JPS5849322B2 - 直線型鋼矢板の圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直線型鋼矢板の圧延方法、特に直線型鋼矢板
を造型する中間工程に釦いて、各々単一の孔型で複数パ
スを行なうユニバーサル圧延機組による造形を行なう圧
延方法に関するものである。

而して本発明の目的とするところは高品質の直線型鋼矢
板を矩形鋼片より能率よく造形する直線型鋼矢板の圧延
方法を提供せんとするものである。

従来、直線型鋼矢板の圧延方法としては、二重あるいは
三重ロール圧延機を並列あるいは串形に配置し、これに
孔型ロールを装着して全パス孔型ロールを用いて造形す
る。

いわゆる孔型圧延法と、特公昭４７−４７７８４ｒ鋼矢
板の圧延法」の如く、造形工程の一部にユニバーサル圧
延機組を配置し、この工程にお−いては、ウエブおよび
フランジ対応部には上下水平ロールにより、１た、爪の
掌対応部には竪ロールにより直接圧下を加えるユニバー
サル圧延法などがある。

しかしながら、第１の方法である全パス孔型圧延法に釦
いては、素材に矩形鋼片を使用した場合、孔型数が著し
く増大し被圧延材の温度低下のため場合によっては圧延
不可能の事態に至るため、素材として粗形鋼片が必要と
なることや、多数の孔型数を必要とすることによる生産
性の低下、爪部造形部のロール形状はロール半径方向に
１〜３優程度の非常に小さー傾斜を有する深い溝となる
ので、ロール摩耗時の修復が困難なことによるロール原
単位の増大、あるいは、鋼矢板の爪部分が上下ロール対
の一方のロールのみに旋削された上記の形状を有する孔
型によって、厚み方向（ロール軸方向）には間接圧下の
みしか受けられないことに起因する鍛練不足、寸法変動
等の継手品質の低下等の欠点がある。

１た、第２の方法であるパスの１部にユニバーサル圧延
法をとり入れた造形法ニオイてモ、発明者はユニバーサ
ルロールニオケる被圧延材断面の各部にち−ける適正な
圧下バランスと、エッジャーロール圧延に釦ける適正な
エッジング作用を行なわないと、良好な品質の直線型鋼
矢板を製造し得ないことを知見した。

本発明は従来法におけるかかる欠点を解消し、高品質の
直線型鋼矢板を矩形鋼片より能率良く製造する圧延方法
を提供するものであり、以下図に従って詳細に説明する
。

第１図のＡ１〜Ａ１１は孔型圧延法における孔型形状と
その孔型を通過する被圧延材の断面の１例を示したもの
、第２図は前記孔型を配列した圧延機Ｒ１〜Ｒ４の配置
の１例を示したもの、第３図はパスの１部にユニバーサ
ル圧延法をとり入れた圧延機列で本発明方法を実施する
ための圧延機群の配置の１例である。

本発明方法の要部は、特許請求の範囲の記載にむいて明
らかであるが なか本発明を明らかにするために、以下
第３図〜第６図を参照して本発明方法の実施例について
説明する。

添付図面の第３図は本発明方法を実施するための圧延機
群の配置の一例を示すものであるが、図にむいて、符号
１はブレークダウン圧延機、符号２はユニバーサル圧延
機３とエッジャー圧延機４とからなるユニバーサル圧延
機組を、１た、符号５は仕上圧延機群をそれぞれ示す。

さらに、第４図は第３図に示された圧延機配列によって
実施される本発明方法の素材断面図を示し、第５図は第
４図の孔型ＡＫ６ ，Ｋ５の断面図を拡大して示したも
のである。

第３図のブレークダウン圧延機１では、本発明方法の要
部をなすユニバーサル圧延機組２へ供給するための第４
図のＫ７に示したようｉ断面形状の粗形鋼片を造形する
。

１た、第３図のユニバーサル圧延組２においては、製品
に或形するための仕上圧延機５に必要な中間製品を造形
する。

ユニバーサル圧延機絹２は、孔型を構成する上下水平ロ
ールと左右竪ロールを備えたユニバーサル圧延機３と孔
型を構成する上下水平ロールを備えたエツジャー圧延機
４とから成り、このユニバーサル圧延機糺２において、
粗形鋼片は複数パスの往複圧延によって、所定の継手部
形状を有し、かつ、ウエブ彎曲の少ない中間製品に造形
される。

すなわち、この中間或形工程において、粗形鋼片Ｋ７は
、ユニバーサル圧延機に釦いては、第５図イに示すウエ
ブ部分Ｗの厚みがＷ。

からｗ１ になり、かつ、フランジ部分ｆの厚みがｆ。

からｆ１になるように造形される。

この場合、ユニバーサル圧延機組２に釦いて、ユニバー
サル圧延機３とエッジャー圧延機４に使用する水平ロー
ルの組合せについては、第５図イ，口に示すように、ユ
ニバーサル圧延機３に釦ける水平ロール孔型巾Ｗ１１と
エッジャー圧延機４に釦けるロール孔型巾Ｗ１２、ユニ
バーサル圧延機３における水平ロール孔型巾Ｗ２１とエ
ッジャー圧延機４におけるロール孔型巾ｗ２２、ユニバ
ーサル圧延機３にｋける水平ロールの上フランジ部分の
傾斜とウェブと鉛直上方向の垂直線とのなす角度α１
（ユニバーサル圧延機３の場合にはαエツジャー圧延機
４の場合にはα２と表記する）エツジャー圧延機４に於
ける対応部の角度α２をほぼ等しくシ、エツジャー圧延
機４にむける上ロールの孔型形状は、第５図口に示した
ように、被圧延材の上フランジに接触する上ロールの上
フランジ部分の鉛直下向き戒形角度γを４０°〈γ〈１
０５°の範囲とし、上フランジ内側の傾斜とウエブ鉛直
上方向の垂直線とのなす角度α２を１５°〈α２〈３５
°の範囲とし、かつ、ユニバーサル圧延機絹２において
、ウエブ部分の厚みヲｗ。

よりｗ１ まで、１たフランジ厚みをｆ。

からｆ１ｔで造形するに際して、フランジ部分の平均圧
下率１ ｒＦ＝１−（ｆ，／ｆｏ ）一とウエブ部分の平均ｎ １ 圧下率ｒｗ＝１−（ｗ１／Ｗｏ ） （ただし、ｎ
ｎ はユニバーサル圧延機組２における造形に用いるパス回
数）の差（以下平均オーバードラフ｝Ｉ）と呼称する）
を１〜６φの範囲とすることが肝要である。

一般に形鋼の圧延に釦いては、使用する鋼片の素材断面
の数、使用可能な圧延機基数、圧延機に装着可能なるロ
ール直径、ロール胴長、使用する駆動用電動機の容量等
の制約を受ける結果、被圧延材は造形の過程において、
ロール軸方向あるいは半径方向に伸縮造形されるのが常
態である。

たとえば、ユニバーサル圧延機絹を複数組配置した圧延
設備を用いた造形にかいては、素材鋼片に近接した圧延
機組においてはこれに供給される素材鋼片に類似した形
状のロー，ＱＬ型を用い、仕上圧延機群に近接した圧延
機紹においては仕上圧延機群に用いられるロール孔型に
類似のロール孔型を用い、素材圧延機に近接した圧延機
組と仕上圧延機群に近接した圧延機組間において、被圧
延材はロール軸方向に伸縮造形されている。

しかるに、各各単一の孔型で複数パスを行なうユニバー
サル圧延機３、チーよびエツジャー圧延機４を用いて造
形を行なう場合にむいては、ユニバーサル圧延機３で造
形された被圧延材はエツジャー圧延機４に供給する素材
となり、逆にエツジャー圧延機４で造形された被圧延材
はその１１ユニバーサル圧延機３に供給する素材となる
ため、上例の如き伸縮造形を行なうことは全く不可能で
あり、ユニバーサル圧延機３とエツジング圧延機４間に
むいて造形をスムーズに行なうためには、第５図にち・
いて、ユニバーサルロール孔型巾ｗｌ １−とエツジャ
ーロール孔型巾ｗ１２；ｓ ユニハーサルロール孔型巾
Ｗ２１とエッジャーロール孔型巾Ｗ２２、上フランジ部
分の傾斜とウエフ゛鉛直上方向の垂直線とのなす角度α
，，α２をそれぞれほぼ等しくすることカ不可欠ノ要件
トナル。

Ｗ１ １ −ｔ’ＷＩ ＺＸＷ２ １＋Ｖ２２、α１＋
α２等の場合にはユニバーサル圧延機３とエツジャー圧
延機４間における被圧延材の授受が全く困難となり、造
形の遂行はできない。

上述の事項と全く同じ事情によりエツジャー圧延機４に
ち・ける孔型形状は唯一の選定できる訳であるが、発明
者は幾多の実験の結果上ロールの上フランジ部分の鉛直
下向き成形角度γを４０°〈γ〈１０５°の範囲とし、
上フランジ内側の傾斜とウエブと鉛直上方向の垂直線と
のなす角度αが１５°〈α〈３５°の範囲とするのが造
形上最も良い条件であることを知見した。

この場合、γ〈４０°の状態においては、ユニバーサル
圧延機組に釦ける初期パスの造形において被圧延材のフ
ランジ上端部はロールに接触せず事実上鍛練されず寸法
変動、疵の原因となる他、上フランジは造形されずにウ
エブとの接合部を下方に押し下げるだけとなり、次のユ
ニバーサル圧延機３における圧延において、フランジ巾
が過大となる。

１た、γ〉１０５°あるいはα〈１５°の場合には第５
図口に示すＰ方向への力が弱く々り、上フランジ上端は
外側（図の右側）に彎曲変形するのみで、所期の造形は
不可能である。

１た、α〉３５°の場合には、上フランジ部の形状が仕
上圧延機群の最初の圧延機に使用するロール孔型形状と
は大巾に異なったものになるので、事実上仕上圧延機群
５に供給する適正な中間製品を得ることはできなくなる
。

さらに、第６図は、平均オーバードラフトの値百に対す
るユニバーサル圧延機組２に供給される被圧延材の全フ
ランジ巾Ｆ。

とユニバーサル圧延機組２における造形を終了し仕上圧
延機群５に供給される被圧延材の全フランジ巾ＦｉＯ比
Ｆの関係を求めた実測結果である。

Ｄ＜１優の場合にはユニバーサル圧延機組２にむけるフ
ランジ巾の増大はほとんどなく、ユニバーサル圧延機組
２に供給する被圧延材のフランジ巾Ｆ。

が通常の大きさの場合には、ユニバーサル圧延機組２に
むける造形後のフランジ巾Ｆｉは過小となり仕上圧延機
群５においてどのような造形を行なっても適正な形状の
製品を得ることは不可能である。

また、仕上圧延機群５に対して適正な形状の中間製品を
得ようとしてユニバーサル圧延機組２に供給する被圧延
材のフランジ巾Ｆ。

を大きくした場合にはＦ。

の値は非現実的に大きくなり、矩形鋼片よりユニバーサ
ル圧延機組２に供給する被圧延材を造形することが事実
上不可能となる。

逆に、Ｄ〉６φの場合には、ユニバーサル圧延機組２に
おけるフランジ巾の増大は異常に大きく、ユニバーサル
圧延機組２に供給する被圧延材のフランジ巾が通常の大
きさの場合には、ユニバーサル圧延機組２における造形
後のフランジ巾Ｆｉは過大となり、この場合にも、仕上
圧延機群５においてどのような造形を行なっても適正な
形状の製品を得ることはできない。

１た、仕上圧延機群５に対して適正な形状の中間製品を
得ようとしてユニバーサル圧延機組２に供給する被圧延
材のフランジ巾Ｆ。

を小さくした場合には、ユニバーサル圧延機組２におけ
る初期パスにむいてエツジャー圧延機４による造形がで
きずユニバーサル圧延機糺２にち・ける造形後の中間製
品の形状が不安定となり製品品質が損なわれる。

本発明の直線鋼矢板の圧延方法に釦いて、特許請求の範
囲に記載の限定諸条件を逸脱する場合に如何なる圧延事
象が現われるかについて以下具体的に説明する。

１ず前記したウエブ巾に関し第８図イ乃至二にＷｌｌと
Ｗ１２およびＷ２１とＷ２２の甚だし〈異なる場合の例
を示す。

同図のイは被圧延材がユニバーサル圧延機ＵＭよりエツ
ジャー圧延機ＫＭに向って圧延される場合に、ＵＭロー
ル巾がＥＭロール巾に対して甚だ大きい場合であり、同
図口は逆に、ＵＭロール巾がＦＭロール巾に対して過小
な場合である。

１た、同図ハは、被圧延材がＥＭよりＵＭに向って圧延
される場合に、ＵＭロール巾がＥＭロール巾に対して過
小な場合であり、同図二は逆に、ＵＭロール巾がＥＭロ
ール巾に対して過犬な場合である。

第８図イに耘いて、鎖線で示す被圧延材がＥＭに到達し
た場合、ロールと被圧延材はａ，ａ′，ｂ，ｂ′のみで
接触を始める（ただし、ａ′，ｂ′は、直線Ｃに関して
それぞれａ，ｂに対称な点であり、本図には図示されて
いない。

第９図イおよび口、第１０図イ釦よび口についても同じ
表記法とする）。

この時点においては、同図イで明らかなように、被圧延
材の他の部分はロールとは全く接触して耘らず、ａ，ａ
’，ｂ，ｂ’の４点のみで支えられこれ以外の部分は自
由に変形し得る状態にあって、ａ，ａ’，ｂ，ｂ’点か
らのみ成形作用を受けるので、予期せざる変形を生じ得
る非常に不安定な状態にある。

ａ，ｂ付近の矢印は最も一般的に生じる被圧・延材の変
形方向を示す。

その結果、被圧延材には図示したよ５−／ｚ折込みを生
じ、販売品とすべき製品は得られなくなる。

第８図の口乃至二についても記号の意味は全く同じであ
るが、なお若干の補足説明をすると、同図口に釦ける鎖
線の矢印の意味はこの方向への変形の機会の多いことを
示す。

１た、同図ハにおいては上記欠陥の他にフランジ部分の
長さの過大、上下のアンバランスなどの欠陥が付帯的に
発生し同図二にお・いては、フランジ長さの過小を誘発
している。

な督、前記したように、Ｗ１ １ ，１１ ２等の条件
は、特許請求範囲の記載中のその他の限定条件と関連す
る条件であり、上記欠陥を防止するための条件として、
例えば、Ｗ１１＝Ｗ１２±２等のようには規定できない
。

第９図イち−よび口は、αおよびγの限界値を示す図で
ある。

同図イはαが最小でγが最犬の場合の図であり、口は、
αが最大でγが最小の場合の図である。

第９図イにむいて、直線ａは、α＝１５°γ＝１０５°
の条件で構威される直線であり、この直線はロール軸線
と平行な水平線となる。

したがって、被圧延材該当部を下方（内側）に押し下げ
る変形力を得るためには、γ＝１０５°が限度であり、
γ〉１０５°となる直線ｂ等では戒形作用ができない。

筐た第９図口において、直線ａは、α＝３５°、γ二４
０°の条件で構成される直接であるが、この直線はロー
ル軸線に対して直角な垂直線ｂとわずか５°の角度をな
すのみであり、３５°≦γ〈４００とすることは、ロー
ノ蛸１１旋上も圧延遂行上も実用上無理がある。

１た、γ〈３５°とすることは実用上全く不可能である
。

なお、αの範囲を変更すれば、γのとり得る範囲も変更
し得るが、αの範囲を変更した場合には、本文に記載し
た如き欠陥を生じる。

第１０図イはオーバードラフトＤが過犬な場合、同図口
はオーバードラフトＤが過小な場合の例の１つである。

オーバードラフ｝Ｄ＞６％の場合には、７ランジ部分は
次第に長さが大きくなり、ついには同図イに示す如く、
フランジ先端部が上下左右方向に波打つようになり、圧
延続行が不可能になる。

またオーバードラフトＤ＜１％の場合には、１ず、フラ
ンジ部分の長さの不足を生じ、ついには同図口に示した
ように、ウエブ部分が上下に波打ちを生じ、圧延の続行
が不可能となる。

なお、ＵＭ圧延法は、オーバードラ，フ｝Ｄの加減によ
り、７ランジ部分の長さの調節を行なうところに特徴の
１つがあるが、ＵＭｍに供給する素材寸法との整合が必
要であり オーバードラフトＤによるフランジ部分の長
さの過度の調節は、前記したように圧延上の不都合を生
じる。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、素材に矩
形鋼片を使用した場合においても、通常用いられる形鋼
圧延設備を用いて、容易に能率良く直線型鋼矢板を製造
することが可能である。

なお、本発明を実施するに際しては、第７図に示すよう
な圧延機配置を使用しても、本発明の技術的範囲を逸脱
することなく実施可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の孔型圧延法に於ける孔型形状とその
孔型を通過する被圧延材の断面を示した図、第２図は第
１図の孔型を配列した圧延機配置の一例を示した図、第
３図は造形工程の一部にユニバーサル圧延法をとり入れ
、本発明方法を実施するための圧延機配置例を示した図
、第４図は第３図に示した圧延機配列によって実施され
る本発明方法の断面図を示した図、第５図イ釦よび口は
それぞれ第４図の孔型ＡＫ５，Ｋ６の断面図を拡大して
示した図、第６図はユニバーサル圧延機組２に釦ける平
均オーバードラフトＤと７ランジ全中の関係を示した図
、第７図は本発明方法を実施するに際して用いることが
できる圧延機配列を示す図。 第８図イ乃至二、第９図イ，口督よび第１０図イ，口は
本発明による限定諸条件を逸脱する場合に現われる圧延
事象の説明図である。 １・・・ブレークダウン圧延機、２・・・ユニバーサル
圧延機組、３・・・ユニバーサル圧延機、４・・・エツ
ジャー圧延機、５・・・仕上圧延機群、Ｋ１〜Ｋ９・・
・ロール孔型ＪＥ．， ｆ・・・被圧延材のフランジ部
、Ｗ・・・被圧延材のウエブ部、Ｗ１１、Ｗ２１・・・
ユニバーサル圧延機３のロール孔型巾、Ｗ２１，Ｗ２２
・・・エツジャー圧延機４のロール孔型巾、α１ ，α
２・・・ユニバーサル圧延機３釦よびエツジャー圧延機
４にむける上フランジ内側傾斜とウエブと鉛直上方向の
垂直線との成す角度、γ・・・エッジャー圧延機４にか
ける被圧延材の上フランジに接触する上ロールの上フラ
ンジ部分の鉛直下向き成形角度、Ｄ・・乎均オーバード
ラフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各々単一の孔型で複数パスを行なうユニバーサル圧
   延機およびエツジャー圧延機を用いて直線型鋼矢板を造
   形する中間圧延工程において、ユニバーサル圧延機とエ
   ツジャー圧延機においては、造形用孔型巾をほぼ等しく
   すると共に、上フランジ内側部分の傾斜とウエブ鉛直上
   方向の垂直線とのなす角度をほぼ等しくし、１た、エッ
   ジャー圧延機にち・いては、被圧延材の上フランジに接
   触する上ロールの上フランジ部分の鉛直下向き成形角度
   を４０〜１０５度の範囲とすると共に、上フランジ内側
   の傾斜とウエブと鉛直上方向の垂直線とのなす角度を１
   ５〜３５度の範囲とする上ロール形状を有するロール組
   を用い、さらにユニバーサル圧延においては、（フラン
   ジ乎均圧下率）−（ウエブ平均圧下率）を１〜６φの範
   囲で圧延することを特徴とする直線型鋼矢板の圧延方法
   。