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Title:
MAGNESIUM ALLOY HOT-ROLLING MILL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/051176
Kind Code:
A1
Abstract:
A magnesium alloy hot-rolling mill (100), in which winders (1, 2) capable of heating and heat-retaining a magnesium alloy sheet (S) in a coiled state are installed at both input and output sides of a rolling machine (3), and the magnesium alloy sheet is sequentially pressed by multiple reverse rolling operations to gradually reduce the thickness of the sheet. The rolling machine (3) has work rolls (3a) each having a surface heatable to a predetermined temperature and also has backup rolls (3b). With the mill, degradation of the quality of products due to a temperature change during hot rolling of a magnesium alloy can be prevented, the yield of the products can be increased, and the amount of production of the products can be increased.

Inventors:
TAZOE NOBUHIRO (JP)
HONJOU HISASHI (JP)
MATSUMURA HIDEO (JP)
YANAI KATUHIKO (JP)
YANAI FUMITAKA (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/068745
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
October 16, 2008
Export Citation:
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Assignee:
IHI METALTECH CO LTD (JP)
IHI CORP (JP)
TAZOE NOBUHIRO (JP)
HONJOU HISASHI (JP)
MATSUMURA HIDEO (JP)
YANAI KATUHIKO (JP)
YANAI FUMITAKA (JP)
International Classes:
B21B3/00; B21B1/32; B21C47/00
Domestic Patent References:
WO2003008121A12003-01-30
Foreign References:
JP2004066302A2004-03-04
JPH10175002A1998-06-30
JPH08264261A1996-10-11
JPH09327715A1997-12-22
JP3521863B22004-04-26
JP3821074B22006-09-13
Other References:
See also references of EP 2213387A4
Attorney, Agent or Firm:
SHIGA, Masatake et al. (Marunouchi Chiyoda-k, Tokyo 20, JP)
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Claims:
 圧延機の入、出側両端にマグネシウム合金シートを各々コイル状態で加熱、保温可能な巻取機を設置し、前記マグネシウム合金シートを複数リバース圧延にて順次厚み圧下するマグネシウム合金熱間圧延装置において、
 前記圧延機は、表面温度をある一定温度に加熱、昇温可能なワークロールとバックアップロールとを備える
 マグネシウム合金熱間圧延装置。
 前記圧延機は、加熱、昇温可能な小径ロールも設置可能な段数切換え圧延機である請求項1に記載のマグネシウム合金熱間圧延装置。
 前記圧延機と前記一対の巻取機との各々の間に複数対の加熱・昇温可能な上下ロールを組み込んだピンチロールを配し、マグネシウム合金コイルの安定な搬送を行い、前記ピンチロール間に張力調節装置を設置する請求項1または2に記載のマグネシウム合金熱間圧延装置。
Description:
マグネシウム合金熱間圧延装置

 本発明は、マグネシウム合金熱間圧延装置 関する。
 本願は、2007年10月16日に、日本に出願され 特願2007-269057号に基づき優先権を主張し、そ の内容をここに援用する。

 マグネシウム合金シートを製造するには、 えば直径300~400mm、長さ500~600mm程度の丸棒状 ビレットを、熱間押出しにより例えば厚さ1 0mm以下の厚板に成形し、前記厚板を所定長さ (例えば3m)に切断して切板材とし、前記切板 を粗圧延により厚さ1mm程度にまで圧延する
 そして、上記の厚さ1mm程度のマグネシウム 金コイルを、仕上圧延により更に圧延する とにより、厚さ0.2~0.5mm程度のコイル材や、 さ50μm以下(例えば30~40μm)のコイルを製造す 。

 マグネシウム合金は、常温で圧延するには 圧力を要するばかりか割れやすいことから 熱間にて圧延するのが好ましい。
 マグネシウム合金を熱間圧延する装置の従 例としては、特許文献1の図1や特許文献2の 1に開示されている。
 これらの特許文献に開示された熱間圧延装 は、マグネシウム合金を往復圧延する圧延 と、前記圧延機の上流側及び下流側に配さ た2つの加熱炉とを備えており、前記加熱炉 によってマグネシウム合金を所定温度に加熱 して、圧延機にて圧延している。

特許第3521863号公報

特許第3821074号公報

 しかし、上記特許文献1及び2に開示され 熱間圧延装置では、コイル先端部の巻取部 び後端の尻抜け部は、加熱して安定圧延で ない為、製品コイルにならない。更に、歩 まりの低下となり、生産量を大きくできな 等の欠点がある。

 本発明は、上述した事情に鑑みてなされ もので、マグネシウム合金の熱間圧延中の 度変動による製品の品質低下を防止、歩留 りの向上、生産量がアップできるマグネシ ム合金熱間圧延装置を提供することを目的 する。

 上記課題を解決するために、本発明では、 下の装置を採用した。
 本願に係る第1の発明として、圧延機の入、 出側両端にマグネシウム合金シートを各々コ イル状態で加熱、保温可能な巻取機を設置し 、マグネシウム合金シートを複数のリバース 圧延にて順次厚み圧下するマグネシウム合金 熱間圧延装置において、圧延機は、表面温度 をある一定の温度に加熱、昇温可能なワーク ロールとバックアップロールとを備える。

 本願に係る第2の発明として、上記第1の 明に係るマグネシウム合金熱間圧延装置に いて、圧延機は、加熱、昇温可能な小径ロ ルも設置可能な段数切換え圧延機であって 良い。

 本願に係る第3の発明として、上記第1の 明に係るマグネシウム合金熱間圧延装置に いて、圧延機と一対の巻取機との各々の間 複数対の加熱、昇温可能な上下ロールを組 込んだピンチロールを配し、マグネシウム 金コイルの安定な搬送を行い、ピンチロー 間に張力調節装置を設置しても良い。

 本発明によれば、圧延機のワークロール びバックアップロールがマグネシウム合金 ートを加熱、昇温可能に構成されているの 、マグネシウム合金シートの熱間圧延中の 度変動による製品の品質低下を防止するこ ができる。更に、歩留りが向上、生産力ア プが可能となり、シート材或いは箔材の品 を良好に保つことができる。

本発明の一実施形態における熱間圧延 置の概略構成を示す模式図である。 上記実施形態における保加熱巻取機の 略構成を示す模式図である。 上記実施形態における圧延機の設定変 更を示す図である。 上記実施形態における圧延機の設定変 更を示す図である。 上記実施形態における圧延機の他の段 数の例を示す図である。 上記実施形態における圧延機の他の段 数の例を示す図である。 上記実施形態における張力調節装置の 略構成を示す図である。

符号の説明

 100…熱間圧延装置(マグネシウム合金熱間圧 延装置) 
 1…第1保加熱巻取機(巻取機) 
 2…第2保加熱巻取機(巻取機) 
 1a,2a…巻取部 
 1b,2b…保加熱炉 
 3…圧延機(段数切換え圧延機) 
 3a…ワークロール 
 3b…バックアップロール 
 4…ピンチロール 
 5…張力調節装置 
 S…マグネシウム合金シート

 以下、本発明の一実施形態について図面を 照して説明する。
 図1は、本実施形態における熱間圧延装置100 の構成を示す正面図である。
 図1に示すように、本実施形態に係る熱間圧 延装置100(マグネシウム合金熱間圧延装置)は 第1保加熱巻取機1(巻取機)、第2保加熱巻取 2(巻取機)、圧延機3、複数の一対のピンチロ ル4及び張力調節装置5とを備えている。

 図2は、第1保加熱巻取機1及び第2保加熱巻取 機2の概略構成を示す模式図である。
 上記両保加熱巻取機1,2は、巻取部1a,2aと、 加熱炉1b,2bとを備える。
保加熱炉1b,2bは、ヒータHを内蔵している。

 このような保加熱巻取機1,2は、圧延機3の入 、出側両端に設置されると共にマグネシウム 合金シートを各々コイル状態で加熱、保温が 可能であり、巻取部1a,2aによってマグネシウ 合金シートSの長手方向における両端部をコ イル状に巻取り/巻戻し自在に巻回すると共 、ヒータHによって保加熱炉1b,2b内を所定温 (第1温度)に加熱、保温することにより、コ ル状に巻き取ったマグネシウム合金シートS( マグネシウム合金コイル)を所定温度に維持 る。
 上記(第1温度)は、例えば100~350℃程度であっ て、200~250℃が好適である。

 図1に戻って説明を続ける。
 圧延機3(圧延機、段数切換え圧延機)は、上 一対の保加熱巻取機1,2の間に配置されてお 、並行して対向する加熱・昇温可能な一対 ワークロール3aと、上記ワークロール3aのそ れぞれに並行して対向する加熱・昇温可能な 一対のバックアップロール3bと、これら2対の ロール3a,3bを回転自在に支持し収納するハウ ング3cと、これらの2対のロール3a,3bを回転 動させる駆動源(図示せず)とを有している。

 ワークロール3a及びバックアップロール3bは 、表面温度を一定温度(第2温度)に加熱・昇温 可能な加熱ロールであって、ワークロール3a を通過するマグネシウム合金シートSを一方 向に送り出しながら、マグネシウム合金シー トSを加熱、昇温させつつ圧下する。ワーク ール3a及びバックアップロール3bは、例えば 表面から所定深さの位置に棒状のカートリ ジヒータが所定間隔で軸線方向に複数本埋 込まれた構造を有する。
 上記(第2温度)は、例えば150℃以上350℃以下 度である。

 これにより、圧延機3は、マグネシウム合金 シートSを安定して厚み圧下させつつ長尺化 せる。
 また、圧延機3は、マグネシウム合金シート Sの送り方向を所定のタイミングで反転させ 、往復圧延を行う。これにより、圧延機3は マグネシウム合金シートSを、例えば厚さ1mm 程度から厚さ0.2~0.5mm程度、或いは50μm以下(例 えば30~40μm)にまで厚み圧下させ、長尺化させ る。

 ここで、本実施形態の圧延機3は、小径ワ ークロールも設置可能な段数切換え圧延機で ある。図3Aは、4段構成に設定した場合(図1に すもの)の圧延機3を示し、図3Bは、10段圧構 に設定した場合の圧延機3を示している。こ のような圧延機3は、通常では図3Aに示す4段 成に設定されるが、薄い材料の場合、例え 50μm箔材圧延の場合は、図3Bに示すように、 中パスから一対の小径ワークロール3dと上 2対の水平サポートロール3eとを備えた10段圧 構成に設定変更される。

 図4は、このような圧延機3の他の構成例を すものであり、図4Aは6段構成の圧延機31を示 し、図4Bは10段構成の圧延機32を示している。
 圧延機31は、一対のワークロール3aと2対の ックアップロール3bとを有するものであり、 圧延機32は、一対のワークロール3aと4対のバ クアップロール3bとを有するものである。
 ここで、圧延機32の4対のバックアップロー 3bのうち、内側の2対(ワークロール3aに接し いるもの)は、中間ロールとも呼ぶ。

 図1に戻って説明を続ける。
 ピンチロール4は、上記ワークロール3a及び ックアップロール3bと同様に、表面から所 深さの位置に棒状のカートリッジヒータが 定間隔で軸線方向に複数本埋め込まれた構 を有し、表面温度を適温(例えば150℃以上350 以下)に昇温された加熱ロールであって、圧 延機3による往復圧延に伴って左,右走行する グネシウム合金シートSを補助搬送するもの である。このようなピンチロール4は、圧延 3と第1保加熱巻取機1との間と、圧延機3と第2 保加熱巻取機2との間とに、それぞれ複数組 されている。
 これらのピンチロール4は、搬送速度の調節 によって、圧延機3で圧延されるマグネシウ 合金シートSに適切な張力を付与する。

 張力調節装置5は、隣り合う2対のピンチ ール4に挟まれるように配され、図5に示すよ うに、2つの固定ロール5aと、1つのダンサー ール5bとを備えている。マグネシウム合金シ ートSは、ダンサーロール5bが2つの固定ロー 5aの間にマグネシウム合金シートSによって り下げられるように這いまわされ、別途設 された張力計(図示略)の計測値が一定になる ようにダンサーロール5bの上下動によって張 が制御される。

 このような構成において、熱間圧延装置1 00は、マグネシウム合金シートSの仕上圧延を 行う。以下、熱間圧延装置100の動作について 説明する。

 マグネシウム合金シートSは、第1保加熱巻 機1から巻き戻され且つ第2保加熱巻取機2に き取られるか、又は、逆に、第2保加熱巻取 2から巻き戻され且つ第1保加熱巻取機1に巻 取られることにより、一方向に搬送されつ 、圧延機3によって圧延される。
マグネシウム合金シートSの温度は、第1保加 巻取機1から第2保加熱巻取機2までの間に幾 降下するが、ワークロール3a、バックアッ ロール3b及びピンチロール4が加熱ロールで るので、これらロールとの接触による材料 温度低下、温度変動は少ない。

 熱間圧延装置100は、第1保加熱巻取機1(又は 2保加熱巻取機2)がマグネシウム合金シートS を巻き戻し終えると、圧延方向を反転する。 熱間圧延装置100は、これを繰り返してマグネ シウム合金シートSを往復圧延し、マグネシ ム合金シートSを順次厚み圧下させて、厚さ0 .2~0.5mm程度のシート材、或いは50μm以下(例え 30~40μm)の箔材を製造する。
 ここで、下記の表1に、本熱間圧延装置100に よる仕上圧延のパススケジュールの具体例を 示す。

 上記パススケジュールにおいて、マグネシ ム合金シートSは、材質がAZ31B、寸法が厚さ1 .00mm、幅300mmのコイル材である。圧延機3は4段 であり、ワークロール対3aの各ロールの直径 165mm、バレル長さは500mmであり、バックアッ プロール3bの各ロールの直径は300mmであり、 ンチロール4の各ロールの直径は150mmである
 また、上記例では、両保加熱巻取機1,2での 熱・保温温度は250℃、ワークロール3a、バ クアップロール3b及びピンチロール4はヒー 内蔵の加熱ロールであり、表面温度を200℃ されている。
 そして、圧延速度は30m/分で一定として9パ (4往復半)の往復圧延を行い、最終厚み0.04mm 箔材としている。また、6パス目に10段小径( ークロール径:φ60mm)ミルに交換し、以降最 段パス(9パス目)まで使用した。

 圧延中のマグネシウム合金シートSは、高 温であるため柔らかく、圧延機3以外の箇所 も高圧がかかれば圧痕が残るおそれがある 、本発明の熱間圧延装置100では、マグネシ ム合金シートSを複数組のピンチロール4によ り複数箇所で挟むことにより各ピンチロール 4が挟む力を小さく分散して、ピンチロール4 よる圧痕を残すおそれを無くしている。

 また、本熱間圧延装置100では、張力調節 置5によって、ピンチロール4から次のピン ロール4までのマグネシウム合金シートSの張 力を一定にしている。これにより、マグネシ ウム合金シートSのよじれやしわを防止し、 定した圧延が確保される。

 このような熱間圧延装置100によれば、マ ネシウム合金シートSの略全長にわたって加 熱・保温しながら圧延するので、マグネシウ ム合金シートSの温度降下を抑え、熱間圧延 の温度変動による製品の品質低下を防止す ことができる。従って、歩留まりの向上、 産量アップをさせて、仕上がり品、つまり ート材や箔材の品質を良好に保つことがで る。

 なお、本実施形態では、4段、6段及び10段 の圧延機を例示したが、実施にあたってはこ れに限らない。

 本発明のマグネシウム合金熱間圧延装置 、圧延機のワークロール及びバックアップ ールがマグネシウム合金シートを加熱、昇 可能に構成されているので、マグネシウム 金シートの熱間圧延中の温度変動による製 の品質低下を防止することができる。更に 歩留りが向上、生産力アップが可能となり シート材或いは箔材の品質を良好に保つこ ができる。