JP2749705B2 - 冷間圧延時の板形状制御方法 - Google Patents
冷間圧延時の板形状制御方法Info
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- JP2749705B2 JP2749705B2 JP2136358A JP13635890A JP2749705B2 JP 2749705 B2 JP2749705 B2 JP 2749705B2 JP 2136358 A JP2136358 A JP 2136358A JP 13635890 A JP13635890 A JP 13635890A JP 2749705 B2 JP2749705 B2 JP 2749705B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
- B21B45/0269—Cleaning
- B21B45/0275—Cleaning devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
- B21B2001/221—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length by cold-rolling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属材料の冷間圧延に関し、特に冷間圧延時
の板形状を良好にするものである。
の板形状を良好にするものである。
従来このような金属板の冷間圧延としては、例えばア
ルミ板の冷間圧延がある。そこで以下、この例について
説明する。Al板圧延材に要求される品質としては、金属
的特性，表面性状、寸法精度および形状が挙げられる。
ここで形状とは板の平坦度をいい、フラットネスと称さ
れることもある。このうち形状に関しては、ユーザー要
求を満たす事は当然として、冷間圧延時の板切れ防止及
び圧延速度向上といった生産性向上の点からも良好に保
つ必要がある。従来これらの点に対処するには、以下の
方法がとられている。
ルミ板の冷間圧延がある。そこで以下、この例について
説明する。Al板圧延材に要求される品質としては、金属
的特性，表面性状、寸法精度および形状が挙げられる。
ここで形状とは板の平坦度をいい、フラットネスと称さ
れることもある。このうち形状に関しては、ユーザー要
求を満たす事は当然として、冷間圧延時の板切れ防止及
び圧延速度向上といった生産性向上の点からも良好に保
つ必要がある。従来これらの点に対処するには、以下の
方法がとられている。
１）上下の作業ロール（以下WR）にロールベンディング
力（以下WRB）を付与したり、あるいは中間ロール（以
下IMR）を軸方向に移動させる方法。
力（以下WRB）を付与したり、あるいは中間ロール（以
下IMR）を軸方向に移動させる方法。
しかしこれは全てWRの曲げたわみを利用するものであ
り、板巾方向の中央部又は端部単独に生ずるいわゆる単
純伸びの制御にのみ有効である。
り、板巾方向の中央部又は端部単独に生ずるいわゆる単
純伸びの制御にのみ有効である。
２）単純伸び以外の1/4伸び,1/8伸び等のいわゆる局部
伸びを防止する方法として、WRの冷却水量を巾方向に調
整して、WR熱膨張量を制御する方法。
伸びを防止する方法として、WRの冷却水量を巾方向に調
整して、WR熱膨張量を制御する方法。
３）特開昭59−174208号公報に記載されている様に、圧
延機入側に濃度の異なる圧延油を別個に供給するための
圧延油供給装置を２種類以上設け、巾方向の板とWR間の
摩擦係数を制御する方法。
延機入側に濃度の異なる圧延油を別個に供給するための
圧延油供給装置を２種類以上設け、巾方向の板とWR間の
摩擦係数を制御する方法。
しかし、上記従来技術の場合、以下に示す問題点が挙
げられる。
げられる。
前記１）の場合 単純伸びに対してのみ有効であり、局
部伸びに対する効果はない。又、装置の初期コストが高
くつく。
部伸びに対する効果はない。又、装置の初期コストが高
くつく。
２）の場合 局部伸びに対してある程度有効である
が、流量調整量のオンオフバルブあるいは流量調整弁を
備える必要がある為、装置コストのアップあるいは装置
の維持費用が高くなる。又、局部伸びを完全に防止する
事はできない。
が、流量調整量のオンオフバルブあるいは流量調整弁を
備える必要がある為、装置コストのアップあるいは装置
の維持費用が高くなる。又、局部伸びを完全に防止する
事はできない。
３）の場合 アルミ冷延ではWR冷却液として鉱物油
をそのまま使用するのが一般的であり、冷却液の濃度を
変更する事は不可能である。即ちアルミ冷延には適用出
来ない。又、板に出来たとしても装置コストがアップす
る。
をそのまま使用するのが一般的であり、冷却液の濃度を
変更する事は不可能である。即ちアルミ冷延には適用出
来ない。又、板に出来たとしても装置コストがアップす
る。
本発明はこれに鑑み検討し、圧延時の板形状を良好に
保つ方法を提供するものである。
保つ方法を提供するものである。
即ち本発明は、金属材料の冷間板圧延において、最終
パスまでに少なくとも１回以上、pH10以上のアルカリ溶
液にて１〜30秒間アルカリ洗浄を圧延板の巾方向に均一
又は不均一に行うことを特徴とするものである。
パスまでに少なくとも１回以上、pH10以上のアルカリ溶
液にて１〜30秒間アルカリ洗浄を圧延板の巾方向に均一
又は不均一に行うことを特徴とするものである。
このように本発明は、冷間板圧延において、最終圧延
前の板をエッチングする際、巾方向にエッチング量を調
整する事を特徴とするものである。
前の板をエッチングする際、巾方向にエッチング量を調
整する事を特徴とするものである。
これは本発明者らが、圧延板の形状制御法について系
統的に研究を行って得た以下の知見に基づくものであ
る。
統的に研究を行って得た以下の知見に基づくものであ
る。
第１図に従来条件でアルミ板を冷間圧延したときの圧
延時の板の出側形状をその巾方向で示す。この線図は圧
延機出側に設けられた形状検出器によるものである。こ
の第１図によれば、板巾の約1/8の部分が他の部分に比
較して局部的に伸びていることが解る。そこでこのよう
な形状となる現象を、通常1/8伸びと呼んでいる。
延時の板の出側形状をその巾方向で示す。この線図は圧
延機出側に設けられた形状検出器によるものである。こ
の第１図によれば、板巾の約1/8の部分が他の部分に比
較して局部的に伸びていることが解る。そこでこのよう
な形状となる現象を、通常1/8伸びと呼んでいる。
この1/8伸びの原因としては、入側板のクラウン,WRの
たわみあるいは扁平形状等の多くの要因が考えられる
が、最大の要因としては圧延時ヒートクラウン形状が台
形状である事が考えられる。即ち、圧延時の材料からWR
への入熱が過大である為、WRが台形状に熱膨張し、その
肩の部分で板が相対的に多く圧下されて1/8伸びが生じ
ると考えられる。
たわみあるいは扁平形状等の多くの要因が考えられる
が、最大の要因としては圧延時ヒートクラウン形状が台
形状である事が考えられる。即ち、圧延時の材料からWR
への入熱が過大である為、WRが台形状に熱膨張し、その
肩の部分で板が相対的に多く圧下されて1/8伸びが生じ
ると考えられる。
そこで1/8伸び対策としては、ヒートクラウン形状を
適正に修正する事が行われる。即ち、WRの冷却水量を1/
8部で相対的に増加させ、1/8部の熱膨張量を極力減少さ
せる方策が取られる。
適正に修正する事が行われる。即ち、WRの冷却水量を1/
8部で相対的に増加させ、1/8部の熱膨張量を極力減少さ
せる方策が取られる。
しかしながら、本方策では、1/8伸びを完全に防止す
る事は不可能と言える。その理由は、1/8伸びを完全に
防止するだけの低温，大容量のWR冷却液を得る事は工業
的に許されるコスト内では不可能な為である。
る事は不可能と言える。その理由は、1/8伸びを完全に
防止するだけの低温，大容量のWR冷却液を得る事は工業
的に許されるコスト内では不可能な為である。
このため本発明者らは、別の1/8伸び防止方法を検討
した。
した。
JIS A 1100Al合金のＯ材を圧延の出側厚さ0.3mmとす
る冷間圧延を施す際に、板に後述の第１表の条件でアル
カリ洗浄を行なったものと、アルカリ洗浄を行なわない
ものとの圧延荷重の違いを第２図に示した。図より明ら
かにアルカリ洗浄を行なうと圧延荷重が大きいことがわ
かる。
る冷間圧延を施す際に、板に後述の第１表の条件でアル
カリ洗浄を行なったものと、アルカリ洗浄を行なわない
ものとの圧延荷重の違いを第２図に示した。図より明ら
かにアルカリ洗浄を行なうと圧延荷重が大きいことがわ
かる。
この現象を圧延理論により考察すると以下のことが明
らかである。先ず圧延荷重Prは次の，式により表わ
される。
らかである。先ず圧延荷重Prは次の，式により表わ
される。
km ：変形抵抗 Ｒ′：扁平ロール半径 Δh:圧下量 Qp ：圧下力関数 Qp＝ｆ（μ，Δｈ） … μ ：ロールと板との摩擦係数 ここでアルカリ洗浄を行うと圧延荷重が増加する理由
として、以下のことが考えられる。
として、以下のことが考えられる。
ロールと板間の摩擦係数μは、圧延板の表面状態の影
響を受け、一般的には表面が粗い方がμは大きいと言え
る。
響を受け、一般的には表面が粗い方がμは大きいと言え
る。
そこで、圧延前の板をアルカリ洗浄する事により板表
面が粗面化し、その影響でμが増加し、その結果Qpが増
加し圧延荷重が増加すると考えられる。
面が粗面化し、その影響でμが増加し、その結果Qpが増
加し圧延荷重が増加すると考えられる。
次に出側板圧ｈをゲージメーター式で表わすと式で
表わされる。
表わされる。
So:ギャップ設定値 k :ミルバネ Co:ロール熱膨張量補正値 ここで右辺第２項は荷重による圧延機の弾性変形量を
示す。
示す。
この状態を模式的に示したのが第３図である。即ち第
３図に示すように上WR（１）と下WR（２）との間隙量を
Soとして、この間隙で金属板（３）を圧延する際に、圧
延機の弾性変形量は大部分がロールの扁平変形により生
じていると考えられる。
３図に示すように上WR（１）と下WR（２）との間隙量を
Soとして、この間隙で金属板（３）を圧延する際に、圧
延機の弾性変形量は大部分がロールの扁平変形により生
じていると考えられる。
従って式より、巾方向の荷重分布を調整できれば、
それに伴って、出側巾方向板厚分布が調整できると考え
られる。
それに伴って、出側巾方向板厚分布が調整できると考え
られる。
そこで、前述，式より、WR,板間のμを巾方向に
調整すれば、巾方向出側板厚、即ち出側板形状を調整で
きると考えられる。
調整すれば、巾方向出側板厚、即ち出側板形状を調整で
きると考えられる。
以上の考察より、本発明者らは、圧延前の板を巾方向
にパターンを設けてアルカリエッチングする実験を行っ
た。
にパターンを設けてアルカリエッチングする実験を行っ
た。
即ち、第１図に示す1/8伸びを示す板に対して、その1
/8伸び部のみを長手方向にエッグした場合の板の出側形
状を第４図（ａ）に示し、同様の板に対して、その中央
部のみを長手方向にエッチングした場合の出側形状を第
４図（ｂ）に示し、また同じ板に対して巾方向全体を長
手方向に均一にエッチングした後上記1/8伸び部を更に
強くエッチングした場合の出側の形状を第４図（ｃ）に
示した。
/8伸び部のみを長手方向にエッグした場合の板の出側形
状を第４図（ａ）に示し、同様の板に対して、その中央
部のみを長手方向にエッチングした場合の出側形状を第
４図（ｂ）に示し、また同じ板に対して巾方向全体を長
手方向に均一にエッチングした後上記1/8伸び部を更に
強くエッチングした場合の出側の形状を第４図（ｃ）に
示した。
第４図（ａ）〜（ｃ）より明らかに、アルカリエッチ
ングを行った部分は、行わなかった部分に比較して、出
側形状が伸びにくい事がわかる。
ングを行った部分は、行わなかった部分に比較して、出
側形状が伸びにくい事がわかる。
以上より、冷延時に1/8伸びが発生する場合、それを
防止する為には、圧延前に1/8部をアルカリエッチング
して入側板の1/8部を粗面化する必要があると言える。
防止する為には、圧延前に1/8部をアルカリエッチング
して入側板の1/8部を粗面化する必要があると言える。
当然1/8伸び以外の例えば、中伸びが発生する場合
は、その対策としては圧延前に板巾中央部を粗面化する
事が有効である。
は、その対策としては圧延前に板巾中央部を粗面化する
事が有効である。
ただし、アルカリ洗浄をあまり長時間行うと板表面の
粗度が大きくなりすぎて、最終パス後の板表面が光沢を
失うので、適度な洗浄条件を設定する必要がある。
粗度が大きくなりすぎて、最終パス後の板表面が光沢を
失うので、適度な洗浄条件を設定する必要がある。
そこでアルカリ洗浄条件であるが、本発明でアルカリ
洗浄を行う温度は15〜90℃の範囲で十分であり、用いる
アルカリはNaOH,KOH,Ca（OH）２等を用いればよいが、
特に0.3〜10％のNaOHを使用し５〜60秒の範囲で処理す
る事が望ましい。
洗浄を行う温度は15〜90℃の範囲で十分であり、用いる
アルカリはNaOH,KOH,Ca（OH）２等を用いればよいが、
特に0.3〜10％のNaOHを使用し５〜60秒の範囲で処理す
る事が望ましい。
アルカリ洗浄を行うパスは理想的には冷間圧延時１パ
ス目から最終パス前迄全パス行うのが望ましい。
ス目から最終パス前迄全パス行うのが望ましい。
しかし、実際的にはサイドシフトの発生し易い最終パ
ス前で行うのが、コスト的に最も有利である。
ス前で行うのが、コスト的に最も有利である。
又、巾方向の洗浄パターンは、圧延機の特性及び材料
の巾，厚さ，硬さにより異なるが、一般的には1/8〜1/4
部を強く洗浄するパターンが望ましい。
の巾，厚さ，硬さにより異なるが、一般的には1/8〜1/4
部を強く洗浄するパターンが望ましい。
なお本発明では素材の粗面化方法としてアルカリ洗浄
のみを示したが、他の化学的処理例えば、酸エッチング
でも同様の効果が得られる。又電解エッチング等の電気
化学的処理及びショットブラスト等物理的処理も同様で
ある。
のみを示したが、他の化学的処理例えば、酸エッチング
でも同様の効果が得られる。又電解エッチング等の電気
化学的処理及びショットブラスト等物理的処理も同様で
ある。
又、潤滑状態の変化法として素材の粗面化に注目した
が、素材表面酸化膜の除去による新生面の発生も同様の
効果をもたらす。
が、素材表面酸化膜の除去による新生面の発生も同様の
効果をもたらす。
又、アルカリ洗浄も全長にわたって行うのが望ましい
が、コスト的に問題があれば１部を省略する事も考えら
れる。
が、コスト的に問題があれば１部を省略する事も考えら
れる。
次に本発明の実施例を説明する。
JIS A 1100Al合金Ｏ材を板厚0.6mmから板厚0.3mmに冷
間圧延するに際し、第１表に示す板の巾方向の洗浄位置
に対して同じく第１表に示す条件でアルカリ洗浄を実施
して、その最終圧延板の板形状の評価と板表面の光沢の
程度を調べ、これらの結果を第１表に示した。なおアル
カリ洗浄しない従来例についても調査してその結果を第
１表に併記した。
間圧延するに際し、第１表に示す板の巾方向の洗浄位置
に対して同じく第１表に示す条件でアルカリ洗浄を実施
して、その最終圧延板の板形状の評価と板表面の光沢の
程度を調べ、これらの結果を第１表に示した。なおアル
カリ洗浄しない従来例についても調査してその結果を第
１表に併記した。
第１表より明らかに本発明法によれば板形状の優れた
Al圧延板が得られる。
Al圧延板が得られる。
本発明によれば、比較的低コストで冷間圧延時の板形
状と表面品質とを良好に保つことができる等顕著な効果
を奏する。
状と表面品質とを良好に保つことができる等顕著な効果
を奏する。
第１図は、従来の冷間圧延板の巾方向の出側形状を示す
線図、第２図はアルカリ洗浄の有無による圧延荷重の違
いを示す線図、第３図（ａ）（ｂ）は圧延機ロールを示
すもので（ａ）は無負荷時の正面図、（ｂ）は有負荷時
の正面図、第４図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明法を
用いた場合の冷間圧延板の巾方向の出側形状を示す線図
である。 １……上作業ロール ２……下作業ロール ３……板
線図、第２図はアルカリ洗浄の有無による圧延荷重の違
いを示す線図、第３図（ａ）（ｂ）は圧延機ロールを示
すもので（ａ）は無負荷時の正面図、（ｂ）は有負荷時
の正面図、第４図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明法を
用いた場合の冷間圧延板の巾方向の出側形状を示す線図
である。 １……上作業ロール ２……下作業ロール ３……板
Claims (1)
- 【請求項１】金属材料の冷間板圧延において、最終パス
までに少なくとも１回以上、pH10以上のアルカリ溶液に
て１〜300秒間のアルカリ洗浄を圧延板の巾方向に均一
又は不均一に行うことを特徴とする冷間圧延時の板形状
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136358A JP2749705B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 冷間圧延時の板形状制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136358A JP2749705B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 冷間圧延時の板形状制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0433711A JPH0433711A (ja) | 1992-02-05 |
| JP2749705B2 true JP2749705B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=15173314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2136358A Expired - Lifetime JP2749705B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 冷間圧延時の板形状制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749705B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2136358A patent/JP2749705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0433711A (ja) | 1992-02-05 |
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