JPH0976002A

JPH0976002A - 線材の圧延方法

Info

Publication number: JPH0976002A
Application number: JP23415495A
Authority: JP
Inventors: Koji Tejima; 孝治手嶋; Yoshiki Masukata; 芳樹舛形
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】線材の倒れやはみ出しの発生を防止または抑
制可能な線材の圧延方法を提供することを目的とする。【解決手段】圧延ロールの周速度Ｖ_iおよび孔型断面
積ａ_iがそれぞれ予め決定されたロールスタンドをタン
デムに配列した圧延装置による温間または熱間での線材
の圧延方法において、前記線材の表面に潤滑剤を塗布し
た後、該線材を昇温して圧延することを特徴とする線材
の圧延方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線材を温間または
熱間でタンデムに配列された多段圧延機により圧延する
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、線材の熱間圧延は、種々の理由か
ら仕上り呼び直径が6mm程度以上の線材に適用されてお
り、それより小径の線材はこの熱間圧延による線材を用
い、所望径になるまで引抜き等の冷間加工を繰り返すこ
とにより得ていた。しかし、冷間加工では中間焼鈍が必
要であり、特に工具鋼を初めとする特殊鋼等では、加工
硬化性が高いため、焼鈍は多数回となり、生産性が低い
ものであった。これに対し、特公昭５４−３０３９５号
は、温間引抜法を開示しており、この方法によると中間
焼鈍が不要となり、上記特殊鋼等の生産性を大きく向上
することができる。しかし、この方法も加工法が引抜き
であって、１パス当りの加工量が低いことから、この引
抜きに換えてさらに生産性の高いタンデム多段圧延（以
下、細線等のタンデム圧延と記す）を行なうことが検討
され、一部実施されている。

【０００３】上記の細線等のタンデム圧延法は、以下に
示すようなものが一般的である。すなわち、図２に３方
ロールで例示するように、線材の中心０からの方向にお
いて、前段のロール孔型部の両側のロール肩対向部ａの
方向と次段のロール孔型の孔型溝の中央ｂの方向とが重
なるごとく、ロールスタンドを多段に配置し、かつ各段
のロール孔型形状を真円からの隔たりを少なく保ちつつ
圧下するものである。このようなロールを配列した圧延
機として特公昭５２−４６９０３号に示すものが知られ
ている。また、これらの細線等のタンデム圧延方法で
は、図３に示すように、１〜ｎ段のロールスタンドを、
例えば共通の動力源Ｍからギヤ比Ｇ₁〜Ｇ_nで後段とな
るほど順次高周速度となるごとく駆動し、かつ任意のｉ
段の周速度Ｖ_iとロールスタンドの孔型断面積ａ_iはＶ_i
×ａ_iをほぼ一定値（但し、被圧延線材の弛みの発生を
防止するため、後段ほどＶ_i×ａ_iを少しずつ大きくす
る）としている。すなわち、周速度Ｖ_iおよび孔型断面
積ａ_iはそれぞれ予め決定されており、前述の通常の太
線の圧延機のように圧延状態に応じ、任意の圧延スタン
ドの例えば圧下量を調整する（この場合、圧下量に追従
して圧延ロール周速度も変化する）ことは制御の技術的
困難性、装置の経済性等の点から行なわない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記細線等のタンデム
圧延法では、被圧延材に倒れやはみ出しが発生し易いと
いう問題がある。すなわち、上記圧延方法は、断面形状
を前段の圧延スタンドでやや極端に言えば、おむすび形
（３方ロール）またはコーナ部に丸みを有する正方形状
（四方ロール）とされた被圧延材を、次段の圧延スタン
ドで、対辺寸法よりも大きい対頂点寸法の方向から圧下
するものであり、かつ被圧延材のガイドを厳密に行なう
ことは線材の断面形状が近似真円形であること、および
小径であることから困難であり、倒れは（被圧延材が段
間で捩じれ、前段で圧下されたと同方向から次段でも圧
下される現象）必然的に生じ易いものと言える。また、
はみ出しはロールスタンド１段当りの減面率が多き過ぎ
たとき、一般に生じ易く、それ自身形状不良として問題
であるが、ロールスタンド間で発生した時は、次段のロ
ールで圧潰されて“かぶさりきず”の原因となる。

【０００５】本発明は、前述の倒れやはみ出しの発生を
防止または抑制可能な線材の圧延方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、線材の熱
間および温間タンデム多段圧延について、潤滑剤を適用
することを含むテストの結果、潤滑剤の適用で、有益な
種々の効果を得られることを知見した。

【０００７】被圧延材の表面状態は、通常の熱間圧延後
のコイル焼鈍やその後に行なわれるショット・ブラス
ト、酸洗等、さらに表面疵除去のためのシェービング、
ピーリング等による表面層除去等の処理により、長手方
向について変動し、これにより摩擦係数も長手方向につ
いて変動することがわかった。また、特殊鋼業において
は、一般に特定の設備で処理される被処理材の種類、お
よび温度等の処理条件は非常に広範囲、大幅に変化する
ので、細線のタンデム圧延においても特定の被圧延材に
対しては幅広がり（被圧延材の肉が圧下されていない部
分側へ流れそこが膨れる現象）がやや過多で、はみ出し
の発生傾向が強いが、他の被圧延材では幅広がりが不足
で真円度不良が発生し易い等の互いに矛盾する関係とな
るものがあることがわかった。

【０００８】また、通常の圧延において、線材と圧延ロ
ールとの間の摩擦係数が低下すると幅広がりが減少する
ことは周知である。一方、細線等のタンデム圧延におい
ては、前述のようにロール周速度Ｖ_i×ロール孔型断面
積ａ_iの値Ｖ_i・ａ_iを後段ほど少しずつ増加することに
より、段間の被圧延材に張力を発生させている。この張
力は、摩擦力によるものであるから、被圧延材とロール
間の摩擦係数が低下すれば、それに従って張力が低下
し、したがって、幅広がり量も減少するはずである。上
記の相反する作用のいずれか強いかの判定は容易に予想
できない。

【０００９】本発明者等のテストによると潤滑剤の適用
により、一般に幅広がりが減少し、これにより倒れ、ロ
ールスタンド１段当りの断面率の向上に効果があるこ
と、また被圧延材の種類、圧延条件や被圧延材の長さ方
向についての変動も、全体に摩擦係数が小さくなりこれ
により摩擦係数の変化に基づく幅広がり量等の変化幅も
減少し、これにより被圧延材の種類、圧延条件に対する
寛容性が増す、真円度向上、はみ出し抑制等の効果があ
ることがわかった。さらに、特に表面層除去材に対する
圧延ロールの摩耗も減少することがわかった。

【００１０】そこで、本発明は圧延ロールの周速度およ
び孔型断面積がそれぞれ予め決定されたロールスタンド
をタンデムに配列した圧延装置による温間または熱間で
の線材の圧延方法において、前記線材の表面に潤滑剤を
塗布した後、該線材を昇温して圧延することを特徴とす
る線材の圧延方法である。前述の特公昭５２−４６９０
３号の方法は、加熱した被圧延材を冷却液及びあるいは
潤滑液中に酸化物除去効果を有するアルコール水溶液等
を混合した液中に浸漬することで、圧延材表面から酸化
物を除去しようとするものである。この方法では、加熱
された小径の被圧延材が潤滑液等に浸漬されるので冷却
され易く、また、潤滑剤が油性または水性のものでは、
蒸気膜発生のため、確実な潤滑膜の塗布は不可能と思わ
れる。本発明は、被圧延材の表面に潤滑膜を確実に形成
するとともに、圧延温度を所定の温度で行ない得るよ
う、被圧延材の表面に潤滑剤を所定量塗布した後、該線
材を所定温度に昇温するものである。

【００１１】本発明は、被圧延材が表面層を除去されて
活性な金属表面を有するものに特に有効である。また、
本発明潤滑剤塗布の具体的形態は、前述の特公昭５４−
３０３９５号と同様の方法によるもの、つまり被圧延材
の表面に多量の潤滑剤を塗布し、該線材をその線材より
僅かに直径が大きい内径を有するノズルを貫通させるこ
とで余剰の潤滑剤を掻き取るもの、またはこのノズルに
換えて、またはノズルと併用して柔軟性で、望ましくは
外周または軸方向から圧縮可能とされたリングを貫通さ
せ、もしくは紐状のものを巻き付けて、望ましくは紐状
のものの張力を可変として線材をしごくものが使用でき
る。また、線材を潤滑剤液が落下する経路を通過させ、
または後述の図１のように潤滑液中に浸漬するものであ
ってもよい。こうして、潤滑剤を塗布後、望ましくは高
周波誘導加熱法により、また、特に小径の場合は火焔に
より加熱するのである。

【００１２】本発明は、被圧延材の材質を問わない。し
かし、その材質が焼入れ硬化性を有する場合、この硬化
を避けるため、温間圧延（オーステナイト化変態温度以
下または極端時間なら、オーステナイト化変態温度より
僅かに高温に加熱するものであってもよい）するとよ
い。潤滑剤としては、圧延温度に耐え、かつ被圧延材の
表面を十分に被覆でき、摩擦係数低減効果のあるものな
ら、適用可能であり、具体的にはグラファイトＭｏ₂Ｓ
等の微粉末を水、油脂等で混錬する等適度な粘稠性を与
えたものがよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施例１）図１に示すように、巻出し機１、レベラロ
ーラ矯正装置２、潤滑処理装置３、乾燥装置４、高周波
誘導加熱装置５および４方向８段タンデム圧延装置６か
らなる設備により、高速度工具鋼、マルテンサイトステ
ンレス鋼、オーステナイトステンレス鋼、を含む６種の
ホットコイル（呼称直径６ｍｍ）の焼鈍後、酸洗いし
た線材について圧延テストを行ない、潤滑剤の有無によ
る、倒れの有無、かぶさりの有無をチェックした（な
お、圧延装置は格段にトリクリミッタによる保護装置が
設けられ、またＶ_i×ａ_iは後段となるほど増加するもの
であった）。その結果、潤滑剤を塗布した場合には、い
ずれの材質とも倒れ、かぶさりはなかった。これに対
し、潤滑剤を塗布しない場合は、３種の材質についてか
ぶさりが発生しており、この３種内の２種に倒れが発生
した。

【００１４】（実施例２）実施例１でかぶさりの発生を
しなかった１種の材質の線材について、ホットコイルピ
ーリングした材料について潤滑剤の有無によるロール摩
耗の影響を調べた。調査は、初段の研磨仕上げままの新
品ロールについて、ロール孔型面の光沢が消失するまで
の作業量で比較した。その結果、潤滑剤を塗布すること
により、ロール寿命は約2.5倍の寿命となることが推定
できた。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように、３方ロールまたは４
方ロールを多段にタンデムに連結し、圧延設備により被
圧延材を真円形状からの隔たりを少なく保ちつつ、圧延
する方法では、特に被圧延材が小径の時は被圧延材の正
確なガイドが困難なため、倒れが発生し易い、またこれ
らの圧延装置で圧延スタンドの圧下調整ができないもの
では幅広がりの変動により直円度が変化したり、かぶさ
りが発生することがある。本発明は、被圧延材に潤滑剤
を塗布することでこれらを極めて容易に防止または抑制
でき、またロールスタンド１段当りの減面率の増加、被
圧延材の種類、圧延条件の寛容性の増加、真円度の向
上、バリ抑制等の効果を単独または複合して享受するこ
とができるもので、特に特殊鋼細線の製造を大きく合理
化可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１での圧延方法を説明する図である。

【図２】一般的タンデム３方ロールのロール組みを説
明する図である。

【図３】一般的細線のタンデム圧延方法を説明する図で
ある。

【符号の説明】１巻出し機、２レベラ矯正機、３潤滑処理装置、
４乾燥装置、５高周波誘導加熱装置、６４方向タ
ンデム圧延機、Ｇ_1〜n ギヤ比、Ｖ〜Ｖ_n 線材速度、
ａ₁〜ａ_n 孔型断面積

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延ロールの周速度Ｖ_iおよび孔型断面
積ａ_iがそれぞれ予め決定されたロールスタンドをタン
デムに配列した圧延装置による温間または熱間での線材
の圧延方法において、前記線材の表面に潤滑剤を塗布し
た後、該線材を昇温して圧延することを特徴とする線材
の圧延方法。
【請求項２】Ｖ_i×ａ_iの値は、後段となるほど大きく
する請求項１の線材の圧延方法。
【請求項３】被圧延材は表面層を除去されたものであ
る請求項１または２の線材の圧延方法。