JPS5855101A - 棒線材の圧延方法および圧延機 - 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】 る圧延方法及び圧延機に係り、被圧延材のスキッドマー
ク、サーマルランダウン及び素材断面寸法の変動にかか
わらず、製品寸法を一様に圧延モきる圧延方法とその圧
延機に関するものである。

棒鋼、線材の連続圧延に於ける寸法制御方法として、古
くからスタンド間の張力を零もしくは微小値に制御する
、いわゆる張力制御の開発が進められてきた。現在量も
進んだ連続圧延機の張力制御方式として、張力だけによ
る駆動電動機の電流変化分を求めることを可能にしたト
ルクアーム一定方式や、スタンドに組込んだロードセル
によって直接張力を検出する張力直接検出方式がある。

しかし、連続圧延機に於いて張力を検出し、それによっ
てスタンド間の速度アンノくランスを求めるという方法
には以下の問題点があり、精度の高い制御は難かしい。

（、）張力と速度アンバランスの関係は、被圧延材の変
形抵抗に影響を受ける。そのため、被圧延材の成分元素
量及び刻々の被圧延材温度変化に追換係数は、孔型依存
性が強く、詳細な研究がされていない。

（ｅ）スタンド間の速度アンバランスは、該当のスタン
ド間だけの張力によシ求められるものではなく、ひとつ
上流、ひとつ下流のスタンド間の張力による影響がある
。そのため（ａ）　（ｂ）で述べた理由による誤差は該
当スタンド間の誤差にとどまらず、その影響は上、下流
スタンドに波及する。

又、張力制御はスタンド間の初期アンバランス、被圧延
材のスキッドマーク、サーマルランダウン、素材断面寸
法の変動等、全ての外乱に対して効果的と言われてきた
が、最近被圧延材のスキッドマークに対しては逆効果で
あることがわかってきた。それはスキッドマーク部分圧
延時の出側製品幅増加によって生じる上流スタンド間と
の張力を制御することによって、断面形状が不均一にな
るからである。

第１図を用いて詳細に説明する。令弟１図のように被圧
延材／が上流スタンドの水平ロール２と下流スタンドの
堅ロール３とによってスタンド間張力が零の状態で圧延
されている時、堅ロール３にスキッドマーク部ダが噛込
まれると堅ロール３の出側製品幅は幅広が９を生じ断面
積が増加する。スキッドマーク部グによって堅ロール３
の先進率はほとんど変化しないため堅ロール３の放出量
は増加傾向となり、水平ロール２と堅ロール３０間に張
力が発生する。

ここでスタンド間張力と製品幅について説明する。第２
図は横軸に前方・後方張力、縦軸に製品の幅変化をとり
、張力により製品幅がどのように変化するかを表わした
ものである。前方張力、後方張力ともその値が増加する
につれ製品幅は減少し前方張力に比べ後方張力について
その傾向が顕著である。

このように後方張力によ″って製品幅は顕著に減少する
ため、発生した張力によって第１図に示す堅ロール３の
出側製品幅は減少し、結果的には相殺され、製品幅はそ
れ程大きくはならない。

鵠しこのような状態で張力制御を行っていれば、水平ロ
ールコと堅ロール３の間の張力は零になゐため、堅ロー
ル３の出側製品幅は制御を行わない場合よシも一層広い
ものとなる。尚Ｓは水平スタンドの出側製品形状、乙は
スキッドマーク部の堅ロール出側製品形状、７は均−加
熱部の堅ロール出側製品形状、とは水平ロールの入側製
品形状を示す。

以上のように張力制御による被圧延材の寸法制御は、ス
タンド間の初期速度アンバランスや素材断面寸法の変動
に対−する効果しかない。昨今の省エネルギーの状況下
ではスキッドマークは益々大きくなる傾向にあり張力制
御による被圧延材の寸法制御では益々厳しくなるユーザ
ーの寸法精度の要求に対応できない。

本発明は被圧延材のスキッドマーク、サーマルランダウ
ン及び素材断面寸法の変動等のいずれの外乱に対しても
、製品全長にわたって断面形状を一様なものとする圧延
方法及び圧延機全提供するものである。

スタンド間に速度アンバランスが生じた時、放出量のバ
ランスを保つため、先進率とロール出側断面積が変化す
る。棒線材の圧延機の場合、圧下方向の変化を小さくす
るためのミル定数は容易にとれるので、ロール出側断面
積の変化とはロール出側製品幅の変化になる。速度アン
バランスによって生じるスタンド間張力は放出量のバラ
ンスを保つだめの媒体であり、張力と製品幅の変化、張
力と先進率の変化の関係は第２図、第３図に示すすとお
りである。

本発明の特徴はスタンド間に発生した速度アンバランス
を先進率の変化だけによってバランスさせ、ロール出側
製品幅は一定に保つ点にある。すなわち従来ロール隙を
有していた圧延ロールのロール隙を排し、ロール隙が零
で研削した圧延ロールに事前にマイナス圧下を与え、被
圧延材が噛込んでもロール隙が一層のままになるように
しておき、連続的に適度の後方圧縮力を与えながら示延
することにより、いかなる外乱に際しても孔型に／θθ
チ被圧延材を充満させ、全長に−わたって形状一様な製
品を得ることが本発明の考え方である。ここで言う適度
の後方圧縮力とは、素材の断面寸法の小さな部分、又は
サーマルランダウンの中の高温部分に於いても孔型に／
θ０チ充満する最低限の量を指し、θ〜被圧延材の挫屈
限界圧縮力の範囲内の値をとるが、安全をみた経験的一
定゛値を設定すればよい。設定した後方圧縮力は実際に
は素材断面寸法の変動やスキッドマーク、サーマルラン
ダウンによって変動し、スタンド間の速度アンバランス
も変動するが、圧延ロールのロール隙は零のためロール
出側製品幅は増加せず、専ら先進率の後方圧縮力に比例
した変化によって速度アンバランスは解消される。

第９図は従来の圧延ロールのセツティング方法第５図は
本発明の圧延ロールのセツティング方法である。従来は
上ロール２のフランジと下ロール／θのフランジとの間
に、ある程度の隙降、いわゆるロール隙を空ける方法が
きられていた。これは口〜ルの摩耗に対する圧下調整代
としての意味を持っていた。又孔型のフランジ近辺は直
線的に広げていた。これは諸外乱による幅広がりの通常
変化量に対して製品周方向に段差がつかないための逃げ
であった。従来では被圧延材の高温部又はスタンド間に
張力がかかった場合ａのような断面形状になり、被圧延
材の低温部又はスタンド間に圧縮力がかかった場合すの
ような断面形状になシ、異常時にはＣのようないわゆる
噛み出しと呼ばれる断面形状も起りえた。本発明は被圧
延材が噛込んだ状態でも第５図のようにロール隙が零と
なる圧延ロールのセフティングを行う。そのため油圧圧
下装置等によって予めマイナス圧下を施す等の手段が必
要となる。又孔型もロール隙が零に於ける軌跡のため従
来とは形状が異なる。本発明による圧延ロールのセツテ
ィングを行ってもスタンド間に引張力が発生した場合、
断面形状はｄのよう−になり製品の形状は製品全長にわ
たって一様には、できない。本発明の特徴は連続的に適
度の後方圧縮力を与えることにより、諸外乱の発生にも
がかわらず製品断面形状と孔型形状と同一にするところ
にある。

付与する後方圧縮力はそれ程精度を要さないのも本発明
の特徴である。

次に以上のような圧延方法を可能とする連続圧延機を、
第４図、第７図によシ説明する。第６図は本発明連続圧
延機を圧延方向に対し直角な方向から２スタンドについ
てのみ示したものである。

又第７図は主にロールのセツティングがわ力〜るように
スタンドを圧延方向から示したものである。

本連続圧延機の特徴はロール隙を零にして研削した第６
図、第７図に示す作動ロール／／に被圧延材／が噛み込
んでもロール隙が零を保つ点にある。

従来作動ロール／／は摩耗に対する圧下調整代の意味か
ら、予め上ロールと下ロールの両フランジの間にある程
度のロール隙を空けた状態で孔型を研削してスタンドに
組み込み、圧延過程での作動ロール／／の摩耗に応じて
ロール隙を縮めてゆく方法がとられていた。本発明では
ロール隙を常に零に保つため作動ロール／／の摩耗は極
力小さな必要があり、その目的のため超硬レールを採用
することが望ましい。

棒線材の圧延機は一般的に圧延力にくらベミル定数が大
きいが、被圧延材／の噛み込みの状態ででもロール隙を
零に保つためには、かなり大きな圧下刃を与える圧下装
置と作動ロール／／のベンディングを抑制する装置が必
要となる。本発明ではそのために油圧圧下装置７．２と
補強ロール／３を採用している。油圧圧下装置７．２に
よって、被圧延材／が噛み込んでもロール隙が′ｆを保
つように予めマイナス圧下を加えておくが、万一作動ロ
ール／／に隙が生じた場合油圧圧力を増加しロール隙を
速やかに零に戻すよう、作動ロールポジションセンサー
／１Ｉｌｔ−備え付けておく。

作動ロールポジションセンサー／グは上下の作動ロール
／汽／／が設定された位置、即ちロール隙零の位置から
変化した時それを検出するもので、各種の形式のものが
あるが第６図に示すものはロールスタンドに本体を固定
させ、検出部を補強ロール／３のロールチョック／’　
３”に車装させておくものである。作動ロール／／の設
定位置が変化するとこれと密着支持している補強ロール
／３に伝達され、更に補強ロール／３と一体に組み込ま
れた補強ロールチョック／３・に伝わる。

第６図に於いて、作動ロール／／、／／１′４７−に隙
間が生ずるとその変位は下部の補強ロール／３に伝わる
。上部補強ロールはスタンド枠内に堅固に固定されてい
るためである。下部補強ロール／３及びロールチョック
／３′が下方に移動すると作動ロールポジションセンサ
ー／グの検出部が離れ、その信号によシ油圧圧下装置／
２を作動させるものである。

なお、上記実施例では下部補強ロールを移動させる例を
述べたが、下部補強ロールはスタンド枠内に固定し、上
部補強ロールを移動させる構成によっても本発明を実施
できる。

本連続圧延機の別の特徴は、スタンド間に圧縮力を生じ
させる後方圧縮力付与装置／ｊを備えていることである
。該後方圧縮力付与装置は、例えばコンピューターを用
い必要な後方圧縮力（相当スル作動ロール駆動モーター
／６の回転数補正値を予じめ求めて設定しておくことに
より実現することができる。

以上のように本発明は、張力制御の張力からスタンド間
の速度アンバランスを求めるという方法の難かしさ、及
びスキッドマーク部を一様断面形状にできないという欠
点に対し、被圧延材のスキッドマーク、サーマルランダ
、ウン及び素材断面寸法の変動等のいずれの外乱に対し
ても製品全長にわたって一様な断面形状を得ることがで
きるという特徴を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はスキッドマーク部がロールに噛み込まれた時の
製品形状の変化を表わす説明図、第２図（（イ）、（ロ
）は前方張力、後方張力と製品幅変化の関係を表わす説
明図、第３図は前方張力、後方張力と先進率変化の関係
を表わす図、第７図は従来の圧延ロールのセツティング
を示し第５図は本発明の圧延ロールのセツティングを示
す図、第４図、第７図は本発明連続圧延機の図である。 ／：被圧延材　　ノ：水平ロール ３：堅ロール　　グ：スキッドヤーク ｊ：水平スタンド出側製品形状 ６：スキッドマーク部の堅ロール出側製品形状７：均−
加熱部の堅ロール出側製品形状と：水平ロール入側製品
形状 ９：上ロール　　／θ：下ロール ／／：作動ロール　／２：油圧圧下装置／３：補強ロー
ル　／３・：補強ロールチョック／ｌ：作動ロールポジ
ションセンサー゛／Ｓ：後方圧縮力付与装置 ／乙：作動ロール駆動モーター 第１図 第２１１ 貴恨１堆ｈ（ｆ−） （０） 第５ｍｌ 岑り化方永力（−Ｅ） 整４ＷＪ　　　　　　　　　　　館５図“腎つ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）棒線材の連続圧延機による圧延に於いて、後方圧
   縮力を連続的に与え、かつ鋼材噛込み時ロール隙が零と
   なるロール圧下を行いながら圧延することを特徴とする
   棒線材の圧延方法。
2. （２）孔型をロール隙が零となるよう形成した一対の作
   動ロールに後方圧縮力付与装置を付設し、前記一対の作
   動ロール〜に夫々補強ロールを組み合わせると共にいず
   れか一方の補強ロールのロールチョックに前記作動ロー
   ルのポジションセンサーと油圧圧下装置を夫々接続した
   ことを特徴とする棒線材の連続圧延機。