JP2003260511A

JP2003260511A - 線材製造方法

Info

Publication number: JP2003260511A
Application number: JP2002066496A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nagano; 慎一永野
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】フリーコイル径の変動が抑制される線材製造
方法の提供。【解決手段】線材製造装置１は、ドローダイス３、第
一光学センサ５、シェービングダイス７、第二光学セン
サ９、外側キャスティングローラ１１、内側キャスティ
ングローラ１３及び巻き取り釜１５を備えている。内側
キャスティングローラ１３により、線素材１７が湾曲さ
せられる。第一光学センサ５によってシェービング工程
前の線素材１７の径が測定され、第二光学センサ９によ
ってシェービング工程後の線素材１７の径が測定され
る。両者から、リダクションが算出される。シェービン
グ工程後の線素材１７の径と、リダクションとに応じ
て、内側キャスティングローラ１３が移動する。これに
より、線素材１７の湾曲の程度が変更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は線材の製造方法に関
し、詳細にはコイル状に巻き取られた線材の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、線材の製造方法として、熱間圧延
加工及び伸線加工による方法が広く知られている。この
製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経
て得られたビレットが加熱炉によって加熱される。次
に、このビレットに、多段の圧延機によって熱間圧延が
施される。熱間圧延によってビレットは細径化し、且つ
長尺化する。こうして、線素材が得られる。次に、線素
材に伸線加工が施され、さらにシェービングが施され
る。次に、線素材にベンディングが施され、線素材が湾
曲する。この線素材が巻き取られて結束され、コイル状
の線材として出荷される。ベンディングは、巻き取られ
やすいように線素材に巻きぐせをつける目的で行われ
る。

【０００３】ベンディング工程における湾曲が不十分で
あると、使用現場で結束がほどかれてコイルの拘束が解
除された瞬間に、コイルが拡径する。このような非拘束
状態でのコイルの径は、「フリーコイル径」と称されて
いる。結束状態のコイル径とフリーコイル径とが大幅に
異なることは結束を解除する作業を繁雑にし、しかも結
束解除後の線材の取り扱いを困難なものとする。ベンデ
ィング工程における湾曲の制御は、極めて重要である。
結束状態のコイル径とフリーコイル径とがほぼ一致する
ように、線材の材質に応じた適正な湾曲量が設定されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】シェービング中、シェ
ービングダイスは徐々に摩耗し、その孔径が大きくなっ
ていく。孔径が大きくなると、得られる線材の径も大き
くなる。線材の径が規格範囲外となる前にシェービング
ダイスは取り替えられるが、規格範囲内の線材が得られ
ている場合は、径が多少大きくなっても、そのままのシ
ェービングダイスが使用される。このため、得られる線
材の径は微妙に変動する。

【０００５】シェービングにより、線素材は加工硬化を
起こす。前述のようにシェービングダイスの孔径は摩耗
によって変動し、またシェービング工程に先立つ伸線加
工に用いられるドローダイスの孔径も摩耗によって変動
する。従って、シェービング前後の線素材の面積比は、
変動する。換言すれば、加工硬化の程度が変動する。こ
れにより、線材の強度も変動する。

【０００６】線材の径と強度とは、フリーコイル径に大
きな影響を与える要素である。線材の径が大きいほどフ
リーコイル径が大きくなる傾向があり、線材の強度が大
きいほどフリーコイル径が大きくなる傾向がある。特
に、引張強度が１３００ＭＰａを超える高強度鋼（例え
ばインバー合金）からなる線材では、線材の径又は強度
の変動によってフリーコイル径が大幅に変動する。ある
インバー合金が用いられた線材では、シェービングダイ
スの内径が０．０１ｍｍ大きくなることで、フリーコイ
ル径が約２００ｍｍ大きくなる。結束状態のコイル径と
フリーコイル径とを常に一致させるには線材の径と強度
とを一定に維持する必要があるが、このことは実際の製
造現場では困難である。

【０００７】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、フリーコイル径の変動が抑制される線材製
造方法の提供をその目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めになされた発明は、線素材の表層をシェービングダイ
スで剥ぎ取るシェービング工程と、この線素材を湾曲さ
せるベンディング工程と、この線素材をコイル状に巻き
取る巻き取り工程とを備えた線材製造方法であって、こ
のベンディング工程における湾曲の程度を、シェービン
グ工程後の線素材の寸法に基づいて決定することを特徴
とする線材製造方法、である。

【０００９】この製造方法では、シェービング工程後の
線素材の寸法から、ベンディング工程における適正湾曲
量が得られる。この製造方法では、線材の径が変動した
場合でもフリーコイル径の変動が抑制される。

【００１０】上記の目的を達成するためになされた他の
発明は、線素材の表層をシェービングダイスで剥ぎ取る
シェービング工程と、この線素材を湾曲させるベンディ
ング工程と、この線素材をコイル状に巻き取る巻き取り
工程とを備えた線材製造方法であって、このベンディン
グ工程における湾曲の程度を、シェービング工程の前後
における線素材の寸法変化量に基づいて決定することを
特徴とする線材製造方法、である。

【００１１】この製造方法では、シェービング工程の前
後における線素材の寸法から、加工硬化の程度に関する
情報が得られる。そして、この情報に基づき、ベンディ
ング工程における適正湾曲量が決定される。この製造方
法では、線材の強度が変動した場合でもフリーコイル径
の変動が抑制される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面が参照されつつ、
好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明され
る。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態に係る線材製
造方法に用いられる線材製造装置１（以下単に「装置」
とも称される）が示された平面図である。この装置１
は、ドローダイス３、第一光学センサ５、シェービング
ダイス７、第二光学センサ９、外側キャスティングロー
ラ１１、内側キャスティングローラ１３及び巻き取り釜
１５を備えている。線素材１７は、図１の右側から左側
へと送られている。外側キャスティングローラ１１、内
側キャスティングローラ１３及び巻き取り釜１５の回転
方向は、それぞれ図中の矢印で示されている。

【００１４】図２は、図１の装置１が用いられた線材製
造方法の一例が示されたフロー図である。この製造方法
では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経てビレッ
トが準備される（ＳＴＰ１）。このビレットは、一般的
には円柱状である。次に、ビレットが装入機から圧延設
備内に投入されて加熱され、圧延される（ＳＴＰ２）。
通常は、ビレットに対して粗列圧延、中間列圧延及び仕
上列圧延が順次施される。この多段の熱間圧延によりビ
レットが段階的に細径化し、かつ段階的に長尺化する。
こうして、線素材１７が得られる。

【００１５】次に、ドローダイス３を通されることで、
線素材１７に伸線加工が施される（ＳＴＰ３）。伸線加
工により、線素材１７は細径化する。図１では単一のド
ローダイス３が示されているが、複数のドローダイスが
タンデムに並べられ、これらによって徐々に細径化がな
されてもよい。

【００１６】次に、シェービングダイス７を通されるこ
とで、線素材１７にシェービングが施される（ＳＴＰ
４）。シェービングにより線素材１７の表層（黒皮）が
除去され、表面性状が良好な線素材１７が得られる。ま
た、シェービングにより、線素材１７が目標径に仕上げ
られる。

【００１７】次に、線素材１７は、外側キャスティング
ローラ１１及び内側キャスティングローラ１３を通され
る（ＳＴＰ５）。これにより、線素材１７は湾曲する。
この工程は、ベンディング工程と称される。ベンディン
グ工程により、線素材１７に巻きぐせがつけられる。

【００１８】次に、線素材１７が巻き取り釜１５に巻き
取られる（ＳＴＰ６）。図３に示されるように、巻き取
り釜１５は円筒状である。線素材１７は、巻き取り釜１
５の外周面に、螺旋状に巻き取られていく。巻き取り量
が所定値に達した段階で線素材１７が切断され、線受け
台車１９に落下させられる（ＳＴＰ７）。こうして、コ
イル状に巻き取られた線材が得られる。線材は結束され
（ＳＴＰ８）、出荷される。

【００１９】図４は、図１の装置１の一部が示された拡
大平面図である。この図には、外側キャスティングロー
ラ１１及び内側キャスティングローラ１３の近傍が示さ
れている。図４（ａ）から明らかなように、外側キャス
ティングローラ１１は、伸線加工からシェービング工程
に至るまでの線素材１７の位置と一致する直線（以下
「軸線」と称される）と接するように位置している。一
方、内側キャスティングローラ１３は、軸線と交差する
ように位置している。線素材１７は内側キャスティング
ローラ１３の外周面と接触しつつ移動するので、この内
側キャスティングローラ１３によって線素材１７は湾曲
させられる。線素材１７は、図４（ａ）における下向き
に凸となるように湾曲する。こうして巻きぐせがつけら
れた線素材１７は、巻き取り釜１５に円滑に巻き取られ
ていく。

【００２０】図４（ｂ）では、内側キャスティングロー
ラ１３は、図４（ａ）に示された状態に比べて下方に位
置している。換言すれば、内側キャスティングローラ１
３と軸線との交差幅が大きく設定されている。これによ
り、線素材１７の湾曲の程度が大きくなる。このよう
に、線素材１７の湾曲の程度の変更は、内側キャスティ
ングローラ１３の位置の変更によって達成される。本発
明者が得た知見によれば、あるインバー合金が用いられ
た線材では、内側キャスティングローラ１３の位置が１
ｍｍ移動することで、フリーコイル径が約１２０ｍｍ変
動する。

【００２１】フリーコイル径を一定に維持するには、シ
ェービング工程後の径が太い線素材１７ほど、ベンディ
ング工程での湾曲量を大きく設定する必要がある。図１
に示された装置１では、第二光学センサ９によってシェ
ービング工程後の線素材１７の径が測定される。この第
二光学センサ９によって得られた情報に基づき、内側キ
ャスティングローラ１３の位置が変更される。具体的に
は、シェービングダイス７の摩耗によって線素材１７が
太くなるほど、内側キャスティングローラ１３が図４に
おける下方に移動させられる。

【００２２】フリーコイル径を一定に維持するには、線
素材１７の強度が大きいほど、ベンディング工程での湾
曲量を大きく設定する必要がある。図１に示された装置
１では、第一光学センサ５及び第二光学センサ９によっ
てシェービング工程前後の線素材１７の径が測定され
る。これら光学センサ５、９によって得られた情報に基
づき、リダクション（シェービング前後の面積比）が算
出される。リダクションは加工硬化の程度と相関し、従
って線素材１７の強度と相関する。リダクションに応じ
て、内側キャスティングローラ１３の位置が変更され
る。具体的には、シェービングダイス７の摩耗によって
リダクションが小さくなるほど、内側キャスティングロ
ーラ１３が図４における上方に移動させられる。一方、
ドローダイス３の摩耗によってリダクションが大きくな
るほど、内側キャスティングローラ１３が図４における
下方に移動させられる。

【００２３】内側キャスティングローラ１３の移動は、
手動で行われてもよく、自動で行われてもよい。自動で
行われる場合は、内側キャスティングローラ１３の回転
軸に連結された移動手段が、コンピュータで制御され
る。このコンピュータは第一光学センサ５及び第二光学
センサ９とも接続されており、各光学センサ５、９から
送信される線素材１７の径のデータに基づき、内側キャ
スティングローラ１３の位置を決定する。

【００２４】ベンディング工程における湾曲の程度は、
シェービング工程後の線素材１７の径のみに基づいて決
定されてもよい。ベンディング工程における湾曲の程度
は、リダクションのみに基づいて決定されてもよい。好
ましくは、線素材１７の径とリダクションとの両方に基
づいて、ベンディング工程における湾曲の程度が決定さ
れる。

【００２５】フリーコイル径が適正値（結束状態のコイ
ル径とほぼ同一の値）に設定されれば、使用現場におい
て結束が解除されても、線材の拡径が生じない。この線
材は、取り扱いが容易である。また、適度に湾曲した線
素材１７は、巻き取り釜１５から落下させられる際にも
拡径せず、従って線受け台車１９に収まりやすい。さら
に、線素材１７が適度に湾曲することで、巻き取り釜１
５の内部での線材のもつれが抑制される。

【００２６】

【実施例】インバー合金のビレットを用意し、多段の圧
延によって径が１３．００ｍｍの線素材を得た。この線
素材に、３段階の伸線加工を施した。１段目の伸線加工
後の目標径は１１．２ｍｍであり、２段目の伸線加工後
の目標径は９．４ｍｍであり、３段目の伸線加工後の目
標径は９．１５ｍｍである。この線素材に、シェービン
グを施した。シェービング後の目標径は９．００ｍｍで
ある。この線素材を、外側キャスティングローラ及び内
側キャスティングローラに通し、湾曲させた。この際、
第二光学センサで測定されたシェービング後の径と、第
一光学センサ及び第二光学センサによる径の測定から算
出されたリダクションとに基づき、内側キャスティング
ローラを移動させ、湾曲量を適正値に保った。こうし
て、質量が１トンのコイル状線材を得た。１３７個のコ
イル状線材のフリーコイル径を測定したところ、最小値
は１２４０ｍｍであり、最大値は１２４４ｍｍであり、
バラツキ巾は４ｍｍであった。この線材は、高圧電線に
用いられるものである。

【００２７】一方、ベンディング工程を省略して得られ
た線材９６個のフリーコイル径を測定したところ、最小
値は１２１０ｍｍであり、最大値は２３６０ｍｍであ
り、バラツキ巾は１１５０ｍｍであった。このバラツキ
巾は、内側キャスティングローラの位置が制御されつつ
製造された線材のバラツキ巾に比べてはるかに大きい。
この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明されたように、本発明の製造方
法によれば、線素材の径又は強度が変動しても、フリー
コイル径の変動が抑制される。この製造方法によって得
られたコイル状線材は、取り扱いが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る線材製造方
法に用いられる装置が示された平面図である。

【図２】図２は、図１の装置が用いられた線材製造方法
の一例が示されたフロー図である。

【図３】図３は、図１の装置の巻き取り釜が線受け台車
と共に示された正面図である。

【図４】図４は、図１の装置１の一部が示された拡大平
面図である。

【符号の説明】

１・・・線材製造装置３・・・ドローダイス５・・・第一光学センサ７・・・シェービングダイス９・・・第二光学センサ１１・・・外側キャスティングローラ１３・・・内側キャスティングローラ１５・・・巻き取り釜１７・・・線素材１９・・・線受け台車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線素材の表層をシェービングダイスで剥
ぎ取るシェービング工程と、この線素材を湾曲させるベ
ンディング工程と、この線素材をコイル状に巻き取る巻
き取り工程とを備えた線材製造方法であって、このベンディング工程における湾曲の程度を、シェービ
ング工程後の線素材の寸法に基づいて決定することを特
徴とする線材製造方法。
【請求項２】線素材の表層をシェービングダイスで剥
ぎ取るシェービング工程と、この線素材を湾曲させるベ
ンディング工程と、この線素材をコイル状に巻き取る巻
き取り工程とを備えた線材製造方法であって、このベンディング工程における湾曲の程度を、シェービ
ング工程の前後における線素材の寸法変化量に基づいて
決定することを特徴とする線材製造方法。