JPH04288902A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＨ形鋼のウェブ高さを圧
延中に自在に調整する圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、熱間圧延にて製造されているＨ形
鋼は用途に応じてその寸法サイズが非常に多大であるが
、近年これらを用いた構造物の軽量化、経済設計等の観
点からそれらの寸法サイズの種類はさらに増大する傾向
にある。かかる傾向に対して既知の従来技術で対応する
とすれば、下記問題がある。

【０００３】一般に、Ｈ形鋼を製造する場合の圧延機配
列は添付図面の図５に示すごときものであり、ブレーク
ダウン圧延機ＢＤ、第一エッジング圧延機ＲＥ１　、第
一粗ユニバーサル圧延機ＲＵ１　、第二粗ユニバーサル
圧延機ＲＵ２　、第二エッジング圧延機ＲＥ２　、仕上
ユニバーサル圧延機ＦＵにて圧延される。この従来のユ
ニバーサル圧延法によって得られるＨ形鋼の寸法は図６
に示されるように、ウェブ高さＨ、ウェブ内幅ＬＨ、フ
ランジ厚ｔ２　をとするとＨ＝ＬＨ＋２ｔ２　の関係と
なり、ウェブ内幅ＬＨは冷却時の熱収縮量を無視すると
仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール幅（図５中のＬＨ
Ｆ）と同一であることからウェブ高さＨは仕上ユニバー
サル圧延機の水平ロール幅とフランジ厚により決定され
る。

【０００４】このため例えば、フランジ厚の変化量に関
係なくウェブ高さが一定のＨ形鋼や、逆にフランジ厚が
一定でウェブ高さを任意の寸法にすることができるＨ形
鋼を製造しようとした場合、ユニバーサル圧延機の水平
ロール幅を圧延するＨ形鋼のサイズに合わせて準備する
必要がある。従って、圧延する寸法サイズ数が、フラン
ジ厚ｔ２　やウェブ内幅ＬＨに関係なく増大することは
、ロール保有数が増加し、さらには、圧延する寸法サイ
ズが変わる毎に、その都度、そのサイズに合致したロー
ルに組替える必要が生じ、そのため操業度は大幅に低下
する。また圧延ロールはその圧延中、被圧延材との接触
により摩耗し、図５中のＬＨＦ等水平ロール幅が減少す
るため、圧延製品のウェブ高さＨまたはフランジ厚ｔ２
　にバラツキが生じる。そのため該水平ロールはある圧
延サイズの圧延に繰り返して、長期間使用することは不
可能である。これらにより今以上の多品種、多サイズの
需要家要求を満足させる経済的製造は不可能に近いとい
う状況にあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、前述の
ようにロール胴長がそれぞれのロールについて固定ある
いは一定のため、圧延ロールを圧延サイズに合わせて準
備する必要があり、■　　ロール保有数が膨大である、
■　　ロールを組み替えるため操業度が大幅に低下する
、さらに圧延中のロール摩耗により、■　　製品の寸法
にバラツキを生じる、■　　同一サイズに同一の圧延ロ
ールを繰り返し長期間使用することができない、等の問
題がある。

【０００６】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたものでロール保有数を増大させることなく、
操業度および圧延能率を低下させることなく、また高品
質、高歩留りを確保しつつ、良好な作業性のウェブ高さ
が自在に調整可能なＨ形鋼の圧延方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、
エッジング圧延機及び仕上ユニバーサル圧延機からなる
通常のＨ形鋼の熱間圧延設備のエッジング圧延機の後面
に、ロール軸に２個の圧延用環状スリーブを同軸かつロ
ール軸と一体回転可能に嵌着すると共に、少なくとも一
方の該環状スリーブをロール軸方向に移動可能に形成し
てなる圧延ロールを上下一対装着してなる圧延機を近接
して設置し更に該圧延機の後面に粗ユニバーサル圧延機
の水平ロール幅以下のロール幅でその形状が概略樽型で
かつそのロール幅は固定である上下一対の圧延ロールを
装着してなる圧延機を設置した圧延設備によるＨ形鋼の
圧延方法において、ブレークダウン圧延機により略Ｈ形
状に圧延された被圧延材をフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部分に余肉を形成できる形状にした粗
ユニバーサル圧延機およびエッジング圧延機のロールを
用いて通常のユニバーサル圧延を行ってフランジおよび
ウェブの減厚およびフランジ幅制御を繰返し、かつフラ
ンジとウェブの付根付近およびウェブ両端部分に余肉を
形成する段階と、粗ユニバーサル圧延が完了した被圧延
材を前記エッジング圧延機の後面に設置したロール幅が
可変なロールを組込んだ圧延機にて該ロール幅を粗ユニ
バーサル圧延機の水平ロールの幅より大きく設定して圧
延することによりロール幅差による機械的なウェブの内
幅の拡大と共に上記余肉部を粗ユニバーサル圧延最終パ
スにおけるウェブ中央部と同一厚さとなるまで圧延する
ことによりその減面量の殆どをウェブ内幅の拡大に転化
させる圧延を１パスないし更にロール幅を大きく設定し
ながら複数パスを行う段階とを有することによって達成
される。

【０００８】

【作用】上述のごとく本発明は、先ず、粗ユニバーサル
圧延機により、フランジとウェブの付根部分及びウェブ
両端部へ余肉を形成する工程を行う。この工程に引き続
いて、ロール幅調整可能な圧延ロールを上下一対装着し
た圧延機にて上記工程におけるウェブ内幅より該圧延ロ
ール幅を大きく設定し、圧延することによりロール幅差
による機械的なウェブ内幅の拡大とともに、上記工程で
のウェブ中央部と同一厚さまで上記工程で形成した余肉
を圧下することによりその減面量の殆どをウェブ内幅拡
大に転化させる工程を行う。

【０００９】この二つ工程を適宜繰り返すことにより所
定のウェブ高さが得られる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面の図１ないし図４にもとづき
本発明の実施例を説明する。

【００１１】図１は本発明の概要工程を示す図であり、
理解を容易とするためエッジング圧延は省略して示して
いる。また図２は本発明を実施する圧延機配列を示して
おり図中第二粗圧延機群Ｒ２　には第二粗ユニバーサル
圧延機ＲＵ２　、第二エッジング圧延機ＲＥ２　と、第
二エッジング圧延機後面直近にロール軸に２個の圧延用
環状スリーブを同軸かつロール軸と一体回転可能に嵌着
すると共に、少なくとも一方の該環状スリーブをロール
軸方向に移動可能に形成してなる圧延ロールを上下一対
装着してなる圧延機ＲＹ１　の合計３台の圧延機が設置
してある。

【００１２】図１において状態（ａ）は図に示されるブ
レークダウン圧延機ＢＤまたは第一粗ユニバーサル圧延
機ＲＵ１　および第一エッジング圧延機ＲＥ１　で略Ｈ
形状に圧延された被圧延材を第二粗ユニバーサル圧延機
ＲＵ２および第二エッジング圧延機ＲＥ２　で数パス圧
延された状態を示している。この被圧延材１ａはロール
幅ＬＨ１１なる固定幅の水平ロール１１ｈと竪ロール１
１ｖを使用して圧延されるためそのウェブ内幅ＬＨ１２
はほぼ上記ロール幅ＬＨ１１と等しくなる。また水平ロ
ール１１ｈのロール端部は被圧延材１ａのフランジとウ
ェブの付根およびウェブ両端部に余肉を形成する形状と
なっており、従って図１での状態（ａ）に示す被圧延材
１ａの形状に圧延される。図３に示す余肉量ａおよびｂ
は後工程（例えば図１での状態（ｂ），（ｃ））でのウ
ェブ内幅の拡大量および圧延の安定性を考慮して決定さ
れる。

【００１３】＜第一実施例＞図１での状態（ａ）におけ
る被圧延材１ａのウェブ内幅を第二エッジング圧延機後
面に近接して設置したロール軸に２個の圧延用環状スリ
ーブを同軸かつロール軸と一体回転可能に嵌着すると共
に、少なくとも一方の該環状スリーブをロール軸方向に
移動可能に形成してなる圧延ロールを上下一対装着して
なる圧延機（図２のＲＹ１　）で１パスのみで実施する
場合を図１での状態（ｃ）に示す。

【００１４】図１での状態（ａ）における被圧延材１ａ
のウェブ内幅を第二エッジング圧延機の後面に近接して
設置した圧延機ＲＹ１　で圧延する状況を図１での状態
（ｂ）に示す。これは、まずＲＹ１　圧延機の圧延用環
状スリーブ１２の幅（ロール幅）をＬＨ３１をＬＨ３１
＞ＬＨ１１となるように設定し、粗ユニバーサル圧延が
完了した被圧延材１ａを圧延する。図２のＲＹ１　圧延
機に被圧延材１ａが咬込んで行く過程でロール幅差（Ｌ
Ｈ３１−ＬＨ１１）により機械的にウェブが引き伸ばさ
れる。そして上記ウェブ余肉部を圧延用環状スリーブ１
２（圧延ロール）で圧延することにより、その余肉の減
面量の殆どをウェブ内幅拡大に転化させる。この場合ユ
ニバーサル圧延のように竪ロールを使用し、フランジの
圧延を行わないのは、ウェブ余肉部の圧延による長さ方
向（圧延方向）の伸びをフランジにより規制し、その減
面量のほとんどをウェブ内幅拡大に転化させるためであ
る。また、図１での状態（ａ）のようにウェブ両端部に
余肉を形成するのはウェブ中央部の余肉を圧延するより
、ウェブ両端部の余肉を圧下した方が、被圧延材断面各
部の圧下率差によって発生する長さ方向伸び差によるウ
ェブの座屈が防止しやすいためである。更に、ロール幅
差によるウェブの幅方向の引伸しも、ウェブ幅方向に力
が働くため、ウェブ座屈防止に非常に効果があり、した
がって被圧延材１ｃのウェブ内幅はＬＨ３２にウェブが
座屈することなく拡大される。またこの余肉部の圧延は
図１での状態（ａ）における粗ユニバーサル圧延完了時
のウェブ中央部分の厚さｔ１１と等しくなるようそのロ
ール隙が設定される。上記工程後被圧延材１ｃを図１で
の状態（ｇ）に示す仕上圧延を実施する。この仕上圧延
機ＦＵは、上記ＲＹ１圧延機の圧延ロール１２と同様な
構造のロール幅可変な水平ロール１３ｈおよび竪ロール
１３ｖよりなるユニバーサル圧延機であり、水平ロール
１３ｈのロール幅ＬＨＦは製品のウェブ内幅ＬＨに対し
てその熱収縮量を考慮して決定される。この場合の仕上
圧延はフランジの角度を起こすことを主に行うものであ
り、ウェブの圧下はほとんどない。したがって被圧延材
１ｇのウェブ厚ｔ１　はほぼｔ１１に等しい値である。

【００１５】＜第二実施例＞ウェブ内幅の拡大量を上述
の第一実施例の場合より大きくするときには、前述のよ
うに図１での状態（ａ）のフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部の余肉部の量（図３におけるａおよ
びｂ）を大きくする必要がある。この大きな余肉を上述
の第一実施例のごとくＲＹ１　圧延機にて１パスでウェ
ブ内幅を拡大しようとすると、その圧延反力が大きくな
ること、また被圧延材１ｃ断面内での圧下率差が大きく
なり、そりによる長さ方向の伸び差が大きくなり、ウェ
ブに座屈が生じる虞れがある。これを防止するためには
、図２に示すＲＹ１　圧延機で往復圧延を実施し、ウェ
ブの余肉を分割して圧延することが効果がある。この一
例を図１の状態（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。まず図
１での状態（ａ）に示す粗ユニバーサル圧延が完了した
被圧延材１ａを、図１での状態（ｂ）に示すように、ウ
ェブ座屈が発生しない範囲でその余肉を圧下する。この
場合、圧延用環状スリーブ１２の幅ＬＨ２１はＬＨ２１
＞ＬＨ１１とすることはいうまでもないことである。こ
れにより、前述のようにロール幅差および余肉部の圧下
により、被圧延材１ｂのウェブ内幅は１ａの内幅ＬＨ１
２よりＬＨ２２に拡大される。更に次パスでＲＹ１圧延
機の圧延用環状スリーブ１２の幅を先の被圧延材１ｂの
ウェブ内幅ＬＨ２２より広くＬＨ３１に設定し、被圧延
材１ｂに残っている余肉部をウェブ中央部の厚さｔ１１
になるまで圧延する。これによりウェブ内幅はＬＨ３２
に拡大される。この工程の完了後前述のように図１での
状態（ｇ）に示す仕上圧延を実施する。

【００１６】＜第三実施例＞これは、上述の第二実施例
の場合より更に大きくウェブ内幅を拡大させる圧延方法
であり、この一例を図１での状態（ａ）〜（ｆ）で説明
する。まず、初期のウェブ内幅の拡大は前記同様、図１
での状態（ａ），（ｂ），（ｃ）の工程をたどる。ただ
し既述の＜第一実施例＞＜第二実施例＞ともに、ウェブ
中央部の厚さｔ１１は仕上圧延におけるｔ１　とほぼ等
しい値であったが、本実施例ではｔ１１＞ｔ１　とする
。図１での状態（ｃ）までの工程が完了した被圧延材１
ｃを粗ユニバーサル圧延機ＲＵ２　を使用してウェブの
中央部厚がｔ１２となるよう圧延する。この場合のウェ
ブ厚ｔ１２は仕上圧延完了材１ｇのウェブ厚ｔ１　とほ
ぼ等しくする。また、この圧延は、前工程の状態（ｃ）
まででウェブ内幅が拡大されているため、粗ユニバーサ
ル圧延機ＲＵ２　の水平ロール１１ｈの幅ＬＨ１１より
大きい。したがって竪ロールは図１での状態（ｄ）に示
すように水平ロール１１ｈの側壁との間でフランジを圧
下できないように隙をもたせる必要がある。この圧延に
より図１での状態（ｄ）に示すようにウェブ両端部に再
び余肉が形成される。この被圧延材１ｄを前述と同様に
図１での状態（ｅ），（ｆ）のように圧延する。この場
合、ＲＹ１　圧延機でロール幅ＬＨ６１はＬＨ６１＞Ｌ
Ｈ５１＞ＬＨ４２の条件で設定することは言うまでもな
いことである。図１での状態（ｆ）までの工程の完了後
、前述と同様な図１での状態（ｇ）に示す仕上圧延を実
施する。

【００１７】図４に上記各工程での圧延機の運用方法の
例を示す。図中○印は圧下することを示す。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Ｈ形
鋼のフランジとウェブの付根付近およびウェブ両端部に
余肉を形成し、その余肉を圧延する際に、前段ウェブ内
幅よりロール幅を大きく設定することによりロール幅差
による機械的な引伸ばしと余肉部圧下による減面量をロ
ール幅との組合わせによりそのほとんどをウェブ高さ拡
大に転化できるためそのウェブ内幅（ウェブ高さ）拡大
効果が大となり、また圧下率差によるウェブ座屈の虞れ
もほとんどなくなることから、■　　少ないパス回数で
ウェブ高さが自在に調整可能であり、したがって圧延能
率が高い、■　　ウェブ内幅拡大効果が大きいため、ウ
ェブ高さの異なる種々のサイズに対しても圧延ロールの
共用が可能であり、したがってサイズ増大に対してロー
ル保有数を増加させる必要がない、■　　ウェブ座屈等
の製品不具合の虞れがなく、また被圧延材の全長に恒る
寸法制御精度が高い、■　　その結果、高品質かつ高歩
留りの製造ができる、等の効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧延方法の工程を示す図である。

【図２】本発明を実施するための圧延機の配列およびロ
ールとＨ形鋼の断面図である。

【図３】粗ユニバーサル圧延完了時に形成されたフラン
ジとウェブの付根付近およびウェブ両端部の余肉形状を
示す図である。

【図４】本発明の各工程での圧延機の運用方法の例を示
す図である。

【図５】従来のＨ形鋼の圧延プロセスと各圧延機の圧延
ロール構成と被圧延材の形状を示す断面図である。

【図６】Ｈ形鋼の寸法関係を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ　　被
圧延材 １１ｈ　　粗ユニバーサル圧延機の水平ロール１１ｖ　
　粗ユニバーサル圧延機の竪ロール１２　　ＲＹ１　圧
延機の圧延用環状スリーブ１３　　ＲＹ２　圧延機の概
略樽型の水平ロールＢＤ　　ブレークダウン圧延機 Ｒ１　　　第一粗圧延機群 Ｒ２　　　第二粗圧延機群 Ｆ　　仕上圧延機 ＲＥ１　　　第一エッジング圧延機 ＲＵ１　　　第一粗ユニバーサル圧延機ＲＵ２　　　第
二粗ユニバーサル圧延機ＲＥ２　　　第二エッジング圧
延機 ＲＹ１　　　ロール軸に２個の圧延用環状スリーブを同
軸かつロール軸と一体回転 可能に嵌着すると共に少なくとも一方の該環状スリーブ
をロール軸方向に移動可能に形成してなる圧延ロールを
上下一対装着してなる圧延機 ＦＵ　　仕上ユニバーサル圧延機 ＬＨ１１，ＬＨ２１，ＬＨ３１，ＬＨ５１，ＬＨ６１，
ＬＨＦ　　ロール幅 ＬＨ１２，ＬＨ２２，ＬＨ３２，ＬＨ４２，ＬＨ５２，
ＬＨ６２，　　Ｈ形鋼のウェブ内幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサ
   ル圧延機、エッジング圧延機及び仕上ユニバーサル圧延
   機からなる通常のＨ形鋼の熱間圧延設備のエッジング圧
   延機の後面に、ロール軸に２個の圧延用環状スリーブを
   同軸かつロール軸と一体回転可能に嵌着すると共に、少
   なくとも一方の該環状スリーブをロール軸方向に移動可
   能に形成してなる圧延ロールを上下一対装着してなる圧
   延機を近接して設置し、更に該圧延機の後面に粗ユニバ
   ーサル圧延機の水平ロール幅以下のロール幅でその形状
   が概略樽型でかつそのロール幅は固定である上下一対の
   圧延ロールを装着してなる圧延機を設置した圧延設備に
   よるＨ形鋼の圧延方法において、ブレークダウン圧延機
   により略Ｈ形状に圧延された被圧延材をフランジとウェ
   ブの付根部分およびウェブ両端部分に余肉を形成できる
   形状にした粗ユニバーサル圧延機およびエッジング圧延
   機のロールを用いて通常のユニバーサル圧延を行ってフ
   ランジおよびウェブの減厚およびフランジ幅制御を繰返
   し、かつフランジとウェブの付根付近およびウェブ両端
   部分に余肉を形成する段階と、粗ユニバーサル圧延が完
   了した被圧延材を前記エッジング圧延機の後面に設置し
   たロール幅が可変なロールを組込んだ圧延機にて該ロー
   ル幅を粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの幅より大き
   く設定して圧延することによりロール幅差による機械的
   なウェブの内幅の拡大と共に上記余肉部を粗ユニバーサ
   ル圧延最終パスにおけるウェブ中央部と同一厚さとなる
   まで圧延することによりその減面量の殆どをウェブ内幅
   の拡大に転化させる圧延を１パスないし更にロール幅を
   大きく設定しながら複数パスを行う段階とを有すること
   を特徴とするＨ形鋼の圧延方法。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載の圧延工程の終了後、
   再び粗ユニバーサル圧延機にて、フランジ部を圧下しな
   いように竪ロールと水平ロール側壁間のロール隙を開き
   、上下水平ロールのみで被圧延材のウェブを圧延して、
   ウェブの減厚およびウェブ両端部に余肉を形成する段階
   と、それに続いて該ロール幅が可変なロールを組込んだ
   エッジング圧延機の後面に設置した圧延機にて前段階で
   のウェブ内幅よりロール幅を大きく設定して圧延するこ
   とにより、ロール幅差による機械的なウェブの内幅の拡
   大とともに、余肉部を前段階におけるウェブ中央部と同
   一厚さになるまで圧延することにより、その減面量の殆
   どをウェブ内幅の拡大に転化させる圧延を行う段階を、
   １パスないし数パス行うこととするＨ形鋼の圧延方法。
3. 【請求項３】　　ロール軸に２個の圧延用環状スリーブ
   を同軸かつロール軸と一体回転可能に嵌着すると共に、
   少なくとも一方の該環状スリーブをロール軸方向に移動
   可能に形成した水平ロールを有する仕上ユニバーサル圧
   延機で被圧延材のウェブ内幅に適合するように水平ロー
   ルの両環状スリーブ間の外側幅を調整設定して仕上圧延
   を行うこととする請求項１又は請求項２に記載のＨ形鋼
   の圧延方法。