JPS62144813A - 線棒材圧延機の冷却装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種線材、棒鋼の圧延に当り、その圧延ライ
ンにおけるロールスタンド間またはブロックミル内の各
ロール間において、改善された冷却手段によって、ロー
ル間冷却を効果的に、特にはオーバル断面部の完全な水
冷を可能としながら、その圧延を行なえるようにしたも
のに関する。

（従来技術） 棒鋼、線材等の熱間連続圧延ラインにおいては、その組
織や機械的性質の向上、スケール生成の抑制等のために
、強制水冷によって圧延中の冷却が行なわれるのであり
、その中でも圧延材の結晶粒微細均一化や、高靭性、高
強度化のために、冷却水流量や圧延速度等の制御によっ
て所要の仕上り温度を得る制御圧延は、品質管理上にお
いて重要である。近年この種制御圧延材に対する要求品
質はますます多様化かつ高度化してきており、このよう
な傾向に対処するためには、圧延工程での更にきめ細か
い温度制御が必要とされるのである。

また線材の仕上圧延に当り、生産性向上等の目的のため
に広く用いられているブロックミルにおいては、その圧
延速度が速やかであるとともにロール間隔が短かいため
に、加工時の発熱による圧延材の温度上昇が大きく、ロ
ールへの熱伝導およびロール間での冷却による圧延材の
温度降下量がきわめて小さいのであり、この結果、ブロ
ックミル圧延では、その圧延材温度上昇が過大となって
仕上げ温度が高くなり、このため以後の制御冷却時に組
織不良（一部焼入れ組織の発生等）を生じるのも、経験
上よく知られている処である。

上記のような温度制御を伴なう線材、棒鋼の圧延におけ
る問題点を解消するためには、従来の圧延機列前におけ
る水冷帯によって圧延材温度をコントロールする処の圧
延機列間における冷却のみに止まることなく、各ロール
スタンド間、あるいはブロックミルにおけるロール間で
、圧延材を水冷して温度制御を行なうことが必要である
。かかるロール間冷却を行なう従来技術には次のような
ものがある。即ちその一つは、圧延ラインにおける各ロ
ールスタンド間において、一方のスタンドから他方のス
タンドに移動する圧延材を水冷するもので、周知のため
その図示は省略するが、相対するロールスタンドにおい
て、一方のスタンドにおける出側ロールに設けられるパ
イプ状のロール出側ガイドと、他方のスタンドにおける
入側ロールに設けられるパイプ状のロール入側ガイドと
の中間に、両ガイドと連通ずる冷却管を配設し、一方の
スタンドにおいて圧延が行なわれた圧延材が、出側ロー
ルから出て、出側ガイド、冷却管、入側ガイドを経て、
他方のスタンドにおける入側ロールに移動する間に、冷
却管内に供給される加圧冷却水により所要のロール間冷
却を行なうようにしたものである。また他の一つは、特
公昭５８−７３６７号公報に開示されたもののように、
ブロックミルにおける圧延ロール出側ガイド内に冷却水
を供給して、圧延材を冷却するものであり、その詳細は
同号公報記載に譲るが、ブロックミルにおける圧延ロー
ルのロール出側ガイドにおいて、該ガイドの反ロール側
他端に同ガイド内に冷却水を吹込むスリットノズル等を
介して、環状にめぐる冷却水供給口を設けたもので、こ
れにより圧延材はロール出側ガイド内において、同じく
冷却水により浸漬状となって、所要の冷却が行なわれる
ようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したロール間冷却技術においては、以下の点におい
て問題がある。即ちロール出側ガイドとロール入側ガイ
ドとの中間に、冷却管を設置する方法では、両ガイドの
設置により冷却域（冷却管長さ）は自から限定され、構
造的に充分な冷却効果が得られないのである。このこと
はブロックミルのようにロール間隔がきわめて小さいも
の、あるいはロールスタンド間にルーバ等の構造物が設
置される場合には、大きな障害となり、このような場合
はその冷却管を設置するスペースはきわめて小さく、ロ
ールスタンド間では実質的に圧延材を冷却することが出
来ない事態も生じる。またロール出側ガイド内に冷却水
を供給する方法では、そのロール出側ガイドにおける管
状内壁面と圧延材外周面との隙間が小さいため、ガイド
管内での圧力損失が高く、また高速で走行する圧延材に
対向して冷却水を供給するため、冷却水はガイド管内を
充分に通過しきれず、冷却水の供給側に押し戻されて排
水され、供給冷却水が有効に冷却に使用されず、またこ
のため圧延材の冷却に必要な所定以上の冷却水流量をガ
イド、管体内に通過させるには、可成り高い供給圧力が
必要となり、駆動動力が増大し、また冷却域も自ら限定
されることになって実用的でなくなる。更に新しく生じ
る問題点は、圧延材の断面形状に対する冷却対策である
。

従来圧延ラインの各ロールスタンド間でその断面形状が
円形である処の丸断面部のみの冷却は実施されているが
、その断面形状が楕円形である処のオーバル断面部にお
いては、該圧延材のロールへのガイドが、丸断面部に比
べて難しい等の理由により、ロールスタンド間では冷却
されない場合が多いのである。しかしながら最近の高速
圧延下では、丸断面部のみの水冷では、その冷却域が短
かく、一方で圧延加工時の発熱による圧延材の温度上昇
が大きく、ロールスタンド間での空冷による温度降下量
はきわめて小さいので、オーバル断面部の放置は温度制
御面での冷却効果上、著しく不利である。このためオー
バル断面部の冷却を行なうものとして、第３図に例示す
るような手段が用いられる。同図において、２２はロー
ルスタンドにおける入側圧延ロールであり、同ロール２
２に対面して圧延材倒れ防止ロールガイド２１が配設さ
れるのである。同ガイド２１は図示のように、支持ブラ
ケ７）２１Ｃを介して、圧延材パスラインを挟んで一対
のガイドロール２１ａ、２１ａが遊転自在に前端に設置
されるとともに、その背後にパスラインと同心のパイプ
状の入側ガイド２１ｂが設置されるもので、ガイド２１
ｂの入側はテーバ状に拡開され、オーバル断面部の圧延
材を倒れることなく、円滑かつ正確に入側ロール２２に
案内するのであり、また２３は一部のみを示したが、圧
延ロール２２と対応する別のロールスタンドにおける出
側圧延ロール（図示省略）側の出側ガイドであり、両ガ
イド２１゜２３の中間に冷却管２４を設置し、出側ガイ
ド２３より冷却管２４をへて圧延材倒れ防止ロールガイ
ド２１を介して、入側の圧延ロール２２に導かれる圧延
材のオーバル断面部の冷却を、前記冷却管２４を通過時
に行なうようにしたものである。この手段では、従来の
入側ガイドにガイドロール２１ａが付設される分だけ、
全体のガイド長さが長くなる訳で、出側ガイド２３と入
側ガイド２１ｂとの間のスペースは更に短か（なるため
、冷却管２４はその長さが短かく制限され、冷却域はま
すます短かくなって、その冷却効果は不充分である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような従来のロール間冷却における問
題点、特にオーバル断面部を冷却する場合における冷却
不備を解消するために、圧延材倒れ防止用ガイドロール
と冷却管体とを一体化した冷却管設備を用いることによ
って、オーバル断面部の充分な冷却、温度制御が得られ
るようにしたもので、具体的には、線材、棒鋼の圧延ラ
インにおける各ロールスタンド間またはブロックミル内
の各ロール間において、圧延ロールに対して圧延材の倒
れ防止ロールと冷却管体とを一体化した冷却管設備を配
設し、前記冷却管体は倒れ防止ガイドロール側の一端力
く圧延材のガイド管部とされるとともに、該ガイド管部
に続いてガイド管部より大径の管本体他端にスリットノ
ズルを介して冷却水供給環体が設けられ、圧延材を前記
冷却管設備を通過させてロール間冷却を行ないながら、
その圧延を行なうことにある。

（作　用） 本発明の技術的手段によれば、第１図および第２図に示
すように、図例ではオーバル断面部圧延用のロールスタ
ンドにおける入側ロールの場合を示しているが、入側ロ
ール５に本発明に係る冷却管設備３を圧延パスラインと
同心に設置するのであり、同設備３は取付用ガイドボッ
クス４に冷却管本体１２が固定状にかつパスラインと同
心に固定され、冷却管本体１２におけるロール５側に向
う一端はガイド管部１）とされるとともに、このガイド
管部１）の臨むガイドボックス４の前端にはブラケット
状のガイドロール保持板２の一対がパスラインを挟んで
一対状に突設され、これら保持Ｆｉ、２には何れも圧延
材６の倒れ防止用ガイドロール１が可回動に設置される
。前記冷却管本体１２の他端にはスリットノズル部１４
を介して連通し、かつ冷却水供給口１６を備えて環状に
めぐる冷却水供給環体１５が一体に設けられ、前記冷却
管本体１２の断面をガイド管部１）より大径とすること
によって、以下の冷却作用が得られることになる。

即ち第１図示のように圧延材６が入側ロール５に入るに
先立って、冷却管設備３における冷却管本体１２の冷却
水供給環体１５側から本体１２内を進行し、その先端の
ガイド管部１）をへて一対の圧延材倒れ防止用のガイド
ロール１を介しロール５内に導入されることによって、
オーバル断面部を持つ圧延材６も、きわめて確実容易か
つ円滑に倒れることなく誘導されるのであり、同時に冷
却水供給環体１５から供給される冷却水が、スリットノ
ズル部１４より冷却管本体１２内をガイド管部１）に向
って進行することにより、冷却管本体１２内に充満する
冷却水によって、オーバル断面部の全周面が浸漬状とな
ってその冷却が行なわれることになる。管内の冷却水は
ガイド管部１）の先端および冷却水供給環体１５側の管
体開口から排出される。しかも冷却域は冷却管本体１２
の長さを大きく取ることができるので、従来技術に比し
著しく長くでき、大径化された冷却管本体１２内での効
果的な浸漬状冷却と相まって、オーバル断面部に対する
きわめて大きな冷却効果が容易に得られるのである。即
ち冷却管設備３の配設により、オーバル断面部を持つ圧
延材６に対する効果的な冷却、温度制御が、冷却管本体
１２の全長に亘る圧延材の誘導機能の向上とともに、そ
の冷却管本体１２の構造による冷却水の管内への効率的
な充満によって得られることになるものである。なお、
冷却管本体１２側の冷却水の円滑な流れを促進するため
に、第２図において破線で示した水抜き口１８を管体周
側に開設してもよい。

（実施例） 本発明における冷却管設備の適切な実施例を、第１．２
図について説示する。

冷却管本体１２の断面形状は圧延材６におけるオーバル
断面と相似形状の断面とし、本体１２の内面と圧延材６
の外周面との間には７〜１５龍程度の隙間が存するよう
にし、また一端のガイド管部１）は本体１２より小さい
断面のものとするが、ガイド管部１）の内面と圧延材６
の外周面との間には２〜５龍程度の隙間が存するようす
る。実施例では大径の冷却管本体１２と小径のガイド管
部１）との接続一体化に当っては、テーパ管部１３を介
在させて冷却水の円滑な流動を阻害せぬようにしである
。圧延材６の倒れ防止用ガイドロール１は従来のガイド
ロールと同様であり、ロール軸心を垂直とした縦位置の
もとに、可回動にガイドロール保持板２に軸支される。

冷却管本体１２の他端に設けられる冷却水供給環体１５
は、本体１２の管端をめぐる環体１５の後端は図示のよ
うに、圧延材６の通過するガイトロ部１９とし、冷却管
本体１２の管端とガイトロ部１９のガイトロ端を、それ
ぞれテーパ端面とすることにより、スリットノズル部１
４を形成するのであり、同ノズル部１４は管体軸心に対
し内向き傾斜とさせ、このさいその内向き指向角度は４
５°、またスリットの巾は５龍程度とすることが適当で
ある。またガイトロ部１９には圧延材６の入側ガイド１
７を図示のように付設させている。またこの実施例では
オーバル断面部用ロールスタンドにおける入側の圧延ロ
ール５に冷却管設備３を設置したものを示しているが、
この冷却管設備３は、図示省略しであるが、圧延ロール
５のロールスタンドと対応するロールスタンドにおける
出側圧延ロール側に、その向きを反対として同様に設置
して用いることは勿論可能である。

本発明における第１．２図に示した実施例による冷却管
設備を、ロールスタンドによる圧延機を用いて棒鋼を圧
延するものに実施した処、次のような結果が得られた。

第１表は、１５５°ビレツト（抽出温度９５０”Ｃ）か
ら３０φ棒鋼を圧延加工時に、本発明による冷却管設備
３を用いて、圧延材のオーバル断面部をも冷却した場合
と、オーバル断面部スタンド間における出側ロール側の
みにおいて、出側ガイド２３の直後に配置される冷却管
２４（第３図参照）によって水冷した場合とにおける従
来技術と本発明技術による仕上げ温度の比較を示したも
のである。尚同表において示した仕上げ温度は断面円平
均温度であり、総冷却水量は圧延ライン各冷却域におけ
る冷却水量の総和である。また圧延材の丸断面部スタン
ド間における冷却は、本発明および従来技術とも同様に
、ロール出側および入側ともに冷却した。

（次　葉） 第１表 第１表において示したように、両者同一の圧延、冷却条
件下では、本発明の場合にはその仕上げ温度は８９０°
Ｃ程度に低下し、微細均一な組織が得られたのであるが
、先に述べた従来技術（表中の従来技術（１）である）
の場合は、その仕上げ温度は９４０℃程度に止まり、制
御圧延材として要求される微細均一なＭｉ織を得る程に
は、圧延材温度は低下しないのである。仮りに従来技術
によって本発明の場合と同等の仕上げ温度を得ようとす
れば、表中の従来技術（２）で示すように、その圧延速
度を８゜６ｍ／ｓｅｃ　、即ち本発明における圧延速度
１０．８　ｍ／ｓｅｃに比し、８０％程度に減速させな
ければならないのであり、本発明による冷却管設備３を
用いれば、制９１Ｕ圧延時における生産性低下を防止す
ることが出来たのである。

また本発明をブロックミル内のロール間冷却に適用した
場合も、従来の冷却技術に比較してその仕上げ温度が低
下し、同様に制御圧延時の組織不良の解消等に効果の得
られることが確認されたものである。尚本発明実施例に
おいて、第１．２図に示したものでは、大径の冷却管本
体１２と小径のガイド管部１）とをテーパ管部１３によ
って一体としたものを示したが、これはガイド管部１）
がら冷却管本体１２に亘って、全体をテーパ管状として
も同効である。

（発明の効果） 本発明によれば、実施例においても説示したように、線
材、棒鋼の圧延に当り、その圧延ラインの各ロールスタ
ンド間、あるいはブロックミル内の各ロール間において
、ロール間冷却を行ないながら制御圧延を行なう際、従
来の冷却手段による不備を解消し、特に従来は充分な冷
却を行なうことが出来なかったオーバル断面部の完全な
冷却を可能とした点で優れ、その圧延材倒れ防止用ガイ
ドロール１と冷却管本体１２とを一体化し、かつ冷却管
本体１２の一端にその断面を大小相違したガイド管部１
）、更には必要に応じて水抜き口１８を設けることによ
り、冷却管本体１２に圧延材の誘導機能を持たせ、かつ
冷却管本体１２内への効率的な充満によって冷却水の大
部分を有効な冷却に寄与させ、高度な制御圧延内容が得
られるのであり、これによって棒鋼圧延時にはその制御
圧延の生産性および品質向上（結晶粒微細均一化）が得
られ、またブロックミル内ロール間での冷却に用いるこ
とにより、同じく品質向上と圧延歩留りの向上とが得ら
れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部正面図、第２図は同冷却管
本体の縦断正面図、第３図は従来技術の要部正面図であ
る。 １・・・圧延材倒れ防止用ガイドロール、２・・・ガイ
ドロール保持板、３・・・冷却管設備、４・・・ガイド
ボックス、５・・・圧延ロール、６・・・圧延材、１）
・・・ガイド管部、１２・・・冷却管本体、１３・・・
テーパ管部、１４・・・スリットノズル部、１５・・・
冷却水供給環体、１６・・・冷却水供給口、１７・・・
入側ガイド、１８・・・水抜き口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）線材、棒鋼の圧延ラインにおける各ロールスタン
   ド間またはブロックミル内の各ロール間において、圧延
   ロールに対して圧延材の倒れ防止ロールと冷却管体とを
   一体化した冷却管設備を配設し、前記冷却管体は倒れ防
   止ガイドロール側の一端が圧延材のガイド管部とされる
   とともに、該ガイド管部に続いてガイド管部より大径の
   管本体他端にスリットノズルを介して冷却水供給環体が
   設けられ、圧延材を前記冷却管設備を通過させてロール
   間冷却を行ないながら、その圧延を行なうことを特徴と
   する線材、棒鋼の圧延方法。