JPH05154502A - 溝形鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状，寸法精度が高く、かつ変形抵抗の高い
材料を素材とした場合でも表面にロ−ルスリップ疵等が
存在することのない溝形鋼をコスト安く圧延製造し得る
手段を確立する。 【構成】 複数対の水平孔型ロ−ルで順次圧延して溝形
鋼を製造するに際し、図４に示す通り、仕上前パスまで
に被圧延材のウェブ部とフランジ部とに〔ウェブ＞フラ
ンジ〕なる板厚差を付与しておくと共に、この仕上前パ
スと最終仕上パスとの間でフランジ部にロ−ルを接触さ
せることなく熱間粗成形を施してフランジの開き角を減
少させ、続いて最終仕上パスを通過させた後、熱間矯正
にて圧延材の曲がり矯正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、所定形状・寸法の溝
形鋼をフランジ部にロ−ルスリップ疵を生じさせること
なく低コストで圧延製造する方法に関する。

【従来技術とその課題】

【０００２】従来、圧延により溝形鋼を製造する場合に
は所定の断面寸法を持つ素材を複数対の水平孔型ロ−ル
で順次圧延して造形する方式が採られてきたが、この場
合、最終仕上パスにおいて溝形鋼のフランジ部に圧延ロ
−ルの“周速度の大きい当て型部分”が接触するためロ
−ルスリップ疵や焼付きが発生するという問題があっ
た。

【０００３】即ち、溝形鋼孔型圧延の仕上パスにおいて
は、本来、圧延後の曲がり防止のためウェブ，フランジ
部共に約１５〜２０％の同一圧下率で圧下バランスの取
れた圧延が実施されるが、そのため被圧延材の各部に程
度の差はあれ“ロ−ルと被圧延材との強接触によるスリ
ップ疵や焼付”が生じ、特に周速差の大きいフランジ部
はその影響を受けやすかった訳である。

【０００４】もっとも、熱間変形抵抗の小さい普通鋼が
素材である場合にはロ−ルスリップ疵や焼付きの問題は
殆ど起きることは無かったが、ステンレス鋼等のような
熱間変形抵抗の大きい材料ではロ−ルスリップ疵や焼付
は無視できない程顕著に現れがちであった。

【０００４】そこで、一般には、ロ−ル周速差を小さく
することによって前記問題を軽減すべく、図６に示すよ
うに、仕上ロ−ル孔型にθなる角度を設ける手立てが講
じられているが（θが大きい程スリップ疵や焼付きは少
なくなる）、その効果は十分に満足できるものではなか
った。

【０００５】このため、最近では次のような対応もなさ
れている。 a) 仕上圧延を水平，竪型コンビネ−ションスタンドロ
−ルによって行う。 b) 図７に示す如く、仕上圧延でフランジ開度の大きい
（前記θの大きい）溝形鋼に仕上げ、これに続いてロ−
ル成形機で形状修正する工程を採る。

【０００６】この内、上記a)項で示した対処法は設備が
高価となって実用的とは言えなかったが、設備的に対応
がし易いb)項に示した対処法は、ロ−ル成形を熱間，温
間，冷間と何れの条件下で行うにせよ前述の問題点を解
消するのに極めて有効な手段であって、特にステンレス
鋼等の変形抵抗の高い高合金鋼を素材とする場合には非
常な効を奏するものであった。

【０００７】しかしながら、一方で、ロ−ル成形機を組
み合わせる上記方式には「ロ−ル成形過程での“ウェ
ブ，フランジ部と接触する成形ロ−ルによる曲げ加工”
により製品の形状（平坦度）や表面品質が損なわれがち
である」という欠点があり、これを防止すべくロ−ラ−
形状，ロ−ラ−材質等に工夫が施されてはいるが、それ
でも設備コスト，製品の形状・精度の点で十分に満足で
きるとは言えなかった。

【０００８】このようなことから、本発明が目的とした
のは、形状・寸法精度が高く、かつ変形抵抗の高い材料
を素材とした場合でも表面にロ−ルスリップ疵等が存在
することのない溝形鋼をコスト安く圧延製造し得る手段
を確立することであった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべく数多くの実験を繰り返しながら行われた本発明
者等の研究結果等に基づいて完成されたものであり、 「複数対の水平孔型ロ−ルで順次圧延して溝形鋼を製造
するに際し、 仕上前パスまでに被圧延材のウェブ部とフ
ランジ部とに〔ウェブ＞フランジ〕なる板厚差を付与し
ておくと共に、 この仕上前パスと最終仕上パスとの間で
フランジ部にロ−ルを接触させることなく熱間粗成形を
施してフランジの開き角を減少させ、 続いて最終仕上パ
スを通過させた後、 熱間矯正にて圧延材の曲がり矯正を
行うことにより、 形状・寸法精度が良好で表面性状にも
優れた溝形鋼を低コストで製造できるようにした点」に
大きな特徴を有している。

【００１０】上述のように、本発明は、孔型ロ−ルによ
る最終仕上パスの前に簡単な“折り曲げ粗成形工程”を
加えることで、最終仕上パスに送る被圧延材のフランジ
の開き角をできるだけ小さくして最終形状に近似させ、
後の成形が軽度で済むようにして製品形状・品質の改善
を図ると共に、これに続いてウェブ圧下を主体とした偏
圧延を行うことにより仕上ロ−ルにおけるフランジ部の
折り曲げ，圧下を極力軽減しつつ溝形鋼を製造し、スリ
ップ疵や焼付の解消とロ−ル原単位の改善を図ろうとす
るものであるが、以下、工程を追って本発明に係わる溝
形鋼の製造方法を各工程での作用と共に詳述する。

【００１１】

【作用】さて、従来通りに複数対の水平孔型ロ−ルを使
用して熱間変形抵抗の高いステンレス鋼やそれに類する
高合金製溝形鋼を製造する場合、本発明では、仕上スタ
ンド２パスにおいて次の手立てを施す。

【００１２】まず、最終仕上圧延前の被圧延材形状（即
ち仕上前パスを出た時の被圧延材形状）を、図１に示し
たように、ウェブ，フランジの各板厚が「ウェブ厚＞フ
ランジ厚」となる如くに孔型圧延の調整を行う。

【００１３】次いで、この仕上前パスを出た造形形状中
間製品を熱間にて粗成形し、フランジの開き角θ₁ をθ
₂ にまで詰める（図２参照），ここで、上記粗成形は上
下ロ−ルのみによる成形とし、サイドロ−ラは使用しな
い。なぜなら、サイドロ−ルを使用した場合にはフラン
ジの開き角が大きくなると被圧延材−ロ−ル間にスリッ
プが目立つようになって焼付が生じ、この焼付が製品表
面性状やロ−ル面に悪影響を及ぼすからである。

【００１４】なお、前記フランジの開き角θ₂ は８〜１
２°の範囲に調整するのが良い。これは、θ₂ が８°未
満であると粗成形ロ−ルによる成形疵がウェブ部に発生
し、θ₂ が１２°を超えると仕上ロ−ルとフランジ部と
の間に焼付が生じる傾向となるためである。

【００１５】そして、上述のようにフランジの開き角を
θ₂ にまで詰めて小さくすると、造形形状中間製品の形
状がスリップ疵や焼付を伴うことなく最終形状に近付
き、続く最終仕上パスでの成形が軽度で済むようになっ
て製品品質が改善される。

【００１６】続いて、粗成形によりフランジの開き角が
詰められた粗成形中間製品は、最終仕上パスにてイ ) フランジ部は極軽圧下（軽度の折り曲げ成形程
度），ロ ) ウェブ部は軽圧下， なる条件でウェブ圧下を主体とした偏圧延が行われ、ウ
ェブ肉厚，断面形状ともほぼ最終製品通りの溝形鋼とさ
れる。この際、フランジ部の折り曲げ加工度や圧下が極
力軽減された圧延にて仕上げがなされるためフランジ部
にスリップ疵や焼付が発生することはなく、従ってロ−
ルの表面疵も防止されるのでロ−ル原単位も改善され
る。

【００１７】この際の圧下率については、ウェブ部で１
３〜１５％，フランジ部で４〜６％程度とし、両者の比
は「フランジ部圧下率／ウェブ部圧下率≧0.26」とする
のが良い。なぜなら、フランジ部の圧下率を０にする
と、ロ−ルが一対の簡易成形機（矯正機）では矯正する
ことができない程の曲がりを生じる傾向がある。また、
ウェブ部の圧下率を大きくし過ぎると仕上ロ−ルストッ
プが発生する。更に、ウェブ部圧下率に対するフランジ
部圧下率の比を極端に小さくするとネジレ曲げが発生
し、かつ最終仕上パスに至るまでの造形パス回数を増や
さなければならない結果となって不利であった。

【００１８】なお、上記最終仕上パスでは、フランジ部
のスリップ疵をより確実に防止するため、図３で示すフ
ランジの開き角をθ₃ は 1.5〜 1.9°に調整するのが好
ましい。なぜなら、フランジの開き角をθ₃ が 1.5°未
満であると最終仕上パスでフランジのスリップ疵や焼付
発生の危惧が完全に払拭されず、またθ₃ が 1.9°を超
えていると最終仕上パス以降での成形ロ−ル疵が心配さ
れるからである。

【００１９】つまり、適度なθ₂ ，θ₃ を取ることによ
って粗成形，仕上成形での各ロ−ルの負担が最小限に止
まり、これらによる製品への影響が少なくなる上、最終
仕上ロ−ルでのウェブ，フランジ各部の負担を平均化し
て総合的な良品質製品が得られる訳である。

【００２０】ただ、最終仕上パスを通過して得られる製
品は、ウェブ，フランジの圧下率バランスの差があるた
めに“下曲がり”となって仕上パス出口側から出てく
る。従って、仕上パス出側に簡易矯正ピンチガイド（簡
易熱間圧延機）を直結して熱間での曲がり（下曲がり）
矯正と、必要により軽度の折り曲げ成形とが施される。
この熱間矯正時に軽度の折り曲げ成形が行われたとして
も、最終仕上パスから出てくる溝形鋼は最終製品に限り
なく近い断面形状を有しているため、成形ロ−ル疵が発
生する恐れはない。

【００２１】続いて、本発明を実施例によって説明す
る。

【実施例】ＳＵＳ３０４ステンレス鋼を素材とし、４対
の水平孔型ロ−ル（造形ロ−ル）を備えた連続圧延ライ
ンにより溝形鋼（ウェブ幅：１００mm，フランジ幅：５
０ミリ，厚さ：６mm）の製造試験を実施した。なお、上
記連続圧延ラインでは、造形パスたる仕上前パスと最終
仕上パスの間に上下一対の粗成形ロ−ルスタンドを挿入
し、かつ最終仕上パスの後に上下一対のロ−ルを有した
簡易矯正ピンチガイド（簡易熱間圧延機）を直結した。

【００２２】この時の 「仕上前パス形状」, 「粗成形形
状」 及び 「最終仕上パス形状」 は図４に示した通りであ
った。ここで、粗成形は上下ロ−ラ−による成形とし、
サイドロ−ラは使用しなかった。また、簡易矯正ピンチ
ガイドでは最終仕上パスを通過してきた溝形鋼の下曲が
りを一対の簡易成形ロ−ラ−により矯正すると共に、図
４で示す寸法Ｌの熱間成形矯正を行うが、その矯正状況
を図５に略示した。

【００２３】この熱間連続圧延による溝形鋼の製造試験
により、形状・寸法精度並びに真直度が良好で、ウエブ
及びフランジの肌品質にも優れる（ロ−ルスリップ疵や
焼付がない）ＳＵＳ３０４ステンレス鋼製溝形鋼を、ロ
−ルの肌荒れを生ずることなく安定して製造できること
が確認された。

【００２４】

【効果の総括】以上に説明した如く、本発明によれば、
形状精度，寸法精度，肌品質が共に優れた高合金鋼製溝
形鋼をも簡易かつ低コストで量産することが可能となる
など、産業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる仕上前パスを出た被圧延材形状
の説明図である。

【図２】本発明に係わる熱間粗成形後での被圧延材形状
の説明図である。

【図３】本発明に係わる最終仕上パスを出た被圧延材形
状の説明図である。

【図４】実施例で採用された 「仕上前パス形状」, 「粗成
形形状」 及び 「最終仕上パス形状」 の説明図である。

【図５】実施例で採用された簡易矯正ピンチガイド（簡
易熱間圧延機）での矯正状況の説明図である。

【図６】従来のロ−ルスリップ疵や焼付の防止手段に係
わる説明図である。

【図７】従来のロ−ルスリップ疵，焼付防止手段の別例
に係わる説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数対の水平孔型ロ−ルで順次圧延して
   溝形鋼を製造するに際し、仕上前パスまでに被圧延材の
   ウェブ部とフランジ部とに〔ウェブ＞フランジ〕なる板
   厚差を付与しておくと共に、この仕上前パスと最終仕上
   パスとの間でフランジ部にロ−ルを接触させることなく
   熱間粗成形を施してフランジの開き角を減少させ、続い
   て最終仕上パスを通過させた後、熱間矯正にて圧延材の
   曲がり矯正を行うことを特徴とする溝形鋼の製造方法。