JPH0241701A - 溝形材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、特にウェブ部外面とフランジ部外面との交
叉角（以降“ピン角”と称する）部の形状が尖鋭で精確
な溝形材を、素材の種別を問うことなく省工程で安定に
製造する方法に関するものである。

〈従来技術とその課題〉 近年、金属構造材を使用した各種構造物が様々な分野に
おいて種々の用途に供されているが、それに伴い、普通
鋼は言うに及ばず、ステンレス鋼やチタン（チタン合金
を含む）を素材とした溝形材（チャンネル材）の需要も
大きく伸びる傾向を示している。

ただ、この溝形材では前述したピン角が尖鋭で精確（９
０６）なことが要求されることから、その製造には、普
通鋼のような比較的変形能の良好な素材には従来より孔
型圧延が採用されており、般に第７図に示されるような
バススケジュールが組まれていた。

ところが、変形能がそれほど良好でない上、焼付が発生
し易いステンレス鋼等では、孔型圧延のみによって最終
形状製品を製造することが困難であることから、これら
を素材とする溝形材の製造は、２本の山形材（アングル
材）のそれぞれ一方の辺同士を突き合わせ溶接して断面
コ字形の製品とする手段に顧らざるを得す、生産能率の
悪い作業を余儀無くされていた。

このようなことから、最近、難加工のステンレス鋼を素
材とした場合でも高能率で溝形鋼が製造できるとして、
「素材鋼を熱間孔型圧延し、フランジ部及びウェブ部の
肉厚が製品寸法と同一で、かつその断面形状がフランジ
延長方向にウェブ部が突出して湾曲したＷ形状（第７図
のｉで示される形状）の中間製品を成形する工程と、こ
れに続く冷間又は温間でのロール成形によって前記中間
製品の湾曲ウェブ部を平坦に加工する工程の２工程で溝
形鋼を製造する方法」が提案された（特開昭６０〜２２
７９０１号、特開昭６２−２７９００２号）。そして、
これらの方法は、孔型圧延では“ロール周速差に起因し
たフランジ部の焼付疵発生”が避けられなかった前記断
面Ｗ形状以降の成形を、圧延ではなくて単なる“ロール
成形”としたことから、表面性状の良好な溝形鋼が能率
良く有利な製造コストで得られるものとされた。

しかしながら、上記提案になる方法は普通鋼のような比
較的変形能の高い素材に適用した場合には格別な問題が
認められないものの、肝心のステンレス鋼やチタン等の
如き変形能や変形抵抗に難点のある素材の場合には、ロ
ール成形段階でのウェブ部の平坦度等、最終製品形状の
精確性を期す上で問題のあることが明らかとなった。な
お、上記問題は前掲の特開昭６２−２７９００２号に係
る提案のように、ロール成形を２００〜６００℃の“温
間”で実施したとしても解決できるものではなかった。

そこで、本発明が主目的とするのは、ステンレス鋼やチ
タン等の如き成形性に難点のある素材からでも、表面性
状や特にピン角部やウェブ部を主体とした形状精度の良
好な溝形材を能率良く、かつ安価に製造し得る手段を提
供することである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者等は、上記目的を達成すべく様々な観点から実
験・研究を行ったところ、「特にステンレス鋼やチタン
等の如き成形性に難点のある素材から表面性状の良好な
溝形材を高能率生産するに当っては、熱間孔型圧延とロ
ール成形の２工程を採用することの有利性は見逃せない
が、この場合、熱間孔型圧延での最終断面形状を既述し
た提案のように“フランジ延長方向にウェブ部が突出し
て単に湾曲したＷ形状〔第８図（ａ）参照〕”とするの
ではなく、第８図（ｂｌで示すように“ウェブの中央は
湾曲して突出させるが、これに続く両端部を所定長に亘
り直線状となしてフランジ部と接続させたＷ形状”にす
ると、続くロール成形が１バス成形であったとしてもウ
ェブの平坦度確保が可能となる上、所定ピン角の確保が
安定確実となる」との知見が得られたのである。そして
、この場合のロール成形を熱間で実施すると成形性が一
段と向上して設備の軽減が容易となり、例えば１バス成
形を採用した場合でもその成形精度は極めて高くなると
の事実も確認された。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 「熱間での孔型圧延に続いてロール成形加工を施すこと
によってウェブ部両端縁にフランジ部を有した溝形材を
製造するに当り、熱間孔型圧延での最終断面形状を、第
１図で示す如く、ウェブ部（１）がフランジ（２）延長
方向に突出して湾曲したほぼＷ形で、かフ該ウェブのフ
ランジ接続両端部が両フランジ外面の延長交点（０）を
中心とした中心角（α）で１０〜２０°の長さ分だけ直
線状とされた形状とし、続くロール成形加工によって前
記ウェブ部を平坦に成形することにより、形状精度の良
好な溝形材をコスト安く安定製造し得るようにした点」 に特徴を有するものであり、更には［この際のロール成
形加工を１パスで終了したり、或いはこれらロール成形
加工を熱間で実施することによって溝形材の形状精度や
製造コストを一段と改善できるようにした点」をも特徴
としている。

ここで、成形素材としては普通鋼は勿論、ステンレス鋼
やチタン（チタン合金を含む）等、その種類を問うもの
ではない。

また、熱間孔型圧延のパススケジュールも格別に制限さ
れるものではなく、例えば前記第７図のｉ形状までのス
ケジュールを採用しても何ら差し支えないが、出来れば
第２図で示すように出発材をフラットバー素材としたパ
ススケジュールを採用し、パス回数少なく圧延するのが
好ましい。ただ、フラットパーを出発素材とする場合に
は圧延機の入側に第３図で示すような成形ローラガイド
を配設し、素材（３）の幅方向中央部をまず山形に予備
成形した上でこれを圧延機に導入することが推奨される
。これによって、フランジ幅の振れ（素材の左右方向へ
の振れ）が防止され、トータル圧下率：５０〜６０％の
軽圧下であってもピン角部を含めた精確な形状寸法が安
定して確保されるようになる。

なお、熱間孔型圧延での最終断面形状におけるウェブ両
側直線状部の長さをそれぞれ、第１図の中心角αで１０
〜２０°の長さと限定したのは、該長さが中心角αで１
０°未満であるとウェブ部に直線状部を設けた効果が得
られずに精確な最終製品形状を安定に確保することが困
難となり、方、中心角αで２０°を超える長さとすると
ウェブの幅方向中央部の湾曲半径が小さくなって鋭角的
な屈曲形状を呈し、これがロール成形後も残留する傾向
が強まるのでウェブの平坦性確保が困難になるためであ
る。

ところで、ロール成形は、例えば第４図で示すように多
パスで行うと無理なく確実な成形ができるが、本発明法
に従えばストレートの単ローラ（第４図の“＃３０−ラ
ー”）のみを使用した１パスであっても安定した成形が
できることは前述した通りである。

そして、ロール成形を熱間で行うと素材の変形抵抗が小
さくなるために軽負荷で良好な成形性が確保でき、上述
の１パス成形等によっても十分に満足できる良好な形状
精度の製品をより安定に製造できるようになるが、ここ
での“熱間”とは、この言葉の下で通常採用されている
程度の温度域（例えばステンレス鋼等の鋼材では６００
℃を超える温度（８５０°Ｃ程度までの間が好適）で、
チタンの場合には５００℃を超える温度（８００℃程度
までの間が好適））を意味することは言うまでもない。

上述のように、本発明に係る溝形材の製造方法は、「ロ
ール成形工程前の熱間孔型圧延における最終圧延断面形
状を、ウェブ中央が湾曲突出すると共にこれに続く両側
部が所定長に亘り直線状となってフランジ部と接続する
Ｗ形状とする」ことを大きな特徴点の１つとしており、
これによって、既述提案の如く、ロール成形用中間素材
のウェブ部の形状がビン角部から直ちに湾曲する形〔第
８図（ａｌ参照〕とはならず、従ってピン角が回復困難
な小さい角とはならない上、ロール成形によるウェブ部
の平坦化を著しく容易とすることができるのであるが、
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

〈実施例〉 マス、１２５１１１角の５ＵＳ３０４ステンレス鋼連続
鋳造ビレツトを１２５０℃に均熱した後、第５図に示す
圧延スケジュールで第１０−ル（ＩＲ）及び第２０−ル
（２Ｒ）を通ずことにより粗圧延して一旦フラットバー
（Ｋ−６）とし、引き続いて第５図のスケジュール通り
に孔型熱間圧延を施して肉厚が５ｎで、中心角αが１３
°の第１図で示す如きＷ形断面形状の中間素材（Ｋ−１
）となした。なお、このときの中間素材温度は８３０℃
であった。

続いて、この中間素材をそのまま連続的に第４図で示す
形式の熱間ロール成形機に導入し、ウェブ部を平坦化す
ることによって、フランジが平行な第６図に示す如き寸
法の溝形鋼を得た。

このようにして得られた溝形鋼の品質調査を行ったが、
肌荒れや形状不良がなく、またピン角充満度も申し分の
ない良好な製品であることが確認された。

なお、これとは別に、熱間ロール成形の際に第４図の＃
３０−ルのみを使用した以外は上記と同様条件で５ＵＳ
３０４ステンレス鋼製溝形鋼を製造したが、やはり良好
な製品の得られることが確認された。

更に、素材としてＴ＋−６Ａβ−４■合金を使用し、圧
延加熱温度がＩ　０００℃で３パスの熱間ロール成形温
度が６５０℃であった以外は前記と同様の条件で溝形材
の製造試験を実施したが、この場合も良好な製品を得ら
れることが確認された。

〈効果の総括〉 以上に説明した如く、この発明によれば、素材の種類如
何を問わず、品質（表面性状や形状精度等）の良好な溝
形材を高能率でコスト安く製造することが可能となるな
ど、産業上極めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る熱間孔型圧延での最終形状を示
した概略説明図である。 第２図は、本発明に係る熱間孔型圧延のパススケジュー
ル例を示す図面である。 第３図は、フラットバーを素材として本発明を実施する
際に好適な、圧延機入口に配設される成形ローラーガイ
ドの例を示す概略模式図である。 第４図は、本発明に適用されるロール成形機のパススケ
ジュール例である。 第５図は、実施例において採用されたパススケジュール
の説明図である。 第６図は、実施例で得られた溝形材の各部寸法を示した
図面である。 第７図は、従来の溝形鋼孔型圧延のパススケジュール例
を示す図面である。 第８図は、溝形材製造の際の、ロール成形を控えた熱間
孔型圧延での最終形状例を示すもので、第８図（ａｌと
第８図（ｂｌとはそれぞれ別の例である。 図面において、 １・・・ウェブ部、　　　　　２・・・フランジ部。 ３・・・素材。 出願人　日本ステンレス株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間での孔型圧延に続いてロール成形加工を施す
   ことによってウェブ部両端縁にフランジ部を有した溝形
   材を製造するに当り、熱間孔型圧延での最終断面形状を
   ウェブ部がフランジ延長方向に突出して湾曲したほぼＷ
   形で、かつ該ウェブのフランジ接続両端部が両フランジ
   外面の延長交点を中心とした中心角で１０〜２０°の長
   さ分だけ直線状とされた形状とし、続くロール成形加工
   によって前記、ウェブ部を平坦に成形することを特徴と
   する、溝形材の製造方法。
2. （２）ウェブ部を平坦に成形するロール成形加工を１パ
   スで終了する、請求項１に記載の溝形材の製造方法。
3. （３）ロール成形加工を熱間で実施する、請求項１又は
   ２に記載の溝形材の製造方法。