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JP7687280B2 - Belly-attached caliber roll, method for manufacturing rolled material, method for manufacturing steel pipe, and rolling mill - Google Patents
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Belly-attached caliber roll, method for manufacturing rolled material, method for manufacturing steel pipe, and rolling mill Download PDF

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Description

本発明は、継目無鋼管素材、棒鋼素材、線材素材等として用いることが可能な、高耐食性が求められる高Cr鋼やその他の高合金鋼といった難加工鋼材等に圧延を施す技術に関し、特には、得られる圧延材表面に疵が発生することを抑制する技術に関する。 The present invention relates to a technology for rolling difficult-to-process steel materials such as high Cr steel and other high alloy steels that require high corrosion resistance and can be used as seamless steel pipe materials, steel bar materials, wire rod materials, etc., and in particular to a technology for suppressing the occurrence of defects on the surface of the resulting rolled material.

従来の分塊圧延工程においては、まず、スラブ等の被圧延材を加熱炉で800℃以上1300℃以下に加熱する。本発明で、圧延を施す被圧延材は、鋼塊(インゴット)だけでなく、鍛造によって得られるビレット、ブルーム、スラブなどの鋳片も含む。 In a conventional blooming process, the material to be rolled, such as a slab, is first heated in a heating furnace to 800°C to 1300°C. In the present invention, the material to be rolled includes not only steel ingots, but also billets, blooms, slabs, and other cast pieces obtained by forging.

次に、上下にセットされ所定の隙間がある分塊圧延機の孔型形状のカリバーロールの間を被圧延材が通り抜けて圧延され、その後被圧延材は周方向に90度回転させられる。
被圧延材を圧延方向に対して反対方向に動かし、ロールも逆回転させるリバース圧延を繰り返し行い、所定の断面形状を有するブルーム等の分塊圧延材を得られるまで圧延する。
リバース圧延では、少ないものは5~8パス程度で所望の断面寸法を得ることが可能であるが、小さな断面寸法を得るまで圧延する場合は、上記以上の圧延が必要であり、場合によっては20パス以上のリバース圧延を行う必要がある。
Next, the material to be rolled passes between the caliber rolls of a blooming mill, which are set above and below each other and have a specified gap between them, and is rolled, after which the material to be rolled is rotated 90 degrees in the circumferential direction.
The material to be rolled is moved in the opposite direction to the rolling direction, and reverse rolling, in which the rolls are also rotated in the opposite direction, is repeated until a bloom or other rolled material having a predetermined cross-sectional shape is obtained.
In reverse rolling, it is possible to obtain a desired cross-sectional dimension with about 5 to 8 passes for small cross-sectional dimensions, but in the case of rolling until a small cross-sectional dimension is obtained, more than the above rolling is required, and in some cases, reverse rolling of 20 passes or more is required.

圧延が進むにつれ、被圧延材の温度は低下する。炭素鋼等の熱間加工性に優れる鋼材については、一度の加熱で所望の断面寸法を得るまで圧延することが可能である。しかしながら、高Cr鋼やその他の高合金鋼等の熱間加工性が悪い鋼材(以下、難加工鋼材とも記す。)については、得られる分塊圧延材表面に疵が形成され、表面性状を悪化させることがある。このとき、表面、特に角部付近に疵が形成されることで、手入れ時間が増加したり、歩留まりが悪化したりすることになる。 As rolling progresses, the temperature of the rolled material decreases. For steels with excellent hot workability, such as carbon steel, it is possible to roll them to the desired cross-sectional dimensions with a single heating. However, for steels with poor hot workability, such as high Cr steel and other high alloy steels (hereinafter referred to as difficult-to-work steels), defects may form on the surface of the resulting bloomed rolled material, deteriorating the surface properties. In this case, defects formed on the surface, especially near the corners, can increase maintenance time and reduce yields.

そこで、疵の抑制を目的に、難加工材の分塊圧延では熱間加工性を向上させるための成分組成が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、加工温度領域を高温化させることで、熱間強度を下げ、熱間加工性を向上させる方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
また、鋳片から分塊圧延ではなく、特定の鍛造工程を含むようにした熱間加工方法も提案されている(例えば、特許文献4参照)。また、スラブ接触面に異なる2つ以上のテーパーをつけたロールによる圧延方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
Therefore, in order to suppress defects, component compositions have been proposed for improving hot workability in blooming of difficult-to-work materials (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Also, a method has been proposed in which the hot strength is reduced and hot workability is improved by increasing the working temperature range (see, for example, Patent Document 3).
Also, a hot working method including a specific forging process instead of blooming from a cast slab has been proposed (see, for example, Patent Document 4). Also, a rolling method using rolls with two or more different tapers on the slab contact surface has been proposed (see, for example, Patent Document 5).

特開昭61-201727号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-201727 特開2005-205454号公報JP 2005-205454 A 特開平1-262048号公報Japanese Patent Application Publication No. 1-262048 特開2002-194431号公報JP 2002-194431 A 特開平5-76913号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-76913

特許文献1や特許文献2に記載の技術のように、熱間加工性を向上させるためのMn、Ni、B等の成分の添加は、コストを増加させるという問題があるばかりか、圧延後の被加工材の表面品質は十分とは言い難い。 The addition of elements such as Mn, Ni, and B to improve hot workability, as in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, not only increases costs, but also leaves the surface quality of the workpiece after rolling insufficient.

また、特許文献3に記載されているような高温領域での加工については、高温領域においてフェライト分率が高い二相ステンレス鋼やフェライト系ステンレス鋼等は、高温にすると熱間強度が著しく低下することで、炉内で垂れが発生したり、炉材が鋼材に食い込むことによる疵が発生したりする。
また、フェライト系ステンレス鋼は、熱間加工性が高いため、圧延疵は発生しにくいが、一方で、二相ステンレス鋼は、熱間加工温度領域でフェライト相とオーステナイト相の強度が異なる相が存在することとなり、一般的に熱間加工性は低く、圧延疵は発生しやすい。そのため、二相ステンレス鋼等の熱間加工性に劣る材質においては、加熱温度を高くすることができず、特許文献3に記載の技術が適用できないという問題がある。
In addition, with regard to processing in high temperature regions as described in Patent Document 3, duplex stainless steels and ferritic stainless steels, which have a high ferrite fraction in high temperature regions, have a significant decrease in hot strength when exposed to high temperatures, which can cause sagging in the furnace or defects due to the furnace material biting into the steel material.
In addition, ferritic stainless steels have high hot workability and are therefore unlikely to develop rolling defects, whereas duplex stainless steels have ferrite and austenite phases with different strengths in the hot working temperature range, and therefore generally have low hot workability and are prone to developing rolling defects. Therefore, in materials with poor hot workability such as duplex stainless steels, the heating temperature cannot be increased, and the technology described in Patent Document 3 cannot be applied.

また、特許文献4に記載の技術のように、予加工工程として鍛造工程を含むことで、工数が増加し、コストが増加するという問題がある。
また、特許文献5に記載の技術のように、圧延後の被圧延材の形状が非対称になるロール形状であると、周方向に回転させながらリバース圧延させる分塊圧延では、被圧延材が搬送路に対して水平にならないため、ハンドリング性が悪くなるという問題がある。
Furthermore, as in the technique described in Patent Document 4, the inclusion of a forging step as a pre-machining step increases the number of steps, which results in an increase in costs.
Furthermore, as in the technology described in Patent Document 5, if the roll shape causes the shape of the rolled material after rolling to be asymmetric, in blooming in which the material is reverse rolled while rotating in the circumferential direction, the material will not be horizontal to the transport path, which is a problem in that handleability will be poor.

このように、加工温度を調整したり、鍛造工程を含むようにしたりせずとも、得られる圧延材に疵が形成されることを抑制できる技術の改良が希求されていた。 As such, there was a need for improved technology that could prevent defects from forming in the resulting rolled material without adjusting the processing temperature or including a forging process.

本発明は従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、圧延材に疵が形成されることを抑制する技術を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the problems of the conventional technology, and aims to provide a technology that suppresses the formation of defects in rolled material.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、圧延用のカリバーロールについて、被圧延材と接触するカリバー底(溝部における底部)の形状に着目し、得られる圧延材に疵が形成されることを抑制するカリバーロール形状を知見した。 As a result of extensive research to solve the above problems, the inventors of the present invention focused on the shape of the caliber bottom (the bottom of the groove) of a caliber roll used for rolling, which comes into contact with the material being rolled, and discovered a caliber roll shape that prevents defects from being formed in the resulting rolled material.

疵は、その疵が発生する部位付近に引張応力が作用することで形成される。圧延ロールによって厚さ方向に圧縮された鋼板等の被圧延材は長さ方向だけでなく、幅方向にも延伸する。
被圧延材が延伸する際、被圧延材の圧延ロールと接触している箇所と、圧延ロールと接触していない被圧延材中心とでは、圧延ロールとの摩擦の程度により延伸する量が異なり、被圧延材の中心側の方が大きく延伸する。
そのため、圧延ロールとの接触面に対して被圧延材は山形に変形し、この山形になる変形をバルジング(以降、バルジ変形)と呼ぶ。バルジ変形は、ロール径、圧下率、被圧延材の厚みや幅、摩擦抵抗等の大きさによって変化する。
A defect is formed when tensile stress acts on the vicinity of the site where the defect occurs. A rolled material such as a steel plate compressed in the thickness direction by a rolling roll elongates not only in the length direction but also in the width direction.
When the rolled material is stretched, the amount of stretching that occurs at the points of the rolled material in contact with the rolling rolls and at the center of the rolled material not in contact with the rolling rolls differs depending on the degree of friction with the rolling rolls, and the center of the rolled material stretches more.
As a result, the material being rolled deforms into a mountain shape on the contact surface with the rolling roll, and this mountain-shaped deformation is called bulging (hereinafter, bulge deformation). Bulge deformation varies depending on the roll diameter, reduction ratio, thickness and width of the material being rolled, frictional resistance, etc.

被圧延材の厚みが小さい時は、厚みの中心にバルジ変形のトップ(変形が最も大きくなる部位)が形成される。
一方、被圧延材の厚みが大きく、圧下率が小さい時は、厚みの中心ではなく、被圧延材の幅方向の両端部にバルジ変形が生じる。このようなバルジング形状をダブルバルジと呼ぶ。
When the thickness of the rolled material is thin, the top of the bulge (the part where the deformation is greatest) is formed in the center of the thickness.
On the other hand, when the thickness of the rolled material is large and the reduction ratio is small, bulging occurs not in the center of the thickness but at both ends in the width direction of the rolled material. This type of bulging shape is called a double bulge.

このダブルバルジが形成され、圧延の際にバルジングが発生する部位(バルジング部)が、圧延ロールに先に接触して圧延されるため、引張応力が作用し、疵が形成されると考えられる。
特に、バルジング部が被圧延材の角部に近い位置で生じた場合、バルジング部の圧延により変形する部位が自由変形部となり、周囲の拘束が少ないことから多軸引張が生じやすいため、角部に疵が形成される。
It is believed that when this double bulge is formed, the portion where bulging occurs during rolling (the bulging portion) comes into contact with the rolling roll first and is rolled, so that tensile stress acts on the material, forming defects.
In particular, when a bulging portion occurs near a corner of the rolled material, the portion that is deformed by rolling of the bulging portion becomes a free deformation portion, and since there is little constraint on the surrounding area, multiaxial tension is likely to occur, resulting in the formation of defects at the corner.

本発明者らは、このような圧延における問題点に着目し、カリバーロールのカリバー底形状(溝部における底部の形状)を調整することで、被圧延材のバルジング部の材料の流れ(メタルフロー)を制御し、疵が形成されやすい被圧延材の角部に多軸引張を生じさせず、疵を低減させた圧延材を得られることを知見した。 The inventors focused on these problems in rolling and discovered that by adjusting the caliber bottom shape of the caliber roll (the shape of the bottom of the groove), it is possible to control the material flow (metal flow) in the bulging part of the rolled material, and to obtain a rolled material with reduced defects without causing multiaxial tension in the corners of the rolled material where defects are likely to form.

本発明はかかる知見に基づいて、さらに検討を加えて完成されたものであり、本発明の要旨はつぎのとおりである。
[1]被圧延材に圧延を施すカリバーロールであって、
ロールの外表面上かつ周方向に凹状に延設され、前記圧延時に前記被圧延材を嵌合させる溝部を1又は2以上有し、
前記溝部は、1対の側壁部と、該1対の側壁部夫々に隣接する底部とを、嵌合される前記被圧延材の対向面として有し、
少なくとも1つの前記溝部における前記底部は、前記1対の側壁部夫々から離隔するに従い、嵌合された前記被圧延材側に傾斜した山形構造を有しており、
ロール軸方向に対する前記山形構造の傾斜角度θが以下の式(1)を満たす、ベリー付きカリバーロール。
0度<θ≦30度 ・・・(1)
[2]前記[1]に記載のベリー付きカリバーロールを用いた圧延により圧延材を製造する方法であって、
前記圧延では、被圧延材を、800℃以上の加熱温度に加熱した後、1対の前記ベリー付きカリバーロール間に通し、1パス当たりの圧下率を70%以下とする、圧延材の製造方法。
[3]前記被圧延材として、Crを5.0質量%以上含有するCr鋼を用いる、前記[2]に記載の圧延材の製造方法。
[4]前記[2]又は[3]に記載の圧延材の製造方法により得られた圧延材を用いて鋼管を製造する、鋼管の製造方法。
[5]被圧延材に圧延を施す圧延機であって、
対向配置される1対のベリー付きカリバーロールを有し、
前記1対のベリー付きカリバーロール夫々は、
ロールの外表面上かつ周方向に凹状に延設され、前記圧延時に前記被圧延材を嵌合させる溝部を1又は2以上有し、
前記溝部は、1対の側壁部と、該1対の側壁部夫々に隣接する底部とを、嵌合される前記被圧延材の対向面として有し、
少なくとも1つの前記溝部における前記底部は、前記1対の側壁部夫々から離隔するに従い、嵌合された前記被圧延材側に傾斜した山形構造を有しており、
ロール軸方向に対する前記山形構造の傾斜角度θが以下の式(1)を満たす、圧延機。
0度<θ≦30度 ・・・(1)
The present invention was completed based on these findings and through further investigation, and the gist of the present invention is as follows.
[1] A caliber roll for rolling a material to be rolled,
The roll has one or more grooves extending in a concave shape in the circumferential direction on the outer surface of the roll, into which the rolled material is fitted during the rolling,
The groove portion has a pair of side wall portions and a bottom portion adjacent to each of the pair of side wall portions as opposed to the surface of the rolled material to be fitted therein,
the bottom portion of at least one of the groove portions has a mountain-shaped structure inclined toward the rolled material side as it is spaced apart from each of the pair of side wall portions,
A caliber roll with berries, wherein the inclination angle θ of the mountain-shaped structure with respect to the roll axial direction satisfies the following formula (1).
0 degrees < θ ≦ 30 degrees ... (1)
[2] A method for producing a rolled material by rolling using the belly-equipped caliber roll according to [1],
In the rolling, the material to be rolled is heated to a heating temperature of 800°C or higher, and then passed between a pair of caliber rolls with bellies, with a rolling reduction rate per pass of 70% or less.
[3] The method for producing a rolled material according to [2], wherein Cr steel containing 5.0 mass% or more of Cr is used as the rolled material.
[4] A method for producing a steel pipe, comprising producing a steel pipe using a rolled material obtained by the method for producing a rolled material according to [2] or [3] above.
[5] A rolling mill for rolling a material to be rolled,
A pair of caliber rolls with bellies are disposed opposite to each other,
Each of the pair of caliber rolls with berries comprises:
The roll has one or more grooves extending in a concave shape in the circumferential direction on the outer surface of the roll, into which the rolled material is fitted during the rolling,
The groove portion has a pair of side wall portions and a bottom portion adjacent to each of the pair of side wall portions as opposed to the surface of the rolled material to be fitted therein,
the bottom portion of at least one of the groove portions has a mountain-shaped structure inclined toward the rolled material side as it is spaced apart from each of the pair of side wall portions,
A rolling mill, wherein an inclination angle θ of the mountain-shaped structure with respect to a roll axial direction satisfies the following formula (1).
0 degrees < θ ≦ 30 degrees ... (1)

本発明によれば、圧延材に疵が形成されることを抑制できる。 The present invention can prevent defects from forming in the rolled material.

図1は、被圧延材(スラブ)の断面形状を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the cross-sectional shape of a material to be rolled (a slab). 図2は、圧延機(分塊圧延機)の概要を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of a rolling mill (blooming mill). 図3は、本発明のベリー付きカリバーロールを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the caliber roll with berries of the present invention. 図4は、本発明のベリー付きカリバーロールで規定する傾斜角度θを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the inclination angle θ defined by the caliber roll with berries of the present invention. 図5は、従来のカリバーロールと本発明のベリー付きカリバーロールの夫々のロール形状で圧延した際のバルジング部の疵形成メカニズムを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the mechanism of defect formation in the bulging portion when rolling is performed using the roll shapes of a conventional caliber roll and a caliber roll with a belly of the present invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

まず、本発明のベリー付きカリバーロールの説明をする前に、本発明のベリー付きカリバーロールで圧延する被圧延材、本発明のベリー付きカリバーロールを有する圧延機(分塊圧延機)について説明する。 First, before explaining the belly caliber roll of the present invention, we will explain the material to be rolled by the belly caliber roll of the present invention and the rolling mill (slabbing mill) that has the belly caliber roll of the present invention.

図1は、本発明で用いるスラブ等の被圧延材Sの断面形状を説明するための図である。図1に示すように、被圧延材Sは圧延方向垂直断面視で、形状が矩形であり、第1辺と、第1辺に隣接し、第1パスの圧延開始前における長さが第1辺の長さ以上である第2辺を有する。被圧延材Sは、図2を参照しながら後述するベリー付きカリバーロールを有する圧延機(分塊圧延機)により圧延を施されることで、圧延材(分塊圧延材)に成形される。 Figure 1 is a diagram for explaining the cross-sectional shape of the rolled material S, such as a slab, used in the present invention. As shown in Figure 1, the rolled material S has a rectangular shape when viewed in cross section perpendicular to the rolling direction, and has a first side and a second side adjacent to the first side, the length of which is equal to or greater than the length of the first side before the start of rolling in the first pass. The rolled material S is formed into a rolled material (blooming material) by rolling it using a rolling mill (blooming mill) having a caliber roll with a belly, which will be described later with reference to Figure 2.

図2は、本発明のベリー付きカリバーロール10(以下、単にカリバーロール10とも記す。)を有する圧延機(分塊圧延機)1を説明するための図である。
圧延機(分塊圧延機)1は、一対の対向配置されるベリー付きカリバーロール10を有する。
圧延機(分塊圧延機)1は、カリバーロール10の外表面に設けられ、被圧延材Sを支持可能であるフランジにより形成される溝部(孔状部)に被圧延材Sを嵌合させて、被圧延材Sに対して圧延(分塊圧延)を施す。
被圧延材Sは、圧延機(分塊圧延機)1で圧延を施される前に加熱炉で800℃以上の加熱温度に加熱することができ、その後、図2に示す圧延機(分塊圧延機)1が有する1対のカリバーロール10間を通り抜けることで、圧延方向(図中、矢印R.D.参照)に圧延される。その後、被圧延材Sは、周方向に90度回転させられ、上記の圧延方向に対して逆方向に移動しながら再度圧延される。このように、被圧延材Sがカリバーロール(孔型圧延ロール)10を通り抜けると、その度にロール10を逆回転させながらリバース圧延を繰り返し行い、被圧延材Sが所定の断面形状を有する圧延材(ブルーム)になるまで圧延する。全パスにおける1パス当たりの圧下率は70%以下とすることが好ましい。
ここで、図1を参照しながら説明した第1辺、第2辺は、周方向に90度回転させても、各パス後において夫々同じ部位を指す。第2辺の第1パスの圧延開始前における長さが上記第1辺の長さ以上であればよく、第1パスより後の長さにおいては、第2辺の長さが第1辺の長さ以下となる場合もある。
FIG. 2 is a diagram for explaining a rolling mill (splashing mill) 1 having a caliber roll 10 with berries (hereinafter also simply referred to as the caliber roll 10) of the present invention.
The rolling mill (splashing mill) 1 has a pair of caliber rolls 10 with bellies arranged opposite to each other.
The rolling mill (slabbing mill) 1 is provided on the outer surface of a caliber roll 10, and performs rolling (slabbing) on the rolled material S by fitting the rolled material S into a groove portion (hole-shaped portion) formed by a flange capable of supporting the rolled material S.
The material S to be rolled can be heated to a heating temperature of 800°C or more in a heating furnace before being rolled by the rolling mill (blooming mill) 1, and then passes between a pair of caliber rolls 10 of the rolling mill (blooming mill) 1 shown in FIG. 2, whereby it is rolled in the rolling direction (see arrows R.D. in the figure). The material S to be rolled is then rotated 90 degrees in the circumferential direction, and rolled again while moving in the opposite direction to the above rolling direction. In this way, each time the material S to be rolled passes through the caliber rolls (calibre rolling rolls) 10, reverse rolling is repeated while the rolls 10 are rotated in the opposite direction, until the material S to be rolled becomes a rolled material (bloom) having a predetermined cross-sectional shape. It is preferable that the reduction rate per pass in all passes is 70% or less.
Here, the first side and the second side described with reference to Fig. 1 refer to the same parts after each pass even when rotated 90 degrees in the circumferential direction. It is sufficient that the length of the second side before the start of rolling in the first pass is equal to or longer than the length of the first side, and the length of the second side after the first pass may be equal to or shorter than the length of the first side.

次に、本発明のベリー付きカリバーロール10の詳細を説明する。図3は、本発明のベリー付きカリバーロール10を説明するための断面図(ロール10を円柱形状とした場合の底面(円)に対する垂直な断面図、ロール回転軸を含む断面図(図2中、A-A矢視断面図))である。
図3に示すように、本発明のベリー付きカリバーロール10は、被圧延材Sに圧延(分塊圧延)を施すロールであって、ロール10の外表面上かつ周方向(矢印a参照)に凹状に延設され、圧延時(分塊圧延時)に前記被圧延材を嵌合させる溝部11(11A、11B、11C、11D)を1又は2以上有し、上記溝部11は、1対の側壁部12と、該1対の側壁部12夫々に隣接する底部13とを、嵌合される上記被圧延材Sの対向面として有し、少なくとも1つの上記溝部11における上記底部13は、上記1対の側壁部12夫々から離隔するに従い、嵌合された上記被圧延材S側に傾斜した山形構造を有しており、ロール軸方向に対する上記山形構造の傾斜角度θが以下の式(1)を満たす、ベリー付きカリバーロールである。
0度<θ≦30度 ・・・(1)
Next, the details of the caliber roll 10 with berries of the present invention will be described. Fig. 3 is a cross-sectional view for explaining the caliber roll 10 with berries of the present invention (a cross-sectional view perpendicular to the bottom surface (circle) when the roll 10 is cylindrical, a cross-sectional view including the roll rotation axis (a cross-sectional view taken along the arrow A-A in Fig. 2)).
As shown in Figure 3, the belly-equipped caliber roll 10 of the present invention is a roll for rolling (slabbing) a workpiece S, and has one or more grooves 11 (11A, 11B, 11C, 11D) that are concavely extended in the circumferential direction (see arrow a) on the outer surface of the roll 10 and into which the workpiece S is fitted during rolling (slabbing), and each groove 11 has a pair of side wall portions 12 and a bottom portion 13 adjacent to each of the pair of side wall portions 12 as opposing surfaces for the workpiece S to be fitted into, and the bottom portion 13 of at least one of the groove portions 11 has a mountain-shaped structure that is inclined toward the workpiece S to be fitted into as it moves away from each of the pair of side wall portions 12, and the inclination angle θ of the mountain-shaped structure with respect to the roll axial direction satisfies the following formula (1).
0 degrees < θ ≦ 30 degrees ... (1)

本発明のベリー付きカリバーロール10におけるロールの形状としては、圧延(分塊圧延)を行うことができれば、特に限定されず、例えば、円柱形状とすることができる。また、ロールの材質についても、特に限定されず、例えば、超硬合金(炭化タングステンとコバルトの合金)、ハイス鋼とすることができる。 The shape of the roll in the caliber roll 10 with berries of the present invention is not particularly limited as long as it can perform rolling (slabbing), and can be, for example, cylindrical. The material of the roll is also not particularly limited, and can be, for example, cemented carbide (an alloy of tungsten carbide and cobalt) or high-speed steel.

また、ベリー付きカリバーロールの「ベリー」とは、溝部における底部において、嵌合される被圧延材側に突出形成された部位のことを指し、本発明のベリー付きカリバーロール10の「ベリー」では、底部13における特定の山形構造のことを指す。 The "belly" of a caliber roll with a belly refers to the part at the bottom of the groove that protrudes toward the rolled material that is fitted into it, and the "belly" of the caliber roll 10 with a belly of the present invention refers to a specific mountain-shaped structure at the bottom 13.

本発明のベリー付きカリバーロール10は、1又は2以上の溝部(カリバー、孔状部、凹部)11を有しており、1つの溝部のみを有していてもよい。また、ロール幅方向(ロール軸方向、圧延方向の垂直方向、X方向)に2以上の溝部11を有していてもよく、これらの溝部夫々は、形状や大きさは異なっていてよいが、圧延時に向かい合う1対の溝部11は同じ形状であり、同じ大きさであることが好ましい。
図3に示す例では、カリバーロール10は、4つの溝部11A、11B、11C、11Dを有しており、前述したリバース圧延において、溝部11Aにおいて1パス目の圧延を行い、溝部11Bにおいて3、5パス目の圧延を行い、溝部11Cにおいて7、9パス目の圧延を行い、溝部11Dにおいて2、4、6、8パス目の圧延を行うが、本発明はこのような例に限定されず、得られるべき圧延材(分塊圧延材)の形状等に対して設定される圧延条件に適切なカリバーロールを採用すればよい。具体的には、各パスで設定すべき被圧延材Sの第1辺と第2辺の長さ比に応じて、被圧延材Sを嵌合させる溝部を適宜選択したり、設計したりすることができる。
The caliber roll 10 with berries of the present invention has one or more grooves (calibers, holes, recesses) 11, or may have only one groove. It may also have two or more grooves 11 in the roll width direction (roll axial direction, perpendicular to the rolling direction, X direction), and these grooves may have different shapes and sizes, but it is preferable that a pair of grooves 11 facing each other during rolling have the same shape and size.
In the example shown in Fig. 3, the caliber roll 10 has four grooves 11A, 11B, 11C, and 11D, and in the above-mentioned reverse rolling, the first pass rolling is performed in the groove 11A, the third and fifth passes rolling in the groove 11B, the seventh and ninth passes rolling in the groove 11C, and the second, fourth, sixth, and eighth passes rolling in the groove 11D, but the present invention is not limited to such an example, and it is sufficient to adopt a caliber roll suitable for the rolling conditions set for the shape of the rolled material (bloom rolled material) to be obtained. Specifically, the grooves into which the rolled material S is fitted can be appropriately selected or designed according to the length ratio between the first side and the second side of the rolled material S to be set in each pass.

本発明のベリー付カリバーロール10は、溝部11の形状に特徴を有している。溝部11は、1対の側壁部12と、該1対の側壁部12夫々に隣接する底部13とを、嵌合される被圧延材Sの対向面として有する。そして、ベリー付カリバーロール10において、少なくとも1つの溝部11における底部13が、1対の側壁部12夫々から離隔するに従い、嵌合された上記被圧延材S側に傾斜した山形構造を有しており、ロール軸方向(X方向)に対する上記山形構造の傾斜角度θが、後述する式(1)を満たす。
図3に示すように、ロール10中、式(1)を満たす溝部11では、1対の側壁部12夫々に隣接する底部13の両端の2ヶ所の部位において、上記の傾斜角度θとなる傾斜部が形成される。
底部の両端に形成される傾斜角度θは、夫々異なっていてもよいし、同じでもよいが、圧延時のハンドリング性の点から、両端の傾斜角度θの差は、5度以下の範囲内であることが好ましい。また、底部の両端に形成される傾斜角度θは、夫々同じであることがより好ましい。すなわち、図3中の断面視で、上記の山形構造において、軸方向(X軸方向)中心位置から底部13と側壁部12両側の境界位置までの距離が同一であって、上記軸方向中心位置が被圧延材側(Z軸方向側)に最も突出していることが好ましい。
また、1対のカリバーロール10において、圧延時に向かい合う1対の溝部11に形成される四隅に位置する傾斜部の傾斜角度θは、夫々異なっていてもよいし、同じでもよいが、圧延時のハンドリング性の点から、四隅の傾斜角度θの差は、5度以下の範囲内であることが好ましい。また、四隅の傾斜角度θは、夫々同じであることがより好ましい。
なお、本発明のベリー付きカリバーロール10では、1又は2以上の溝部11のうち、少なくとも1つの溝部11が式(1)を満たす山形構造を有していればよく、山形構造を有さない(底部が平らである(θ=0度))溝部を有していてもよい。
特に、疵は圧下量が多い奇数パス時に形成されやすいため、奇数パスにおいて山形構造を有する溝部で圧延を行うことが好ましい。
The caliber roll 10 with bellies of the present invention is characterized by the shape of the grooves 11. The grooves 11 have a pair of side walls 12 and bottoms 13 adjacent to the pair of side walls 12 as opposing surfaces of the rolled material S to be fitted. In the caliber roll 10 with bellies, the bottoms 13 of at least one groove 11 have a mountain-shaped structure that is inclined toward the rolled material S side as it moves away from the pair of side walls 12, and the inclination angle θ of the mountain-shaped structure with respect to the roll axial direction (X direction) satisfies the formula (1) described later.
As shown in FIG. 3 , in the groove portion 11 of the roll 10 that satisfies the formula (1), inclined portions having the above-mentioned inclination angle θ are formed at two locations on both ends of the bottom portion 13 adjacent to each of a pair of side wall portions 12.
The inclination angles θ formed at both ends of the bottom may be different or the same, but from the viewpoint of handling during rolling, it is preferable that the difference between the inclination angles θ at both ends is within a range of 5 degrees or less. It is more preferable that the inclination angles θ formed at both ends of the bottom are the same. That is, in the cross-sectional view of Figure 3, in the above-mentioned mountain-shaped structure, it is preferable that the distance from the axial (X-axis) center position to the boundary positions on both sides of the bottom 13 and the side wall portion 12 is the same, and that the above-mentioned axial center position protrudes most toward the rolled material side (Z-axis side).
In addition, in a pair of caliber rolls 10, the inclination angles θ of the inclined portions located at the four corners formed in a pair of grooves 11 facing each other during rolling may be different from each other or may be the same, but from the viewpoint of handling during rolling, it is preferable that the difference in the inclination angles θ of the four corners is within a range of 5 degrees or less. It is more preferable that the inclination angles θ of the four corners are the same.
In the caliber roll 10 with berries of the present invention, at least one of the one or more groove portions 11 needs to have a mountain-shaped structure that satisfies formula (1), and the roll may have a groove portion that does not have a mountain-shaped structure (having a flat bottom (θ = 0 degrees)).
In particular, since defects are likely to be formed during an odd number of passes in which the reduction is large, it is preferable to perform rolling in an odd number of passes using grooves having a mountain-shaped structure.

0度<θ≦30度 ・・・(1)
次に、式(1)の規定理由について説明する。
図4は、本発明のベリー付きカリバーロール10で規定する傾斜角度θを説明するための図である。具体的には、ベリー付きカリバーロール10の部分断面図(ロール10を円柱形状とした場合の底面(円)に対する垂直な部分断面図(図2中、A-A矢視断面図))である。
図4に示すように、本発明では、ベリー付きカリバーロール10が有する底部の山形構造に関し、ロール軸方向(X軸方向)に対する山形構造の傾斜角度θ(θ、θ、θ、θ)が上記の式(1)を満たす。
以下では、圧延時に向かい合う1対の溝部11に形成される四隅に位置する傾斜部の傾斜角度θ(θ、θ、θ、θ)は、全て同じ角度であるとするが、式(1)を満たす範囲内であれば、異なっていてもよい。なお、図4中、符号Hはベリー高さを示し、符号hはカリバー深さを示し、X1はフランジ高さを示す。
0 degrees < θ ≦ 30 degrees ... (1)
Next, the reason for defining the formula (1) will be described.
Fig. 4 is a diagram for explaining the inclination angle θ defined in the caliber roll 10 with bellies of the present invention. Specifically, it is a partial cross-sectional view of the caliber roll 10 with bellies (a partial cross-sectional view perpendicular to the bottom surface (circle) when the roll 10 is cylindrical (a cross-sectional view taken along the line A-A in Fig. 2)).
As shown in FIG. 4, in the present invention, the inclination angle θ (θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) of the mountain-shaped structure at the bottom of the caliber roll 10 with berries relative to the roll axial direction (X- axis direction) satisfies the above formula (1).
In the following description, the inclination angles θ (θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) of the inclined portions located at the four corners formed in a pair of grooves 11 facing each other during rolling are all assumed to be the same angle, but may be different as long as they are within the range satisfying formula (1). In Fig. 4, the symbol H indicates the belly height, the symbol h indicates the caliber depth, and X1 indicates the flange height.

ここで、まず、本発明のベリー付きカリバーロール10により、圧延材(分塊圧延材)の角部の疵が抑制されていることを調べた評価方法及び結果を説明する。
以下の表1は、評価した圧延条件を示す。本発明例のベリー付きカリバーロール(ベリーロール)10として、1、3、5、7パス用の溝部、9、11、13パス用の溝部、また、山形構造を有さない偶数パス用の溝部の計3つの溝部を有するロールを用いた。1、3、5、7パス用の溝部ではθ=7度とし、1、3、5、7パス用の溝部とは形状、サイズが異なる9、11、13パス用の溝部においてもθ=7度とした。偶数パス用の溝部では、θ=0度である。なお、各溝部内における4つのθは全て同じとした。
また、本発明の範囲外となる比較例として、全ての溝部においてベリーを有さず、すなわち、全ての溝部における底部(カリバー底)がフラットである従来技術のカリバーロールを用いた。すなわち、従来技術のカリバーロールは、全ての溝部において、本発明で特定するθが0度である。
被圧延材としては、SUS329J1を用いた。本発明例と比較例のいずれも表1に示す条件で圧延を行った。
Here, first, an explanation will be given of the evaluation method and results of investigating whether the belly caliber roll 10 of the present invention suppresses defects at the corners of the rolled material (bloom rolled material).
The following Table 1 shows the evaluated rolling conditions. As the caliber roll with belly (belly roll) 10 of the present invention, a roll having a total of three grooves was used, including grooves for 1, 3, 5, and 7 passes, grooves for 9, 11, and 13 passes, and a groove for an even number of passes that does not have a mountain-shaped structure. In the grooves for 1, 3, 5, and 7 passes, θ=7 degrees, and in the grooves for 9, 11, and 13 passes that have different shapes and sizes from the grooves for 1, 3, 5, and 7 passes, θ=7 degrees. In the grooves for even passes, θ=0 degrees. Note that all four θ in each groove were the same.
As a comparative example outside the scope of the present invention, a conventional caliber roll was used in which all grooves had no berries, i.e., the bottoms (caliber bottoms) of all grooves were flat. In other words, the conventional caliber roll had a θ of 0 degrees in all grooves.
The material to be rolled was SUS329J1. Both the inventive example and the comparative example were rolled under the conditions shown in Table 1.

Figure 0007687280000001
Figure 0007687280000001

表1に示す被圧延材長短比は、上記矩形における第1辺と、該第1辺に隣接し、第1パスの圧延開始前における長さが上記第1辺の長さ以上である第2辺とに関し、各パスの圧延後における、上記第2辺の長さ(mm)/上記第1辺の長さ(mm)である(図1再参照)。 The length ratio of the rolled material shown in Table 1 is the length (mm) of the second side of the rectangle to the length (mm) of the first side of the rectangle, the length of which is adjacent to the first side and is equal to or longer than the length of the first side before the start of the first pass of rolling, after each pass of rolling (see Figure 1 again).

加熱炉で1100℃まで加熱した被圧延材を表1に示す圧延条件で圧延した。圧延が終わった後の分塊圧延材に対して、フェルスター社製の漏洩磁束探傷機を用いて、漏洩磁束探傷試験法(Magnetic Leakage Flux Testing method、以下、MLFTとも記す。)により、表面の疵の深さを非破壊検査し、3.0mm以上の疵深さを圧延方向に測定し、個数をカウントし、評価項目とした。より具体的には、得られた分塊圧延材を回転させながら、MLFTにより圧延方向全長のピーク強度を取得し、ピークレベルが3.0mm以上となる疵の個数を調べ、該個数を上記の圧延方向全長で除した値を疵個数(個/m)として算出した。
それぞれのMLFTによる評価結果は、従来のカリバーロールでは114.2個/mであり、本発明のベリー付きカリバーロールでは44.8個/mであった。これより、表1に示す条件に対し、ベリー付きカリバーロールにより圧延をすることで、疵の形成が抑制されることが認められた。MLFTによる疵個数が多いほど、分塊圧延材表面の疵を除去するためのグラインダー等による手入れをする時間が増加し、歩留まりも悪くなる。
The rolled material heated to 1100°C in a heating furnace was rolled under the rolling conditions shown in Table 1. After rolling, the bloomed material was subjected to a non-destructive inspection of the depth of surface defects by a magnetic leakage flux testing method (hereinafter also referred to as MLFT) using a magnetic leakage flux detector manufactured by Forster, and the depth of defects of 3.0 mm or more was measured in the rolling direction, and the number of defects was counted and used as an evaluation item. More specifically, while rotating the bloomed material obtained, the peak intensity over the entire length in the rolling direction was obtained by MLFT, and the number of defects with a peak level of 3.0 mm or more was counted, and the number was divided by the entire length in the rolling direction to calculate the number of defects (defects/m).
The evaluation results by MLFT were 114.2 defects/m for the conventional caliber roll and 44.8 defects/m for the caliber roll with berries of the present invention. This confirmed that the formation of defects was suppressed by rolling using the caliber roll with berries under the conditions shown in Table 1. The more defects found by MLFT, the more time is required for treatment with a grinder or the like to remove the defects on the surface of the bloomed material, and the worse the yield becomes.

以上のように、ベリー付きカリバーロール10を用いて圧延することで疵の発生を低減することができた。 As described above, the occurrence of defects could be reduced by rolling using a caliber roll 10 with a belly.

次に、ベリー付きカリバーロールにおいて、圧延時に被圧延材の疵が形成される部位(バルジング部)に対して、引張応力ではなく主に圧縮応力が作用した原因について説明する。
図5は、従来のカリバーロールとベリーロールのバルジング部の疵形成メカニズムの概略図を表す。
図5(a)に示すように、従来のカリバーロール100では、圧延初期時、溝部110の底部130において、バルジング部から接触することで接触点から左右にメタルフローが発生して、引張応力が作用し、疵が形成されている。一方で、図5(b)に示すように、ベリー付きカリバーロール10では、溝部11の底部13において、側壁部12(図5中は図示せず)から離隔するに従い、嵌合された被圧延材Sの側に傾斜した山形構造を有している。すなわち、ベリー付きカリバーロール10では、ロール中心(軸方向(X軸方向)における中心)から側壁部(フランジ部)12に向けて傾斜がかかっている。そのため、バルジング部のメタルフローが片側に制御されることで、引張応力が抑制されている。すなわち、ベリー付きカリバーロール10では、圧延時に被圧延材に対して、引張応力が抑制され、主に圧縮応力が作用することになる。
以上より、本発明のベリー付きカリバーロール10は、バルジング部のメタルフローを制御することで疵を低減させることができる。
Next, the reason why compressive stress, rather than tensile stress, acts on the portion (bulging portion) where defects are formed in the rolled material during rolling in the caliber roll with belly will be explained.
FIG. 5 shows a schematic diagram of the defect formation mechanism in the bulging portion of a conventional caliber roll and belly roll.
As shown in Fig. 5(a), in the conventional caliber roll 100, at the beginning of rolling, the bottom 130 of the groove 110 contacts the bulging part, causing metal flow to occur to the left and right from the contact point, and tensile stress acts on the material S to form defects. On the other hand, as shown in Fig. 5(b), in the caliber roll 10 with a belly, the bottom 13 of the groove 11 has a mountain-shaped structure that is inclined toward the side of the rolled material S fitted therein as it moves away from the side wall 12 (not shown in Fig. 5). That is, in the caliber roll 10 with a belly, the roll is inclined from the center of the roll (center in the axial direction (X-axis direction)) toward the side wall (flange) 12. Therefore, the metal flow of the bulging part is controlled to one side, thereby suppressing the tensile stress. That is, in the caliber roll 10 with a belly, the tensile stress is suppressed on the material to be rolled during rolling, and mainly compressive stress acts on the material to be rolled.
As described above, the belly caliber roll 10 of the present invention can reduce defects by controlling the metal flow in the bulging portion.

上記知見に基づいて鋭意検討した結果、本発明では式(1)として、「0度<θ≦30度」を規定する。この範囲規定理由について次に説明する。
まず、式(1)において、θ=0度のときは、図5(a)を参照しながら説明した従来技術のカリバーロールと同義であり、前述のように疵の発生の抑制が十分でなかったため、除外する。
また、θ<0度のとき、すなわち、底部が、1対の側壁部夫々から離隔するに従い、嵌合された被圧延材から離れる方向に傾斜した山形構造を有することになる。このようなロール中心に向かって凹形状の傾斜では、バルジング部のメタルフローを片側に寄せるという点では同様の効果を得ることが可能であるが、圧延された被圧延材の形状が辺の中心に向かって突出した山形形状となる。そのため、このような凸型の山形形状であることから、被圧延材の搬送中等において、精度良くハンドリングすることができず、意図せず被圧延材が横転し、設備に損傷を加える可能性もある。以上より、本発明では、θ>0度とする。好ましくは、θ>1度であり、より好ましくは、θ≧2度である。
また、圧延によって形成されたバルジング部よりも傾斜角度が小さい場合、メタルフローを片側に制御する力が弱くなるため、好ましくは、θ≦予め想定されるバルジング部の頂点からバルジングが形成されていない平面部までの傾斜角である。
As a result of extensive investigation based on the above findings, the present invention specifies "0 degrees < θ ≦ 30 degrees" as formula (1). The reason for specifying this range will be explained below.
First, in formula (1), when θ = 0 degrees, this is synonymous with the caliber roll of the prior art described with reference to Figure 5 (a), and as described above, the suppression of the occurrence of scratches was not sufficient, so this is excluded.
Also, when θ<0 degrees, that is, as the bottom part moves away from each of the pair of side walls, it has a mountain-shaped structure inclined in a direction away from the fitted rolled material. With such a concave inclination toward the roll center, it is possible to obtain a similar effect in that the metal flow of the bulging part is brought to one side, but the shape of the rolled material becomes a mountain-shaped shape protruding toward the center of the side. Therefore, because of such a convex mountain-shaped shape, it is not possible to handle the rolled material with high accuracy during transportation, etc., and the rolled material may unintentionally roll over, causing damage to the equipment. For the above reasons, in the present invention, θ>0 degrees. Preferably, θ>1 degree, and more preferably, θ≧2 degrees.
Furthermore, if the inclination angle is smaller than that of the bulging portion formed by rolling, the force controlling the metal flow to one side will be weakened, so it is preferable that θ≦the inclination angle from the pre-estimated apex of the bulging portion to the flat portion where no bulging is formed.

次に、θ≦30度について説明する。傾斜角度θが大きくなるに伴い、底部13の山形構造の傾斜が急になり、鋭角なベリーとなる。鋭角なベリーで圧延した場合、被圧延材の中心が大きく凹み、その凹みを形成させる過程で材料中心に向かって引張応力が作用し、疵の形成に繋がる。そして、θが30度超となると、所望の疵抑制の効果が得られなくなる。よって、本発明ではθ≦30度とする。好ましくはθ≦15度であり、より好ましくはθ<10度である。 Next, we will explain θ≦30 degrees. As the inclination angle θ increases, the inclination of the mountain-shaped structure of the bottom 13 becomes steeper, resulting in an acute-angled belly. When rolling with an acute-angled belly, the center of the rolled material is greatly depressed, and in the process of forming the depression, tensile stress acts toward the center of the material, leading to the formation of defects. And when θ exceeds 30 degrees, the desired effect of suppressing defects cannot be obtained. Therefore, in the present invention, θ≦30 degrees. Preferably, θ≦15 degrees, and more preferably, θ<10 degrees.

θの測定位置については、底部13のロール軸方向(X方向)の両端部であって、隣接する側壁部12との境界位置とする。 The measurement positions for θ are at both ends of the bottom portion 13 in the roll axis direction (X direction), and at the boundary positions with the adjacent side wall portions 12.

上記の本発明の圧延材(分塊圧延材)の製造方法で用いる被圧延材Sとしては、Crを5.0質量%以上含有するCr鋼やステンレス鋼等の難加工鋼材(難加工高合金鋼)が挙げられる。ここで難加工鋼材とは圧延温度領域時に金属組織が二相以上の状態となる鋼材のことを指し、具体的には、17質量%Cr、22質量%Cr、25質量%Crなどの高Cr量を有するステンレス鋼が挙げられる。難加工鋼材は、単相の鋼材に比べ、相の強度差を有することから加工が難しいものの、本発明の圧延材(分塊圧延材)の製造方法では、被圧延材Sがこれらの難加工鋼材であっても、疵の発生を抑制することができる。 The rolled material S used in the manufacturing method of the rolled material (blooming rolled material) of the present invention can be difficult-to-process steel materials (difficult-to-process high alloy steels) such as Cr steel and stainless steel containing 5.0% or more by mass of Cr. Here, difficult-to-process steel materials refer to steel materials whose metal structure is in a two-phase or more state in the rolling temperature range, and specifically, stainless steels with high Cr contents such as 17% by mass Cr, 22% by mass Cr, and 25% by mass Cr can be mentioned. Although difficult-to-process steel materials are difficult to process compared to single-phase steel materials due to the difference in strength between the phases, the manufacturing method of the rolled material (blooming rolled material) of the present invention can suppress the occurrence of defects even when the rolled material S is such difficult-to-process steel materials.

被圧延材Sは以下のプロセスで作製される。まず、高炉で鉄鉱石を溶かしながら、コークスを同時に溶かすことで銑鉄を作製する。その後、脱珪処理、脱硫処理など溶銑予備処理を行い、転炉で炭素を除去し、溶鋼を作製する。溶鋼に必要な合金元素など成分を微調整する二次精錬を行った後に、連続鋳造により、被圧延材Sを得る。連続鋳造のほか、造塊により被圧延材Sを製造してもよい。
本発明では、被圧延材として鋼塊(インゴット)だけでなく、鍛造によって得られるビレット、ブルーム、スラブなどの鋳片を用いることができる。
The rolled material S is produced by the following process. First, pig iron is produced by melting iron ore and coke in a blast furnace at the same time. Then, the molten iron is pre-treated with desiliconization and desulfurization processes, and carbon is removed in a converter to produce molten steel. After secondary refining, which finely adjusts the components of the molten steel, such as the alloy elements required for the molten steel, the rolled material S is obtained by continuous casting. In addition to continuous casting, the rolled material S may also be produced by ingot casting.
In the present invention, not only steel ingots but also billets, blooms, slabs and other cast pieces obtained by forging can be used as the material to be rolled.

被圧延材Sは、800℃以上の加熱温度に加熱した後、1対のベリー付きカリバーロール(孔型圧延ロール)10間に通すことが好ましい。また、全パスにおいて、1パス当たりの圧下率を70%以下とすることが好ましい。 The material S to be rolled is preferably heated to a temperature of 800°C or higher and then passed between a pair of caliber rolls with berries (grooved rolling rolls) 10. In addition, it is preferable that the reduction rate per pass be 70% or less in all passes.

加熱温度が800℃未満では、被圧延材Sの変形抵抗が高くなり、ロールの耐荷重を超える場合がある。よって、上記加熱温度は、800℃以上とすることが好ましい。また、より好ましくは、1000℃以上であり、さらに好ましくは、1200℃以上である。一方、加熱温度の上限値は特に限定されないが、1300℃超えでは、22質量%Cr等の高Cr鋼はフェライトの分率が高いため、被圧延材の変形抵抗が低く、炉内で材料が垂れる場合がある。よって、上記加熱温度は、1300℃以下とすることが好ましい。また、より好ましくは、1290℃以下であり、さらに好ましくは、1250℃以下である。 If the heating temperature is less than 800°C, the deformation resistance of the material S to be rolled increases and may exceed the load capacity of the roll. Therefore, the heating temperature is preferably 800°C or higher. More preferably, it is 1000°C or higher, and even more preferably, it is 1200°C or higher. On the other hand, the upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but if it exceeds 1300°C, the deformation resistance of the material to be rolled is low because high Cr steel such as 22 mass% Cr has a high ferrite fraction, and the material may sag in the furnace. Therefore, the heating temperature is preferably 1300°C or lower. More preferably, it is 1290°C or lower, and even more preferably, it is 1250°C or lower.

また、1パス当たりの圧下率が70%超えでは、一様な変形挙動がされず、材料の対角線上にズレるように割れ、せん断割れのような現象となる場合がある。よって、上記圧下率は、70%以下とすることが好ましい。また、より好ましくは、50%以下であり、さらに好ましくは、35%以下である。また、圧下率が低過ぎると所定の寸法にするために時間がかかりすぎ、被圧延材の温度が下がるため、より好ましくは、5%以上であり、さらに好ましくは、10%以上である。 Furthermore, if the reduction rate per pass exceeds 70%, uniform deformation behavior will not occur, and the material may crack diagonally, resulting in a phenomenon such as shear cracking. Therefore, the reduction rate is preferably 70% or less. Also, it is more preferably 50% or less, and even more preferably 35% or less. Also, if the reduction rate is too low, it will take too much time to achieve the specified dimensions and the temperature of the rolled material will drop, so it is more preferably 5% or more, and even more preferably 10% or more.

なお、上記の圧下率(%)は、各パスにおいて、
((圧延前の第1辺の長さ(mm)-圧延後の第1辺の長さ(mm))/圧延前の第1辺の長さ(mm))×100、及び
((圧延前の第2辺の長さ(mm)-圧延後の第2辺の長さ(mm))/圧延前の前記第2辺の長さ(mm))×100のうち、より大きな値である。
上記第1辺の長さ、第2辺の長さは、被圧延材の圧延方向垂直断面視における矩形の辺の長さである(図1再参照)。
The above rolling reduction (%) is for each pass.
It is the larger value among ((length of first side before rolling (mm)−length of first side after rolling (mm))/length of first side before rolling (mm))×100 and ((length of second side before rolling (mm)−length of second side after rolling (mm))/length of second side before rolling (mm))×100.
The above-mentioned first side length and second side length are the lengths of the sides of a rectangle when viewed in a cross section perpendicular to the rolling direction of the rolled material (see FIG. 1 again).

また、本発明では、前述した圧延材の製造方法により得られた圧延材を用いて鋼管を製造することができる。 In addition, in the present invention, steel pipes can be manufactured using the rolled material obtained by the above-mentioned method for manufacturing rolled material.

鋼管の製造条件としては、好ましくは、圧延材(分塊圧延材)として丸鋼片を材料とし、加熱炉で1100~1300℃に加熱し、マンネスマン穿孔機で中空素管にする。中空素管は、マンドレルミルで圧延し、外径と厚さを減少させ長尺素管にする。次に、これを再加熱炉において700~1000℃で1時間保持し、再加熱してからストレッチレデューサーで仕上がり寸法とし、冷却、矯正、切断を経て鋼管とする。 The manufacturing conditions for steel pipes are preferably as follows: round steel billets are used as the rolled material (splashing material), which is heated to 1100-1300°C in a heating furnace and turned into a hollow blank tube using a Mannesmann piercing machine. The hollow blank tube is rolled in a mandrel mill to reduce the outer diameter and thickness to make a long blank tube. This is then held at 700-1000°C for one hour in a reheating furnace, reheated, and then cut to the finished dimensions using a stretch reducer, before being cooled, straightened, and cut to make the steel pipe.

本発明における疵抑制技術を調査するために、本発明条件と比較条件を用意し、圧延後のMLFT結果を調査した。 To investigate the defect suppression technology of this invention, the present invention conditions and comparative conditions were prepared, and the MLFT results after rolling were investigated.

被圧延材としてはSUS329J1を用いた。被圧延材の初期断面寸法は第1辺:275mm×第2辺:710mmであった。加熱炉で被圧延材を1100℃まで加熱したものを圧延した。その他条件は表1に示す。カリバーロールの各傾斜角度θとMLFTによる3.0mm以上の疵個数の結果を表2に示す。
疵の測定については、より具体的には、得られた分塊圧延材を回転させながら、MLFTにより圧延方向全長のピーク強度を取得し、ピークレベルが3.0mm以上となる疵の個数を調べ、該個数を上記の圧延方向全長で除した値を疵個数(個/m)として算出した。
各水準において、1、3、5、7パス用の溝部、9、11、13パス用の溝部、また、山形構造を有さない偶数パス用の溝部の計3つの溝部を有するロールを用いた。
1、3、5、7パス用の溝部のθ、9、11、13パス用の溝部のθは全て表2に示す角度で同一とした。また、偶数パス用の溝部では、θ=0度である。なお、各溝部内における4つのθは全て同じとした。
The material to be rolled was SUS329J1. The initial cross-sectional dimensions of the material to be rolled were first side: 275 mm x second side: 710 mm. The material to be rolled was heated to 1100°C in a heating furnace and then rolled. Other conditions are shown in Table 1. Table 2 shows the results of each inclination angle θ of the Caliber roll and the number of defects of 3.0 mm or more by MLFT.
More specifically, in measuring the defects, while rotating the bloomed and rolled material obtained, the peak strength over the entire length in the rolling direction was obtained by MLFT, and the number of defects with a peak level of 3.0 mm or more was counted. The number was divided by the entire length in the rolling direction to calculate the number of defects (defects/m).
For each level, a roll having three grooves in total was used: grooves for 1st, 3rd, 5th and 7th passes, grooves for 9th, 11th and 13th passes, and a groove for an even number of passes without a chevron structure.
The angles θ of the grooves for passes 1, 3, 5, and 7, and the angles θ of the grooves for passes 9, 11, and 13 were all the same as shown in Table 2. In addition, in the grooves for even passes, θ = 0 degrees. Note that all four angles θ in each groove were the same.

本発明では、分塊圧延材の表面において、疵深さが3.0mm以上である疵が、圧延方向に100個/m以下である場合、疵の形成が抑制されていると判断した。 In the present invention, it is determined that the formation of defects is suppressed when the number of defects on the surface of the bloomed rolled material with a depth of 3.0 mm or more is 100 or less per meter in the rolling direction.

Figure 0007687280000002
Figure 0007687280000002

水準1~5は式(1)を満たす条件で圧延した例である。
具体的には、水準1はθ=7度であり、疵個数は44.8個/mであった。
水準2はθ=15度であり、疵個数は87.4個/mであった。
水準3のθ=30度は、疵個数は95.5個/mであった。
特に、水準1では、バルジング部の疵の抑制をしつつ、材料中心(ベリー付きカリバーロールの山形構造の頂点部、図4中のZ軸)の疵の低減も実現でき、疵個数を非常に少なくすることができた。
Levels 1 to 5 are examples where rolling was performed under conditions that satisfy formula (1).
Specifically, in level 1, θ=7 degrees, and the number of defects was 44.8 defects/m.
Level 2 was θ=15 degrees, and the number of defects was 87.4/m.
At level 3, θ=30 degrees, the number of defects was 95.5/m.
In particular, in level 1, defects in the bulging area were suppressed while defects in the center of the material (the apex of the mountain-shaped structure of the caliber roll with belly, the Z-axis in Figure 4) were reduced, and the number of defects was significantly reduced.

水準4はθ=3度であり、本圧延条件における事前に解析により測定したバルジング部の高さに合わせた傾斜角度であり、疵個数は39.8個/mであった。
水準5はθ=1度であり、疵個数は98.0個/mであった。
特に、水準4では、メタルフローを片側に制御する働きが強く、角部の疵の発生を精度良く抑制できたため、疵個数を非常に少なくすることができた。
Level 4 was θ=3 degrees, an inclination angle that matched the height of the bulging portion measured in advance by analysis under these rolling conditions, and the number of defects was 39.8 defects/m.
Level 5 was θ=1 degree, and the number of defects was 98.0 defects/m.
In particular, at level 4, the metal flow was strongly controlled to one side, and the occurrence of defects in the corners was accurately suppressed, making it possible to greatly reduce the number of defects.

水準6~8は式(1)を満たさない条件で圧延した例である。
具体的には、水準6はθ=0度であり、従来カリバーロールと同義である。疵個数は114.2個/mであった。水準7はθ=45度であり、材料中心側の疵が増大し、バルジング部付近まで大きく中心に向かって変形したため、疵個数は235.1個/mであった。水準8はθ=―10度であり、ロール中心に向かって凹形状のベリーである。途中のパスで被圧延材が倒れてしまい、最後まで圧延することができなかった。
Levels 6 to 8 are examples where rolling was performed under conditions that did not satisfy formula (1).
Specifically, level 6 is θ = 0 degrees, which is synonymous with the conventional Caliber roll. The number of defects was 114.2/m. Level 7 is θ = 45 degrees, and the number of defects was 235.1/m because the defects on the material center side increased and the material was significantly deformed toward the center up to the vicinity of the bulging part. Level 8 is θ = -10 degrees, and the berry is concave toward the center of the roll. The material to be rolled collapsed during the middle pass, and it was not possible to roll it to the end.

表2より、本発明の条件で圧延することにより、疵が形成されることを抑制できることが明らかになった。 From Table 2, it is clear that by rolling under the conditions of the present invention, the formation of defects can be suppressed.

S 被圧延材
1 圧延機(分塊圧延機)
10 ベリー付きカリバーロール(孔型圧延ロール)
11、11A、11B、11C、11D 溝部
12 側壁部
13 底部
100 カリバーロール(孔型圧延ロール)
110 溝部
130 底部
θ、θ、θ、θ、θ 傾斜角度
H ベリー高さ
h カリバー深さ
X1 フランジ長さ
S: Material to be rolled 1: Rolling mill (splashing mill)
10 Belly caliber roll (grooved rolling roll)
11, 11A, 11B, 11C, 11D Groove portion 12 Side wall portion 13 Bottom portion 100 Caliber roll (grooved rolling roll)
110 Groove 130 Bottom θ, θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 Inclination angle
H Belly height h Caliber depth X1 Flange length

Claims (5)

被圧延材に圧延を施すカリバーロールであって、
ロールの外表面上かつ周方向に凹状に延設され、前記圧延時に前記被圧延材を嵌合させる溝部を2以上有し、
2以上の前記溝部は、1対の側壁部と、該1対の側壁部夫々に隣接する底部とを、嵌合される前記被圧延材の対向面として有し、
少なくとも1つの前記溝部における前記底部は、前記1対の側壁部夫々から離隔するに従い、嵌合された前記被圧延材側に傾斜した山形構造を有しており、
奇数パス用の溝部でロール軸方向に対する前記山形構造の傾斜角度θが以下の式(1)を満たし、
偶数パス用の溝部で前記傾斜角度θが0度であることを満たす、ベリー付きカリバーロール。
0度<θ≦30度 ・・・(1)
A caliber roll for rolling a material to be rolled,
The roll has two or more grooves extending in a concave shape in the circumferential direction on the outer surface of the roll, into which the rolled material is fitted during the rolling,
The two or more grooves each have a pair of side wall portions and a bottom portion adjacent to each of the pair of side wall portions as opposed to the surface of the rolled material to be fitted therein,
the bottom portion of at least one of the groove portions has a mountain-shaped structure inclined toward the rolled material side as it is spaced apart from each of the pair of side wall portions,
In the groove portion for odd passes, the inclination angle θ of the mountain-shaped structure with respect to the roll axial direction satisfies the following formula (1),
A caliber roll with a berry, in which the inclination angle θ is 0 degrees in the groove portion for an even number of passes .
0 degrees < θ ≦ 30 degrees ... (1)
請求項1に記載のベリー付きカリバーロールを用いた圧延により圧延材を製造する方法であって、
前記圧延では、被圧延材を、800℃以上の加熱温度に加熱した後、1対の前記ベリー付きカリバーロール間に通し、1パス当たりの圧下率を70%以下とする、圧延材の製造方法。
A method for producing a rolled material by rolling using the caliber roll with berries according to claim 1, comprising the steps of:
In the rolling, the material to be rolled is heated to a heating temperature of 800°C or higher, and then passed between a pair of caliber rolls with bellies, with a rolling reduction rate per pass of 70% or less.
前記被圧延材として、Crを5.0質量%以上含有するCr鋼を用いる、請求項2に記載の圧延材の製造方法。 The method for manufacturing rolled material according to claim 2, wherein Cr steel containing 5.0 mass% or more of Cr is used as the rolled material. 請求項2又は3に記載の圧延材の製造方法により得られた圧延材を用いて鋼管を製造する、鋼管の製造方法。 A method for producing steel pipes, comprising the steps of: producing a steel pipe using a rolled material obtained by the method for producing rolled material according to claim 2 or 3; 被圧延材に圧延を施す圧延機であって、
対向配置される1対のベリー付きカリバーロールを有し、
前記1対のベリー付きカリバーロール夫々は、
ロールの外表面上かつ周方向に凹状に延設され、前記圧延時に前記被圧延材を嵌合させる溝部を2以上有し、
2以上の前記溝部は、1対の側壁部と、該1対の側壁部夫々に隣接する底部とを、嵌合される前記被圧延材の対向面として有し、
少なくとも1つの前記溝部における前記底部は、前記1対の側壁部夫々から離隔するに従い、嵌合された前記被圧延材側に傾斜した山形構造を有しており、
奇数パス用の溝部でロール軸方向に対する前記山形構造の傾斜角度θが以下の式(1)を満たし、
偶数パス用の溝部で前記傾斜角度θが0度であることを満たす、圧延機。
0度<θ≦30度 ・・・(1)
A rolling mill that rolls a material to be rolled,
A pair of caliber rolls with bellies are disposed opposite to each other,
Each of the pair of caliber rolls with berries comprises:
The roll has two or more grooves extending in a concave shape in the circumferential direction on the outer surface of the roll, into which the rolled material is fitted during the rolling,
The two or more grooves each have a pair of side wall portions and a bottom portion adjacent to each of the pair of side wall portions as opposed to the surface of the rolled material to be fitted therein,
the bottom portion of at least one of the groove portions has a mountain-shaped structure inclined toward the rolled material side as it is spaced apart from each of the pair of side wall portions,
In the groove portion for odd passes, the inclination angle θ of the mountain-shaped structure with respect to the roll axial direction satisfies the following formula (1),
the inclination angle θ being 0 degrees in the grooves for an even number of passes .
0 degrees < θ ≦ 30 degrees ... (1)
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