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温間制御圧延装置および温間・冷間連続制御圧延装置

国内特許コード P08A013809
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2006-127382
公開番号 特開2007-136546
登録番号 特許第5007385号
出願日 平成18年5月1日(2006.5.1)
公開日 平成19年6月7日(2007.6.7)
登録日 平成24年6月8日(2012.6.8)
優先権データ
  • 特願2005-307689 (2005.10.21) JP
発明者
  • 鳥塚 史郎
  • 村松 榮次郎
  • 長井 寿
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 温間制御圧延装置および温間・冷間連続制御圧延装置
発明の概要

【目的】製造された金属線または細線に特別な熱処理を施さなくても、超微細結晶粒組織により強度と延性のバランスに優れた水準を有し冷間圧造性等の加工特性に優れた高強度金属線または細線をエネルギー費用を抑制しつつ連続的に加熱して温間圧延温度範囲内に制御圧延することにより、従来得られていない程度の大単重の金属細線をコンパクトな装置により生産効率よく製造することを可能とする圧延装置を提供する。
【構成】被圧延金属材の圧延ライン方向に対して、直角かつ軸心が平行な2本のカリバーロール対を備えた1番圧延機と1番圧延機の圧延ライン下流側に隣接して被圧延金属材の圧下方向に対して直角で、かつ軸心が平行な2本のカリバーロール対を備えた2番圧延機を至近距離に配設する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、2次加工メーカーや3次加工メーカーに供給される線径が5mm程度以下の金属細線の製造は通常、熱間加工された金属線材を目的とする線径にまで伸線または冷間圧延が施されて、所要の寸法・精度の金属細線が製造されている。しかしながら、このような方法で製造された金属細線は加工硬化により、熱間加工された金属線材よりも強度は向上するが延性が低下するため、所要の強度を確保するとともに冷間圧造性等の加工性をも具備させるためには適切な熱処理を施す必要がある。このような圧延方法に対して、最近では熱間加工材に対して適切な温間加工温度域において、多方向からの大塑性ひずみを導入して結晶粒の超微細化を図ることにより、従来のような熱処理を施すことなく強度と延性が共に優れ、両者のバランスが優れた金属細線の製造方法が提案されている(特許文献1)。



しかしながら、これまで提供された圧延方法を用いて実際に操業するに際しては未だ効率的に十分な効果が得られていない。本発明者等は温間温度領域において、効率的な生産を可能とする金属線材の制御連続圧延の技術を開発して既に特許出願している(特許文献2)。本発明者が先に出願した方法とは、温間制御圧延設備として複数基の圧延機を直列に配置して、コイル巻戻し装置から巻き戻されて走行する被圧延金属材を複数基の圧延機で連続的に圧延するに際して、第1番目圧延機の入側の直前に大容量急速加熱装置を設けて、所要の温間圧延温度まで急速加熱し、圧延による所要の塑性ひずみを被圧延材に導入する温間制御圧延を行なうものであるが、この方法は線径が一定値以下に細線化されると圧延による加工発熱よりも放熱が勝るために、第2番目の圧延機の入側において被圧延材の温度が所望値を下回るという問題が発生する。その対策として、第2番目の圧延機の入側にも上記所望する温度まで昇温させるための補助急速加熱装置を設けなければならないが、補助急速加熱装置を設けることは設備費用の上昇とともに設備の保守費の上昇やエネルギー費用もかかりコスト高になる。

【特許文献1】特開2004-346420号公報

【特許文献2】特開2006-043754号公報

産業上の利用分野


本発明は、走行する金属材料に対して連続的に温間多方向の制御圧延を施すことにより、超微細粒組織を有する金属細線を製造し、冷間圧造性に優れ、しかも高寸法精度の金属細線を効率よく製造するための温間制御圧延装置および温間・冷間連続制御圧延装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
被圧延金属材の圧延ライン方向に対して直角で、かつ軸心が平行な2本のカリバーロール対を備えた1番圧延機と、1番圧延機の圧延ライン下流側に隣接して配置され、圧下方向が1番圧延機による被圧延金属材の圧下方向に対して直角で、かつ軸心が1番圧延機のカリバーロールの軸心方向に対して直角であり、しかも平行である2本のカリバーロール対を備えた2番圧延機とが配設され、これら2機の圧延機が一体となった圧延機であり、ハウジングを持たない片持ち構造の独立駆動モーターを備える圧延機であって、1番圧延機のカリバーロールの軸心及び2番圧延機のカリバーロール軸心のそれぞれが、被圧延金属材の圧延ライン方向の中心線に対して垂直に投影されたそれぞれの交点の間の距離(L)が下記(1)式の範囲であり、2番圧延機の胴長Qが(5)式を満足することを特徴とする温間制御圧延装置。
L≦0.98(D1/2+D2/2) … … … … (1)
Q≦D1 … … … … (5)
但し、D1:1番圧延機のカリバーロールの直径
D2:2番圧延機のカリバーロールの直径

【請求項2】
1番圧延機のカリバー形状がオーバル形状で2番圧延機のカリバー形状がスクエア形状またはラウンド形状であることを特徴とする請求項1に記載の温間制御圧延装置。

【請求項3】
1番圧延機と2番圧延機との間の配設条件が満たされた2 機の圧延機で構成される圧延
機対からなる圧延基が圧延ラインの上流側から下流側に向かって複数基配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の温間制御圧延装置。

【請求項4】
2番圧延機または圧延ラインの上流側から偶数番目の圧延機による被圧延金属材の圧下方向に対して、2番圧延機または該偶数番目の圧延機の下流側に隣接する圧延機のカリバーロールは、その軸心が45°傾斜し、かつ該軸心は被圧延金属材の圧延ライン方向に対して直角に配設されていることを特徴とする請求項に記載の温間制御圧延装置。

【請求項5】
1番圧延機のカリバーロールの軸心方向が圧延ライン方向に対して直角で、かつ水平面に対して45°傾斜していることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の温間制御圧延装置。

【請求項6】
1番圧延機の入側には連続的に走行する被圧延金属線材の金属種または化学成分組成に応じて予め設定された温間圧延温度域まで連続的に急速加熱する能力を備えた連続急速温間加熱装置が配設されていることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の温間制御圧延装置。

【請求項7】
複数の圧延基が配設された温間制御圧延装置において、該複数の圧延基の間に、連続的に走行する被圧延金属線材の金属種ないし化学成分組成に応じて予め設定された温間圧延温度域まで連続的に急速加熱する能力を備えた補助連続急速温間加熱装置が配設されていることを特徴とする請求項からのいずれかに記載の温間制御圧延装置。

【請求項8】
請求項1からのいずれかに記載の温間制御圧延装置の圧延ライン下流側に金属線ないし金属細線を冷間圧延、伸線、または冷間圧延及び伸線をするための冷間加工装置が配設されていることを特徴とする温間・冷間連続制御圧延装置。

【請求項9】
冷間加工装置は複数機の冷間圧延機、複数機の伸線機、または複数機の冷間圧延機と伸線機とからなることを特徴とする請求項に記載の温間・冷間連続制御圧延装置。

【請求項10】
温間制御圧延装置と冷間加工装置の間に金属線ないし金属細線の温度を制御冷却するための温度制御冷却装置が配設されていることを特徴とする請求項またはに記載の温間・冷間連続制御圧延装置。

【請求項11】
被圧延金属線材の金属種が鋼またはステンレス鋼であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の温間制御圧延装置または温間・冷間連続制御圧延装置。
産業区分
  • 加工
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006127382thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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