JPH09239401A - Ｈ形鋼の圧延方法 - Google Patents
Ｈ形鋼の圧延方法Info
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- JPH09239401A JPH09239401A JP4868096A JP4868096A JPH09239401A JP H09239401 A JPH09239401 A JP H09239401A JP 4868096 A JP4868096 A JP 4868096A JP 4868096 A JP4868096 A JP 4868096A JP H09239401 A JPH09239401 A JP H09239401A
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- rolling
- rolls
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱間圧延により製造されるＨ形鋼のフランジ
厚さの精度、ウエブ高さの精度のより一層の改善を図
る。 【解決手段】 粗圧延を施した被圧延材を上下で一対に
なる水平ロールと左右で一対になる垂直ロールとを備え
たユニバーサル圧延機を用いて仕上げ圧延するに当た
り、仕上げ圧延を施す圧延機として、ロール幅が上下の
いずれにおいても変更可能で、かつ上下のロールのうち
の少なくとも一方がロール軸に沿う位置調整の可能な水
平ロール対を備えたユニバーサル圧延機を用い、この圧
延機の圧延時における各部の弾性変形量を考慮に入れた
水平ロール対のロール幅とロール軸方向の位置および垂
直ロールの位置を、粗圧延後の被圧延材の上下、左右の
４箇所のフランジ厚さとウエブ高さとに基づいて調整し
たのち仕上げ圧延する。
厚さの精度、ウエブ高さの精度のより一層の改善を図
る。 【解決手段】 粗圧延を施した被圧延材を上下で一対に
なる水平ロールと左右で一対になる垂直ロールとを備え
たユニバーサル圧延機を用いて仕上げ圧延するに当た
り、仕上げ圧延を施す圧延機として、ロール幅が上下の
いずれにおいても変更可能で、かつ上下のロールのうち
の少なくとも一方がロール軸に沿う位置調整の可能な水
平ロール対を備えたユニバーサル圧延機を用い、この圧
延機の圧延時における各部の弾性変形量を考慮に入れた
水平ロール対のロール幅とロール軸方向の位置および垂
直ロールの位置を、粗圧延後の被圧延材の上下、左右の
４箇所のフランジ厚さとウエブ高さとに基づいて調整し
たのち仕上げ圧延する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はＨ形鋼を圧延する
に当たって、フランジ厚さの精度およびウエブ高さ精度
のより一層の改善を図ろうとするものである。
に当たって、フランジ厚さの精度およびウエブ高さ精度
のより一層の改善を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｈ形鋼の熱間圧延設備は、図１に示すよ
うに工程の上流側から順にブレークダウン圧延機１、粗
ユニバーサル圧延機２、エッジング圧延機３、仕上げユ
ニバーサル圧延機４が配置された構成になっていて、ス
ラブやブルーム、ビームブランク等の素材を各圧延機に
順次に通すことにより所定の断面寸法になるＨ形鋼を製
造していた。
うに工程の上流側から順にブレークダウン圧延機１、粗
ユニバーサル圧延機２、エッジング圧延機３、仕上げユ
ニバーサル圧延機４が配置された構成になっていて、ス
ラブやブルーム、ビームブランク等の素材を各圧延機に
順次に通すことにより所定の断面寸法になるＨ形鋼を製
造していた。
【０００３】上記の設備においては図２に示すようにエ
ッジング圧延機３の出側に粗ユニバーサル圧延機２をも
う一基設置した構成になるものもあるが、いずれの設備
においてもブレークダウン圧延機１はロール胴に沿って
開孔型または閉孔型を複数個設けた上下で一対になるロ
ールが配置された２重式の圧延機であって、この圧延機
では素材はＨ形断面になる粗形鋼片まで圧延される。
ッジング圧延機３の出側に粗ユニバーサル圧延機２をも
う一基設置した構成になるものもあるが、いずれの設備
においてもブレークダウン圧延機１はロール胴に沿って
開孔型または閉孔型を複数個設けた上下で一対になるロ
ールが配置された２重式の圧延機であって、この圧延機
では素材はＨ形断面になる粗形鋼片まで圧延される。
【０００４】また、側面に抜け勾配（テーパー角）を有
する上下一対の水平ロール２ａ, ２ｂと左右で一対にな
る垂直ロール２ｃ, ２ｄとを備えた粗ユニバーサル圧延
機２では、ブレークダウン圧延によって得られた粗形鋼
片のウエブｗは図３（ａ）に示すように水平ロール２
ａ, ２ｂによってその厚さ方向に圧下され、フランジｆ
は水平ロール２ａ, ２ｂと垂直ロール２ｃ, ２ｄとによ
ってその厚さ方向に圧下され、さらに、フランジ幅につ
いては図３（ｂ）に示すように粗ユニバーサル圧延機２
と対で用いられるエッジング圧延機３にて所定の寸法ま
で圧下される。
する上下一対の水平ロール２ａ, ２ｂと左右で一対にな
る垂直ロール２ｃ, ２ｄとを備えた粗ユニバーサル圧延
機２では、ブレークダウン圧延によって得られた粗形鋼
片のウエブｗは図３（ａ）に示すように水平ロール２
ａ, ２ｂによってその厚さ方向に圧下され、フランジｆ
は水平ロール２ａ, ２ｂと垂直ロール２ｃ, ２ｄとによ
ってその厚さ方向に圧下され、さらに、フランジ幅につ
いては図３（ｂ）に示すように粗ユニバーサル圧延機２
と対で用いられるエッジング圧延機３にて所定の寸法ま
で圧下される。
【０００５】上記の粗圧延は所定の断面寸法に至るまで
複数回繰り返され、その後、図３（ｃ）の如く仕上げユ
ニバーサル圧延機４によってフランジの厚さ方向の圧下
およびウエブの厚さ方向の圧下に加えてフランジの角度
起こしが行われ最終製品に仕上げられる。なお、この仕
上げユニバーサル圧延においては図３（ｄ）に示すよう
にウエブ高さの調整が行われることもある。
複数回繰り返され、その後、図３（ｃ）の如く仕上げユ
ニバーサル圧延機４によってフランジの厚さ方向の圧下
およびウエブの厚さ方向の圧下に加えてフランジの角度
起こしが行われ最終製品に仕上げられる。なお、この仕
上げユニバーサル圧延においては図３（ｄ）に示すよう
にウエブ高さの調整が行われることもある。
【０００６】かかる粗圧延や仕上げ圧延においては、通
常、各パス毎に目標厚さが設定され、目標厚さになるよ
うにロールすき間を調節するのが普通であり、このロー
ルのすき間の制御に関する代表的なものとしては従来、
いわゆるセットアップ制御が適用されていた。
常、各パス毎に目標厚さが設定され、目標厚さになるよ
うにロールすき間を調節するのが普通であり、このロー
ルのすき間の制御に関する代表的なものとしては従来、
いわゆるセットアップ制御が適用されていた。
【０００７】このセットアップ制御は、圧延反力とこれ
によるロールすき間の増加量が直線関係にあることか
ら、圧延反力（圧延荷重）の予測を行い、これに応じて
予め無負荷時のロールすき間を調整しておこうとするも
のであり、とくに、仕上げ圧延においては、仕上げ圧延
後の素材寸法が製品寸法となるので、無負荷時のロール
すき間の設定は非常に重要な要素になっていた。この点
に関する先行文献としては特開昭６３−１０４７１４号
公報、特開昭６３−１２３５１０号公報が参照される。
によるロールすき間の増加量が直線関係にあることか
ら、圧延反力（圧延荷重）の予測を行い、これに応じて
予め無負荷時のロールすき間を調整しておこうとするも
のであり、とくに、仕上げ圧延においては、仕上げ圧延
後の素材寸法が製品寸法となるので、無負荷時のロール
すき間の設定は非常に重要な要素になっていた。この点
に関する先行文献としては特開昭６３−１０４７１４号
公報、特開昭６３−１２３５１０号公報が参照される。
【０００８】また、Ｈ形鋼においてフランジ４脚の厚さ
を揃えるといった観点からは、粗ユニバーサル圧延にお
いて、素材のフランジ厚さをそれぞれ上下左右の４箇所
にて測定し、この測定結果から粗ユニバーサル圧延機の
上下水平ロールのロール軸方向位置の偏差、左右垂直ロ
ールのロール開度の偏差および上下水平ロールのロール
すき間中心の垂直ロールのロールすき間の中心に対する
偏差を演算し、これらの偏差を０もしくは許容範囲に収
める各ロールの位置変更を行う特開平６−１５３２７号
公報に開示のような技術が知られている。
を揃えるといった観点からは、粗ユニバーサル圧延にお
いて、素材のフランジ厚さをそれぞれ上下左右の４箇所
にて測定し、この測定結果から粗ユニバーサル圧延機の
上下水平ロールのロール軸方向位置の偏差、左右垂直ロ
ールのロール開度の偏差および上下水平ロールのロール
すき間中心の垂直ロールのロールすき間の中心に対する
偏差を演算し、これらの偏差を０もしくは許容範囲に収
める各ロールの位置変更を行う特開平６−１５３２７号
公報に開示のような技術が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｈ形鋼の製
造においては、ロールの摩耗等にかかわらずウエブ高さ
(外法）を常に所望の寸法になるように圧延することが
求められてきているところ、上掲の特開平６−１５３２
７号公報に開示の技術ではこれに対応することができ
ず、また、特開昭６３−１０４７１４号公報や特開昭６
３−１２３５１０号公報に示されている技術は、上下、
左右で対称なセットアップを行うものであるから、４つ
のフランジの厚さに差がある場合にはこの偏差を修正す
ることができない問題を有していた。
造においては、ロールの摩耗等にかかわらずウエブ高さ
(外法）を常に所望の寸法になるように圧延することが
求められてきているところ、上掲の特開平６−１５３２
７号公報に開示の技術ではこれに対応することができ
ず、また、特開昭６３−１０４７１４号公報や特開昭６
３−１２３５１０号公報に示されている技術は、上下、
左右で対称なセットアップを行うものであるから、４つ
のフランジの厚さに差がある場合にはこの偏差を修正す
ることができない問題を有していた。
【００１０】なお、特開平２−８０１０２号公報には、
Ｈ形鋼の仕上げユニバーサル圧延において、上下で一対
になるロール幅の変更可能な水平ロールと左右で一対に
なる垂直ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用い、
粗圧延段階よりも水平ロールのロール幅を小さくしてフ
ランジ部の角度起こしとウエブ高さの圧下およびフラン
ジ部の厚さ方向への圧下を施しウエブ内幅の縮小調整を
行う技術が提案されているが、この技術を適用してもＨ
形鋼の各フランジにおける厚さの精度については十分に
満足のいく品質を確保するまでには至っていない。
Ｈ形鋼の仕上げユニバーサル圧延において、上下で一対
になるロール幅の変更可能な水平ロールと左右で一対に
なる垂直ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用い、
粗圧延段階よりも水平ロールのロール幅を小さくしてフ
ランジ部の角度起こしとウエブ高さの圧下およびフラン
ジ部の厚さ方向への圧下を施しウエブ内幅の縮小調整を
行う技術が提案されているが、この技術を適用してもＨ
形鋼の各フランジにおける厚さの精度については十分に
満足のいく品質を確保するまでには至っていない。
【００１１】この発明の目的は、Ｈ形鋼を圧延にて製造
する場合に生じていた従来の問題を解消し、４脚のフラ
ンジ厚の精度の改善を図るとともにウエブ高さの寸法精
度の良好なＨ形鋼を安定して製造できる圧延方法を提案
するところにある。
する場合に生じていた従来の問題を解消し、４脚のフラ
ンジ厚の精度の改善を図るとともにウエブ高さの寸法精
度の良好なＨ形鋼を安定して製造できる圧延方法を提案
するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、粗圧延を施
した被圧延材を上下で一対になる水平ロールと左右で一
対になる垂直ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用
いて仕上げ圧延するに当たり、仕上げ圧延を施す圧延機
として、ロール幅が上下のいずれにおいても変更可能
で、かつ上下のロールのうちの少なくとも一方がロール
軸に沿う位置調整の可能な水平ロール対を備えたユニバ
ーサル圧延機を用い、この圧延機の圧延時における各部
の弾性変形量を考慮に入れた水平ロール対のロール幅と
ロール軸方向の位置および垂直ロールの位置を、粗圧延
後の被圧延材の上下、左右の４箇所のフランジ厚さとウ
エブ高さとに基づいて調整したのち仕上げ圧延すること
を特徴とするＨ形鋼の圧延方法であり、上記の弾性変形
量δ1 〜δ6 は、次式に従って予測する。
した被圧延材を上下で一対になる水平ロールと左右で一
対になる垂直ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用
いて仕上げ圧延するに当たり、仕上げ圧延を施す圧延機
として、ロール幅が上下のいずれにおいても変更可能
で、かつ上下のロールのうちの少なくとも一方がロール
軸に沿う位置調整の可能な水平ロール対を備えたユニバ
ーサル圧延機を用い、この圧延機の圧延時における各部
の弾性変形量を考慮に入れた水平ロール対のロール幅と
ロール軸方向の位置および垂直ロールの位置を、粗圧延
後の被圧延材の上下、左右の４箇所のフランジ厚さとウ
エブ高さとに基づいて調整したのち仕上げ圧延すること
を特徴とするＨ形鋼の圧延方法であり、上記の弾性変形
量δ1 〜δ6 は、次式に従って予測する。
【００１３】Ａ．ウエブ内幅の縮小を伴う圧延を実施す
る場合 Ｐ1 ＝Ｋ1 ・δ1 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) Ｐ2 ＝Ｋ2 ・δ2 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) Ｐ3 ＝Ｋ3 ・δ3 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) Ｐ4 ＝Ｋ4 ・δ4 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 ここで、 Ｐ1 〜Ｐ5 ：ロールの各部位における圧延荷重 Ｋ1 ：上水平ロール左側チョックと上水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ2 ：上水平ロール左側チョックと下水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ3 ：上水平ロール右側チョックと上水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ4 ：下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ5 、Ｋ6 ：左右垂直ロールの弾性係数 Ｋ7 、Ｋ8 ：上下幅可変水平ロールの左右ロール間の弾
性係数
る場合 Ｐ1 ＝Ｋ1 ・δ1 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) Ｐ2 ＝Ｋ2 ・δ2 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) Ｐ3 ＝Ｋ3 ・δ3 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) Ｐ4 ＝Ｋ4 ・δ4 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 ここで、 Ｐ1 〜Ｐ5 ：ロールの各部位における圧延荷重 Ｋ1 ：上水平ロール左側チョックと上水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ2 ：上水平ロール左側チョックと下水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ3 ：上水平ロール右側チョックと上水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ4 ：下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ5 、Ｋ6 ：左右垂直ロールの弾性係数 Ｋ7 、Ｋ8 ：上下幅可変水平ロールの左右ロール間の弾
性係数
【００１４】Ｂ. ウエブ内幅の拡大を伴う圧延を実施す
る場合 Ｐ5 ′＝Ｍ5 ′ΔＢW ′ Ｐ1 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ1 δ1 ＋Ｋ7 ( δ1 ＋δ3 ) Ｐ2 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ2 δ2 ＋Ｋ8 ( δ2 ＋δ4 ) Ｐ3 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ3 δ3 ＋Ｋ7 ( δ1 ＋δ3 ) Ｐ4 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ4 δ4 ＋Ｋ8 ((δ2 ＋δ4 ) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ここで、 Ｐ1 〜Ｐ5 ′：圧延荷重 Ｍ5 ′：塑性定数 Ｋ1 ：上水平ロール左側チョックと上水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ2 ：上水平ロール左側チョックと下水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ3 ：上水平ロール右側チョックと上水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ4 ：下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ5 、Ｋ6 ：左右垂直ロールの弾性係数 Ｋ7 、Ｋ8 ：上下幅可変水平ロールの左右ロール間の弾
性係数 ΔＢW ′：ウエブ内幅の拡大代 ｔ1 〜ｔ4 ：圧延後のフランジ厚さ Ｈ2 ：圧延後のウエブ高さ
る場合 Ｐ5 ′＝Ｍ5 ′ΔＢW ′ Ｐ1 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ1 δ1 ＋Ｋ7 ( δ1 ＋δ3 ) Ｐ2 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ2 δ2 ＋Ｋ8 ( δ2 ＋δ4 ) Ｐ3 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ3 δ3 ＋Ｋ7 ( δ1 ＋δ3 ) Ｐ4 ＋Ｐ5 ′/ ２＝Ｋ4 δ4 ＋Ｋ8 ((δ2 ＋δ4 ) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ここで、 Ｐ1 〜Ｐ5 ′：圧延荷重 Ｍ5 ′：塑性定数 Ｋ1 ：上水平ロール左側チョックと上水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ2 ：上水平ロール左側チョックと下水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ3 ：上水平ロール右側チョックと上水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ4 ：下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ5 、Ｋ6 ：左右垂直ロールの弾性係数 Ｋ7 、Ｋ8 ：上下幅可変水平ロールの左右ロール間の弾
性係数 ΔＢW ′：ウエブ内幅の拡大代 ｔ1 〜ｔ4 ：圧延後のフランジ厚さ Ｈ2 ：圧延後のウエブ高さ
【００１５】Ｃ. ウエブ内幅の縮小、拡大を伴わない圧
延を実施する場合 上記Ａにおける圧延荷重Ｐ5 を０（縮小代ΔＢW を０）
とするか、または、上記ＢにおけるΔＢW ′を０ (圧延
荷重Ｐ5 ′を０) とする。
延を実施する場合 上記Ａにおける圧延荷重Ｐ5 を０（縮小代ΔＢW を０）
とするか、または、上記ＢにおけるΔＢW ′を０ (圧延
荷重Ｐ5 ′を０) とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】図４はこの発明の実施に好適なＨ
形鋼の熱間圧延設備を示したものであり、ブレークダウ
ン圧延工程を経た素材Ｓは、粗ユニバーサル圧延機２と
エッジング圧延機３により複数パスのリバース圧延（粗
圧延）が行われ、所定のパス数を経たのちに、寸法測定
装置５によって粗圧延後のフランジ幅、フランジ脚長，
フランジ厚、ウエブ厚が測定される。
形鋼の熱間圧延設備を示したものであり、ブレークダウ
ン圧延工程を経た素材Ｓは、粗ユニバーサル圧延機２と
エッジング圧延機３により複数パスのリバース圧延（粗
圧延）が行われ、所定のパス数を経たのちに、寸法測定
装置５によって粗圧延後のフランジ幅、フランジ脚長，
フランジ厚、ウエブ厚が測定される。
【００１７】粗圧延後の素材Ｓの寸法測定実績に基づ
き、演算装置６では仕上げユニバーサル圧延機４におけ
るロール開度（ロールすき間）の設定量および調整量が
演算される。圧下設定装置７はこの演算結果を受けて仕
上げユニバーサル圧延機４のロール開度、具体的には水
平ロール対のロール幅とロール軸方向の位置および垂直
ロールの位置を設定、調整する。
き、演算装置６では仕上げユニバーサル圧延機４におけ
るロール開度（ロールすき間）の設定量および調整量が
演算される。圧下設定装置７はこの演算結果を受けて仕
上げユニバーサル圧延機４のロール開度、具体的には水
平ロール対のロール幅とロール軸方向の位置および垂直
ロールの位置を設定、調整する。
【００１８】素材Ｓはロールすき間の設定、調整を終え
た後に仕上げユニバーサル圧延機４にて圧延され製品寸
法となる。仕上げユニバーサル圧延機４の水平ロール４
ａ,４ｂは上下ともにロールの幅が変更可能な幅可変ロ
ールであり、このうちこの例では上ロールについては、
ロール全体の軸方向の位置も調整できるものが適用され
る（下ロールもロール全体の軸方向の位置を調整できる
ものを使用してもよい）。
た後に仕上げユニバーサル圧延機４にて圧延され製品寸
法となる。仕上げユニバーサル圧延機４の水平ロール４
ａ,４ｂは上下ともにロールの幅が変更可能な幅可変ロ
ールであり、このうちこの例では上ロールについては、
ロール全体の軸方向の位置も調整できるものが適用され
る（下ロールもロール全体の軸方向の位置を調整できる
ものを使用してもよい）。
【００１９】素材の寸法実績に基づいて仕上げユニバー
サル圧延機４のロールすき間の設定、調整要領を、ウエ
ブ内幅の縮小を伴う場合、ウエブ内幅の拡大を伴う場合
およびウエブ内幅の縮小も拡大も伴わない場合を例にし
て、図５〜図８を用いてより具体的に説明する。
サル圧延機４のロールすき間の設定、調整要領を、ウエ
ブ内幅の縮小を伴う場合、ウエブ内幅の拡大を伴う場合
およびウエブ内幅の縮小も拡大も伴わない場合を例にし
て、図５〜図８を用いてより具体的に説明する。
【００２０】まず、図５に示したような状況においてウ
エブ内幅をΔＢW 縮小する圧延を実施する場合につい
て。
エブ内幅をΔＢW 縮小する圧延を実施する場合につい
て。
【００２１】４つのフランジの仕上げ圧延前の厚さをＴ
1 〜Ｔ4 、仕上げ圧延後の目標厚さをｔ1 〜ｔ4 （通常
はｔ1 ＝ｔ2 ＝ｔ3 ＝ｔ4 ）とし、また、４箇所のフラ
ンジの圧延前のロールのすき間をＳ1 〜Ｓ4 、さらに、
各ロールの圧延時の変形量（弾性変形量）をδ1 〜δ6
とすると、圧延後のフランジの厚さｔ1 〜ｔ4 は(1)〜
(4) 式で表される。 ｔ1 ＝Ｓ1 ＋δ1 ＋δ5 --- (１) ｔ2 ＝Ｓ2 ＋δ2 ＋δ5 --- (２) ｔ3 ＝Ｓ3 ＋δ3 ＋δ6 --- (３) ｔ4 ＝Ｓ4 ＋δ4 ＋δ6 --- (４)
1 〜Ｔ4 、仕上げ圧延後の目標厚さをｔ1 〜ｔ4 （通常
はｔ1 ＝ｔ2 ＝ｔ3 ＝ｔ4 ）とし、また、４箇所のフラ
ンジの圧延前のロールのすき間をＳ1 〜Ｓ4 、さらに、
各ロールの圧延時の変形量（弾性変形量）をδ1 〜δ6
とすると、圧延後のフランジの厚さｔ1 〜ｔ4 は(1)〜
(4) 式で表される。 ｔ1 ＝Ｓ1 ＋δ1 ＋δ5 --- (１) ｔ2 ＝Ｓ2 ＋δ2 ＋δ5 --- (２) ｔ3 ＝Ｓ3 ＋δ3 ＋δ6 --- (３) ｔ4 ＝Ｓ4 ＋δ4 ＋δ6 --- (４)
【００２２】また、それぞれの部分における圧延荷重Ｐ
1 〜Ｐ5 は、 Ｐ1 ＝Ｍ1 ( Ｔ1 −ｔ1 ) ----(５) Ｐ2 ＝Ｍ2 ( Ｔ2 −ｔ2 ) ----(６) Ｐ3 ＝Ｍ3 ( Ｔ3 −ｔ3 ) ----(７) Ｐ4 ＝Ｍ4 ( Ｔ4 −ｔ4 ) ----(８) Ｐ5 ＝Ｍ5 ΔＢW ----(９) ここで、仕上げ圧延前のウエブ高さをＨ1 、仕上げ圧延
後のウエブ高さをＨ2とすれば、 ΔＢW ＝｛Ｈ1 − (Ｔ1 ＋Ｔ2 / ２) − (Ｔ3 ＋Ｔ4 /
２) ｝−｛Ｈ2 − (ｔ 1 ＋ｔ2 / ２) − (ｔ3 ＋ｔ4 /
２) ｝ ---(100) と表される。
1 〜Ｐ5 は、 Ｐ1 ＝Ｍ1 ( Ｔ1 −ｔ1 ) ----(５) Ｐ2 ＝Ｍ2 ( Ｔ2 −ｔ2 ) ----(６) Ｐ3 ＝Ｍ3 ( Ｔ3 −ｔ3 ) ----(７) Ｐ4 ＝Ｍ4 ( Ｔ4 −ｔ4 ) ----(８) Ｐ5 ＝Ｍ5 ΔＢW ----(９) ここで、仕上げ圧延前のウエブ高さをＨ1 、仕上げ圧延
後のウエブ高さをＨ2とすれば、 ΔＢW ＝｛Ｈ1 − (Ｔ1 ＋Ｔ2 / ２) − (Ｔ3 ＋Ｔ4 /
２) ｝−｛Ｈ2 − (ｔ 1 ＋ｔ2 / ２) − (ｔ3 ＋ｔ4 /
２) ｝ ---(100) と表される。
【００２３】上記(5) 〜(9) 式において、Ｍ1 〜Ｍ4 は
それぞれのフランジを圧延する際の塑性定数であり、Ｍ
5 はウエブ高さを縮小する際の塑性定数である。また、
圧延により各部が弾性変形しロールすき間が変化する
が、各部の弾性係数をＫとすると弾性変形量と圧延荷重
の関係は以下のように表すことができる。 Ｐ1 ＝Ｋ1 ・δ1 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) --- (10) Ｐ2 ＝Ｋ2 ・δ2 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) --- (11) Ｐ3 ＝Ｋ3 ・δ3 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) --- (12) Ｐ4 ＝Ｋ4 ・δ4 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) --- (13) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 --- (14) δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 --- (15)
それぞれのフランジを圧延する際の塑性定数であり、Ｍ
5 はウエブ高さを縮小する際の塑性定数である。また、
圧延により各部が弾性変形しロールすき間が変化する
が、各部の弾性係数をＫとすると弾性変形量と圧延荷重
の関係は以下のように表すことができる。 Ｐ1 ＝Ｋ1 ・δ1 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) --- (10) Ｐ2 ＝Ｋ2 ・δ2 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) --- (11) Ｐ3 ＝Ｋ3 ・δ3 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) --- (12) Ｐ4 ＝Ｋ4 ・δ4 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) --- (13) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 --- (14) δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 --- (15)
【００２４】(10) 〜(15)式において、Ｋ1 は上水平ロ
ール左側チョックと上水平ロールの左側ロール間の弾性
係数、Ｋ2 は下水平ロール左側チョックと下水平ロール
の左側ロール間の弾性係数、Ｋ3 は上水平ロール右側チ
ョックと上水平ロールの右側ロール間の弾性係数、Ｋ4
は下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側ロー
ル間の弾性係数、Ｋ5 、Ｋ6 はそれぞれ左右垂直ロール
の弾性係数、Ｋ7 、Ｋ8はそれぞれ上下幅可変水平ロー
ルの左右ロール間の弾性係数であり、水平ロールは幅可
変ロールであるが故に、左右それぞれのロールが個別に
弾性変形するのでこれを考慮して定式化する。
ール左側チョックと上水平ロールの左側ロール間の弾性
係数、Ｋ2 は下水平ロール左側チョックと下水平ロール
の左側ロール間の弾性係数、Ｋ3 は上水平ロール右側チ
ョックと上水平ロールの右側ロール間の弾性係数、Ｋ4
は下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側ロー
ル間の弾性係数、Ｋ5 、Ｋ6 はそれぞれ左右垂直ロール
の弾性係数、Ｋ7 、Ｋ8はそれぞれ上下幅可変水平ロー
ルの左右ロール間の弾性係数であり、水平ロールは幅可
変ロールであるが故に、左右それぞれのロールが個別に
弾性変形するのでこれを考慮して定式化する。
【００２５】以上の(1) 〜(15)式を基にして各部の弾性
変形量δ1 〜δ6 、圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ5 と合わせてロー
ルすき間Ｓ1 〜Ｓ4 を求める。
変形量δ1 〜δ6 、圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ5 と合わせてロー
ルすき間Ｓ1 〜Ｓ4 を求める。
【００２６】圧延後のウエブ高さＨ2 を目標寸法にする
ためには、左右の垂直ロール間の距離Ｄを次式にて求め
る。 Ｄ＝Ｈ2 −δ5 −δ6 ---(16)
ためには、左右の垂直ロール間の距離Ｄを次式にて求め
る。 Ｄ＝Ｈ2 −δ5 −δ6 ---(16)
【００２７】Ｓ1 〜Ｓ4 およびＤが求まれば、ロールす
き間の調整量は幾何学的な関係から定まる。実際の調整
に際しては図６のイ〜ヘ (イ：上幅可変水平ロールの幅
開度の調整、ロ：上水平ロールの軸方向位置の調整、
ニ：下水平ロールの軸方向位置の調整、ホ：左垂直ロー
ルの開度の調整、ヘ：右垂直ロールの開度の調整の調
整) の設定を行う。ただし、粗ユニバーサル圧延後の４
脚のフランジ厚の差が大きい場合においては、仕上げユ
ニバーサル圧延にてこの厚さの差を０にしようとすると
反りや曲がり、ねじれ等が発生するおそれがある。この
ときには仕上げユニバーサル圧延におけるロールすき間
の調整量を適量減ずる。
き間の調整量は幾何学的な関係から定まる。実際の調整
に際しては図６のイ〜ヘ (イ：上幅可変水平ロールの幅
開度の調整、ロ：上水平ロールの軸方向位置の調整、
ニ：下水平ロールの軸方向位置の調整、ホ：左垂直ロー
ルの開度の調整、ヘ：右垂直ロールの開度の調整の調
整) の設定を行う。ただし、粗ユニバーサル圧延後の４
脚のフランジ厚の差が大きい場合においては、仕上げユ
ニバーサル圧延にてこの厚さの差を０にしようとすると
反りや曲がり、ねじれ等が発生するおそれがある。この
ときには仕上げユニバーサル圧延におけるロールすき間
の調整量を適量減ずる。
【００２８】上記の(5) 〜(9) 式で用いた塑性定数Ｍ1
〜Ｍ5 は、過去の圧延実績や理論解析より予め求めてお
く。また、各部の弾性係数Ｋ1 〜Ｋ8 も剛性測定実験や
理論解析により定めておく。
〜Ｍ5 は、過去の圧延実績や理論解析より予め求めてお
く。また、各部の弾性係数Ｋ1 〜Ｋ8 も剛性測定実験や
理論解析により定めておく。
【００２９】弾性変形量δ1 〜δ4 については、(10)〜
(13)式から、例えば式（101)と表されるので、左辺の逆
行列を求め、圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ4 を代入して求めればよ
い。
(13)式から、例えば式（101)と表されるので、左辺の逆
行列を求め、圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ4 を代入して求めればよ
い。
【数１】
【００３０】弾性変形量δ5 、δ6 についてはそれぞれ
(14),(15) 式より、(102), (103)式に圧延荷重を代入し
て求める。 δ5 ＝ (Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 ) ／Ｋ5 ---(102) δ6 ＝ (Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 ) ／Ｋ6 ---(103)
(14),(15) 式より、(102), (103)式に圧延荷重を代入し
て求める。 δ5 ＝ (Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 ) ／Ｋ5 ---(102) δ6 ＝ (Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 ) ／Ｋ6 ---(103)
【００３１】ロールのすき間Ｓ1 〜Ｓ4 は下記の(104)
式に目標とする圧延後の上下、左右の４箇所のフランジ
厚さｔ1 〜ｔ4 と上記弾性変形量δ1 〜δ6 を代入して
求める。
式に目標とする圧延後の上下、左右の４箇所のフランジ
厚さｔ1 〜ｔ4 と上記弾性変形量δ1 〜δ6 を代入して
求める。
【数２】
【００３２】次に、図７に示した状況においてウエブ内
幅を仕上げユニバーサル圧延によりΔＢW ′拡大する場
合について。
幅を仕上げユニバーサル圧延によりΔＢW ′拡大する場
合について。
【００３３】この場合は圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ4 は前記と同
様にして(5) 〜(8) 式から求める。また、上掲の(9) 〜
(15)式の関係式は以下のようになる。
様にして(5) 〜(8) 式から求める。また、上掲の(9) 〜
(15)式の関係式は以下のようになる。
【数３】
【００３４】弾性変形量δ1 〜δ4 は、式(10)′〜(1
3)′から、例えば(107) 式と表すことができるので左辺
の逆行列を求め、上記の圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ4 および
Ｐ5 ′を代入して求める。
3)′から、例えば(107) 式と表すことができるので左辺
の逆行列を求め、上記の圧延荷重Ｐ1 〜Ｐ4 および
Ｐ5 ′を代入して求める。
【数４】
【００３５】また、弾性変形量δ5 、δ6 はそれぞれ(1
08),(109) 式に圧延荷重を代入して求める。 δ5 ＝ (Ｐ1 ＋Ｐ2 ) ／Ｋ5 --- (108) δ6 ＝ (Ｐ3 ＋Ｐ4 ）／Ｋ6 --- (109)
08),(109) 式に圧延荷重を代入して求める。 δ5 ＝ (Ｐ1 ＋Ｐ2 ) ／Ｋ5 --- (108) δ6 ＝ (Ｐ3 ＋Ｐ4 ）／Ｋ6 --- (109)
【００３６】ロールのすき間Ｓ1 〜Ｓ4 に関しては前記
と同様にして(104) 式から求める。なお、仕上げユニバ
ーサル圧延に際し、被圧延材のウエブ内幅を拡大も縮小
もしない場合には、上記(9) 式のΔＢW を０（圧延荷重
Ｐ5 は０）とするか、または、(9) ′式のΔＢW ′を０
(圧延荷重Ｐ5 ′は０) として、弾性変形量δ1 〜δ6
を求める。
と同様にして(104) 式から求める。なお、仕上げユニバ
ーサル圧延に際し、被圧延材のウエブ内幅を拡大も縮小
もしない場合には、上記(9) 式のΔＢW を０（圧延荷重
Ｐ5 は０）とするか、または、(9) ′式のΔＢW ′を０
(圧延荷重Ｐ5 ′は０) として、弾性変形量δ1 〜δ6
を求める。
【００３７】以上述べた要領に従うことによって、目標
とする圧延後の上下、左右の４箇所のフランジ厚さ (ｔ
1,ｔ2,ｔ3,ｔ4)、圧延前の上下、左右の４箇所のフラン
ジ厚さ (Ｔ1,Ｔ2,Ｔ3,Ｔ4)、圧延前のウエブ高さ
(Ｈ1)、圧延後のウエブ高さ (Ｈ2)とに基づいて各部の
弾性変形量δ1 〜δ6 および圧延前の上下、左右４箇所
のフランジ部のロールのすき間Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3,Ｓ4 が求め
られることになる。
とする圧延後の上下、左右の４箇所のフランジ厚さ (ｔ
1,ｔ2,ｔ3,ｔ4)、圧延前の上下、左右の４箇所のフラン
ジ厚さ (Ｔ1,Ｔ2,Ｔ3,Ｔ4)、圧延前のウエブ高さ
(Ｈ1)、圧延後のウエブ高さ (Ｈ2)とに基づいて各部の
弾性変形量δ1 〜δ6 および圧延前の上下、左右４箇所
のフランジ部のロールのすき間Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3,Ｓ4 が求め
られることになる。
【００３８】なお、(10)〜(13)式は、幅可変水平ロール
の左右のチョックがともにハウジングに固定されている
場合を想定して定式化したものであるが、片側のチョッ
クがハウジングに固定されていない場合には固定されて
いない側の弾性係数Ｋを０とする。また、仕上げ圧延前
のウエブ高さＨ1 については、粗ユニバーサル圧延機の
水平ロールのロール幅が、仕上げ圧延前のウエブ内幅Ｂ
W1にほぼ等しいことから、下記式より求めるようにして
もよい。 Ｈ1 ＝ＢW1＋ (Ｔ1 ＋Ｔ2)／２＋ (Ｔ3 ＋Ｔ4)／２
の左右のチョックがともにハウジングに固定されている
場合を想定して定式化したものであるが、片側のチョッ
クがハウジングに固定されていない場合には固定されて
いない側の弾性係数Ｋを０とする。また、仕上げ圧延前
のウエブ高さＨ1 については、粗ユニバーサル圧延機の
水平ロールのロール幅が、仕上げ圧延前のウエブ内幅Ｂ
W1にほぼ等しいことから、下記式より求めるようにして
もよい。 Ｈ1 ＝ＢW1＋ (Ｔ1 ＋Ｔ2)／２＋ (Ｔ3 ＋Ｔ4)／２
【００３９】幅可変水平ロールの軸方向位置の調整、固
定機構としては様々なものが考えられるが、一例として
は図９に示すようなものが適用できる。図９において幅
可変水平ロール10はスラストベアリング11を介してロー
ルチョック12に保持される。ロールチョック12にはガイ
ドアーム13が取り付けられ、その先端はクランプアーム
14とくさび形スペーサ15で固定される。このような構造
においてはくさび型スペーサ15を上下させることによ
り、すき間ｃが調整でき、ロールチョック12および幅可
変水平ロール10のロール軸方向位置が調整できる。
定機構としては様々なものが考えられるが、一例として
は図９に示すようなものが適用できる。図９において幅
可変水平ロール10はスラストベアリング11を介してロー
ルチョック12に保持される。ロールチョック12にはガイ
ドアーム13が取り付けられ、その先端はクランプアーム
14とくさび形スペーサ15で固定される。このような構造
においてはくさび型スペーサ15を上下させることによ
り、すき間ｃが調整でき、ロールチョック12および幅可
変水平ロール10のロール軸方向位置が調整できる。
【００４０】幅可変水平ロールの幅可変部の機構につい
ても、その幅が任意に調整できるものであればどのよう
なものでも構わないが、一例としては特開平１−３１７
６０７号公報に開示されているものが適用できる。
ても、その幅が任意に調整できるものであればどのよう
なものでも構わないが、一例としては特開平１−３１７
６０７号公報に開示されているものが適用できる。
【００４１】粗ユニバーサル圧延後の被圧延材の４脚の
フランジの厚さについては（４脚のフランジ脚長は通常
ほぼ等しく目標の寸法となっているので) 粗ユニバーサ
ル圧延最終パスのロールすき間実績Ｓr1〜Ｓr4と左右垂
直ロール圧延荷重ＰoP、Ｐdrおよび上下水平ロールスラ
スト荷重ＰU 、Ｐl から(17)〜(20)式で算出してもよ
い。
フランジの厚さについては（４脚のフランジ脚長は通常
ほぼ等しく目標の寸法となっているので) 粗ユニバーサ
ル圧延最終パスのロールすき間実績Ｓr1〜Ｓr4と左右垂
直ロール圧延荷重ＰoP、Ｐdrおよび上下水平ロールスラ
スト荷重ＰU 、Ｐl から(17)〜(20)式で算出してもよ
い。
【００４２】 Ｔ1 ＝Ｓr1＋ＰoP／ＫoP＋ＰU ／ＫU ---(17) Ｔ2 ＝Ｓr2＋ＰoP／ＫoP＋Ｐl ／Ｋl ---(18) Ｔ3 ＝Ｓr3＋Ｐdr／Ｋdr−ＰU ／ＫU ---(19) Ｔ4 ＝Ｓr4＋Ｐdr／Ｋdr−Ｐl ／Ｋl ---(20) ここに、ＫoP ,Ｋdrは左右垂直ロールの弾性係数 ＫU , Ｋl は上下水平ロールの軸方向の弾性係数
【００４３】ただし水平ロールのスラスト荷重は測定で
きない場合が多く、そのときは下記の如く近似すること
になる。
きない場合が多く、そのときは下記の如く近似すること
になる。
【数５】
【００４４】また、粗ユニバーサル圧延後のウエブ厚さ
ＴW についても同様に、圧延前の(粗ユニバーサル圧延
最終パス) 水平ロールすき間Ｓrhと水平ロール圧延荷重
実績値Ｐh およびＰoP、Ｐdrから下記式の如く求め、仕
上げ圧延の際の塑性定数Ｍ1〜Ｍ5 、Ｍ5 ′を定めるよ
うにしてもよい。
ＴW についても同様に、圧延前の(粗ユニバーサル圧延
最終パス) 水平ロールすき間Ｓrhと水平ロール圧延荷重
実績値Ｐh およびＰoP、Ｐdrから下記式の如く求め、仕
上げ圧延の際の塑性定数Ｍ1〜Ｍ5 、Ｍ5 ′を定めるよ
うにしてもよい。
【数６】
【００４５】次にＳ1 〜Ｓ4 が定まった場合のユニバー
サル圧延機のロール位置の設定要領について説明する。
サル圧延機のロール位置の設定要領について説明する。
【００４６】(ａ) 上水平ロールのロール幅が可変でロ
ール軸方向位置可変、下水平ロールはロール幅可変でロ
ール軸方向の位置が固定の圧延機を使用した場合 ｉ）下水平ロールのロール幅間隔Ｗ2 の設定を行う。 Ｗ2 ＝Ｈ−ｔ2 −ｔ4 ＋δ2 ＋δ4 （＝Ｈ−δ5 −δ6 −Ｓ2 −Ｓ4 ） ---(110) Ｈ：目標ウエブ高さ ii) 左右垂直ロールのロール位置の設定を行う。 左側垂直ロールは下水平ロールとのすき間をＳ2 とする
位置に、右側垂直ロールは下水平ロールとのすき間をＳ
4 とする位置に設定する。 iii) 上水平ロールのロール幅間隔Ｗ1 の設定を行う。 Ｗ1 ＝Ｈ−ｔ1 −ｔ3 ＋δ1 ＋δ3 ---(111) iv) 上水平ロールのロール軸方向位置の設定を行う。 左側垂直ロールとのすき間をＳ1 となる位置に、もしく
は右側垂直ロールとのすき間をＳ3 となる位置に設定
(他方のすき間も正しくなる) 。 (ｂ) 上下の水平ロールともロール幅可変と軸方向位置
が可変の圧延機を使用した場合
ール軸方向位置可変、下水平ロールはロール幅可変でロ
ール軸方向の位置が固定の圧延機を使用した場合 ｉ）下水平ロールのロール幅間隔Ｗ2 の設定を行う。 Ｗ2 ＝Ｈ−ｔ2 −ｔ4 ＋δ2 ＋δ4 （＝Ｈ−δ5 −δ6 −Ｓ2 −Ｓ4 ） ---(110) Ｈ：目標ウエブ高さ ii) 左右垂直ロールのロール位置の設定を行う。 左側垂直ロールは下水平ロールとのすき間をＳ2 とする
位置に、右側垂直ロールは下水平ロールとのすき間をＳ
4 とする位置に設定する。 iii) 上水平ロールのロール幅間隔Ｗ1 の設定を行う。 Ｗ1 ＝Ｈ−ｔ1 −ｔ3 ＋δ1 ＋δ3 ---(111) iv) 上水平ロールのロール軸方向位置の設定を行う。 左側垂直ロールとのすき間をＳ1 となる位置に、もしく
は右側垂直ロールとのすき間をＳ3 となる位置に設定
(他方のすき間も正しくなる) 。 (ｂ) 上下の水平ロールともロール幅可変と軸方向位置
が可変の圧延機を使用した場合
【００４７】ロール位置の設定パターンは無数にある。
一例として左右垂直ロールがミルセンターより等しい距
離に設計する場合を示す。 ｉ) 左右垂直ロール間隔Ｄの設定を行う。 Ｄは(16)式の値 ii) 上下水平ロールのロール幅Ｗ1 Ｗ2 の設定を行う。 Ｗ1 は(111) 式の値 Ｗ2 は(110) 式の値 iii）上下水平ロールのロール軸方向位置の設定を行
う。 上水平ロールと左垂直ロールとのすき間がＳ1 下水平ロールと左垂直ロールとのすき間がＳ2 となるよ
にそれぞれ設定する( 右垂直ロールとのすき間もＳ3 、
Ｓ4 となる)
一例として左右垂直ロールがミルセンターより等しい距
離に設計する場合を示す。 ｉ) 左右垂直ロール間隔Ｄの設定を行う。 Ｄは(16)式の値 ii) 上下水平ロールのロール幅Ｗ1 Ｗ2 の設定を行う。 Ｗ1 は(111) 式の値 Ｗ2 は(110) 式の値 iii）上下水平ロールのロール軸方向位置の設定を行
う。 上水平ロールと左垂直ロールとのすき間がＳ1 下水平ロールと左垂直ロールとのすき間がＳ2 となるよ
にそれぞれ設定する( 右垂直ロールとのすき間もＳ3 、
Ｓ4 となる)
【００４８】
【実施例】実施例１ 図２に示した設備を適用してウエブ高さ４６０mm、フラ
ンジ幅４００mm、ウエブ厚１２０mmになるビームブラン
ク( 鋼種：ＳＳ４００) を用いて呼称寸法でウエブ高さ
６００mm、フランジ幅２００mm、ウエブ厚１２mmにな
り、フランジ厚が１６mm、１９mm、２２mmの３サイズの
Ｈ形鋼の熱間圧延を行い、製品のフランジ厚およびウエ
ブ厚について調査した。フランジ厚１６mmのものについ
ては、仕上げユニバーサルでウエブ内幅を６mm拡大し、
フランジ厚２２mmのものについては仕上げユニバーサル
圧延でウエブ内幅を６mm縮小し、フランジ厚１９mmのも
のは仕上げユニバーサル圧延でウエブ内幅の縮小も拡大
も行わずに製造した。また仕上げ圧延パス数はそれぞれ
１回とした。仕上げユニバーサル圧延におけるロールす
き間の設定は以下のように行った。
ンジ幅４００mm、ウエブ厚１２０mmになるビームブラン
ク( 鋼種：ＳＳ４００) を用いて呼称寸法でウエブ高さ
６００mm、フランジ幅２００mm、ウエブ厚１２mmにな
り、フランジ厚が１６mm、１９mm、２２mmの３サイズの
Ｈ形鋼の熱間圧延を行い、製品のフランジ厚およびウエ
ブ厚について調査した。フランジ厚１６mmのものについ
ては、仕上げユニバーサルでウエブ内幅を６mm拡大し、
フランジ厚２２mmのものについては仕上げユニバーサル
圧延でウエブ内幅を６mm縮小し、フランジ厚１９mmのも
のは仕上げユニバーサル圧延でウエブ内幅の縮小も拡大
も行わずに製造した。また仕上げ圧延パス数はそれぞれ
１回とした。仕上げユニバーサル圧延におけるロールす
き間の設定は以下のように行った。
【００４９】まず、粗ユニバーサル圧延後の素材の４脚
のフランジ厚さ、フランジ脚長およびウエブ厚を寸法測
定装置で測定した。この寸法と仕上げユニバーサル圧延
後の目標寸法およ 仕上げユニバーサル圧延時の素材各
部の予測温度から塑性定数Ｍ 1 〜Ｍ5 を算出し、式(1)
〜(16)と(101) (111) よりロールのすき間設定値Ｓ1〜
Ｓ4 および左右における垂直ロールの相互間距離Ｄ、上
水平ロールのロール幅間隔Ｗ1 および下水平ロールのロ
ール幅間隔Ｗ2 を求めた。この実施例で行った仕上げユ
ニバーサル圧延機は、上水平ロールのみ軸方向位置の調
整機構があり、下水平ロールについてはこの機構がなく
軸方向位置は固定されているものを適用した。したがっ
て、下水平ロールの幅間隔Ｗ2 を設定し、これに合わせ
て左右垂直ロールの位置は下側のフランジを圧延するロ
ールすき間がＳ2 、Ｓ4 となる位置に決定され、上水平
ロールはロール全体の軸方向の位置が調整可能であり、
ロール幅も調整可能てあるから、上水平ロールの左右ロ
ールをそれぞれ任意の位置とすることができる。この位
置は左右垂直ロールに対して上側のフランジを圧延する
ロールすき間Ｓ1 Ｓ3 となるような位置に決定される。
のフランジ厚さ、フランジ脚長およびウエブ厚を寸法測
定装置で測定した。この寸法と仕上げユニバーサル圧延
後の目標寸法およ 仕上げユニバーサル圧延時の素材各
部の予測温度から塑性定数Ｍ 1 〜Ｍ5 を算出し、式(1)
〜(16)と(101) (111) よりロールのすき間設定値Ｓ1〜
Ｓ4 および左右における垂直ロールの相互間距離Ｄ、上
水平ロールのロール幅間隔Ｗ1 および下水平ロールのロ
ール幅間隔Ｗ2 を求めた。この実施例で行った仕上げユ
ニバーサル圧延機は、上水平ロールのみ軸方向位置の調
整機構があり、下水平ロールについてはこの機構がなく
軸方向位置は固定されているものを適用した。したがっ
て、下水平ロールの幅間隔Ｗ2 を設定し、これに合わせ
て左右垂直ロールの位置は下側のフランジを圧延するロ
ールすき間がＳ2 、Ｓ4 となる位置に決定され、上水平
ロールはロール全体の軸方向の位置が調整可能であり、
ロール幅も調整可能てあるから、上水平ロールの左右ロ
ールをそれぞれ任意の位置とすることができる。この位
置は左右垂直ロールに対して上側のフランジを圧延する
ロールすき間Ｓ1 Ｓ3 となるような位置に決定される。
【００５０】製品寸法がウエブ高さ６００mm、フランジ
幅２００mm、ウエブ厚１２mm、フランジ厚１９mmのＨ形
鋼を圧延すべく、粗圧延後の素材３本につきその断面形
状を計測したところ、仕上げ圧延前の素材の断面は図10
(a) (４脚のフランジ厚さがほぼ揃っている。) 図10
(b) (左上および右下のフランジ厚さが他に比べ厚い)図
10 (c) (上側のフランジ厚が下側のフランジ厚に比較し
て厚い) のようになっていた。ここで、この発明では仕
上げユニバーサル圧延機のロールすき間を図10(a) 〜
(c) に対応させるべく図11 (a)〜(c) のように変更した
(図10 (a)に対してはロールすき間に大きな差は設けて
いない) 。
幅２００mm、ウエブ厚１２mm、フランジ厚１９mmのＨ形
鋼を圧延すべく、粗圧延後の素材３本につきその断面形
状を計測したところ、仕上げ圧延前の素材の断面は図10
(a) (４脚のフランジ厚さがほぼ揃っている。) 図10
(b) (左上および右下のフランジ厚さが他に比べ厚い)図
10 (c) (上側のフランジ厚が下側のフランジ厚に比較し
て厚い) のようになっていた。ここで、この発明では仕
上げユニバーサル圧延機のロールすき間を図10(a) 〜
(c) に対応させるべく図11 (a)〜(c) のように変更した
(図10 (a)に対してはロールすき間に大きな差は設けて
いない) 。
【００５１】仕上げ圧延前後のフランジ厚、ウエブ高さ
寸法およびロールすき間設定の実績値を表１に示すとお
り、この発明に従って仕上げ圧延した場合には製品寸法
の精度が非常によいことが確認できた。
寸法およびロールすき間設定の実績値を表１に示すとお
り、この発明に従って仕上げ圧延した場合には製品寸法
の精度が非常によいことが確認できた。
【００５２】
【表１】
【００５３】実施例２ 次に、この実施例では粗ユニバーサル圧延後の素材の寸
法測定を行わず、(21)〜(25)式でＴ1 〜Ｔ4 およびＴW
を求めた他は実施例１と同じ方法で仕上げユニバーサル
圧延を行った。比較として粗ユニバーサル圧延後の４脚
フランジ厚さを実測し、その平均値を算出しそれぞれの
フランジ厚みが平均値であると仮定してロールすき間の
設定を行い仕上げ圧延を行った。塑性定数Ｍは過去の圧
延実績より定めたものを用い、仕上げユニバーサル圧延
機各部の弾性係数Ｋは予め実験で求めておいたものを用
いた。各ケースとも実験の再現性を考え、１０本ずつ圧
延を行ったが、各ケース１０本の製品段階におけるフラ
ンジ厚およびウエブ高さの平均値Ｘと目標寸法からのば
らつきの標準偏差σを表２〜４に示すとおり、この発明
によれば、４脚のフランジの厚み精度およびウエブ高さ
の精度に優れるＨ形鋼を製造できることが明らかであ
る。
法測定を行わず、(21)〜(25)式でＴ1 〜Ｔ4 およびＴW
を求めた他は実施例１と同じ方法で仕上げユニバーサル
圧延を行った。比較として粗ユニバーサル圧延後の４脚
フランジ厚さを実測し、その平均値を算出しそれぞれの
フランジ厚みが平均値であると仮定してロールすき間の
設定を行い仕上げ圧延を行った。塑性定数Ｍは過去の圧
延実績より定めたものを用い、仕上げユニバーサル圧延
機各部の弾性係数Ｋは予め実験で求めておいたものを用
いた。各ケースとも実験の再現性を考え、１０本ずつ圧
延を行ったが、各ケース１０本の製品段階におけるフラ
ンジ厚およびウエブ高さの平均値Ｘと目標寸法からのば
らつきの標準偏差σを表２〜４に示すとおり、この発明
によれば、４脚のフランジの厚み精度およびウエブ高さ
の精度に優れるＨ形鋼を製造できることが明らかであ
る。
【００５４】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、熱間圧延に
より製造されるＨ形鋼のフランジ厚さの精度、ウエブ高
さの精度のより一層の向上を図ることができた。
より製造されるＨ形鋼のフランジ厚さの精度、ウエブ高
さの精度のより一層の向上を図ることができた。
【図１】Ｈ形鋼の圧延設備の説明図である。
【図２】Ｈ形鋼の圧延設備の説明図である。
【図３】ａ〜ｄはＨ形鋼の各段階における圧延状況の説
明図である。
明図である。
【図４】この発明を実施するのに好適な設備の構成を示
した図である。
した図である。
【図５】仕上げ圧延における圧延荷重、ロールすき間の
変化の関係を示した図（ウエブ内幅の縮小）である。
変化の関係を示した図（ウエブ内幅の縮小）である。
【図６】仕上げユニバーサル圧延機のすき間の調整要領
を示した図である。
を示した図である。
【図７】仕上げ圧延における圧延荷重、ロールすき間の
変化の関係を示した図（ウエブ内幅の拡大）である。
変化の関係を示した図（ウエブ内幅の拡大）である。
【図８】ロールすき間の調整要領の流れを示した図であ
る。
る。
【図９】仕上げユニバーサル圧延機の幅可変水平ロール
の軸方向位置の調整機構を示した図である。
の軸方向位置の調整機構を示した図である。
【図１０】ａ〜ｃは粗圧延段階を経た粗大の断面形状を
示した図である。
示した図である。
【図１１】ａ〜ｃは仕上げユニバーサル圧延機のすき間
の変更状況を示した図である。
の変更状況を示した図である。
１ ブレークダウン圧延機 ２ 粗ユニバーサル圧延機 ３ エッジャ圧延機 ４ 仕上げユニバーサル圧延機 ５ 寸法測定装置 ６ 演算装置 ７ 圧下設定装置 ８ 幅可変水平ロール ９ 垂直ロール 10 水平ロール 11 スラストベアリング 12 ロールチョック 13 ガイドアーム 14 クランプアーム 15 くさび形スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 宏之 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目 （番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 平野 元士郎 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目 （番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 大森 和郎 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目 （番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
Claims (2)
- 【請求項１】粗圧延を施した被圧延材を、上下で一対に
なる水平ロールと左右で一対になる垂直ロールとを備え
たユニバーサル圧延機を用いて仕上げ圧延するに当た
り、 仕上げ圧延を施す圧延機として、ロール幅が上下のいず
れにおいても変更可能で、かつ上下のロールのうちの少
なくとも一方がロール軸に沿う位置調整の可能な水平ロ
ール対を備えたユニバーサル圧延機を用い、この圧延機
の圧延時における各部の弾性変形量を考慮に入れた水平
ロール対のロール幅とロール軸方向の位置および垂直ロ
ールの位置を、粗圧延後の被圧延材の上下、左右の４箇
所のフランジ厚さとウエブ高さおよび製品目標寸法とに
基づいて調整したのち仕上げ圧延することを特徴とする
Ｈ形鋼の圧延方法。 - 【請求項２】圧延機の圧延時における各部の弾性変形量
δ1 〜δ6 を、下記式に従って予測する、請求項１記載
の圧延方法。 記 Ａ．ウエブ内幅の縮小を伴う圧延を実施する場合 Ｐ1 ＝Ｋ1 ・δ1 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) Ｐ2 ＝Ｋ2 ・δ2 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) Ｐ3 ＝Ｋ3 ・δ3 ＋Ｋ7(δ1 ＋δ3) Ｐ4 ＝Ｋ4 ・δ4 ＋Ｋ8(δ2 ＋δ4) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ5 δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ＋Ｐ5 ここで、 Ｐ1 〜Ｐ5 ：ロールの各部位における圧延荷重 Ｐ5 ＝Ｍ5 ΔＢW Ｋ1 ：上水平ロール左側チョックと上水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ2 ：上水平ロール左側チョックと下水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ3 ：上水平ロール右側チョックと上水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ4 ：下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ5 、Ｋ6 ：左右垂直ロールの弾性係数 Ｋ7 、Ｋ8 ：上下幅可変水平ロールの左右ロール間の弾
性係数 Ｂ．ウエブ内幅の拡大を伴う圧延を実施する場合 Ｐ1 ＋Ｐ5 ′／２＝Ｋ1 δ1 ＋Ｋ7 ( δ1 ＋δ3 ) Ｐ2 ＋Ｐ5 ′／２＝Ｋ2 δ2 ＋Ｋ8 ( δ2 ＋δ4 ) Ｐ3 ＋Ｐ5 ′／２＝Ｋ3 δ3 ＋Ｋ7 ( δ1 ＋δ3 ) Ｐ4 ＋Ｐ5 ′／２＝Ｋ4 δ4 ＋Ｋ8 ((δ2 ＋δ4 ) δ5 ・Ｋ5 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 δ6 ・Ｋ6 ＝Ｐ3 ＋Ｐ4 ここで、 Ｐ1 〜Ｐ5 ′：圧延荷重 Ｐ5 ′＝Ｍ5 ′ΔＢW ′ Ｍ5 ′：塑性定数 Ｋ1 ：上水平ロール左側チョックと上水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ2 ：上水平ロール左側チョックと下水平ロールの左側
ロール間の弾性係数 Ｋ3 ：上水平ロール右側チョックと上水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ4 ：下水平ロール右側チョックと下水平ロールの右側
ロール間の弾性係数 Ｋ5 、Ｋ6 ：左右垂直ロールの弾性係数 Ｋ7 、Ｋ8 ：上下幅可変水平ロールの左右ロール間の弾
性係数 ΔＢW ′：ウエブ内幅の拡大代 ｔ1 〜ｔ4 ：圧延後のフランジ厚さ Ｈ2 ：圧延後のウエブ高さ Ｃ．ウエブ内幅の縮小、拡大を伴わない圧延を実施する
場合 上記Ａにおける圧延荷重Ｐ5 を０（縮小代ΔＢW を０）
とするか、または、上記Ｂにおける圧延荷重Ｐ5 ′を０
(ΔＢW ′を０) とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4868096A JPH09239401A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | Ｈ形鋼の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4868096A JPH09239401A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | Ｈ形鋼の圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239401A true JPH09239401A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12810043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4868096A Pending JPH09239401A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | Ｈ形鋼の圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107537864A (zh) * | 2016-06-27 | 2018-01-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 粗轧过程中对钢板头尾超宽的控制方法 |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP4868096A patent/JPH09239401A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107537864A (zh) * | 2016-06-27 | 2018-01-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 粗轧过程中对钢板头尾超宽的控制方法 |
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