JPH0813364B2 - フランジを有する形材の熱間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建設、土木などの分野で用いられるＨ形鋼
や溝形鋼に代表されるフランジを有する形材の熱間圧延
方法に関するものである。

（従来の技術） Ｈ形鋼や平行フランジ溝形鋼などの平行フランジ部を
備えた形鋼（以下、「平行フランジ形鋼」と総称す
る」）は、従来、ほとんどが圧延方法によって製造され
ており、これらの平行フランジ形鋼の各部の名称は、第
１図（ａ）および（ｂ）に示すその代表例であるＨ形鋼
および平行フランジ溝形鋼を例にとって説明する。

図示のように、互いに平行なフランジ部10、10はその
間を結合部12によって接続され一体化されている。第１
図（ａ）のＨ形鋼の場合は結合部12はフランジ部10の中
心に、第１図（ｂ）の溝形鋼の場合はフランジ10の一端
にくる。この結合部12はＨ形鋼およびフランジ溝形鋼の
ときはウエブ（web）14とも称する。各フランジ部10の
長さをフランジ幅（flange length、Lo）といい、平行
フランジ部の距離をウエブ高さ（web height、H_o）、そ
して図中のようにフランジ内法（S_o）、フランジ内幅
（W_o）を定義する。JIS規格によれば、Ｈ形鋼の場合、
ウエブ高さ（H_o）が25〜100mm間隔で100〜900mmの範囲
で約33種のサイズが規定されている。

しかしながら、例えば、Ｈ形鋼の場合、従来の圧延方
法には次のような問題があった。

すなわち、従来のＨ形鋼圧延方法は、溝形鋼の場合も
同様であるが、第２図に示すように、ブレークダウンミ
ル20による粗圧延、粗ユニバーサルミル22と2Hiのエッ
ジャーミル24から成る粗ユニバーサルミル群26による中
間圧延、そして仕上げユニバーサルミル28による仕上げ
圧延により行われてきた。

粗圧延では加熱された鋼塊、連続鋳造鋳片等の圧延素
材を２重可逆式粗圧延機であるブレークダウンミル20の
2Hiの孔型により圧延成形しビームブランクを造形し、
造形素材とする。

次いで行う中間圧延ではまず粗ユニバーサルミル22と
２重式のエッジャーミル24からなるミル群において前記
造形素材の圧延を行い、中間圧延Ｈ形鋼とする。すなわ
ち、まず第３図の略式側面図に示すように粗ユニバーサ
ルミル22でその水平ロール30により中間圧延Ｈ形鋼31の
ウエブ厚さを減じるとともに、この水平ロール30の側面
と竪ロール32によりフランジ厚さを減じ、複数パスで前
述の造形素材の中間圧延Ｈ形鋼への延伸圧延を行う。そ
してこの中間圧延の段階での各パスにおいて中間圧延Ｈ
形鋼31のフランジ先端をエッジャーミル24の孔型ロール
42で圧下し、フランジ幅L_oを所定の値とする。このとき
の様子を第４図に略式側面図で示す。

仕上げ圧延では、第５図に示すように、仕上げユニバ
ーサルミル28の水平ロール52と竪ロール54とにより１パ
スあるいは複数パスで粗ユニバーサルミル22の場合と同
様にウエブ56およびフランジ58の厚さをそれぞれ減じ、
かつフランジ外面を平坦にし、さらにフランジ58とウエ
ブ56との角度を直角とするのである。

このように、従来の圧延方法にあっては、仕上げ圧延
にあっても中間圧延の粗ユニバーサルミルと同様にフラ
ンジ58の内面を水平ロール52の側面で、フランジ58の外
面を竪ロール54でそれぞれ圧下するのである。もちろ
ん、水平ロール52によるウエブ圧下も同様に行われる。
したがって、圧延されるＨ形鋼のウエブ内幅W_oは、仕上
げユニバーサルミルの水平ロール52の幅寸法で決定され
る。

したがって、このことから、従来のＨ形鋼の圧延方法
にあっては次のような問題が生じる。

（１）第６図には、フランジ幅L_oが同一であるＨ形鋼の
１つのシリーズ（例えばH600×200）における断面形状
の変化を例示する。現在の規格では同一シリーズではフ
ランジ内幅W_oが一定であるためフランジ厚さ（tf₀、t
f₁、tf₂）がそれぞれ異なることになり、また各サイズ
においてウエブ高さH_oの外寸法（第６図のH₀、H₁、H₂）
もそれぞれ異なった値とする。すなわち、tf₀＜tf₁＜tf
₂、H₀＜H₁＜H₂となる。

このような関係は同じく第７図に示す溝形鋼であって
も同様である。

（２）フランジ内幅W₀のサイズが異なった形鋼を圧延す
る場合は、当然にユニバーサル仕上げミルの水平ロール
を交換しなければならない。例えばJIS規格では33シリ
ーズ、ASTM規格では14シリーズのＨ形鋼があり、これら
すべてのＨ形鋼を製造する場合、47種類の水平ロールを
少なくとも２組以上保有する必要がある。これに要する
ロール費用は現在の価格でも数億円にも達し、これを常
時保有するためには圧延用の建屋に匹敵する広いスペー
スを必要とするためロールショップ棟にも大きな投資を
必要とする。

（３）同一のユニバーサル仕上げミルの水平ロールでは
１つのシリーズのＨ形鋼を2000トン／圧延チャンス×３
回＝6000トンしか圧延できない。これは1000トン当り水
平ロールの幅が約1mm摩耗するためであり、ロールの使
用幅は交差を有効に利用しても6mmである。そのためあ
るシリーズで使用できなくなった水平ロールは、幅を数
十mm切削し、ウエブ高さの小さい次のシリーズ用に改削
される。そのため鋼板用のロールの場合に比べ、ロール
１本当りの製品圧延量は著しく少ない。つまり製品トン
当りのロール費用が高くなっている。

（４）ウエブ高さH₀が規格外の場合、当然専用のユニバ
ーサル仕上げミルの水平ロールを準備し、ロール替えを
行う必要があるため、小ロットのオーダについては経済
的に採算がとれず、受注を辞退することが多い。

（発明が解決しようとする課題） そこで、以上述べた従来のフランジを有する形材の圧
延方法に関する数々の問題を解決する手段として特願昭
63−235388号で開示した技術を開発した。これは、第２
図に示すようなブレークダウン圧延、中間圧延および仕
上げ圧延を経て行うフランジを有する形材の圧延方法で
あって、その特徴としては、まず圧延素材をブレークダ
ウンミル20によって粗圧延し、次いで中間圧延（粗ユニ
バーサルミル22、エッジャーミル24）によってフランジ
部および両フランジ部の結合部の圧延を完了し、そして
仕上げ圧延において仕上げユニバーサルミル28に代え
て、第８図に詳細に示すような仕上げユニバーサルミル
86を使用し、フランジ部内面をユニバーサルミルの水平
ロール82側面に接することなく、竪ロール84によりフラ
ンジ部外面を圧下することにより両フランジ部の間の結
合部の幅寸法を仕上げる点にある。

また、特願平１−149851号で第９図に示すような幅可
変２分割水平ロール90および垂直ロール92を有するユニ
バーサルミル108を、第10図（ａ）、（ｂ）に示すブレ
ークダウンミル100、粗ユニバーサルミル102、エッジャ
ーミル104、仕上げユニバーサルミル108から成り、ある
いは粗ユニバーサルミルを一次、２次粗ユニバーサルミ
ル110、112に分割して成る圧延ラインに適用し、該仕上
げユニバーサルミル108において１パスまたは複数パス
のリバース圧延を行うことでフランジ部内面をユニバー
サルミルの水平ロール90に接するようにフランジ外面を
圧下してウエブ高さの縮小を行う方法を提案した。

さらに、特願平−149851号においては、第11図
（ａ）、（ｂ）に示すように固定幅水平ロールからなる
第１仕上げユニバーサルミル（UF1）と幅可変水平ロー
ルからなる第２仕上げユニバーサルミル（UF2）の２基
の仕上げユニバーサルミルを用いてウエブ高さの縮小圧
延を行う方法について提案している。第11図（ｂ）は幅
可変水平ロールから成る第２仕上ユニバーサルミル（UF
2）を最終段に設けている。

これらの発明によれば１種類のロールで同一シリーズ
の平行フランジ形鋼等フランジを有する形材のウエブ高
さ外寸法（H₀）を一定化することが可能となり、また粗
ユニバーサルミルの水平ロール幅に制約されることな
く、自由なウエブ高さのＨ形鋼や溝形鋼などが同一圧延
チャンスで同一ロールで製造でき、ロール保有数の大幅
削減、ロール原単位の大幅向上が実現できる。

これらの先行発明で提示したフランジを有する形材の
圧延方法に関し、その後、本発明者は膨大なモデルミル
実験をくりかえし行い、次に示す問題点を明らかにし
た。

先に提示したフランジを有する形材の圧延方法によ
りＨ形鋼の製造を行う際に、ウエブ高さの縮小量によっ
ては第12図に示すような製品のウエブ中心偏りが問題に
なる（中心偏り量Ｓ＝（ａ−ｂ）/2で表わされる）。す
なわち、ウエブ高さの縮小量がある範囲を越えると、急
激にウエブ中心偏りが増大し、所定の公差を満足しない
製品になる。（JIS G3192ではウエブ中心偏りの許容範
囲を、ウエブ高さ300mm以下のものでは±3.0mm、ウエブ
高さ300mmを越えるものでは±4.5mmと規定している。） さらに、で述べたようなウエブ中心偏りが許容範囲
を越える場合の製造条件を仔細に調べると、ウエブ高さ
の縮小量の大小以外に、ユニバーサルミルへの被圧延材
の噛み込み姿勢（ユニバーサルミルのパスセンターに対
する被圧延材の噛み込み位置の垂直方向のずれ、または
水平方向のずれ）が多分に影響を及ぼしており、製造技
術を確立する上での問題となっていることが判明した。

本発明の目的とするところは、ウエブ内幅寸法を変
更自在として、複数シリーズのＨ形鋼および平行フラン
ジ溝形鋼等に代表されるフランジを有する形材を同じ仕
上げユニバーサルミルで製造する場合、および同一の
仕上げユニバーサルミルの水平ロールを用いて、厚みの
異なるサイズについてもウエブ高さの外寸法一定のフラ
ンジを有する形材を製造する場合において、製品のウエ
ブ中心偏りが所定の公差を外れることがないように小さ
なレベルに抑えることを可能とする熱間圧延方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） かくして、本発明者はかかる課題解決を目指し、種々
検討を重ね、かつ膨大な圧延実験を通じて以下の知見を
得た。

（１）第８図に示すような仕上げユニバーサルミル86を
用いて、フランジ部内面をユニバーワルミルの水平ロー
ル82の側面に接することなく、垂直ロール84によりフラ
ンジ部外面を圧下することにより、ウエブ高さの縮小圧
延を行う場合、ウエブ高さの縮小量を次第に大きくして
いくと、第13図（ａ）〜（ｃ）に順次示すように、水平
ロール82側面と垂直ロール84の間でウエブ部が座屈し始
め、やがてウエブ部が大きく座屈してくびれが発生する
（第13図（ｃ））。

（２）第８図のユニバーサルミル86でウエブ高さを縮小
したのち、特願昭63−235388号で開示した技術に従っ
て、第９図に示すような幅可変ユニバーサル整形ミルで
整形圧延を行う場合、あるいは特願平１−149851号に開
示したように、第９図に示すような幅可変ユニバーサル
ミルで１パスもしくは複数パスでウエブ高さをさらに縮
小し製品に仕上げる場合に、第13図（ａ）、（ｂ）の圧
延過程を経たものについては、幅可変ユニバーサルミル
（または整形ミル）の最終パスでの圧延状況は第14図
（ａ）に示す通りであり、ウエブ中心偏りの小さな良好
な寸法形状の製品に仕上がる。

ところが、第13図（ｃ）に示すような前述のくびれが
ウエブ部に生じたものについては、その後の圧延過程が
ウエブ高さの縮小を行わず、フランジの角度修正とウエ
ブの平坦化を目的とする整形圧延であっても、第14図
（ｂ）に示すように、ウエブ中心偏りが大きな製品に仕
上がってしまう。

すなわち、ウエブ高さの縮小過程でウエブ面の未圧延
部に第13図（ｂ）に示すような軽度の座屈によるウエブ
中心偏りが生じたとしても、その後の整形圧延もしくは
ウエブ高さの縮小過程（ただし、軽度の圧下）におい
て、材料のフィレット部を上下の水平ロール側面外周端
で挟持して圧延することにより大部分が矯正される。一
方、ウエブ高さの縮小過程でウエブ面の未圧延部に第13
図（ｃ）に示すようなくびれが生じたものについては、
その後の成形圧延において、材料のフィレット部付近を
上下の水平ロール側面外周端で挟持しながら圧延して
も、くびれ部は矯正されずウエブ中心偏りが残存する。
また、場合によってはくびれ部が折れ込み疵となって製
品に残ることが判った。

（３）以上（１）〜（２）の事実は、特願昭63−235388
号で開示したように第８図のユニバーサルミルの水平ロ
ールを２分割して幅可変ロールとし、フランジ内面を水
平ロール側面に接触させないように垂直ロールでウエブ
高さを縮小する圧延方法についても成り立つことが判っ
た。

（４）さらに（１）〜（２）の事実は、特願平１−1498
51号で開示したように、幅可変ユニバーサルミルで１パ
スまたは複数パスのリバース圧延によりウエブ高さの縮
小を行う場合についても同様にあてはまることが判っ
た。すなわち、この場合、フランジ部内面をユニバーサ
ル水平ロール側面に接するように、垂直ロールによりフ
ランジ部外面を圧下することにより、ウエブ高さの縮小
圧延を行うのが特徴であるが、ウエブ高さ縮小量を大き
くした場合に、圧下途中でフィレット部近傍に生じたく
びれを上下の水平ロールで挟持し圧延しても矯正しきれ
ずにウエブ中心偏りが生じたまま仕上がってしまう場合
があることが判明した。

以上の知見にもとづき、本発明者はウエブ高さ縮小圧
延においてウエブ中心偏りを抑制する方法として以下の
手段を創出するに至った。

すなわち、上記（１）、（２）で述べたようにウエブ
中心偏りの発生原因としては第13図（ｃ）に示すような
ウエブ面（特にフィレット部近辺）の座屈が大きく関与
しており、従ってこのようなウエブ面の座屈の発生を防
ぐことが製品のウエブ中心偏りを抑制することにつなが
ることになるとの観点から、本発明者は第15図に示すよ
うな水平ローラ150と垂直ローラ152からなるユニバーサ
ルタイプのローラガイド154を第８図のユニバーサルミ
ル86の入側（被圧延材の噛み込み側）に近接配置して、
該ユニバーサルミルでＨ形鋼のウエブ高さを縮小する圧
延を行った。このときのローラガイド154の配置例を第1
8図に示す。

このときの結果を第19図に示すが、ユニバーサルミル
に入側ローラガイド154が設けられていない場合には、
ウエブ高さ縮小量の増加とともにウエブ中心偏り量|S|
（絶対量）は急増する傾向にあるのに対して、被圧延材
のＨ形鋼をユニバーサルミル入側に近接配置したローラ
ガイドでウエブ面およびフランジ面をパスセンターに対
して対称に拘束することにより、圧延後の材料のウエブ
中心偏り量はウエブ高さ縮小量が増してもかなり低く抑
えられることが判った。また第19図にはユニバーサルミ
ルの入側ローラガイド154を水平ローラガイドのみと
し、垂直ローラガイドを使用しなかった場合の結果につ
いても併記しているが、この場合は全くガイドのない場
合に比べ幾分のウエブ中心偏り抑制効果は見られるもの
の、水平ローラガイドと垂直ローラガイドの両者を併用
した場合に比べて、格段にウエブ中心偏りは悪化するこ
とも判った。

第16図（ａ）には、入側ローラガイドなしでウエブ高
さ縮小圧延を行った場合の圧延後の材料の断面形状の一
例を示す。この場合は、フィレット部160を中心に座屈
が生じてウエブ面162がフランジ面164に対して下方に大
きく付け替わる現象を生じており、被圧延材が第20図
（ａ）に示すようにユニバーサルミル200のパスセンタ
ーに対して上方に位置ずれした状態でミルに噛み込み、
ウエブ高さ縮小圧延が行われたためである。なお、この
ような圧延材をその後の幅可変ユニバーサルミルで整形
圧延しても第17図（ａ）に示すような製品形状となりウ
エブ中心偏りの大部分が残存することになる。

第16図（ｂ）には、入側に水平ローラガイドを設けて
ウエブ高さ縮小圧延を行った場合の圧延後の材料の断面
形状の１例を示す。この場合は、片側のフィレット部16
0′に座屈が生じてフランジ面164′がウエブ面162′に
対して上方に付け替わる現象を生じており、これは被圧
延材が第20図（ｂ）に示すようにユニバーサルミル200
におけるフランジ部のパスセンターに対して水平方向に
位置ずれした状態でミルに噛み込み、片方のフランジ面
164′が強圧下を受けてフィレット部160′剪断変形を生
じたのである。なお、このような圧延材をその後の幅可
変ユニバーサルミルで整形圧延しても、第17図（ｂ）に
示すような製品形状となり、ウエブ中心偏りの大部分が
残存することになる。

以上の事実は、特願昭63−235388号に開示したよう
に、ユニバーサルミルの水平ロールを２分割して幅可変
とし、フランジ内面を水平ロール側面に接触させないよ
うに垂直ロールでウエブ高さを縮小する圧延方法につい
ても同様に成り立つ。すなわち、該２分割水平ロールを
有するユニバーサルミル入側に近接配置したローラガイ
ドにより、被圧延材のフランジ部のミルパスセンターに
対する垂直方向（上下方向）の位置ずれを拘束すると同
時に、被圧延材のフランジ部のミルパスセンターに対す
る水平方向（左右方向）の位置ずれを拘束することによ
り圧延後の材料のウエブ中心偏りが大幅に抑制できるも
のである。

さらに以上の事実は、特願平−149851号で開示したよ
うな幅可変ユニバーサルミルで１パスまたは複数パスの
リバース圧延により、フランジ部内面をユニバーサル水
平ロール側面に接するように垂直ロールでフランジ部外
面を圧下しウエブ高さの縮小圧延を行う場合についても
当てはまることが判った。

ここに、本発明は、ブレークダウン圧延、粗ユニバー
サル圧延、エッジャー圧延および仕上げ圧延を経て行う
フランジを有する形材の熱間圧延方法であって、エッジ
ャー圧延後の被圧延材を固定幅の水平ロールを有する仕
上げユニバーサルミルで圧延する際に、フランジ内面を
該仕上げユニバーサルミルの水平ロール側面に接するこ
となく、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下するこ
とにより、１パスもしくは複数パスでウエブ高さの縮小
圧延を行う際に、該仕上げユニバーサルミルの入側にお
ける被圧延材のフランジ部のミルパスセンターに対する
垂直移動および水平移動を、例えば、該仕上げユニバー
サルミルの入側に近接配置したローラガイドにより、拘
束することを特徴とするフランジを有する形材の熱間圧
延方法である。

また、別の面からは本発明は、ブレークダウン圧延、
粗ユニバーサル圧延、エッジャー圧延および仕上げ圧延
を経て行うフランジを有する形材の熱間圧延方法であっ
て、仕上げユニバーサルミルの水平ロール幅を２分割
し、オンラインで幅調整可能な構造とし、該仕上げユニ
バーサルミルにおける１パスまたは複数パスのリバース
圧延によってウエブ高さの縮小を行う際に、該仕上げユ
ニバーサルミルの入側における被圧延材のフランジ部の
ミルパスセンターに対する垂直移動および水平移動を、
例えば該仕上げユニバーサルミルの入側に近接配置した
ローラガイドにより、拘束することを特徴とするフラン
ジを有する形材の熱間圧延方法である。

ここに、「被圧延材のフランジ部のミルパスセンター
に対する垂直移動および水平移動を拘束する」とは、ミ
ルパスセンターを中心にそれぞれ側面および平面におい
てフランジ部およびウエブ部が対象に位置するように保
持することである。

なお、上記ローラガイドの具体的構造については、被
圧延材のフランジ部のミルパスセンターに対する水平移
動および水平移動を拘束することができれば、特に制限
はなく、形材の種類によってより簡便な構造のものを採
用すればよい。

（作用） 次に、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説
明する。

第11図（ａ）には、本発明にかかる圧延方法を実施す
るための圧延ラインの１例を示す。まず本発明にかかる
圧延方法によれば、ブレークダウンミル（BD）によるブ
レークダウン圧延は従来法と同様に行えばよく、それに
より圧延素材をビームブランクにまで圧延する。その後
の粗ユニバーサルミル（UR）およびエッジャーミル
（Ｅ）を用いた中間圧延で、圧延素材は最終寸法に近い
フランジ幅、フランジ厚、ウエブ厚にまで仕上げられ
る。

このようにして得られた中間圧延形鋼は、次に、第８
図に示すように、水平ロールおよび垂直ロールからなる
第１の仕上げユニバーサルミル（UF1）で、フランジ部
内面を該ユニバーサルミルの水平ロール側面に接するこ
となく、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下するこ
とにより、１パスもしくは複数パスでウエブ高さの縮小
圧延を行った後に、圧延材は第２の仕上げユニバーサル
ミル（UF2）に送られる。

第２仕上げユニバーサルミル（UF2）は、第９図に示
すように、ロール軸方向の位置が可変となる機構を有す
る２分割水平ロールからなり、ここで圧延材は１パスで
ウエブ高さを縮小することなく整形圧延されるか、ある
いは１パスもしくは複数パスでウエブ高さ外寸法の縮小
圧延がなされ、最終目標寸法に仕上げられる。

このUF2における複数パスによるウエブ高さ縮小圧延
の際には、少なくとも最終パスを除く途中パスでUF1に
おけるウエブ高さ縮小圧延に同じく、水平ロール側面を
フランジ部内面に接することなく、垂直ロールでフラン
ジ部外面を圧下する方法と、他方２分割水平ロールの幅
を１パス毎に所定の値に調整し、フランジ内面が該水平
ロール側面に接触するまで垂直ロールでフランジ外面を
圧下する方法の２通りがある。

そこで本発明を第11図（ａ）の圧延ラインに適用する
場合、UF1ミルで１パス圧延を行う時にはミル入側（図
の左側）に第15図に示すような水平ローラ150と垂直ロ
ーラ152からなるローラガイド154を近接配置する。そし
て、被圧延材のウエブ高さ縮小圧延時に、材料のウエブ
面およびフランジ面を拘束して、フランジ部がミルのパ
スセンターに対して垂直方向および水平方向に位置ずれ
するのを防止する。

第18図には、被圧延材拘束用のローラガイドを配置し
たユニバーサルミル86の側面図を示すが、該ローラガイ
ド154とユニバーサルミル86とのセンター間距離ｌにつ
いては、両者が設備的に干渉しない範囲で極力短く取る
ことが望ましい。なぜならばｌは、短かければ短いほど
ローラガイドによる被圧延材の拘束効果が増すからであ
り、また、被圧延材の後端がローラガイドを抜けた時点
で本発明のローラガイドによるウエブ中心偏り抑制効果
が薄れるからである。

なお、水平ローラとウエブ面との間隙、および垂直ロ
ーラとフランジ面との間隙については極力小さくとるの
が良いが、被圧延材のガイドへの噛み込みと搬送の支障
とならないためには通常1mm〜2mm程度は必要である。

さらに、第15図において、水平ローラおよび垂直ロー
ラについては原則として無駆動であるが、被圧延材の噛
み込みを容易にし、かつガイドによる被圧延材の搬送効
果をもたせるために補助駆動としてもよい。

また、UF1ミルで複数パスのリバース圧延によりウエ
ブ高さの縮小を行う場合には、該ユニバーサルミルの前
後に第15図に示すような水平ローラ150と垂直ローラ152
からなるローラガイド154を近接配置する。但し、この
場合、パス毎に圧延後のウエブ高さが小さくなっていく
ため、１パス終了の都度、次のリバース圧延時にはミル
入側に位置するガイドの垂直ローラの開度を前パス時よ
り狭く設定し直す必要があり、垂直ローラのオンライン
開度調整機構を組み込むことが不可欠となる。

次に、第11図（ａ）の圧延ラインにおいて、UF2ミル
で１パスもしくは複数パスでウエブ高さの縮小圧延を行
う場合にも同様であって、本発明によれば、１パス圧延
を行う時にはミル入側（図の左側）に第15図に示すよう
なローラガイド154を近接配置すればよい。一方、複数
パス圧延を行う場合については、UF2ミルの前後に垂直
ローラの開度調整機能を有するローラガイドを近接配置
し、各パス毎に被圧延材のウエブ高さに応じてミル入側
の垂直ローラの開度を所定の値まで調整し、フランジ部
の水平方向の位置ずれを拘束すればよい。

以上は、被圧延材の拘束用ガイド機構として、第15図
に示すユニバーサルタイプのローラ構造としたが、水平
ローラと垂直ローラは同一平面に軸を有する第18図に示
すような構造でなく、水平ローラと垂直ローラは圧延方
向に別々に離して設置してもよい。

また第21図に示すような複数個のローラ配置によるガ
イド構造としてもよく、第22図に示すようなフランジの
内面側に垂直ローラを配置してフランジ部の水平方向の
移動を拘束する構造としてもよい。第21図の場合、水平
ローラ150をいくつかに分割し、一方、垂直ローラ152も
分割して設けられている。第22図の場合には、これらの
水平ローラと垂直ローラとが一体的に組立てられ、垂直
ローラ152はフランジ面を内側から拘束する構造となっ
ている。

さらには、以上では水平ローラで被圧延材のウエブ面
を拘束することによってフランジ面の垂直移動を防ぐガ
イド構造としていたが、第23図に示すように、フランジ
部の上下端面に水平ローラを対向配置させて、該フラン
ジ部の垂直移動を拘束する構造としてもよい。なお、こ
の場合の水平ローラとフランジ部上下端面との間隙は極
力小さい方が良いが、通常１〜2mm程度は必要である。

かかるローラガイドを設置するに当たっては、予め仕
上げユニバーサルミルのパスセンターとローラガイドの
センターとが一致するように配置し、仕上げ圧延が開始
してからはその都度水平ローラ間隔および垂直ローラ間
隔をパス毎に調整すればよい。

以上は、第11図（ｂ）に示すような圧延ラインでウエ
ブ高さ縮小を行う過程に本発明を適用する場合、あるい
は第10図（ａ）、（ｂ）に示すような圧延ラインでウエ
ブ高さ縮小を行う過程に本発明を適用する場合にも同様
に成り立つ事柄である。

また、以上は特にＨ形鋼について述べたが、第24図に
示すように平行フランジ溝形鋼に代表される他のフラン
ジを有する形材のウエブ高さを縮小し、任意のウエブ高
さをもつ製品を製造するプロセスにも本発明は適用可能
であり、本発明により、製品の形状・寸法精度の向上が
実現できる。

（実施例） 実施例１ 第11図（ａ）に示す圧延ラインでH400×200シリーズ
のウエブ高さ外寸法一定Ｈ形鋼の熱間圧延を行う際に、
本発明の方法を適用した例につき以下に記す。

まず、連続鋳造ブルームを加熱後、ローラ孔型をもつ
ブレークダウンミル（BD）でレバース圧延を行い、ビー
ムブランクを造形した。さらに粗ユニバーサルミル（U
R）とエッジャーミル（Ｅ）とでレバース圧延を行い、
製品のフランジ厚、ウエブ厚、フランジ幅に近い形状・
寸法にまで仕上げた。

次に、UR圧延後の材料は、第１の仕上げユニバーサル
ミル（UF1）で、フランジ内面を水平ロール側面に接し
ないようにして、１パスでウエブ高さを最大26mm縮小
し、続いて第２の仕上げユニバーサルミル（UF2）で、
ウエブ厚の均一化とフランジとウエブの直角度の矯正を
主目的にした整形圧延を行い製品とした。

本例では、本発明の実施例として、UF1の入側2mの位
置に第21図に示したような水平ローラと垂直ローラから
なるガイドを設置した。また、UF2については、ウエブ
高さの縮小は行われず整形圧延のみ行われるので、上述
のようなローラガイドは新たに設置しなかった。

第１表に、H400×200シリーズの３サイズについて、
本発明を適用した場合の製品のウエブ中心偏りの測定結
果を示す。

また、第１表には、比較例としてUF1の入側ローラガ
イドを撤去して同様に３サイズのウエブ高さ縮小圧延を
行った場合の製品のウエブ中心偏り測定結果を示す。こ
の表から、本発明の方法によれば、どのサイズの製品に
ついても従来法に比較してウエブ中心偏りが格段に小さ
く、寸法精度の優れた製品が得られるようになったこと
がわかる。

実施例２ 第10図（ａ）に示す圧延ラインでH700×300シリーズ
のウエブ高さ外寸法一定Ｈ形鋼の熱間圧延を行う際に、
本発明の方法を適用した例につき以下に記す。

本実施例の場合、ブレークダウン圧延から粗ユニバー
サル圧延およびエッジャー圧延までの工程は前述の実施
例１の場合と同様であった。そして、中間圧延後の材料
は幅可変２分割水平ローラからなる仕上げユニバーサル
ミルにおいて、フランジ内面が該水平ロール側面に接す
るよう１パスでウエブ高さの縮小圧延を行い、同時にウ
エブ厚の均一化とフランジとウエブの直角度の矯正を主
目的にした整形圧延を行い製品とした。ここで、該仕上
げユニバーサルミルの幅可変水平ロール幅（胴長）は、
各製品のフランジ厚毎に変更した。

そこで、本発明の実施例として、幅可変２分割水平ロ
ールからなる仕上げユニバーサルミルの入側2mの位置
に、第23図に示したような水平ローラと垂直ローラから
なるガイドを設置した。

第２表に、H700×300シリーズの３サイズについて、
本発明を適用した場合の製品のウエブ中心偏りの測定結
果を示す。

また同表には、比較例としてUFミルの入側ローラガイ
ドを撤去して同様に３サイズのウエブ高さ縮小圧延を行
った場合の製品のウエブ中心偏り測定結果を示す。この
表から、本発明の方法によれば、どのサイズの製品につ
いても従来法に比較してウエブ中心偏りが格段に小さ
く、寸法精度の優れた製品が得られるようになったこと
がわかる。

（発明の効果） 以上、詳述したように、本発明によれば、複数シリー
ズのＨ形鋼および平行フランジ溝形鋼等に代表されるフ
ランジを有する形材を同じユニバーサル仕上げ圧延機で
製造する場合、あるいは同一のユニバーサル仕上げ圧延
機の水平ロールを用いて、厚みの異なるサイズについて
もウエブ高さ外寸法一定のフランジを有する形材を製造
する場合においても、ウエブ高さの縮小に伴う製品のウ
エブ中心偏りが発生し、所定の寸法公差を外れることを
抑制する熱間圧延方法を実現でき、歩留の向上が望める
とともに、寸法精度に優れた製品が得られ産業上極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、それぞれＨ形鋼および平行フ
ランジ溝形鋼の各部の名称の説明図； 第２図は、従来の平行フランジ形鋼の圧延ミルレイアウ
ト； 第３図は、従来法のユニバーサル粗ミルの圧延の様子の
説明図； 第４図は、従来法のエッジャーミルの圧延の様子の説明
図； 第５図は、同じくユニバーサル仕上げ圧延ミルの圧延の
様子の説明図； 第６図および第７図は、それぞれＨ形鋼および平行フラ
ンジ溝形鋼の現状の製品寸法体系の説明図； 第８図は、本発明において使用する仕上げユニバーサル
ミルの圧延の様子を示す説明図； 第９図は、本発明において使用する幅可変仕上げユニバ
ーサルミルの圧延の様子を示す説明図； 第10図（ａ）、（ｂ）および第11図（ａ）、（ｂ）は、
本発明において使用する平行フランジ形鋼の圧延ミルレ
イアウト； 第12図は、Ｈ形鋼のウエブ中心偏り説明図； 第13図は（ａ）〜（ｃ）は、本発明において使用する仕
上げユニバーサルミルにおいて発生するウエブ座屈の様
子を示す説明図； 第14図（ａ）、（ｂ）は、本発明において使用する仕上
げユニバーサルミルによる圧延において発生するウエブ
中心偏りの様子を示す説明図； 第15図は、本発明において使用するローラガイドの１例
を示す説明図； 第16図（ａ）、（ｂ）は、従来法によるウエブ高さ縮小
圧延後のＨ形鋼の断面形状の説明図； 第17図（ａ）、（ｂ）は、従来法によるウエブ高さ縮小
圧延および整形圧延後のＨ形鋼の断面形状の説明図； 第18図は、本発明で使用するローラガイドの配置例の説
明図； 第19図は、本発明で使用するローラガイドのウエブ中心
偏り抑制効果を説明するグラフ； 第20図（ａ）、（ｂ）は、従来法によるウエブ高さ縮小
圧延に伴うウエブ中心偏り発生の様子を示す説明図； 第21図、第22図および第23図は、Ｈ形鋼に本発明方法を
適用した場合のローラガイドの構造を示す説明図；およ
び 第24図は、平行フランジ溝形鋼に本発明方法を適用した
場合のローラガイドの構造を示す説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧
   延、エッジャー圧延および仕上げ圧延を経て行うフラン
   ジを有する形材の熱間圧延方法であって、エッジャー圧
   延後の被圧延材を固定幅の水平ロールを有する仕上げユ
   ニバーサルミルで圧延する際に、フランジ内面を該仕上
   げユニバーサルミルの水平ロール側面に接することな
   く、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下することに
   より、１パスもしくは複数パスでウエブ高さの縮小圧延
   を行うとともに、該仕上げユニバーサルミルの入側にお
   いて被圧延材のフランジ部のミルパスセンターに対する
   垂直移動および水平移動を拘束することを特徴とするフ
   ランジを有する形材の熱間圧延方法。
2. 【請求項２】ブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧
   延、エッジャー圧延および仕上げ圧延を経て行うフラン
   ジを有する形材の熱間圧延方法であって、仕上げユニバ
   ーサルミルの水平ロール幅を２分割し、オンラインで幅
   調整可能な構造とし、該仕上げユニバーサルミルにおけ
   る１パスまたは複数パスの圧延によってウエブ高さの縮
   小を行うとともに、該仕上げユニバーサルミルの入側に
   おいて被圧延材のフランジ部のミルパスセンターに対す
   る垂直移動および水平移動を拘束することを特徴とする
   フランジを有する形材の熱間圧延方法。
3. 【請求項３】被圧延材のフランジ部のミルパスセンター
   に対する垂直移動および水平移動の拘束を前記仕上げユ
   ニバーサルミルの入側に近接配置したローラガイドによ
   り行う請求項１または２記載の方法。