(57)【要約】【課題】  継目無鋼管・棒鋼の熱間および冷間矯正加工におけるうねりの発生を防止する方法を提供する。【解決手段】  継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねりの発生を防止する方法において、２ロール矯正機の凹凸ロールのうちの凸ロールの材料接触部分を曲線形状とすることを特徴とする継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねり発生防止方法。また、上記の曲線形状としては、ロール面長の１０〜１００％を曲線部分とし、かつ、ロール直径の１００〜３００％を曲率Ｒとする継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねり発生防止方法。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねりの発生を防止する方法において、２ロール矯正機の凹凸ロールのうちの凸ロールの材料接触部分を曲線形状とすることを特徴とする継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねり発生防止方法。
【請求項２】
請求項１に記載の曲線形状として、ロール面長の１０〜１００％を曲線部分とし、かつ、ロール直径の１００〜３００％を曲率Ｒとすることを特徴とする継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねり発生防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継目無鋼管・棒鋼の熱間および冷間矯正加工におけるうねりの発生を防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に継目無鋼管・棒鋼等の熱間圧延、冷間圧延あるいは熱処理された材料は、矯正することにより材料の曲がりが除去され、後工程である２次加工部門やユーザーの要求する伸直度を得ることができる。後工程では、材料の切断、切削、研磨等の各種加工を行なうため伸直度は重要である。また、矯正後の切断工程で材料の不良部分を切断除去するに当たり、切断代を短くし歩留りを向上させることは製造コスト低減、生産性向上に繋がるため重要である。
【０００３】
そこで、従来での２ロール矯正機による矯正ロールを図５に示す。この図５（ａ）に示すように、凹ロール１はテーパー部が直線形状３、３から構成されている。一方、図５（ｂ）に示す凸ロール２はテーパー部が３、３から構成され、平行部４も直線形状をなし、凹ロール１と凸ロール２は共に材料と接触するロール面が直線形状で構成されている。この直線形状で構成されている部分である、凸ロール２の平行部４の部分で材料先端および後端にうねり発生箇所５が生ずることが分かった。
【０００４】
上述のように、矯正機での材料先端および後端においてうねりが発生し、そのために、材料の前後端部に曲がりを生じ、その後の工程での要求する伸直度を得るためには、材料端部に残る曲がりを切断工程で除去する必要がある。そのために、矯正で端部の伸直度が悪い場合を切断するために端部の切断代も大きくなると言う問題がある。
【０００５】
上述したような問題を解消するために、例えば棒鋼製品の２ロール矯正方法として特開平１−９１９１６号公報（特許文献１）に開示されているように、磨棒鋼製品を得るための磨２ロール矯正機において、入口側のロール表面粗度を粗く、出口側のロール表面粗度を細かくしたロールに、皮剥きされた棒鋼製品を通し、皮剥き切削中に棒鋼製品肌に発生するムシレ、ビビリマーク、若干の凹凸等をロールの入口側で均一化し出口側で磨効果を棒鋼製品に与える棒鋼製品の磨２ロール矯正方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−９１９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている方法は、磨棒鋼製品を得るための磨２ロール矯正機であって、熱間、冷間圧延後の鋼管、棒鋼の曲がり矯正を２ロール矯正機で行なう場合での、鋼管、棒鋼の先後端部に発生するうねりの具体的な防止対策については、全く開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述したような問題を解消するために、発明者は鋭意開発を進めた結果、熱間圧延、冷間圧延、熱処理後の鋼管、棒鋼材料の曲がり矯正を２ロール矯正機で行なう場合において、従来の２ロール矯正機の凹凸ロール形状の凸ロールの材料接触部分の直線形状から曲線形状に変更することで、材料に発生するうねりを防止することにより高精度な伸直度の矯正が可能となり、切断代を削減できる方法を提供するものである。
【０００９】
その発明の要旨とするところは、
（１）継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねりの発生を防止する方法において、２ロール矯正機の凹凸ロールのうちの凸ロールの材料接触部分を曲線形状とすることを特徴とする継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねり発生防止方法。
（２）前記（１）に記載の曲線形状として、ロール面長の１０〜１００％を曲線部分とし、かつ、ロール直径の１００〜３００％を曲率Ｒとすることを特徴とする継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねり発生防止方法にある。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明による継目無鋼管・棒鋼の矯正におけるうねりの発生を防止することが可能となり、材料端部での伸直度を向上させることにより、材料端部の不良部分が減少し、そのため切断工程での端部切断代を減少させることが可能となる。また、端部切断代が減少すると、歩留りが向上し最終製品による材料が増加し、製造コスト低減、生産性向上という極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について図面に従って詳細に説明する。
図１は、２ロール矯正機の側面断面図である。この図１に示すように、一般に２ロール矯正機の場合には、凹ロール１と凸ロール２は鋼管７の進行方法に対して、それぞれθ２及びθ１の角度を有している。この角度をもって鋼管７は進行方法への推進力を得て進むように構成されている。なお、このθ１を凸ロール角度、θ２を凹ロール角度という。
【００１２】
図２は、２ロール矯正機の上面断面図である。この図２に示すように、凹ロール１と凸ロール２は鋼管７の進行方法と角度を有していないことが分かる。このように２ロール矯正機は凹ロール１と凸ロール２を１対有し、材料円周方向への圧下作用と材料長手方向への曲げ作用を与えて材料の伸直度を向上させる構造である。そして、各ロールは材料進行方向に対し角度θ１、θ２は１０〜３０°を有しており、それぞれ回転することで材料である鋼管７へ推進力を与える。２ロール矯正機はその特性から材料中央部分の曲がりと材料端部の曲がりの両方に有効である。
【００１３】
図３は、材料のうねり状況を示す説明図である。この図に示すように、熱間圧延、冷間圧延、および熱処理工程で発生する曲がりを矯正機で除去する場合においては、矯正ロールで材料先端と材料後端とにうねり発生箇所５をそれぞれ、例えば６００ｍｍ程度の長さにわたって、そのうねり高さが０．１〜１．０ｍｍ程度発生していた。このようなうねりを少なくも５０〜１００％低減することを目標に、矯正ロール形状を最適に設計することにより、材料先端と材料後端とで発生するうねりを防止することを見出した。
【００１４】
図４は、本発明に係る２ロール矯正機の矯正ロール形状を示す図である。図４（ａ）は従来の凸ロール形状を示す図であり、図４（ｂ）は本発明に係る凸ロール形状を示す図である。この図に示すように、従来の２ロール矯正機の凸ロール形状はテーパ部と平行部が直線形状で構成されている。その凸ロールの材料接触部分を、図４（ｂ）に示すように、長さ方向での中心部分を曲線形状６に変更することで、ロールと材料とが局部的に強く接することが減少し、材料に発生するうねりを防止することが可能となった。
【００１５】
この曲線形状６の部分はロール面長の１０〜１００％とし、その曲率Ｒはロール直径の１００〜３００％とする。曲線形状６の部分が１０％未満では、うねりを防止する効果が十分でなく、また、１００％は全体を意味する。曲率Ｒについては、１００％未満では直線部との境界から急に曲率の大きい加工になるので、局部的に材料に当たるようになり残留応力が大きくなる。また、３００％を超えると直線に近くなり、うねりを防止する効果が十分に得ることができない。従って、その範囲を１００〜３００％とした。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
熱間圧延された外径：５５．０〜１４５．０ｍｍ、肉厚：２５ｍｍの継目無鋼管：２０００〜８３００ｍｍ長さの材料を２ロール矯正機にて矯正するにあたり、図４（ａ）に示す長さ１０００ｍｍ、直径６００ｍｍの凸ロールからなる矯正ロールを用いて、図４（ｂ）に示すような、長さ方向での中心部分のロール曲面長さをロール全長に対する割合％で、また、ロール曲率Ｒをロール直径に対する％で表したものを表１に示す。この各々のロール曲面長さ、ロール曲率Ｒを変えたときの凸ロール矯正機で矯正した場合の鋼管先後端部６００ｍｍでのうねり発生状況結果を表１に示した。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜１５は本発明例であり、Ｎｏ．１６〜２０は比較例である。比較例Ｎｏ．１６は、ロール曲面長さが短く、かつロール曲率Ｒが小さいために、うねり発生箇所が多発し、しかも、うねり高さが高いため真直度が悪い。比較例Ｎｏ．１７は、比較例Ｎｏ．１６と同様に、ロール曲面長さが短く、かつロール曲率Ｒが小さいために、うねり発生箇所が多発し、しかも、うねり高さが高いため真直度が悪い。
【００１９】
比較例Ｎｏ．１８は、ロール曲面長さが短く、かつロール曲率Ｒがやや小さいために、うねりの発生が見え真直度に劣る。比較例Ｎｏ．１９およびＮｏ．２０はロール曲面長さがやや短く、かつロール曲率Ｒが大きいために、うねり発生箇所が多発し、それぞれうねりの発生が見え真直度に劣る。
これに対し、本発明例であるＮｏ．１〜１５はいずれも鋼管先後端部でのうねりの発生は見られず、かつうねり高さも小さく、真直度の良好な鋼管が得られることが分かる。
【００２０】
上記実施例においては継目無鋼管を例として述べたが、継目無鋼管に限定することなく、棒鋼などの炭素鋼、合金鋼、軸受鋼およびステンレス鋼での、冷間圧延後の材料、熱間圧延後の材料、および熱処理後の材料を矯正するために適用することが可能となり、後工程である２次加工部門やユーザーの要求する伸直度を得ることが出来、また、矯正後の切断工程で材料の不良部分を切断除去するにあたっても、切断代を短くし歩留りを向上させることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】２ロール矯正機の側面断面図である。
【図２】２ロール矯正機の上面断面図である。
【図３】材料のうねり状況を示す説明図である。
【図４】本発明に係る２ロール矯正機の矯正ロール形状を示す図である。
【図５】従来の２ロール矯正機による矯正ロールの断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  凹ロール
２  凸ロール
３  直線形状
４  平行部
５  うねり発生箇所
６  曲線形状
７  鋼管
特許出願人  山陽特殊製鋼株式会社
代理人    弁理士    椎  名    彊
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年12月24日(2004.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【表１】
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