JPH036841B2 - - 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。

棒素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。又材料に螺施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。

（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８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。図中
の逃し部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
リー面部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１
mm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） 本発明は従来法の２ロール圧延法の係る問題に
鑑み、４ロール圧延法をサイジング圧延法として
採用した。４ロール圧延法は、例えば特開昭50−
140354号公報又は特開昭58−3703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、４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図に示すように、ロ
ール角度が45゜異なる同図と、同図Ｂの２台の４
ロール圧延機を通して、サイジングするものであ
る。

本発明の構成は、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、８本のロール１のカ
リバー７を、素材の円に対し、同一ないし120％
の直径の円弧と適当な逃し部３を配した形状と
し、ロールの圧下を任意に選択することにより、
素材を素材直径ないし、素材直径の80％の広範囲
で、サイジング可能とするものである。第１図Ｂ
図中の点線図形は、同図Ａの４ロールで整形した
圧延材８である。

一般的な４ロール圧延の最終３パスのロール孔
型配列は、角−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
形された円形素材で、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
80％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が、最終パス以外が角
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。ちなみに角孔型
の場合、１パス当りの最大減面率は、理論的には
50％であるのに対し、基本孔型形状で15％程度で
ある。

又最終２パスの８本のロールに設けた円弧の直
径は、全て素材の円の直径に対し、同一ないし
120％の直径であるのも特徴である。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、120％までは、本発明の意図す
るサイジングは可能である。

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４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、４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図は、ロールの圧下操作
による真円度低下が、極めて小さい性質を２ロー
ル圧延法との比較で表わしたものである。

ロールの圧下により、成品鋼で偏径差が最大と
なるのは前述のとおり、カリバー底７と逃し部３
の間である。第２図のＣ図は、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
67.5゜前後である４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、
10mm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、４ロール圧
延法では0.8mmと極めて下さい。

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。４ロ
ール圧延法は、２ロール圧延法に比べて幅広がり
が小さく、又比ロール径による影響も小さい良い
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90゜
のうち、内部45゜（図中のｂ）を真円形成部、両端
22.5゜（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゜（図様のｃ）とし、逃し角度４
を67.5゜とした基本孔型の場合を示す。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％、−8.2％で、最大偏径差は0.6％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、同一サイジング範囲で最大偏径差
は、JIS許容限界の2.1％となり、120％が使用ロ
ール径の限界である。なお、第５図及び以下に説
明する第６図、第７図の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６図はサイジング可能範囲を大きくするため
逃し量を105゜（図中のＤ）とし、他は第５図と同
一条件の場合で、この時のサイジング可能範囲
は、計算値でロール真円径の＋０％、−17.4％で、
最大偏径差は1.3％である。

逃し量が大きい程孔型形状が不自然となり、シ
ワ疵等の品質面での必配が生じるが、疵発生のな
い範囲で、できるだけ大きな値が望ましく、ロー
ル真円径の−20％までのサイジングは可能であ
る。

サイジング可能範囲を大きくする方法として、
第７図に示すように、１パス目のロール孔型の真
円形成部の角度を小さくし（第７図では30゜、図
中のＥ）、両端の逃し部の角度を大きくする（第
７図では各30゜、図中のＦ）ことも可能である。

但しこの場合、２パス目のロールでは、逆に真
円形成部の角度は大きく（第７図は60゜）、両端の
逃し角度は小さくなり（第７図は15゜）、最大偏差
は第５図の場合に比べ、大きくなる欠点を有す
る。この様なことを考慮すると、サイジングの最
大量はロール真円径の−20％、即ち、素材直径な
いし素材直径の80％の範囲内でサイジングするこ
とが望ましい。

（発明の効果） 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
４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。

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。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本発明の４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４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４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図は幅広がり
特性の２ロール圧延法と４ロール圧延法の比較図
表、第５図、第６図及び第７図は、本発明による
サイジング可能範囲の説明図、第８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：正方型４ロールで整形
した圧延材、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 ４本のロールを、該ロール軸線延長が同一垂
   直面内で直交して、正方形を成す如く配置させた
   ４ロール圧延機と、ダイヤ型を成す如く配置させ
   た４ロール圧延機の２台による圧延方法に於い
   て、素材を円形、８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120％の直径の
   円弧と適当な逃しを配した形状とし、ロールの圧
   下を任意に選択して、素材を素材直径ないし素材
   直径の80％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。