JPS5930490B2 - 線材のロ−ルベンダデスケ−ル方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延および冷却工程中において線材の表面に
生成付着するスケールを除去する方法に関するものであ
る。

熱間圧延のままの棒鋼又は線材は、伸線加工の前処理工
程としてその表面に付着した酸化皮膜の除去が行なわれ
る。

この酸化皮膜の除去つまりテスケールを行なうには、化
学的方法と機械的方法があるが、前者の方法として酸洗
法が従来一般的に採用されている。

ところがこの方法にあっては公害防止の見地から廃酸処
理は勿論作業環境を整備する必要があり、そのために多
大の設備費を投入しなければならな℃・という欠点があ
り、これを避ける手段として後者の機械的方法が提供さ
れた。

この機械的方法では、前段にロールベンダデスケーラが
用いられており、線材につ（・ても最も一般的に使用さ
れて℃・る上記ロールベンダデスケーラは、３個以上の
千鳥状に配列されたローラにより線材に繰返し引張り曲
げ動作を与えることによって線材表面に引張りおよび圧
縮変形を加え、スケールがもつもろい性質を利用しこれ
を剥離するのである。

ところで上記のようなロールベンダデスケーラにおける
テスケール効果すなわち、ロールベンダ通過後において
残存するスケールがいかに少なくなっていルカは、ロー
ルベンダ通過後ロールベンダによって線材に与えられる
伸びと相関があり、この伸びとしては一般に８％前後の
ものが最も広く採択され有効であるとされている。

しかるに線材に与えられる伸びは、ロールベンダの設定
条件すなわち第１図のロール部分の拡大図に示す、ロー
ルの径Ｄ１０−ルピツチＰ、圧下量Ｈ、ロール本数ｎお
よび被テスケール線材１の材質、そり線径、機械的性質
によって大きく異なる。

このために実際の操業においても種々の材料に対応して
その伸びとロールの設定条件との相関関係が明確でなく
、特に硬鋼線にあっては伸びにくく繰返し引張り曲げを
付与するにもかかわらず所要のデスケール効果が得られ
ない場合が多かった。

したがって従来は被デスケール線材ごとに装置を−たん
停止してその伸びを測定し、先に述べた８％前後になる
ように設定するという手段を採っていた。

しかしこのような手段では測定精度も悪く、それにもま
して作業能率が著しく阻害されるという欠点があった。

また線材の伸びを測定せずに操業することも可能である
が、この場合大体において余剰な動力が必要であり操業
コストの面で問題があった。

本発明は以上の欠点を除去することを目的としてなされ
たものである。

すなわち本発明は線材の引抜力を計算することにより、
そのデスケールに必要な伸びを、線材を直接測定するこ
となく設定し得る方法を提供するものであって、次にま
ず本発明を図面に示す一実施例に基いて説明する。

すなわち第２図は装置の全体を示しており、水平５本、
垂直５本の計１０本の構成から成るデスケール用のロー
ル２をフレーム３に配列したデスケール部分と、さらに
上記デスケール部分の出口側に設置され、装置通過後の
線材に作用する張力を測定する機能をもった巻回機４お
よび測定された張力と一定伸びに相当する設定張力とを
比較し、それに応じた制御信号■によって、ロールの圧
下量の調節を行なう制御部５を備えている。

すなわち上記制御信号■を伝受して起動するモークロの
回転をギヤボックス７に伝え、それによって進退動作す
るねじ軸８の動きをロール軸受９に伝えるようになって
いる。

なお第２図において１は被デスケール線材、１０はペイ
オフリール、１１＋′ま張力測定装置、１２は増幅器、
１３は巻回ロールを示す。

次に後に詳述する本発明の方法およびその実施例である
上記の装置によるデスケール操作につい−て説明すれば
、まず被デスケール線材１の降伏点σＹ、縦弾性係数Ｅ
、被デスケール線材１に付与する伸び率ｅ、ロール本数
ｎにより、その伸びに相当する装置出口側の張力（す１
抜）応力σＴを次の式によって決定する。

ただしｅは線材に与える長手方向の伸びを百分率であら
れしたものである。

そして上記σＴより設定張力Ｔを計算（１！びと線材の
径により計算）し、これを設定値として制御部５に入力
する。

なお制御部５に計算機能を組込んである場合には直接テ
ークを入力することによって自動的に出口側張力の設定
値Ｔを入力することもできる。

また上記式は発明者らの実験・解析の結果、ロールベン
ダデスケール装置において、被デスケール線材に装置出
口側に負荷される張力と伸びは１対１の関係があり、ロ
ール諸元にならないという原理に基づき、伸び２０％以
下では非常に精度の高い関係式であることが証明された
。

そしてロールベンダデスケール装置で被デスケール線材
に与える伸びは８％前後であるので本発明の方法による
ことは十分妥当である。

ところで、被デスケール線材１はペイオフリール１０に
貯えられており、その一端より解かれてロール２群にか
けられ、これを通過した後装置の出口にある張力測定機
構をもつ巻回機４の巻回ロール１３に適宜巻数をもって
巻回せられ次工程へ送られる。

上記巻回ロール１３ば、第３図に例示する如くモータ１
４の回転を減速機１５、トルク計１６を介して伝受し回
転するように構成され、その回転力によって線材１のデ
スケールに要する張力を負担するもので、その張力は張
力測定装置１１によって測定される。

なお線材１の装置へのセツティングはロール２が開いた
状態で行なわれ、巻回ロール１３を回転させ、巻回され
る線材１が引張られ始めた状態で制御部５のスイッチを
入れると、装置通過後の線材１′に作用する張力が張力
測定装置１１で測定され、その時の張力Ｔ′が増幅器１
２を通して制御部５に入力される。

そして上記制御部５は測定張力Ｔ′と設定張力Ｔの差の
正負・大小に応じた制御信号■をモータ６に伝達する。

ここにおいてギヤボックス７が回転駆動を開始しねじ８
を螺進動作させ、例えば測定された張力をＴ′とすれば
上記張力Ｔとの関係がＴ＞Ｔ’の場合にはロール２は所
要の圧下量をもって矢印の方向へ押込まれ、反対にＴ＜
Ｔ’の関係にある場合には矢印と逆方向に設定される。

以上のようにして、装置出口側の線材１′に作用する張
力を検出し、これをフィードバック信号として常にほぼ
一定の張力となるようにデスケールロールの圧下量を変
化させ、伸びは一定に保たれる。

なお、ロールの圧下量で張力を調整する上記の方法で所
定張力が得られない場合、特にＴ＞Ｔ’の場合にはロー
ルを小径のものに替えるか、ロールピッチを小さくする
かロール本数を増すなどの対策を講ずればよい。

またデスケール後の線材は巻回ロール１３に巻取っても
よく、さらに一端から解離し、連続して次の仕上げデス
ケール、伸線などの作業に移行させてもよいのである。

そしてこのように作業を連続させる場合には線材を千巻
〜数十巻巻回ロール１３に巻き付けた状態で解離してい
く方が張力の測定精度を維持する上において有利である
。

また上記張力の検出は第３図に示すトルク計１６を設置
しこれを張力測定装置１１に関連付けることによって達
成される。

すなわち巻回ロール１３０回転トルクをトルク計１６で
検出し、このトルクを巻回ロール半径ｒ（正確には巻回
ロール半径ｒと装置通過後の線材の半径を加えた値）で
除して求めることになる。

このようにして測定されたトルク信号は張力測定装置１
１に伝達され、この張力測定装置１１はトルクにより計
算される張力の概数をメータに表示するとともに張力信
号を制御部５へ伝送人力さするのである。

なお以上説明した実施例において、線材の張力検出手段
として最も簡単で精度の高いトルク計を用いたが、装置
のフレームのたわみ、巻回ロール駆動用モータの電流か
らの換算方式等を採用することも可能であり、さらにロ
ールの圧下機構として油圧機構等を採用してもよい。

また本発明を実施するに際し垂直ロールのみならず水平
ロールに関しても圧下動作を行なわせるべく設定しても
よく更に特に偶数番口のロールのみの制御に限定されな
くてもよく、すべての圧下量を等しくする必要もない。

さらにまたロール本数を３本以上としたのは、この種装
置ではロール３本が最も基本的構成本数であって、それ
以下ではテスケール効果が悪化するからである。

さらに本発明方法の実施例について説明するに、第４図
は線材の伸び率ｅと引抜応力σＴに関する測定結果を示
し、測定は三種の異なるローラについて行なったもので
、それぞれの諸元は表１に示すとおりである。

また、ロールの圧下量は種々変化させて異なる伸び率ｅ
を得た。

なお被デスケール線材は軟鋼線材から硬鋼線材に至る三
種の炭素含有量の異なる線材を用い、さらに線材の径は
それぞれの材料について５．５φ、８φ、１３φの三種
である。

測定結果を整理して縦軸に引抜応力σＴと降伏如くなり
、図中○、１、・はそれぞれ低炭素鋼ＳＷＲＭ８、中炭
素鋼５ＷＲＨ３７、高炭素鋼５ＷＲＨ６０の測定結果で
ある。

そして実線は先に２０％以下では実測結果はこの曲線で
非常に精度するが、ロールベンダで付与すべき叶びは通
常８微小であるのでｅが２０％以下の範囲では十分測定
精度がある。

さらに（１）式で分かるように引抜応力σＴと伸びｅの
関係はロール諸元のファクターを含んでいないため、被
デスケール線材が同じであれば、いかなるロール諸元の
ロールベンダテスケーラでも引抜力は同じ値に設定する
ことが可能である。

ところで本発明の方法で操業を行なうには次の要領によ
る。

すなわち例として被デスケール線材の径８龍、降伏点３
５ｋｇ／−の鋼材を１０本のロールで８％の伸びを与え
てデスケール作業を行なう場合、（１）式によれば、 従って引抜力σＴは となる。

線材は８％伸びているのであるから出口側での線径ｄは 従って出口側張力Ｔは となる。

従って適当な手段によって検出したロールベンダに付加
される引抜力が５０８ｋｇとなるようにロール圧下量も
しくはロールピッチなどを調整すれば線材に８％の伸び
が与えられることになる。

またこの線材をロール本数１０本で構成されるロール径
、ピッチの異なる他の装置にかけた場合でも引抜力が５
０８ｋｇであれば８％の伸びが保証されることになる。

なお引抜力は最も簡単には装置出口側にある線材巻回機
の所要トルクから計算されることは先に説明したとおり
である。

以上の如く本発明の方法によれば、装置の出口側におい
て、被デスケール線材に作用する張力を検出可能なロー
ルベンダテスケーラを用い、被デスケール線材に装置の
出口側で該線材に負荷すべき張力応力σ１を、特定の式
によって形定し、上記応力σ１に応じてロール径、ロー
ルピッチ、ロール圧下量等の諸元を決定するものであっ
て、線材のデスケールに必要な伸びを、線材を直接測定
することなく設定することが可能であるため、デスケー
ル効率および作業能率が大幅に向上するという好結果が
得られる。

また本発明に係る（１）式によって引抜力からその時材
料に付与される伸びを計算することも容易である。

なお本発明の方法を実施する装置にあっては、比較的簡
単な機構であり、上記方法を実施する諸元を容易に具備
させることができ線材のデスケール装置としてその効果
は犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図はロールベンダテスケーラのロール部の拡大図、
第２図は本発明方法に使用する装置の全体正面図、第３
図は第２図に示す装置の巻回機部分の一実施例を示す側
面図、第４図は線材の伸び率ｅと引抜応力σＴに関する
測定結果を示すグラフである。 １は線材、２はロール、４は巻回機、５は制御部、６は
モータ、７はギヤボックス、８はねじ軸、９はロール軸
受、１１は張力測定装置、１２は増幅器、１３は巻回ロ
ール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １３個以上のロールを千鳥状に配列したロールベンダに
   より被テスケール線材に連続して繰返し引張り曲げを与
   えてテスケールを行なうロールベンダテスケール方法に
   おいて、ロールベンダの下流側に被テスケール線材に作
   用する張力を検出する張力検出装置を設け、上記線材に
   負荷すべき張力応力σＴを線材に与える長定方向伸び率
   ｅ、線材の降伏点σ７、線材の縦弾性係数Ｅ、ロールベ
   ンダのロール本数ｎとした次式 によって決定し、この張力応力σＴに応じてロールベン
   ダのロール径、ロールピッチ、圧下量などの値を定める
   ことを特徴とする線材のロールベンダテスケール方法。