JP6842664B2 - リング圧延用主ロールの冷却方法及びリング圧延体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態に係る主ロールの冷却方法、リング圧延体の製造方法、及び圧延装置について説明する。
最初に、図1を参照して、本実施形態に係る主ロール1の冷却方法及びリング圧延体の製造方法にて用いられる圧延装置について説明する。圧延装置は、中心軸線Cを基準として略回転対称に形成されるリング素材Mを装着可能に構成され、さらに、圧延装置は、それに装着されたリング素材Mにリング圧延を施すように構成されている。
図1を参照して、主ロール1及びマンドレル2について説明する。主ロール1及びマンドレル2はそれぞれ回転軸線1a,2aを中心に回転可能である。主ロール1及びマンドレル2のそれぞれは、その回転軸線1a,2aの方向(以下、主ロール1及びマンドレル2のそれぞれにて「回転軸線方向」という)の一方側を上方に向けるように配置される。
図2及び図3を参照して主ロール1の冷却構造について説明する。主ロール1の金型12は、その上端面12cから下方に凹む受け部13を有する。受け部13は、金型12の上端面12cにて開口し、かつ軸体11を囲むように主ロール1の周方向に広がっている。かかる受け部13が液体供給機構5から供給される水Wを受け入れる。
図1を参照して圧延装置の液体供給機構5について説明する。液体供給機構5は、水Wを通過可能とする供給管51と、該供給管51に配置されるバルブ52とを有する。供給管51の先端には、水Wを受け部13に供給する供給口51aが形成され、供給口51aは受け部13の上方に位置する。バルブ52は、供給口51aから水Wを流出させた状態と、水Wの流出を止めた状態とを切り換えるように開閉可能になっている。特に、バルブ52は、供給口51aからの水Wの供給量を調節するようにその開閉量を調節可能であると好ましい。
圧延装置の誘導加熱機構6について説明する。特に図示はしないが、誘導加熱機構6は、少なくとも一周周回するように巻かれた巻線を有する誘導加熱コイルを備える。かかる誘導加熱機構6においては、誘導加熱コイルの巻線に交流電流を流すことによって、誘導加熱のための磁束線が発生する。
本実施形態に係る主ロール1の冷却方法について図1及び図4を参照して説明する。最初に、バルブ52は閉じ、かつ供給管51からの水Wの供給は停止されている(ステップS1)。温度センサ52によって受け部13の温度検出値を得る(ステップS2)。制御部54によって、受け部13の温度検出値が所定の温度上限閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS3)。
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法について図1及び図5を参照して説明する。当該製造方法では、主ロール1の金型12を加熱する一方で主ロール1の軸体11及びその周辺部分を冷却するように主ロール1の温度を管理する工程(以下、「温度管理工程」という)を実施し、かつ予め加熱したリング素材Mに対してリング圧延を施す工程(以下、「圧延工程」という)を実施する。圧延工程については、予め加熱されたリング素材Mの温度は約850℃以上かつ約1150℃以下であると好ましい。しかしながら、リング素材の温度は、これに限定されず、高品質のリング圧延体を作製するように、リング素材に用いられる金属材料の種類に応じて調節可能である。
ここで、誘導加熱作業の詳細について説明する。上述のように、誘導加熱作業は、その開始から圧下作業開始までの間ほぼ継続的に行われ、かつリング素材Mの圧下中にも行われる。圧下作業前において、誘導加熱作業は、所定の時間(以下、「圧下前加熱時間」という)の間、主ロール1における金型12の外周面12aの加工部を所定の温度(以下、「圧下前加熱温度」という)とするように行われる。圧下作業中において、誘導加熱作業は、主ロール1における金型12の外周面12aの加工部を所定の温度(以下、「圧下中加熱温度」という)とするように行われる。
以上、本実施形態に係る主ロール1の冷却方法によれば、主ロール1の金型12の上端面12cから凹むと共に主ロール1の軸体11を囲む受け部13が水Wを受けて、受け部内13の水Wによって主ロール1が冷却されるので、軸体11を効率的に冷却できる。その一方で、受け部13は、リング素材Mと接触する金型12の外周面12aの加工部(凹部12bを含む)と離れているので、金型12の加工部及びそれに接触するリング素材Mの温度低下を効率的に防止できる。よって、主ロール1の軸体11及びその周辺部分を効率的に冷却できる。受け部13は金型12の上端面12cにて主ロール1の外部に向けて広く開口するので、受け部13の開口からその内部を容易にクリーニングできる。よって、主ロール1を容易にメンテナンスできる。受け部13は金型12に形成されるので、主ロール1の冷却構造によって軸体11の強度が低下することを防止できる。よって、主ロール1の回転支持構造の強度を十分に確保できる。
本発明の第2実施形態に係る主ロールの冷却方法、リング圧延体の製造方法、及び圧延装置について説明する。本実施形態に係る主ロールの冷却方法及びリング圧延体の製造方法は、第1実施形態に係るものと同様である。本実施形態に係る圧延装置は、主ロールの冷却構造における液路を除いて第1実施形態に係るものと同様である。
図6を参照して主ロール1の冷却構造における液路16について説明する。本実施形態の主ロール1の金型12は、第1実施形態のように貫通する複数の液路14の代わりに、止まり穴形状に形成された複数の液路16を有する。各液路16は、受け部13にて開口する流入口16aと、その下端に位置する底16bとを有する。液路16の他の構成は第1実施形態の液路14のものと同様である。
以上、本実施形態に係る主ロール1の冷却方法によれば、第1実施形態に係る主ロール1の冷却方法にて貫通する複数の液路14によりもたらされる作用及び効果の代わりに、以下の作用及び効果を得ることができる。すなわち、止まり穴形状の液路16に流れた水Wが、液路16の底16bの上方にて溜められるので、主ロール1内で水Wが蒸発し、蒸発に伴う気化熱によって、主ロール1、特に、主ロール1の軸体11及びその周辺部分を効率的に冷却できる。なお、本実施形態に係る主ロール1の冷却方法に基づくその他の作用及び効果及びリング圧延体の製造方法に基づく作用及び効果は、第1実施形態に係るものと同様である。
本発明の第3実施形態に係る主ロールの冷却方法、リング圧延体の製造方法、及び圧延装置について説明する。本実施形態に係る主ロールの冷却方法及びリング圧延体の製造方法は、第1実施形態に係るものと同様である。本実施形態に係る圧延装置は、主ロールの冷却構造における受け部を除いて第1実施形態に係るものと同様である。
図7を参照して主ロール1の冷却構造における受け部17について説明する。本実施形態の主ロール1の金型12は、その上端面12cから下方に凹む受け部17を有し、受け部17は、金型12の上端面12cにて開口し、かつ軸体11を囲むように主ロール1の周方向に延びている。受け部17は、液体供給機構5から供給される水Wを受ける。
本発明の第4実施形態に係る主ロールの冷却方法、リング圧延体の製造方法、及び圧延装置については、これらのうち主ロールの冷却方法及びリング圧延体の製造方法が、第2実施形態に係るものと同様になっている。また、本実施形態に係る圧延装置は、主ロールの金型が第3実施形態と同様の受け部を有する点を除いて第2実施形態に係るものと同様になっている。
Claims (5)
- 主ロールの回転軸線に沿って延びる軸体と、該軸体を囲むように配置される金型とを有し、かつリング圧延に用いられる主ロールを、その回転軸線方向の一方側を上方に向けた状態で冷却する主ロールの冷却方法であって、
前記回転軸線方向の一方側を向く前記主ロールの金型の上端面から凹むと共に前記主ロールの軸体を囲む受け部に液体を注入することによって、前記主ロールの軸体を冷却する主ロールの冷却方法。 - 前記受け部に注入された液体が、前記金型にて前記受け部から前記回転軸線方向の他方側に向かって延びると共に前記主ロールの周方向に互いに間隔を空けた複数の液路に流れる、請求項1に記載の主ロールの冷却方法。
- 前記複数の液路のうち少なくとも1つの液路に流れた液体が、前記回転軸線方向の他方側に位置する前記金型の下端面にて開口する前記少なくとも1つの液路の流出口から前記主ロールの外部に排出される、請求項2に記載の主ロールの冷却方法。
- 前記複数の液路のうち少なくとも1つの液路に流れた液体が、止まり穴形状の前記少なくとも1つの液路に形成される底の上方にて溜められる、請求項2に記載の主ロールの冷却方法。
- リング素材を圧延することによってリング圧延体を作製するリング圧延体の製造方法であって、
加熱機構によって主ロールの金型を加熱し、かつ請求項1〜4のいずれか一項に記載の主ロールの冷却方法によって前記主ロールの軸体を冷却する温度管理工程と、
該温度管理工程にて温度管理された前記主ロールとマンドレルとによって前記リング素材の内外周間の圧下を行う圧延行程と
を含むリング圧延体の製造方法。
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