JPH10216819A - ブロックミル用ガイド装置及びブロックミル、並びに線材又は線の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】直径４ｍｍ以下の被圧延材に倒れ、焼付きや断
線を生ずることなく圧延可能なガイド装置及びブロック
ミルを提供するとともに、前記被圧延材に倒れなどを生
じない圧延方法を提供する。 【解決手段】ガイド装置内に圧延中の被圧延材に追随
して動く被圧延材拘束のための複数組のガイドローラー
を備えたブロックミル用ガイド装置。上記のブロッ
クミル用ガイド装置を備えたブロックミル。上記の
ブロックミルを用いて被圧延材を圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブロックミル用ガ
イド装置及びブロックミル、並びに線材又は線（以下、
「線材等」ともいう）の圧延方法に関する。より詳しく
は、直径４ｍｍ以下の被圧延材である線材等を、倒れ、
焼付きや断線を生ずることなく圧延することができるブ
ロックミル用ガイド装置及びブロックミル、並びに前記
線材等を、倒れ、焼付きや断線を生ずることなく圧延す
ることができる圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】線材又は線の圧延は、例えば、「ダイヤ
−スクエアー」、「オーバル−ラウンド」などの孔型を
刻設された圧延ロールを有する圧延ミルを直列に配列し
た構成の圧延設備を用いて行われる。この場合、各圧延
ミル内の組をなす圧延ロールの間隔は、圧延が進行する
につれて段階的に小さくなるように調整される。したが
って、各圧延ミルの入り側部には、線材等の被圧延材を
正常な姿勢でロールに的確に案内するためのガイド装置
の設置が必要となる。

【０００３】この種のガイド装置に対しては、圧延中、
常にガイド面を基準となる圧延ラインである線材等の被
圧延材に対して平行に保持することが求められる。更
に、被圧延材を圧延ロール（以下、単に「ロール」とも
いう）に容易に案内できるように、ガイド面と被圧延材
との間隙は、必要最小限の寸法に調整するように求めら
れる。

【０００４】しかし、ガイド面と被圧延材との間隙を小
さくしすぎると、ロール間隔の調整による被圧延材の圧
延寸法の変化によって、ガイド面に被圧延材である線材
等が突っかかるなどして、ミスロールが発生し易くな
る。

【０００５】このため、実際の操業においては、ミスロ
ールの防止を最優先させて、ガイド装置のガイド面と被
圧延材との間隙は、被圧延材である線材等の直径を考慮
した余裕のある寸法が採られている。しかし、前のロー
ルで圧延した被圧延材の寸法が所定の値よりも小さくな
った場合には、次のロールのガイド装置のガイド面と被
圧延材との間隙が大きくなりすぎて倒れ発生の原因とな
り、ミスロールが発生することがある。特に、圧延ロー
ルに入る前（圧延前）の直径が４ｍｍ以下の小径線材等
の被圧延材に関しては、当該ロールの１つ前のロールで
圧延した被圧延材の寸法が所定の値よりも小さくなりす
ぎると、当該ロールのガイド装置のガイド面と被圧延材
との間隙が逆に大きくなりすぎて倒れが多発する。

【０００６】上記の直径が４ｍｍ以下の小径の線材等を
被圧延材とする圧延の場合には、ガイド装置としては従
来、下記（ａ）〜（ｃ）の３つの形式のものが用いられ
てきた。なお、圧延ミルのタイプとしては、良好な断面
形状を得るために、特に、３方ロールや４方ロールのブ
ロックミルが多用されている。

【０００７】（ａ）線材等の被圧延材が圧延機の圧延ラ
インからずれないように被圧延材を圧延ロール近傍まで
案内するガイド装置で、所謂ソリッドガイド装置と称さ
れるもの。図５に、このガイド装置の一例を示す。

【０００８】（ｂ）図５に示したようなソリッドガイド
装置の先端部に可動機構を設けて、ガイドで線材等の被
圧延材を挟み込んで拘束力を高め、被圧延材の倒れを抑
制するようにした可動ソリッドガイド装置。図６に、こ
のガイド装置の一例を示す。

【０００９】（ｃ）図５に示したようなソリッドガイド
装置、又は図６に示したような可動ソリッドガイド装置
の前（入り側）にローラーガイド装置を設けて、線材等
の被圧延材に対する拘束力を高めて倒れを抑制するとと
もに、被圧延材を圧延ロールに正確に案内する所謂「コ
ンビネーションガイド装置」と称されるもの。図７（図
７（ｂ）は正面図、図７（ａ）はその左側面図）に、こ
のガイド装置の一例を示す。

【００１０】しかし、上記した（ａ）〜（ｃ）の形式の
ガイド装置にはそれぞれ次の（i ）〜（iii ）の問題が
あった。

【００１１】（i ）図５に示すようなソリッドガイド装
置においては、先端部の形状が固定されている。このた
め、設計形状より大きな寸法（直径）の被圧延材がガイ
ドに入ると、焼付きやミスロールが発生する。逆に、設
計形状より小さな寸法の被圧延材がガイドに入った場合
には、被圧延材に対する拘束力が低下するので倒れが発
生し易い。

【００１２】（ii）図６に示すような可動ソリッドガイ
ド装置の場合には、ガイド先端部が可動なため、上記の
（i ）に述べたソリッドガイド装置におけるような被圧
延材とガイド間の間隙に起因した問題は生じない。しか
し、被圧延材とガイド先端部が常時メタル接触するた
め、例えば被圧延材に潤滑剤を吹き付けるといったよう
に、強制潤滑を行い続ける必要がある。強制潤滑を行わ
なければ、ガイドと被圧延材との間で焼付きが生ずる。
このため被圧延材が断線したり、ミスロールを生ずるこ
とがある。

【００１３】（iii ）図７に示すようなコンビネーショ
ンガイド装置においては、ガイドローラーを用いて被圧
延材を圧延の入り側で拘束する。したがって、ソリッド
ガイド装置又は可動ソリッドガイド装置のガイド部の寸
法がたとえ大きめであっても、被圧延材を容易に圧延ロ
ールに案内できる。更に、ソリッドガイド装置又は可動
ソリッドガイド装置単独の場合に比べて、上記のガイド
装置にローラーガイド装置を付加している分、被圧延材
に対する拘束力を高めることができて、倒れを抑制する
効果が大きい。しかし、ローラーガイド装置が上記のソ
リッドガイド装置又は可動ソリッドガイド装置の前（入
り側）に取り付けられているため、当該ローラーガイド
装置のガイドローラーと圧延ロールまでの距離が長くな
る。このため、ガイドローラーとロールとの間で被圧延
材に捻れが生じ、倒れが発生して断線やミスロールにつ
ながる場合がある。

【００１４】特開平６−４７４２４号公報には、液圧を
利用して被圧延材を先端部から後端部まで常に一定の保
持力で抱合して被圧延材を正確に圧延ロールに誘導する
とともに、被圧延材がガイドローラーに噛み込まれるタ
イミングを正確に検出できるようにした「圧延材誘導方
法及びローラガイド装置」が開示されている。この公報
で提案された技術は、直径が４ｍｍを超える線材等、特
に直径が５．５ｍｍ以上である線材等を熱間で圧延する
場合には有効と考えられる。しかし、液圧を利用するも
のであるためローラガイド装置自体が大きくなってしま
う。このため、直径が４ｍｍ以下の小径の線材等を被圧
延材とする圧延機、すなわちブロックミルを用いた圧延
においては、前記のローラガイド装置を設置するスペー
スがなく適用し難いものであった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、直径４ｍｍ以下の被圧延材である
線材又は線を、倒れ、焼付きや断線を生ずることなく圧
延することができるブロックミル用ガイド装置及びブロ
ックミルを提供することを目的とする。更に、前記線材
等を、倒れ、焼付きや断線を生ずることなく圧延するこ
とができる圧延方法を提供することも本発明の目的であ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示すブロックミル用ガイド装置、（２）に示す
ブロックミル及び（３）に示す線材又は線の圧延方法に
ある。

【００１７】（１）直径４ｍｍ以下の被圧延材をブロッ
クミルの圧延ロールの入り口に案内するガイド装置であ
って、そのガイド装置内に、圧延中の被圧延材に追随し
て動く被圧延材拘束のための複数組のガイドローラーを
備えたことを特徴とするブロックミル用ガイド装置。

【００１８】（２）直径４ｍｍ以下の被圧延材を圧延す
るブロックミルであって、上記（１）に記載のブロック
ミル用ガイド装置を備えたことを特徴とするブロックミ
ル。

【００１９】（３）上記（２）に記載のブロックミルを
用いて圧延することを特徴とする線材又は線の圧延方
法。

【００２０】ここで、「線材」とは棒状に熱間圧延され
た金属材料で、所定の長さに切断された鋼材あるいはコ
イル状に巻かれた鋼材のことをいう。又、「線」とは線
材を主として伸線など冷間加工し、コイル状に巻いたも
のをいう。

【００２１】本発明に係わるブロックミルは２方ロー
ル、３方ロール、４方ロールなどいずれのタイプのミル
であっても良い。

【００２２】なお、上記した「直径４ｍｍ以下の被圧延
材」とは、断面形状が円の被圧延材の場合には、文字ど
おりその直径が４ｍｍ以下のものをいい、断面形状が非
円形の被圧延材の場合には、図８に示すような外接円の
直径が４ｍｍ以下の被圧延材のことをいう。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明者らは、ブロックミル用ガ
イド装置（以下、単に「ガイド装置」ともいう）につい
て種々検討を行った。その結果、先ず、下記の事項を
知見した。

【００２４】ガイド装置内にガイドローラーを用いる
と、ガイドと被圧延材との接触は転がり接触となる。こ
のため、焼付きが生じ難くなるので、ガイドと被圧延材
とがメタル接触する前記したソリッドガイドや可動ソリ
ッドガイドの場合とは異なり、被圧延材に対して必ずし
も強制的に潤滑剤を吹き付ける必要がない。

【００２５】そして次に、ガイド装置内に、圧延中の被
圧延材である線材等に追随して動く複数組のガイドロー
ラー、つまり被圧延材の拘束を自動的に調整できる機能
を有する被圧延材拘束のための複数組のガイドローラー
を設けると、下記及びの効果があることを知見し
た。

【００２６】線材等の先端及び後端に見られる寸法太
りや、圧延中の温度変化などに基づく寸法変化が生じた
場合でも、圧延中常時ガイドローラーで被圧延材を拘束
できるので、被圧延材の倒れを抑制することが可能であ
る。

【００２７】被圧延材の捻れを抑えることができる。
このため、被圧延材の捻れに起因した倒れを防ぐことも
できる。

【００２８】そこで、ガイド装置内に複数組のガイドロ
ーラーを設けた上記のガイド装置において、複数組のガ
イドローラーが被圧延材を拘束するために圧延中の被圧
延材に常時追随して動く機構、つまり、圧延中の被圧延
材の拘束を自動調整する機構に関して検討し、次の知見
を得た。

【００２９】ガイド装置の設置スペースが極めて狭い
ブロックミルを用いた圧延において、ガイドローラーと
被圧延材との間の焼付きや被圧延材が大きな塑性変形を
受けることを防止し、しかもガイドローラーを被圧延材
の動きに追随させてガイドローラーで常時被圧延材を拘
束するためには、例えば、バネやゴムなどの所謂「弾性
体」による拘束力を利用すれば良い。

【００３０】図１は、ガイドローラーを圧延中の被圧延
材に追随させて動かすために、つまり、圧延中の被圧延
材の拘束を自動調整するために、前記の弾性体としてバ
ネを用いてバネ 9、10による拘束力を利用した、本発明
に係るガイド装置の一例を示す図である。

【００３１】２組のガイドローラ 4及び 5がバネ 9、10
によってメインアーム 7、セカンドアーム 8及びガイド
スリーブ 3と連結された機構を有し、メインアーム 7の
連結部分がピボット（旋回軸） 6となって、ガイドロー
ラー 4及び 5が振り子のように動く構造となっている。
したがって、ガイドローラー 4及び 5は圧延中の被圧延
材12である線材等に追随して動くことができる。又、メ
インアーム 7に取り付けられたバネ10により、ピボット
6を中心にガイドローラー 4及び 5には常にガイドロー
ラー 4及び 5間の中心方向、つまり被圧延材材料12に対
してロール 1が閉じる方向である圧延パスラインの方向
に力が働く。そのため、圧延中に被圧延材12の寸法が変
動してもバネ 9とメインアーム 7及びセカンドアーム 8
が作動するので、ガイドローラー 4及び 5は自動的に被
圧延材12に追随することができ、被圧延材12は常にガイ
ドローラー 4及び 5によって拘束された状態になる。更
に、バネ 9、10による拘束であるため塑性変形やガイド
ローラー 4及び 5と被圧延材12との間に焼付きが発生す
るような大きな力が加わることがないので、表面疵の発
生を防止できる。

【００３２】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。

【００３３】以下、図を用いて本発明について更に詳し
く説明する。

【００３４】図１に、本発明のブロックミル用ガイド装
置の構成図の一例を示す。ここに示したガイド装置 A
は、ガイド取り付け部 2、ガイドスリーブ 3、ガイドロ
ーラー4 、5 、ピボット 6、メインアーム 7、セカンド
アーム 8、バネ 9（加圧バネ）、10（サポートバネ）及
びアームベース11から構成されている。

【００３５】図２、図３に、図１に示したガイド装置 A
が作動する状況を模式的に示す。図４に、本発明のブロ
ックミル用ガイド装置をブロックミルに取り付けた場合
の状態図を示す。なお図４では、図１に示したガイドロ
ーラーが２組であるガイド装置を取り付けた場合を例示
した。ガイド装置 Aはガイド取り付け部 2を介して圧延
機ハウジング13に組み込まれる。

【００３６】図１〜３に示すように、前のロールで圧延
された線材等の直径が４ｍｍ以下の被圧延材12は、ガイ
ド装置 Aの入り口を通り、ガイド装置 A内のガイドロー
ラー4 に入ってくる。被圧延材12がガイドローラー 4に
入る前の状態では、ガイドローラー 5側のアーム（メイ
ンアーム 7とセカンドアーム 8）にはバネ10が取り付け
られているため、ガイドローラー 5の隙間は狭まり、ガ
イドローラー 4の隙間は逆に開いた状態となっている。
ガイドローラー 4に被圧延材12が入ると、ガイドローラ
ー 4は被圧延材12と非常に軽く接触した状態、又は接触
直前の状態となり、更に被圧延材12は前に進んでガイド
ローラー 5に到達する。次いで、ガイドローラー 5に被
圧延材12が入ると同時にガイドローラー 5側のメインア
ーム 7の動きがピボット6 を経由してガイドローラー 4
側のメインアーム 7に伝わる。そして、ガイドローラー
4側のメインアーム 7が被圧延材12まで下がり、ガイド
ローラー 4及び 5による被圧延材11の支持・拘束が開始
される。この一連の動作により、被圧延材12がガイドロ
ーラー 4の入り側で突っかかることによるミスロールの
発生が防止でき、被圧延材12を最適に案内・支持・拘束
した圧延が可能となる。

【００３７】圧延中に被圧延材12の寸法が変わった場合
でも、ピボット機構とアーム（メインアーム 7とセカン
ドアーム 8）によりガイドローラー 4、 5の位置が調整
できるため、常に最適な状態で被圧延材12を案内・支持
・拘束することができる。

【００３８】図３に模式的に示した前記の支持・拘束の
機能により、倒れや倒れ気味の圧延による形状不良の発
生を防止できるし、焼付きや断線を生ずることなく圧延
することができる。

【００３９】なお、本発明に係るブロックミル用ガイド
装置は、従来のガイド装置（ソリッドガイド装置、可動
ソリッドガイド装置及びコンビネーションガイド装置）
と同様の素材（例えば、JIS ＳＫＤ６１など）とバネや
ゴムなどの弾性体を用いて、これを加工し組み立てるこ
とによって容易に得ることができる。なお、ガイドロー
ラーは全体を同一の素材で作成しても良いし、硬さが要
求されるローラー部と硬さが必要でないリム部とに分け
て別の素材を組み合わせて作成しても良い。

【００４０】以下、実施例により本発明をより詳しく説
明する。

【００４１】

【実施例】通常の熱間線材圧延及び通常のブロックミル
圧延を行って、表１に示すＳＷＲＳ８２Ａを素材鋼とす
る直径３．８ｍｍの線材を得た。

【００４２】

【表１】

【００４３】次いで、上記の直径３．８ｍｍの線材を被
圧延材として、ブロックミルを用いて直径１．１〜３．
０ｍｍに圧延した。この場合のガイド装置としては、図
１に示した本発明に係るガイド装置、あるいは図５に示
した通常のソリッドガイド装置を用いた。

【００４４】なお、本発明に係るガイド装置は既に述べ
たものである。すなわち、各アームベース11には左右２
本のメインアーム 7が取り付けられており、メインアー
ム 7の先端には被圧延材12を案内するためのガイドロー
ラー 4又は 5が設けられている。メインアーム 7の各々
には２つのガイドローラー 4及び 5が連動して同一の動
きをするためのセカンドアーム 8がつけられており、２
本のセカンドアーム 8は互いに連結されている。上記の
メインアーム 7とセカンドアーム 8の連結部に設けたバ
ネ 9（加圧バネ）によってメインアーム 7、セカンドア
ーム 8を介してガイドローラー 4及び 5で被圧延材12を
押す（拘束する）力が発生する。ガイドローラー 5側の
メインアーム 7は非常に柔らかいバネ10（サポートバ
ネ）でガイドスリーブ 3と連結されており、被圧延材12
がガイド装置内のガイドローラー 4に入ってくるまでは
はピボット 6を中心にガイドローラー 4がパスラインよ
り若干上にあり、ガイドローラー 5はパスラインより若
干下がった状態にある（図２参照）。被圧延材12はガイ
ドローラー 4に入ると、ガイドローラー 4と非常に軽く
接触した状態、又は接触直前の状態で前進して行く。被
圧延材12がガイドローラー 5に達すると同時に、ガイド
ローラー 5に連結しているメインアーム 7及びセカンド
アーム 8が可動を始める。これと同時にピボット 6を中
心にガイドローラー 4のメインアーム 7及びセカンドア
ーム8 が被圧延材12を押さえ始める。この結果として、
ガイドローラー 5だけでなくガイドローラー 4の被圧延
材12に対する拘束が生じる。なお、この拘束作用はガイ
ドローラー 4 及び5でほぼ同時に生ずる。

【００４５】通常のソリッドガイド装置を備えたブロッ
クミルで直径１．１〜２．４ｍｍに圧延した場合には大
きな倒れが生じた。又、直径３．０ｍｍに圧延した場合
にも倒れが発生した。

【００４６】これに対して、本発明に係るガイド装置を
備えたブロックミルで直径１．１〜３．０ｍｍに圧延し
た場合には、全く倒れを生ずることがなかった。更に、
焼付きも全く生じなかった。

【００４７】

【発明の効果】本発明のブロックミル用ガイド装置を用
いれば、直径４ｍｍ以下の被圧延材である線材又は線の
捻れ及び倒れを抑制することができ、更に、焼付きや被
圧延材が大きな塑性変形を受けることを防止することが
できる。したがって、本発明のガイド装置を備えたブロ
ックミルを用いて圧延すれば、被圧延材に倒れ、焼付き
や断線を生ずることなく圧延することができる。更に、
本発明に係るガイド装置におけるガイドローラーの被圧
延材に対する追随機構は極めて簡単なものであるので、
ガイド装置の保守・整備は容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブロックミル用ガイド装置の一例の説
明図である。

【図２】被圧延材が図１のブロックミル用ガイド装置内
の後ろ側のガイドローラーに入ってくるまでの状態を示
す説明図である。

【図３】被圧延材が図１のブロックミル用ガイド装置内
の後ろ側のガイドローラーに到達した直後からの状態を
示す説明図である。

【図４】本発明のブロックミル用ガイド装置をブロック
ミルに取り付けた場合の一例を示す図である。

【図５】ソリッドガイド装置を示す図である。

【図６】可動ソリッドガイド装置を示す図である。

【図７】コンビネーションガイド装置を示す図である。
（ａ）は左側面図、（ｂ）は正面図である。

【図８】３方ロールを用いて丸（断面が円）に圧延する
場合の、素材（被圧延材）の断面形状、素材の外接円及
び圧延後の断面形状の一例を示す図である。

【符号の説明】

A：ガイド装置 1：圧延ロール、 2：ガイド取り付け部 3：ガイドスリーブ 4：ガイドローラー 5：ガイドローラー 6：ピボット 7：メインアーム 8：セカンドアーム 9：バネ（加圧バネ） 10：バネ（サポートバネ） 11：アームベース 12：ワイヤ 13：圧延機ハウジング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直径４ｍｍ以下の被圧延材をブロックミル
   の圧延ロールの入り口に案内するガイド装置であって、
   そのガイド装置内に、圧延中の被圧延材に追随して動く
   被圧延材拘束のための複数組のガイドローラーを備えた
   ことを特徴とするブロックミル用ガイド装置。
2. 【請求項２】直径４ｍｍ以下の被圧延材を圧延するブロ
   ックミルであって、請求項１に記載のブロックミル用ガ
   イド装置を備えたことを特徴とするブロックミル。
3. 【請求項３】請求項２に記載のブロックミルを用いて圧
   延することを特徴とする線材又は線の圧延方法。