JPH0350601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は棒線材のサイジング圧延方法に関する
ものである。

（従来の技術） 板圧延のサイズ替は、ロールの圧下を変更する
ことにより容易に実施できるのに対し、棒線圧延
のサイズ替は、その都度専用ロールにロール変更
することが必要である。そのためサイズ替による
圧延停止は作業時間全体の10％以上にも達し、停
止要因の約半分以上を占めているのが実情であ
る。

これによる問題は、従来は加熱炉燃料、電力等
のコストアツプ程度のものであつたが、最近圧延
素材の直送圧延や、ホツトチヤージ圧延が実施さ
れるに至り、上工程を停止させるという重大なも
のとなつてきた。

棒線材のサイジング圧延方法の従来技術として
知られるものに、PCRMによる圧延が挙げられ
る。これは３個のスキユーロールの空間で、材料
に斜め方向の回転を加えながら圧延する方法であ
り、材料に回転が生じるので連続圧延としては不
向きである。又材料に螺旋状疵が発生する問題も
あり、丸ビレツト圧延用として適用されている例
があるにすぎない。

又類似技術としてフラツトロール圧延がある
が、最終数スタンドは従来法どおりのカリバー圧
延であり、サイズ系列変更の場合、粗、中間スタ
ンドのロール組替が解消されるので時間短縮の効
果はあるものの、最も頻度の多い最終２〜４スタ
ンドのロール組替のケースには何ら効果を発揮し
ない。以上のように棒線圧延に於ては、実用に耐
えうるサイジング圧延方法がなく、その実現が待
たれていた。

さらに、本発明者は特願昭61−40323号（特公
平３−6841号）で４ロール法による棒線材のサイ
ジング圧延方法を開示している。

（発明が解決しようとする問題点） 棒線圧延で、現状ほぼ100％採用されている圧
延方法は、カリバーを形成する２本のロールで材
料を圧延する方法で、一般には10数台の圧延スタ
ンドで、材料を90°交互に圧延することにより延
伸を行い、最終円形状を得るものである（この圧
延方法を以下２ロール圧延法と呼ぶ）。

第６図は２ロール圧延法の説明図で、最終ロー
ルに用いられるラウンド孔型を表わし、ロール１
への入側材料は縦長のオーバル形状である。逃し
部３からカリバー底７に沿つては、目的とする成
品直径を得るための真円が形成され、理想的には
この部分丁度に、オーバルが圧延され充満し、逃
し部３から２本のロールの隙間に沿つたフリー面
５は、材料自体の幅広がりによつて、真円に近い
形状が得られることを期待するものである。

今、２ロール圧延法によるサイジングを考えた
場合、真円を形成するロール隙の状態から、ロー
ル隙を１mm縮めた場合、カリバー底７では直径が
１mm減少するのに対し、逃し部３では、逃し角度
４を15°とすれば、直径は0.27mmしか減少せず、
この間の偏径差は0.73mmとなる。フリー面５の部
分の直径は、入側オーバルの短径を操作すること
により調整可能なので、この0.73mmの偏径差が、
成品全周での最大値となる。

今寸法公差をJISの±1.5％、偏径差を2.1％と
した場合の２ロール圧延法によるサイジング可能
範囲の計算値は、逃し角度15°でロール真円径の
＋2.3％、−2.2％と極めて小さく、実用には耐え
られない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、３本のロールの軸線延長が垂直面内
で形成する正三角形の傾きを60°違えて配置させ
た２台の３ロール圧延機による圧延方法に於い
て、素材を円形、６本のロールのカリバーを素材
の円の直径に対し同一ないし110％の直径の円弧
と適当な逃しとを配した形状とし、ロールの圧下
を選択して素材を素材直径ないし素材直径の85％
の範囲内でサイジングすることを特徴とする棒線
材のサイジング圧延方法である。

（作用） 本発明は従来法の２ロール圧延法のかかる問題
に鑑み、３ロール圧延法をサイジング圧延法とし
て採用した。３ロール圧延法は例えば特開昭59−
39401号公報で開示されている通り、精密圧延や、
高減面圧延を目的とすることは周知であるが、本
発明では、３ロール圧延法の幅広がりが小さいと
いう圧延特性に加え、逃し角度が大きいためロー
ルの圧下操作による真円度低下が極めて小さいと
いう性質に着目した。

本発明は円形素材を、第１に示すように、ロー
ル角度が60°異なる同図Ａと同図Ｂの２台の３ロ
ール圧延機を通してサイジングする。

本発明は、素材を第１図Ａ図中の一点鎖線円で
示す円形素材６とし、６本のロール１のカリバー
７を、素材の円の直径に対し、同一ないし110％
の直径の円弧と適当な逃し部３を配した形状と
し、ロールの圧下を選択することにより、素材を
素材直径ないし素材直径の85％の広範囲でサイジ
ングするものである。第１図Ｂの点線図形は、同
図Ａの３ロールで整形した圧延材８である。

一般的な３ロール圧延の最終３パスのロール孔
型配列は六角−六角−丸であるのに対し、本発明
では丸−丸−丸であり、これは本発明の特徴であ
る。これは最終パスから２パス前の丸によつて成
形されさ円形素材を、その後の２パスの丸孔型に
よつて円形素材そのままから、円形素材の直径の
85％までの範囲のいずれの円形成品にもサイジン
グするために適した孔型配列である。

一般的なロール孔型配列で最終パス以外が六角
となつているのは、大きな減面率をとることがで
きるのと、ロールへの噛込み性が良く、材料の捻
れに対しても有利なためである。ちなみに六角孔
型の場合は、１パス当りの最大減面率は25％程度
であるのに対し、丸孔型の場合基本孔型形状では
14％程度である。

又最終２パスの６本のロールに設けた円弧の直
径を、全て素材の円の直径に対し同一ないし110
％間の直径とするのも特徴である。これはサイジ
ングによる偏径差発生を最も小さくし、サイジン
グ可能範囲を大きくとるためには、素材の円と同
一直径であることが最良であるが、ロールの共用
を考えた場合、110％までは本発明の意図するサ
イジングは可能であることによる。

特に素材の円より小さな直径にすることは、偏
径差の問題の外に、折込み疵発生の可能性があり
好ましくない。なお、一貫圧延ラインに於ける圧
延ロールは、本発明の最終２パス以外は必ずしも
３ロール圧延法に限定していない。

さて本発明のサイジング方法の根拠は、ロール
圧下による真円度低下が小さい点と、３ロール１
パス目で圧延して整形した部分が２パス目の圧延
でほとんど幅変化しない点にあり、以下この２点
について詳細に説明する。

第２図のＡ，Ｂ及びＣは、ロールの圧下操作に
よる真円度低下が極めて小さいことを２ロール圧
延法との比較で表わしたものである。

ロールの圧下により成品で偏径差が最大となる
のは、前述のとおりカバー底７と逃し部３の間で
ある。第２図Ｃは、ロールを１mm圧下した場合の
最大偏径差を、ロールの逃し角度４との関係で示
した。最大偏径差は逃し角度４の減少と共に急激
に増加するので、逃し角度４が60°前後である３
ロール圧延法は、15°前後である２ロール圧延法
に比べ、極めて良い性質を示すことがわかる。

第３図は80φ基円の孔型を有するロールを圧下
した場合の天地径１１と、逃し部の寸法である肩
径１２の変化を示すものである。天地径１１と肩
径１２の差が前述のとおり最大偏径差となり、10
mmのロール圧下により、最大偏径差は２ロール圧
延法では7.3mm発生するのに対し、３ロール圧延
法では1.3mmと極めて小さい。

次に第４図は、幅広がりが小さい性質を２ロー
ル圧延法との比較で表わしたものである。第４図
Ｂの３ロール圧延法は、第４図Ａの２ロール圧延
法に比べて幅広がりが小さい良い性質を有するこ
とがわかる。

次に本発明による場合のサイジング可能範囲に
ついて説明する。

第５図は、ロールカリバーが素材の円と同一直
径で、１ロール当りの成品断面の受持ち角度120°
のうち、内部60°（図中のｂ）を真円形成部、両端
30°（図中のａ）を逃し部とし、逃し量を真円から
の接線となる90°（図中のｃ）とし、逃し角度４を
60°として孔型の例を示す。この場合のサイジン
グ可能範囲は、計算値でロール真円径の＋０％、
−1.5％で、最大偏径差は丁度JIS許容限界の2.1
％である。ロールカリバーの直径が素材の円の
120％の直径とした場合は、最大偏径差の許容限
界がJIS＝2.1％の条件でサイジング可能範囲は＋
０％、−2.1％、110％とした場合は＋０％、−5.3
％となり、110％を超えるロールではサイジング
範囲はかなり狭い値となる。なお、図中の一点鎖
線円は円形素材６を、又点線は圧下前のカリバー
位置９を示す。

第５図に示した最も基本的な孔型において最大
偏径差がJIS許容限界の2.1％となるので、サイジ
ング可能範囲を大きくするため逃し角度４を大き
くしても結果的には偏径差の許容限界から無意味
である。

（実施例） 22−120φの成品を圧延する工場の例で、従来
の２ロール圧延法では約100回の仕上げ２スタン
ドのロール組替えを実施していたが、本発明の３
ロール圧延法では９回で済み、本発明の効果の及
ばないサイズ系列変更時の粗、中間スタンドのロ
ール組替えや、特殊サイズのロール組替等、全て
の組替時間をプールしたトータルの組替時間は、
従来の約４分の１に減少した。

（発明の効果） これは単に作業率の向上によるコストメリツト
にとどまらず、直送圧延や、ホツトチヤージ圧延
を成立させるための不可欠の技術として、その効
果は非常に大きい。

また、前記特願昭61−40323号（特公平３−
6841号）に係る４ロール法に比較し、本発明の３
ロール法は精度的に若干劣るものの設備的に安価
であり、又設備のメンテナンスに対しても容易で
ある等、利点が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明の３ロール圧延方法の説
明図、第２図Ａ，Ｂはロール圧下による真円度低
下の２ロール圧延法と３ロール圧延法の比較説明
図、第２図Ｃは最大偏径差と逃し角との関係図、
第３図Ａ，Ｂは80φ基円のロールを圧下した場合
の天地径と肩径変化の２ロール圧延法と３ロール
圧延法の比較説明図、第３図Ｃは圧下による肩径
と天地径との変化を表わす図、第４図Ａ，Ｂは幅
広がり特性の２ロール圧延法と３ロール圧延法の
比較図、第５図は本発明によるサイジング可能範
囲の説明図、第６図は従来の２ロール圧延法の説
明図である。 １：ロール、２：圧延材、３：逃し部、４：逃
し角度、５：フリー面、６：円形素材、７：カリ
バー又はカリバー底、８：圧延材、９：圧下前の
カリバー位置、１１：天地径、１２：肩径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３本のロールの軸線延長が垂直面内で形成す
   る正三角形の傾きを60°違えて配置させた２台の
   ３ロール圧延機による圧延方法に於いて、素材を
   円形、６本のロールのカリバーを素材の円の直径
   に対し同一ないし110％の直径の円弧と適当な逃
   しとを配した形状とし、ロールの圧下を選択して
   素材を素材直径ないし素材直径の85％の範囲内で
   サイジングすることを特徴とする棒線材のサイジ
   ング圧延方法。