JPH0466202A - 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］ 本発明は横断面で平坦なウェブ部とウェブ部に対してほ
ぼ垂直に起立する一対のフランジ部とをもつ溝形材をビ
レットより製造する方法に関する。

［従来の技術］ 溝形材の従来技術についてステンレス鋼製の溝形鋼を例
にとって説明する。

一般に普通鋼などを素材として溝形鋼を製造する場合、
孔型熱間圧延加工によって所望の最終形状の溝形鋼に形
成していた。

しかし、変形抵抗が大きな金属材料、例えば、ステンレ
ス鋼、中でも３０３３０４などのオーステナイト系ステ
ンレス鋼などにおいては、前記普通鋼に比較して変形能
が小さく、かつ熱間圧延したとき高温での変形抵抗が大
きく焼付きが発生し易い。そのため、前記孔型圧延にお
いてステンレス鋼製の溝形鋼を成形した場合、製品に表
面疵が多く発生するとともに圧延ロールの孔型が早期に
摩耗するなどの欠点が有り、従ってステンレス鋼製の溝
形鋼を孔型圧延で製造する方法は量産品として実用に供
する製造方法ではなかった。

したがって、従来５ｔｌＳ３０４などのステンレス鋼を
素材として溝形鋼を製造するには、孔型圧延方法を採用
せずに、大変非能率ではあるが、２本のアングルを平行
に並べ、突き合せ溶接を行い、ついで表裏に形成された
溶接ビードの不要部分２を切削によって除去し、溝形鋼
を製造する製造方法を採用しているのが実情である。

又ステンレス鋼を素材とした溝形鋼を孔型圧延で製造す
る方法も様々な角度から開発されているが、閉式孔型圧
延加工では圧延カリバーの摩耗、コスト高の問題がある
。一方、開式孔型圧延加工では溝形鋼のフランジ部の先
端面は、その長さ方向に垂直な横断面でみると、平坦で
なく、中高な九′みを帯びている。その理由は、フラン
ジ部を孔型圧延するとき、圧延ロールによりフランジ部
がその厚み方向に強圧され、その余肉がフランジ部の先
端面に流動して中高に膨出するからである。

このようにフランジ部の先端面が丸みを帯びると、フラ
ンジ部の長さのばらつきが生じると共に、溝形鋼を他の
部材と突き合せ溶接する際に、突き合せ性、寸法形状が
良好でない。そのため、近年の溶接施工としては好まし
いものではない′。また建築材料として用いられる場合
、その装飾性からも好ましくない。そこで、孔型圧延し
た溝形鋼では、溝形鋼のフランジ部の先端をカッタでわ
ざわざ切断して、先端面を平坦化し、寸法を向上してい
る。

そのため、先端面が平坦な切断方式の溝形鋼は、先端面
に丸みをもつ溝形鋼に比較して、歩留、価格の面で不利
であった。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来、ステンレス鋼製の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製造されており、近年、ステンレス
鋼製の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、表面疵の発生を抑え、更にフ
ランジ部の先端面の平坦度が高く、フランジ部の寸法精
度がよく、しかも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。

［課題を解決するための手段］ 本発明は従来の上記欠点に鑑みてなしたものである。即
ち、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小さく、かつ熱間圧延した場合高温
の変形抵抗が大きく焼付きが発生し易いという要因と、
孔型圧延時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要因と、フランジ部
の先端面に丸みが生じる要因について考慮したものであ
る。

即ち、本発明にかかる溝形材の製造方法は１．孔型圧延
によりフランジ部およびウェブ部の肉厚を製品寸法と同
一の厚さで、その横断面の形状が一対のフランジ部をそ
れぞれ垂線に対して外側に傾斜甘さ、かつウェブ部をフ
ランジ部側へ突き出る凸状の形状とし、その中央部が平
坦で、ウェブ部の両端がフランジ部とほぼ直角に連結す
る中間製品を成形するとともに、中間製品を成形すφ彎
期または末期において各フランジ部の各先端面の横断面
形状を厚み方向に中高部をもつ凹状とし、凹状とした後
に各フランジ部の少なくとも先端部を厚み方向に圧延し
、かかる圧延で中高部と凹状とをほぼ相殺してフランジ
部の各先端面の平坦度を高める調整を行う粗圧延工程と
、 成形ロールによる中間製品の凸部形状のウェブ部を平坦
にする仕上工程との二つに分けたことを特徴とするもの
である。

本発明方法で用いる圧延素材は、横断面が所定形状の塑
性変形可能な所定の長さをもつ金属体という意味である
。その材質は、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、チタン
、チタン系合金などを採用できる。

そして、本発明方法では粗圧延工程において、ビレット
などの圧延素材から中間製品を孔型圧延によって成形す
るものであり、成形するにあたり、互いに平行に配設さ
れ少なくとも一方が駆動装置によって回転させられる複
数組の二重圧延ロールを用い、フランジ部におけるロー
ル周速差を小さくするため、フランジ部を垂線に対して
外側に傾斜させ、所定のパススケジュール、例えば、第
１図（１）〜（６）に示したようなパススケジュールに
よって粗圧延、通常、熱間圧延、温間圧延するものであ
る。

前述したように粗圧延工程において、孔型圧延加工する
にあたり、中間製品のフランジ部は垂線に対して傾斜さ
せる必要がある。その理由は、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
生するのを極力防止するためである。傾斜角度は垂線に
対して外側に１５度以上、７５度以下とすることが好ま
しい。

この場合、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、仕上工程においてフランジ
部をウェブ部に対して直角に成形することが困難になる
ためである。

粗圧延工程において、中間製品のウェブ部の平坦部は平
坦状のため、平坦部においてはロール周速差を大幅に減
少させ得るか実質的に無くし得る。

従って平坦部の焼付は防止、平坦部の表面疵の防止に有
利である。しかもロール周速差を大幅に減少させ得るか
無くしうるので、ロール側についても、ロールの孔型の
圧延面の偏摩耗を防止でき、更に、摩耗後の再修正もロ
ールが偏摩耗した場合に比較して容易であり、ロールの
長寿命化に有利である。

さらに中間製品の凸状のウェブ部の平坦部の幅は、少な
くともウェブ部の全幅の１／３以下とするのが好ましい
。その理由は、これ以上では冷間ロール加工する場合に
おいてウェブ部を平坦に加工する時に、成形初期に局部
的に大きな加工硬化が生じ、良好な平坦部が得られない
ためである。

また、粗圧延工程にかかる孔型圧延加工において、フラ
ンジ部とウェブ部との連結部を直角形成としたことによ
り、頂角部の形状が優れた溝形鋼が得られるものである
。

さらに本発明方法では、仕上工程において、上記した中
間製品から、互いに平行な一対のフランジ部とフランジ
部に対し直角で平坦なウェブ部とを有する溝形材をロー
ル加工（冷間ロール加工、温間ロール加工、熱間ロール
加工）するものである。

この場合、冷間ロール加工では、被加工材としてオース
テナイト系ステンレス鋼を用いたときには、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し
いことを考慮し、そのため、互いに平行に配設させられ
た冷間ロールによるバス回数を２パス以上とすることが
好ましい。

本発明方法では、仕上工程で凸部形状のウェブ部を段階
的に成形し、平坦なウェブ部となすもので、従って不適
当な加工により中間製品が部分的（厚み変化を生じたり
、製品に疵が生じたりするのを防止するものである。

なお、仕上工程において、必要に応じて成形ロールの前
後にピンチローラを設けることができるものでおる。こ
れにより中間製品の噛み込みを改善したり、成形ロール
のスリップを防止するものである。

［実施例］ 以下に本発明方法をその一実施例に基づいて説明する。

本発明方法にがかる粗圧延工程では、互いに平行に配設
され、少なくとも一方が駆動装置によって回転させられ
る所定の孔型を形成した複数組の二重圧延ローラを用い
る。そして、第１図（１）〜（６）に示したようなバス
スケジュールにしたがってビレット１から中間製品２を
順次成形するものである。

第１図（６）において、３は中間製品２の垂線Ｐに対し
てそれぞれ外側に傾斜させたフランジ部で、４は両フラ
ンジ部３間に形成され凸状の形状のウェブ部で、ウェブ
部４は、その中央の平坦部４ａと、フランジ部３に対し
てほぼ直角に連結する端部４ｂとで形成されている。

第２図は中間製品２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って回転させられる最
終熱間２重圧延ロールを示したものであり、１０は上ロ
ールで、１１は下駆動ロールで、１２は中間製品２と型
対称をなす孔型である。

第３図に粗圧延工程の末期で使用する４軸圧延ロール装
置が示されている。この４軸圧延ロール装置は、中間製
品２のフランジ部３の先端部８の端面９を凹状とする断
面形状に成形するものであり、つづみ型圧延ロール２０
、たいこ型圧延ロール２２と、孔型ロール２３とからな
る。第４図は孔型ロール２３の孔型２５の部分拡大図を
示し、孔型２５は、断面形状で開口２５Ｃ側へ膨出した
底面２５ａと、開口２５ｃに向かうにつれて拡開する側
面２５ｂとをもつ。

第７図は仕上工程において中間製品２を冷間ロール加工
するに用いる、直列に配設された所望のロール形状をし
た複数組の成形ロールを示した概略構成図−である。５
１は入側のピンチローラ、５２は出側のピンチローラ、
５３は上方に設けたつづみ型ロールで、５４は下方＆：
設けたたいこ型ロールで、５５．５６は平ロールである
。

ところで、本実施例にかかる製造方法では、まず、粗圧
延工程を実施する。粗圧延工程では、断面が５０ｍｍＸ
５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍのＳＯ３３０４のビレット
１を用い、そのビレット１を１０５０℃に加熱し、つい
でビレット１を図示しないローラで粗圧延ロールまで移
送し、その後、ビレット１を第１図（１）〜（６）に示
したようなバススケジュールでフランジ部３に焼付が発
生することなく順次圧延加工した。

そして粗圧延工程（おいて、第２図に示す上ロール１０
、下駆動ロール１１を用い、これにより、フランジ部３
およびウェブ部４の肉厚が製品寸法とほぼ同一の厚さで
、一対のフランジ部３がそれぞれ垂線Ｐに対して４５度
外側に開いた形状で、かつ凸状のウェブ４部の両端の端
部４ｂがフランジ部３とほぼ直角に直結し、中央の平坦
部４ａの幅がウェブ部４の全幅の１部４倍である中間製
品２（第１図（６）参照）を製造した。ここで、ウェブ
部４゛の平坦部４ａは水平面にそう平坦状のため、平坦
部４ａにおいてはロール周速差を大幅に減少させ得るか
実質的に無くし得る。従って平坦部４ａの焼付は防止、
平坦部４ａの表面疵の防止に有利である。しかもロール
側についても、ロール周速差を大幅に減少させ得るか無
くしうるので、ロール１０．１１の孔型の圧延面の偏摩
耗を防止でき、更に、摩耗後の再修正もロールが偏摩耗
した場合に比較して容易であり、０−ル１０．１１の長
寿命化に有利である。

更に、粗圧延工程の末期において第３図に示す４軸圧延
ロール装置を用いて中間製品２を圧延した。

第５図はかかる末期の圧延において孔型ロール２３の孔
型２５で成形された中間製品２の先端部８の断面を示す
。第５図に示すよう（フランジ部３の先端部８には厚み
方向に膨出した中高部３ｆと、端面側に円弧凹状をなす
凹状部３Ｑとが形成されている。　　　　　　　　　　
　　　　−次に、フランジ部３の先端部８の厚み調整を
行う。この場合にはζ第３図に示す４輪圧延ロール装置
と基本的に同じ構成の４輪圧延ロール装置、又は第２図
に示す二輪圧延ロール装置と近似した圧延ロール装置を
使用する。ただしこの４輪圧延ロール装置では、孔型ロ
ール２３の代りに、先端部８の厚みを均一に調整する孔
型をもつ点が異なる。

かかる厚み調整工程を実施すると、第６図から理解でき
るように、中高部３ｆは厚み方向に圧延されて潰れ、余
肉が凹状部３ｇ側に流動して塑性変形し、従って中高部
３ｆと凹状部３Ｑとが相殺されて、フランジ部３の端面
９の平坦度が高まる。

ざらに、フランジ部３の端面９の隅部９Ｃが実質的に９
０度となる。

このように厚み調整を終えたら、仕上工程を実施する。

仕上工程では、第７図に示すピンチローラ５１で中間製
品２を挟持し、更に、上、下に配設したつづみ型ローラ
５３とたいこ型ローラ５４との間に、更にまた平日−ル
５５．５６間に中間製品２を噛み込ませる。これにより
上向き凸部形状のウェブ部４を段階的に成形し、厚み変
化を生じることなく、平坦となす。この結果、第１０図
に示す２個のフランジ部３がウェブ部４に対して直角と
なし、かつ互いに平行なフランジ部３を有する溝形鋼を
製造した。

なお本実施例では、その後、熱処理工程、矯正工程、酸
洗工程を順に実施する。

熱処理工程では、溝形鋼を搬送ローラに載せて熱処理炉
内を走行させて１１５０℃程度に加熱し、熱処理炉を出
たところで溝形鋼に冷却水を吹付けて水鈍処理を行う。

矯正工程では、溝形鋼を搬送ローラに載せて矯正ローラ
を通過させることにより行う。

酸洗工程では、搬送ローラに載せた溝形材に酸を吹き付
けて酸洗いし、その後、溝形材に水を吹き付けて水洗い
を行う。

［発明の効果］ 上述のように、本発明方法では粗圧延工程において横断
面が前記のような中間製品を製造することによって、例
えばオーステナイト系ステンレス鋼のように、変形能が
悪く、熱間圧延する場合に非常に焼付きが発生し易い金
属材料製の圧延素材においても、表面疵の発生を抑えつ
つ粗圧延ができる。

また本発明方法では溝形材のフランジ部の先端部の端面
の平坦度を高めることができ、従って平坦度の向上から
フランジ部の寸法精度の向上も図り得る。従って突き合
せ溶接性、美観に優れた溝形材が得られる。

また本発明方法では、フランジ部を垂線に対して所定角
度例えば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ことを極
力回避できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例にして、第１図（１）〜（６）
はビレットから中間製品を製造するパススケジュールを
示す構成図、第２図は粗圧延工程における最終圧延ロー
ル形状を示す正面図、第３図は４軸圧延ロール装置の正
面図、第４図は孔型ロールの要部の断面図、第５図はフ
ランジ部の先端部の断面図である。第６図は厚み調整を
行ったフランジ部の断面図、第７図は仕上工程としての
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
した概略構成図で、第８図は冷間ロール加■に用いるつ
づみ型ローラとたいこ型ローラ形状との正面図、第９図
は冷間ロール加工に用いる平ロールの正面図、第１０図
は仕上工程を実施した溝形鋼の横断面図である。 図中、２は中間製品、３はフランジ部、４はウェブ部を
示す 特許出願人　　愛知製鋼株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いにほぼ平行な一対のフランジ部と該フランジ
   部に対してほぼ垂直なウェブ部とより形成される溝形材
   の製造において、 互いに平行に配設され少なくとも一方が駆動装置によっ
   て回転させられる所定の孔型を形成した複数組の二重圧
   延ロールでもって、所定温度に加熱された圧延素材に孔
   型圧延加工を施し、その横断面の形状を、一対のフラン
   ジ部をそれぞれ垂線に対して外側に傾斜させ、かつウェ
   ブ部を該フランジ部側へ突出る凸状の形状とし、その中
   央部が平坦で、該ウェブ部の両端がフランジ部とほぼ直
   角に連結され、フランジ部およびウェブ部の肉厚が製品
   寸法とほぼ同一の厚さである中間製品を成形すると共に
   、 該中間製品を成形する後期または末期において各フラン
   ジ部の各先端面の横断面形状を厚み方向へ中高部をもつ
   凹状とし、凹状とした後に各フランジ部の少なくとも先
   端部を厚み方向に圧延し、かかる圧延で中高部と凹状と
   をほぼ相殺して該フランジ部の各先端面の平坦度を高め
   る調整を行う粗圧延工程と、 互いに平行に配設された複数組の成形ロールでもつて、
   前記中間製品の凸部形状のウェブ部を成形し、ウェブ部
   に対して直角でかつ互いにほぼ平行なフランジ部と平坦
   なウェブ部を有する溝形材を形成する仕上工程と、 を順に実施することを特徴とする溝形材の製造方法。
2. （２）粗圧延工程において、中間製品のフランジ部の傾
   斜角を、垂線に対して外側に１５〜７５°傾斜させたこ
   とを特徴とする請求項第１項記載の溝形材の製造方法。
3. （３）粗圧延工程において、中間製品の凸状のウェブに
   形成した平坦部の幅を、ウェブ部の全幅の１／３以下と
   したことを特徴とする請求項第１項記載の溝形材の製造
   方法。