JPH0142764B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は棒鋼の精密圧延法に係り、連続ミル中
に少くとも１基以上の小径ロール圧延機を導入し
て寸法精度の高い棒鋼を製造しようとするもので
ある。

圧延により棒鋼を製造することは従来から行わ
れているが、この棒鋼製品の寸法は基本的に第１
図に示す通りであつて、圧延機のロール間隙から
決まる高さｈと材料のロールカリバー（孔型）へ
の充満度から決まる幅ｂで表わされる。ところで
従来一般的に用いられている2Hiミルで構成され
た連続圧延機で生産される前記高さｈおよび幅ｂ
においてはそれなりの寸法バラツキが避けられ
ず、これらｈおよびｂの寸法バラツキの原因とし
ては、 圧延素材の寸法および温度のバラツキ スタンド間における張力変動 多ストランド圧延時の同時圧延本数の変化 ミルの回転数やスクリユ値等の設定誤差、 などが知られている。然してこれらのバラツキ原
因に対して高度の寸法精度を得るためには、 ミルの回転数やスクリユ値の設定についての
細い管理、 多ストランド圧延を廃して１本通し圧延を行
うこと。

圧延素材のバラツキを少くすること 等の操業的アプローチは勿論、 圧延機の高剛性化 連続スタンドの垂直―水平（Ｖ−Ｈ）ミル交
互配列 スタンド間無張力制御 等の設備的な対策が講ぜられている。しかしこの
ような対策はその操業上のアプローチは当然のこ
とであり、設備的な対策も基本的には有効なもの
であるが、実際的にはコストアツプとなり、煩雑
で、又必ずしも好ましい寸法高精度化が得られな
い等の不利がある。

即ち前記の圧延機高剛性化は、素材寸法、温
度、スタンド間張力などの変動、或いは多スタン
ド圧延における同時圧延本数の変化からミル圧延
荷重に変動が生じてもｈ寸法の変化を小さくする
ためであり、又のスタンド間無張力制御は圧延
材の幅変動や圧延荷重変動を発生させる原因とし
ての張力変動を防止するためである。更に連続圧
延機群におけるミルのＶ−Ｈ交互配列は前スタン
ドでの圧延幅方向を次スタンドの圧延高さ方向に
採ることにより圧延変形特性（幅広がり特性）を
利用して幅寸法の精度向上をはかろうとするもの
である。然してこの圧延変形特性（幅広がり特
性）とは第２図に示すような関係をさすものであ
る。即ちその横軸は圧延前の材料の高さHo、縦
軸は圧延後の材料の幅ｂを示し、通常は圧延前材
料高さHoが増加すれば、圧延後材料幅ｂが増加
する関係にあり、且つ圧延前材料高さの変動△
Hoに対し、圧延後材料幅の変動△ｂが少ない。
この△ｂ＜△Ｈという特性を生かすことによつ
て、寸法精度の充分でない圧延素材を用いても、
圧延機群のミル剛性が充分に高く、スタンド間が
張力制御されておればＶ−Ｈ交互配列された圧延
機群を通つて圧延されることにより、その圧延製
品は最終的には充分な高さｈ、幅ｂの寸法精度を
もつたものが得られる筈であつて、前記〜の
対策は基本的には有効なものである。然し実際上
において連続配置されたミル群のすべてを高剛性
化し、且つスタンド間無張力圧延制御、更にはミ
ルのＶ−Ｈ交互配列とすることは設備費が相当に
嵩み、又操業的にも面倒なこととなる。従つて現
状における棒鋼圧延機列は一般的に第３図に示す
ように成つており、即ち１〜８は粗圧延機、９〜
１６は中間圧延機、１７〜２０は仕上げ圧延機で
あつて、20台の圧延機群より成るものであるが、
このような構成のものにおいて１７〜２０のみが
Ｖ−Ｈ交互配列されており、又ループコントロー
ルにより無張力制御されている。然しこのような
圧延機群によつて圧延された製品寸法は、例えば
16mmφのものにおいて高さｈの標準偏差が±0.02
mmに対し、幅ｂの標準偏差は±0.06mmとなつてお
り、該圧延機群のミル剛性は十分に高いが、それ
に比較して張力制御されたＶ−Ｈ交互配列ミル基
数が少く、１７〜２０スタンドのみでは充分に幅
寸法バラツキを吸収できない。

本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、前記したような連続
圧延機群によつて棒鋼を製造するようにしたライ
ンにロール径／カリバー高さの比が10以下のワー
クロールを備えた圧延機を少くとも１基仕上げ圧
延機群内に設け、該圧延機とその前段圧延機又は
前段および後段圧延機間を無張力で圧延すること
を提案するものである。

即ちこのような本発明について仔細を説明する
と、上記したような圧延変形特性（幅広がり特
性）から考察するならば、前記した第２図におい
て入側材料の寸法Ｈ＋バラツキにかかわらず、出
側材療寸法ｂの変化が少く、Δb／ΔH＝０となる
ような圧延変形特性を有する圧延方法（条件ない
し方式）があれば寸法精度上非常に有効であるこ
とは明かである。蓋し連続ミル群のｉスタンドに
Δb／ΔH≒０なる特性をもつた圧延機を配し、そ
の前段のｉ−１スタンドに高剛性のミルを配置
し、しかもｉ―１〜ｉスタンド間およびｉ〜ｉ＋
１スタンド間を無張力制御すればそれより前段の
ｉ―２番目の段階までの寸法バラツキはｉ―１ス
タンドにおいて殆んどすべて幅寸法のバラツキと
なり、ｉスタンドではそのバラツキも殆んど完全
に吸収されてしまうことが想定される。即ち
Δb／ΔH≒０なる圧延特性を有する圧延機を導入
し、該スタンドの前後スタンド間を無張力制御す
ることによりミル群のすべてを高剛性化し、スタ
ンド間無張力制御すると共にミルのＶ−Ｈ配列し
たものに相当し或いはそれ以上の効果が発揮され
るものと言える。

然してこのような構想に基き、Δb／ΔH≒０と
なる圧延方式を本発明者等が検討した結果、ワー
クロール径を小径化させることによりΔbが減少
することを確認し、通常の場合よりもかなり小さ
いロール径のワークロールを用いた圧延方式を採
用することが良好な圧延変形特性をもつているこ
とを見出した。即ち具体的には比ロール径が10以
下のワークロールを用いることが好ましいことを
種々の実験結果によつて発見したもので、従来こ
のように比ロール径が10以下のものについては問
題とされておらず、又広く知られているような解
析方法によつて解析してもその特徴を見出せなか
つた。上記したような実験結果と解析結果につい
ては第４図と第５図に丸→オーバルとオーバル→
丸の場合について示すが、ロール径／カリバー高
さの比（Ｄ／ｈ、Ｄ：ロール径、ｈ：カリバー高
さ）が5.9、5.2、3.5のところでは実験結果と解析
結果が大きくずれている。このことからロール
径／カリバー高さの比が略10以下のところで、ほ
とんど入側素材高さに拘わらず幅拡がり変動が少
い条件があることが理解される。

蓋し本発明においては、カリバー形状によつて
若干の相違はあるが、従来の常識的な仕上げスタ
ンドの比ロール径25〜14のものに対し、一般的に
その２分の１以下ロール径／カリバー高さの比で
ある10以下のロールを用いることによつて、入側
高さｈのバラツキに拘わらず、略一定の幅拡がり
で圧延できる圧延方式に関するものである。

このような小径ロールミルを用いた圧延機の構
成について説明すると、仕上げ圧延ラインに１台
の斯様な小径ロールミルを導入し、その前後のミ
ルを無張力制御することは前述の通りである。又
このような小径ロールミルの前スタンドは高剛性
ミルとなし、該高剛性ミルの出側の高さ寸法変動
を押える。更にこの高剛性ミル出側の製品天地方
向を90゜変動し、その天地が次の小径ミルの入側
幅方向となるようにする。この小径ロールミルに
よる圧延は高さ寸法のバラツキに拘わらず、幅拡
がりが一定となることから寸法精度の高い圧延結
果が得られる。

本発明によるものの具体的な実施例について説
明すると以下の通りである。

前記した第３図のように２０スタンドから成る
ミル群で最終製品サイズφ19mmの棒鋼を得るに当
り、そのNo.19スタンド（15×36.1オーバルカリバ
ー、ロール径330mm、ロール径／カリバー高さの
比２２）を同じカリバー形状でロール径120mm、
ロール径／カリバー高さの比８の小径ロールミル
に変えて圧延をなした。即ちこのときの小径ロー
ルミルは１カリバーロールとし、加えてバツクア
ツプロールを備えることによつてミル剛性をもた
せ、又ワークロールが小径であるためバツクアツ
プロール駆動としたものである。

このようにして圧延した結果は、ロール径／カ
リバー高さの比２２の従来のものにおいては±
0.18mmの幅拡り量偏差であつたものが、上記のよ
うにロール径／カリバー高さの比８の小径ロール
を用いることによつて±0.09mm程度に減少するこ
とができた。

なおこのような本発明についてこの実施例以外
の実施形態について説明すると、次のようなもの
がある。

導入する小径ロールミルは複数基でもよい。
即ち複数基の小径ロールミルを用いることによ
りその効果がより向上することは明かである。

本発明によるものは従来の2Hi連続圧延機の
適宜の位置に導入することによつて効果を得し
めるが、大圧下圧延方法（３ロールプラネタリ
ー、鍛造方式ミル、カリバーフリ圧延法など）
を組合わせることによりコンパクトな大圧下高
精度圧延方法としても実施することができる 又ここでいう小径ロールミル前後の高剛性ミ
ルとは単に機械的な剛性の高さのみでなく、
AGC制御などによりロール間隙が圧延荷重に
よらず一定にできるものを含む。即ち小径ロー
ルミルの前後ミルとしてAGC機能を有するミ
ルを用いロール間隙を一定化するように制御す
ることも本発明に含まれる。

上記したような方式による圧延機としてはロ
ール強度が許される範囲であれば4hiである必
要はなく、2hiでよいし、スピンドル、軸受の
取付けが可能であればバツクアツプロール駆動
である必要はない。

以上説明したような本発明によればこの種棒鋼
の圧延に当つて寸法精度の高い製品を的確に得る
ことができ、しかも実質的には従来ミルの一部を
置換する程度で該目的を適切に達成し得るもので
あるから工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は棒鋼製品を得るためのロールカリバ
ーと製品寸法関係についての説明図、第２図は圧
延前材料高さＨと圧延後材料幅ｂとの圧延変形特
性関係を示した図表、第３図は一般的な圧延ミル
群の配列関係を示した説明図、第４図は丸→オー
バルの場合についての圧延前高さHoと幅拡がり
の関係を示した図表、第５図はオーバル→丸の場
合についての圧延前高さHoと幅拡がりの関係を
示した図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 連続圧延機群により棒鋼を圧延製造するライ
   ンの仕上圧延機群にロール径／カリバー高さの比
   が10以下のカリバーを有するワークロールを備え
   た圧延機を少なくとも１機設け、該圧延機とその
   前段圧延機又は前段および後段圧延機間を無張力
   で圧延することを特徴とする棒鋼の精密圧延法。