling, the sample extract | collected from the steady part of 1900 mpm as a rolling speed was measured off-line, and the elongation difference rate in the plate width direction was measured. As shown in FIG. 2, the minute uneven shape was evaluated by the maximum value of the amplitude of the elongation difference due to the minute unevenness. From the comparison with visual flatness evaluation, the maximum value of the amplitude of the differential elongation is less than 0.02% [2.0 (× 1/100%)], 0.02% [2.0 (× 1) / 100%)] or more.
表１に示すように、ロール冷却装置３０の圧延中の往復距離Ｓを０（固定位置）とした比較例１２〜１４では微小な凹凸形状が、伸び差率振幅の最大値が最小でも２．６（×１／１００％）と大きいのに対し、本発明の実施例１〜１１では、伸び差率振幅の最大値が１．３（×１／１００）と小さくて、平坦度が良好であった。ただし、実施例１０ではロール冷却装置３０の移動周期が短く，実施例１１ではロール冷却装置３０の移動周期が長いため、他に比べて、やや伸び差率の振幅の最大値が大きい傾向を示した。 As shown in Table 1, in Comparative Examples 12 to 14 in which the reciprocating distance S during rolling of the roll cooling device 30 is 0 (fixed position), the minute uneven shape has a minimum elongation difference ratio amplitude of 2. In contrast to the large 6 (× 1/100%), in Examples 1 to 11 of the present invention, the maximum value of the differential expansion amplitude is as small as 1.3 (× 1/100), and the flatness is good. there were. However, in Example 10, the movement cycle of the roll cooling device 30 is short, and in Example 11, the movement cycle of the roll cooling device 30 is long. Therefore, the maximum value of the amplitude of the elongation difference rate is slightly larger than the others. It was.
１０…冷延鋼板
１１…第１スタンド
１２…第２スタンド
１３…第３スタンド
１４…第４スタンド
１５…第５スタンド
２０…ワークロール
２２…バックアップロール
２４…従来のロール冷却装置
２６…従来の冷却用スプレーノズル
２８…従来のヘッダー
３０…本発明のロール冷却装置
３２…本発明の冷却用スプレーノズル
３４…本発明のヘッダー
３６…冷却用クーラント
３８…ロール冷却スプレーの噴射領域
４０…潤滑油のスプレーノズル
４２…潤滑用クーラント
５０…ロール冷却装置駆動装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cold rolled steel sheet 11 ... 1st stand 12 ... 2nd stand 13 ... 3rd stand 14 ... 4th stand 15 ... 5th stand 20 ... Work roll 22 ... Backup roll 24 ... Conventional roll cooling device 26 ... Conventional cooling Spray nozzle 28 ... Conventional header 30 ... Roll cooling device of the present invention 32 ... Spray nozzle for cooling of the present invention 34 ... Header of the present invention 36 ... Coolant for cooling 38 ... Spray area of roll cooling spray 40 ... Lubricating oil spray Nozzle 42 ... Lubricant coolant 50 ... Roll cooling device driving device
Claims (2)
ワークロール胴長方向に冷却用スプレーノズルを複数配置したロール冷却装置全体を、ワークロール胴長方向に、３秒以上、６０秒以下の周期で周期的に移動させながら冷間圧延を行うことを特徴とする冷延鋼板の製造方法。 In the method of producing a cold-rolled steel sheet of a predetermined size by cold rolling after pickling the steel sheet after hot rolling,
Performing cold rolling while periodically moving the entire roll cooling device in which a plurality of spray nozzles for cooling are arranged in the work roll body length direction at a cycle of 3 seconds or more and 60 seconds or less in the work roll body length direction. A method for producing a cold-rolled steel sheet.
ワークロール胴長方向に冷却用スプレーノズルを複数配置したロール冷却装置全体をワークロール胴長方向に移動可能とする手段と、
前記ロール冷却装置全体をワークロール胴長方向に、３秒以上、６０秒以下の周期で周期的に移動させる手段と、
を備えたことを特徴とする冷延鋼板の製造装置。 In the apparatus for producing a cold-rolled steel sheet of a predetermined size by cold rolling after pickling the steel sheet after hot rolling,
Means for allowing the entire roll cooling device having a plurality of cooling spray nozzles arranged in the work roll body length direction to be movable in the work roll body length direction;
Means for periodically moving the entire roll cooling device in the work roll body length direction at a cycle of 3 seconds or more and 60 seconds or less ;
An apparatus for producing a cold-rolled steel sheet, comprising:
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