(57)【要約】【課題】ガイドロールのような補助装置を用いることなく、線径４ｍｍ以下の細線を倒れや断線を生じることなく圧延可能な線材の圧延方法および圧延装置を提供する。【解決手段】溝付き２方ロールを複数用いた線材の圧延方法である。溝がロール接触面と平行な底部１と、底部１に対して４０〜５０°の傾斜角を有する肩部２とからなり、底部１の幅をｗ、溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄが０．８５〜０．９０であり、かつ、第１の溝付き２方ロールによる圧延の減面率は４〜１０％であり、第２の溝付き２方ロール以降の溝付き２方ロールによる圧延の減面率が２０％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝付き２方ロールを複数用いた線材の圧延方法において、
前記溝がロール接触面と平行な底部と、該底部に対して４０〜５０°の傾斜角を有する肩部とからなり、前記底部の幅をｗ、前記溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄが０．８５〜０．９０であり、かつ、第１の溝付き２方ロールによる圧延の減面率が４〜１０％であり、第２の溝付き２方ロール以降の溝付き２方ロールによる圧延の減面率が２０％以下であることを特徴とする線材の圧延方法。
【請求項２】
溝付き２方ロールを複数有する線材の圧延装置において、
前記溝がロール接触面と平行な底部と、該底部に対して４０〜５０°の傾斜角を有する肩部とからなり、前記底部の幅をｗ、前記溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄが０．８５〜０．９０であり、かつ、第１の溝付き２方ロールが圧延の減面率４〜１０％となる溝付き２方ロールであり、第２の溝付き２方ロール以降が圧延の減面率２０％以下となる溝付き２方ロールにて構成されていることを特徴とする線材の圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は線材の圧延方法および圧延装置に関し、詳しくは、ガイドロールのような補助装置を用いることなく、線径４ｍｍ以下の細線を倒れや断線を生じることなく圧延可能な線材の圧延方法および圧延装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、スチールコードやソーワイヤに用いられるような線径０．３ｍｍ以下の高鋼線は、線径５〜７ｍｍのロッドから途中熱処理を行いながら２工程ないし３工程の引抜き加工によって製造されている。引抜き加工の主なメリットは、（１）細線での塑性加工が比較的容易であること、かつ、（２）寸法精度（真円度）を確保しやすいこと、が挙げられ、他の加工方法が量産ベースで用いられることはほとんどない。
【０００３】
上記引き抜き加工以外の加工法としては圧延加工が知られている。通常、線材の圧延加工は、圧延が進行するにつれて段階的に線径が小さくなるように、スタンドに保持されたロールを通過させることにより行われる。引抜き加工と比較した場合、圧延加工のメリットは、（１）キャプスタンのような張力発生機構を設ける必要がなく設備の小型化が可能であること、（２）潤滑材が必ずしも必要でないこと、などが挙げられ、加工費削減に貢献できる可能性を持ち合わせている。
【０００４】
このような理由から、例えば特許文献１では、４方ロールを用いた圧延加工で線径１〜２ｍｍ以下の細線を得るための技術が提案されている。これによれば、従来の２方ロールで線材の噛み出しが発生してしまう問題を、４方向からの圧縮力で解消することができる。しかしながら、４方ロールではロールスタンド間で線材の捻れが発生し易いという問題を有している。
【０００５】
ロールスタンド間での細線の捻れは、線径が細くなるにつれて捻れ剛性が低下するために発生する。例えば、２方ロールをある角度毎に直列配置した圧延機の場合、細線の捻れが生じることで、（１）ロールと細線の相対的な位置関係が変わらず、線材の噛み出し部がロールを通過する度に成長する、（２）常に同一方向から圧延荷重を受けるため細線内に大きな歪み分布が生じる、（３）断線する、など課題が多い。この問題を解消するため、特許文献２ではガイドロールを用いて線径４ｍｍ以下の線材を圧延する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１８２４０４号公報
【特許文献２】特開平１０−２１６８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の手法は捻れを矯正するものであるため、捻れ発生の原理的な解決にはならず、また、ガイドロールの設置に伴う設備の大型化や複雑化が避けられず、メンテナンス負担の増大等、好ましくない事態を招くという問題を有している。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ガイドロールのような補助装置を用いることなく、線径４ｍｍ以下の細線を倒れや断線を生じることなく圧延可能な線材の圧延方法および圧延装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解消するために鋭意検討した結果、下記の知見を得た。すなわち、圧延中の細線の捩れの主要因は、圧延された線材の噛み出し部が、続くスタンドの溝底に当り、捻れに対して不安定になることである。そして、その噛み出し部は通常ロール間隙で発生するが、線材断面に対し噛み出し部は断面積が小さく、特に圧下方向がスタンドごとに９０°変化するような通常の棒線圧延の場合、このような噛み出し部が次のスタンドの溝底に接触するため、線材とロールが線接触となり左右どちらにも捩れ易い状態となる。かかる知見に基づき、本発明者らはさらに鋭意検討した結果、溝付き２方ロールの溝を特定の形状とすることで、噛み出し部の発生を抑制することができ、上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の線材の圧延方法は、溝付き２方ロールを複数用いた線材の圧延方法において、
前記溝がロール接触面と平行な底部と、該底部に対して４０〜５０°の傾斜角を有する肩部とからなり、前記底部の幅をｗ、前記溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄが０．８５〜０．９０であり、かつ、第１の溝付き２方ロールによる圧延の減面率が４〜１０％であり、第２の溝付き２方ロール以降の溝付き２方ロールによる圧延の減面率が２０％以下であることを特徴とするものである。ここで減面率とは、下記式、
減面率＝｛（圧延前の線材の断面積）−（圧延後の線材の断面積）｝／（圧延前の線材の断面積）×１００
で表わされる。
【００１１】
本発明の線材の圧延装置は、溝付き２方ロールを複数有する線材の圧延装置において、
前記溝がロール接触面と平行な底部と、該底部に対して４０〜５０°の傾斜角を有する肩部とからなり、前記底部の幅をｗ、前記溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄが０．８５〜０．９０であり、かつ、第１の溝付き２方ロールが圧延の減面率４〜１０％となる溝付き２方ロールであり、第２の溝付き２方ロール以降が圧延の減面率２０％以下となる溝付き２方ロールにて構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガイドロールのような補助装置を用いることなく、線径４ｍｍ以下の細線を倒れや断線を生じることなく圧延可能な線材の圧延方法および圧延装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一好適実施の形態に係る溝付き２方ロールをパスライン出口側から見た拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一好適実施の形態に係る溝付き２方ロールをパスライン出口側から見た拡大部分断面図である。図示するように、本発明に係る溝付き２方ロールは、ロール１０の接触面と平行な底部１と、底部１に対して４０〜５０°の傾斜角（図１中のθ）を有する肩部２とからなる溝を有する２本のロール１０からなる。被圧延材である線材３はロール１０の溝に挟まれて２方向より圧延される。本発明の線材の圧延方法は、図１に示すタイプの溝付き２方ロール複数を用いて連続的に圧延するものである。図示するように、本発明に係る溝付き２方ロールの形状は、一般的な「ダイヤ−スクエア」、「ラウンド−オーバル」のような溝形状ではない。これは「ダイヤ−スクエア」では横断面が四角形形状となり、圧延後に伸線等の塑性加工を行う際の加工性を妨げる可能性があること、「ラウンド−オーバル」では線材の捻れに対する抵抗を得難く、そもそも捻れの抑制が難しいことによる。
【００１５】
本発明においては、底部１に対して肩部２は４０〜５０°、好適には４６〜４８°の傾斜を有している。傾斜角が４０°未満では、ロールの回転に対する十分な抵抗が得らない。一方、傾斜角が５０°を超えると、溝に充満し難くなり減面率の変化や形状不良を起こす場合があるばかりか、横断面内での塑性流動が大きくなり噛み出し部が発生してしまう。なお、図示はしないが、本発明においては、底部１と肩部２の連接部が曲率半径０．５ｍｍ以下の円弧形状であってもよい。
【００１６】
また、本発明においては、底部１の幅をｗ、溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄは０．８５〜０．９０である。この値が０．８５未満では相対的に溝が深く線材が充満し難くなり減面率の変化や形状不良を起こす場合があるばかりか、横断面内での塑性流動が大きくなり噛み出し部が発生してしまう。一方、０．９０より大きいと相対的に溝が浅く線材が扁平形状となり、下流のロールで捩れやすくなる。
【００１７】
本発明においては、第１の溝付き２方ロールによる圧延の減面率は４〜１０％である。第１の溝付き２方ロールの減面率が４％未満の場合、溝が大きくなりすぎるため圧延加工自体が十分になされないからである。一方、１０％より大きいとロールギャップ部が平坦にならず、第２の溝付き２方ロール以降で捻れ発生の原因となる。ただし、１スタンドで圧延する材料の断面形状が円形以外の場合はこの限りではない。好適には６〜８％である。
【００１８】
さらに、本発明においては、第２の溝付き２方ロール以降の溝付き２方ロールによる圧延の減面率は２０％以下である。第２の溝付き２方ロール以降の減面率が２０％以上であると、線材の噛み出しが発生し、捩れの原因となる。好適には、１２〜１６％である。
【００１９】
本発明においては、複数個配置される溝付き２方ロールの線材に対するロールの配置角度は、スタンド毎に変化することが好ましいが、その配置角度については特に制限はない。例えば、ロールの配置角度をスタンドごとに９０°変化させることができる。また、ロールの幅、径についても特に制限はない。なお、ロール間隙が０より大きいと噛み出しが発生する空間が生じ、捻れを抑制できなくなるおそれがあるため、未通線状態でのロール間隙は０であることが好ましい。
【００２０】
本発明においては、溝付き２方ロールの構造、圧延による減面率が上記関係を満足することのみが重要であり、圧延に際しての圧延温度等についての製造条件の詳細については常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。本発明の圧延方法は高炭素鋼線材の圧延に良好に用いることができる。
【００２１】
次に、本発明の線材の圧延装置について説明する。
本発明の線材の圧延装置は、ロール接触面と平行な底部１と肩部２とを有する溝付き２方ロールを複数個配置したものである。本発明においては、上記溝がロール接触面と平行な底部１と、底部１に対して４０〜５０°、好適には４６〜４８°の傾斜角を有する肩部とからなり、底部１の幅をｗ、溝の深さをｄとしたとき、ｗ／ｄが０．８５〜０．９０であり、かつ、第１の溝付き２方ロールが圧延の減面率４〜１０％となる溝付き２方ロールであり、第２の溝付き２方ロール以降が圧延の減面率２０％以下、好適には１２〜１６％の溝付き２方ロールにて構成されている。本発明の線材の圧延装置は、上記本発明の線材の圧延方法の実施に好適であり、溝付き２方ロールの溝形状を上記構成とすることで、線径４ｍｍ以下の細線を倒れや断線を生じることなく圧延することができる。
【００２２】
本発明の線材の圧延装置においては、溝付き２方ロールの構造、圧延による減面率が上記関係を満足することのみが重要であり、線材に対するスタンドの配置角度や、圧延温度等についての製造条件の詳細については常法に従い適宜決定することができ、特に制限されるものではない。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例および比較例１〜３＞
線材とし線径３．２ｍｍの硬鋼線（組成はＳＷＲＨ８２Ａと同等）を用い、これを図１に示すタイプの溝付き２方ロールで圧延した。溝付き２方ロールの寸法、および圧延後の減面率は表１に示す通りである。実施例および比較例１〜３のいずれも、全５個の溝付き２方ロールで圧延した後の線径は円相当で約２．３ｍｍとした。線速は何れの条件も第１の溝付き２方ロールで６．９ｍ／ｍｉｎ．とし、その後は１５．４％ずつ増速させている。また、線材に対する配置角度はスタンド毎に９０°ずつ変化させた。減面率は各ロールでの圧延前後に測定した線材の断面積から算出し、捩れの有無は圧延中または圧延終了後に目視で確認した。なお、圧延開始温度は７３０℃とした。得られた結果を表１に併記する。
【００２４】
【表１】
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※：底部に対する肩部の傾斜角度
【００２５】
表１からからわかるように、本発明の圧延装置を用いれば、線径４ｍｍ以下の細線を捻れることなく圧延することが可能となり、捻れ起因の断線も抑制することができる。また、ガイドロールのような補助装置を備える必要がなく、装置全体の大型化・複雑化を防ぐことができ、メンテナンスも容易である。
【符号の説明】
【００２６】
１  底部
２  肩部
３  線材
１０  ロール
【図１】
2012200787.tif 000004