JP4385332B2 - 丸ビレットの分塊圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造鋳片或いはインゴットを用いて分塊圧延により丸ビレットを製造する丸ビレットの分塊圧延方法に関し、特に被圧延材の捩れ等を防止し安定した状態で分塊圧延することが可能な丸ビレットの分塊圧延方法に関する。

分塊圧延方法は、連続鋳造鋳片やインゴット等の素材を様々な孔型を有する孔型ロールを用いて順次圧延することにより、その断面の大きさを減少させていき、所定の寸法の丸ビレット又は角ビレットを製造する方法である。

丸ビレットの分塊圧延方法は、断面矩形の素材（ブルーム等）をボックス孔型ロールで圧延し、次に中間孔型（リーダー孔型、オクタゴン孔型、オーバル孔型等）ロールで圧延した後、仕上げ圧延として丸（ラウンド）孔型ロールでの圧延に至るのが一般的である。図１に丸ビレットの分塊圧延における代表的な圧延パススケジュール例を、図２に丸ビレットの分塊圧延に用いる各種孔型ロールの孔型形状例を示す。

ここで、特に丸孔型ロールで仕上げ圧延を施す際には、被圧延材の捩れや倒れ等が発生し易く、これにより圧延後の丸ビレットの寸法精度が劣化するという問題がある。特に捩れ等が著しい場合には、被圧延材が反転（捻転）し、丸孔型ロールのロールギャップから被圧延材が噛み出す結果、スクラップ処置が必要となる場合もある。

このような被圧延材の捩れや倒れを防止し安定した状態で圧延する方法としては、例えば、特許文献１や非特許文献１において、被圧延材を孔型に誘導するための誘導ガイドを用いる方法が提案されている。しかしながら、このような誘導ガイドを孔型ロールに密着させることは困難であるため、被圧延材が誘導ガイドを抜けた後に捩れてしまうケースが生じるという問題がある。また、被圧延材に捩れ等が生じた場合、被圧延材から誘導ガイドに対して大きな外力が作用する結果、誘導ガイドが破損してしまうケースが生じるといった問題もある。

一方、被圧延材を安定した状態で圧延するためには、孔型ロールの孔型形状自体を工夫することも考えられる。このような観点より、特許文献２においては、所定の孔型形状を有するダイヤ孔型ロールが提案されている。しかしながら、特許文献２に記載のダイヤ孔型ロールは、角ビレットを圧延するための孔型ロールであるため、丸ビレットの仕上げ圧延に用いることはできない。
特許第２６２８１１６号公報 実開昭６２−１７４７０３号公報 日本鉄鋼協会編、「第３版鉄鋼便覧III（１）」、丸善、１９８０、第１５５頁

本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、被圧延材の捩れ等を防止し安定した状態で分塊圧延することが可能な丸ビレットの分塊圧延方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは、先ず最初に、丸孔型ロールで被圧延材に仕上げ圧延を施す際に捩れ等が生じる理由について考察した。図３は、被圧延材を圧延する際に被圧延材断面に生じるモーメントを説明する説明図であり、図３（ａ）はロール接触巾が大きい場合を、図３（ｂ）はロール接触巾が小さい場合を示す。なお、図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ左から順に、被圧延材の上半分を示す斜視図、被圧延材を上下一対の平ロールで圧延している状態を示す側面図及び正面図（圧延方向出側から見た図）を示す。図３（ａ）に示すように、断面矩形の被圧延材を平ロールで圧延する場合、被圧延材にはロールからの圧延荷重Ｐが作用し、この圧延荷重Ｐによって被圧延材の断面にはモーメントＭが発生すると考えられる。図３（ｂ）に示すように、断面略円形で上面の一部のみ平坦に形成された被圧延材を平ロールで圧延する場合も同様である（図３（ｂ）は、右回りのモーメントＭ１のみ図示）。本発明の発明者らは、通常、これらのモーメントＭは、左右で釣り合いが取れている、すなわち、図３（ａ）においてＭ１（＝Ｐ１×Ｌ１）とＭ２（＝Ｐ２×Ｌ２）とが等しくなるが、この釣り合いが崩れた場合に、被圧延材に捩れ等が発生すると考えた。

ここで、モーメントＭは、Ｍ＝Ｐ×Ｌ（Ｌは被圧延材中心からの距離）で表せるため、ロール接触巾（ロール入側における被圧延材とロールとの接触巾）の大きい場合の方がＬ（図３（ａ）のＬ１＞図３（ｂ）のＬ１）が大きく、釣り合っているモーメント自体も大きい（図３（ａ）のＭ１＞図３（ｂ）のＭ１）と考えられる。なお、図３（ａ）及び（ｂ）では説明を容易にするべく、平ロールで圧延する場合について説明したが、丸孔型ロールを用いて圧延する場合も同様であると考えられる。そして、本発明の発明者らは、ロール接触巾を大きくして圧延する際に生じるモーメントが大きくなるようにすれば、被圧延材断面における温度ムラやロールのスラスト方向の動きによるモーメントの崩れの影響等を受け難く、これにより被圧延材の捩れ等も発生し難いと考えた。

本発明の発明者らは、上記知見に基づき、各種の条件で分塊圧延試験を実施した結果、最適なパラメータを同定するに至り、本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、中間孔型ロールを用いて圧延した被圧延材に、丸孔型ロールを用いて仕上げ圧延を施す際に、下記（１）式を満たす条件で圧延することを特徴とする丸ビレットの分塊圧延方法を提供するものである。
α≧−０．０００７３４×Ｄ＋１．０３４ ・・・（１）
ここで、上記の（１）式において、α＝ロール接触巾Ｂｍ（ｍｍ）／ロール入側の被圧延材の巾Ｂ（ｍｍ）であり、Ｄは丸ビレットの直径（ｍｍ）を意味する。ロール接触巾Ｂｍとは、図４に示すように、ロール入側における被圧延材と丸孔型との最初の接触点間の距離を意味し、丸ビレットの直径Ｄとは、図５に示すように、丸孔型ロールの溝底部に相当する部位を結んだ丸ビレットの径を意味する。

本発明に係る丸ビレットの分塊圧延方法によれば、被圧延材の捩れ等を防止し安定した状態で分塊圧延することができ、ひいては寸法精度の良い丸ビレットを得ることが可能である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図６は、各種ブルーム又はインゴットをボックス孔型、オクタゴン孔型、リーダー孔型、オーバル孔型等の各種中間孔型ロールを用いて圧延した後、これを丸孔型ロールで仕上圧延して丸ビレットを作製した場合に得られた丸ビレットの直径Ｄ（ｍｍ）とα（α＝ロール接触巾Ｂｍ（ｍｍ）／ロール入側の被圧延材の巾Ｂ（ｍｍ））及び真円度との関係を示す図である。また、図７は、図６に示すデータに対応する諸条件を示す表である。なお、真円度は、図５に示すように、丸孔型ロールのエッジ部に相当する部位を結んだ丸ビレットの径をＤ１（ｍｍ）、Ｄ２（ｍｍ）とした場合に、真円度＝ＡＢＳ（Ｄ１−Ｄ２）×１００／直径Ｄ（ここで、ＡＢＳ（・）は（ ）内の絶対値を意味する）で表される値である。また、図７における「中間孔型」の欄に記載した数値は、仕上圧延の一つ前の圧延パスで用いた中間孔型ロールの諸条件を意味する。また、図７における各記号（Ｂ０、Ｒ０等）の欄に記載した数値は、図２に示す各種孔型ロールの各記号に対応する部位の寸法を意味する。さらに、図７に示す数値の単位は、θの欄に記載した数値については度（°）、αの欄に記載した数値については無次元量、真円度の欄に記載した数値については％、その他の欄に記載した数値については全てｍｍである。

図６に示すように、丸ビレットの直径Ｄとα及び真円度との間には相関があり、丸ビレットの直径Ｄに応じてαを所定値以上となるように条件設定すれば、被圧延材の捻れが低減し、良好な真円度（真円度≦３％）が得られることが分かった。すなわち、本実施形態に係る丸ビレットの分塊圧延方法は、丸孔型ロールを用いて被圧延材に仕上げ圧延を施す際に、下記（１）式を満たす条件で圧延することを特徴としている。
α≧−０．０００７３４×Ｄ＋１．０３４ ・・・（１）
ここで、上記の（１）式において、α＝ロール接触巾Ｂｍ（ｍｍ）／ロール入側の被圧延材の巾Ｂ（ｍｍ）であり、Ｄは丸ビレットの直径（ｍｍ）を意味する。

本実施形態に係る丸ビレットの分塊圧延方法によれば、図６に示すように、被圧延材の捩れ等を防止し安定した状態で分塊圧延することができ、ひいては寸法精度の良い（真円度≦３％）丸ビレットを得ることが可能である。

図１は、丸ビレットの分塊圧延における代表的な圧延パススケジュール例を示す。 図２は、丸ビレットの分塊圧延に用いる各種孔型ロールの孔型形状例を示す。 図３は、被圧延材を圧延する際に被圧延材断面に生じるモーメントを説明する説明図である。 図４は、ロール接触巾Ｂｍ等の語句の意味を説明するための説明図である。 図５は、丸ビレットの直径や真円度の語句の意味を説明するための説明図である。 図６は、丸ビレットの直径Ｄとα及び真円度との関係を示す図である。 図７は、図６に示すデータに対応する諸条件を示す表である。

Claims (1)

1. 中間孔型ロールを用いて圧延した被圧延材に、丸孔型ロールを用いて仕上げ圧延を施す際に、下記（１）式を満たす条件で圧延することを特徴とする丸ビレットの分塊圧延方法。
   α≧−０．０００７３４×Ｄ＋１．０３４ ・・・（１）
   ここで、上記の（１）式において、α＝ロール接触巾Ｂｍ（ｍｍ）／ロール入側の被圧延材の巾Ｂ（ｍｍ）であり、Ｄは丸ビレットの直径（ｍｍ）を意味する。ロール接触巾とは、ロール入側における被圧延材と丸孔型との最初の接触点間の距離を意味し、丸ビレットの直径とは、丸孔型ロールの溝底部に相当する部位を結んだ丸ビレットの径を意味する。

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