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Title:
MAGNESIUM HOT ROLLING METHOD AND MAGNESIUM HOT ROLLING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/051134
Kind Code:
A1
Abstract:
A magnesium hot rolling method comprises a first rolling step performing reciprocal rolling of magnesium plates (M0, M1) between an upstream side heating furnace (2) arranged on the upstream side of a rolling machine (1) for heating the magnesium plates (M0, M1) and a downstream side heating furnace (3) arranged on the downstream side of the rolling machine (1) for heating the magnesium plates (M0, M1), and a second rolling step performing reciprocal rolling of the magnesium plates (M0, M1) while retaining heat in the upstream side and downstream side ends thereof between an upstream side heat retention device (5) for carrying/heat-retaining the heated magnesium plates (M0, M1) and a downstream side heat retention device (6) for carrying/heat-retaining the heated magnesium plates (M0, M1). According to the magnesium hot rolling apparatus of the present invention and the magnesium hot rolling method employing the apparatus, quality of a product can be prevented from deterioration due to temperature variation during hot rolling of a magnesium alloy.

Inventors:
TAZOE NOBUHIRO (JP)
HONJOU HISASHI (JP)
MATSUMURA HIDEO (JP)
YANAI KATUHIKO (JP)
YANAI FUMITAKA (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/068654
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
October 15, 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; B21B1/26
Domestic Patent References:
WO2003008121A12003-01-30
Foreign References:
JP2004066302A2004-03-04
JPS63220901A1988-09-14
JPH0810805A1996-01-16
JP2004090065A2004-03-25
JP3119692B22000-12-25
JPH0545327B21993-07-08
JPH0515905A1993-01-26
JPH08264261A1996-10-11
JP2007269058A2007-10-18
Other References:
See also references of EP 2208547A4
Attorney, Agent or Firm:
SHIGA, Masatake et al. (Marunouchi Chiyoda-k, Tokyo 20, JP)
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Claims:
 圧延機の上流側に配されてマグネシウム板を加熱する上流側加熱炉と、前記圧延機の下流側に配されて前記マグネシウム板を加熱する下流側加熱炉との間で、前記マグネシウム板を往復圧延する第1圧延工程と、
 前記上流側加熱炉の更に上流側に配されて前記上流側加熱炉により加熱された前記マグネシウム板を搬送・保温する上流側保温装置と、前記下流側加熱炉の更に下流側に配されて前記下流側加熱炉により加熱された前記マグネシウム板を搬送・保温する下流側保温装置との間で、上下流側各板端部を保温しつつ前記マグネシウム板を往復圧延する第2圧延工程と、を有するマグネシウム合金熱間圧延方法。
 所定厚さに圧延された前記マグネシウム板に対して、前記下流側保温装置の下流側に配された張力付与装置により張力を付与しつつ、前記下流側保温装置の更に下流側に配された巻取機により巻き取る巻取工程を有する請求項1に記載のマグネシウム合金熱間圧延方法。
 マグネシウム板を往復圧延する圧延機と、
 前記圧延機の上流側に配されて前記マグネシウム板を加熱する上流側加熱炉と、
 前記圧延機の下流側に配されて前記マグネシウム板を加熱する下流側加熱炉と、
 前記上流側加熱炉の更に上流側に配されて前記上流側加熱炉により加熱された前記マグネシウム板の搬送かつ上流側端部を保温する上流側保温装置と、
 前記下流側加熱炉の更に下流側に配されて前記下流側加熱炉により加熱された前記マグネシウム板の搬送かつ下流側端部を保温する下流側保温装置と、を備えるマグネシウム合金熱間圧延装置。
 前記圧延機と前記上流側加熱炉の間及び、前記圧延機と前記下流側加熱炉の間にそれぞれ複数組配されて前記マグネシウム板を厚さ方向に挟んで搬送速度を調節するピンチロールを備える請求項3に記載のマグネシウム合金熱間圧延装置。
 前記圧延機のワークロール及び前記圧延機の上下流に設置された複数組のピンチロールは加熱ロールである請求項4に記載のマグネシウム合金熱間圧延装置。
 前記下流側保温装置の下流側に配されて前記マグネシウム板に張力を付与する張力付与装置と、
 前記張力付与装置の更に下流側に配されて前記マグネシウム板を巻き取る巻取機と、を備える請求項3又は4に記載のマグネシウム熱間圧延装置。
Description:
マグネシウム熱間圧延方法及び グネシウム熱間圧延装置

 本発明は、マグネシウム熱間圧延方法及び グネシウム熱間圧延装置に関する。
 本願は、2007年10月16日に、日本に出願され 特願2007-269058号に基づき優先権を主張し、そ の内容をここに援用する。

 マグネシウム合金からマグネシウムシー を製造するには、例えば直径300~400mm、長さ5 00~600mm程度の丸棒状のビレットを、熱間押出 により例えば厚さ10mm以下の厚板に成形する 。前記厚板を所定長さ(例えば3m)に切断して 板材とし、前記切板材を粗圧延により厚さ1m m以下にまで圧延する。

 ところで、マグネシウム合金は、常温で圧 するには圧力を大きくしても割れやすいこ 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させながら圧 する圧延機と、前記圧延機の上流側及び下 側に配された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、上記特許文献に開示された熱間 延装置では、圧延機の両側に加熱炉がある みなので、往復圧延によってマグネシウム 板材が長尺化するに従って、マグネシウム 板材の端が加熱炉からはみ出すようになり このはみ出した部分が冷めてしまうという 都合がある。なぜなら、マグネシウム切板 の熱間圧延中の温度変動は、仕上がり品の 法精度不良や品質低下を招いてしまうから 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するこ ができるマグネシウム熱間圧延方法及び装 を提案することを目的とする。

 上記課題を解決するために、本発明では、 下の装置・方法を採用した。
 第1の発明としては、圧延機の上流側に配さ れてマグネシウム板を加熱する上流側加熱炉 と、前記圧延機の下流側に配されて前記マグ ネシウム板を加熱する下流側加熱炉との間で 、前記マグネシウム板を往復圧延する第1圧 工程と、前記上流側加熱炉の更に上流側に されて前記上流側加熱炉により加熱された 記マグネシウム板を搬送・保温する上流側 温装置と、前記下流側加熱炉の更に下流側 配されて前記下流側加熱炉により加熱され 前記マグネシウム板を搬送・保温する下流 保温装置との間で、上下流側各板端部を保 しつつ前記マグネシウム板を往復圧延する 2圧延工程と、を有するマグネシウム合金熱 圧延方法を採用した。

 上記第1の発明に係るマグネシウム合金熱 間圧延方法において、所定厚さに圧延された 前記マグネシウム板に対して、前記下流側保 温装置の下流側に配された張力付与装置によ り張力を付与しつつ、前記下流側保温装置の 更に下流側に配された巻取機により巻き取る 巻取工程を有しても良い。

 また、本願に係る第2の発明としては、マ グネシウム板を往復圧延する圧延機と、前記 圧延機の上流側に配されて前記マグネシウム 板を加熱する上流側加熱炉と、前記圧延機の 下流側に配されて前記マグネシウム板を加熱 する下流側加熱炉と、前記上流側加熱炉の更 に上流側に配されて前記上流側加熱炉により 加熱された前記マグネシウム板の搬送かつ上 流側端部を保温する上流側保温装置と、前記 下流側加熱炉の更に下流側に配されて前記下 流側加熱炉により加熱された前記マグネシウ ム板の搬送かつ下流側端部を保温する下流側 保温装置と、を備えるマグネシウム合金熱間 圧延装置を採用した。

 上記第2の発明に係るマグネシウム合金熱 間圧延装置において、前記圧延機と前記上流 側加熱炉の間及び前記圧延機と前記下流側加 熱炉の間にそれぞれ複数組配されて前記マグ ネシウム板を厚さ方向に挟んで搬送速度を調 節するピンチロールを備えても良い。

 また、上記第2の発明に係るマグネシウム 合金熱間圧延装置において、前記圧延機のワ ークロール及び前記圧延機の上下流に設置さ れた複数組のピンチロールは加熱ロールであ っても良い。

 また、上記第2の発明に係るマグネシウム 合金熱間圧延装置において、前記下流側保温 装置の下流側に配されて前記マグネシウム板 に張力を付与する張力付与装置と、前記張力 付与装置の更に下流側に配されて前記マグネ シウム板を巻き取る巻取機と、を備えても良 い。

 本発明によれば、マグネシウム板の略全 にわたって加熱・保温しながら圧延するの 、マグネシウム板の温度降下を抑え、熱間 延中の温度変動による製品の寸法精度不良 品質低下を防止することができ、仕上がり の品質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概略正面図である。 レベラーの概略構成を示す模式図であ 。

符号の説明

100…熱間圧延装置(マグネシウム熱間圧延装 )
1…圧延機
2…第1加熱炉(上流側加熱炉)
3…第2加熱炉(下流側加熱炉)
4…ピンチロール(送りローラ対)
5…第1テーブルローラ(上流側保温装置)
6…第2テーブルローラ(下流側保温装置)
7…巻取機
8…ピンチロール(張力付与装置)
M0…マグネシウム切板材(マグネシウム板)
M1…マグネシウムシート(マグネシウム板)

 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 (マグネシウム合金熱間圧延装置)の概略構成 示す概略正面図である。
 図1に示すように、本実施形態に係る熱間圧 延装置100は、圧延機1、第1加熱炉2、第2加熱 3、ピンチロール4、第1テーブルローラ5、第2 テーブルローラ6、巻取機7及びピンチロール8 とを備えている。

 圧延機1は、並列し対向する一対のワークロ ール1aと、前記ワークロール1aを回転駆動さ る駆動源(図示せず)とを有している。
 ワークロール1aは、表面温度を適温に昇温 れた加熱ロールであって、前記ワークロー 1a間を通過するマグネシウム切板材M0(マグネ シウム板)を一方向に送り出しながら、マグ シウム切板材M0に所定圧力を付与する。これ により、圧延機1は、マグネシウム切板材M0を 厚み圧下させつつ長尺化させる。
 また、圧延機1は、マグネシウム切板材M0の り方向を所定のタイミングで反転させて、 復圧延を行う。これにより、圧延機1は、マ グネシウム切板材M0を例えば厚さ6mm、長さ3m 度から厚さ1mm、長さ18m程度にまで圧延する
 なお、本熱間圧延装置100のワークである上 マグネシウム切板材M0(マグネシウム板)は、 マグネシウム合金からなる板材である。

 第1加熱炉2(上流側加熱炉)は、圧延機1の上 側に配された加熱炉である。第2加熱炉3(下 側加熱炉)は、圧延機1の下流側に配された加 熱炉である。
 これらの一対の加熱炉2,3は、圧延前のマグ シウム切板材M0の長さ以上の長さを有し、 ータ及び搬送ローラ(共に図示せず)を備えて いる。ヒータによりマグネシウム切板材M0を 定温度(100~350℃程度、200~300℃が好適)に加熱 し、搬送ローラによりマグネシウム切板材M0 搬送する。

 ピンチロール4は、表面温度を適温に昇温さ れた加熱ロールであって、圧延機1による往 圧延に伴って往復運動するマグネシウム切 材M0を補助搬送する。このようなピンチロー ル4は、圧延機1と第1加熱炉2との間と、圧延 1と第2加熱炉3との間に、それぞれ複数組配 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1で圧延されるマグネシウ 切板材M0に適切な張力を付与する。

 第1テーブルローラ5(上流側保温装置)は、第 1加熱炉2の上流側に配され、第2テーブルロー ラ6(下流側保温装置)は、第2加熱炉3の下流側 配される。上記各テーブルローラ5,6は、搬 ローラ5a,6aと保温カバー5b,6bとを有している 。
 マグネシウム切板材M0は、圧延機1でリバー 圧延されて長くなると、端部が加熱炉2,3か はみ出す。テーブルローラ5,6は、マグネシ ム切板材M0の加熱炉2,3からはみ出した端部 、搬送ローラ5a,6aで搬送・支持すると共に保 温カバー5b,6bによって覆って外気より遮断す 。その結果、テーブルローラ5,6は、マグネ ウム切板材M0の熱を逃がさないよう保温す 。また、リバース圧延時、マグネシウム切 材M0のうち、下流側に位置する端部保温部は 、次の逆方向への圧延時には加熱炉内に入る 。また、下流側に位置する端部加熱部は、逆 方向への圧延時には保温装置内にあり、また これを交互に繰り返すことにより、端部の温 度低下を小さくすることができる。

 巻取機7は、マグネシウム切板材M0が圧延さ た後の製造物、つまりマグネシウムシートM 1(マグネシウム板)を巻き取るものである。
 ピンチロール8(張力付与装置)は、巻取機7の 手前に配されて、マグネシウムシートM1の搬 速度を調節することにより、巻取機7の巻取 方向と逆方向にマグネシウムシートM1に張力 付与するものである。

 このような構成において、熱間圧延装置1 00は、マグネシウム切板材M0の粗圧延を行う 以下、熱間圧延装置100の動作について説明 る。

 まず、本熱間圧延装置100によって圧延され 対象であるマグネシウム切板材M0は、例え 直径300~400mm、長さ500~600mm程度の丸棒状のビ ットを熱間押出し(100~300℃程度、200℃程度が 好適)によって、例えば厚さ10mm以下(例えば6mm )の厚板に成形し、前記厚板を所定長さ(例え 3m)に切断することにより、製造される。
 熱間押出しにより成形されたマグネシウム 板材M0を構成するマグネシウムの結晶粒は 押出されることによって機械的に微細化さ るため、高強度で高品質であって、割れに く、プレス成形性が良好である。

 マグネシウム切板材M0は、第1テーブルロー 5から第1加熱炉2へと搬送され、第1加熱炉2 で所定温度(100~350℃程度、200~300℃が好適)に 熱されて、圧延機1へと搬送される。
 圧延機1は、マグネシウム切板材M0を圧延し がら第2加熱炉3へと搬送する。マグネシウ 切板材M0の温度は、第1加熱炉2から第2加熱炉 3まで移動する間に幾分降下する。しかしな ら、ワークロール1a及び複数のピンチロール 4が加熱ロールであり、また、第2加熱炉3内で 上記所定温度に再度、加熱されるので、温度 変動は少ない。

 熱間圧延装置100は、圧延機1をマグネシウム 切板材M0の終端が通過すると、圧延方向を反 する。熱間圧延装置100は、これを繰返して グネシウム切板材M0を往復圧延し、マグネ ウム切板材M0を順次厚み圧下させて、マグネ シウムシートM1を製造する。
 ここで、下記の表1に、本熱間圧延装置100に よる粗圧延の各種数値の具体例を示す。

 上記の具体例において、マグネシウム切板 M0の材質はAZ31B、寸法は厚さ6.00mm、幅300mm、 さ3000mmである。ワークロール1aの直径は400mm 、バレル長さは500mmであり、ピンチロール4の 直径は250mmである。
 また、上記例では、加熱炉2,3での加熱温度 220℃、ピンチロール4及びワークロール1aは ータ内蔵の加熱ロールであり、加熱ロール 表面温度は200℃である。
 そして、上記例は、5パス(2往復半)の往復圧 延によって、厚さ6.00mmのマグネシウム切板材 M0を厚さ1.01mmのマグネシウムシートM1にし、5 スの後、巻取機7によって巻き取ったもので ある。

 マグネシウム切板材M0は、圧延されるに従 て長尺化し、圧延機1を終端が通過するとき 始端を含む端部が加熱炉2,3からはみ出すよ になる。
 テーブルローラ5,6は、加熱炉2,3からはみ出 た端部を、搬送ローラ5a,6aで支持すると共 、保温カバー5b,6bによって保温する。

 これを図1において更に詳しく説明すると、 例えば、圧延前に長さL0であったマグネシウ 切板材M0が、長さL1となるまでは区間A1で圧 され(第1圧延工程)、長さL1を超えて長さL2と なるまで区間A2で圧延され(第2圧延工程)、そ て巻き取られる(巻取工程)。
 即ち、本熱間圧延装置100は、マグネシウム 板材M0が長さL0~L1の間は、第1圧延工程によ て、区間A1つまり第1加熱炉2~圧延機1~第2加熱 炉3の間で往復圧延する。マグネシウム切板 M0が長さL1を超えてL2となるまで、第2圧延工 によって、区間A2つまり第1テーブルローラ5 ~第1加熱炉2~圧延機1~第2加熱炉3~第2テーブル ーラ6の間で往復圧延する。そして、仕上が 品つまりマグネシウムシートM1を巻取機7で き取る。

 これにより、マグネシウム切板材M0は、 長にわたって加熱ないし保温されて、略一 範囲の温度に保たれる。よって、マグネシ ム切板材M0の温度変動による製品の品質低下 を防止することができ、仕上がり品、つまり マグネシウムシートM1の品質を良好に保つこ ができる。

 ところで、圧延中のマグネシウム切板材M 0は、高温であるため柔らかく、圧延機1以外 箇所でも高圧がかかれば圧痕が残るおそれ ある。それに対し、本熱間圧延装置100では マグネシウム切板材M0を複数組のピンチロ ル4により複数箇所で挟むことにより各ピン ロール4が挟む力を小さく分散して、ピンチ ロール4による圧痕を残すおそれを少なくし いる。

 そして、マグネシウム切板材M0が所定厚さ( えば1mm程度)まで厚み圧下されてマグネシウ ムシートM1となったら、本熱間圧延装置100は 巻取機7により、マグネシウムシートM1を巻 取り、コイル材とする。
 その際、ピンチロール8は、巻取機7で巻き られるマグネシウムシートM1に所定の張力が 加わるように、マグネシウムシートM1の搬送 度を調節して、巻取機7の巻取方向の逆方向 に、マグネシウムシートM1へ引張力を付与す 。

 本発明の熱間圧延装置100によれば、マグ シウム切板材M0の略全長にわたって加熱・ 温しながら圧延するので、マグネシウム切 材M0の温度降下を抑え、熱間圧延中の温度変 動による製品の品質低下を防止することがで き、仕上がり品、つまりマグネシウムシート M1の品質を良好に保つことができる。

 なお、本実施形態では、ピンチロール8を張 力付与装置としているが、マグネシウムシー トM1を平坦化するレベラーが張力付与装置で ってもよい。
 ここで、レベラーとは、図2に示すように、 3個以上のローラによって、断面が2段の蜂の 状となるよう互い違いに組み合わせ、それ のロールの間にシート状の材料を通過させ ことによって、マグネシウムシートM1を平 化する。

 本発明のマグネシウム熱間圧延装置及び れを用いた、マグネシウム熱間圧延方法に れば、熱間圧延中の温度変動による製品の 法精度不良、品質低下を防止することがで 、仕上がり品の品質を良好に保つことがで る。