JPH0563241B2 - - Google Patents
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- JPH0563241B2 JPH0563241B2 JP60094355A JP9435585A JPH0563241B2 JP H0563241 B2 JPH0563241 B2 JP H0563241B2 JP 60094355 A JP60094355 A JP 60094355A JP 9435585 A JP9435585 A JP 9435585A JP H0563241 B2 JPH0563241 B2 JP H0563241B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolled material
- roll
- reeling
- diameter
- rolls
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/008—Skew rolling stands, e.g. for rolling rounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
- B21B1/20—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a non-continuous process,(e.g. skew rolling, i.e. planetary cross rolling)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は丸棒鋼、中空棒鋼等の円形断面金属材
の製造に適した傾斜圧延機に関するものである。 〔従来技術〕 丸棒鋼、中空棒鋼等は一般にはカリバーロール
による圧延工程を経て製造されるが、設備費低減
等を目的として傾斜圧延機を用いる方法が試みら
れている。 この方法に用いる傾斜圧延機は従来パスライン
周りに臨んで３個又は４個のロールを配設し、そ
の軸心線は、同側の軸端が周方向の同じ側へ向く
ように傾斜せしめ、且つ同側の軸端が前記パスラ
イン側へ向けて接近又は離反するよう傾斜（交
叉）せしめ得るようにしてあり、前記ロールの傾
斜角、交叉角が夫々所定の条件を満足するよう設
定して構成されている（特開昭59−4902号）。 〔従来技術の問題点〕 ところで上述した如き従来の傾斜圧延機にあつ
ては、圧延材の長手方向に螺旋状のスパイラル条
痕がまま発生し、成品の寸法精度が低下するなど
の問題があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は上述した如きスパイラル条痕の解
消手段につき実験研究を行つた結果、各コーン型
ロールにおけるリーリング長さと密接な関係にあ
り、リーリング部長さが一定長以上となること、
換言すれば、圧延材が傾斜圧延機のロール間を通
過する過程で圧延材はその軸心線周りに回転しつ
つ軸長方向に移動する、所謂螺進移動するが、こ
れによつて圧延材の軸長方向の各部は各ロールと
順次的に接触するが、このロールのリーリング部
に対する接触回数が所定以上となると成品の軸長
方向各部の直径のばらつきが極めて少なくなるこ
と、また接触回数を所定以上とするためのロール
条件としてはリーリング部の長さを大きくするの
が効果的であるがリーリング部を余り長くしても
寸法制御精度が向上せず、長くすることによるミ
ル剛性の低下によつて逆にスパイラル条痕が発生
するため、リーリング部の長さには上限があり、
従つてその設定には接触回数に対する影響要素で
あるロールの傾斜角、ロールによる圧延材設定外
径、ロール交叉角、ロール数等を勘案して設定す
る必要があることを知見した。なお通常ロールの
プロフイールは適正なパススケジユール、交叉
角、傾斜角、入口、出口面角、圧下量等を決定し
た後に定められるが、リーリング部の長さについ
ては特にロールの傾斜角、圧延材設定外径、ロー
ル数等を勘案して行う。ちなみにコーン型ロール
を用いた３ロール型の傾斜圧延機におけるロール
の寸法仕様例（直径20mmの棒材を得るのに用いる
ロール）はバレル長：120mm、リーリング部長
さ：30mm、ゴージ部直径：120mm程度であつて圧
延材の長手方向各部とリーリング部との接触回数
はロール傾斜角12°の場合４，５回程度である。 表１は本発明者等によるロール条件と成品の直
径寸法精度との関係を求めた試験結果を示してい
る。供試材としてはS45Cを素材とする直径50mm、
60mm、70mmの棒材を用い、これを1200℃に加熱
し、延伸比を４として延伸圧延を行い軸長方向各
部の直径を検出した。表１中結果を示す欄の○印
は成品の直径偏差が±0.05mm以内、△印は±0.05
mm〜±0.10mm以内、×印は±0.10mm以上を示して
いる。 なお、リーリング部での接触回数は圧延材の軸
方向速度成分および回転方向速度成分を試験圧延
中に測定してこれより求めた値を示してある。
の製造に適した傾斜圧延機に関するものである。 〔従来技術〕 丸棒鋼、中空棒鋼等は一般にはカリバーロール
による圧延工程を経て製造されるが、設備費低減
等を目的として傾斜圧延機を用いる方法が試みら
れている。 この方法に用いる傾斜圧延機は従来パスライン
周りに臨んで３個又は４個のロールを配設し、そ
の軸心線は、同側の軸端が周方向の同じ側へ向く
ように傾斜せしめ、且つ同側の軸端が前記パスラ
イン側へ向けて接近又は離反するよう傾斜（交
叉）せしめ得るようにしてあり、前記ロールの傾
斜角、交叉角が夫々所定の条件を満足するよう設
定して構成されている（特開昭59−4902号）。 〔従来技術の問題点〕 ところで上述した如き従来の傾斜圧延機にあつ
ては、圧延材の長手方向に螺旋状のスパイラル条
痕がまま発生し、成品の寸法精度が低下するなど
の問題があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は上述した如きスパイラル条痕の解
消手段につき実験研究を行つた結果、各コーン型
ロールにおけるリーリング長さと密接な関係にあ
り、リーリング部長さが一定長以上となること、
換言すれば、圧延材が傾斜圧延機のロール間を通
過する過程で圧延材はその軸心線周りに回転しつ
つ軸長方向に移動する、所謂螺進移動するが、こ
れによつて圧延材の軸長方向の各部は各ロールと
順次的に接触するが、このロールのリーリング部
に対する接触回数が所定以上となると成品の軸長
方向各部の直径のばらつきが極めて少なくなるこ
と、また接触回数を所定以上とするためのロール
条件としてはリーリング部の長さを大きくするの
が効果的であるがリーリング部を余り長くしても
寸法制御精度が向上せず、長くすることによるミ
ル剛性の低下によつて逆にスパイラル条痕が発生
するため、リーリング部の長さには上限があり、
従つてその設定には接触回数に対する影響要素で
あるロールの傾斜角、ロールによる圧延材設定外
径、ロール交叉角、ロール数等を勘案して設定す
る必要があることを知見した。なお通常ロールの
プロフイールは適正なパススケジユール、交叉
角、傾斜角、入口、出口面角、圧下量等を決定し
た後に定められるが、リーリング部の長さについ
ては特にロールの傾斜角、圧延材設定外径、ロー
ル数等を勘案して行う。ちなみにコーン型ロール
を用いた３ロール型の傾斜圧延機におけるロール
の寸法仕様例（直径20mmの棒材を得るのに用いる
ロール）はバレル長：120mm、リーリング部長
さ：30mm、ゴージ部直径：120mm程度であつて圧
延材の長手方向各部とリーリング部との接触回数
はロール傾斜角12°の場合４，５回程度である。 表１は本発明者等によるロール条件と成品の直
径寸法精度との関係を求めた試験結果を示してい
る。供試材としてはS45Cを素材とする直径50mm、
60mm、70mmの棒材を用い、これを1200℃に加熱
し、延伸比を４として延伸圧延を行い軸長方向各
部の直径を検出した。表１中結果を示す欄の○印
は成品の直径偏差が±0.05mm以内、△印は±0.05
mm〜±0.10mm以内、×印は±0.10mm以上を示して
いる。 なお、リーリング部での接触回数は圧延材の軸
方向速度成分および回転方向速度成分を試験圧延
中に測定してこれより求めた値を示してある。
【表】
以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具
体的に説明する。第１図は本発明に係る傾斜圧延
機（以下本発明品という）を３ロール式に適用し
た場合のロール配置態様を示す正面図、第２図は
第１図の−線による断面図、第３図はパスラ
インとロールとの位置関係を示す側面図であり、
図中１，２，３はコーン型のロール、４は中実の
圧延材を示している。３個のロール１，２，３は
いずれも略同型状であつて、被圧延材４の移動方
向下流端（出側端という）寄りにゴージ部１ａ，
２ａ，３ａを備え、このゴージ部１ａ，２ａ，３
ａを界にして、圧延材４の移動方向上流端（入側
端という）側に向けて直径を漸次縮小され、また
出側端に向けて直径を漸次拡大され、夫々円錐台
形をなす入口面１ｂ，２ｂ，３ｂ及び出口面（以
下リーリング部という）１ｃ，２ｃ，３ｃを備え
ている。 ロール１，２，３はいずれもその入口面１ｂ，
２ｂ，３ｂを圧延材４の移動方向上流側に位置さ
せた状態で、軸心線Ｙ−Ｙとゴージ部１ａ，２
ａ，３ａを含む平面との交点、即ち設定中心Ｏ
を、圧延材４のパスラインＸ−Ｘと直交する同一
平面上にてパスラインＸ−Ｘ周りに略等間隔に位
置させて配設されている。また各ロール１，２，
３はその軸心線Ｙ−Ｙが設定中心Ｏ回りに圧延材
４のパスラインＸ−Ｘとの関係において第２図に
示す如く入側端がパスラインＸ−Ｘに向けて接近
するよう交叉角γで傾斜せしめられ、しかも第
１，３図に示す如く入側端が圧延材４の周方向の
同じ側に向けて傾斜角βだけ傾斜せしめられてい
る。 ちなみに前記ロールの傾斜角βと交叉角γとは 0°＜γ＜15° 3°＜β＜20° 5°＜γ＋β＜30° の条件を満足するよう設定される。 このような範囲に限定する理由は既に知られて
いることであるが（特開昭59−4902号公報）次の
とおりである。 γの上限値を15°としたのは、これ以上では被
圧延材の移動方法の下流側において、ロールチヨ
ツクのパスラインに最も近い部分とロール端面と
で干渉を起こすという構造的理由からである。 また下限値を0°としたのは、それ以下、つまり
γ＝０又は負では圧延材の中央部付近での円周方
向の剪断変形を解消して長手方向の寸法精度を確
保することが不可能になるからである。 βの上限値を20°としたのはγの上限値規定理
由と同様である。下限値を3°としたのはそれ以下
では被圧延材中央部付近での円周方向の剪断変形
を小さくし、連続鋳造された圧延材におけるポロ
シテイ圧着効果を十分に得ることが不可能だから
である。 γ＋βの上限値を30°としたのはこれ以上では
上述した如きロールチヨツクとロールとの干渉が
著しくなるばかりでなく、ロールを支持するペア
リングをロールチヨツク内に収めておくことが困
難となり、ロールの両持構造を維持できなくなる
という構造的理由からである。γ＋βの下限値を
5°としたのはこれ以下では実用的圧延能率（速
度）を確保できず、また連続鋳造された圧延材の
ポロシテイを圧着させることが困難になるからで
ある。 各ロール１，２，３はいずれも図示しない駆動
源に連繋されており、第１図に矢符で示す如く同
方向に回転駆動され、これらロール間に噛み込ま
れた圧延材４を熱間にてその軸心線回りに回転駆
動させつつ軸長方向に移動される、所謂螺進移動
せしめられつつ直径を絞られる高圧下を受けるこ
ととなる。 そして本発明品におけるロール１，２，３のリ
ーリング部１ｃ，２ｃ，３ｃの軸長歩行寸法ｌは
圧延材４の長手方向各部がロール１，２，３間を
通過する過程でロール１，２，３のリーリング部
１ｃ，２ｃ，３ｃと延べ７回以上接触するよう下
記(1)式の如く設定されている。 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ＜Ｌ 但し、 0°＜γ＜15° 3°＜β＜20° 5°＜γ＋β＜30° ｆ：圧延材の圧延材先進係数 ｄ：設定外径（圧延機出側の圧延材設定外
径） ｍ：コーン型ロール数（３又は４） Ｌ：ミル剛性の低下を招くことのない最大長
さ 接触回数を７回以上としたのは既述した表１に
示す試験結果に基づくものであり、上限は特に限
定しない。ただ直径寸法精度は一定以上には向上
しないため、生産効率等を勘案して設定すればよ
い。 第４図は本発明品におけるロールの他の構成を
示す説明図であり、リーリング部１１ｃはゴージ
部１１ａから出口端に至る間において、断面弧状
に凹ませて構成してある。このリーリング部１１
ｃの曲率半径はパスラインＸ−Ｘ線回りにロール
を配設したとき、リーリング部１１ｃの軸方向各
部とパスラインＸ−Ｘとの離隔寸法がゴージ部１
１ａとパスラインＸ−Ｘとの離隔寸法に略等しく
なるよう幾何学的に算出される。 ちなみに一例としてロール径：150mm、ロール
交叉角：5°、ロール傾斜角：6°，9°，12°，15°、
圧
延機出側設定径：25mmの場合における幾何学的に
算出される最適リーリング部ロール径と直線状の
円錐台形ロールのリーリング部ロール径との差
（mm：外径差という）とゴージ部からのロール軸
方向距離（mm）との関係を第５図に示す。 以下に上記(1)式の誘導過程について説明する。
圧延材の軸方向各部とロール１，２，３のリーリ
ング部１ｃ，２ｃ，３ｃとの接触回数は圧延材４
の軸長方向速度成分vxと、圧延材４の周方向速
度成分vtに基づき算出される。ところでこれら軸
長方向速度成分vx、回転方向速度成分vtはゴー
ジ部における圧延材４の軸長方向先進率η、回転
方向先進率ζ、並びにゴージ部におけるロールの
圧延材軸方向速度成分Vx、ロールの圧延材回転
方向速度成分Vtとの間には下記(2)，(3)式の如き
関係がある。 １＋η＝vx／Vx …(2) １＋ζ＝vt／Vt …(3) 前記ゴージ部におけるロールの圧延材軸方向速
度成分Vx及びロールの圧延材回転方向速度成分
Vtは夫々下記(4)，(5)式の如く表わせる。 Vx＝πND／60sinβ（mm／秒） …(4) Vt＝πND／60cosβ（mm／秒） …(5) 但し、Ｎ：ロール回転数（r.p.m.） Ｄ：ゴージ部直径（mm） 従つて(2)〜(5)式から、ゴージ部における圧延材
の圧延材軸方向速度成分vx及び圧延材の圧延材
回転方向速度成分vtは夫々下記(6)，(7)式の如く表
わせる。 vx＝Vx（１＋η）＝πND／60sinβ（１＋η） …(6) vt＝Vt（１＋ζ）＝πND／60cosβ（１＋ζ） …(7) いま圧延材４の出側直径をｄ：出側回転数をｎ
〔r.p.m〕とすると、ゴージ部における圧延材の圧
延材回転方向成分vtは下記(8)式の如く表わせる。 vt＝πnd／60 …(8) 従つて、(7)，(8)式から下記(9)式が導かれる。 ｎ＝ND／ｄcosβ（１＋ζ） …(9) 第２図において圧延材４は螺旋運動しながらリ
ーリング部１ｃ，２ｃ，３ｃにて仕上圧下を受け
る。出側の圧延材進行速度がvxであるから、圧延
材４の任意の断面がロールゴージ部１ａ，２ａ，
３ａを通過した後にリーリング部１ｃ，２ｃ，３
ｃを通る迄の所要時間t1はt1＝ｌ／vxにて与えら
れる。 なお、ロール１，２，３から圧延材４に対して
与えられる圧下はロールゴージ部１ａ，２ａ，３
ａ迄で略終了しており、リーリング部１ｃ，２
ｃ，３ｃの圧延材４の軸方向進行速度及び回転速
度は一定と考えてよい。 次にリーリング部１ｃ，２ｃ，３ｃを通過中の
圧延材４の回転数はｎ〔r.p.m〕であるから、ロー
ルゴージ部１ａ，２ａ，３ａからロール出口まで
の間に圧延材４はt1×ｎ／60回転することとな
る。従つてその間にロール１，２，３と接触する
回数は、下記(10)式で与えられる。 ｋ＝t1×ｎ／60×ｍ＝ｍ・ｎ／60・１／vxｌ …(10) 前記(6)，(9)，(10)式からｋは下記(11)式の如く書き
直せる。 ｋ＝ml／πdtanβ・１／ｆ …(11) 但し、ｆ：１＋η／１＋ζ 従つて(11)式から圧延材の長手方向がロールのリ
ーリング部と接触する回数をｋとするためのリー
リング部の軸長方向寸法ｌは下記（12）式の如く
表わせる。 ｌ≧kπdtanβ／ｍ・ｆ …(12) 実験結果よりｋは７回以上であり、またリーリ
ング部の長さｌが、これを長くしても寸法制御精
度の向上に寄与せず、またミル剛性の低下を招く
ことのない最大長さをＬとすると（12）式は
（12′）式の如くになる。 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ≦Ｌ …（12′） 表１の説明にも示す如くリーリング部の長さｌ
が一定以上大きくしてもそれにより圧延材寸法精
度の向上は見られず、逆にｌを過長にすることは
単に設備が大型化するのみならず、両端支持構造
のロールの剛性低下にも繋がる。リーリング部の
最大長Ｌは圧延材４の直径ｄの４倍程度であれ
ば、不都合を生じないことが確認できた。またｆ
は下記（13）式の如き関数として表わされ、実験
的には0.8≦ｆ≦1.8であることが確認されてい
る。 ｆ＝ｆ（β，γ，α，El，Ｄ／d2，…）…(13) 但し、 α：圧延材入側におけるロールの圧下面角 El：延伸比｛（圧延材の入側直径／圧延材の出
側直径）2｝ Ｄ／d2：ゴージ部の直径／圧延材の出側直径 従つてｆの下限値0.8を（12）式に代入すると、
ｌの下限値範囲が(1)式で与えられることになる。 なお、実際にはリーリング部での接触回数を７
回とするためには、パススケジユールに見合うｆ
の値を（12）式に代入することによつてｌの適正
値が求まる。 （13）式で与えられるｆはβ，γ，α，El等の
影響を受けるが、実用上は下記（13′）式で支障
を生じないことが確認出来た。 ｆ＝0.44loβ−0.058 …（13′） （13′）式は表１に示すデータ及びこれを求め
る際の圧延材の回転速度、軸方向速度とロール周
速とを比較し、(2)〜(7)式に従つてη，ζの値を算
出し、ｆの値を定式化することで得たものであ
る。 なお傾斜角β、交叉角γ及び傾斜角β＋交叉角
γにつき不等式でその範囲を規定しているのはこ
の範囲内でリーリング部の長さｌについて 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ≦Ｌの関係が成立することを 意味している。 次に本発明品の試験結果について説明する。 試験はリーリング部の寸法、形状が異なる３種
類のロールを用いて素材S45Cの棒材（直径50mm）
を延伸比4.0で直径25mmに延伸し、その軸長方向
各部の直径を測定した。 ロールの種類 (a) リーリング部の長さ50mm、リーリング面は円
錐台形であつて、面角を0.5°としたもの（圧延
材の長手方向各部とリーリング部との接触回数
11.5回） (b) リーリング部の長さ50mm、リーリング面は円
錐台形であつて、且つ周囲は第４図に示す如き
凹面としたもの（圧延材の長手方向各部とリー
リング部との接触回数11.5） (c) リーリング部の長さ10mm、リーリング面は円
錐台形であつて、且つ周囲は第４図に示す如き
凹面としたもの ロール及びその他の寸法諸元は次のとおりであ
る。 ロールゴージ部直径：150mm、交叉角：3°、傾
斜角β：15°、ロール回転数：100r.p.m.、加熱温
度：1100℃ 結果は第６図イ，ロ，ハに示すとおりである。
第６図イ，ロ，ハはいずれも横軸に軸長方向の長
さ（mm）を、また縦軸に直径の偏差をとつて示し
ている。第６図イ，ロは本発明品の、また第６図
ハは比較例の各結果を示している。これから明ら
かなように、本発明品に依つた場合には直径のは
らつきが±0.05mm以内であつて比較例に依つた場
合の直径のばらつきが±0.10mmに対して格段に直
径の寸法精度が向上していることが解る。 なお、圧延材の断面形状は円形が望ましいが６
角形以上の多角形の中実又は中空棒材でもよい。
これは被圧延材を回転させながら圧延する都合
上、角が少いものでは圧延機への衝撃が大となつ
て好ましくなく、４角形断面では不適当であるこ
とによる。 〔効果〕 以上の如く本発明にあつてはロールの傾斜角、
コーン型ロールの数、圧延材先進係数に基づき、
ロールのリーリング部の長さを所定値に設定し
て、圧延材の軸長方向の各部がリーリング部に対
し７回以上接触せしめることが可能となつて直径
寸法精度の大幅な向上を図り得るなど、本発明は
優れた効果を奏するものである。
体的に説明する。第１図は本発明に係る傾斜圧延
機（以下本発明品という）を３ロール式に適用し
た場合のロール配置態様を示す正面図、第２図は
第１図の−線による断面図、第３図はパスラ
インとロールとの位置関係を示す側面図であり、
図中１，２，３はコーン型のロール、４は中実の
圧延材を示している。３個のロール１，２，３は
いずれも略同型状であつて、被圧延材４の移動方
向下流端（出側端という）寄りにゴージ部１ａ，
２ａ，３ａを備え、このゴージ部１ａ，２ａ，３
ａを界にして、圧延材４の移動方向上流端（入側
端という）側に向けて直径を漸次縮小され、また
出側端に向けて直径を漸次拡大され、夫々円錐台
形をなす入口面１ｂ，２ｂ，３ｂ及び出口面（以
下リーリング部という）１ｃ，２ｃ，３ｃを備え
ている。 ロール１，２，３はいずれもその入口面１ｂ，
２ｂ，３ｂを圧延材４の移動方向上流側に位置さ
せた状態で、軸心線Ｙ−Ｙとゴージ部１ａ，２
ａ，３ａを含む平面との交点、即ち設定中心Ｏ
を、圧延材４のパスラインＸ−Ｘと直交する同一
平面上にてパスラインＸ−Ｘ周りに略等間隔に位
置させて配設されている。また各ロール１，２，
３はその軸心線Ｙ−Ｙが設定中心Ｏ回りに圧延材
４のパスラインＸ−Ｘとの関係において第２図に
示す如く入側端がパスラインＸ−Ｘに向けて接近
するよう交叉角γで傾斜せしめられ、しかも第
１，３図に示す如く入側端が圧延材４の周方向の
同じ側に向けて傾斜角βだけ傾斜せしめられてい
る。 ちなみに前記ロールの傾斜角βと交叉角γとは 0°＜γ＜15° 3°＜β＜20° 5°＜γ＋β＜30° の条件を満足するよう設定される。 このような範囲に限定する理由は既に知られて
いることであるが（特開昭59−4902号公報）次の
とおりである。 γの上限値を15°としたのは、これ以上では被
圧延材の移動方法の下流側において、ロールチヨ
ツクのパスラインに最も近い部分とロール端面と
で干渉を起こすという構造的理由からである。 また下限値を0°としたのは、それ以下、つまり
γ＝０又は負では圧延材の中央部付近での円周方
向の剪断変形を解消して長手方向の寸法精度を確
保することが不可能になるからである。 βの上限値を20°としたのはγの上限値規定理
由と同様である。下限値を3°としたのはそれ以下
では被圧延材中央部付近での円周方向の剪断変形
を小さくし、連続鋳造された圧延材におけるポロ
シテイ圧着効果を十分に得ることが不可能だから
である。 γ＋βの上限値を30°としたのはこれ以上では
上述した如きロールチヨツクとロールとの干渉が
著しくなるばかりでなく、ロールを支持するペア
リングをロールチヨツク内に収めておくことが困
難となり、ロールの両持構造を維持できなくなる
という構造的理由からである。γ＋βの下限値を
5°としたのはこれ以下では実用的圧延能率（速
度）を確保できず、また連続鋳造された圧延材の
ポロシテイを圧着させることが困難になるからで
ある。 各ロール１，２，３はいずれも図示しない駆動
源に連繋されており、第１図に矢符で示す如く同
方向に回転駆動され、これらロール間に噛み込ま
れた圧延材４を熱間にてその軸心線回りに回転駆
動させつつ軸長方向に移動される、所謂螺進移動
せしめられつつ直径を絞られる高圧下を受けるこ
ととなる。 そして本発明品におけるロール１，２，３のリ
ーリング部１ｃ，２ｃ，３ｃの軸長歩行寸法ｌは
圧延材４の長手方向各部がロール１，２，３間を
通過する過程でロール１，２，３のリーリング部
１ｃ，２ｃ，３ｃと延べ７回以上接触するよう下
記(1)式の如く設定されている。 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ＜Ｌ 但し、 0°＜γ＜15° 3°＜β＜20° 5°＜γ＋β＜30° ｆ：圧延材の圧延材先進係数 ｄ：設定外径（圧延機出側の圧延材設定外
径） ｍ：コーン型ロール数（３又は４） Ｌ：ミル剛性の低下を招くことのない最大長
さ 接触回数を７回以上としたのは既述した表１に
示す試験結果に基づくものであり、上限は特に限
定しない。ただ直径寸法精度は一定以上には向上
しないため、生産効率等を勘案して設定すればよ
い。 第４図は本発明品におけるロールの他の構成を
示す説明図であり、リーリング部１１ｃはゴージ
部１１ａから出口端に至る間において、断面弧状
に凹ませて構成してある。このリーリング部１１
ｃの曲率半径はパスラインＸ−Ｘ線回りにロール
を配設したとき、リーリング部１１ｃの軸方向各
部とパスラインＸ−Ｘとの離隔寸法がゴージ部１
１ａとパスラインＸ−Ｘとの離隔寸法に略等しく
なるよう幾何学的に算出される。 ちなみに一例としてロール径：150mm、ロール
交叉角：5°、ロール傾斜角：6°，9°，12°，15°、
圧
延機出側設定径：25mmの場合における幾何学的に
算出される最適リーリング部ロール径と直線状の
円錐台形ロールのリーリング部ロール径との差
（mm：外径差という）とゴージ部からのロール軸
方向距離（mm）との関係を第５図に示す。 以下に上記(1)式の誘導過程について説明する。
圧延材の軸方向各部とロール１，２，３のリーリ
ング部１ｃ，２ｃ，３ｃとの接触回数は圧延材４
の軸長方向速度成分vxと、圧延材４の周方向速
度成分vtに基づき算出される。ところでこれら軸
長方向速度成分vx、回転方向速度成分vtはゴー
ジ部における圧延材４の軸長方向先進率η、回転
方向先進率ζ、並びにゴージ部におけるロールの
圧延材軸方向速度成分Vx、ロールの圧延材回転
方向速度成分Vtとの間には下記(2)，(3)式の如き
関係がある。 １＋η＝vx／Vx …(2) １＋ζ＝vt／Vt …(3) 前記ゴージ部におけるロールの圧延材軸方向速
度成分Vx及びロールの圧延材回転方向速度成分
Vtは夫々下記(4)，(5)式の如く表わせる。 Vx＝πND／60sinβ（mm／秒） …(4) Vt＝πND／60cosβ（mm／秒） …(5) 但し、Ｎ：ロール回転数（r.p.m.） Ｄ：ゴージ部直径（mm） 従つて(2)〜(5)式から、ゴージ部における圧延材
の圧延材軸方向速度成分vx及び圧延材の圧延材
回転方向速度成分vtは夫々下記(6)，(7)式の如く表
わせる。 vx＝Vx（１＋η）＝πND／60sinβ（１＋η） …(6) vt＝Vt（１＋ζ）＝πND／60cosβ（１＋ζ） …(7) いま圧延材４の出側直径をｄ：出側回転数をｎ
〔r.p.m〕とすると、ゴージ部における圧延材の圧
延材回転方向成分vtは下記(8)式の如く表わせる。 vt＝πnd／60 …(8) 従つて、(7)，(8)式から下記(9)式が導かれる。 ｎ＝ND／ｄcosβ（１＋ζ） …(9) 第２図において圧延材４は螺旋運動しながらリ
ーリング部１ｃ，２ｃ，３ｃにて仕上圧下を受け
る。出側の圧延材進行速度がvxであるから、圧延
材４の任意の断面がロールゴージ部１ａ，２ａ，
３ａを通過した後にリーリング部１ｃ，２ｃ，３
ｃを通る迄の所要時間t1はt1＝ｌ／vxにて与えら
れる。 なお、ロール１，２，３から圧延材４に対して
与えられる圧下はロールゴージ部１ａ，２ａ，３
ａ迄で略終了しており、リーリング部１ｃ，２
ｃ，３ｃの圧延材４の軸方向進行速度及び回転速
度は一定と考えてよい。 次にリーリング部１ｃ，２ｃ，３ｃを通過中の
圧延材４の回転数はｎ〔r.p.m〕であるから、ロー
ルゴージ部１ａ，２ａ，３ａからロール出口まで
の間に圧延材４はt1×ｎ／60回転することとな
る。従つてその間にロール１，２，３と接触する
回数は、下記(10)式で与えられる。 ｋ＝t1×ｎ／60×ｍ＝ｍ・ｎ／60・１／vxｌ …(10) 前記(6)，(9)，(10)式からｋは下記(11)式の如く書き
直せる。 ｋ＝ml／πdtanβ・１／ｆ …(11) 但し、ｆ：１＋η／１＋ζ 従つて(11)式から圧延材の長手方向がロールのリ
ーリング部と接触する回数をｋとするためのリー
リング部の軸長方向寸法ｌは下記（12）式の如く
表わせる。 ｌ≧kπdtanβ／ｍ・ｆ …(12) 実験結果よりｋは７回以上であり、またリーリ
ング部の長さｌが、これを長くしても寸法制御精
度の向上に寄与せず、またミル剛性の低下を招く
ことのない最大長さをＬとすると（12）式は
（12′）式の如くになる。 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ≦Ｌ …（12′） 表１の説明にも示す如くリーリング部の長さｌ
が一定以上大きくしてもそれにより圧延材寸法精
度の向上は見られず、逆にｌを過長にすることは
単に設備が大型化するのみならず、両端支持構造
のロールの剛性低下にも繋がる。リーリング部の
最大長Ｌは圧延材４の直径ｄの４倍程度であれ
ば、不都合を生じないことが確認できた。またｆ
は下記（13）式の如き関数として表わされ、実験
的には0.8≦ｆ≦1.8であることが確認されてい
る。 ｆ＝ｆ（β，γ，α，El，Ｄ／d2，…）…(13) 但し、 α：圧延材入側におけるロールの圧下面角 El：延伸比｛（圧延材の入側直径／圧延材の出
側直径）2｝ Ｄ／d2：ゴージ部の直径／圧延材の出側直径 従つてｆの下限値0.8を（12）式に代入すると、
ｌの下限値範囲が(1)式で与えられることになる。 なお、実際にはリーリング部での接触回数を７
回とするためには、パススケジユールに見合うｆ
の値を（12）式に代入することによつてｌの適正
値が求まる。 （13）式で与えられるｆはβ，γ，α，El等の
影響を受けるが、実用上は下記（13′）式で支障
を生じないことが確認出来た。 ｆ＝0.44loβ−0.058 …（13′） （13′）式は表１に示すデータ及びこれを求め
る際の圧延材の回転速度、軸方向速度とロール周
速とを比較し、(2)〜(7)式に従つてη，ζの値を算
出し、ｆの値を定式化することで得たものであ
る。 なお傾斜角β、交叉角γ及び傾斜角β＋交叉角
γにつき不等式でその範囲を規定しているのはこ
の範囲内でリーリング部の長さｌについて 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ≦Ｌの関係が成立することを 意味している。 次に本発明品の試験結果について説明する。 試験はリーリング部の寸法、形状が異なる３種
類のロールを用いて素材S45Cの棒材（直径50mm）
を延伸比4.0で直径25mmに延伸し、その軸長方向
各部の直径を測定した。 ロールの種類 (a) リーリング部の長さ50mm、リーリング面は円
錐台形であつて、面角を0.5°としたもの（圧延
材の長手方向各部とリーリング部との接触回数
11.5回） (b) リーリング部の長さ50mm、リーリング面は円
錐台形であつて、且つ周囲は第４図に示す如き
凹面としたもの（圧延材の長手方向各部とリー
リング部との接触回数11.5） (c) リーリング部の長さ10mm、リーリング面は円
錐台形であつて、且つ周囲は第４図に示す如き
凹面としたもの ロール及びその他の寸法諸元は次のとおりであ
る。 ロールゴージ部直径：150mm、交叉角：3°、傾
斜角β：15°、ロール回転数：100r.p.m.、加熱温
度：1100℃ 結果は第６図イ，ロ，ハに示すとおりである。
第６図イ，ロ，ハはいずれも横軸に軸長方向の長
さ（mm）を、また縦軸に直径の偏差をとつて示し
ている。第６図イ，ロは本発明品の、また第６図
ハは比較例の各結果を示している。これから明ら
かなように、本発明品に依つた場合には直径のは
らつきが±0.05mm以内であつて比較例に依つた場
合の直径のばらつきが±0.10mmに対して格段に直
径の寸法精度が向上していることが解る。 なお、圧延材の断面形状は円形が望ましいが６
角形以上の多角形の中実又は中空棒材でもよい。
これは被圧延材を回転させながら圧延する都合
上、角が少いものでは圧延機への衝撃が大となつ
て好ましくなく、４角形断面では不適当であるこ
とによる。 〔効果〕 以上の如く本発明にあつてはロールの傾斜角、
コーン型ロールの数、圧延材先進係数に基づき、
ロールのリーリング部の長さを所定値に設定し
て、圧延材の軸長方向の各部がリーリング部に対
し７回以上接触せしめることが可能となつて直径
寸法精度の大幅な向上を図り得るなど、本発明は
優れた効果を奏するものである。
第１図は本発明品におけるロールの配置態様を
示す正面図、第２図は第１図の−線による断
面図、第３図はロールの傾斜角を示す側面図、第
４図は本発明品に用いるロールの他の構成を示す
説明図、第５図はリーリング部が直線状のロール
と凹円弧状ロールとのロール軸長方向への外径差
の一例を示すグラフ、第６図イ，ロ，ハは本発明
品の比較試験結果を示すグラフである。 １……ロール、１ｃ……リーリング部、２……
ロール、２ｃ……リーリング部、３……ロール、
３ｃ……リーリング部、４……圧延材。
示す正面図、第２図は第１図の−線による断
面図、第３図はロールの傾斜角を示す側面図、第
４図は本発明品に用いるロールの他の構成を示す
説明図、第５図はリーリング部が直線状のロール
と凹円弧状ロールとのロール軸長方向への外径差
の一例を示すグラフ、第６図イ，ロ，ハは本発明
品の比較試験結果を示すグラフである。 １……ロール、１ｃ……リーリング部、２……
ロール、２ｃ……リーリング部、３……ロール、
３ｃ……リーリング部、４……圧延材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧延材のパスライン周りに臨ませて３個、又
は４個のコーン型ロールを、その軸心線が前記パ
スラインに対し所要の傾斜角β、交叉角γで傾斜
せしめて配設し、圧延材をその軸心線回りに回転
させつつ軸長方向に移動させる、螺進移動を行わ
せて延伸圧延する傾斜圧延機において、前記ロー
ルのリーリング部の長さｌを下式を満足するよう
設定したことを特徴とする傾斜圧延機。 7πdtanβ／ｍ・ｆ≦ｌ＜Ｌ 但し、 0°＜γ＜15° 3°＜β＜20° 5°＜γ＋β＜30° ｆ：圧延材先進係数 ｄ：設定外径（圧延機出側の圧延材設定外
径） ｍ：コーン型ロールの数 Ｌ：ミル剛性の低下を招くことのない最大長
さ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9435585A JPS61253102A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 傾斜圧延機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9435585A JPS61253102A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 傾斜圧延機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253102A JPS61253102A (ja) | 1986-11-11 |
| JPH0563241B2 true JPH0563241B2 (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=14107979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9435585A Granted JPS61253102A (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 傾斜圧延機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61253102A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12269079B2 (en) | 2019-11-22 | 2025-04-08 | Jfe Steel Corporation | Rolling mill for diameter reducing rolling and method for manufacturing strip material |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594902A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 円形断面金属材の製造方法 |
| JPS59147702A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 円形断面金属材の製造方法 |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP9435585A patent/JPS61253102A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61253102A (ja) | 1986-11-11 |
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