JP2012183580A - 線材圧延の元材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 棒鋼や線材など条鋼を製造する際に、鋼種が変化した場合であっても孔型圧延の元材として寸法精度に優れたものを供給する。
【解決手段】本発明にかかる線材圧延の元材Ｗの製造方法は、鋳片Ｓを往復圧延することで形材Ｍへ成形するリバース圧延機５と、リバース圧延機５で成形された形材Ｍを線材圧延の元材Ｗに圧延する孔型を備えた圧延ロール８を複数備えた連続圧延機７と、を有する分塊圧延装置を用いて、線材圧延の元材Ｗを成形する際に、連続圧延機７の出側における線材圧延の元材Ｗの幅寸法が目標値となるように、鋳片Ｓの鋼種ごとに連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を設定しておき、形材Ｍが設定された幅寸法となるように、鋳片Ｓをリバース圧延機５で圧延するものである。
【選択図】図８

Description

本発明は、棒鋼などの線材圧延に用いる元材の製造方法、より詳しくは、この元材をリバース圧延機及び連続圧延機を用いて寸法精度良く成形する方法に関するものである。

一般に、ブルーム鋳片から棒鋼などの線材を成形する場合には、菱角孔型などを備えた複数の圧延スタンドを用いた孔型圧延が用いられる（線材圧延工程）。ただ、このような孔型圧延が行われるのは元材の寸法が比較的小さくなってからであり、ブルーム鋳片をそのまま孔型圧延の元材とすることは少ない。
すなわち、孔型圧延する際には、リバース圧延機でまずブルーム鋳片の断面積を減少させて形材を成形する。そして、この形材を、さらに菱角孔型を備えた圧延ロールを複数備えた連続圧延機で圧延することで、断面積をさらに減少させた元材が成形される（分塊圧延工程）。このようにして、分塊圧延工程により断面積を大幅に減少させた元材が、線材圧延工程での孔型圧延に供され、棒鋼などの線材が成形されるのである。

分塊圧延工程における線材圧延の元材の製造方法としては、例えば特許文献１に開示されるような技術が知られている。特許文献１の製造方法は、菱角孔型を有する複数組のロールを用いて連続圧延機で断面積を減少させつつ圧延する際に、同一鋼種を圧延した際の前パスでのロール隙及び元材寸法の実績値に基づいて次パスでの最適なロール隙を算出して圧延を行う方法が開示されている。

特開２００９−０１２０６５号公報

しかしながら、特許文献１のようにロール隙を変更する圧延方法では、ロール隙を変更すると元材の幅寸法に加えて天地寸法なども変化するため、例えば元材の幅寸法が目標の寸法になっても天地寸法が変化してしまう。当然、このような元材を菱角孔型を備えた複数の圧延スタンドを用いて孔型圧延すると、結果として圧延上がりの線材の製品寸法にばらつきが生じることは避けられない。

加えて、特許文献１の圧延方法は、同一鋼種を圧延した際の実績に基づいて圧延条件を規定しているため、近年の線材圧延のようにさまざまな鋼種に対応したものとなっていない。例えば、鋼種によっては圧延した際に幅広がりが大きいものがあり、このような鋼種に対しはロール隙を大きくする程度では幅の広がりを十分に吸収できない場合があり、圧延上がりの線材の製品寸法に影響が残る可能性がある。

さらに、このように幅広がりが大きい鋼種の圧延では、圧延での変形量が大きいため折れ込み疵が発生しやすく、発生した疵を除去するためにグラインダー等を用いる必要があるため、生産性が阻害されたりコストアップに繋がったりする虞もある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、鋼種が変化した場合であっても、孔型圧延の元材として寸法精度に優れたものを供給することができ、生産性にも優れた線材圧延の元材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の線材圧延の元材の製造方法は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の線材圧延の元材の製造方法は、鋳片を往復圧延することで形材へ成形するリバース圧延機と、当該リバース圧延機で成形された形材を線材圧延の元材に圧延する孔型を備えた圧延ロールを複数備えた連続圧延機と、を有する分塊圧延装置を用いて、線材圧延の元材を成形するものであって、前記連続圧延機の出側における線材圧延の元材の幅寸法が目標値となるように、ブルーム鋳片の鋼種ごとに連続圧延機の入側における形材の幅寸法を設定しておき、前記形材が設定された幅寸法となるように、前記ブルーム鋳片
をリバース圧延機で圧延することを特徴とするものである。

具体的には、上述した線材圧延の元材の製造方法においては、前記連続圧延機の出側に設置された計測手段により、連続圧延機の出側における線材圧延の元材の幅寸法を計測し、前記計測手段で計測された元材の幅寸法の実測値と目標値の差が無くなるように、前記リバース圧延機でのパススケジュールを調整するのが好ましい。
また、前記連続圧延機の出側に設置された計測手段により、連続圧延機の出側のおける線材圧延の元材の天地寸法を計測し、計測された天地寸法の実績値と目標値の差が無くなるように、前記連続圧延機の最終スタンドのロール隙間を調整するのが好ましい。

なお、好ましくは、前記連続圧延機が圧延方向に並んだ複数の圧延スタンドを有しているに際しては、前記圧延スタンドで圧延された形材が、この圧延スタンドの下流側に隣接する圧延スタンドを通過する前後で、形材の幅寸法及び／または天地寸法を計測し、計測された通過前後での計測値の偏差を基に、圧延スタンドのロール回転速度を調整すると良い。

なお、好ましくは、前記連続圧延機が圧延方向に並んだ複数の圧延スタンドを有しているに際しては、前記圧延スタンドで圧延された形材が、この圧延スタンドの下流側に隣接する圧延スタンドを通過する前後で、形材の搬送速度を計測し、計測された通過前後での搬送速度の偏差を基に、圧延スタンドのロール回転速度を調整すると良い。

本発明の線材圧延の元材の製造方法により、鋼種が変化した場合であっても、孔型圧延の元材として寸法精度に優れたものを供給することができ、棒鋼や線材などの条鋼を生産性良く製造することができる。

本発明の線材圧延の元材の製造方法を示す図である。 条鋼の材質（炭素量）が最終製品の幅寸法に及ぼす影響を示す図である。 条鋼の材質（炭素量）が孔型の充填率に及ぼす影響を示す図である。 連続圧延機の圧延スタンドのロール隙を変化させた場合に、孔型の充填率がどのように変化するかを示した図である。 連続圧延機の圧延スタンドのロール隙を変化させた場合に、最終製品の幅寸法がどのように変化するかを示した図である。 連続圧延機の入側における形材の幅寸法を変化させた場合に、孔型の充填率がどのように変化するかを示した図である。 連続圧延機の入側における形材の幅寸法を変化させた場合に、最終製品の幅寸法がどのように変化するかを示した図である。 本発明の製造方法の手順を示したフローチャートである。 （ａ）は図８のフローチャートに用いられる表１を示しており、（ｂ）は表１の作成手順を示している。 （ａ）は図８のフローチャートに用いられる表２を示しており、（ｂ）は表２の作成手順を示している。 （ａ）は図８のフローチャートに用いられる表３を示しており、（ｂ）は表３の作成手順を示している。

図１は、本発明の線材圧延の元材Ｗの製造方法を図示したものである。
図１に示すように、本発明の製造方法は、大きく分けると、ブルーム鋳片Ｓ（鋳塊）をこのブルーム鋳片Ｓより断面積が小さな元材Ｗに圧延する分塊圧延工程１と、分塊圧延工程１で圧延された元材Ｗをさらに圧延して条鋼を得る線材圧延工程２とを有している。
分塊圧延工程１は、加熱炉３でブルーム鋳片Ｓ（鋳塊）を加熱する加熱工程と、加熱されたブルーム鋳片Ｓをリバース圧延機５で往復圧延して形材Ｍを成形するリバース圧延工程と、成形された形材Ｍを連続圧延機７で線材圧延工程２の元材Ｗに圧延する連続圧延工程とを備えている。

また、線材圧延工程２は、角孔型、菱孔型、丸孔型、オーバル孔型などのカリバ（孔型
）を有するロール１８を複数組備えた粗圧延機（図示せず）やその下流側に備えられた中間圧延機９及び仕上げ圧延機１０を用いて、分塊圧延工程１で圧延された元材Ｗを線材や棒鋼などの条鋼に圧延するものである。
以降では、まず本発明の製造方法を構成する各工程を詳しく説明する。

なお、以下の説明では、図１の左側を製造方法を説明する際の上流側、図１の右側を下流側とし、また上流側から下流側に向かう方向を各工程を説明する際の圧延方向とする。
まず、分塊圧延工程１の詳細について説明する。
分塊圧延工程１に備えられる加熱工程は、ブルーム鋳片Ｓを加熱炉３を用いて加熱する工程である。この加熱工程に用いられる加熱炉３は内部が空洞とされた筺状に形成されており、加熱炉３の内部は高温雰囲気に維持されている。本実施形態の加熱炉３は、この加熱炉３の内部にブルーム鋳片Ｓを送って加熱することにより、ブルーム鋳片Ｓを１０００〜１２００℃程度に加熱している。加熱炉３で加熱されたブルーム鋳片Ｓは図示しないデスケーラ（高圧洗浄水や高圧蒸気の作用により、ブルーム鋳片Ｓの表面からサブスケールを除去する装置）などに送られた後、リバース圧延機５に送られる。

リバース圧延工程は、加熱工程により加熱後のブルーム鋳片Ｓをリバース圧延機５を用いて通板方向を正逆反転しながら複数回に亘って圧延する工程である。リバース圧延機５には上下１組の圧延ロール８、８が設けられており、これらの圧延ロール８、８の表面には図示を省略するボックス孔型（断面が方形のカリバ）が形成されている。このボックス孔型には幅寸法及び深さ寸法が大きなものから小さいものまで複数の種類があり、それぞれの圧延ロール８、８の間では同種類のボックス孔型同士が対面してボックス孔型のサイズに合わせた孔型圧延を行うことができるようになっている。

このリバース圧延工程でリバース圧延を行う際には、ブルーム鋳片Ｓを最も幅寸法及び深さ寸法が大きなボックス孔型間に導いて圧延を行う。次に、通板方向を正逆反転させて最初の圧延に用いたものより幅寸法及び深さ寸法が小さい（断面積が小さい）ボックス孔型を用いて圧延を行う。このようにしてリバース圧延工程では、通板方向を反転させつつ孔型の幅寸法及び深さ寸法を徐々に小さくしてゆき、ブルーム鋳片Ｓの断面積を減少しつつ所定の縦寸法と横寸法とを備えた形材Ｍに圧延する。なお、本実施形態のリバース圧延機５は、３５０ｍｍ×３２０ｍｍのブルーム鋳片Ｓを、例えば断面積で２５％程度減少させる場合であれば２１５ｍｍ角程度の形材Ｍに圧延している。

連続圧延工程は、リバース圧延機５の下流側に配備された連続圧延機７を用いて、リバース圧延工程で圧延された形材Ｍをさらに圧延する工程である。この連続圧延工程に用いられる連続圧延機７は、圧延方向に並んだ複数の圧延スタンド４を有している。この圧延スタンド４は、孔型を有する圧延ロール８をその軸心が互いに平行になるように上下１組乃至は左右１組備えている。

これらの圧延スタンド４には、その軸心が上下方向に向くように圧延ロール８が垂直に配置されたＶ型の圧延スタンドと、その軸心が水平方向に向くように圧延ロール８が水平に配置されたＨ型の圧延スタンドとがある。これらＶ型及びＨ型の圧延スタンドは、圧延方向に沿ってそれぞれの型のものが入れ違いに並ぶように配備されており、形材Ｍに対して圧延荷重を水平に加えた次は垂直に加えるといったように圧延荷重の作用方向を切り換えながら形材Ｍを徐々に圧延可能となっている。なお、本実施形態の連続圧延機７は、上流側から下流側に向けて、Ｈ型、Ｖ型、Ｈ型の３つの圧延スタンド４を順番に備えている。

連続圧延機７の圧延ロール８のロール表面には角形、菱形、丸形、楕円形（オーバル）などの孔型が形成されており、連続圧延機７ではそれぞれの孔型が向き合うように一組の圧延ロール８が配備されており、互いに向き合った孔型間に形材Ｍを導いて形材Ｍの圧延が行われる。なお、図例の連続圧延機７は３基の圧延スタンド４を備えており、これらの圧延スタンド４はいずれも菱角形の孔型が形成された圧延ロール８を有していて、２２０ｍｍ角の断面を有する形材Ｍを最終的に１５５ｍｍ角の断面を備えた線材圧延の元材Ｗに圧延できるようになっている。

ところで、本発明の線材圧延の元材Ｗの製造方法は、連続圧延機７の出側における線材
圧延の元材Ｗの幅寸法が目標値となるように、鋼種ごとに連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を設定しておき、この設定された幅寸法に形材Ｍがなるようにリバース圧延機５を行うことを特徴としている。
このようにすれば、ブルーム鋳片Ｓの材種（鋼種）が変化した場合には、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法が材種に合わせた目標値に設定し直される（プリセットされる）ため、連続圧延で圧延のされ方が異なっても元材Ｗとしては寸法精度に優れたものを供給することができ、矯正などのために別工程を設ける必要もなくなる。

次に、本発明の製造方法において連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を設定する理由を、従来の例との対比をまじえて詳しく説明する。
まず、本発明者らは、炭素量が０．０１％、０．４５％、０．９０％の３鋼種の形材Ｍ（２２０ｍｍ角）を、３基の圧延スタンド４からなる連続圧延機７で圧延する場合に、後述する充填率と最終の製品寸法とがどのように変化するかを、有限要素法（ＦＥＭ）を用いてシミュレーション解析により求めた。なお、圧延は２２０ｍｍ角の形材Ｍを２０７ｍｍ±０．５ｍｍ角の寸法にする場合のものであり、連続圧延機７の圧延スタンド４は上流側から菱−菱−角の孔型を備えた圧延ロール８をそれぞれ備えている。

また、圧延ロール８と形材Ｍとの摩擦係数はいずれの鋼種においてもμ=0.43として計算を行い、また圧延上がりの材料の幅寸法を孔型の幅寸法で除して百分率で示したものを充填率と定義した。
図２に示すように、炭素量が互いに異なる形材Ｍを圧延すると、炭素量が０．４５％及び炭素量が０．９０％の形材Ｍでは、２０７ｍｍ±０．５ｍｍの目標寸法に圧延されるが、炭素量が０．０１％の形材Ｍでは幅広がりが大きくなり、最終の製品寸法は目標のものにならない。

図３は、連続圧延機７の２番目の圧延スタンド４（菱形の孔型を備えた圧延スタンド４）における充填率を、鋼種ごとに比較したものである。図３に示すように、炭素量が０．９０％では充填率が１００％を下回っているが、炭素量が０．０１％及び炭素量が０．４５％の形材Ｍでは充填率が１００％以上となっており、オーバーフィル（過充填）が発生している。このようなオーバーフィルが発生すると、孔型から材料の一部がはみ出して次のパス（３番目の圧延スタンド４）で折れ込まれ、折り込み疵の原因となる虞がある。

このようなオーバーフィルは、圧延ロール８、８間のロール隙Δを大きくすることで抑制されることが知られており、従来の条鋼の圧延方法でもロール隙Δを広くすることで充填率を低くすることが行われている。
例えば、連続圧延機７の２番目の圧延スタンド４でも、図４に示すように圧延ロール８のロール隙Δを１８ｍｍから２０ｍｍに変更すれば、孔型に対する材料の充填率が１００％未満になり、オーバーフィルを回避できる。ただ、このように圧延ロール８間のロール隙Δを大きくすると、ロール隙Δを大きくした分だけ図５に示すように最終の製品寸法が目標より大きくなり、製品として規格外の寸法となってしまう。

つまり、従来の圧延方法で行われていたような連続圧延機７においてロール隙Δを大きくするような手段は、オーバーフィルが抑制できても、最終の製品寸法を規格外にしてしまう虞があり、好ましいとは言えない。また、連続圧延機７においてロール隙Δを可変とすることは、煩雑な作業を伴うものであり、オペレータの負荷が大きいものとなってしまう。

ここで、例えば図６に示すように、連続圧延機７のロール隙Δを可変とせず、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を変化させると、連続圧延機７の２番目の圧延スタンド４における充填率も線形的に変化する。また、図７に示すように、充填率が１００％未満の範囲では、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を変化させても、最終の製品寸法はあまり大きく変化しない。

本発明者は、これらの図６及び図７の結果に着目することで、どのような鋼種を圧延する場合でも、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を、充填率が１００％未満となるような所定の寸法に定めることができれば、連続圧延機７の出側における線材圧延の元材Ｗの幅寸法を目標値とすることが可能になるのではないかと考えた。そして、本発明の
製造方法、すなわち、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法、すなわちリバース圧延機５の出側における形材Ｍの幅寸法が目標の値となるように、鋼種に応じてリバース圧延のパススケジュールをプリセットする方法に想到するに至ったのである。

以降では、図８のフローチャートを用いて、本発明の製造方法の手順を詳しく説明する。
図８に示すように、本発明の製造方法では、まず連続圧延機の入側における形材の幅寸法が鋼種に応じ設定された値となるように、リバース圧延機のパススケジュールを変更する。なお、本実施形態の場合、プリセットされるパススケジュールとは、リバース圧延の各圧延パスで設定されるロール隙の値であり、図９（ａ）に示す表（図８のフローチャートにおける表１）から決定される。

この表１は、リバース圧延の各圧延パスにおけるロール隙Δと、そのロール隙Δを選択してリバース圧延した際にリバース圧延機５の出側で最終的に得られる形材Ｍの幅寸法とを、各材質（図例では鋼種の炭素量）に対してまとめたものである。この表１は、過去の製造条件や実績を整理することで作成することもできるが、例えば図９（ｂ）のように有限要素法を用いたシミュレーション解析により作成することもできる。つまり、ロール隙Δを一定とした場合に、連続圧延機７の出側における元材Ｗの幅寸法と入側における形材Ｍの幅寸法とがどのように関係するかを、さまざまな材種に対して調査する。次に、リバース圧延機５のロール隙Δを変化させた場合に、リバース圧延機５の出側における形材Ｍの幅寸法がどのように変化するかを有限要素法を用いたシミュレーション解析で求める。このようにしてシミュレーション解析で求められた値を、実機に適用して随時補正することで、表１を作成することが可能となる。

本発明の製造方法では、図８のＳ８１において、上述のようにして作成された表１に基づいてブルーム鋳片Ｓの材種（鋼種）に対応したパススケジュール（具体的には、ロール隙Δ）が選択される。
その後、Ｓ８２で、選択されたロール隙Δでリバース圧延が行われる。このようにしてリバース圧延された形材の幅寸法は連続圧延機７においてオーバーフィルを起こさないようなものとなる。つまり、表１に予め定められた形材Ｍの幅寸法は、連続圧延の際に孔型に対する充填率が必ず１００％未満となるように予め定められているので、オーバーフィルを起こすことはなく折れ込み疵を生じさせることもない。

一方、上述したように充填率が１００％未満の範囲では、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法を変更しても最終の製品寸法は殆ど変化しない。それゆえ、従来の圧延方法のように、最終の製品寸法が規格外まで大きくなることもない。
なお、上述のように鋼種ごとにリバース圧延機５のロール隙Δを予めプリセットしたとしても、例えば圧延を長時間連続して行った場合には、最終製品の幅寸法が許容範囲から外れてしまうことがある。このような場合は、リバース圧延機５のロール隙Δをリアルタイムで補正して、最終製品の幅寸法を許容範囲から外さないようにする必要がある。

そこで、図８に示すように、本発明の製造方法では、連続圧延機７の出側に計測手段１１を設置しておき、この計測手段１１で連続圧延機７の出側のおける線材圧延の元材Ｗの幅寸法を（リアルタイムで）計測し、計測手段１１で計測された元材Ｗの幅寸法の実測値と目標値の差に応じてブルーム鋳片Ｓに対するリバース圧延機５での圧下率を調整している。

図１に示すように、連続圧延機７の出側には、非接触で線材圧延の元材Ｗの形状を計測する計測手段１１が設置されている。この計測手段１１は、例えばレーザや赤外線などを用いて、条鋼の外形寸法をリアルタイムに測定できるようになっている。
次に、本発明の製造方法では、Ｓ８３において計測手段１１で線材圧延の元材Ｗの幅寸法を実測し、実測された実測値が予め定められた幅寸法の目標値の範囲に入っているかどうかを判断する。この判断は、実測値が目標値（目標値の許容範囲）との差を計算し、計算された差が予め定められた数値を超えた場合に最終製品の幅寸法が許容範囲から外れていると判断し（Ｓ８３における「ＮＯ」と判断し）、超えない場合には最終製品の幅寸法が許容範囲に収まっていると判断する（Ｓ８３における「ＹＥＳ」と判断する）。

Ｓ８４において、最終製品の幅寸法が許容範囲から外れていると判断された場合は、製品寸法と実測値との偏差に応じて定められた補正値を図１０（ａ）に示す表（図８のフローチャートにおける表２）から選択し、選択された補正値をリバース圧延工程の最終パスでのロール隙Δの設定値に加算すると共に最終パスの一つ前のパスでのロール隙Δの設定値に加算して、リバース圧延工程のロール隙Δを補正する。

なお、この表２は、最終製品の幅寸法を微小に変更する際に必要となるリバース圧延工程のパススケジュール（ロール隙Δ）の補正量を示したものである。なお、最終製品の幅寸法を変更する場合には、特に最終パスでのロール隙Δ及び最終パスの一つ前のパスでのロール隙Δの影響が大きいため、本実施形態ではこれら２つのパスにおけるロール隙Δについてのみ、ロール隙Δの変更量を示している。この表２は、例えば図１０（ｂ）のように有限要素法を用いたシミュレーション解析により作成することができる。

つまり、ロール隙Δを一定とした場合に、連続圧延機７の出側における元材Ｗの幅寸法と入側における形材Ｍの幅寸法とがどのように関係するかを、さまざまな材種に対して調査する。次に、リバース圧延機５の最終パスでのロール隙Δ及び最終パスの一つ前のパスでのロール隙Δを変化させた場合に、最終製品の幅寸法がどのように変化するかを有限要素法を用いたシミュレーション解析で求める。このようにしてシミュレーション解析で求められた値を、実機に適用して随時補正することで、表２を作成することが可能となる。

上述のように条鋼の外観形状をリアルタイムで測定して、その外観形状に応じてリバース圧延工程の最終パスでのロール隙Δ及び最終パスの一つ前のパスでのロール隙Δを補正すれば、例えば圧延を長時間連続して行った場合のように最終製品の幅寸法が許容範囲から外れてしまった場合も、リバース圧延機５のロール隙Δをリアルタイムで補正して、最終製品の幅寸法を許容範囲から外さないようにすることが可能になる。

なお、上述したリバース圧延機５のロール隙Δを調整する手段は、いずれも幅寸法を目標通りに制御するためのものであったが、条鋼に求められる寸法には幅寸法だけでなく天地寸法もある。
そこで、図８のＳ８５に示すように、本発明の製造方法では、まず上述した計測手段１１により連続圧延機７の出側のおける線材圧延の元材Ｗの天地寸法も計測するようにしている。そして、計測された天地寸法の実績値を目標値と比較して、その偏差が予め定められた数値を超えた場合に最終製品の天地寸法が許容範囲から外れていると判断し（Ｓ８５における「ＮＯ」と判断し）、超えない場合には最終製品の天地寸法が許容範囲に収まっていると判断する（Ｓ８５における「ＹＥＳ」と判断する）。

Ｓ８６において、最終製品の天地寸法が許容範囲から外れていると判断された場合は、実測値との偏差に応じて定められた補正値を図１１（ａ）に示す表（図８のフローチャートにおける表３）から選択し、連続圧延機７の最終スタンドのロール隙Δが選択された補正値が加算されたものになるよう最終スタンドのロール隙Δを補正する。
なお、図８のフローチャートにおける表３は、連続圧延機７の最終スタンドのロール隙Δを変更した際に、最終製品の天地寸法がどのように変化するかを予め実機を用いて評価したものである。この表３は、例えば図１１（ｂ）に示すような方法により作成することができる。

また、最終製品の天地寸法に基づくロール隙Δの補正は、同一材の圧延途中に行っても良いし、ある鋼種について圧延を行った後、同じ鋼種の圧延（次材の圧延）の際に行っても良い。
上述のようにリバース圧延機５のロール隙Δをプリセットしておけば連続圧延機７の入側での形材Ｍの幅寸法を所定の値に変更することが可能となる。この形材Ｍの幅寸法は、材種に応じて連続圧延機７での充填率が１００％未満となるような値に予め設定されているため、最終製品に折れ込み疵が発生することもない。

また、本発明の製造方法では、最終製品の寸法を、連続圧延機７でのロール隙で調整しているのでなく、プリセットされたリバース圧延機５のロール隙Δにより調整している。それゆえ、材種（鋼種）に応じてリバース圧延機５のロール隙Δを最適な値にプリセットしておけば、材種が変更された場合であっても、孔型圧延の元材として一定の寸法精度を
維持したものを供給することが可能となり、最終製品の寸法形状が大きく変わることもない。

さらに、本発明の製造方法では、折れ込み疵が発生しないため、発生した疵を除去するためにグラインダー等を用いる必要もない。当然、生産性が阻害されたりコストアップに繋がったりする虞もない。
ところで、上述した製造方法は、条鋼材が最終製品状態で寸法上の許容範囲に収まるように、連続圧延機７の入側における形材Ｍの幅寸法や天地寸法、言い換えれば断面方向に沿った寸法を制御するものであった。しかし、最終製品でさらに良好な寸法精度を得るためには、形材Ｍの寸法を断面方向だけでなく長手方向で同じとなるように制御するのがより好ましい。

つまり、連続圧延機７の出側の寸法精度は圧延中に際して形材Ｍに作用する張力に影響を受ける。例えば、張力が作用すると圧延ロール８の真円度が悪くなったり、ロールスタンド４間で形材Ｍにコブルが発生したりするため、圧延上がりの元材Ｗの寸法精度も悪化する。そのため、連続圧延機７で形材Ｍに作用する張力を圧延開始から圧延終了まで約ゼロ（無張力状態）に制御しなければ、元材Ｗの寸法を長手方向に一定なものとすることができない。

そこで、本発明の製造方法では、例えば、１番目の圧延スタンド４で圧延された形材Ｍが、この圧延スタンド４の下流側に隣接する２番目の圧延スタンド４を通過する前と後とで、元材Ｗの幅寸法及び／または天地寸法を計測する。なお、形材Ｍの幅寸法や天地寸法を計測のために、１番目の圧延スタンド４〜２番目の圧延スタンド４間に新たな計測器（図示せず）を設けることが好ましい。

２番目の圧延スタンド４を通過する前の形材Ｍは無張力状態である故、通過前の形材Ｍの寸法（幅寸法または天地寸法）は無張力寸法となっている。２番目の圧延スタンド４を通過した後の形材Ｍが前述の無張力状態を維持するためには、通過後の形材Ｍの寸法も無張力寸法であるとよい。
そこで、形材Ｍの幅寸法及び／または天地寸法が計測されたら、計測された計測値の差（形材Ｍに関し、２番目の圧延スタンド通過前の計測値と圧延スタンド通過後の計測値との偏差）が約ゼロとなるように、１番目乃至は２番目の圧延スタンド４の圧延ロール８の回転速度を調整する。

上述した機構は、２番目の圧延スタンド４〜３番目の圧延スタンド４間で計測された元材Ｗの幅寸法及び／または天地寸法に基づいて２番目乃至は３番目の圧延スタンド４の圧延ロール８の回転速度を調整する場合にも用いることができる。
このようにして圧延ロール８の回転速度を調整すれば、形材Ｍに作用する張力が圧延開始から圧延終了まで約ゼロになって、形材Ｍの寸法を長手方向にも良好な寸法精度で制御することが可能となる。

なお、形材Ｍに作用する張力の変化を判断する指標としては、形材Ｍの幅寸法や天地寸法以外にも、形材Ｍの搬送速度を採用することができる。
すなわち、１番目の圧延スタンド４で圧延された形材Ｍが２番目の圧延スタンド４を通過する前と後とで、ドップラ速度計などを用いて形材Ｍの搬送速度を計測し、計測された通過前後での搬送速度の偏差を基に、１番目乃至は２番目の圧延スタンド４のロール回転速度を調整する。このことは、形材Ｍのトップ線速とミドル線速を計測し、両速度の偏差を基に１番目乃至は２番目の圧延スタンド４のロール回転速度を調整することでもある。

形材Ｍが２番目の圧延スタンド４を通過する前の速度、すなわちトップ速度は、形材Ｍが無張力状態での搬送速度であるため、この無張力速度をミドル速度でも実現することで、形材Ｍに作用する張力が圧延開始から圧延終了まで約ゼロになって、形材Ｍの寸法を長手方向にも良好な寸法精度で制御することが可能となる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。また、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、圧延の運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱
するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。

１ 分塊圧延工程
２ 線材圧延工程
３ 加熱炉
４ 圧延スタンド
５ リバース圧延機
７ 連続圧延機
８ 圧延ロール
９ 粗圧延機
１０ 仕上圧延機
１１ 計測手段
Δ ロール隙
Ｍ 形材
Ｓ ブルーム鋳片
Ｗ 元材

Claims (5)

1. 鋳片を往復圧延することで形材へ成形するリバース圧延機と、当該リバース圧延機で成形された形材を線材圧延の元材に圧延する孔型を備えた圧延ロールを複数備えた連続圧延機と、を有する分塊圧延装置を用いて、線材圧延の元材を成形する線材圧延の元材の製造方法において、
   前記連続圧延機の出側における線材圧延の元材の幅寸法が目標値となるように、鋳片の鋼種ごとに連続圧延機の入側における形材の幅寸法を設定しておき、
   前記形材が設定された幅寸法となるように、前記鋳片をリバース圧延機で圧延することを特徴とする線材圧延の元材の製造方法。
2. 前記連続圧延機の出側に設置された計測手段により、連続圧延機の出側における線材圧延の元材の幅寸法を計測し、
   前記計測手段で計測された元材の幅寸法の実測値と目標値の差が無くなるように、前記リバース圧延機でのパススケジュールを調整することを特徴とする請求項１に記載の線材圧延の元材の製造方法。
3. 前記連続圧延機の出側に設置された計測手段により、連続圧延機の出側のおける線材圧延の元材の天地寸法を計測し、
   計測された天地寸法の実績値と目標値の差が無くなるように、前記連続圧延機の最終スタンドのロール隙間を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の線材圧延の元材の製造方法。
4. 前記連続圧延機が圧延方向に並んだ複数の圧延スタンドを有しているに際しては、
   前記圧延スタンドで圧延された形材が、この圧延スタンドの下流側に隣接する圧延スタンドを通過する前後で、形材の幅寸法及び／または天地寸法を計測し、
   計測された通過前後での計測値の偏差を基に、圧延スタンドのロール回転速度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の線材圧延の元材の製造方法。
5. 前記連続圧延機が圧延方向に並んだ複数の圧延スタンドを有しているに際しては、
   前記圧延スタンドで圧延された形材が、この圧延スタンドの下流側に隣接する圧延スタンドを通過する前後で、形材の搬送速度を計測し、
   計測された通過前後での搬送速度の偏差を基に、圧延スタンドのロール回転速度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の線材圧延の元材の製造方法。