(57)【要約】【課題】４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を所望の形状に精度よく圧延することのできる棒状鋼材の圧延方法を提供する。【解決手段】４ロール圧延機１６を使用して棒状鋼材１１を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する際に、棒状鋼材１１の幅広がり率を棒状鋼材１１の鋼種及び４ロール圧延機１６のロール径毎に予め定めて棒状鋼材１１を４ロール圧延する。【選択図】  図１
2004276099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する際に、
４ロール圧延に供する棒状鋼材の径を、該４ロール圧延により得ようとする棒状鋼材の断面形状における対角寸法、４ロール圧延機のロール径、および、棒状鋼材の鋼種にもとづいて決定することを特徴とする、棒状鋼材の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に圧延する方法として、４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する方法がある（特許文献１参照）。この方法は、特許文献２に開示されている方法のように、棒状鋼材の圧延後の断面形状が圧延に用いるロールのカリバーの形状により限定されてしまうことがないため、棒状鋼材を所望の形状に圧延することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２３３２０２号公報
【特許文献２】
特開昭５５−１６５２０６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した方法で矩形の断面形状の棒状鋼材を圧延した場合に、圧延後の断面形状における対角寸法（図３参照）が、製品によってばらつきがあり高精度でこの対角寸法を目的寸法に合わせることができないという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を所望の形状に精度よく圧延することのできる棒状鋼材の圧延方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る棒状鋼材の圧延方法は、４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する際に、４ロール圧延に供する棒状鋼材の径を、該４ロール圧延により得ようとする棒状鋼材の断面形状における対角寸法、４ロール圧延機のロール径、および、棒状鋼材の鋼種にもとづいて決定することを特徴とする、棒状鋼材の圧延方法である。
このような方法によると、棒状鋼材の幅広がり率を棒状鋼材の鋼種や４ロール圧延機のロール径に応じて変更できるため、４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を所望の形状に精度よく圧延することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図４は本発明に係る棒状鋼材の圧延方法を説明するための図で、図１は棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する場合に用いられる圧延装置の概略構成図である。同図において、１１は被圧延材としての棒状鋼材、１２は棒状鋼材１１を加熱する加熱炉を示しており、加熱炉１２から出た棒状鋼材１１は、それぞれ複数の２ロール圧延機から構成される粗圧延機列１３、中間圧延機列１４および仕上圧延機列１５を経て４ロール圧延機１６に供給されるようになっている。
【０００７】
４ロール圧延機１６は４つのフラットなロール１７ａ〜１７ｄ（図２参照）を備えており、４ロール圧延機１６に供給された棒状鋼材１１は、図２に示すように、略円形の断面形状から略矩形の断面形状に圧延されるようになっている。なお、図１において、１８は４ロール圧延機１６に入る前の棒状鋼材１１の寸法を測定する入側寸法測定器、１９は４ロール圧延機１６から出た棒状鋼材１１の寸法を測定する出側寸法測定器を示しており、４ロール圧延機１６から出た棒状鋼材１１は、ピンチロール２０によって次工程へ送られるようになっている。
【０００８】
本発明者らは、このような構成の圧延装置を用いて、棒状鋼材１１を最終的に図３に示すような略矩形の断面形状１に圧延する場合には、圧延後の矩形断面におけるコーナー部２の半径Ｒの値が、棒状鋼材の鋼種および４ロール圧延機のロール径Ｄによって変化してしまい、このため、４ロール圧延前の棒状鋼材の断面形状３における径ｄ０（以下母材径ｄ０という）および４ロール圧延後の断面形状１における対辺寸法ｄについて同一の条件で圧延を行った場合であっても、圧延後の対角寸法Ｂにはばらつきが生じていることがわかった。すなわち、対角寸法Ｂは、対辺寸法ｄおよびコーナー部の半径Ｒから、
Ｂ＝ｄ√２−２（√２−１）Ｒ
となるので、コーナー部の半径Ｒの値がばらつくと、対角寸法がばらついてしまうのである。
【０００９】
そして、同一鋼種の棒状鋼材について見れば、次式（１）で表される幅広がり率γが、次式（２）で（Ｄ−ｄ０）／ｄ０で定義されるロール径比Ａとよく相関することを見出した。
γ＝（Ｂ−ｄ０）／ｄ０    ・・・（１）
Ａ＝（Ｄ−ｄ０）／ｄ０    ・・・（２）
図４に、（Ｄ−ｄ０）／ｄ０で表されるロール径比と幅広がり率γとの関係を示す。同図において、■は棒状鋼材の鋼種がＭＫ１９Ｓ又はＳＧＤである場合、◆は棒状鋼材の鋼種がＳＣである場合、▲は棒状鋼材の鋼種がＲＣＳ１５Ｎである場合をそれぞれ示しており、この図から明らかなように、棒状鋼材１１の幅広がり率γが棒状鋼材１１の鋼種およびロール径比によって大きく変化していることがわかる。
【００１０】
したがって、棒状鋼材を４ロール圧延する際に棒状鋼材１１の幅広がり率γを棒状鋼材１１の鋼種及び４ロール圧延機１６のロール径Ｄにもとづいて、目標とする対角寸法Ｂが得られるように棒状鋼材１１の圧延前外径ｄ０を決定すればよい。
すなわち、４ロール圧延後の棒状鋼材の対角寸法Ｂを得るためには、圧延前の棒状鋼材の径ｄ０は、（１）式を変形することにより下記（３）式で表される。
【００１１】
ｄ０＝Ｂ／（γ＋１）    ・・・（３）
ここで、幅広がり率γは、図５に示したようなロール径比との相関を予め求めておけば、
γ＝ｆ（Ｄ，ｄ０）    ・・・（４）
としておくことができる。
よって、（４）式を（３）式に代入すれば、対角寸法Ｂを得るための母材径ｄ０をロール径Ｄと対角寸法Ｂの関数で表すことができる。このようにして、ｄ０を対角寸法Ｂとロール径Ｄから決定することで、目標とする対角寸法Ｂが得られる。
【００１２】
なお、図５に示すように、ロール径比と幅広がり率γとの相関は鋼種によって異なるので、（４）式の相関式ｆ（Ｄ，ｄ０）は、鋼種毎に決めておく必要がある。また、図５に示すように、ロール径比と幅広がり率γには一次の相関があるから、相関式ｆは例えば、
ｆ（Ｄ，ｄ０）＝αＡ＋β
但し、Ａはロール径比（＝（Ｄ−ｄ０）／ｄ０）
α、βは、ロール径比と幅広がり率γの相関関係から決定しておく係数としておけば、ｄ０は容易に決定できる。
【００１３】
ここで、ｄ０の値の決定に際しては、ロール径と製品寸法ｄから上記の演算を行うことによりｄ０を決定してもよいし、例えば、図５に示すように、４ロール圧延機のロール径Ｄおよび製品寸法（４ロール圧延後の対辺寸法ｄ）毎に、対角寸法Ｂを考慮して求めたｄ０の値を設定したテーブルを作成しておき、粗圧延機列１３、中間圧延機列１４、仕上圧延機列１５による圧延を行う前に、このテーブルを読み込んで、ｄ０を決定するようにしてもよい。なお、ｄ０の値が決定された後に、目標とするｄ０が得られるように粗圧延機列１３、中間圧延機列１４、仕上圧延機列１５の圧延条件の設定をすればよいことは言うまでもない。
【００１４】
なお、上述した実施形態では４ロール圧延機１６から出た棒状鋼材１１を次工程へ搬送するピンチロールとして、図６に示すように、ボックス形のカリバー２２を有するピンチロール２０を用いることが好ましい。これは、４ロール圧延機にて精度よく調整されたコーナー部２の形状を、ピンチロール２０により潰さないためである。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る棒状鋼材の圧延方法によれば、棒状鋼材の幅広がり率を棒状鋼材の鋼種や４ロール圧延機のロール径に応じて変更できるため、４ロール圧延機を使用して棒状鋼材を所望の形状に精度よく圧延することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】棒状鋼材を略円形の断面形状から略矩形の断面形状に熱間圧延する場合に用いられる圧延装置の概略構成図である。
【図２】棒状鋼材を４ロール圧延する前と後の断面形状を示す図である。
【図３】４ロール圧延された棒状鋼材の断面形状を示す図である。
【図４】棒状鋼材の幅広がり率と４ロール圧延機のロール径比との関係を示す図である。
【図５】母材径ｄ０を、ロール径、製品寸法毎に設定したテーブルの例を示す図である。
【図６】ボックス形のカリバーを有するピンチロールの断面図である。
【符号の説明】
１１    棒状鋼材
１２    加熱炉
１３    粗圧延機列
１４    中間圧延機列
１５    仕上圧延機列
１６    ４ロール圧延機列
１７ａ〜１７ｄ    ロール
１８    入側寸法測定器
１９    出側寸法側定器
２０    ピンチロール
【図１】
2004276099.tif 000003
【図２】
2004276099.tif 000004
【図３】
2004276099.tif 000005
【図４】
2004276099.tif 000006
【図５】
2004276099.tif 000007
【図６】
2004276099.tif 000008