JPH0829332B2 - Ｈ形鋼圧延用粗ユニバーサル圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はＨ形鋼圧延用ユニバーサル圧延機に関し、ロ
ール形状を改良することにより寸法形状の優れたＨ形鋼
を製造することができる粗ユニバーサルロールの孔型を
提供することにある。

〈従来の技術〉 一般的なＨ形鋼のユニバーサル圧延装置列は第３図に
示すようにブレークダウン圧延機１、第１エッジャー圧
延機２、第１粗ユニバーサル圧延機20、第２粗ユニバー
サル圧延機21、第２エッジャー圧延機２′および仕上ユ
ニバーサル圧延機４からなっている。なお、第１粗ユニ
バーサル圧延機20および第２粗ユニバーサル圧延機21は
それぞれ垂直ロール5,5と水平ロール6,6からなってい
る。

第１エッジャー圧延機２と第１粗ユニバーサル圧延機
20および第２エッジャー圧延機２′と第２粗ユニバーサ
ル圧延機21とがそれぞれ組合わせになっているが、この
ように２組で構成される場合以外に例えば１組あるいは
３組以上を配設した圧延装置列も周知であり、配置組数
は装置全体がタンデム圧延または連続圧延のいずれによ
るかあるいは粗材と製品仕上寸法との関係で一定してい
ない。

第４図は前記のような圧延装置列において第２粗ユニ
バーサル圧延機21から仕上ユニバーサル圧延機４に至る
被圧延材10のパス状況を示し、第４図（ａ）に示すよう
に、第２粗ユニバーサル圧延機21の水平ロール6,6で被
圧延材10のウエブ部が圧下され、同時に垂直ロール5,
5、水平ロール6,6でフランジ部が圧下される。次に第２
粗ユニバーサル圧延機21に近接して設けられた第２エッ
ジャー圧延機２′のエッジャーロール7,7では、第４図
（ｂ）に示すように、フランジ端部の圧下がなされる。
続いて仕上ユニバーサル圧延機４では、第４図（ｃ）に
示すように、水平ロール９でウエブ部の軽圧下が行われ
ると同時にフランジ部は垂直ロール８で押圧成形され、
圧延は終了する。

ところで、前記した従来の第２粗ユニバーサル圧延機
21においてはフランジ部を圧下する垂直ロール５と水平
ロール６との間隙ｔは一定であり、フランジ部の肉厚は
ｔとなる。このような肉厚ｔのフランジ部を有する被圧
延材10が第２エッジャー圧延機２′のパスを経ると、前
出第４図（ｂ）に示したように、被圧延材10のフランジ
端部において外側に向けて変形しバルジング部10′を生
じる。

すなわち、フランジ端部の内側ａはエッジャーロール
７に圧接しているためエッジング作用でほぼ直角形状に
形成されるのに対し、フランジ端部の外側部については
被圧延材10は変形を拘束されないため、圧下対応量だけ
バルジング部10′となって突出する。

このバルジング部10′が残存したまま次段の仕上ユニ
バーサル圧延機４で圧延されると、第４図（ｄ）に示す
伸長量ΔＦだけフランジ端部の一方だけが伸長すること
になる。また、第４図（ｃ）に示したように、バルジン
グ部10′の裏側に対応する仕上ユニバーサル圧延機４の
水平ロール９の外側面に異常摩耗部ｂが形成されるのに
対し、その他の部分ｃは平均的に摩耗することになる。

この伸長量ΔＦは第２エッジャー圧延機２′での最終
パス圧下量および被圧延材10のウエブとフランジとの断
面積比によって定まり、最終製品のフランジ幅寸法を決
定する重要な要素であるから、従来から第２エッジャー
圧延機２′のパススケジュールの設定と寸法管理には多
大の注意が払われていた。ところが前記のごとく仕上圧
延後のフランジ先端部の形状、特に直角度については満
足のいく結果が得られないという問題点があった。

前記のバルジング部10′をできるだけ小さくする方法
として、第２エッジャー圧延機２′での最終パスを軽圧
下で行うことが知られているが、実際の圧延においては
各種の圧延条件のバラツキが生じるので、このような周
知手段ではある程度の減少は可能であるにしても、完全
な対策にはなり得なかった。

前記の問題点を解決するものの一つとして、例えば特
公昭57-59762号公報にはブレークダウン圧延機とユニバ
ーサル圧延機およびエッジャー圧延機で構成された１組
あるいは複数組の中間粗ユニバーサル圧延機群と仕上ユ
ニバーサル圧延機よりなるＨ形鋼圧延装置において、前
記エッジャー圧延機のうちの最終段エッジャー圧延機に
フランジ先端の内側対応部を内窄み状に形成したエッジ
ャーロールを用いて整形圧延を行なうことを特徴とする
フランジ直角度の優れたＨ形鋼の製造方法が提案されて
いる。

前記提案のように、フランジ先端の内側対応部を内窄
み状に形成したエッジャーロールを用いて圧延を行う
と、エッジング作用によって被圧延材のフランジ端部に
生じるバルジング部をフランジ端部の内側と外側に分割
することができるが、フランジ先端部に生じるバルジン
グ量には圧延長手方向に直角な断面内および圧延長手方
向においてバラツキがある。

このため、次段の仕上ユニバーサル圧延機におけるウ
エブ軽圧下によるフランジ起しを目的とした仕上圧延で
は、主としてフランジ端部のみが圧延されることにな
り、バルジング量にバラツキがあるとフランジ先端部に
蛇行が生じ易く、被圧延材の捩れやウエブ中心の偏りが
生じるばかりでなく、仕上ユニバーサル圧延機のロー
ル、特に水平ロールがフランジ先端のバルジング部に接
触する部位で局部摩耗が生じるという問題点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、粗ユニバーサル圧延機のロール形状を改良
することによってエッジャー圧延機のロールは従来形状
のままでフランジ端のバルジングに起因する上記従来技
術の問題点を解消し得るＨ形鋼圧延用粗ユニバーサル圧
延機を提供することを目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するために、本発明は、上下一対の水
平ロールおよび左右一対の垂直ロールを組合わせたＨ形
鋼圧延用粗ユニバーサル圧延機において、前記左右一対
の垂直ロールの外周圧延面が該ロールの厚み方向中央線
上に中心を有する半径の凸型円弧形状とする一方、前記
水平ロールの上下ロール隙間を０とした際の該隙間の延
長線を前記垂直ロールの厚み方向中央線と合致させたと
き、前記水平ロールの横側面形状における前記垂直ロー
ルの厚み方向上下端部に対応する領域とその外側は該垂
直ロールの凸型円弧形状と一致する凹型円弧形状とし、
かつ、前記垂直ロール厚み方向の中央部分に対応する領
域は前記凹型円弧形状の接線となる直線形状とすること
により構成されるロール隙部を有することを特徴とする
ものである。

また、本発明は、好ましくは、前記上下一対の水平ロ
ールのうち上側水平ロールが被圧延材のウエブ中央部に
対応する領域を当該ウエブの厚さ公差以下の深さを有す
る円弧形状とすると共にウエブ両端部に対応する領域を
フラット形状とし、下側水平ロールが被圧延材のウエブ
と対応する領域を全幅に亘ってフラット形状としてなる
ことを特徴とするものである。

〈実施例〉 以下、本発明の好適な実施例を図面に従って説明す
る。第１図は、被圧延材のない状態で水平ロール6,6お
よび垂直ロール5,5のそれぞれのロール隙間が０となる
状態を示している。この図に示すように、本発明の粗ユ
ニバーサル圧延機における一対の垂直ロール5,5は、被
圧延材のフランジ外面と圧下する外周圧延面をそれぞれ
全厚みに亘って該垂直ロール５の上下厚み方向の中央線
上における中心Ｏを起点とする半径R_Vの凸型円弧形状と
してある。

一方、水平ロール6,6の上下ロール隙間を０とした際
の該隙間の延長線を垂直ロール５の厚み方向中央線と合
致させたとき、垂直ロール5,5の厚み方向両端部ａに対
応する領域とそれより外側は水平ロールの横側面をそれ
ぞれ垂直ロール５と同一半径R_Vを有する凹型円弧形状と
するとともに、垂直ロール５の中央部ｂに対応する幅ｃ
の領域を前記水平ロール６の凹型円弧形状の接線で形成
される角度θを有する直線形状とすることにより構成さ
れるロール隙部ｅを有している。ここで、幅ｃの領域は
フランジの圧延に有効に使用される範囲、つまり被圧延
材の最大フランジ幅よりも大きい値とし、フランジの厚
みは中央部が厚く、端部に向かって次第に厚みを減ら
し、最端部がもっとも厚みが薄くなるように設定する。

更に、上下一対の水平ロール6,6のうち、上側水平ロ
ール６が被圧延材のウエブ中央部に対応する領域をウエ
ブ厚さ公差内の深さΔｔを有する半径R_Hの円弧形状とす
るとともに、ウエブ両端部に対応する領域をフラット形
状とし、下側水平ロール６が被圧延材のウエブと対応す
る領域を全幅に亘ってフラット形状としている。

本発明では垂直ロール５および水平ロール６を前記の
形状にしているので、被圧延材のないセットアップ時の
状態で各ロールを圧下スクリューにより絞め込むと上下
一対の水平ロール6,6は幅方向両端部で接触し、中央部
では最大Δｔの距離を置いて非接触となり空隙ｄが形成
される。

また、凸型円弧形状を有する左右一対の垂直ロール5,
5の幅方向両端部ａは、上下一対の水平ロール6,6の側面
に設けた凹型円弧形状部に互に接触し、垂直ロール5,5
の中央部ｂに対応する水平ロール6,6の幅ｃの範囲は前
記のように直線形状となっているので、非接触となりロ
ール隙部ｅが形成される。従来、水平ロール6,6は互に
全幅が接触するため左右の差を明確につかめず、ロール
隙間の設定精度が悪かったが、本発明ではロール両端部
での接触であるため設定精度が向上する。

以下、本発明の作用について説明する。

本発明では一対の垂直ロール5,5および水平ロール6,6
を被圧延材のない状態で、前出第１図に示したように、
各ロールを圧下スクリューにより絞め込んでガタを吸収
した状態で、容易かつ精度よくロールの零点調整を行う
ことができる。すなわち、各ロールの接触は両端部での
２点接触になるので、ロール隙間を正確にセットするこ
とができる。また、垂直ロール５と水平ロール６は円弧
接触であるので、垂直ロール５が傾いた状態、すなわち
どの面で圧延されてもフランジ厚みは一定に維持でき
る。

このようにして垂直ロール5,5および水平ロール6,6を
セットしたのち粗圧延すると、第２図に示すように、被
圧延材10はフランジ10aの中央部に前出第１図で示した
ロール隙部ｅに相当する余肉部ｅ′が形成される。この
ような余肉部ｅ′を有する被圧延材10はエッジャーロー
ルで圧延したとき、第２図に点線で示したフランジ10a
の先端にバルジング部10′が形成された場合は、次段の
仕上ユニバーサル圧延機において、バルジング部10′に
見合う余肉部ｅ′と同時に圧下されるので、フランジの
幅方向における圧下量のアンバランスが減少し、局部的
な強圧下が緩和される。

このため、バルジング部10′のみ強圧下となって生じ
るフランジ先端の蛇行や波打ちが防止されるのは勿論の
こと、前出第４図（ｄ）に示したようなフランジ端部の
伸長ΔＦを伴うことなく安定した圧延を行うことができ
る。その結果、良好な形状の製品が得られるし、仕上ユ
ニバーサル圧延機の局部摩耗が防止される。

また、粗圧延においてウエブ10bの上側中央部にΔｔ
の円弧状ふくらみが形成されると、圧延機のロール冷却
水が乗った際にウエブ10bの両側に流れて中央部は水に
よる冷却が緩和され、ウエブ10bは相対的に中央部の温
度が高くフランジ付け根近傍が良く冷却され各部温度差
に起因する変形や残留応力を低減する効果がある。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、以下の効果を奏
する。

（１）粗ユニバーサル圧延機のロール隙間設定を正確に
行うことができる。

（２）フランジ先端部に生じるバルジング部による被圧
延材の蛇行や波打ちを防止できる。

（３）被圧延材の各部温度差による残留応力や変形を軽
減できる。

（４）ロールの局部摩耗が防止される。

（５）寸法形状精度の優れた製品を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図は本発明
法による粗ユニバーサルミル圧延後の被圧延材の状況を
示す概略図、第３図は一般のＨ形鋼圧延装置例を示す説
明図、第４図は従来の粗ユニバーサルミルと仕上ユニバ
ーサルミル間のパス状況を示す概略図である。 １……ブレークダウン圧延機、２……エッジャー圧延
機、５……粗ユニバーサル圧延機の垂直ロール、６……
粗ユニバーサル圧延機の水平ロール、８……仕上ユニバ
ーサル圧延機の垂直ロール、９……仕上ユニバーサル圧
延機の水平ロール、10……被圧延材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対の水平ロールおよび左右一対の垂
   直ロールを組合わせたＨ形鋼圧延用粗ユニバーサル圧延
   機において、 前記左右一対の垂直ロールの外周圧延面が該ロールの厚
   み方向中央線上に中心を有する半径の凸型円弧形状とす
   る一方、 前記水平ロールの上下ロール隙間を０とした際の該隙間
   の延長線を前記垂直ロールの厚み方向中央線と合致させ
   たとき、前記水平ロールの横側面形状における前記垂直
   ロールの厚み方向上下端部に対応する領域とその外側は
   該垂直ロールの凸型円弧形状と一致する凹型円弧形状と
   し、 かつ、前記垂直ロール厚み方向の中央部分に対応する領
   域は前記凹型円弧形状の接線となる直線形状とすること
   により構成されるロール隙部を有することを特徴とする
   Ｈ形鋼圧延用粗ユニバーサル圧延機。
2. 【請求項２】上下一対の水平ロールのうち上側水平ロー
   ルが被圧延材のウエブ中央部に対応する領域を当該ウエ
   ブの厚さ公差以下の深さを有する円弧形状とすると共に
   ウエブ両端部に対応する領域をフラット形状とし、下側
   水平ロールが被圧延材のウエブと対応する領域を全幅に
   亘ってフラット形状としてなる請求項１記載のＨ形鋼圧
   延用粗ユニバーサル圧延機。