JPH0262322B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は孔型熱間圧延加工と冷間成形加工とを
組合わせて、ビレツトより平行なフランジ部を有
する溝形鋼を製造する方法に関する。

一般に普通鋼などを素材として溝形鋼を製造す
る場合、孔型熱間圧延によつて所望の最終形状の
溝形鋼に成形していた。しかしステンレス鋼、中
でもSUS304などのオーステナイト系ステンレス
鋼などにおいては、前記鋼に比較して変形能が悪
く、高温での変形抵抗が大きく、焼付きが発生し
易いため、前記孔型熱間圧延において成形した場
合、製品に表面疵が多く発生するとともに圧延ロ
ールが早期に摩耗するなどの欠点が有り、実用に
供し得ないものであつた。

したがつて、従来SUS304などのステンレス鋼
を素材として溝形鋼を製造する場合、一般には大
変非能率ではあるが、２本のアングルを長手方向
に平行に並べ、突合溶接を行い、ついで表裏に形
成されたビードを切削によつて除去し、溝形鋼を
製造している。

このように、従来ステンレス溝形鋼の製造にお
いては生産性が悪く、かつコスト的にも非常に高
いものになるにもかかわらず溶接により製造され
ており、近年、ステンレス溝形鋼が建築用材料、
装飾材料としての需要が増加していることと併せ
て、安価なステンレス溝形鋼の製造法の開発が強
く要望されていた。

本発明は従来の孔型圧延、ユニバーサル圧延に
おける上記欠点に鑑みてなしたもので、本発明者
等はオーステナイト系ステンレス鋼が他鋼種に比
べて変形能が悪く、かつ高温での変形抵抗が高
く、容易に焼付きが発生し易いという材料的要因
と、圧延時フランジ部においてロール周速に大き
な差が生じ、フランジ部に焼付きが発生し易いと
いう成形上の要因をも考慮して、本発明を完成し
たものである。

本発明は、溝形鋼の製造にあたり、孔型熱間圧
延加工と冷間成形加工との２工程を組み合わせ、
表面に焼付き等による疵の発生もなく、安価に溝
形鋼の製造する方法を提供することを目的とす
る。

即ち本発明は、所定の孔型を形成した複数組の
圧延ロールにより所定温度に加熱された圧延素材
に圧延加工を施して、長手方向に垂直な横断面に
おいて、ウエブ部はフランジ部間に弧状に膨出さ
れ、該フランジ部は前記ウエブ部の両端を結ぶ線
の垂線に対して該ウエブ部の両端より外側に15〜
75度傾斜せしめられた直線状の形状で、換言すれ
ば前記横断面内の形状がＷ形状で、かつ前記フラ
ンジ部およびウエブ部の肉厚が、製造すべき溝形
鋼のフランジ部およびウエブ部の肉厚にそれぞれ
ほぼ等しい中間製品を成型する第１工程と、複数
組の冷間成形ロールにより、それぞれの組の一対
の成形ロールで前記中間製品の弧状のウエブ部を
挟持せしめて、該ウエブ部を平坦とする冷間成形
加工を施し、平行なフランジ部と平坦なウエブ部
とを有する溝形鋼に形成する第２工程とからなる
ことを特徴とするものである。

これをやや詳しく説明すると、上記第１工程に
おいては、ビレツトなどの圧延素材から、長手方
向に垂直な横断面がＷ形状の中間製品を孔型圧延
によつて成形するに、互いに平行に配設され、少
なくとも一方が駆動装置によつて回転させられる
複数組の圧延ロールを用い、フランジ部における
ロール周速差を小さくするため、フランジ部を前
記横断面においてウエブ部の両端を結ぶ線に垂直
な線に対して外側に傾斜させ、第１図に示したよ
うなパススケジユールによつて熱間圧延加工する
ものである。さらに第２工程において横断面がＷ
形状の中間製品から互いに平行なフランジ部と直
角で平坦なウエブ部を有する溝形鋼を冷間ロール
加工するに、被加工材であるオーステナイト系ス
テンレス鋼は冷間加工により著しく加工硬化する
特性があり、かつ１パスで所望の加工量が得られ
難いことを考慮し、互いに平行に配設させられた
冷間ロールによるパス回数を少なくとも２パス以
上とし、凸部形状のウエブ部を段階的に成形し、
平坦なウエブ部となすもので、不適当な加工によ
り中間製品が部分的に厚み変化を生じたり、製品
に疵が生じるのを防止するものである。

また、孔型熱間圧延加工において横断面がＷ形
状に加工した中間製品のフランジ部の傾斜角を、
前記横断面においてウエブ部の両端を結ぶ線に垂
直な線に対して外側に15゜以上傾斜させたのは、
圧延時、フランジ部におけるロール周速差を小さ
くし、フランジ部に焼付きが発生するのを防止す
るためであり、かつ傾斜角を75゜以下としたのは、
これ以上にフランジ部が外側に開くと冷間加工に
おいてフランジ部をウエブ部に対して直角に加工
するのが困難になるためである。そのほか、中間
製品のフランジ部内側に形成された凸部状のウエ
ブ部の曲率半径を少なくともウエブ部の板厚の２
倍以上としたのは、これ以下では冷間ロール加工
においてウエブ部を平坦に加工する時に、成形初
期に局部的に加工硬化が生じ、良好な平坦部が得
られないためである。

また、冷間ロール加工において、必要に応じて
冷間ロールの前後にピンチローラを設けるもので
ある。これは中間製品の噛み込みを改善したり、
成形ロールのスリツプを防止するものである。な
お、冷間加工とは、再結晶温度以下の温度域での
加工であつて、温間加工をも含むものである。

以下に本発明をその一実施例に基づいて説明す
る。

本発明は、はじめに互いに平行に配設され、少
なくとも一方が駆動装置によつて回転させられる
所定の孔型を形成した複数組の圧延ローラを用い
て、第１図に示したようなパススケジユールにし
たがつてビレツトから中間製品を成形するもので
ある。

第１図において、１はビレツトで、２は横断面
がＷ形状の中間製品で、３は中間製品２のフラン
ジ部で、４は両フランジ部間に膨出するように弧
状のウエブ部である。第２図は横断面がＷ形状の
中間製品を成形する、互いに平行に配設され、下
方が図示しない駆動装置によつて回転させられる
所定の孔型を形成した最終圧延ロールを示したも
ので、５は上ロールで、６は駆動ロールで、７は
孔型である。

第３図は横断面がＷ字形状の中間製品２を冷間
ロール加工するに用いる、互いに平行に配設され
所望のロール形状をした複数組の成形ロールに配
設した概略図であり、１１は入側のピンチロー
ラ、１２は出側のピンチローラで、１３は上方に
設けたつづみ型ロールで、１４は下方に設けたた
いこ型ロールである。

本発明によれば、第１工程において、所定温度
に加熱した第１図中１に横断面形状を示すビレツ
ト１を、複数組の圧延ロールにより、第１図２な
いし６に示すようにビレツト上辺の加工度を下辺
より大にして順次圧延し、第２図に示す最終圧延
ロールによりウエブ部４の両端にフランジ部３が
一体に、かつ前述したようにＷ形状に形成され
た、第１図７に示す横断面を備えた中間製品２を
成形する。

この中間製品２のウエブ部４はフランジ部３の
間において、該フランジ部３との接続部であるウ
エブ部４の両端を結ぶ直線に関して凸部形状に膨
出した弧状の断面形状に成形され、製造しようと
する最終製品の溝形鋼のウエブ部とほぼ同一の均
一の肉厚に成形される。またこの中間製品２のフ
ランジ部３は、前記ウエブ部４の両端を結ぶ線の
垂線の外側に傾斜せしめられた直線状の断面形状
に成形され、製造しようとする最終製品の溝形鋼
のフランジ部とほぼ同一の肉厚で同一形状に成形
される。そして前記フランジ部３の傾斜度は、前
記ウエブ部４の両端において、前記ウエブ部４の
両端を結ぶ線に垂直な線に対し、ウエブ部４の外
側に15〜75度傾斜せしめて成形される。

次に本発明の第２工程においては、互いに平行
する回転軸を有する一対の冷間成形ロールの複数
組を配設した冷間成形加工設備により、中間製品
２の前記ウエブ部４を平坦に冷間成形する。この
冷間成形ロールは、前記中間製品２のウエブ部４
の弧状断面の径より大径に形成した成形面を周面
に有するつづみ型ロール１３およびたいこ型ロー
ル１４から成る一対の成形ロールと、平坦な円筒
状成形面を有する一対の成形ロールとを少くとも
配設し、両成形ロール間に成形面の径を順次大に
した成形ロールを必要に応じて配設し、前記中間
製品２のウエブ部４を冷間で成形加工して均一の
肉厚の平坦状に成形加工する。

この第２工程において、中間製品においては弧
状に弯曲していたウエブ部４が順次大径の弧状に
成形されるに従つて、前記フランジ部３はウエブ
部４の両端を結ぶ線に垂直となる方向に起立し、
前記ウエブ部４が平坦に成形加工されたとき、該
平坦なウエブ部４に対してフランジ部３は垂直に
起立し、両フランジ部３は平行となるように成形
される。これを確実とするためには、第１図７に
示した中間製品２の断面において、フランジ部３
の外側面はその下端部において該フランジ部３の
長手方向に垂直に引いた線が、弧状に弯曲してい
るウエブ部４の前記フランジ部３との接続部の下
面の曲線の接線となるように、第２図に示した最
終圧延ローラの孔型を定める。また冷間加工ロー
ルの成形面間の間隔は、最終製品の溝形鋼のウエ
ブ部の肉厚に等しくする。

１例として、断面の一辺が50mm、長さ1000mmの
ビレツトを1050℃に加熱し、このビレトを所定の
孔型を形成した圧延ロールにより、第１図の１な
いし７に示すパススケジユールでフランジ部３に
焼付けが発生することなく順次熱間圧延し、フラ
ンジ部３およびウエブ部４の肉厚が所望の最終組
品の溝形鋼のフランジ部およびウエブ部の肉厚に
ほぼ等しく、かつ一対のフランジ部３がウエブ部
４の両端を結ぶ線に垂直な線に対して45度外方に
傾斜した形状で、かつ弧状のウエブ部４の曲率半
径が該ウエブ部４の肉厚の３倍である中間製品２
を第１工程で成形し、次いで第２工程において中
間製品２をピンチローラ１１で挟持し、冷間形成
ロール１３，１４で前記ウエブ部４を３パス通過
せしめて平坦に成形した。この第２工程におい
て、ウエブ部は厚み変化を生ずることなく平坦に
冷間成形され、フランジ部も表面疵がなく、平坦
なウエブ部に垂直で、かつ平行に成形された溝形
鋼が製造された。

本発明によると、第１工程においては、所定の
孔型を形成した圧延ローラにより圧延素材を熱間
圧延して、該圧延素材より、横断面においてウエ
ブ部がフランジ部間に弧状に膨出され、前記フラ
ンジ部は前記ウエブ部の両端を結ぶ線の垂線に対
して外側に15〜75度の角度傾斜せしめられた直線
状の形状、これをわかり易くいえばＷ形状とし、
かつ前記フランジ部およびウエブ部の肉厚が製造
すべき溝形鋼のフランジ部およびウエブ部の肉厚
にそれぞれほぼ等しい中間製品を成形することに
より、横断面において前記フランジ部の形状、長
さおよび肉厚は最終製品である溝形鋼のフランジ
部とほぼ同一のものを備え、ウエブ部は弧状に膨
出した長さおよび肉厚が最終製品である溝形鋼の
ウエブ部の長さおよび肉厚とほぼ同一のものを備
えた中間製品を得る。そしてこの第１工程におい
ては中間製品の長手方向に垂直な横断面におい
て、フランジ部はウエブ部の両端を結ぶ線の垂線
に対してそれぞれ15〜75度の角度外側に傾斜せし
められたＷ形状をしているので、圧延時にフラン
ジ部におけるロール周速差が小さくなり、中間製
品に熱間圧延による表面疵や焼付きが発生するこ
となく、またオーステナイト系ステンレス鋼のよ
うな焼付きが発生し易い鋼を圧延素材としても焼
付きを生じるおそれがない。

本発明の第２工程によると、中間製品は複数組
の冷間成形ロールにより、それぞれの組で一対の
成形ロールによつて前記弧状のウエブ部を挟持せ
しめて該ウエブ部を平坦とする冷間成形加工を施
し、弧状に成形されていた中間製品のウエブ部が
平坦化されるに従つて、該ウエブ部の両端におい
て外側に傾斜せしめられていたフランジ部が次第
に起立し、前記ウエブ部が平坦に冷間成形加工さ
れ終わると、最終製品として長手方向に垂直な横
断面において直線状の平坦なウエブ部の両端に該
ウエブ部に垂直にフランジ部をそれぞれ平行せし
めて起立せしめた溝形鋼が成形される。この第２
工程は中間製品における弧状に弯曲したウエブ部
を冷間成形ロールにより平坦とする冷間成形加工
であり、寸法精度よく成形でき、冷間成形加工後
にフランジ部の矯正加工の必要もなく、高い強度
を有する溝形鋼が得られる。特に冷間加工により
著しく加工硬化するオーステナイト系ステンレス
鋼のような被加工材の場合、最終製品に成形する
第２工程を冷間成形加工の工程としたことによ
り、加工硬化による好ましい強度が得られる。

上述のように、本発明は孔型熱間圧延加工にお
いて横断面がＷ形状の中間製品を製造することに
よつて、オーステナイト系ステンレス鋼のように
変形能が悪く、かつ非常に焼付きが発生し易い鋼
においても表面疵が発生することなく熱間圧延加
工ができ、かつ冷間ロール加工においてもつづみ
型ローラと、たいこ型ローラを組合せて用いるこ
とにより横断面がＷ形状の中間製品に厚み変化を
与えることなく平行なフランジ部を有する溝型鋼
を製造でき、従来のアングルを溶接して溝型鋼と
したものに比べて大幅に安価に製造し得るもので
ある。

さらに、通常、普通鋼を素材として孔型圧延法
により溝型鋼を製造する場合、仕上孔型では肉の
張り出しを良くするため、フランジ部に側圧をか
けるのが一般的であるのがこの側圧によりフラン
ジ部にかじりが発生し易くなり、これを防止する
ため通常フランジ部に若干テーパを付けて圧延し
ており、上記圧延法により製造された溝型鋼のフ
ランジ部にはテーパがそのまま残つているもので
ある。これに対して本発明法では、フランジ部を
垂線にたいして15゜以上外側に傾斜させた状態で
側圧をかけるものであり、フランジ部にかじりが
発生する心配がなく、従来法のようにフランジ部
にテーパを付ける必要がないものであり、このよ
うに本発明法は高い実用性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はビレツトから中間製品を製造するパス
スケジユールを示したもので、第２図は最終圧延
ロール形状を示したもので、第３図は冷間ロール
加工に用いるロールおよびピンチローラを示した
概略図で、第４図は冷間ロール加工に用いるつづ
み型ローラとたいこ型ローラ形状を示したもので
ある。 １：ビレツト、２：中間製品、３：フランジ
部、４：ウエブ部、５，６：圧延ロール、７：孔
型、１１，１２：ピンチローラ、１３：つづみ型
ローラ、１４：たいこ型ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向に垂直な横断面において、直線状の
   平坦なウエブ部の両端に該ウエブ部に垂直にフラ
   ンジ部をそれぞれ平行せしめて起立せしめた溝形
   鋼を製造するにあたり、 所定の孔型を形成した複数組の圧延ロールによ
   り所定温度に加熱された圧延素材に圧延加工を施
   して、前記横断面において前記ウエブ部は前記フ
   ランジ部間に弧状に膨出され、前記フランジ部は
   前記ウエブ部の両端を結ぶ線の垂線に対して該ウ
   エブ部の両端より外側に15〜75度傾斜せしめられ
   た直線状の形状で、かつ前記フランジ部およびウ
   エブ部の肉厚が製造すべき溝形鋼のフランジ部お
   よびウエブ部の肉厚にそれぞれほぼ等しい中間製
   品を成形する第１工程と、 複数組の冷間成形ロールにより、それぞれ組の
   一対の成形ロールで前記中間製品の弧状のウエブ
   部を挟持せしめて、該ウエブ部を平坦とする冷間
   成形加工を施し、平行なフランジ部と平坦なウエ
   ブ部とを有する溝形鋼に成形する第２工程とを特
   徴とする溝形鋼の製造方法。 ２ 前記第１工程において、前記横断面内におけ
   る弧状のウエブ部の曲率半径を、少くとも該ウエ
   ブ部の肉厚の２倍以上としたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の溝形鋼の製造方法。