JP2003048011A - 被圧延材のガイド装置およびガイド装置を用いた圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常圧延状態における線材の振動は勿論のこ
と、例え片持ち状態の線材の振動であっても、確実に減
衰させることを可能ならしめる線材のガイド装置を提供
する。 【解決手段】 上流側圧延機から移動してきた線材Wを
下流側圧延機に案内するガイド筒１１が設けられ、この
ガイド筒１１に、このガイド筒１１の被圧延材入り口１
１ａの外方に突出する先端部に、前記線材Wに転接する
回転自在なローラ１４を有する一対のローラ支持アーム
１３が設けられると共に、前記ローラ１４を相対する方
向に付勢するコイルばね１５を備えたガイド装置１０に
おいて、前記ガイド筒１１とローラ支持アーム１３の反
ローラ１４側に、ダンパー定数変更手段２０によりダン
パー減衰定数が変更されるダンパー１６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線材、棒鋼、条
鋼、板材等の被圧延材を圧延するに際して、上流側圧延
機から移動してきた被圧延材を下流側圧延機に案内する
被圧延材のガイド装置およびガイド装置を用いた圧延方
法の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、線材、棒鋼、条鋼、板材
等の被圧延材は複数の圧延機を備えた圧延ラインで圧延
されるが、このような圧延ラインにおける圧延機の被圧
延材の入り側には、被圧延材を圧延ロールの孔型に正し
く案内するためのガイド装置が設けられている。以下、
従来例１に係る典型的な被圧延材のガイド装置の概要
を、その模式的構成説明図の図１０を参照しながら説明
する。

【０００３】図１０に示す符号１００は、図示しない圧
延機の被圧延材の入り側に設けられるガイド装置であ
り、このガイド装置１００は、被圧延材Ｗが中心を通り
抜ける水平なガイド筒１０１を備えている。このガイド
筒１０１の上下には、相反する方向に突出するブラケッ
ト１０２が設けられており、これらブラケット１０２そ
れぞれの先端部に、アーム支持ピン１０３を介してロー
ラ支持アーム１０４が揺動可能に支持されている。

【０００４】前記ローラ支持アーム１０４の先端は、前
記ガイド筒１０１の被圧延材入り口１０１ａの外方に突
出しており、その突出端部に、被圧延材Ｗに転接するロ
ーラ１０５がローラ支持ピン１０６により回転自在に支
持されている。また、ローラ支持アーム１０４の後端側
の下面と前記ガイド筒１０１の圧延機側の上面との間
に、ローラ付勢手段であるコイルばね１０７が介装され
ており、このコイルばね１０７のスプリングバック力に
より、前記ローラ１０５、１０５が被圧延材Ｗに押圧さ
れるように構成されている。

【０００５】ところで、圧延速度が高速になるほど被圧
延材に振動が発生し易くなることが知られているが、上
記従来例１に係る典型的な構成になるガイド装置１００
の場合には、振動の程度によっては、被圧延材の圧延精
度が悪化したり、また被圧延材の表面に傷が付いたりし
て、圧延製品の品質が低下するという問題を解決するこ
とができなかった。

【０００６】そこで、例えば、特開平１０−２７２５０
８号公報において、このような問題を解決することを可
能ならしめるようにした被圧延材のガイド装置が提案さ
れている。このガイド装置は、油圧アクチュエータに供
給する油圧を制御することにより、被圧延材に対するロ
ーラの押圧力を制御するようにしたものであって、被圧
延材の寸法に応じて、被圧延材に対するローラの押圧力
を自在に変更するように構成されてなるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−２７２５
０８号公報に開示されてなる従来例２に係るガイド装置
は、上記のとおり、油圧アクチュエータに供給する油圧
を制御することにより、被圧延材に対するローラの押圧
力を制御する構成になるものであるから、被圧延材の振
動を抑制する能力において、従来例１に係る典型的な構
成のガイド装置よりも優れている。

【０００８】しかしながら、上記従来例２に係るガイド
装置では、必ずしも被圧延材の振動を減衰させる機能が
十分ではない。特に、被圧延材の後端部が上流側圧延機
を通り抜けてから下流側圧延機に吸込まれるまでの間
は、被圧延材が片持ち支持状態になっているために振動
が発生し易いが、この従来例２に係るガイド装置では、
このような場合における被圧延材の振動を十分に減衰さ
せることができないという解決すべき課題があった。

【０００９】従って、本発明の目的は、通常の圧延状態
における被圧延材の振動は勿論のこと、例え片持ち支持
状態の被圧延材の振動であっても、確実に減衰させるこ
とを可能ならしめる被圧延材のガイド装置およびガイド
装置を用いた圧延方法を提供することである。、

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記実情に鑑み
てなされたものであって、従って上記課題を解決するた
めに、本発明の請求項１に係る被圧延材のガイド装置が
採用した手段は、上流側圧延機から移動してきた被圧延
材を下流側圧延機に案内し、前記被圧延材に転接する回
転自在なローラを有する一対のローラ支持アームが設け
られると共に、これら一対のローラ支持アームを相対す
る方向に付勢するローラ付勢手段が設けられてなる被圧
延材のガイド装置において、前記一対のローラ支持アー
ムの振動を減衰させるダンパーを設けたことを特徴とす
る。

【００１１】本発明の請求項２に係る被圧延材のガイド
装置が採用した手段の特徴は、請求項１に記載の被圧延
材のガイド装置において、前記ダンパーの減衰定数を変
更するダンパー定数変更手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１２】本発明の請求項３に係る被圧延材のガイド
装置が採用した手段は、請求項２に記載の被圧延材のガ
イド装置において、前記ダンパー定数変更手段は、後端
部が上流側圧延機を抜け出た被圧延材の後端部と前記下
流側圧延機の被圧延材入り口との間の被圧延材自由端の
長さが短くなるに連れて、前記ダンパー減衰定数を大き
くするように制御されることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項４に係る被圧延材のガイド
装置が採用した手段の特徴とするところは、請求項３に
記載の被圧延材のガイド装置において、前記被圧延材自
由端の長さに応じて、前記ローラ付勢手段の付勢力を変
更するローラ付勢力変更手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１４】本発明の請求項５に係るガイド装置を用い
た圧延方法が採用した手段は、一対のローラ支持アーム
を介してローラ付勢手段により付勢力が付与される回転
自在なローラを、上流側圧延機から移動してきた被圧延
材に転接させながら下流側圧延機に案内して圧延するガ
イド装置を用いた圧延方法において、前記上流側圧延機
を抜け出た被圧延材の後端部と前記下流側圧延機の被圧
延材入り口との間の被圧延材自由端の長さが短くなるに
連れて、前記ローラ支持アームのダンパー減衰定数を大
きくしながら圧延することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態１に係
る被圧延材のガイド装置を、上流側圧延機と下流側圧延
機とを含むその模式的構成説明図の図１と、その模式的
構成説明図の図２と、被圧延材の後端部が上流側圧延機
を通り抜けたときの被圧延材自由端の長さLに対する被
圧延材自由端氏の剛性、電磁弁の開度、およびダンパー
減衰定数関係説明図の図３と、被圧延材自由端の変位説
明図の図４とを順次参照しながら、被圧延材が線材であ
る場合を例として説明する。

【００１６】先ず、図１、２を参照しながら、本実施の
形態１に係る被圧延材のガイド装置を説明すると、符号
５０は上流側圧延機であって、この上流側圧延機５０の
下流側の所定距離離れた位置に下流側圧延機６０が配設
されている。そして、この下流側圧延機６０の被圧延材
Ｗの入り側位置には、前記上流側圧延機５０を通り抜け
た被圧延材である線材Ｗを下流側圧延機６０の図示しな
い圧延ロールに設けられた孔型に案内する、後述する構
成になるガイド装置１０が設けられている。なお、図示
省略しているが、前記上流側圧延機５０の線材Ｗの入り
側、前記下流側圧延機６０の下流側に配設されてなる圧
延機の線材Ｗの入り側にも同様のガイド装置が設けられ
ている。

【００１７】前記ガイド装置１０は線材Ｗが中心を通り
抜ける、水平なガイド筒１１を備えている。このガイド
筒１１の上下にブラケット１２が突設されており、これ
らブラケット１２それぞれの先端部に、アーム支持ピン
Ｐ1を介してローラ支持アーム１３が揺動可能に支持さ
れている。このローラ支持アーム１３の先端部は、前記
ガイド筒１１の被圧延材入り口１１ａの外方に突出して
おり、その突出端に、線材Ｗに転接するローラ１４がロ
ーラ支持ピンＰ2によって回転自在に支持されている。

【００１８】また、前記ローラ支持アーム１３の後端側
下面と前記ガイド筒１１の圧延機側上面との間に、ロー
ラ付勢手段であるコイルばね１５が介装されており、こ
のコイルばね１５のスプリングバック力によって、前記
ローラ１４が線材Ｗに押圧されるように構成されてい
る。以上の説明からよく理解されるように、以上の構成
は、上記従来例１に係るガイド装置と同構成になるもの
である。

【００１９】本実施の形態１に係るガイド装置１０の場
合には、上記従来例１に係るガイド装置に、後述するダ
ンパーとダンパー定数変更手段とが付加されている。即
ち、ガイド筒１１とローラ支持アーム１３の後端側との
間であって、かつコイルばね１５の下流側圧延機６０側
に、後述する構成になるダンパー１６が設けられてい
る。このダンパー１６は、シリンダ１６ａと、ピストン
１６ｂと、シリンダ１６ａからの突出端が前記ローラ支
持アーム１３の下面側に枢着されてなるピストンロッド
１６ｃと、前記ピストン１６ａによって仕切られた２つ
の空気室を連通させる連通管路１６ｄとから構成されて
いる。なお、ダンパーはシリンダの両端からピストンロ
ッドが突出する構成にして、２つの空気室に出入りする
空気量を同量にすることが好ましい。

【００２０】そして、このダンパー１６は、後述するダ
ンパー定数変更手段２０によりダンパー定数が変更され
るように構成されている。このダンパー定数変更手段２
０は、往復動されるロッドの先端に固着され、前記連通
管路１６ｄの流路を絞り、かつ絞り状態を開放する弁体
２２を有する電磁弁２１と、線材Ｗの後端部を検出する
検出センサ２３からの検出信号を受信してから後端部が
前記ローラ１４，１４の位置に到達するまでの線材自由
端の長さＬを求めると共に、後端部が検出されてからの
時間経過により、線材自由端の長さＬが短くなるに連れ
て前記弁体２２の移動量を大きくして、連通管路１６ｄ
の流路の絞り量を大きくするべく、前記電磁弁２１を制
御するコントローラ２４とから構成されている。

【００２１】つまり、ダンパー定数変更手段２０は、連
通管路１６ｄの流路を絞って２つの空気室を出入りする
空気の流動抵抗を増大させることにより、ダンパー１６
のダンパー減衰定数を大きくする働きをするものであ
る。なお、時刻Ｔにおける線材自由端の長さＬは、検出
センサ２３により後端部が検出された時効をＴ1とし、
そのときの線材自由端の初期長さをＬ1とし、圧延速度
をＶ1とすれば、線材自由端の長さＬを、Ｌ1−Ｖ1×(Ｔ
−Ｔ1)の算式から容易に求めることができる。

【００２２】以下、この実施の形態１に係るガイド装置
１０の作用態様を、図１、３、および４を参照しながら
説明する。即ち、上流側圧延機５０を通り抜けた線材Ｗ
の後端部が検出センサ２３により検出されると、コント
ローラ２４により検出信号を受信してから、経過時間に
応じた線材自由端の長さＬが求められ、線材自由端の長
さＬが短くなるに連れて、図３に示すように、線材自由
端の剛性が大きくなるので、コントローラ２４により開
度が小さくなるように、つまり連通管路１６ｄの流路の
絞り量が大きくなるように、電磁弁２１を制御する。こ
の電磁弁２１のこのような制御により、同じく図３に示
すように、線材自由端の長さＬが短くなるに連れてダン
パー１６のダンパー減衰定数を大きくする。

【００２３】そのため、従来例１(ダンパーが設けられ
ていない。)の場合には、図４において細線で示すよう
に、時間が経過する(線材自由端の長が短くなる。)に連
れて変位(以下、振幅という。)が小さくなると共に、振
動数が大きくなるが、本実施の形態１に係るガイド装置
１０によれば、ダンパー定数変更手段２０により線材自
由端の長さＬが短くなるに連れてダンパー減衰定数が大
きくなり、ローラ１４，１４による線材自由端の振動抑
制力が強くなるので、図４において太線で示すように、
線材自由端の長さＬが線材自由端の初期長さＬ1の３／
４までは１回ほど振動しているが、それ以降の振動が抑
えられている。

【００２４】従って、本実施の形態１に係るガイド装置
１０によれば、上記のとおり、線材自由端の振動が効果
的に抑制されるので、油圧アクチュエータに供給する油
圧を制御することにより、被圧延材に対するローラの押
圧力を制御する従来例２よりも線材自由端の振動抑制能
力が優れている。

【００２５】次に、本発明の実施の形態２に係る被圧延
材のガイド装置を、その模式的構成説明図の図５と、被
圧延材の後端部が上流側圧延機を通り抜けたときの線材
自由端の長さLに対する被圧延材自由端の剛性、板ばね
有効部の剛性、および板ばねの有効長さ関係説明図の図
６と、被圧延材寸法(径)に対する被圧延材自由端の剛
性、板ばね有効部の剛性、および板ばねの有効長さ関係
説明図の図７と、被圧延材寸法(径)に対する被圧延材自
由端の剛性、電磁弁の開度、およびダンパー減衰定数関
係説明図の図８と、被圧延材自由端の変位説明図の図９
とを参照しながら説明する。

【００２６】但し、本実施の形態２に係るガイド装置が
上記実施の形態１に係るガイド装置と相違するところ
は、ローラ付勢手段(コイルばねに代えて板ばねを採用)
の構成が相違する点と、ローラ付勢手段の付勢力を変更
するローラ付勢力変更手段が設けられている点にあり、
これら以外の構成については、上記実施の形態１に係る
ガイド装置と同構成であるから、同一のもの並びに同一
機能を有するものに同一符号を付して、上記実施の形態
１の場合と同様に、被圧延材が線材である場合を例とし
て、また上部部分と下部部分とが勝手反対で同構成であ
るため、上部部分の構成について説明する。

【００２７】この実施の形態２に係るガイド装置１０
は、ダンパー定数変更手段２０の、図示しない下流側圧
延機械側(ローラ１４の反対側)に、先端部がローラ支持
アーム１３の下面を上方に付勢する付勢力を付与する板
ばね１５が配設されている。そして、この板ばね１５の
下側に、後述するローラ付勢力変更手段３０が設けられ
ている。このローラ付勢力変更手段３０は、コントロー
ラ２４により正逆回転自在に駆動されるモータ３１と、
このモータ３１の駆動ねじロッド３２に螺着され、この
駆動ねじロッド３２の回転により、前記板ばね１５の先
端部と基端部との間で往復移動して、この板ばね１５の
有効長を変更することにより、付勢力であるばね力を変
更するばね力変更移動子３３とから構成されている。な
お、前記ばね力変更移動子３３の移動量については、例
えば、数ｃｍ〜十数ｃｍで十分である。但し、このばね
力変更移動子３３の移動量は、採用する板ばねの剛性等
によって当然変更されるべきものであるから、ばね力変
更移動子３３の移動量については特に限定されるもので
はない。

【００２８】従って、本実施の形態２に係るガイド装置
１０によれば、線材自由端の長さＬが短くなるに連れて
高剛性になるので、板ばね１５の剛性を上げるために、
モータ３１を駆動することによりばね力変更移動子３３
を、板ばね１５の先端方向のローラ１４側に移動させ
て、この板ばね１５の有効長さを短くすることにより、
線材自由端に対するローラ１４の付勢力を強くする。つ
まり、ロ−ラ付勢力変更手段３０と、ダンパー定数変更
手段２０との相乗効果により、線材自由端の振動をより
効果的に抑制することができる。

【００２９】具体的には、線材Ｗが大径なったときに、
前記ロ−ラ付勢力変更手段３０によって、線材自由端の
長さLに対するローラ１４の付勢力を強くすることが、
線材自由端の振動を抑制するのに極めて有効である。即
ち、線材Ｗが大径になるに連れて高剛性になるが、線材
自由端の長さＬが短くなるに連れても高剛性になる。そ
こで、ばね力変更移動子３３を板ばね１５の先端方向に
移動させて、板ばね１５の有効長さを短くして高剛性に
することにより、線材自由端に対するローラ１４の付勢
力を強める。さらに、前記ダンパー定数変更手段２０の
電磁弁２１の開度を小さくして連通管路の流路を絞っ
て、２つの空気室を出入りする空気の流動抵抗を増大さ
せて、ダンパー１６のダンパー減衰定数を大きくする。

【００３０】前記ローラ付勢力変更手段３０が作動して
いない場合には、図９において細線で示すように、上記
実施の形態１に係るガイド装置の場合と同様に、線材自
由端の長さＬが線材自由端の初期長さＬ1の３／４まで
は１回ほど振動している。しかしながら、ローラ付勢力
変更手段３０によってローラ１４の線材自由端に対する
付勢力が強められている場合には、図９において太線で
示すように、線材自由端の振動数は１／２回ほどに抑え
られている。

【００３１】従って、本実施の形態２に係るガイド装置
１０によれば、上記のとおり、ローラ付勢力変更手段３
０のばね力変更移動子３３の板ばね１５４の先端方向へ
の移動により線材自由端に対するローラ１４の付勢力が
強められ、このローラ付勢力変更手段３０とダンパー定
数変更手段２０とによるダンパー１６のダンパー減衰定
数の変更との相乗作用によって、上記従来例１に係るガ
イド装置の場合よりも線材自由端の振動抑制効果を強め
ることができるのに加えて、大径の線材Ｗの振動抑制に
対して特に優れた効果を発揮することができる。

【００３２】ところで、本実施の形態２に係るガイド装
置１０においては、検出センサから線材Ｗの後端部の検
出信号を受信すると共に、この線材自由端の長さＬを求
めるコントローラ２４により、ローラ付勢力変更手段３
０を作動させる場合を例として説明した。しかしなが
ら、例えば、大径の線材Ｗを圧延する場合には、予めば
ね力変更移動子３３を、線材Ｗの径に対応する付勢力を
及ぼし得る位置に移動させておいても、コントローラ２
４によりローラ付勢力変更手段３０を作動させる場合と
同等の効果を得ることができるので、上記実施の形態２
に係る振動抑制方法に限定されるものではない。

【００３３】ところで、上記実施の形態１、または２に
係るガイド装置１０では、被圧延材が線材である場合を
例として説明した。しかしながら、本発明のガイド装置
１０に係る技術的思想を、例えば棒鋼や条鋼を圧延ロー
ルの孔型に案内するガイド装置や板材を圧延する場合に
対しても適用することができるので、線材を案内するガ
イド装置に限定されるものではない。なお、板材の場合
には、ローラ付勢力およびダンパー減衰定数が変更され
るローラ支持アームを板材の幅方向に複数配設すればよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
乃至４に係る被圧延材のガイド装置によれば、ダンパー
定数変更手段によりダンパー減衰定数が変更されるダン
パーによって、被圧延材自由端の振動が効果的に抑制さ
れるので、油圧アクチュエータに供給する油圧を制御す
ることにより、被圧延材に対するローラの押圧力を制御
する従来例２よりも被圧延材自由端の振動抑制能力が優
れており、被圧延材自由端の振動を十分に減衰させるこ
とができるという優れた効果がある。

【００３５】また、本発明の請求項４に係る被圧延材の
ガイド装置によれば、ローラ付勢力変更手段で被圧延材
自由端に対するローラの付勢力を強めることにより、こ
のローラ付勢力変更手段とダンパー定数変更手段による
ダンパーのダンパー減衰定数の変更との相乗作用によっ
て、被圧延材が大径であってもその自由端の振動を効果
的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係り、上流側圧延機と
下流側圧延機とを含むガイド装置の模式的構成説明図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態１に係るガイド装置の模式
的構成説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係り、被圧延材の後端
部が上流側圧延機を通り抜けたときの被圧延材自由端の
長さLに対する被圧延材自由端の剛性、電磁弁の開度、
およびダンパー減衰定数関係説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係り、被圧延材自由端
の変位説明図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係るガイド装置の模式
的構成説明図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係り、被圧延材の後端
部が上流側圧延機を通り抜けたときの被圧延材自由端の
長さLに対する被圧延材自由端の剛性、板ばね有効部の
剛性、および板ばねの有効長さ関係説明図である。

【図７】本発明の実施の形態２に係り、被圧延材寸法
(径)に対する被圧延材自由端の剛性、板ばね有効部の剛
性、および板ばねの有効長さ関係説明図である。

【図８】本発明の実施の形態２に係り、被圧延材寸法
(径)に対する被圧延材自由端の剛性、電磁弁の開度、お
よびダンパー減衰定数関係説明図である。

【図９】本発明の実施の形態２に係り、被圧延材自由端
の変位説明図である。

【図１０】従来例１に係る典型的なガイド装置の模式的
構成説明図である。

【符号の説明】

１０…ガイド装置、１１…ガイド筒、１１ａ…被圧延材
入り口、１２…ブラケット、１３…ローラ支持アーム、
１４…ローラ、１５…コイルばねまたは板ばね、１６…
ダンパー、１６ａ…シリンダ、１６ｂ…ピストン、１６
ｃ…ピストンロッド、１６ｄ…連通管路 ２０…ダンパー定数変更手段、２１…電磁弁、２２…弁
体、２３…検出センサ、２４…コントローラ ３０…ローラ付勢力変更手段、３１…モータ、３２…駆
動ねじロッド、３３…ばね力変更移動子 ５０…上流側圧延機 ６０…下流側圧延機 P1…アーム支持ピン P2…ローラ支持ピン Ｗ…線材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側圧延機から移動してきた被圧延材
   を下流側圧延機に案内し、前記被圧延材に転接する回転
   自在なローラを有する一対のローラ支持アームが設けら
   れると共に、これら一対のローラ支持アームを相対する
   方向に付勢するローラ付勢手段が設けられてなる被圧延
   材のガイド装置において、前記一対のローラ支持アーム
   の振動を減衰させるダンパーを設けたことを特徴とする
   被圧延材のガイド装置。
2. 【請求項２】 前記ダンパーの減衰定数を変更するダン
   パー定数変更手段を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載の被圧延材のガイド装置。
3. 【請求項３】 前記ダンパー定数変更手段は、後端部が
   上流側圧延機を抜け出た被圧延材の後端部と前記下流側
   圧延機の被圧延材入り口との間の被圧延材自由端の長さ
   が短くなるに連れて、前記ダンパー減衰定数を大きくす
   るように制御されることを特徴とする請求項２に記載の
   被圧延材のガイド装置。
4. 【請求項４】 前記被圧延材自由端の長さに応じて、前
   記ローラ付勢手段の付勢力を変更するローラ付勢力変更
   手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の被圧延
   材のガイド装置。
5. 【請求項５】 一対のローラ支持アームを介してローラ
   付勢手段により付勢力が付与される回転自在なローラ
   を、上流側圧延機から移動してきた被圧延材に転接させ
   ながら下流側圧延機に案内して圧延するガイド装置を用
   いた圧延方法において、前記上流側圧延機を抜け出た被
   圧延材の後端部と前記下流側圧延機の被圧延材入り口と
   の間の被圧延材自由端の長さが短くなるに連れて、前記
   ローラ支持アームのダンパー減衰定数を大きくしながら
   圧延することを特徴とするガイド装置を用いた圧延方
   法。