JPH03268803A - Ｈ形鋼の圧延方法 - 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Ｈ形鋼の圧延方法に関し、３ｇＨ形調正調圧
延過程ける形状不良、とくにウェブの幅方向の厚み変化
を回避して寸法精度のより一層の改善を図ろうとするも
のである。

（従来の技術） 一般に、Ｈ形鋼は第６図（ａ）　（ｂ）に示すように、
ブレークダウン圧延機６、粗ユニバーサル圧延機７、エ
ツジヤ−圧延機８及び仕上げユニバーサル圧延機９を組
み合わせた圧延ラインにおいて、第７図（ａ）　（ｂ）
及び（Ｃ）に示したような各素材、すなわちスラブ１０
．矩形銅片ＩＬ　　Ｈ形鋼用鯖片１２を段階的に熱間圧
延することによって製造されていた。

ここに、上掲第７図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）に示す如き
断面になる各素材は、ブレークダウン圧延機６にて粗造
形されるわけであるが、かかる圧延機としては、例えば
第８図（ａ）　（ｂ）に示したような開孔形１３．ある
いは閉孔形１４を刻設した上下ロールを有した二重式ブ
レークダウン圧延機が適用されていた。

具体的な圧延手順としては、複数個の孔形を使用したブ
レークダウン圧延機６にて、まず圧延素材を、それ以鋒
の中間圧延に適合した形状にまで加工し、次いで第９図
（ａ）に示したような形状になるロールを備えた少なく
とも一基の粗ユニバーサル圧延機７と第９図〜）に示し
た如き形状になるロールを備えた少なくとも一基のエツ
ジヤ圧延機８とによって、−パスあるいは複数パスの中
間圧延を行い、さらに、第９図（Ｃ）に示したような形
状のロールを備えた仕上げユニバーサル圧延機９によっ
て一パスで所望のサイズのＨ形鋼に圧延されていた。こ
のように従来の圧延要領においては、製品寸法を予め決
定しておき、これに基づき仕上げユニバーサル圧延機９
のロール寸法及びそれ以前の圧延機に設置されるロール
の寸法が決められていたのであり、通常の圧延ラインで
は、第８図（ａ）における寸法（イ）、第９図（ａ）に
おける寸法（ロ）、第９図（ロ）における寸法（ハ）及
び第９図（Ｃ）における寸法（ニ）はほぼ等しくなるよ
うに設計されていた。

Ｈ形鋼の圧延では、上述のようにブレークダウン圧延後
の素材の形状変化は限定されたものであって、特定のシ
リーズ（例えばＨ６００Ｘ３００）の圧延においては、
それに適合した特定幅になる水平ロールが使用されてい
たのである。

ところで、特定幅の水平ロールを使用するＨ形鋼の圧延
では、ウェブの内幅を一定にすることはできるものの、
フランジ厚みを変更する必要があるとき、その分だけウ
ェブ高さが変化するのを余儀なくされる場合があった。

すなわち、Ｈ形鋼は一つのシリーズ内であっても、用途
に対応できるようフランジ厚みやウェブ厚みの異なる数
種類の製品がある。これは圧延機の水平ロールや垂直ロ
ールの各ロール間隔を適宜変更することによって製造さ
れているが、製品のフランジ厚みの最大のものと最小の
ものとの差は普通１６ｍｍ前後であるため、両側でその
２倍、つまり、３２ａ＋ｍ程度ウェブ高さが変化する場
合があったのである。

同一シリーズ内のＨ形鋼においてウェブ高さが大きく異
なると、これを例えば建築用の部材として用いる場合に
種−の不都合を生じることがあった。すなわち、綱材の
使用量を極力削減するため、同一シリーズにおける数サ
イズのＨＹ３鋼を接合して梁などを製作する場合、Ｈ形
鋼のウェブ高さが異なると一方のフランジ外面を合わせ
ると他方に大きな（フランジ厚み差の二倍）ずれを生し
、施工上問題となる。また、建築物の構造設計において
は通常、外側から内側へと寸法が順次決定されていくが
、この際使用するＨ形鋼のウェブ高さが異なると施工箇
所での他の寸法との取り合いに厳密さを要求されるとき
に非常に問題となる場合があった。

この他、圧延によってＨ形鋼を製造する場合には以下に
述べるような問題も避けられなかった。

すなわち、Ｈ形鋼の圧延では第１０図に示すように粗ユ
ニバーサル圧延機７の水平ロール１５の側面部１６が素
材の圧延本数の増加とともに摩耗してそのロール幅が減
少する。この場合、竪ロール１７は水平ロール１５とと
もに摩耗するが、竪ロール１７に関してはそのロール開
度を摩耗量に対応する分だけ調整することによって対応
できるけれども、水平ロールについては第１１図に示す
ように、製品の寸法公差の許す範囲でウェブ厚み（ホ）
を厚くしてウェブ高さ（へ）を確保するしか平文てがな
く、この許容範囲を逸脱するようなロール幅になった状
態で圧延を継続すると製品の寸法のばらつきが発生し、
これを回避するにはロールの取替え等の煩雑な作業が必
要であって、長期にわたって品質の良好なＨ形鋼を安定
して得ようとする場合には、圧延ロールのロール交換頻
度が著しく増大するという不利があった。

ここにＨ形鋼製品のウェブ高さの許容差は、ウェブ高さ
が４００．ｉｎｎ未満のものでは±３．０　ｗｌｌ、同
４００皿以上６００閣未満のものでは±４．０■、同６
００以上のものでは±５．０ＩＩＩＩ１１ニ規定（ＪＩ
Ｓ　Ｇ３１９２参照）されている。Ｈ形鋼の圧延では、
上述のように製品のウェブ高さ　（へ）は水平ロール１
５のロール幅の大小に影響を受けるので、ウェブ高さ　
（へ）の寸法許容差が上記の範囲になるよう使用する有
効口−ル幅が決められていたのである。

Ｈ形鋼の圧延におていは上述したような種−の問題があ
るため、高い寸法精度が要求される建築用のＨ形鋼では
、フランジ厚みが相違してもウェブ高さが一定になるよ
うにプレートを溶接して製作したものが適用されてきた
。しかしながらこの場合、当然圧延Ｈ形鋼よりも製造コ
ストが高くなる不利があり、したがって圧延によって製
造できる寸法精度の高い製造方法の確立が望まれていた
のである。

上述の諸問題の解決を図る試みとして、例えば特開昭５
９−１３３９０２号公報には、軸方向の位置を変更でき
る構造になる幅可変の分割ロールを、第８図（ａ）に示
すように粗ユニバーサル圧延機７、エツジヤ圧延機８お
よび仕上げユニバーサル圧延機９のそれぞれに組み込み
、これによって形材のウェブに部分圧延を施すとともに
フランジ端部の圧延を行い、これによって同一ロールを
使用してもサイズ（ウェブ高さ）の異なるＨ形鋼の圧延
を可能とした圧延方法が開示されている。

また、特開昭６０〜８２２０１号公報には、第６図働）
に示すように、１次粗ユニバーサル圧延機７ａ、エツジ
ヤ圧延機８．２次粗ユニバーサル圧延機７ｂならびに仕
上げユニバーサル圧延機９、あるいは１次粗ユニバーサ
ル圧延機７ａ、２次粗ユニバーサル圧延機７ｂならびに
仕上げユニバーサル圧延機９に軸方向の位置を変更でき
る分割ロールを組み込んみ同一ロールで、Ｈ形鋼のウェ
ブ高さ、フランジ幅を所望のサイズに仕上げる圧延方法
が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記の先行技術は、何れもウェブ高さを大きな範囲にわ
たって変更でき、数シリーズのＨ形鋼を連続して圧延で
きるので、従来の圧延に比してロール交換頻度を減少さ
せることができる利点を有する。しかしながら、同一シ
リーズ内の全サイズのウェブ高さを一定にする圧延を行
う場合には、分割口・−ルのロール間隔の調整量は３０
ＩＩＩＩＩ＋程度でよいのにも係わらず、粗ユニバーサ
ルミル、エンジャミルおよび仕上げユニバーサルミルの
全てに水平ロールとして軸方向に移動可能な２分割ロー
ルを用いる必要があるため、その設備費は非常に大きく
なる不利があった。

さらに特開昭６１−２６２４０４号公報には、形材の仕
上げ圧延時にロール軸方向の位置を調整できる少なくと
も２つの分割ロールを備えた水平ロールを適用する試み
もあるが、かような圧延方式では、厚みが薄くかつ温度
が低下した形材に局部的な圧下を施す際に圧延ロールの
ロール面圧が大きくなり分割ロールに過大な負荷が加わ
るという問題があった。

Ｈ形鋼の圧延に際して生じる上述の如き問題の解決を図
ったものとしては上記のものの他、仕上げユニバーサル
圧延に先立ち、ロール幅の変更可能なウェブ厚み圧下用
分割コールを備えたユニバーサル圧延にて、少なくとも
一回粗形鋼片のウェブ内幅を縮小調整する圧下を行う圧
延方法（特願昭６３−２３３３９３号明細書参照）が提
案されている。

かかる圧延方式の場合、ウェブの幅調整を行う際の圧延
ロールにける負荷の増大を抑制でき、がっウェブの幅寸
法を大きな範囲にわたって調整できる利点があるが、分
割ロールのすき間の部分にロールと接触しない非圧下部
分が生しることがら、ウェブの幅方向において板厚偏差
が生し、この偏差が過大になると、最終的な仕上げユニ
バーサル圧延を施しても修正できず寸法不良となるうれ
いがあった。

この発明は、Ｈ形鋼用の粗形鋼片に対して少なくとも一
回つェプ内幅の縮小調整を行う圧延方式において発生が
懸念されたウェブの幅方向における板厚偏差を極力抑制
し、寸法精度の高い製品を安定して製造できる方法を提
案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、ブレークダウン圧延を経たウェブ及びフラ
ンジを有する粗形鋼片に、粗ユニバーサル圧延、次いで
仕上げユニバーサル圧延を施してＨ形鋼を圧延するに当
たり、上記仕上げユニバーサル圧延に先立ち、ロール幅
の変更可能なウェブ厚み圧下用分割ロールを備えたユニ
バーサル圧延機にて、粗形鋼片のウェブ内幅を下記の条
件に従い縮小調整する少なくとも一回の圧下を施すこと
を特徴とするＨｉ鋼の圧延方法である。

記 ＝５≦　（ｒ　ｆ　　　ｒ　ｗ　　　ｒ　ｂｗ）　　≦
　１５ここに、ｒ、：フランジ厚みの圧下率（％）ｒ、
、：ウエブ厚みの圧下率（％） ｒ工：ウェブ内幅の圧下率（％） （作　用） 第１図にＨ形鋼を圧延する際に用いて好適な圧延機列の
模式を示し、同図における番号１は粗ユニバーサル圧延
機、２はエツジヤ圧延機、３はロール幅の変更可能なウ
ェブ厚み圧下用ロール３ａを有するユニバーサル圧延機
、４は仕上げユニバーサル圧延機、そして５はブレーク
ダウン圧延機である。上記の圧延機列を適用してＨ形鋼
を圧延する場合、ブレークダウン圧延機５を経た粗形綱
片を、粗ユニバーサル圧延機１およびエツジヤ圧延機２
からなる粗ユニバーサル圧延機群にて、第２図（ａ）に
示すように該粗形鋼片のウェブ厚みＴ、１、フランジ厚
みＴｆおよびフランジ幅りが目標の寸法になるまで繰り
返し圧延する。そして次の段階で例えば、第２図（ｂ）
に示すように、ユニバーサル圧延機３による少なくとも
１回所定のウェブ内幅Ｂ、（粗形綱片のウェブ高さから
両側のフランジ厚みを差し引いた寸法）となるように縮
小調整し、さらに第２図（Ｃ）に示す如く、ユニバーサ
ル圧延機４によるフランジ起こしを兼ねた仕上げ圧延を
施す。このような圧延方式では、とくにユニバーサル圧
延機３におけるロール３ａのロール幅を適宜調整するこ
とによって、ウェブ高さｈの一定したＨ形鋼を圧延ロー
ルの頻繁な取替えを要せずに圧延できるし、また、圧下
用ロール３ａのロール幅を積極的に変更することによっ
てウェブ高さの異なる数種類のＨ形鋼を同一ラインで圧
延することができる利点がある。しかしながら、このよ
うなウェブ内幅の縮小調整を行う圧延方式では、ユニバ
ーサル圧延機３による圧延条件が適切でないと、ウェブ
の厚みが第３図に示すように幅方向において段差を生し
、これが大きい場合、最終的な仕上げ圧延のみでは解消
できず、その消去のためには余計な圧延工程を付加する
必要があって、設備コストの上昇を招いたり、生産性の
低下を招くおそれがあったのである。

第４図にウェブ内幅の縮小圧延を行う場合に用いて好適
な二分割形式の例になるロールの一方についての模式を
示すが、この発明では仕上げユニバーサル圧延に先立つ
ウェブ内幅の縮小調整において、ウェブの厚み圧下率、
フランジの厚み圧下率およびウェブ内幅の圧下率を、 一５≦（ｒｒｒｗｒｂｗ）≦１５ ｒｆ　：フランジ厚みの圧下率（％） ｒｗ　：ウエブ厚みの圧下率（％） ｒｂｗ：ウェブ内幅の圧下率（％） を満足するように規制したから、ウェブの幅方向におい
て極端な厚み段差を生しることがなく、たとえ厚み段差
が生しても仕上げ圧延段階で容易に解消できるのである
。

なお、粗ユニバーサル圧延機工の水平ロールのロール幅
をＢｕｌｌとし、最終製品になるＨ形鋼のウェブ高さを
Ｈ８、また同一ロールチャンス内で製造すべきＨ形鋼の
フランジ厚みの最小値をＴ　ｆ＋％、７とすると、 Ｈ−−２・Ｔ、、、、＋Ｂ、。

であるから、ウェブ高さが一定でかつフランジ厚みＴ、
になるＨ形鋼を圧延する場合には、フランジ厚みのＴ　
ｆｍｉ、、との差の２倍を縮小調整すればよい。すなわ
ち、ウェブ内幅の縮小調整の際に、ウェブ厚みの圧下率
、フランジ厚みの圧下率、ウェブ内幅の圧下率の各圧下
率のうち、ウェブ内幅の圧下率は同一ロールチャンス内
でのフランジ厚みの製造範囲とウェブ内幅の縮小調整パ
ス回数から決定される。よって残るウェブ厚みの圧下率
、フランジ厚みの圧下率をウェブ内幅の圧下率に応して
調整すればよいのである。

第５図は、仕上げ圧延後にけるＨ形鋼のウェブにおける
非圧下部の厚みＴい、の圧下部の厚みＴ。。

に対する比率と、ウェブ内幅の縮小調整の際の、フラン
ジ厚みの圧下率ｒｔからウェブ厚みの圧下率ｒ８及びウ
ェブ内幅の圧下率ｒｂｗを差し引いた値との関係を調査
したグラフである。

通常、圧延によるＨｉｍの製造においては、溶接によっ
て製造したＨ形鋼と同程度の寸法精度が要求される。と
くに建築向けに用いられるＨ形鋼では、ウェブ厚みは最
大１４ｒｍ程度であるから、ウェブ厚みの変動許容差を
±５％（±０．７ｏｎ）程度とすると、フランジ厚みの
圧下率ｒ、からウェブ厚みの圧下率ｒ、及びウェブ内幅
の圧下率ｒｂｗの総和を差し引いた値は上掲第５図から
得られる５〜工５の範囲に規制する必要があり、この範
囲内でウェブ内幅を縮小調整することによって、この段
階でウェブの幅方向に段差が住しても、その段差化は非
常に小さく引き続く仕上げ圧延にて、これを確実に解消
することができる。

（実施例） 上掲第１図に示した圧延機列を適用して、製品呼称寸法
でウェブ高さ５００−、フランジ幅２００　ｍｍになる
代表的なＨ形鋼を対象にしてウェブ厚み、フランジ厚み
がそれぞれ９ｍｍ、１２ｎａｎ、１２ｍ、　１６ｍｍ、
１２ｍ＋ａ、　２５腫とする圧延を行い、得られたＨ形
鋼のウェブの変形状況を調査した。その結果を圧延条件
とともに表−１に示す。なお、ウェブ内幅の縮小調整は
仕上げユニバーサル圧延の前段で行い、ウェブ厚みが９
ｍｍ、フランジ厚みが１２になるＨ形鋼を基準寸法とし
て圧延を行った。

表−１ 表−１、より、この発明で規定する条件を満たす圧延を
行った場合ウェブ厚みの段差率が非常に小さいことが確
かめられた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、ウェブ高さが一定になるＨ
形鋼を圧延する場合や同一の圧延ロールを用いて同一の
圧延ラインで数種類のＨ形鋼を圧延する場合に有利な、
ウェブ内幅の縮小調整を行う圧延方式を適用する場合に
懸念されたウェブの形状劣化を効果的に回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する場合に用いて好適な圧延機
列の模式図 第２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）はＨ形鋼の各圧延段階の断面
形状を示した図 第３図はウェブ内幅の縮小調整で生じるウェブの変形状
況を示した図 第４図はウェブ厚み圧下用分割ロールの一方について示
した図 第５図はウェブ内幅の縮小調整によって生じるウェブの
変形状況を調査したグラフ 第６図（ａ）（ｂ）は従来方式に従うＨ形鋼の圧延要領
の説明図 第７図（ａ）（ｂ）　（Ｃ）はＨ形鋼用素材の各圧延段
階における断面形状を示した図 第８図（ａ）　（ｂ）はブレークダウン圧延機のカリバ
ー形状を示した図 第９図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は従来法に従う圧延要領の説
明図第１θ図はロールの摩耗状況を示した図第１１図は
Ｈ＃鋼の主要寸法を示した図である。 １・・・粗ユニバーサル圧延機 ２・−・エツジヤ圧延機 １・・・ユニバーサル圧延機 ３ａ・・・幅可変ロール ４・・・仕上げユニバーサル圧延機 ５・・・ブレークダウン圧延機 第１図 第２図 第５図 第６図 （Ｃｔ＞ （ｂ〕 第７図 第８図 第９図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブレークダウン圧延を経たウェブ及びフランジを有
   する粗形鋼片に、粗ユニバーサル圧延、次いで仕上げユ
   ニバーサル圧延を施してＨ形鋼を圧延するに当たり、上
   記仕上げユニバーサル圧延に先立ち、ロール幅の変更可
   能なウェブ厚み圧下用分割ロールを備えたユニバーサル
   圧延機にて、粗形鋼片のウェブ内幅を下記の条件に従い
   縮小調整する少なくとも一回の圧下を施すことを特徴と
   するＨ形鋼の圧延方法。 記 −５≦（ｒ＿ｆ−ｒ＿ｗ−ｒ＿ｂ＿ｗ）≦１５ｒ＿ｆ：
   フランジ厚みの圧下率（％） ｒ＿ｗ：ウエブ厚みの圧下率（％） ｒ＿ｂ＿ｗ：ウエブ内幅の圧下率（％）