JPH074602B2 - フランジを有する形鋼の製造装置 - 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６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６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６図（ロ）に示すエッジャーミルのエッジャ
ーロール33で圧延加工する。第６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ッジャーミ
ルで数回圧延された後に仕上げの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６図（ニ）に示したウエブ内
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にあった
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。圧延するＨ形鋼のウエブ内巾寸法Ｗが変っ
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53-83961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って
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７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７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、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図は本発明の装置例で（イ）はパスラインに直角な
縦断面を示す図（ロ）はパスラインの近傍のその側面を
示す図である。即ち本発明の要旨は第１図のロールチョ
ック１に設けた駒型ロール支持部２に傾斜して軸支され
形鋼３のフランジ内面とウエブに当接してウエブ内巾を
拡巾する駒型ロール４と、該ロールチョック１に設けた
ディスクロール支持部５に軸支され水平面が形鋼３のウ
エブに当接し且つ側面が左右の駒型ロール４に当接する
ディクスロール６を有し、左右の該駒型ロールと該ディ
スクロールが押し合って、形鋼のウエブ内巾を拡巾す
る、フランジを有する形鋼の製造装置である。尚本発明
における駒型ロールとは図面に示すように、円錐体を底
面と平行な面で切断して得られる、裁頭円錐体のロール
をいう。

［作用及び実施例］ 第２図は本発明の作用を示す模式図で、［Ａ］図は圧延
方向からみた正面模式図、［Ｂ］図は矢視イ−イの平面
模式図である。図中ａは駒型ロール４の上面、ｂは駒型
ロールの側面、Ｃは駒型ロールの最大直径面、斜線３は
Ｈ形鋼で、矢印は圧延方向である。駒型ロール４のＣ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２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大きく引
張り加工されるが、この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。ディ
スクロール６の側面ｆは、駒型ロール４の側面ｂと当接
して駒型ロール４の拡巾作用をバックアップするが、同
時にその水平面ｇはＨ形鋼のウエブに当接しウエブを厚
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ってしまう。逆に余肉部
圧下のみで拡巾を行うと、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とディスクロール６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２図［Ａ］ではウエブの中央部に余肉部ｈを設けた例
を示した。これはディスクロール６の水平面ｇがウエブ
を一層有効に加圧する事に役立ち、拡巾加工は更にスム
ーズに行われる。

第３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線は第３図の（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
に引張っ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ってもウエブ厚さ
の偏差は小さく、厚さは均一に保たれる。

本発明では駒型ロールやディスクロールの大きさや形
状、又各ロールの配置等に関して特に限定するものでは
ない。第４図はその例示であるが、図示したごとく例え
ば駒型ロールの側面の延長線上のＦ−Ｆにディスクロー
ルの軸芯を配すると、駒型ロール面とディスクロール面
間の摩擦が軽減されて、ロールの摩耗量を少なくするこ
とができる。ディスクロールを（イ）（ロ）（ハ）
（ホ）図のごとく大径ロールにして駆動させると強い拡
巾力を有する独立した装置となるし、又（ニ）図のごと
く小径ロールにすると装置に作用する荷重は小さくでき
る。従って例えばユニバーサルロールとエッジャーロー
ル等の間に配して、非駆動のローラーガイドを兼ねた拡
巾装置としても使用できる。又（ロ）、（ハ）図はウエ
ブ面を広範囲に加圧するのに適当な例である。

ところで、本発明におけるディスクロール６の構造は、
第1,2,4,5図ではいずれも簡単のため一体物として図示
しているが、実用上は第８図の如く、左右の駒型ロール
４と当接するディスクロール6aとウエブ面を加圧するデ
ィスクロール6bとは、相互に分離され、互いに回転自在
なごとく軸受で連接されている。

第８図で（イ）は、ウエブ加工用ディスクロール6bの左
右に一対のスラスト軸受50を配したもので、ウエブ加工
用ディスクロール6bを駆動する形式に好都合である。
（ロ）はラジアル軸受60を介してウエブ加工用ディスク
ロール6bを回転自在としたもので、無駆動方式に適して
いるが、この場合ディスクロール6aを駆動する形式にし
て、材料の噛込から蹴出しまでを円滑化することも可能
である。尚他の方法として第９図の如く、バックアップ
ロール70を配して各部の円滑接触条件を満足させる方法
もあるが、この方法は構造が若干複雑となるが、一応所
期の目的は達成できる。

各ロールを非駆動とする場合は、本発明装置を例えばユ
ニバーサル圧延装置列のエッジャ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
ルの引っ張り力を利用すればよい。

本発明で上下のロールチョック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
ルチョック１を開放し、最終のパスで所定の位置にセッ
トして拡巾圧延する。上下動させる構造は油圧シリンダ
ーまたはスクリュー方式など周知の手段を採用すればよ
い。又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。

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５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）は溝形鋼、
（ロ）はＵ型鋼矢板の例である。図中７は水平ロール、
８は溝形鋼、９はＵ型鋼矢板である。

又本発明の装置は圧延方向に複数個を配置すると、フラ
ンジ内巾は複数回にわたって拡巾されるために大きな拡
巾量を得ることが出来る。

［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もよく拡巾
される。また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が簡易であるため、
製造する形鋼の寸法が変っ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図は本発明の装置例の図、第２図は本発明の作用を
示す図、第３図は本発明の効果の例を示す図、第４図は
本発明のロールの形状や配置の例を示す図、第５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６図
は通常のユニバーサル圧延法を示す図、第７図は従来の
技術の例を示す図、第８図はディスクロール６の詳細説
明図、第９図はディスクロール６の他の詳細説明図、で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１図のロールチョック１に設けた駒型ロ
   ール支持部２に傾斜して軸支され形鋼３のフランジ内面
   とウエブに当接してウエブ内巾を拡巾する駒型ロール４
   と、該ロールチョック１に設けたディスクロール支持部
   ５に軸支され水平面が形鋼３のウエブに当接し且つ側面
   が左右の駒型ロール４に当接するディスクロール６を有
   し、左右の該駒型ロール４と該ディスクロール６が押し
   合って、形鋼のウエブ内巾を拡巾する、フランジを有す
   る形鋼の製造装置。