JP4597645B2 - 圧延材のための誘導装置 - Google Patents

Description

本発明は、棒鋼、線材等の圧延に用いられる誘導装置に関する。詳細には、本発明は、圧延スタンドにて圧延機の上流に配置される誘導装置に関する。

丸棒鋼の製造方法として、圧延による方法が広く知られている。この製造方法では、まず精錬、造塊、分塊圧延等の工程を経て、ビレットが得られる。このビレットは、加熱炉によって加熱される。次に、このビレットに熱間圧延が施される。通常は、タンデムに並べられた粗列圧延装置、中間列圧延装置及び仕上列圧延装置による多段圧延が施される。この熱間圧延によってビレットは徐々に細径化し且つ長尺化して、丸棒鋼が得られる。

例えば、中間列圧延装置は、６つの圧延スタンドを備えている。１番目、３番目及び５番目のスタンドは、一対の水平ロールを備えている。水平ロールの軸は、水平方向と一致している。２番目、４番目及び６番目のスタンドは、垂直ロールを備えてる。垂直ロールの軸は、鉛直方向と一致してる。粗列圧延装置から出た圧延材の断面形状は、実質的に円である。この圧延材は、１番目のスタンドにおいて水平ロールで圧延され、鉛直方向に圧縮される。１番目のスタンドから出た圧延材の断面形状は、横長の楕円である。この圧延材は、２番目のスタンドにおいて垂直ロールで圧延され、水平方向に圧縮される。２番目のスタンドから出た圧延材の断面形状は、実質的に円である。以下、水平ロールによる鉛直方向の圧縮と垂直ロールによる水平方向の圧縮とが繰り返される。換言すれば、１番目、３番目及び５番目のスタンドには、断面形状が実質的に円である圧延材が供給される。

各スタンドは、圧延ロールの上流に、誘導装置を備えている。図７は、従来の誘導装置２の一部が示された分解斜視図である。この誘導装置２は、ガイドボックス４、エントリーガイド６、一対のローラーホルダー８、一対のガイドローラー１０及び一対のつるまきバネ１２を備えている。図７において矢印Ａで示されているのは、上流から下流へ向かう方向である。ガイドボックス４は天板１４を備えており、この天板１４は２つの貫通孔１６を有している。エントリーガイド６は、スリーブ状である。エントリーガイド６の断面は、上流から下流に向かって縮小している。エントリーガイド６は、図示されないボルトによって、ガイドボックス４に取り付けられる。ローラーホルダー８には、ガイドローラー１０が回転自在に軸着される。ローラーホルダー８は、穴１８を備えている。図示されないピンが貫通孔１６及び穴１８に通されることにより、ローラーホルダー８はガイドボックス４に、揺動自在に取り付けられる。ローラーホルダー８は、穴１８よりも上流側において、つるまきバネ１２によって外向きに付勢される。この付勢により、ローラーホルダー８は、ピンを支点として回動する。換言すれば、この付勢の方向は、一方のガイドローラー１０と他方のガイドローラー１０との距離を狭める方向である。圧延材は、上流から下流に向かってエントリーガイド６を通過し、さらにガイドローラー１０を通過して、圧延ロールへと誘導される。図７の例では、ガイドローラ１０の軸方向は鉛直方向であるが、軸方向が水平方向であるガイドローラ１０を備えた誘導装置も存在する。通常は、ガイドローラ１０の軸方向が鉛直方向である誘導装置２と、軸方向が水平方向であるガイドローラ１０を備えた誘導装置とが、交互に配置される。

図８は、軸方向が水平方向であるガイドローラー１０が圧延材Ｂと共に示された右側面図である。この圧延材Ｂは、水平ロールによる鉛直方向の圧縮を経ている。この圧延材Ｂの断面形状は、横長の楕円である。ガイドローラー１０の側面は、凹陥部２０を備えている。この凹陥部２０に、圧延材Ｂが嵌っている。前述のように、ガイドローラー１０は図８中の矢印で示される方向に付勢されている。このガイドローラー１０により、圧延材Ｂがしっかりと保持され、楕円の長軸が水平を維持する。この状態が保たれて圧延材Ｂが垂直ロールへと誘導されることにより、垂直ロールでの圧縮方向が楕円の長軸方向と一致する。換言すれば、ガイドローラー１０は、圧延中に圧延材Ｂが捻れることを防止する。捻れの防止により、得られる棒鋼の真円度が高められる。捻れの防止により、棒鋼の先端曲がり及び疵が低減される。この種の誘導装置は、特開昭６１−２６６１１４号公報に開示されている。
特開昭６１−２６６１１４号公報

この誘導装置２では、ガイドローラー１０の凹陥部２０の曲率が、通過する圧延材Ｂのサイズと適合していることが必要である。圧延工場では、種々のサイズの棒鋼が製造されるので、１つのスタンドを通過する圧延材Ｂのサイズも多様である。サイズに応じ、多数のガイドローラーが用意される必要がある。さらに、サイズ変更によってガイドローラーの交換が必要であり、これが工場での作業負担を高めている。

前述のように、付勢によってガイドローラー１０は圧延材Ｂを押圧しているので、早期にガイドローラー１０が摩耗する。この摩耗によっても、ガイドローラー１０の交換の必要が生じる。

エントリーガイドの内面は、圧延材Ｂと摺動する。特に、底面は圧延材Ｂと激しく摺動するので、摩耗しやすい。摩耗により、エントリーガイドの交換の必要が生じる。

このように、従来の誘導装置では、交換作業による生産性の低下及び部品の準備による設備費の上昇は避けられない。この誘導装置は、棒鋼の製造コストを押し上げている。本発明の目的は、棒材及び線材の製造コスト低減に寄与する誘導装置の提供にある。

本発明者は、鋭意検討の結果、すべてのスタンドにおいて従来の誘導装置が用いられる必要は必ずしもないことを見出し、本発明を完成するに至った。本発明に係る誘導装置は、ガイドボックスとこのガイドボックスに取り付けられた一対のガイドローラーとを備える。このガイドボックスは、上流から下流に向かってその断面が縮小するスリーブ状のエントリーを、ガイドローラーの上流に備える。このガイドローラーは、円筒状である。この誘導装置は、圧延機の上流に位置し、断面形状が実質的に円である圧延材を圧延機に誘導する。

好ましくは、この誘導装置は、ガイドローラーの上流に位置し、ガイドボックスに対して着脱自在である摩擦プレートをさらに備える。この誘導装置では、圧延材のパスレベルに応じて適切な摩擦プレートが選択されうる。この誘導装置は、圧延材がこの摩擦プレートと摺動しつつ進行するように構成される。

好ましくは、この誘導装置は、ガイドローラーが圧延材に対して付勢されることなく圧延材を誘導するように構成される。

好ましくは、ガイドボックスは、一方のガイドローラーの位置と他方のガイドローラーの位置とが個別に調整されうる調整機構をさらに備える。

この誘導装置は、複数のサイズの圧延材Ｂの加工に用いられうる。さらにこの誘導装置は、寿命が長い。この誘導装置は、製造コストの低減に寄与しうる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る誘導装置２２が用いられた圧延ラインの一例が示された平面図である。この図１には、中間列圧延装置２４が示されている。この図１において、右側が上流であり、左側が下流である。中間列圧延装置２４は、６つの圧延スタンド（Ｓ１〜Ｓ６）を備えている。第一スタンドスタンドＳ１、第三スタンドＳ３及び第五スタンドＳ５は、一対の水平ロール２６と、本発明に係る誘導装置２２とを備えている。第二スタンドＳ２、第四スタンドＳ４及び第六スタンドＳ６は、一対の垂直ロール２８と、従来の誘導装置とを備えている。この中間列圧延装置２４には、粗列圧延装置によって圧延された圧延材Ｂが供給される。第一スタンドスタンドＳ１、第三スタンドＳ３及び第五スタンドＳ５には、断面形状が実質的に円である圧延材Ｂが供給され、垂直方向への圧縮がなされる。第一スタンドスタンドＳ１、第三スタンドＳ３及び第五スタンドＳ５から出た圧延材Ｂの断面形状は、楕円である。第二スタンドＳ２、第四スタンドＳ４及び第六スタンドＳ６には、断面形状が楕円である圧延材Ｂが供給され、水平方向への圧縮がなされる。第二スタンドＳ２、第四スタンドＳ４及び第六スタンドＳ６から出た圧延材Ｂの断面形状は、実質的に円である。本発明に係る誘導装置２２は、断面形状が実質的に円である圧延材Ｂを圧延ロールに誘導する。従来の誘導装置は、断面形状が楕円である圧延材Ｂを、圧延ロールに供給する。

図２は図１の誘導装置２２が示された正面図であり、図３はその平面図であり、図４はその右側面図である。この図２において、右側が上流であり、左側が下流である。この誘導装置２２は、ガイドボックス３０、一対のガイドローラー３２及び摩擦プレート３４を備えている。

ガイドボックス３０は、メインボディ３６、エントリー３８、一対の上アーム４０及び一対の下アーム４２を備えている。メインボディ３６とエントリー３８とは、一体的に形成されている。メインボディ３６は、スリーブ状である。メインボディ３６の内周底面には、ボルト４４によって摩擦プレート３４が取り付けられている。この摩擦プレート３４は、メインボディ３６に対して着脱自在である。エントリー３８は、スリーブ状である。エントリー３８では、上流から下流に向かってその断面が縮小している。換言すれば、エントリー３８の入口４６は広く、エントリー３８の出口４８は狭い。広い入口４６により、圧延材Ｂが確実に誘導される。

ガイドローラー３２は、上アーム４０と下アーム４２との間に軸着されている。ガイドローラー３２の軸方向は、鉛直方向である。ガイドローラー３２は、軸に対して回転自在である。左側ガイドローラー３２ａと右側ガイドローラー３２ｂとは、所定間隔を隔てて配置されている。

図３に示されるように、ガイドボックス３０は左側調整つまみ５０ａと右側調整つまみ５０ｂとを備えている。左側調整つまみ５０ａが回されることにより、図示されないラックアンドピニオン機構によって、中心線に対する左側のガイドローラー３２ａの距離が調整されうる。右側調整つまみ５０ｂが回されることにより、同様の機構によって、中心線に対する右側ガイドローラー３２ｂの距離が調整されうる。この誘導装置２２では、左側ガイドローラー３２ａの位置と右側ガイドローラー３２ｂの位置とが、別個に調整されうる。

図５は、図２の誘導装置２２の一部が圧延材Ｂとともに示された右側面図である。この図５には、左側ガイドローラー３２ａ、右側ガイドローラー３２ｂ及び摩擦プレート３４が示されている。この図５から明らかなように、ガイドローラー３２は円筒状である。ガイドローラー３２の側面は、従来のガイドローラー１０が有する凹陥部２０（図８参照）を備えていない。圧延材Ｂは、両側のガイドローラー３２に挟まれている。ガイドローラー３２は、圧延材Ｂの水平方向位置を規制する。圧延材Ｂは、摩擦プレート３４と当接している。摩擦プレート３４は、圧延材Ｂの鉛直方向位置を規制する。圧延材Ｂは、図５における紙面垂直方向に進行する。この進行により、ガイドローラー３２は回転する。進行により、圧延材Ｂと摩擦プレート３４とが摺動する。

図６は、図５の誘導装置２２によって他の圧延材Ｂが誘導される様子が示された右側面図である。この圧延材Ｂは、図５に示された圧延材Ｂよりも小径である。図６では、両ガイドローラー３２の距離Ｌ２は、図５における距離Ｌ１よりも小さい。距離Ｌ２は、ガイドローラー３２の位置の変更によって設定されている。ガイドローラー３２の位置の変更は、前述のように調整つまみ５０によってなされる。

図６には、摩擦プレート５２も示されている。この摩擦プレート５２は、図５に示された摩擦プレート３４よりも高い。この摩擦プレート５２が用いられることにより、小径の圧延材Ｂがガイドローラー３２の所定位置に当接する。換言すれば、この誘導装置２２では、圧延材Ｂのパスレベル（径）に応じた摩擦プレート３４、５２が選択されて装着されうる。

図５と図６との対比から明らかなように、本発明に係る誘導装置２２では、圧延材Ｂのサイズが多少異なる場合でも、ガイドローラー３２の変更は不要である。従来の誘導装置では、断面形状が楕円である圧延材Ｂの捻れを防止する目的で、凹陥部２０を備えたガイドローラー１０が用いられている。従来は、習慣的に、断面形状が楕円である圧延材Ｂが入るスタンドにも、断面形状が楕円である圧延材Ｂが入るスタンドにも、凹陥部２０を備えたガイドローラー１０が用いられている。本発明者は、断面形状が円である圧延材Ｂの捻れは棒鋼の品質に悪影響を与えない、との着想に基づき、断面形状が円である圧延材Ｂが入るスタンドに円筒状のガイドローラー３２を採用した。このガイドローラー３２は凹陥部２０を備えていないので、種々のサイズの圧延材Ｂに用いられうる。このガイドローラー３２の採用により、工場において準備されるガイドローラー３２の種類数及び誘導装置２２の種類数が低減される。

圧延ロールにおいて用いられるカリバーが変更される場合でも、従来のように誘導装置の交換は不要である。誘導装置２２の位置がずらされてガイドローラー３２の間隔調整がなされば、カリバー変更に対応しうる。本発明者の試算によれば、カリバーの変更時間の短縮により、一般的な圧延工場にて、年間数百万円の生産コストが低減される。この誘導装置２２は、生産性に寄与する。

断面形状が円である圧延材Ｂの捻れを許容する場合は、ガイドローラー３２によって圧延材Ｂが強く押圧される必要がない。従って、この誘導装置２２は、ガイドローラー３２を圧延材Ｂに向けて付勢する手段を備えていない。ガイドローラー３２は圧延材Ｂを強くは押圧しないので、ガイドローラー３２の摩耗は抑制される。この誘導装置２２では、ガイドローラー３２の寿命が長い。本発明者の試算によれば、ガイドローラー３２の寿命の延長により、一般的な圧延工場にて、年間約一千万円の費用が低減される。

この誘導装置２２では、ガイドローラー３２が付勢されていないので、圧延材Ｂの先端がガイドローラー３２において詰まることが少ない。このガイドローラー３２により、いわゆるミスロールが抑制される。

この誘導装置２２では、左右のガイドローラー３２が個別に位置調整されるので、それぞれのガイドローラー３２が適正位置に配置されうる。これにより、圧延材Ｂの先端曲がりも抑制される。

この誘導装置２２では、圧延材Ｂとの摺動によって摩擦プレート３４、５２が徐々に摩耗する。摩耗が進行した摩擦プレート３４、５２は、交換される。従来の誘導装置２のように、エントリーガイド６全体が交換される必要がないので、交換作業は簡便である。エントリー３８の交換は不要なので、低コストで交換がなされうる。

図１に示されたスタンドの構成は、あくまで一例である。種々のスタンド構成の圧延ラインに、本発明に係る誘導装置２２は適用されうる。

本発明に係る誘導装置は、種々の材質からなる棒材及び線材の圧延に適している。

図１は、本発明の一実施形態に係る誘導装置が用いられた圧延ラインの一例が示された平面図である。 図２は、図１の誘導装置が示された正面図である。 図３は、図２の誘導装置が示された平面図である。 図４は、図２の誘導装置が示された右側面図である。 図５は、図２の誘導装置の一部が圧延材とともに示された右側面図である。 図６は、図５の誘導装置によって他の圧延材が誘導される様子が示された右側面図である。 図７は、従来の誘導装置の一部が示された分解斜視図である。 図８は、図７の誘導装置のガイドローラーが圧延材と共に示された右側面図である。

符号の説明

２２・・・誘導装置
２４・・・中間列圧延装置
２６・・・水平ロール
２８・・・垂直ロール
３０・・・ガイドボックス
３２、３２ａ、３２ｂ・・・ガイドローラー
３４、５２・・・摩擦プレート
３６・・・メインボディ
３８・・・エントリー
５０、５０ａ、５０ｂ・・・調整つまみ

Claims (3)

1. 圧延機の上流に位置し、断面形状が実質的に円である圧延材を圧延機に誘導する誘導装置であって、
   ガイドボックスと、このガイドボックスに取り付けられた一対のガイドローラーと、上記ガイドボックスに対して着脱可能に取り付けられた摩擦プレートとを備えており、
   このガイドボックスが、上流から下流に向かってその断面が縮小するスリーブ状のエントリーをガイドローラーの上流に備えており、
   このガイドローラーが、円筒状であり、且つ、互いに圧延材を押圧するようには付勢されることなく圧延材を誘導するように構成されており、
   上記摩擦プレートが、一対のガイドローラ間に位置する圧延材に当接してこの圧延材の鉛直方向位置を規制し、パスレベルに応じて選択されて装着されうることを特徴とする誘導装置。
2. 上記摩擦プレートがガイドローラーの上流に位置しており、
   圧延材がこの摩擦プレートと摺動しつつ進行するように構成された請求項１に記載の誘導装置。
3. 上記ガイドボックスが、一方のガイドローラーの位置と他方のガイドローラーの位置とが個別に調整されうる調整機構をさらに備えた請求項１又は２に記載の誘導装置。

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