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技術 熱間圧延におけるステンレス鋼の幅プレス方法およびそれを用いたステンレス熱延鋼板の製造方法

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 蛭田敏樹松原行宏古澤英哉江川直人高橋純
出願日 2006年11月30日 (13年7ヶ月経過) 出願番号 2006-324030
公開日 2008年6月19日 (12年0ヶ月経過) 公開番号 2008-137025
状態 未査定
技術分野 金属圧延一般 圧延ラインにおける付加的加工装置
主要キーワード スリークォータ プレス加工面 タング状 幅スリット 中間平 歩留まりロス 金属板状 凸金型
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (13)

課題

被圧延材8の先端部と尾端部においても、エッジシーム疵が被圧延材8の表面に回り込むのを抑え、被圧延材8の全長にわたり、エッジシーム疵の回り込みを小さくすることができるステンレス鋼幅プレス方法およびそれを用いたステンレス熱延鋼板の製造方法を提供する。

解決手段

ステンレス鋼の幅プレスを行うに際し、複数対ある幅プレス用凸金型のうちの一対の幅プレス用金型92Aで、前記ステンレス鋼の全長について幅プレスを行った後、前記一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型92Bで、前記ステンレス鋼の先端部および尾端部の幅プレスを行う。

概要

背景

熱間圧延とは、一般的に、連続鋳造または造塊、分塊によって製造されたスラブ状金属材料加熱炉にて数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対または複数対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばし、コイル状に巻き取る一連のプロセスである。

図3は、従来からある熱間圧延ライン100の一例を示す。加熱炉10により数百〜千数百℃に加熱された厚み150〜300mmの被圧延材8は、粗圧延機12、仕上圧延機18により厚み0.8〜25mmまで圧延されて金属板状に薄く延ばされる。

粗圧延機12は、図3に示す熱間圧延ライン100の場合、R1、R2、R3の3基であるが、必ずしも基数はこれに限らない。1基だけのものや2基のもののほか、最も一般的なものは4基のものであり、基数の多いものだと6基のものまである。最も一般的な4基のものの場合、4基のうち1機を往復圧延するものとし、残る圧延機が一方向圧延を行う3/4連続(スリークォータ)と呼ばれるタイプのものが多い。しかし、4機中3機が一方向のタイプに限らず、例えば図3のように3機中1機が一方向のタイプも含め、3/4連続という。粗圧延機12のすぐ上流幅プレス9を設置したものもある。

仕上圧延機18を構成する各圧延機スタンド)の数は、図3に示す熱間圧延ライン100の場合、F1〜F7の7基であるが、6基のものもある。

これら各種基数の違いはあるが、粗圧延機12は、往復圧延あるいは一方向圧延あるいは両者により、一般的に合計で6回あるいは7回の粗圧延を行なって、粗圧延後の被圧延材8を、それにつづく仕上圧延機18に向け供給する。粗圧延におけるそれら各回の圧延を、各圧延パスともいい、6回あるいは7回というように複数回圧延することを、6パスで圧延するとか7パスで圧延するともいう。

仕上圧延機18は、数百〜千数百℃の高温の被圧延材8を複数の圧延機で同時に圧延するタンデム圧延機形式をとるが、仕上タンデム圧延機ではなく、略して単に「仕上圧延機」と称されることが多い。19はワークロール、20はバックアップロールである。

図3に示したごとく、仕上圧延機18で被圧延材を一本圧延し、しばらく時間的な間隔をおいて、次の被圧延材を圧延し、という一連の動作を繰り返し行う熱間圧延方法のことを、バッチ圧延という。これに対し、今日では、被圧延材同士を接合して仕上圧延する場合もあり、連続熱間圧延とかエンドレス圧延といわれているが、バッチ圧延の方が一般的である。

ところで、熱間圧延ライン100には、仕上圧延機18の各スタンド間を除いて、その他の圧延機(スタンド)間には、図示しない多数(百以上)のテーブルロールが設置されており、被圧延材8を搬送する。

先述のように数百〜千数百℃に加熱された高温の被圧延材8には、加熱炉10から抽出されたとき、その表裏面に酸化物の層(以下、スケール)が生成している。この他、圧延され薄く延ばされるとともに放熱により降温していく過程でも、被圧延材8は高温の状態で大気に曝されるため、新たなスケールが被圧延材8の表裏面に生成する。このため、粗圧延機12の中の各圧延機の入側には、ポンプからの供給圧にして10〜30MPa内外高圧水を被圧延材8の表裏面に吹き付けてスケールを除去するデスケーリング装置16が設置され、スケールを除去している。

また、各ワークロール19は、高温の被圧延材と接触するので、図示していないが、冷却水にて冷却されている。各バックアップロール20も、冷却水にて冷却されている。

図3において、14はクロップシャーであり、仕上圧延前に被圧延材8の先尾端クロップ(被圧延材8の先尾端の、いびつな形状の部分)を切断除去し、仕上圧延機18にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に整形する。

50は制御装置、70はプロセスコンピュータ、90はビジネスコンピュータである。

ところで、図3に示すような熱間圧延ライン100には、前述の通り、粗圧延機12の上流側に幅プレス9が設置されているものが少なくない。この幅プレス9は、図4にハウジングなどの構造物を省略して鳥瞰図的に示すごとく、センターガイドロール98(図示していないが被圧延材8の下側にもある)で被圧延材8を挟持しつつ、図5(a)に示すごとく、(イ)、(ロ)一対の幅プレス用金型92(以下、単に金型)を、被圧延材8の幅方向に、図4で示した幅圧下装置93の往復動作により閉塞して幅プレスを行い、(ハ)離隔し、(ニ)離隔した際に、被圧延材8を上から被圧延材8を押さえてテーブルロール95との間で挟持しつつ搬送するピンチロール94にて、搬送方向Aに向け搬送するという一連の動作を繰り返す。

特許文献1では、図5(b)に示すごとく、被圧延材8の全長を幅プレス完了する前に、被圧延材8を出側に送ってしまい、搬送方向をAとは逆に変えて幅プレスを行う方法について言及している。このようにすると、被圧延材8の尾端の平面形状を大きなフィッシュテール状ではなくタング状にしやすく、クロップロスが減り、製品歩留まりがよい。

(イ)〜(ニ)のようにAに示す方向に搬送しつつ幅プレスを行う場合と、(ホ)のようにAとは搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う場合と、では、金型92の入側傾斜面2のある側が、被圧延材8の搬送方向にみて逆のものを使い分けるのが好ましい。

特許文献2では、Aに示す方向に搬送しつつ幅プレスを行う場合に使う金型と、Aとは搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う場合に使う、入側傾斜面2のある側が被圧延材8の搬送方向にみて逆の金型と、を上下に重ねて配置しておき、Aに示す方向に搬送しつつ幅プレスを行う動作の終了後、Aとは搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う動作の開始前に、金型を上下方向にシフトすることで、使い分けることを提案している。

特許文献2では、また、被圧延材8がステンレス鋼の場合には、金型92として、厚さ方向中央部に凸部を有するもの(以下、凸金型)を使うことにも言及している。その実施例として、図6に示すごとく、普通の炭素鋼用とステンレス鋼用、そして、Aの方向に搬送する場合用と、Aとは逆方向に搬送する場合用、都合4種類の金型を上下に重ねて配置している。(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図をそれぞれ示している。

被圧延材8がステンレス鋼の場合に、金型92として、凸金型を使うのが好ましい理由について、次に説明する。

被圧延材8がステンレス鋼の場合、その粗圧延過程においては、図7に示すごとく、(a)ある圧延パスでの圧延時に自由表面となっている被圧延材8の側面には、(b)被圧延材8が厚み方向に圧縮されることによってしわが発生し、(c)さらにそれにひきつづく別の圧延パスでの圧延時には、その被圧延材8のバルジング(被圧延材側面が樽型に変形すること)により、そのしわが被圧延材8の表裏面に回り込み、エッジシーム疵と呼ばれる表面欠陥となりやすい。

これは、普通の炭素鋼に比べ、ステンレス鋼は、酸化されにくいため、粗圧延途中にデスケーリングされても、しわになった部分がスケールとして剥離しないまま残存しやすいことに起因している。

特許文献3や特許文献4に示されている凸金型を使えば、図8に示すごとく、(a)ある圧延パスでの圧延時に自由表面となっている被圧延材8の側面に、(b)被圧延材8が厚み方向に圧縮されることによってしわが発生しても、(c)さらにそれにひきつづく別の圧延パスでの圧延時に、その被圧延材8に転写した凸金型の形状の作用により、バルジングしたときのそのしわは、被圧延材8の表裏面に回り込みにくく、エッジシーム疵となって表れにくい。

このエッジシーム疵の元は、表面の粗大結晶粒の変形、倒れ込みによるものであるといわれている。すなわち、連続鋳造などにより製造されたスラブ状のステンレス鋼は、加熱炉10で加熱されるときに表層脱炭され、表層の結晶粒が粗大化し、幅プレス時の幅方向の圧縮変形により結晶粒が凸状になり(結晶粒が表層から突起)、この突起した結晶粒が粗圧延、仕上圧延で倒れ込み、エッジシーム疵となる。

特に結晶構造フェライトであるフェライト系ステンレス鋼では、他のステンレス鋼よりも脱炭量が大きく、表層の脱炭層は厚さ1ミリから数ミリに及び、表層以外の部位との結晶学的なすべり挙動の差によって結晶間凹凸が発生する。

本発明に関する説明中、「幅プレス量」とは、幅プレス前後のスラブ状の被圧延材8の幅の差を意味する。

バルジング量」とは、幅プレス前のスラブ状の被圧延材8のコーナ部が粗圧延3パス後に被圧延材8の表面に移動した位置PSCを基準とし、そこからそのときの被圧延材8の幅端部までの距離Vと定義する。なお、バルジング量の説明図を図9に示す。図9は、粗圧延3パス後の被圧延材8の幅端部断面を示している。

「エッジシーム疵の最大回り込み量」とは、被圧延材8の幅端片側あたりのエッジシーム疵が、その被圧延材8の幅中央に向かってどれだけ回り込んでいるかを被圧延材8の全長にわたって測定し、その最大の値を、幅両端について求め、平均したものである。図10は、それを図示したもので、L=(dESopmax+dESdrmax)/2が、エッジシーム疵の最大回り込み量である。

なお、後述の、発明を実施するための最良の形態中での説明との関連で、特許文献5をここで挙げておく。
特開昭61−103601号公報
特許第2730845号公報
特許第2586769号公報
特許第3056466号公報
特開平08−300011号公報
CAMP-ISIJ.VOL.19(2006)-964

概要

被圧延材8の先端部と尾端部においても、エッジシーム疵が被圧延材8の表面に回り込むのを抑え、被圧延材8の全長にわたり、エッジシーム疵の回り込みを小さくすることができるステンレス鋼の幅プレス方法およびそれを用いたステンレス熱延鋼板の製造方法を提供する。ステンレス鋼の幅プレスを行うに際し、複数対ある幅プレス用凸金型のうちの一対の幅プレス用金型92Aで、前記ステンレス鋼の全長について幅プレスを行った後、前記一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型92Bで、前記ステンレス鋼の先端部および尾端部の幅プレスを行う。

目的

本発明は、かような従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、被圧延材8の先端部と尾端部においても、エッジシーム疵が被圧延材8の表面に回り込むのを抑え、被圧延材8の全長にわたり、エッジシーム疵の回り込みを小さくすることができるステンレス鋼の幅プレス方法およびそれを用いたステンレス熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

熱間圧延ラインにて、ステンレス鋼幅プレスを行うに際し、複数対ある幅プレス用凸金型のうちの一対の幅プレス用凸金型で、前記ステンレス鋼の全長について幅プレスを行った後、前記一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型で、前記ステンレス鋼の先端部および尾端部の幅プレスを行うことを特徴とする熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の幅プレス方法。

請求項2

請求項1において、一対の幅プレス用凸金型を、厚さ方向中央部に凸部を有するものとし、しかも、該凸部の高さを15mm以上25mm以下、該凸部の頂辺の長さを70mm以上120mm以下、該凸部の底辺の長さを実質的にスラブ厚と同じにした台形状とするとともに、他の一対の幅プレス用凸金型を、厚さ方向中央部に凸部を有するものとし、しかも、該凸部の高さを、前記一対の幅プレス用凸金型よりも5mm以上15mm以下高くし、該凸部の頂辺の長さを前記一対の幅プレス用凸金型よりも5mm以上40mm以下短くし、該凸部の底辺の長さを実質的にスラブ厚と同じにした台形状とすることを特徴とする熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼スラブの幅プレス方法。

請求項3

請求項1又は2の方法を用いてステンレス鋼の幅プレスを行うことを特徴とするステンレス熱延鋼板の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、圧延されるステンレス鋼のような金属材料(以下、被圧延材)を熱間圧延する過程で、被圧延材の幅端部に発生する、長手方向に伸びる筋状の欠陥エッジシーム疵と呼ぶ)を低減できる、ステンレス鋼の幅プレス方法およびそれを用いたステンレス熱延鋼板の製造方法に関する。

背景技術

0002

熱間圧延とは、一般的に、連続鋳造または造塊、分塊によって製造されたスラブ状の金属材料を加熱炉にて数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対または複数対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばし、コイル状に巻き取る一連のプロセスである。

0003

図3は、従来からある熱間圧延ライン100の一例を示す。加熱炉10により数百〜千数百℃に加熱された厚み150〜300mmの被圧延材8は、粗圧延機12、仕上圧延機18により厚み0.8〜25mmまで圧延されて金属板状に薄く延ばされる。

0004

粗圧延機12は、図3に示す熱間圧延ライン100の場合、R1、R2、R3の3基であるが、必ずしも基数はこれに限らない。1基だけのものや2基のもののほか、最も一般的なものは4基のものであり、基数の多いものだと6基のものまである。最も一般的な4基のものの場合、4基のうち1機を往復圧延するものとし、残る圧延機が一方向圧延を行う3/4連続(スリークォータ)と呼ばれるタイプのものが多い。しかし、4機中3機が一方向のタイプに限らず、例えば図3のように3機中1機が一方向のタイプも含め、3/4連続という。粗圧延機12のすぐ上流に幅プレス9を設置したものもある。

0005

仕上圧延機18を構成する各圧延機スタンド)の数は、図3に示す熱間圧延ライン100の場合、F1〜F7の7基であるが、6基のものもある。

0006

これら各種基数の違いはあるが、粗圧延機12は、往復圧延あるいは一方向圧延あるいは両者により、一般的に合計で6回あるいは7回の粗圧延を行なって、粗圧延後の被圧延材8を、それにつづく仕上圧延機18に向け供給する。粗圧延におけるそれら各回の圧延を、各圧延パスともいい、6回あるいは7回というように複数回圧延することを、6パスで圧延するとか7パスで圧延するともいう。

0007

仕上圧延機18は、数百〜千数百℃の高温の被圧延材8を複数の圧延機で同時に圧延するタンデム圧延機形式をとるが、仕上タンデム圧延機ではなく、略して単に「仕上圧延機」と称されることが多い。19はワークロール、20はバックアップロールである。

0008

図3に示したごとく、仕上圧延機18で被圧延材を一本圧延し、しばらく時間的な間隔をおいて、次の被圧延材を圧延し、という一連の動作を繰り返し行う熱間圧延方法のことを、バッチ圧延という。これに対し、今日では、被圧延材同士を接合して仕上圧延する場合もあり、連続熱間圧延とかエンドレス圧延といわれているが、バッチ圧延の方が一般的である。

0009

ところで、熱間圧延ライン100には、仕上圧延機18の各スタンド間を除いて、その他の圧延機(スタンド)間には、図示しない多数(百以上)のテーブルロールが設置されており、被圧延材8を搬送する。

0010

先述のように数百〜千数百℃に加熱された高温の被圧延材8には、加熱炉10から抽出されたとき、その表裏面に酸化物の層(以下、スケール)が生成している。この他、圧延され薄く延ばされるとともに放熱により降温していく過程でも、被圧延材8は高温の状態で大気に曝されるため、新たなスケールが被圧延材8の表裏面に生成する。このため、粗圧延機12の中の各圧延機の入側には、ポンプからの供給圧にして10〜30MPa内外高圧水を被圧延材8の表裏面に吹き付けてスケールを除去するデスケーリング装置16が設置され、スケールを除去している。

0011

また、各ワークロール19は、高温の被圧延材と接触するので、図示していないが、冷却水にて冷却されている。各バックアップロール20も、冷却水にて冷却されている。

0012

図3において、14はクロップシャーであり、仕上圧延前に被圧延材8の先尾端クロップ(被圧延材8の先尾端の、いびつな形状の部分)を切断除去し、仕上圧延機18にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に整形する。

0013

50は制御装置、70はプロセスコンピュータ、90はビジネスコンピュータである。

0014

ところで、図3に示すような熱間圧延ライン100には、前述の通り、粗圧延機12の上流側に幅プレス9が設置されているものが少なくない。この幅プレス9は、図4ハウジングなどの構造物を省略して鳥瞰図的に示すごとく、センターガイドロール98(図示していないが被圧延材8の下側にもある)で被圧延材8を挟持しつつ、図5(a)に示すごとく、(イ)、(ロ)一対の幅プレス用金型92(以下、単に金型)を、被圧延材8の幅方向に、図4で示した幅圧下装置93の往復動作により閉塞して幅プレスを行い、(ハ)離隔し、(ニ)離隔した際に、被圧延材8を上から被圧延材8を押さえてテーブルロール95との間で挟持しつつ搬送するピンチロール94にて、搬送方向Aに向け搬送するという一連の動作を繰り返す。

0015

特許文献1では、図5(b)に示すごとく、被圧延材8の全長を幅プレス完了する前に、被圧延材8を出側に送ってしまい、搬送方向をAとは逆に変えて幅プレスを行う方法について言及している。このようにすると、被圧延材8の尾端の平面形状を大きなフィッシュテール状ではなくタング状にしやすく、クロップロスが減り、製品歩留まりがよい。

0016

(イ)〜(ニ)のようにAに示す方向に搬送しつつ幅プレスを行う場合と、(ホ)のようにAとは搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う場合と、では、金型92の入側傾斜面2のある側が、被圧延材8の搬送方向にみて逆のものを使い分けるのが好ましい。

0017

特許文献2では、Aに示す方向に搬送しつつ幅プレスを行う場合に使う金型と、Aとは搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う場合に使う、入側傾斜面2のある側が被圧延材8の搬送方向にみて逆の金型と、を上下に重ねて配置しておき、Aに示す方向に搬送しつつ幅プレスを行う動作の終了後、Aとは搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う動作の開始前に、金型を上下方向にシフトすることで、使い分けることを提案している。

0018

特許文献2では、また、被圧延材8がステンレス鋼の場合には、金型92として、厚さ方向中央部に凸部を有するもの(以下、凸金型)を使うことにも言及している。その実施例として、図6に示すごとく、普通の炭素鋼用とステンレス鋼用、そして、Aの方向に搬送する場合用と、Aとは逆方向に搬送する場合用、都合4種類の金型を上下に重ねて配置している。(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図をそれぞれ示している。

0019

被圧延材8がステンレス鋼の場合に、金型92として、凸金型を使うのが好ましい理由について、次に説明する。

0020

被圧延材8がステンレス鋼の場合、その粗圧延過程においては、図7に示すごとく、(a)ある圧延パスでの圧延時に自由表面となっている被圧延材8の側面には、(b)被圧延材8が厚み方向に圧縮されることによってしわが発生し、(c)さらにそれにひきつづく別の圧延パスでの圧延時には、その被圧延材8のバルジング(被圧延材側面が樽型に変形すること)により、そのしわが被圧延材8の表裏面に回り込み、エッジシーム疵と呼ばれる表面欠陥となりやすい。

0021

これは、普通の炭素鋼に比べ、ステンレス鋼は、酸化されにくいため、粗圧延途中にデスケーリングされても、しわになった部分がスケールとして剥離しないまま残存しやすいことに起因している。

0022

特許文献3や特許文献4に示されている凸金型を使えば、図8に示すごとく、(a)ある圧延パスでの圧延時に自由表面となっている被圧延材8の側面に、(b)被圧延材8が厚み方向に圧縮されることによってしわが発生しても、(c)さらにそれにひきつづく別の圧延パスでの圧延時に、その被圧延材8に転写した凸金型の形状の作用により、バルジングしたときのそのしわは、被圧延材8の表裏面に回り込みにくく、エッジシーム疵となって表れにくい。

0023

このエッジシーム疵の元は、表面の粗大結晶粒の変形、倒れ込みによるものであるといわれている。すなわち、連続鋳造などにより製造されたスラブ状のステンレス鋼は、加熱炉10で加熱されるときに表層脱炭され、表層の結晶粒が粗大化し、幅プレス時の幅方向の圧縮変形により結晶粒が凸状になり(結晶粒が表層から突起)、この突起した結晶粒が粗圧延、仕上圧延で倒れ込み、エッジシーム疵となる。

0024

特に結晶構造フェライトであるフェライト系ステンレス鋼では、他のステンレス鋼よりも脱炭量が大きく、表層の脱炭層は厚さ1ミリから数ミリに及び、表層以外の部位との結晶学的なすべり挙動の差によって結晶間凹凸が発生する。

0025

本発明に関する説明中、「幅プレス量」とは、幅プレス前後のスラブ状の被圧延材8の幅の差を意味する。

0026

バルジング量」とは、幅プレス前のスラブ状の被圧延材8のコーナ部が粗圧延3パス後に被圧延材8の表面に移動した位置PSCを基準とし、そこからそのときの被圧延材8の幅端部までの距離Vと定義する。なお、バルジング量の説明図を図9に示す。図9は、粗圧延3パス後の被圧延材8の幅端部断面を示している。

0027

「エッジシーム疵の最大回り込み量」とは、被圧延材8の幅端片側あたりのエッジシーム疵が、その被圧延材8の幅中央に向かってどれだけ回り込んでいるかを被圧延材8の全長にわたって測定し、その最大の値を、幅両端について求め、平均したものである。図10は、それを図示したもので、L=(dESopmax+dESdrmax)/2が、エッジシーム疵の最大回り込み量である。

0028

なお、後述の、発明を実施するための最良の形態中での説明との関連で、特許文献5をここで挙げておく。
特開昭61−103601号公報
特許第2730845号公報
特許第2586769号公報
特許第3056466号公報
特開平08−300011号公報
CAMP-ISIJ.VOL.19(2006)-964

発明が解決しようとする課題

0029

特許文献2の技術は、確かにエッジシーム疵を低減するのに有効ではあるものの、コイル状に巻かれた被圧延材8を巻き戻し、展開して測定してみると、被圧延材8の先端部(スラブ状からコイル状までの全圧下率にもよるが、例えば先端から50mの長さ)および尾端部(同尾端から50mの長さ)では、局部的にエッジシーム疵の回り込みが大きくなる問題があった。一例を挙げると、先端部および尾端部を除いた長手方向中央部では、エッジシーム疵の最大回り込み量Lが5mm以下、と非常に小さくて良好なのにもかかわらず、被圧延材8の先端部および尾端部では、エッジシーム疵の最大回り込み量Lは20mmを超えるという具合である。

0030

被圧延材8の先端部および尾端部でのエッジシーム疵の最大回り込み量Lが大きくなる理由は、被圧延材8の先端部および尾端部は、水平圧延時に、長手方向前後いずれかが、幅方向に広がる変形を抑止されないため、図11にB、Cで示すごとく、先端部および尾端部を除いた長手方向中央部に比べ、幅方向に余計に広がろうとする、いわゆるフレアー変形が生じるため、これによって、エッジシーム疵がより被圧延材8の表面に回り込みやすくなるからである。

0031

加えて、もしも、エッジャーロールによる幅圧下を、図12に示すごとく、被圧延材8の先端部と尾端部において局部的に大きくしようとすると、それによって、同部分には、被圧延材8の幅方向にしわが発生し、却ってエッジシーム疵の発生を助長してしまうという問題があり、この方法を採用することもできない問題も抱えていた。

0032

実際、却ってエッジシーム疵の発生を助長してしまうのを防止するため、被圧延材8の先端部と尾端部はもとより、先端部および尾端部を除いた長手方向中央部においてすら、とくに粗圧延の初期段階、なかでも粗圧延の3パス目までは、一切、エッジャーロールによる幅圧下を行わない方が好ましい、という状況であった。

0033

本発明は、かような従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、被圧延材8の先端部と尾端部においても、エッジシーム疵が被圧延材8の表面に回り込むのを抑え、被圧延材8の全長にわたり、エッジシーム疵の回り込みを小さくすることができるステンレス鋼の幅プレス方法およびそれを用いたステンレス熱延鋼板の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0034

すなわち、本発明は以下の通りである。
(1)熱間圧延ラインにて、ステンレス鋼の幅プレスを行うに際し、複数対ある幅プレス用凸金型のうちの一対の幅プレス用凸金型で、前記ステンレス鋼の全長について幅プレスを行った後、前記一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型で、前記ステンレス鋼の先端部および尾端部の幅プレスを行うことを特徴とする熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼の幅プレス方法。
(2)(1)において、一対の幅プレス用凸金型を、厚さ方向中央部に凸部を有するものとし、しかも、該凸部の高さを15mm以上25mm以下、該凸部の頂辺の長さを70mm以上120mm以下、該凸部の底辺の長さを実質的にスラブ厚と同じにした台形状とするとともに、他の一対の幅プレス用凸金型を、厚さ方向中央部に凸部を有するものとし、しかも、該凸部の高さを、前記一対の幅プレス用凸金型よりも5mm以上15mm以下高くし、該凸部の頂辺の長さを前記一対の幅プレス用凸金型よりも5mm以上40mm以下短くし、該凸部の底辺の長さを実質的にスラブ厚と同じにした台形状とすることを特徴とする熱間圧延ラインにおけるステンレス鋼スラブの幅プレス方法。
(3)(1)又は(2)の方法を用いてステンレス鋼の幅プレスを行うことを特徴とするステンレス熱延鋼板の製造方法。

発明の効果

0035

本発明によれば、被圧延材8の先端部と尾端部においても、エッジシーム疵が被圧延材8の表面に回り込むのを抑え、被圧延材8の全長にわたり、エッジシーム疵の回り込みを小さくすることができる。

発明を実施するための最良の形態

0036

本発明は、熱間圧延ラインにて、ステンレス鋼の幅プレスを行うに際、複数対ある幅プレス用凸金型のうちの一対の幅プレス用凸金型で、前記ステンレス鋼の全長について幅プレスを行った後、前記一対の幅プレス用金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型で、ステンレス鋼の先端部および尾端部の幅プレスを行うことで、コイル状に巻かれた被圧延材8を巻き戻したもの、すなわち、ステンレス熱延鋼板の、先端部と尾端部のエッジシーム疵の最大回り込み量Lを低減するものである。

0037

後述の図1(b)でいえば、最初に一対の凸金型92Aで、スラブ状のステンレス鋼の被圧延材8の幅プレスを行った後、同被圧延材8の先端部および尾端部の、例えば幅プレスを開始する前の被圧延材8に換算して長手方向1mの範囲について、凸の高さの大きい他の一対の凸金型92Bで幅プレスを行う。

0038

上述したように、被圧延材8の先端部および尾端部では、フレアー変形するとともに、被圧延材8の幅端部側面のバルジング変形も大きいので、これを補償するため、最初の一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の凸金型92Bでスラブ状の被圧延材8の側面の凹み量を大きくし、被圧延材8の側面に発生するしわの表面への回り込みを大幅に低減できるものである。

0039

バルジング量Vを低減するためには、最初の一対の幅プレス用金型よりも凸の高さの大きい他の一対の凸金型92Bのみで被圧延材8の全長にわたり幅プレスをすればよいとも考えられるが、そのようにすると、先端部および尾端部のエッジシーム疵の最大回り込み量Lは低減できても、コイル状に巻かれた被圧延材8を巻き戻したステンレス熱延鋼板の長手方向中央部には、幅プレスで形成された凹みが圧延修了後も残存し、内部欠陥となってしまう場合が少なくない。長手方向中央部に対し、凸の高さの大きい他の一対の凸金型92Bのみで被圧延材8の全長にわたり幅プレスを行うと、相対的に凹みを大きくし過ぎるものと考えられる。内部欠陥となっていると、熱間圧延後、次の製造工程である酸洗で、酸液が染み込み、幅端部に錆びが発生する問題があり、大幅な幅スリット切除による歩留まりロスの発生を余儀なくされる。

0040

本発明の一つの実施の形態に係る凸金型の形状および配置に関し、図1(a)は外観斜視図、(b)は凸部の断面図、(c)は平面配置図を夫々示しており、92は凸金型、2はスラブ状の被圧延材8を導入する入側傾斜面、3はこの入側傾斜面2につながりスラブ状の被圧延材8の搬送方向と平行な中間平行面、4は中間平行面3につながりスラブ状の被圧延材8の後端成形に役立つ出側傾斜面であって、これら入側傾斜面2、中間平行面3および出側傾斜面4の組み合わせにてプレス加工面が形成される。5は凸部の頂部、6は凸部の傾斜部、7は凸部の底部を示し、KH,KA,KBは夫々凸金型92の断面に係る凸部の高さ、凸部の頂辺の長さ、凸部の底辺の長さを表し、8はスラブ状の被圧延材である。また、(d)は凸金型92の平面図を示している。

0041

なお、図1(a)では一つの凸金型しか示していないが、実際には、熱間圧延ライン中央を挟んで対称に配置したもう一つの凸金型と一対をなすとともに、さらに、これも図示を省略しているが、その一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型を、上または下に、重ねて配置している。

0042

凸金型92は、図1(c)に示すように対をなし、Aの方向に搬送されるスラブ状の被圧延材8を両側から挟むように配置され、上下の矢印で示すように、その相互の往復運動を繰り返す(駆動手段は図示省略)ことによって搬送中の該スラブ状の被圧延材8をその全長にわたって幅プレスする。

0043

また、凸金型92は、スラブ状の被圧延材8の側面に食い込みやすくするために、凸金型92の凸部は、「台形状」でしかも、凸部の頂辺の中央を挟んで上下方向に略対称に向かい合う傾斜部6の間隔が、頂部5に向かうほど狭まる形状としている。

0044

本実施の形態では、2対ある幅プレス用の凸金型92のうちの一対の幅プレス用凸金型92Aで、ステンレス鋼の被圧延材8の全長について幅プレスを行った後、前記一対の幅プレス用凸金型よりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型92Bで、前記ステンレス鋼の被圧延材8の先端部および尾端部の幅プレスを行うことにより、粗圧延時に被圧延材8の先端部および尾端部にできるフレアー変形ならびに同部側端部のバルジングを補償して、被圧延材8の側端部に発生するしわの被圧延材8の表裏面への回り込みを抑制できる。

0045

以下に、本発明に用いる幅プレス用凸金型の各部寸法について、好ましい範囲を示す。金型92Aが最初に用いる一対の金型、金型92Bが他の一対の金型である。

0046

〔金型92Aの凸部の高さ(KH)〕
金型92Aの凸部の高さKHは、15mm未満であると、粗圧延時に発生する被圧延材8の側端部のバルジング量Vを十分に補償することができず、25mmを超えると、幅プレス時にスラブ状の被圧延材8の捩れが発生しやすくなる。よって、凸部の高さKHは、15mm以上25mm以下とするのが好ましい。

0047

〔金型92Aの凸部の頂辺の長さ(KA)〕
凸部の頂辺の長さKAは、70mm未満であると、幅プレス時に被圧延材8の側端部の凹み量が大きくなり、先にも述べた内部欠陥が、コイル状に巻かれた被圧延材8を巻き戻し、展開したステンレス熱延鋼板の長手方向中央部に発生する。120mmを超えると、十分な凹み量が得られず、シーム疵が大きくなるため、凸部の頂辺の長さKAは70mm以上120mm以下とするのが好ましい。

0048

〔金型92Aの凸部の底辺の長さ(KB)〕
金型92Aの凸部の底辺の長さKBは、実質的にスラブ厚と同じにすれば、スラブ状の被圧延材8の側端部にできる凹みの深さは大きく変化しない。ここで、スラブ厚とは、幅プレスを開始する前のスラブ状の被圧延材8の厚さを意味し、実質的に同じとは、最大で10mmの範囲で大きくても小さくてもよいことを意味する。

0049

〔金型92Bの凸部の高さ(KH)〕
金型92Bの凸部の高さKHが、金型92AのKHよりもどれだけ高いか、その高い分が5mm未満では、十分な凹みを被圧延材8の側端部に付与することができず、その高い分が15mmを超えると、スラブ状の被圧延材8に捩れが発生しやすくなる。よって、本実施の形態にいう、最初の一対の幅プレス用凸金型92Aよりも凸の高さの大きい他の一対の幅プレス用凸金型92Bの凸部の高さKHは、最初の一対の幅プレス用凸金型92Aよりも、5mm以上15mm以下高くするのが好ましい。

0050

〔金型92Bの凸部の頂辺の長さ(KA)〕
金型92Bの凸部の頂辺の長さKAが、金型92Aよりもどれだけ短いか、その短い分が5mm未満では、幅プレス9の叩きずれ(被圧延材8の反りや、幅プレス9への金型92のセッティング時にできる隙間内で金型92がずれる機械精度上の問題などにより発生する、被圧延材8と金型92の上下方向の位置関係のずれ)のため、金型92Aで幅プレスしたときにスラブ状の被圧延材8の側端部に形成された凹みの傾斜部に、金型92Bの凸部が接触して擦れ、新たな疵を発生するからであり、前述の短い分が40mmを超えると、スラブ状の被圧延材8の側端部にできる凹みの深さが大きくなり、先述の内部欠陥が発生するためである。

0051

〔金型92Bの凸部の底辺の長さ(KB)〕
金型92Bの凸部の底辺の長さKBは、金型92Aと同様、実質的にスラブ厚と同じにすれば、金型92Aで幅プレスを行ったときにスラブ状の被圧延材8の側端部に形成された凹みの傾斜部に、金型92Bの凸部が接触して擦れることで発生する新たな疵が発生しにくい。

0052

以上の通りであるが、本発明の実施の形態は、上記に述べた実施の形態に限るものではない。

0053

例えば、凸金型の形状は、図1に示した台形のものに限らず、特許文献5に示す、図2のような丸凸型のものの他、凸を形成するものであれば、いかなるものでもよい。また、一対の金型で、ステンレス鋼の全長について幅プレスを行った後、その一対の幅プレス用金型よりも凸の高さの大きい他の一対の金型で、そのステンレス鋼の先端部および尾端部の幅プレスを行うものであれば、凸部の高さを、最初の一対の幅プレス用金型よりも5mm以上15mm以下高くし、凸部の頂辺の長さを最初の一対の幅プレス用金型よりも5mm以上40mm以下短くし、凸部の底辺の長さを実質的にスラブ厚と同じにしたものでなくても、ある一定の効果は得られる。

0054

また、例えば、図5に示したような、金型を、被圧延材8の幅方向に閉塞し、離隔し、離隔した際に、被圧延材8を搬送方向Aに向け搬送するという一連の動作を繰り返す、いわゆるゴーストップと呼ばれる幅プレス方式だけでなく、金型を閉塞時に同時に搬送方向Aにも動かすいわゆるフライングサイジングプレスと呼ばれる幅プレス方式によってもよい。

0055

さらに、金型92Aによる幅プレスを被圧延材8の全長にわたって行った後、図5(b)(ホ)に示したように、搬送方向をAとは逆に変え、それ以降、搬送方向Aとは逆方向に搬送しながら幅プレスする場合に限らず、被圧延材8の先端が金型よりも入側に至るまで、搬送方向Aとは逆方向に完全に搬送し、しかる後、金型92Bに変え、搬送方向Aに搬送しながら幅プレスするというような方法によってもよいし、あるいは、搬送方向Aはずっと維持したまま、最初、金型92Bで被圧延材8の先端部について幅プレスを行い、金型を、金型92Aに変えて、長手方向中央部について幅プレスを行い、さらに、金型を、再度、金型92Bに変えて、被圧延材の尾端部について幅プレスを行う、というような方法によってもよい。これらの場合は金型92Aと金型92Bで入側傾斜面2のある側を同じにするのが好ましい。

0056

C:0.05mass%、Si: 0.3mass%、Mn: 0.1mass%、Cr:17mass%を含有する、連続鋳造製の、厚さ 200mm、幅1300mm、長さ10mの、スラブ状のフェライト系ステンレス鋼を用意し、図3に示した熱間圧延ラインにて熱間圧延した。なお、粗圧延機12のワークロール19の直径は1300mm、バレル長は2200mm、仕上圧延機18のワークロール19の直径は 700mm、バレル長は2000mm、仕上圧延機18の出側における被圧延材8の搬送速度は 1000m/minとした。

0057

発明例1〜6では、前記スラブ状のフェライト系ステンレス鋼を加熱炉にて1180℃で4hr加熱後、表1中に示す、本発明の実施の形態として述べた好ましい寸法範囲内の金型92Aで、幅プレス量100 mmの幅プレスを行い、直後に金型92Bで、被圧延材8の先端部および尾端部について、幅プレス開始前の被圧延材8に対し、幅プレス量100mmの幅プレスを行った。なお、金型92A、金型92Bの各部の寸法としては、それぞれK1:1250mm、K2:1000mm、K3:600mm、K4:200mm、K5:40mmのものを用いた。

0058

同じ幅プレス量でも、金型92BのKHの方が、金型92AのKHよりも大きいために、スラブ状の被圧延材8の側端部に形成される凹みは深くなる。この金型92Bで、スラブ状の被圧延材8の側端部について、被圧延材8の先端部から1mおよび尾端部から1mの範囲を200mmピッチで幅プレスした。その際、金型92Bによる幅プレスは、先述の図5(b)でいえば、金型92Aによる幅プレスを被圧延材8の全長にわたって行った後、金型を、金型92Bに変え、搬送方向をAとは逆に変え、それ以降、搬送方向Aとは逆方向に搬送しながら行った。金型92Aから金型92Bに変えるには、先述の特許文献2のようにシフトさせればよい。

0059

次いで3スタンドの粗圧延機12により、最初の3パスはエッジャーロール135による幅圧下を行わずに板厚100 mmまで圧延(圧下率50%)し、以降の3パスを加えた計6パスの粗圧延を行って粗圧延機12の出側で板厚25mm、幅1200mmのシートバー状の被圧延材8とし、さらに、該シートバー状の被圧延材8を、7スタンドの仕上圧延機18により板厚4mmに仕上圧延してコイル状に巻き取った。

0060

一方、比較例1〜6では、前記スラブ状のフェライト系ステンレス鋼を加熱炉にて1180℃で4hr加熱後、本発明の実施の形態として述べた好ましい寸法範囲内の金型92Aだけを用いて、幅プレス量100 mmの幅プレスを被圧延材8の全長にわたって行い、次いで3スタンドの粗圧延機12により、最初の3パスはエッジャーロール135による幅圧下を行わずに板厚100 mmまで圧延(圧下率50%)し、以降の3パスを加えた計6パスの粗圧延を行って粗圧延機12の出側で板厚25mm、幅1200mmのシートバー状の被圧延材8とし、さらに、該シートバー状の被圧延材8を、7スタンドの仕上圧延機18により板厚4mmに仕上圧延してコイル状に巻き取った。

0061

従来例では、平金型で100 mmの幅プレスを行い、上記と同じ条件で、板厚4mmに仕上圧延してコイル状に巻き取った。

0062

それぞれの場合の、凸部の頂辺の長さKA、凸部の底辺の長さKBは、表1に示した通りである。エッジシーム疵の最大回り込み量Lを、コイル状に巻かれた被圧延材8を巻き戻したステンレス熱延鋼板の先端部(最先端から10m)よおび尾端部(最尾端から10m)にて測定し、OP(オペレータ)側、DR(ドライブ)側で平均することにより求め、さらにそれを上下面について求め、上下の平均値を示した。

0063

0064

本発明例1〜6では、ステンレス熱延鋼板のエッジシーム疵の最大回り込み量Lを上下面について求め、平均したものは、いずれも小さな値を示しており、良好な結果が得られている。比較例1〜6では、いずれも本発明例1〜6に比べ、先端部および尾端部のエッジシーム疵の回り込み量が大きいことがわかる。さらに、平金型を用いた従来例では、30mmを超える大きなエッジシーム疵の回り込み量になった。

0065

本発明によれば、幅プレスを含む熱間圧延ラインにて製造されるステンレス熱延鋼板のエッジシーム疵が表面に回り込むのを抑えられる結果、スリット切除による歩留まりロスを低減することで、歩留まりを向上させることができ、産業上格段に優れた効果を奏することができる。

図面の簡単な説明

0066

本発明に用いる凸金型の形状および配置に関し、(a)は外観斜視図、(b)は凸部の断面図、(c)は平面配置図、(d)は平面図を夫々示す。
本発明に用いることができる別の形状の金型の例について示す斜視図
本発明を適用すべき、従来からある熱間圧延ラインの一例を示す線図
幅プレスの原理について説明するための斜視図
途中で搬送方向を逆に変えて幅プレスを行う方法について説明するための線図
普通鋼用とステンレス鋼用、そして、Aの方向に搬送する場合用とAとは逆方向に搬送する場合用、都合4種類の金型を上下に重ねて配置しているようすを示す線図
エッジシーム疵の発生するメカニズムについて説明するための線図
凸金型を用いた場合に、エッジシーム疵の発生が低減するメカニズムについて説明するための線図
バルジング量Vを定義する線図
エッジシーム疵およびエッジシーム疵の最大回りこみ量Lを定義する線図
従来技術の問題について説明するための線図
従来技術の問題について説明するための線図

符号の説明

0067

2 入側傾斜面
3中間平行面
4 出側傾斜面
5 凸部の頂部
6 凸部の傾斜部
7 凸部の底部
8被圧延材
9幅プレス
92、92A、92B金型
93幅圧下装置
94ピンチロール
95テーブルロール
98センターガイドロール
10加熱炉
12粗圧延機
135エッジャーロール
14クロップシャー
15 仕上入側温度
18仕上圧延機
19ワークロール
20バックアップロール
21 仕上出側温度
22 仕上出側板厚
23ランナウトテーブル
24コイラー
25 コイラー入側温度計
50制御装置
70プロセスコンピュータ
90ビジネスコンピュータ
100熱間圧延ライン
A 搬送方向
B,Cフレアー変形部
E エッジャーロール軌跡
KH 凸部の高さ
KA 凸部の頂辺の長さ
KB凸部の底辺の長さ
PSC幅プレス前のスラブ状の被圧延材8のコーナー部が粗圧延3パス後に被圧延材8の表面に移動した位置

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