JPH0367441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フランジを有する形鋼のウエブ内巾
を拡巾する装置に関する。

［従来の技術］ 第９図はＨ形鋼の通常のユニバーサル圧延法を
示す図である。例えばＨ形鋼をユニバーサル圧延
機で製造する際は、ブレークダウンミル（図示せ
ず）で粗成形された粗形鋼片を、第９図イに示す
中間ユニバーサルミルの水平ロール３１でウエブ
を圧延し、同時に水平ロール３１の側壁と垂直ロ
ール３２でフランジを圧延する。又フランジの端
部は第９図ロに示すエツジヤーミルのエツジヤー
ロール３３で圧延加工する。第９図ハは仕上げユ
ニバーサルミルで、中間ユニバーサルミルやエツ
ジヤーミルで数回圧延された後に仕上げ成形の圧
延を行うミルである。このユニバーサル圧延法で
は、ウエブは圧延方向に延伸加工されるが、第９
図ニに示すウエブ内巾Ｗを拡巾したり内巾寸法を
調節する圧延加工は行われない。即ち製造するＨ
形鋼のウエブ内巾Ｗを変える場合は、各水平ロー
ルを粗形鋼片やＨ形鋼のウエブ内巾Ｗにあつた別
の水平ロールに組替えて圧延を行う。形鋼の圧延
工場では、Ｗ寸法が異なる多種類のＨ形鋼を製造
するが、Ｗ寸法が変る毎に水平ロールを組替える
作業は極めて煩瑣であり、又多本数の水平ロール
の常備が余儀なくされることとなる。円圧するＨ
形鋼のウエブ内巾寸法Ｗが変つても、水平ロール
を変えない方法に関し特開昭53−84856号、特開
昭83−83961号、特公昭58−57244号の技術が公知
である。この方法は、粗形鋼片の段階であるいは
中間仕上工程で、そのウエブをフランジの方向に
引張つて延伸することによりウエブ内巾Ｗを引き
伸ばす方法である。しかしこの方法はウエブ内巾
を若干大きくする際には適当であるが、後述する
ごとくウエブが局部的に伸張したりウエブの肉厚
が不同になりやすい問題点がある。ウエブの内巾
を変える別の方法として特開昭59−133902号、特
開昭59−178101号が公知である。即ち圧延の途中
で第１０図イに示した余肉部３５をウエブ上に圧
延で形成し、次にこの余肉部を平圧延して第１０
図ロのごとくウエブを拡げるものである。しかし
この方法における余肉部３５の部分圧延は、余肉
部の圧延方向のメタルフローを伴うため、圧延後
は余肉部に該当したウエブ面が波状となり易い。
又この方法ではウエブの拡巾量は余肉部の余肉量
に相応するために、成品のウエブ内巾の寸法精度
を確保するには余肉量の正確な形成が重要である
が、製造するＨ形鋼が変る毎に安定して正確な余
肉量を形成する圧延はユニバーサルミルでは厄介
である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はウエブ内巾を簡易に変える事ができ、
且つその際ウエブの厚さが均一に保持できる、フ
ランジを有する形鋼の製造を目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の第１の装置の説明図で、走行
する形鋼のパスラインに垂直な断面を示す図であ
る。第１図で走行する形鋼１１の上方に図示した
ユニツトが上部ロールユニツトである。

本発明の上部ロールユニツトを第１図に基づき
説明する。本発明で駒型ロールとは、第１図の４
−１に例示したように、裁頭円錐面がh₁の上裁頭
円錐体と裁頭円錐面がf₁の下裁頭円錐体の２ケの
裁頭円錐体の底面を相互に接合したいわゆるソロ
バン玉状の形状のロールである。

本発明の上部ロールユニツトは、圧延形材１１
のパスラインの中央に対して左右対称に軸芯をそ
れぞれ第１図の如く内向きに傾斜して配した左右
の駒型ロール４−１と４−２を有する。また左右
の駒型ロール４−１と４−２との上方に設けられ
て４−１と４−２を背面支承する軸芯が水平な一
本のバツクアツプロール６を有する。４−１，４
−２および６の軸芯は圧延形材のパスラインに垂
直な同一の面上にある。各ロールはそれぞれ軸芯
を回転の中心軸として回転自在にロールチヨツク
１に設けられている。また左右の駒型ロールの下
裁頭円錐面f₁およびf₂の下端の稜P₁−P₁′とP₂−
P₂′とは水平で同じ高さに配され、また左右の駒
型ロールの上裁頭円錐面h₁とh₂の上端の稜q₁−
q₁′とq₂−q₂′とはバツクアツプロール６のロール
面に沿つて配されている。第１図でロールチヨツ
ク１（１−１部）とロールチヨツク１（１−２
部）は、駒型ロール４−１，４−２とバツクアツ
プロール６とを取り囲んで、紙面の前方で連結さ
れている一体物のロールチヨツクの例で、駒型ロ
ール４−１と４−２は、ロールチヨツクの１−１
部と１−２部で両端が支承されている例である
が、ロールチヨツクが１−２部を有しないロール
チヨツクで、また駒型ロール４−１と４−２は一
方の端部のみがロールチヨツクの１−１部で支承
されている駒型ロールであつてもよい。

上記の上部ロールユニツトを、第１図に示す如
く、走行する形鋼１１の上面に押しつけると、後
で述べる如く、左右の駒型ロールとバツクアツプ
ロールが互いに押し合つて、左右の駒型ロールは
フランジを有する形鋼の上面の、フランジ内面と
ウエブに当接し、ウエブ内幅を拡幅する。

第１図で走行する形鋼１１の下方に図示したユ
ニツトが下部ロールユニツトである。下部ロール
ユニツトは、走行する形鋼１１に対して上部ロー
ルユニツトと上下対称に配され、左右の駒型ロー
ル、バツクアツプロール、ロールチヨツクも上部
ロールユニツトのそれ等と上下対称に配されてい
る。

本発明には、上部ロールユニツトを有し下ロー
ルは通常の水平ロールである製造装置、あるいは
下部ロールユニツトを有し上ロールは通常の水平
ロールである製造装置、あるいは上部ロールユニ
ツトと下部ロールユニツトとを有する製造装置が
含まれる。

第８図は上面のみにフランジを有する形鋼の製
造の例である。この際は走行する形鋼は上部ロー
ルユニツトと水平下ロールの間を走行させて、ウ
エブ内幅を拡幅することができる。図示しないが
下面のみにフランジを有する形鋼の製造に際して
は、走行する形鋼は、水平上ロールと下部ロール
ユニツトの間を走行させてウエブ内幅を拡幅する
ことができる。また第１図に示した上下面にフラ
ンジを有する形鋼の製造の場合は、走行する形鋼
は上部ロールユニツトと下部ロールユニツトの間
を走行させてウエブ内幅を拡幅することができ
る。

第２図は本発明の第２の装置の例で、走行する
形鋼のパスラインに垂直な断面を示す図である。
即ち第２図は、左右の駒型ロールの内側にロール
面が円柱状の水平ワークロール９を更に有し、水
平ワークロールはロール面の下端r₁−r₂が、第１
図で述べた稜P₁−P₁′およびP₂−P₂′と同じ高さ
に、ロールチヨツク１に回転自在に設けられてい
る上部ロールユニツトで、下部ロールユニツトは
走行する形鋼１１に対して上部ロールユニツトと
上下対称に構成された下部ロールユニツトである
事を実施の態様とし、他は本発明の第１の装置で
述べたと同じである、フランジを有する形鋼の製
造装置である。

この装置を用いると、左右の駒型ロールとバツ
クアツプロールが互いに押し合つて駒型ロールを
フランジを有する形鋼のフランジ内面とウエブに
当接させてウエブ内幅を拡幅すると共に、水平ワ
ークロール９がフランジを有する形鋼のウエブに
当接し圧延するが、後で述べる如く、水平ワーク
ロール９のウエブ圧延によつて、ウエブ内幅の拡
幅は更に容易となる。

第３図は本発明の第３の装置例を示す図であ
る。即ちバツクアツプロール６はロール端部に向
つて先細りとなる左右対称な円錐面を有するバツ
クアツプロールで、該円錐面を左右の駒型ロール
４−１と４−２の間に割り込ませて上下に移動可
能なロールチヨツク１ｃに配され、左右の駒型ロ
ール４−１と４−２は左右に移動可能なロールチ
ヨツク１ａと１ｂにそれぞれ配されていることを
実施の態様とし、他は本発明の第１の装置で述べ
たと同じである、フランジを有する形鋼の製造装
置である。

この装置を用いると、左右の駒型ロールとバツ
クアツプロールが互いに押し合つて駒型ロールを
フランジを有する形鋼のフランジ内面とウエブに
当接させてウエブ内幅を拡幅するが、バツクアツ
プロールの錐面を駒型ロール４−１と４−２の間
に割り込ませて配しているため、後で詳述する
が、効率よくウエブ内幅を拡幅することができ
る。

［作用及び実施例］ 第４図は本発明の作用を示す模式図で、Ａ図は
矢視イ−イの圧延方向から見た正面模式図、Ｂ図
は矢視ロ−ロの平面模式図である。図中ａは駒型
ロール４の上面、ｂはその最大直径面、ｃはその
下面であり、又斜線はＨ形鋼を示す。駒型ロール
のｂ面はＨ形鋼のフランジ内面と最初ｄ点で当接
し、駒型ロールの回転（Ｈ形鋼の前進）と共に駒
型ロール上のｄ点はｅ点に至り、Ｈ形鋼のウエブ
内巾をl₁からl₂に拡巾する。この際第４図Ｂでｄ
−d′とｅ−e′の間のウエブは、ウエブの拡巾に伴
いフランジ方向に引張り加工されるが、引張り応
力だけではウエブは局部的に延伸してウエブの厚
さが不均一になり易い。

本発明で駒型ロールのｂ面とｃ面の間で構成さ
れる円錐面ｆは、前期のウエブを拡巾する過程
で、フランジに隣接したウエブ部分をウエブ厚さ
方向に加圧する。又図中９は水平ワークロールで
あり、前記のウエブを拡巾する過程で、ウエブの
巾中央部分をウエブ厚さ方向に加圧する。

一般に拡巾量ΔWはロールと材料の幾何学的位
置関係で決り、その拡巾メカニズムにより分離し
て拡巾量の成分を表わすと下式のようになる。

拡巾量ΔW＝余肉部圧下による拡巾量＋余肉部引
き伸ばしによる拡巾量 ＋余肉部以外のウエブ引き伸ばしに
よる拡巾量 ここで、引き伸ばし拡巾が大きくなるとウエブ
厚さが不均一となり、断面内のくびれを生じ、更
に引き伸ばし拡巾を増大するとウエブ破断に至つ
てしまう。逆に余肉部圧下のみでウエブ拡巾を行
うと、余肉圧下部に圧延方向のメタルフローを伴
うため、圧延方向の伸張を拘束されているウエブ
面が座屈して波状となり易い。本発明のように駒
型ロール４と水平ワークロール９で引き伸ばし拡
巾と余肉圧下を同時に行うと、引き伸ばし作用に
より材料内部に作用する応力と、余肉圧下作用に
より材料内部に作用する応力が相互にバランスす
るので変形がスムースとなり、ウエブ厚みが均一
となる。更に付随効果として拡巾加工に伴う材料
の異常変形や表面疵の問題もなく、且つ拡巾に要
する荷重や加工エネルギーも低減される。

第１図及び第２図ではフランジに隣接したウエ
ブ上に点線で、又第４図ではウエブの中央部に余
肉部１０を設けた例を示したが、これらは当該箇
所を強く加圧することに役立ち、拡巾加工は更に
スムーズに行われる。

第５図は本発明の効果の例を示す図でイは
H250×90×5/9のＨ形鋼を用いてウエブ内巾を拡
巾した際のウエブ厚さの偏差を示している。図中
Ｂ線はロに示した公知の拡巾装置を用いてウエブ
をフランジ方向に引張つて拡巾した例であるが、
拡巾量が大きくなるとウエブ厚さの偏差が大きく
なりウエブ厚さが不均一となる。図中Ａ線はウエ
ブに厚さ方向の加圧を併せ加えたもので、ウエブ
内巾の拡巾量が大きくなつてもウエブ厚さの偏差
は小さく、厚さは均一に保たれる。

第６図は他の実施例で、駒型ロールの最大直径
面を水平に近づけたもので、駒型ロールはウエブ
により近いフランジ部に最初に当接するし又拡巾
方向の分力が大きくなる。

第６図の点線は、駒型ロールとバツクアツプロ
ールの接触部ｇで、駒型ロール４のロール面の周
速度にバツクアツプロール６のロール面の周速度
を近づける方法を示す例で、バツクアツプロール
６との径を軸芯がＦ−F′となるように選ぶことに
より、各ロール面の周速度は近づきロール間の摩
擦が軽減されロール摩耗量を少なくすることがで
きる。

第３図及び第７図はバツクアツプロール６を小
径の駒型ロール４−１及び４−２の間に割り込ま
せて配置した例である。バツクアツプロールを上
下方向に移動出来るように、駒型ロールを左右方
向に移動出来るように構成すると、Ｈ形鋼の内巾
寸法が変つても、バツクアツプロールの上下位置
と駒型ロール左右位置の調整によつて対応でき
る。なおこのような構成にすれば、駒型ロールお
よびバツクアツプロールに摩耗が生じても、バツ
クアツプロールを更に深く割り込ませることで一
定の範囲まで対応可能という効果も有する。

本発明をＨ形鋼の製造に関して詳説したが、本
発明は他のフランジを有する形鋼のウエブ内巾を
拡巾する装置としても使用するものである。第８
図は本発明をＨ形鋼以外の形鋼に使用した例を示
す図で、イ，ロは溝形鋼、ハはＵ型鋼矢板の例で
ある。

本発明の装置は、独立した装置として使用して
もよいが、形鋼の製造ライン中に、例えばユニバ
ーサル方式による形鋼の圧延ラインのユニバーサ
ルミルとエツジヤーミルの間に配して使用する事
も好ましい。上下のロールチヨツク１は図示して
いない固定用のハウジングまたはフレームに取付
られ、上下ロールの間隔は上下動自在に所定の位
置へ高剛性に保持される。このような本発明製造
装置をリバース圧延を行う圧延装置列で用いる場
合は途中のパスでは上下方向にロールチヨツク１
を開放し、最終のパスで所定の位置にセツトして
拡巾圧延する。上下動させる構造は油圧シリンダ
ーまたはスクリユー方式など周知の手段を採用す
ればよい。また各ロールスタンドを１パスで連続
的に圧延する連続圧延装置列で用いる場合はハウ
ジングまたはフレームを上下一体のフレームで構
成してもよい。又本発明の装置は小型なコンパク
トなものとする事ができるため、着脱が容易なカ
セツト状の、形鋼圧延ラインのガイドとして使用
する事も好ましい。更に本発明の装置は複数個を
連結してパスラインに配すると、フランジ内巾は
複数回拡巾されるために大きな拡巾を行うことが
出来る。

各ロールを非駆動する場合は、本発明装置を例
えばユニバーサル圧延装置列のエツジヤーミルと
ユニバーサルとの間に設け、本発明装置に材料の
先端を押し込む時には、本発明装置の前段に位置
するミルの押し込み力を利用し、材料の後端がそ
の前段ミルを蹴出した後は後段ミルの引つ張り力
を利用すればよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなごとく、本発明の装置
を使用する事により、フランジを有する形鋼のウ
エブ内巾は駒型ロールによりウエブ肉厚が均一で
寸法精度よく拡巾される。又本発明の装置は小型
に製作することができ、圧延ラインに配した際の
取り替えが簡易であるため、製造する形鋼の寸法
が変つても容易に又迅速に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の装置例の図、第２図は
本発明の第２の装置例の図、第３図は本発明の第
３の装置例の図、第４図は本発明の作用を示す
図、第５図は本発明の効果の例を示す図、第６図
は本発明の他の実施例を示す図、第７図は本発明
の他の実施例を示す図、第８図はＨ形鋼以外の形
鋼に本発明を使用した例を示す図、第９図は通常
のユニバーサル圧延法を示す図、第１０図は従来
の技術の例を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行する形鋼１１のパスラインの中央に対し
   て左右対称に軸芯をそれぞれ内向きに傾斜して配
   した左右の駒型ロール４（４−１，４−２）と、
   該左右の駒型ロールをバツクアツプする軸芯が水
   平な一本のバツクアツプロール６とを有し、各ロ
   ールの軸芯は走行する形鋼のパスラインに垂直な
   同一の面上にあり、各ロールはそれぞれの軸芯を
   回転の中心軸として回転自在にロールチヨツク１
   に設けられ、左右の駒型ロールの下裁頭円錐面
   f₁，f₂の下端の稜P₁−P₁′とP₂−P₂′とは水平で同
   一高さにあり、左右の駒型ロールの上裁頭円錐面
   h₁，h₂の上端の稜q₁−q₁′とq₂−q₂′とはバツクア
   ツプロールのロール面に沿つて配されている上部
   ロールユニツトを有し、あるいは走行する形鋼１
   １に対して上部ロールユニツトと上下対称に構成
   された下部ロールユニツトを有し、あるいは該上
   部ロールユニツトと該下部ロールユニツトの双方
   を有し、左右の駒型ロールとバツクアツプロール
   が互に押し合つて、左右の駒型ロールをフランジ
   を有する形鋼のフランジ内面とウエブに当接させ
   てウエブ内幅を拡幅するように構成したことを特
   徴とする、フランジを有する形鋼の製造装置。 ２ 上部ロールユニツトが、左右の駒型ロール４
   の内側に円柱状の水平ワークロール９を更に有
   し、水平ワークロールはロール面の下端r₁−r₂が
   左右の駒型ロールの下円錐面f₁，f₂の下端の稜P₁
   −P₁′およびP₂−P₂′と同じ高さに、ロールチヨツ
   ク１に回転自在に設けられている上部ロールユニ
   ツトで、下部ロールユニツトは走行する形鋼１１
   に対して上部ロールユニツトと上下対称に構成さ
   れた下部ロールユニツトである、特許請求の範囲
   １に記載のフランジを有する形鋼の製造装置。 ３ バツクアツプロール６がロール端部に向つて
   先細りとなる左右対称な円錐面を有し、該円錐面
   を左右の駒型ロールの間に割り込ませて上下に移
   動可能なロールチヨツク１ｃに配したバツクアツ
   プロールで、左右の駒型ロールは左右に移動可能
   なロールチヨツク１ａと１ｂにそれぞれ配されて
   いる駒型ロールである、特許請求の範囲１に記載
   のフランジを有する形鋼の製造装置。