JPS59229204A - 円形断面圧延材の精密仕上圧延方法 - 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】 本発明は円形断面圧延材の精密仕上げ圧延方法に係るも
のである。

従来、円形断面を有する鋼材等の圧延において製品寸法
精度をよくするためには、鋼材等の圧延中のテンション
を除去することが必要とさｎその除去方法として次のよ
うなものか知られている◎その１つは圧延機間にループ
を形成させる方法、他の方法としてテンションを検出し
大きな力が圧延材にかからないようにロール回転数を自
動制御する方法がある。

しかし、これらの方法は基本的に、自動制御上の応答速
度及び安定性の点で限界があるため１一定収上に成品寸
法精度を向上させることはできない。その精度は、成品
によっても異るが、大略上０、２　ｍから±０．４鱈程
度である。

又、上記の自動制御を用いると、設備費が莫大となるほ
か、工場のスペースも広く必要となる等の不都合があっ
た。

又、モルガングロックミルに代表される各種ブロックミ
ルは鋼材圧延等の中間圧延及び仕上は圧延に用いられる
が、その主目的が鋼材の高速圧延化と圧延設備のコン／
ぐクト化にあるため、各圧延機の圧下量及び圧延中の圧
延機間のテンションは大きくなル、最終段で得られる製
品の寸法精度は±０・２明相度である。

本発明ね１、寸法精度の′高い円形断面圧延材を得るた
めの方法でちゃ、上記に示しｆｃあらゆる難点を有利に
解決したものである・以下にその特徴を述べる。第１に
は圧延機配列を垂直ロールと水平ロールの交互の配列で
互に近接した圧延機配列とすることであシ、第２には各
圧延機での圧下量を小さくすることによシ、圧延鋼材の
ロール軸と垂直方向にある鋼材天地寸法及びロール軸と
平行方向にある鋼材左右寸法の各々の圧延途中での変動
を小さくすることである。そのためにこの圧延機配列中
の圧延機間のロール回転数比の変動量を±０．５ｔＩ）
以内にすることが望ましい。しかし、この軽圧下圧延を
最終仕上圧延で行うことは、圧延後の鋼材結晶粒の粗大
化を発生させる要因となることが危惧さ■る。そこで本
発明では最終仕上圧延機に導入する材料を極めて高精度
な寸法に圧延し、そｎを結晶粒粗大化の発生しない圧下
量を最終仕上で加え、結晶粒粗大化がなく、かつ製品寸
法精度の高い圧延材を得る方法である。

この圧延を実現するための圧下量配分を以下に示す・本
発明は４台のスタンドからなる。即ち素材の進行方向か
ら数えて 第１スタンドでは０．５〜５チ 第２スタンドでは３〜８％ 第３スタンドでは０．５〜５％ 第４スタンドでは通常の減面率である１２〜２０％で圧
延するものである。

ここでいう減面率とは （（材料断面積−圧延後の鋼材断面積）／＃材料断面積
Ｘ１００（４）で表わす値をいう。

第３の特徴は、第２の特徴である軽圧下圧延を実現する
ために素材にオーバル形状のものを用いること、及び４
つのスタンドのロールに刻設スる孔型を第１図の様にす
ることである。即ち第１スタンドに刻設さｎるカリ’／
４−は第１図（イ）に示される様にオーバル断面形状素
材ｌの長径側をロール軸と平行に位置させ、短径側をロ
ール軸と垂直に位置させる。図中２はロールを示す。第
２スタンドに刻設されるカリバーは、第１囚（ロ）に示
される様にオーバル断面形状３の短径側をロール軸と平
行に位置し、長径側をロール軸と垂直に位置させるＱ第
３スタンドに刻設されるカリバーは、第１図（ハ）に示
さｎる様にオーバル断面形状３の短径側をロール軸と垂
直に位置し、長径側をロール軸と平行に位置させる。第
４スタンドに刻設されるカリバーは、第１図に）に示さ
れる様に円形断面形状４０カリバーを配置させる。こ扛
らの圧延機配列は前述した様に竪ロールスタンド−横ロ
ールスタンド−党ロールスタンドー横ロールスタンド又
ハ満−竪一横一竪と配置する。これは、前述のカリバー
の配置から当然与えられるべき奈件である。

その他の本発明の特徴は、相互のスタンド間のロール中
心距離が極めて小さいことである。特に制限はないが装
置の構造上杵される範囲でできるだけ短い方が良い。

次に本発明を実施例に基づいて詳述する。まず本発明圧
延機配列を第２図の平面図で示す。圧延材料の進行方向
か°らみて第１のスタンド５は水平ロールスタンド、第
２スタンド６は垂直ロールスタンド、第３スタンド７は
水平ロールスタンド、第４スタンド８は垂直ロールスタ
ンドとするか、又は垂ｉロールー水平ロールー垂直ロー
ル−水平ロールスタンドの様な圧下方向の組み合せとし
、互に近接した圧延機配列とする。このような圧延機配
列のラインに公知の方法で作られたオーバルに類似する
断面形状の素材を導入する。

オーバルに類似するＵＴ面形状とは、第３図に示す様な
上下のロール２，２のロール隙中心、Ｉ！ｔと直角な直
線ｔ′に半径の中心を持つ唯一のＲで描かれる円弧を上
下にもつ形状や、第４図に示す様な孔型の中心に半径の
中心を持つ円弧とこの円弧Ｒ，に内接する円弧Ｒ２を左
右に持つ形状、又第５図に示す様なヘキザゴン、第６図
に示す様なオフタボナル等を言う。

以下総てオーバル形状と総称する。さて本発明で使用す
る素材断面は公知の方法で作られる。即ちルーフコント
ロール方式又は各種ブロックミルによって又場合によっ
ては制御なしの圧延方式で作られる。

このオーバル形状及び第１図に示す第１，２゜３スタン
ドの孔型寸法は次の方法によシ決められる。

即ち本発明は、最終仕上圧延機（第４スタンド）に導入
する材料を第１〜第３スタンドまでに極めて高精度な寸
法に圧延し、その材料を結晶粒粗大化の発生しない圧下
量を最終仕上（第４スタンド）スタンドで加える圧延法
であシ、第４スタンドは求める成品サイズによシ円形断
面形状のカリバー寸法とし、第３スタンドの孔型寸法は
第７図に示す様な条件で決定する。即ち第７図は捻れ防
止下限軸比（以下軸比Ａ）と結晶粒粗大化防止の下限軸
比（以下軸比Ｂ）が成品サイズによシ異なるのでそｎを
グラフ化したものである。この両者を満足するためには
軸比Ａ以上でなければならない。

なおここで圧延材断面の軸比の定義は次の通シである。

すなわち第８図に示す様に第３スタンドで圧延された圧
延機断面の寸法で、ロール隙中心線に平行な方向の圧延
材断面の長さ寸法を８２とし、断面の中心の通シ、これ
と直角方向の圧延材断面寸法をｂ２とすると１１　Ｊｂ
　ｚを圧延材の軸比とする。

軸比Ａは第９図−ｅｌ’）　、　（０１に示す如く軸比
Ａが小さければ小さいはと円形に近づいてぐるので、入
口ガイドで鋼材を押えることができず倒れが生ずる。

よってガイドで押えきれる軸比の限界がサイズによって
おのずと決ってくる。

この軸比を維持すると第４スタンｒの圧下率は前述した
様に１２〜２０％の範囲内に入る。第３スタンドの孔型
寸法は、第１０図に示すごとく前述のオーバル軸比（第
７図〕を用いて第４スタンドの鋼材中が目標成品寸法に
なる様に設定する。

即ち例えば成品寸法が１０φの場合第７図から軸比２．
０以上としなければならず、第１０図に示すａ２／ｂ２
≧２．０でかつｂｌ＝ｌＯφとなる。ｂ２は従来から行
なわれている孔型設計の基本的な考え方である第４スタ
ンドでの圧下量（斜線で表わす部分）による巾出し量を
考慮してす、よシ幾分小さめに　　　　゛設定し、ｂ２
はａｔ／ｂｚ≧２．０を満足するよう設定する。ｂ８の
具体的数、値は数回の試行錯誤によシ決定されるのが通
常の方法である。

第３スタンドの孔型が決まると第２．第１スタンドの孔
型は可能な限多軽減面率になる採寸法を決定する。

即ち第１１図において、太線で表わす第３スタンド孔型
９は、細線で表わす第２スタンド孔型１０とロール軸が
直角方向に交わる孔型なので、当然第３スタンド孔型９
に於て鋼材は第２スタンド孔型１０のロール軸と直角の
方向から圧下される。

この時第１１図に於て斜線で示さｎる部分の圧下量を極
力小さく減面率０．５〜５チ以内とする。

この様にして第２スタンドの孔型が決る。第２スタンド
の孔型が決まると、第１２図に細線で示す第１スタンド
孔型１１は、第２スタンドでの圧下量即ち第１２図に斜
線で示す第１スタンド孔型１１と第２スタンド孔型１０
との断面積の差、即ち減面率を３〜８チの範囲になる様
に決定する。

一方素材は第１３図に細線１２で示す断面即ち第１スタ
ンド孔型１１と素材断面１２との減面率を０、５〜５チ
になるように決定する。

第１．２．３スタンドが３合弁軽減面率であるので、当
然３台とも孔型は類似形状のオーバルとなる。

次に圧延機間のロール回転数比のバラツキを±０．５％
以内に収めるということは、各圧延機を単独に駆動し調
整する方法ではミルモーターのイン・臂りドロッグやそ
の他の緒特性から非常に難しい事であるが、各圧延機を
共通駆動することによシ一定に保つことができる。又共
通駆動にすることによシミルモーター、減速機、圧延機
を全体にコンパクトにすることができ、本圧延機配列を
小さなブロックとして簡単に取シ扱うことができる。

さて以上述べた条件を全て満足する様な圧延方法を用い
たならば、最終圧延後の円形断面圧延成品は、成品寸法
によシ異なるが、＃ミぼ成品寸法精度は±０．０４〜０
．０５ｍに収めることができる。

軽圧下圧延によシ圧延鋼材の寸法変動が小さくなるとい
うことは、１つに圧延中の幅拡が）か小さくなり、幅拡
がシ量の推定値に対する絶対誤差が小さくなる。又、圧
延によ多発生する圧延反力の絶対量も小さくなシ、鋼材
の温度、材料形状の変動等によ多発生する圧延反力の変
動が小さくなる０従って、圧延中の鋼材の断面積を極め
て一定に保つことができる。又、先進率１幅拡がｐ量を
前４って知っていると、スタンド間のテンシロン、コン
プレッションの設定を正確に行うことかできる。

圧延中の鋼材断面は一定であるので、スタンド間のテン
シロン、コンプレッションの変動は無いと考えられる。

尚、仕上最終段の１つ前の鋼材を上記の要領で高精度に
圧延し、仕上最終段で圧下を前方スタンドよシ強くかけ
た場合の寸法精度の低下分は非常に少ない。最終製品の
寸法精度は、上記で述べた如く±０．０４ｍ〜±０．０
５ｍに充分に入る。

本発明の効果は次の通シである。

（、）　　寸法精度が極めて高く引抜き等の２次加工工
程を省略することも可能となシ、付加価値の高い製品と
なる。

（ｂ）　　従来のように粗列中間列での複雑な速度制御
が不必要になシ設備費を安く抑えることができる。

（Ｃ）　　本発明を仕上げ最終段に適用することによｐ
１自動制御の１つであるルーズ等を形成するためのスペ
ースも必要がなくなシ、ミルラインは短くでき、又工場
操業上の制御関係の電力費も節約できる。

（ｄ）　　従来程度の製品寸法精度のものを本圧延法に
よル作るならば、極めて容易にできるので、寸法測定の
計装設備等は不振になる。又、１本の圧延材の両端の寸
法が従来よシはるかによくなシ歩貿シか向上する。

（、）　　圧延負荷が非常に小さいので装置自体を小形
化することができる０ （ｆ）　　又装置が小形なので、新設のミルラインに計
画的に設置することは容易なだけでなく、既存のミルに
も容易に配置することが可能である。　　　゛（ｇ）　
　また本圧延機列の前に素材寸法の／々ラツキを除去す
る装置を設置すれば、成品寸法精度を更に向上すること
も可能である。

型図、 第２図は本発明のスタンド配列の１例に示す平面図、 第３図、第４図、第５図、第６図はオーバル類似形状の
説明図、 第７図はオーバル軸比とサイズの関係を示す図、第８図
は軸比の説明図、 第９図（イ）、　（［］ｌ・はローラーガイドによる鋼
材の保持を示す図、 第１０図は第４スタンドでの圧下の状況を示す図、 第１１図は第３スタンドでの圧下の状況を示す図、 第１２図は第２スタンドでの圧下の状況を示す図、 第１３図は第１スタンドでの圧下の状況を示す図である
。

１ニオ−パル形状素材、２：ロール、３ニオ−パル形状
、４：円形断面形状、５：第１スタンド、６：第２スタ
ンド、７：第３スタンド、８：第４スタンド１９：第３
スタンド孔型、１０：第２スタンド孔型、１１：第１ス
タンド孔型、１２：素材断面。

第８図 （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）第
１０図 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱間圧延における円形断面圧延鋼材の仕上圧延法におい
   て、垂直ロールスタンドと水平ロールスタンドを交互に
   配置した４台のスタンドからなる仕上圧延機列にオーバ
   ル断面形状をした素材を導入して、入口側から第１スタ
   ンドで減面率０．５〜５％の軽圧下圧延を行ない、第２
   スタンドで減面率３〜８チの軽圧下圧延し、第３スタン
   ドで減面率０．５〜５％の軽圧下圧延を行ない、第４ス
   タンドで通常圧下圧延して円形断面に最終圧延を行なう
   ことを特徴とする、円形断面圧延材の精密仕上圧延方法
   。