(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボックス孔型−オーバル孔型−ラウンド孔型系列に配置したスタンドを有する連続圧延機を使用して丸ビレットを圧延する方法であって、
ボックス孔型からオーバル孔型への圧延を行う前に、ボックス孔型のスタンドを複数配置した際の、前段のボックス孔型で圧延した後のそれぞれの当該ボックス孔型での圧延すべてを、下記(1)(2)(3)の条件を満たして行うことを特徴とする丸ビレットの連続圧延方法。
(1) 当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1の比（Ｂ1／Ｈ1）＜−１．１４９×前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2と前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2の比（Ｂ2／Ｈ2）＋２．９９６
(2) 当該ボックス孔型での圧下比（＝圧下量／前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2）＜０．２５９×前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2と前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2の比（Ｂ2／Ｈ2）＋０．１２８
但し、圧下量：前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2−当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1
(3) ０．９５≧入鋼幅比（＝前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1の比（Ｈ2／Ｂ1））≧０．８２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸ビレットを連続して分塊圧延する際に、安定性を良好に保って圧延する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
横断面が矩形のブルームや正方形型の角ビレット等（以下、単に角ビレットという。）から、横断面が丸形状の丸ビレットを分塊圧延する場合、図１３に示すように、最初は角形状のボックス孔型１（もしくはダイヤ孔型等）で圧延する。次に、角と丸の中間形状であるオーバル孔型２（もしくはオクタゴン孔型等）で角形状から丸形状に近づけ、丸形状のラウンド孔型３で丸ビレットに仕上げる方法が一般的である（特許文献１の背景技術参照）。
【０００３】
このような丸ビレットの圧延では、ボックス孔型で圧延した圧延材４をオーバル孔型２で圧延する時に、圧延方向に対して軸方向に圧延材４の捩じれが発生しやすくなる（図１４参照）。従って、丸ビレットの連続圧延では、ボックス孔型からオーバル孔型への圧延移行時の圧延管理が重要である。
【０００４】
ここで、ボックス孔型からオーバル孔型への圧延移行前に、ボックス孔型を複数配置して、前段のボックス孔型での圧延後に次（以下、当該という、）ボックス孔型で圧延する場合、当該ボックス孔型での圧延の安定性を確保できないと、後に続くオーバル孔型での圧延の安定性も確保できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８９４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする問題点は、ボックス孔型からオーバル孔型への圧延移行前に、複数のボックス孔型で圧延する場合、これらのボックス孔型間での圧延の安定性を確保できないと、その後のオーバル孔型での圧延の安定性も確保できないという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の丸ビレットの連続圧延方法は、
ボックス孔型からオーバル孔型への圧延前に、複数のボックス孔型で圧延する際の圧延の安定性を確保するために、
ボックス孔型−オーバル孔型−ラウンド孔型系列に配置したスタンドを有する連続圧延機を使用して丸ビレットを圧延する方法であって、
ボックス孔型からオーバル孔型への圧延を行う前に、ボックス孔型のスタンドを複数配置した際の、前段のボックス孔型で圧延した後のそれぞれの当該ボックス孔型での圧延すべてを、下記(1)(2)(3)の条件を満たして行うことを最も主要な特徴としている。
【０００８】
(1) 当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1の比（Ｂ1／Ｈ1）＜−１．１４９×前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2と前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2の比（Ｂ2／Ｈ2）＋２．９９６
【０００９】
(2) 当該ボックス孔型での圧下比（＝圧下量／前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2）＜０．２５９×前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2と前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2の比（Ｂ2／Ｈ2）＋０．１２８
但し、圧下量：前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2−当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1
【００１０】
(3) ０．９５≧入鋼幅比（＝前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1の比（Ｈ2／Ｂ1））≧０．８２
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ボックス孔型からオーバル孔型への圧延移行前に、ボックス孔型のスタンドを複数配置した際の、前段ボックス孔型で圧延した後の当該ボックス孔型での圧延を、所定の条件を満たして行うので、圧延時の安定性を確保できる。その結果、後に続くオーバル孔型での圧延の安定性も確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】圧延時における圧延材の孔型との接触幅と、圧延材に発生するモーメントを示した図で、（ａ）は前記接触幅が大きい場合、（ｂ）は前記接触幅が小さい場合である。
【図２】圧延材の圧下量と圧延材に発生するモーメントを示した図で、（ａ）は圧下量の大きい場合、（ｂ）は圧下量の小さい場合である。
【図３】前段のボックス孔型での圧延後に当該ボックス孔型で圧延する時の入鋼幅を説明する図である。
【図４】入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1が小さい場合に、圧延材の倒れや捩じれが発生しやすいことを説明する図である。
【図５】入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1が大きい場合に、圧延材の倒れや捩じれが発生しにくいことを説明する図である。
【図６】入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1が大きくなりすぎた場合の問題を説明する図である。
【図７】実験に使用したボックス孔型−ボックス孔型圧延の配置を示した図である。
【図８】ボックス孔型の孔型幅Ｂ1、孔深さｈ、ロール隙間Ｓを説明する図である。
【図９】圧延の安定性評価について説明する図である。
【図１０】前段ボックス孔型における幅／高さ比及び当該ボックス孔型における幅／高さ比と、圧延の安定性評価の関係を示した図である。
【図１１】圧下比及び前段ボックス孔型における幅／高さ比と、圧延の安定性評価の関係を示した図である。
【図１２】圧下比及び入鋼幅比と、安定性評価の関係を示した図である。
【図１３】丸ビレットを連続圧延する場合の孔型配置の一例を示した図である。
【図１４】前段のボックス孔型で圧延した後の当該オーバル孔型での圧延時に、圧延材が捩じられることを説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明では、ボックス孔型からオーバル孔型への圧延移行前に、ボックス孔型を複数配置して圧延する時の安定性を確保するという目的を、前段ボックス孔型での圧延後の当該ボックス孔型の圧延を所定の条件を満たして行うことによって実現した。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明について説明する。
横断面が矩形のブルームや正方形型の角ビレットから丸ビレットを圧延する場合、一般的にボックス孔型−オーバル孔型−ラウンド孔型系列が用いられる。
【００１５】
前記丸ビレットの圧延の際、複数のボックス孔型で圧延を行う場合に、前段ボックス孔型での圧延後に行う当該ボックス孔型の圧延で捩じれのない安定した圧延が行えないと、特に圧延が不安定になりやすい、ボックス孔型での圧延後に行うオーバル孔型の圧延の安定性も確保出来ない。
【００１６】
そこで、発明者らは、丸ビレットを、ボックス孔型−オーバル孔型−ラウンド孔型系列で圧延する際、ボックス孔型での圧延後にオーバル孔型の圧延を行う前に、複数のボックス孔型で圧延する場合、以下の３項目に着目した。
【００１７】
〔ボックス孔型で圧延した圧延材の幅と、ボックス孔型で圧延した圧延材の高さの比（以下、幅／高さ比という。）について〕
【００１８】
ボックス孔型で圧延した圧延材の幅と圧延安定性の関係は、以下のように考えられる。
図１は、圧延時における圧延材の孔型との接触幅と、圧延材に発生するモーメントを示した図である。圧延中の圧延材４には、圧延材４を圧下する方向に荷重Ｐ1、Ｐ2が作用するので、圧延材４の横断面には、図１に示すように、圧延材４の軸中心周りのモーメントＭ1、Ｍ2が発生すると考えられる。
【００１９】
この圧延材に発生するモーメントＭ1（＝Ｌ1×Ｐ1）とＭ2（＝Ｌ2×Ｐ2）は、通常、釣り合いがとれている（Ｍ1＝Ｍ2）と考えられる。しかしながら、圧延材の温度むら、ロールスラスト方向のずれ、圧延ラインの芯ずれ等の外部要因によって前記の釣り合いが崩れた場合、圧延材に捩じれが発生すると考えられる。
【００２０】
ここで、図１（ａ）に示すように、圧延材４の孔型１との接触幅Ｌ1、Ｌ2が大きい場合は、前記の釣り合っているモーメントＭ1、Ｍ2が大きくなるので、外部要因によるモーメント崩れの影響を受けにくくなる。従って、捩じれが発生しにくい安定した圧延になると考えられる。
【００２１】
反対に、図１（ｂ）に示すように、圧延材４の孔型１との接触幅Ｌ1、Ｌ2が小さい場合は、前記の釣り合っているモーメントＭ1、Ｍ2が小さくなるので、接触幅Ｌ1、Ｌ2が大きい場合に比べて、外部要因によるモーメント崩れの影響が大きくなる。従って、捩じれの発生しやすい不安定な圧延になると考えられる。
【００２２】
一方、ボックス孔型で圧延する圧延材の高さと圧延安定性の関係は以下のように考えられる。
【００２３】
図２は圧延材の圧下量と圧延材に発生するモーメントを示した図である。圧延材４の圧下量をＬ3、Ｌ4、孔型１に拘束されていない方向へ圧延材４を捩ろうと働く力をＰ3、Ｐ4と仮定すると、図２に示すように、圧延材４には捩じれ方向に働くモーメントＭ3（＝Ｐ3×Ｌ3）、Ｍ4（＝Ｐ4×Ｌ4）が発生すると考えられる。
【００２４】
ここで、仮に圧延材４を捩ろうと働く力Ｐ3とＰ4が同じ場合であっても、圧下量の大きい方（図２（ａ））が小さい方（図２（ｂ））に比べて、捩じれに働くモーメントが大きくなるので、圧延材４に捩じれが発生しやすくなると考えられる。
【００２５】
ところで、連続圧延機の前段ボックス孔型での圧延後の当該ボックス孔型の圧延では、前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2が当該ボックス孔型の圧下量に、前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2が当該ボックス孔型の入鋼幅に反映される。
【００２６】
従って、上記より、当該ボックス孔型の圧下量（前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2から当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1を減じた値）は、圧延材の高さが高い程捩じれに働く力が大きくなり、高さが低い程捩じれに働く力も小さくなる。
【００２７】
〔ボックス孔型での圧下比について〕
ここで、圧下比とは、前記圧下量を前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2で除した値をいう。
【００２８】
複数のボックス孔型での圧延は、前段のボックス孔型で圧延した圧延材の幅が、当該ボックス孔型での圧下量に影響する。ここで、前記のボックス孔型で圧延した圧延材の高さと安定性の関係で説明したように、圧下量が大きくなる程、捩じれに働く力も大きくなって圧延材は不安定になりやすい。反対に、圧下量が小さい程、捩じれに働く力も小さくなって、圧延材は安定しやすいと考えられる。
【００２９】
〔入鋼幅比について〕
ここで、入鋼幅比とは、ボックス孔型に圧延材が入鋼（圧延開始）される時の、ボックス孔型と圧延材の幅の関係を表すもので、前段のボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1の比（＝Ｈ2／Ｂ1）をいう。
【００３０】
前段ボックス孔型での圧延後に当該ボックス孔型で圧延する時の入鋼幅は、図３に示すように、前段ボックス孔型で圧延した圧延材４の高さＨ2が、常に当該ボックス孔型１の入鋼幅となる。
【００３１】
この前段ボックス孔型１で圧延した圧延材４の高さＨ2が小さく、当該ボックス孔型１で圧延した圧延材の幅Ｂ1が大きい場合、入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1は小さくなる。入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1が小さいと、当該ボックス孔型１の圧延初期で、当該ボックス孔型１に対する圧延材４の接触率が小さくなるので、圧延材４の拘束力が小さくなって、倒れや捩じれが発生しやすくなる（図４参照）。
【００３２】
反対に、入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1が大きい程、当該ボックス孔型の圧延初期での、当該ボックス孔型に対する圧延材の接触率が大きくなるので、圧延材の拘束力も大きくなって、倒れや捩じれが発生しにくいと考えられる（図５参照）。
【００３３】
ただし、入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1が大きくなりすぎると、図６に示すように、当該ボックス孔型１から圧延材４が噛み出し、噛み出し部分４ａが当該ボックス孔型１での圧延で押さえ込まれて疵が発生することになる。従って、入鋼幅比Ｈ2／Ｂ1は、噛み出しの発生しない範囲で、出来る限り大きくする必要がある。
【００３４】
発明者らは、前段ボックス孔型で圧延した後に、当該ボックス孔型で圧延する時の幅／高さ比、圧下比、入鋼幅比の関係を調査するため、以下の試験を行った。試験に使用したボックス孔型−ボックス孔型圧延の配置を図７に、試験条件と圧延の安定性評価の結果を下記表１〜４に示す。
【００３５】
ボックス孔型１ａ〜１ｄは、孔型幅Ｂ1、孔深さｈ、ロール隙間Ｓ（図８参照）の異なるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６シリーズを準備し、複数の丸ビレット径となる圧延を行った。
【００３６】
圧延の安定性評価は、図９に示すように圧延中の圧延材４が孔型に対してどれだけ傾くかを目視で確認し、傾きθが０〜５°の場合を良好、傾きθが５°以上の場合を不良と評価した。また、試験ではボックス孔型１ａ〜１ｄを４基配置している。この場合、仮にボックス孔型１ａとボックス孔型１ｂ間が安定しても、ボックス孔型１ｂとボックス孔型１ｃ間もしくはボックス孔型１ｃとボックス孔型１ｄ間で不良となった場合は、丸ビレットの評価は不良となる。従って、この場合は、安定しているボックス孔型１ａとボックス孔型１ｂ間を不安定（△）で評価した。
【００３７】
【表１】
0005597985.tif 000002
【００３８】
【表２】
0005597985.tif 000003
【００３９】
【表３】
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【００４０】
【表４】
0005597985.tif 000005
【００４１】
前段ボックス孔型における幅／高さ比及び当該ボックス孔型における幅／高さ比と、圧延の安定性評価の関係を図１０に示す。
【００４２】
図１０より、幅／高さ比が小さい程、ボックス孔型を形成するロールと圧延材の接触幅が大きくなって圧下量が小さくなるので、圧延時の安定性は良好であることが分かる。反対に、幅／高さ比が大きい程、ボックス孔型を形成するロールと圧延材の接触幅が小さくなって圧下量が大きくなるので、圧延時の安定性が悪くなることが分かる。
【００４３】
試験結果より、
当該ボックス孔型における幅／高さ比（Ｂ1／Ｈ1）＜−１．１４９×前段ボックス孔型における幅／高さ比（Ｂ2／Ｈ2）＋２．９９６
を満足する幅／高さ比の範囲であれば、良好な圧延が行えることが分かった。
【００４４】
次に、圧下比及び前段ボックス孔型における幅／高さ比と、圧延の安定性評価の関係を図１１に示す。
【００４５】
図１１より、圧下比が小さい程、圧延材を捩じる方向に働く力が小さくなって圧延時の安定性が良好となることが分かる。反対に、圧下比が大きい程、圧延材を捩じる方向に働く力が大きくなって、圧延時の安定性が悪くなることが分かる。
【００４６】
試験結果より、
当該ボックス孔型での圧下比＜０．２５９×前段ボックス孔型における幅／高さ比（Ｂ2／Ｈ2）＋０．１２８
を満足する圧下比の範囲であれば、良好な圧延が行えることが分かった。
【００４７】
また、圧下比及び入鋼幅比と、安定性評価の関係を図１２に示す。
図１２より、入鋼幅比が大きくなる程、圧延材がボックス孔型で拘束されて圧延時の安定性が良好であることが分かる。反対に、入鋼幅比が小さい程、圧延時の安定性が悪くなることが分かる。
【００４８】
試験結果より、０．９５以下で、０．８２以上の入鋼幅比であれば、良好な圧延が行えることが分かった。
【００４９】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、
ボックス孔型−オーバル孔型−ラウンド孔型系列に配置したスタンドを有する連続圧延機を使用して丸ビレットを圧延する方法であって、
ボックス孔型からオーバル孔型への圧延を行う前に、ボックス孔型のスタンドを複数配置した際の、前段のボックス孔型で圧延した後のそれぞれの当該ボックス孔型での圧延すべてを、下記(1)(2)(3)の条件を満たして行うことを特徴とする丸ビレットの連続圧延方法である。
【００５０】
(1) 当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1の比（Ｂ1／Ｈ1）＜−１．１４９×前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2と前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2の比（Ｂ2／Ｈ2）＋２．９９６
【００５１】
(2) 当該ボックス孔型での圧下比（＝圧下量／前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2）＜０．２５９×前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2と前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2の比（Ｂ2／Ｈ2）＋０．１２８
但し、圧下量：前段ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ2−当該ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ1
【００５２】
(3) ０．９５≧入鋼幅比（＝前段ボックス孔型で圧延した圧延材の高さＨ2と当該ボックス孔型で圧延した圧延材の幅Ｂ1の比（Ｈ2／Ｂ1））≧０．８２
【００５３】
本発明は上記の例に限らず、請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【図１】
0005597985.tif 000006
【図２】
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【図３】
0005597985.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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