(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げミルの下流にサイジングミルを有する条材の圧延設備において、
仕上げミルのミルモータの定格容量（Ｗf ）と、
サイジングミル最上流側のミルモータの定格容量（Ｗs ）とが、次式、
Ｗf ／Ｗs ≧５、
の関係を満足することを特徴とする条材の圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、条材の圧延設備、とくに高速圧延を行う条材の圧延設備に係り、仕上げミルの下流にサイジングミルを有する場合の両ミル間で条材に付与する張力制御を簡便、容易に高精度で行うことを可能とする。なお、条材とは丸鋼、角鋼、６角鋼や８角鋼などの多角鋼や鉄筋などを意味する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、条材たとえば線材は、粗圧延→中間圧延→複数のスタンドからなる仕上げミルによる仕上げ圧延→複数のスタンドからなるサイジングミルによるサイジング圧延を経て製造される。
この線材の圧延においては、圧延中に断線や座屈を発生させないように、ミル間で線材に付与する張力を制御することが必要で、とくに高速圧延を行う場合には、高精度な張力制御が重要となる。張力制御としては、ルーパを利用した方式、ミルスタンドのモータ電流を制御する方式等が知られている。
【０００３】
特に、モータ電流を制御する方式としては、特開昭57-72716号公報、特開昭61-226108 号公報等が知られている。
上記のモータ電流を制御する方式は、制御を行うスタンドのモータ電流を、次スタンドに材料が噛み込む前にあらかじめ記憶しておき、次スタンドに材料が噛み込んだ後、その記憶しておいた無張力状態でのモータ電流値となるようにモータ回転数を調整するものであり、電流メモリ方式とも呼ばれる。
【０００４】
その他にも、張力を制御する方式としては、圧延抵抗により変化する電流値から求まる圧延トルクとミルの圧延荷重検出器で検出される圧延反力（圧延実績値）から、ロール軸に関して求まるトルクアーム値を媒体として張力を導き出すトルクアームメモリ方式がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ルーパを利用した方式では、100 ｍ／sec を超える線材等の材料の高速搬送に追従して制御することができない。
電流メモリ方式でも、例えば、ミル間を10ｍとした場合、100 ｍ／sec の高速走行では、0.1sec以下の間にミルモータの無張力電流ロックオンを行うことが必要であり、実質上制御することは不可能である。
【０００６】
また、トルクアームメモリ方式では、圧延荷重検出器を設置することが必要となり、線材の圧延に通常用いられる遊星型傾斜ロール圧延機（円錐型ロールが自転し、かつ、公転している圧延機）に設置することは困難であり、また設置した場合、設備コストが大きいものとなり、技術的にも極めて高度の測定・制御技術が要求されることになる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、きわめて簡便な設備改造で、容易に高精度の張力制御が可能となる圧延設備を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、仕上げミルの下流にサイジングミルを有する条材の圧延設備に適用されるものである。
本発明は、この両ミルモータの定格容量バランスに着目してなされたものであり、設備上のトラブルを生じさせない範囲で、あえてこの定格容量バランスをくずし、仕上げミルのミルモータに較べて、定格容量の小さいミルモータをサイジングミル最上流側のミルモータとすることで、比較的小さい張力変化を相対的に大きな電流変動として扱えるようにして高精度な張力制御が容易にできるようになされたのである。
【０００９】
このようにしたことで、張力制御としては、サイジングミルのミルモータの電流を目標電流範囲内に制御する従来からの方法をそのまま用いることで十分精度の高い制御を実現できるようになったのである。
すなわち、本発明は、仕上げミルの下流にサイジングミルを有する条材の圧延設備において、仕上げミルのミルモータの定格容量（Ｗf ）と、サイジングミル最上流側のミルモータの定格容量（Ｗs ）とが、Ｗf ／Ｗs ≧５の関係を満足することを特徴とする条材の圧延設備によって上記課題を解決したのである。
【００１０】
なお、仕上げミルのミルモータとは、複数のスタンドを纏めて駆動させる１つのミルモータを意味し、サイジングミルの最上流側のミルモータとは、サイジングミルの最上流の１スタンドあるいは最上流のスタンドを含み、引続く１スタンド以上の複数のスタンドを纏めて駆動させる１つのミルモータを意味する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の圧延設備を線材圧延用とした場合の例を図１に示す。
図１に示す線材圧延ライン（粗圧延、中間圧延は図示せず）において、線材１は、仕上げミル２で仕上げ圧延された後、例えば水冷帯３を経て、サイジングミル４でサイジング圧延され、水冷帯３で必要な水冷がなされた後、図示しない巻き取り機で巻き取りが行われる。
【００１２】
圧延中の断線や座屈を防止するために、ミル間で線材に適切な張力を付与するが、この張力は温度変動等によって変動する。この張力変動が、仕上げミルとサイジングミル間で生じると、線材の断線や座屈の発生に最も大きく影響することを見出した。
さらに、両ミル間での線材に付与する張力がプラス（張力）で大きくなると、断線が生じやすくなるが、この場合、仕上げミルのミルモータの電流はほとんど変化せず、サイジングミルの最上流側のミルモータの電流が大きくなり、したがって、断線防止のためには、サイジングミルの最上流側のミルモータの電流を減少すべく制御する必要があるという知見も得た。
【００１３】
逆に、張力がマイナス（圧縮）で大きくなると、座屈が生じやすくなるが、前記とは逆に、サイジングミルの最上流側のミルモータの電流を増加すべく制御する必要がある。
本発明は、この仕上げミルのミルモータＭf とサイジングミル４の最上流のミルモータＭs の定格容量Ｗf とＷs の比、Ｗf ／Ｗs を５以上とすることが好適であることを見出したことによってなされたのである。
【００１４】
以下、Ｗf ／Ｗs ≧５とすることが好適であることにつき説明する。
さて、直径が５mm程度までの細径の条材まで考慮すると、座屈と断線の両者の発生を抑えるためには、張力は、＋0.5 ±0.1kgf／mm2 程度に制御する必要がある。
図２は、直径5.5mm の線材圧延時の仕上げミルのミルモータの定格容量（Ｗf ）とサイジングミルの最上流側のミルモータの定格容量（Ｗs ）との比（Ｗf ／Ｗs ）を変えた時の張力とサイジングミルの最上流側のミルモータの電流比ＲＳ（＝（張力付与時の電流値−無張力時の電流値）／定格電流値）との関係を示す。
【００１５】
Ｗf ／Ｗs が大きいほど、同一張力でのＲＳが大きくなる。すなわち、張力制御のためのＲＳの制御範囲が大きくなり、張力制御がしやすくなる。たとえば図２において、Ｗf ／Ｗs が５以上の範囲では、張力を変化させてもＲＳは破線で示したレベルよりも低下しない。この点から、張力制御を良好に行なうには、Ｗf ／Ｗs を５以上にすることが必要である。
なお、この傾向は、サイジングミルの最上流側のミルモータが、サイジングミルの最上流の１スタンドを駆動させる場合、あるいは最上流のスタンドを含み、引続く１スタンド以上の複数のスタンドを纏めて駆動させる場合のいずれの場合も同様である。
【００１６】
【実施例】
図１に示した線材圧延ラインにおいて、本発明の効果を確認した。
図示していない粗圧延機、中間圧延機の下流に、２ロール10スタンドからなる仕上げミル、水冷帯、３スタンドの４ロールからなるサイジングミルおよび水冷帯を配置し、張力を0.5 ±0.1kgf／mm2 に制御すべく、サイジングミルの最上流側のミルモータが最上流の１スタンドの４ロールのみ駆動とし、Ｗf ／Ｗs ＝11.5（Ｗf ＝6000kW、Ｗs ＝520kW ）として、直径７mmの線材を圧延した。
【００１７】
その結果、サイジングミルの最上流側のミルモータの電流比、ＲＳの制御範囲を0.5 ±0.1 と広くでき、容易に断線や座屈の発生を抑止できた。
【００１８】
【発明の効果】
条材の圧延設備において、本発明を適用することで、きわめて簡便な設備改造のみで、高精度の張力制御を簡便に実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する１例としての線材圧延ラインの部分平面図である。
【図２】仕上げミルのミルモータの定格容量（Ｗf ）とサイジングミルの最上流側のミルモータの定格容量（Ｗs ）との比（Ｗf ／Ｗs ）および張力とサイジングミルの最上流側のミルモータの電流比ＲＳ（＝（張力付与時の電流値−無張力時の電流値）／定格電流値）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    線材
２    仕上げミル（ブロックミル）
３    水冷帯
４    サイジングミル
Ｍf   仕上げミルのミルモータ
Ｍs   サイジングミル最上流側のミルモータ
Ｗf 、Ｗs   モータの定格容量
【図１】
0003649025.tif 000002
【図２】
0003649025.tif 000003