JP4713349B2 - 直径の異なる複数の条鋼の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、棒鋼、線材等の条鋼の製造方法に関する。詳細には、本発明は、互いに直径の異なる複数の条鋼の製造方法に関する。

丸棒鋼の製造方法として、圧延が広く用いられている。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て、ビレットが得られる。このビレットは、加熱炉によって加熱される。次に、このビレットに熱間圧延が施される。通常は、タンデムに並べられた粗列圧延機、中間列圧延機及び仕上列圧延機による多段圧延が施される。これらの圧延機は、２ロールタイプである。これらの圧延機のロールは、互いにサイズの異なる複数のカリバーを供えている。ビレットは、いずれかのカリバーを通過する。この熱間圧延によってビレットは徐々に細径化し且つ長尺化して、丸棒鋼が得られる。

仕上列圧延機の下流にサイジング圧延機が配置され、このサイジング圧延機によってサイジングがなされることがある。このサイジングにより、母材の直径はさらに減じられる。サイジングにより、寸法精度の高い丸棒鋼が得られうる。サイジング圧延機は、通常は３ロールタイプである。各ロールは、１つのカリバーを供えている。

サイジングによる直径減少量の、サイジング前の母材の直径に対する比率は、リダクションと称される。サイジング圧延機では、大幅なリダクションは達成され得ない。最終製品である丸棒鋼に対して大きすぎない母材が、サイジング圧延機に供給される必要がある。

圧延工場では、種々のサイズの丸棒鋼が製造される。サイジング圧延機に供給される母材の直径も、様々である。母材の直径の調整は、２ロール圧延機のカリバーの選択によってなされる。丸棒鋼のサイズに応じ、２ロール圧延機のカリバーが変更される必要がある。この変更には、労力を要する。カリバーの変更のたびに圧延ラインが停止されるので、この変更は生産性を阻害する。

２ロール圧延機とサイジング圧延機との間に、プレサイジング圧延機（プレフィニッシュ圧延機とも称される）が配置されることがある。プレサイジング圧延機は、通常は４ロールタイプである。各ロールは、１つのカリバーを供えている。プレサイジング圧延機によっても、母材の直径が減じられる。このプレサイジング圧延機により、サイジング圧延機に供給される母材の直径が調整されうる。プレサイジング圧延機が用いられた圧延ラインでは、２ロール圧延機におけるカリバーの変更頻度は少ない。プレサイジング圧延機が用いられた丸棒鋼の製造方法が、特開平１０−１３７８０４号公報に開示されている。

プレサイジング圧延機では、ロール位置の変更により、仕上がり直径が調整されうる。具体的には、ロールの中心が圧延軸から遠いほど、仕上がり直径が大きい。ロールの可動範囲は、さほど大きくない。ロール位置の変更による仕上がり直径の調整には、限界がある。プレサイジング圧延機では、カリバーの改削によっても、仕上がり直径が調整されうる。改削により、カリバーのサイズが拡大する。改削前に比べて、改削後は大きな直径の丸棒鋼が得られる。改削により、仕上がり直径が大幅に調整されうる。

下記表１に、従来の製造方法に係るパススケジュールが示されている。

このパススケジュールでは、第一プレサイジング圧延機と第二プレサイジング圧延機とが用いられる。第二プレサイジング圧延機のロールは、既に改削されている。このパススケジュールでは、まずパス（１）による圧延がなされる。このパス（１）では、第一プレサイジング圧延機がラインに組み込まれており、第二プレサイジング圧延機はオフラインとされている。このパス（１）では、仕上がり直径が２９ｍｍである母材が２ロール圧延機から排出され、第一プレサイジング圧延機へと供給される。第一プレサイジング圧延機での仕上がり直径は、２５ｍｍである。この母材は、サイジング圧延機へと供給される。サイジング圧延機での仕上がり直径は、２４ｍｍである。

パス（１）の圧延が完了した後、第一プレサイジング圧延機のロール位置が変更される。具体的には、ロール中心が圧延軸から遠ざけられる。この第一プレサイジング圧延機が用いられて、パス（２）の圧延がなされる。表１から明らかなように、パス（２）における第一プレサイジング圧延機及びサイジング圧延機の仕上がり直径は、パス（１）のそれよりも大きい。同様にロール位置が変更されて、パス（３）からパス（５）の圧延がなされる。

パス（５）の圧延が完了した後、第一プレサイジング圧延機がオフラインとされ、第二プレサイジング圧延機が圧延ラインに組み込まれる。さらに、２ロール圧延機のカリバーが変更される。

パス（６）では、仕上がり直径が３３ｍｍである母材が２ロール圧延機から排出され、第二プレサイジング圧延機へと供給される。第二プレサイジング圧延機での仕上がり直径は、３０ｍｍである。この母材は、サイジング圧延機へと供給される。サイジング圧延機での仕上がり直径は、２９ｍｍである。

パス（６）の圧延が完了した後、第二プレサイジング圧延機のロール位置が変更される。具体的には、ロール中心が圧延軸から遠ざけられる。この第二プレサイジング圧延機が用いられて、パス（７）の圧延がなされる。表１から明らかなように、パス（７）における第二プレサイジング圧延機及びサイジング圧延機の仕上がり直径は、パス（６）のそれよりも大きい。

同様に、ロール位置が変更されつつ、パス（８）からパス（９）の圧延がなされる。パス（６）からパス（９）の圧延がなされている間、第一プレサイジング圧延機のロールが改削される。

パス（９）の圧延が完了した後、第二プレサイジング圧延機がオフラインとされ、第一プレサイジング圧延機が圧延ラインに組み込まれる。さらに、２ロール圧延機のカリバーが変更される。その後、第一プレサイジング圧延機が用いられて、パス（１０）からパス（１１）の圧延がなされる。
特開平１０−１３７８０４号公報

このパススケジュールが完了した後の、第一プレサイジング圧延機及び第二プレサイジング圧延機のロールでは、カリバーのサイズは大きい。このロールは、もはや小径の丸棒鋼の圧延には用いられ得ない。このロールは、廃棄される。この製造方法では、ロールに要する費用は高額である。しかもこの製造方法では、ロールの交換に手間がかかる。この製造方法は、高コストである。同様の問題は、丸棒鋼のみならず、線材の製造においても生じている。

本発明の目的は、直径の異なる複数の条鋼が低コストで得られる製造方法の提供にある。

本発明に係る条鋼製造方法は、
（１）２ロール圧延機によって得られた母材がプレサイジング圧延機及びサイジング圧延 機に順次通されて、第一の条鋼が得られる第一工程、
（２）上記２ロール圧延機によって得られた他の母材が上記プレサイジング圧延機を通さ れることなく上記サイジング圧延機に通されて、第一の条鋼よりも大径の第二の条鋼が 得られるとともに、上記プレサイジング圧延機のロールが改削される第二工程
並びに
（３）上記２ロール圧延機によって得られたさらに他の母材が上記プレサイジング圧延機 及び上記サイジング圧延機に順次通されて、第二の条鋼よりも大径の第三の条鋼が得ら れる第三工程
を含む。

好ましくは、２ロール圧延機とサイジング圧延機との間に、寸法測定機が配置される。第二工程では、この寸法測定機によって得られた母材の径に基づき、２ロール圧延機の条件が制御される。

好ましくは、第二工程におけるリダクションは、６．０％以下である。好ましくは、プレサイジング圧延機は、４ロールタイプである。

この製造方法では、一つのみのプレサイジング圧延機が用いられる。この製造方法では、廃棄されるロールの数は少ない。この製造方法では、ロールの交換の頻度が少ない。この製造方法により、直径の異なる複数の条鋼が低コストで得られる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法のための製造装置の一部が示された概念図である。この製造装置は、加熱炉２、粗列圧延機４、中間列圧延機６、仕上列圧延機８、プレサイジング圧延機１０、寸法測定機１２、サイジング圧延機１４及び制御装置１５を備えている。粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８は、それぞれ複数のスタンドを備えている。各スタンドは、一対のカリバーロールを備えている。換言すれば、粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８は、２ロール圧延機である。サイジング圧延機１４は、３ロールタイプである。制御装置１５は、粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８の圧延条件を制御する。

この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て、ビレットが得られる。このビレットは、加熱炉２によって所定温度に加熱される。次に、このビレットに、粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８による多段圧延が施され、母材が得られる。

図２は、図１のプレサイジング圧延機１０の一部が示された正面図である。この図２には、丸棒鋼の母材Ｍも示されている。このプレサイジング圧延機１０は、９０°間隔で配置された４つのロール１６を備えている。このプレサイジング圧延機１０は、４ロールタイプである。このプレサイジング圧延機１０は、プレフィニッシュ圧延機とも称されている。３ロールタイプのプレサイジング圧延機が採用されてもよい。

このロール１６は、ダグタイル鋳鉄からなる。ロール１６は、カリバー１８を備えている。母材Ｍは、カリバー１８に当接している。ロール１６が母材Ｍを押圧することにより、母材Ｍにサイジングが施される。サイジングにより、母材Ｍは細くなる。図２において一点鎖線ＣＬで示されているのは、ロール１６の中心（センターライン）である。

このプレサイジング圧延機１０が用いられたパススケジュールが、下記の表２に示されている。

このパススケジュールでは、まずパス（１）による圧延がなされる。このパス（１）では、２ロール圧延機（すなわち粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８）により、仕上がり直径が２９ｍｍである母材Ｍが得られる。この母材Ｍは仕上列圧延機８から排出され、プレサイジング圧延機１０へと供給される。このプレサイジング圧延機１０にて、図２に示されるように、母材Ｍがロール１６で押圧される。プレサイジング圧延機１０から排出された母材Ｍの仕上がり直径は、２５ｍｍである。この母材Ｍは、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、２４ｍｍである。

この母材Ｍは、冷却床（図示されず）に搬送される。冷却床には多数の開口が設けられており、この開口から吹き出す空気によって母材Ｍが所定温度（例えば２００℃程度）まで冷却される。この母材Ｍは、コールドシャー（図示されず）へと送られ、このコールドシャーにて所定寸法に切断される。こうして、丸棒鋼が得られる。

パス（１）の圧延が完了した後、プレサイジング圧延機１０のロール１６の位置が変更される。具体的には、ロール１６のセンターラインが、図２において矢印で示された方向に移動される。このプレサイジング圧延機１０が用いられて、パス（２）の圧延がなされる。表２から明らかなように、パス（２）におけるプレサイジング圧延機１０及びサイジング圧延機１４の仕上がり直径は、パス（１）のそれよりも大きい。パス（２）によって得られる丸棒鋼は、パス（１）によって得られる丸棒鋼よりも太い。

パス（２）の圧延が完了した後、同様にロール１６の位置が変更されて、パス（３）の圧延がなされる。パス（３）におけるプレサイジング圧延機１０及びサイジング圧延機１４の仕上がり直径は、パス（２）のそれよりも大きい。パス（３）によって得られる丸棒鋼は、パス（２）によって得られる丸棒鋼よりも太い。

パス（３）の圧延が完了した後、プレサイジング圧延機１０がオフラインとされる。同時に、仕上列圧延機８のロール間ギャップが狭められる。そして、パス（４）の圧延がなされる。このパス（４）では、仕上がり直径が２８ｍｍである母材Ｍが仕上列圧延機８から排出される。この母材Ｍは、プレサイジング圧延機１０を経ることなく、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、２７ｍｍである。

パス（４）の圧延が完了した後、仕上列圧延機８のロール間ギャップが元に戻される。そして、パス（５）の圧延がなされる。このパス（５）では、仕上がり直径が２９ｍｍである母材Ｍが仕上列圧延機８から排出される。この母材Ｍは、プレサイジング圧延機１０を経ることなく、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、２８ｍｍである。

パス（４）及びパス（５）の圧延の間、ロール１６が改削される。改削には、切削工具が用いられる。改削後のカリバー１８のサイズは、改削前のそれよりも大きい。プレサイジング圧延機１０はオフラインとされているので、改削の作業は圧延を妨げない。この製造方法では、改削に伴う圧延ラインの停止はない。

パス（５）の圧延が完了した後、粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８のカリバーが、大型へと変更される。同時に、プレサイジング圧延機１０が圧延ラインに組み込まれる。この段階では、ロール１６のセンターラインＣＬの位置は、圧延軸（すなわち母材Ｍの中心）に近い。このプレサイジング圧延機１０が用いられて、パス(６）の圧延がなされる。このパス（６）では、仕上がり直径が３３ｍｍである母材Ｍが仕上列圧延機８から排出され、プレサイジング圧延機１０へと供給される。このプレサイジング圧延機１０にて、図３に示されるように、母材Ｍがロール１６で押圧される。カリバー１８は改削されているので、図３と図２との対比から明らかなように、パス（６）のカリバー１８のサイズは大きい。プレサイジング圧延機１０から排出された母材Ｍの仕上がり直径は、３０ｍｍである。この母材Ｍは、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、２９ｍｍである。

パス（６）の圧延が完了した後、ロール１６のセンターラインＣＬが、図３において矢印で示された方向に移動される。このプレサイジング圧延機１０が用いられて、パス（７）の圧延がなされる。表２から明らかなように、パス（７）におけるプレサイジング圧延機１０及びサイジング圧延機１４の仕上がり直径は、パス（６）のそれよりも大きい。パス（７）によって得られる丸棒鋼は、パス（６）によって得られる丸棒鋼よりも太い。

パス（７）の圧延が完了した後、プレサイジング圧延機１０がオフラインとされる。同時に、仕上列圧延機８のロール間ギャップが狭められる。そして、パス（８）の圧延がなされる。このパス（８）では、仕上がり直径が３２ｍｍである母材Ｍが仕上列圧延機８から排出される。この母材Ｍは、プレサイジング圧延機１０を経ることなく、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、３１ｍｍである。

パス（８）の圧延が完了した後、仕上列圧延機８のロール間ギャップが元に戻される。そして、パス（９）の圧延がなされる。このパス（９）では、仕上がり直径が３３ｍｍである母材Ｍが仕上列圧延機８から排出される。この母材Ｍは、プレサイジング圧延機１０を経ることなく、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、３２ｍｍである。

パス（８）及びパス（９）の圧延の間、ロール１６が改削される。改削後のカリバー１８のサイズは、改削前のそれよりも大きい。プレサイジング圧延機１０はオフラインとされているので、改削の作業は圧延を妨げない。

パス（９）の圧延が完了した後、粗列圧延機４、中間列圧延機６及び仕上列圧延機８のカリバーがさらに大型へと変更される。同時に、プレサイジング圧延機１０が圧延ラインに組み込まれる。この段階では、ロール１６のセンターラインＣＬの位置は、圧延軸に近い。このプレサイジング圧延機１０が用いられて、パス(１０）の圧延がなされる。このパス（１０）では、仕上がり直径が３６ｍｍである母材Ｍが仕上列圧延機８から排出され、プレサイジング圧延機１０へと供給される。このプレサイジング圧延機１０にて、図４に示されるように、母材Ｍがロール１６で押圧される。カリバー１８はさらに改削されているので、図４と図３との対比から明らかなように、パス(１０）のカリバー１８のサイズは大きい。プレサイジング圧延機１０から排出された母材Ｍの仕上がり直径は、３４ｍｍである。この母材Ｍは、サイジング圧延機１４へと供給される。サイジング圧延機１４での仕上がり直径は、３３ｍｍである。

パス（１０）の圧延が完了した後、ロール１６のセンターラインＣＬが、図４において矢印で示された方向に移動される。このプレサイジング圧延機１０が用いられて、パス（１１）の圧延がなされる。表２から明らかなように、パス（１１）におけるプレサイジング圧延機１０及びサイジング圧延機１４の仕上がり直径は、パス（１０）のそれよりも大きい。パス（１１）によって得られる丸棒鋼は、パス（１０）によって得られる丸棒鋼よりも太い。

このパススケジュールでは、パスの進行に伴い、順次太径の丸棒鋼が得られる。このパススケジュールにより、互いに直径の異なる１１種の棒鋼が得られる。このパススケジュールでは、パス（４）及びパス（５）が、本発明に言う「第二工程」に相当する。この場合において、「第一工程」にはパス（１）からパス（３）が相当し、「第三工程」にはパス（６）及びパス（７）が相当する。このパススケジュールでは、パス（８）及びパス（９）も、本発明に言う「第二工程」に相当する。この場合において、「第一工程」にはパス（６）及びパス（７）が相当し、「第三工程」にはパス（１０）及びパス（１１）が相当する。

本発明に係る製造方法では、１台のみのプレサイジング圧延機１０が用いられる。従って、廃棄されるロール１６の数は、表１に示された従来の製造方法に比べて半分である。この製造方法では、ロール１６の費用が安い。

使用後のロール１６は、プレサイジング圧延機１０から取り外される。プレサイジング圧延機１０には、小型のカリバー１８を備えた新たなロール１６が取り付けられる。本発明に係る製造方法では、１台のみのプレサイジング圧延機１０が用いられるので、ロール１６の交換の手間が少ない。

表２のパス（４）、（５）、（８）及び（９）では、２ロール圧延機４、６、８から排出された母材Ｍが、プレサイジング圧延機１０を経ることなくサイジング圧延機１４へと供給される。プレサイジング圧延機１０による圧延が省略されることにより、寸法精度に劣る母材Ｍがサイジング圧延機１４へ供給されることが懸念される。この製造方法では、サイジング圧延機１４へ供給される母材Ｍの径が寸法測定機１２によって測定される。得られたデータは、制御装置１５へとフィードバックされる。このデータに基づき、２ロール圧延機４、６、８の圧延条件が制御される。従って、寸法精度に優れた母材Ｍがサイジング圧延機１４に供給されうる。

表２から明らかなように、パス（１）からパス（１１）までの、サイジング圧延機１４によるリダクションは、いずれも６．０％以下である。このパススケジュールでは、プレサイジング圧延機１０が用いられていないパスであっても、６．０％以下のリダクションが達成されている。小さなリダクションにより、寸法精度に優れた丸棒鋼が得られる。寸法精度の観点から、プレサイジング圧延機１０が用いられていないパスにけるリダクションは５．０％以下がより好ましく、４．５％以下が特に好ましい。

本発明に係る製造方法により、丸棒鋼のみならず、線材も製造されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法のための製造装置の一部が示された概念図である。 図２は、図１のプレサイジング圧延機の一部が母材と共に示された正面図である。 図３は、図１のプレサイジング圧延機の一部が他の母材と共に示された正面図である。 図４は、図１のプレサイジング圧延機の一部がさらに他の母材と共に示された正面図である。

符号の説明

４・・・粗列圧延機（２ロール圧延機）
６・・・中間列圧延機（２ロール圧延機）
８・・・仕上列圧延機（２ロール圧延機）
１０・・・プレサイジング圧延機
１２・・・寸法測定機
１４・・・サイジング圧延機
１５・・・制御装置
１６・・・ロール
１８・・・カリバー
Ｍ・・・母材

Claims (5)

1. ２ロール圧延機によって得られた母材がプレサイジング圧延機及びサイジング圧延機に順次通されて、第一の条鋼が得られる第一工程と、
   上記２ロール圧延機のロール間ギャップが狭められ、この２ロール圧延機によって得られた他の母材が上記プレサイジング圧延機を通されることなく上記サイジング圧延機に通されて、第一の条鋼よりも大径の第二の条鋼が得られるとともに、上記プレサイジング圧延機のロールが改削される第二工程と
   上記２ロール圧延機によって得られたさらに他の母材が、上記ロールが改削されたプレサイジング圧延機と上記サイジング圧延機とに順次通されて、第二の条鋼よりも大径の第三の条鋼が得られる第三工程と
   を含む、直径の異なる複数の条鋼の製造方法。
2. 上記プレサイジング圧延機は、一台のみ用いられる請求項１に記載の製造方法。
3. 上記第二工程において、２ロール圧延機とサイジング圧延機との間に配置された寸法測定機によって得られた母材の径に基づき、２ロール圧延機の条件が制御される請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 上記第二工程におけるリダクションが６．０％以下である請求項１から３のいずれかに記載の製造方法。
5. 上記プレサイジング圧延機が４ロールタイプである請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。

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