JPH10506577A - フランジ付構造製品をスラブから直接製造する方法 - Google Patents

フランジ付構造製品をスラブから直接製造する方法

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JPH10506577A JP8523499A JP52349996A JPH10506577A JP H10506577 A JPH10506577 A JP H10506577A JP 8523499 A JP8523499 A JP 8523499A JP 52349996 A JP52349996 A JP 52349996A JP H10506577 A JPH10506577 A JP H10506577A
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Abstract

(57)【要約】 フランジ付構造製品が,最終製品の選択最終ウェブ深さに対応する固定幅のウェブロールを有するユニバーサル圧延機のみを用いて矩形スラブ(12)から直接ロール圧延される。最初のスラブ幅は目的とする最終製品内のウェブとフランジとの面積比に応じて決定される。スラブ厚さがウェブロール間で低減されるとき,フランジロールは同時にスラブの縦方向縁面に圧力を加えて材料をスラブ中心の方向に移動させる。スラブの縁面は各パスごとに据え込まれ,したがって縁部におけるスラブ厚さは最初のスラブ厚さを超えることになる。ロール圧延の進行中,フランジロールが相互に接近させられると共にウェブロールも相互に接近させられる。これらのロールの各設定点において,このとき形成されたスラブの断面は最終製品におけるウェブとフランジとの間の固定面積比と同じ面積比を維持する。ウェブロールおよびフランジロールは,スラブが建設工業においてそのまま使用可能な最終広幅フランジ形状(10)をとるまで所定の増分ずつ移動される。

Description

【発明の詳細な説明】 フランジ付構造製品をスラブから直接製造する方法 発明の背景 本発明は1993年7月1日付で出願された特許出願第08/086,074 号の一部継続出願である。 本発明はフランジ付構造製品の製造方法,さらに詳細にはたとえばHおよびI 形状を有するビームのような構造ビームをスラブから直接製造する方法に関する ものである。 20世紀の初頭以後,フランジ付構造製品を一体要素としてロール圧延するこ とが最初に行われたとき,これらの製品の製造における時間,エネルギーおよび コストを節約する必要性が常に存在していた。最初の製造方法は,鋳造ビレット を再加熱し,荒延べ圧延機において粗成形することによりたとえば概してH形状 のフランジ付ビーム素材に成形することを必要とした。次に,得られた素材がユ ニバーサル圧延機内で仕上げられた。1912年7月30日付のGreyによる米国 特許第1034361号に記載の方法は,荒延べ圧延機およびユニバーサル圧延 機の両方を必要とした。 ロール圧延されたフランジ付製品が広く使用されるようになるに従って,建設 業界により,製品のさらに特殊な形状,サイズおよび重量が仕様されるようにな った。鉄鋼業界はこれに対応し,今日では世界中でロール圧延機においてきわめ て多種類の異なるロール圧延フランジ付製品が製造されている。 最終製品にロール圧延するために特定の矩形形状をユニバーサル圧延機に直接 供給することができれば,設備費,材料費および時間が低減可能であることが明 らかになった。矩形形状がユニバーサル圧延機に直接供給可能な場合,荒延べ圧 延機を省略することができ, 設備費および製造費が低減されることもまた認められた。言い換えると,簡単な 形状断面たとえば矩形の金属スラブから出発して,ユニバーサル圧延機内ですべ ての形状を完成させることによりフランジ付製品を製造することが目的であった 。このようなスラブは従来技術から既知のような連続鋳造装置から直接供給する ことができ,またはロール圧延法はユニバーサル圧延機の現場において供給され るコールドスラブからスタートすることができる。 エネルギーを節約するために,コールド状態または鋳造装置からの直接供給を 問わず,スラブはそれがユニバーサル圧延機に入る前に,プロセス中に1回だけ 圧延温度に上げるだけでよいことが望ましい。所定のスラブ断面の寸法が,ユニ バーサル圧延機内の最小数の異なるロールを用いて,多種類の異なるサイズおよ び形状に仕上ロール圧延が可能なように決定されることもまた目的であった。さ らに,ロール圧延は,種々の製品サイズ間の迅速な調節を可能にする通常の水平 および垂直ロールを用いて行われるべきである。 上記の議論から明らかなように,スラブをユニバーサル圧延機に直接供給する ことは,荒延べ圧延機の必要性をなくし,金属の1回の再加熱工程を必要とする にすぎない。 広幅フランジ付製品用素材を矩形スラブから製造する1つの方法が1983年 12月20日付の草場による特許第4420961号に記載されている。草場は その縦方向両側縁に沿ってスリットが入れられた矩形スラブを示している。スリ ットは次第に深くされかつ拡げられて素材を形成し,フランジを形成するために 縁の分割材料をさらに分離した後,この素材からHまたはI形状が形成される。 この特許は,縁に沿ってスリットを入れることによりスラブが最終製品のための 素材に形成される他の幾つかの方法も記載している。 草場はまた,スラブから最終製品までのロール圧延工程の間にただ1回の再加 熱ステップを必要とするにすぎない方法も開示してい る。しかしながら,すべてのケースにおいて,ユニバーサル圧延機に供給する前 に分割および形状形成を行うために別の荒延べ圧延機が必要である。良製品の歩 留はスリット入れキャリバの頂角により影響され,したがって,新しい形状に対 して高い製造歩留で適切な製品を製造することが可能か否かは全く予測できない 。 発明の概要 したがって,フランジ付構造製品を矩形断面のスラブから直接製造する改良方 法を提供することが本発明の目的である。 金属を荒延べ圧延機内で粗成形することなくユニバーサル圧延機を用いてフラ ンジ付構造製品を製造する改良方法を提供することが本発明の他の目的である。 実際運転の前に,予測可能な結果を用いて,ユニバーサル圧延機の水平および 垂直ロールに対する設定点が計算可能なフランジ付構造製品を製造する改良方法 を提供することが本発明のさらに他の目的である。 1回のみの再加熱工程を可能にすることにより素材から最終製品までのロール 圧延時間を低減する広幅フランジ付製品を製造する改良方法を提供することが本 発明のさらに他の目的である。 本発明のさらに他の目的および利点が本明細書から明らかになろう。 ウェブのフランジに対する所定の面積比Aw/Afを有する最終フランジ付製品 をスラブから製造する方法を用いることにより上記の目的が達成可能であること を発見した。この方法は,所定深さdsおよび厚さtsの断面を有するスラブを提 供するステップと,最終フランジ付製品のウェブ深さdwに等しいロール幅を有 する対向ウェブロールセット間でスラブ厚さtsを中間厚さtnに圧縮するステッ プと,スラブ厚さtnの圧縮ステップとほぼ同時に対向ウェブロールセットによ り圧縮されないスラブ深さdsの部分を圧縮し,スラブdsのこの部分は少なくと も一方のフランジロールにより中間深さdnに圧縮されるステップと,少なくと も一方のウェブロールを厚さtnをさらに低減する方向に増分ずつ調節するステ ップと,少なくとも一方のフランジロールを深さdsをさらに低減する方向に増 分ずつ調節するステップと,スラブをウェブロールおよび少なくとも一方のフラ ンジロールを用いてさらに圧縮して中間厚さtnおよび中間深さdnを増分ずつさ らに低減するステップと,および中間厚さtnおよび中間深さdnが最終フランジ 付製品のウェブのフランジに対する所定の面積比Aw/Afに等しいウェブのフラ ンジに対する面積比Awn/Afnを有し,かつウェブおよびフランジ厚さが所定の 最終製品のウェブおよびフランジ厚さに等しくなるまで調節および圧縮工程を反 復するステップとを含む。 したがって,本発明は複数のステップおよび1つまたは複数のこのようなステ ップの相互関係を含み,これらは以下に開示される方法において説明され,本発 明の範囲は請求の範囲内に示されている。 図面の簡単な説明 図1は最終H形状フランジ付ビーム製品の斜視図, 図2は図1の最終H形状フランジ付ビーム製品を製造するための本発明の方法 により使用される矩形スラブの斜視図, 図3は本発明の方法により図2のスラブから最終H形状フランジ付製品への変 形段階を示した端面図, 図4は本発明の方法により使用される水平および垂直ユニバーサル圧延機ロー ルの例として示した第4の設定点におけるスラブの変形を示す図3に類似の端面 図, 図5は最終T形状フランジ付製品を製造するために本発明の方法により使用さ れる矩形スラブを示した図2に類似の斜視図, 図6は本発明の方法により図5のスラブから最終T形状フランジ付製品までの 変形段階を示した端面図, 図7は最終チャネルまたはC形状フランジ付製品を製造するために本発明によ り使用される矩形スラブを示した図2に類似の斜視図,および 図8は本発明の方法による図7のスラブから最終C形状フランジ付製品までの 変形段階を示した端面図である。 好ましい実施態様の説明 本発明によりフランジ付構造製品をスラブから直接製造するこの方法は,調節 可能な間隔配置された被駆動水平ロールまたはウェブロールおよび非駆動垂直ロ ールまたはフランジロールを有するユニバーサル圧延機のみを使用する。ウェブ ロールは選択された最終フランジ付製品のウェブ深さdwに対応する固定幅を有 している。スラブの寸法は製造されるべき最終フランジ付製品の寸法に基づいて あらかじめ決定される。とくにスラブ深さdsは最終製品内のウェブ面積のフラ ンジ面積に対する比に対応して決定される。 ロールパスにおいて,最終ウェブ深さdwに対応する幅を有するウェブロール はスラブ上をプレスする。スラブは最終ウェブ深さより大きい深さdsを有し, その厚さtsはウェブロール間で低減される。同時に,フランジロールがスラブ の縦方向縁表面に圧力を加え,ウェブロールにより圧縮されない材料をスラブ中 心の方向に移動させる。ロール間でパスを反復することにより,スラブの縁表面 は据え込まれ,これにより縁におけるスラブ厚さはウェブロールが作動する中央 部分における工程中のスラブ厚さを超えることになる。 ロール圧延の進行中,ロールは相互に次第に接近させられる。ロールの各設定 点ごとに,このとき変形されるスラブの断面はウェブおよびフランジ間の固定面 積比,すなわち最終製品におけるウェブ/フランジ面積比と同じ面積比を維持し ている。水平および垂直ロールは,スラブが建設業界でそのまま使用可能な最終 フランジ付形状をとるまであらかじめ計算された増分ずつ移動される。 図1および2を参照すると,フランジ付構造製品10は本発明の方法により図 2に示す断面を有するスラブ12から製造される。フランジ付製品10は従来技 術から既知の任意のサイズおよび形状のものであってもよく,これらはすべて本 発明による方法を用いてユニバーサル圧延機におけるロール圧延により製作可能 である。 たとえば,図1は広幅フランジ付構造ビームまたはHビーム製品を示し,一方 図6および8はT形状フランジ付製品およびチャネル またはC形状フランジ付製品をそれぞれ示している。図1の製品10は中央ウェ ブ16により結合された1対のフランジ14を含む。 ビーム製品10はウェブ方向に沿って測定されかつ符号dが付けられた全体深さ 18および符号bfが付けられたフランジ幅20を有している。ビーム製品10 はまたフランジ厚さtfおよびウェブ厚さtwを有するように示されている。 ビーム製品10は,図2において選択されたスラブ長さL,厚さtsおよび最 初の深さ値dsの符号も付けられている深さ22を有するスラブ12から製造さ れる。スラブの長さLは変化可能であるが,鋳造装置,切断機,再熱炉およびフ ランジ付構造製品が製造される設備における長さ限界に応じて決定される。 本発明により,スラブ12は(図示されていない)ユニバーサル圧延機内にス ラブ12を挿入する前に再熱炉内でロール圧延温度に再加熱される。ユニバーサ ル圧延機は選択された最終ビームウェブ16の最終ウェブ深さ24に対応する水 平ウェブロールを含む。ウェブロールは破線28の間に定義された中央領域内で スラブ12の上面および下面26aを加工する。同時に,ユニバーサル圧延機の フランジロールはスラブ12の対向縁面30を加工する。上記のように,ユニバ ーサル圧延機のウェブロールおよびフランジロールは同時に作用し,付属のウェ ブおよびフランジロールの各々の回転軸は,スラブの上面および下面26に垂直 な共通平面内に存在する。 したがって,破線28の間に定義されるスラブの中央部分26aは最初のスラ ブ厚さtsより小さい中間厚さtnに圧縮され,同時にスラブの深さ22は最初の 値dsから新しい値dnに低減される。 この方法の進行中,ウェブロール間の間隔はステップnごとに増分ずつ低減さ れ,これによりスラブの中央部分26aにおける中間スラブ厚さtnは初期値ts からさらに低減される。ウェブロール間の間隔における各増分変化に対して,フ ランジロールもまた増分ずつ相互に接近され,これにより幅22はその最初の値 dsからさらに低減される。 スラブ12をウェブおよびフランジロール間で前後に通過させるとき,破線2 8と外側縁曲30との間に伸長する領域内に位置する領域26b内のホットメタ ルに力が加えられてホットメタルはスラブの中心面32から離れる反対方向に移 動される。矢印33で示すように,ホットメタルには,スラブの外縁におけるス ラブ領域26bのフランジ幅bfが工程中のスラブウェブ厚さtnを超えるような 方向に力が加えられる。 ウェブおよびフランジロールは,ロールが図1に示すようにウェブ厚さtw, フランジ厚さtf,フランジ幅bfおよび深さdを有する最終製品を製造するまで 増分ずつさらに再位置決めされる。フランジ幅20を希望の最終値bfに仕上げ るために後のロール圧延段において(図示されていない)エッジ仕上ロールが使 用される。エッジ仕上ロールはウェブロールにより加えられる力に平行な矢印3 6で示す反対方向にフランジ先端34上をプレスする。 図3は図1に示したH形状フランジ製品を製造するために使用される9つの増 分ロール調節またはステップを示す。これは多くの可能な実施例の一例にすぎな い。最終フランジ付製品の他のサイズおよび形状に対して,および種々の圧延機 設備に対して,増分ステップ数は図示のステップ数より大きくてもまたは小さく てもよい。ロールの設定点間の移動量(距離)はロールにより形状が形成される 圧延機内で利用可能なエネルギーにより概して制限される。 9つの増分ステップの各々の後,スラブ12の対向縁面30はスラブの圧縮に より図3において数字1−8で示した位置に移動される。同時に,ウェブロール の幅により決定されかつ図において破線28により定義される領域内の対向する 上面および下面26aは,図3においてそれぞれ数字1′−8′により示される 寸法に圧縮される。ロール圧延作用は両縁面30上および上面および下面26a 上で対称である。形状の形成が進みかつスラブの深さ寸法22が最初の寸法ds から低減されたとき,高温材料は方向矢印33で示すようにスラブ中心面32か ら離れる2方向に垂直に移動する。した がって,フランジ14の最終輪郭は,図3に示す増分フランジ領域1″−8″を 次第に形成するウェブおよびフランジロールの設定点に対応する増分ステップに おいて形成される。スラブ12は各設定点においてロール間で単一パスを行い, 図示の例においては9つのパスが行われる。 各ロール設定点間において図示の9つのパスが行われた後,スラブ12から図 1および3に示すH形状が形成される。ウェブおよびフランジロールに対する最 終設定点は最終ウェブ厚さtw,最終フランジ厚さtfを形成し,(図示されてい ない)エッジ仕上ロールは値bfを有する最終フランジ幅20を形成する。最終 構造部材の深さ18はウェブを形成する(図示されていない)ウェブロールの幅 およびフランジの厚さにより定義される。 フランジおよびウェブ部分は同時に加工されるので,分塊/荒延べ圧延機のロ ール作業において形成されるたとえばタングおよびフィンのような製品歩留を低 下させる非対称効果は大部分回避され,歩留ロスはきわめて僅かとなる。得られ た製品は構造要素としてそのまま建設業者が使用可能である。しかしながら,製 品の出荷前に,フランジ頂部34を除き内外面の寸法変化の伴わない「研磨」を 行ってもよい。 とくに初期段階におけるエッジ仕上は,フランジロール加工面に隣接する局部 フランジ拡張を制御するためにフラットまたは円錐形状エッジ仕上ロールを用い て行ってもよい。仕上圧延機用の別のエッジ仕上ロールのほかにまたはそれの代 わりにフラットエッジ仕上ロールを使用してもよい。 欠陥率が低くかつロール圧延工程中の再加熱の必要がない上記の方法の成功お よび製造された製品の高い歩留は適切な寸法のスラブを用いてユニバーサル圧延 機においてロール圧延を開始することにより得られるものである。 本方法により,各最終製品に特定の断面積および矩形形状を有するスラブが付 属されている。ユニバーサル圧延機のウェブおよびフ ランジロールの各増分ステップまたは設定点はあらかじめ計算され,これにより 圧延機内で製作されるスラブのウェブおよびフランジ間の面積比は各ステップに おいて最終製品におけるウェブのフランジに対する面積比と同じままである。図 1に示す製品10は対称形である。したがって,面積比は片方または両方のフラ ンジを含む計算により決定してよい。しかしながら,図6に示すT形状のような 非対称形の場合,面積比は単一フランジに基づいて計算される。以下の式はウェ ブ面積および単一フランジ面積に基づいている。 図4は第4設定点位置を示すスラブ12の端面図であり,この場合ウェブロー ルは設定点4′にありまたフランジロールはその設定点4にある。断面積は基本 的に矩形部分および頭截三角形部分である。したがって,ウェブ16の断面積お よび最終的にフランジ14となる部分の断面積はロール圧延工程が開始される前 に容易に計算される。スラブ12からフランジ付製品10をロール圧延するとき に使用されるステップ数は,ロールにおいて利用可能なエネルギーおよびこれに より各ステップに対するロール設定点間の間隔を調節可能な1回の移動量に応じ て決定される。図4において,頭截三角形部分は最終製品においてフランジとな る。スラブがユニバーサル圧延機のロールにより垂直方向および水平方向に同時 に加工されるときにその長さLに沿ってスラブは延びることは当業者に理解され よう。 したがって,選択された最終フランジ付製品10の形状の既知の寸法を用いる ことにより,かつ計算を行うことにより,開始スラブ深さdsを決定することが 可能である。このとき,使用されるユニバーサル圧延機の物理的容量に基づき, 最終製品を形成するときに使用されるステップ数または設定点数が決定される。 ウェブの寸法がdsからdへおよびtsからtwへそれぞれ加工されるときに中間 値dnおよびそれに対応する中間値tnを計算することが可能である。ウェブおよ びフランジロールの対応するそれぞれのステップn,(n+1,n+2...) はスラブのウェブのフランジに対する面 る面積比Awn/Afnが常に選択された最終製品のウェブのフランジに対する面積 比Aw/Afと等しいように計算される。この計算はできるだけ正確に行われる。 要約すると,この方法は特定のロール圧延設備において形成されまたは提供さ れるスラブ厚さtsを考慮して,適切なスラブ断面,とくにスラブ深さ22を選 択するステップを含む。言い換えると,スラブ厚さは本発明による方法を用いる とき完全に選択可能な変数ではない。スラブ製造装置またはスラブ供給源,すな わち連続鋳造装置がtsを決定する。スラブ厚さtsは一般に最終ウェブ厚さtw の少なくとも4倍,理想的には選択された最終製品のbfに対し≧bfとすべきで ある。 次に,ウェブロール,フランジロールおよび後段におけるフランジ幅20を制 限するエッジ仕上ロールに対して対応する設定点の表が計算され,これによりロ ール圧延工程中のウェブのフランジに対する面積比は最終製品におけるウェブの フランジに対する面積比と同じ値をとることができる。 次に,あらかじめ計算された設定点の表を用いて,たとえば2200°Fの高 温においてスラブはユニバーサル圧延機内で加工され,ロールに対する対応する 設定点の各々においてスラブのパスを行い,この結果最終設定点におけるパスの 後にフランジ付製品が完成される。このとき,部材はたとえは1400°Fに冷 却されている。 現在使用されているたいていのユニバーサル圧延機においては,水平ウェブロ ールが駆動され,垂直フランジロールは駆動されない。両方のロール対が駆動さ れることが好ましいことは当然である。本方法は向きには無関係であると理解す べきである。本発明の方法において,ロールおよびスラブは,垂直方向を向くウ ェブを有する部材を製造するような位置に向けてもよい。以下の実施例は,“Be thlehem STRUCTURAL SHAPES”(ベツレヘム構造形状),カタログ3277,1 989年6月版に掲載されているようなW24L×62の広幅フランジビームに 対する仕様に基づいており,図1ないし4には,この用途に対する図面の寸法記 号が示されている。図1の最終H形状フランジ付製品10を製造する方法のステ ップは以下のとおりである。 ステップ1) 最終フランジ付製品10のウェブのフランジに対する面積比Aw /Afを計算する。(図1参照。) Aw=(d−2tf)(tw) Af=bftf Aw=[23.74−(2・0.590)](0.430) Af=(7.040)(.590) Aw=9.701 Af=4.154 Aw/Af=2.336 ステップ2) 次式を用いて符号22で示したスラブの開始幅ds を計算する。ここで,スラブ厚さtsは特定の鋳造設備に対する既知の値である ことを認識する。厚さtsは最終製品のtwに対し≧4twとし,理想的には≧bf とすべきである。(図2参照。) ds=(22.560)[1+2(2.336)-1] ds=22.560+45.120(2.336)-1 ds=22.560+19.319=41.879 この式は破線28の間の開始ウェブ面積,および破線28と縁面30との間に 伸長する開始フランジ面積を決定する。たとえば,dws=22.560およびtf s =22.426がわかると,開始時のウェブのフランジに対する面積比Aws/Af s は次のように計算される。 Aws=(dws)(ts) Afs=(tfs)(bfs) Aws=(22.560)(8) Afs=(9.660)(8) Aws=180.480 Afs=77.276 Aws/Afs=180.480/77.276=2.336 この例からわかるように,スラブの開始深さ22はステップ1に示した最終製 品の面積比Aw/Afに等しいウェブのフランジに対する開始面積比Aws/Afsを提 供するように調節される。したがって,スラブの開始面積比はスラブ厚さtsの 値に無関係に最終面積比Aw/Afに等しい。 ステップ3) ユニバーサル圧延機のウェブロール間の各バスに対する標準設 定点の表を計算する。希望の最終フランジ付製品の厚さtwに到達するまで各パ スはステップ(n+1...n+8)ごとにスラブの厚さtsを低減する。(図 3および以下の表Aを参照。) ウェブの1ステップ移動量=(ts-tw)/n ウェブの1ステップ移動量=(8−0.430)/9 ウェブの1ステップ移動量=0.841 パス数および各パスにおける移動量は当業者に既知のように圧延機において利 用可能な動力および製品品質/温度要求に応じて決定される。 ステップ4) 次式を用いて選択された各水平設定点(n+1...n+8) における中間ウェブ面積Awnを計算する。以下の実施例は設定点n+4に基づい ている。(図4および以下の表A参照。) Aw4=(tw4)(dw) Aw4=(4.636)(22.560) Aw4=104.578 ステップ5) 次式を用いて各水平設定点(n+1...n+8)に対する中 間フランジ面積Afnを計算する。以下の実施例は設定点n+4に基づいている。 (図4および以下の表参照。) Af4=Aw4(Aw/Af)-1 Af4=104.578(2.336)-1 Af4=44.7686 ステップ6) スラブ厚さtsから最終製品10のフランジ幅bfまでの各パス (n+1...n+8)に対する中間フランジ幅bfnの表を計算し,および ステップ7) 各パスに対しAfnをbfnで除算することにより各ステップ(n +1...n+8)に対するフランジロールの設定点の表を計算する。 ステップ6 ステップ7 bfn=(ts-bf)/n tf4=Af4/bf4 bfn=(8−7.040)/9 tf4=39.53/7.888 bfn=0.107は設定点ごとに変わる tf4=5.011 ∴bf4=8−(0.107×4) bf4=7.573 以下の表Aはスラブから最終フランジ付製品まで9パスにおいてロール圧延す ることによりW24L×62の広幅フランジビームを製造するために計算された 上記の7段ロール設定点情報を示す。 このとき,スラブ12は表Aに示す上記計算設定点により位置決めされたウェ ブおよびフランジロールを有するユニバーサル圧延機に供給される。次に,スラ ブ12はnセットの設定点による一連のパスにおいてロール圧延され,パスが完 了したとき図1に示す広幅フランジ付製品10が形成される。最終製品は,たと えば連続鋳造工程から加熱スラブが圧延のために圧延機内に供給された後,追加 の再加熱を行うことなく完成される。 通常,一群のビーム製品における各ビームサイズは同じ内側ウェブ深さdwを 有している。たとえば,Bethlehem W24の広幅フランジ群においては,12の異 なる重量のビームがW24×55の最小ビームからW24×176の最大ビーム までのサイズ範囲内に入っている。12の異なるW24ビームの各々は同じ22 .560″のウェブ深さdwを有している。このビーム群はユニバーサル圧延機 において同じウェブおよびフランジロールを用いて最終製品にロール圧延するこ とができる。 あるユニバーサル圧延機はテーパ付フランジロールを有している。このような 圧延機においては,スラブのウェブ部分の外面30は図3および4に示すように 中心面32に沿って僅かに凹形状を形成することになる。ロール圧延法の種々の 設定点に対するウェブのフランジに対する面積比を計算するとき,この輪郭を有 するフランジ部分が考慮されなければならない。 上記の実施例は本発明のステップを用いて最終広幅フランジ付ビーム製品を製 造する例を示しているが,この方法のステップを用いて他のフランジ付製品もま た製造可能であることを理解すべきである。たとえば,図5および6は本発明に よるロール圧延法を用いてフランジ付構造T形状を形成する例を示している。 上記のフランジ付ビームの例と同様に,T形状製品は,図5において選択され たスラブ長さL,厚さtsおよび最初のスラブ深さ値dsの符号も付けられている 深さT22を有するスラブT12から製造される。 前と同様に,スラブT12はユニバーサル圧延機に挿入される前に適切なロー ル圧延温度に再加熱される。ユニバーサル圧延機はT形状製品の最終ウェブ深さ dwに対応する水平ウェブロールを含む。ウェブロールは,スラブT12の一方 の縁に沿って伸長する破線T28aと第2の破線T28との間に形成されるウェ ブ領域内でスラブT12の上面および下面T26aを加工する。同時に,垂直フ ランジロールは破線T28に隣接するスラブ縁面T30を加工し,(図示されて いない)エッジ仕上ロールは縁T30aに沿って絞り出された局部高温材料を制 御するように縁T30aを加工し,これにより破線T28aとT28との間の適 切なウェブ深さdwを維持する。破線T28aとT28との間に定義されたスラ ブのウェブ部分は最初のスラブ厚さtsより小さい中間厚さに圧縮され,同時に スラブの深さT22は最初のスラブ深さ値dsから低減される。 この方法の進行中,ウェブロール間の間隔はステップnごとに増分ずつ低減さ れ,これによりスラブの中央部分における中間スラブ厚さtnは初期値tsからさ らに低減される。ウェブロール間の間隔における各増分変化に対して,ラインT 28に隣接するフランジロールもまた増分ステップにおいてウェブ部分に接近さ れ,これにより深さT22はその最初のスラブ値dsからさらに低減される。 スラブT12をウェブおよびフランジロール間で前後に通過させるとき,破線 T28と外側縁面T30との間に伸長する領域内に位置する領域T26b内のホ ットメタルに力が加えられてホットメタルはスラブの中心面T32から離れる反 対方向に移動される。矢印T33で示すように,ホットメタルには,スラブ領域 T26bの厚さが最初のスラブ厚さtsを超えるような方向に力が加えられる。 ウェブおよびフランジロールは,ロールが図6に示すようにウェ ブ厚さtwおよびフランジ厚さtfを有する製品を製造するまで増分ずつさらに再 位置決めされる。フランジ幅を希望の最終値bfに仕上げるために後のロール圧 延段において(図示されていない)エッジ仕上ロールが使用される。エッジ仕上 ロールはウェブロールにより加えられる力に平行な(図1において矢印36で示 す)反対方向にフランジ先端上をプレスする。 図6は図5に示すようなスラブからT形状製品をロール圧延するために使用さ れる9つの増分ロール調節またはステップを示す。同様に,これは一例にすぎな い。増分ステップ数は図示のステップ数より大きくてもまたは小さくてもよい。 ロールの設定点間の移動量(距離)はロールにより形状が形成される圧延機内で 利用可能なエネルギーにより概して制限される。 9つの増分ステップの各々の後,スラブT12の縁面T30はスラブの圧縮に より図6において数字1−8で示した位置に移動される。同時に,ウェブロール の幅により決定されかつ図5において破線T28aおよびT28により定義され るウェブ領域内の対向する上面および下面26aは,図6においてそれぞれ数字 1′−8′により示される寸法に圧縮される。T形状断面の形成において,ロー ル圧延作用は縁面T30aおよびT30に沿って非対称であり,上面および下面 26a上で対称である。形状の形成が進みかつスラブの幅寸法T22が最初のス ラブ寸法dsから低減されたとき,高温材料は方向矢印T33で示すようにスラ ブ中心面T32から離れる2方向に垂直に移動する。したがって,フランジT1 4の最終輪郭は,フランジ領域1″−8″を次第に形成するウェブおよびフラン ジロールの設定点に対応する増分ステップにおいて形成される。スラブT12は 各設定点においてロール間で単一パスを行い,図示の例においては9つのパスが 行われる。 各ロール設定点間において図示の9つのパスが行われた後,スラブT12から 図6に示す最終T形状製品が形成される。ウェブおよびフランジロールに対する 最終設定点はウェブ厚さtw,フランジ 厚さtfを形成し,(図示されていない)エッジ仕上ロールは値bfを有するフ ランジ幅を形成する。最終構造製品の深さはウェブを形成するウェブロールの幅 およびフランジの厚さにより定義され,各パスに対するロール設定点はH形状の フランジ付製品に対して与えられた上記の例と同様に計算される。 本発明のステップを用いて製造可能な異なるフランジ付製品のさらに他の例が 図7および8に示されている。図は,図7において選択されたスラブ長さL,厚 さtsおよび最初のスラブ深さ値dsの符号も付けられている深さC22を有する チャネルまたは構造C形状を製造する例を示している。 前と同様に,スラブC12はユニバーサル圧延機に挿入される前に再熱炉にお いてロール圧延温度まで再加熱される。ユニバーサル圧延機はC形状製品の最終 ウェブ深さdwに対応する水平ロール,すなわちウェブロールを含む。ウェブロ ールは破線C28の間に定義されたウェブ領域内のスラブC12の上面C26a を加工する。同時に,フランジロールが破線C28に隣接するスラブ縁面C30 を加工する。破線C28の間に定義されるスラブのウェブ領域はウェブロールに より最初のスラブ厚さdsより小さい中間厚さに圧縮され,同時にスラブの深さ C22は最初の値dsから低減される。 この方法の進行中,ウェブロール間の間隔はステップnごとに増分ずつ低減さ れ,これによりスラブの中央部分C26aにおける中間スラブ厚さtnは初期値 tsからさらに低減される。ウェブロール間の間隔における各増分変化に対して ,フランジロールもまた増分ステップnにおいてウェブ部分に接近され,これに より幅C22はその最初の値dsからさらに低減される。 スラブC12をウェブおよびフランジロール間で前後に通過させるとき,破線 C28と外側縁面C30との間に伸長する領域内に位置する領域C26b内のホ ットメタルに力が加えられてホットメタルはスラブの中心面C32から離れる反 対方向に移動される。矢印C33で示すように,ホットメタルには,スラブ領域 C26bの厚 さが工程中のウェブ厚さtnを超えるような方向に力が加えられる。 ウェブおよびフランジロールは,ロールが図8に示すようにウェブ厚さtwお よびフランジ厚さtfを有する最終C形状製品を製造するまで増分ずつさらに再 位置決めされる。フランジ幅を希望の最終値bfに仕上げ,および拡張メタルを 支持しかつ上方方向に向けるために後のロール圧延段において(図示されていな い)エッジ仕上ロールが使用される。エッジ仕上ロールはウェブロールにより加 えられる力に平行な(図1において矢印36で示す)反対方向にフランジ先端お よびウェブ底部上をプレスする。 図8は図7に示すようにスラブから最終C形状をロール圧延するために使用さ れる9つの増分ロール調節またはステップを示す。同時にこれは一例にすぎない 。増分ステップ数は図示のステップ数より大きくてもまたは小さくてもよい。ロ ールの設定点間の移動量(距離)はロールにより形状が形成される圧延機内で利 用可能なエネルギーにより概して制限される。 9つの増分ステップの各々の後,スラブC12の対向縁面C30はスラブの圧 縮により図8において数字1−8で示した位置に移動される。同時に,ウェブロ ールの幅により決定されるウェブ領域内C26a内の上面C26aは,図3にお いてそれぞれ数字1′−8′により示される寸法に対応して圧縮される。同時に ,底部エッジ仕上ロールが全深さC22を加工して底面C26に沿って絞り出さ れる局部高温材料を制御する。C形状の形成において,ロール圧延作用は縁面C 30に沿って対称であり,上面および下面C26aおよびC26上で非対称であ る。形状の形成が進みかつスラブの深さC22が最初のスラブ深さdsから低減 されたとき,高温材料は方向矢印C33で示すようにスラブ中心面C32から離 れる一方向に移動する。したがって,フランジC14の最終輪郭は,フランジ領 域1″−8″を次第に形成するフランジロールのロール設定点に対応する増分ス テップにおいて形成される。スラブC12は各設定点においてロール間で単一パ スを行い,図示の例においては9つのパ スが行われる。 各ロール設定点間において図示の9つのパスが行われた後,スラブC12から 図8に示す最終C形状が形成される。ウェブおよびフランジロールに対する最終 設定点はウェブ厚さtw,フランジ厚さtfを形成し,(図示されていない)エッ ジ仕上ロールは値bfを有する最終フランジ幅を形成する。最終構造製品の深さ はウェブを形成するウェブロールの幅およびフランジの厚さにより定義され,各 パスに対するロール設定点はH形状のフランジ付製品に対して与えられた上記の 例と同様に計算される。 このようにして,ユニバーサル圧延機およびエッジ仕上ロールに制限してもよ い通常のロール圧延設備のみを用いて矩形スラブから広幅フランジ付製品が製造 される。スラブの深さdsを調節することにより所定セットのウェブロールから ,最終製品がすべて同じ内側ウェブ深さ24を有する広範囲の製品を製造するこ とが可能である。したがって,設備の要求度は低減される。最初のロール圧延ス テップの前に加工部品を1回加熱するだけなのでエネルギーが節約され,すぐ製 作加工に使用可能な製品が高い歩留でかつ欠陥の少ない製品が製造される。 したがって,上記の説明から明らかなように上記の設定された課題は有効に達 成され,上記の方法を実行するときに,本発明の精神および範囲から逸脱するこ となくある程度の変更が可能なので,上記の説明に含まれる事項はすべて例とし て解釈すべきであり,決してこれに限定されるものではないことがわかるであろ う。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年1月15日 【補正内容】 次に,あらかじめ計算された設定点の表を用いて,たとえば1204°C(2 200°F)の高温においてスラブはユニバーサル圧延機内で加工され,ロール に対する対応する設定点の各々においてスラブのパスを行い,この結果最終設定 点におけるパスの後にフランジ付製品が完成される。このとき,部材はたとえば 777.7°C(1400°F)に冷却されている。 現在使用されているたいていのユニバーサル圧延機においては,水平ウェブロ ールが駆動され,垂直フランジロールは駆動されない。両方のロール対が駆動さ れることが好ましいことは当然である。本方法は向きには無関係であると理解す べきである。本発明の方法において,ロールおよびスラブは,垂直方向を向くウ ェブを有する部材を製造するような位置に向けてもよい。以下の実施例は,“Be thIehem STRUCTURAL SHAPES”(ベツレヘム構造形状),カタログ3277,1 989年6月版に掲載されているようなW24L×62の広幅フランジビームに 対する仕様に基づいており,図1ないし4には,この用途に対する図面の寸法記 号が示されている。図1の最終H形状フランジ付製品10を製造する方法のステ ップは以下のとおりである。 ステップ1) 最終フランジ付製品10のウェブのフランジに対する面積比Aw /Afを計算する。(図1参照。) Aw=(d−2tf)(tw) Af=bftf Aw=[60.299−(2・1.499)](1.092) Af=(17.881)(1.499) Aw=(62.587) Af=(26.800) Aw/Af=2.336 ステップ2) 次式を用いて符号22で示したスラブの開始幅ds を計算する。ここで,スラブ厚さtsは特定の鋳造設備に対する既知の値である ことを認識する。厚さtsは最終製品のtwに対し≧4twとし,理想的には≧bf とすべきである。(図2参照。) ds=(57.302)[1+2(5.933)-1] ds=57.302+114.604(5.933)-1 ds=57.302+49.070=106.373 この式は破線28の間の開始ウェブ面積,および破線28と縁面30との間に 伸長する開始フランジ面積を決定する。たとえば,dws=57.302cm(2 2.560″)およびtfs=56.962cm(22.426″)がわかると, 開始時のウェブのフランジに対する面積比Aws/Afsは次のように計算される。 Aws=(dws)(ts) Afs=(tfs)(bfs) Aws=(57.302)(20.320) Afs=(25.536)(20.320) Aws=1164.385 Afs=498.554 Aws/Afs=1164.385/498.554=2.336 この例からわかるように,スラブの開始深さ22はステップ1に示した最終製 品の面積比Aw/Afに等しいウェブのフランジに対する開始面積比Aws/Afsを 提供するように調節される。したがって,スラブの開始面積比はスラブ厚さts の値に無関係に最終面積比Aw/Afに等しい。 ステップ3) ユニバーサル圧延機のウェブロール間の各バスに対する標準設 定点の表を計算する。希望の最終フランジ付製品の厚さtwに到達するまで各パ スはステップ(n+1...n+8)ごとにスラブの厚さtsを低減する。(図 3および以下の表Aを参照。) ウェブの1ステップ移動量=(ts−tw)/n ウェブの1ステップ移動量=(20.320−1.092)/9 ウェブの1ステップ移動量=2.136 パス数および各パスにおける移動量は当業者に既知のように圧延機において利 用可能な動力および製品品質/温度要求に応じて決定される。 ステップ4) 次式を用いて選択された各水平設定点(n+1...n+8) における中間ウェブ面積Awnを計算する。以下の実施例は設定点n+4に基づい ている。(図4および以下の表A参照。) Aw4=(tw4)(dw) Aw4=(11.775)(57.302) Aw4=674.695 ステップ5) 次式を用いて各水平設定点(n+1...n+8)に対する中 間フランジ面積Afnを計算する。以下の実施例は設定点n+4に基づいている。 (図4および以下の表参照。) Af4=Aw4(Aw/Af)-1 Af4=265.628(2.336)-1 Af4=288.829 ステップ6) スラブ厚さtsから最終製品10のフランジ幅bfまでの各パス (n+1...n+8)に対する中間フランジ幅bfnの表を計算し,および ステップ7) 各パスに対しAfnをbfnで除算することにより各ステップ(n +1...n+8)に対するフランジロールの設定点の表を計算する。 ステップ6 ステップ7 bfn=(ts-bf)/n tf4=Af4/bf4 bfn=(20.320−17.882)/9 tf4=100.406/20.036 bfn=0.277は設定点ごとに変わる tf4=12.728 ∴bf4=20.320−(0.272×4) bf4=19.235 以下の表Aはスラブから最終フランジ付製品まで9パスにおいてロール圧延す ることによりW24L×62の広幅フランジビームを製造するために計算された 上記の7段ロール設定点情報を示す。 このとき,スラブ12は表Aに示す上記計算設定点により位置決めされたウェ ブおよびフランジロールを有するユニバーサル圧延機に供給される。次に,スラ ブ12はnセットの設定点による一連のパスにおいてロール圧延され,パスが完 了したとき図1に示す広幅フランジ付製品10が形成される。最終製品は,たと えば連続鋳造工程から加熱スラブが圧延のために圧延機内に供給された後,追加 の再加熱を行うことなく完成される。 通常,一群のビーム製品における各ビームサイズは同じ内側ウェブ深さdwを 有している。たとえば,Bethlehem W24の広幅フランジ群においては,12の異 なる重量のビームがW24×55の最小ビームからW24×176の最大ビーム までのサイズ範囲内に入っている。12の異なるW24ビームの各々は同じ57 .302cm(22.560″)のウェブ深さdwを有している。このビーム群 はユニバーサル圧延機において同じウェブおよびフランジロールを用いて最終製 品にロール圧延することができる。 あるユニバーサル圧延機はテーパ付フランジロールを有している。このような 圧延機においては,スラブのウェブ部分の外面30は図3および4に示すように 中心面32に沿って僅かに凹形状を形成することになる。ロール圧延法の種々の 設定点に対するウェブのフランジに対する面積比を計算するとき,この輪郭を有 するフランジ部分が考慮されなければならない。 上記の実施例は本発明のステップを用いて最終広幅フランジ付ビーム製品を製 造する例を示しているが,この方法のステップを用いて他のフランジ付製品もま た製造可能であることを理解すべきである。たとえば,図5および6は本発明に よるロール圧延法を用いてフランジ付構造T形状を形成する例を示している。 スか行われる。 各ロール設定点間において図示の9つのパスが行われた後,スラブC12から 図8に示す最終C形状が形成される。ウェブおよびフランジロールに対する最終 設定点はウェブ厚さtw,フランジ厚さtfを形成し,(図示されていない)エッ ジ仕上ロールは値bfを有する最終フランジ幅を形成する。最終構造製品の深さ はウェブを形成するウェブロールの幅およびフランジの厚さにより定義され,各 パスに対するロール設定点はH形状のフランジ付製品に対して与えられた上記の 例と同様に計算される。 このようにして,ユニバーサル圧延機およびエッジ仕上ロールに制限してもよ い通常のロール圧延設備のみを用いて矩形スラブから広幅フランジ付製品が製造 される。スラブの深さdsを調節することにより所定セットのウェブロールから ,最終製品がすべて同じ内側ウェブ深さ24を有する広範囲の製品を製造するこ とが可能である。したがって,設備の要求度は低減される。最初のロール圧延ス テップの前に加工部品を1回加熱するだけなのでエネルギーが節約され,すぐ製 作加工に使用可能な製品が高い歩留でかつ欠陥の少ない製品が製造される。 【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年3月25日 【補正内容】 明細書 フランジ付構造製品をスラブから直接製造する方法 発明の背景 本発明はフランジ付構造製品の製造方法,さらに詳細にはたとえばHおよびI 形状を有するビームのような構造ビームをスラブから直接製造する方法に関する ものである。 20世紀の初頭以後,フランジ付構造製品を一体要素としてロール圧延するこ とが最初に行われたとき,これらの製品の製造における時間,エネルギーおよび コストを節約する必要性が常に存在していた。最初の製造方法は,鋳造ビレット を再加熱し,荒延べ圧延機において粗成形することによりたとえば概してH形状 のフランジ付ビーム素材に成形することを必要とした。次に,得られた素材がユ ニバーサル圧延機内で仕上げられた。1912年7月30日付のGreyによる米国 特許第1034361号ならびにドイツ特許第162714号および英国特許公 開第16479号に記載の方法は,荒延べ圧延機およびユニバーサル圧延機の両 方を必要とした。 ロール圧延されたフランジ付製品が広く使用されるようになるに従って,建設 業界により,製品のさらに特殊な形状,サイズおよび重量が仕様されるようにな った。鉄鋼業界はこれに対応し,今日では世界中でロール圧延機においてきわめ て多種類の異なるロール圧延フランジ付製品が製造されている。 最終製品にロール圧延するために特定の矩形形状をユニバーサル圧延機に直接 供給することができれば,設備費,材料費および時間が低減可能であることが明 らかになった。矩形形状がユニバーサル圧延機に直接供給可能な場合,荒延べ圧 延機を省略することができ, 本発明により,上記の目的は,フランジ付製品がウェブのフランジに対する面 積比Aw/Afを有する所定の寸法および形状の前記フランジ付製品をスラブから 製造する方法において, a)厚さtsおよび所定スラブ深さdsの矩形断面を有するスラブを予熱するこ となくユニバーサル圧延機に導入するステップと, b)ユニバーサル圧延機の少なくとも一方のウェブロールが前記フランジ付製 品の前記所定寸法のウェブ深さdwに等しいロール幅を有する対向ウェブロール 間で前記スラブのウェブ部分を中間厚さtnに圧縮するステップと, c)ユニバーサル圧延機の少なくとも一方のフランジロールによりステップ( b)とほぼ同時に前記スラブ深さdsを中間深さdnに圧縮し,前記少なくとも一 方のフランジロールが前記対向ウェブロールにより圧縮されない領域内に位置す る前記スラブのフランジ部分を圧縮して前記フランジ部分を前記ウェブ部分に対 しほぼ直角な方向に伸長させるステップと, d)前記対向ウェブロールの少なくとも一方のウェブロールを前記中間厚さtn の低減方向に増分ずつ調節し,かつ前記少なくとも一方のフランジロールを前 記中間深さdnの低減方向に増分ずつ調節するステップと, e)前記スラブを前記対向ウェブロール間でおよび前記少なくとも一方のフラ ンジロールを用いて同時に圧縮して前記中間厚さtnを増分ずつさらに低減しか つ前記中間深さdnを増分ずつさらに低減し,これにより前記フランジ部分を前 記ウェブ部分に対しほぼ直角な方向にさらに伸長させるステップと,および f)前記中間深さtnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブ厚さtwに 等しくなるまでステップ(d)および(e)を反復するステップと, を含むフランジ付製品をスラブから製造する方法により解決される。 請求の範囲 1.フランジ付製品がウェブのフランジに対する面積比Aw/Af を有する所定の寸法および形状の前記フランジ付製品をスラブから製造する方法 において, a)厚さtsおよび所定スラブ深さdsの矩形断面を有するスラブを予熱するこ となくユニバーサル圧延機に導入するステップと, b)ユニバーサル圧延機の少なくとも一方のウェブロールが前記フランジ付製 品の前記所定寸法のウェブ深さdwに等しいロール幅を有する対向ウェブロール 間で前記スラブのウェブ部分を中間厚さtnに圧縮するステップと, c)ユニバーサル圧延機の少なくとも一方のフランジロールによりステップ( b)とほぼ同時に前記スラブ深さdsを中間深さdnに圧縮し,前記少なくとも一 方のフランジロールが前記対向ウェブロールにより圧縮されない領域内に位置す る前記スラブのフランジ部分を圧縮して前記フランジ部分を前記ウェブ部分に対 しほぼ直角な方向に伸長させるステップと, d)前記対向ウェブロールの少なくとも一方のウェブロールを前記中間厚さtn の低減方向に増分ずつ調節し,かつ前記少なくとも一方のフランジロールを前 記中間深さdnの低減方向に増分ずつ調節するステップと, e)前記スラブを前記対向ウェブロール間でおよび前記少なくとも一方のフラ ンジロールを用いて同時に圧縮して前記中間厚さtnを増分ずつさらに低減しか つ前記中間深さdnを増分ずつさらに低減し,これにより前記フランジ部分を前 記ウェブ部分に対しほぼ直角な方向にさらに伸長させるステップと,および f)前記中間深さtnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブ厚さtwに 等しくなるまでステップ(d)および(e)を反復するステップと, を含むフランジ付製品をスラブから製造する方法。 2.前記ウェブ部分に対し直角に伸長する前記スラブの前記フランジ部分をユ ニバーサル圧延機のエッジ仕上ロール手段の間を通過させ,前記エッジ仕上ロー ル手段が前記フランジ部分を前記フランジ付製品の前記所定寸法のフランジ幅bf に対応する最終寸法に形成するステップ, をさらに含む請求項1の方法。 3.前記エッジ仕上ロール手段が,前記対向ウェブロールおよび前記少なくと も1つのフランジロールの間で圧縮される前記スラブの少なくとも最終パスの間 に前記スラブに作用する請求項2の方法。 4.前記エッジ仕上ロール手段が前記ウェブロールにより圧縮されない前記ウ ェブ部分に直角に伸長する前記フランジ部分を前記フランジ付製品の所定寸法の フランジ幅bfに対応する最終寸法に制限するために前記ウェブロールに平行に 作用するように位置決めされる請求項2または3の方法。 5.前記スラブにおける前記増分変化の各々に対し,前記対向ウェブロールお よび前記少なくとも一方のフランジロールが,前記フランジ付製品の前記ウェブ のフランジに対する面積比Aw/Afに等しい中間ウェブ部分の中間フランジ部分 に対する面積比Awn/Afnを提供する所定の設定点に調節される請求項1ないし 4のいずれかの方法。 6.前記スラブが前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジ ロール内を交互に反対方向に通過する請求項1ないし5の方法。 7.スラブの厚さおよび深さにおける前記増分ずつの低減の各々に対し単一パ スが行われる請求項1ないし6のいずれかのの方法。 8.ステップ(a)の前記スラブが, a)最初のスラブ厚さ≧4tw,および b)最初のスラブ深さds=(dw)[1+2(Aw/Af)-1], ここで i) Aw=(dw)(tw)およびAf=(tf)(bf),および ii) dw,bfはそれぞれ,前記最終製品の前記所定寸法の深さおよびフラ ンジ幅, を含む請求項1ないし7のいずれかの方法。 9.a)複数のステップnにおいて前記対向ウェブロールを増分ずつ調節する ためのウェブロールの設定点を選択することと, b)中間ウェブ面積Awn=(twn)(dw)を決定することにより各ステップ における対応するフランジロールの設定点を計算することと,ここで i)twn=ステップnに対する中間ウェブ厚さ,および c)前記Awnを用いて前記ステップnにおける中間フランジ面積Afnを計算す ることと,ここでAfn=Awn(Aw/Af)-1 を含む請求項8の方法。 10.a)前記フランジロールの設定点が,前記ウェブロールの設定点の各々 に対してtfn=Afn/bfnとなるように計算され,ここで i)tfnは中間フランジ厚さおよびbfnは中間フランジ幅であり,および b)前記ステップnの各々における中間ウェブのフランジに対する面積比Awn /Afnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブのフランジに対する面積比 Aw/Afに等しく維持される, 請求項9の方法。 11.スラブが圧縮される前に予熱される請求項1ないし10のいずれかの方 法。 12.ステップ(c)において,スラブがフランジロール対間を通過され,フ ランジロールの回転軸がウェブロールの回転軸に対し直角であり,前記スラブ幅 dsを中間幅dnに圧縮するために,ウェブロールにより圧縮されない領域に位置 する前記スラブの部分が,前記ロール対による前記圧縮の結果として,前記スラ ブがフランジロール間を前記通過する方向に対し概して直角に伸長する請求項1 ないし11のいずれかの方法。 13.ステップ(a)の前記スラブの断面が概して矩形である請求項1ないし 12のいずれかの方法。 14.ステップ(a)の前記スラブの断面が,次の式 ds=(d−2tf)[1+2(Aw/Af)-1],および ここで d=最終広幅フランジ付製品の深さ, tf=最終フランジの厚さ, tw=最終ウェブの厚さ,および Aw=(d−2tf)(tw) Af=hftf により計算される請求項1ないし13のいずれかの方法。 15.前記水平ロール対に対する設定点が選択された後,前記垂直ロール対に 対する対応設定点が各ステップnにおいてtwn(d−2tf)に等しい中間ウェブ 面積Awnを決定することにより計算され,twnは中間ウェブ厚さであり,および Awnの計算値を用いて対応中間フランジ面積をAfn=Awn(Aw/Af)-1として計算 する請求項14の方法。 16.前記水平ロールの前記設定点の各々に対する前記垂直ロールに対し設定 点がtfn=Afn/hfnとなるように計算され,ここでtfnは中間フランジ厚さであ り,およびAwn/AfnがAw/Afに等しく維持される請求項15の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,C A,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI ,GB,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LK,LR,LT,LU,LV,MD,M G,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO ,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM, TT,UA,UG,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.フランジ付製品がウェブのフランジに対する面積比Aw/Afを有する所定 の寸法および形状の前記フランジ付製品をスラブから製造する方法において, a)厚さtsおよび所定スラブ深さdsの断面を有するスラブを提供するステッ プと, b)少なくとも一方のウェブロールが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウ ェブ深さdwに等しいロール幅を有する対向ウェブロール間で前記スラブのウェ ブ部分を中間厚さtnに圧縮するステップと, c)少なくとも一方のフランジロールによりステップ(b)とほぼ同時に前記 スラブ深さdsを中間深さdnに圧縮し,前記少なくとも一方のフランジロールが 前記対向ウェブロールにより圧縮されない領域内に位置する前記スラブのフラン ジ部分を圧縮して前記フランジ部分を前記ウェブ部分に対しほぼ直角な方向に伸 長させるステップと, d)前記対向ウェブロールの少なくとも一方のウェブロールを前記中間厚さtn の低減方向に増分ずつ調節するステップと, e)前記少なくとも一方のフランジロールを前記中間深さdnの低減方向に増 分ずつ調節するステップと, f)前記スラブを前記対向ウェブロール間でおよび前記少なくとも一方のフラ ンジロールを用いて同時に圧縮して前記中間厚さtnを増分ずつさらに低減しか つ前記中間深さdnを増分ずつさらに低減し,これにより前記フランジ部分を前 記ウェブ部分に対しほぼ直角な方向にさらに伸長させるステップと,および g)前記中間深さtnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブ厚さtwに 等しくなるまでステップ(d),(e)および(f)を反復するステップと, を含むフランジ付製品をスラブから製造する方法。 2.h)前記ウェブ部分に対し直角に伸長する前記スラブの前記フランジ部分 をエッジ仕上ロール手段の間を通過させ,前記エッジ仕上ロール手段が前記フラ ンジ部分を前記フランジ付製品の前記所定寸法のフランジ幅bfに対応する最終 寸法に形成するステップ,をさらに含む請求項1の方法。 3.前記スラブにおけるステップ(b)−(g)の前記増分変化の各々に対し ,前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジロールが,前記フ ランジ付製品の前記ウェブのフランジに対する面積比Aw/Afに等しい中間ウェ ブ部分の中間フランジ部分に対する面積比Awn/Afnを提供する所定の設定点に 調節される請求項1の方法。 4.前記スラブにおけるステップ(b)−(h)の前記増分変化の各々に対し ,前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジロールが,前記フ ランジ付製品の前記ウェブのフランジに対する面積比Aw/Afに等しい中間ウェ ブ部分の中間フランジ部分に対する面積比Awn/Afnを提供する所定の設定点に 調節される請求項2の方法。 5.前記スラブが前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジ ロール内を交互に反対方向に通過する請求項3の方法。 6.前記スラブが前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジ ロール内を交互に反対方向に通過する請求項4の方法。 7.前記エッジ仕上ロール手段が,前記対向ウェブロールおよび前記少なくと も1つのフランジロールの間で圧縮される前記スラブの少なくとも最終パスの間 に前記スラブに作用する請求項4の方法。 8.スラブの厚さおよび深さにおける前記増分ずつの低減の各々に対し単一パ スが行われる請求項1の方法。 9.ステップ(a)の前記スラブが, a)最初のスラブ厚さ≧4tw,および b)最初のスラブ深さds=(dw)[1+2(Aw/Af)-1], ここで i) Aw=(dw)(tw)およびAf=(tf)(bf),および ii) dw,bfはそれぞれ,前記最終製品の前記所定寸法の深さおよびフラ ンジ幅, を含む請求項1の方法。 10.a)複数のステップnにおいて前記対向ウェブロールを増分ずつ調節す るためのウェブロールの設定点を選択することと, b)中間ウェブ面積Awn=(twn)(dw)を決定することにより各ステップに おける対応するフランジロールの設定点を計算することと,ここで i)twn=ステップnに対する中間ウェブ厚さ,および c)前記Awnを用いて前記ステップnにおける中間フランジ面積Afnを計算す ることと,ここでAfn=Awn(Aw/Af)-1 を含む請求項9の方法。 11.a)前記フランジロールの設定点が,前記ウェブロールの設定点の各々 に対してtfn=Afn/bfnとなるように計算され,ここで i)tfnは中間フランジ厚さおよびbfnは中間フランジ幅であり,および b)前記ステップnの各々における中間ウェブのフランジに対する面積比Awn /Afnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブのフランジに対する面積比 Aw/Afに等しく維持される, 請求項10の方法。 12.フランジ付製品がウェブのフランジに対する面積比Aw/Afを有する所 定の寸法および形状の前記フランジ付製品をスラブから製造する方法において, a)厚さtsおよび所定スラブ深さdsの断面を有するスラブを提供するステッ プと, b)少なくとも一方のウェブロールが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウ ェブ深さdwに等しいロール幅を有する対向ウェブロール間で前記スラブのウェ ブ部分を中間厚さtnに圧縮するステッ プと, c)少なくとも一方のフランジロールによりステップ(b)とほぼ同時に前記 スラブ深さdsを中間深さdnに圧縮し,前記少なくとも一方のフランジロールが 前記対向ウェブロールにより圧縮されない領域内に位置する前記スラブのフラン ジ部分を圧縮して前記フランジ部分を前記ウェブ部分に対しほぼ直角な方向に伸 長させるステップと, d)前記対向ウェブロールの少なくとも一方のウェブロールを前記中間厚さtn の低減方向に増分ずつ調節し,かつ前記対向ウェブロールを用いて前記スラブ を圧縮して前記中間厚さtnを増分ずつさらに低減するステップと, e)前記少なくとも一方のフランジロールを前記中間深さdnの低減方向に増 分ずつ調節し,かつ前記少なくとも一方のフランジロールを用いて前記スラブを 圧縮して前記中間深さdnを増分ずつさらに低減し,および前記フランジ部分を 前記ウェブ部分に対しほぼ直角な方向にさらに伸長させるステップと,および f)前記中間深さtnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブ厚さtwに 等しくなるまでステップ(d)および(e)を反復するステップと, を含むフランジ付製品をスラブから製造する方法。 13.g)前記ウェブ部分に対し直角に伸長する前記スラブの前記フランジ部 分をエッジ仕上ロール手段の間を通過させ,前記エッジ仕上ロール手段が前記フ ランジ部分を前記フランジ付製品の前記所定寸法のフランジ幅bfに対応する最 終寸法に形成するステップ,をさらに含む請求項12の方法。 14.前記スラブにおけるステップ(b)−(f)の前記増分変化の各々に対 し,前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジロールが,前記 フランジ付製品の前記ウェブのフランジに対する面積比Aw/Afに等しい中間ウ ェブ部分の中間フランジ部分に対する面積比Awn/Afnを提供する所定の設定点 に調節される請 求項12の方法。 15.前記スラブにおけるステップ(b)−(g)の前記増分変化の各々に対 し,前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフランジロールが,前記 フランジ付製品の前記ウェブのフランジに対する面積比Aw/Afに等しい中間ウ ェブ部分の中間フランジ部分に対する面積比Awn/Afnを提供する所定の設定点 に調節される請求項13の方法。 16.前記スラブが前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフラン ジロール内を交互に反対方向に通過する請求項14の方法。 17.前記スラブが前記対向ウェブロールおよび前記少なくとも一方のフラン ジロール内を交互に反対方向に通過する請求項15の方法。 18.前記エッジ仕上ロール手段が,前記対向ウェブロールおよび前記少なく とも1つのフランジロールの間で圧縮される前記スラブの少なくとも最終パスの 間に前記スラブに作用する請求項15の方法。 19.スラブの厚さおよび深さにおける前記増分ずつの低減の各々に対し単一 パスが行われる請求項12の方法。 20.ステップ(a)の前記スラブが, a)最初のスラブ厚さ≧4tw,および b)最初のスラブ深さds=(dw)[1+2(Aw/Af)-1], ここで i) Aw=(dw)(tw)およびAf=(tf)(bf),および ii) dw,bfはそれぞれ,前記最終製品の前記所定寸法の深さおよびフラ ンジ幅, を含む請求項12の方法。 21.a)複数のステップnにおいて前記対向ウェブロールを増分ずつ調節す るためのウェブロールの設定点を選択することと, b)中間ウェブ面積Awn=(twn)(dw)を決定することにより各 ステップにおける対応するフランジロールの設定点を計算することと,ここで i)twn=ステップnに対する中間ウェブ厚さ,および c)前記Awnを用いて前記ステップnにおける中間フランジ面積Afnを計算す ることと,ここでAfn=Awn(Aw/Af)-1 を含む請求項20の方法。 22.a)前記フランジロールの設定点が,前記ウェブロールの設定点の各々 に対してtfn=Afn/bfnとなるように計算され,ここで i)tfnは中間フランジ厚さおよびbfnは中間フランジ幅であり,および b)前記ステップnの各々における中間ウェブのフランジに対する面積比Awn /Afnが前記フランジ付製品の前記所定寸法のウェブのフランジに対する面積比 Aw/Afに等しく維持される, 請求項21の方法。 23.広幅フランジ付製品がウェブのフランジに対する面積比Aw/Afを有す る所定の寸法および形状の前記広幅フランジ付製品を予熱スラブから製造する方 法において, a)厚さtsおよび所定幅dsの断面を有する予熱スラブを提供するステップと , b)前記スラブを前記スラブ幅dsより小さい幅を有する第1の対向ロール対 間を通過させ,前記第1のロール対の前記幅が前記広幅フランジ付製品の前記フ ランジ間の内側距離に等しく,前記第1のロール対が前記スラブ厚さtsを中間 厚さtnに圧縮するステップと, c)前記スラブをほぼ同時に第2の対向ロール対間を通過させ,前記第1のロ ール対の回転軸が前記第2のロール対の回転軸に対し直角であり,前記第2のロ ール対が前記スラブ幅dsを中間幅dnに圧縮し,前記第1のロール対により圧縮 されない領域に位置する前記スラブの部分が,前記ロール対による前記圧縮の結 果として,前 記スラブが前記ロール間を前記通過する方向に対し概して直角に伸長するステッ プと, d)前記ロール対の各々の少なくとも一方のロールを増分ごとに移動させて前 記第1のロール対間の第1の間隔を低減させ,かつ前記第2のロール対間の第2 の間隔を低減させるステップと, e)前記スラブを前記第1および第2のロール対間で同時に圧縮して前記中間 厚さtnおよび前記中間幅dnを増分ずつさらに低減させるステップと, f)前記中間厚さtnが前記広幅フランジ付製品の前記所定寸法のウェブ厚さ twに等しくなるまで,および同時に前記中間幅dnが前記広幅フランジ付製品の 前記所定寸法の深さdに等しくなるまでステップ(d)および(e)を反復する ステップと, を含む広幅フランジ付製品をスラブから製造する方法。 24.g)前記通過方向に対し直角に伸長する前記スラブの前記部分をエッジ 仕上ロール手段の間を通過させ,前記エッジ仕上ロール手段が前記第1のロール 手段により圧縮されない前記直角伸長部分を前記広幅フランジ付製品の所定寸法 のフランジ幅hfに対応する最終寸法に制限するために第1のロール手段に平行 に作用するように位置決めされるステップ, をさらに含む請求項23の方法。 25.前記スラブにおけるステップ(b)−(f)の前記増分変化の各々に対 し,前記ロール間隔が,Aw/Afに等しい,前記第1のロール対の間に位置決め された前記スラブの第1の断面積と,前記第2のロール対の間に位置決めされた 断面積から前記第1の断面積を除いた前記スラブの第2の断面積との比を提供す る請求項23の方法。 26.前記スラブにおけるステップ(b)−(g)の前記増分変化の各々に対 し,前記ロール間隔が,Aw/Afに等しい,前記第1のロール対の間に位置決め された前記スラブの第1の断面積と,前記第2のロール対の間に位置決めされた 断面積から前記第1の断面 積を除いた前記スラブの第2の断面積との比を提供する請求項24の方法。 27.ステップ(a)の前記スラブの断面が概して矩形である請求項25の方 法。 28.ステップ(a)の前記スラブの断面が概して矩形である請求項26の方 法。 29.前記第1および第2のロール対内の前記通過方向が交互に反対方向に変 わる請求項27の方法。 30.前記第1および第2のロール対内の前記通過方向が交互に反対方向に変 わる請求項28の方法。 31.前記エッジ仕上ロール手段が,前記第1および第2のロール対の間で圧 縮される前記スラブの少なくとも最終パスの間に前記スラブに作用する請求項2 8の方法。 32.スラブの厚さおよび深さにおける前記増分ずつの低減の各々に対し単一 パスが行われる請求項23の方法。 33.ステップ(a)の前記スラブの断面が,次の式 ds=(d−2tf)[1+2(Aw/Af)-1],および ここで d=最終広幅フランジ付製品の深さ, tf=最終フランジの厚さ, tw=最終ウェブの厚さ,および Aw=(d−2tf)(tw) Af=hftf により計算される請求項23の方法。 34.前記水平ロール対に対する設定点が選択された後,前記垂直ロール対に 対する対応設定点が各ステップnにおいてtwn(d−2tf)に等しい中間ウェブ 面積Awnを決定することにより計算され,twnは中間ウェブ厚さであり,および Awnの計算値を用いて対応中間フランジ面積をAfn=Awn(Aw/Af)-1として計算 する請求項33の方法。 35.前記水平ロールの前記設定点の各々に対する前記垂直ロー ルに対し設定点がtfn=Afn/hfnとなるように計算され,ここでtfnは中間フラ ンジ厚さおよびhfnは中間フランジ幅であり,およびAwn/AfnがAw/Afに等し く維持される請求項34の方法。 36.ウェブおよびフランジを有する広幅フランジ付製品を製造する方法にお いて, a)伸長長さ,および厚さtsおよび幅dsの断面を有する予熱スラブを提供す るステップと, b)前記スラブを,前記スラブ幅dsより小さい幅を有しかつ前記広幅フラン ジ付製品の前記フランジ間の内側距離にほぼ等しい第1の対向ロール対間を通過 させ,前記第1のロール対が前記スラブ厚さtsを中間厚さtnに圧縮するステ ップと, c)前記スラブを同時に第2の対向ロール対間を通過させ,前記第1のロール 対の回転軸が前記第2のロール対の回転軸に対し直角であり,前記第2のロール 対が前記スラブ幅dsを中間幅dnに圧縮し,前記第1のロール対により圧縮され ない領域に位置する前記スラブの部分が,前記ロール対による前記圧縮の結果と して,前記スラブが前記ロール間を前記通過する方向に対し概して直角に伸長す るステップと, d)前記ロール対の各々の少なくとも一方のロールを増分ごとに移動させて前 記第1のロール対間の第1の間隔を低減させ,かつ前記第2のロール対間の第2 の間隔を低減させるステップと, e)前記スラブを前記第1および第2のロール対間で同時に圧縮して前記中間 厚さtnおよび前記中間幅dnを増分ずつさらに低減させるステップと, を含むウェブおよびフランジを有する広幅フランジ付製品を製造する方法。 37.f)前記中間厚さtnが前記広幅フランジ付製品のウェブ厚さtwに等し くなるまで,および同時に前記中間幅dnが前記広幅フランジ付製品の深さdに 等しくなるまでステップ(d)および(e)を反復するステップ, をさらに含む請求項36の方法。 38.g)前記通過方向に対し直角に伸長する前記スラブの前記部分をエッジ 仕上ロール手段の間を通過させ,前記エッジ仕上ロール手段が前記第1のロール 手段により圧縮されない前記直角伸長部分を前記広幅フランジ付製品のフランジ 幅hfに対応する最終寸法に制限するために第1のロール手段に平行に作用する ように位置決めされるステップ, をさらに含む請求項37の方法。 39.前記スラブの断面が矩形である請求項36の方法。 40.前記スラブにおけるステップ(b)−(f)の前記増分変化の各々に対 し,前記ロール間隔が,Aw/Afに等しい,前記第1のロール対の間に位置決め された前記スラブの第1の断面積と,前記第2のロール対の間に位置決めされた 断面積から前記第1の断面積を除いた前記スラブの第2の断面積との比を提供し ,Awは前記広幅フランジ付製品のウェブ面積であり,およびAfは前記広幅フラ ンジ付製品のフランジ面積である請求項36の方法。
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