JP2010214445A - 圧延用ガイド - Google Patents

Abstract

【課題】高品質な丸棒鋼２０が得られる圧延用ガイド２４の提供。
【解決手段】ガイド２４は、圧延機２６に近接して配置されている。このガイド２４は、フレーム３６、フンド３８及び一対のボルト４０を備えている。フレーム３６は、概してボックス状である。このフレーム３６に、フンド３８が収容されている。フンド３８の内周面の断面形状は、実施的に円である。フンド３８は、上フンド３８ａ及び下フンド３８ｂからなる。上フンド３８ａは、下フンド３８ｂと当接している。上フンド３８ａの先端４２ａは、上ロール２８のカリバー３２と当接している。下フンド３８ｂの先端４２ｂは、下ロール３０のカリバー３４と当接している。ボルト４０は、フレーム３６の天プレート４４を貫通している。このボルト４０により、上フンド３８ａが下フンド３８ｂに押圧されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、丸棒鋼等の圧延に用いられるガイドに関する。詳細には、本発明は、ガイドのフンドの改良に関する。

大きな径を有する丸棒鋼の製造方法として、カリバーロールが用いられた圧延が知られている。この製造方法では、精錬、造塊、鍛伸等の工程を経て、素材（鍛片）が得られる。この素材に大型圧延機による熱間圧延が施される。大型圧延機は、楕円形カリバー及び円形カリバーを有するロールを備えている。まず楕円形カリバーによって圧延がなされ、次に円形カリバーによって圧延がなされる。これらの圧延により、断面が実施的に円である丸棒鋼が得られる。

大型圧延機から出た直後の丸棒鋼には、曲がりが生じる。この曲がりは、圧延時の熱の影響、圧延中に素材に加わる力の不均一、圧延後に丸棒鋼に加わる重力等が原因である。この曲がりを矯正する目的で、矯正装置が用いられることがある。矯正装置の一例が、特開平６−２９７０２４号公報に開示されている。

矯正の目的で、ガイドが用いられることがある。図５は、このガイド２が示された正面図である。ガイド２は、ロール４の下流に、ロール４に近接して配置されている。ガイド２は、フレーム６と、上フンド８と、下フンド１０とを備えている。上フンド８及び下フンド１０は、それぞれ、断面が半円状の内周面を備えている。上フンド８と下フンド１０との間には、隙間が設けられている。上フンド８は、フック１２によってフレーム６に吊り下げられている。フック１２は、圧縮バネ１４によって上方に付勢されている。

上フンド８の先端１６及び下フンド１０の先端１６は、カリバー１８に当接している。この当接により、カリバー１８を通過した丸棒鋼２０が確実にガイド２へと導かれる。カリバー１８との擦動により、上フンド８の先端１６は徐々に摩耗する。上フンド８がフック１２で吊り下げられているので、摩耗の進行に伴い、カリバー１８に沿って先端１６が徐々に上昇する。従って、先端１６の摩耗が進行しても、この先端１６とカリバー１８との当接が維持される。換言すれば、先端１６の上昇によってこの先端１６の寸法変化が補われる。

特開平６−２９７０２４号公報

このタイプのガイド２では、上フンド８がフック１２を支点として揺動する（いわゆるガタツキ）。このガイド２の内周の寸法精度は、低い。このガイド２では、先端１６の摩耗が進行した状態では、上フンド８が若干傾斜する。具体的には、上フンド８は、上流から下流に向かって下向きに傾斜する。この傾斜によっても、内周の寸法精度が損なわれる。このガイド２では、丸棒鋼２０の矯正が十分になされないことがある。矯正が不十分な丸棒鋼２０には補修がなされるが、この補修には手間がかかる。

上フンド８の下流にて丸棒鋼２０が下方に湾曲した場合、上フンド８の後端２２が丸棒鋼２０と当接することがある。この当接により、丸棒鋼２０に疵が生じることがある。この疵は、丸棒鋼２０の品質を損なう。疵を有する丸棒鋼２０には補修がなされるが、この補修には手間がかかる。

本発明の目的は、高品質な丸棒鋼が得られる圧延用ガイドの提供にある。

本発明に係る圧延用ガイドは、フレームと、内面の断面形状が実質的に円であるフンドとを備える。このフンドは、上フンド及び下フンドからなる。上フンドが下フンドに押圧された状態で、フンドがフレームに取り付けられる。

好ましくは、上フンドの内面は、後端の近傍に位置する傾斜面を備える。この傾斜面は、上流から下流に向かって上向きに傾斜している。好ましくは、上フンドの内面の後端は、丸められている。好ましくは、フレームを貫通するボルトにより、上フンドが下フンドに押圧される。

本発明に係る丸棒材製造方法は、
圧延機のカリバーを素材が通過して、断面形状が実質的に円である丸棒材が得られる工程
及び
フレームと内面の断面形状が実質的に円であるフンドとを備えており、上記フンドが上フンド及び下フンドからなり、上記フンドが上フンドが下フンドに押圧された状態でフレームに取り付けられている圧延用ガイドに、上記丸棒材が通される工程
を含む。

本発明に係るガイドにより、圧延機を通過した直後の丸棒材に適切な矯正がなされうる。このガイドにより、高品質な丸棒材が得られうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るガイドが示された部分切り欠き正面図である。 図２は、図１のガイドが丸棒鋼と共に示された右側面図である。 図３は、図１のガイドが用いられた丸棒鋼製造方法の一例が示されたフロー図である。 図４は、図１のガイドの一部が示された拡大断面図である。 図５は、従来のガイドが示された正面図である。

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。

図１に示されるように、ガイド２４は、圧延機２６に近接して配置されている。この圧延機２６は、上ロール２８及び下ロール３０を供えている。上ロール２８は、カリバー３２を供えている。カリバー３２の断面形状は、実質的に半円である。上ロール２８は、図１において矢印Ａ１で示された方向に回転する。下ロール３０は、カリバー３４を供えている。カリバー３４の断面形状は、実質的に半円である。下ロール３０は、図１において矢印Ａ２で示された方向に回転する。図１において矢印Ａ３で示されているのは、丸棒鋼２０の進行方向である。ガイド２４は、圧延機２６に対し、進行方向Ａ３における下流に位置している。なお、上ロール２８及び下ロール３０は、それぞれ、断面が半楕円である他のカリバー（図示されず）も備えている。

図１及び２に示されるように、このガイド２４は、フレーム３６、フンド３８及び一対のボルト４０を備えている。図２から明らかなように、フレーム３６は概してボックス状である。このフレーム３６に、フンド３８が収容されている。

図２に示されるように、フンド３８の内周面の断面形状は、実施的に円である。フンド３８の内径は、このフンド３８を通過する丸棒鋼２０の外径よりも若干大きい。フンド３８と丸棒鋼２０との間には、クリアランスが存在する。

このフンド３８は、上フンド３８ａ及び下フンド３８ｂからなる。上フンド３８ａは、下フンド３８ｂと当接している。上フンド３８ａの先端４２ａは、上ロール２８のカリバー３２と当接している。下フンド３８ｂの先端４２ｂは、下ロール３０のカリバー３４と当接している。

それぞれのボルト４０は、フレーム３６の天プレート４４を貫通している。このボルト４０の下端は、上フンド３８ａに当接している。ボルト４０が回されることにより、このボルト４０が天プレート４４に対して進行する。この進行により、上フンド３８ａが下フンド３８ｂに押圧される。この進行によってさらに、フンド３８がフレーム３６に固定される。

図３は、図１のガイド２４が用いられた丸棒鋼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、精錬、造塊、鍛伸等の工程を経て、素材（鍛片）が得られる（ＳＴＥＰ１）。この素材が、バッチ炉において、所定温度にまで加熱される（ＳＴＥＰ２）。この素材に、圧延機２６によって、第一回の圧延がなされる（ＳＴＥＰ３）。第一回の圧延では、半楕円のカリバーに素材が通される。第一回の圧延により、素材の断面形状が楕円に変化する。

第一回の圧延に引き続き、素材に第二回の圧延がなされる（ＳＴＥＰ４）。第二回の圧延では、半円のカリバー３２、３４（図１参照）に素材が通される。第二回の圧延により、素材の断面形状が実質的な円に変化し、丸棒鋼２０が得られる。

前述の通り、上フンド３８ａの先端４２ａが上ロール２８のカリバー３２に当接し、下フンド３８ｂの先端４２ｂが下ロール３０のカリバー３４に当接しているので、圧延機２６を通過した丸棒鋼２０は、円滑にガイド２４へと導かれる。この丸棒鋼２０は、フンド３８を通される（ＳＴＥＰ５）。

圧延機２６から出た直後の丸棒鋼２０には、曲がりが生じる。この曲がりは、圧延時の熱の影響、圧延中に素材に加わる力の不均一、圧延後に丸棒鋼２０に加わる重力等が原因である。曲がりが生じると、丸棒鋼２０がフンド３８の内周面と当接する。この当接により、丸棒鋼２０のさらなる曲がりが抑制される。

前述の通り、上フンド３８ａが下フンド３８ｂに押圧されているので、上フンド３８ａの揺動は生じない。しかも上フンド３８ａと下フンド３８ｂとの間には隙間が無いので、フンド３８の内面の寸法精度は高い。このフンド３８により、フンド３８と丸棒鋼２０との間の、小さなクリアランスが達成されうる。このフンド３８を通過することにより、曲がりが極めて小さな丸棒鋼２０が得られる。この丸棒鋼２０では、補修が必要ないか、必要な場合でもこの補修に要する時間は短い。

丸棒鋼２０の断面積に対するフンド３８の内周面の断面積の比率が小さいほど、フンド３８の内部において丸棒鋼２０が拘束される。この拘束により、丸棒鋼２０の曲がりが抑制される。曲がりの抑制の観点から、丸棒鋼２０の断面積に対するフンド３８の内周面の断面積の比率は１１０％以下が好ましく、１０８％以下がよりこのましく、１０６％以下が特に好ましい。丸棒鋼２０の円滑な通過の観点から、この比率は１０２％以上が好ましく、１０４％以上が特に好ましい。理想的には、この比率は１０５％である。

カリバー３２との擦動により、上フンド３８ａの先端４２ａは徐々に摩耗する。摩耗が進行すると、上フンド３８ａとカリバー３２との間に隙間が生じる。この場合、肉盛り溶接等によって先端４２ａが再生される。この再生は、容易である。

図４には、上フンド３８ａの後端４６の近傍が示されている。上フンド３８ａは、主面４８、傾斜面５０及び湾曲面５２を備えている。主面４８は、点Ｐ１の上流に位置している。傾斜面５０は、点Ｐ１と点Ｐ２との間に位置している。換言すれば、傾斜面５０は主面４８の下流に位置している。湾曲面５２は、点Ｐ２の下流に位置している。換言すれば、湾曲面５２は傾斜面５０の下流に位置している。主面４８は、丸棒鋼２０の進行方向（すなわち水平方向）に沿って延在している。傾斜面５０は、上流から下流に向かって上向きに傾斜している。湾曲面５２は、いわゆる丸め（アール面取り）によって形成されている。

フンド３８を通過した丸棒鋼２０が自重で下方に湾曲しても、上フンド３８ａが傾斜面５０及び湾曲面５２を備えているので、丸棒鋼２０と後端４６との接触が回避されうる。接触の回避により、丸棒鋼２０の疵付きが防止される。丸棒鋼２０と後端４６とが接触した場合でも、後端４６の近傍が丸められているので、疵付きが抑制される。この丸棒鋼２０では、疵の補修が必要ないか、必要な場合でもこの補修に要する時間は短い。

図４において矢印Ｌ１で示されているのは、鉛直方向における傾斜面５０の距離である。疵の抑制の観点から、距離Ｌ１は２ｍｍ以上が好ましく、４ｍｍ以上が特に好ましい。距離Ｌ１は、１０ｍｍ以下が好ましい。

図４において矢印Ｌ２で示されているのは、点Ｐ１と後端４６との水平方向における距離である。疵の抑制の観点から、距離Ｌ２は６０ｍ以上が好ましく、８０ｍ以上が特に好ましい。距離Ｌ２は、１５０ｍｍ以下が好ましい。

図４において矢印θで示されているのは、水平方向に対する傾斜面５０の角度である。疵の抑制の観点から、角度θは２°（ｄｅｇｒｅｅ）以上が好ましく、４°以上が特に好ましい。角度θは、１０°以下が好ましい。

図４において矢印Ｒで示されているのは、湾曲面５２の曲率半径である。疵の抑制の観点から、曲率半径Ｒは１０ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以上が特に好ましい。曲率半径Ｒは、３０ｍｍ以下が好ましい。

このフンド３８は、様々な材質の丸棒材の製造に適している。このフンド３８は、その鋼種が機械構造用合金鋼、ステンレス鋼、工具鋼又は耐熱鋼である丸棒鋼の製造に、特に適している。このフンド３８は、様々なサイズの丸棒材の製造に適している。このフンド３８は、その直径が１００ｍｍ以上２６０ｍｍ以下である丸棒材の製造に、特に適している。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例］
図１から４に示されたガイドを用い、丸棒鋼を製造した。この丸棒鋼の鋼種はＳＣＭ４１８であり、直径は１００ｍｍである。このガイドにおける、丸棒鋼の断面積に対するフンドの内周面の断面積の比率は、１０５％である。このガイドでは、距離Ｌ２は１００ｍｍであり、角度θは５°であり、曲率半径Ｒは２０ｍｍである。

［比較例］
図５に示されたガイドを用いた他は実施例１と同様にして、丸棒鋼を得た。このガイドでは、上フンドはフックによって吊り下げられている。このガイドは、傾斜面及び湾曲面を有していない。

［曲がり率の測定］
丸棒鋼の曲がり量を測定し、全長に対する曲がり量の比率を算出した。１００本の丸棒鋼の平均値が、下記の表１に示されている。

［疵の検査］
磁粉探傷法により、丸棒鋼の疵の有無を検査した。１００本の丸棒鋼のうち、疵の生じていたものの比率が、下記の表１に示されている。

表１に示されるように、実施例の製造方法では、比較例の製造方法に比べて、高品質な丸棒鋼が得られている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るガイドは、種々の金属材料の圧延に用いられうる。

２０・・・丸棒鋼
２４・・・ガイド
２６・・・圧延機
３６・・・フレーム
３８・・・フンド
３８ａ・・・上フンド
３８ｂ・・・下フンド
４０・・・ボルト
４２ａ、４２ｂ・・・先端
４６・・・後端
５０・・・傾斜面
５２・・・湾曲面

Claims (5)

1. フレームと、内面の断面形状が実質的に円であるフンドとを備えており、
   上記フンドが上フンド及び下フンドからなり、
   上記フンドが、上フンドが下フンドに押圧された状態で、フレームに取り付けられている圧延用ガイド。
2. 上記上フンドの内面が、後端の近傍に位置する傾斜面を備えており、この傾斜面が上流から下流に向かって上向きに傾斜している請求項１に記載のガイド。
3. 上記上フンドの内面の後端が丸められている請求項１又は２に記載のガイド。
4. 上記フレームを貫通するボルトにより、上フンドが下フンドに押圧される請求項１から３のいずれかに記載のガイド。
5. 圧延機のカリバーを素材が通過して、断面形状が実質的に円である丸棒材が得られる工程
   及び
   フレームと内面の断面形状が実質的に円であるフンドとを備えており、上記フンドが上フンド及び下フンドからなり、上記フンドが上フンドが下フンドに押圧された状態でフレームに取り付けられている圧延用ガイドに、上記丸棒材が通される工程
   を含む丸棒材製造方法。

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