JPH01197001A - 熱間薄板圧廷方法及び圧廷機 - 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、熱間薄板圧延方法及び圧延機に係り、特に、
圧延材に張力を加えることにより、高圧下圧延を可能と
した圧延方法及び圧延機に関する。

〔従来の技術〕　゛ 現状の熱間薄板仕上圧延工程では、６〜７台の圧延機に
よって、厚み３０〜５０ｍ１程度の素材から厚み２〜６
ｍの製品をつくっている。このように、圧延機台数が多
く、したがって製造ラインも長くなっている。そのため
、イニシャルコスト、ランニングコストが高く、またメ
ンテナンスも容易ではないことから、製造工程のコンパ
クト化の要求が強くなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

圧延機台数を減らし、コンパクトな熱間薄板仕上圧延設
備（タンデム構成）にするためには、１台あたりの圧下
率γ（＝　（Ｈ−ｈ）／Ｈ，ここに、Ｈは入側板厚、ｈ
は出側板厚である。）を大きくしなければならない。こ
の場合、各スタンドでどの程度の圧下率が必要となるの
か調べると、次のようになる。

いま、従来の圧延機台数を半分に減らすことを目標に、
３台で構成された熱間薄板仕上圧延機で厚み３０ｍｍの
素材を厚み１．８ｍの製品に圧延する場合を取り上げて
みると、各スタンドでの圧下率γは、第１スタンドでγ
＝７０％程度、第２スタンドでγ＝６５％程度、第３ス
タンドでγ＝５０％程度（圧下配分は、上流スタンド側
で大きくなる通常のパターンを採用）となる。このよう
に、圧延機台数を従来の半分に減らそうとすれば、上流
側の圧延機では、約７０％の圧下率で圧延を行う必要が
ある。ところで、従来、熱間圧延では冷間圧延に比べて
被圧延材が変形しやすいために、幅変化が大きくなるこ
とから、できる限り張力を加えないようにしてきた。そ
のため、限界圧下率は７０％程度となっており、安定的
に圧延が行える限界は６０％程度であり、高圧下の限界
は６０％程度と言われていた。

本発明の目的とするところは、熱間薄板圧延において、
圧下率６０％以上の高圧下で、安定した圧延作業を行う
圧延方法及び圧延機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような高圧下圧延は、圧延材に比較的大きな張力を
付加することによって、実現される。熱間圧延では冷間
圧延に比べて、板厚が大きいことから不均一変形の度合
が大きい。この不均一変形を均一化すれば、所定の変形
量を与えるのに小さな荷重で良い。この状態にするのに
、張力が大きな役割を果すのである。

従来、熱間圧延では冷間圧延に比べて圧延材が変形しや
すいため、幅変化が大きくなることから張力を加えない
ようにしてきた。しかし、その後の幅制御技術の進歩に
より張力による幅変化の問題に対拠できるようになった
。こうした現状を踏まえ、従来外乱的に取り扱われてき
た張力を、むしろ本発明は高圧下達成手段として積極的
に利用するものである。

第２図は、張力によって、前記した高圧下圧延が実現で
きることを裏付けたものである。図中の点線は、圧延荷
重（加工力）が大きいため、作業ロールの偏平変形が大
きくなることに起因して、それ以上力学的に薄くできな
い限界圧下率γ愛を示すものである。張力を付加するこ
とによって、γ、は７０％以上にまですることができる
。この圧下限界では、圧延条件のわずかな変化によって
、圧延が不安定になりやすいので、実際には、これより
幾分低い状態でなければならない。

第３図は上述の点を考慮して、安定した高圧下圧延を行
うための張力条件を明確にしたものである。第３図は、
横軸に入側張力σｂと圧延材の平均変形抵抗に、との比
を、縦軸に圧下率をとり、安定圧延領域を示したもので
ある。本図から特に、本発明が目標とする一台あたりの
圧下率７０％の高圧下圧延を安定した行うための張力σ
ｂ（＝σｆ）は、圧延材の平均変形抵抗の約１／４以上
必要であることがわかる。

本発明は、前記したように、圧延材の材質、板厚などの
圧延条件に応じて高圧下達成に必要な高張力を圧延材の
先端から後端にわたって付加するのであるが、具体的に
は、作業ロールに近接して、その入側及び出側に上・下
一対のロールを新設し、且つこのロールで圧延材の板厚
をわずかに塑性的に減少（軽圧下）させることによって
張力を付加することを特徴とするものである。この場合
、圧延材に張力を加えるのであるから、新設した上・下
一対のロールと作業ロールとの間には、張力値に応じた
速度差を与えなければならないことは自明である。張力
は、新設したロールの回転摩擦力によって与えるもので
あり、圧延材との間で滑らないための回転摩擦力が必要
である。そのために、本発明では、軽圧下を施すように
した。

〔作用〕

本発明によれば、圧延材に張力を付与しながら圧延を行
うので第２図に示す如く、限界圧下率は加える張力の大
きさに応じて大きくなり、例えば４　ｋｇ　ｆ　／　ｒ
ｒａ２では限界圧下率γ處は８０％を越えており、安定
圧延が行える圧下率の上限は７０％程度となる。

尚、本発明の如く大きな張力を加えて熱間圧延を行うと
、幅変化が大きくなることが懸念されるが、圧延速度を
幅変化に応じてフィードバック制御することにより、そ
の悪影響を小さくすることが可能である。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例の圧延機である。一対の作業ロー
ル２，２により減厚されている圧延材１に張力を加える
ため、該作業ロール２，２に近接して、その入側及び出
側に上・下一対のロール４゜４（入側張力付加ロール）
及び５．５’（出側張力付加ロール）を新たに設けた圧
延機である。張力は前記の新設した張力付加ロール４，
４及び５゜５により圧延材１の板厚を塑性的にわずかに
減少（軽圧下）させ、その時の回転接触摩擦力によって
与えられる。この張力付加ロールはモータ（図示せず）
によって、駆動され、所定の張力を得るために必要な速
度差が与えられる。また、圧延材に軽圧下を与えるため
、入側及び出側の張力付加ロール４，４及び５，５の間
隙は油圧シリンダ６゜６及び７，７によって調整される
。

次に、この圧延機において、張力付加ロールの圧下率の
決め方について説明する。

圧延材の材質、圧延温度、入側板厚などから、第３図に
示すような安定圧延領域が実験的に求まるので、必要と
する圧下率、例えば７０％である場合には、必要最小限
張力は０．２５（σｂ／に−の値）が求められる。

第４図及び第５図は、張力付与ロール４，５による圧延
材圧下率と張力との関係を調べたもので第４図は入側を
、第５図は出側を示している。必要最小限張力０．２５
　を達成するためには、入側板厚が３０ｍｍの場合、圧
下率は２％以上必要であることか判る。

一方、出側張力は、出側の板厚が９ｍとなることから、
圧下率は１％で良いことになるが、余裕をみて２％の圧
下率としておけばよい。

両図中の破線は圧延材に弾性限界までの圧下を与えた場
合で、冷間圧延などで使用されているピンチロールの条
件に相当する。ピンチロールは単に材料を送るだけであ
るから、小さなカで十分であり、本発明の意図する点と
異なるものである。

第６図及び第７図は張力付加ロールの直径の影響を調べ
たものである。同じ張力を得るためには、入側板厚及び
出側板厚が小さいほど、張力付加ロール径Ｄｔを小さく
して良い。言い換えると、熱間薄板圧延において、下流
スタンドへ向がうほど、Ｄ、を小さくすれば、設備がコ
ンパクトとなる。

また、熱間薄板圧延の板厚範囲に対して、本発明の意図
する張力を与えるためには約３００　＋ｎｖ＋以上にす
る必要がある。

な、＋Ｅ、第１図の実施例では、張力付加ロールを作業
ロールの入側及び出側に設置した場合を示したが、いず
れか一方便に設置しただけ、でも高圧下圧延が可能であ
る。また、圧延機は実施例の４段圧延機ばかりでなく、
各種の板圧延機に対しても張力付加ロールを設けても良
い。

第８図は本発明の圧延機を適用したタンデム圧延機の実
施例である。従来のタンデム圧延機の台数を減らすため
には、これを構成している個々の圧延機のうち、少なく
とも１〜２台以上、１パスあたり７０％以上の高圧下能
力の圧延機が必要である。それも、圧延材の温度の高い
上流側に本発明の圧延機を配置し、最終スタンドでは平
担度の高いことが要求されるから、高圧下をできるだけ
避け、形状制御能力の優れた圧延機を配置したタンデム
構成が望ましい。

第８図の例は、第１スタンド、第２スタンドに張力付与
ロール４，５を備えた圧延機を配置し、最終スタンドは
、張力付与ロールのない圧延機を配置する。この場合、
第１スタンドの張力付与ロールの圧下率を第２スタンド
のそれよりも大きく設定して、第１スタンドの作業ロー
ル２の圧下率を他のスタンドのものに比べて大きく設定
する。

このようにすれば、従来６〜７台の圧延機で構成してい
たと同じ機能のものが、３台の圧延機で構成できる。

〔発明の効果〕 本発明によれば、次の効果がある。

（１）圧延材の圧下限界を高めることができるので圧延
機の板厚調整能力が著しく向上する。

（２）圧延材の板厚調整能力の向上により、熱間仕上タ
ンデム圧延機を構成する圧延機台数を減らすことができ
るので、設備費が安価である。

（３）圧延機台数の削減によるコンパクト化で、圧延機
の操業及びメンテナンスなど、ランニングコストが低く
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的な実施例の圧延機を示す図、第
２図は熱間薄板圧延において、張力を付加した場合の圧
下率と圧延荷重との関係を示す図、第３図は圧延材の平
均変形抵抗で無次元化した張力と限界圧下率との関係か
ら、高圧下達成に必要な最小張力を示す図、第４図及び
第５図は板厚と張力付加ロールによる最大張力との関係
を示す図、第６図及び第７図は張力付加ロール径とこの
ロールによる最大張力との関係を示す図、第８図は第１
図に示した本発明実施例の圧延機を上流側に適用した熱
間仕上タンデム圧延設備の構成例を示す図である。 １・・・圧延材、２・・・作業ロール、３・・・補強ロ
ール、４・・・入側張力付加ロール、５・・・出側張力
付加ロール。 茅２　口　　　　− 圧　丁−ｒｒ（プノ ＄３　の 鍬次元張力　告（−五） 竿４目 入１ツ１粗贋　Ｈ（気嵐） 茅　５　月 ンＬニ　イ５【・）　１１奨ミ、イ！　　　）Ｌ（り、
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱間薄板圧延において、圧延材の材質、板厚の圧延
   条件に応じて、所定の高圧下率を達成するのに必要な入
   側張力、出側張力を加えながら、圧延材を圧延すること
   を特徴とする熱間薄板圧延方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、圧下率は、６
   ０％以上かつ限界圧下率以下に選定したことを特徴とす
   る熱間薄板圧延方法。 ３、特許請求の範囲第１項記載において、前記入側張力
   、出側張力は圧延材の平均変形抵抗の１／４以上に選定
   したことを特徴とする熱間薄板圧延方法。 ４、作業ロールに近接して、圧延材の入側領域及び出側
   領域の各々に、間隙調整可能な一対の張力付与ロールを
   備えた圧延機を用いて、熱間で薄板を圧延する方法にお
   いて、前記張力付加ロールに２％以上の圧下率を与えて
   圧延することを特徴とする熱間薄板圧延方法。 ５、特許請求の範囲第４項記載において、前記作業ロー
   ルの圧下率は６０％以上に選定したことを特徴とする熱
   間薄板圧延方法。 ６、タンデム圧延機を用いて熱間で薄板を圧延する方法
   において、上流側に配置される圧延機の入側張力、出側
   張力を下流側に配置される圧延機の入側張力、出側張力
   よりも大きく選定して圧延を行うことを特徴とする熱間
   薄板圧延方法。 ７、特許請求の範囲第６項記載において、上流側に配置
   された圧延機の入側張力、出側張力は２ｋｇｆ／ｍｍ＾
   ２以上、作業ロール圧下率は６０％以上に選定したこと
   を特徴とする熱間薄板圧延方法。 ８、熱間で薄板を圧延する圧延機において、作業ロール
   に近接して、圧延材の入側領域及び出側領域の各々に間
   隙調整可能な一対の張力付与ロールを設けたことを特徴
   とする熱間薄板圧延機。 ９、特許請求の範囲第８項記載において、張力付与ロー
   ルは、圧延材に対して２％以上の圧下率を与えることを
   特徴とする熱間薄板圧延機。 １０、熱間薄板圧延用のタンデム圧延設備を構成する圧
   延機において、上流側に位置する圧延機の作業ロールに
   近接して、圧延材の入側及び出側に張力付与ロールを配
   置したことを特徴とする熱間薄板圧延機。