JP2612792B2 - 細径線材の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直径が５mm以下の細径線
材を製造する方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直径が５mm以下である鋼等の金属製の細
線の製造は、先ずその素材となるビレットを粗圧延機
群、中間及び仕上圧延機群からなる線材圧延工程にて熱
間圧延することにより直径が 5.5mm以上の線材を製造
し、しかる後に前記線材をダイス抽伸法により伸線して
その直径を次第に小さくすることにより行われている。
この外径を小さくする方法及び装置として本出願人が既
に出願した特開昭63-168202 号に記載の技術がある。

【０００３】この従来方法及び装置にあっては、複数の
孔型ロールを配した圧延機を複数基タンデムに設置し、
その圧延機群の入側に巻戻機を、また出側に巻取機を設
け、最初は巻戻機から引出した線材の先端部を低速度に
て圧延機群に通線して、先端部を巻取機に巻き付けた
後、圧延機群により高速にて線材を圧延して細径線材を
巻取機に巻取ってゆく構成となっている。

【０００４】図５は従来の細径線材製造ラインの一部を
示す平面図、図６は同じくその側面図、図７は図６のパ
スライン出側方向から見たタンデム圧延機の正面図であ
る。図中20は圧延機本体であり、その前後には巻戻機21
及び巻取機22を備え、巻戻機21上に装着された圧延素材
としての線材コイルC1の一端から繰り出される線材Ｗ
が、連続圧延ブロック23にて圧延されて細径線材SWとな
り、スウィングローラを経て巻取機22にトラバース巻き
され、整列多層巻きの細径線材コイルC2となる。

【０００５】連続圧延ブロック23は周面に孔型を備えた
４個の孔型ロール24a を夫々その周面を線材Ｗのパスラ
イン周りに対向させた状態でハウジング24b に装着して
なるロールユニット24を基台25上に線材Ｗのパスライン
に沿わせて一列に連設配置して構成されている。なおロ
ールユニット24にはそのロール軸の向きを水平方向,垂
直方向の２方向とした水平ロールユニットＨ（図８参
照）と、ロール軸を夫々45°傾斜させた傾斜ロールユニ
ットＶ（図９参照）とがあり、線材Ｗのパスライン方向
に対し、交互に位置するよう配置されている。

【０００６】図８は水平ロールユニットＨの模式的正面
図、図９は同じく傾斜ロールユニットＶの模式的正面図
である。ロールユニット24を構成する各ハウジング24b
の両面には数個の突起24c が形成されており、ロールユ
ニット24相互の位置ずれを防止すべく、これら突起24c
同士を相互に押しつけた状態で一体的に水平クランプさ
れる外、図７に示すクランプシリンダ26に設けた押え台
27にて上方から押える向きに垂直クランプされて、基台
25上に固定されるようになっている。而してこのような
連続圧延機において圧延サイズを変更する場合は、この
垂直方向及び水平方向のクランプを緩め、ロールユニッ
ト24をクレーン等で上方に吊り出してその交換を行う。

【０００７】図７, 図８, 図９に示す如く水平ロールユ
ニットＨ，傾斜ロールユニットＶを構成する各ロールユ
ニット24のハウジング24b からは孔型ロール24a を駆動
するためのロール駆動軸24d が夫々側方に伸びて、着脱
カップリング28と向き合っている。この着脱カップリン
グ28をカップリングシフター29で軸方向に動かしロール
駆動軸24d と連結することで、孔型ロール24a が減速機
G3を介して駆動モータＭに接続され、夫々回転駆動され
る。通常はロール駆動軸24d と減速機G3の出力軸30は水
平ロールユニットＨ群と傾斜ロールユニットＶ群夫々が
共通のカップリングシフター29の作動により一斉に着脱
される。

【０００８】このようなロールユニット24の駆動系とし
てはロールユニット毎に各１個のモータを有し、スタン
ド間の回転数比を自在に設定できる独立駆動方式もある
が、図５，図６に示す従来方法及び装置では１台のモー
タＭの出力側に多数の分配減速機を介することによって
一定の回転数比をギヤ比の割付として設備的に固定して
しまう共通駆動方式が採用されている。この共通駆動方
式では、図５に示すようにモータＭの出力軸側には減速
機G1,G2,G3を介し、G3の各出力軸から各ロールユニット
24のロール駆動軸24d に対し並列的に回転トルクが伝達
されるようになっている。

【０００９】このような従来方法及び装置にあっては、
４個の孔型ロール24a をハウジング24b 内に配設してな
るロールユニット24複数基をパスライン方向にスクリュ
ジャッキなどによりクランプして連続圧延ブロック20を
構成しており、圧延仕上げ寸法を変更する場合には、こ
のクランプを緩めて所定のロールユニット24を専用の吊
り具にて複数個まとめて吊り出し、新たに組み込むべき
ロールユニットを基台25上に吊り降ろして、再度クラン
プを行っている。

【００１０】ところで、ロールの孔型として円形−円形
孔型系列を用いる場合、一定の減面率で順次、線材の外
径を圧下していくパススケジュールにおいて、途中のど
このロールユニットを最終段に持ってきても断面を略円
形に仕上げることが可能となり、仕上げ用ロールユニッ
トの位置をどこにするかで、細かなピッチで製品線径に
対応でき、多くの孔型系列のロールを保有しておく必要
もないという利点がある。例えば減面率10％で直径 5.5
mm（以下φ5.5 と記す) の素材を圧延する場合、φ5.50
→φ4.95→φ4.70→φ4.46→φ4.23→φ4.01→φ3.80→
φ3.61→φ3.42→φ3.25→の如きピッチの略円形孔型系
列となり、途中のスタンドのサイズは勿論、上記寸法以
外の製品寸法の要求があったとしても、仕上げスタンド
を１台設置すれば対応できることとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
設備では複数個のロールユニットを基台25上に一列に配
置して相互に組合わせた状態で水平方向（パスライン方
向）にクランプして固定するので、僅かなサイズ変更で
も、全ロールユニットを取り出して、最下流側にてロー
ルユニットを増減して仕上げ寸法を変更し、再度ロール
ユニットを組合わせる必要があり、段取り替えに多大の
労力を要するという問題があった。

【００１２】また、一方で線材を一定の減面率で外径を
圧下する場合、スタンド間の減速比の割付は、その減面
率によって決まる延伸比に応じて設定される。ロール駆
動方式としては、本発明の対象となるようなブロックミ
ルにおいては、スタンド間距離を極力短くして、コンパ
クトにするために、共通駆動方式が好適である。即ち、
モータ１台の出力軸の駆動により、分配減速機を介して
全ロールユニットの各入力軸を駆動する方式である。従
って、孔型系列の減面率を常にこの減速比に合うように
設定する必要がある。さもないと、連続圧延に際し、ス
タンド間で材料に過大な張力が作用して材料たる線材が
破断し、或いはロールと材料の間のスリップが顕著とな
って材料がロールに焼き付いたり、またロールの肌荒れ
が発生したりする。逆にスタンド間に圧縮力が作用する
と、スタンド間で材料たる線材が座屈して飛び出し、ミ
スロールにつながる。

【００１３】ところで、円形孔型系列の場合もロール孔
型は若干ロール両側に材料の噛み出し防止の目的で逃が
しを与えており（以下、これをサイドリリーフと呼
ぶ）、最終パスでより高寸法精度の真円に仕上げるため
には、仕上げ用のスタンドを最下流側に載置し、この仕
上げ孔型で１つ手前のリーダパスのサイドリリーフ部で
の膨らみを圧下して真円形状にサイジングする必要があ
る。この最終パスでの圧下量は僅かとなるので、それよ
り上流側での減面率に対してかなり小さな値となるた
め、この部分だけ分配減速機の減速比の割付を変えてお
く必要が生ずる。そうすると、共通駆動の場合、スタン
ド間のギヤ比は減速機によって決まるから常に仕上げス
タンドを載置する場所が同じ最下流位置になるという問
題があった。

【００１４】この問題を解決する１つの方法として本出
願人が既に出願している特開昭63-76702号公報に開示さ
れている丸棒鋼の圧延技術がある。この技術は連続圧延
機群の最下流側に配置したロールユニットの孔型ロール
を非駆動とし、これにて金属材の断面形状を円形にサイ
ジングする方法であるが、５mm以下の如き細径線材の場
合には、非駆動ロールに材料が押し込まれていく際に生
ずる圧縮力で材料たる細径線材がスタンド間で座屈し、
うまく仕上げユニットたる前記非駆動ロールに押し込め
ないという問題があった。

【００１５】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、圧延仕上げ寸法の変
更に伴うロールユニットの交換, 或いはロールユニット
数の増減を容易にし、また仕上げ用ロールユニットの配
置位置の如何にかかわらず、その孔型ロールの周速を線
材速度に一致させて円滑な圧延を行わせ、表面肌の美麗
な線材が得られるようにした細径線材の製造方法及びそ
の製造装置を提供するにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の本発明方法は、４
個の孔型ロールをその周面の孔型を線材のパスライン周
りに相対向させた状態でハウジングに配設してなるロー
ルユニット複数基を、線材のパスライン方向に連設配置
し、これらを一体的にクランプして構成した連続圧延ブ
ロックを有する連続圧延機により細径線材を製造する方
法において、前記連続圧延ブロックの線材圧延方向にお
ける上流端側に固定台を、また下流側に前記固定台側に
ロールユニットを押圧してクランプする手段を設け、線
材の圧延仕上げ寸法を変更するに際し、前記クランプ手
段を解除し、前記連続圧延ブロックの下流側にてロール
ユニットの交換、又はロールユニットの増減を行った
後、前記固定台と、クランプ手段とにてロールユニット
をクランプし、圧延を行うことを特徴とする。

【００１７】第２の本発明方法は、４個の孔型ロールを
その周面の孔型を線材のパスライン周りに相対向させた
状態でハウジングに配設してなるロールユニットであっ
て、少なくとも１基の仕上げ用ロールユニットを含むロ
ールユニット複数基を連設配置し、これらを一体的にク
ランプして構成した連続圧延ブロックと、圧延された線
材を巻取るべく駆動される巻取機とを有し、前記各ロー
ルユニットの孔型ロールを共通の駆動源にて駆動するよ
うにした連続圧延機により細径線材を製造する方法にお
いて、全ロールユニットを低速駆動して通線を行い、そ
の先端部を巻取機に連結した後、前記仕上げ用ロールユ
ニットの駆動軸のみを駆動源から切り離して非駆動とし
た状態で他のロールユニット及び巻取機を駆動し、前記
仕上げ用ロールユニットのロールを線材の移動に伴い追
従回転させて仕上げ圧延することを特徴とする。

【００１８】本発明装置は、４個の孔型ロールをその周
面の孔型を線材のパスライン周りに相対向させた状態で
ハウジングに配設してなるロールユニットであって、少
なくとも１基の仕上げ用ロールユニットを含むロールユ
ニット複数基を連設配置し、これらを一体的にクランプ
して構成した連続圧延ブロックを有し、前記各ロールユ
ニットの孔型ロールを共通の駆動源にて駆動するように
した連続圧延機により細径線材を製造する装置におい
て、前記複数基のロールユニットのうち、仕上げ用ロー
ルユニットに対する駆動力伝達部に孔型ロールを駆動、
又は非駆動とする切替手段を設けたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明にあっては、連続圧延ブロックを構成す
るロールユニット群を上流側に設けた固定台に順次下流
側から押し続けて水平クランプすることとしたから、仕
上げサイズを変更する場合、この水平クランプを緩めて
下流側にてロールユニットを増, 減した後、再度水平ク
ランプすることにより対応でき、圧延素材の最大寸法が
噛込むように上流側ロールユニットを設定しておけば、
大幅な圧延スケジュールの変更によるサイズ替えの他
は、上流側に載置しているロールユニット群について
は、様々な素材径に対しても交換の必要はなく、ロール
寿命のある限りハウジング内に載置したままでよく、圧
延シリーズ替えに伴うロールユニット組み替え作業の大
幅な省力化が可能となり、段取り替えに要する時間を大
幅に節減でき、小ロット多サイズの生産に極めて好適な
製造プロセスが実現できる。

【００２０】第２の発明にあっては、通線時は仕上げ用
ロールユニットを含むロールユニットを低速駆動して、
線材先端を巻取機に導き出し、巻取機に連結した後、仕
上げ用ユニットを非駆動ロールとし、高速圧延時には巻
取機の巻き取りトルクを利用して仕上げ用ロールユニッ
トのロールを駆動して仕上げ加工を行うので、仕上げパ
スが共通駆動式の分配減速機のどの出力軸と対向設置さ
れても、線材の速度と仕上げ用ユニットのロールの周速
を常に一致させることができ、材料と工具の間のスリッ
プ、焼き付きの発生を抑制でき、表面肌の良好な成品を
高速圧延にても製造可能となる。

【００２１】第３の発明にあっては、仕上げ用ロールユ
ニットに対する駆動, 非駆動が任意に選択できる手段を
備えるから、細径線材でも先端部の口絞り等の通線前の
準備作業なしに、安定して連続圧延ブロック内を通線で
き、しかも圧延開始後は仕上げ用ロールユニットのみを
非駆動ローラにできるので良好な製品表面肌を確保で
き、ひいてはロールの摩耗を抑制することができる。

【００２２】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図１は本発明に係る細径線材の製造
方法を実施するための本発明に係る細径線材の製造装置
を示す模式的平面図、図２は図１のII−II線方向からみ
た拡大正面図、図３は図２に示す孔型ロールの拡大正面
図であり、図中10は連続圧延機本体を示している。連続
圧延機本体10は連続圧延ブロック１の上流端側に巻戻機
２を、また下流端側に巻取機３を配設して構成されてい
る。連続圧延ブロック１は基台９上に複数のロールユニ
ット４、直接圧延には関与しない複数のダミーブロック
５を線材Ｗのパスラインに沿ってこの順序で一列に連数
配置して線材Ｗの出側から一対のスクリュジャッキ６に
て入側に配置した固定台７との間で一体的に水平クラン
プされている。

【００２３】巻戻機から引出された線材Ｗは連続圧延ブ
ロック１を経る過程で所定断面形状，所定寸法の線材に
仕上げられて巻取機に巻取られてゆくこととなる。また
水平クランプを解除することでロールユニット４の交
換、或いはロールユニット４とダミーブロック５との交
換によるロールユニット４の増，減を行い得るようにな
っている。

【００２４】各ロールユニット４には、従来と同様に図
２に示す如く４個の孔型ロール4aを線材Ｗのパスライン
周りに上, 下及び左, 右方向に一対ずつ対向配置した状
態でハウジング4bに配設して構成された水平ロールユニ
ット4Hと、孔型ロール4aを図２に示す状態から線材Ｗの
パスライン回りに45°回転させた状態に配置した傾斜ロ
ールユニットとがあり、これら水平, 傾斜ロールユニッ
ト4Vを線材Ｗのパスライン方向に沿って交互に配設して
ある。

【００２５】各ダミーブロック５の構成については特に
限定するものではないが、例えばロールユニット４列の
最終段に配置される仕上げ用ロールユニット14の仕上げ
サイズより大きい孔型寸法に設定されたロールユニット
４を転用し、また孔型ロールに替えて単なるガイドロー
ル、或いはガイドパイプを備えた構成としてもよい。

【００２６】各ロールユニット４のハウジング4bには図
２に示す如く相隣するロールユニット４又はダミーブロ
ック５との対向面に夫々突起4cを備えており、相隣する
ロールユニット４間, ダミーブロック５間及びロールユ
ニット４とダミーブロック５との間は相互にこの突起4c
同士を突き合わせた状態で一体的に水平及び垂直にクラ
ンプされている。

【００２７】また各ロールユニット４のハウジング4bか
らは、例えば図２に示す如く各孔型ロール4aを駆動する
ためのロール駆動軸4dが側方に向けて突き出されて着脱
カップリング28と対向せしめられており、着脱カップリ
ング28をカップリングシフター29にてロール駆動軸4d側
に一斉に移動連結することで、図示しないモータの出力
が減速機G3を介して伝達されて回転駆動せしめられるよ
うになっている。

【００２８】そしてロールユニット４のうち、特に仕上
げ用ロールユニット14には図２に示す如く、ロール駆動
軸4dの内筒4eと着脱カップリング28の外筒7aとの間にわ
たって連結ピン８を着脱可能に挿通してあり、連結ピン
８を差し込んだ状態では仕上げ用ロールユニット14の孔
型ロール4aが回転駆動されるが、連結ピン８を抜き取っ
た状態では仕上げ用ロールユニット14に対しモータの駆
動力は伝達されず、孔型ロール4aは非駆動状態となるよ
うにしてある。

【００２９】通常通線時には連結ピン８を差し込んだ状
態にして、仕上げ用ロールユニット14を含む全ロールユ
ニット４を駆動し、通線が終了して線材の先端を巻取機
３に連結した後は、連結ピン８を抜き取り、定常状態で
の高速圧延を開始する。この高速圧延時には巻取機３の
トルクが線材Ｗを介して仕上げ用ロールユニット14の孔
型ロール4aに伝達されて追従回転せしめられることとな
る。

【００３０】これによって仕上げ用ロールユニット14を
連続圧延ブロック１のいずれの位置に設置して共通駆動
式の分配減速機の出力軸と連結しても、通線時には支障
なく駆動され、しかも定常圧延時にはモータのトルクを
遮断することで仕上げ用ロールユニット14の孔型ロール
4aは線材Ｗの速度に合致した周速度で駆動され、線材Ｗ
と孔型ロール4aとの間のスリップ，焼き付きの発生が抑
制され、表面肌の良好な細径線材SWを得ることが可能と
なる。

【００３１】なお仕上げ用ロールユニット14におけるロ
ール駆動軸4dと着脱カップリング28との継脱手段は連結
ピン８に限らず、例えばクラッチ構造を採用してもよ
く、仕上げ用ロールユニット４に対する駆動，非駆動を
オンライン上で任意に選択操作し得る構成であればよ
い。

【００３２】図４はロールユニット４，ダミーブロック
５の段取り替えの一例を示す説明図であり、図４(a) は
直径 5.5mmの線材を2.4mm の線材に仕上げる場合を、ま
た図４(b) は直径 5.5mmの線材を直径 3.0mmの線材に仕
上げる場合を夫々示している。図４(a) の場合には12基
のロールユニット４の最終段に仕上げロールユニット14
を配置し、ダミーブロック５を用いない配置となってい
る。いまこの状態から次に直径 3.0mmの仕上げ寸法を得
ようとする場合には、水平，垂直クランプを緩めて図４
(b) に示す如く上流側から９基目のロールユニット４と
して孔型直径3.0mm の仕上げ用ロールユニット14を配置
し、その下流側にダミーブロック５を３基配置する。こ
れによって上流側から８基目迄のロールユニット４を変
更することなく下流側から４基分のロールユニット４を
交換するのみで、全体の基数は変わらず、クランプ等の
作業上スクリュジャッキの位置移動等を行う必要もな
く、製造ラインが構成出来ることとなる。

【００３３】

【発明の効果】以上の如く本発明方法及びその装置にあ
っては複数のロールユニットを下流側から上流側の固定
台側に向けて押圧してクランプし、連続圧延ブロックを
構成することとしているから、下流側における１又は複
数のロールユニットを交換又は増減するのみで広範囲の
線材寸法に対応することが可能となり、段取り替え作業
が極めて簡単となり、また仕上げ用ロールユニットに対
する駆動力の断続を行う手段を設けたから、通線時には
仕上げ用ロールユニットの孔型ロールを駆動し、定常圧
延時には線材自体によって追従駆動されることとなり、
線材と孔型ロールとの間にスリップ等が生じず、線材の
表面肌が良好となる等本発明は優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施する本発明装置の模式的平面
図である。

【図２】図１のII−II線による拡大正面図である。

【図３】図２の更に部分拡大図である。

【図４】段取り替えの一例を示す説明図である。

【図５】従来装置の模式的平面図である。

【図６】従来装置の模式的側面図である。

【図７】図５の下流側からみた拡大側面図である。

【図８】水平ロールユニットの拡大正面図である。

【図９】傾斜ロールユニットの拡大正面図である。

【符号の説明】

１ 連続圧延ブロック ２ 巻戻機 ３ 巻取機 ４ ロールユニット ５ ダミーブロック ６ スクリュジャッキ ７ 固定台 ８ 連結ピン ９ 基台 10 連続圧延機本体 14 仕上げ用ロールユニット

フロントページの続き (72)発明者 飯尾 逸史 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重 機械工業株式会社 新居浜製造所内 (72)発明者 越智 重治 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重 機械工業株式会社 新居浜製造所内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４個の孔型ロールをその周面の孔型を線
   材のパスライン周りに相対向させた状態でハウジングに
   配設してなるロールユニット複数基を、線材のパスライ
   ン方向に連設配置し、これらを一体的にクランプして構
   成した連続圧延ブロックを有する連続圧延機により細径
   線材を製造する方法において、 前記連続圧延ブロックの線材圧延方向における上流端側
   に固定台を、また下流側に前記固定台側にロールユニッ
   トを押圧してクランプする手段を設け、線材の圧延仕上
   げ寸法を変更するに際し、前記クランプ手段を解除し、
   前記連続圧延ブロックの下流側にてロールユニットの交
   換、又はロールユニットの増減を行った後、前記固定台
   と、クランプ手段とにてロールユニットをクランプし、
   圧延を行うことを特徴とする細径線材の製造方法。
2. 【請求項２】 ４個の孔型ロールをその周面の孔型を線
   材のパスライン周りに相対向させた状態でハウジングに
   配設してなるロールユニットであって、少なくとも１基
   の仕上げ用ロールユニットを含むロールユニット複数基
   を連設配置し、これらを一体的にクランプして構成した
   連続圧延ブロックと、圧延された線材を巻取るべく駆動
   される巻取機とを有し、前記各ロールユニットの孔型ロ
   ールを共通の駆動源にて駆動するようにした連続圧延機
   により細径線材を製造する方法において、 全ロールユニットを低速駆動して通線を行い、その先端
   部を巻取機に連結した後、前記仕上げ用ロールユニット
   の駆動軸のみを駆動源から切り離して非駆動とした状態
   で他のロールユニット及び巻取機を駆動し、前記仕上げ
   用ロールユニットのロールを線材の移動に伴い追従回転
   させて仕上げ圧延することを特徴とする細径線材の製造
   方法。
3. 【請求項３】 ４個の孔型ロールをその周面の孔型を線
   材のパスライン周りに相対向させた状態でハウジングに
   配設してなるロールユニットであって、少なくとも１基
   の仕上げ用ロールユニットを含むロールユニット複数基
   を連設配置し、これらを一体的にクランプして構成した
   連続圧延ブロックを有し、前記各ロールユニットの孔型
   ロールを共通の駆動源にて駆動するようにした連続圧延
   機により細径線材を製造する装置において、 前記複数基のロールユニットのうち、仕上げ用ロールユ
   ニットに対する駆動力伝達部に孔型ロールを駆動、又は
   非駆動とする切替手段を設けたことを特徴とする細径線
   材の製造装置。