JPS588921B2 - 矩形連鋳鋼片を用いる高圧下圧延装置列 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼材、就中、プルーム、ビレットおよび棒
線材等の圧延において、被圧延材の降伏応力の０．０１
倍以上１．０倍未満の押込み力を、圧延機の入側におい
て被圧延材に与えることにより１パス当り、極めて高い
断面減少率を達成しつつ圧延可能な押込み高圧下圧延装
置列に関するものである。

近年、鋼材の製造法は、連続鋳造設備の発展により大幅
な変貌をとげつつある。

すなわち、従来の鋼塊から分塊圧延を経て行う鋼片の製
造工程は連続鋳造による直接鋼片の製造にかわりつつあ
る。

然るに、連続鋳造で鋼片を製造する場合、鋼片の断面形
状は、最終製品が板、形、棒線材、パイプ等で、若干の
相違はあるが、おおむね４角断面形状で製造される。

しかし、４角断面形状の中でも、高さＨｏと幅ＢＯＯ比
（Ｈｏ／Ｂｏ）が１．０近傍の方形断面形状の場合は、
鋳造時の冷却特性等の影響で、生産性が劣るばかりでな
く、鋼片の内質の面でも種々好ましくない等の理由で、
矩形断面形状で鋳造される場合が最も多い。

従って、連続鋳造の立場からは、矩形断面形状の鋼片を
、そのまま素材として使用可能な後続の圧延工程が成立
することが、最も好ましいと云える。

一方、高圧下圧延工程側がらみた場合、高延伸をとる第
１パスには、Ｈｏ／Ｂｏキ１．０近傍の断面形状の素材
を用いることが疵発生防止による品質向上、ロール小径
化等による省エネルギー化等の覗点から最も有利である
ことが、その後の実験研究によって明らかになった。

従って、連続鋳造側からの二−ズを受けて高圧下圧延機
側で、これをいかに解決するかが、極めて重要なことで
ある。

たとえば、高圧下圧延機列の前工程に、従来型の圧延機
を１台設置して矩形からＨｏ／Ｂｏ≒１，０の方形まで
圧延加工する方法も、もちろん成立するが、高圧下圧延
法の主たる目的である設備のコンパクト化、圧延ライン
の短縮、操業の効率化等において、圧延機を増設するこ
とは、得策とは云い難い。

また、矩形を直接に高圧下圧延で用いる孔型に用いるこ
とは、第１図に示す様に、ＹＹ’軸に対して、被圧延材
が非対称であるため圧延開始と同時に被圧延材には、ね
じれ力が作用し、そのままでは安定した圧延が不可能で
ある。

従って、被圧延材を支持する案内が必要となるが、複雑
かつ大規模な設備となり不利なばかりでな《疵が発生す
るため、高延伸もとれなくなるので採用は困難である。

本発明者等は、以上の観点に立って矩形断面の素材を用
いても高圧下圧延が可能な、極めて優れた、コンパクト
な押込み高圧下圧延装置列を発明するに到った。

以下、実施例をおり込みながら、本発明について具体的
に説明をする。

ビレット等を製造する鋼片連続ミルあるいは棒線材等を
製造する棒線材の粗連続ミル等に、押込み高圧下圧延法
を採用することにより、生産性、圧延ライン短縮、設備
費の削減等に著るしい効果を上げうろことについては、
本発明者等が既に発明し特許を出願中であるが、この場
合、最も少ないパス回数で、最も大きい断面減少率（以
下延伸と呼ぶ）を達成するためには、ほぼＨｏ ／Ｂ
ｏキ１．０近傍の断面を有する被圧延材を孔型にかみこ
ませる方式が、疵発生防止による品質向上、ロール小径
化等による省エネルギー、高効率圧延の観点から考えて
有利なことは、先に述べた通りである。

第２図に、孔型とそれにかみ込ませる被圧延材の関連の
例を示した。

第２図の２１は高圧下圧延の第１パスにかみ込ませられ
るＨｏ ／Ｂ ｏキ１．０近傍の被圧延材で、２２，２
３，２４は同第１パスに用いられる孔型の例を示す。

２２がダイヤモンド、２３がオーバル、２４がオクタゴ
ナルの各孔型である。

なおこの中では、２２，２４がかみ込み時、および圧延
中の安定性の点で好ましい。

この各第１パスを通過した被圧延材すなわち第３図の３
２，３３，３４０被圧延材は、つぎの高圧下をとる第２
パスで第３図のスクエア一孔型３１にかみこませられ、
高圧下圧延が行なわれる。

しかして、この第２パス通過後は、被圧延材はＨｏ／Ｂ
ｏキ１．０のスクエアーになるから、必要に応じて、第
２図に示すと同様の孔型形状で、第３図の第２のパスを
通過した被圧延材の断面積に適当なように縮小された孔
型にかみこませ圧延し、再び第３図のスクエアーと同様
の孔型形状で適当に縮小されたスクエア一孔型にかみこ
ませ圧延すれば良い。

以下これを繰返すことにより、著るしく効率良く、延伸
がとれる圧延が可能となる。

自然のことながら、所望の製品がビレットなら適当なス
クエア一孔型をパスした直後に製品とすれば良いし、所
望の製品が丸鋼なら、オーバル孔型とラウンド孔型を適
描にスクエア一孔型の直後に配置する従来技術を組合せ
ることにより任意サイズの丸鋼の製造が可能である。

以上、高さと幅の比率が１０近傍の素材を高圧下圧延列
に与えれば、それにつづく圧延が、極めて順調に行なわ
れることを実施例で示した。

次に、本発明である矩形断面素材から、高さと幅の比率
が１．０近傍のスクエアー断面にする方法について説明
する。

第４図に本発明の高圧下圧延機列の例を示した。

矩形の被圧延材４５は、横断面が図示せぬローラーテー
ブルで水平軸ＸＸ′線に対しθなる角度だけ傾斜された
姿勢で、４１の成形装置にかみこみ、４１の出側ではＨ
ｏ ／Ｂ ｏキ１０の方形となり、４２ ，４３０高
圧下圧延機に順次かみこみ圧延がなされる。

この場合４２の孔型は、たとえば第２図の２２，２３，
２４であり、４３の孔型は、第３図の３１である。

第４図ａは成形装置が１台の場合で、たとえば第５図の
ａ、あるいはｂがその例で、１台を通過した時に矩形断
面は、Ｈｏ／Ｂｏキ１．０の方形断面となる。

第４図ｂは成形装置が１台以上から成る場合で、たとえ
ば第５図のＣのごとく各ローラでは、極く僅かずつ圧下
を加え、成形装置の出側で矩形断面が、Ｈｏ ／Ｂ ｏ
−’； １． ０の方形断面の被圧延材になるように
したものである。

なお、第４図ａ，ｂは高圧下圧延で必要な、被圧延材に
附加する押込力をプツシャ−４４で与えるが、同時に被
圧延材を成形装置に押し込む動力としても利用している
ため、成形装置の動力を、別に設置する必要がない。

また、第４図ｂの各成形装置は、高圧下圧延機４２への
ガイドと押し込み圧延で必要な被圧延材のバックリング
防止機構も兼ねており、極めて効率よい設備列と云える
。

第４図ａでは、成形装置４１は圧延機４１の至近距離に
設置されるから、被圧延材のガイドを兼ね得るものであ
る。

なお、この場合座屈防止装置は、４４のプッシャーと４
１の成形装置の間に設備されるが、図示していない。

その他第４図ａ，ｂ共に圧延機４２と４３の間のガイド
４３の出側のガイド等全ての附属設備は図示していない
が、当然、必要に応じて設置されるものである。

以上、プツシャー押し込み方式高圧下圧延の場合を説明
したが、ピンチローラー押し込み方式高圧下圧延も必要
に応じ当然行なわれるが、この場合は、４１の成形装置
に駆動機構を附加することにより、矩形断面をＨｏ ／
Ｂ ｏ≒１．０の方形断面にしながら、かつ同時に被圧
延機に附加する押し込み力を、高圧下圧延機４２のロー
ル周速と成形装置のロール周速を適当に調整することに
より、発生させることが可能である。

以上述べたように、圧延機４２で高圧下圧延を行なうた
めに圧延機４２の圧延ロールに噛込まれる材料にその降
伏応力の０．０１倍以上１．０倍未満の圧縮応力を生起
せしめるには、プッシャ４４で被圧延材を圧延機４４に
押込むが或は、前述のようにローラ型成形装置４１に回
転駆動装置を設けて、ローラ型成形装置のローラの周速
を圧延機４２の圧延ロールの周速よりも太き《して圧延
機４２に噛込まれる被圧延材に圧縮力を生起せしめるよ
うに構成する。

一方、圧延機４３と圧延機４２間で被圧延材に圧縮力を
生起させるには、圧延機４２と圧延機４３それぞれの圧
延ロールの周速を制御して、圧延機４２の圧延ロール周
速を圧延機４３の圧延ロール周速よりも大きくして圧延
を行なう。

以降順次このようなロール速度関係によって、圧延機列
の任意のスタンドで高圧下圧延を行なう。

また、第４図ｂの各成形ローラの水平線ＸＸ′に対する
傾きは、第５図に示す定義で全て＋θだけ傾斜したタイ
プ、交互に＋θとーθを組合せたタイプ等色々考えられ
る力瓢必要に応じて適当に組合せることが出来る。

また、ローラの形状も、第５図ａ，ｃ，ｄ等、必要に応
じ用いることが可能である。

なお、第５図ではローラの支持機構は図示していないが
、普通の圧延機の両持ち式タイプでも良《、また成形量
が少ない場合は片持ち式の支持機構でも良い。

なお、以上は高圧下圧延機を２台以上、一直線上に近接
して配置して、連続して高圧下圧延を行う例で説明した
が、リバース式の圧延機でも、高圧下圧延の第１番目の
孔型の直前至近距離に成型装置を設置することにより、
同様の効果を達成することが可能である。

次に具体的実施例について述べる。

第６図に示す普通鋼連続鋳造鋳片を出発材料として１１
５朋角のビレットを第６図に示すプロセスで圧延した。

連鋳断面として縦横比１．４０の矩形または台形の素材
は、連鋳機を出た後、図示せぬ保熱炉等を経て、インラ
インのサイジング工程に入り、所定の圧延加工を受けた
後、角材として仕上げられる例について説明する。

すなわち、第６図イの例では、成形装置は駆動部を有す
る縦ロール式のピンチローラータイプで、台形の素材を
図示の姿勢で受けとり、ほぼ真四角な断面まで変形させ
ると同時に≠１の高圧下圧延機に材料を押し込む。

高圧下圧延機は、ロール軸が垂直軸に対し±４５°傾斜
した構造で、材料の捻転等を行なわずに良好な成品に仕
上げることができる。

高圧下圧延機は、４／．１がダイヤモンド孔型４＋２が
スクエア孔型としだ力瓢これは変形特性から極めて、き
すをつくり難い優れた孔型方式である。

この孔型方式によって、疵の心配なく相対的に小径のロ
ールを採用できるから、圧延負荷の点でも有利で、圧延
機の構造を高圧下圧延にもかかわらず、コンパクトにで
き、設備コストも低減させることができる。

なお、従来の延伸の場合は、スタンド数が更に１〜２台
増大するし、また本発明と同じスタンド数で圧延を行な
おうとすると、かみ込み角の関係で、ロール径が大径化
し、圧延負荷も増大するから圧延機の構造も大型化しス
タンド数を１〜２台増加した場合に比べて必ずしも有利
とはいえなくなる。

第６図アの場合は、連鋳で正確な矩形断面を出し、一度
、所定の長さに切断後、保熱炉を経てサイジングする場
合であるが、同様のピンチロール式成形装置には、図示
せぬ転回装置で材料を４５°傾けて、かみ込ませる。

そのかわりに高圧下圧延機は、Ｈ−Ｖ式でよい。

また、この場合は成形装置をピンチローラ一式でなく、
アイドルローラ一式として材料をプツシャーで押し込ん
で成形することも可能である。

当然、押し込み力は材料が、−＃１高圧下圧延機にかみ
込むまで付与する。

一応、２例について説明したが、これらの方式はそれぞ
れに固定されるものではなく、逆の場合も当然成り立つ
。

また、延伸の具体例を示したがこれに固定されるもので
もない。

また、高圧下圧延は連鋳材の内部への圧下力が浸透し、
中心部の鍛錬性も良くする。

この様に本発明は、ローラ型の成型装置を高圧下圧延の
第１番目の孔型の直前に設置することにより、矩形の連
鋳片を用いるにもかかわらず設備面、圧延ライン長の面
、動力の有効利用面、その他、操業面においても、極め
て効率の良い高圧下圧延が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧下孔型に矩形素材をかみこませた場合の図
、第２図はＨｏ／Ｂ ｏ手１．０の素材２１を高圧下第
１孔型にかみこませる場合の孔型と素材の関係図、第３
図は高圧下第１孔型で圧延された被圧延材を高圧下第２
パス３１にかみこませる場合の被圧延材と孔型の関係図
、第４図ａ，ｔ）は高圧下圧延機列に、本発明のローラ
型成型装置を組入れた場合の設備列を示す図、第５図ａ
，ｂ，ｃ，ｄは各成型ロ一ラの水平線ＸＸ′ に対する
傾きを示す図、第６図は具体的実施例を示す説明図であ
る。 Ｂｏ ：素材幅、Ｈｏ ：素材高さ、１１：素材、１
２ ：孔型、 ２２ ，２３ ，２４ ：第１孔
型、 ３２，３３ ， ３４ ：被圧延材、４１：ロー
ラ型成型装置、４２，４３：高圧下圧延機、４４：プッ
シャー、４５：被圧延材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被圧延材に、圧延ロール入側において、被圧延材の
   降伏応力の０．０１倍以上１．０倍未満の圧縮応力を生
   起させて鋼片若しくは棒鋼の高圧下圧延を行なう装置に
   おいて、高圧下圧延を行なう初段スタンドの前段に、前
   記高圧下圧延を行なう初段スタンドに噛込まれる以前の
   材料を、その断面の縦横比が略１．０の方形に成形する
   ローラ型成形装置を設けるとともに、上記高圧下圧延を
   行なう初段スタンドに噛込まれる材料にその降伏応力の
   ０．０１倍以上１０倍未満の圧縮応力を生起せしめる押
   込手段を設けてなる矩形連鋳鋼片を用いる高圧下圧延装
   置列。 ２ 被圧延材に、圧延ロール入側において、被圧延材の
   降伏応力の０．０１倍以上１．０倍未満の圧縮応力を生
   起させて鋼片若しくは棒鋼の高圧下圧延を行なう装置に
   おいて、高圧下圧延を行なう初段スタンドの前段に、前
   記高圧下圧延を行なう初段スタンドに噛込まれる以前の
   材料を、その断面の縦横比が略１，０の方形に成形する
   とともに、高圧下圧延を行なう初段スタンドに噛込まれ
   る材料にその降伏応力の０．０１倍以上１．０倍未満の
   圧縮応力を生起せしめるべく、高圧下圧延を行なう初段
   スタンドの圧延ロール周速との間に周速差を生ぜしめる
   回転駆動装置を設けたローラ成形装置を設けてなる矩形
   連鋳鋼片を用いる高圧下圧延装置列。