JPH07132307A - 金属板のエッジ形状修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エッジドロップの小さい冷延鋼板を製造する。 【構成】次の、の装置を要旨とする。 エッジング竪ロール(1-1、1-2)の上流にピンチロール
(2-1〜2-4)を設け、ピンチロールに給電し、エッジング
竪ロールを接地することにより、ピンチロールとエッジ
ング竪ロールとの間の金属板(6) を通電加熱する装置。 多段のエッジング竪ロールの一対に通電し、エッジン
グ竪ロール間の金属板を加熱する装置。 上記、の装置は、エッジング竪ロール近傍に水平押
さえロールを設けることもできる。また、上記、の
装置は、エッジング竪ロール近傍に温度計(T) を設け、
温度制御することもできる。 【効果】金属板のエッジング竪ロールに接する部分が最
高温度になるので、効果的にエッジングされ、その後の
冷間圧延でエッジドロップの少ないドッグボーン形状を
得ることができ、エッジドロップの小さい冷延鋼板を製
造することがでる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷間圧延に際して被
圧延材の板幅端部が薄くなる現象、いわゆるエッジドロ
ップが小さい金属板を製造するためのエッジ形状修正装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷間圧延によって製造される金属板は、
高い品質の製品が求められ、長手方向の板厚精度に加え
て、板クラウン、エッジドロップ等の板幅方向の断面形
状に対しても、高い精度の製品が要求されている。

【０００３】エッジドロップは、金属板の両端近くの幅
数十mmの部分で、板厚が端に向かって急激に減少する現
象で、一般にワークロールの局部弾性変形と、被圧延材
の板幅端部での幅方向の塑性流動とに起因して発生する
と考えられている。

【０００４】板形状の制御方法としては、種々のクラウ
ン制御が採用されている。例えばペアクロスミル、ＨＣ
ミル、ＶＣミル等であるが、これらは設備コストが嵩
み、既存のミルの改造や、あるいは新設に当たりかなり
の投資を余儀なくされるのが実情である。

【０００５】エッジドロップがなく、板幅断面の均一な
金属板を得る現実的な方法は、冷間圧延の後に、それぞ
れトリミングにより金属板の両端を数mmから十数mmにわ
たり切り捨て、エッジドロップ部を取り除く方法である
が、これは製品歩留りの著しい低下を招く。

【０００６】圧延の際にエッジドロップの発生を防止す
る技術として、端部を小径とするテーパを付与した台形
ロールをワークロールとして用いる方法がある。これ
は、ロールにテーパを付与することにより、板幅端部の
圧下量を小さくし、エッジドロップを小さくするもので
ある。しかし、実機の操業では、圧延する金属板の板幅
が一定でないから、板幅に応じてロールのテーパ部を最
適な位置にセットできるようにする必要がある。

【０００７】図６は、板幅に応じてロールを板幅方向に
シフトして圧延する方法を示す図であるが、同図に示す
ように、テーパは上ロール4-1 および下ロール4-2 の片
側づつに付与し、これらのロールを金属板６の幅に応じ
て左右板幅方向にシフトする方法が一般に採用されてい
る。

【０００８】しかし、既存の圧延機がロールシフト機構
を有しない場合には、圧延機の大掛かりな改造を行わな
ければならず、加えて実操業では、ロールと金属板との
正確な位置合わせを行わなければならず、センタリング
性をよくするための特別な配慮が必要となる。

【０００９】これらの問題を解決する方法として、最終
圧延の前に垂直ロールを用いて金属板を板幅方向に圧延
（エッジング）して、板端部の板厚を積極的に増加さ
せ、その後の圧延で両端部を中央部と同じ厚さにして、
エッジドロップを低減させようとする方法が提案されて
いる。

【００１０】例えば、特開昭58-10914号公報には、軸が
板面に平行な上下２本の平行ロールと、軸が板面に垂直
な１本の垂直ロールとを一組としたロール設備を備え、
且つ、水平垂直両ロールをほぼ接触するように近接して
配置するストリップエッジの形状修正装置が開示されて
いる。

【００１１】また、図７は特開昭58-184006 号公報に開
示された連続圧延機列に組み込まれたエッジング装置を
示す図であるが、同図に示すように上下が対をなす水平
ロール3-1 と3-2 、及び垂直ロール1-1 とをロールハウ
ジングＨ内に組み込んで、鋼帯６の幅方向と厚さ方向と
を同時に圧下修正する圧延機を連続圧延機列内に配設し
て圧延する方法が提案されている。

【００１２】エッジドロップは、ロール径、圧下率、板
厚、材料の変形抵抗等によってその生成量は異なるが、
およそ板端から板厚の10倍程度の位置から板端にかけて
発生する。従って、冷間エッジャーでエッジドロップを
なくそうとするとエッジングによる板幅方向変形域（エ
ッジングにより板厚が変形する領域）も片側で板厚の10
倍程度必要である。

【００１３】ところが、ロール径、圧下率等の条件によ
って異なるが、一般には実際の冷間エッジャーで得られ
る板幅方向変形域はエッジドロップ生成領域の40〜70％
であり、それ以上エッジングを行おうとすると、鋼板が
座屈してしまい、所定のドッグボーン形状が得られな
い。

【００１４】したがって、エッジドロップを冷間エッジ
ャー装置だけで完全になくすことは困難であった。

【００１５】そこで、本出願人は、鋼板の両端部を加熱
し、エッジングによりドックボーン状にした後、冷間圧
延を行う方法（特願平５−9671号）を提案した。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記の鋼板の両端部を
加熱し、エッジングによりドックボーン状にした後、冷
間圧延を行う場合の加熱方法としては、通電加熱、誘導
加熱、電子ビーム加熱、直火加熱などの急速加熱方法が
提案されている。

【００１７】誘導加熱法では、加熱に高周波電流を使用
するため設備が複雑、高価になり、加熱効率も低い。ま
た、加熱コイルと被加熱材との隙間が一定に保たれない
と、温度及び加熱効率を一定に保持することができない
ため、金属板の通板時のばたつき等を極力少なくし、安
定した通板を確保するための設備が必要となる。

【００１８】電子ビーム加熱、直火加熱等も設備が煩雑
になったり、加熱効率が悪いと言う欠点があり、結局本
発明者らは通電加熱方法が最も適合していることを確認
した。

【００１９】本発明の目的は、効率的にドッグボーン形
状にすることができ、更に設備費、操業費が嵩まず、設
置スペースの問題も少ない金属帯のエッジ形状修正装置
を提供するにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記から
の装置を要旨とする。

【００２１】『金属板を上下から挟む一対以上のピン
チロールと、金属板を幅方向に圧下する少なくとも左右
一対のエッジング竪ロールとを備え、かつ前記ピンチロ
ールの少なくとも一が電源に接続されている金属板のエ
ッジ形状修正装置（図１参照）。

【００２２】金属板を幅方向に圧下するエッジング竪
ロールが通板方向に二対以上配置され、かつ前記エッジ
ング竪ロールの少なくとも一対が電源に接続されている
金属板のエッジ形状修正装置（図２参照）。

【００２３】金属板を幅方向に圧下するエッジング竪
ロールの近傍に、水平押さえロールを設けてなる請求項
１または２に記載の金属板のエッジ形状修正装置（図３
参照）。

【００２４】エッジング竪ロールの近傍に配置した金
属板端部の温度検出装置と、前記温度検出装置の指示値
と設定温度との差分から投入電力を制御する手段を有す
る請求項１から３までのいずれかに記載の金属板のエッ
ジ形状修正装置。』

【００２５】

【作用】本出願人は、既に直接通電加熱法として、圧延
装置や亜鉛めっき装置に適用した方法を提案している
が、いずれも金属板の幅全体を加熱するものである。し
かし、本発明装置は、金属板の両端部を重点的に加熱
し、エッジングする鋼板端部の温度を中央部よりも高く
することができる点に特徴がある。

【００２６】以下、本装置の構成とその作用を図で説明
する。

【００２７】図１は、請求項１に記載した装置の一例を
示すもので、図1(a)は側面図、図１(b) は平面図であ
る。金属板６は矢印方向に進行しつつエッジング竪ロー
ル1-1と1-2 により幅圧下される。本発明ではエッジン
グ竪ロールの上流側に給電のための上下一対になったピ
ンチロール2-1 、2-2 及び2-3 、2-4 を金属板の両端部
に設ける。上下一対になったピンチロールの少なくとも
一方は電源５に接続され、その電源は直流電源、交流電
源のどちらでもよい。この時、板幅方向に電流が流れる
のを防止するため、左右のロール、例えばピンチロール
2-1 と2-3 の電位が常に同じになるように、電極を接続
しなければならない。また、ピンチロールの形状は、図
3(b)に示したように金属板全幅を押さえるもの（ピンチ
ロール2-5、2-6 ）であってもよい。

【００２８】エッジング竪ロールは接地（アース）し
て、常に電位を零にする。この接地は、どのような方法
で行ってもよいが、例えば、エッジング竪ロールを支持
している軸に銅合金製の導電性ブラシ等をハウジングの
一部に接続すればよい。

【００２９】このような構成のエッジ形状修正装置に金
属板６を通し、ピンチロールに給電すると、ピンチロー
ルに接触した部分とエッジング竪ロールで圧下されてい
る部分との間に電気が流れ、抵抗発熱によってジュール
熱が発生し、昇温される。ピンチロールとエッジング竪
ロールとの間の金属板の実効抵抗は大きいので、エッジ
ングする板端部を軟化させるに必要な十分な発熱量を得
ることができる。

【００３０】温度の調整は、エッジング竪ロールの傍に
温度検出装置Ｔと、電源の電圧、電流を制御する電力制
御装置８を設け、温度検出装置の温度出力を電力制御装
置に入力し、加熱設定温度と前記温度出力との差分を零
にするように、電源の電圧あるいは電流を変化させるこ
とによって行うことができる。

【００３１】図２は、請求項２に記載した装置の一例を
示すもので、図2(a)は側面図、図2(b)は平面図である。
エッジング竪ロールを多段（この場合は３段）に配置
し、その内の２対のエッジング竪ロール（1-1 と1-5 及
び1-2 と1-6 ）を電極とするものである。図２では、エ
ッジング竪ロール1-1 と1-5 及び1-2 と1-6 の間の金属
板に通電が行われ、板端部が集中的に加熱される。

【００３２】エッジング竪ロールを多段に設けたため、
それぞれのエッジング量を少なくして加熱温度を低く設
定しても、所定のドッグボーン形状とすることができ
る。

【００３３】冷間エッジャーはエッジング竪ロールが多
段に設けられていることが多く、その場合、図１に示し
たようなピンチロール設備を新設する必要がない。

【００３４】図２の装置によれば電流が金属板のエッジ
部のみに集中するため、エネルギーロスも極めて少な
い。また、高周波電源を使用した場合、よりエッジ近傍
を加熱することができ、さらに周波数を制御することに
より加熱領域を変化させることが可能である。

【００３５】図３は、請求項３に記載した装置の一例を
示すもので、図3(a)は側面図、図3(b)は平面図である。
ただし、(a) と(b) では通電の態様が異なる。エッジン
グ竪ロールで圧下される位置に水平押さえロール3-1 、
3-2 が設置され、板の座屈を防止しつつ金属板端部を所
定のドッグボーン形状にすることができる。

【００３６】図3(a)では、二対のピンチロール（2-1 、
2-2 からなる対と2-3 、2-4 からなる対）と一対のピン
チロール2-5 、2-6 を電極として金属板に通電するもの
である。この場合にも最高温度となる部分は、エッジン
グ竪ロール側のピンチロールに挟まれた部分であり、板
端部のみが高温に加熱されるので、座屈することなく効
率的に所定のドッグボーン形状にすることができる。

【００３７】図3(b)は、ピンチロール2-5 、2-6 とエッ
ジング竪ロール1-1 、1-2 の間の金属板に通電するよう
にした態様を示す。この場合ピンチロール（2-1 、2-2
、2-3 、2-4 ）は設ける必要がない。また、ピンチロ
ール（2-5 、2-6 ）を設けず、ピンチロール（2-1 、2-
3 ）とエッジング竪ロール（1-1 、1-2 ）の間に通電す
ることも可能である。更に、ピンチロール（2-5 、2-6
）はピンチロール（2-1、2-2 ）と同様短く板の端を挟
むものでもよい。

【００３８】

【実施例】以下、実施例によって本発明の効果をさらに
具体的に説明する。

【００３９】図４は、本発明のエッジ形状修正装置を組
み込んだ冷間圧延ラインの一例を示す図であり、Ｅはエ
ッジ形状修正装置、Ｍは冷間圧延機であり、Ｒ₁ はペイ
オフリール、Ｒ₂ はテンションリールである。

【００４０】同図に示す冷間圧延ラインを用い、エッジ
形状修正装置Ｅとして図１から図３に示す装置を設置
し、表１に示す各種条件で加熱、エッジングを行った。

【００４１】

【表１】

【００４２】冷間圧延機Ｍは、タンデムの５スタンド
で、何れも４Hiミルである。最終スタンド出側の圧延速
度は、1000ｍ／分とした。ワークロール径は、５スタン
ドとも直径 500mm、長さ2000mmである。冷間圧延機での
圧下率は、各ケースともNo.1、No.2スタンドが30％、N
o.3、No.4スタンドが25％、No.5スタンドが10％であ
る。

【００４３】エッジ形状修正装置Ｅのエッジング竪ロー
ルは、直径 200mm、高さ50mmであり、水平押さえロール
は直径 400mm、長さ 600mmとした。

【００４４】エッジ形状修正装置では表１に示すエッジ
ング量でエッジングを施し、供試材は板厚3.0 mm、板幅
1000mmの酸洗したSPHC材薄鋼板（酸洗時にトリミングし
ていないノートリム材）を用いた。

【００４５】圧延後の鋼板のエッジのプロフィルを接触
式プロフィルメータで測定し、その結果を図５に示す。

【００４６】エッジドロップ量（Ｅ₁₀）は、図５におい
て板端から10mm内側の厚さの変化量を測定し、下記の式
で求めた。

【００４７】Ｅ₁₀＝Ｈ_C −Ｈ₁₀ 但し、Ｈ_C は板幅中央部の板厚、Ｈ₁₀は板端から10mmの
位置の板厚これらの結果を表１に示した。なお、エッジ
ドロップ量が６μm 以内をエッジドロップがないとし
た。

【００４８】表１のケース１からケース４までが図１に
示すエッジ形状修正装置を用いたものである。

【００４９】ケース１は、板端部を 600℃に加熱した
後、6.0 mmのエッジングを施し、冷間圧延を行ったもの
で、エッジドロップ量は１μm と軽微であった。

【００５０】ケース２は、板端部を 600℃に加熱した
後、8.0 mmのエッジングを施したため、冷間圧延後もエ
ッジのほうが４μm 大きくなった。

【００５１】ケース３は、板端部を 600℃に加熱した
後、5.0 mmのエッジングを施したため、改善されている
が冷間圧延後６μm のエッジドロップ量となった。

【００５２】ケース４は、板端部の加熱温度を 200℃と
低くし、6.0 mmのエッジングを施そうとしたが、板が座
屈し、この設備ではエッジングできなかった。

【００５３】ケース５は、図３に示すような水平押さえ
ロールを持ったエッジ形状修正装置であるため、板端部
の加熱温度を 200℃と低くし、6.0 mmのエッジングを行
ったが、板が座屈することなくエッジングが可能であ
り、エッジドロップ量も３μmと少ない。

【００５４】ケース６は、図２に示す装置を用いてエッ
ジングした場合であり、板端面の温度を 300℃とし、エ
ッジング量を０、3.0 、3.0 mmの多段として合計6.0 mm
のエッジングを施した。冷間圧延後のエッジドロップ量
は６μm と軽微であった。

【００５５】ケース７は、図２に示す装置を用いてエッ
ジングした場合であり、板端面の温度を 200℃とし、エ
ッジング量を 2.0、 2.0、2.0 mmの多段として合計6.0
mmのエッジングを施した。冷間圧延後のエッジドロップ
量は６μm と軽微であった。

【００５６】ケース８は、比較例としてケース５と同じ
装置を用い、板端部を加熱することなく、3.0mm のエッ
ジングを行ったが、エッジドロップ量は10μm と大きく
なった。

【００５７】ケース９は、同じく比較例としてエッジン
グをしない場合であり、エッジドロップ量は23μm と大
きくなった。

【００５８】

【発明の効果】本発明装置を用いれば、金属板の両端を
通電加熱で局部的に加熱し、特にエッジング竪ロール近
傍の温度を高めることができるので、エッジング効果を
高め、エッジドロップの少ない金属板が製造できる。

【００５９】本発明の装置は、通電のために小径のピン
チロールをエッジング竪ロールの前に設けるだけであ
り、大きなスペースを必要とせず、既存設備の改造も容
易である。また、電力制御が容易な直接通電加熱のため
金属板の温度制御が容易であり、熱エネルギーは90％と
高く、操業費の低減につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピンチロールとエッジング竪ロールとの間を通
電加熱しながらエッジングを行う、本発明におけるエッ
ジ形状修正装置を示す図である。

【図２】エッジング竪ロールとエッジング竪ロールとの
間を通電加熱しながらエッジングを行う、本発明におけ
るエッジ形状修正装置を示す図である。

【図３】一対のエッジング竪ロールの間に水平押さえロ
ールを設けた本発明におけるエッジ形状修正装置を示す
図であり、(a) はピンチロールとピンチロールとの間を
通電加熱する態様を示し、(b) はピンチロールとエッジ
ング竪ロールとの間を通電加熱する態様を示す図であ
る。

【図４】本発明のエッジ形状修正装置を使用して圧延を
行う冷間圧延ラインの一例を示す図である。

【図５】実施例で得られた金属板の端部のプロフィール
（エッジドロップ）を示す図である。

【図６】従来のエッジドロップを防止するために行われ
てきた台形ロール圧延法を示す図である。

【図７】水平押さえロールとエッジング竪ロールを備え
た従来のエッジ形状修正装置を示す図である。

【符号の説明】

１(1-1〜1-6)：エッジング竪ロール ２(2-1〜2-
6)：ピンチロール ３(3-1,3-2) ：水平押さえロール ４(4-1,4-2)
：ワークロール ５：電源 ６：鋼板 ７：バックアップロール ８：電力制御
手段 Ｔ：温度計 Ｒ₁ ：ペイオ
フリール Ｅ：エッジ形状修正装置 Ｍ：冷間圧延
機 Ｒ₂ ：テンションリール Ｈ：ロール
ハウジング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8315−4Ｅ Ｂ２１Ｂ 37/00 １３２ Ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板を上下から挟む一対以上のピンチロ
   ールと、金属板を幅方向に圧下する少なくとも左右一対
   のエッジング竪ロールとを備え、かつ前記ピンチロール
   の少なくとも一が電源に接続されていることを特徴とす
   る金属板のエッジ形状修正装置。
2. 【請求項２】金属板を幅方向に圧下する左右一対のエッ
   ジング竪ロールが通板方向に二対以上配置され、かつ前
   記エッジング竪ロールの少なくとも一対が電源に接続さ
   れていることを特徴とする金属板のエッジ形状修正装
   置。
3. 【請求項３】金属板を幅方向に圧下するエッジング竪ロ
   ールの近傍に、水平押さえロールを設けてなる請求項１
   または２に記載の金属板のエッジ形状修正装置。
4. 【請求項４】エッジング竪ロールの近傍に配置した金属
   板端部の温度検出装置と、前記温度検出装置の指示値と
   設定温度との差分から投入電力を制御する手段を有する
   請求項１から３までのいずれかに記載の金属板のエッジ
   形状修正装置。