JP6640625B2 - 線材のリング径制御方法及び線材の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、線材のリング径制御方法及び線材の製造装置に関する。

ビレット等の鋳片を連続圧延して線材を製造する線材の製造装置が知られている。この線材の製造装置は、複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドが上流から下流にこの順で配設されており、複数の圧延ロールによる連続圧延後、一対のピンチロールからレイングヘッドに線材を誘導し、このレイングヘッドにより線材をコイル状に巻き取り可能に構成されている。この線材の製造装置によってコイル状に巻き取られた線材は、結束された上で出荷される。このコイル状に巻き取られた線材は、リング径の均一度によって品質が評価されるため、このリング径は厳格に制御されることが望まれている。

しかしながら、このような線材の製造装置では、張力の制御不良に起因して線材の尾端側のリング径が極端に大きくなる問題が生じている。このような問題に鑑みて、本出願人は、線材が仕上げ圧延機（一対の最終圧延ロール）から抜ける前は仕上げ圧延機の圧延速度に基づいて巻き取り機（レイングヘッド）の巻き取り速度を制御し、線材が仕上げ圧延機を通過した後は線材の線速の実測値に基づいて巻き取り機の巻き取り速度を制御する巻取り方法を発案した（特開２００９−４５６４０号公報参照）。

この巻取り方法は、線材が仕上げ圧延機を通過した後に線材の線速の実測値に基づいて巻き取り機の巻き取り速度を制御するので、線材の尾端側のリング径と他の部分のリング径との均一化を図ることができる。つまり、線材が仕上げ圧延機を通過した後は線材の尾端を仕上げ圧延機によって拘束することができないため、この仕上げ圧延機の圧延速度に基づいて線材の線速を制御することはできないが、線材の線速の実測値に基づいて巻き取り機の巻き取り速度を制御することによって線材の尾端側のリング径を制御することができ、リング径の均一化を図ることができる。

特開２００９−４５６４０号公報

しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、上述の巻き取り方法によると線材の径が小さい場合に圧延機の振れ等に起因して線速を安定的に測定できないことがあることが分かった。その結果、上述の巻き取り方法は、線材の径によってはリング径を適切に制御できないことがあるという課題を有することが分かった。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、リング径の均一化を促進することができる線材のリング径制御方法及び線材の製造装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る線材のリング径制御方法は、複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドにより線材をコイル状に巻き取る線材のリング径制御方法であって、上記線材が複数の圧延ロールのうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール及び上記一対のピンチロールの両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに上記線材の尾端が上記一対の最終圧延ロールを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘを測定する工程と、上記測定工程で測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する工程と、上記算出工程で算出した変化率Δｒを基に、次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する工程とを備える。

当該線材のリング径制御方法は、線材が複数の圧延ロールのうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール及び上記一対のピンチロールの両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに上記線材の尾端が上記一対の最終圧延ロールを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出し、この変化率Δｒを基に次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整するので、線材の尾端側のリング径とその他の部分のリング径との均一化を促進することができる。つまり、一対の最終圧延ロールを通過した後における線材の線速は圧延ロールの振れ等に起因して安定的に測定できないことがあるが、レイングヘッドによって巻き取られた後のリング径は巻き取り状態で安定的に保たれるため、このリング径を実測しこのリング径に基づいて次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整することで、例えば小径の線材であってもリング径の均一化を確実に図ることができる。

上記調整工程が、上記一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの両方に線材が支持された状態で、この一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する一対のピンチロールの回転数ＶＰの比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を下記式（１）によって調整するとよい。
Ｘ＝Ｘ０−ａ×Δｒ ・・・（１）
但し、Ｘ０は調整工程によって回転数比を調整する前の一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する一対のピンチロールの回転数ＶＰの比であり、ａはリング径の改善実績に基づいて予め設定された係数である。

このように、上記調整工程が、上記一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの両方に線材が支持された状態で、この一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する一対のピンチロールの回転数ＶＰの比（ＶＰ／ＶＲ）を上記式（１）により調整することによって、尾端が一対の最終圧延ロールを通過した後における線材のリング径を容易かつ確実に制御することができる。

当該線材のリング径制御方法は、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に上記調整工程を行うとよい。このように、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に上記調整工程を行うことで、線材のリング径の均一性を十分に維持することができる。

また、上記課題を解決するためになされた本発明に係る線材の製造装置は、複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドが上流から下流にこの順で配設され、上記複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドにより線材をコイル状に巻き取る線材の製造装置であって、上記線材が複数の圧延ロールのうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール及び上記一対のピンチロールの両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに上記線材の尾端が上記一対の最終圧延ロールを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘを測定する測定装置と、上記測定装置の測定結果に基づいて上記一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する制御装置とを備え、上記制御装置が、上記測定装置が測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する制御要素と、上記変化率Δｒを基に、次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する制御要素とを有する。

当該線材の製造装置は、上記測定装置が線材の平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘを測定した上、上記制御装置がこの平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘから算出されるリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅに基づいて次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整するので、上述のように線材の尾端側のリング径とその他の部分のリング径との均一化を促進することができる。

以上説明したように、本発明の線材のリング径制御方法及び線材の製造装置は、リング径の均一化を促進することができる。

本発明の一実施形態に係る線材の製造装置を示す模式図である。 図１の線材の製造装置におけるリング径の測定方法を説明するための模式図である。 図１の線材の製造装置による線材のリング径を調整する手順を示す流れ図である。 比較例における線材のリング径の測定結果を示すグラフである。 実施例における線材のリング径の測定結果を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を詳説する。

［線材の製造装置］
図１の線材の製造装置（以下、単に「当該製造装置」ともいう。）は、複数の圧延ロール１と、一対のピンチロール２と、レイングヘッド３と、測定装置４と、制御装置５とを主として備える。また、当該製造装置は、ビレット等の鋳片を加熱する加熱炉（図示せず）と、レイングヘッド３により巻き取られた線材Ｘを搬送するコンベア６とをさらに備える。当該製造装置は、上記加熱炉、複数の圧延ロール１、一対のピンチロール２、レイングヘッド３及びコンベア６が上流から下流にこの順で配設されている。当該製造装置は、上記加熱炉で鋳片を加熱した上、複数の圧延ロール１によってこの鋳片を線材Ｘに加工し、さらに一対のピンチロール２及びレイングヘッド３によりこの線材Ｘをコイル状に巻き取り可能に構成されている。なお、当該製造装置は、複数の圧延ロール１からレイングヘッド３に送られる線材Ｘを冷却する冷却手段をさらに備えていてもよい。上記加熱炉及び冷却手段については、公知の構成とすることができるので、詳細な説明は省略する。

（圧延ロール）
当該製造装置は、複数の圧延ロール１として、粗圧延ロール、中間圧延ロール及び仕上げ圧延ロールを有する。これらの粗圧延ロール、中間圧延ロール及び仕上げ圧延ロールは上流から下流にかけてこの順で配設されている。当該製造装置は、粗圧延ロール、中間圧延ロール及び仕上げ圧延ロールを各々一又は複数対有しており、仕上げ圧延ロールの最下流に位置する一対の圧延ロールが一対の最終圧延ロール１ａとして構成されている。当該製造装置は、上記加熱炉によって加熱された鋳片を粗圧延ロール、中間圧延ロール及び仕上げ圧延ロールに順次搬送することでこの鋳片を所定の断面形状及び径を有する線材Ｘに加工可能に構成されている。

複数の圧延ロール１により加工される線材Ｘの平均径としては特に限定されるものではない。なお、線材Ｘの平均径が小さい場合、尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後の線速が不安定となり易い。そのため、線速の実測値に基づいて一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する従来の製造装置は、このような細径の線材のリング径を調整し難い。この点、当該製造装置は、このような細径の線材であってもリング径の均一化を図ることができる。そのため、当該製造装置で製造される線材Ｘの平均径の上限としては、例えば９ｍｍであってもよく、７ｍｍであってもよい。一方、線材Ｘの平均径の下限としては、例えば５ｍｍとすることができる。なお、「平均径」とは、等面積の真円に換算した場合の直径の平均値をいう。

（ピンチロール）
一対のピンチロール２は、一対の最終圧延ロール１ａと一定の間隔を開けて配設されている。一対のピンチロール２は、一対の最終圧延ロール１ａから搬送される線材Ｘを一定の圧力で押圧し、この線材Ｘをレイングヘッド３に誘導する。

（レイングヘッド）
レイングヘッド３は、回転軸を有する回転体、及びこの回転体に取り付けられる螺旋状のレイングパイプを有する。レイングヘッド３は、上記回転軸とレイングパイプの中心軸とが一致するよう構成されており、一対のピンチロール２から誘導される線材Ｘを回転体を回転させつつレイングパイプ内を通過させることによりコイル状に巻き取り可能に構成されている。

（コンベア）
コンベア６は、レイングヘッド３でコイル状に巻き取られた線材Ｘ（以下、コイル状に巻き取られた線材を「コイル状線材Ｘ」ともいう。）を下流側に搬送する。コンベア６は、水平面を基準として下流側に向けて上方に傾斜した第一搬送部６ａと、この第一搬送部６ａから連続し、水平方向に伸びる第二搬送部６ｂとを有する。なお、当該製造装置は、コンベア６の下流側に集積装置（図示省略）を有しており、コンベア６によって搬送されたコイル状線材Ｘはこの集積装置に載積される。

（測定装置）
測定装置４は、例えばＣＣＤカメラ等の画像センサを有する。測定装置４は、第一搬送部６ａ上を搬送されるコイル状線材Ｘを撮像し、線材Ｘが複数の圧延ロール１のうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ、並びに線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘを測定する。

図２を参照して、測定装置４による上記平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘの測定方法を説明する。まず、測定装置４は、第一搬送部６ａにおけるコイル状線材Ｘの載置位置近辺を撮像する。この際、測定装置４は、第一搬送部６ａの上面に対して垂直上方からコイル状線材Ｘの載置位置近傍を撮像してもよいが、図１に示すように第一搬送部６ａの搬送方向前側からコイル状線材Ｘの載置位置近辺を撮像することが好ましい。また、測定装置４は、第一搬送部６ａの上面よりも上方に位置し、この上面と平行でかつコイル状線材Ｘの積層高さよりも低い位置に測定ラインＹを設定し、この測定ラインＹの輝度を測定する。測定装置４は、測定ラインＹにおいて、リング径方向に画像の輝度を微分し微分値が一定の閾値を超える位置をリングのエッジ位置と認定し、左右のエッジ位置間の画素数を実際のリング径に換算し、これによりコイル状線材Ｘのリング径を測定する。当該製造装置においては、第一搬送部６ａ上に置かれたコイル状線材Ｘは赤熱しているため、測定装置４によって安定的にリング径を測定することが可能である。なお、第一搬送部６ａの上面から測定ラインＹまでの垂直方向距離としては、特に限定されるものではないが、例えば１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることができる。

測定装置４は、線材Ｘが一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態において上述の測定を一定間隔で連続して行い、これらの測定値の平均によって平均リング径ｒ_ａｖｅを求めてもよく、レイングヘッド３による巻き取り開始後一定の時間が経過した後のリング径を平均リング径ｒ_ａｖｅとして求めてもよい。但し、一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態における線材Ｘのリング径には若干のバラツキがあるため、測定装置４は上述の測定を連続的に行い、測定値の平均によって平均リング径ｒ_ａｖｅを求めることが好ましい。測定装置４が上述の測定を連続して行う場合、測定装置４による測定頻度は２回／秒以上２００回／秒以下の範囲内で設定することができ、５回／秒以上６０回／秒以下の範囲内で設定することがより好ましい。上記測定頻度が上記下限に満たないと、一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態における線材Ｘのリング径の平均値を的確に測定できないおそれがある。これに対し、上記測定頻度が上記上限を超えても、リング径の平均値の測定精度が余り向上しないおそれがある。

また、測定装置４は、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後、上述の測定を一定間隔で連続して行い、これらの測定値を基に最大リング径ｒ_ｍａｘを求めてもよく、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過して一定時間が経過した後のリング径を最大リング径ｒ_ｍａｘとして求めてもよい。但し、最大リング径ｒ_ｍａｘを容易かつ確実に測定するためには、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後、上述の測定を一定間隔で連続して行い、最大リング径ｒ_ｍａｘとして測定することが好ましい。測定装置４が上述の測定を連続して行う場合、測定装置４による測定頻度は２回／秒以上２００回／秒以下の範囲内で設定することができ、５回／秒以上６０回／秒以下の範囲内で設定することがより好ましい。上記測定頻度が上記下限に満たないと、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における線材Ｘの最大径を的確に測定できないおそれがある。これに対し、上記測定頻度が上記上限を超えても、リング径の最大値の測定精度が余り向上しないおそれがある。

（制御装置）
制御装置５は、測定装置４の測定結果に基づいて一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の回転数を調整する。制御装置５は、例えばパーソナルコンピューターやプログラマブルコントローラー等により構成することができる。つまり、測定装置４は、制御プログラムに従って、一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の回転数を制御するものとすることができる。

制御装置５は、測定装置４が測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ｒａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する制御要素を有する。

また、制御装置５は、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えたかどうかを判定する制御要素を有する。

さらに、制御装置５は、上記変化率Δｒが上記閾値を超えた場合、上記変化率Δｒを基に、次材巻取時の一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の回転数を調整する制御要素を有する。一例としては、制御装置５は、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に、次材製造時における一対の最終圧延ロール１ａの回転数ＶＲに対する一対のピンチロール２の回転数ＶＰの比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を下記式（１）により調整する。
Ｘ＝Ｘ０−ａ×Δｒ ・・・（１）
但し、Ｘ０は次材製造時において回転数比を調整する前の回転数比（つまり、変化率Δｒ算出時における一対の最終圧延ロール１ａの回転数ＶＲに対する一対のピンチロール２の回転数ＶＰの比）であり、ａはリング径の改善実績に基づき予め設定された値である。

制御装置５は、次材製造時に線材Ｘが一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態で上記回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整する。当該製造装置は、一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に線材Ｘが支持された状態で、上記回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を上記式（１）により調整することで、尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における線材Ｘのリング径を容易かつ確実に制御することができる。また、当該製造装置は、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整することによって、線材Ｘのリング径の均一性を十分に維持することができる。なお、上記係数ａは線材Ｘの平均径や鋼種を基に決定してもよい。

＜線材のリング径制御方法＞
次に、当該製造装置を用いた線材のリング径制御方法（以下、単に「当該リング径制御方法」ともいう。）を説明する。当該リング径制御方法は、複数の圧延ロール１、一対のピンチロール２及びレイングヘッド３により線材Ｘをコイル状に巻き取る線材のリング径制御方法である。当該リング径制御方法は、図３に示すように、線材Ｘが複数の圧延ロール１のうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘを測定する工程（測定工程）と、上記測定工程で測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する工程（算出工程）と、上記算出工程で算出したリング径の変化率Δｒが予め定めた閾値を超えたかどうかを判定する工程（判定工程）と、上記判定工程で閾値を超えたと判定された場合に、上記算出工程で算出した変化率Δｒを基に、次材巻取時の一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の回転数を調整する工程（調整工程）とを備える。

（測定工程）
上記測定工程（Ｓ０１）は、測定装置４によって行われる。上記測定工程では、第一搬送部６ａの上面よりも上方に位置し、この上面と平行でかつコイル状線材Ｘの積層高さよりも低い位置に測定ラインＹを設定し、この測定ラインＹの輝度を測定する。上記測定工程では、測定ラインＹにおいて、リング径方向に画像の輝度を微分し微分値が一定の閾値を超える位置をリングのエッジ位置と認定し、左右のエッジ位置間の画素数を実際のリング径に換算し、これによりコイル状線材Ｘのリング径を測定する。

上記測定工程では、レイングヘッド３による巻き取り開始後一定の時間が経過した後のリング径を平均リング径ｒ_ａｖｅとして求めてもよいが、線材Ｘが一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態において上述の測定を一定間隔で連続して行い、これらの測定値の平均によって平均リング径ｒ_ａｖｅを求めることが好ましい。

また、上記測定工程では、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過して一定時間が経過した後のリング径を最大リング径ｒ_ｍａｘとして求めてもよいが、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後、上述の測定を一定間隔で連続して行い、最大リング径ｒ_ｍａｘを求めることが好ましい。

（算出工程）
上記算出工程（Ｓ０２）は、制御装置５によって行われる。上記算出工程では、上述のように上記測定工程で測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ｒａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する。

（判定工程）
上記判定工程（Ｓ０３）は、制御装置５によって行われる。上記判定工程では、上記算出工程で測定されたリング径の変化率Δｒが予め定めた閾値を超えたかどうかを判定する。上記判定工程において上記リング径の変化率Δｒが閾値以下であると判定された場合、次材製造時には後述する調整工程は行わない。一方、上記判定工程において上記リング径の変化率Δｒが閾値を超えていると判定された場合、次材製造時に調整工程を行う。つまり当該リング径制御方法は、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に調整工程を行う。なお、この閾値としては、リング径の管理範囲に応じて決めればよいが、例えば０．０３以上０．１０以下の任意の数を採用することができ、０．０５が好ましい。

（調整工程）
上記調整工程（Ｓ０４）は、制御装置５によって行われる。上記調整工程では、上記判定工程でリング径の変化率Δｒが閾値を超えたと判定された場合に、次材製造時に上記回転数比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を例えば下記式（１）によって調整する。
Ｘ＝Ｘ０−ａ×Δｒ ・・・（１）
但し、Ｘ０は次材製造時において回転数比を調整する前の回転数比（つまり、変化率Δｒ算出時における一対の最終圧延ロール１ａの回転数ＶＲに対する一対のピンチロール２の回転数ＶＰの比）であり、ａはリング径の改善実績に基づき予め設定された値である。

上記調整工程は、上記回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を次材製造時において線材Ｘが一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態で行う。当該リング径制御方法は、上記調整工程が、一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に線材Ｘが支持された状態で、上記回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を上記式（１）により調整することによって、尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における線材Ｘのリング径を容易かつ確実に制御することができる。また、当該リング径制御方法は、上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に上記調整工程を行うことによって、線材Ｘのリング径の均一化をより的確に図ることができる。なお、上記係数ａは線材Ｘの平均径や鋼種を基に決定してもよい。

＜利点＞
当該リング径制御方法は、線材Ｘが複数の圧延ロール１のうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出し、この変化率Δｒを基に次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整するので、線材Ｘの尾端側のリング径とその他の部分のリング径との均一化を促進することができる。つまり、一対の最終圧延ロール１ａを通過した後における線材Ｘの線速は圧延ロールの振れ等に起因して安定的に測定できないことがあるが、レイングヘッド３によって巻き取られた後のリング径は巻き取り状態で安定的に保たれるため、このリング径を実測しこのリング径に基づいて次材巻取時の一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の回転数を調整することで、例えば小径の線材Ｘであってもリング径の均一化を確実に図ることができる。また、当該リング径制御方法は、レイングヘッド３による巻取後のリング径を実測するものであるため、実際のリング径の調整具合を確認することができ、リング径変動を容易に把握することができる。

当該製造装置は、測定装置４が線材Ｘの平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘを測定した上、制御装置５がこの平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘから算出されるリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅに基づいて次材巻取時の一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の回転数を調整するので、上述のように線材Ｘの尾端側のリング径とその他の部分のリング径との均一化を促進することができる。また、当該製造装置は、レイングヘッド３による巻取後のリング径を実測することができるので、実際のリング径の調整具合を確認することができ、リング径変動を容易に把握することができる。

［その他の実施形態］
なお、本発明に係る線材のリング径制御方法及び線材の製造装置は、上記態様の他、種々の変更、改変を施した態様で実施することができる。例えば当該リング径制御方法及び当該製造装置は、一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する一対のピンチロールの回転数ＶＰの比（ＶＰ／ＶＲ）に加え、レイングヘッドの回転数を調整してもよい。また、当該製造装置は、圧延ロールの数は限定されない。

当該リング径制御方法及び当該製造装置は、一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの両方に線材が支持された状態で回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整することが好ましいが、例えば次材の製造開始前に回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整してもよい。当該リング径制御方法及び当該製造装置は、リング径の変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整する必要はない。当該リング径制御方法及び当該製造装置は、例えば一定の周期で回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整してもよく、毎回の製造時に回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整してもよい。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［比較例］
上述の線材の製造装置を用い、一対の最終圧延ロール１ａの回転数ＶＲに対する一対のピンチロール２の回転数ＶＰの比（ＶＰ／ＶＲ）を１．０に設定して平均径５．５ｍｍの線材Ｘをコイル状に巻き取った。また、コイル状に巻き取られた線材Ｘのリング径を測定装置４によって連続的に撮像し、線材Ｘが一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態におけるリング径の測定値の平均によって平均リング径ｒ_ａｖｅを求めると共に、線材Ｘの尾端が一対の最終圧延ロール１ａを通過後におけるリング径の最大値を最大リング径ｒ_ｍａｘとして求めた。なお、線材Ｘの鋼種はＪＩＳ−Ｇ４１０４：１９７９で規定されるＳＣＲ４２０、線材Ｘの線速は９５ｍ／ｓとした。比較例による平均リング径ｒ_ａｖｅは１２４３ｍｍ、最大リング径ｒ_ｍａｘは１３５８ｍｍであり、この平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘから求められるリング径の変化率Δｒは０．０９２であった。この比較例における測定装置４による測定結果を図４に示す。

［実施例］
比較例による線材Ｘの製造後に、比較例と同様の条件で線材Ｘを製造した。但し、実施例では、線材Ｘが一対の最終圧延ロール１ａ及び一対のピンチロール２の両方に支持された状態において、上記比較例で測定したリング径の変化率Δｒに基づいて回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整した。具体的には、回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を下記式（２）によって調整した。
ＶＰ／ＶＲ＝１．０−０．０８×０．０９２ ・・・（２）
なお、上記式（２）における「１．０」は回転数比を変化する前の回転数比であり、「０．０８」はリング径の改善実績に基づいて予め設定された係数であり、「０．０９２」は上記比較例で測定したリング径の変化率Δｒである。

この実施例による平均リング径ｒ_ａｖｅは１２６７ｍｍ、最大リング径ｒ_ｍａｘは１３０５ｍｍであり、この平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘから求められるリング径の変化率Δｒは０．０３であった。この実施例における測定装置４による測定結果を図５に示す。

＜評価結果＞
上述のとおり、リング径の変化率Δｒに基づいて回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整した実施例は、比較例に比べてリング径の変化率Δｒが０．０６２小さくなっており、線材Ｘのリング径の均一化が促進されたことが分かる。このことから、例えばリング径の変化率Δｒが一定の閾値を超えた場合にこのリング径の変化率Δｒに基づいて回転数比（ＶＰ／ＶＲ）を調整することで、線材Ｘのリング径の均一化を促進できることが分かる。

以上説明したように、本発明の線材のリング径制御方法及び線材の製造装置は、リング径の均一化を促進することができるので、高品質な線材の製造に適している。

１ 圧延ロール
１ａ 最終圧延ロール
２ ピンチロール
３ レイングヘッド
４ 測定装置
５ 制御装置
６ コンベア
６ａ 第一搬送部
６ｂ 第二搬送部
Ｘ 線材
Ｙ 測定ライン

Claims (3)

1. 複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドにより線材をコイル状に巻き取る線材のリング径制御方法であって、
   上記線材が複数の圧延ロールのうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール及び上記一対のピンチロールの両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに上記線材の尾端が上記一対の最終圧延ロールを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘを測定する工程と、
   上記測定工程で測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する工程と、
   上記算出工程で算出した変化率Δｒを基に、次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する工程と
   を備え、
   上記調整工程が、上記一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する上記一対のピンチロールの回転数ＶＰの比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を下記式（１）によって調整し、
   上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に上記調整工程を行う線材のリング径制御方法。
   Ｘ＝Ｘ０−ａ×Δｒ ・・・（１）
   但し、Ｘ０は調整工程によって回転数比を調整する前の一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する一対のピンチロールの回転数ＶＰの比であり、ａはリング径の改善実績に基づいて予め設定された係数である。
2. 上記調整工程が、上記一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの両方に線材が支持された状態で、上記回転数ＶＰの比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を調整する請求項１に記載の線材のリング径制御方法。
3. 複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドが上流から下流にこの順で配設され、上記複数の圧延ロール、一対のピンチロール及びレイングヘッドにより線材をコイル状に巻き取る線材の製造装置であって、
   上記線材が複数の圧延ロールのうち最下流に位置する一対の最終圧延ロール及び上記一対のピンチロールの両方に支持された状態における平均リング径ｒ_ａｖｅ並びに上記線材の尾端が上記一対の最終圧延ロールを通過した後における最大リング径ｒ_ｍａｘを測定する測定装置と、
   上記測定装置の測定結果に基づいて上記一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する制御装置と
   を備え、
   上記制御装置が、
   上記測定装置が測定した平均リング径ｒ_ａｖｅ及び最大リング径ｒ_ｍａｘからリング径の変化率Δｒ＝（ｒ_ｍａｘ−ｒ_ａｖｅ）／ｒ_ａｖｅを算出する制御要素と、
   上記変化率Δｒを基に、次材巻取時の一対の最終圧延ロール及び一対のピンチロールの回転数を調整する制御要素と
   を有し、
   上記制御装置が、上記一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する上記一対のピンチロールの回転数ＶＰの比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を下記式（１）によって調整し、
   上記変化率Δｒが予め定めた閾値を超えた場合に上記回転数の比Ｘ＝（ＶＰ／ＶＲ）を調整する線材の製造装置。
   Ｘ＝Ｘ０−ａ×Δｒ ・・・（１）
   但し、Ｘ０は制御装置によって回転数比を調整する前の一対の最終圧延ロールの回転数ＶＲに対する一対のピンチロールの回転数ＶＰの比であり、ａはリング径の改善実績に基づいて予め設定された係数である。

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