JP3573177B2 - 線材の熱間圧延方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線材の熱間圧延方法及び装置に関し、特に線径が５．５ｍｍ以下の細線を製造するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、細線の製造方法としては、孔径が次第に縮小する複数の線引きダイスに被圧延素材を順次通すことにより線材を得る、いわゆる伸線法が使用されている。一方、伸線法以外の線材製造法としては圧延法が知られている。ここで、比較的線径の小さい線材を圧延法により製造する場合、回転軸線が例えばほぼ９０°の角度をなすように互いに隣接して配置された対ロールのスタンドを多段階に設け、それらの対ロールにより被圧延材に順次圧延を施して縮径する方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、伸線法は冷間加工しかできないため、特に高速度工具鋼や高合金鋼のような難加工性の材料を線材化する場合には、ダイスを一定パス通す毎に歪み除去のための焼鈍工程を追加しなければならず製造効率が悪い欠点がある。一方、圧延法は伸線法に比べて生産性が高く、また、熱間加工が可能であることから、上述のような難加工性の材料でも連続的に効率よく製造できる利点を有するが、熱間圧延のように被圧延材が加熱されてその変形抵抗が低下している場合には、上流側の対ロールから下流側の対ロールへ被圧延材が受け渡される際に線材に捻転が生じ、正常な圧延が不能となる場合がある。ここで、線材の線径が比較的大きい場合には、下流側の対ロールの入口部に補助ロール等で構成されたローラガイドを設け、そのローラガイドによりガイドしながら線材を供給することで捻転の発生を防止することができるが、線径が小さくなるとローラガイドもそれに合わせて小さくしなければならず、線径が５．５ｍｍ以下になるとローラガイドの取付けが実質的にできなくなり、そのような細線を圧延法で製造することは困難とされていた。
【０００４】
次に、熱間圧延により線材を製造する場合は、被圧延材の加熱方法としては通電加熱法が用いられている。しかしながら、通電加熱法においては、例えば被圧延材の表面にスケールが付着していると、加熱時に電極と被圧延材との間でスパークが発生することがあり、そのスパークにより被圧延材の表面に疵等を生じてしまう欠点がある。
【０００５】
本発明の課題は、線径が５．５ｍｍ以下の細線を、伸線法を用いることなく高効率かつ高品質で製造できる線材の熱間圧延方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上述の課題を解決するために、本発明の熱間圧延方法の第一に係る発明は、搬送される被圧延材の表面に形成されたスケール層を、被圧延材搬送路の中間に設けられたスケール除去装置により連続的に除去するスケール除去工程と、被圧延材の搬送を許容した状態でこれと接触する電極を備え、その電極を介して該被圧延材を通電加熱する加熱装置により、スケール層が除去された被圧延材を加熱する加熱工程とを含み、その圧延工程が以下のように実施されることを特徴とする。すなわち圧延工程においては、被圧延材を互いに異なる方向から圧縮する第一の対ロールと第二の対ロールとが、被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置された圧延機が使用され、被圧延材はそれぞれの対ロールにおいてその減面率が２０〜３５％となるように圧延が施され、それら第一の対ロールと第二の対ロールの外径をｄ、第一の対ロールと第二の対ロールとの中心間距離をＬ、第二の対ロールから導出された線材の線径をＤとした場合に、これらの対ロールはＬ／ｄの値が１．２以下となるように設定されるとともに、Ｌ／Ｄの値が２５以下となるように設定され、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として、前述の加熱装置により加熱された被圧延材が順次圧延される。
【０００７】
本発明者は、Ｌ／Ｄの値が３０以下となるように第一及び第二の対ロールを互いに近接して配置することで、ローラガイドを使用しなくとも被圧延材に前述の捻転が生じることを効果的に防止ないし抑制することができ、ひいては線径が５．５ｍｍ以下の細線を熱間圧延法により製造することが可能となることを見い出したのである。これにより、上述のような線径を有する細線の製造能率を、従来の伸線法等と比べて飛躍的に高めることができる。一方、被圧延材は、圧延に先立ってスケール除去装置により表面のスケールが連続的に除去された後、その搬送が許容された状態でこれと接触する電極を介して通電加熱される。これにより、被圧延材と電極との接触を確実でかつ安定したものとすることができ、ひいては両者の間でスパークが発生することが防止ないし抑制されるので、高品質の細線を歩留まり良く製造することができる。
【０００８】
一方、本発明の熱間圧延方法の第二に係る発明は、加熱工程が下記のように実施されることを特徴とする。すなわち、誘導加熱コイルを備えた加熱装置が被圧延材搬送路の中間に設けられ、被圧延材は搬送されつつその加熱装置により誘導加熱される。なお、圧延工程については第一の発明と同様に実施される。この方法によれば、被圧延材と接触する電極が使用されないので前述のスパーク等が生ずることもなく、高品質の細線を歩留まり良く製造することができる。
【０００９】
上記第一及び第二の発明に共通して、加熱装置と圧延機との間の距離は４ｍ以下に設定することができる。細線を熱間圧延により製造する場合、加熱された被圧延材は線径が細いことからその温度が低下しやすい。特に、高速度工具鋼、ステンレス鋼、超合金、チタン合金（例えばＮｉ−Ｔｉ系形状記憶合金）などの難加工性材料は、熱間圧延における許容加熱温度範囲がかなりせまく、素材温度の低下に起因して割れ等の不良を発生しやすい傾向にあるが、加熱装置と圧延機との間の距離を４ｍ以下に設定することで、加熱された被圧延材を直ちに圧延することが可能となり、上述のような温度低下、ひいてはそれに基づく製品不良等を効果的に防止することができる。なお、上記距離は、より望ましくは３ｍ以下とするのがよい。
【００１０】
ここで、最終的に得られる線材の線径を５．４〜１．３ｍｍとすれば、得られる線材の寸法精度が良好で欠陥等の不良の発生も少なく、伸線法と比較した場合の製造効率上の優位性が特に大きくなるので望ましい。本発明の方法は、さらに望ましくは５．４〜１．６ｍｍの線径の線材の製造に適用するのがよい。また、Ｌ／Ｄの値は望ましくは２５以下、さらに望ましくは２０以下とするのがよい。
【００１１】
被圧延材は、第一の対ロール及び第二の対ロールのそれぞれにおいて、その減面率が５〜３５％となるように圧延が施こすことが望ましい。減面率が５％未満になると線材の製造能率が低下する。一方、減面率が３５％を超えると、１パス当りの加工度が大きくなり過ぎ、被加工材に欠陥が生じたりロールを痛めたりする場合がある。減面率は、より望ましくは１０〜３５％、さらに望ましくは２０〜３５％とするのがよい。
【００１２】
第一及び第二の対ロールは、それらの回転軸線が互いにほぼ９０°の角度をなすように配置することができる。この場合、第一の対ロールにより被圧延材を、その圧縮方向における断面寸法Ｄ１が、これと直交する方向の断面寸法Ｄ２よりも小さくなるように圧延し、第二の対ロールによりその被圧延材を、それら各断面寸法の比率Ｄ２／Ｄ１が縮小するように圧延することができる。このようにすれば、圧延１パス当りの減面率を大きくすることができ、製造効率をさらに高めることができる。
【００１３】
上記第一及び第二の対ロールの組は、被圧延材の圧延方向に沿って複数組配置することができ、それら対ロールの組によって被圧延材に対し順次圧延を施すようにすることができる。こうすれば、被圧延材に対し段階的に圧延を施すことができ、断面寸法の大きい被圧延材からも細線を効率よく製造することができる。
【００１４】
上記方法が適用できる被圧延材の材質は特に限定されないが、例えば前述の難加工性材料線材の製造に適用すれば、製造効率を高める上での波及効果が大きい。この場合、使用する被圧延材の材質に応じて、その圧延時の材料の温度を適宜設定することができる。ここで、本発明でいう熱間圧延とは、「被圧延材を加熱することにより、その被圧延材の変形抵抗を常温における変形抵抗よりも低下させた状態で圧延する」ことをいい、いわゆる温間圧延と通称される方法も含むものとする。例えば、鉄系材料の場合、第一の対ロールに導入されるときの被圧延材の温度を４００〜１２００℃に設定することができる。温度が４００℃未満であると、変形抵抗低下による加工効率向上の効果が十分に得られない。また、１２００℃を超えると、変形抵抗が逆に小さくなり過ぎて、線材に坐屈や捻転が生じやすくなり、正常な圧延の実施が困難になる。ここで、複数の対ロールの組を使用して多段階に圧延を行う場合には、被加工材が、例えば対ロールの組の少なくとも最初のものに導入される時点で、その温度が上述の範囲内のものとなるように設定すればよい。
【００１５】
ここで、被圧延材の温度に対しては、材質によってさらに望ましい温度域が設定される場合がある。例えば高速度工具鋼を被圧延材とする場合、該被圧延材の温度を８００〜１１５０℃に設定することが望ましい。温度が８００℃未満となると十分な加工性が得られなくなるほか、被圧延材の組織中の炭化物に割れが生じてミクロボイドが発生し、延靱性の低下や焼入れ硬さの低下を招く。逆に、温度が１１５０℃よりも高くなると被圧延材の組織中に存在する炭化物が粗大化して、得られる線材の強度低下を招く。なお、温度範囲は、より望ましくは９５０〜１１５０℃とするのがよい。
【００１６】
次に、上記第一の発明の方法を実施するための本発明の熱間圧延装置は、下記の要件を含んで構成されることを特徴とする。
▲１▼スケール除去装置：被圧延材搬送路の中間に設けられ、搬送される被圧延材の表面に形成されたスケール層を連続的に除去する
▲２▼加熱装置：スケール除去装置よりも下流側に設けられ、スケール層が除去された被圧延材に対し、その搬送を許容した状態でこれと接触する電極を備え、その電極を介して該被圧延材を通電加熱する。
▲３▼圧延機：加熱装置の直後に配置される。そして、被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置され、かつ該被圧延材を互いに異なる方向から圧縮する第一の対ロールと第二の対ロールとを備え、それら第一の対ロールと第二の対ロールに対し、それらの中心間距離をＬ、第二の対ロールから導出された線材の線径をＤとした場合に、Ｌ／Ｄの値が３０以下となるように設定されるとともに、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として被圧延材を順次圧延する。
上記装置によれば、前記第一の発明の方法を効率的に実施することができる。
【００１７】
ここで、スケール除去装置は、被圧延材を搬送しながら、その表面に研磨粒子を含んだ気流を吹き付けてスケール層を該表面から除去するショットブラスト装置を含むものとして構成することができる。これにより、被圧延材の表面からスケールをより効果的に除去することができる。
【００１８】
また、通電加熱装置は、被圧延材に接触して連続的に通電加熱するローラー電極と、そのローラー電極を該被加熱材に対して押し付ける加圧機構を備えたものとして構成することができる。これにより、電極と被圧延材との接触状態をより確実なものとすることができる。この場合、ローラー電極としては、その外周面の被圧延材と接触する部分に、該被圧延材の搬送をガイドする溝を設けたものを使用することが望ましい。また、加圧機構としては、ばね方式のものや、空圧あるいは油圧などの圧力シリンダー方式のものを採用することができる。この場合、被圧延材に対するローラー電極の加圧力の調整を容易にする観点から、エアーシリンダー方式のものが特に好適に使用できる。
【００１９】
次に、前述の第二の発明の方法を実施するための本発明の熱間圧延装置は、第一の発明の方法を実施するための熱間圧延装置と同様の構成の圧延機を有するとともに、加熱装置が、被圧延材の搬送路の中間に設けられ、その被圧延材を搬送しつつ、これを誘導加熱コイルにより加熱するものとして構成される。本装置によれば、前記第二の発明の方法を効率的に実施することができる。
【００２０】
ここで、上記各装置構成においては、加熱装置と圧延機との間の距離を４ｍ以下、より望ましくは３ｍ以下に設定することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る熱間圧延装置１の一例を概念的に示すもので、高速度工具鋼あるいはステンレス鋼等で構成された被圧延材Ａ１を、コイル状態から引き出すアンコイラー２を備え、このアンコイラー２から引き出された被圧延材Ａ１は多段ローラー式の矯正機３に入り、この矯正機３を出た後スケール除去装置４に入る。
【００２２】
スケール除去装置４としては、図２に示すショットブラスト装置が使用されている。このショットブラスト装置４は、同図（ａ）及び（ｂ）に示すように、搬送される被圧延材Ａ１に対し、その両側に配置された回転式の研磨粒子吹付ノズル１４ａから、研磨粒子を含んだ気流１４ｂを吹き付けて、被圧延材Ａ１の表面に形成されたスケール層を除去するものである。吹付け後の研磨粒子は、同図（ａ）に示すように、ハウジング１４ｃの底部に回収された後、バケットコンベア１４ｄにより上方に搬送され、図示しないブロア等の気流発生源からの気流と混合され、流路１４ｅを通って再び吹付ノズル１４ａに供給される。
【００２３】
スケールが除去された被圧延材Ａ１は続いて加熱装置５に入る。この加熱装置５は、図３（ａ）に示すように、被圧延材Ａ１に直接接触してこれを連続的に通電加熱する水冷式の入側ローラー電極５１及び５２と出側ローラー電極５３及び５４、それらローラー電極をそれぞれ被圧延材Ａ１に対して押し付ける加圧機構としての入側エアーシリンダー５５及び５６と出側エアーシリンダー５７及び５８、さらにローラー電極５１〜５４を介して被圧延材Ａ１に通電することによりこれを抵抗発熱させる電源５９（図１）等を備えている。ここで、各ローラー電極５１〜５４の外周部分には、被圧延材Ａ１をガイドする溝５１ａ〜５４ａが形成されている。その溝５１ａ〜５４ａの断面形状は、図３（ｂ）に示すように被圧延材Ａ１の断面形状に適合させたものが採用されており、例えば被圧延材Ａ１が円形断面を有している場合には半円弧状のものとされている。
【００２４】
加熱装置５によって連続的に加熱された被圧延材Ａ１は圧延機６に入って圧延され、水冷装置７で水冷されたあと、コイラー８によってコイル状に巻取られる。圧延機６には、図４に示すような対スタンドＳが、図１に示すように被圧延材Ａ１の搬送方向に沿って複数組配置されている。各対スタンドＳは、被圧延材Ａ１の導入側に、回転軸線が設置面（図示せず）に対しほぼ垂直方向を向くように配置された第一の対ロール１０１ａ及び１０１ｂを備えた第一スタンド１０１（水平スタンド）と、その後段に配置され、回転軸線がほぼ水平方向を向くように配置された第二の対ロール１０２ａ及び１０２ｂを備えた第二スタンド１０２（垂直スタンド）とを備え、両対ロール１０１ａ及び１０１ｂならびに１０２ａ及び１０２ｂの各回転軸線は、互いにほぼ９０°の角度をなすものとされている。
【００２５】
図５に示すように、第一の対ロール１０１ａ及び１０１ｂならびに第二の対ロール１０２ａ及び１０２ｂは、それぞれその外周面が圧延面１５１ａ及び１５１ｂならびに１５２ａ及び１５２ｂとされ、それら圧延面には被圧延材Ａ１の断面形状及び寸法を規定する溝部１６１ａ及び１６１ｂならびに１６２ａ及び１６２ｂが形成されている。ここで、図５（ａ）に示すように、第一スタンド１０１のロール１０１ａ及び１０１ｂは、互いの圧延面１５１ａ及び１５１ｂを組み合わせたときに、断面形状が楕円状のロール孔型１６１ｃが形成されるようになっている。また、第二スタンド１０２の対ロール１０２ａ及び１０２ｂは、互いの圧延面１５２ａ及び１５２ｂを組み合わせたときに、断面形状が円状のロール孔型１６２ｃが形成されるようになっている。また、図６に示すように、各対スタンドＳにおいて、第一スタンド１０１と第二スタンド１０２との中心間の距離をＬ、線材Ａ２の線径をＤとしたときのＬ／Ｄの値は３０以下に設定されている。
【００２６】
ここで、図１に示すように加熱装置５と圧延機６との間の距離Ｋ（図１参照）は４ｍ以下に設定されている。なお距離Ｋは、加熱装置５の出側ローラー電極５３及び５４から圧延機６の最初の対スタンドＳの入口部までの距離とされている。
【００２７】
以下、熱間圧延装置１の作動について説明する。
矯正機３を出た被圧延材Ａ１は、ショットブラスト装置４に入ってそこで表面のスケールが除去され、続いて加熱装置５において、入側ローラー電極５１及び５２と出側ローラー電極５３及び５４との間で通電されて抵抗発熱し、所定の温度まで上昇させられる。その温度調節は、入側ローラー電極５１及び５２と出側ローラー電極５３及び５４との間で流す電流を調節することによって行われる。
【００２８】
被圧延材Ａ１は、予めショットブラスト装置４によりスケールが除去されているので、ローラー電極５１〜５４との間の接触が確実となり、スパークの発生が抑制されることとなる。また、電極ローラー５１〜５４には被圧延材Ａ１の断面形状に適合した形状の溝５１ａ〜５４ａ（図３）が形成されていることから、接触不良に基づくスパークの発生がさらに効果的に抑制されている。なお、被圧延材Ａ１の断面形状が直径Ｄ０の丸形をなすときには、半円弧状の溝５１ａ〜５４ａの半径Ｒが、１．０５×（Ｄ０／２） ≦ Ｒ ≦ ５．０×（Ｄ０／２）の範囲内のものとなるように設定することが、スパーク発生防止上さらに望ましい。
【００２９】
一方、出側ローラー電極５３及び５４により被圧延材Ａ１が例えば１０００℃以上の高温に加熱されている場合は、被圧延材Ａ１は変形抵抗が相当小さくなっており、ローラー電極との間の摩擦力で被圧延材Ａ１に坐屈等の所望しない変形が生じたりしないよう、出側ローラー電極５３及び５４による加圧力を入側ローラー電極５１及び５２による加圧力よりも小さく設定することが望ましい。これらの加圧力の調整は、エアーシリンダー５５〜５８の圧力を調整することによって行うことができる。
【００３０】
こうして加熱された被圧延材Ａ１は圧延機６に導入される。ここで、加熱装置５と圧延機６との間の距離Ｋは４ｍ以下と小さく設定されていることから、加熱された被圧延材Ａ１の温度低下が抑制される。圧延機６においては、被圧延材Ａ１は各対スタンドＳにおいて順次圧延される。すなわち、図４に示す対スタンドＳに対し、断面が円状で外径寸法がＤ０である被圧延材Ａ１を第一スタンド１０１側より導入すると、図５（ａ）に示すように、被圧延材Ａ１は、第一スタンド１０１の孔型１６１ｃで断面が楕円状となるように圧延され、次いで同図（ｂ）に示すように、第二スタンド１０２の孔型１６２ｃで断面が円状となるように圧延されて、図６に示すように線径Ｄ（＜Ｄ０）の線材Ａ２となって導出される。すなわち、被圧延材の断面形状は図５（ｃ）に示すように円状−楕円状−円状と変化しつつ、その断面積を縮小してゆくこととなる。
【００３１】
ここで、第一スタンド１０１において被圧延材Ａ１は、その圧縮方向における断面寸法Ｄ１（すなわち楕円の短軸に相当）が、これと直交する方向の断面寸法Ｄ２（すなわち楕円の長軸に相当）よりも小さくなるように圧延される。次いで第二スタンド１０２では、被圧延材Ａ１に対する圧縮方向がほぼ９０°変化することから、上記断面寸法の比Ｄ２／Ｄ１が縮小するように圧延される。すなわち圧延後の上記各寸法をＤ１’及びＤ２’とすれば、（Ｄ２／Ｄ１）＞（Ｄ２’／Ｄ１’）となる。ここで、各スタンド１０１及び１０２における減面率を５〜３５％となるように調整すれば、熱間圧延の効率を高めることができる。
【００３２】
ここで、第一スタンド１０１と第二スタンド１０２とは、前述のＬ／Ｄの値が３０以下となるように互いに近接させることにより、被圧延材Ａ１に捻転が生じにくくなるので、これらスタンド間にローラガイドは設けなくてもよくなり、線径が５．５ｍｍ以下の細線を熱間圧延により製造することが可能となる。なお、ロールの外径をｄとしたときに、上記中心間距離Ｌとの間にＬ＜１．２ｄの関係が成り立っていれば、被圧延材Ａ１への捻転の発生がさらに起こりにくくなる。なおＬは、より望ましくはＬ＜１．０ｄとするのがよい。なお、本実施例では、対スタンド内Ｓにおいて被圧延材の導入側が水平スタンド、導出側が垂直スタンドとされているが、この位置関係を逆転することも可能である。
【００３３】
ここで、対スタンドＳにおいて、第一及び第二の対ロール１０１ａ及び１０１ｂならびに１０２ａ及び１０２ｂに形成されるロール孔型１６１ｃ及び１６２ｃの形状は、楕円状−円状の組み合わせに限らず各種のものが使用できる。以下にその例を示す。図７においては、ロール孔型１６１ｃ及び１６２ｃがそれぞれ縦長菱形状及び正方形状に形成されており、線材Ａ２は正方形状の断面となって導出される。また、図８に示すように、被圧延材Ａ１から線材Ａ２に至る断面形状の変化が、正方形状−楕円状−円状となるように圧延を行うこともできる。
【００３４】
さらに、第一及び第二の対ロール１０１ａ及び１０１ｂならびに１０２ａ及び１０２ｂの少なくとも一方に対し、ロール孔型が形成されないものを使用することも可能である。図９に示す例では、被圧延材Ａ１は正方形状の断面を有するものとされ、同図（ａ）に示すように、第一の対ロール１０１ａ及び１０１ｂの圧延面１５１ａ及び１５１ｂは平形とされてロール孔型は形成されていない。このような対ロール１０１ａ及び１０１ｂにより被圧延材Ａ１は、（ａ）に示すようにロールによる圧縮方向につぶれるように変形して長方形状の断面を有するものとなり、次いで（ｂ）に示すように、例えば正方形状のロール孔型１６２ｃを有した第二の対ロール１０２ａ及び１０２ｂを通すことにより、対応する形状の断面を有した線材Ａ２とされる。また、図１０は、第一及び第二の対ロールの双方に対し、ロール孔型が形成されない平形の圧延面を有するものを使用した例を示している。被圧延材Ａ１は、同図（ａ）に示すように第一の対ロール１０１ａ及び１０１ｂにより長方形状断面となるように圧縮変形し、次いで（ｂ）に示すように、第二の対ロール１０２ａ及び１０２ｂによりこれと逆方向に圧縮変形して、例えば正方形状の断面を有する線材Ａ２となる。
【００３５】
さらに、上述のような対スタンドを複数使用して段階的に圧延を施す場合、各対スタンドにおけるロール孔型形状（あるいは平形圧延面）は、同一の組合せのみを使用して圧延を施してもよいが、２種以上の組合せを複合させて圧延を施すようにしてもよい。図１１は、２つの対スタンドＳ１及びＳ２を使用して圧延を行う場合の例を示しており、同図（ａ）、（ｂ）は楕円状−円状、あるいは縦長菱形状−菱形状等、同一のロール孔型の組合せのみを使用して圧延する場合を、（ｃ）は互いに異なる組合せを複合させた例を示している。すなわち、（ｃ）においては、前段側の対スタンドＳ１では平形圧延面−平形圧延面の組合せが、後段側の対スタンドＳ２では楕円状−円状のロール孔型の組合せが採用されている。
【００３６】
次に、加熱装置５においては、入側ローラー電極５１及び５２ならびに出側ローラー電極５３及び５４のうち少なくともいずれかを、被圧延材Ａ１の走行方向に移動可能にし、少なくとも被圧延材Ａ１の先端部分もしくは後端部分の通電加熱時に、電極間隔を変えて通電するように構成することができる。このように加熱装置５を構成することにより、以下に述べるように被圧延材Ａ１の先端部もしくは後端部に発生する加熱不十分の部分が少なくなり、材料歩留まりを向上させることができる。
【００３７】
図１２はその一例を示しており、入側ローラー電極５１及び５２と出側ローラー電極５３及び５４は、それぞれ電極ホルダー２１ないし３１に回転可能に保持されており、駆動モータ２２ないし３２によって回転駆動されるとともに、各電極ホルダー２１及び３１がエアーシリンダ２３及び３３によって被圧延材Ａ１の走行方向及びその反対方向に移動可能とされている。
【００３８】
その作用であるが、スケール除去装置４（図１）を出た被圧延材Ａ１は、搬送速度ｖ’で搬送されながら加熱装置５に入り、図１３（ａ）に示すようにその先端部分が出側ローラー電極５３及び５４から長さｌ１だけ出たところで通電が開始され、エアーシリンダ３３（図１２）のロッド３３ａを引込み作動させることにより、出側ローラー電極５３及び５４を被圧延材Ａ１とともに速度ｖ’で移動させ、同図（ｂ）に示す状態を経た後、（ｃ）に示すように、電極間隔が所定の加熱効率を達成するのに十分な値ｌ０となったところでエアーシリンダ３３の引込み作動を停止させる。そして、電極間隔をｌ０に固定した状態で被圧延材Ａ１を速度ｖで走行させながら通電加熱を行う。こうして加熱装置５を出た被圧延材Ａ１の先端部分は、（ｄ）に示すように、通電加熱しない先端部の長さｌ１とこれに続く加熱不十分の部分の長さｌ２とを加えた長さ（ｌ１＋ｌ２）の部分が図示しない切断機によって切断された後、圧延機６に供給される。
【００３９】
他方、被圧延材Ａ１の終端部分に近づき、終端部分の残りの長さが前記（ｌ１＋ｌ２）の長さと同じになれば、エアーシリンダ２３を押出し作動させて入側ローラー電極５１及び５２を速度ｖ’で移動させ、電極間隔がｌ２に到達すればエアーシリンダ２３の押出し作動を停止させて通電加熱を終了し、被圧延材Ａ１の終端部分から長さ（ｌ１＋ｌ２）の部分を切断機により切断・除去する。従って、入側ローラー電極５１及び５２と出側ローラー電極５３及び５４との間隔をｌ０に固定して配置した場合は、被圧延材Ａ１の先端部及び末端部の切断長さはｌ０＋ｌ１となるのに対し、上述のように構成した場合には切断長さを、それよりもかなり短いｌ１＋ｌ２とすることができ、被圧延材Ａ１の歩留りを向上させることができる。
【００４０】
最後に、被圧延材Ａ１は、通電加熱するかわりに誘導加熱炉を用いて加熱するようにしてもよい。すなわち、図１においてスケール除去装置４と通電式の加熱装置５に代えて、図１４に示す誘導加熱炉４４を配置する。誘導加熱炉４４は、入口部４４ａと出口部４４ｂを有するトンネル状に形成され、内部に誘導加熱コイル４４ｃを備えている。入口部４４ａから導入された被圧延材Ａ１は、搬送されながらこの誘導加熱コイル４４ｃにより誘導加熱されて出口部４４ｂから導出される。ここで、出口部４４ｂと圧延機６との間の距離を４ｍ以下とすれば、加熱された被圧延材Ａ１の温度低下を抑制する上で効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱間圧延装置を概念的に示す側面図。
【図２】ショットブラスト装置の模式図。
【図３】通電加熱式の加熱装置の要部をその作用とともに示す説明図。
【図４】圧延機の対ロールの配置関係を示す斜視図。
【図５】そのロール孔型の断面形状の一例を示す模式図。
【図６】圧延機の対ロールの配置関係を示す平面模式図。
【図７】ロール孔型の断面形状の変形例を示す模式図。
【図８】圧延に伴う線材の断面形状変化の例を示す断面模式図。
【図９】第一及び第二の対ロールのうち、その一方の圧延面を平形に形成した例を示す模式図。
【図１０】第一及び第二の対ロールの圧延面を、いずれも平形に形成した例を示す模式図。
【図１１】複数の対ロールの組により段階的に圧延を施した場合の、線材の断面形状変化の例を示す断面模式図。
【図１２】ローラー電極を移動可能に設けた加熱装置の例を示す模式図。
【図１３】その作用説明図。
【図１４】誘導加熱炉の斜視図及び側面断面図。
【符号の説明】
１ 熱間圧延装置
４ スケール除去装置
５ 加熱装置
６ 圧延機
４４ 加熱装置
４４ｃ 誘導加熱コイル
５１〜５４ ローラー電極
５５〜５８ エアーシリンダー（加圧機構）
１０１ａ、１０１ｂ 第一の対ロール
１０２ａ、１０２ｂ 第二の対ロール
Ａ１ 被圧延材
Ａ２ 、Ａ３ 線材

Claims (8)

1. 搬送される被圧延材の表面に形成されたスケール層を、被圧延材搬送路の中間に設けられたスケール除去装置により連続的に除去するスケール除去工程と、
   被圧延材の搬送を許容した状態でこれと接触する電極を備え、その電極を介して該被圧延材を通電加熱する加熱装置により、前記スケール層が除去された被圧延材を加熱する加熱工程と、
   前記加熱された被圧延材を圧延して線径が５．５mm以下の線材を得る圧延工程とを含み、
   前記圧延工程においては、前記被圧延材を互いに異なる方向から圧縮する第一の対ロールと第二の対ロールとが、該被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置された圧延機が使用され、前記被圧延材はそれぞれの対ロールにおいてその減面率が２０〜３５％となるように圧延が施され、それら第一の対ロールと第二の対ロールの外径をｄ、第一の対ロールと第二の対ロールの中心間距離をＬ、前記第二の対ロールから導出された線材の線径をＤとした場合に、これらの対ロールはＬ／ｄの値が１．２以下となるように設定されるとともに、Ｌ／Ｄの値が２５以下となるように設定され、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として、前記被圧延材が順次圧延されることを特徴とする線材の熱間圧延方法。
2. 誘導加熱コイルを備えた加熱装置を被圧延材搬送路の中間に設け、被圧延材を搬送しつつその加熱装置により誘導加熱する加熱工程と、
   前記加熱された被圧延材を圧延して線径が５．５mm以下の線材を得る圧延工程とを含み、
   前記圧延工程においては、前記被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置され、かつ該被圧延材を互いに異なる方向から圧縮する第一の対ロールと第二の対ロールとを備えた圧延機が使用され、前記被圧延材はそれぞれの対ロールにおいてその減面率が２０〜３５％となるように圧延が施され、それら第一の対ロールと第二の対ロールの外径をｄ、第一の対ロールと第二の対ロールの中心間距離をＬ、前記第二の対ロールから導出された線材の線径をＤとした場合に、これらの対ロールはＬ／ｄの値が１．２以下となるように設定されるとともに、Ｌ／Ｄの値が２５以下となるように設定され、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として、前記被圧延材が順次圧延されることを特徴とする線材の熱間圧延方法。
3. 前記加熱装置と前記圧延機との間の距離が４ｍ以下に設定されている請求項１又は２に記載の熱間圧延方法。
4. 被圧延材搬送路の中間に設けられ、搬送される前記被圧延材の表面に形成されたスケール層を連続的に除去するスケール除去装置と、
   そのスケール除去装置よりも下流側に設けられ、前記スケール層が除去された被圧延材に対し、その搬送を許容した状態でこれと接触する電極を備え、その電極を介して該被圧延材を通電加熱する加熱装置と、
   その加熱装置の直後に配置された圧延機であって、被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置され、かつ被圧延材を互いに異なる方向から圧延による減面率が２０〜３５％となるように圧縮する第一の対ロールと第二の対ロールとを備え、それらの対ロールの外径をｄ、前記第一の対ロールと第二の対ロールの中心間距離をＬ、前記第二の対ロールから導出された線材の線径をＤとした場合に、Ｌ／ｄの値が１．２以下、Ｌ／Ｄの値が２５以下となるように設定されるとともに、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として、前記加熱装置により加熱された被圧延材を順次圧延する圧延機と、
   を含むことを特徴とする線材の熱間圧延装置。
5. 前記スケール除去装置は、前記被圧延材を搬送しながら、その表面に研磨粒子を含んだ気流を吹き付けて前記スケール層を該表面から除去するショットブラスト装置を含む請求項４記載の熱間圧延装置。
6. 前記通電加熱装置は、
   被圧延材に接触して連続的に通電加熱するローラー電極と、
   そのローラー電極を該被加熱材に対して押し付ける加圧機構とを備える請求項４又は５に記載の熱間圧延装置。
7. 被圧延材搬送路の中間に設けられ、該被圧延材を搬送しつつ、これを誘導加熱コイルにより加熱する加熱装置と、
   その加熱装置の直後に配置された圧延機であって、被圧延材の圧延方向に互いに連なって配置され、かつ被圧延材を互いに異なる方向から圧延による減面率が２０〜３５％となるように圧縮する第一の対ロールと第二の対ロールとを備え、それらの対ロールの外径をｄ、前記第一の対ロールと第二の対ロールの中心間距離をＬ、前記第二の対ロールから導出された線材の線径をＤとした場合に、Ｌ／ｄの値が１．２以下、Ｌ／Ｄの値が２５以下となるように設定されるとともに、その第一の対ロールを導入側、第二の対ロールを導出側として、前記加熱装置により加熱された被圧延材を順次圧延する圧延機と、
   を含むことを特徴とする線材の熱間圧延装置。
8. 前記加熱装置と前記圧延機との間の距離が４ｍ以下に設定されている請求項４ないし７のいずれかに記載の熱間圧延装置。

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