棒鋼の製造方法
【課題】コイルから引き出した線材に捩れが発生することを抑止することができ、線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に、しかも冷間で実施することができる棒鋼の製造方法を提供する。
【解決手段】熱間圧延で線材１が螺旋状に巻き取られたコイル３から、線材１を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼２を製造する棒鋼の製造方法において、コイル３から線材１が引き出された直後の位置に配置した一対のピンチロール４で、コイル３から引き出された一本の線材１を挟持して捩れを拘束すると共に、捩れが拘束された線材１の曲がりを、その下流側に配置した複数の矯正ローラ５で矯正することで、冷間矯正を実施する。
【解決手段】熱間圧延で線材１が螺旋状に巻き取られたコイル３から、線材１を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼２を製造する棒鋼の製造方法において、コイル３から線材１が引き出された直後の位置に配置した一対のピンチロール４で、コイル３から引き出された一本の線材１を挟持して捩れを拘束すると共に、捩れが拘束された線材１の曲がりを、その下流側に配置した複数の矯正ローラ５で矯正することで、冷間矯正を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから、その線材を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼を製造する棒鋼の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に示すように、棒鋼２を製造するにあたり、熱間圧延で線材１が螺旋状に巻き取られたコイル３から線材１を引き出して、定尺に切断することで棒鋼２を製造することは従来から行われていた。しかしながら、螺旋状のコイル３から引き出された線材１は、熱間圧延でコイル３として巻き取った際に螺旋形状の曲がりが形成されてしまうため、冷間矯正を行う必要があった。
【０００３】
この冷間矯正は、従来の棒鋼の製造方法では、図７に示すように、コイル３から引き出された線材１を、矯正機（図示せず）に設けられた一対のピンチロール４で挟持した後、複数の千鳥状に配置された矯正ローラ５で矯正するという方法で行われているのが一般的であった。
【０００４】
しかしながら、コイル３を配置したサプライスタンド（図示せず）とピンチロール４が設けられた矯正機は一定の間隔が開いているため、コイル３から線材１を引き出した後、ピンチロール４に達するまでの距離がかなりあり、ピンチロール４に到達するまでに、線材１が捻れてしまうことがしばしばあった。しかも、線材１の捩れは一束のコイル３内でもばらついていて、その向きが常時変動した状態で巻き取られており、コイル３から引き出された線材１が捩れた状態のままでピンチロール４に到達することがあった。このような場合、ピンチロール４の下流側に設けられた矯正ローラ５で行う線材１の曲がりの矯正は、線材１に捩れが発生した状態で行われるため、本来矯正を必要とする方向とは異なる方向で行われてしまうことになっていた。
【０００５】
すなわち、線材１は前工程の熱間圧延工程で螺旋状に巻き取られており、コイル３を構成する線材１は三次元曲がりを有している。よって、コイル３から線材１を引き出すと、線材１は回転しながら（捩れながら）引き出されることになる。一方、矯正ローラ５は、矯正機等に固定されている。矯正される線材１と矯正を施す矯正ローラ５は、以上のような関係となっているため、コイル３の巻き取り時のバラツキと合わさって、線材１は長手方向に向きを変動しながら矯正されることになり、様々な向きで矯正が施され、コイル３の円周方向に一致した矯正を確実に行うことはできない。そのため、矯正ローラ５での矯正後も、線材１に３次元曲がりが残存することになり、その結果、矯正後の線材１にコイル３の螺旋形状が残存することになっていた。
【０００６】
例えば、特許文献１には、ビレットから径３０ｍｍ以下の所定の径に圧延した細物棒鋼材を圧延工程においてコイル状に巻き取り、巻き取ったコイルを圧延工程と異なる別ラインにおいてサプライスタンドで巻き戻して複数組の矯正ロールを有する多ロール粗矯正機により矯正して直線化した後、所定の長さに高速切断機により切断し、次いでその後方の２ロール矯正機により所定の矯正精度まで矯正する細物棒鋼の製造方法が記載されている。
【０００７】
この特許文献１に記載された細物棒鋼の製造方法は、通常の熱間圧延棒鋼で、曲がりを矯正するのに適用されている方法である。コイル状に巻き取られた線材の曲がりの矯正にこの方法を適用した場合、コイル状に巻き取られた線材の曲率半径は棒鋼と比較して極端に小さいため、曲がりの矯正に非常に多くの矯正ローラを必要とする。また、多くの矯正ローラを用いても確実に矯正することはできず、熱間圧延棒鋼と比較して真直度が落ちることになる。
【０００８】
線材の曲がりを矯正する方法としては、以上説明した方法以外に、予直ローラによってある程度まで直線化した後にダイス引き抜きを行う方法や、熱間で矯正する方法を例示することができるが、前者については、引き抜きのための速度を向上できないことやダイスの交換が必要であるといった問題があり、後者については、加熱するためのコストがかかることや機械的性質が損なわれてしまうといった問題があり、適切な矯正方法ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解消せんとしてなされたもので、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから引き出した線材に捩れが発生することを抑止することができ、線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に、しかも冷間で実施することができる棒鋼の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから、前記線材を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼を製造する棒鋼の製造方法において、前記コイルから前記線材が引き出された直後の位置に配置した一対のピンチロールで、前記コイルから引き出された一本の線材を挟持して捩れを拘束すると共に、捩れが拘束された前記線材の曲がりを、その下流側に配置した複数の矯正ローラで矯正することで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの一部を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの回転軸を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法である。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記複数の矯正ローラの間に、更に１対或いは２対以上のピンチロールを配置し、前記線材の捻れの拘束並びに曲がりの矯正を繰返して行うことで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の棒鋼の製造方法である。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記複数の矯正ローラの下流側に、前記複数の矯正ローラの回転軸に対して９０°傾き、且つ前記線材の引き出し方向とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の棒鋼の製造方法である。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷間矯正で曲がりを矯正した線材を、挿通孔が形成された複数個の矯正駒が、その挿通孔が略直線状に配置されるようにして略直列した状態で内蔵された回転駒式矯正機の前記挿通孔に順次挿通し、前記回転駒式矯正機の回転によって前記線材の曲がりを更に矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、複数の矯正ローラが配置された多ロール矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、押さえ面の中央部が凹んだ鼓形ローラと、押さえ面の中央部が膨らんだ太鼓形ローラが対になって配置された鼓矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１記載の棒鋼の製造方法によると、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから引き出した一本の線材を、コイルから引き出された直後に一対のピンチロールで挟むため、線材に捩れが発生することを抑止することができ、以後の線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に行うことができる。しかも、冷間で矯正することができるため、加熱するためのコストがかかることや機械的性質が損なわれてしまうといった問題が発生することもない。
【００２０】
本発明の請求項２記載の棒鋼の製造方法によると、コイルの中心軸を含み、且つ線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの一部を通るように配置することにより、コイルから引き出された直後の一本の線材を、確実に一対のピンチロールで挟むことができ、線材の捩れの発生をより確実に防止することができる。
【００２１】
本発明の請求項３記載の棒鋼の製造方法によると、コイルの中心軸を含み、且つ線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの回転軸を通るように配置することにより、コイルから引き出された直後の一本の線材を、更に確実に一対のピンチロールで挟むことができ、線材の捩れの発生をより確実に防止することができる。
【００２２】
本発明の請求項４記載の棒鋼の製造方法によると、ピンチロールでの線材の捩れの拘束と、矯正ローラでの線材の曲がりの矯正を複数回に亘って繰り返すため、線材の曲がりの矯正をより確実に行うことができる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の棒鋼の製造方法によると、副矯正ローラによって、線材のコイル巻き取り時の軸方向の軽微な曲がりの矯正も併せて行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項６記載の棒鋼の製造方法によると、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷間矯正に加えて、回転駒式矯正機による曲がりの矯正も実施するため、線材の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【００２５】
本発明の請求項７記載の棒鋼の製造方法によると、線材を切断して棒鋼とした後も、曲がりの矯正を行うため、製造される棒鋼の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【００２６】
本発明の請求項８記載の棒鋼の製造方法によると、線材を切断して棒鋼とした後も、曲がりの矯正を行うため、製造される棒鋼の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の請求項１〜３記載の実施形態の工程を説明するための側面図である。
【図２】本発明の請求項４記載の実施形態の工程を説明するための側面図である。
【図３】本発明の請求項５記載の実施形態の工程を説明するための側面図である。
【図４】回転駒式矯正機の概要を示す縦断面図である。
【図５】多ロール矯正機の概要を示す側面図である。
【図６】鼓矯正機の概要を示す側面図である。
【図７】従来例の工程を説明するための側面図である。
【図８】線材（棒鋼）の曲がり量δを説明するための側面図であって、（ａ）は蛇行曲がりの事例を示し、（ｂ）は円弧状の曲がりの事例を示す。
【図９】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項１〜３記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１０】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項４記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１１】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項５記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１２】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項６記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１３】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項７記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１４】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項８記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１５】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、従来の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１６】回転駒式矯正機を用いた実施形態の工程を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明者らは、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから引き出した線材に捩れが発生しないようにし、その後の線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に行うことができるような、線材からの棒鋼の製造方法を見出すことを目的に、鋭意、実験、研究を進めた。
【００２９】
その結果、線材の捩れを拘束する一対のピンチロールを、コイルから線材が引き出された直後の位置に配置して、コイルから引き出された直後の一本の線材を挟持することで、その線材に発生する捩れを確実に拘束することができることを見出し、本発明の完成に至った。また、コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの一部を通るように配置することが望ましく、更には、コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの回転軸を通るように配置することがより望ましいことも確認した。
【００３０】
但し、線材は熱間圧延で螺旋状に巻き取られており、前述したように、線材にはその軸方向にも若干の曲がりが発生している。そのため、ピンチロールの下流側に配置した複数の矯正ローラで矯正を行うと、矯正中に新たな曲がりが発生する可能性がある。このような曲がりが発生した場合、矯正後の線材には若干の螺旋形状が残存する可能性がある。このような可能性をなくするために、複数の矯正ローラの間に、更にピンチロールを設けることで対処した。
【００３１】
また、複数の矯正ローラの間にピンチロールを設けるだけでは、線材のコイル巻き取り時の軸方向の若干の曲がりは矯正することはできない。この軸方向の軽微な曲がりを矯正するために、複数の矯正ローラの下流側に、それら矯正ローラの回転軸とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラを配置することで対処した。
【００３２】
以上のような方法で棒鋼を製造することで、真直性の良い棒鋼の製造が可能になったが、その用途によっては残留応力が問題となることがある。その改善のために、前述した方法で線材の曲がりを矯正した後に、更に、回転駒式矯正、多ロール矯正、鼓矯正を実施することで、更に真直性を向上させることができ、残留応力も低減させることができる。
【００３３】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明の一実施形態の工程を説明するための側面図である。この実施形態では、まず、前工程の熱間圧延工程で、巻き取り機において線材１が螺旋状に巻き取られ、サプライスタンド等に移載される。この巻き取り機で巻き取られたコイル３から線材１を引き出し、冷間矯正を行うことで棒鋼２は製造される。
【００３５】
本発明においては、このコイル３から引き出した一本の線材１を、引き出し直後に一対のピンチロール４で挟持することで、引き出された線材１に捩れが発生することを抑止することができる。図１に示す実施形態では、ピンチロール４の回転軸は、コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面Ｃ上に配置されているため、線材１がコイル３から引き出されて一本だけとなった状態で、一対のピンチロール４で確実に挟持することができ、線材１の捩れを拘束することができる。
【００３６】
尚、ピンチロール４は、図１に示すように、その回転軸が必ずしも仮想面Ｃ上に位置する必要はなく、ピンチロール４の何れかの部位が仮想面Ｃ上に位置しておれば良い。このようにピンチロール４を配置することで、線材１の捩れを確実に拘束することができる。また、ピンチロール４の一部が必ずしも仮想面Ｃ上に配置していなくても良く、コイル３から引き出された直後の線材１の捩れを拘束できる位置であれば、この仮想面Ｃ上から線材の引き出し方向の前後に僅かに離れた位置に、ピンチロール４を配置しても構わない。
【００３７】
ピンチロール４により捩れが拘束された状態で線材１は更に下流側に送られ、千鳥状に配置された複数の矯正ローラ５で押圧され、熱間圧延工程で、コイル３となって巻き取られた際に発生した螺旋形状の曲がりが矯正される。すなわち、捩れが拘束された状態で線材１の曲がりが、矯正ローラ５で矯正されるので、本来矯正を必要とする方向で、つまり、コイル３の円周方向に合わせた矯正を確実に行うことできる。
【００３８】
この曲がりの矯正を終えた線材１は更に下流側へ送られ、切断機９（図１６に示す）で定尺に切断されて目的の棒鋼２が製造される。
【００３９】
以上が、図１に示す実施形態の説明であるが、図２に示すように、複数の矯正ローラ５の間にピンチロール４を追加して配置し、ピンチロール４と矯正ローラ５で、線材１の捻れの拘束と、線材１の曲がりの矯正を繰返して行えば、線材１の曲がりの矯正をより確実に行うことができる。
【００４０】
尚、図２には、追加のピンチロール４が一対だけ設けられた実施形態を示すが、追加のピンチロール４は二対以上設けられていても良い。この場合、各ピンチロール４は必ず矯正ローラ５の間に配置される必要があり、線材１の捩れを拘束する一対のピンチロール４と、その下流側の線材１の曲がりを矯正する矯正ローラ５は必ずセットになって設けられる必要がある。
【００４１】
また、以上説明した各方法で、線材１の曲がりの矯正をしても、線材１のコイル３巻き取り時に発生した円周方向の矯正はできるものの、線材１のコイル３巻き取り時の軸方向の若干の曲がりは矯正することはできない。この軸方向の曲がりは、図３に示すように、複数の矯正ローラ５の下流側に、これら複数の矯正ローラ５の回転軸に対して９０°傾き、且つ線材１の引き出し方向とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラ１０を配置することで、矯正できる。
【００４２】
以上説明した各方法で、線材１の曲がりの矯正をしても、その矯正が不十分な場合、或いは、より高い真直性が求められる棒鋼２を製造することが必要な場合は、図４に示す回転駒式矯正機６を、複数の矯正ローラ５の更に下流側に設けることで、線材１の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【００４３】
この回転駒式矯正機６の内部には、挿通孔が形成された複数個の矯正駒６ａが、その挿通孔が略直線状に配置されるようにして略直列した状態で内蔵されている。尚、ここで示す略直線状とは挿通孔が同方向を向いて並んでいることを示し、具体的には、図４に示すように、各矯正駒６ａの挿通孔はわざとずらした位置に配置する。また、回転駒式矯正機６の本体６ｂは、筒状で両端面が閉塞された構造であって、その両端面には同芯の挿通孔が夫々形成されている。前記した複数個の矯正駒６ａは、その本体６ｂの空洞部に直列し、夫々が間隔を開けて内蔵されているが、本体６ｂの表面側から位置調整ネジ６ｃにより、各挿通孔が配置される位置を調整することが可能である。
【００４４】
この回転駒式矯正機６の挿通孔に、線材１を順次挿通し、回転駒式矯正機６を本体６ｂごと回転させることで、線材１の曲がりを更に確実に矯正することができる。この回転駒式矯正機６での線材１の曲がりの矯正を実施することで、それより上流の工程で、線材１の曲がりの矯正が完全にはできず、残留応力が発生する場合であっても、回転駒式矯正機６で捻り方向の塑性変形を与えることができるので、残留応力を除去することができる。
【００４５】
以上の各方法で、線材１の曲がりを矯正した後、線材１は更に下流側へ送られ、切断機９（図１４に示す）で定尺に切断されることで目的の棒鋼２は製造されるが、必要に応じ、棒鋼２とした後にも、曲がりの矯正を行う。その矯正は、図４に示す多ロール矯正機７、或いは、図６に示す鼓矯正機８を用いて行うことができる。残留応力を長尺の線材１の状態で除去したとしても、棒鋼２とした段階で若干真直性に問題が残る場合がある。これらの棒鋼２とした後の矯正は、主に棒鋼２の真直性を向上するために実施する。
【００４６】
多ロール矯正機７は、複数の矯正ローラ７ａが設けられた矯正機であり、千鳥状に配置された矯正ローラ７ａ間に棒鋼２を通すことで、棒鋼２の曲がりを矯正することができる。尚、図５に示す７ｂは入り口に設けられたピンチロールである。
【００４７】
鼓矯正機８は、押さえ面の中央部が凹んだ鼓形ローラ８ａと、押さえ面の中央部が膨らんだ太鼓形ローラ８ｂが対になって角度を変えて配置された矯正機であり、鼓形ローラ８ａと太鼓形ローラ８ｂ間に棒鋼２を通すことで、棒鋼２の曲がりを矯正することができる。
【実施例】
【００４８】
熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから線材を引き出して冷間矯正を実施した。冷間矯正は、請求項３〜８に記載の方法に基づき夫々実施しており、請求項１〜３に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例１、請求項４に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例２、請求項５に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例３、請求項６に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例４、請求項７に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例５、請求項８に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例６とし、冷間矯正を実施しない例を比較例とした。
【００４９】
実施例２で追加されたピンチロールは一対であり、実施例３〜６では、最初に行う冷間矯正は請求項３に示す方法で実施している。また、実施例５，６では、実施例４と同様に回転駒式矯正機６での線材の曲がりの矯正を実施しており、図１６に、実施例４〜６の線材１を切断して棒鋼２とするまでの工程を示す。尚、６ｄは、回転駒式矯正機６の上下流側に配置したピンチロールである。
【００５０】
熱間圧延で得られた線材の径はφ２２ｍｍであって、各実施例、比較例共に、６ｍに切断した棒鋼を１００本製造し、図８（ａ）或いは（ｂ）に示す曲がり量δを計測することでデータを得た。各実施例、比較例共に、鋼種：Ｓ５５ＣとＳＵＪ２の２種類についてのデータを得た。尚、Ｓ５５Ｃは熱延ままの状態で、ＳＵＪ２は球状化熱処理後の状態で、酸洗、被膜処理等は行っていない。
【００５１】
２ｍｍ以下の曲がり量δが棒鋼として問題を生じない曲がり量であって、より厳しい規格ではその基準は１ｍｍ以下である。
【００５２】
実施例１の計測結果を図９に、実施例２の計測結果を図１０に、実施例３の計測結果を図１１に、実施例４の計測結果を図１２に、実施例５の計測結果を図１３に、実施例６の計測結果を図１４に、比較例の計測結果を図１５に、夫々まとめて示す。尚、各棒グラフの左側がＳ５５Ｃ、右側がＳＵＪ２を、夫々材料として用いた例を示す。
【００５３】
比較例では、曲がり量δは大きくばらついており、鋼種を問わず、過半数で２ｍｍを超える曲がりが計測されており、４．５ｍｍ以上の非常に大きな曲がりも計測された。Ｓ５５ＣとＳＵＪ２を比較すると、変形抵抗の高いＳＵＪ２の方が曲がりが大きいことが確認できる。尚、計測結果の大きなバラツキは、コイルの引き出し点からピンチロールまでの曲がりのバラツキが原因で発生したと考えられる。また、切断後の棒鋼を多ロール矯正機、鼓矯正機に通して矯正することも試みたが、曲がりの大きな棒鋼については、矯正機に通すことすらできなかった。
【００５４】
一方、実施例１〜６では、計測された曲がり量δは、全て棒鋼として問題を生じない曲がり量とされる２ｍｍ以下であり、コイルの中心軸を通り、且つ線材の引き出し方向と直交する仮想線上に配置した一対のピンチロールで、コイルから引き出された一本の線材を挟持して捩れを拘束することで、その後の冷間矯正で、線材の曲がりを、矯正を必要とする方向で確実に矯正することができることが分かる。
【００５５】
実施例１では、Ｓ５５Ｃ、ＳＵＪ２共に、計測された曲がり量δは全て棒鋼として問題を生じない曲がり量とされる２ｍｍ以下であり、実施例２では、Ｓ５５Ｃで９３％、ＳＵＪ２で５４％が、１ｍｍ以下の曲がり量δに矯正することができている。この結果から、ピンチロールでの線材の捩れの拘束と、矯正ローラでの線材の曲がりの矯正を複数回に亘って繰り返すことで、線材の曲がりの矯正をより確実に行うことができることが分かる。
【００５６】
また、実施例３では、Ｓ５５Ｃで全数が、ＳＵＪ２で９８％と略全数が、１ｍｍ以下の曲がり量δに矯正することができている。この結果から、複数の矯正ローラの下流側に、それら矯正ローラの回転軸とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラを配置して、線材のコイル巻き取り時の軸方向の矯正を併せて実施すれば、線材の曲がりの矯正を更に確実に行うことができることが分かる。
【００５７】
また、実施例４では、Ｓ５５Ｃで全数が、ＳＵＪ２で８８％が、１ｍｍ以下の曲がり量δに矯正することができている。この結果から、回転駒式矯正機による曲がりの矯正も併せて実施することで、線材の曲がりの矯正を更に確実に行うことができることが分かる。
【００５８】
また、実施例５、実施例６では、Ｓ５５Ｃ、ＳＵＪ２共に、計測された曲がり量δは全て１ｍｍ以下である。すなわち、回転駒式矯正機による曲がりの矯正後に、更に多ロール矯正機或いは鼓矯正機で曲がりの矯正を行うことで、製造される棒鋼の曲がりの矯正を更に確実に行うことができることが分かる。
【符号の説明】
【００５９】
１…線材
２…棒鋼
３…コイル
４…ピンチロール
５…矯正ローラ
６…回転駒式矯正機
６ａ…矯正駒
６ｂ…本体
６ｃ…位置調整ネジ
６ｄ…ピンチロール
７…多ロール矯正機
７ａ…矯正ローラ
７ｂ…ピンチロール
８…鼓矯正機
８ａ…鼓形ローラ
８ｂ…太鼓形ローラ
９…切断機
１０…副矯正ローラ
Ａ…中心軸
Ｂ…引き出し方向
Ｃ…仮想面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから、その線材を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼を製造する棒鋼の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に示すように、棒鋼２を製造するにあたり、熱間圧延で線材１が螺旋状に巻き取られたコイル３から線材１を引き出して、定尺に切断することで棒鋼２を製造することは従来から行われていた。しかしながら、螺旋状のコイル３から引き出された線材１は、熱間圧延でコイル３として巻き取った際に螺旋形状の曲がりが形成されてしまうため、冷間矯正を行う必要があった。
【０００３】
この冷間矯正は、従来の棒鋼の製造方法では、図７に示すように、コイル３から引き出された線材１を、矯正機（図示せず）に設けられた一対のピンチロール４で挟持した後、複数の千鳥状に配置された矯正ローラ５で矯正するという方法で行われているのが一般的であった。
【０００４】
しかしながら、コイル３を配置したサプライスタンド（図示せず）とピンチロール４が設けられた矯正機は一定の間隔が開いているため、コイル３から線材１を引き出した後、ピンチロール４に達するまでの距離がかなりあり、ピンチロール４に到達するまでに、線材１が捻れてしまうことがしばしばあった。しかも、線材１の捩れは一束のコイル３内でもばらついていて、その向きが常時変動した状態で巻き取られており、コイル３から引き出された線材１が捩れた状態のままでピンチロール４に到達することがあった。このような場合、ピンチロール４の下流側に設けられた矯正ローラ５で行う線材１の曲がりの矯正は、線材１に捩れが発生した状態で行われるため、本来矯正を必要とする方向とは異なる方向で行われてしまうことになっていた。
【０００５】
すなわち、線材１は前工程の熱間圧延工程で螺旋状に巻き取られており、コイル３を構成する線材１は三次元曲がりを有している。よって、コイル３から線材１を引き出すと、線材１は回転しながら（捩れながら）引き出されることになる。一方、矯正ローラ５は、矯正機等に固定されている。矯正される線材１と矯正を施す矯正ローラ５は、以上のような関係となっているため、コイル３の巻き取り時のバラツキと合わさって、線材１は長手方向に向きを変動しながら矯正されることになり、様々な向きで矯正が施され、コイル３の円周方向に一致した矯正を確実に行うことはできない。そのため、矯正ローラ５での矯正後も、線材１に３次元曲がりが残存することになり、その結果、矯正後の線材１にコイル３の螺旋形状が残存することになっていた。
【０００６】
例えば、特許文献１には、ビレットから径３０ｍｍ以下の所定の径に圧延した細物棒鋼材を圧延工程においてコイル状に巻き取り、巻き取ったコイルを圧延工程と異なる別ラインにおいてサプライスタンドで巻き戻して複数組の矯正ロールを有する多ロール粗矯正機により矯正して直線化した後、所定の長さに高速切断機により切断し、次いでその後方の２ロール矯正機により所定の矯正精度まで矯正する細物棒鋼の製造方法が記載されている。
【０００７】
この特許文献１に記載された細物棒鋼の製造方法は、通常の熱間圧延棒鋼で、曲がりを矯正するのに適用されている方法である。コイル状に巻き取られた線材の曲がりの矯正にこの方法を適用した場合、コイル状に巻き取られた線材の曲率半径は棒鋼と比較して極端に小さいため、曲がりの矯正に非常に多くの矯正ローラを必要とする。また、多くの矯正ローラを用いても確実に矯正することはできず、熱間圧延棒鋼と比較して真直度が落ちることになる。
【０００８】
線材の曲がりを矯正する方法としては、以上説明した方法以外に、予直ローラによってある程度まで直線化した後にダイス引き抜きを行う方法や、熱間で矯正する方法を例示することができるが、前者については、引き抜きのための速度を向上できないことやダイスの交換が必要であるといった問題があり、後者については、加熱するためのコストがかかることや機械的性質が損なわれてしまうといった問題があり、適切な矯正方法ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−３３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解消せんとしてなされたもので、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから引き出した線材に捩れが発生することを抑止することができ、線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に、しかも冷間で実施することができる棒鋼の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから、前記線材を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼を製造する棒鋼の製造方法において、前記コイルから前記線材が引き出された直後の位置に配置した一対のピンチロールで、前記コイルから引き出された一本の線材を挟持して捩れを拘束すると共に、捩れが拘束された前記線材の曲がりを、その下流側に配置した複数の矯正ローラで矯正することで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの一部を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの回転軸を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法である。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記複数の矯正ローラの間に、更に１対或いは２対以上のピンチロールを配置し、前記線材の捻れの拘束並びに曲がりの矯正を繰返して行うことで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の棒鋼の製造方法である。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記複数の矯正ローラの下流側に、前記複数の矯正ローラの回転軸に対して９０°傾き、且つ前記線材の引き出し方向とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の棒鋼の製造方法である。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷間矯正で曲がりを矯正した線材を、挿通孔が形成された複数個の矯正駒が、その挿通孔が略直線状に配置されるようにして略直列した状態で内蔵された回転駒式矯正機の前記挿通孔に順次挿通し、前記回転駒式矯正機の回転によって前記線材の曲がりを更に矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、複数の矯正ローラが配置された多ロール矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、押さえ面の中央部が凹んだ鼓形ローラと、押さえ面の中央部が膨らんだ太鼓形ローラが対になって配置された鼓矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１記載の棒鋼の製造方法によると、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから引き出した一本の線材を、コイルから引き出された直後に一対のピンチロールで挟むため、線材に捩れが発生することを抑止することができ、以後の線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に行うことができる。しかも、冷間で矯正することができるため、加熱するためのコストがかかることや機械的性質が損なわれてしまうといった問題が発生することもない。
【００２０】
本発明の請求項２記載の棒鋼の製造方法によると、コイルの中心軸を含み、且つ線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの一部を通るように配置することにより、コイルから引き出された直後の一本の線材を、確実に一対のピンチロールで挟むことができ、線材の捩れの発生をより確実に防止することができる。
【００２１】
本発明の請求項３記載の棒鋼の製造方法によると、コイルの中心軸を含み、且つ線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの回転軸を通るように配置することにより、コイルから引き出された直後の一本の線材を、更に確実に一対のピンチロールで挟むことができ、線材の捩れの発生をより確実に防止することができる。
【００２２】
本発明の請求項４記載の棒鋼の製造方法によると、ピンチロールでの線材の捩れの拘束と、矯正ローラでの線材の曲がりの矯正を複数回に亘って繰り返すため、線材の曲がりの矯正をより確実に行うことができる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の棒鋼の製造方法によると、副矯正ローラによって、線材のコイル巻き取り時の軸方向の軽微な曲がりの矯正も併せて行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項６記載の棒鋼の製造方法によると、請求項１乃至５のいずれかに記載の冷間矯正に加えて、回転駒式矯正機による曲がりの矯正も実施するため、線材の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【００２５】
本発明の請求項７記載の棒鋼の製造方法によると、線材を切断して棒鋼とした後も、曲がりの矯正を行うため、製造される棒鋼の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【００２６】
本発明の請求項８記載の棒鋼の製造方法によると、線材を切断して棒鋼とした後も、曲がりの矯正を行うため、製造される棒鋼の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の請求項１〜３記載の実施形態の工程を説明するための側面図である。
【図２】本発明の請求項４記載の実施形態の工程を説明するための側面図である。
【図３】本発明の請求項５記載の実施形態の工程を説明するための側面図である。
【図４】回転駒式矯正機の概要を示す縦断面図である。
【図５】多ロール矯正機の概要を示す側面図である。
【図６】鼓矯正機の概要を示す側面図である。
【図７】従来例の工程を説明するための側面図である。
【図８】線材（棒鋼）の曲がり量δを説明するための側面図であって、（ａ）は蛇行曲がりの事例を示し、（ｂ）は円弧状の曲がりの事例を示す。
【図９】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項１〜３記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１０】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項４記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１１】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項５記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１２】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項６記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１３】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項７記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１４】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、請求項８記載の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１５】実施例での棒鋼の曲がり量δの計測結果を示すもので、従来の棒鋼の製造方法で製造した棒鋼の曲がり量δのバラツキを示すグラフ図である。
【図１６】回転駒式矯正機を用いた実施形態の工程を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明者らは、熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから引き出した線材に捩れが発生しないようにし、その後の線材の曲がりの矯正を、矯正を必要とする方向で確実に行うことができるような、線材からの棒鋼の製造方法を見出すことを目的に、鋭意、実験、研究を進めた。
【００２９】
その結果、線材の捩れを拘束する一対のピンチロールを、コイルから線材が引き出された直後の位置に配置して、コイルから引き出された直後の一本の線材を挟持することで、その線材に発生する捩れを確実に拘束することができることを見出し、本発明の完成に至った。また、コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの一部を通るように配置することが望ましく、更には、コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、一対のピンチロールの回転軸を通るように配置することがより望ましいことも確認した。
【００３０】
但し、線材は熱間圧延で螺旋状に巻き取られており、前述したように、線材にはその軸方向にも若干の曲がりが発生している。そのため、ピンチロールの下流側に配置した複数の矯正ローラで矯正を行うと、矯正中に新たな曲がりが発生する可能性がある。このような曲がりが発生した場合、矯正後の線材には若干の螺旋形状が残存する可能性がある。このような可能性をなくするために、複数の矯正ローラの間に、更にピンチロールを設けることで対処した。
【００３１】
また、複数の矯正ローラの間にピンチロールを設けるだけでは、線材のコイル巻き取り時の軸方向の若干の曲がりは矯正することはできない。この軸方向の軽微な曲がりを矯正するために、複数の矯正ローラの下流側に、それら矯正ローラの回転軸とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラを配置することで対処した。
【００３２】
以上のような方法で棒鋼を製造することで、真直性の良い棒鋼の製造が可能になったが、その用途によっては残留応力が問題となることがある。その改善のために、前述した方法で線材の曲がりを矯正した後に、更に、回転駒式矯正、多ロール矯正、鼓矯正を実施することで、更に真直性を向上させることができ、残留応力も低減させることができる。
【００３３】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
【００３４】
図１は本発明の一実施形態の工程を説明するための側面図である。この実施形態では、まず、前工程の熱間圧延工程で、巻き取り機において線材１が螺旋状に巻き取られ、サプライスタンド等に移載される。この巻き取り機で巻き取られたコイル３から線材１を引き出し、冷間矯正を行うことで棒鋼２は製造される。
【００３５】
本発明においては、このコイル３から引き出した一本の線材１を、引き出し直後に一対のピンチロール４で挟持することで、引き出された線材１に捩れが発生することを抑止することができる。図１に示す実施形態では、ピンチロール４の回転軸は、コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面Ｃ上に配置されているため、線材１がコイル３から引き出されて一本だけとなった状態で、一対のピンチロール４で確実に挟持することができ、線材１の捩れを拘束することができる。
【００３６】
尚、ピンチロール４は、図１に示すように、その回転軸が必ずしも仮想面Ｃ上に位置する必要はなく、ピンチロール４の何れかの部位が仮想面Ｃ上に位置しておれば良い。このようにピンチロール４を配置することで、線材１の捩れを確実に拘束することができる。また、ピンチロール４の一部が必ずしも仮想面Ｃ上に配置していなくても良く、コイル３から引き出された直後の線材１の捩れを拘束できる位置であれば、この仮想面Ｃ上から線材の引き出し方向の前後に僅かに離れた位置に、ピンチロール４を配置しても構わない。
【００３７】
ピンチロール４により捩れが拘束された状態で線材１は更に下流側に送られ、千鳥状に配置された複数の矯正ローラ５で押圧され、熱間圧延工程で、コイル３となって巻き取られた際に発生した螺旋形状の曲がりが矯正される。すなわち、捩れが拘束された状態で線材１の曲がりが、矯正ローラ５で矯正されるので、本来矯正を必要とする方向で、つまり、コイル３の円周方向に合わせた矯正を確実に行うことできる。
【００３８】
この曲がりの矯正を終えた線材１は更に下流側へ送られ、切断機９（図１６に示す）で定尺に切断されて目的の棒鋼２が製造される。
【００３９】
以上が、図１に示す実施形態の説明であるが、図２に示すように、複数の矯正ローラ５の間にピンチロール４を追加して配置し、ピンチロール４と矯正ローラ５で、線材１の捻れの拘束と、線材１の曲がりの矯正を繰返して行えば、線材１の曲がりの矯正をより確実に行うことができる。
【００４０】
尚、図２には、追加のピンチロール４が一対だけ設けられた実施形態を示すが、追加のピンチロール４は二対以上設けられていても良い。この場合、各ピンチロール４は必ず矯正ローラ５の間に配置される必要があり、線材１の捩れを拘束する一対のピンチロール４と、その下流側の線材１の曲がりを矯正する矯正ローラ５は必ずセットになって設けられる必要がある。
【００４１】
また、以上説明した各方法で、線材１の曲がりの矯正をしても、線材１のコイル３巻き取り時に発生した円周方向の矯正はできるものの、線材１のコイル３巻き取り時の軸方向の若干の曲がりは矯正することはできない。この軸方向の曲がりは、図３に示すように、複数の矯正ローラ５の下流側に、これら複数の矯正ローラ５の回転軸に対して９０°傾き、且つ線材１の引き出し方向とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラ１０を配置することで、矯正できる。
【００４２】
以上説明した各方法で、線材１の曲がりの矯正をしても、その矯正が不十分な場合、或いは、より高い真直性が求められる棒鋼２を製造することが必要な場合は、図４に示す回転駒式矯正機６を、複数の矯正ローラ５の更に下流側に設けることで、線材１の曲がりの矯正を更に確実に行うことができる。
【００４３】
この回転駒式矯正機６の内部には、挿通孔が形成された複数個の矯正駒６ａが、その挿通孔が略直線状に配置されるようにして略直列した状態で内蔵されている。尚、ここで示す略直線状とは挿通孔が同方向を向いて並んでいることを示し、具体的には、図４に示すように、各矯正駒６ａの挿通孔はわざとずらした位置に配置する。また、回転駒式矯正機６の本体６ｂは、筒状で両端面が閉塞された構造であって、その両端面には同芯の挿通孔が夫々形成されている。前記した複数個の矯正駒６ａは、その本体６ｂの空洞部に直列し、夫々が間隔を開けて内蔵されているが、本体６ｂの表面側から位置調整ネジ６ｃにより、各挿通孔が配置される位置を調整することが可能である。
【００４４】
この回転駒式矯正機６の挿通孔に、線材１を順次挿通し、回転駒式矯正機６を本体６ｂごと回転させることで、線材１の曲がりを更に確実に矯正することができる。この回転駒式矯正機６での線材１の曲がりの矯正を実施することで、それより上流の工程で、線材１の曲がりの矯正が完全にはできず、残留応力が発生する場合であっても、回転駒式矯正機６で捻り方向の塑性変形を与えることができるので、残留応力を除去することができる。
【００４５】
以上の各方法で、線材１の曲がりを矯正した後、線材１は更に下流側へ送られ、切断機９（図１４に示す）で定尺に切断されることで目的の棒鋼２は製造されるが、必要に応じ、棒鋼２とした後にも、曲がりの矯正を行う。その矯正は、図４に示す多ロール矯正機７、或いは、図６に示す鼓矯正機８を用いて行うことができる。残留応力を長尺の線材１の状態で除去したとしても、棒鋼２とした段階で若干真直性に問題が残る場合がある。これらの棒鋼２とした後の矯正は、主に棒鋼２の真直性を向上するために実施する。
【００４６】
多ロール矯正機７は、複数の矯正ローラ７ａが設けられた矯正機であり、千鳥状に配置された矯正ローラ７ａ間に棒鋼２を通すことで、棒鋼２の曲がりを矯正することができる。尚、図５に示す７ｂは入り口に設けられたピンチロールである。
【００４７】
鼓矯正機８は、押さえ面の中央部が凹んだ鼓形ローラ８ａと、押さえ面の中央部が膨らんだ太鼓形ローラ８ｂが対になって角度を変えて配置された矯正機であり、鼓形ローラ８ａと太鼓形ローラ８ｂ間に棒鋼２を通すことで、棒鋼２の曲がりを矯正することができる。
【実施例】
【００４８】
熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから線材を引き出して冷間矯正を実施した。冷間矯正は、請求項３〜８に記載の方法に基づき夫々実施しており、請求項１〜３に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例１、請求項４に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例２、請求項５に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例３、請求項６に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例４、請求項７に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例５、請求項８に記載の方法で冷間矯正を実施した例を実施例６とし、冷間矯正を実施しない例を比較例とした。
【００４９】
実施例２で追加されたピンチロールは一対であり、実施例３〜６では、最初に行う冷間矯正は請求項３に示す方法で実施している。また、実施例５，６では、実施例４と同様に回転駒式矯正機６での線材の曲がりの矯正を実施しており、図１６に、実施例４〜６の線材１を切断して棒鋼２とするまでの工程を示す。尚、６ｄは、回転駒式矯正機６の上下流側に配置したピンチロールである。
【００５０】
熱間圧延で得られた線材の径はφ２２ｍｍであって、各実施例、比較例共に、６ｍに切断した棒鋼を１００本製造し、図８（ａ）或いは（ｂ）に示す曲がり量δを計測することでデータを得た。各実施例、比較例共に、鋼種：Ｓ５５ＣとＳＵＪ２の２種類についてのデータを得た。尚、Ｓ５５Ｃは熱延ままの状態で、ＳＵＪ２は球状化熱処理後の状態で、酸洗、被膜処理等は行っていない。
【００５１】
２ｍｍ以下の曲がり量δが棒鋼として問題を生じない曲がり量であって、より厳しい規格ではその基準は１ｍｍ以下である。
【００５２】
実施例１の計測結果を図９に、実施例２の計測結果を図１０に、実施例３の計測結果を図１１に、実施例４の計測結果を図１２に、実施例５の計測結果を図１３に、実施例６の計測結果を図１４に、比較例の計測結果を図１５に、夫々まとめて示す。尚、各棒グラフの左側がＳ５５Ｃ、右側がＳＵＪ２を、夫々材料として用いた例を示す。
【００５３】
比較例では、曲がり量δは大きくばらついており、鋼種を問わず、過半数で２ｍｍを超える曲がりが計測されており、４．５ｍｍ以上の非常に大きな曲がりも計測された。Ｓ５５ＣとＳＵＪ２を比較すると、変形抵抗の高いＳＵＪ２の方が曲がりが大きいことが確認できる。尚、計測結果の大きなバラツキは、コイルの引き出し点からピンチロールまでの曲がりのバラツキが原因で発生したと考えられる。また、切断後の棒鋼を多ロール矯正機、鼓矯正機に通して矯正することも試みたが、曲がりの大きな棒鋼については、矯正機に通すことすらできなかった。
【００５４】
一方、実施例１〜６では、計測された曲がり量δは、全て棒鋼として問題を生じない曲がり量とされる２ｍｍ以下であり、コイルの中心軸を通り、且つ線材の引き出し方向と直交する仮想線上に配置した一対のピンチロールで、コイルから引き出された一本の線材を挟持して捩れを拘束することで、その後の冷間矯正で、線材の曲がりを、矯正を必要とする方向で確実に矯正することができることが分かる。
【００５５】
実施例１では、Ｓ５５Ｃ、ＳＵＪ２共に、計測された曲がり量δは全て棒鋼として問題を生じない曲がり量とされる２ｍｍ以下であり、実施例２では、Ｓ５５Ｃで９３％、ＳＵＪ２で５４％が、１ｍｍ以下の曲がり量δに矯正することができている。この結果から、ピンチロールでの線材の捩れの拘束と、矯正ローラでの線材の曲がりの矯正を複数回に亘って繰り返すことで、線材の曲がりの矯正をより確実に行うことができることが分かる。
【００５６】
また、実施例３では、Ｓ５５Ｃで全数が、ＳＵＪ２で９８％と略全数が、１ｍｍ以下の曲がり量δに矯正することができている。この結果から、複数の矯正ローラの下流側に、それら矯正ローラの回転軸とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラを配置して、線材のコイル巻き取り時の軸方向の矯正を併せて実施すれば、線材の曲がりの矯正を更に確実に行うことができることが分かる。
【００５７】
また、実施例４では、Ｓ５５Ｃで全数が、ＳＵＪ２で８８％が、１ｍｍ以下の曲がり量δに矯正することができている。この結果から、回転駒式矯正機による曲がりの矯正も併せて実施することで、線材の曲がりの矯正を更に確実に行うことができることが分かる。
【００５８】
また、実施例５、実施例６では、Ｓ５５Ｃ、ＳＵＪ２共に、計測された曲がり量δは全て１ｍｍ以下である。すなわち、回転駒式矯正機による曲がりの矯正後に、更に多ロール矯正機或いは鼓矯正機で曲がりの矯正を行うことで、製造される棒鋼の曲がりの矯正を更に確実に行うことができることが分かる。
【符号の説明】
【００５９】
１…線材
２…棒鋼
３…コイル
４…ピンチロール
５…矯正ローラ
６…回転駒式矯正機
６ａ…矯正駒
６ｂ…本体
６ｃ…位置調整ネジ
６ｄ…ピンチロール
７…多ロール矯正機
７ａ…矯正ローラ
７ｂ…ピンチロール
８…鼓矯正機
８ａ…鼓形ローラ
８ｂ…太鼓形ローラ
９…切断機
１０…副矯正ローラ
Ａ…中心軸
Ｂ…引き出し方向
Ｃ…仮想面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから、前記線材を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼を製造する棒鋼の製造方法において、
前記コイルから前記線材が引き出された直後の位置に配置した一対のピンチロールで、前記コイルから引き出された一本の線材を挟持して捩れを拘束すると共に、
捩れが拘束された前記線材の曲がりを、その下流側に配置した複数の矯正ローラで矯正することで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項２】
前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの一部を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法。
【請求項３】
前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの回転軸を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法。
【請求項４】
前記複数の矯正ローラの間に、更に１対或いは２対以上のピンチロールを配置し、
前記線材の捻れの拘束並びに曲がりの矯正を繰返して行うことで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の棒鋼の製造方法。
【請求項５】
前記複数の矯正ローラの下流側に、前記複数の矯正ローラの回転軸に対して９０°傾き、且つ前記線材の引き出し方向とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の棒鋼の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の冷間矯正で曲がりを矯正した線材を、
挿通孔が形成された複数個の矯正駒が、その挿通孔が略直線状に配置されるようにして略直列して内蔵された回転駒式矯正機の前記挿通孔に順次挿通し、
前記回転駒式矯正機の回転によって前記線材の曲がりを更に矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、複数の矯正ローラが配置された多ロール矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、押さえ面の中央部が凹んだ鼓形ローラと、押さえ面の中央部が膨らんだ太鼓形ローラが対になって配置された鼓矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項１】
熱間圧延で線材が螺旋状に巻き取られたコイルから、前記線材を引き出して冷間矯正を行った後に、棒鋼を製造する棒鋼の製造方法において、
前記コイルから前記線材が引き出された直後の位置に配置した一対のピンチロールで、前記コイルから引き出された一本の線材を挟持して捩れを拘束すると共に、
捩れが拘束された前記線材の曲がりを、その下流側に配置した複数の矯正ローラで矯正することで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項２】
前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの一部を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法。
【請求項３】
前記コイルの中心軸を含み、且つ前記線材の引き出し方向と直交する仮想面が、前記一対のピンチロールの回転軸を通ることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の製造方法。
【請求項４】
前記複数の矯正ローラの間に、更に１対或いは２対以上のピンチロールを配置し、
前記線材の捻れの拘束並びに曲がりの矯正を繰返して行うことで、前記冷間矯正を実施することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の棒鋼の製造方法。
【請求項５】
前記複数の矯正ローラの下流側に、前記複数の矯正ローラの回転軸に対して９０°傾き、且つ前記線材の引き出し方向とは９０°傾いた回転軸を有する複数の副矯正ローラが配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の棒鋼の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の冷間矯正で曲がりを矯正した線材を、
挿通孔が形成された複数個の矯正駒が、その挿通孔が略直線状に配置されるようにして略直列して内蔵された回転駒式矯正機の前記挿通孔に順次挿通し、
前記回転駒式矯正機の回転によって前記線材の曲がりを更に矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、複数の矯正ローラが配置された多ロール矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で曲がりを矯正した線材を、定尺に切断して棒鋼とした後に、押さえ面の中央部が凹んだ鼓形ローラと、押さえ面の中央部が膨らんだ太鼓形ローラが対になって配置された鼓矯正機に通し、更に前記棒鋼の曲がりを矯正することを特徴とする棒鋼の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２５３０８（Ｐ２０１１−２５３０８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５９０９（Ｐ２００９−２１５９０９）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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