JPS63313602A - レ−ザダルロ−ルを用いた鋼板の圧延方法 - 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〕 本発明はレーザパルスを用いて粗面化したロール（以下
レーザダルロールと記す）による圧延方法に関し、さら
に詳しくは金属材料の熱間圧延、冷間圧延、調質圧延の
際のレーザダルロールの粗度を長期間維持する方法に関
する。

〔従来の技術〕

金属材料の圧延鋼板の重要な品質として表面品質がある
０表面品質には、美麗さ、塗装やほうろうの密着性、プ
レス加重性、耐食性、光沢などがあるが、それらの特性
に板の幾何学的形状すなわち表面粗さが重要な影響を及
ぼす。

それぞれの用途に応じた望ましい表面粗さを持つ金属表
面を得る最も杼道の方法は、冷間圧延ロール、熱間圧延
ロールまたは／および調質圧延ロールの表面を所定の粗
さに加工しておき、このロールで鋼板を所定の圧力で圧
延し、板表面にロール表面の粗さを転写せしめる方法で
ある。

ロール表面を粗面化する方法として従来広く行われてい
る方法には、 ■　シ：ｉ＋　−／　）ブラスト ■　放電前り法 がある。

ショツトブラストは非常に簡便であり、またこの加工に
よりロール表面が加工硬化してロールの耐庁耗性を向Ｅ
させるなどの利点を持っているが、粗さが不均則である
こと、硬いロールには長時間の加工時間を要し、深い粗
さが付けにくいことなどの欠点がある。

放電加工法では、粗さの制御は回転するロールと軸方向
に移動する電極との間の印加電圧と周波数を変えること
により行うが、クレータの大きさを決定する火花の及ぶ
範囲は電極の形状寸法によって決まるので、ある限界を
超えて微細な、ピッチの小さな粗さを得るどとは難しい
、また放電加工によって生じた凸部は、機械的に弱く、
圧延中のロールの初期摩耗が激しく、転写された板表面
粗度の変化が激しい。

Ｌ記の２つの方法に対し最近レーザビームを用いレーザ
ダルパルスによるロール表面の粗面化加重方法（以下レ
ーザダル加工と記す）が提案されている０例えば特開昭
５６−１６０８９２、特公昭５８−２５５５７、特開昭
５４−６１０４３、特開昭５５−９４７９０などである
。

いずれもレーザパルスを如何に照射するかについて詳細
に述べられているが照射されたロールの圧延については
言及されていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

発明者らはレーザダル加工に基づくロール表面粗面化技
術を工業化すべく研究し、レーザダルロールを用い調質
圧延したところ、ロールの初期の摩耗がかなり大きく、
本方法の効果が十分発揮できないことが判明した。その
原因を追求するためにロールを輪切りにして、表面近傍
の断面組織および硬度分布を調べた結果、ダルの凸部の
ごく表面近くに母材よりも軟かい残留オーステナイト相
が存在することが分った。

本発明はかかる点に着目し、レーザダルロールを用いて
圧延する場合にレーザダルロールの摩耗が少なく、従っ
て粗度低下の少ない圧延方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明はレーザダルロールを用いて鋼板を所定
圧力で圧延し板表面にロール表面の粗さを転写せしめる
に際し、 ２重式ロールで圧延するか、４重式または６重式ロール
で圧延する場合、粗面化ロールと接触するロール（４重
式ではバックアップロール、６重式では中間ロール）（
以下バックアップロールまたは中間ロールを接触ロール
と記す）の硬度を３００Ｈｖ〜５５０Ｈｖとして圧延す
ることを特徴とする。

〔作用〕

レーザダルロールの表面層の柔い部分はレーザ照射によ
り一旦溶融した金属が急冷され、マルテンサイトに十分
変態できずにオーステナイト相が残留したものである０
通常レーザダルロールによる圧延は鋼板の形状制御も考
慮し４重式または６重式ロールで圧延される。

詳細に調査した結果、レーザダルロールの圧延初期の大
きな粗度低下はレーザダルロールと圧延鋼板間で生じる
のではなく、レーザダルロールと接触ロールとの間の転
勤によって生じることが判明した。

レーザダルロールと接触ロールとの圧延中の接触状態の
部分拡大図を第１図に模式的に示す。

レーザダルロール１の表面はレーザダル加工によって微
小クレータ８が形成され、その周縁部はモ坦部１０より
盛りにってフランジ部７．８を形成している。レーザダ
ルロールｌと接触ロール６との接触はレーザダルロール
ｌのダルの盛り上った部分（フランジ部分）７のみで接
触ロール６との間の荷重を支えることになる。

ちなみに、一般にワークロールの表面硬度は、冷間圧延
ロールで約８５０　Ｈｖ　〜９００　Ｈｖ　、熱間圧延
ロールでは６５０Ｈｖ　〜７５０Ｈｖであり、接触ロー
ルの硬度は冷間圧延ロールでも熱間圧延ロールでも約６
５０Ｈｖ〜７５０Ｈｖのものが通常使用されている。

レーザダルロールｌのフランジ部７は残留オーステナイ
トで構成され硬度は５００Ｈｖ〜６５０Ｈｖｌ、かない
。

一般に硬度の約１７３が変形抵抗であるので、鋼板の硬
度は硬くても１８０Ｈｖ程度であり、圧延鋼板とレーザ
ダルロールとの接触ではレーザダルロール１のフランジ
８１７の残留オーステナイト相の方が鋼板より数倍硬い
ことになる。

従ってレーザダルロールｌのフランジ部７の摩耗は主と
してそれよりも硬い接触ロール６との間の転勤により生
じることになる。

本発明方法は上記事実をもとに、レーザダルロールの粗
度低下の防ｌ二を図ろうとするものである。つまり粗度
低下を防１ヒするための１つの方法は、接触ロール６を
用いずにレーザダルロールだけの２重式ロールで圧延す
ることである。この場合当然形状制御の点からレーザダ
ルロールの径は従来よりも大きくする必要がある。

もう１つの方法は接触ロール６の表面硬度をレーザダル
ロール１のフランジ部７よりも低くし、逆に接触ロール
６を摩耗させる方法である。

本発明では接触ロール６の硬度を３００Ｈｖ〜５５０Ｈ
ｖとした。この硬度範囲の上限はレーザダルロールのフ
ランジ部の硬度であり、一方下限は形状制御に必要な強
度の要求に基づくものである。

本発明は上記技術手段により、従来法に比し、レーザダ
ルロールに格段に優れた耐摩耗性を付与し、レーザダル
ロールにより微細な粗面を転写する鋼板の板面粗度変化
を極めて小さく抑えることができる。

〔実施例〕

以下、実施例に基づき、詳細に説明する。

第２図にレーザパルスによるロールの粗面化装置の全体
図を示す。

旋盤あるいは研削盤などの工作機械と類似の構成からな
るロールの回転支持装δ２にロールｌを装着し、所定の
速度で回転させる。

一方レーザ発振器３から出力されたレーザビームは複数
のミラーを介して、ロール表面に大略垂直に照射される
。レーザビームは、光学装置により所定のビームに調整
され、更にロール表面に焦点を合わせて絞られる。レー
ザ照射ヘッド部４はロール回転と同期した駆動ねじ５の
回転によりロール軸方向にこれと平行して移動すること
ができる。レーザビームはＱスイッチにより所定の周波
数にパルス化するか、あるいは、メカニカルチョッパに
よりパルス化することができる。このパルスの周波数と
出力およびロール回転数とレーザ照射ヘッドの移動速度
の設定によって表面粗さのパターン、深さを制御するこ
とができる。

以上の構成は従来法のレーザによるロール粗面化方法で
ある０本発明法ではこのレーザダルロールを２重式ロー
ルで、あるいは接触ロールの硬度を４００Ｈｖ〜５５０
Ｈｖにして４重式か６重式で鋼板を圧延する。

次に具体的な実施例に基づき具体的な処理条件を示す。

実機の調質圧延機を用いて鋼板を連続圧延してロールの
摩耗、材料面の粗度変化を調べた。

用いたロールの化学成分は、 Ｃ：０−８５重量％ Ｓｉ：０．８重量％ Ｍｎ　　二　〇、４　重ｉｉ　％ Ｎｉ：０．１５重量％ Ｃｒ：２．９重量％ Ｍｏ：０．２９重雀％ Ｖ：０．０１重量％ であり、通常の調質圧延に用いられている成分系である
。

ロールへのレーザ照射条件としては レーザ出カニ２ｋＷ パルス周波数：５６ＫＨｚ エネルギー密度：　６．４Ｘ　１０６Ｗ／ｃｍ’１パル
ス当たりの照射時間＋３０ｐｓｅｃ照射されてロール表
面にできたクレータのピッチ二ロール円周方向、軸方向
とも ２５０終ｍである。

得られたロール粗度はＲｚが約２５ｇｍである。

このレーザ照射条件で２セツトのロールにダル加工した
。１セツトは５５０ｍｍ小で４東式ロールとして、もう
１セツトは８７０ｍｍφで２屯式ロールとして用いた。

４重式ロールのバックアップロールは径は１１００ｍｍ
φで硬度は７００Ｈｖであった。） 板厚０．８　ｍ　ｍの低炭素Ａ文ギルド鋼の冷延後焼鈍
した板を圧下率０．８％で調質圧延をしロールと板面の
粗度変化を調べた。２重式ロールで圧延したものと４重
式ロールで圧延したものを比較したものを第３図に示す
。

同図で明らかなように４重式ロールで圧延した場合、圧
延初期のロールの大きな粗度低下が見られるのに対し２
重式ロール圧延では全く初期の粗度低下は生じない、か
つ圧延中の粗度低下割合も少なく、圧延長５０ｋｍでも
初期の粗度が維持できていることが分る。

さらに前記レーザ照射条件でロール径５５０ｍｍφの２
セツトのロールにダル加工した。２セツトともに４重式
ロールとして用い、バックアップロールの径は１１００
ｍｍφとし、１セツトは硬度が７００Ｈｖのバックアッ
プロールを用い、他の１セツトは硬度が４５０Ｈｖのバ
ックアップロールを用いた。

板厚０．８　ｍ　ｍの低炭素Ａｎキルド鋼の冷延後焼鈍
した板を圧下率０．８％で調質圧延をし、ロールと板面
の粗度変化を調べた０両者の粗度変化を比較したものを
第４図に示す。

同図で明らかなようにバックアップロール硬度を４５０
Ｈｖとして圧延した場合、バックアップロール硬度を７
００Ｈｖとした場合より圧延初期の粗度低下が著しく小
さくできることが分る。

〔発明の効果〕

本発明法により、レーザダルロールの斥耗、板面の粗度
低下が著しく改９された。

これによりロール在庫量の減少を図ることができるとと
もに板面粗度の維持という品質保証面で極めて大きな効
果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧延中のレーザダルロールとバックアップロー
ルの接触状態を示す模式的部分拡大図、第２図はレーザ
パルスによるロールの粗面化装置の斜視図、第３図、第
４図は本発明の効果を示す圧延長さとロールおよび板面
粗度との関係をそれぞれ示すグラフである。 １・・・レーザダルロール ２・・・ロール回転支持装置 ３・・・レーザ発振器 ４・・・レーザ照射ヘッド ５・・・同上駆動ねじ ６・・・接触ロール ７・・・フランジ部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　レーザパルスにより粗面化されたロールを用いて鋼
   板を所定圧力で圧延し鋼板表面にロール表面の粗さを転
   写せしめるに際し、 ２重式ロールで圧延するか、または硬度３００Ｈｖ〜５
   ５０Ｈｖの接触ロールを有する多重式ロールで圧延する
   ことを特徴とするレーザダルロールを用いた鋼板の圧延
   方法。