JP2004358515A - 精密圧延方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成の２方ロール方式の圧延機を用いて、被圧延材料の最終断面寸法における±０．０５ｍｍ未満の寸法公差を実現する。
【解決手段】後段圧延機２０の圧延速度を前段圧延機１８の圧延速度より高速にして、両圧延機１８，２０間の被圧延材料１０にテンションが付与されるようにする。そして、前段圧延機１８により、被圧延材料１０を、減面率が１６％以上で、かつその直径の寸法公差が±０．１ｍｍとなるよう圧延する。次いで、後段圧延機２０により被圧延材料１０を、減面率が１０％以下の低減面率圧延（スキンパス圧延）を行なう。これにより、最終断面寸法における寸法公差が±０．０５ｍｍ未満の製品が得られる。
【選択図】 図１
【解決手段】後段圧延機２０の圧延速度を前段圧延機１８の圧延速度より高速にして、両圧延機１８，２０間の被圧延材料１０にテンションが付与されるようにする。そして、前段圧延機１８により、被圧延材料１０を、減面率が１６％以上で、かつその直径の寸法公差が±０．１ｍｍとなるよう圧延する。次いで、後段圧延機２０により被圧延材料１０を、減面率が１０％以下の低減面率圧延（スキンパス圧延）を行なう。これにより、最終断面寸法における寸法公差が±０．０５ｍｍ未満の製品が得られる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２方ロール方式の圧延機を用いて、被圧延材料の最終断面寸法における高い寸法精度を実現し得る精密圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
棒鋼や線材等の被圧延材料のパススケジュールは、一般に粗列、中間列および仕上列に大別され、所要温度まで加熱された素材は、粗列および中間列を経て所要断面寸法に圧延された後、仕上列により所望とする最終断面寸法（断面形状）に圧延される。この仕上圧延ラインは、所要のパススケジュールに基づいてロール孔型（カリバ）が設定された複数の圧延機を備えたブロックミルの後段に、最終断面寸法に応じたロール孔型が設定された複数の圧延機を備えるサイジングミルを配置して構成される。
【０００３】
ここで圧延機には、２方ロール方式、３方または４方ロール方式（例えば、特許文献１参照）が知られており、高い寸法精度が得られることから、前記仕上圧延には３方または４方ロール方式の圧延機が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３９１０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、線材圧延においては、２方、４方ロール方式の圧延が主流であり、精密圧延が可能な４方ロール方式は、スタンド構造が複雑になるという欠点がある。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、前述した課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、簡単な構成の２方ロール方式の圧延機を用いて、被圧延材料の最終断面寸法における±０．０５ｍｍ未満の寸法公差を実現し得る精密圧延方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る精密圧延方法は、
２方ロール方式の第１および第２スタンドを備えた前段圧延機と、２方ロール方式の第３および第４スタンドを備えた後段圧延機とに被圧延材料を連続的に通過することで所要の圧延を施すに際し、
前記後段圧延機の圧延速度を前段圧延機の圧延速度より高速にして、両圧延機間の被圧延材料にテンションを付与するよう設定したもとで、
前記前段圧延機により、減面率が１６％以上で、寸法公差が±０．１ｍｍとなる圧延を被圧延材料に施し、
次いで、前記後段圧延機により、減面率が１０％以下の低減面率圧延を前記被圧延材料に施すことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る精密圧延方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【０００９】
図１は、実施例に係る精密圧延方法が実施される圧延ラインの概略構成を示すものであって、被圧延材料１０のパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール１２，１２を回転可能に備える複数（実施例では８基）の圧延機１４を、パスラインに沿って直列に配置したブロックミル１６が配置される。なお、８基の圧延機１４において、各圧延機１４に配設される圧延ロール１２は、隣り合う別の圧延ロール１２に対して回転軸心が交互に９０°変位する配列となっている。
【００１０】
前記ブロックミル１６より給材方向下流側には、２方ロール方式の２基の圧延機１８，２０をタンデム配列したサイジングミル２２が配置されている。すなわち、給材方向の上流側に位置する前段圧延機１８は、被圧延材料１０のパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第１スタンド２６と、同じくパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第２スタンド２８とを直列に配置して構成される。また給材方向の下流側に位置する後段圧延機２０は、被圧延材料１０のパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第３スタンド３０と、同じくパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第４スタンド３２とを直列に配置して構成される。なお、各スタンド２６，２８，３０，３２に配設される圧延ロール２４は、隣り合う別のスタンド２６，２８，３０，３２に対して回転軸心が交互に９０°変位する配列となっている。
【００１１】
前記後段圧延機２０における圧延速度は、前段圧延機１８における圧延速度より高速（例えば２％程度高速）に設定され、両圧延機１８，２０間における被圧延材料１０にテンションを付与するよう設定される。これにより、前段圧延機１８から後段圧延機２０への被圧延材料１０の給送（通線）がスムーズとなる。なお、サイジングミル２２の各スタンド２６，２８，３０，３２は、１基のモータ（図示せず）により回転駆動されるよう構成されており、前記前段圧延機１８と後段圧延機２０との速度差は、圧延ロール径を変更したり、モータとスタンド２６，２８，３０，３２とを接続する伝達機構のギヤ比を変更することで行なわれる。
【００１２】
前記前段圧延機１８における２パスの減面率は、結晶粒が局部的に粗大化して混粒が存在する異常組織回避の観点から、１６％以上に設定されると共に、該圧延機１８での圧延により被圧延材料１０の直径の寸法公差が±０．１ｍｍとなるよう構成されている。また、前記後段圧延機２０における２パスの減面率は１０％以下の低減面率圧延（スキンパス圧延）となるよう設定される。なお、前段圧延機１８における減面率の上限は、圧延ロール２４の駆動力と変形抵抗等を考慮すると、４０％程度であり、また後段圧延機２０における減面率は、１０％が上限であって、６％以下がより好適である。更に、前段圧延機１８と後段圧延機２０との間隔は、第２スタンド２８と第３スタンド３０とのパス間の被圧延材料１０の通過時間で、略２０ｍｓ以内に設定され、両圧延機１８，２０による被圧延材料１０の連続圧延（タンデム圧延）が実施し得るよう構成されている。
【００１３】
前述したように設定したサイジングミル２２に、前記ブロックミル１６から給送された被圧延材料１０を通過させて圧延を施すことで、最終断面寸法における寸法公差が±０．０５ｍｍ未満の製品が得られる。
【００１４】
なお、仕上圧延機においてスキンパス圧延のみを行なうことで、精密な圧延を実現することはできるが、この場合は、歪誘起粒界移動による結晶粒の粗大化を生ずることがあり、異常組織が発生するおそれがある。しかるに、実施例のようにスキンパス圧延の前段において、被圧延材料１０に１６％以上の減面率で圧延を施すことで、この圧延による歪みエネルギーが保持されている間に、スキンパス圧延が行なわれ、歪誘起粒界移動による結晶粒の粗大化を防止することができる。すなわち、実施例の精密圧延方法によれば、異常組織の発生を防止し、かつ精密圧延が達成されるものである。しかも、サイジングミル２２の圧延機１８，２０として２方ロール方式を採用しているから、構造が簡単となる。また、２方ロール方式は、圧延パスにおける噛み出しが少ないので、１パスの減面率を大きくできる利点がある。
【００１５】
【実験例】
鋼種：ＳＣＭ４３５，材料温度：９００℃，仕上圧延速度：６０ｍ／ｓの条件で、ブロックミル１６を通過した直径９．５ｍｍの被圧延材料を、直径９．３ｍｍまで圧延する場合において、
▲１▼前段圧延機における寸法公差が、＜±０．１ｍｍ
▲２▼タンデム圧延を実施
▲３▼後段圧延機におけるスキンパス圧延（減面率６％）を実施
▲４▼テンション（２％）を付与する
上記▲１▼〜▲４▼の条件を全て満すようサイジングミルを設定して仕上圧延を行なった発明例および何れか１つの条件を満たさないようサイジングミルを設定して仕上圧延を行なった比較例１〜７の各被圧延材料に関し、寸法公差、通線状態および粗粒の有無で評価した結果を図２に示す。
【００１６】
図２から明らかなように、▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の条件に設定した発明例では、粗粒の発生はなく、かつ寸法公差は±０．０５ｍｍ未満であり、また通線トラブルも発生しなかった。これに対し、前記▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の何れか１つの条件でも満たしていない比較例１〜７においては、寸法公差が±０．０５ｍｍ未満を達成していない、通線トラブルが発生、あるいは粗粒の発生等、何れかの問題が発生した。
【００１７】
ここで、前記発明例と、前記▲１▼の条件を満たしていない比較例４とに関し、仕上圧延を完了して得られたコイルが常温まで冷えた後、該コイルの先、後端部の線径を測定し、長径部と短径部との差を寸法公差とし、先、後端部の平均を、そのコイルの寸法公差とした場合に、発明例および比較例４の夫々に対応する所定数のコイルについて寸法公差を測定した結果を図３に示す。この結果から明らかなように、発明例のコイルは全て寸法公差が±０．０５ｍｍ未満に収まったのに対し、比較例４のコイルは寸法公差が±０．０５ｍｍ未満に収まらないものが多数発生することが確認された。
【００１８】
実施例では、サイジングミルの全てのスタンドを１基のモータで回転駆動する構成で説明したが、各スタンドを夫々独立したモータで回転駆動するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る精密圧延方法によれば、簡単な構成で±０．０５ｍｍ未満の寸法公差の圧延を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る圧延ラインの概略構成図である。
【図２】実験例に係る評価結果を示す表図である。
【図３】発明例および比較例４の夫々に対応する所定数のコイルについて寸法公差を測定した結果を示す表図である。
【符号の説明】
１０ 被圧延材料
１８ 前段圧延機（圧延機）
２０ 後段圧延機（圧延機）
２６ 第１スタンド
２８ 第２スタンド
３０ 第３スタンド
３２ 第４スタンド
【発明の属する技術分野】
この発明は、２方ロール方式の圧延機を用いて、被圧延材料の最終断面寸法における高い寸法精度を実現し得る精密圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
棒鋼や線材等の被圧延材料のパススケジュールは、一般に粗列、中間列および仕上列に大別され、所要温度まで加熱された素材は、粗列および中間列を経て所要断面寸法に圧延された後、仕上列により所望とする最終断面寸法（断面形状）に圧延される。この仕上圧延ラインは、所要のパススケジュールに基づいてロール孔型（カリバ）が設定された複数の圧延機を備えたブロックミルの後段に、最終断面寸法に応じたロール孔型が設定された複数の圧延機を備えるサイジングミルを配置して構成される。
【０００３】
ここで圧延機には、２方ロール方式、３方または４方ロール方式（例えば、特許文献１参照）が知られており、高い寸法精度が得られることから、前記仕上圧延には３方または４方ロール方式の圧延機が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３９１０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、線材圧延においては、２方、４方ロール方式の圧延が主流であり、精密圧延が可能な４方ロール方式は、スタンド構造が複雑になるという欠点がある。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、前述した課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、簡単な構成の２方ロール方式の圧延機を用いて、被圧延材料の最終断面寸法における±０．０５ｍｍ未満の寸法公差を実現し得る精密圧延方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る精密圧延方法は、
２方ロール方式の第１および第２スタンドを備えた前段圧延機と、２方ロール方式の第３および第４スタンドを備えた後段圧延機とに被圧延材料を連続的に通過することで所要の圧延を施すに際し、
前記後段圧延機の圧延速度を前段圧延機の圧延速度より高速にして、両圧延機間の被圧延材料にテンションを付与するよう設定したもとで、
前記前段圧延機により、減面率が１６％以上で、寸法公差が±０．１ｍｍとなる圧延を被圧延材料に施し、
次いで、前記後段圧延機により、減面率が１０％以下の低減面率圧延を前記被圧延材料に施すことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る精密圧延方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【０００９】
図１は、実施例に係る精密圧延方法が実施される圧延ラインの概略構成を示すものであって、被圧延材料１０のパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール１２，１２を回転可能に備える複数（実施例では８基）の圧延機１４を、パスラインに沿って直列に配置したブロックミル１６が配置される。なお、８基の圧延機１４において、各圧延機１４に配設される圧延ロール１２は、隣り合う別の圧延ロール１２に対して回転軸心が交互に９０°変位する配列となっている。
【００１０】
前記ブロックミル１６より給材方向下流側には、２方ロール方式の２基の圧延機１８，２０をタンデム配列したサイジングミル２２が配置されている。すなわち、給材方向の上流側に位置する前段圧延機１８は、被圧延材料１０のパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第１スタンド２６と、同じくパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第２スタンド２８とを直列に配置して構成される。また給材方向の下流側に位置する後段圧延機２０は、被圧延材料１０のパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第３スタンド３０と、同じくパスラインを挟んで対向する一対の圧延ロール２４，２４を回転可能に備えた第４スタンド３２とを直列に配置して構成される。なお、各スタンド２６，２８，３０，３２に配設される圧延ロール２４は、隣り合う別のスタンド２６，２８，３０，３２に対して回転軸心が交互に９０°変位する配列となっている。
【００１１】
前記後段圧延機２０における圧延速度は、前段圧延機１８における圧延速度より高速（例えば２％程度高速）に設定され、両圧延機１８，２０間における被圧延材料１０にテンションを付与するよう設定される。これにより、前段圧延機１８から後段圧延機２０への被圧延材料１０の給送（通線）がスムーズとなる。なお、サイジングミル２２の各スタンド２６，２８，３０，３２は、１基のモータ（図示せず）により回転駆動されるよう構成されており、前記前段圧延機１８と後段圧延機２０との速度差は、圧延ロール径を変更したり、モータとスタンド２６，２８，３０，３２とを接続する伝達機構のギヤ比を変更することで行なわれる。
【００１２】
前記前段圧延機１８における２パスの減面率は、結晶粒が局部的に粗大化して混粒が存在する異常組織回避の観点から、１６％以上に設定されると共に、該圧延機１８での圧延により被圧延材料１０の直径の寸法公差が±０．１ｍｍとなるよう構成されている。また、前記後段圧延機２０における２パスの減面率は１０％以下の低減面率圧延（スキンパス圧延）となるよう設定される。なお、前段圧延機１８における減面率の上限は、圧延ロール２４の駆動力と変形抵抗等を考慮すると、４０％程度であり、また後段圧延機２０における減面率は、１０％が上限であって、６％以下がより好適である。更に、前段圧延機１８と後段圧延機２０との間隔は、第２スタンド２８と第３スタンド３０とのパス間の被圧延材料１０の通過時間で、略２０ｍｓ以内に設定され、両圧延機１８，２０による被圧延材料１０の連続圧延（タンデム圧延）が実施し得るよう構成されている。
【００１３】
前述したように設定したサイジングミル２２に、前記ブロックミル１６から給送された被圧延材料１０を通過させて圧延を施すことで、最終断面寸法における寸法公差が±０．０５ｍｍ未満の製品が得られる。
【００１４】
なお、仕上圧延機においてスキンパス圧延のみを行なうことで、精密な圧延を実現することはできるが、この場合は、歪誘起粒界移動による結晶粒の粗大化を生ずることがあり、異常組織が発生するおそれがある。しかるに、実施例のようにスキンパス圧延の前段において、被圧延材料１０に１６％以上の減面率で圧延を施すことで、この圧延による歪みエネルギーが保持されている間に、スキンパス圧延が行なわれ、歪誘起粒界移動による結晶粒の粗大化を防止することができる。すなわち、実施例の精密圧延方法によれば、異常組織の発生を防止し、かつ精密圧延が達成されるものである。しかも、サイジングミル２２の圧延機１８，２０として２方ロール方式を採用しているから、構造が簡単となる。また、２方ロール方式は、圧延パスにおける噛み出しが少ないので、１パスの減面率を大きくできる利点がある。
【００１５】
【実験例】
鋼種：ＳＣＭ４３５，材料温度：９００℃，仕上圧延速度：６０ｍ／ｓの条件で、ブロックミル１６を通過した直径９．５ｍｍの被圧延材料を、直径９．３ｍｍまで圧延する場合において、
▲１▼前段圧延機における寸法公差が、＜±０．１ｍｍ
▲２▼タンデム圧延を実施
▲３▼後段圧延機におけるスキンパス圧延（減面率６％）を実施
▲４▼テンション（２％）を付与する
上記▲１▼〜▲４▼の条件を全て満すようサイジングミルを設定して仕上圧延を行なった発明例および何れか１つの条件を満たさないようサイジングミルを設定して仕上圧延を行なった比較例１〜７の各被圧延材料に関し、寸法公差、通線状態および粗粒の有無で評価した結果を図２に示す。
【００１６】
図２から明らかなように、▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の条件に設定した発明例では、粗粒の発生はなく、かつ寸法公差は±０．０５ｍｍ未満であり、また通線トラブルも発生しなかった。これに対し、前記▲１▼，▲２▼，▲３▼，▲４▼の何れか１つの条件でも満たしていない比較例１〜７においては、寸法公差が±０．０５ｍｍ未満を達成していない、通線トラブルが発生、あるいは粗粒の発生等、何れかの問題が発生した。
【００１７】
ここで、前記発明例と、前記▲１▼の条件を満たしていない比較例４とに関し、仕上圧延を完了して得られたコイルが常温まで冷えた後、該コイルの先、後端部の線径を測定し、長径部と短径部との差を寸法公差とし、先、後端部の平均を、そのコイルの寸法公差とした場合に、発明例および比較例４の夫々に対応する所定数のコイルについて寸法公差を測定した結果を図３に示す。この結果から明らかなように、発明例のコイルは全て寸法公差が±０．０５ｍｍ未満に収まったのに対し、比較例４のコイルは寸法公差が±０．０５ｍｍ未満に収まらないものが多数発生することが確認された。
【００１８】
実施例では、サイジングミルの全てのスタンドを１基のモータで回転駆動する構成で説明したが、各スタンドを夫々独立したモータで回転駆動するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る精密圧延方法によれば、簡単な構成で±０．０５ｍｍ未満の寸法公差の圧延を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る圧延ラインの概略構成図である。
【図２】実験例に係る評価結果を示す表図である。
【図３】発明例および比較例４の夫々に対応する所定数のコイルについて寸法公差を測定した結果を示す表図である。
【符号の説明】
１０ 被圧延材料
１８ 前段圧延機（圧延機）
２０ 後段圧延機（圧延機）
２６ 第１スタンド
２８ 第２スタンド
３０ 第３スタンド
３２ 第４スタンド
Claims (1)
- ２方ロール方式の第１および第２スタンド（２６，２８）を備えた前段圧延機（１８）と、２方ロール方式の第３および第４スタンド（３０，３２）を備えた後段圧延機（２０）とに被圧延材料（１０）を連続的に通過することで所要の圧延を施すに際し、
前記後段圧延機（２０）の圧延速度を前段圧延機（１８）の圧延速度より高速にして、両圧延機（１８，２０）間の被圧延材料（１０）にテンションを付与するよう設定したもとで、
前記前段圧延機（１８）により、減面率が１６％以上で、寸法公差が±０．１ｍｍとなる圧延を被圧延材料（１０）に施し、
次いで、前記後段圧延機（２０）により、減面率が１０％以下の低減面率圧延を前記被圧延材料（１０）に施す
ことを特徴とする精密圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003159629A JP2004358515A (ja) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | 精密圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003159629A JP2004358515A (ja) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | 精密圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004358515A true JP2004358515A (ja) | 2004-12-24 |
Family
ID=34052641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003159629A Pending JP2004358515A (ja) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | 精密圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004358515A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289436A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Kobe Steel Ltd | 線材の圧延方法 |
| JP2010005638A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 冷間鍛造用鋼の製造方法 |
-
2003
- 2003-06-04 JP JP2003159629A patent/JP2004358515A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006289436A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Kobe Steel Ltd | 線材の圧延方法 |
| JP4504242B2 (ja) * | 2005-04-11 | 2010-07-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 線材の圧延方法 |
| JP2010005638A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 冷間鍛造用鋼の製造方法 |
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