JPH09164401A - ユニバーサル圧延機によるビームブランク素材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 孔型のない一対の水平ロールと一対の垂直ロ
ールを備えた一般的なユニバーサル圧延機によりビーム
ブランク素材を能率良く安価に製造する。 【構成】 初期パスにおいて垂直ロール３、４により素
材１０の両側端部のエッジングを行い、フランジ原形部
５を形成し、中期パスではこのフランジ原形部を垂直ロ
ールの幅圧下と水平ロール１、２の小圧下でさらに増大
させ、断面ドックボーン状に成形し、終期パスにおいて
水平ロールと垂直ロールにより所定の幅寸法及びフラン
ジ高さ寸法に仕上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユニバーサル圧延
機によりＨ形鋼ビームブランク素材を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビームブランク製造方法の一例
を、特公平１−１５３２１号公報により図７〜図１１を
用いて説明する。この方法は、図７に示すように、ユニ
バーサル分塊圧延機（以下、ユニバーサル圧延機と記
す）の一対の孔型１５、１６付き水平ロール１１、１２
と垂直ロール１３、１４を用いて、ビームブランクを製
造するものであり、まず、初期パスにおいては、図８に
示すように、素材１０を垂直ロールによる幅圧下により
素材両側端部を増肉させ、フランジ原形部１７を形成す
る。続く中期パスにおいては、図９に示すように、素材
を上下水平ロール１１、１２の孔型１５、１６で幅圧下
することにより、前記フランジ原形部１７を増大させ、
素材を断面ドックボーン形状に成形する。続く終期パス
においては、図１０に示すように、垂直ロール１３、１
４で幅圧下を行い、上記により成形したフランジ原形部
１８をさらに上下に伸長させ、フランジ部１９を形成す
る。そして、最終期パスにおいて、図１１に示すよう
に、上下水平ロール及び左右垂直ロールにより、所定の
幅寸法及びフランジ高さ寸法に仕上げる。

【０００３】また、公知の技術として、図１２に示すよ
うに水平ロールの孔型中央部に「ベリー」と称する凸状
の突起２０を設置することにより、フランジ部の幅広げ
が可能であることも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ユニバ
ーサル圧延機は、水平ロールと垂直ロールが組み合わさ
れた圧延能率優先タイプの圧延機である。したがって、
このユニバーサル圧延機の水平ロールには孔型を有して
いないのが一般的である。しかるに、前記特公平１−１
５３２１号の方法では孔型付き水平ロールが必要となる
ことから、孔型を有しないユニバーサル圧延機の場合、
孔型の追加加工に伴う製造コストアップや孔型の摩耗等
によるロール組替の増加といった問題が生じるため、必
ずしも最適な方法ではない。また、ベリーを有する孔型
を設けた場合、この孔型はビームブランク専用の孔型と
なってしまうため、他の圧延には使用できなくなる。こ
のため、孔型の共通化が図れなくなってしまうことか
ら、ロール組替の増加等生産性を著しく低下させる。さ
らに、孔型にベリーのような凸部を設けた場合、素材に
対しては凹みとなるため、この部分を圧延していくとシ
ワ疵や折れ込み疵等の表面疵が発生しやすい。さらに、
ビームブランク素材の製造方法として、連続鋳造も可能
であるが、少ロット多サイズ生産が進んでいる現状で
は、型替え等の時間もかかることから、必ずしも得策で
はない。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、孔型を有しない水平ロール
と垂直ロールを有する一般的なユニバーサル圧延機を利
用して、能率良くビームブランク素材を製造する方法を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のビームブランク
素材製造方法は、孔型を有しない一対の水平ロールと
一対の垂直ロールを有するユニバーサル圧延機を用いる
こと、次の工程でビームブランク素材を製造すること
からなるものである。 初期パス：一対の垂直ロールにより素材の両側端部のエ
ッチングを行い、その素材両側端部にフランジ原形部を
形成する。 中期パス：前記垂直ロールによる幅圧下と前記水平ロー
ルによる小圧下により前記フランジ原形部をさらに上下
の伸長及び肉厚共に増大させて、素材を断面ドックボー
ン状に成形する。 終期パス：前記水平ロール及び垂直ロールにより、所定
の幅寸法及びフランジ高さ寸法に仕上げる。 ところで、垂直ロールによる幅圧下により、フランジ原
形部が増長されていくが、この際高さ方向が未拘束圧延
になると、フランジ原形部の肉厚不足が発生する。そこ
で、この肉厚不足を防止するため、垂直ロールの幅圧下
に対するフランジ原形部の増長分よりも水平ロールの上
昇分を減じ、フランジ原形部の幅広がりに小圧下を加え
ることを「水平ロールによる小圧下」という。

【０００７】本発明は、孔型を持たない一対の水平ロー
ルと一対の垂直ロールを備えたユニバーサル圧延機を用
いてビームブランク素材を製造するものであり、従来の
ように孔型による拘束圧延でないため、特に初期パスに
おいて形成されたフランジ原形部をさらに増大させ素材
を断面ドックボーン状に成形する中期パスでの工程が重
要なものとなる。そこで、本発明では、この中期パスで
の工程を上記のように構成することにより、所定の断面
ドックボーン状の形状と十分なフランジ肉厚を確保する
とともに、水平ロールでの圧下量を軽減することにより
圧延時のねじれを防いでいる。すなわち、垂直ロールに
よる幅圧下によって増大するフランジ原形部が水平ロー
ルに接触するたびごとに水平ロールを上昇させるが、そ
の上昇量を垂直ロールでの幅圧下量に対し通常よりも少
ない所定量に制限することで水平ロールによる小圧下を
行い、上記の効果を達成している。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明のビームブランク素
材製造方法に使用するユニバーサル圧延機の構成を示す
もので、孔型を有しない一対の水平ロール１、２と一対
の垂直ロール３、４とを備えている。図２から図４は、
本発明の製造工程を示しており、図２は初期パス、図３
は中期パス、図４は終期パスにおける各工程図である。
また、図５は最終工程で得られる中間製品としてのビー
ムブランク素材の断面図である。

【０００９】この例では、圧延素材１０としてスラブを
用いており、加熱炉または均熱炉で加熱されたスラブ１
０がこのユニバーサル圧延機に装入されると、初期パス
において、図２に示すように左右の垂直ロール３、４に
よりスラブ１０の両側端部に対するエッチングを行う。
このとき、上下の水平ロール１、２はスラブ厚み＋50〜
100mm の開度で固定しておく。また、スラブ厚みに対応
する１パス当たりの幅圧下量を決め、このエッチングパ
スを数回繰り返すことにより、フランジ部の基礎となる
べきフランジ原形部５を形成する。

【００１０】続く中期パスにおいては、図３に示すよう
に上記の初期エッチングパスにより形成されたフランジ
原形部５に対し、さらに垂直ロール３、４による幅圧下
と水平ロール１、２による小圧下を行うことにより、フ
ランジ原形部５を上下に伸長させるとともに、そのフラ
ンジ肉厚みも増大させ、スラブ１０をフランジ原形部６
を有する断面ドックボーン状に成形する。すなわち、こ
の中期パスの工程では、素材を形状の良い断面ドックボ
ーン状に成形するために、かつ十分なフランジ肉厚を確
保するため、垂直ロール３、４の幅圧下とともに、水平
ロール１、２による小圧下を行う。一般に、孔型を持た
ない圧延（幅方向未拘束圧延）の場合、ロール圧下量に
対する幅広がり量は、多種の条件はあるがロール圧下量
の３０〜４０％程度とされているが、本発明では、垂直
ロールの圧下量に対し、フランジ肉厚を確保するため、
垂直ロール圧下量の３０％相当を水平ロールの上昇量と
する。これにより、本来であれば垂直ロールでの圧下量
に対する４０％の幅広がりのうち、垂直ロール圧下量の
１０％程度がフランジ原形部６の肉厚増加に寄与するこ
とになるとともに、水平ロールでの圧下量を軽減するこ
とで圧延時のねじれ発生がなくなり、形状の良いビーム
ブランク素材の製造が可能となる。

【００１１】図６に垂直ロールでのトータル幅圧下量と
フランジ幅出量の関係を示す。このグラフは幅未拘束に
よるものであり、フランジ肉厚を厚くするためには、幅
圧下量に対するフランジ幅出量を水平ロールより減ずれ
ばよいことがわかる。

【００１２】そして終期パスでは、図４に示すように上
下の水平ロール１、２と左右の垂直ロール３、４により
フランジ原形部６を圧下し、フランジ部７を所定の幅寸
法及びフランジ高さ寸法に仕上げる。この工程では、中
期パスで成形した断面ドックボーン形状の素材を水平ロ
ール１、２で製品フランジ高さ寸法Ｈに対応するように
仕上げるとともに、幅寸法Ｗ1 は、図５に示すようにビ
ームブランク素材２１の「ウェブ高さＷ−フランジテー
パ高さＷ2 ×２」となるように仕上げる。

【００１３】以上の工程により、素材１０は所定の形状
及び寸法に圧延され、目的のビームブランク素材２１が
得られる。なお、本発明では素材としてスラブを用いて
いるが、鋼塊からの圧延も可能である。

【００１４】表１は本発明による分塊パススケジュール
の一例を示すもので、素材として250mm ×1730mmの連続
鋳片を用い、これを650mm ^(H) ×720mm ^(W) のビームブ
ランクに圧延したものである。

【００１５】

【表１】

【００１６】この実施例では、初期パスにおいて垂直ロ
ールでの幅圧下量を30mm／パスとし、水平ロールの開度
はスラブ厚み250mm に50mmの余裕をとって300mm に固定
されている。この条件で1730mmから1640mmまでエッジン
グパスを行うことにより、スラブの両側端部に前記のフ
ランジ原形部を形成している。続く中期パスにおいて
は、垂直ロールでの幅圧下量は同じく30mm／パスとし、
水平ロールは、フランジ原形部の幅広がりが増大し水平
ロールに接触するたびごとに25mmずつ上昇させ、かつ水
平ロールによる小圧下をフランジ原形部に加えつつフラ
ンジ原形部の増大をはかっている。これにより、十分な
フランジ厚みと幅を確保して625mm ^(H) ×860mm ^(W) の
寸法の断面ドックボーン形状に成形している。最後の終
期パスにおいては、水平ロールは製品のフランジ幅寸法
650mm に固定した状態で、垂直ロールでの幅圧下量のみ
を同じく30mm／パスとし（ただし、最終パスでは20m
m）、フランジ高さ寸法720mm に仕上げている。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のビームブ
ランク素材製造方法は、孔型のない一対の水平ロールと
一対の垂直ロールを有するユニバーサル圧延機を用い
て、素材を圧延し、ビームブランク素材を製造するとい
う極めてシンプルな製造方法であり、特に中期パスにお
いて、初期パスで形成したフランジ原形部を垂直ロール
による幅圧下と水平ロールによる小圧下によりさらに上
下の伸長及び肉厚共に増大させ、所定の断面ドックボー
ン状の形状と十分なフランジ肉厚を確保し、かつ圧延時
の捩じれ発生を防止しているので、品質の良いビームブ
ランク素材を能率良く安価に製造することができるとい
う効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用するユニバーサル圧延機の
構成図である。

【図２】初期パスでの成形を示す図である。

【図３】中期パスでの成形を示す図である。

【図４】終期パスでの成形を示す図である。

【図５】製品としてのビームブランク素材の断面図であ
る。

【図６】幅圧下量とフランジ幅出量との関係を示すグラ
フである。

【図７】従来法によるユニバーサル圧延機の構成図であ
る。

【図８】従来法の初期パスでの成形を示す図である。

【図９】従来法の中期パスでの成形を示す図である。

【図１０】従来法の終期パスでの成形を示す図である。

【図１１】従来法の最終期パスでの成形を示す図であ
る。

【図１２】従来の水平ロールの孔型に突起を設けた例を
示す図である。

【符号の説明】

１、２ 水平ロール ３、４ 垂直ロール ５、６ フランジ原形部 ７ フランジ部 １０ 素材（スラブ） ２１ ビームブランク素材

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】図６に垂直ロールでのトータル幅圧下量と
フランジ幅出量の関係を示す。このグラフは幅未拘束に
よるものであり、フランジ肉厚を厚くするためには、幅
圧下量に対するフランジ幅出量を水平ロールにより減ず
ればよいことがわかる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舘山 哲 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鎌田 正誠 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 有泉 孝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 堀江 正之 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高嶋 由紀雄 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 孔型を有しない一対の水平ロールと一対
   の垂直ロールを有するユニバーサル圧延機を用いて、素
   材を圧延することによりビームブランク素材を製造する
   方法において、 初期パスにおいて、前記一対の垂直ロールにより素材の
   両側端部のエッチングを行い、該両側端部にフランジ原
   形部を形成し、続く中期パスにおいて、前記一対の垂直
   ロールによる幅圧下と前記一対の水平ロールによる小圧
   下により前記フランジ原形部をさらに増大させ、素材を
   断面ドックボーン状に成形し、そして終期パスにおい
   て、前記一対の水平ロールと前記一対の垂直ロールによ
   り所定の幅寸法及びフランジ高さ寸法に仕上げることを
   特徴とするユニバーサル圧延機によるビームブランク素
   材の製造方法。