JP2012171008A - Temper rolling method, temper rolling apparatus, and manufacturing method of steel strip - Google Patents
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Abstract
【課題】荷重一定制御のような問題が生じず、また、高価なオンライン表面粗さ計がなくても、コイル内での変動があっても表面粗さを目標値に精度よく制御することができる鋼帯の調質圧延方法を提供すること。
【解決手段】以下の式で表される粗さ転写パラメータpが一定となるように、圧延荷重および/または出側張力を調整して調質圧延する。
p=α・pp+β・f
ただし、pp:ピーク面圧(MPa)、f:先進率(%)、α、β:定数である。
【選択図】 図1[PROBLEMS] To control the surface roughness with a target value accurately even if there is no problem such as constant load control, and there is no expensive online surface roughness meter, even if there is a fluctuation in the coil. To provide a temper rolling method for steel strip.
The temper rolling is carried out by adjusting the rolling load and / or the exit side tension so that the roughness transfer parameter p represented by the following formula is constant.
p = α · p p + β · f
However, p p : peak surface pressure (MPa), f: advanced rate (%), α, β: constant.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、調質圧延方法および調質圧延装置、ならびに鋼帯の製造方法に関する。 The present invention relates to a temper rolling method, a temper rolling apparatus, and a steel strip manufacturing method.
一般に、鋼帯の調質圧延は、冷間圧延プロセスにより目標厚さに仕上げられた冷延鋼帯を焼鈍した後、調質圧延機によって例えば伸び率1%程度の軽圧下を鋼帯に施すことによって行われる。また、場合によっては溶融亜鉛めっきや電気錫めっきなどの表面処理を焼鈍後の冷延鋼帯に施した後、調質圧延を施す場合もある。調質圧延を施すと鋼帯が一様に伸ばされることによって、鋼帯の形状が矯正されるとともに鋼帯の機械的性質(例えば降伏点伸び、引張り強さ、伸びなど)が調整される。したがって、調質圧延は鋼帯の形状を調整したり、あるいは鋼帯の機械的性質を調整したりする上で重要であり、さらに鋼帯の表面粗さなどの性状を調整することも調質圧延の重要な目的の一つである。 In general, temper rolling of a steel strip is performed by annealing a cold-rolled steel strip finished to a target thickness by a cold rolling process, and then subjecting the steel strip to a light reduction of, for example, about 1% elongation using a temper rolling mill. Is done by. In some cases, temper rolling may be performed after applying a surface treatment such as hot dip galvanization or electrotin plating to the cold-rolled steel strip after annealing. When the temper rolling is performed, the steel strip is stretched uniformly, thereby correcting the shape of the steel strip and adjusting the mechanical properties of the steel strip (for example, yield point elongation, tensile strength, elongation, etc.). Therefore, temper rolling is important for adjusting the shape of the steel strip or adjusting the mechanical properties of the steel strip, and also adjusting the properties such as the surface roughness of the steel strip. It is one of the important purposes of rolling.
このような調質圧延に用いられるワークロールの直径は、通常、300〜700mm程度であり、調質圧延に供される鋼帯の厚みが0.15〜3.0mm程度であることから、鋼帯を調質圧延する際には、鋼帯厚みに対して非常に大きな径を有するワークロールが用いられることとなる。また調質圧延は、ワークロールに潤滑材を供給せずに鋼帯を圧延するドライ圧延方式、あるいはワークロール表面への鋼帯材料の付着を防止するため、潤滑性の低い潤滑材をワークロールに供給して鋼帯を圧延する圧延方式が用いられる。つまり、鋼帯を調質圧延するときには、摩擦係数の低減を目的とした高潤滑性の潤滑材を用いないのが一般的であり、ワークロールと鋼帯表面との間の摩擦係数が非常に大きくなることが推察される。 The diameter of the work roll used for such temper rolling is usually about 300 to 700 mm, and the thickness of the steel strip used for temper rolling is about 0.15 to 3.0 mm. When the strip is temper-rolled, a work roll having a very large diameter with respect to the steel strip thickness is used. Also, temper rolling is a dry rolling method in which steel strip is rolled without supplying lubricant to the work roll, or in order to prevent adhesion of steel strip material to the work roll surface, a lubricant with low lubricity is used for the work roll. A rolling method is used in which the steel strip is rolled by supplying to the steel. In other words, when temper rolling a steel strip, it is common not to use a lubricant with high lubricity for the purpose of reducing the friction coefficient, and the friction coefficient between the work roll and the steel strip surface is very high. It is assumed that it will grow.
従来、鋼帯の表面粗さを目標範囲に制御することが重要である場合には、例えば特許文献1のような方法で平均面圧、すなわち、圧延荷重を決定した後、コイル内における圧延時の変動に対して常に該圧延荷重に一致するように、ロールギャップや圧延張力を変更していた。これを一般に荷重一定制御と呼ぶ。 Conventionally, when it is important to control the surface roughness of a steel strip within a target range, after determining the average surface pressure, that is, the rolling load, by a method such as Patent Document 1, for example, when rolling in a coil The roll gap and the rolling tension were changed so that the rolling load always coincided with the rolling load. This is generally called constant load control.
また、特許文献2には、オンラインの表面粗度測定装置により測定した調質圧延機出側の鋼板表面粗度と実績伸び率により、圧下力と出側張力を修正する方法が開示されている。特許文献3にも、調質圧延機出側の表面粗度測定装置により測定した表面粗度が所定の範囲に収まるように圧延荷重を自動制御する方法が開示されている。さらに、特許文献4には、表面粗さを連続的あるいは断続的に測定し、伸び率、入側張力、出側張力(湿式の場合はさらに摩擦係数)を修正する方法が開示されている。ここで、伸び率の修正とはすなわち圧下の修正とされている。
上記従来特許のうち、荷重一定制御では、圧延後の表面粗さを目標値に制御することが難しい。一つの要因はロールの磨耗によるものであり、通常、ロール表面に硬質クロムめっきを施すことにより、表面粗さの変動が抑えられている。しかし、コイル内での板厚変動や硬度変動に対し、荷重を一定としても表面粗さの変動が大きく目標値を外れることがあった。また、特許文献1に記載の方法では、ロール径が異なる場合に、鋼板表面粗さが目標値とならないことがある。 Among the above-mentioned conventional patents, with the constant load control, it is difficult to control the surface roughness after rolling to a target value. One factor is due to the wear of the roll. Usually, fluctuations in the surface roughness are suppressed by applying hard chromium plating to the roll surface. However, with respect to plate thickness fluctuations and hardness fluctuations in the coil, even if the load is constant, fluctuations in surface roughness may be large and deviate from the target value. Further, in the method described in Patent Document 1, when the roll diameter is different, the steel sheet surface roughness may not be a target value.
特許文献2および3に開示の方法では、調質圧延機出側で連続的に表面粗さを測定することが前提となっており、高価なオンライン表面粗さ計を具備しなければならず、設備コストがかかる。
The methods disclosed in
特許文献4に開示の方法では断続的な測定でもよいとされており、必ずしもオンライン表面粗さ計は必要ないが、断続的な測定を行うにはラインを停止して検査台上でオペレータが測定するといった作業が必要となり、作業効率・生産効率が低い。
In the method disclosed in
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、荷重一定制御のような問題が生じず、また、高価なオンライン表面粗さ計がなくても、コイル内での変動があっても鋼帯の表面粗さを目標値に精度よく制御することができる調質圧延方法および調質圧延装置、ならびに鋼帯の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and does not cause problems such as constant load control, and even if there is no expensive on-line surface roughness meter, even if there are fluctuations in the coil, steel is used. It is an object of the present invention to provide a temper rolling method and a temper rolling apparatus that can accurately control the surface roughness of a strip to a target value, and a steel strip manufacturing method.
本発明者等は、調質圧延に関する実験や有限要素法(FEM)による計算も行い、調質圧延の粗さ転写に関し、支配的な影響を及ぼす因子について検討した。 The present inventors also conducted experiments relating to temper rolling and calculations based on the finite element method (FEM) to examine factors that have a dominant influence on the roughness transfer of temper rolling.
まず、調質圧延では、ロール径が非常に大きい上に、鋼帯の伸び率が1%程度であることから、圧延前後の鋼帯の板厚変化がロール径やロールバイトの圧延方向長さに比べて著しく小さい。したがって、面圧分布についてはHertzの弾性接触の式として知られている弾性円筒体が剛体平面に接触する場合の面圧分布と大きな差異がないことが分かった。したがって、そのピーク面圧が一つの重要な因子となる。 First, in temper rolling, since the roll diameter is very large and the elongation of the steel strip is about 1%, the change in the thickness of the steel strip before and after rolling depends on the roll diameter and the length in the rolling direction of the roll bite. Is significantly smaller than Therefore, it was found that the surface pressure distribution is not significantly different from the surface pressure distribution in the case where the elastic cylinder known as the Hertz's elastic contact formula contacts the rigid body plane. Therefore, the peak surface pressure is an important factor.
特許文献1に記載の方法では上記のような知見を加味していないため、平均面圧を因子としており、そのため鋼板の表面粗さの精度は十分とは言い難い。調質圧延に供されるワークロール径は常に一定ではないから、因子を平均面圧からピーク面圧とすることによって、鋼板表面粗さを精度良く予測することができる。 Since the method described in Patent Document 1 does not take into account the above knowledge, the average surface pressure is a factor, and therefore the accuracy of the surface roughness of the steel sheet is not sufficient. Since the diameter of the work roll used for temper rolling is not always constant, the steel sheet surface roughness can be accurately predicted by changing the factor from the average surface pressure to the peak surface pressure.
また、調質圧延の粗さ転写には、先進率も大きな影響を与えていることが判明した。すなわち、荷重を一定(すなわちピーク面圧を一定)とした場合でも、先進率が変わることによって表面粗さが変化することを新たに見出した。特許文献1に記載の方法では、このような先進率については考慮しておらず、鋼帯の表面粗さの精度は十分とは言い難い。 It was also found that the advance rate has a great influence on the roughness transfer of temper rolling. That is, the present inventors have newly found that even when the load is constant (that is, the peak surface pressure is constant), the surface roughness changes as the advance rate changes. In the method described in Patent Document 1, such an advanced rate is not considered, and it is difficult to say that the accuracy of the surface roughness of the steel strip is sufficient.
先進率fは出側板速度VS(mpm)とロール周速VR(mpm)を用いて以下の(1)式で表される。通常、出側板速度は、圧延機出側に設置された板速計や、張力を制御する目的で調質圧延機出側に設置されたブライドルロールの回転速度などによって検出される。
f={(VS/VR)−1}×100[%] ・・・(1)
The advance rate f is expressed by the following equation (1) using the exit side plate speed V S (mpm) and the roll peripheral speed V R (mpm). Usually, the exit side plate speed is detected by a plate speedometer installed on the exit side of the rolling mill, a rotational speed of a bridle roll installed on the exit side of the temper rolling mill for the purpose of controlling tension, and the like.
f = {(V S / V R ) −1} × 100 [%] (1)
さらに、本発明者は、調質圧延では伸び率が小さく摩擦係数が大きいため、ロールバイト内においてワークロールと鋼板表面はほぼ全面固着の状態となっているが、入口、出口付近では極僅かに相対滑りが発生しており、特に出口付近の相対滑りは粗さの転写を促進すること、および上記先進率がこの相対滑り量とよく相関することを見出した。出口付近の相対滑り量をオンラインで測定することは非常に困難であるが、このように先進率が相対滑り量とよく相関するため、先進率を二つ目の因子として活用することとした。 Furthermore, the present inventor found that the temper rolling has a small elongation rate and a large friction coefficient, so that the work roll and the steel plate surface are almost completely fixed in the roll bite, but very little in the vicinity of the inlet and outlet. It has been found that relative slip occurs, and in particular, relative slip near the exit promotes the transfer of roughness, and that the advanced rate correlates well with this relative slip amount. Although it is very difficult to measure the relative slip near the exit online, the advance rate is well correlated with the relative slip, so we decided to use the advance rate as the second factor.
特許文献2〜4ではオンラインでの表面粗さ測定を前提としているが、一般にオンライン表面粗さ計の出力は変動が大きく、制御に用いるためには移動平均などのフィルター処理が必要である。結果的にオンライン表面粗さ計で測定される鋼板表面粗さの変動は上述したロールの摩耗によるものが中心となり、そのような変動は本発明のように先進率をモニターすることにより修正することができる。
In
特許文献4に示されているような断続的測定を含め、調質圧延機出側で鋼板表面粗さを測定することは、特にセットアップ精度が低くコイル先端から鋼板表面粗さを所定の範囲に収めることが困難な場合に有効であるが、これは主にロール径の影響が大きいことから本発明のようにピーク面圧を考慮することにより対処することができる。
Including intermittent measurement as shown in
本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、以下の(1)〜(3)を提供する。
(1)冷間圧延および焼鈍後の鋼帯に対して調質圧延を行う調質圧延方法であって、以下の式で表される粗さ転写パラメータpが一定となるように、圧延荷重および/または出側張力を調整して調質圧延することを特徴とする調質圧延方法。
p=α・pp+β・f
ただし、
pp:ピーク面圧(MPa)
f:先進率(%)
α、β:定数
である。
(2)冷間圧延および焼鈍後の鋼帯に対して調質圧延を行う調質圧延装置であって、鋼帯を圧延するワークロールを有する圧延スタンドと、入出側の張力を制御するためのブライドルロールと、以下の式で表される粗さ転写パラメータpが一定となるように、圧延荷重および/または出側張力を調整する制御部とを備えることを特徴とする調質圧延装置。
p=α・pp+β・f
ただし、
pp:ピーク面圧(MPa)
f:先進率(%)
α、β:定数
である。
(3)素材を冷間圧延し、焼鈍した後、素材鋼帯を調質圧延して鋼帯を製造する鋼帯の製造方法であって、前記調質圧延は、以下の式で表される粗さ転写パラメータpが一定となるように、圧延荷重および/または出側張力を調整して行われることを特徴とする鋼帯の製造方法。
p=α・pp+β・f
ただし、
pp:ピーク面圧(MPa)
f:先進率(%)
α、β:定数
である。
This invention is made | formed based on the said knowledge, and provides the following (1)-(3).
(1) A temper rolling method in which temper rolling is performed on a steel strip after cold rolling and annealing, and the rolling load and the roughness transfer parameter p represented by the following formula are constant. A temper rolling method comprising temper rolling by adjusting the exit side tension.
p = α · p p + β · f
However,
p p : Peak surface pressure (MPa)
f: Advanced rate (%)
α, β: constants.
(2) A temper rolling apparatus for performing temper rolling on a steel strip after cold rolling and annealing, for controlling the tension on the entry and exit sides of a rolling stand having a work roll for rolling the steel strip. A temper rolling apparatus comprising: a bridle roll; and a control unit that adjusts a rolling load and / or an exit side tension so that a roughness transfer parameter p represented by the following formula is constant.
p = α · p p + β · f
However,
p p : Peak surface pressure (MPa)
f: Advanced rate (%)
α, β: constants.
(3) A steel strip manufacturing method in which a steel strip is manufactured by cold-rolling and annealing a raw material and then temper-rolling the raw steel strip, and the temper rolling is represented by the following equation: A method for producing a steel strip, wherein the rolling load and / or the exit side tension are adjusted so that the roughness transfer parameter p is constant.
p = α · p p + β · f
However,
p p : Peak surface pressure (MPa)
f: Advanced rate (%)
α, β: constants.
本発明によれば、ワークロール径の違いや、鋼帯の硬度変動、板厚変動に起因する荷重変動、張力変動があった場合にも、鋼帯粗さの変動を抑え目標値通りにすることができる。また、オンライン表面粗さ計のような高価な測定機を導入する必要がなく設備コストを低減することができ、また、断続的な粗さ測定も必要ないので作業性・生産性がよい。 According to the present invention, even when there is a difference in the work roll diameter, a hardness variation of the steel strip, a load variation due to a plate thickness variation, or a tension variation, the variation in the steel strip roughness is suppressed and the target value is achieved. be able to. In addition, it is not necessary to introduce an expensive measuring machine such as an on-line surface roughness meter, the equipment cost can be reduced, and since intermittent roughness measurement is not necessary, workability and productivity are good.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本実施の形態においては、熱間圧延した素材を冷間圧延し、焼鈍した後、素材鋼帯を調質圧延し、所望の鋼帯を製造する。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
In the present embodiment, the hot-rolled material is cold-rolled and annealed, and then the material steel strip is temper-rolled to produce a desired steel strip.
冷間圧延および焼鈍は常法に従って実施すればよく、条件等は特に限定されるものではない。また、鋼帯の材質には特に制限はなく、溶融めっき、電気めっきの施された鋼帯に対しても適用することができる。 Cold rolling and annealing may be carried out according to conventional methods, and the conditions are not particularly limited. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the material of a steel strip, It can apply also to the steel strip to which hot dipping and electroplating were given.
調質圧延は、ダル加工により表面粗さが平均粗さRaで0.5〜10μmに調整されたワークロールを備えた1以上の圧延スタンドからなる調質圧延設備を用いて行う。 The temper rolling is performed using a temper rolling facility including one or more rolling stands provided with a work roll whose surface roughness is adjusted to 0.5 to 10 μm with an average roughness Ra by dull processing.
前記ワークロール表面への粗さの付与は、ワークロール表面にダル加工を施すことにより行うことができる。ここで、ダル加工の方法としては、ショットブラスト加工方式、放電ダル加工方式、レーザーダル加工方式、電子ビームダル加工方式等を用いることができる。さらに摩耗対策として、ダル加工後のロールにクロムメッキ加工をすることもある。 Roughness can be imparted to the work roll surface by performing dull processing on the work roll surface. Here, as a dull processing method, a shot blast processing method, an electric discharge dull processing method, a laser dull processing method, an electron beam dull processing method, or the like can be used. Further, as a countermeasure against wear, the roll after the dull processing may be subjected to chrome plating.
上述した平均粗さRaは、「JIS B 0601(2001)」に基づき、表面の粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取りの部分の平均線の方向にx軸を、縦倍率の方向にy軸を取り、粗さ曲線をy=f(x)で表したときに、以下の式(2)によって求められる値をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。
なお、本発明における前記ワークロールの表面平均粗さRaの値としては、ワークロール表面の代表位置における上式(2)式で求めたRaの値としてもよく、また、ワークロール表面の複数位置において測定したRaの値を平均した値としてもよい。複数位置の平均値を用いる場合には、例えば、ワークロールの少なくとも鋼帯と接触する部分において、周方向に90°間隔で4点、幅方向に中央及び両端部で3点の計12点の平均値を用いるようにしてもよい。また、通常、評価長さ4mm、カットオフ0.8mmが用いられる。測定方向は軸方向(幅方向)とするとよい。 In addition, as a value of the surface average roughness Ra of the said work roll in this invention, it is good also as the value of Ra calculated | required by the above Formula (2) in the representative position on the surface of a work roll, and multiple positions on the surface of a work roll. It is good also as a value which averaged the value of Ra measured in. In the case of using the average value of a plurality of positions, for example, at least a portion of the work roll contacting with the steel strip has four points at 90 ° intervals in the circumferential direction and three points at the center and both ends in the width direction. An average value may be used. Moreover, an evaluation length of 4 mm and a cutoff of 0.8 mm are usually used. The measurement direction is preferably the axial direction (width direction).
また鋼帯表面平均粗さRaの値としても、例えば幅方向中央のような代表位置における上式(2)で求めたRaとしてもよく、また、鋼帯表面の複数位置において測定した値の平均としてもよい。 Further, the value of the steel strip surface average roughness Ra may be, for example, Ra obtained by the above formula (2) at a representative position such as the center in the width direction, or an average of values measured at a plurality of positions on the steel strip surface. It is good.
ピーク面圧pp(MPa)は、ロードセルにより測定する圧延荷重P(kN)と圧延される鋼帯の幅W(mm)を用いて、以下の(3)式により求めることができる。
π:円周率
R:ワークロール半径(mm)
νR:ポアソン比(ワークロール)
ER:ヤング率(ワークロール)(GPa)
である。
The peak surface pressure p p (MPa) can be obtained by the following equation (3) using the rolling load P (kN) measured by the load cell and the width W (mm) of the steel strip to be rolled.
π: Circumference ratio R: Work roll radius (mm)
ν R : Poisson's ratio (work roll)
E R : Young's modulus (work roll) (GPa)
It is.
また、先進率fを以下の(4)式で求める。
f={(VS/VR)−1}×100[%] ・・・(4)
ただし、
VS:出側板速度(mpm)
VR:圧延速度(ワークロール周速度)(mpm)
である。出側板速度(鋼帯速度)は、圧延機出側のブライドルロールの回転速度により、あるいは、板速計を設置することにより実測することができる。また、ワークロール周速度は、駆動モータ回転数と減速機のギア比からワークロール回転数を算出し、ワークロール外周長から求めればよい。
Further, the advanced rate f is obtained by the following equation (4).
f = {(V S / V R ) −1} × 100 [%] (4)
However,
V S : Delivery side plate speed (mpm)
V R : rolling speed (work roll peripheral speed) (mpm)
It is. The delivery side plate speed (steel strip speed) can be measured by the rotational speed of the bridle roll on the delivery side of the rolling mill or by installing a plate speed meter. The work roll peripheral speed may be obtained from the work roll outer peripheral length by calculating the work roll rotational speed from the drive motor rotational speed and the gear ratio of the speed reducer.
以上により求めたピーク面圧と先進率から、以下の(5)式に示す一次式により粗さ転写パラメータpを計算することができる。
p=α・pp+β・f ・・・(5)
なお、α、βは粗さパラメータとして与えられる定数である。
圧延中、実測荷重と実測先進率をもとに、ある制御周期で粗さ転写パラメータpを計算し、これが一定となるように、圧延荷重と出側張力を変更するように制御することができる。
The roughness transfer parameter p can be calculated from the peak surface pressure and the advanced rate obtained as described above by the linear expression shown in the following expression (5).
p = α · p p + β · f (5)
Α and β are constants given as roughness parameters.
During rolling, the roughness transfer parameter p is calculated at a certain control cycle based on the actually measured load and the actually measured advanced rate, and the rolling load and the exit side tension can be controlled so as to be constant. .
粗さ転写パラメータpの変動量が小さい場合、例えば目安として変動量が5%以下の場合には出側張力により制御することが望ましい。例えばpが大きくなった場合、出側張力を低減すると先進率fが小さくなってpの値が修正される。出側張力の変更では先進率fの変化が大きく、ピーク面圧ppはほとんど変化しない。 When the variation amount of the roughness transfer parameter p is small, for example, when the variation amount is 5% or less as a guide, it is desirable to control by the output side tension. For example, when p becomes large, if the exit side tension is reduced, the advance rate f becomes small and the value of p is corrected. Changing the exit side tension large change in forward slip f, the peak surface pressure p p hardly changes.
パラメータpが大きく急変し上記の目安の変動量を超えた場合には、出側張力の変更を停止し(出側張力をその時点の値で固定し)、パラメータpが目標値に戻るまで荷重を変更する。例えばpが非常に大きくなった場合、荷重を下げるとpp、fとも小さくなってpの値が修正される。 If the parameter p changes suddenly and exceeds the above-mentioned standard fluctuation amount, the change in the output tension is stopped (the output tension is fixed at the current value), and the load is applied until the parameter p returns to the target value. To change. For example, when p becomes very large, when the load is lowered, both p p and f become small and the value of p is corrected.
粗さパラメータ(定数)α、βは、鋼種、板厚、ロール表面粗さ、ロール加工方法などにより予め決定しておくことが望ましい。さらに、実測データを用いて常に更新されることが好ましい。例えば、圧延荷重、出側張力を変化させた調質圧延実験を行ない、鋼帯の粗さ転写率(圧延後鋼板の表面粗さ/ロール表面粗さ)を測定し、該転写率とピーク面圧pp、先進率fとの相関を調査する(重回帰分析する)ことにより、α、βを求めることができる。α、βを鋼種(変形抵抗値など)、板厚、ロール使用距離などの操業データによる関数として求める方法も用いることができるのは言うまでもない。 The roughness parameters (constants) α and β are preferably determined in advance according to the steel type, plate thickness, roll surface roughness, roll processing method, and the like. Further, it is preferable that the data is constantly updated using the actual measurement data. For example, temper rolling experiments with varying rolling load and exit side tension were performed, and the steel sheet roughness transfer rate (surface roughness of rolled steel sheet / roll surface roughness) was measured. By investigating the correlation with the pressure p p and the advanced rate f (multiple regression analysis), α and β can be obtained. It goes without saying that α and β can be obtained as a function of operation data such as steel type (deformation resistance value, etc.), sheet thickness, roll usage distance, and the like.
また、粗さ転写パラメータpの目標値を予め設定しておき、その目標値となるように制御しても良いし、圧延中のある段階でのパラメータ値をロックオン値として、この値を目標として制御しても良い。 In addition, a target value of the roughness transfer parameter p may be set in advance and controlled so as to be the target value. The parameter value at a certain stage during rolling is set as a lock-on value, and this value is set as the target value. You may control as.
図1は、本発明の一実施形態に係る調質圧延方法を実施することが可能な調質圧延設備を模式的に示す概略構成図である。図1に示す調質圧延設備は、表面がダル加工されたワークロール2を有する圧延スタンド3、入出側の張力を制御するためのブライドルロール4、粗さ転写パラメータpを制御する制御部5を備えている。図1において、制御部5は、その制御の内容をブロックで示している。また、図1において、鋼帯は左方から右方に圧延され、左方に存在するコイル払い出し設備、および、右方に存在するコイル巻きとり設備などの関連設備は省略してある。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a temper rolling facility capable of performing a temper rolling method according to an embodiment of the present invention. The temper rolling equipment shown in FIG. 1 includes a rolling
制御部5において、粗さ転写パラメータpは、ロードセル6の荷重検出値より(3)式で求められるピーク面圧ppと、出側ブライドル速度とロール速度(ワークロール周速度)から(4)式で求められる先進率fに基づき、(5)式により時々刻々求められる。求められた粗さ転写パラメータpは目標値との偏差Δpに基づき、一般的なPI制御により油圧式の圧下シリンダ7による荷重あるいは出側張力を変更することで目標値に調整することができる。
In the control unit 5, roughness transfer parameter p, a peak surface pressure p p sought (3) than the load detection value of the
PI制御のゲインは、テスト通板による調整のみで決定することもできるし、図1に示したように、予め予備通板などで決定した影響係数ゲインを設けてもよい。 The gain of PI control can be determined only by adjustment by test threading, or as shown in FIG. 1, an influence coefficient gain determined by preliminary threading or the like in advance may be provided.
図1では圧延スタンド3は4段式のスタンドとして表記されているが、本発明は4段式の場合に限定するものではなく、2段式、6段式あるいはクラスタ型の圧延スタンドでも同様の調質圧延効果を奏する。
In FIG. 1, the rolling
また、本発明が適用される調質圧延設備は、表面がダル加工された上下ワークロール2を備えた少なくとも1台の圧延スタンドを有するものであれば良く、必要性と設置空間の許す範囲に応じて前後に圧延スタンドの台数を増やすことに制限はない。また、これら増やされた圧延スタンドについても、必要に応じて本発明を適用できることは言うまでもない。 In addition, the temper rolling equipment to which the present invention is applied is sufficient if it has at least one rolling stand provided with upper and lower work rolls 2 whose surfaces are dulled, within the range allowed by the necessity and installation space. There is no limit to increasing the number of rolling stands back and forth accordingly. Needless to say, the present invention can be applied to these increased rolling stands as needed.
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図1に示した調質圧延機により圧延を行った。ここでは、ワークロールは上下とも直径が600mm、胴長1400mm、バックアップロールは上下とも直径が2000mm、胴長1400mmのものを用いた。ワークロールの材質は5%クロム鍛鋼とした。ワークロール表面をショットブラスト法により表面平均粗さRa=2.5μmに仕上げた。調質圧延を行う鋼帯として板厚0.8mm、板幅1200mmで、表面の幅方向に測定した平均粗さRaが0.3〜0.5μm、降伏応力200MPaの低炭素鋼を用いた。圧延速度(ワークロールの外周速度)VRを200mpmで一定とした。図中、圧延機出側ブライドルロール(四本中左上)の回転速度により鋼帯速度(板速度)VSを実測できるようになっている。設定値は、圧延荷重4kN/mm、伸び率1%、前方、後方張力は98MPaとした。目標粗さは、平均粗さRaで1.2±0.2μmとした。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
Rolling was performed by the temper rolling mill shown in FIG. Here, a work roll having a diameter of 600 mm and a barrel length of 1400 mm was used, and a backup roll having a diameter of 2000 mm and a barrel length of 1400 mm was used. The material of the work roll was 5% chromium forged steel. The surface of the work roll was finished to a surface average roughness Ra = 2.5 μm by a shot blast method. As the steel strip for temper rolling, a low carbon steel having a plate thickness of 0.8 mm, a plate width of 1200 mm, an average roughness Ra measured in the width direction of the surface of 0.3 to 0.5 μm, and a yield stress of 200 MPa was used. Rolling speed was constant V R (outer circumferential speed of the work rolls) in 200Mpm. In the figure, so that it actually measure the strip velocity (plate velocity) V S by the rotation speed of the rolling mill exit side bridle roll (in four upper left). The set values were a rolling load of 4 kN / mm, an elongation of 1%, and front and rear tensions of 98 MPa. The target roughness was 1.2 ± 0.2 μm in terms of average roughness Ra.
上記鋼帯を、特許文献1に記載の従来技術と、本発明の方法により、10kmずつ圧延を行い、100mピッチで100点の圧延後鋼板粗さを測定することにより、目標粗さ範囲内に収まる確率を調査した。 The steel strip is rolled by 10 km in accordance with the conventional technique described in Patent Document 1 and the method of the present invention, and the steel sheet roughness after rolling at 100 points at a pitch of 100 m is measured to be within the target roughness range. The probability of fitting was investigated.
従来技術では、張力一定とし、荷重が目標値となるようにして鋼帯の表面粗さを制御した。目標粗さ範囲内に収まったのは、85%であった。一方、本発明の方法では、まず予備圧延を実施し、圧延荷重を設定値の+5%、+3%、±0%、−3%、−5%の5条件、前方張力(出側張力)についても同様の5条件で変化させ、合計25条件について先進率f[%]、鋼帯の粗さ転写率(圧延後鋼板粗さ/ロール粗さ)を測定した。ワークロールのヤング率を205.8GPa、ポアソン比を0.3とし、上記(3)式に基づきピーク面圧[MPa]を計算した。各条件と測定、計算結果を表1に示す。 In the prior art, the surface roughness of the steel strip is controlled so that the tension is constant and the load becomes a target value. It was 85% that was within the target roughness range. On the other hand, in the method of the present invention, first, preliminary rolling is performed, and the rolling load is set to 5 conditions of + 5%, + 3%, ± 0%, −3%, −5% of the set value, and the front tension (exit tension). Were changed under the same five conditions, and the advanced rate f [%] and the steel sheet roughness transfer rate (rolled steel plate roughness / roll roughness) were measured for a total of 25 conditions. The peak surface pressure [MPa] was calculated based on the above equation (3) with the Young's modulus of the work roll as 205.8 GPa and the Poisson's ratio as 0.3. Table 1 shows each condition, measurement, and calculation result.
上記(5)式に基づく最小二乗法により鋼帯の粗さ転写率変化に対するppとfの寄与率(傾き)を求めてα=0.000707、β=2と決定し、上記予備圧延で最も目標の粗さに近かった条件の値を入力して粗さ転写パラメータp=0.9を目標値として設定した。表1には上記α、βの値を用いた、各条件でのp値も示してある。 The contribution ratio (slope) of pp and f to the change in the steel sheet roughness transfer rate is obtained by the least square method based on the above equation (5), and α = 0.000707 and β = 2 are determined. The value of the condition closest to the target roughness was input and the roughness transfer parameter p = 0.9 was set as the target value. Table 1 also shows the p value under each condition using the values of α and β.
粗さ転写パラメータpの変動に対し、変動が3%より小さい場合は前方張力(出側張力)を変更した。変動が3%を超える急激な変動の場合には、前方張力(出側張力)は変更せずに荷重を変更することにより圧延荷重を変更した。表1の結果より、図1の影響係数ゲインは、出側張力変更の場合367[MPa]、圧延荷重変更の場合7.93[kN/mm]である。すなわち、図1における制御の閉ループにおいて、p値の目標に対する誤差1.0に対し、前方張力であれば367[MPa]、圧延荷重であれば7.93[kN/mm]変更するようにPI制御器に入力される。その結果、全測定点において目標粗さ範囲内となった。 When the fluctuation was smaller than 3% with respect to the fluctuation of the roughness transfer parameter p, the front tension (exit tension) was changed. In the case of a rapid fluctuation exceeding 3%, the rolling load was changed by changing the load without changing the front tension (exit tension). From the results shown in Table 1, the influence coefficient gain in FIG. 1 is 367 [MPa] when the outlet side tension is changed, and 7.93 [kN / mm] when the rolling load is changed. That is, in the closed loop of the control in FIG. 1, the PI is changed so that the error of 1.0 with respect to the target of the p value is changed by 367 [MPa] for forward tension and 7.93 [kN / mm] for rolling load. Input to the controller. As a result, it was within the target roughness range at all measurement points.
以上より、本発明に係る方法を用いることで、調質圧延により製造される鋼板表面粗さを目標粗さ範囲内に制御できることが確認された。このように、本発明の方法を用いることにより歩留まりが向上するので、工業上有用な効果をもたらすことが期待できる。 From the above, it was confirmed that the steel sheet surface roughness produced by temper rolling can be controlled within the target roughness range by using the method according to the present invention. Thus, since the yield is improved by using the method of the present invention, it can be expected to bring about an industrially useful effect.
1 鋼帯
2 ワークロール
3 圧延スタンド
4 ブライドルロール
5 制御部
6 ロードセル
7 圧下シリンダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
p=α・pp+β・f
ただし、
pp:ピーク面圧(MPa)
f:先進率(%)
α、β:定数
である。 A temper rolling method in which temper rolling is performed on a steel strip after cold rolling and annealing, and the rolling load and / or the output are set so that the roughness transfer parameter p represented by the following formula is constant. A temper rolling method comprising adjusting the side tension and performing temper rolling.
p = α · p p + β · f
However,
p p : Peak surface pressure (MPa)
f: Advanced rate (%)
α, β: constants.
p=α・pp+β・f
ただし、
pp:ピーク面圧(MPa)
f:先進率(%)
α、β:定数
である。 A temper rolling apparatus for performing temper rolling on a steel strip after cold rolling and annealing, a rolling stand having a work roll for rolling the steel strip, and a bridle roll for controlling the tension on the entry and exit sides A temper rolling apparatus comprising: a control unit that adjusts a rolling load and / or an exit side tension so that a roughness transfer parameter p represented by the following formula is constant.
p = α · p p + β · f
However,
p p : Peak surface pressure (MPa)
f: Advanced rate (%)
α, β: constants.
p=α・pp+β・f
ただし、
pp:ピーク面圧(MPa)
f:先進率(%)
α、β:定数
である。
A steel strip manufacturing method in which a steel strip is manufactured by cold rolling and annealing a material and then temper rolling the material steel strip, wherein the temper rolling is a roughness transfer represented by the following formula: A method for producing a steel strip, wherein the rolling load and / or the exit side tension is adjusted so that the parameter p is constant.
p = α · p p + β · f
However,
p p : Peak surface pressure (MPa)
f: Advanced rate (%)
α, β: constants.
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