JPS62144814A - 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、改善された水冷手段により、ロール
間全長を冷却域として活用し、制御圧延を効果的に行え
るようにしたものに関する。

（従来の技術） 各種線材の仕上圧延加工に当り、生産性向上等の目的の
ために、ブロックミルが現在広く使用されていることは
例示するまでもなく周知である。

このブロックミルにおいてはその圧延速度が速いため、
加工発熱による圧延材の温度上昇が大きく、また各ロー
ル間隔が短かいために圧延材の温度降下量がきわめて小
さい。この結果、ブロックミル圧延によるものでは、圧
延材の温度上昇の過大により仕上温度が一般的に高くな
るため、以後の制御圧延時に組織不良（一部焼入れ組織
の発生等）を生じる等の問題があることは既知である。

また結晶粒微細均一化や高靭性、高強度化を目的とした
棒鋼あるいは線材の制御圧延加工に当っては、既知のよ
うに仕上圧延機列前における水冷帯によって圧延材温度
をコントロールした後、その仕上圧延を行うことが慣用
されているが、最近この種制御圧延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、その圧延工程においての更にき
めの細かい温度制御が必要となってきている。

かかる線材、棒鋼における問題点、特にその圧延工程に
おける温度制御上の問題を解消するためには、圧延機列
間のみならず、各ロールスタンド間で、あるいはブロッ
クミルのロール間においても、水冷による圧延材に対す
る温度制御が必要とされるが、かかる温度制御を行う従
来技術には、次のような手段が用いられている。即ち第
３図に示したものは、圧延ラインにおける各ロールスタ
ンド間において、通過する圧延材を冷却するもので、同
図に示される１、２は相対応するロールスタンドにおけ
る各上下一対の圧延ロールを示しており、圧延ロールｌ
側には圧延材のロール入側ガイド３が設けられるととも
に、圧延ロール２側には圧延材のロール出側ガイド４が
設けられるものにおいて、前記ロール入側ガイド３とロ
ール出側ガイド４との間に、両者と連通ずる冷却管５に
よる冷却設備が配置されたものであり、従って圧延材は
圧延ロール２側を出しロール出側ガイド４、冷却管５、
ロール入側ガイド３を経て次の圧延ロール１に入る間に
、冷却管５内に供給される冷却水によって浸漬状となり
、所要の冷却が行われるのである。また第４図に示した
ものは、特公昭５８−７３６７号公報に開示されたもの
であって、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、
詳細は同号公報記載に譲るが、図示のように、ブロック
ミルにおける圧延ロール１のロール出側ガイド２の反ロ
ール側一端に、同ガイド２内へ冷却水を吹込むスリット
部３を介して、環状にめぐる冷却水供給口４を具備させ
たものであり、従って圧延材はロール出側ガイド２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
て問題が残る。即ち第３図に示したロール出側ガイド４
とロール入側ガイド３との間に冷却管５を配置する方法
では、両ガイド４，３の設置により冷却域（冷却長さ）
は自から限定されるために、構造的に充分な冷却効果が
得られないのである。従ってこのことは、ブロックミル
のようにロール間隔がきわめて小さい場合、あるいはロ
ールスタンド間にルーパ等の構造物が設置される場合に
は、大きな障害となるのであり、このような場合は、そ
の冷却管の設置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できない事
態を生じる。また第４図に示し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２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、また高速で走行通過
する圧延材に対向して冷却水を供給するために、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
されないのである。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、駆動動力の増大も
あって実用的でなくなる等の問題が残るのである。

（問題点を解決するだめの手段） 上記した従来技術における問題点を解決するためには、
次の事が考えられる。即ちスタンド間あるいはロール間
での冷却効果を上げるためには、冷却域を可及的長くす
ることが有効であり、このためには出側ガイドや入側ガ
イドを廃し、その先端部分を必要最少比の圧延ガイド部
とした冷却管体を用いるとともに、冷却管体の圧延ガイ
ド部を除く本体部分をガイド部より大径として、冷却水
を充分に通過させて冷却能を低下させないようにするこ
とが有効であると考えられる。また別の考えとしては、
出側ガイドと入側ガイドとを一体化し、一体化された両
ガイドの中央部から冷却水を供給して、両ガイド内に冷
却水を通過させることも、有効であると考えられる。但
しこの方式の場合には冷却水供給に当り、高い供給圧力
が必要とされる難がある。何れにもせよ圧延材ガイドと
冷却管体とを一体化した冷却設備を用いることが、有効
ではあると考えられるが、しかしながらこの方式におい
ても、次の点で新しい問題点が発生する。即ち圧延材ガ
イドと冷却管体とを一体化したものを、出側ロールと入
側ロールとにそれぞれ付設しても、出側冷却管と入側冷
却管との間にはギャップ（空間部）が存在するのであり
、このギャップ領域が大きい場合には、圧延材の冷却は
この部分で中断される結果を生じるのである。このギャ
ップ領域を可及的小さくするとしても、少なくともガイ
ドセツティングのためのギャップは必要不可欠である。

このように出側冷却管と入側冷却管との間にギャップが
存在することは、先に述べたように先端の圧延材ガイド
部内径を、冷却管本体内径よりも小さくした冷却管を用
いる場合、冷却管本体側から供給された加圧冷却水の内
、管内を通過して先端ガイド部から排出される水量より
も、冷却管の冷却水入側における管端間口部から排出さ
れる水量が大きくなり、このことは冷却に必要な水量が
先端ガイド部側に回らなくなって、全体の冷却能を低下
させる不都合が生じる。しかしこの不都合は、前記冷却
管の長手方向あるいは同町方向に亘り、複数の水抜き口
を列設することにより、改善することが可能である。し
かしこのような水抜き口を開設することは、冷却水が管
内を通過するに伴って、前記水抜き１群から排水されて
いくために、冷却管の先端ガイド部に近付くに従って、
冷却水の必要流量が減少し、冷却水流速が低下するため
、冷却能が弱まるという欠点が生じるのである。

本発明は、以上のような従来技術、更にはこれに対する
改善策における問題点を解消するためになされたもので
あって、相対する圧延ロール間の全長に亘って冷却域を
確保するとともに、冷却域を構成する出側、入側の各冷
却管体に圧延材ガイドを兼ねさせ、かつ冷却管体内にお
ける長手方向に亘り均一な冷却能が発揮できるようにし
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、一方の圧延材出側ロールと他方の圧延材入
側ロールに亘って、それぞれ圧延材ガイドを兼ねた出側
冷却管体と入側冷却管体とから成り、かつ両管体が一体
に連結された冷却管設備を配設し、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いながら、その圧延
を行うことにある。

（作　　用） 本発明の技術的手段によれば、第１図に示すように、一
方のロールスタンドにおける出側圧延ロール３１と、他
方のロールスタンドにおける入側圧延ロール４１との間
に亘って、その先端が圧延材ガイド部１１とされること
によって圧延材ガイドを兼ねた出側冷却管体１と、同じ
くその先端が圧延材ガイド部２１とされることによって
圧延材ガイドを兼ねる入側冷却管体２とを、中央に位置
する気密な連結部３によって一体化して成る冷却管設備
４２を配設し、各冷却管体１，２の前記連結部３によっ
て一体化される管端側に、それぞれスリットノズル部１
４．２４を介して連通され、かつ冷却水供給口１６．２
６を具備して管端を環状にめくって付設される冷却水供
給環体１５，２５を設けることによって、出側圧延ロー
ル３１から入側圧延ロール４１に渡って走行通過する圧
延材３２に対し、以下のような冷却作用が生じる、即ち
冷却水供給環体１５，２５からスリットノズル部１４．
２４をへて冷却管体１．２内に供給された冷却水は、連
結部３に充満しながら管体１．２内を各先端のガイド部
１１．２１に向って、管体内に充満しながら通過し、こ
のさい連結部３は気密に閉鎖されているため、冷却水は
何れも各ガイド部１１．２１から排出され、従って圧延
材３２はこの冷却水に浸漬状となって走行通過する間に
、所要の冷却が行われるのである。このさい出側冷却管
体１と入側冷却管体２とを気密（当然水密でもある）な
連結部３によって連結一体化することにより、ロール間
全長に亘って冷却域が長大に確保され、しかも連結部３
の存在により冷却管体１，２内に供給された冷却水は、
その流量が１００％有効に冷却機能を発揮し、冷却能を
更に向上させるため、冷却管体１．２の管内径を小さく
しても、必要供給圧を確保すれば、冷却水は支障なく円
滑に管内を通過して、各自のガイド管部ＩＬ２１端から
排出され、高い冷却箭を発揮でき、従来よりも優れた冷
却、温度制御が得られることは明らかである。また同時
に冷却管体１，２に水抜き口を特に必要としないことは
、供給冷却水の全量が管内を通過し、ガイド部ＩＬ２１
から排水されるため、冷却管体の先端に近づいても、冷
却水流量は低下せず、冷却水流量は長手方向に一様でか
つ冷却水流速は高速に保たれ、給水位置から遠去かるに
つれて冷却能が低下するおそれなく、長手方向に亘り均
一な高冷却能が確保できるのであり、またガイド部１１
，２１の先端に至るまで確実に冷却水が停滞なく流れ、
このため圧延材３２はロールバイト部直前まで確実に冷
却され、ロール間全域を完全に１００％冷却域と出来、
冷却効果を著しく向上し、かつ冷却管内径を小さくして
も、管内に確実に流れることは、より少ない冷却水量で
より大きな冷却効果を得ることにもなる。

（実施例） 本発明における適切な実施例を、第３図について説示す
る。

冷却管設備４２における出側冷却管体１および入側冷却
管体２は、何れも同一構造であるため共通に説明するが
、出側および入側ロール３Ｌ４１に向う各一端は圧延材
３２のためのガイド部１１，２１とされ、これよりテー
パ管部１３．２３をへて、前記ガイド部１１．２１より
その内径が大とされた冷却管本体１２．２２とされ、冷
却管本体１２．２２の各管端に環状にめぐる冷却水供給
環体１５．２５が付設され、このさい両環体１５，２５
の後端は何れも圧延材３２の通過するガイトロ部１７．
２７とされ、前記管端とガイトロ部１７．２７の各一端
とが何れもテーパ端面とされることによって、スリット
ノズル部１４．２４を形成するとともに、このガイトロ
部１７．２７が、気密な連結部３における中心口筒２８
の両端に形成される取付盤部２９，２９に、それぞれボ
ルト、ナンド等の締結具を介して一体に連結される。面
この連結部３は、各出側ロール３１、入側ロール４１に
、出側冷却管体ｌ、入側冷却管体２をセットした後、両
者のギャップ部を埋めるように取付けられるのである。

またこの連結部３は、第２図に示す変形実施例のように
、締結具３３によって締結自在な一対のコネクタ片４０
ａ　、４０ｂからなるコネクタ４０を用いることもでき
る。

またこの他の変形実施例としては、図示は省略するが、
各冷却管体１，２において、その冷却管本体１２．２２
と先端のガイド管部１１．２１をテーパ管部１３．２３
で連続する代りに、ガイド管部１１．２１から冷却管本
体１２．２２の管端に至る全体をテーパ管体形状のもの
とすることもでき、更には出側冷却管体１と入側冷却管
体２とを一体に形成し、その中央部に共通の冷却水供給
環体を設け、両管体１．２側に冷却水を流すようにして
もよく、この場合は冷却水の供給圧力を高（することが
必要とされる。

また各部寸法値は自由であるが、例えば冷却管本体１２
．２２の内径は圧延材３２の外径よりも６〜３０龍程度
大きく、ガイド管部ＩＬ２１の内径は同じく１〜２０Ｉ
Ｉｍ程度大きくし、あるいはスリットノズル部１４．２
４の内向き指向角度は３０°〜６０°範囲、またスリッ
ト巾は３〜７龍程度のように、適切に設定できる。

本発明における第１図に示した実施例による冷却管設備
４２を、ブロックミルによる線材圧延加工時のロール間
冷却に用いた処、次のような結果が得られた。

第１表は１１８°ビレツトから５．５φ線材（ＳＷＲＨ
７２Ｂ）に圧延加工時に、本発明による冷却管設備３を
用いてブロックミル内のロール間冷却を行った場合と、
先に第３図において説示したロール出側ガイド４とロー
ル入側ガイド３との間に冷却管５を配置した従来技術に
よる場合との、各仕上げ温度の比較表であり、但し同表
においてブロックミル入側の圧延材温度は約９７０°Ｃ
であり、また表示温度は何れも断面内の平均温度を示し
たものである。

第　　１　　表 同表で明らかなように、本発明によれば、その仕上げ温
度（ブロックミル出側温度）は１０００″Ｃを越えるこ
となく、以後の制御冷却時における焼入れ組織発生等の
組織不良は解消し、圧延材の品質および歩留り向上にお
いて、従来技術における１０００°Ｃを越えるそれぞれ
に比し、著しく優れることが判明した。また第４図に説
示した従来技術についても、第１表を示した従来技術と
略同等の仕上げ温度が得られるに過ぎないことも確認さ
れたのである。

（発明の効果） 本発明によれば、各種線材、棒鋼の圧延に当り、従来技
術における制御圧延のために必要とされる圧延工程時の
ロール間冷却に当り、その冷却の不充分を解消し、より
高度な冷却機能を発揮できる点で優れる。即ち本発明で
は相対するロール間において、その先端に必要最少比の
圧延材ガイド部１１．２１を形成することによって圧延
材ガイドを兼用することのできる出側冷却管体１と入側
冷却管体２の両者を気密な連結部３で一体化することに
より、ロール間全長に亘る長大な冷却域の構成が容易に
得られ、しかも水抜き口の開設を必要とせずに、各冷却
管体１，２の全長に亘り冷却水を円滑かつ停滞や逆流な
（流通させ、冷却水流量は長手方向に均一かつ冷却水流
速は高速に維持し、全長に亘って均一かつ高度の冷却能
を発揮でき、制御圧延上において重要な圧延材の温度制
御を適切に維持して、その圧延を行うことが出来、ブロ
ックミル内の冷却に用いれば圧延材の品質および歩留り
の向上が得られ、また棒鋼圧延ラインの各ロールスタン
ド間の冷却に用いれば、制御圧延時の生産性および品質
の向上が得られのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の要部縦断正面図、第２図は同連
結部変形実施例の説明図、第３．４図は何れも従来技術
例の各正面図である。 １・・・出側冷却管体、２・・・入側冷却管体、３・・
・連結部、１１．２１・・・圧延ガイド部、１２．２２
・・・冷却管本体、１３．２３・・・テーパ管部、１５
．２５・・・冷却水供給環体、３２・・・圧延材、４２
・・・冷却管設備。

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、一方
   の圧延材出側ロールと他方の圧延材入側ロールに亘って
   、それぞれ圧延材ガイドを兼ねた出側冷却管体と入側冷
   却管体とから成り、かつ両管体が一体に連結された冷却
   管設備を配設し、圧延材を前記冷却管設備を通過させて
   ロール間冷却を行いながら、その圧延を行うことを特徴
   とする線材、棒鋼の圧延方法。