JP3339571B2 - 線材圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３台の４ロールミ
ルを組み合わせて構成され、線材圧延ラインの最終工程
に用いられる線材圧延機に係り、特に、４ロールミルの
モータ駆動方式の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、線材圧延ラインの最終仕上げ圧延
スタンドとして、３台の４ロールミルを、その圧下方向
を交互に４５°ずらして直列に配置した図３あるいは図
４に示すような線材圧延機Ｂ，Ｃが用いられており、一
般的な２ロールミルからなる仕上げ圧延機群Ｌｓの最後
尾に配設されている。

【０００３】図３に示す線材圧延機Ｂは、３台の４ロー
ルミルＰ１，Ｐ２，Ｐ３を、１台の増速機Ｇを介して１
台の共用モータＭで駆動する方式（以下、全パス共用駆
動方式という）であり、一方、図４に示す線材圧延機Ｃ
は、３台の４ロールミルＰ１，Ｐ２，Ｐ３に対し、全３
台の増速機Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３と全３台のモータＭ１，Ｍ
２，Ｍ３をそれぞれに１台ずつ組合せて単独に駆動する
方式（以下、全パス単独駆動方式という）である。

【０００４】４ロールミルは、同一ロール孔型を使用し
てロール隙を変更するだけで無段階に圧延サイズを変更
する「サイズフリー圧延」が可能である。その４ロール
ミルを複数台直列に配置して線材を連続的に圧延する線
材圧延機の場合、被圧延材Ｓの断面積が小さくなる下流
側のミルほどロール周速を速くして、上流側と下流側と
の被圧延材のマスフローをバランスさせることが必要
で、これによりミル間の被圧延材Ｓが座屈してミスロー
ルになったり、引きちぎれたりすることなく圧延するこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
全パス共用駆動方式にあっては、３台のミルＰ１，Ｐ
２，Ｐ３のロール周速比率は固定となるので、ロール隙
は一義的に被圧延材断面積×ロール周速すなわちマスフ
ローが一定となる断面積になるように決定され、各ミル
でのマスフローをバランスさせている。

【０００６】それゆえ、線材圧延機Ａの１台目ミルＰ１
（第１パス）と２台目ミルＰ２（第２パス）との間、お
よび２台目ミルＰ２（第２パス）と３台目ミルＰ３（第
３パス）との間の断面積比率を変えることはできず、線
材圧延機Ａの直前の仕上げ圧延機群Ｌｓの出側材と１台
目ミルＰ１の出側材との面積比率（第１パスの減面率）
のみが変更可能であるにすぎない。ところが４ロールミ
ルの１パス当たりの最大減面率すなわち断面積変更可能
率は最大で１５％程度であるから、結局この全パス共用
駆動方式の線材圧延機の場合のサイズフリー範囲は、最
大でも被圧延材の直径の７〜８％程度に制限されてしま
う。

【０００７】サイズフリー範囲がこのように狭いと、必
要なロール型の種類が増えてしまうから、 圧延機およびロールなど、圧延機設備の保有数が増大
し、また広い保管スペースも必要となり、投資額が増大
する。 ロール交換頻度が多くなり、圧延ラインの運転停止時
間が長くなる。

【０００８】オフラインでのロール改削，圧延機への
ロールガイドセット等の段取り作業に多くの人手を必要
とする。などの問題点がある。更には、このように１台
の共用モータＭで駆動される３台の４ロールミルで連続
圧延する場合、製品の寸法は入側材料の寸法に大きく影
響を受けるので、入側材料の寸法精度が悪いと製品も悪
くなるという問題もある。

【０００９】一方、図４の全パス単独駆動方式にあって
は、３台の４ロールミルＰ１，Ｐ２，Ｐ３を３台のモー
タＭ１，Ｍ２，Ｍ３でそれぞれ別々に単独駆動するた
め、前記全パス共用駆動方式の場合のように、各パスの
被圧延材の断面積比率を予め設定しておく必要はなくな
る。それゆえ、第１パスと第２パスとの双方でそれぞれ
に最大１５％の減面率を設定することができ、結局この
場合のサイズフリー範囲は被圧延材の直径の最大で１５
％と倍増する。なお、第３パスは製品径を安定させるた
めの最終パスであって、５％程度の適正な減面率が必要
であり、サイズフリー範囲には寄与しない。

【００１０】しかしながら、サイズフリー範囲が全パス
共用駆動方式の約２倍も広い全パス単独駆動方式にも、
次のような問題点がある。 モータ台数が増えるので、その制御設備も含めて投資
額が増大する。 各モータに高精度な回転数設定が必要となり、圧延機
間でコブルや引きちぎれ等の操業トラブルが発生しやす
い。

【００１１】使用されるモータは５００ＫＷ程度なの
でモータ同士の干渉を避けることができないため、図４
に示すように、１台目ミルＰ１と２台目ミルＰ２との間
の距離ｌを長くせざるを得ない。このため、当該両ミル
間での被圧延材料の回転はミル間距離が増長する分助長
されて、圧延機ガイドに突掛けてのミスロールや、製品
寸法精度低下の危険性を増大させる。

【００１２】そこで、本発明は、このような従来技術の
未解決の課題に着目してなされたものであり、３台の４
ロールミルの駆動方式を単独駆動方式と共用駆動方式と
の組合せとすることにより、圧延機設備を増大すること
なくサイズフリー範囲を広げることができ、寸法精度な
どの圧延品質も良好で、投資額も抑制できる線材圧延機
を安価に提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、線材圧延機に係る本発明は、圧下方向を４５°ず
つずらして直列に配した３台の４ロールミルを備えて線
材の連続仕上圧延ラインの最終に配設される線材圧延機
において、それら３台の４ロールミルのうち第１パスの
ミルは単独モータ駆動とし、第２パス及び第３パスのミ
ルは共用モータ駆動としたことを特徴とする。

【００１４】本発明の線材圧延機は、単独モータ駆動方
式と共用モータ駆動方式の両方の長所を生かした駆動方
式としたものである。すなわち、第１パスのミルを単独
モータ駆動にして、各ミルでのマスフローをバランスさ
せる被圧延材の断面積比率が、第１パス〜第２パス間で
は制約を受けないようにした。したがって、第１パスと
第２パスとの双方でそれぞれに最大１５％，１５％の減
面率を設定することができるから、サイズフリー範囲は
図３に示す全パス単独駆動の場合と同様に最大で被圧延
材の直径の１５％と広くなる。

【００１５】しかも、最終成形パスであってサイズフリ
ー範囲には寄与しない第３パスのミルを第２パスのミル
との共用モータ駆動として、モータ台数を減らすと共に
ミル間距離を全パス単独駆動の場合と同様に短縮した。
したがって、モータ並びに制御装置を含む設備投資を低
減できると共に、ミル間での被圧延材の回転によるミス
ロールの発生や製品寸法精度の低下を防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の線材圧延機を最
終の３パスとして備えた線材の連続仕上圧延ラインの模
式図である。このラインには、図示されない粗圧延機
群，中間圧延機群を経た被圧延材Ｓを円形断面に加工す
る仕上げ圧延機群Ｌｓの後に、最終の３パスとして３台
の４ロール圧延機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が、その圧下方向を
交互に４５°ずつずらして直列に配設されている。

【００１７】この場合の仕上げ圧延機群Ｌｓの構成は、
特に限定はされない。図示のものは、１０台の２ロール
仕上げ圧延機の圧延方向を水平（Ｈ）−垂直（Ｖ）と交
互に入れ換えて配列しているが、その他どんなものでも
良い。粗圧延機群，中間圧延機群を経て仕上げ圧延機群
Ｌｓのオーバル孔型とラウンド孔型とで交互に鉛直方向
と水平方向とから圧下され、円形断面とされた被圧延材
Ｓは、最後に、本発明の線材圧延機Ａを構成している３
台の４ロール圧延機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のラウンド孔型を
通して、所定の線径の線材に仕上げられる。

【００１８】本発明の線材圧延機Ａは、模式的に拡大し
た平面図である図２に示すように、３台の４ロール圧延
機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に増速ギヤボックスＧを介して接続
された２台の駆動モータＭ１，Ｍ２を備えている。な
お、各圧延機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はいずれもハウジングＨ
内に４ロールＲが内蔵されているが、その駆動入力軸Ｐ
ａとロール軸Ｒａとの間の駆動力伝達機構は図示を省略
している。

【００１９】第１パスの４ロール圧延機Ｐ１の駆動入力
軸Ｐａは、専用の駆動モータＭ１の駆動出力軸Ｍ１ａと
増速ギアｇ１を介して連結されている。一方、第２パス
の４ロール圧延機Ｐ２の駆動入力軸Ｐａ及び第３パスの
４ロール圧延機Ｐ３の駆動入力軸Ｐａは、共用の駆動モ
ータＭ２の駆動出力軸Ｍ２ａと増速ギアｇ２及びｇ３を
介して連結されている。

【００２０】本発明の線材圧延機Ａは、このように、３
台の４ロール圧延機Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうち第１パスの
圧延機Ｐ１を専用の駆動モータＭ１で単独駆動し、第２
パスの圧延機Ｐ２と第３パスの圧延機Ｐ３とを共用の駆
動モータＭ２で駆動する構成としたため以下のような、
作用・効果を有する。 （１）サイズフリー圧延範囲を広くできる。

【００２１】仕上げ圧延機群Ｌｓの出側材（即ち本発明
の線材圧延機Ａの入側材）を線材圧延機Ａで圧延実験し
た結果の代表例を示すと、線材圧延機Ａの入側材の円形
断面の線径が６．５ｍｍの場合に、同一孔型ロールを用
いロール隙調整のみで圧延して得られた線材圧延機Ａの
出側の線材サイズ範囲は線径５．５ｍｍ〜６．１ｍｍと
なった。換言すればサイズフリー範囲は０．６ｍｍであ
り、すなわち被圧延材の直径に対して０．６／６．１≒
１０％と広いサイズフリー範囲が得られた。

【００２２】因みに、入側材の線径が同じく６．５ｍｍ
の場合に、図３の全パス共用駆動方式の線材圧延機で圧
延して得られた線材圧延機の出側の線材サイズ範囲は線
径５．８〜６．１ｍｍとなり、サイズフリー範囲は０．
３ｍｍ、被圧延材の直径に対して０．３／６．１≒５％
と狭かった。 （２）各パスの圧延機間距離を短縮でき、線材圧延機Ａ
がコンパクトになる。

【００２３】図２に示すように、各ミルＰ１，Ｐ２，Ｐ
３間の距離は、駆動モータＭ１，Ｍ２間の干渉による制
限が緩和される結果、ミルハウジングＨ同士の間隔によ
り決定されることになる。つまり各パスのミルハウジン
グＨ間に、ハウジングの脱着及びトラブル発生時に必要
な最短スペースａ，ｂのみを設ければ良い。いま、 ミルＰ１〜Ｐ２のハウジング間隔ａ＝６０ｍｍ ミルＰ２〜Ｐ３のハウジング間隔ｂ＝６０ｍｍ ミルの駆動入力軸Ｐａとロール軸Ｒａとの間隔ｃ＝２０
０ｍｍ ４ロールミルのロールＲの径ｄ＝２２０ｍｍ とした場合、第１パスのミルＰ１と第２パスのミルＰ２
とのミル間距離ｌ₁ 及び第２パスのミルＰ２と第３パス
のミルＰ３とのミル間距離ｌ₂ は、それぞれ ｌ₁ ＝４００ｍｍ ｌ₂ ＝２６０ｍｍ となり、極めてコンパクトなミルが得られた。これによ
り、被圧延材Ｓの倒れが防止できて、高寸法精度の線材
圧延が達成できた。 （３）３台の４ロールミルに対し２台の駆動モータで足
り、駆動モータ１台及びその制御装置類を省略できる結
果、その分設備額を低減できる。

【００２４】なお、各増速ギアｇ１，ｇ２，ｇ３は、増
速比をクラッチまたは無段切替えで切替え可能なもので
あっても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る線材
圧延機によれば、最終の３パスに用いる３台の４ロール
ミルに対して２台の駆動モータを配して、第１パスのミ
ルは単独モータ駆動、第２，第３のミルは共用モータ駆
動する構成としたため、全パス共用モータ駆動方式と全
パス単独モータ駆動方式との欠点を解消して長所を活用
することとなり、 全パス共用モータ駆動方式の場合より広いサイズフリ
ー圧延範囲が得られる。そのため、サイズ変更に伴うロ
ール交換が減ってライン停止時間が短縮され、生産能率
が向上する。

【００２６】ミル間距離を小さくでき、その結果被圧
延材の倒れや回転が防止されて高寸法精度の線材圧延が
可能である。 投資額を節約できる。 設置スペースが狭くて済む。 など、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の線材圧延機を最終の３パスとして備え
た線材連続仕上圧延ラインの模式図である。

【図２】本発明の線材圧延機の構成を模式的に示す平面
図である。

【図３】３台の４ロール圧延機を１台の駆動モータで駆
動する従来の全パス共用駆動モータ方式の線材圧延機を
最終の３パスとして備えた線材連続仕上圧延ラインの模
式図である。

【図４】３台の４ロール圧延機を各１台の駆動モータで
駆動する従来の全パス単独駆動モータ方式の線材圧延機
を最終の３パスとして備えた線材連続仕上圧延ラインの
模式図である。

【符号の説明】

Ｐ１ 第１パスの４ロール圧延機 Ｐ２ 第２パスの４ロール圧延機 Ｐ３ 第２パスの４ロール圧延機 Ｍ１ 単独駆動モータ Ｍ２ 共用駆動モータ

フロントページの続き (72)発明者 丹下 武志 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重 機械工業株式会社内 (56)参考文献 特開2000−246305（ＪＰ，Ａ) 特開2000−237803（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−192703（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−63601（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−225502（ＪＰ，Ａ) 特許2527283（ＪＰ，Ｂ２) 国際公開00／48756（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 35/00 - 35/14 B21B 1/16 - 1/20 B21B 13/10 - 13/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧下方向を４５°ずつずらして直列に配
   した３台の４ロールミルを備えて線材の連続仕上圧延ラ
   インの最終に配設される線材圧延機において、 前記４ロールミルの第１パスのミルは単独モータ駆動と
   し、第２パス及び第３パスのミルは共用モータ駆動とし
   たことを特徴とする線材圧延機。