JPS63168202A - 細径線材の製造装置 - 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、直径が５■以下の細径線材を製造する方法及
び装置に関する。

〔従来技術〕

鋼等の金属製の直径が５鶴以下である細線の製造は分塊
圧延により或いは連続鋳造により得たビレツトを粗圧延
機群、中間及び仕上圧延機群により順次圧延して断面円
形の直径が５．５鶴以上の線材を製造し、線材を伸線し
てその直径を次第に小さくすることにより行っている。

この外径を次第に小さくする方法には次の４つの方法が
ある。まず、第１の方法として、第５図に示す如く線材
を挿通させる円孔５２が設けられた穴ダイス５１に線材
の先端部を挿入してその出側に設けた巻取機によりこれ
を引抜いて伸線する工程を、大型の直径の異なる複数の
穴ダイスにつき繰り返し行って伸線する方法（「塑性と
加工Ｊ　、Ｖｏｌ。

１４、陽１５２．　Ｐ７３３〜Ｐ７５５）がある、第２
の方法として、第６図に示す如く対向周面部に線材を挿
通させるべき孔型形成溝６１ａ、６２ａが形成された１
組のローラ対６１．６２を対設してなるローラダイスの
孔型６３に、前同様に線材の先端部を挿入してその出側
に設けた巻取機により引抜いて伸線する工程を、孔型の
直径の異なる複数のローラダイスにつき繰り返し行って
伸線する方法（前記に同記載）がある。第３の方法とし
て、第７図に示す如くパスライン周りに４個の円柱状の
平ロール？１．７２，７３．７４を配して４周面にて矩
形状の孔型７５を形成し、少なくとも１０一ル以上、図
示の伊１ではロール７３を駆動するように構成した複数
の圧延機を、各孔型の大きさを異ならせてタンデムに設
置し、線材を順次、各圧延機により送りつつ連続的に圧
延する方法（特開昭５８−３０３号）がある、第４の方
法として第８図に示す如くパスライン周りに３個の孔型
ロール８１．８２．８３を配してその３周面にて略円形
の孔型８４を形成させ、各ロールを駆動するように構成
した圧延機と、パスライン周りに３個の平ロールを配し
てその３周面にて略三角形の孔型を形成させ、各ロール
を駆動するように構成した圧延機とを交互にしかも夫々
を複数タンデムに、また孔型寸法を順次異ならせて設置
し、線材を順次各圧延機により第９図に示すように断面
Ａの形状。

寸法を変化させて圧延する方法（Ｗｉｒｅ　Ａｓ５ｏｃ
ｉａｔｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　５２ｎｄ　
Ａｎｎｕａｌ　Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ　ｉｎＰｉｔｔｓ
ｂｕｒｇｈ、　ＰＡ、　ｏｎ　０ｃｔｏｂｅｒ　１７−
２１．１９８２及びＷｉｒｅ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ、Ａｐ
ｒｉｌ　１９８３）等がある。

また、ビレットから線材、棒材を製造する方法として次
の方法が提案されている（特開昭５０−１４０３５４号
）、この方法は、第１０図に示す如くパスライン周りに
４個の孔型ロール９１．９２．９３．９４を配して４周
面にて略四角形状の孔型９５を形成した複数の圧延機を
、孔型の寸法を順次異ならせてタンデムに設置し、素材
を各圧延機により送りつつ連続的に圧延する方法であり
、最終直径が５．５ｆｉ以上の線材又は棒材を製品対象
としており、直径が５．０■以下の細径線材の製造には
通用できない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１の方法又は第２の方法による場合には、伸線中に断
線するなどのトラブルが発生する他に各ダイス毎に巻取
機が必要であり、このため設備が複雑かつ長大化する上
に加工速度、加工能率の低下を招く、また、伸線素材の
材質が高炭素鋼の場合には伸線工程の中途で焼鈍を行う
必要が生じることがあり、伸線工程が不連続となるため
に生産性が低下し、かつ生産コストが高くなるという問
題点がある。

第３の方法による場合には、ロール孔型の圧下面位置が
隣り合う圧延機で同じであるので材料が倒れることはな
いが矩形状の孔型により圧延された被圧延材の隅部がロ
ール周面の隙間に噛み出して圧延を続行できなくなるこ
とがあり、また第４の方法による場合には被圧延材の断
面形状が円形・略三角形と変化するので、製品の真円度
が直径１０Ｍに対して±０．３　ｔｓ程度であり、第１
．２の方法のそれ±ｏ、ｔｓｔｍと比較して相当悪く、
また伸線途中の被伸線材の断面形状が常に円形である第
１゜第２の方法と比較して製品寸法の自由度が制約され
る。更に、第３．第４の方法による場合には、圧延によ
り延伸した方向に被圧延材が送られるのでその軸心が次
の圧延機のパスラインを外れる虞れがあり、このために
圧延機間にガイドが必要となり、設置したガイドとの接
触により被圧延材に表面疵が発生し易く、また表面疵の
防止を図るべくガイドの設計にも特殊な工夫が必要であ
る。

また、ロールによる圧延を行う第４の方法や第１Ｏ図に
示す方法による場合、被圧延材の直径に対するロール直
径の比が大きいときにはロール間で被圧延材が倒れやす
くなって材料がねじられる。

一旦、倒れが発生すれば、もとにもどることはなく、設
計したパススケジュールとは違った圧下となるためロー
ル隙間に噛み出しが発生して圧延が続行できなくなる。

この倒れを防止すべくロール径を小さくしたときには、
必然的にロール軸が細くなり、高速圧延に耐え得るベア
リングの選定が困難である。

従って、現状では生産性が低いがダイスを用いる伸線工
程が主として使用されている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、表面
疵等がなく品質が良好な任意寸法の細径線材を圧延によ
り高生産能率で製造できる方法及び装置を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、複数の孔型ロールを配した圧延機を複数台タ
ンデムに設置し、その圧延機群の出側に巻取機を設け、
最初は低速度にて線材を圧延機群に通線しながらその先
端部を巻取機にて巻取り、続いて、圧延機群により高速
にて線材を圧延して、ｍ径線材を巻取る。

即ち、本発明に係る細径線材の製造方法は、線材を圧延
してより小径の細径線材を製造する方法において、夫々
がパスライン周りに複数個の孔型ロールを配した圧延機
を複数台タンデムに設置し、また、この圧延機群の出側
に巻取機を設け、最初は低速度にて線材を前記圧延機群
に通線しながらその先端部を前記巻取機にて巻取り、続
いて、前記圧延機群により高速度にて線材を圧延して、
細径線材を前記巻取機にて巻取ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明にあっては最初Ｉｌｌ径線材が巻取機に巻取られ
ているので、被圧延材がその軸心と孔型中心とを一致し
た状態で各圧延機に噛み込まれていき、また各圧延機に
より断面円形に圧延される。このため、ガイドの必要が
なく、表面疵の発生を防止でき、また圧延途中での被圧
延材の断面形状が円形であるため圧延機数とパススケジ
ェールとの調整により製品寸法の自由度を大きくとれ、
更に圧延によるため生産焼串が高い。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。

第１図は本発明の実施状態を示す模式的側面図であり、
図中１は巻戻機を示す０巻戻機１には分塊圧延により或
いは連続鋳造により得たビレツトを粗圧延機群、中間及
び仕上圧延機群にて順次圧延して製造した断面が円形で
ある直径５．５鶴以上の　。

線材Ｗが巻付けられており、線材Ｗは一端側を引張るこ
とにより解けるようになっている。

解かれた線材Ｗは、入側ガイド２に導かれたのち高周波
加熱炉３へ送られて所定温度に加熱され、モータ４によ
り夫々例えば０．１ｍ／ｓｅｅの速度で線材が進行する
程度の低速にて圧延機群５に通線され巻取機に巻取られ
た後、高速駆動され、圧延機群によりそこを通る間に次
第にｗｉ径されていき、その出側端圧延機により所定の
直径のＩＩＩＩ径線材ＳＷとなり、その後ガイド６ａを
経て巻取Ｉａ６に巻取られていく。

圧延機群５は、パスライン周りに４個の孔型ロールを配
してその円形孔型を形成した複数の圧延機を、略同様の
構成としてタンデムに設置したものである。

圧延機群５の入側端の第１圧延機の構成を第２図（正面
図）に基づき説明する。正面視が六角形状のハウジング
１０にはその中心より相互に直交する４方向に長い縦横
十字状の穴が開設されており、その穴の４先端部分には
夫々孔型ロール１１．１２．１３゜１４がその両端側の
軸１１ａ、　１２ａ、　１３ａ、　１４ａを穴の長手方
向壁面に形成した軸受孔に、回転可能に挿入して設けら
れている。つまり、各ロールは両持型式％式％ 軸１３ａの一端側の中途と軸１４ａの一端側には夫々平
歯車８．９が同心状に設けられており、両手歯車８．９
は噛み合っている。軸１３ａの一端部は前記モータ４の
回転軸と図示しない伝動機構を介して接続されており、
ロール１３．１４は逆方向に回転せしめられる。

ロールＩＩ、１２，１３．１４の周面ばロール軸長方向
中央部に孔型形成溝１１ｂ、　１２ｂ、　１３ｂ、　１
４ｂを有しており、その両側にはロール両端の半径を孔
型形成溝両端の半径よりも小さくした傾斜面が形成され
ている。

この傾斜面がロール軸心線と４５°傾けているので、ロ
ール間には４つの孔型形成溝にて４箇所で不連続の円形
孔型１７が形成される。

かかる構成の第１圧延機１０の出側には第３図（屹（ｂ
ｌ、　（ｃｌ、　（ｄｌに示す如く第１圧延機と略同様
に構成された第２．第３．第４圧延機２０．３０．４０
及び図示しない複数の圧延機が適長離隔されてタンデム
に設置され、これらは前記圧延機群５を構成する。

各圧延機は減面率を１５％以下と定めてあり、また円形
孔型の不連続部分たる自由面を通る線材Ｗの非拘束部が
各圧延機で重ならないように、４つのロール周面のパス
ライン周りの中心角を例えば図示の例では隣り合う圧延
機間で４５°異ならせている。この中心角は４５°でな
くともよく、所定の目的を達成できる角度であればよい
。

各ロールの孔型の両端は、第４図に示す如く軸長方向中
央部での曲率半径Ｒの延長線（破線にて示す）よりも大
径（例えば２Ｒ）とした逃げ部（実線にて示す）Ａ、Ａ
・・・とじている。

本発明に係る細径線材の製造方法はこのように構成され
た本発明装置によって実施される。即ち、まず最初に、
高周波加熱炉３にて線材Ｗを加熱し低速度にて圧延機群
５の各圧延機で線材Ｗを通線していって、圧延機群５．
ガイド６ａを通過させて、巻取機６にて先端部を巻取っ
て、続いて、モータ４及び巻取［６を高速度で作動する
。これにより、線材Ｗは巻戻機１より解かれていき、高
周波加熱炉３にて所定温度にまで加熱され、その後圧延
機群５に噛み込まれる。ここで低速度とは、線材先端を
手作業によりガイドしてロールに噛み込ませることがで
きる程度の速度をいい、具体通には０゜５ｍ／ｓｅｃ以
下程度が好ましい。

あるいは、別の実施法としてまず、圧延機群５の出側端
の圧延機の孔型直径よりも小さい巻取用線材の一端を巻
取機６に巻取り可能に取付け、その他端側をガイド６ａ
、圧延機群５重高周波加熱炉３及び入側ガイド２を挿通
させて巻戻機１に巻戻し可能に取付けである線材Ｗの一
端に接続させておく、つまり、巻取機６を駆動させれば
、線材Ｗを圧延機群５に噛み込ませることができるよう
にしておく。

かかる準備が終了すると、高周波加熱炉３．モータ４及
び巻取機６を作動させる。これにより、線材Ｗは巻戻機
１より解かれていき、巻取用線材に導かれて入側ガイド
２に入ったのち、高周波加熱炉３にて所定温度にまで加
熱され、その後圧延機群５に噛み込まれる。

各圧延機はその減面率に応じて、つまり単位時間当たり
の孔型通過量が一定となるように圧延速度が定められて
おり、入側の圧延機よりも出側の圧延機の方が圧延速度
が速くなるようにしてあり、また巻取機は出側端の圧延
機での圧延速度に応じて巻取り速度が定めである。

圧延機群５に噛み込まれた線材Ｗは各圧延機により順次
縮径されていき、出側端の圧延機により所定の製品寸法
のｍ径線材ＳＷとなる。

最初に、被圧延材の軸心を圧延機群５内の各圧延機での
孔型の中心に位置せしめられているので圧延中は円清な
圧延が行われる。このため、本発明装置ではガイドが不
要であり、ガイドとの接触により生じる表面疵の発生が
ない、また、従来では略四角形又は略三角形の孔型によ
り拘束する場合に被圧延材の倒れが発生したが、本発明
では円形孔型にて被圧延材を拘束するので、被圧延材の
真円度が悪くても倒れの発生がない、そして、また４つ
のロールの位置をパスライン周りに異ならせたことによ
り、線材Ｗの孔型不連続部分への噛み出し防止が図られ
る。更に、これに加えて減面率を１５％以下としたこと
及び逃げ部をロールに形成したことにより、３重の噛出
し防止が図られ、それが完全に防止される。このため、
圧延が中止されることがない。そして、更に、ロールが
両端側で支持されているのでロールの撓みがなく、製品
の寸法精度の向上を図れる。

また、上記圧延機は、４０−ルのうちの２０−ルを駆動
するように構成しているので、４０−ルすべて又は３０
−ルを駆動する場合よりもハウジング２内での駆動機構
の収納スペースの減少化を図れ、また構成が複雑となる
のを防止でき、このためコンパクトかつ高剛性となる。

また、１０−ルを駆動する非対称圧延の場合に生じる線
材Ｗのスリップ、ソリを防止できる。

このように線材Ｗが圧延されて細径線材Ｓｔｔとなり、
１１１１線材Ｓ−はガイド６ａを経て巻取機６に巻取ら
れていき圧延が終了する。

なお、上記実施例では高周波加熱炉にて線材Ｗを加熱し
、熱間圧延を行っているが、本発明はこれに限らず線材
の加熱を行わない冷間圧延の場合にも適用できることは
勿論である。

〔数値例〕

直径：５．５鶴、材質：　５４５Ｃの線材を１１００℃
に加熱して、１パス当たりの減面率を１０％とした１９
台の圧延機を用いて本発明により熱間圧延を行い、直径
：　２．０２ｔｍの細径線材を製造し、また同一の線材
を加熱せずに本発明により冷間圧延を行って同様の細径
線材を製造した。製造条件は、圧延時のロール径：１８
０鶴φ、圧延機群出側での材料速度：２５１１／秒であ
った。

製造された細径線材は共に表面疵がなく、また熱間圧延
材及び冷間圧延材の寸法精度は夫々２．０２龍φ±０．
０３．２．０２ｔｍφ±０．０１５と良好であった。

更に、圧延を途中で止めて、各圧延機により圧延された
被圧延材各部の断面形状を調査した。その結果、夫々の
断面形状は円形を保持していた。

このため、最後段側から１台又は２台以上の圧延機を取
り外して圧延することにより、製品寸法の自由度を比較
的大きくとることができる。

なお、上記説明では４０−ルにより圧延しているが、本
発明はこれに限らず２０−ル又は３０−ルをパスライン
周りに配して円形孔型を形成する圧延機のみを複数用い
ても、或いは４０−ルの圧延機とこれらの圧延機とを組
合せた圧延機群によっても実施できることは勿論である
。この場合には各ロールによる圧下方向と直交する方向
の幅広がりが大きくなり、噛み出しが発生しやすくなる
ため、この噛み出しを防止すべく減面率は４０−ルの場
合よりも小さくするのが好ましく、３０−ルの場合には
１２％程度以下、２０−ルの場合には１０％未満とする
のが好ましい、また、５０一ル以上の圧延機の場合には
隣り合うロールの軸又は軸受部が干渉し、また構成が複
雑となる不利がある。

次に、３０−ルによる圧延機を、１パス当たりの減面率
を１０％として１９台達設した圧延機群を用いて、前同
様の材質、直径の線材を本発明により熱間圧延（加熱温
度が１１００℃）と冷間圧延とを行って直径：　２．０
２ｍφの細径線材を同様に製造した。

製造された細径線材は共に表面疵がなく、また熱間圧延
材及び冷間圧延材の寸法精度は夫々２．０２鰭φ±０．
０４５，２．０２−一±０．０２５と４０−ルの場合よ
りも若干悪くなるが、良好であった。

更に、前同様圧延を途中で止めて各圧延機により圧延さ
れた被圧延材各部の断面形状を調査した。

その結果、夫々の断面形状は３０−ルの場合にも円形を
保持しており、このため最後段側から１台又は２台以上
の圧延機を取り外して圧延することにより、製品寸法の
自由度を比較的大きくとれる。

次に、２０−ルによる圧延機を、１パス当たりの減面率
を・７％として２７台達設した圧延機群を用いて、前同
様の材質、直径の線材を本発明により熱間圧延（加熱温
度：　１１００℃）と冷間圧延とを行って直径：　２．
０６ｆｉφの細径線材を同様に製造した。

製造された細径線材は表面疵がなく、各圧延材の寸法精
度及び各圧延機での断面形状は３０−ルによる圧延機の
場合とほぼ同じであった。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明は、夫々がパスライン周りに２
．３又は４個の孔型ロールを配してその周面にて円形孔
型を形成しており、夫々の孔型の径を適宜異ならせた複
数の圧延機をタンデムに設置し、またこの圧延機群の出
側に巻取機を設け、最初は低速度にて線材を通線しなが
らその先端部を巻取機にて巻取り、続いて、圧延機群に
より高速度にて線材を圧延しながら、細径線材を巻取機
にて巻取るので従来用いていたガイドが不要となり、こ
れにより表面疵のない品質が良好な任意寸法の細径線材
を高生産能率で製造でき、またガイドが不要なため圧延
機群を短く、コンパクトにできる等、本発明は優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施状態を示す模式図、第２゜３図は
本発明装置の圧延機の構成説明図、第４図は本発明装置
のロール逃げ部の説明図、第５．６゜７．８．９．１０
図は従来技術の説明図である。 Ｗ・・・線材　Ｓ−・・・Ｉ［径線材　５・・・圧延機
群６・・・巻取機 縁　Ｇ　図 卑　１７　　記 算　、＆　回 手続補正書（自発） 昭和６２年１月１７日　　　７ 昭和６１年１２月２９日差出の特許願（３）／　７・ ２、発明の名称　　　　　′　　− 細径線材の製造方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 所在地　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　（２１
１）住友金屈工業株式会社代表者新宮康男 ４、代理人 住　所　■５４３大阪市天王寺区四天王寺１丁目１４番
２２号　日進ビル２０７号河野特許事務所（置　０６−
７７９−３０８８　）図面 第４図を添付図面の如くに訂正する。 添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、線材を圧延してより小径の細径線材を製造する方法
   において、夫々がパスライン周りに複数個の孔型ロール
   を配した圧延機を複数台タンデムに設置し、また、この
   圧延機群の出側に巻取機を設け、最初は低速度にて線材
   を前記圧延機群に通線しながらその先端部を前記巻取機
   にて巻取り、続いて、前記圧延機群により高速度にて線
   材を圧延して、細径線材を前記巻取機にて巻取ることを
   特徴とする細径線材の製造方法。 ２、パスライン周りに複数個の孔型ロールを配した圧延
   機において、該孔型が円形孔型であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の細径線材の製造方法。 ３、複数の圧延機をタンデムに設置してなる圧延機によ
   り線材を圧延してより小径の細径線材を製造する装置に
   おいて、前記圧延機はパスライン周りに複数個の孔型ロ
   ールを配し、該孔型が円形孔型であり、また隣り合う各
   圧延機は各ロール孔型での非拘束部分が重ならないよう
   にロールを配してあり、圧延機群の出側には細径線材を
   巻取る巻取機が設けられていることを特徴とする細径線
   材の製造装置。