JPH0722761B2 - 誘導装置を備えた鋼材整形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般鋼、ステンレス鋼、
特殊鋼などからなる横断面円形状または横断面六角形状
をなす鋼材の寸法精度、真円度を高めるために、鋼材を
サイジング処理する鋼材整形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業界では、横断面円形状をなす棒鋼や
線材等の鋼材の寸法精度、真円度をより一層高精度にす
ることが要請されつつある。例えば、鋼材径が５０ｍｍ
程度の場合、従来のＪＩＳ規格では、寸法公差の値や同
一断面における（最大径−最小径）の値がプラスマイナ
ス０．７０〜０．８０ｍｍ程度であったのに対して、
０．１０〜０．２０ｍｍ程度と高精度であることが要請
されつつある。

【０００３】そこで、近年、本出願人は、従来使用され
ていた２個のロールを上下に配置したＨＶ方式の圧延ロ
ール装置に代えて、リング状にのびるカリバー溝面をも
つ３個の圧延ロールを周方向に均等間隔で並べて１組と
した三方ロール装置を用い、この三方ロール装置を鋼材
の搬送方向にそって直列に多数組並べ、これにより三方
ロール装置で鋼材を精密圧延または超精密圧延する装置
を開発した。この装置によれば、鋼材の寸法精度、真円
度をより一層高精度にすることができる。

【０００４】この鋼材を精密圧延または超精密圧延する
装置においては、圧延装置の出口側に据え付けられる整
形用のサイジング装置も、リング状にのびるカリバー溝
面をもつ３個のサイジングロールを周方向に均等間隔で
並べて１組とした三方ロール装置を用い、その三方ロー
ル装置を鋼材の搬送方向にそって直列に複数組並べて構
成する必要がある。更に、サイジング装置の出口側に、
誘導孔をもつ誘導装置を据え付け、サイジング装置の出
口側から排出されるサイジングされた鋼材を誘導装置に
より後工程に誘導することにしている。

【０００５】ところで、精密圧延または超精密圧延する
装置に用いられるサイジング装置では、そのサイジング
の際における圧下率は極めて微小である。そのため、サ
イジング装置でサイジング処理された鋼材は寸法精度、
真円度が高精度となるという利点が得られるものの、鋼
材の先端部がＳの字形状（通常、三次元的なＳの字形
状）に曲がり易い問題が新たに提起された。三方ロール
装置によるサイジングの際における圧下率を大きくすれ
ば、三方ロール装置を構成する３個のサイジングロール
のカリバー溝面が共に鋼材を圧下するので、圧下のバラ
ンスは確保され、Ｓの字形状の曲がりは軽減されるもの
の、その反面、鋼材の寸法精度、真円度は高精度となら
ず、精密圧延、超精密圧延に不向きとなる。

【０００６】上記した様に鋼材の先端部がＳの字形状に
曲がると、後工程に鋼材を搬送する際に支障となる。
又、Ｓの字形状に曲がった先端部は品質上製品となら
ず、切断するしかなく、材料歩留りの向上には限界があ
った。Ｓの字形状に曲がる原因は、主として、次の様で
あると推察される。即ち、精密圧延または超精密圧延す
る装置に用いられるサイジング装置では、鋼材の寸法精
度、真円度を維持するために、サイジングの際における
圧下率は極めて微小である。そのため、サイジング装置
を構成する複数組の三方ロール装置のうち、最も出口側
に近い最終組の三方ロール装置では、３個のサイジング
ロールのうち、カリバー溝面が鋼材に強接触するサイジ
ングロールと、カリバー溝面が鋼材に弱接触又は非接触
となるサイジングロールとがある。この場合、カリバー
溝面が鋼材に強接触するサイジングロールでは、鋼材表
面を延ばし、カリバー溝面が鋼材に弱接触又は非接触と
なるサイジングロールでは、鋼材表面を延ばさない。そ
のため、鋼材の先端部では、三方ロール装置による圧下
バランスが崩れ易く、その後、圧下バランスの崩れを回
避する向きに鋼材が誘導装置の誘導孔内で変位するた
め、鋼材の先端部がＳの字形状に曲がるものと推察され
る。

【０００７】なお、従来より、実開昭６３−１０６５１
８号公報には、入口側のノズル前部材をセラミックスで
形成し、出口側のノズル後部材を金属で形成した鋼材誘
導装置が開示されている。また実開昭６１−１９２４６
７号公報には、金属からなる外層とセラミックスからな
る内層とで形成し、耐焼付性、耐摩耗性を高めた鋼材誘
導装置が開示されている。しかしこれらの鋼材誘導装置
では、鋼材を後工程に案内する効果は得られるものの、
鋼材のＳ字曲がりを軽減する効果は期待できない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した三方
ロール方式のサイジング装置で鋼材を高精度でサイジン
グする際に発生する特有のＳ字形状の曲がりの問題に鑑
みなされたものであり、その目的は、鋼材の先端部に生
じるＳの字形状の曲がりを軽減または回避できるサイジ
ング装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は三方ロール方
式のサイジング装置による鋼材整形について鋭意研究を
重ね、その結果、サイジング装置の出口側に据え付けら
れている誘導装置の誘導孔で鋼材を誘導する際に、鋼材
の先端部に「Ｊ」形状の曲がりが発生しつつある早期に
おいて、誘導孔の内壁面で強制的に外力を鋼材の先端に
付加すれば、Ｓの字形状の曲がりを軽減できることを知
見し、試験により確認した。

【００１０】誘導孔において鋼材に強制的に外力を付加
するには、誘導孔の内壁面で鋼材の求心方向へ外力を作
用させればよい。この場合、鋼材の求心方向において一
方へ外力を負荷する第１の形態と、求心方向において互
いに逆向きの外力を鋼材の先端部に付加する第２の形態
とがある。すなわち、図１に示す様に、サイジング装置
でサイジングする際に鋼材Ｗの先端部に生じるＳの字形
状の曲げにおいて、鋼材Ｗの先端ＷＯから第１の曲がり
Ｗ１までの鋼材搬送方向における距離をＬ１とし、第１
の曲がりＷ１の曲がり量をＡとし、鋼材Ｗの先端ＷＯか
ら第２の曲がりＷ２の終端までの距離をＬ２とし、第２
の曲がりＷ２の曲がり量をＣとする。かつ、図２に示す
様にサイジング装置１の出口側の最終組の三方ロール装
置４のロールセンタＰと誘導装置５の誘導孔５０の平行
内壁面５５の始端５０ａとの距離をＹ１とし、ロールセ
ンタＰと誘導装置５の誘導孔５０の平行内壁面５５の終
端５０ｂとの距離をＹ２とし、サイジングされた鋼材Ｗ
の外径と誘導孔の内径との差を２Ｘ（２とＸとの積）と
仮定する。このとき、前記した第１の形態として、三方
ロール装置４で「Ｊ」形状の曲がりが発生しつつある早
期に、鋼材Ｗの先端ＷＯを誘導孔５０の内壁面５５に当
てれば、曲がりつつある鋼材Ｗの先端ＷＯに外力Ｆ１を
付加でき、第１の曲がりＷ１の曲がり量を軽減できる。

【００１１】更に、前記した第２の形態として、鋼材Ｗ
が誘導孔５０内に進入したときにおいて図３に示す様に
鋼材Ｗの先端ＷＯを誘導孔５０の内壁面部分５５ｈに当
てて外力Ｆ１を付加するとともに、鋼材Ｗの第１の曲が
りＷ１を、対向する内壁面部分５５ｉに当てて外力Ｆ２
を付加すれば、外力Ｆ１と外力Ｆ２とが互いに反対方向
に向くために、第１の曲がりＷ１の曲がり量を効果的に
矯正できる。本発明はかかる第１の形態と第２の形態と
の知見に基づきなされたものである。

【００１２】即ち、請求項１にかかる鋼材整形装置は、
横断面円形状または横断面六角形状の鋼材をサイジング
するものであり、リング状にのびるカリバー溝面をもつ
３個のサイジングロールを周方向に所定間隔で並べた１
組の三方ロール装置を鋼材の搬送方向にそって直列に複
数組並べて構成され、サイジングの際に鋼材の先端部に
Ｓの字形状に曲げを生じさせるサイジング装置と、該サ
イジング装置の出口に配置され、該サイジング装置の出
口から排出されるサイジングされた鋼材を誘導する誘導
孔をもち、誘導孔の内径が該鋼材の外径より０．１ｍｍ
〜８ｍｍ大きく設定されている誘導装置とで構成されて
いるものである。

【００１３】誘導装置は、鋼材を後工程に正確に案内す
るものである。誘導孔の内径と鋼材の外径との間のクリ
アランスは、上記設定範囲を維持する限りにおいて、鋼
材の径に応じて適宜選択できる。この場合、クリアラン
スを小さくすれば、鋼材の曲がりは誘導孔の内壁面に早
期に当たり、早期に矯正させ得る利点があり、その反
面、鋼材の径を変更したときには、鋼材の径に応じて誘
導装置を交換しなければならず、生産性の面で不利とな
る。一方、クリアランスを大きくすれは、鋼材の径を変
更したときでも、誘導装置を交換せずとも良く、生産性
の面で有利である反面、鋼材が誘導孔の内壁面に当たる
時期が遅れ、矯正性が多少低下する傾向にある。かかる
点を鑑み、誘導孔の内径と鋼材の外径との間のクリアラ
ンスは、上記範囲を維持する様に設定する必要がある。

【００１４】請求項２にかかる鋼材整形装置は、サイジ
ング装置でサイジングする際に鋼材の先端部に生じるＳ
の字形状の曲げにおいて、鋼材の先端から第１の曲がり
までの鋼材搬送方向における距離をＬ１とし、第１の曲
がりの曲がり量をＡとし、該サイジング装置の出口側の
最終組の三方ロール装置のロールセンタと誘導装置の誘
導孔の平行内壁面始端との鋼材搬送方向における距離を
Ｙ１とし、該ロールセンタと該誘導装置の誘導孔の平行
内壁面終端との鋼材搬送方向における距離をＹ２とし、
サイジングされた鋼材の外径と誘導孔の内径との差を２
Ｘ（２とＸとの積）としたとき、Ｙ１はＬ１よりも小さ
く、Ｙ２はＬ１よりも大きく、ＸはＡ以下に設定されて
いるものである。

【００１５】請求項３にかかる鋼材整形装置では、誘導
孔を形成する内壁面は半径方向において変位可能とされ
ており、誘導孔の内径と鋼材の外径との差であるクリア
ランスが可変とされているものである。請求項４にかか
る鋼材整形装置は、横断面円形状または横断面六角形状
の鋼材をサイジングするものであり、リング状にのびる
カリバー溝面をもつ３個のサイジングロールを周方向に
所定間隔で並べた１組の三方ロール装置を鋼材の搬送方
向にそって直列に複数組並べて構成され、サイジングの
際に鋼材の先端部にＳの字形状に曲げを生じさせるサイ
ジング装置と、サイジング装置の出口に配置され該サイ
ジング装置の出口から排出されるサイジングされた鋼材
を誘導する誘導装置とで構成され、誘導装置は、鋼材の
軸線の回りの周方向において分割されかつ求心方向に変
位可能に配置され誘導孔を形成する複数個の分割誘導体
とからなる誘導体と、各分割誘導体を求心方向に付勢し
て各分割誘導体の内壁面を鋼材に接近または接触させる
付勢部材とで構成されているものである。誘導体を構成
する分割誘導体の数は適宜選択でき、例えば、鋼材の軸
線の回りにおいて分割誘導体を放射状に配置しても良
い。付勢部材としては板バネ、コイルバネ等の各種バ
ネ、発泡体を採用できる。付勢部材のバネ定数は適宜選
択できるが、バネ定数を大きくすれは、付勢部材のバネ
性が硬くなり、従って、鋼材に曲がりが生じたとき分割
誘導体の内壁面に鋼材を強く圧接することができる。

【００１６】請求項５にかかる鋼材整形装置は、誘導装
置は、三方ロール装置を直列に並べた方向において位置
調整可能にサイジング装置に保持され、位置調整に伴い
出口側の三方ロール装置に接近可能であることを特徴と
するものである。請求項６にかかる鋼材整形装置では、
誘導装置は、誘導孔をもつ複数個の誘導体を、三方ロー
ル装置を直列に並べた方向において互いに接近または接
触した状態で直列に並設して構成されていることを特徴
とするものである。

【００１７】請求項７にかかる鋼材整形装置では、誘導
装置は、固体潤滑性または耐摩耗性を備えた材質からな
ると共に誘導孔をもつ内側部材と、内側部材を保持する
外側部材とで構成されていることを特徴とするものであ
る。誘導孔を形成する内壁面の材質は、カーボン系、片
状黒鉛をもつ普通鋳鉄系、球状黒鉛をもつダクタイル鋳
鉄系、アルミナや窒化珪素等のセラミックス系、超硬合
金系等といった、固体潤滑性または耐摩耗性を備えたも
のを採用できる。

【００１８】

【作用】鋼材の外面と誘導装置の誘導孔の内壁面との間
のクリアランスが狭小化されているか、または、クリア
ランスがないので、誘導孔を鋼材が通過する際に鋼材の
曲がりは早期の段階で強制される、よって鋼材の曲がり
量は軽減される。誘導孔を形成する内壁面の材質が潤滑
性または耐磨耗性をもてば、鋼材の焼き付き現象等で鋼
材に発生するかき疵を抑制できる。

【００１９】また請求項３では、鋼材の径に応じてクリ
アランスの大きさを調整できる。従って、多種類の径を
もつ鋼材に１個の誘導装置で対応できる。また請求項４
では、各分割誘導体を付勢部材で求心方向に付勢し、各
分割誘導体の内壁面を鋼材に接触または接近させ得るの
で、クリアランスの狭小化に有利である。

【００２０】また請求項５では、誘導装置は、三方ロー
ル装置を直列に並べた方向において位置調整可能とされ
ているので、位置調整すれば、出口側の三方ロール装置
に誘導装置を接近できる。従って、鋼材に曲がりが生じ
た時において、誘導孔を形成する内壁面に鋼材の曲がり
部分をより早期に当てることができ、そのためより早期
に鋼材に外力を付加できる。また請求項５では、出口側
の三方ロール装置に誘導体を接近させると、次の様な作
用も達成される。即ち、図２において三方ロール装置４
のサイジングロール４１による圧下点をＫとし、鋼材Ｗ
の曲がった先端ＷＯが誘導孔５０の内壁面５５に当たる
当接点をＭとする。ここで、曲がり矯正の際における鋼
材Ｗの座屈を抑えるためには、鋼材搬送方向におけるＫ
〜Ｍ間の距離が短い方が好ましい。この点出口側の三方
ロール装置４に誘導孔５０を接近させれば、Ｍ点がＫ点
に近づき、Ｋ〜Ｍ間の距離の短縮化を図り得、よって矯
正の際における鋼材の座屈抑制に有利である。

【００２１】また請求項６では、誘導孔をもつ複数個の
誘導体を、三方ロール装置を直列に並べた方向において
互いに接近または接触した状態で直列に並設しているの
で、誘導孔をその軸長方向に長くでき、従って、Ｓの字
形状の曲がりの長さが長い場合に対応できる。

【００２２】

【実施例】次に本発明の鋼材整形装置を図面に示された
実施例に基づいて説明する。先ず図４〜図５を参照して
全体構成を説明する。この鋼材整形装置にかかるサイジ
ング装置１は、精密圧延または超精密圧延された横断面
円形状の鋼材Ｗを用い、その鋼材Ｗをサイジング処理し
て寸法精度、真円度の精度を高めるものである。図４、
図５に示す様に、サイジング装置１は、第１の三方ロー
ル装置２、第２の三方ロール装置３、第３の三方ロール
装置４を鋼材Ｗの搬送方向にそって直列に順に並設して
構成されている。図６に示す様に、第３の三方ロール装
置４は、リング状にのびるカリバー溝面４０をもつディ
スク型の３個のサイジングロール４１（材質 ダクタイ
ル鋳鉄、カリバー底の基本径：Ｄ１０）を周方向に１２
０度間隔で並べて構成されている。図６において４３ｕ
は第３の三方ロール装置４のスタンド４３に形成された
空間部である。

【００２３】第２の三方ロール装置３も基本的には同じ
構成であり、リング状にのびるカリバー溝面３０をもつ
ディスク型の３個のサイジングロール３１（材質ダクタ
イル鋳鉄、カリバー底の基本径：Ｄ１１）を周方向に１
２０度間隔で並べて構成されているが、第３の三方ロー
ル装置４とは３個のサイジングロール３１の場合と位相
が異なる。第１の三方ロール装置２は第３の三方ロール
装置４と基本的には同じ構成であり、リング状にのびる
カリバー溝面２０をもつディスク型の３個のサイジング
ロール２１（材質 ダクタイル鋳鉄、カリバー底の基本
径：Ｄ１２）を周方向に１２０度間隔で並べて構成され
ており、サイジングロール２１の位相も第３の三方ロー
ル装置４の場合と同じである。なおＤ１１〜Ｄ１２は基
本的には４９２ｍｍであるものの、Ｄ１２、Ｄ１１、Ｄ
１０となるにしたがって微小量大きくなる様に設定され
ている。

【００２４】図５に示す様に、第１の三方ロール装置２
の入口側と出口側には、誘導孔２５をもつ筒状の入口側
誘導装置２６、誘導孔２７をもつ筒状の出口側誘導装置
２８がそれぞれ設けられている。第２の三方ロール装置
３の入口側と出口側にも、誘導孔３５をもつ筒状の入口
側誘導装置３６、誘導孔３７をもつ筒状の出口側誘導装
置３８がそれぞれ設けられている。第３の三方ロール装
置４の入口側と出口側にも、誘導孔４５をもつ筒状の入
口側誘導装置４６、誘導孔５０をもつ筒状の出口側の誘
導装置５がそれぞれ設けられている。

【００２５】さて、誘導装置５は本実施例を特徴づける
ものである。図７に示す様に、この誘導装置５は、断面
円形状の誘導孔５０をもつ誘導体として機能する筒状の
内側部材５１と、内側部材５１を保持する筒状の外側部
材５２と、貫通孔５３ａをもつ蓋部５３と、外側部材５
２をスタンド４３に固定するホルダー５４とで構成され
ている。誘導孔５０は、第３の三方ロール装置４の出口
から排出されるサイジングされた鋼材Ｗを誘導するもの
であり、第３の三方ロール装置４を通過する鋼材Ｗの軸
線と同軸的に配置されている。内側部材５１はカーボン
で形成されている。内側部材５１の軸線と平行な内壁面
５５の前後には、円錐内壁面５５ａと円錐内壁面５５ｃ
とが連設されている。外側部材５２はボルト５７を介し
てホルダー５４に固定されている。図７に示す様に、外
側部材５２は、鋼製（ＪＩＳーＳ４５Ｃ）であり、円錐
状の案内面５２ｈをもつストッパ筒部５２ａと、軸線と
平行な平行内壁面５２ｂをもつ長筒部５２ｃとで構成さ
れている。長筒部５２ｃの後端部には雄螺子部５２ｄが
形成されている。そして、蓋部５３の雌螺子部５３ｃを
外側部材５２の雄螺子部５２ｄに螺合して、よって蓋部
５３は外側部材５２に同軸的に固定され、蓋部５３によ
り内側部材５１は外側部材５２に外れ止め状態に保持さ
れている。ホルダー５４は鋳鋼製であり、水冷室５４ａ
を形成する。給水パイプ５８は水冷室５４ａに給水す
る。

【００２６】図１を参照して既述した様に、サイジング
装置１でサイジングする際に生じた曲がりにおいて、鋼
材Ｗの先端ＷＯから第１の曲がりＷ１までの長さをＬ１
とし、第１の曲がりＷ１の曲がり量をＡとし、さらに図
７に示す様に、サイジング装置１の出口側の最終組の三
方ロール装置４のロールセンタＰと誘導装置５の誘導孔
５０の軸線と平行な内壁面５５の始端５０ａとの距離を
Ｙ１とし、ロールセンタＰと誘導装置５の誘導孔５０の
軸線と平行な内壁面５５の終端５０ｂとの距離をＹ２と
する。また、サイジングされた鋼材Ｗの外径と誘導孔５
０の内径との差を２Ｘ（２とＸとの積）とする。このと
き本実施例では、Ｙ１はＬ１よりも小さく、Ｙ２はＬ１
よりも大きく、ＸはＡ以下に設定されているものであ
る。従って図２、図３を参照して既述した様に、互いに
逆方向に向く外力Ｆ１、Ｆ２を鋼材に作用させ得る。

【００２７】ところで図７において、ホルダー５４をス
タンド４３に固定するには次の様にする。即ち、ピン６
０でホルダー５４をスタンド４３の取付面４３ｅに回り
止めした状態で、ホルダー５４の当て面５４ｂにプレー
ト６１を当てがい、この状態で、プレート６１を取付ボ
ルト６２を介してプレート取付面４３ｆに固定し、これ
によりホルダー５４をスタンド４３に固定する。

【００２８】本実施例では、サイジング後の鋼材Ｗの仕
上げ外径寸法は３８ｍｍに設定されており、内側部材５
１の誘導孔５０の軸線と平行な内壁面５５の内径は、鋼
材Ｗの仕上げ外径寸法よりも０．１ｍｍ〜８ｍｍ大きく
設定されている。故に、誘導孔５０の内壁面５５と鋼材
Ｗの外面とのクリアランスが０．０５〜４ｍｍと狭い。
代表例としては、誘導孔５０の内壁面５５の内径Ｄ２は
４３．５ｍｍ、内側部材５１の長さ寸法Ｌ３は１８０ｍ
ｍにできる。

【００２９】次に、サイジングする場合について説明す
る。この場合、精密圧延または超精密圧延された横断面
円形状をなす熱間状態の鋼材Ｗ（ＪＩＳ−ＳＣＭ４２
０）を用い、その鋼材Ｗ（温度８５０〜１０００°Ｃ）
をサイジング装置１のロール間に装入する。このとき給
水パイプ５８から水冷室５４ａに供給された冷却水は水
孔５４ｔからロールに向けて噴出される。サイジングの
際には、図５から理解できる様に、第１の三方ロール装
置２、第２の三方ロール装置３、第３の三方ロール装置
４により鋼材Ｗは順にサイジングされる。このとき、入
口側誘導装置２６の誘導孔２５、出口側誘導装置２８の
誘導孔２７、入口側誘導装置３６の誘導孔３５、出口側
誘導装置３８の誘導孔３７、誘導装置５の誘導孔５０を
順に鋼材Ｗは通過する。

【００３０】ここで、精密圧延または超精密圧延された
鋼材Ｗをサイジングするため、サイジング装置１を構成
する三方ロール装置２、３、４のうち、最も出口側に近
い最終組の三方ロール装置４では、サイジングの際にお
ける圧下率は寸法精度、真円度の高精度を維持するため
に、従来と同様に極めて微小である。そのため、従来と
同様に、３個のサイジングロール４１のうち、カリバー
溝面４０が鋼材Ｗに強接触するサイジングロール４１
と、カリバー溝面４０が鋼材Ｗに弱接触又は非接触とな
るサイジングロール４１とがある。この場合、カリバー
溝面４０が鋼材Ｗに強接触するサイジングロール４１で
は、鋼材表面を延ばし、カリバー溝面４０が鋼材Ｗに弱
接触又は非接触となるサイジングロール４１では、鋼材
表面を延ばさないため、従来と同様に、鋼材Ｗの先端部
がＳの字形状に曲がりが生じる傾向にある。

【００３１】ちなみに、本実施例では、サイジング装置
１全体による鋼材Ｗの減面率は約６％であり、このう
ち、第１の三方ロール装置２による減面率は約３％、第
２の三方ロール装置３による減面率は約２％、第３の三
方ロール装置４による減面率は１％であり、この様に第
３の三方ロール装置４による圧下率は極めて微小であ
る。

【００３２】上記した様にサイジング装置１を通過した
鋼材ＷにＳの字形状に曲がりが生じる傾向にある。サイ
ジング装置１の第３の三方ロール装置４を通過した直後
のＳの字形状の曲がりの状況を、図９に示す。図９にお
いて実線のグラフはＸ方向において測定した測定値を示
し、破線のグラフはＹ方向において測定した測定値を示
す。図９に示す様に三次元的なＳの字形状の曲がりが生
じているのが把握される。なお図９においてＴの絶対値
は省略する。

【００３３】本実施例では、サイジングされた鋼材Ｗの
先端ＷＯが誘導装置５の誘導孔５０内を通過し、サイジ
ングロール４１による摩擦力により後方に誘導される。
この際、誘導孔５０の内壁面５５と鋼材Ｗの外面とのク
リアランスが０．０５〜４ｍｍと狭いため、鋼材Ｗの曲
がりが少ない時期に鋼材Ｗは矯正され、従ってＳの字形
状の曲がりが軽減される。

【００３４】上記した実施例の装置と従来例の装置（ク
リアランス：鋼材径が３８ｍｍのとき２８ｍｍ）との効
果を比較するため、図１に示す項目についての鋼材Ｗの
寸法を測定し、これを表１に示した。表１に示す様に、
実施例の装置では従来例に比較して、鋼材Ｗの先端ＷＯ
のＳの形状の曲がりが大幅に減少していることが確認さ
れた。なお測定した鋼材Ｗの本数は５０〜２００本であ
り、その平均値とした。

【００３５】

【表１】 また本実施例では、内側部材５１の材質として、潤滑性
の良いカーボンを使用しているため、焼き付き現象等で
発生する鋼材のかき疵を抑制できる。

【００３６】次に別の実施例として、図８に示すよう
に、誘導体全体を鋳鉄（ＦＣ２０〜２５）で形成し、誘
導孔５０の内径寸法Ｄ２を７５．５ｍｍ、誘導孔５０の
長さ寸法Ｌ３を１５０ｍｍ、鋼材Ｗの仕上げ外径寸法を
７０ｍｍとして実施した。同様に、この実施例の装置と
従来例（クリアランス：鋼材径が７０ｍｍのとき３６ｍ
ｍ）との効果を比較するため、図１に示す項目について
の鋼材の寸法を測定し、これを表２に示す。なお、鋼材
Ｗの本数は１５０〜２００本であり、その平均値とし
た。表２に示す様に、この実施例でも、従来例に比較し
て、鋼材の先端部のＳの形状の曲がりが大幅に減少して
いる。

【００３７】

【表２】 （適用例）超精密圧延に適用した適用例を図１０に示
す。図１０を参照して全体構成を説明する。この例で
は、鋼材を８００〜１２００°Ｃ程度に加熱するウォー
キングビーム式加熱炉３００、鋼材の酸化膜を落とすデ
ィスケーラー３０１、鋼材を粗圧延するＨＶ式粗圧延装
置３０２、粗圧延した鋼材を切断するフライングシャー
３０３、制御圧延のため鋼材をオンライン上で冷やすた
め粗ロール水冷帯３０４、ディスケーラー３０５、鋼材
を中間圧延するＨＶ式中間圧延装置３０６、フライング
シャー３０７、最大７組並設した三方ロール装置で圧延
する三方ロール式中間圧延装置３０８、フライングシャ
ー３０９、最大７組並設した三方ロール装置で精密圧延
する三方ロール式仕上圧延装置３１０、上記した実施例
にかかるサイジング装置１、誘導装置５が直列に順に設
置されている。

【００３８】この適用例では、寸法精度、真円度が高い
鋼材Ｗを圧延するために、中間圧延、仕上圧延、サイジ
ングの連続三工程において三方ロール装置が採用されて
いる。 （他の実施例）図１１〜図１８は他の実施例を示す。図
１１及び図１２に示す例では、誘導装置７は、筒形状の
外側部材７１と、半筒形状の上誘導体７２と、半筒形状
の下誘導体７３と、螺子部７４とで構成されている。上
誘導体７２及び下誘導体７３は分割誘導体として機能す
る。上誘導体７２は、半筒形状のカーボン系の潤滑部材
７２ａと半筒形状の剛体部材７２ｂとで形成されてい
る。下誘導体７３は、半筒形状のカーボン系の潤滑部材
７３ａと半筒形状の剛体部材７３ｂとで形成されてい
る。各螺子部７４は外側部材７１の各螺孔７１ａにそれ
ぞれ螺進退可能にねじこまれている。各螺子部７４の円
形状の先端部７４ａは剛体部材７２ｂ、７３ｂの円形状
の係合孔７６に回転可能に係合している。そして、螺子
部７４を螺進退させれば、上誘導体７２及び下誘導体７
３を半径方向においてつまり矢印Ｓ１、Ｓ２方向に変位
させ得る。そのため、鋼材２と上誘導体７２、下誘導体
７３との間のクリアランスを調整できる。

【００３９】図１３に示す例では、図１１に示す例と基
本的には同じ構成であり、但し、螺子部７４に代えて、
比較的大きいバネ定数をもつ付勢部材としての板バネ７
８が剛体部材７２ｂ、７３ｂと外側部材７１との境界域
に介在している。そして、鋼材Ｗに曲がりが生じた時に
おいて、板バネ７８のバネ力により潤滑部材７２ｂ、７
３ｂを鋼材Ｗの外面に圧接させ得る。このとき、鋼材Ｗ
の曲がった先端ＷＯが潤滑部材７２ａ、７３ａに当たっ
ても、板バネ７８のバネ定数は大きいので、鋼材Ｗの曲
げは潤滑部材７２ａ、７３ａで矯正される。

【００４０】図１４に示す例は、図１３に示す例と基本
的には同じ構成である。但し、板バル７８に代えて、コ
イルバネ７９を用いている。この例においても、鋼材Ｗ
に曲がりが生じた時において、コイルバネ７９のバネ力
により潤滑部材７２ａ、７３ａを鋼材Ｗの外面に圧接さ
せ得る。従って、鋼材Ｗの曲がった先端ＷＯが潤滑部材
７２ａ、７３ａに当たっても、コイルバネ７９のバネ定
数は大きいので、鋼材Ｗの曲げは潤滑部材７２ａ、７３
ａで矯正される。

【００４１】図１５に示す例は図７に示す例と基本的に
は同じ構成である。但し、誘導装置５のホルダ５４とス
タンド４３の取付面４３ｅとの間に挟持部材８０を介在
させている。挟持部材８０を、その厚みｔを変えて複数
種類用意すれば、挟持部材８０を変更するだけで、誘導
装置５を三方ロール装置４のスタンド４３に対して鋼材
搬送方向において位置調整可能にできる。したがって、
鋼材Ｗの先端ＷＯに生じる曲がりの状況に対応させて、
誘導装置５を三方ロール装置４のスタンド４３に対して
接近させ得、よって曲がりを早期に矯正できる。

【００４２】図１６に示す例では、出口側の三方ロール
装置４のスタンド４３に案内溝４３ｈを形成し、誘導装
置５のホルダー５４の螺孔５４ｉに螺合したボルト８１
を緩め、案内溝４３にそって鋼材搬送方向つまり矢印Ｇ
１、Ｇ２方向に移動させ、その後緩めれば、誘導装置５
を三方ロール装置４のスタンド４３に対して位置調整可
能にできる。したがって、鋼材Ｗに生じる曲がりに対応
させて、誘導装置５を三方ロール装置４のスタンド４３
に対して接近させ得る。

【００４３】図１７に示す例は図７に示す例と基本的に
は同じ構成である。但し、誘導装置５の外側部材５２の
軸長は長く設定されており、外側部材５２の孔５２ｒに
２個の内側部材５１が直列に互いに接触した状態で装入
されている。この例では、誘導装置５の軸長を長くする
のに有利であり、そのため鋼材ＷのＳ字形状の曲がりが
長い場合であっても、それに対応できる。また、内側部
材５１が破損しても、内側部材５１を個別に交換できる
利点がある。

【００４４】図１８に示す例は図７に示す例と基本的に
は同じ構成である。但し、誘導装置５は２個直列に配置
されており、各誘導装置５は三方ロール装置４のスタン
ド４３にそれぞれ同軸的に固定されている。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の鋼材整形装
置によれば、鋼材の先端部のＳの字形状の曲がりを軽減
または回避できる。よって、後工程における搬送上のト
ラブルの発生を防止し、また、先端部の切断を回避でき
るので、材料歩留の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼材に発生した曲がりを示す模式図である。

【図２】鋼材の先端部が誘導孔の内壁面に接触している
状態を示す模式図である。

【図３】鋼材の先端部がＳの字形状に曲がり、誘導孔の
内壁面に接触している状態を示す模式図である。

【図４】鋼材整形装置の概略を示す斜視図である。

【図５】鋼材整形装置の側面図である。

【図６】サイジング装置の第３の三方ロール装置の正面
図である。

【図７】誘導装置の拡大断面図である。

【図８】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図９】鋼材に発生した曲がりを測定したグラフであ
る。

【図１０】整形装置を圧延装置の後工程として組みこん
だ状態を示す斜視図である。

【図１１】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。

【図１３】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図１４】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図１５】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図１６】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図１７】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【図１８】別例にかかる誘導装置の断面図である。

【符号の説明】

図中、１はサイジング装置、４は第３の三方ロール装
置、４０はカリバー溝面、４１はサイジングロール、５
は誘導装置、５０は誘導孔、５１は内側部材、５２は外
側部材、５３は蓋部、５４はホルダー、５５は内壁面を
示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】横断面円形状または横断面六角形状の鋼材
   をサイジングするものであり、リング状にのびるカリバ
   ー溝面をもつ３個のサイジングロールを周方向に所定間
   隔で並べた１組の三方ロール装置を鋼材の搬送方向にそ
   って直列に複数組並べて構成され、サイジングの際に鋼
   材の先端部にＳの字形状に曲げを生じさせるサイジング
   装置と、 該サイジング装置の出口に配置され、該サイジング装置
   の出口から排出されるサイジングされた鋼材を誘導する
   誘導孔をもち、該誘導孔の内径がサイジング後の該鋼材
   の外径より０．１ｍｍ〜８ｍｍ大きく設定されている誘
   導装置とで構成されている鋼材整形装置。
2. 【請求項２】サイジング装置でサイジングする際に鋼材
   の先端部に生じるＳの字形状の曲げにおいて、鋼材の先
   端から第１の曲がりまでの鋼材搬送方向における距離を
   Ｌ１とし、第１の曲がりの曲がり量をＡとし、該サイジ
   ング装置の出口側の最終組の三方ロール装置のロールセ
   ンタと誘導装置の誘導孔の平行内壁面始端との鋼材搬送
   方向における距離をＹ１とし、該ロールセンタと該誘導
   装置の誘導孔の平行内壁面終端との鋼材搬送方向におけ
   る距離をＹ２とし、サイジングされた鋼材の外径と該誘
   導孔の内径との差を２Ｘ（２とＸとの積）としたとき、 Ｙ１はＬ１よりも小さく、Ｙ２はＬ１よりも大きく、Ｘ
   はＡ以下に設定されている請求項１に記載の鋼材整形装
   置。
3. 【請求項３】誘導孔を形成する内壁面は半径方向におい
   て変位可能とされており、該誘導孔の内径と鋼材の外径
   との差であるクリアランスが可変とされている請求項１
   に記載の鋼材整形装置。
4. 【請求項４】横断面円形状または横断面六角形状の鋼材
   をサイジングするものであり、リング状にのびるカリバ
   ー溝面をもつ３個のサイジングロールを周方向に所定間
   隔で並べた１組の三方ロール装置を鋼材の搬送方向にそ
   って直列に複数組並べて構成され、サイジングの際に鋼
   材の先端部にＳの字形状に曲げを生じさせるサイジング
   装置と、 該サイジング装置の出口に配置され該サイジング装置の
   出口から排出されるサイジングされた鋼材を誘導する誘
   導装置とで構成され、 該誘導装置は、 鋼材の軸線の回りの周方向において分割されかつ求心方
   向に変位可能に配置され誘導孔を形成する複数個の分割
   誘導体からなる誘導体と、 各該分割誘導体を求心方向に付勢して各該分割誘導体の
   内壁面を鋼材に接触または接近させる付勢部材とで構成
   されていることを特徴とする鋼材整形装置。
5. 【請求項５】誘導装置は、三方ロール装置を直列に並べ
   た方向において位置調整可能にサイジング装置に保持さ
   れ、位置調整に伴い出口側の三方ロール装置に接近可能
   であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求
   項４記載の鋼材整形装置。
6. 【請求項６】誘導装置は、誘導孔をもつ複数個の誘導体
   を、三方ロール装置を直列に並べた方向において互いに
   接近または接触した状態で直列に並設して構成されてい
   ることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項４
   記載の鋼材整形装置。
7. 【請求項７】誘導装置は、固体潤滑性または耐摩耗性を
   備えた材質からなると共に誘導孔をもつ内側部材と、該
   内側部材を保持する外側部材とで構成されていることを
   特徴とする請求項１、請求項２または請求項４記載の鋼
   材整形装置。