(57)【要約】【課題】丸ビレットの真円度を向上させることができると共に、被圧延材の捩れ等を防止し、安定した状態で分塊圧延することが可能な丸ビレットの分塊圧延方法を提供する。【解決手段】本発明に係る丸ビレットの分塊圧延方法は、二重可逆式分塊圧延機を用いて被圧延材を丸ビレットに分塊圧延する方法であって、リーダー孔型及びオクタゴン孔型のうち何れかの中間孔型を用いて被圧延材を圧延した後、丸孔型を用いて被圧延材を圧延することにより丸ビレットに仕上げるステップを含み、前記中間孔型として、溝底部の曲率半径が丸ビレットの直径の１．５倍以下である孔型を用いると共に、丸孔型での被圧延材の圧延時には、ロール接触巾をロール入側の被圧延材の巾の７０％以上にすることを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二重可逆式分塊圧延機を用いて被圧延材を丸ビレットに分塊圧延する方法であって、
リーダー孔型及びオクタゴン孔型のうち何れかの中間孔型を用いて被圧延材を圧延した後、丸孔型を用いて被圧延材を圧延することにより丸ビレットに仕上げるステップを含み、
前記中間孔型として、溝底部の曲率半径が丸ビレットの直径の１．５倍以下である孔型を用いると共に、
丸孔型での被圧延材の圧延時には、ロール接触巾をロール入側の被圧延材の巾の７０％以上にすることを特徴とする丸ビレットの分塊圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重可逆式分塊圧延機を用いた分塊圧延により丸ビレットを製造する丸ビレットの分塊圧延方法に関する。特に、本発明は、丸ビレットの真円度を向上させることができると共に、被圧延材の捩れ等を防止し、安定した状態で分塊圧延することが可能な丸ビレットの分塊圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分塊圧延方法は、連続鋳造鋳片やインゴット等の素材を図１に示すような様々な孔型を用いて順次圧延することにより、その断面の大きさを減少させていき、所定の寸法の丸ビレット又は角ビレットを製造する方法である。
【０００３】
丸ビレットの分塊圧延方法としては、断面矩形の素材（ブルーム等）をボックス孔型で圧延し、次に中間孔型（リーダー孔型、オクタゴン孔型、オーバル孔型等）で圧延した後、仕上げ圧延として丸（ラウンド）孔型での圧延に至るのが一般的である。中間孔型としては、オーバル孔型を用いる場合が多い。
【０００４】
しかしながら、二重可逆式分塊圧延機を用いて丸ビレットの分塊圧延を行う場合、中間孔型としてオーバル孔型を用いれば、オーバル孔型自体での圧延の安定性が悪い他、オーバル孔型による圧延後にオーバル孔型に対応する形状となった被圧延材を丸孔型に誘導することが困難であるために、丸孔型での圧延の安定性も悪くなる（被圧延材の捩れ等が生じる）。
【０００５】
上記の圧延の安定性を改善するため、中間孔型としてリーダー孔型やオクタゴン孔型を用いる場合、図２に示すように、丸孔型での圧延の際に該丸孔型に拘束されない被圧延材の部分（以下、適宜「オーバル部」という）が略平坦な形状となる。すなわち、丸孔型で仕上げられた丸ビレットのオーバル部が略平坦な形状となり、丸ビレットの真円度が低下するため、例えば、次工程の製管前に行われる漏洩磁束探傷の際に、オーバル部が疵の過検出（オーバーマーク）の原因となる。疵の過検出が多くなると、本来は必要でない手入れ作業が増し、無駄な工数が生じるという問題がある。
【０００６】
従来の分塊圧延方法として、例えば、特許文献１に記載の方法が提案されている。特許文献１に記載の方法は、ロールの摩耗の軽減等を図ることを目的とし、丸孔型前のオーバル孔型を除く他のオーバル孔型をフラットに置き換える方法である。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、連続圧延機で被圧延材を圧延して棒鋼や線材を製造することを想定した技術であり、中間孔型としてオーバル孔型を用いても、前後段の双方で被圧延材が支持されるため、前述したような圧延の安定性の問題が生じ難い。従って、たとえ特許文献１に記載の方法を二重可逆式分塊圧延機を用いた分塊圧延に適用したとしても、中間孔型としてオーバル孔型を用いた場合に生じる圧延安定性の問題を解決することはできない。
【０００８】
また、非特許文献１や２には、分塊圧延に用いる孔型の種々の孔型形状が記載されているが、詳述されている孔型はオーバル孔型のみである。このオーバル孔型についても圧延安定性についての特段の記載はない。また、リーダー孔型やオクタゴン孔型についても、丸孔型での圧延の際にオーバル部が略平坦となることや、圧延安定性についての記載はない。
【０００９】
以上のように、従来、二重可逆式分塊圧延機を用いて丸ビレットの分塊圧延を行う場合において、丸ビレットの真円度低下（略平坦なオーバル部の発生）と、丸孔型での圧延安定性の低下の双方を解決する技術は提案されていない。
【特許文献１】特開昭５８−１６７０４号公報
【非特許文献１】日本鉄鋼協会編、「第３版鉄鋼便覧III（１）」、丸善、１９８０、第１６２頁−第１６４頁
【非特許文献１】日本鉄鋼協会編、「第３版鉄鋼便覧III（２）」、丸善、１９８０、第８６２頁−第８６３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、丸ビレットの真円度を向上させることができると共に、被圧延材の捩れ等を防止し、安定した状態で分塊圧延することが可能な丸ビレットの分塊圧延方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、中間孔型として、溝底部の曲率半径が丸ビレットの直径の１．５倍以下である孔型を用いれば、丸ビレットの真円度を向上可能であることを見出した。また、丸孔型での被圧延材の圧延時に、ロール接触巾をロール入側の被圧延材の巾の７０％以上にすれば、丸孔型での被圧延材の捩れ等を防止し、安定した状態で分塊圧延することが可能であることを見出した。
【００１２】
本発明は、本発明者らの上記の新しい知見に基づき完成されたものである。すなわち、本発明は、二重可逆式分塊圧延機を用いて被圧延材を丸ビレットに分塊圧延する方法であって、リーダー孔型及びオクタゴン孔型のうち何れかの中間孔型を用いて被圧延材を圧延した後、丸孔型を用いて被圧延材を圧延することにより丸ビレットに仕上げるステップを含み、前記中間孔型として、溝底部の曲率半径が丸ビレットの直径の１．５倍以下である孔型を用いると共に、丸孔型での被圧延材の圧延時には、ロール接触巾をロール入側の被圧延材の巾の７０％以上にすることを特徴とする丸ビレットの分塊圧延方法を提供するものである。
【００１３】
なお、本発明において、「ロール」とは、二重可逆式分塊圧延機に配置された被圧延材を圧延するためのロールであって、その回転軸方向に沿って順次、中間孔型及び丸孔型が形成されたロールを意味する。「丸ビレットの直径」とは、丸孔型の溝底部に対向する丸ビレットの部位を結んだ直線の長さを意味する（図７（ｆ）参照）。また、「ロール接触巾」とは、丸孔型での被圧延材の圧延時における、ロール入側における被圧延材と丸孔型との最初の接触点間の距離を意味する（図７（ｅ）参照）。さらに、「ロール入側の被圧延材の巾」とは、丸孔型での被圧延材の圧延時における、ロール入側におけるロールでの圧下方向と直交する方向の被圧延材の長さを意味する（図７（ｅ）参照）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る丸ビレットの分塊圧延方法によれば、丸ビレットの真円度を向上させることができると共に、被圧延材の捩れ等を防止し、安定した状態で分塊圧延することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
図３は、連続鋳造で得られたブルームに本発明に係る分塊圧延方法を適用して丸ビレットを製造し、この丸ビレットから管を製造するまでの一連のプロセスの一例を示す図である。図３（ａ）は一連のプロセスを概略的に示すブロック図を、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す均熱炉出側のブルーム寸法、第１分塊圧延機出側の被圧延材の寸法及び第２分塊圧延機出側の丸ビレットの寸法を示す。本発明に係る分塊圧延方法は、図３（ａ）に示す第２分塊圧延機に適用した。そして、図３（ｂ）に示すように、４種類の寸法の丸ビレットが得られるように、第２分塊圧延機の条件を変更した試験Ａ〜Ｄを行った。
【００１６】
図４は、図３（ａ）に示す第１分塊圧延機で得られた３２５ｍｍ×２４５ｍｍの被圧延材から第２分塊圧延機で直径１９１ｍｍの丸ビレットを得る場合（すなわち、図３（ｂ）に示す試験Ａの場合）における第２分塊圧延機の圧延パススケジュールの一例を示す。なお、図４に示すターンの欄に記載した「９０°転回」とは、圧延前に被圧延材を軸方向周りに９０°転回することを意味する。例えば、３パス目のターンの欄には「９０°転回」と記載されているが、これは、３パス目のボックス孔型では、２パス目のボックス孔型で圧延した被圧延材を軸方向周りに９０°転回した後に圧延することを意味する。また、図４に示すロールギャップは、対向配置された一対の孔型の最短の離間距離を意味する。
【００１７】
前述した試験Ａ〜Ｄにおいて、図４に示す７パス目のリーダー孔型のように、丸孔型での仕上げ圧延パスの前の圧延パスで用いる中間孔型の孔型の種類や形状を種々変更し、漏洩磁束探傷（図３（ａ）参照）における疵の過検出や、第２分塊圧延機の丸孔型での圧延の安定性について評価した。図５は、中間孔型としてオクタゴン孔型を用いた場合の孔型諸元及び試験結果を、図６は、中間孔型としてリーダー孔型を用いた場合の孔型諸元及び試験結果を示す。図５に示すように、中間孔型としてオクタゴン孔型を用いた場合には、試験ＡについてＡ−１〜Ａ−３の３種類、試験ＢについてＢ−１、Ｂ−２の２種類、試験ＣについてＣ−１、Ｃ−２の２種類、試験ＤについてＤ−１、Ｄ−２の２種類の試験を行った。また、図６に示すように、中間孔型としてリーダー孔型を用いた場合には、試験ＡについてＡ−４〜Ａ−６の３種類、試験ＢについてＢ−３、Ｂ−４の２種類、試験ＣについてＣ−３、Ｃ−４の２種類、試験ＤについてＤ−３〜Ｄ−６の４種類の試験を行った。
【００１８】
なお、図４〜図６に示す各記号（Ｂ０、Ｂ１、Ｒ０等）の欄に記載した数値は、図７に示す各記号に対応する部位の寸法を意味する。例えば、図４〜図６に示す中間孔型（図４〜図６では、リーダー孔型及びオクタゴン孔型）の欄に記載したＲ０は、該中間孔型の溝底部の曲率半径を意味する（図７（ｂ）及び（ｃ）参照）。図５及び図６に示す丸孔型の欄に記載した「ロール接触巾Ｂｓ」は、丸孔型での被圧延材の圧延時のロール入側における被圧延材と丸孔型との最初の接触点間の距離を意味する（図７（ｅ）参照）。図５及び図６に示す丸孔型ロールの欄に記載した「入側被圧延材巾Ｂ」は、丸孔型での被圧延材の圧延時のロール入側におけるロールでの圧下方向と直交する方向の被圧延材の長さを意味する（図７（ｅ）参照）。図５及び図６に示す「丸ビレット直径ｄ」は、丸孔型の溝底部に対向する丸ビレットの部位を結んだ直線の長さを意味する（図７（ｆ）参照）。なお、図５及び図６では、丸ビレットの直径の実測値ではなく公称値（目標値）を記載している。
【００１９】
また、図５及び図６に示す「捩れ発生率」は、同じ条件の試験（例えば、試験Ａ−１）を複数回繰り返して行った場合に、丸孔型での圧延で被圧延材の捩れが生じた回数（目視で確認）を試験回数で除した値を意味する。図５及び図６に示す「オーバル曲率」は、丸ビレットのオーバル部の曲率半径Ｒを丸ビレットの半径（ｄ／２）で除した値を意味する（図７（ｆ）参照）。図５及び図６に示す「過検出数」は、実際には疵が存在しないにも関わらず漏洩磁束探傷で検出した丸ビレットの単位長さ当たりの疵の個数（漏洩磁束探傷で疵を検出した際に丸ビレットにマーキングされるオーバーマークの個数に相当）を意味する。
【００２０】
図８は、図５及び図６に示す試験結果に基づき、中間孔型の溝底部の曲率半径Ｒ０と丸ビレットの直径ｄとの比、丸ビレットのオーバル曲率、及び、丸ビレットにおける疵の過検出数の関係を整理したグラフである。図８（ａ）はＲ０／ｄとオーバル曲率との関係を、図８（ｂ）はオーバル曲率と疵の過検出数との関係を、図８（ｃ）はＲ０／ｄと疵の過検出数との関係を示す。図８（ａ）に示すように、Ｒ０／ｄを１．５以下に設定すると、丸ビレットのオーバル曲率は１．２５以下となり、丸ビレットの真円度を向上させることが可能である。そして、図８（ｂ）に示すように、オーバル曲率が１．２５以下であると、疵の過検出数は１０個／ｍ以下となる。換言すれば、図８（ｃ）に示すように、Ｒ０／ｄを１．５以下に設定する（中間孔型の溝底部の曲率半径Ｒ０を丸ビレットの直径ｄの１．５倍以下にする）と、丸ビレットの真円度が向上し、疵の過検出数は１０個／ｍ以下となって、無駄な手入れ作業に要する工数を低減可能である。
【００２１】
図９は、図５及び図６に示す試験結果に基づき、丸孔型での被圧延材の圧延時における、ロール接触巾Ｂｓとロール入側の被圧延材の巾Ｂとの比、丸孔型での被圧延材の捩れ発生率、及び、中間孔型の溝底部の曲率半径Ｒ０と丸ビレットの直径ｄとの比の関係を整理したグラフである。図９（ａ）はＢｓ／Ｂと捩れ発生率との関係を、図９（ｂ）はＲ０／ｄとＢｓ／Ｂとの関係を示す。図９（ａ）に示すように、Ｂｓ／Ｂを７０％以上に設定する（ロール接触巾Ｂｓをロール入側の被圧延材の巾Ｂの７０％以上にする）と、捩れ発生率は５％以下となり、安定した状態で分塊圧延することが可能である。なお、図９（ｂ）に示すように、Ｒ０／ｄを大きくするほど、Ｂｓ／Ｂも大きくなる傾向にある。そして、Ｂｓ／Ｂを７０％以上にするには、Ｒ０／ｄを０．８以上にすることが好ましいことが分かる。
【００２２】
以上の結果より、本発明に係る分塊圧延方法は、中間孔型として、溝底部の曲率半径Ｒ０が丸ビレットの直径ｄの１．５倍以下（好ましくは、０．８倍以上１．５倍以下）である孔型を用いると共に、丸孔型での被圧延材の圧延時には、ロール接触巾Ｂｓをロール入側の被圧延材の巾Ｂの７０％以上にすることを特徴としている。これにより、丸ビレットの真円度を向上させて疵の過検出を抑制できると共に、丸孔型での被圧延材の捩れ等を防止し、安定した状態で分塊圧延することが可能である。
【００２３】
これに対して、上記の条件を満足しない分塊圧延方法（図５及び図６に示す備考欄に「比較例」と記載した方法）によれば、Ｒ０／ｄ≧１．５の場合（図５に示す試験Ｂ−１、Ｄ−１、図６に示す試験Ａ−６、Ｃ−４が相当する）には、丸ビレットにおける疵の過検出数が多くなる一方、Ｂｓ／Ｂ＜７０％の場合（図５に示す試験Ａ−３、Ｃ−２、Ｄ−２、図６に示す試験Ｂ−３、Ｄ−３が相当する）には、丸孔型での被圧延材の捩れ発生率が増すという問題が生じた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、丸ビレットの分塊圧延に用いる各種孔型の孔型形状例を示す。
【図２】図２は、丸ビレットのオーバル部を説明する説明図である。図２（ａ）は丸ビレットの軸方向から見た正面図を、図２（ｂ）は丸ビレットの斜視図を、図２（ｃ）は丸ビレットに漏洩磁束探傷を行った状態を示す斜視図を示す。
【図３】図３は、連続鋳造で得られたブルームに本発明に係る分塊圧延方法を適用して丸ビレットを製造し、この丸ビレットから管を製造するまでの一連のプロセスの一例を示す図である。図３（ａ）は一連のプロセスを概略的に示すブロック図を、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す均熱炉出側のブルーム寸法、第１分塊圧延機出側の被圧延材の寸法及び第２分塊圧延機出側の丸ビレットの寸法を示す。
【図４】図４は、図３（ａ）に示す第１分塊圧延機で得られた３２５ｍｍ×２４５ｍｍの被圧延材から第２分塊圧延機で直径１９１ｍｍの丸ビレットを得る場合における第２分塊圧延機の圧延パススケジュールの一例を示す。
【図５】図５は、図３（ａ）に示す第２分塊圧延機の中間孔型としてオクタゴン孔型を用いた場合の孔型諸元及び試験結果を示す。
【図６】図６は、図３（ａ）に示す第２分塊圧延機の中間孔型としてリーダー孔型を用いた場合の孔型諸元及び試験結果を示す。
【図７】図７は、図４〜図６に示すパラメータの意味を説明する説明図である。図７（ａ）はボックス孔型を、図７（ｂ）はリーダー孔型を、図７（ｃ）はオクタゴン孔型を、図７（ｄ）は丸孔型を示す。図７（ｅ）は丸孔型での被圧延材の圧延時における、ロール接触巾と、ロール入側の被圧延材の巾とを説明する図である。図７（ｆ）は丸ビレットの直径と、オーバル曲率とを説明する図である。
【図８】図８は、図５及び図６に示す試験結果に基づき、中間孔型の溝底部の曲率半径Ｒ０と丸ビレットの直径ｄとの比、丸ビレットのオーバル曲率、及び、丸ビレットにおける疵の過検出数の関係を整理したグラフである。図８（ａ）はＲ０／ｄとオーバル曲率との関係を、図８（ｂ）はオーバル曲率と疵の過検出数との関係を、図８（ｃ）はＲ０／ｄと疵の過検出数との関係を示す。
【図９】図９は、図５及び図６に示す試験結果に基づき、丸孔型での被圧延材の圧延時における、ロール接触巾Ｂｓとロール入側の被圧延材の巾Ｂとの比、丸孔型での被圧延材の捩れ発生率、及び、中間孔型の溝底部の曲率半径Ｒ０と丸ビレットの直径ｄとの比の関係を整理したグラフである。図９（ａ）はＢｓ／Ｂと捩れ発生率との関係を、図９（ｂ）はＲ０／ｄとＢｓ／Ｂとの関係を示す。
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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