JPH05123706A - Ｈ形鋼および類似形鋼のエツジング圧延装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエブ偏心型の偏心スリーブ式エッジング圧
延装置において、ウエブ高さの比較的小さい小型Ｈ形鋼
へも適用可能な装置を提供する。 【構成】 駆動軸（８）の左右に設けたエッジングロー
ル（７）と、この両エッジングロール（７）間に駆動軸
廻りの位置を調整可能に嵌装した偏心スリーブ（１０）
と、この偏心スリーブ（１０）の外周面に回動自在に嵌
装したウエブ拘束リングロール（１２）の外側面幅Ｗを
圧延材の形鋼のフランジ片幅Ｆ_S よりも大きく形成する
とともに、前記ウエブ拘束リングロール（１２）を駆動
軸方向に一体型としかつ前記偏心スリーブ（１０）の外
径をエッジングロール（７）の外径よりも大きく形成し
偏心スリーブ（１０）の駆動軸廻りの位置を調整する偏
心スリーブ位置設定装置（１３）を偏心スリーブ（１
０）のエッジングロール（７）側の側端部に設け、圧延
材に暴露するロール面を少なくしウエブ高さの小さいＨ
形鋼への提供を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフランジを有する形鋼の
エッジング圧延装置に関するものであり、詳しくはＨ形
鋼および類似形鋼用の多様な寸法のフランジの整形と鍛
練を行う分野で利用される圧延装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｈ形鋼および類似形鋼の圧延はユニバー
サル圧延機で行われるのが一般であるが、この方法は図
３のブレークダウンミル１で鋼片をＨ形に類似した形状
へ粗造形したのち、上下水平ロール２′と左右垂直ロー
ル２″を備えたユニバーサル圧延機２によりウエブとフ
ランジの厚さを圧下する。さらにフランジの幅方向を圧
下鍛練し形状・寸法のバラツキを修正するためエッジン
グ圧延機３が図４の如くユニバーサル圧延機２と連続し
て配置されている。

【０００３】この圧延法によれば、ウエブとフランジの
厚さはかなりの範囲で調整することができ、同一のロー
ルにより断面性能の異なるサイズを圧延できる。なお図
３のレイアウトは、最も代表的な例であり更にユニバー
サル圧延機２とエッジング圧延機３を複数台配置してい
る場合もある。

【０００４】ところで、エッジング圧延機３の圧延状態
は、図５に示すように初期パスでは原則としてウエブ部
４を上下一対の水平ロール５で拘束することを基本にし
ているが、図６の後期パスでは、一般に被熱間圧延材の
フランジ片幅がユニバーサル圧延を重ねると共に増大し
てくるためクリアランスＳ，Ｓ′の発生を余儀無くされ
ている。尚、ウエブ延伸比に対するフランジ延伸比のレ
ベルが相対的に小さい場合は、稀に上記の例とは逆にフ
ランジ片幅がユニバーサルパスを重ねる毎に減少するこ
とがあり、この場合は後期パスでしかウエブ部の拘束圧
延ができず、初期パスではクリアランスＳ，Ｓ′の発生
を余儀無くされている。さて、このクリアランスＳ，
Ｓ′は温度変化、鋼種変化もしくは製品寸法の厚手・薄
手の違いに起因する圧下と幅拡がり差、更には負荷配分
のためのパススケジュールの修正など、圧延条件の変化
に対しての調整代、あるいはロールの摩耗調整代として
も不可欠である。従来方式では単にリバース型多パスミ
ルのみならず、１スタンド１パス式連続圧延ミルにおい
てもクリアランスＳ，Ｓ′は避けえないもので、一般に
Ｓ，Ｓ′≧１mmに設定されている。このようなエッジン
グ圧延の基本条件から、Ｈ形鋼の現有規格は、国内、国
外の規格はいずれも、各呼称シリーズ内において図７の
フランジ片幅Ｆ_S が一定となっており、ウエブ厚さＴ_W
の変化に伴ってフランジ幅Ｆ_T が変化している。このこ
とは利用技術面では全幅Ｆ_T が各呼称シリーズ内で一定
である方が好都合であることと矛盾しており、製造の技
術的制約から利用分野へ無理を強いているのが現状であ
る。

【０００５】更に、図６に示す如く、後期パスでクリア
ランスＳ，Ｓ′があるため被熱間圧延材のウエブ４の位
置が正確にフランジ６の中心位置Ｆ_T ／２にならず、い
わゆる中心偏り（Ｗｅｂ Ｏｆｆ−ｃｅｎｔｅｒ）を生
じ易い。

【０００６】ロールを共用して各種のフランジ幅寸法を
造りこもうとする試みは、古くＨ形鋼のユニバーサル圧
延法の開始時期にさかのぼるが、孔型ロール法では図
８、平ロール法では図９に示すようにフランジの座屈あ
るいは前記の中心の偏りを惹起し、また、図１０の如
く、補助的案内装置（Ｇ）を併用して前記の座屈や中心
偏りを防止する試みも企てられてきたが、いずれも安定
して良好な圧延状態を維持することが困難で失敗してお
り、各呼称シリーズの製造には、各々専用のエッジング
ロールを使用していた。

【０００７】そこで、本願出願人は上記の如き欠点を解
消するため、先に特開昭６２−７７１０７号公報（図１
１）でロール工具を何ら組替えることなく、フランジの
片幅調整をオンラインで無段階に行うこと、即ちエッジ
ング圧延ロールの孔型深さＫｉの調整機能を有する圧延
装置を提供した。この先願発明の要旨は、被熱間圧延材
がＨ形鋼の場合、そのフランジ先端部分を圧延し、整形
と鍛練を行う分割型エッジングロール７が上下に各一対
あり、各エッジングロール７は駆動軸８に対して軸方向
の間隔が調整自在に且つ駆動軸８と強制的に回転駆動可
能に軸支されている。また、各エッジングロール７の外
周には軸受９を介して偏心リング１０が回動自在に装着
され、更に被熱間圧延材を適正圧延位置へ誘導し且つウ
エブを拘束するためのウエブ拘束リングロール１２が前
記偏心リング１０の外周に同心円状に軸受１１を介して
回動自在に装着されている。即ち、前記エッジングロー
ル７が駆動軸８と一体的に強制駆動されるのに対して、
ウエブ拘束リングロール１２はエッジングロール７の回
転とは無関係に回動自在で無駆動となっている。偏心リ
ング１０は偏心スリーブ位置設定装置１３により、圧延
条件即ち、所望のフランジ片幅寸法Ｆ_S に応じた適正位
置へ回転させたのち固定される。

【０００８】かくして、図７に示す被熱間圧延材のフラ
ンジ片幅Ｆ_S に対応するウエブの拘束面と、フランジ先
端のエッジング面の相対距離（以下、ロールフランジ片
幅と称す）が無段階に変更できるので、製品のフランジ
全幅を無段階に造りわけることが可能となった。また、
被熱間圧延材のフランジ先端部分をエッジングロール７
で圧延する際に、被熱間圧延材のウエブ面を拘束するウ
エブ拘束リングロール１２はエッジングロール７の周速
度とは無関係に、ロール周面が被熱間圧延材に接触した
場合のみ回動する。従ってエッジングロール７とウエブ
拘束リングロール１２との周速度差に起因する被熱間圧
延材表面の掻疵や被熱間圧延材の上下方向の反りが発生
せず、またロールの摩耗や焼付きの防止も可能になっ
た。さらに、エッジングロール７およびウエブ拘束リン
グロール１２は駆動軸方向に間隔調整自在に２分割とし
たので、Ｈ形鋼のウエブ高さ寸法に応じて複数のサイズ
に共用でき、左右ロール間の空間部は例えば偏心スリー
ブ位置設定装置１３の機構を介在させる以外に、その他
の機構の収容場所に活用できる等の実用的な効果を奏し
た。

【０００９】ところが、この先願発明ではその実施例と
して説明した構成を採用する場合には、ウエブ拘束リン
グロール１２と偏心リング１０との摺動部ａと、偏心リ
ング１０とエッジングロール７との摺動部ｂが被熱間圧
延材のフランジ内側に面しており、各摺動部ａ，ｂの僅
かな隙間にスケール、冷却水または粉塵が侵入した場
合、ウエブ拘束リングロール１２および偏心リング１０
の円滑な回動を妨げることが起りうる。

【００１０】そこで、本願出願人は上記の如き問題を解
消するため、更に特願平２−７１１６２号明細書に記載
した発明（添付した図１２，図１３参照）、即ち、シー
ル性に優れたロール構造を提供した。この先願発明の要
旨は、駆動軸８の軸方向の左右に設けたエッジングロー
ル７と、この両エッジングロール７の間の駆動軸８に軸
受９を介し駆動軸廻りの位置を調整可能に嵌装した偏心
スリーブ１０と、この偏心スリーブ１０と同心にこの偏
心スリーブ１０の外周面に軸受１１を介してウエブ拘束
リングロール１２を回動自在に嵌装してなるＨ形鋼およ
び類似形鋼のエッジング圧延装置において、ウエブ拘束
リングロール１２の外側面幅Ｗを被熱間圧延材の形鋼の
フランジ片幅Ｆ_S よりも大きく形成するとともに、被熱
間圧延材形鋼のフランジ先端内側に対応するウエブ拘束
リングロール１２の外側面を内窄み状に形成し、エッジ
ングロール７の内側面７ａと偏心スリーブ１０の外周隅
角部１０ａおよびウエブ拘束リングロール１２の内周隅
角部１２ａがシール部材１４を介して相互に接するよう
に構成したことを特徴とする。

【００１１】この手段により、熱間圧延の過酷な条件下
で各ロール部材間の間隙からスケール、冷却水または粉
塵の侵入を防止でき、装置の操業安定性と寿命は向上
し、装置の保守・点検作業も大きく簡素化できた。しか
し、ウエブ拘束リングロール１２はその構造上から駆動
軸方向に２分割となり、被熱間圧延材形鋼の圧延荷重、
特に駆動軸方向の圧延荷重に対するウエブ拘束リングロ
ール１２と軸受１０，１１の強度制約からウエブ高さの
小さい形鋼には充分に対応しえないという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は本願出願人が
先に特開昭６２−７７１０７号公報と特願平２−７１１
６２号明細書とで提案した発明の特徴、即ちＨ形鋼等フ
ランジを有する形鋼のユニバーサル圧延法におけるエッ
ジング圧延に際し、フランジ片幅寸法をオンラインで無
段階に変更して造りわけ、エッジングロールの周速度差
に起因する被熱間圧延材表面の掻疵や被熱間圧延材の上
下方向の反りがない製品を提供でき、且つロールの耐用
度・保守性の向上および製品形状の改善を可能とする等
の利点に加え、よりウエブ幅の狭いＨ形鋼等フランジを
有する形鋼への充分な適用を可能としたエッジング圧延
装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１（ａ），（ｂ）は本
発明装置の構成を示し、図２に図１（ａ）のロールバイ
ト近傍の部分拡大図を示す。前述した従来技術の特開昭
６２−７７１０７号公報（図１１）および特願平２−７
１１６２号明細書（図１２，図１３記載の構成）と同様
な構成部材については同一符号を付したのでそれらの詳
細な説明は省略する。上下の駆動軸８には左右分割型の
エッジングロール７が強制的に回転駆動可能に軸支され
ている。この左右のエッジングロール７の間の駆動軸８
には軸受９を介して偏心スリーブ１０が回動自在に嵌装
されている。偏心スリーブ位置設定装置１３は偏心スリ
ーブ１０の位置を調整するものである。偏心スリーブ１
０の外周には、この偏心スリーブ１０と同心に軸受１１
を介してウエブ拘束リングロール１２が回動自在に嵌装
してある。また、エッジングロール７の内側面７ａと偏
心スリーブ１０の外周隅角部１０ａおよびウエブ拘束リ
ングロール１２の内周隅角部１２ａが接する位置にはシ
ール部材１４を封入している。駆動軸８と偏心スリーブ
１０の端部内周面との摺動部にもシール部材１５を封入
している。ウエブ拘束リングロール１２の外側面幅Ｗは
被熱間圧延材形鋼のフランジ６のフランジ片幅Ｆ_S より
も大きく形成している。以上の主要な構成は特開昭６２
−７７１０７号公報と特願平２−７１１６２号明細書記
載発明の偏心スリーブ型エッジングロールと略同じであ
るが、相違点は従来手段ではウエブ拘束リングロール１
２を駆動軸方向に左右２分割して偏心スリーブ位置設定
装置１３をその間隙に挿入していたのに対し、本発明で
はウエブ拘束リングロール１２を駆動軸方向に一体型と
しかつ偏心スリーブ１０の外径をエッジングロール７の
外径よりも大きく形成し偏心スリーブ１０の駆動軸廻り
の位置を調整する偏心スリーブ位置設定装置１３を偏心
スリーブ１０のエッジングロール７側の側端部に設け、
被熱間圧延材形鋼に暴露する面がエッジングロール７と
ウエブ拘束リングロール１２のみとなるように構成した
ことにある。

【００１４】本発明の特徴は被熱間圧延形鋼のフランジ
寸法・形状およびエッジングロール７に対してウエブ拘
束リングロール１２の寸法・形状を特定した上で駆動軸
方向に一体型とした点にあり、以下更に詳細に説明す
る。

【００１５】図１において、偏心スリーブ１０の側端面
部に、エッジングロール７と干渉しない範囲で偏心スリ
ーブ位置設定装置１３を設置する。本実施例では、偏心
スリーブ１０の側端面部に駆動軸８の軸芯を中心として
半円弧状のラック１３ａを配設し、このラック１３ａと
係合するピニオンギヤー１３ｂを偏心スリーブ駆動モー
ター１３ｃで偏心スリーブ１０を所要の角度まで回転駆
動のうえ固定保持する。偏心スリーブ１０の回転角度
は、被熱間圧延材形鋼に暴露する面がエッジングロール
７とウエブ拘束リングロール１２のみの範囲に止まるよ
うに、偏心スリーブ駆動モーター１３ｃの回転リミット
制御を行う。なお、偏心スリーブ位置設定装置１３は、
この方法のみならず、例えばレバーアーム方式や油圧シ
リンダー方式などを採用してもよい。

【００１６】図２は図１の要部の拡大図であり、エッジ
ングロール７の内側面７ａと偏心スリーブ１０の外周隅
角部１０ａおよびウエブ拘束リングロール１２の内周隅
角部１２ａが接する位置にはシール部材１４を封入して
いる。駆動軸８と偏心スリーブ１０の端部内周面との摺
動部にもシール部材１５を封入している。ウエブ拘束リ
ングロール１２の外側面幅Ｗは被熱間圧延材形鋼のフラ
ンジ６のフランジ片幅Ｆ_S よりも大きく形成している。
即ち、本発明では特願平２−７１１６２号の発明と同様
に、フランジ６の内側にウエブ拘束リングロール１２の
内周面と偏心スリーブ１０との摺動部が位置することを
避けている。また、ウエブ拘束リングロールの外側面１
２ｂのうちフランジ６の基部に対応する所定の幅Ｐは形
鋼のフランジ６の内側面に当接するようにフランジ傾斜
角θに沿って面取りされている。一方、フランジ６の先
端内側に対応するウエブ拘束リングロール１２の外側面
は内窄み状に形成されている。この結果、フランジ６の
先端内側とエッジングロール７の外周隅角部１２ａおよ
びウエブ拘束リングロール１２の内窄み側面で囲まれる
部分には空間部Ｑが形成される。

【００１７】

【作用・実施例】被熱間圧延形鋼のフランジ片幅Ｆ_S に
対応する偏心スリーブ１０の位置を調整のうえ固定保持
状態でエッジング圧延が開始され、エッジングロール７
でフランジ６の端部が強制的に噛み込まれ、ウエブ拘束
リングロール１２はフランジ６の内側面またはウエブ面
との接触によって自由に回動する。形鋼のフランジ６に
対応するロール側の間隙はエッジングロール７の内側面
７ａとウエブ拘束リングロール１２の外側面の摺動部の
みの１ケ所であり、間隙にスケール、冷却水または粉塵
が進入する可能性はシール部材１４の介在効果も含め、
少なくなる。また圧延材から軸受９，１１が遠ざけられ
ているので同様に精密機構部が熱的にも保護されること
になる。また、ウエブ拘束リングロール１２の外側面を
内窄み状に形成しているので、フランジ６の先端部がエ
ッジング圧延される際、メタルフローはフランジ先端外
側部および内側方向の空間部Ｑに適量な膨らみとなって
突出する。このエッジング圧延装置構成は特開昭６２−
７７１０７号公報および特願平２−７１１６２号記載の
発明と同様であるが、本発明装置では構造上の差異に基
づき以下のような効果がある。

【００１８】

【発明の効果】従来の方法では、ウエブ拘束リングロー
ル１２が左右に２分割された構造のため、強度上の問題
から偏心スリーブ式エッジング圧延装置の適用がＨ形鋼
の場合には、ウエブ高さが比較的大きい（例えば４００
mm以上）サイズであることが好ましい。本発明では、ウ
エブ拘束リングロール１２が左右に一体の構造となるの
で、強度上の問題がなくなりウエブ高さが小さい小型Ｈ
形鋼へも偏心スリーブ式エッジング圧延装置を容易に適
用できるようになった。特に形状と圧延の安定化のため
に積極的にＨ形鋼のウエブ幅方向の拘束やフィレット部
の拘束圧延を行おうとするとロールにスラスト方向の力
を生じるため、従来の２分割ロールでは破損トラブルを
惹起するという問題があったが、本発明の一体ロールで
は左右のスラスト力は一体ロール内で自動的に吸収され
るので、このような問題を一切懸念する必要がない。ま
た、ウエブ面は全面にわたりフラット化できるので、必
要に応じウエブ部の圧下も可能である。ウエブ部に圧下
を加えると材料全体の延伸作用によりフランジ先端部の
バルジングを緩和できるという効果がある。ウエブ部に
圧下を加えると圧延荷重も増大するが、一体ロールでは
軸受の受圧幅が増大し許容荷重を大きくできるので問題
ない。

【００１９】なお、本発明のエッジング圧延装置は被熱
間圧延形鋼のフランジ片幅Ｆ_S に対応してロール径がオ
ンラインで変更可能、且つ、１組のロールで多種サイズ
の形鋼に対応できること、エッジングロール７とウエブ
拘束リングロール１２との周速度差に起因する疵の発生
を防止できること、熱間圧延の過酷な条件下（通常の圧
延温度は７００〜１１００℃）で各ロール部材間の間隙
からのスケール・冷却水または粉塵の進入を防止でき、
装置の操業安定性と装置の保守・点検作業も大きく簡素
化できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例エッジング
ロール全体構成図で、（ａ）は部分切欠正面略図、
（ｂ）は（ａ）図の矢印Ａ−Ａ方向の断面側面略図であ
る。

【図２】図１（ａ）の部分拡大説明図である。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、Ｈ形鋼を
圧延する方法の従来例である。

【図４】ユニバーサルミルとエッジングミルの構成図で
ある。

【図５】初期パスのエッジング圧延状態の概念図であ
る。

【図６】後期パスのエッジング圧延の従来状態を示す概
念図である。

【図７】Ｈ形鋼のフランジ関連寸法説明図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は、従来法での孔型ロール法に
よる不良エッジング圧延状況の説明図である。

【図９】（ａ），（ｂ）は、従来法での平ロール法によ
る不良エッジング圧延状況の説明図である。

【図１０】（ａ），（ｂ）は、補助的案内装置を併用し
た不良エッジング圧延状況の説明図である。

【図１１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来の偏心スリ
ーブ型エッジング装置の全体構成図である。

【図１２】（ａ），（ｂ）は、従来の他の偏心スリーブ
型エッジング装置全体の全体構成図である。

【図１３】図１２（ａ）の部分拡大説明図である。

【符号の説明】

１ ブレークダウンミル ２ ユニバーサル圧延機 Ｓ，Ｓ′ クリアランス ３ エッジング圧延機 ４ ウエブ ５ 水平ロール ６ フランジ ７ エッジングロール ８ 駆動軸 ９ 軸受 １０ 偏心スリーブ １１ 軸受 １２ ウエブ拘束リングロール １３ 偏心スリーブ位置設定装置 １３ａ ラック １３ｂ ピニオンギヤー １３ｃ 偏心スリーブ駆動モーター １４ シール部材 １５ シール部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸（８）に軸受（９）を介し駆動軸
   廻りの位置を調整可能に嵌装した偏心スリーブ（１０）
   と、この偏心スリーブ（１０）と同心にこの偏心スリー
   ブ（１０）の外周面に軸受（１１）を介してウエブ拘束
   リングロール（１２）を回動自在に嵌装し、このウエブ
   拘束リングロール（１２）の左右の前記駆動軸（８）に
   エッジングロール（７）を固定したＨ形鋼および類似形
   鋼のエッジング圧延装置であって、前記ウエブ拘束リン
   グロール（１２）の外側面幅Ｗを被熱間圧延材の形鋼の
   フランジ片幅Ｆ_S よりも大きく形成するとともに、前記
   偏心スリーブ（１０）の外径をエッジングロール（７）
   の外径よりも大きく形成し、偏心スリーブ位置設定装置
   （１３）をエッジングロール（７）側の偏心スリーブ
   （１０）の側端部に設けたことを特徴とするＨ形鋼およ
   び類似形鋼のエッジング圧延装置。