JP3375762B2 - ４ロール圧延機の駆動側のロール圧下量設定方法 - Google Patents
４ロール圧延機の駆動側のロール圧下量設定方法Info
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- Metal Rolling (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、４ロール圧延機により
断面丸型の棒鋼や線材等の条鋼をサイジング圧延するに
際して、良好なサイジング精度が得られる駆動側ロール
のロール圧下量の設定方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の条鋼のサイジング圧延方法には、
１スタンドにおいて使用するロール対の数により、２ロ
ール法、３ロール法、および４ロール法がある。各方法
においては、例えば図８〜１０に示すように、素材１３
を、周面に所定断面形状の溝１２ａ〜１４ｃを備えた対
をなすロール１２Ａ〜１４Ｃにより、圧下方向を変えな
がら複数パスで圧延している。得られる丸棒鋼の断面形
状は、図１１に示すように、２ロール法ではやや四角形
に近い円に、３ロール法ではやや六角形に近い円に、お
よび４ロール法ではやや八角形に近い円になり、各断面
の最大径ｄ1 と最小径ｄ2 との間に差（偏径差＝ｄ1 −
ｄ2 ）を有している。いずれの方法も、ロール圧下量が
限界を越えて大きくなると、被圧延材がロール間隙から
噛み出して製品不良がでるが、噛み出し限界となるまで
の圧下量が大きい方がサイジング可能範囲は広くなる。 【０００３】ところで、前記各サイジング圧延方法のう
ち、４ロール法は二対四個のロールで直交する二方向か
ら素材を圧下する４ロール圧延機を二台直列に配置し、
両圧延機の間で圧下方向を４５°ずらして条鋼をサイジ
ング圧延するため、幅寸法変化（幅広がり変形量）が２
ロール法圧延に比べて小さく、同一ロールで高精度の製
品が製造可能であることから、最近特に注目されてい
る。しかし、他方で、４ロール法は２ロール法に比べて
孔型幅が狭くなると共にロール間隙が狭いため、２ロー
ル法より噛み出しが発生し易く噛み出し限界となるまで
の圧下量すなわちサイジング可能な範囲が小さくなって
しまう。 【０００４】そこで、本出願人は、４ロール圧延機にお
けるサイジング可能範囲を大きくするサイジング圧延方
法を特開平５−３８５０２号及び特開平６−６３６０１
号公報で提案した。前者は、サイジング可能範囲が大き
い２ロール法と寸法精度の高い４ロール法を併用したも
ので、第１パスと第２パスは二台の２ロール圧延機を使
用して圧下方向が相互に直交する方向に圧延し、第３パ
スはロール軸が第１パスと第２パスの２ロール圧延機に
対し４５度傾いた４ロール圧延機で圧延するものであ
る。また、後者は、直列に配列した二台の４ロール圧延
機のうち、上流側に配置された第１スタンドの圧延機の
直交しているロール軸の軸線を圧延方向に間隔Ｌ（軸ず
らし量）だけずらしたもので、その軸ずらし量Ｌの大き
さを、駆動ロールにおける投影接触長の５倍以下に設定
して圧延を行うものである。なお、実際の４ロール圧延
機では、四個のロールを同時に駆動することは困難であ
るから、一方の対向する一対を駆動ロールとし、他方の
対向する一対は非駆動ロールとすることが多い。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、４ロー
ル圧延機の直交しているロール軸の軸線を圧延方向に所
定間隔Ｌ（駆動ロールにおける投影接触長の５倍以下）
だけずらすことによりサイジング可能な範囲が拡大さ
れ、例えば直径１９ｍｍから８５ｍｍに及ぶ広範囲の丸
棒鋼製品を製造することが可能になる。 【０００６】しかしながら、その場合の軸ずらし量Ｌの
設定はミル構造に制約されてロール替え時に行うしかな
く、しかもその設定も手動で行うのが殆どであるから設
定誤差が生じ易く、最悪の場合は製品寸法精度の悪化を
招くという問題点がある。また、軸ずらし量Ｌを駆動ロ
ールにおける投影接触長の５倍より大きく設定すること
により、同一ロールによるサイジング可能範囲を拡大す
ることが可能であるが、その場合は、幅広がり量が大き
くなって同じく製品寸法精度の悪化を招くという問題を
生じる。 【０００７】そこで本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたものであり、４ロール圧延機におけ
る軸ずらし量の影響を考慮した駆動側ロールの圧下量を
設定することにより高い寸法精度の製品を製造すること
を可能にするロール圧下量設定方法を提供することを目
的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、丸棒鋼素材に対して、一対の駆動ロール
と、その下流方向に所定の軸ずらし量を隔てて直交配置
された一対の非駆動ロールとで二方向から素材を圧下す
る４ロール圧延機によりサイジング圧延を行うにあた
り、前記駆動ロールの圧下量を、幅広がりモデル式から
得られる幅広がり影響係数及び幅広がり量から求めた圧
下量増分だけ前記非駆動ロールの圧下量より大きく設定
するものである。 【０００９】 【作用】図１に示すように、第１スタンドの４ロール圧
延機と、これに対し圧下方向を４５°ずらした第２スタ
ンドの４ロール圧延機とを直列に配して丸棒鋼素材Ｗの
サイジング圧延を行う場合について述べる。第１スタン
ドの４ロール圧延機では、一対の駆動ロール１Ａ，１Ｂ
（図で上下方向から素材Ｗを圧下する）に対し、一対の
非駆動ロール１Ｃ，１Ｄが直交方向（図で紙面の垂直方
向から素材Ｗを圧下する方向）に配設されている。そし
て、駆動ロール１Ａ，１Ｂの中心同士を結ぶ線Ｏ1 に対
して非駆動ロール１Ｃ，１Ｄの中心線をこの紙面上に投
影した線Ｏ 2 を下流側へ間隔Ｌだけずらしてある。 【００１０】いま、この軸ずらし量Ｌを有する第１スタ
ンドの４ロール圧延機で直径Ｄ0 の素材Ｗをサイジング
圧延すると、図２に示すように、駆動ロール１Ａの直下
寸法Ｄ1 は予め定めたロール１Ａ設定寸法（対ロール１
Ａ，１Ｂのカリバ間距離）Ｄ 1AよりもΔＤ＝Ｄ1 −Ｄ1A
だけ拡大（幅広がり）される。これは、ロール１Ａ（１
Ｂ）で設定寸法Ｄ1Aに圧延された後、軸ずらし量Ｌだけ
下流の位置で今度は直交方向にロール１Ｃ（１Ｄ）で圧
延されて素材Ｗが幅広がり変形したためである。こうし
て幅広がり変形した素材Ｗは、続いて第２スタンドの４
ロール圧延機で圧下されるが、第２スタンドのロール２
Ａ，２Ｃの圧下位置が第１スタンドのロール１Ａ，１Ｃ
に対し４５°回転されているために、寸法Ｄ1 に幅広が
り変形した部分は第２スタンドでは圧下されず未圧下部
になって、そのまま製品径に反映されることとなる。 【００１１】したがって、偏径差の小さい高寸法精度の
サイジング圧延を行うためには、軸ずらし量Ｌと上記変
形量ΔＤ＝Ｄ1 −Ｄ1A（以下、幅広がり量ｂという）と
の関係を予め正確に把握しておく必要がある。そこで本
発明者らは、多くの素材径Ｄ0 につき軸ずらし量Ｌを変
えて多数の圧延実験を行い、素材の幅広がり量ｂを測定
した。その結果をプロットしたものを図３に示す。な
お、この実験で用いた４ロール圧延機１の各ロール対１
Ａ，１Ｂ及び１Ｃ，１Ｄのロール孔型形状は、図４に示
すものとした。ロール孔型溝底の最小ロール直径Ｄｒは
４００ｍｍ、ロール溝半径Ｒａは２４．４５ｍｍ、ロー
ル溝の中心角θは１４０°である。 【００１２】この結果から、一般に幅広がり量ｂは次に
示す幅広がりのモデル式（１）のように表すことができ
る。 ｂ＝ｆ（ｑ1,ｑ2,Ｌ，Ｄ0 ） …… （１） ここで、 ｑ1 ：駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量 ｑ2 ：非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量 Ｌ ：第１スタンドの軸ずらし量 Ｄ0 ：素材の入側径 以下に、上記幅広がりのモデル式（１）を用いて演算さ
れる本発明の４ロール圧延機における駆動側のロール圧
下量ｑ1 の設定原理を述べる。 【００１３】いま、従来の４ロール圧延機におけると同
様に、圧下量ｑ1 の駆動ロール１Ａ（１Ｂ）で素材を第
１パス圧延し、つづいてこれに軸ずらし量Ｌを隔てて直
交配置された非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量ｑ2 を
前記圧下量ｑ1 と等しくし、すなわちｑ1 ＝ｑ2 ＝ｑ0
の圧下量で第２パス圧延して得られた製品の径がｃであ
ったとする。その製品径ｃは、図５（ａ）に示すよう
に、対の駆動ロール１Ａ，１Ｂのカリバ間寸法ａと幅広
がり量ｂの和でありｃ＝ａ＋ｂで表される。 【００１４】次に、製品径ｃだったものを、更に駆動ロ
ール１Ａ（１Ｂ）の圧下量だけを上記より更にｈ1 だけ
増やした圧下量ｑ1 ’＝ｑ1 ＋ｈ1 に設定して（非駆動
ロール側の圧下量はｑ2 ＝ｑ0 のまま）前記製品径ｃの
被圧延材を再圧延して得られた製品径ｃ’が図５（ｂ）
に示すようにｃ’＝ａ’＋ｂ’になったとする。この場
合、初めの圧延におけるロールカリバ間寸法ａ＝目標製
品径Ｄｄとすると、次の圧延におけるロールカリバ間寸
法ａ’はａ’＝ａ−ｈ1 ＝Ｄｄ−ｈ1 と表される。 【００１５】一方、初めの圧延における幅広がり量ｂに
対する次の圧延の幅広がり量ｂ’の増分Δｂ＝ｂ’−ｂ
は、次式（２）のようになる。 【００１６】 【数１】 【００１７】ここに、式中のｇ1 は駆動ロール１Ａ（１
Ｂ）の圧下量に対する幅広がりの影響係数であり、図６
に示すように、圧下量ｑ1 と幅広がり量ｂとの関係曲線
の接線の傾きとして求められる。ところで、図５（ｂ）
に示すように、駆動ロールの圧下量をｑ1 よりｈ1 だけ
更に増やしてｑ1 ＋ｈ1 で圧下した後の製品寸法ｃ’が
目標製品径Ｄｄに等しいための条件は ａ’＋ｂ’＝Ｄｄ−ｈ1 ＋ｂ＋Δｂ＝Ｄｄ であり、式（２）から （１−ｇ1 ）ｈ1 ＝ｂ でなければならない。 【００１８】したがって、駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧
下量ｑ1 を非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量ｑ2 と等
しくしたｑ1 ＝ｑ2 ＝ｑ0 より更にｈ1 だけ増やした場
合の駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 は、上記幅広
がりの影響係数ｇ1 を用いて次式（３）のように表すこ
とができる。 ｑ1 ＝ｑ0 ＋ｈ1 ＝ｑ0 ＋ｂ／（１−ｇ1 ） …… （３） このように、駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 を、
幅広がり量ｂと幅広がりの影響係数ｇ1 の値から計算さ
れる圧下量増分ｈ1 だけ大きく設定することで、製品寸
法が目標製品径に等しい高精度のサイジングが可能にな
る。 【００１９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１に示すような４ロール圧延機１を用いて圧延
実験を行い本発明の効果を検証した。４ロール圧延機１
は二対四個のロール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備え、被
圧延材Ｗは、一方の対をなす駆動ロール１Ａ，１Ｂによ
り図１における紙面垂直方向から圧下され、他方の対を
なす非駆動ロール１Ｃ，１Ｄにより図１における上下方
向から圧延される。 【００２０】各ロール対は、ロール１Ａ（１Ｂ）の中心
Ｃ1 ，Ｃ2 同士をロール端面に平行な面（例えばこの紙
面上）において結んだ第一基準線Ｏ1 と、ロール１Ｃ
（１Ｄ）の中心線を前記面に投影した第二基準線Ｏ2 と
の間に軸ずらし量Ｌを保持して配置してある。そして、
第一パスにおいて前記第一基準線Ｏ1 で示される圧下方
向に圧延された被圧延材Ｗが、第二パスにおいて前記第
一基準線Ｏ1 と直交する圧下方向に圧延される。 【００２１】この４ロール圧延機１の軸ずらし量Ｌを被
圧延材Ｗの入側径の1.0 倍と大きく設定し、駆動ロール
１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 を式（３）により演算して求
めた値に設定して、入側素材径Ｄ0 ＝４８ｍｍの丸棒鋼
を目標製品径Ｄｄ＝４７〜４５ｍｍに圧延した。その結
果を図７に示した。横軸の目盛りは非駆動ロール１Ｃ
（１Ｄ）の圧下量（サイジング量）ｑ2 ＝ｑ0 、縦軸の
目盛りは目標製品径Ｄｄと得られた製品径との差（偏径
差）である。 【００２２】なお、図７中に○印で示される「圧下量設
定なし」とは、４ロール圧延機における駆動ロール１Ａ
（１Ｂ）の圧下量ｑ1 と非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧
下量ｑ2 とを等しくした従来方法の場合である。また、
図中に□印で示される「圧下量設定あり」は本発明の場
合である。例えば、非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量
（サイジング量）ｑ2 ＝ｑ0 を1.0 ｍｍ、幅広がり量ｂ
を0.25ｍｍ、幅広がりの影響係数ｇ1 を0.12とした場
合、駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 は式（３）か
ら次のように演算される。 【００２３】ｑ1 ＝ｑ0 ＋ｂ／（１−ｇ1 ） ＝1.0 ＋0.25／（１−0.12） ＝1.284 この演算値1.284 ｍｍを駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下
量の設定値として圧延した結果、図７のように偏径差は
0.1 ｍｍを下回り、極めて精度の高い製品が得られた。 【００２４】この結果から、本発明によれば、軸ずらし
量Ｌが大きくても高精度のサイジング圧延が可能なこと
が確認できた。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
４ロール圧延機の第一スタンドの駆動側のロール圧下量
を、幅広がりモデル式から得られる幅広がり影響係数及
び幅広がり量から求めた圧下量増分だけ非駆動ロールの
圧下量より大きく、式（３）に示される圧下量に予め設
定することにより、被圧延素材の径の大小にかかわらず
偏径差の極めて小さい高精度のサイジング圧延ができる
という効果を奏する。
断面丸型の棒鋼や線材等の条鋼をサイジング圧延するに
際して、良好なサイジング精度が得られる駆動側ロール
のロール圧下量の設定方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の条鋼のサイジング圧延方法には、
１スタンドにおいて使用するロール対の数により、２ロ
ール法、３ロール法、および４ロール法がある。各方法
においては、例えば図８〜１０に示すように、素材１３
を、周面に所定断面形状の溝１２ａ〜１４ｃを備えた対
をなすロール１２Ａ〜１４Ｃにより、圧下方向を変えな
がら複数パスで圧延している。得られる丸棒鋼の断面形
状は、図１１に示すように、２ロール法ではやや四角形
に近い円に、３ロール法ではやや六角形に近い円に、お
よび４ロール法ではやや八角形に近い円になり、各断面
の最大径ｄ1 と最小径ｄ2 との間に差（偏径差＝ｄ1 −
ｄ2 ）を有している。いずれの方法も、ロール圧下量が
限界を越えて大きくなると、被圧延材がロール間隙から
噛み出して製品不良がでるが、噛み出し限界となるまで
の圧下量が大きい方がサイジング可能範囲は広くなる。 【０００３】ところで、前記各サイジング圧延方法のう
ち、４ロール法は二対四個のロールで直交する二方向か
ら素材を圧下する４ロール圧延機を二台直列に配置し、
両圧延機の間で圧下方向を４５°ずらして条鋼をサイジ
ング圧延するため、幅寸法変化（幅広がり変形量）が２
ロール法圧延に比べて小さく、同一ロールで高精度の製
品が製造可能であることから、最近特に注目されてい
る。しかし、他方で、４ロール法は２ロール法に比べて
孔型幅が狭くなると共にロール間隙が狭いため、２ロー
ル法より噛み出しが発生し易く噛み出し限界となるまで
の圧下量すなわちサイジング可能な範囲が小さくなって
しまう。 【０００４】そこで、本出願人は、４ロール圧延機にお
けるサイジング可能範囲を大きくするサイジング圧延方
法を特開平５−３８５０２号及び特開平６−６３６０１
号公報で提案した。前者は、サイジング可能範囲が大き
い２ロール法と寸法精度の高い４ロール法を併用したも
ので、第１パスと第２パスは二台の２ロール圧延機を使
用して圧下方向が相互に直交する方向に圧延し、第３パ
スはロール軸が第１パスと第２パスの２ロール圧延機に
対し４５度傾いた４ロール圧延機で圧延するものであ
る。また、後者は、直列に配列した二台の４ロール圧延
機のうち、上流側に配置された第１スタンドの圧延機の
直交しているロール軸の軸線を圧延方向に間隔Ｌ（軸ず
らし量）だけずらしたもので、その軸ずらし量Ｌの大き
さを、駆動ロールにおける投影接触長の５倍以下に設定
して圧延を行うものである。なお、実際の４ロール圧延
機では、四個のロールを同時に駆動することは困難であ
るから、一方の対向する一対を駆動ロールとし、他方の
対向する一対は非駆動ロールとすることが多い。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、４ロー
ル圧延機の直交しているロール軸の軸線を圧延方向に所
定間隔Ｌ（駆動ロールにおける投影接触長の５倍以下）
だけずらすことによりサイジング可能な範囲が拡大さ
れ、例えば直径１９ｍｍから８５ｍｍに及ぶ広範囲の丸
棒鋼製品を製造することが可能になる。 【０００６】しかしながら、その場合の軸ずらし量Ｌの
設定はミル構造に制約されてロール替え時に行うしかな
く、しかもその設定も手動で行うのが殆どであるから設
定誤差が生じ易く、最悪の場合は製品寸法精度の悪化を
招くという問題点がある。また、軸ずらし量Ｌを駆動ロ
ールにおける投影接触長の５倍より大きく設定すること
により、同一ロールによるサイジング可能範囲を拡大す
ることが可能であるが、その場合は、幅広がり量が大き
くなって同じく製品寸法精度の悪化を招くという問題を
生じる。 【０００７】そこで本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたものであり、４ロール圧延機におけ
る軸ずらし量の影響を考慮した駆動側ロールの圧下量を
設定することにより高い寸法精度の製品を製造すること
を可能にするロール圧下量設定方法を提供することを目
的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、丸棒鋼素材に対して、一対の駆動ロール
と、その下流方向に所定の軸ずらし量を隔てて直交配置
された一対の非駆動ロールとで二方向から素材を圧下す
る４ロール圧延機によりサイジング圧延を行うにあた
り、前記駆動ロールの圧下量を、幅広がりモデル式から
得られる幅広がり影響係数及び幅広がり量から求めた圧
下量増分だけ前記非駆動ロールの圧下量より大きく設定
するものである。 【０００９】 【作用】図１に示すように、第１スタンドの４ロール圧
延機と、これに対し圧下方向を４５°ずらした第２スタ
ンドの４ロール圧延機とを直列に配して丸棒鋼素材Ｗの
サイジング圧延を行う場合について述べる。第１スタン
ドの４ロール圧延機では、一対の駆動ロール１Ａ，１Ｂ
（図で上下方向から素材Ｗを圧下する）に対し、一対の
非駆動ロール１Ｃ，１Ｄが直交方向（図で紙面の垂直方
向から素材Ｗを圧下する方向）に配設されている。そし
て、駆動ロール１Ａ，１Ｂの中心同士を結ぶ線Ｏ1 に対
して非駆動ロール１Ｃ，１Ｄの中心線をこの紙面上に投
影した線Ｏ 2 を下流側へ間隔Ｌだけずらしてある。 【００１０】いま、この軸ずらし量Ｌを有する第１スタ
ンドの４ロール圧延機で直径Ｄ0 の素材Ｗをサイジング
圧延すると、図２に示すように、駆動ロール１Ａの直下
寸法Ｄ1 は予め定めたロール１Ａ設定寸法（対ロール１
Ａ，１Ｂのカリバ間距離）Ｄ 1AよりもΔＤ＝Ｄ1 −Ｄ1A
だけ拡大（幅広がり）される。これは、ロール１Ａ（１
Ｂ）で設定寸法Ｄ1Aに圧延された後、軸ずらし量Ｌだけ
下流の位置で今度は直交方向にロール１Ｃ（１Ｄ）で圧
延されて素材Ｗが幅広がり変形したためである。こうし
て幅広がり変形した素材Ｗは、続いて第２スタンドの４
ロール圧延機で圧下されるが、第２スタンドのロール２
Ａ，２Ｃの圧下位置が第１スタンドのロール１Ａ，１Ｃ
に対し４５°回転されているために、寸法Ｄ1 に幅広が
り変形した部分は第２スタンドでは圧下されず未圧下部
になって、そのまま製品径に反映されることとなる。 【００１１】したがって、偏径差の小さい高寸法精度の
サイジング圧延を行うためには、軸ずらし量Ｌと上記変
形量ΔＤ＝Ｄ1 −Ｄ1A（以下、幅広がり量ｂという）と
の関係を予め正確に把握しておく必要がある。そこで本
発明者らは、多くの素材径Ｄ0 につき軸ずらし量Ｌを変
えて多数の圧延実験を行い、素材の幅広がり量ｂを測定
した。その結果をプロットしたものを図３に示す。な
お、この実験で用いた４ロール圧延機１の各ロール対１
Ａ，１Ｂ及び１Ｃ，１Ｄのロール孔型形状は、図４に示
すものとした。ロール孔型溝底の最小ロール直径Ｄｒは
４００ｍｍ、ロール溝半径Ｒａは２４．４５ｍｍ、ロー
ル溝の中心角θは１４０°である。 【００１２】この結果から、一般に幅広がり量ｂは次に
示す幅広がりのモデル式（１）のように表すことができ
る。 ｂ＝ｆ（ｑ1,ｑ2,Ｌ，Ｄ0 ） …… （１） ここで、 ｑ1 ：駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量 ｑ2 ：非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量 Ｌ ：第１スタンドの軸ずらし量 Ｄ0 ：素材の入側径 以下に、上記幅広がりのモデル式（１）を用いて演算さ
れる本発明の４ロール圧延機における駆動側のロール圧
下量ｑ1 の設定原理を述べる。 【００１３】いま、従来の４ロール圧延機におけると同
様に、圧下量ｑ1 の駆動ロール１Ａ（１Ｂ）で素材を第
１パス圧延し、つづいてこれに軸ずらし量Ｌを隔てて直
交配置された非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量ｑ2 を
前記圧下量ｑ1 と等しくし、すなわちｑ1 ＝ｑ2 ＝ｑ0
の圧下量で第２パス圧延して得られた製品の径がｃであ
ったとする。その製品径ｃは、図５（ａ）に示すよう
に、対の駆動ロール１Ａ，１Ｂのカリバ間寸法ａと幅広
がり量ｂの和でありｃ＝ａ＋ｂで表される。 【００１４】次に、製品径ｃだったものを、更に駆動ロ
ール１Ａ（１Ｂ）の圧下量だけを上記より更にｈ1 だけ
増やした圧下量ｑ1 ’＝ｑ1 ＋ｈ1 に設定して（非駆動
ロール側の圧下量はｑ2 ＝ｑ0 のまま）前記製品径ｃの
被圧延材を再圧延して得られた製品径ｃ’が図５（ｂ）
に示すようにｃ’＝ａ’＋ｂ’になったとする。この場
合、初めの圧延におけるロールカリバ間寸法ａ＝目標製
品径Ｄｄとすると、次の圧延におけるロールカリバ間寸
法ａ’はａ’＝ａ−ｈ1 ＝Ｄｄ−ｈ1 と表される。 【００１５】一方、初めの圧延における幅広がり量ｂに
対する次の圧延の幅広がり量ｂ’の増分Δｂ＝ｂ’−ｂ
は、次式（２）のようになる。 【００１６】 【数１】 【００１７】ここに、式中のｇ1 は駆動ロール１Ａ（１
Ｂ）の圧下量に対する幅広がりの影響係数であり、図６
に示すように、圧下量ｑ1 と幅広がり量ｂとの関係曲線
の接線の傾きとして求められる。ところで、図５（ｂ）
に示すように、駆動ロールの圧下量をｑ1 よりｈ1 だけ
更に増やしてｑ1 ＋ｈ1 で圧下した後の製品寸法ｃ’が
目標製品径Ｄｄに等しいための条件は ａ’＋ｂ’＝Ｄｄ−ｈ1 ＋ｂ＋Δｂ＝Ｄｄ であり、式（２）から （１−ｇ1 ）ｈ1 ＝ｂ でなければならない。 【００１８】したがって、駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧
下量ｑ1 を非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量ｑ2 と等
しくしたｑ1 ＝ｑ2 ＝ｑ0 より更にｈ1 だけ増やした場
合の駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 は、上記幅広
がりの影響係数ｇ1 を用いて次式（３）のように表すこ
とができる。 ｑ1 ＝ｑ0 ＋ｈ1 ＝ｑ0 ＋ｂ／（１−ｇ1 ） …… （３） このように、駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 を、
幅広がり量ｂと幅広がりの影響係数ｇ1 の値から計算さ
れる圧下量増分ｈ1 だけ大きく設定することで、製品寸
法が目標製品径に等しい高精度のサイジングが可能にな
る。 【００１９】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１に示すような４ロール圧延機１を用いて圧延
実験を行い本発明の効果を検証した。４ロール圧延機１
は二対四個のロール１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備え、被
圧延材Ｗは、一方の対をなす駆動ロール１Ａ，１Ｂによ
り図１における紙面垂直方向から圧下され、他方の対を
なす非駆動ロール１Ｃ，１Ｄにより図１における上下方
向から圧延される。 【００２０】各ロール対は、ロール１Ａ（１Ｂ）の中心
Ｃ1 ，Ｃ2 同士をロール端面に平行な面（例えばこの紙
面上）において結んだ第一基準線Ｏ1 と、ロール１Ｃ
（１Ｄ）の中心線を前記面に投影した第二基準線Ｏ2 と
の間に軸ずらし量Ｌを保持して配置してある。そして、
第一パスにおいて前記第一基準線Ｏ1 で示される圧下方
向に圧延された被圧延材Ｗが、第二パスにおいて前記第
一基準線Ｏ1 と直交する圧下方向に圧延される。 【００２１】この４ロール圧延機１の軸ずらし量Ｌを被
圧延材Ｗの入側径の1.0 倍と大きく設定し、駆動ロール
１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 を式（３）により演算して求
めた値に設定して、入側素材径Ｄ0 ＝４８ｍｍの丸棒鋼
を目標製品径Ｄｄ＝４７〜４５ｍｍに圧延した。その結
果を図７に示した。横軸の目盛りは非駆動ロール１Ｃ
（１Ｄ）の圧下量（サイジング量）ｑ2 ＝ｑ0 、縦軸の
目盛りは目標製品径Ｄｄと得られた製品径との差（偏径
差）である。 【００２２】なお、図７中に○印で示される「圧下量設
定なし」とは、４ロール圧延機における駆動ロール１Ａ
（１Ｂ）の圧下量ｑ1 と非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧
下量ｑ2 とを等しくした従来方法の場合である。また、
図中に□印で示される「圧下量設定あり」は本発明の場
合である。例えば、非駆動ロール１Ｃ（１Ｄ）の圧下量
（サイジング量）ｑ2 ＝ｑ0 を1.0 ｍｍ、幅広がり量ｂ
を0.25ｍｍ、幅広がりの影響係数ｇ1 を0.12とした場
合、駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下量ｑ1 は式（３）か
ら次のように演算される。 【００２３】ｑ1 ＝ｑ0 ＋ｂ／（１−ｇ1 ） ＝1.0 ＋0.25／（１−0.12） ＝1.284 この演算値1.284 ｍｍを駆動ロール１Ａ（１Ｂ）の圧下
量の設定値として圧延した結果、図７のように偏径差は
0.1 ｍｍを下回り、極めて精度の高い製品が得られた。 【００２４】この結果から、本発明によれば、軸ずらし
量Ｌが大きくても高精度のサイジング圧延が可能なこと
が確認できた。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
４ロール圧延機の第一スタンドの駆動側のロール圧下量
を、幅広がりモデル式から得られる幅広がり影響係数及
び幅広がり量から求めた圧下量増分だけ非駆動ロールの
圧下量より大きく、式（３）に示される圧下量に予め設
定することにより、被圧延素材の径の大小にかかわらず
偏径差の極めて小さい高精度のサイジング圧延ができる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の４ロール圧延機のロール構成を説明す
る概要図で、（ａ）はロール配置の側面図、（ｂ）はロ
ール配置の正面図である。 【図２】図１に示すものの、第１スタンドにおける圧延
前後の素材断面形状の変化を説明する概要図である。 【図３】４ロール圧延機で圧延した場合の、ロール軸ず
らし量と第１スタンドの駆動ロール直下の素材径の変化
量との関係を示すグラフである。 【図４】４ロール圧延機のロール孔型溝形状図である。 【図５】駆動ロールの圧下量の変化とサイジング量との
関係を示すグラフであり、（ａ）は圧下量ｑ1 の場合、
（ｂ）は圧下量ｑ1 ’＝ｑ1 ＋ｈ1 の場合である。 【図６】４ロール圧延機の駆動ロール圧下量と被圧延材
の幅広がり量との関係に基づく幅広がりの影響係数ｇ1
を表すグラフである。 【図７】本発明の実施例の、サインジング量と製品丸棒
鋼の偏径差との関係を示すグラフである。 【図８】従来の２ロール法の一例を示す概要図である。 【図９】従来の３ロール法の一例を示す概要図である。 【図１０】従来の４ロール法の一例を示す概要図であ
る。 【図１１】偏径差を説明するための概要図である。 【符号の説明】 １ ４ロール圧延機 １Ａ 駆動ロール １Ｂ 駆動ロール １Ｃ 非駆動ロール １Ｄ 非駆動ロール Ｗ 被圧延素材 Ｌ 軸ずらし量 ＤO 入側素材径 ｂ 幅広がり量 ｑ1 駆動ロールの圧下量
る概要図で、（ａ）はロール配置の側面図、（ｂ）はロ
ール配置の正面図である。 【図２】図１に示すものの、第１スタンドにおける圧延
前後の素材断面形状の変化を説明する概要図である。 【図３】４ロール圧延機で圧延した場合の、ロール軸ず
らし量と第１スタンドの駆動ロール直下の素材径の変化
量との関係を示すグラフである。 【図４】４ロール圧延機のロール孔型溝形状図である。 【図５】駆動ロールの圧下量の変化とサイジング量との
関係を示すグラフであり、（ａ）は圧下量ｑ1 の場合、
（ｂ）は圧下量ｑ1 ’＝ｑ1 ＋ｈ1 の場合である。 【図６】４ロール圧延機の駆動ロール圧下量と被圧延材
の幅広がり量との関係に基づく幅広がりの影響係数ｇ1
を表すグラフである。 【図７】本発明の実施例の、サインジング量と製品丸棒
鋼の偏径差との関係を示すグラフである。 【図８】従来の２ロール法の一例を示す概要図である。 【図９】従来の３ロール法の一例を示す概要図である。 【図１０】従来の４ロール法の一例を示す概要図であ
る。 【図１１】偏径差を説明するための概要図である。 【符号の説明】 １ ４ロール圧延機 １Ａ 駆動ロール １Ｂ 駆動ロール １Ｃ 非駆動ロール １Ｄ 非駆動ロール Ｗ 被圧延素材 Ｌ 軸ずらし量 ＤO 入側素材径 ｂ 幅広がり量 ｑ1 駆動ロールの圧下量
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平８−150403（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−178412（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−63601（ＪＰ，Ａ)
実開 平７−3806（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21B 37/00 - 37/78
B21B 1/00 - 1/46
B21B 13/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 一対の駆動ロールと、その下流方向に所
定の軸ずらし量を隔てて直交配置された一対の非駆動ロ
ールとで二方向から素材を圧下する４ロール圧延機にお
いて、前記駆動ロールの圧下量を、幅広がりモデル式か
ら得られる幅広がり影響係数及び幅広がり量から求めた
圧下量増分だけ前記非駆動ロールの圧下量より大きく設
定することを特徴とする４ロール圧延機の駆動側のロー
ル圧下量設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29729094A JP3375762B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ４ロール圧延機の駆動側のロール圧下量設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29729094A JP3375762B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ４ロール圧延機の駆動側のロール圧下量設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08155512A JPH08155512A (ja) | 1996-06-18 |
| JP3375762B2 true JP3375762B2 (ja) | 2003-02-10 |
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ID=17844605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29729094A Expired - Fee Related JP3375762B2 (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ４ロール圧延機の駆動側のロール圧下量設定方法 |
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| JP (1) | JP3375762B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN111036697A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-21 | 宁夏中能恒力钢丝绳有限公司 | 一种z型异性钢丝生产方法 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP29729094A patent/JP3375762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08155512A (ja) | 1996-06-18 |
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