圧延

圧延の模式図

圧延（あつえん、英: rolling）とは、金属材料を回転するロールの間に通し、圧縮力を加えて厚さを減少させたり、断面形状を変化させたりする塑性加工の一種である。板、帯、棒、線、形鋼などの金属製品の製造に広く用いられ、特に鋼材の主要な製造方法の一つとなっている。

概要

圧延では、回転する一対のロールの間に材料を送り込み、ロールから受ける圧縮力によって材料を塑性変形させる。板材の圧延では主に厚さが減少し、その分だけ長さや幅が変化する。ロールの形状や配置を変えることで、棒鋼、レール、形鋼など、さまざまな断面形状の製品を製造できる。また、大量の金属材料を連続的かつ効率的に加工できる方法であり、寸法や断面形状を比較的均一にそろえた製品を製造できる。特に鋼材の製造では、板材から形鋼まで幅広い製品に適用される。

一方、圧延後の材料には残留応力や加工硬化が生じることがあり、加工条件によっては板厚や形状のばらつき、表面欠陥などが発生する。そのため、ロールの形状、圧下量、温度、圧延速度などを適切に管理する必要がある。

圧延を行う機械を圧延機と呼ぶ。圧延機には、ロールの本数や配置、加工する材料、製造する製品などに応じてさまざまな形式がある。

分類

温度による分類

圧延加工される金属の温度によって主に次のように分類される。

熱間圧延（熱延）

金属を再結晶温度以上の高温に加熱して圧延する方法。熱間加工の一種。変形抵抗が比較的小さく、大きな加工を行いやすいため、鋼片から厚板、帯鋼、形鋼などを製造する際に用いられる。鋼板の熱間圧延では、加熱した鋼片を複数の圧延機に通して所定の寸法に加工する。

冷間圧延（冷延）

主に室温付近で圧延する方法。冷間加工の一種。熱間圧延された鋼板などをさらに薄くし、板厚や形状の精度、表面品質を向上させるために用いられる。一方、加工硬化によって材料の強度が増加し、延性が低下することがある。

温間圧延

熱間圧延と冷間圧延の中間の温度域で行う圧延方法。材料や目的に応じて加工温度が設定される。

製品形状による分類

圧延は、製造する製品の形状によっても分類される。

• 板圧延：鋼板や金属板を製造する。
• 帯鋼圧延：帯状の鋼材を製造する。
• 形鋼圧延：H形鋼、山形鋼、溝形鋼、レールなど、所定の断面形状を持つ製品を製造する。
• 棒鋼・線材圧延：棒状または線状の鋼材を製造する。
• リング圧延：環状の素材を半径方向などに変形させ、リングの直径を拡大する。

圧延の工程

鋼板の製造では、鋳造などによって得られた鋼片を加熱し、粗圧延や仕上圧延によって所定の厚さに加工する工程が一般的である。熱間圧延した帯鋼はコイル状に巻き取られることがあり、用途によっては、その後に冷間圧延や表面処理などの工程が行われる。

関連項目

• 製鉄所#圧延 - 鋼の製造工程における圧延について
  • 均質圧延鋼板

外部リンク

• 日本鉄鋼連盟「鋼材へ」
• 日本鉄鋼連盟「薄板」