JP2639001B2 - 圧延設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、難加工性材料を圧延するに際し、該材料
を圧延直前に再加熱して加工容易性を向上させ、能率的
な圧延を達成すると共に、該材料の再加熱時に際しスパ
ークにより溶損の如き品質低下を来すことのない圧延設
備に関するものである。

従来技術 一般に高速度鋼、ステンレス鋼、超合金、チタン合金
などの難加工性材料の熱間圧延は、許容加工温度範囲が
極めて狭く、特に連続ミルにおいては、前段での低速圧
延による材料温度降下に起因する低温割れや、後段での
高速圧延による温度上昇に起因する内部溶損（モメワ
レ）等を生ずる問題がある。このため、連続ミルだけを
使用して、前記難加工性材料を直径7mm以下程度の細径
線材あるいは棒材製品を得ることは困難であった。そこ
で従来は、先ず連続ミルを用いて引抜可能な中間サイズ
の母材（「被加工材料」という）を成形し、この被加工
性材料をローラまたはダイスを用いる冷間または温間の
引抜加工によって、細径の線材製品あるいは棒材製品を
製造していた。

発明が解決しようとする課題 ところで上記従来の引抜加工による方法では、ダイス
を通過する被加工材料に大きな負荷が加わるため、その
変形応力やダイスとの摩擦により過度に発熱して、加工
後の材料強度を低化させる重大な難点がある。このた
め、引抜加工を行なう場合、被加工材料の表面に予め潤
滑処理を施す必要があると共に、引抜時の加工硬化に対
する軟化処理も必要として煩雑であり、しかも加工速度
は圧延時の速度に比して遅いため、生産性が極めて劣る
という問題が指摘される。更に、被加工材料をダイスか
ら強制的に引抜き通過させるために大容量の駆動源を必
要とし、ランニングコストも高くつく等の欠点を内在し
ている。

発明の目的 この発明は、難加工性材料の加工に際し内在している
前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案された
ものであって、難加工性材料を能率的に加工し得ると共
に、加工に伴なう品質低下を来すことのない圧延設備を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明
は、被加工材料を繰出し供給可能な給材装置と、前記給
材装置から送給される被加工材料を真直に矯正する矯正
機と、被加工材料の表層に生成されたスケールを除去す
る脱スケール装置と、表層スケールが除去されて走行中
の被加工材料の加熱を行なう抵抗加熱装置と、加熱され
た被加工材料を所要の寸法にまで圧延する圧延機と、前
記圧延機で所要寸法に圧延された被加工材料を集材する
集材装置とから構成したことを特徴とする。

実施例 次に、本発明に係る圧延設備につき、好適な実施例を
挙げて、添付図面を参照しながら説明する。第１図は、
本発明に係る圧延設備の好適な一実施例の概略構成を示
す説明図である。

図に示す如く、圧延設備10の上流位置に給材装置14が
配設され、この給材装置14に、連続ミル等の常法により
得た中間サイズの被加工材料12を巻回したコイルが繰出
し可能に装填されている。この給材装置14の下流側に、
複数の矯正ローラ18を被加工材料12のパスラインを挟ん
で千鳥状に配置した多段ローラ式矯正機16が設置されて
いる。この矯正機16で被加工材料12は、線ぐせや曲りが
矯正されて後工程の装置に供給される。

給材装置14と矯正機16との間にルーパ20が配設され、
該ルーパ20は、給材装置14と矯正機16との間での被加工
材料12の弛み量（ループ量）を検出し、この検出値に基
づいて被加工材料12の速度制御を行なうべく機能する。
このルーパ20は、例えば被加工材料12を挟んで対向的に
配設した一対のローラからなり、被加工材料12の弛みに
追従して両ローラを移動可能に構成してある。

前記矯正機16の下流には、走行中の被加工材料12を加
熱する抵抗加熱装置22が配設され、該装置22は後述する
圧延加工を容易化させるべく機能する。この抵抗加熱装
置22は、第１図に示す如く、被加工材料12を挟持する一
対のローラ24,24を、該材料の送給方向に２組備え、こ
れら２組のローラ24,24に、図示しない電線により電源
供給がなされる。すなわち、電極として機能する両ロー
ラ24,24に所要電圧を印加することによって、これと接
触しつつ送給される被加工材料12は抵抗加熱される。

なお、抵抗加熱装置22で被加工材料12を加熱するに際
し、当該被加工材料12の表層にスケールが生成されてい
ると、前記ローラ24との間にスパークを生じて、被加工
材料12が溶損したりローラ24が損傷する問題がある。そ
こで本発明では、抵抗加熱装置22の上流側に脱スケール
装置26を配設し、被加工材料12に抵抗加熱を施すに先立
ち、前記スケールを被加工材料12の表層から除去するよ
う構成してある。この脱スケール装置26としては、例え
ばスケールショットやスチールグリットおよびカットワ
イヤショット等を、高速で被加工材料12に向け噴射また
は投射させるショットブラストが好適に使用される。ま
た、サンドプラストあるいは酸洗処理で脱スケールを行
なうことも可能である。

次に、前記抵抗加熱装置22の下流側に、水平圧延ロー
ル28と垂直圧延ロール30とを、被加工材料12の送給方向
に交互に複数配置した圧延機32が配設されている。従っ
て、該圧延機32を通過する被加工材料12は、所要の寸法
に加工されて後述の集材装置34に巻取られる。

ここで、圧延機32で良好な寸法精度を得るためには、
圧延機32の直前で被加工材料12に所定量の弛みを与え、
被加工材料12に張力が加わっていない状態で送給するこ
とが要求されている。しかし被加工材料12は、温度むら
や送給速度の不均衡等に起因して、該圧延機32の上流側
での弛み量が変化し、このため圧延後の最終製品の寸法
精度に悪影響を及ぼす。そこで実施例では、抵抗加熱装
置22と圧延機32との間に、前述したと同様なルーパ20を
配置して、前記被加工材料12の前記弛み量を検出して当
該材料の速度制御を行なうよう構成してある。すなわ
ち、ルーパ20の検出値に基づいて被加工材料12の送給速
度を制御し、これにより、圧延機32の上流側での材料12
の弛み量を一定に保って、常に安定した圧延を達成する
ものである。

図に示す如く、当該圧延設備10の最下流には、被加工
材料12をコイル状に巻取る集材装置34が配設され、圧延
機32を通過して所要寸法に加工された被加工材料12は、
該集材装置34に強制的に巻取られる。なお符号36は、圧
延機32を通過した被加工材料12を、所定温度まで冷却す
るための水冷装置を示す。

次に、このように構成した実施例に係る圧延設備によ
れば、給材装置14に装填されたコイル状の被加工材料12
は、該給材装置14から繰出されてルーパ20を介して矯正
機16に送給され、ここで被加工材料12の線ぐせや曲りが
矯正される。そして、略真直な状態で脱スケール装置26
に送り出された被加工材料12は、ここで該材料12の表層
スケールをショットブラスト等により除去される。更に
被加工材料12は、前記抵抗加熱装置22における２組のロ
ーラ24,24を通過する間に、所要温度まで加熱される。
なお、ローラ24に印加される電圧や、抵抗加熱装置22を
通過する材料12の速度を変化させることにより、被加工
材料12の材質に応じた最適圧延温度まで昇温させること
ができる。

前記被加工材料12は、図に示す如く、ルーパ20を介し
て圧延機32に送給されるが、該材料12は圧延に最適な温
度まで加熱されているので、短時間で所要寸法に熱間圧
延される。そして、該被加工材料12は、水冷装置36で所
定温度まで冷却された後、集材装置34に巻取られる。

次に、第２図は本発明に係る圧延設備の別実施例を示
す。この設備10は、給材装置14に巻取られている被加工
材料12から棒材製品Ｂを製造するものであって、圧延機
32における被加工材料12の送給方向下流側に、切断機3
8、冷却床40および仕上用切断機42から成る集材装置34
が配設されている。なお、給材装置14から圧延機32に到
るまでの構成は、第１図に示す実施例と同一である。

この実施例に係る設備では、給材装置14から送給さ
れ、矯正機16,抵抗加熱装置22,圧延機32を経て所要寸法
に圧延された被加工材料12は、集材装置34に入って、先
ず切断機38により切断される。このとき、被加工材料12
はまだ高温を保持しているので、該材料が常温まで低下
したときの縮み代を見込んだ分だけ、予め長めに切断さ
れる。そして、所定長さに切断された被加工料材12は、
冷却床40で徐冷された後、仕上用切断機42により正確な
長さに切断されて棒材製品Ｂが得られる。

（第１図に示す圧延設備での実験例） 母材となる線材12として、通常の熱間圧延により得ら
れた直径13mmのオーステナイト系ステンレス線を用い、
圧延機32の入口速度2m/secで圧延を行なった。線材12
は、抵抗加熱装置22により約1100℃に加熱され、圧延機
32（但しロール段数:10段）により直径4mmにまで圧延さ
れ、水冷装置36を通過して溶体化処理を施された後、集
材装置34でコイル状に巻取られて線材製品Ｗとなった。
得られた線材製品Ｗには、圧延に伴う内部割れや表面疵
等は、共に検出されなかった。

（第２図に示す圧延設備での実験例） 母材となる線材12として通常の熱間圧延により得られ
た直径13mmの高速度鋼線を用い、圧延機32の入口速度1.
5m/secで圧延を行なった。線材12は抵抗加熱装置22によ
り約1200℃に加熱され、圧延機32により直径4mmに圧延
され、切断機38による切断、冷却床40での放冷、仕上用
切断機42による切断により、定尺3mの棒材製品Ｂを得る
ことができた。この棒材製品Ｂには、圧延に伴う内部割
れや表面疵等は、共に検出されなかった。

発明の効果 以上述べたように、本発明に係る圧延設備によれば、
難加工性材料を圧延機の直前で再加熱して加工容易性を
向上させるよう構成したものであるから、極めて能率的
な圧延加工をなし得る。また、再加熱を行なう手段とし
て抵抗加熱装置を使用するに際し、被加工材料の表層に
生成されるスケールは、該抵抗加熱装置の上流側に配設
した脱スケール装置で予め除去するようにしたので、被
加工材料の溶損やローラ電極の損傷を未然かつ有効に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧延設備の好適な実施例の概略構
成を示す説明図、第２図は本発明に係る圧延設備の別実
施例の概略構成を示す説明図である。 12……被加工材料、14……給材装置 16……矯正機、22……抵抗加熱装置 26……脱スケール装置、32……圧延機 34……集材装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工材料（12）を繰出し供給可能な給材
   装置（14）と、 前記給材装置（14）から送給される被加工材料（12）を
   真直に矯正する矯正機（16）と、 被加工材料（12）の表層に生成されたスケールを除去す
   る脱スケール装置（26）と、 表層スケールが除去されて走行中の被加工材料（12）の
   加熱を行なう抵抗加熱装置（22）と、 加熱された被加工材料（12）を所要の寸法にまで圧延す
   る圧延機（32）と、 前記圧延機（32）で所要寸法に圧延された被加工材料
   （12）を集材する集材装置（34）とから構成した ことを特徴とする圧延設備。
2. 【請求項２】前記圧延機（32）における被加工材料（1
   2）の送給方向上流側に、圧延機（32）に送給される被
   加工材料（12）の弛み量を検出するルーパ（20）を配設
   し、 該ルーパ（20）の検出値に基づいて被加工材料（12）の
   送給速度が制御されるよう構成した請求項１記載の圧延
   設備。