JPH04322801A - 棒線材のサイジング圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は棒線材の製品フリーサイ
ズ造り分け圧延に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、２ロール法、３ロール法はあるが
、基本的には製品径に合わせてロール組替で対応してい
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記圧延法でいくつか
のフリーサイズ圧延法が提案されているが、特願昭６３
−４３７０２号と特願昭６１−４０３２３号の方法を除
けばフリーサイズ範囲は狭い。 【０００４】特願昭６３−４３７０２号と特願昭６１−
４０３２３号の方法のカリバー形状は曲線と直線を組み
合わせた形状であるため、特殊なロール旋削装置が必要
である。 【０００５】本発明は、フリーサイズ範囲が広く、単一
曲線のカリバー形状にて成形精度のよいサイジング圧延
方法、さらに、１つのロールのサイジング範囲を広くと
ることでロール組替え頻度を少なくすることが可能な圧
延方法を提供する。 【０００６】なお、成形精度の定義は、一般にそれぞれ
の径で成形断面の最大径及び最小径と狙い径の差の狙い
径に対する割合で示す精度と、偏径差と称する同一成形
断面の最大径と最小径の差で示す精度がある。ＪＩＳで
は、径１６ｍｍ未満において許容差は±０．４ｍｍ、径
１６ｍｍ以上２８ｍｍ未満では許容差±０．５ｍｍ、２
８ｍｍ以上では許容差は径の±１．８％、偏径差はすべ
ての径に対して同一断面において径の全許容差に対して
７０％以下と規定している。ここでは、同一断面内での
精度について展開するので、偏径差で規定されている精
度を基準とする。また、実操業においては設備、操業の
バラツキが考えられるので、限界精度を±１．０％とす
る。これは、１．８（許容差）×０．７（偏径差）×０
．８（設備、操業バラツキ）に相当する。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、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°違えて配置した２台の３ロール圧延機による圧
延において、圧延１パス目のカリバー円弧半径を素材の
円形の半径または円形に近い長円形の長径と短径の平均
半径に対し１２０％ないし６００％、圧延２パス目のカ
リバー半径を前述定義の素材半径と同一ないし１１０％
の範囲とし、ロールの圧下を１パス目圧延機、２パス目
圧延機それぞれ独立に操作して素材直径ないし素材直径
の最大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。 【０００８】 【作用】一般に、圧延による圧下量は　　数１　　によ
って決定される。 【０００９】 【数１】圧下量＝設定ロール開度−設備ミルスプリング
−被圧延材弾性復元 【００１０】設定ロール開度は非圧延時におけるロール
の隙、設備ミルスプリングは圧延状態において発生する
圧延反力によってロール、圧延機スタンド等が弾性的に
変形しその結果としてロール開度が広げる量、被圧延材
弾性復元は圧延機を抜けた後、弾性によって被圧延材の
厚みが増す量を示す。 【００１１】実際の操業においては所定の圧下量を得る
ため、設備ミルスプリングと被圧延材の弾性復元を見越
したロール開度に設定する必要がある。 【００１２】以後、前述の定義の圧下量（以後実質圧下
量と規定）にて説明する。 【００１３】本発明は、連続した２機のそれぞれに単一
曲線の円弧カリバーをもつ３ロール圧延機を用いる寸法
精度のよい圧延方法である。 【００１４】図１は１パス目、２パス目のロール配置を
示す図である。それぞれのパスにおけるロールは、ロー
ル圧下軸が平面上で１２０°位相を違え、かつ圧延機中
心で交わる位置に配置する。１パス目と２パス目のロー
ルはそれぞれのロール軸線延長が垂直面内に形成する正
三角形の傾きを６０°違えて配置する。１は１パス目の
ロール、２は２パス目のロール、３は被圧延材を示す。 【００１５】図２は１パス目の圧延方法を示す図である
。各ロールは圧下方向に移動するため、相隣合うロール
との間に必ず開放部が存在する。１パス目と２パス目の
ロール配置は６０°位相が違っているため、１パス目で
圧下されない部分は必ず２パス目で圧下される。１パス
目はＯ１１、Ｏ１２、Ｏ１３を中心にもつ円弧で囲まれ
たカリバー６により造形が行われる。ここで、Ｏ１１、
Ｏ１２、Ｏ１３は素材中心Ｏから圧下方向にｅ１　＋ｒ
１　偏芯した位置である（ｅ１　：１パス目のカリバー
半径−素材半径、ｒ１　：実質圧下量）。素材は必ずし
も真円である必要はなく、素材の長径がロール開放部を
避けた位置で圧延する長円形であればよい。この場合、
素材の長径と短径の平均半径を素材半径とする。１パス
の造形上のポイントは隙間ａの存在で、隙間ａがなけれ
ば前述した設備構造上ロール開放部と重なり、噛出しが
発生し、２パス目で圧下した際に折れ込みキズとなるの
で、必ず考慮する必要がある。隙間ａを存在させる条件
は後述する。なお図中４は素材、５はサイジング狙いを
示す。 【００１６】図３は２パス目の圧延方法を示す図である
。２パス目は上記Ｏ２１、Ｏ２２、Ｏ２３を中心にもつ
円弧で囲まれたカリバー７により造形が行われる。ここ
で、Ｏ２１、Ｏ２２、Ｏ２３は素材中心Ｏから圧下方向
にｅ２　＋ｒ２　偏芯した位置である（ｅ２　：２パス
目のカリバー半径−素材半径、ｒ２　：実質圧下量）。 前述したとおり、２パス目は１パス目で成形されない部
分を成形する。造形上のポイントは開放部ｂの存在で、
開放部ｂがなければ前述した設備構造上噛出しが発生し
、最終工程であれば突起となり、また中間工程であれば
後工程で圧延した際に折れ込みキズとなるので、考慮す
る必要がある。開放部ｂを存在させるための条件は後述
する。８は１パス目造形形状を示す。 【００１７】図４は１パス目の噛出し限界を説明する図
である。Ｏ１２、Ｏ１３は１２０°位相ずれとなってい
るため、Ｏ１１を中心としたカリバー円弧により検討す
れば十分である。 【００１８】図４のように各点を決める。Ａはカリバー
円弧上にあり、Ｏ１１Ｏから１２０°なす直線上の点と
する。ＢはＯＡと素材想像円との交点、ＣはＯ１１を中
心とするカリバー円弧と素材想像円の交点とする。ＡＢ
をＳＲ１　、弧ＢＣをＳＬ１　、∠ＯＯ１１Ａ＝α１　
、∠ＯＡＯ１１＝γ１　、∠ＣＯＡ＝β１　と置く。Ｓ
Ｒ１　、ＳＬ１　によって噛出し限界を判定する。噛出
し限界は　　数２　　で表される。 【００１９】 【数２】最大実質圧下量で　　ＳＲ１　＞０、ＳＲ１　
＞０【００２０】まず、ＳＲ１　を計算可能な式に置き
換える。ＳＲ１は　　数３　　の形で表される。 【００２１】 【数３】ＳＲ１　＝ＯＡ−ＯＢ　　　　…（１）【００
２２】正弦定理より　　数４　　となる。 【００２３】 【数４】 　　　　Ｏ１１Ｏ／ｓｉｎγ１　＝ＯＡ／ｓｉｎα１　
＝Ｏ１１Ａ／ｓｉｎ（２／３π）【００２４】故に　　
数５　　となる。 【００２５】 【数５】 ｓｉｎγ１　＝Ｏ１１Ｏ／Ｏ１１Ａ・ｓｉｎ（２／３π
）【００２６】Ｏ１１Ｏはｒ１　＋ｅ１　、Ｏ１１Ａは
カリバー半径と既知であるから、γ１　は一義的に決ま
る。α１　＝１／３π−γ１　であるから、　　数６　
　となる。 【００２７】 【数６】 　　　　ＯＡ＝Ｏ１１Ａ／ｓｉｎ（２／３π）・ｓｉｎ
（１／３π−γ１　）…（２）【００２８】また、　　
数７　　であるから、ＳＲ１　は計算可能である。 【００２９】 【数７】ＯＢ＝Ｄ／２（Ｄ：素材直径）　　…（３）【
００３０】次に、ＳＬ１　を計算可能な式に置き換える
。ＳＬ１はＳＬ１　＝ＯＣ・β１　の形で表される。 【００３１】第２余弦定理より　　数８　　となる。 【００３２】 【数８】 　　　　ｃｏｓ（β１　＋２／３π） 　　＝（ＯＣ２　＋ＯＯ１１２　−Ｏ１１Ｃ２　）／２
／ＯＣ／ＯＯ１１　　【００３３】ＯＣはＤ／２、ＯＯ
１１はｒ１　＋ｅ１　、Ｏ１１Ｃはカリバー半径と既知
であるから、ＳＬ１　は計算可能である。 【００３４】図５は２パス目の噛出し限界を説明する図
である。１パス後の形状とＯＯ１１の交点をＦ、Ｏ２２
を中心とする２パス目のカリバー円弧とＯＯ１１の交点
をＥとし、１パス後の形状とＯ２２を中心とする２パス
目のカリバーの交点をＧとする。また、ＥＦ＝ＳＲ２　
、弧ＦＧ＝ＳＬ２　、∠ＯＯ２２Ｅ＝α２　、∠Ｏ２２
ＥＯ＝γ２　、∠ＯＯ１１Ｇ＝δ２　、∠ＯＯ１１Ｅ＝
ζ２　と置く。ＳＲ２　、ＳＬ２によって噛出し限界を
判定する。噛出し判定は　　数９　　で表される。 【００３５】 【数９】最大実質圧下量で　　ＳＲ２　＞０、ＳＬ２　
＞０【００３６】まず、ＳＲ２　を計算可能な式に置き
換える。ＳＲ２は　　数１０　　の形で表される。 【００３７】 【数１０】ＳＲ２　＝ＯＥ−ＯＦ　　…（４）【００３
８】正弦定理より　　数１１　　となる。 【００３９】 【数１１】 　　　　ＯＯ２２／ｓｉｎγ２　＝ＯＥ／ｓｉｎα２　
＝ＥＯ２２／ｓｉｎ（２／３π）【００４０】故に、　
　数１２　　となる。 【００４１】 【数１２】 ｓｉｎγ２　＝ＯＯ２２／ＥＯ２２・ｓｉｎ（２／３π
）【００４２】ＯＯ２２はｒ２　＋ｅ２　、ＥＯ２２は
２パス目カリバーのカリバー半径と既知であるから、γ
２　は一義的に決まる。α２　＝１／３π−γ２　であ
るから、　　数１３　　となる。 【００４３】 【数１３】 　　　　ＯＥ＝ＥＯ２２／ｓｉｎ（２／３π）・ｓｉｎ
（１／３π−γ２　）…（５）【００４４】また、　　
数１４　　であるから、ＳＲ２　は計算可能である。 【００４５】 【数１４】ＯＦ＝ｋｒ１　　　　　…（６）【００４６
】次に、ＳＬ２　を計算可能な式に置き換える。ＳＬ２
は　　数１５　　の形で表される。 【００４７】 【数１５】ＳＬ２　＝Ｏ１１Ｇ・δ２　【００４８】第
２余弦定理より　　数１６〜１８となる。 【００４９】 【数１６】 　　　　Ｏ１１Ｏ２２２　 　　＝ＯＯ１１２　＋ＯＯ２２２　−２・ＯＯ１１・Ｏ
Ｏ２２・ｃｏｓ（１／３π）【００５０】 【数１７】 　　　　ｃｏｓζ２　＝（ＯＯ１１２　＋Ｏ１１Ｏ２２
２　−ＯＯ２２２　）／２／ＯＯ１１／Ｏ１１Ｏ２２【
００５１】 【数１８】 　　　　ｃｏｓ（δ２　＋ζ２　） 　　＝（Ｏ１１Ｇ２　＋Ｏ１１Ｏ２２２　−ＧＯ２２２
　）／２／Ｏ１１Ｇ／Ｏ１１Ｏ２２【００５２】ＯＯ１
１はｒ１　＋ｅ１　、ＯＯ２２はｒ２　＋ｅ２　と既知
であるから、Ｏ１１Ｏ２２が決まる。これにより、ζ２
　とδ２　＋ζ２　が決まるので、δ２　が求められる
。Ｏ１１Ｇは１パス目のカリバー半径であるので、ＳＬ
２　は計算可能である。 【００５３】図６〜図８は任意点における成形後の材料
径の求め方を説明するための図である。 【００５４】図６は１、２パス圧延成形後の形状を示し
たものである。成形後の形状は１パス目で成形されるＯ
１１、Ｏ１２、Ｏ１３を中心とする半径ｒ１　＋ｅ１　
の円と２パス目で成形されるＯ２１、Ｏ２２、Ｏ２３を
中心とする半径ｒ２　＋ｅ２　の円で囲まれた形状とな
る。１パス目と２パス目の圧下方向は素材中心に対して
６０°の位相違いがあるため、成形形状は幾何学的には
、それぞれ直線Ｏ１１Ｏ２１、直線Ｏ１２Ｏ２２、直線
Ｏ１３Ｏ２３に関して対称となる。 成形後の形状上の任意の１点Ｋ１　を与え、Ｋ１　より
素材中心を通る直線と成形後の形状と交わる他の点をＫ
２　とする。外径Ｋ１　Ｋ２　とサイジング狙い径によ
って精度を検証できる。 【００５５】図７は成形後の任意点と素材中心までの距
離の求め方について示す図である。前述した任意の位置
Ｋ１　についてＯＫ１　の大きさを求める。ここではＫ
１　は図示のＯ１１を中心とした円弧上にあるものと仮
定する。 カリバー中心のＯ１１と素材中心Ｏの延長線上にＹ１　
をとり、ＯＹ１　と任意の点Ｋ１　との間でなす角∠Ｙ
１　ＯＫ１　をθと置く。いままで述べてきた通り、Ｏ
Ｏ１１＝ｒ１　＋ｅ１　（ｒ１　：実質圧下量、ｅ１　
：１パス目のカリバー半径−素材半径）、Ｏ１１Ｋ１　
＝ｋＲ１　（ｋＲ１　：１パス目カリバー半径）を示す
。正弦定理より、　　数１９　　となる。 【００５６】 【数１９】 　　　　Ｏ１１Ｋ１　／ｓｉｎ（π−θ）＝ＯＯ１１／
ｓｉｎ（∠ＯＫ１　Ｏ１１）【００５７】故に　　数２
０　　となる。 【００５８】 【数２０】 　　　　ｓｉｎ（∠ＯＫ１　Ｏ１１）＝ＯＯ１１／Ｏ１
１Ｋ１　・ｓｉｎ（π−θ）　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　＝（ｒ１　＋ｅ１　）／
ｋｒ１　・ｓｉｎθ【００５９】よって、∠ＯＫ１　Ｏ
１１はθの関数として表される。 【００６０】また、　　数２１　　である。故に　　数
２２　　となる。 【００６１】 【数２１】 　　　　ＯＫ１　／ｓｉｎ（∠ＯＯ１１Ｋ１　）＝Ｏ１
１Ｋ１　／ｓｉｎ（π−θ）【００６２】 【数２２】 　　　　ＯＫ１　＝Ｏ１１Ｋ１　・ｓｉｎ（∠ＯＯ１１
Ｋ１　）／ｓｉｎ（π−θ）　　　　　　　　　　＝ｋ
ｒ１　・ｓｉｎ（θ−∠ＯＫ１　Ｏ１１）／ｓｉｎθ【
００６３】∠ＯＫ１　Ｏ１１はθの関数であるから、Ｏ
Ｋ１　はθによって決まる。 【００６４】ＯＫ２　も直線ＯＫ２　のカリバー中心と
素材中心とのなす角が定義できれば、同様の方法で求め
られる。 【００６５】図８は任意的における直径とみなせるＫ１
　Ｋ２　の求め方について説明する。前述した通り、Ｋ
１　Ｋ２　＝ＯＫ１　＋ＯＫ２　で表される。ＯＫ１　
、ＯＫ２　を成形後の位置関係で説明すると図の通りと
なる。素材中心Ｏを通り、１パス目のカリバー中心Ｏ１
１と２パス目のカリバー中心Ｏ２１を図のようにＹ１　
、Ｙ１　’とし、Ｙ１　Ｙ１　’を素材中心廻りに６０
°回転させた直線をＹ２　Ｙ２　’とする。Ｏ１１をＯ
廻りに−１２０°回転させた点はＯ１２、Ｏ２１をＯ廻
りに−１２０°回転させた点はＯ２２となり、直線Ｙ２
　Ｙ２　’に乗る。成形後の形状は、直線Ｙ１　Ｙ１　
’及び直線Ｙ２　Ｙ２　’に関して対称となるので図の
ように直線Ｙ１　Ｙ１　’、直線Ｙ２　Ｙ２　’に挟ま
れる領域を考慮すれば、全体を考慮したことになる。Ｙ
１　ＯＹ２　に挟まれる平面上で成形後の形状はＯ１１
を中心とし半径ｋｒ１　の円弧とＯ２２を中心とし半径
ｋｒ２　（２パス目のカリバー半径）の円弧のうち、中
心から近い円弧となる。２つの円弧の交点をＺ１　とす
ると、図中Ｚ１　よりＯＹ１　側はＯ１１を中心とする
１パス目のカリバー形状が、また、Ｚ１　よりＯＹ２　
側はＯ２２を中心とする２パス目のカリバー形状が成形
後の形状となる。ここで、Ｋ１　のうち、１パス目のカ
リバー上の点をＫ１　、２パス目のカリバー上の点をＫ
１　’に置き直す。一方、Ｙ１　’ＯＹ２　’に挟まれ
る平面上についても、１パス目のカリバーと２パス目の
カリバーが作る円弧上の点となる。２つの円弧の交点を
Ｚ２　とすると、図中Ｚ２　よりＯＹ２　側はＯ２１を
中心とする半径ｋｒ２　の２パス目のカリバー形状が、
また、Ｚ２　よりＯＹ２　’側はＯ１２を中心とする半
径ｋｒ１　の１パス目のカリバー形状が成形後の形状と
なる。ここで、Ｋ２　のうち、２パス目のカリバー上の
点をＫ２　、１パス目のカリバー上の点をＫ２　’と置
き直す。 ∠Ｙ１　ＯＫ１　＝θ、∠Ｙ１　ＯＫ１　’＝θ’と置
くと、ＯＫ１　、ＯＫ１　’、ＯＫ２　、ＯＫ２　は以
下の通り　　数２３〜２６と表される。 【００６６】 【数２３】 　　　　ＯＫ１　＝ｋｒ１　・ｓｉｎ（θ−∠ＯＫ１　
Ｏ１１）／ｓｉｎθ　　　　　　（ここでｓｉｎ（∠Ｏ
Ｋ１　Ｏ１１）＝（ｒ１　＋ｅ１　）／ｋｒ１　・ｓｉ
ｎθ）【００６７】∠Ｙ２　ＯＫ１　’＝１／３π−θ
’であるから、　　数２４　　となる。 【００６８】 【数２４】 　　　　ＯＫ１　’ 　　＝ｋｒ２　・ｓｉｎ｛（１／３π−θ’）−∠ＯＫ
１　Ｏ２２｝／ｓｉｎ（１／３π　　　　−θ’） 　　　　　　（ここでｓｉｎ（∠ＯＫ１　Ｏ２２）＝（
ｒ２　＋ｅ２　）／ｋｒ２　・ｓｉｎ（１　　　　　　
　　／３π−θ’） 【００６９】∠Ｙ１　’ＯＫ２　＝θであるから、　　
数２５　　となる。 【００７０】 【数２５】 　　　　ＯＫ２　＝ｋｒ２　・ｓｉｎ（θ−∠ＯＫ２　
Ｏ２１）／ｓｉｎθ　　　　　　（ここでｓｉｎ（∠Ｏ
Ｋ２　Ｏ２１）＝（ｒ２　＋ｅ２　）／ｋｒ２　・ｓｉ
ｎθ）【００７１】∠Ｙ２　’ＯＫ２　’＝１／３π−
θ’であるから、　　数２６　　となる。 【００７２】 【数２６】 　　　　ＯＫ２　’ 　　＝ｋｒ１　・ｓｉｎ｛（１／３π−θ’）−ＯＫ２
　’Ｏ１２｝／ｓｉｎ（１／３π　　　　−θ’） 　　　　　　（ここでｓｉｎ（∠ＯＫ２　’Ｏ１２）＝
（ｒ１　＋ｅ１　）／ｋｒ１　・ｓｉｎ（　　　　　　
　　１／３π−θ’） 【００７３】図の仮定より０°≦θ≦θ’≦６０°であ
るから、前述した対称性より全周について説明できる。 【００７４】成形後の外径は任意点として与えたＫ１　
、Ｋ１　’に対して、ＯＫ１　＋ＯＫ２　とＯＫ１　＋
ＯＫ２　’の小となる値、ＯＫ１　’＋ＯＫ２　とＯＫ
１　’＋ＯＫ２　’の小となる値となる。 【００７５】以上の計算式を成形後の外径の限界精度を
決める要因を検証する式とする。 【００７６】なお、計算にあたっては、２パス目の実質
圧下量をパラメータにとって造形後の平均径がサイジン
グ径となるような収束計算を行うものとする。 【００７７】検討の条件としてサイジング量とカリバー
径範囲を与える必要がある。サイジング量として特願昭
６３−４３７０２号の最大サイジング量と同レベルの１
５％とし、径範囲は棒鋼製造の範囲を２０ｍｍから１０
０ｍｍとして、可能であれば、製造範囲に合わせて５倍
程度を目安として考える。また、精度限界は前述したと
おり、±１％とする。 【００７８】第１に、図４のＳＲ１　の条件より１パス
目の造形における必要条件を求める。すなわち、式（１
）、（２）、（３）より図９にて１パス目の噛出し限界
を求める。径圧下率１５％において、縦軸にＳＲ１　、
横軸にカリバー径比（１パス目カリバー半径／素材半径
）を取り、１パス目の半径換算実質圧下量をパラメータ
とする。できるだけカリバー径範囲を大きくとれる条件
を選定する観点から、図９より１パス目のカリバー径比
は１．２以上、実質圧下量が半径換算サイジングの８７
％以下がその条件とするのが妥当と考える。 【００７９】次に、図５のＳＲ２　の条件より２パス目
の造形における必要条件を求める。すなわち、式（４）
、（５）、（６）より図１０にて２パス目の噛出し限界
を求める。径圧下率０．５％において、縦軸にＳＲ２　
、横軸にカリバー径比（２パス目カリバー半径／素材半
径）を取る。１パス目の実質圧下量を前述の検討結果の
半径換算サイジング量の８７％にて検討する。図１０よ
り２パス目のカリバー径比は１．０以上が必要である。 【００８０】第３に、大圧下時の精度限界より造形上の
制約条件を求める。図１１は縦軸に精度、横軸に１パス
目の実質圧下量を取り、１パス目のカリバー径比１２０
％とその５倍である６００％の２水準でサイジング狙い
径に対する最大径及び最小径の偏差の割合を検討するた
めの図である。ここで、径圧下率は１５％、精度の計算
は前述の精度計算式で行った。図１１より、限界精度以
内が確保できる条件は、カリバー径比１２０％および６
００％の水準において、１パス目の実質圧下量が半径換
算サイジング量の７５％以上となる。 【００８１】第４に、軽圧下時の精度限界より造形上の
制約条件を求める。図１２及び図１３は縦軸に精度、横
軸に２パス目のカリバー径比（２パス目カリバー半径／
素材半径）を取り、径圧下率０．５％の時のサイジング
狙い径に対する最大径及び最小径の偏差の割合を検討す
るための図である。図１２は１パス目の半径換算実質圧
下量７５％、図１３は１パス目の半径換算実質圧下量８
７％、図１２、図１３とも１パス目のカリバー径比が１
２０％、６００％の２水準において、精度を検討したも
のである。両図より、２パス目のカリバー径比１２０％
以上で１パス目のカリバー径比６００％において、最小
径が限界精度を越えることがわかる。図１２、図１３よ
り２パス目のカリバー径比は１１０％以下が造形上の条
件となる。 【００８２】造形上の制約条件を整理すると以下のとお
りとなる。 【００８３】１パス目条件は、噛出し制約よりカリバー
径比１２０％以上かつ実質圧下率が半径換算サイジング
量の８７％以下、操業上の十分条件からカリバー径比６
００％以下、精度条件から実質圧下率は半径換算サイジ
ング量の７５％以上である。 【００８４】２パス目条件は、噛出し制約よりカリバー
径比１００％以上、１パス目の条件における精度条件か
らカリバー径比１１０％以下である。 【００８５】この条件において図１４の範囲内で噛出し
なく、精度限界に収まっているか確認する。図中■は２
パスカリバー径を素材径に固定して１パスの実質圧下率
と１パスロール径を変化させたケース、図中■は２パス
カリバー径を素材径の１１０％に固定して１パスの半径
換算実質圧下率と１パスロール径を変化させたケース、
図中■、■、■、■は１パスカリバー径と２パスカリバ
ー径を固定して１パス圧下率を変化させたケースで、そ
れぞれの１パスカリバー径の素材径に対する比、２パス
カリバー径の素材に対する比は■が１２０％、１００％
、■が１２０％、１１０％、■が６００％、１００％、
■が６００％、１１０％である。上記■から■のケース
で、径圧下率は１５％と０．５％とする。■について確
認した計算結果を表１、２に、■について確認した計算
結果を表３、４に、■から■について確認した計算結果
を表５、６に示す。表１〜６の結果と図９から図１３ま
で噛出し条件と精度条件を決定してきた手段から図１４
の矩形内の１、２パスの素材に対するカリバー径比と１
パスの実質圧下量が半径換算したサイジング量の７５％
から８７％の範囲で噛出しがなく、精度のよいサイジン
グ圧延が可能であるといえる。 【００８６】 【実施例】第１は、表１、２と表３、４よりわかるが、
軽圧下では素材径に対する２パスロールカリバー径比が
その精度を決定し、１パス目素材に対するカリバー径比
の影響はほとんどない。 【００８７】第２は、２パス目の半径換算実質圧下率は
、１、２パスの同一の素材に対するカリバー径比におい
ては１パス目の半径換算実質圧下率によって受ける影響
がきわめて小さい。 【００８８】第３は、精度に関して、高圧下時は半径換
算実質圧下率が大きいほうが、軽圧下時は半径換算実質
圧下率が小さいほうが精度がよい。 【００８９】実施例の条件を上記特性を考慮して実際の
操業パターンを以下のとおり与える。素材寸法の変動を
考慮して、素材半径に対する１パスロールのカリバー半
径比の最小を１３０％とし、同様に２パス目の素材半径
に対するカリバー半径比を１０１％、径圧下率０％から
７．５％の１パス目の実質圧下量を半径換算サイジング
量の８０％、７．５％から１５％のそれを８５％とする
。 【００９０】また、１パスロールを固定、２パスロール
のみ組替えを行うケースを想定して１パス目の素材半径
に対するロールカリバー半径比を２００％、４００％、
６００％の水準とする。他の条件は１パスのカリバー半
径比１３０％と同じとする。以上４水準に対する代表サ
イジング量を素材直径の０．５％、５％、１０％、１５
％とし、精度についてこの計算結果を図１５に示す。２
パス目の圧下量については図１６に示す。この結果は前
述の圧延特性について、さらに、第４の特性として２パ
ス目の圧下量及び成形精度は１パス目のカリバー半径の
与える影響は軽微であることを説明している。 【００９１】以降述べる実施例は４つの圧延特性を活用
したものである。 【００９２】実施例１は仕上げ圧延工程の最終段に１ブ
ロックの３ロール式圧延機群を用いる場合である。ブロ
ックとは２パス直列配置した３ロール式圧延機をいう。 【００９３】図１７は固定圧下量を持つ一連の圧延機列
の最終段に１ブロックの当該３ロール式圧延機を配置し
、最終段でフリーサイズのサイジング圧延を行う工程を
示したものである。操業上は当該３ロールブロックの１
パス目のロールカリバー径はロール肌あれ、摩耗の許す
範囲で固定し、サイジング径に応じて２パス目のカリバ
ー径を組替えれば十分である。 【００９４】実施例２は図１８に示す仕上げ圧延工程に
複数ブロック用いる場合である。実施例１では前段が固
定配置なので当該３ロール圧延機ブロックの入側径すな
わち素材径が決まり、サイジング径が素材径から離れれ
ば離れるほど精度が悪くなる傾向がある。したがって、
非常な精度を要求する圧延には向かない。これを解決す
る方法として、最終段の入り側を造り込む３ロール圧延
機ブロックを用いる。ロール組替え方法は実施例１と同
様、２パス目の組替えを行えば十分である。 【００９５】実施例１、２において前段工程を２ロール
式圧延機群としたが、円形断面を供給できる圧延機であ
ればよいので、２ロール式圧延機にこだわるものでない
。 【００９６】 【表１】 【００９７】 【表２】 【００９８】 【表３】 【００９９】 【表４】 【０１００】 【表５】 【０１０１】 【表６】 【０１０２】 【発明の効果】本方法は単一の円弧のカリバー形状のた
め、ロール研削が容易で、かつ、ブロック内の前段すな
わち１パス目のカリバー半径は入側径に対する使用範囲
が広いことから、後段すなわち２パス目のロールを組替
えるだけでフリーサイズ対応が可能である。１パス目の
ロールが計画休止間の寿命が確保できれば、従来２ロー
ル法のＨ、Ｖ両方のロール組替えと比べて、サイズ替え
時の作業量が約２分の１となるので、生産能率向上、作
業負荷の低減に効果が大きい。 【０１０３】本発明は、今後ますますフリーサイズ造り
分けの要求が高まっていくことに対応する技術の１つで
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロール配置を示す図である。

【図２】１パス目の圧延方法を示す図である。

【図３】２パス目の圧延方法を示す図である。

【図４】１パス目の噛み出し限界を示す図である。

【図５】２パス目の噛み出し限界を示す図である。

【図６】１、２パス圧延後の形状を示す図である。

【図７】成形後の任意点と素材中心までの距離を示す図
である。

【図８】任意点における外径を示す図である。

【図９】押し込み量を変化させたときの１パス目カリバ
ー径とＳＲ１　との関係を示す図である。

【図１０】２パス目カリバー径とＳＲ２　の関係を示す
図である。

【図１１】１パス目カリバー径を変化させたときの１パ
ス目半径換算実質圧下量と成形後の精度との関係を示す
図である。

【図１２】１パス目の半径換算実質圧下量をサイジング
量の７５％とし、１パス目カリバー径を変化させたとき
の２パス目カリバー径と成形後の精度との関係を示す図
である。

【図１３】１パス目の半径換算実質圧下量をサイジング
量の８７％とし、１パス目カリバー径を変化させたとき
の２パス目カリバー径と成形後の精度との関係を示す図
である。

【図１４】造形範囲を示す図である。

【図１５】１パス目カリバー径を変化させたときの径圧
下率と成形後の精度との関係を示す図である。

【図１６】１パス目カリバー径を変化させたときの径圧
下率と成形後の精度との関係を示す図である。

【図１７】仕上圧延最終工程に３ロールブロックを１基
配置した例を示す図である。

【図１８】図１７と同じ全体工程で仕上圧延最終工程に
３ロールブロックを複数基配置した例を示す図である。

【符号の説明】

１　　１パス目のロール ２　　２パス目のロール ３　　被圧延材 ４　　素材 ５　　サイジング狙い ６　　カリバー ７　　カリバー ８　　１パス目造形形状

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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°違えて配置した２台の
   ３ロール圧延機による圧延において、圧延１パス目のカ
   リバー円弧半径を素材の円形の半径または円形に近い長
   円形の長径と短径の平均半径に対し１２０％ないし６０
   ０％、圧延２パス目のカリバー半径を前述定義の素材半
   径と同一ないし１１０％の範囲とし、ロールの圧下を１
   パス目圧延機、２パス目圧延機それぞれ独立に操作して
   素材直径ないし素材直径の最大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
   。
2. 【請求項２】　　圧延パス毎に各ロールは同一量の圧下
   量をとり、ロール圧下に関しては、圧延１パス目の圧下
   量を半径換算したサイジング量の７５％ないし８７％と
   なる圧下範囲に設定することを特徴とする請求項１記載
   の圧延方法。