JPH01130802A - 難加工材の薄板連続製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、センダスト、ｌＮ１００等の、圧延その他の
成形加工が困難な金属材料（以下単に難加工材と指称す
る）の薄板を、連続的に製造するための改善された新手
段の提供に関する。

（従来の技術） 例えばセンダストは鉄、アルミニウム、シリコンを主成
分とする合金材料であり、優れた磁気特性、機械的特性
を持つものとして各方面に広く利用されている反面、高
硬度や脆性が災いして圧延加工による薄板形成が困難な
弱点がある。かがる難加工材の前記弱点を克服するもの
として各種の発明、考案が提示されていることも既知で
あり、以下数例についてこれを説示する。次に挙げるも
のは、何れも本発明と同じく難加工材を薄板とするもの
であるが、上記した難加工材は一般に高温において変形
抵抗が減少することが知られており、このため特開昭５
５−１９６５号には、鉄、アルミニウム、シリコンを主
成分とする組成のインゴットを、圧延可能な温度範囲に
おいて潤滑効果を有する材料（例えば９００〜１０００
°Ｃの温度範囲にあるシリマナイト、ガラス等）を塗布
したシース材に封入して圧延する手段が開示され、また
特開昭５０−６８９４３号には、第４（ａ）図に示すよ
うに、センダスト合金インゴット２をシース材１に封入
し、あるいは第４（ｂ）図に示すように、センダスト合
金インゴット２を保温材３と共にシース材１に封入し、
これを圧延可能な温度範囲に加熱し、その後圧延する手
段が開示されている。

更に特開昭５６−１５０１３２号には、第５図に示すよ
うに、不活性ガス雰囲気とした加熱炉４内にセンダスト
合金インゴットから切り出したバーｌ゛を挿入し、同バ
ー１”を敷金７とロール８間に挿通し、ロール８上で圧
縮棒６を往復動させることにより、同ロール８を往復転
勤させるように、加工用治具と共に加熱圧延を行なう手
段が開示されている。

また金属薄板の連続製造手段としては、特開昭６０−２
３８００３号に、第６図において示す通り、仮連続鋳造
機１から鋳出された板材４を、冷却装置５によって冷却
した後、オンラインに設置した冷間圧延機２より圧延す
るようにした薄板連続製造設備において、前記鋳造機１
と冷却装置５との間に、板材４のラインを取囲んで無酸
化室６を形成し、同無酸化室６内の適宜位置に熱間圧延
装置８を配置したものが開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した難加工材に対する各製造手段においては、次の
点においてそれぞれ問題点がある。即ち第４図に示した
シース加工方式のものは、シース材や保温材が必要とさ
れ、コストが高くかつ工程も繁雑であるのみならず、薄
板を連続的に製造することは不可能である点に問題点が
ある。また第５図に示した加工治具を用いる圧延方式の
ものは、その被圧延素材であるバー１′の供給に当って
は、矢張り熱間圧延材あるいは熱間等方圧加圧手段によ
るＨＩＰ成形材、鋳造によるインゴツト材からの切り出
しが必要であって、連続製造ができないとともに工程の
繁雑である点においては第４国力式と同様の問題点が存
在し、また加工治具全体の加熱は、ロール圧延時等には
ロール軸受部の焼付きトラブルが問題である。更に第６
図に示した連続薄板製造方式のものにおいては、無酸化
室内で熱間圧延を行なっても、板厚が薄くなるとロール
による冷却により加工割れが生じ、また熱間圧延で割れ
が生じない厚さであれば、冷間圧延において加工割れが
生じるトラブルが発生する点において問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記した従来技術における各問題点を解決する
ために、かかる難加工材のシート状素材の連続形成から
そのロールによる熱間圧延、圧延済みシートのロール冷
却を、全て一連の無酸素環境内で連続的に処理し、かつ
ロールによる熱間圧延を恒温圧延とすることにより、加
工割れ、酸化を生じないとともに良好な組織構造をもつ
薄板を、低コストで量産可能としたもので、具体的には
、無酸素環境内において連続鋳造手段により難加工材の
シート体を連続形成するとともに、同シート体を引続き
保熱乃至加熱してこれを同じく無酸素環境内に配設され
、かつその表面の加熱されるワークロールによる恒温圧
延手段を用いて定厚のシート体を連続圧延加工し、圧延
済みシート体を同じく無酸素環境内に配設される冷却ロ
ール通過により、酸化を生じない温度に冷却して後、無
酸素環境内より取出すことにある。

（作　用） 本発明の上記した技術的手段によれば、第１図に例示す
るように、本発明の特徴の１つである処の、その表面を
加熱されるワークロール６．６の一対を主体とする恒温
圧延装置を挟んで、その前後に入側雰囲気制御装置１０
を備えることによって無酸素雰囲気とされる入側無酸素
チャンバ１３、同じく出側雰囲気制御装置１１を備える
ことによって無酸素雰囲気とされる出側無酸素チャンバ
１４を設け、前記入側無酸素チャンバ１３内に同側では
双ロールタイプの連続鋳造装置１、同装置１よりシート
状に鋳出される素材を保熱乃至加熱するための加熱炉３
および恒温圧延装置のワークロール６．６の表面を加熱
するための加熱装置４を配設するとともに、出側無酸素
チャンバ１４内に冷却ロール８群を配設することにより
、両チャンバ１３．１４を無酸素雰囲気とした状態にお
いて、センダスト等の難加工材の合金粉末を溶融した材
料を、 連続鋳造装置１によりシート状の素材１５ａを連続鋳出
するとともに、同シート状素材１５ａを加熱炉３に導い
て保温あるいは弱加熱して、素材１５ａの変形抵抗が小
さく、割れを生じない温度にした後、恒温圧延装置のワ
ークロール６．６間に連続的に送り、加熱装置４，４に
よってその表面を加熱されたワークロール６．６により
、変形中の素材１５ａの温度を一定に保ちつつ圧延加工
をすることができ、かかる恒温圧延により割れを生じる
ことな（所定肉厚にされた難加工材による圧延材１５は
、出側無酸素チャンバ１４内に設置された複数群の冷却
ロール８に送られ、酸化が生じない温度にまで冷却され
た後、同チャンバ１４外に送出され、回倒では図示のコ
イル１２で示すように適宜巻取られて製品化するのであ
る。

（実施例） 本発明方法の適切な実施例を、第１図乃至第３図に亘っ
て説示する。第１図において、入側無酸素チャンバ１３
の上部には、単ロールタイプ、双ロールタイプ等による
（実施例においては一対のロールｌａ、Ｉａによる双ロ
ールタイプを示す）連続鋳造装置１が配置されるととも
に、同装置１の下方には鋳出されたシート状の素材１５
ａを恒温圧延装置側に指向させるための複数のピンチロ
ール２群がそれぞれ対として列設配置され、ピンチロー
ル２群の出口に、前記素材１５ａを冷却しないように保
温し、あるいは更に加熱するための加熱炉３が配置され
る。前記チャンバ１３には内部を無酸素雰囲気とするた
めの、例えばアルゴンまたはＮ２ガス供給装置および真
空ポンプ等から成る入側雰囲気制御装置１０が配管等を
介して連結され、例えばチャンバ内部を１０−３ｔｏｒ
ｒ以下の酸素分圧とした無酸素雰囲気とする。同チャン
バ１３の前記加熱炉３よりも前方の開口端にはシールド
ロール５，５を介して、恒温圧延装置の主体である一対
のワークロール６．６が可回動にかつ前記シールドロー
ル５，５と接触状となって、チャンバ１３の開口端を閉
鎖する姿勢のもとに上下に対設され、各ワークロール６
゜６にはそれぞれバックアップロール９，９が可回動に
接触され、両ロール９はチャンバ外に位置する。

前記ワークロール６．６のチャンバ１３内に向う同側に
は、ロール６．６の表面を加熱するための加熱装置４，
４がチャンバ１３内に配設される。またワークロール６
．６の前記加熱側周面と略対応する反対周面側には冷却
兼シールドロール７．７がそれぞれ可回動かつ接触状に
配設され、両ロール７．７に接して出側雰囲気制御装置
（構成は入側雰囲気制御装置１０と同様Ｈ１を具備した
出側無酸素チャンバ１４を設け、同チャンバ１４内に複
数の冷却ロール８群の上下並設による冷却路を配設する
のである。

この実施例によれば、例えばセンダストの薄板製造に当
っては、同合金の溶融材料を無酸素雰囲気とされたチャ
ンバ１３における連続鋳造装置１によって、その厚さ１
０ｍｍ以下としたシート状素材１５ａを連続鋳出し、同
素材１５ａをピンチロール２群を通過させて曲げながら
、例えば赤外線熱源等を用いた加熱炉３を通過させ、８
００°Ｃ以上の温度とし、素材１５ａの変形抵抗を小さ
くして加工割れが生じないように保温あるいは弱加熱し
、一方ワークロール６，６およびバックアップロール９
，９から成る恒温圧延装置においては、一対のワークロ
ール６．６の圧延に向かう周側面を加熱装置４．４によ
り加熱して、ロール表面温度を８００°Ｃとし、両ロー
ル６．６間を通過させることにより、変形中の素材１５
ａの温度を一定に保ってその圧延加工を行ない、その厚
さ１．０ｍ＋の薄板に恒温圧延するのである。勿論この
圧延は無酸素雰囲気内で行なわれる。

このさい加熱されたワークロール６がバックアップロー
ル９を加熱し、軸受ベアリングの焼付きを生じることを
防ぐため、図示のように圧延加工を終了して回動するロ
ール６の周面に接触する冷却兼シールドロール７により
、同ロール６の温度を下げるとともに、バックアップロ
ール９の軸受ベアリングを水冷することにより、焼付き
トラブルをなくすのである。かくして１．０ｍの肉厚薄
板に加工された圧延材１５は、無酸素チャンバ１４の出
口側に列設した冷却ロール８群を通過させることにより
、酸化が起きない温度にまで冷却された後、チャンバ１
４外に送出され、実施例ではこの薄板圧延材１５を図示
のようにコイル１２として巻き上げることになるのであ
る。

前記したワークロール６は、高温でも変形を生じないよ
うに、例えばワスパロイ、インコネル材等の超合金ロー
ルを用いることが好ましいが、更にロール表面のみの加
熱を確実とするため、またワークロールの熱容量を小さ
くしかつコストを下げるため、例えば第２図に例示する
ように、その中心部は耐熱鋼等による中心部１８とし、
中間層１７として例えばセラミックスを溶射コーティン
グした断熱層で形成し、この中間層１７の上面に耐熱合
金Ｎ１６を溶射した複合ロール構造を採用すれば、更に
効果確実であるとともにバックアップロール９の温度上
昇を効果的に抑止できる。また恒温圧延装置における恒
温圧延中の圧延荷重を減少させて、高圧下を行なうため
、ワークロール６と圧延材１５との間を固体潤滑させる
ことも有利である。

即ち第３図に例示するように、チャンバ１４内における
加熱炉３と加熱装置４．４との中間位置に、例えばＢＮ
等の固体潤滑剤（粉末）のスプレー１９．１９を素材１
５ａの両面に向は配設し、同潤滑剤を連続的に噴射散布
しつつ、ワークロール６．６間に送り込むことにより、
高圧下の圧延が容易化されて薄板をより効果的に得るこ
とができる。

実施例に示した各装置、部材はもとより１例を示すのみ
に止まり、図示構成、構造のみに限定されない。

（発明の効果） 本発明に係る難加工材の薄板製造手段によれば、シース
材圧延方式のものに比しては、シース封入等の面倒なく
、圧延成形が容易に行なえ、かつ連続的に難加工材によ
る長尺薄板が低コストで得られる点において著しく有利
である。また従来の無酸化室内において熱間圧延を行な
う方式のものに比しても次の点において優れる。即ち本
発明においては、連続鋳造手段によるシート状素材１５
ａの鋳出から、その成形前の保温乃至加熱、恒温圧延手
段による圧延加工および冷却の全工程を、無酸素雰囲気
（環境）内において行なうため、酸化を生じることなく
、また加熱においても圧延前の保温乃至弱加熱により加
工割れを防ぐとともに、省エネルギーが得られ、特にそ
の熱間圧延に当っては、 ワークロールの表面のみを加熱する恒温圧延によるため
、省エネルギーとともに軸受ベアリングの焼付きや装置
の大型化を生じることな（、かつ恒温下での圧延のため
、加工割れも生じにくく、変形抵抗も低くできるので、
高圧下の圧延が容易であり、また圧延中に微細化された
粒界を、圧延直後の冷却ロールによる急冷作用により、
良好な結晶組繊を得ることができるのであり、難加工材
の薄板製造手段の改善として利点大である。　　′

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法実施例の模式図、第２図は同ワーク
ロール実施例の断面図、第３図は同成形前潤滑実施例の
配置図、第４．５．６各図は何れも従来の難加工材乃至
金属薄板製造の従来技術例の各説明図である。 ｌ・・・連続鋳造装置、２・・・ピンチロール、３・・
・加熱炉、４・・・加熱装置、５・・・シールドロール
、６・・・ワークロール、７・・・冷却兼シールドロー
ル、８・・・冷却ロール、９・・・バックアップロール
、１０．１１・・・入・出側雰囲気制御装置、１２・・
・コイル、１３．１４・・・入・出側無酸素チャンバ、
１５ａ・・・シート状素材、１５・・・圧延材、１６・
・・ロール表面層、１７・・・断熱中間層、１８・・・
ロール中心部、１９・・・固体潤滑スプレー。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第４１ａノ
図 １４３　　図 第２　図 ｔ。 第６　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無酸素環境内において連続鋳造手段により難加工
   材のシート体を連続形成するとともに、同シート体を引
   続き保熱乃至加熱してこれを同じく無酸素環境内に配設
   され、かつ加熱されるロールによる恒温圧延手段を用い
   て定厚のシート体を連続圧延加工し、圧延済みシート体
   を同じく無酸素環境内に配設される冷却ロール通過によ
   り、酸化を生じない温度に冷却して後、無酸素環境内よ
   り取出すことを特徴とする難加工材の薄板連続製造法。
2. （２）恒温圧延手段におけるワークロールがロール内部
   に断熱層を有することにより、その表面のみを加熱する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の難加工材
   の薄板連続製造法。
3. （３）恒温圧延手段におけるワークロールの入口側にお
   いて、シート体に固体潤滑剤散布を行なうことを特徴と
   する特許請求の範囲第１、２項記載の難加工材の薄板連
   続製造法。