JPS62144812A - 線材、棒鋼の圧延方法 - 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、各種線材、棒鋼の圧延に当り、その圧延ライ
ンにおけるロールスタンド間またはブロックミル内の各
ロール間において、改善された水冷手段によってロール
間冷却を効果的に行ないながら、圧延を行なうようにし
たものに関する。

（従来技術） 各種線材の仕上圧延加工に当り、生産性向上等の目的の
ために、ブロックミルが現在広く使用されていることは
例示するまでもなく周知である。

このブロックミルにおいてはその圧延速度が速いため、
加工発熱による圧延材の温度上昇が大きく、また各ロー
ル間隔が短いために圧延材の温度降下量がきわめて小さ
い。この結果、ブロックミル圧延によるものでは、圧延
材の温度上昇の過大により仕上温度が一般的に高くなる
ため、以後の制御冷却時に組織不良し一部焼入れ組織の
発生等）を生じる等の問題があることも既知である。

また結晶粒微細均一化や、高靭性、高強度化を目的とし
た棒鋼あるいは線材の制御圧延加工に当っては、既知の
ように仕上圧延機列前における水冷帯によって圧延材温
度をコントロールした後、その仕上圧延を行なうことが
慣用されているが、最近この種制御圧延に対する要求品
質はますます多様化かつ高度化してきており、このよう
な傾向に対処するためには、その圧延工程においての更
にきめの細かい温度制御が必要となってきている。

かかる線材、棒鋼における圧延上の問題点、特にその温
度制御上の問題を解消するためには、圧延機列間のみな
らず、各ロールスタンド間で、あるいはブロックミルの
ロール間においても、水冷による圧延材に対する温度制
御が必要とされるが、かかる温度制御を行なう従来技術
には、次のような手段が用いられている。即ち第３図に
示したものは、圧延ラインにおける各ロールスタンド間
において、通過する圧延材を冷却するもので、同図に示
される１、２は相対応するロールスタンドにおける各上
下一対の圧延ロールを示しており、圧延ロール１側には
圧延材のロール入側ガイド３が設けられるとともに、圧
延ロール２側には圧延材のロール出側ガイド４が設けら
れるものにおいて、前記ロール入側ガイド３とロール出
側ガイド４との間に、両者と連通ずる冷却管５による冷
却設備が配置されたものであり、従って圧延材は圧延ロ
ール２側を出てロール出側ガイド４、冷却管５、ロール
入側ガイド３を経て次の圧延ロール１に入る間に、冷却
管５内に供給される冷却水によって所要の冷却が行なわ
れるようにしたものである。

第４図に示したものは、特公昭５８−７３６７号公報に
開示されたものであって、ブロックミルにおける圧延ロ
ール出側ガイド内に冷却水を供給して、圧延材を冷却す
るものであり、詳細は同号公報記載に譲るが、図示のよ
うに、ブロックミルにおける圧延ロール１のロール出側
ガイド２の反ロール側一端に同ガイド２内へ冷却水を吹
込むスリット部３を介して、環状にめぐる冷却水供給口
４を具備させたものであり、従って圧延材はロール出側
ガイド２内において、同じく冷却水により所要の冷却が
行なわれるようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したロール間冷却技術においては、以下の点におい
て問題が残る。即ち第３図に示したロール出側ガイド４
とロール入側ガイド３との間に冷却管５を設置する方法
では、両ガイド４，３の設置により冷却域（冷却長さ）
は自から限定されるために、構造的に充分な冷却効果が
得られないのである。従ってこのことは、ブロックミル
のようにロール間隔がきわめて小さい場合、あるいはロ
ールスタンド間にルーパ等の構造物が設置される場合に
は、大きな障害となるのであり、このような場合は、そ
の冷却管を設置するスペースはきわめて小さく、ロール
スタンド間では実質的に圧延材を冷却することが出来な
い事態も生じる。

また第４図に示したロール出側ガイド内に冷却水を供給
する方法では、そのロール出側ガイド２における管状内
壁面と圧延材外周面との隙間が小さいため、ガイド管内
での圧力損失が高く、また高速で走行通過する圧延材に
対向して冷却水を供給するために、冷却水はガイド管内
を充分に通過しきれず、冷却水の供給側に押し戻されて
排水され、供給冷却水が有効に冷却に使用されなく、冷
却域も限定される。またこのため圧延材の冷却に必要な
所定以上の冷却水流量を冷却に必要な長さのガイド管体
内に通過させるには、可成り高い供給圧力が必要となり
、駆動動力の増大もあって実用的でな（なる等の問題が
残るのである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記のような従来技術の不備を解決するため
に、圧延材ガイドと冷却管体とを一体化することによっ
て、従来よりも長い冷却域を構成できるとともに、低い
供給圧のもとに有効な冷却を可能とし、大きな温度降下
量が得られるようにしたものであり、具体的には、線材
、棒鋼の圧延ラインにおける各ロールスタンド間または
ブロックミル内の各ロール間において、圧延材出側ロー
ルおよび／又は入側ロールに、それぞれ一端に圧延材ガ
イド管部を形成し、該ガイド管部に続いてガイド管部よ
り大径であるとともに管端にスリットノズルを介して冷
却水供給環体を備えた冷却管体から成り、圧延材を前記
冷却管設備を通過させてロール間冷却を行ないながらそ
の圧延を行なうことにある。

（作　用） 本発明の技術的手段によれば、第１図に本発明の冷却管
設備をロール出側に設けたものを示し、第２図にロール
入側に設けたものを示すように（両設備とも同一構造で
あるため、ロール出側およびロール入側に分けてそれぞ
れ符号を別記し、共通に説示する）、冷却管本体２２．
３２の各一端に、出側ロール２９、入側ロール３９の各
パスラインに臨むかつ冷却管本体２２．３２より小径の
ガイド管部２１゜３１を、それぞれテーパ管部２３．３
３を介して一連に形成し、冷却管本体２２．３２の各他
端に、各管端とスリットノズル部２５．３５を介して連
通し、かつ管端をめぐって密封環状に形成されるととも
に、冷却水供給口２７．３７を備えた冷却水供給環体２
６．３６を設けることにより以下のような冷却作用が得
られることになる。即ち出側ロール２９側においてはロ
ールを出た線材、棒鋼の圧延材３０をガイド管部２１を
経て冷却管本体２２内を通過させ、また入側ロール３９
側においては、冷却管本体３２内に導入した線材、棒鋼
の圧延材４０を、ガイド管部３１を経て入側ロール３９
内に送入させるとともに、冷却水供給環体２６．３６か
らスリットノズル部２５．３５を介して冷却管本体２２
．３２に噴射供給された冷却水は、大径化された本体２
２．３２内に充満し、各一端のガイド部２１．３１の先
端および本体２２．３２の供給側開口部（スリットノズ
ル部２５．３５の後方における圧延材３０．４０の通過
用開口部である）から排出され、圧延材３０．４０は管
本体２２．３２内で浸漬状に冷却されることになる。ま
たその圧延材３０．４０のためのガイド管部２１．３１
を必要最少限の長さとすることにより、冷却管本体部２
２．３２の長さをより大きくすることができ、大径化さ
れた管本体２２．３２内での効果的な浸漬状冷却と相ま
ってきわめて大きな冷却効果が得られるのである。同時
にこの本体２２゜３２もガイド部２１．３１への圧延材
の誘導機能を具備し、またより低い供給圧での冷却水の
管内への充満を可能とし、これにより短かいロール間隔
下においても、線材、棒鋼に対する効率的な温度制御を
行ないつつ、その圧延を行なうことができるのである。

なお、管本体２２．３２側の冷却水の円滑な流れを促進
するため、第１図および第２図において破線で示した水
抜き口２４　、３４を管体周側に開設してもよい。

（実施例） 本発明における冷却管設備の適切な実施例を、第１．２
図について説示する。

冷却管本体２２．３２は直円筒形のものであり、その内
径は圧延材３０．４０の外径よりも１２〜１８１ｍ程度
大きい範囲のものとし、これに対しその一端におけるガ
イド管部２１．３１は同じく直円筒形であるが、その内
径は圧延材３０．４０の外径に対し５〜９鶴程度大きい
範囲のものとすることによって、冷却管本体２２．３３
はガイド管部２１３１に対して大径とし、ガイド管部２
１．３１と冷却管本体２２．３２は冷却水の円滑な移動
を朋するため、テーバ管部２３．３３によって一体に連
続している。ガイド管部２１．３１の各先端はそれぞれ
出側ロール２９．入側ロール３９の円周面に沿うように
円弧状端面としている。冷却管本体２２．３２の他端に
設けられる冷却水供給環体２６゜３６において、本体２
２．３２の管端をめぐる環体２６゜３６の後端は図示の
ように圧延材３０．４０の通過するガイトロ部２６ａ　
、　３６ａとし、冷却管本体２２．３２の管端とガイト
ロ部２６ａ　、　３６ａのガイトロ端を、それぞれテー
バ端面とすることにより、スリットノズル２５、３５を
形成している。同ノズル２５．３５は管体軸心に対し内
向き傾斜させ、このさいその内向き指向角度は４５°、
またスリットの巾は５龍程度とすることが適当である。

尚３８は冷却水供給環体３６例の圧延材入側ガイドを示
している。

本発明における第１．２図に示した実施例による冷却管
設備を、ブロックミル内のロール間冷却に用いた。すな
わちブロックミル内ではロール間隔が短いため、ロール
出側冷却設備（第１図）とロール入側冷却設備（第２図
）とをきわめて近接して設置した。この場合、各冷却設
備の供給側開口部が実質上狭くなるためにこれら開口部
からの排水はきわめて少量に止まり、供給された冷却水
の大部分は大径化された冷却管本体２２．３２をガイド
管部２１．３２をガイド管部２１．３１側に向かって流
れかつ排出されるため、冷却効果はさらに大きなものと
なる。これらにより、次のような結果が得られた。

第１表は、１１８　　ビレットから５．５φ線材をブロ
ックミルによって圧延加工するに当り、同ミル内のロー
ル間冷却に本発明を用いた場合と、先に第３図において
説示したロール出側ガイド４とロール入側ガイド３との
間に、冷却管５を配置して冷却を行なった場合との、仕
上げ温度の比較を示したものである。

第１表 同表において、ブロックミル入側の圧延材温度は約９６
０℃であり、またこれらの温度値は断面内の平均温度を
示したものであるが、本発明の冷却管設備を用いてブロ
ックミル内ロール間を冷却した場合、その仕上げ温度（
ブロックミル出側温度）は１０００℃を越えることなく
、以後の制御冷却時における焼入れ組織等の組織不良は
解消し、圧延材品質および歩留りが向上するのである。

尚第４図において説示したブロックミル出側ガイド２に
冷却水を吹込む方法のものでは、既に説明した理由で明
らかなように、第１表において示した従来技術と略同等
の仕上温度が得られるに過ぎず、また本発明の冷却管設
備を、棒鋼圧延ラインにおけるロールスタンド間の冷却
に適用した場合も、従来技術に比べて低い仕上げ温度の
得られることが確認されたものである。

また本発明の冷却管設備において、第１．２図に示した
実施例では、先端のガイド管部２１．３１と冷却管本体
２２．３２とを、テーパ管部２３．３３によって接続し
たものを示したが、これはガイド管部２１゜３１から冷
却管本体２２．３２の後端に至るまで、全体を一つのテ
ーパ管状体に形成しても、同様の効果を得ることができ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、線材、棒鋼の圧延に当り、ブロックミ
ルにおける圧延材温度上昇の過大による仕上げ温度の上
昇を始めとして、圧延工程中の冷却処理における従来の
温度制御の問題点、主としてその冷却効果の不充分を是
正し、短かいロール間隔下においても、必要かつ充分な
冷却処理が得られる点において優れるのであり、圧延材
ガイドと冷却管本体との一体化による従来よりも長い冷
却域長さの確保、冷却管径のガイド部径に対する大径化
、必要に応じ冷却管本体周側における水抜き口の開設に
より、管本体内に常に新鮮な冷却水を必要かつ充分に流
すことによって、圧延材に対して効果的な温度制御が得
られるのであり、これによりブロックミル内ロール間で
の充分な冷却による圧延材の品質および歩留りの向上、
また棒鋼圧延ラインの各スタンド間における充分な冷却
による制御圧延時の生産性および品質の向上に寄与する
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は何れも本発明方法実施例の各冷却
管設備要部の縦断正面図、第３．４図は何れも従来のロ
ール間冷却手段例の各縦断正面図である。 ２Ｌ　３１・・・ガイド管部、２２．３２・・・冷却管
本体、２３゜３３・・・テーバ管部、２４．３４・・・
水抜き口、２５．３５・・・スリットノズル、２６．３
６・・・冷却水供給環体、２７．３７・・・冷却水供給
口、２９．３９・・・圧延ロール、３０．４０・・・圧
延材。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所第３図 第４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）線材、棒鋼の圧延ラインにおける各ロールスタン
   ド間またはブロックミル内の各ロール間において、圧延
   材出側ロールおよび／又は入側ロールに、それぞれ一端
   に圧延材ガイド管部を形成し、該ガイド管部に続いてガ
   イド管部より大径であるとともに管端にスリットノズル
   を介して冷却水供給環体を備えた冷却管体から成る冷却
   管設備を配設し、圧延材を前記冷却管設備を通過させて
   ロール間冷却を行ないながら、その圧延を行なうことを
   特徴とする線材、棒鋼の圧延方法。