(57)【要約】【課題】コイル交換後の作業開始時に生じる板厚変動を低減することにより、仕上げ圧延時の不良発生を防ぎ、歩留を向上させ製造コストを低減することができる異形断面条材の製造方法を提供する。【解決手段】圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部６１ａ，６１ｂを有する平盤状Ｖ型ダイス６０と、平盤状Ｖ型ダイス６０の圧延加工面に対向して設けられた遊星圧延ロール７１とを備えた異形断面条材製造装置７０を用い、平盤状Ｖ型ダイス６０と遊星圧延ロール７１との間に平板状条材７３を導入して平板状条材７３を異形断面条材８２へ圧延加工する異形断面条材の製造方法において、平盤状Ｖ型ダイス６０に温度調整機構１を設け、異形断面条材製造装置７０の停止時に平盤状Ｖ型ダイス６０の温度低下を防止する方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部を有する平盤状Ｖ型ダイスと、該平盤状Ｖ型ダイスの圧延加工面に対向して設けられた圧延ロールとを備えた異形断面条材製造装置を用い、前記平盤状Ｖ型ダイスと前記圧延ロールとの間に平板状条材を導入して該平板状条材を異形断面条材へ圧延加工する異形断面条材の製造方法において、
前記平盤状Ｖ型ダイスに温度調整機構を設け、前記異形断面条材製造装置の停止時に前記平盤状Ｖ型ダイスの温度低下を防止することを特徴とする異形断面条材の製造方法。
【請求項２】
前記温度調整機構を、本体部と、該本体部内に設けられたクーラント配管と、該クーラント配管のクーラント温度を測定する熱電対と、前記クーラント温度を調整するヒータ及びチラーとで構成する請求項１に記載の異形断面条材の製造方法。
【請求項３】
前記温度調整機構を前記平盤状Ｖ型ダイスを固定する装置ハウジングに真空断熱シートを介して取り付け、前記装置ハウジングに取り付けた前記温度調整機構に前記平盤状Ｖ型ダイスを固定する請求項１又は２に記載の異形断面条材の製造方法。
【請求項４】
前記本体部を、高純度アルミナで形成する請求項２又は３に記載の異形断面条材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平盤状Ｖ型ダイスと圧延ロールとを組み合わせてなる異形断面条材製造装置を用いて異形断面条材を製造する方法に係り、特に、歩留の向上を図った異形断面条材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平板状条材を加工して、薄板部と厚板部とを有する段付きの異形断面を備えた異形断面条材を製造する方法としては、一般に、所定の部分を研削除去する方法、溝ロールと平ロールとで交互に圧延する方法、Ｖ字状の突起部が設けられた平盤状Ｖ型ダイス（金型）を用いた圧延方法があるが、近年、例えば特許文献１や特許文献２等によって、平盤状Ｖ型ダイスを用いた圧延による製造方法や装置が提案され、高い生産性で段付きの異形断面条材を製造することが可能となってきている。
【０００３】
図６は、そのような平盤状Ｖ型ダイスを示す図である。
【０００４】
図６に示すように、平盤状Ｖ型ダイス６０は、先端からＶ字状に末広がりの形状をなすＶ字状の突起部６１ａ，６１ｂと、そのほぼ中央部を貫通するように設けられた溝部６２とが、基台６３上に形成されている。
【０００５】
突起部６１ａ，６１ｂの両脇には、平坦な基面６４ａ，６４ｂが設けられており、この基面６４ａ，６４ｂと突起部６１ａ，６１ｂとは、斜面６５ａ，６５ｂで接続され、これらの面は連続的に形成されている。
【０００６】
この平盤状Ｖ型ダイス６０は一般に、金型製作用の金属ブロック材を研削加工する工程等を含んだ製造方法によって作製される。
【０００７】
このような平盤状Ｖ型ダイス６０の突起部６１ａ，６１ｂが形成された面（以下、圧延加工面という）に対して加工対象の平板状条材を配置し、その平板状条材上を移動する押圧用ロール等によって押圧力を印加することで、その平板状条材を平盤状Ｖ型ダイス６０に押圧プレス加工する。図７に、平板状条材を平盤状Ｖ型ダイス６０に押圧プレス加工する異形断面条材製造装置の概略を示す。
【０００８】
図７に示すように、異形断面条材製造装置７０は、円周上に複数の遊星圧延ロール７１を配置してなる遊星圧延機７２の外周に、突起部６１ａ，６１ｂを有する圧延加工面を内側にして湾曲させた平盤状Ｖ型ダイス６０を配置して構成され、その平盤状Ｖ型ダイス６０と遊星圧延機７２の間に平板状条材７３を供給（導入）することにより、平板状条材７３を連続的に押圧プレス加工する。
【０００９】
そして、図８に示すように、その押圧プレス加工した後に平板状条材７３を平盤状Ｖ型ダイス６０の先端（Ｖ字先端）から末広がりの後方（図６，８の白抜き矢印の方向）へと移動させる前方張力を加える。この動作を所定の長さごとに繰り返すことにより、平板状条材７３のうち平盤状Ｖ型ダイス６０の溝部６２を通過した部分を厚板部８０となし、平盤状Ｖ型ダイス６０の突起部６１ａ，６１ｂを経由した部分（つまり、平板状条材７３の左右両脇の部分）は薄板部８１となる。
【００１０】
他方、平盤状Ｖ型ダイス６０の溝部６２では、突起部６１ａ，６１ｂが設けられておらず、底面が平坦な基面６４ａ，６４ｂと連続した平面となっているのであるから、この溝部６２を通った部分の平板状条材７３は、突起部６１ａ，６１ｂよりも圧延量が少ないままに平盤状Ｖ型ダイス６０を通過する。従って、この部分が厚板部８０となる。
【００１１】
このようにして、厚板部８０と薄板部８１とを幅方向に混在するように形成してなる段付きの異形断面条材８２が、高い生産性で製造される。このような作業はコイル（所定長さの平板状条材が巻かれたもの）７４ごとに行われ、コイル７４を交換する間装置は停止する。
【００１２】
前記のような方法で製造された異形断面条材８２は、通常、形状安定化のため、その後、圧延機で仕上げ圧延が行われる。その際、異形断面条材８２の板厚が変動していると、厚板部８０と薄板部８１の加工度バランスが崩れ、波打ちや表面粗さ不良が生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３５２０７７０号公報
【特許文献２】特許第２７５６４０２号公報
【特許文献３】特許第３７９８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ここでの問題点は、コイル交換のため装置が停止すると、特に平盤状Ｖ型ダイス６０の温度の低下が顕著に起こり、コイル交換後の作業開始時、狙い厚さに対し板厚の変動が大きく、仕上げ圧延工程で波打ちや表面粗さ不良、形状不良が発生してしまい、歩留が低下しコストアップにつながることである。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、コイル交換後の作業開始時に生じる板厚変動を低減することにより、仕上げ圧延時の不良発生を防ぎ、歩留を向上させ製造コストを低減することができる異形断面条材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部を有する平盤状Ｖ型ダイスと、該平盤状Ｖ型ダイスの圧延加工面に対向して設けられた圧延ロールとを備えた異形断面条材製造装置を用い、前記平盤状Ｖ型ダイスと前記圧延ロールとの間に平板状条材を導入して該平板状条材を異形断面条材へ圧延加工する異形断面条材の製造方法において、前記平盤状Ｖ型ダイスに温度調整機構を設け、前記異形断面条材製造装置の停止時に前記平盤状Ｖ型ダイスの温度低下を防止する異形断面条材の製造方法である。
【００１７】
請求項２の発明は、前記温度調整機構を、本体部と、該本体部内に設けられたクーラント配管と、該クーラント配管のクーラント温度を測定する熱電対と、前記クーラント温度を調整するヒータ及びチラーとで構成する請求項１に記載の異形断面条材の製造方法である。
【００１８】
請求項３の発明は、前記温度調整機構を前記平盤状Ｖ型ダイスを固定する装置ハウジングに真空断熱シートを介して取り付け、前記装置ハウジングに取り付けた前記温度調整機構に前記平盤状Ｖ型ダイスを固定する請求項１又は２に記載の異形断面条材の製造方法である。
【００１９】
請求項４の発明は、前記本体部を、高純度アルミナで形成する請求項２又は３に記載の異形断面条材の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コイル交換後の作業開始時に生じる板厚変動を低減することにより、仕上げ圧延時の不良発生を防ぎ、歩留を向上させ製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】温度調整機構を示す図である。
【図２】温度調整機構と平盤状Ｖ型ダイスの装置ハウジングへの取り付け構造を示す図である。
【図３】温度調整機構の構造を示す図である。
【図４】コイル間における装置停止時間が約２５分の場合について、温度調整機構有無のコイル板厚変動を示す図である。
【図５】コイル間における装置停止時間が約９０分の場合について、温度調整機構有無のコイル板厚変動を示す図である。
【図６】異形断面条材製造装置に用いられる平盤状Ｖ型ダイスを示す図である。
【図７】異形断面条材製造装置を示す図である。
【図８】平盤状Ｖ型ダイスを用いて行われる加工工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２３】
先ず、本実施の形態に係る異形断面条材の製造方法に用いる平盤状Ｖ型ダイス及び異形断面条材製造装置について説明する。
【００２４】
図６に示したように、平盤状Ｖ型ダイス６０は、先端からＶ字状に末広がりの形状をなすＶ字状の突起部６１ａ，６１ｂと、そのほぼ中央部を貫通するように設けられた溝部６２とを、基台６３の平坦な上面に設けてなるものである。
【００２５】
突起部６１ａ，６１ｂの平面的な形状は、尖った先端から末広がりにＶ字状となっており、その中央部を貫通するように溝部６２が設けられている。この突起部６１ａ，６１ｂのＶ字状の外形を構成している斜面６５ａ，６５ｂには、加工対象の平板状条材に対して円滑な圧延を行うことができるように、適度な傾斜角度が与えられている。
【００２６】
突起部６１ａ，６１ｂの両脇には、平坦な基面６４ａ，６４ｂが露出している。この基面６４ａ，６４ｂと溝部６２の底面とは、同一の平面として連続している。換言すれば、基面６４ａ，６４ｂと溝部６２の底面とは同じ高さとなっている。
【００２７】
この平盤状Ｖ型ダイス６０は、例えば金型製作用の金属ブロック材を研削加工して作製される。
【００２８】
図７に示したように、異形断面条材製造装置７０は、円周上に複数の遊星圧延ロール７１を配置してなる遊星圧延機７２の外周に、突起部６１ａ，６１ｂを有する圧延加工面を内側にして湾曲させた平盤状Ｖ型ダイス６０を配置して構成される。
【００２９】
図示していないが、平盤状Ｖ型ダイス６０の圧延加工面と反対側の面は、装置ハウジングに取り付けられた寸法調整手段等で支持されている。
【００３０】
遊星圧延機７２は、軸７５を中心に回転自在に設けられたロータ７６と、このロータ７６と軸芯を同じくするが回転はしない車輪状レール７７と、その円周上に等間隔に支持された複数（図７では、８個）の遊星圧延ロール７１とからなる。
【００３１】
車輪状レール７７の平盤状Ｖ型ダイス６０と対向する部分は、その平盤状Ｖ型ダイス６０とほぼ同じ長さの直線部７８となっている。この直線部７８は、遊星圧延機７２の軸芯と対称の位置になるように設けられている。従って、平盤状Ｖ型ダイス６０も遊星圧延機７２の軸芯と対称の位置になるように設けられている。
【００３２】
遊星圧延機７２の円周上に等間隔に支持された８個の遊星圧延ロール７１は、その軸芯がロータ７６の軸７５に対してその放射方向に動き得るように弾性部材７９により弾性的に支持されている。弾性部材７９としては、例えば圧縮バネや引張バネ、流体圧シリンダ、ゴム等を用いる。
【００３３】
なお、遊星圧延ロール７１の数は、８個に限定されるものではなく、所望に応じて適宜変更可能である。
【００３４】
次に、この異形断面条材製造装置７０を用いた異形断面条材の製造方法を説明する。
【００３５】
平盤状Ｖ型ダイス６０と遊星圧延機７２の間に銅などからなる平板状条材７３を供給（導入）することにより、平板状条材７３を連続的に押圧プレス加工する。
【００３６】
そして、図８に示したように、その押圧プレス加工した後に平板状条材７３を平盤状Ｖ型ダイス６０の先端（Ｖ字先端）から末広がりの後方（図６，８の白抜き矢印の方向）へと移動させる前方張力を加える。この動作を所定の長さごとに繰り返すことにより、加工対象の平板状条材７３がＶ字状の突起部６１ａ，６１ｂに沿ってそのＶ字の先端から斜面６５ａ，６５ｂを通り、さらにその後方へと末広がりに圧延されていく。このような加工により、平板状条材７３のうち平盤状Ｖ型ダイス６０の溝部６２を通過した部分を厚板部８０となし、平盤状Ｖ型ダイス６０の突起部６１ａ，６１ｂを経由した部分（つまり、平板状条材７３の左右両脇の部分）は薄板部８１となる。
【００３７】
他方、平盤状Ｖ型ダイス６０の溝部６２では、突起部６１ａ，６１ｂが設けられておらず、底面が平坦な基面６４ａ，６４ｂと連続した平面となっているのであるから、この溝部６２を通った部分の平板状条材７３は、突起部６１ａ，６１ｂよりも圧延量が少ないままに平盤状Ｖ型ダイス６０を通過する。従って、この部分が厚板部８０となる。
【００３８】
このように加工が行われるが、平板状条材７３が巻かれてなるコイル（素材）７４の長さには制限があるため、コイル交換が必要となる。その間、加工は停止するため、装置フレームや遊星圧延ロール７１、圧延油等の温度低下が起こる。
【００３９】
遊星圧延ロール７１は複数本あることや、圧延油も数百リットルあるため、これらの温度低下は緩やかであるが、平盤状Ｖ型ダイス６０はサイズも小さく、常に加工が行われている部分であるため、加工中は高温になっており、また、装置停止による温度低下は顕著である。
【００４０】
そのため、本実施の形態においては、図１，２に示すように、平盤状Ｖ型ダイス６０に温度調整機構１を設けることにより、装置が停止しても平盤状Ｖ型ダイス６０の温度低下を防ぎ、コイル交換後の作業開始時に生じる板厚変動を抑えるようにした。
【００４１】
温度調整機構１は平盤状Ｖ型ダイス６０を固定する装置ハウジング２に真空断熱シート３を介して取り付けられ、装置ハウジング２に取り付けた温度調整機構１に平盤状Ｖ型ダイス６０が固定される。
【００４２】
温度調整機構１は、図３に示すように、本体部４と、本体部４内に設けられたクーラント配管５と、クーラント配管５のクーラント温度を測定する熱電対（図示せず）と、クーラント温度を調整するヒータ及びチラー（図示せず）とで構成される。
【００４３】
本体部４は、高熱伝導率、高強度、高温における耐酸化特性、耐熱衝撃抵抗、熱変形が少ないなどの観点から高純度アルミナで形成するとよい。
【００４４】
クーラント配管５は、温度調整機構１における熱分布を均一にするために、本体部４内の全体に亘って設けられている。本実施の形態においては、本体部４内にクーラント配管５を渦巻き状に設けた。クーラント配管５内には、ヒータ及びチラーで温度調整された液体又は気体が循環するようになっている。
【００４５】
再び図２を参照し、平盤状Ｖ型ダイス６０を固定する温度調整機構１の本体部４の面には、異形断面形状の切り欠き溝６が形成され、温度調整機構１に固定される平盤状Ｖ型ダイス６０の面には、切り欠き溝６に係合する凸部７が形成される。これら切り欠き溝６と凸部７とを係合させることで、温度調整機構１に平盤状Ｖ型ダイス６０が面で接触するように固定される。これにより、温度調整機構１と平盤状Ｖ型ダイス６０との熱交換が効率よく行える。
【００４６】
この温度調整機構１によって、熱電対でクーラント配管５のクーラント温度を測定しつつ、クーラント温度をヒータ及びチラーで調整することで、平盤状Ｖ型ダイス６０の温度をほぼ一定に保つことができる。これにより、装置が停止しても平盤状Ｖ型ダイス６０の温度低下を防ぎ、コイル交換後の作業開始時に生じる板厚変動を抑えることができる。
【００４７】
以上要するに、本実施の形態に係る異形断面条材の製造方法によれば、圧延加工面が先端側からＶ字状に末広がりとなっている突起部６１ａ，６１ｂを有する平盤状Ｖ型ダイス６０と、平盤状Ｖ型ダイス６０の圧延加工面に対向して設けられた遊星圧延ロール７１とを備えた異形断面条材製造装置７０を用い、平盤状Ｖ型ダイス６０と遊星圧延ロール７１との間に平板状条材７３を導入して平板状条材７３を異形断面条材８２へ圧延加工する異形断面条材の製造方法において、平盤状Ｖ型ダイス６０に温度調整機構１を設け、異形断面条材製造装置７０の停止時に平盤状Ｖ型ダイス６０の温度低下を防止するようにしたため、コイル交換後の作業開始時に生じる板厚変動を低減することにより、仕上げ圧延時の不良発生を防ぎ、歩留を向上させ製造コストを低減することができる。
【実施例】
【００４８】
上述した平盤状Ｖ型ダイス６０及び温度調整機構１を備えた異形断面条材製造装置７０を用い、温度調整機構１で平盤状Ｖ型ダイス６０の温度調整を行って、或いは行わずに異形断面条材を製造した。
【００４９】
このときの板厚変動結果を図４，５に示す。図４は装置停止時間が約２５分だった場合、図５は装置停止時間が約９０分だった場合の結果である。
【００５０】
これら図４，５から分かるように、平盤状Ｖ型ダイス６０の温度調整を行うと、板厚変動が抑えられていた、また、装置停止時間が約９０分と長い場合であっても板厚変動は少なく良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００５１】
１  温度調整機構
６０  平盤状Ｖ型ダイス
６１ａ，６１ｂ  突起部
７０  異形断面条材製造装置
７１  遊星圧延ロール
７３  平板状条材
８２  異形断面条材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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