JPH0771686B2 - 圧延鋼材の高剛性型誘導案内方法 - Google Patents
圧延鋼材の高剛性型誘導案内方法Info
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- JPH0771686B2 JPH0771686B2 JP5031169A JP3116993A JPH0771686B2 JP H0771686 B2 JPH0771686 B2 JP H0771686B2 JP 5031169 A JP5031169 A JP 5031169A JP 3116993 A JP3116993 A JP 3116993A JP H0771686 B2 JPH0771686 B2 JP H0771686B2
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- steel material
- rolling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B39/14—Guiding, positioning or aligning work
- B21B39/16—Guiding, positioning or aligning work immediately before entering or after leaving the pass
- B21B39/165—Guides or guide rollers for rods, bars, rounds, tubes ; Aligning guides
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線材、棒鋼などの条鋼
圧延に或いは、Ｈ型鋼その他の形鋼圧延などにおいて圧
延鋼材を圧延機に誘導案内する方法に関するものであ
り、特に、低温圧延、高速圧延および特殊鋼圧延等の高
負荷圧延が普及し、圧延鋼材の案内部に加わる荷重が増
加する傾向にあり、それに伴って圧延鋼材を誘導案内す
る装置の高剛性化が必須となりつつあるので、高剛性化
に対応できる誘導案内方法に関するものである。
圧延に或いは、Ｈ型鋼その他の形鋼圧延などにおいて圧
延鋼材を圧延機に誘導案内する方法に関するものであ
り、特に、低温圧延、高速圧延および特殊鋼圧延等の高
負荷圧延が普及し、圧延鋼材の案内部に加わる荷重が増
加する傾向にあり、それに伴って圧延鋼材を誘導案内す
る装置の高剛性化が必須となりつつあるので、高剛性化
に対応できる誘導案内方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、圧延鋼材を誘導案内する装置
として、ローラガイド装置やフリクションガイド装置が
知られている。例えば図３に示すローラガイド装置にお
いて、ローラホルダ１に１対のガイドローラ２を取付け
てあり、ガイドローラによって圧延鋼材３が誘導案内さ
れる。１対のガイドローラ２の間隙は、圧延鋼材３の径
に応じてシリンダ４が作動して軸５を中心とするローラ
ホルダの回転により調整される。
として、ローラガイド装置やフリクションガイド装置が
知られている。例えば図３に示すローラガイド装置にお
いて、ローラホルダ１に１対のガイドローラ２を取付け
てあり、ガイドローラによって圧延鋼材３が誘導案内さ
れる。１対のガイドローラ２の間隙は、圧延鋼材３の径
に応じてシリンダ４が作動して軸５を中心とするローラ
ホルダの回転により調整される。
【０００３】ローラガイド装置による条鋼及び形鋼圧延
において、現在のレベルの圧延技術では必需品装置であ
り、長い歴史があるが、これまでの通常材の圧延におい
てもガイドローラに加わる荷重の実測データの開示は、
全くないのが実状である。また上記荷重について体系的
に検討あるいは考察された報告は見当らない。換言する
と、ローラガイド装置の設計法及び使用技術は、主とし
て、経験に依存しながら進歩してきた。
において、現在のレベルの圧延技術では必需品装置であ
り、長い歴史があるが、これまでの通常材の圧延におい
てもガイドローラに加わる荷重の実測データの開示は、
全くないのが実状である。また上記荷重について体系的
に検討あるいは考察された報告は見当らない。換言する
と、ローラガイド装置の設計法及び使用技術は、主とし
て、経験に依存しながら進歩してきた。
【０００４】従来の知見を総括すると、上記荷重に関し
ては大略以下のようである。ガイドローラに加わる荷重
Ｆは、圧延鋼材の断面形状・寸法と変形抵抗とから計算
される全塑性トルクＴ（理論値）から逆算される荷重Ｆ
Ｔが上限であり、現実には、荷重ＦＴの２０〜６０％程
度といわれていた。したがって、この程度のガイドロー
ラ荷重に耐えられれば十分であり、ローラガイド装置は
柔構造でよいとされてきた。そのために、「ローラガイ
ド装置の剛性」と言う概念はほとんど無視されてきた。
「ローラガイド装置の剛性」に関連する技術文献として
実公昭６１−１９２９号公報が開示されているのみであ
る。上記公報でも、どの程度のガイドローラの荷重に対
して、ガイドローラ間隙の増加量をどの程度の範囲内に
抑えるべきかの技術的思想あるいは設計思想は、全く開
示されていない。
ては大略以下のようである。ガイドローラに加わる荷重
Ｆは、圧延鋼材の断面形状・寸法と変形抵抗とから計算
される全塑性トルクＴ（理論値）から逆算される荷重Ｆ
Ｔが上限であり、現実には、荷重ＦＴの２０〜６０％程
度といわれていた。したがって、この程度のガイドロー
ラ荷重に耐えられれば十分であり、ローラガイド装置は
柔構造でよいとされてきた。そのために、「ローラガイ
ド装置の剛性」と言う概念はほとんど無視されてきた。
「ローラガイド装置の剛性」に関連する技術文献として
実公昭６１−１９２９号公報が開示されているのみであ
る。上記公報でも、どの程度のガイドローラの荷重に対
して、ガイドローラ間隙の増加量をどの程度の範囲内に
抑えるべきかの技術的思想あるいは設計思想は、全く開
示されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、鉄鋼の条鋼圧延
などにおいては、生産性向上、省エネルギー、省工程
（例えば、熱処理のオンライン化等）或いは高強度材料
などの実用化のために、高速・低温圧延などの高負荷圧
延が普及してきた。これらの厳しい圧延条件下において
は、必然的に、誘導案内中に圧延鋼材の倒れの発生頻度
が増加するようになり、圧延技術上の重要な問題点の一
つになっている。また、最近は特に、製品の断面形状・
寸法精度及び表面傷の有無に対して、製品のユーザーか
ら厳しい要求が出されている。これに対して、圧延機自
体の高剛性化が進み、上記製品の品質も飛躍的に向上し
た。
などにおいては、生産性向上、省エネルギー、省工程
（例えば、熱処理のオンライン化等）或いは高強度材料
などの実用化のために、高速・低温圧延などの高負荷圧
延が普及してきた。これらの厳しい圧延条件下において
は、必然的に、誘導案内中に圧延鋼材の倒れの発生頻度
が増加するようになり、圧延技術上の重要な問題点の一
つになっている。また、最近は特に、製品の断面形状・
寸法精度及び表面傷の有無に対して、製品のユーザーか
ら厳しい要求が出されている。これに対して、圧延機自
体の高剛性化が進み、上記製品の品質も飛躍的に向上し
た。
【０００６】しかし、ローラガイド装置の進歩が遅れ、
ローラガイド装置に起因するミスロールの発生、製品の
断面形状・寸法精度不良及び表面傷の発生の問題が残さ
れた課題である。これらの諸問題の発生原因は、ローラ
ガイド装置の剛性が低く、相対的に柔構造であるため、
圧延鋼材の誘導・案内中に、程度の差こそあれ、圧延鋼
材が倒れることと関連があると考えられている。図３に
示すようなローラガイド装置は柔構造であるから、図４
に示すように圧延鋼材３がガイドローラ２に抱合された
時に倒れが生じるのである。
ローラガイド装置に起因するミスロールの発生、製品の
断面形状・寸法精度不良及び表面傷の発生の問題が残さ
れた課題である。これらの諸問題の発生原因は、ローラ
ガイド装置の剛性が低く、相対的に柔構造であるため、
圧延鋼材の誘導・案内中に、程度の差こそあれ、圧延鋼
材が倒れることと関連があると考えられている。図３に
示すようなローラガイド装置は柔構造であるから、図４
に示すように圧延鋼材３がガイドローラ２に抱合された
時に倒れが生じるのである。
【０００７】本発明の目的は、上述した条鋼及び形鋼な
どの圧延技術の高度化に対応し、ミスロールの発生、製
品の断面形状・寸法精度不良の発生及び表面傷の発生な
どの問題を解消するために、誘導案内装置内で圧延鋼材
が倒れないようにすることであり、そのために、高負荷
時の案内部と圧延鋼材との接触部間隙の増加量を低く抑
える高剛性型誘導案内方法を提供することである。
どの圧延技術の高度化に対応し、ミスロールの発生、製
品の断面形状・寸法精度不良の発生及び表面傷の発生な
どの問題を解消するために、誘導案内装置内で圧延鋼材
が倒れないようにすることであり、そのために、高負荷
時の案内部と圧延鋼材との接触部間隙の増加量を低く抑
える高剛性型誘導案内方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、下記の手段を採用している。本発明の誘導案内方
法は、圧延スタンド間で圧延鋼材を誘導案内するもので
あり、案内部に加わる下記の条件１で定義される最大荷
重Ｆｍａｘにおいて、圧延鋼材と上記案内部との接触部
間隙の増加量Ｓが下記の条件２で定義される範囲内とな
るように、上記接触部間の剛性Ｋを下記の条件３で定義
される値とすることを特徴とするものである。 条件１：最大荷重Ｆｍａｘ Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ ＦＴ＝Ｔ／Ｌ ＦＴ：上記トルクにより上記接触部に加わる荷重 Ｔ：圧延鋼材の断面形状・寸法及び圧延温度に対応した
全塑性トルクの理論値 Ｌ：圧延鋼材が上記接触部と接触する２点間距離で決ま
るトルクアーム 条件２：上記接触部間隙の許容最大値Ｓｍａｘ（ただ
し、Ｆｍａｘにおいて） Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ δ１：圧延鋼材が上記接触部間で完全に（９０゜）倒れ
る直前の上記接触部間隙の増加量 括弧内の Ｆｍａｘにおいて とは、接触部間隙の増加
量Ｓは接触部に加わる荷重Ｆの増加と共に増加すること
を意味し、最大荷重Ｆｍａｘにおいて増加量Ｓは最大と
なる。例えば、Ｆｍａｘ＝１．６ＦＴにおいてＳｍａｘ
＝０．６δ１となる。 条件３：剛性Ｋの範囲 Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ
には、下記の手段を採用している。本発明の誘導案内方
法は、圧延スタンド間で圧延鋼材を誘導案内するもので
あり、案内部に加わる下記の条件１で定義される最大荷
重Ｆｍａｘにおいて、圧延鋼材と上記案内部との接触部
間隙の増加量Ｓが下記の条件２で定義される範囲内とな
るように、上記接触部間の剛性Ｋを下記の条件３で定義
される値とすることを特徴とするものである。 条件１：最大荷重Ｆｍａｘ Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ ＦＴ＝Ｔ／Ｌ ＦＴ：上記トルクにより上記接触部に加わる荷重 Ｔ：圧延鋼材の断面形状・寸法及び圧延温度に対応した
全塑性トルクの理論値 Ｌ：圧延鋼材が上記接触部と接触する２点間距離で決ま
るトルクアーム 条件２：上記接触部間隙の許容最大値Ｓｍａｘ（ただ
し、Ｆｍａｘにおいて） Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ δ１：圧延鋼材が上記接触部間で完全に（９０゜）倒れ
る直前の上記接触部間隙の増加量 括弧内の Ｆｍａｘにおいて とは、接触部間隙の増加
量Ｓは接触部に加わる荷重Ｆの増加と共に増加すること
を意味し、最大荷重Ｆｍａｘにおいて増加量Ｓは最大と
なる。例えば、Ｆｍａｘ＝１．６ＦＴにおいてＳｍａｘ
＝０．６δ１となる。 条件３：剛性Ｋの範囲 Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ
【０００９】
【作用】本発明の誘導案内方法は、下記条件の１〜３を
を満すことにより圧延鋼材が案内部内での倒れが抑制さ
れる。 条件１ Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ 条件２ Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ 条件３ Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ
を満すことにより圧延鋼材が案内部内での倒れが抑制さ
れる。 条件１ Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ 条件２ Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ 条件３ Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ
【００１０】
以下本発明の一実施例として、高剛性型誘導案内方法に
用いるローラガイド装置を例にとって説明する。上記の
課題を解決するためには、圧延操業中にガイドローラに
加わる最大荷重がどの程度であるかという問題及び圧延
鋼材が完全に（９０°）倒れる直前のガイドローラ間隙
の開き量はいくらかと言う問題が解明され、広範な圧延
条件に対して一般化されていることが必要である。
用いるローラガイド装置を例にとって説明する。上記の
課題を解決するためには、圧延操業中にガイドローラに
加わる最大荷重がどの程度であるかという問題及び圧延
鋼材が完全に（９０°）倒れる直前のガイドローラ間隙
の開き量はいくらかと言う問題が解明され、広範な圧延
条件に対して一般化されていることが必要である。
【００１１】上記第１の問題すなわちガイドローラに加
わる最大荷重については、長年にわたり調査をした結
果、多くの鋼種及び圧延条件に対して、ほぼ次の（１）
式の関係があることが判明した。図１中には、（１）式
の関係を示す調査データを併せて示してある。 Ｆｍａｘ／ＦＴ≦２ （１） ここで、Ｆｍａｘは同一鋼種の圧延過程で、ガイドロー
ラに加わる最大荷重である。また、ＦＴは鋼材の幾何学
的断面形状・寸法及び変形抵抗で決まる全塑性トルクの
理論値Ｔから、次式で計算されるガイドローラに加わる
荷重である。 ＦＴ＝Ｔ／Ｌ （２） ここで、Ｌは鋼材の断面形状・寸法とローラの孔型形状
・寸法で決まるトルクアーム（接触点間）である。例え
ば、図２に示される圧延鋼材３のオーバル断面形状に対
して、全塑性トルクＴ（理論値）は次式で与えられる。 Ｔ＝（π／３）×ｋｆｍ×（ａ３−４．５ａｂ２＋４ｂ３） （３） ここで、ｋｆｍは圧延鋼材の圧延温度における２次元平
均変形抵抗である。
わる最大荷重については、長年にわたり調査をした結
果、多くの鋼種及び圧延条件に対して、ほぼ次の（１）
式の関係があることが判明した。図１中には、（１）式
の関係を示す調査データを併せて示してある。 Ｆｍａｘ／ＦＴ≦２ （１） ここで、Ｆｍａｘは同一鋼種の圧延過程で、ガイドロー
ラに加わる最大荷重である。また、ＦＴは鋼材の幾何学
的断面形状・寸法及び変形抵抗で決まる全塑性トルクの
理論値Ｔから、次式で計算されるガイドローラに加わる
荷重である。 ＦＴ＝Ｔ／Ｌ （２） ここで、Ｌは鋼材の断面形状・寸法とローラの孔型形状
・寸法で決まるトルクアーム（接触点間）である。例え
ば、図２に示される圧延鋼材３のオーバル断面形状に対
して、全塑性トルクＴ（理論値）は次式で与えられる。 Ｔ＝（π／３）×ｋｆｍ×（ａ３−４．５ａｂ２＋４ｂ３） （３） ここで、ｋｆｍは圧延鋼材の圧延温度における２次元平
均変形抵抗である。
【００１２】次に、第２の圧延鋼材が（９０°）倒れる
直前のガイドローラ間隙の開き量はいくらかと言う問題
においては、圧延鋼材が完全に（９０゜）倒れ始める直
前のガイドローラ間隙δ１は、圧延鋼材及びローラの孔
型の幾何学的断面形状・寸法が分かっていれば、ガイド
ローラ間隙が徐々に拡大していく時に、圧延鋼材が徐々
に倒れていき、ガイドローラとどの様に接触するかの状
態を例えばＣＡＤ（ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＡＩＤＥＤ Ｄ
ＥＳＩＧＮ）で描画することによって判断できる。もち
ろん、ＣＡＤ以外の作図法によってもガイドローラ間隙
δ１を求めることができる。
直前のガイドローラ間隙の開き量はいくらかと言う問題
においては、圧延鋼材が完全に（９０゜）倒れ始める直
前のガイドローラ間隙δ１は、圧延鋼材及びローラの孔
型の幾何学的断面形状・寸法が分かっていれば、ガイド
ローラ間隙が徐々に拡大していく時に、圧延鋼材が徐々
に倒れていき、ガイドローラとどの様に接触するかの状
態を例えばＣＡＤ（ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＡＩＤＥＤ Ｄ
ＥＳＩＧＮ）で描画することによって判断できる。もち
ろん、ＣＡＤ以外の作図法によってもガイドローラ間隙
δ１を求めることができる。
【００１３】さらに、ローラガイド装置内で圧延鋼材の
倒れが発生した際、ローラガイド装置内のガイドローラ
間の剛性Ｋｏｌｄを調査したところ、上記剛性が次の範
囲内にあることが判明した。 Ｋｏｌｄ＜１．２５×ＦＴ／δ１ （４） その後、引続き圧延鋼材が倒れを発生させないための条
件について検討と試作を重ね、ローラガイド装置の剛性
設計の指針を明らかにすることができた。この圧延鋼材
が倒れないためには、先ず第１条件として、ガイドロー
ラに加わる最大荷重Ｆｍａｘにおいてガイドローラ間隙
の最大開き量Ｓｍａｘを次式の範囲内に設定すべきであ
る。すなわち、 Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ （５） ガイドローラ間隙の開き量Ｓは、増加係数ｎが０．８を
越えると、振動している圧延鋼材が完全に（９０゜）倒
れる場合があり、ミスロールの危険が高いので、開き量
Ｓの増加係数ｎを０．８以下に押さえることが必要であ
る。また、開き量Ｓの増加係数ｎが０．２を下回ると、
次に述べる条件との組合わせで、圧延鋼材に表面傷が発
生する場合があるからである。上記係数ｎの最適値は、
圧延鋼種、圧延温度、圧延速度、圧延鋼材断面形状・寸
法及び圧延孔型系列などの圧延諸条件により決定される
が、本発明者などの経験によると、一般的には、０．２
≦ｎ≦０．５が望ましい。また、係数ｎの圧延技術上の
意味は、ガイドローラ間で圧延鋼材の倒れを操業上どの
程度まで（例えば、何度まで）許容するかと言うことで
あり、各圧延工場で考え方が異なる。したがって、ガイ
ドローラ間隙の開き量Ｓは、（５）式の範囲内に選定す
べきである。
倒れが発生した際、ローラガイド装置内のガイドローラ
間の剛性Ｋｏｌｄを調査したところ、上記剛性が次の範
囲内にあることが判明した。 Ｋｏｌｄ＜１．２５×ＦＴ／δ１ （４） その後、引続き圧延鋼材が倒れを発生させないための条
件について検討と試作を重ね、ローラガイド装置の剛性
設計の指針を明らかにすることができた。この圧延鋼材
が倒れないためには、先ず第１条件として、ガイドロー
ラに加わる最大荷重Ｆｍａｘにおいてガイドローラ間隙
の最大開き量Ｓｍａｘを次式の範囲内に設定すべきであ
る。すなわち、 Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ （５） ガイドローラ間隙の開き量Ｓは、増加係数ｎが０．８を
越えると、振動している圧延鋼材が完全に（９０゜）倒
れる場合があり、ミスロールの危険が高いので、開き量
Ｓの増加係数ｎを０．８以下に押さえることが必要であ
る。また、開き量Ｓの増加係数ｎが０．２を下回ると、
次に述べる条件との組合わせで、圧延鋼材に表面傷が発
生する場合があるからである。上記係数ｎの最適値は、
圧延鋼種、圧延温度、圧延速度、圧延鋼材断面形状・寸
法及び圧延孔型系列などの圧延諸条件により決定される
が、本発明者などの経験によると、一般的には、０．２
≦ｎ≦０．５が望ましい。また、係数ｎの圧延技術上の
意味は、ガイドローラ間で圧延鋼材の倒れを操業上どの
程度まで（例えば、何度まで）許容するかと言うことで
あり、各圧延工場で考え方が異なる。したがって、ガイ
ドローラ間隙の開き量Ｓは、（５）式の範囲内に選定す
べきである。
【００１４】次に、第２の条件として、長時間広範な種
類の鋼材の圧延作業中にガイドローラに加わる最大荷重
Ｆｍａｘとしては、実験の結果、（６）式の範囲内に選
定すべきであることが明らかとなった。 Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ （６） したがって、長時間（期間）の広範な種類の鋼材の圧延
作業中に、ローラガイド装置内で圧延鋼材が倒れを発生
することがないためには、ローラガイド装置のガイドロ
ーラ間の剛性Ｋは、次式（７）で与えられる。 Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ （７） （６）式の比Ｆｍａｘ／ＦＴすなわち係数ｍの最適値
も、上記係数ｎと同様に、上記圧延諸条件により決まる
が、本発明者などの経験によると、設計上は、１．５≦
ｍ≦２．０とすることが望ましい。また、普通鋼の通常
温度範囲内での圧延では、実測上０．６≦ｍ≦１．０の
場合もあるが、設計上は、１．０≦ｍ≦２．０とするこ
とが望ましい。その理由は、長期間の圧延作業中には、
必ずと言ってよい程、圧延条件の変更や圧延機のロール
セットの微妙な調整不良が発生し、ローラガイド装置に
過大な負荷が加わることがあるからである。
類の鋼材の圧延作業中にガイドローラに加わる最大荷重
Ｆｍａｘとしては、実験の結果、（６）式の範囲内に選
定すべきであることが明らかとなった。 Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ （６） したがって、長時間（期間）の広範な種類の鋼材の圧延
作業中に、ローラガイド装置内で圧延鋼材が倒れを発生
することがないためには、ローラガイド装置のガイドロ
ーラ間の剛性Ｋは、次式（７）で与えられる。 Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ （７） （６）式の比Ｆｍａｘ／ＦＴすなわち係数ｍの最適値
も、上記係数ｎと同様に、上記圧延諸条件により決まる
が、本発明者などの経験によると、設計上は、１．５≦
ｍ≦２．０とすることが望ましい。また、普通鋼の通常
温度範囲内での圧延では、実測上０．６≦ｍ≦１．０の
場合もあるが、設計上は、１．０≦ｍ≦２．０とするこ
とが望ましい。その理由は、長期間の圧延作業中には、
必ずと言ってよい程、圧延条件の変更や圧延機のロール
セットの微妙な調整不良が発生し、ローラガイド装置に
過大な負荷が加わることがあるからである。
【００１５】図１には、このような技術及び設計思想を
図示すると共に、本発明のローラガイド装置の使用実績
をまとめて示した。図１においては、孔型系列としてオ
ーバル→ラウンド圧延で、完全に倒れる直前のガイドロ
ーラ間隙δ１が約２ｍｍとなる場合を選び、圧延鋼材が
普通鋼、特殊鋼及びステンレス鋼の場合について、圧延
温度的に通常圧延と低温圧延条件を含めて、図１に係数
ｍと係数ｎの関係を示した。図中の○印は、圧延鋼材の
倒れが発生しないことを、×印は圧延鋼材の倒れが発生
することを示している。また、△印は、圧延鋼材は倒れ
ないが、表面傷の発生率がかなり高いことを意味してい
る。また図１において、無次元数 ｍ＝Ｆｍａｘ／ＦＴ
が１．０及び２．０の横軸に平行な２本の直線（鎖線
図示）と、無次元数ｎ＝Ｓ／δ１が０．２及び０．８の
縦軸に平行な２本の直線（鎖線図示）との交点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに囲まれる領域が最適な係数ｍ及びｎの範囲であ
ることを示している。換言すると、この領域内にある点
と原点を結ぶ直線の勾配が所要最小無次元剛性である。
図示すると共に、本発明のローラガイド装置の使用実績
をまとめて示した。図１においては、孔型系列としてオ
ーバル→ラウンド圧延で、完全に倒れる直前のガイドロ
ーラ間隙δ１が約２ｍｍとなる場合を選び、圧延鋼材が
普通鋼、特殊鋼及びステンレス鋼の場合について、圧延
温度的に通常圧延と低温圧延条件を含めて、図１に係数
ｍと係数ｎの関係を示した。図中の○印は、圧延鋼材の
倒れが発生しないことを、×印は圧延鋼材の倒れが発生
することを示している。また、△印は、圧延鋼材は倒れ
ないが、表面傷の発生率がかなり高いことを意味してい
る。また図１において、無次元数 ｍ＝Ｆｍａｘ／ＦＴ
が１．０及び２．０の横軸に平行な２本の直線（鎖線
図示）と、無次元数ｎ＝Ｓ／δ１が０．２及び０．８の
縦軸に平行な２本の直線（鎖線図示）との交点Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに囲まれる領域が最適な係数ｍ及びｎの範囲であ
ることを示している。換言すると、この領域内にある点
と原点を結ぶ直線の勾配が所要最小無次元剛性である。
【００１６】ここで、ローラガイド装置の剛性について
述べる。従来、ローラガイド装置に加わる最大荷重Ｆｍ
ａｘは、 Ｆｍａｘ＜ＦＴ （８） と考えられ、また、普通鋼材の通常温度での圧延作業
は、積年の経験から熟練していたため、ローラガイド装
置に加わる荷重は、前述のとおり、２０〜６０％ＦＴ程
度であった。このことが、長年にわたってローラガイド
装置が柔構造で剛性が低かった最大の理由である。とこ
ろが、近年、特殊鋼や低温圧延などの厳しい条件下で、
圧延作業が行われるようになり、ローラガイド装置内で
の圧延鋼材の倒れの発生頻度が増加傾向であった。この
問題の根本的な解決のために、「ローラガイド装置の剛
性」なる概念を意識的に、かつ、明確に導入して、圧延
鋼材の倒れの発生機構を検討したことは前述したとおり
である。第１に、ローラガイド装置に加わる荷重につい
て、 Ｆｍａｘ≧ＦＴ （９） となる関係が、かなりの頻度で発生することが確認でき
た。本発明では、この条件に対する対策が考慮されてい
る。最大荷重ＦｍａｘがＦＴ以上になる理由は、圧延鋼
材がガイドローラ間隙内で弾性変形することで負荷が発
生し、しかもこの荷重が決して無視できないことと、圧
延鋼材がある程度倒れた状態のときには、圧延鋼材が若
干圧延されるために、負荷が加わるためと考えられる。
この付加荷重に対処するように技術及び設計思想を革新
する必要がある。第２に、圧延鋼材がローラガイド装置
内で完全に（９０°）倒れないための必要条件すなわち
（５）式を明確にしたことが、ローラガイド装置の技術
及び設計思想の革新につながった。
述べる。従来、ローラガイド装置に加わる最大荷重Ｆｍ
ａｘは、 Ｆｍａｘ＜ＦＴ （８） と考えられ、また、普通鋼材の通常温度での圧延作業
は、積年の経験から熟練していたため、ローラガイド装
置に加わる荷重は、前述のとおり、２０〜６０％ＦＴ程
度であった。このことが、長年にわたってローラガイド
装置が柔構造で剛性が低かった最大の理由である。とこ
ろが、近年、特殊鋼や低温圧延などの厳しい条件下で、
圧延作業が行われるようになり、ローラガイド装置内で
の圧延鋼材の倒れの発生頻度が増加傾向であった。この
問題の根本的な解決のために、「ローラガイド装置の剛
性」なる概念を意識的に、かつ、明確に導入して、圧延
鋼材の倒れの発生機構を検討したことは前述したとおり
である。第１に、ローラガイド装置に加わる荷重につい
て、 Ｆｍａｘ≧ＦＴ （９） となる関係が、かなりの頻度で発生することが確認でき
た。本発明では、この条件に対する対策が考慮されてい
る。最大荷重ＦｍａｘがＦＴ以上になる理由は、圧延鋼
材がガイドローラ間隙内で弾性変形することで負荷が発
生し、しかもこの荷重が決して無視できないことと、圧
延鋼材がある程度倒れた状態のときには、圧延鋼材が若
干圧延されるために、負荷が加わるためと考えられる。
この付加荷重に対処するように技術及び設計思想を革新
する必要がある。第２に、圧延鋼材がローラガイド装置
内で完全に（９０°）倒れないための必要条件すなわち
（５）式を明確にしたことが、ローラガイド装置の技術
及び設計思想の革新につながった。
【００１７】この２つの基本的な対策によって、圧延鋼
材の倒れの問題を解消し、断面形状・寸法精度が優れ、
かつ、表面傷の発生のない新しい「高剛性型ローラガイ
ド装置」を新規に開発することができた。なお、この
「高剛性型誘導案内方法」は、従来の圧延条件での圧延
作業に使用しても好結果が得られている。上記高剛性型
誘導案内方法は、種々の鋼種と圧延条件（特に、圧延温
度、圧延速度）の下で使用されるので、ガイドローラに
加わる最大荷重Ｆｍａｘとしては、これらの諸条件の中
で最大値を選ぶことが重要である。また、ガイドローラ
間隙δ１は上記諸条件の中で、可及的に小さくすること
が好ましい。このような考慮をすることにより、（７）
式より必要にして十分な剛性Ｋを決定することが可能に
なった。
材の倒れの問題を解消し、断面形状・寸法精度が優れ、
かつ、表面傷の発生のない新しい「高剛性型ローラガイ
ド装置」を新規に開発することができた。なお、この
「高剛性型誘導案内方法」は、従来の圧延条件での圧延
作業に使用しても好結果が得られている。上記高剛性型
誘導案内方法は、種々の鋼種と圧延条件（特に、圧延温
度、圧延速度）の下で使用されるので、ガイドローラに
加わる最大荷重Ｆｍａｘとしては、これらの諸条件の中
で最大値を選ぶことが重要である。また、ガイドローラ
間隙δ１は上記諸条件の中で、可及的に小さくすること
が好ましい。このような考慮をすることにより、（７）
式より必要にして十分な剛性Ｋを決定することが可能に
なった。
【００１８】上記ローラガイド装置の高剛性化は、具体
的には第１に構成部材の高強度化、断面形状・寸法の改
良、第２に予荷重付加及び第３にガイドローラ装置の圧
延機への取付け空間の拡大などにより達成した。
的には第１に構成部材の高強度化、断面形状・寸法の改
良、第２に予荷重付加及び第３にガイドローラ装置の圧
延機への取付け空間の拡大などにより達成した。
【００１９】本発明のローラガイド装置に関する技術及
び設計思想は、ローラガイド装置のみに限定されるもの
ではなく、ガイドローラを用いない誘導案内装置である
フリクションガイドにも一般に適用できることは自明で
あり、この場合にはスリーブガイドが圧延鋼材の案内部
に対応するものである。また、原理的に、圧延金属も鉄
鋼に限定する必要は全くない。
び設計思想は、ローラガイド装置のみに限定されるもの
ではなく、ガイドローラを用いない誘導案内装置である
フリクションガイドにも一般に適用できることは自明で
あり、この場合にはスリーブガイドが圧延鋼材の案内部
に対応するものである。また、原理的に、圧延金属も鉄
鋼に限定する必要は全くない。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、上述した条件１乃至条
件３を備えていることにより、ミスロールなどの圧延ト
ラブル、製品の断面形状・寸法精度及び表面傷などの主
要原因である誘導案内装置内での圧延鋼材の倒れを防止
でき、その結果、圧延作業能率や生産性が向上し、また
歩留まり、表面品質及び材質を向上することができる。
件３を備えていることにより、ミスロールなどの圧延ト
ラブル、製品の断面形状・寸法精度及び表面傷などの主
要原因である誘導案内装置内での圧延鋼材の倒れを防止
でき、その結果、圧延作業能率や生産性が向上し、また
歩留まり、表面品質及び材質を向上することができる。
【図１】係数ｍと係数ｎの関係を示す図である。
【図２】圧延鋼材のオーバル断面形状とその幾何学的変
数ａ及びｂの決め方を示している図である。
数ａ及びｂの決め方を示している図である。
【図３】従来のローラガイドの平面図である。
【図４】圧延鋼材が、ガイドローラに抱合された時に倒
れている状態を示す拡大正面図である。
れている状態を示す拡大正面図である。
３ 圧延鋼材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 謙司 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社内 (72)発明者 窪田 哲 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社内 (72)発明者 稲村 浩一 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社内 (72)発明者 池田 晴乙 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 孝也 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社内 (72)発明者 村田 杏坪 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 圧延スタンド間で圧延鋼材を誘導案内す
る方法であって、上記圧延鋼材の案内部に加わる下記の
条件１で定義される最大荷重Ｆｍａｘにおいて、圧延鋼
材と上記案内部との接触部間隙の増加量Ｓが下記の条件
２で定義される範囲内となるように、上記接触部間の剛
性Ｋを下記の条件３で定義される値とすることを特徴と
する圧延鋼材の高剛性型誘導案内方法。 条件１：最大荷重Ｆｍａｘ Ｆｍａｘ＝ｍ×ＦＴ ただし、１．０≦ｍ≦２．０ ＦＴ＝Ｔ／Ｌ ＦＴ：上記トルクにより上記接触部に加わる荷重 Ｔ：圧延鋼材の断面形状・寸法及び圧延温度に対応した
全塑性トルクの理論値 Ｌ：圧延鋼材が上記接触部と接触する２点間距離で決ま
るトルクアーム 条件２：上記接触部間隙の許容最大値Ｓｍａｘ（ただ
し、Ｆｍａｘにおいて） Ｓｍａｘ＝ｎ×δ１ ただし、０．２≦ｎ≦０．８ δ１：圧延鋼材が上記接触部間で完全に（９０゜）倒れ
る直前の上記接触部間隙の増加量 条件３：剛性Ｋの範囲 Ｋ＝Ｆｍａｘ／Ｓｍａｘ
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031169A JPH0771686B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 圧延鋼材の高剛性型誘導案内方法 |
| TW082102901A TW219335B (en) | 1993-01-28 | 1993-04-16 | Device of inducing high rigidity of ductile steel and method of inducing |
| KR1019930007728A KR960005873B1 (ko) | 1993-01-28 | 1993-05-06 | 압연강재의 고강성형 유도안내방법 및 고강성형 유도안내장치 |
| US08/079,114 US5404740A (en) | 1993-01-28 | 1993-06-17 | High-rigid type guiding method for steel materials to be rolled |
| IT93RM000487A IT1265328B1 (it) | 1993-01-28 | 1993-07-21 | Dispostivo di guida del tipo fortemente rigido per materiali d'acciaio da laminare. |
| CN93109270A CN1090229A (zh) | 1993-01-28 | 1993-08-05 | 待轧钢坯大刚度导向的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031169A JPH0771686B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 圧延鋼材の高剛性型誘導案内方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218420A JPH06218420A (ja) | 1994-08-09 |
| JPH0771686B2 true JPH0771686B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=12323940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031169A Expired - Fee Related JPH0771686B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 圧延鋼材の高剛性型誘導案内方法 |
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|---|---|
| US (1) | US5404740A (ja) |
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| KR (1) | KR960005873B1 (ja) |
| CN (1) | CN1090229A (ja) |
| IT (1) | IT1265328B1 (ja) |
| TW (1) | TW219335B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| MX2008008792A (es) * | 2007-05-21 | 2009-04-15 | Sumitomo Metal Ind | Método de perforación-laminado y aparato de perforación para tubos de acero sin costuras. |
| CN113210441B (zh) * | 2021-06-09 | 2024-05-14 | 中冶赛迪装备有限公司 | 一种型钢导卫装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1050949A (ja) * | 1964-08-13 | |||
| GB1572557A (en) * | 1978-04-13 | 1980-07-30 | British Steel Corp | Roller guides |
| JPS6040933B2 (ja) * | 1981-11-04 | 1985-09-13 | 新日本製鐵株式会社 | 圧延線棒材誘導方法 |
| DE8523750U1 (de) * | 1985-08-19 | 1985-10-10 | Badische Stahl-Engineering GmbH, 7640 Kehl | Rollenführung, insbesondere für Knüppel, Stab- und Drahtwalzgerüste |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5031169A patent/JPH0771686B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-16 TW TW082102901A patent/TW219335B/zh active
- 1993-05-06 KR KR1019930007728A patent/KR960005873B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-06-17 US US08/079,114 patent/US5404740A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-07-21 IT IT93RM000487A patent/IT1265328B1/it active IP Right Grant
- 1993-08-05 CN CN93109270A patent/CN1090229A/zh active Pending
Also Published As
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|---|---|
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| KR960005873B1 (ko) | 1996-05-03 |
| JPH06218420A (ja) | 1994-08-09 |
| US5404740A (en) | 1995-04-11 |
| TW219335B (en) | 1994-01-21 |
| ITRM930487A0 (it) | 1993-07-21 |
| IT1265328B1 (it) | 1996-10-31 |
| KR940018145A (ko) | 1994-08-16 |
| ITRM930487A1 (it) | 1995-01-21 |
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