JPS6044101A - Ｕ形鋼矢板の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 不発明はＵ形−矢板の圧延方法に係り、詳しくは同一孔
型中を被淑回往俵さぜるに除しワエブとフランジの延伸
釣合を保つことを可能とする孔型の構成方法に関する。

（従来技術） 旧来、Ｕ型ｔｔｉｌ矢板は、一般にロールカ＋）／ニー
を有する上・下水乎口〜ルからなる二重式あるいは三重
式圧延機を数基用いて製造されてきたが、生産性、歩留
りおよびロール原単位なとに問題が多いという欠点があ
った。

その後、特公昭４７−４７７８４公報に詳述されている
鋼矢板の圧延方法、即ち品質のすぐれた鋼矢板の経済的
な圧延法として、コーニノζ−サルミルあるいはユニバ
ーザルミルとエソンイングミルの対を用いたいわゆるユ
ニ／ミーサル圧延法を鋼矢板の圧延に適用し、ｍＪ述の
欠点を大幅に改善する製造法も採用されている。

このユニバーザル圧処法を、Ｕ形押う矢板の製造に適用
した具体例を第１図、メも２図および第３図に示す。第
１図は、具体実施１ｔ７１ｉ＋／）　Ｉ６図であり、形
−〇中の主力品裡であるＨ形鋼を圧夕庄づ−るためのユ
ニバーサルミル（Ｈ形粛１１す以夕１の形鋼製造時には
２蔦式圧タル係として１父用呵１ｊヒ）を備えた形鋼製
造設備としての一般的な工程への適用例を示す、第２図
および第３図の粗圧延工程に、また第２図の中間工程の
ユニバーサルミルＵとエツジヤ−ミルＥの対において、
同一カリバー内を数置（り返して圧延造形が行われる。

第２図、第３図に示すごと（、Ｕ形鋼矢板の最終製品を
うるために、各圧延機Ｂ、Ｄ（粗圧延工程）、Ｍｌおよ
びＵ−Ｅ　（中間圧延工程ン、の谷ロール胴長内に、必
要なロール孔型が配置され、谷圧延板毎にパス回数（通
過回数）が分配される。各圧延機のロールに対づ−る孔
型数はロール胴長の制約内で配置され、かつ１孔型の１
パス当たりの延伸（又は−断面縮少率）は、形状造形性
、圧延ｈ゛要動力及び圧延付属、ロール強度等を考照し
た値に設定され、使用素祠の断面を所要の製品断面迄縮
少するに必俊な全延伸（又は全断面縮少率）によって、
全パス回数が決定される。

Ｕ形鋼矢板の場合、その製品ｉ゛ｅ１間は第４図（イ）
、（ロ）に示１−ごとく、軸心Ｙ−Ｙに対し左右におい
て対称形であるが、軸心Ｘ−Ｘに対し」＝下非対称で、
かつフランジｆに複雑な＋１．ｕｉ手部Ｇを有している
。さらに周知のごとく、製品の断面効率（断面係数／断
ハＪ）積／単位幅当たり）を高めるより経済的な形状が
要求されるため、ウェブＷの厚みｔｗに対し、フランジ
ｆの厚みｔｆは−ｊく、かつ製品幅Ｗは通常４００　ｒ
ｍπ以上の広い幅を刹する。

このためＵ形鋼矢板を圧延によって製造づ−るに隙して
は、ロール設計技術や圧延検尿技術■で、細心の留意を
必要と１−る。しがるにＵ聖地矢板をより経済的に効率
良く製造するためには、■使用する累羽に製造コスト上
耳之も有利な連続鋳造銅片を使用し、かつ少量ψ品種の
ブ１りｔｉ４１］に１更用１−る鋳片（づ１、そのぎシ
Ｊ片ザイズ即ち製沖・」工４′１′のモールドサイズの
集約乞考１．ばしたｈＪｉ面寸／１：、を］ｊ？用する
。

■良好な歩留を得るために、設術呆１Ｎ二のなかで最大
限の埋び、長さを確保しかつ良品質の製品を得る。

■能率を最大限に発揮させるために、各スタンドのパス
回数に不釣合がなく適正に分配されている。

■被圧延材の温ｉＮ下とロールの消耗が少なく、かつ安
定した圧延作業を可能と１−る適正なパス回数と、延伸
の配分が行われている。

等を満足させる必要がある。そのためには圧延設備の制
約条件即ち圧延機台数、谷圧延似の配列とロールの胴長
、谷圧延機における許容圧延４６１重や許谷剣力および
ロール強反限昇などがら、圧延のために必要な孔型数と
パス回数を決定するに際し、同一孔型内での多パス（往
復）圧延の必要性が生じる。

同一孔型内を複数回往復させて圧延する方法は、周知の
ごとく分塊圧延工程、あるいは第２図、第３図の粗圧延
工程ＣＢ、Ｄ）に示″？１″具体例の゛ように、粗造形
孔型において採用されている。

この場合圧延材の圧延製置が高く、かつまた孔・型断面
が太き（単純な形状であることがら、ロール孔型内にお
いて圧延材のメタルフロー（塑件流動）が容易であるこ
と、さらには圧延された拐料の熱間断面・寸法に変動が
μりっても、後工程即ち中間圧延工程〜仕上圧延工程で
完全に修正され、最終製品の品質（形状・寸法・疵など
）に問題を生じることがない。

Ｕ形鋼矢板の場合、仕上圧延工程は、継手郡Ｇを形成す
るための曲げ変形を主体にした歪形と造形を目的として
いるために、同一孔型内の複数回往復圧延は不可能で、
１孔型１・ξスとなる。

そこでＵ形鋼矢板の圧延に際し、使用素材断面の集約化
、および歩留・能率の向上、さらには大きな圧延負荷（
圧延イ’＋！ｒ正・圧延動カンを」νする広幅鏑矢板の
製造なｐＪ能と１−ろ方策として、限られた圧延様台数
において、各圧処懺に対する適正な孔型数とパス回・奴
の配分、および適正な負荷配分のために、租圧蛾工４〕
）のみでな（、中間圧延工程において、同一孔型内を複
数回往復させ圧延する方法の採用が必要となる。

Ｕ形鋼矢板を圧延するに際し、中間圧延工程において同
一孔型内を複数回往復させる場合、粗圧延工程の孔型断
面に比較し、その孔型断面は製品形状に近い断面配分と
、肉厚の減少が行われた形状で構成されるとともに、圧
延材の製置も低下するため、ロール孔型内において圧延
材のメタルフロー（塑性流動）が困繻であり、さらに圧
延された材料の熱間断面寸法に、もし変動が発生した場
合、後工程（仕上圧延工程）で修正されず最終製品の品
質（形状・寸法・疵など）不良を惹起する。

即ち中間圧タ止工程の孔型形状は、泥４図（イ）、（ロ
）に示した製品断面に対応して、第５１図（イノ、（ロ
）にその例（右半分は省略図示）を示すごとく、上・丁
卯対称断面でかつ斜線部で示したウェブＷと、フランジ
ｆの断面積は全体断面積の８０係以上を占めており、同
一ロール孔型内で複数回往復通過させ圧延する場合、こ
のウェブＷとフランジｆの延伸釣合いが保たれねばなら
ない。

図中１０．下水平ロール、１１．下水平ロール、１２、
竪ロールを示す。

しかし、第５図に示すごとき中間圧延工程における複雑
な非対称形状の孔型内を、複数回往復させ圧延する場合
、板圧延材のウェブとフランジ間において、適正な延伸
の釣合い条件を充分満足させることが困難であることか
ら圧延状態か不安定（圧延材の曲りや波打ち）となり、
継手部Ｇの寸法変動や作業率の低下、さらには変形エネ
ルギーロスにもとづく清貧動力が種火するなどの入点が
あった。

（発明の目的） 本発明は上記した欠点をｄｊ　！するためにブヱされた
もので、合理的造形作用によって、女定した圧延作業で
高品質（形状・寸法および疵）のＵ形鋼矢板を経済的に
製造１−る方法を提供するものである。

（発明の構成・作用） 即ち本発明は、主に中ｆ’ｉｌ圧延造形段階にて、・々
ス毎にロール圧下可変の用逆式圧延伝・、２Ｍ式圧延機
或はユニバーサル圧廷嵌）を、１かまたは複数台組合せ
て使用し、フランジ延伸とウェブ延伸が釣合う適正な条
件を具備した孔型を構成せしめ、圧延材を同一ロール孔
型内で複数回往復通過させ圧延を行なうことを特徴とす
る。

以下図面に従って本発明の方法について説明する。

第６図は、第１図に示す圧延工程において、当該方法が
実施される場合で、継手部の爪が２本で構成されるＵ形
銅矢板の圧延状態を示し、第７図および第８図は、同様
にして継手部の爪か１本で構成されるＵ形鋼矢板の圧延
状態を示す。

第１図に示１−粗圧延工程のＢＤミルにおいては、従来
方法と同じく、第６図に示づ一ロール孔Ｗ　（Ｋａｌ−
８、Ｋａｌ−９、Ｋａｌ−１０）および第７図と第８図
に示すロール孔型（Ｋａｌ−９、Ｋａｌ−１０、Ｋａｌ
−１１）が配置され、前工徨から送られて米だブルーム
葉材ｍを粗圧延造形し、次の中間圧延工程に移送する。

引き続き第１図に示す中間圧延第１工程のＭ１ミルにお
いては、第６図に示すロール孔型（Ｋａｌ−７、Ｋａｌ
−６）および第７図と第８図に示すロール孔型（Ｋａｌ
−８、Ｋａｌ−７、Ｋａｌ−６）が配置され、粗圧延工
程から送られて米た板圧延材の中間圧延造形（前段）を
行なう。この工程において、第６図の中に（イ）で示し
たＫｐｌ−７か本発明方法の適用ロール孔型配置例であ
る。

次いで第１図に示１−中間圧延第２工程のＵ−Ｅミルに
おいて、第６図、第７図およｕ−扼ｓ図にそれぞれ（ロ
）、（ハ）およびに）で示したロール孔型（Ｋａ　１−
５、Ｋａｌ−４）も本発明方法の適用ロール孔型配置例
であり、中間圧処第１工程で層形された被圧延材の中間
圧延造形（後段）を行なう。

最後に第１図に示す仕七圧姑工程の１・１又はＦｌ、Ｆ
２、Ｆ３ミルにおいて、従来方法と同じ（、第６図、第
７図および第８図に示すロール孔型（Ｋａｌ−３、Ｋａ
　１−２、ｆ（ａｌ−１）によって１士上は圧延造形が
行われ、Ｕ形鋼矢板のオｊ々ｌトｉｊ　ｆｒＪｔ、品と
して完成した形状・寸法となる。

上記のなかでＵ形銅矢板の中間圧延］−程において、パ
ス毎にロール圧下可変の可逆式圧延機Ｍ１、またはＵ−
Ｅの２台を組合せて使用するに際し、本発明方法になる
適用ロール孔型例を示したが、本発明の目的はもともと
被圧延材を同一ロール孔型内にて複数回往仮通材し、か
つ通材毎に圧下を加えるに際し、ウェブとフランジの延
伸が釣合う適正な条件を具備することを可能とするロー
ル孔型の構成方法であり、第９図を用いて詳細に説明す
るっ 第９図はＵ形銅矢做の中間圧延工程において、既述した
本発明が適用されるロール孔型（イ）、（ロ）、（ハ）
およびに）の各ロール孔型の全曲面積のうち、８０％以
上の断面積を占有するウェブＷとフランジｆの孔型構成
部分（右半分は省略図示）を模式図として示したもので
、本発明の基本原理を具体的に説明するためのものであ
る。

第９図中に、本発明になるロール孔型構成の方法を算出
するために必要な数１１Ｍを記号で示し、まずその定義
と他の算定未杆設定のための記号の定義を説明する。

λＷ　ウェブの厚み延伸 λｆ、フランジの厚み延伸 Ｂｗ　ウェブの中心幅 Ｂｆｌ　、　Ｓｆ２　フランジの中心幅Ｓｗ、ウェブの
断面積 Ｓｆ、フランジの断面積 ｔｗ、ウェブの厚み ｔｆ　フランジのｊ卓み（フランジ厚みか幅方向に変化
する場＠はフラ ッジ中心１１昂の中央部の ）￥み） Δｔｗ：同一孔型内往伎圧延−のウェブ厚み方向圧下量 Δｔｆ、同一孔型内往仮圧延時のフランジ厚み方向圧下
量 ｃ−ｃ：ロール孔型の垂直中心線 ｘ−ｘ：ロール軸心に平行な水半緋 ｙ−ｙ：ロール軸心に対づ−る垂直縁 θＷ：ウエブ中尼−＞がと水半危りにＸのな丁角反θｆ
：フランジ中心線と垂１１１ｕ崖ｙ３’のなす角度θ：
ウエプ中心線とフランジ中心線のなす角度Ｈ１同一孔型
内往復圧延時の垂直方向ロール変位量 α・：フランジとウェブの延伸比率、フランジとウェブ
の厚み比ｔｆ／　ｔｗ　、断面積比Ｓｆ／Ｓｗ、幅比（
Ｓｆ／ｌｆ）／（Ｓｗ／１ｗ）によって決まる定数で、
０９６〜１．０８の範囲フランジおよびウェブの延伸は ウェブとフラッジの延伸が釣合う条件はλｆ−α・λＷ
　・・・・　・・・・（３）ｆｉｌ、（２）および（３
）式より したがって、まずウェブの延伸を吠定し、Δｔｗの１直
を設定すると、フランジの圧下量Δｔｆは次式の値とな
る。

ここで、ウェブの圧下量Δｔｗと、ウェブの中心称がロ
ール軸心に平行な水Ｘ′ｆ−敵ｘ−ｘのなす傾き角θｗ
０′）関係から、垂直方向ロール変位量１１が定まる。

同様にフランジの圧下量Δｔｆと、フランジの中心線が
ロール軸心に対する垂直腺ｙ、　−ｙのなづ−傾き角θ
ｆの関係から、垂直方向ロール袈位量Ｈが定まる。即ち Ｈ−ΔｔＷ／ＣＯ５θＷ Ｈ＝Δｔ　ｆ　／ｓｉｎθｆ この垂直方向ロール変位社Ｈの値は、同一ロール内に構
成された孔型内におけるすべての部分で、当然同じ値と
なる。したがって次の関係式が成り立つ。

（４）式と（５）式より （６）式の右辺の各記号の値は、ロール孔型設計時に定
めることができる既知の数値であり定数となる。

又ウェブとフランジのな１−角θも、ロール孔型設計時
に当該適用孔型の前・彼の孔型形状との関係から定めら
れる数値であり、θＷとθｆの関係は次式の如くなる。

θｆ−θｗ＋（θ−９０°）　・　・　・・（８）（６
）、（７）および（８）式より 以上の如き（７）、（８）および（９）式によって、類
１１１ｊ学的に本発明の目的とづ−るウェブとフランジ
の延伸が釣合う条件を具備したロール孔型の基本構成が
決定される。

実施例 本発明を実圧延工程に適用し、本発明の目的を確かめえ
た実例として、第７図−θのＫａ　１−５相当部分のロ
ール孔型において、ウェブとフランジの延伸釣合を保つ
ロール孔型の基本）ｌ’ｒ’ｊ成決定方法の具体例を示
す。

同一孔型内において、３回往仮圧延を行なうＫａ　１−
５の３パス目のウェブ゛４ｔｗ、フランジＩ’１−ｔｆ
、ウェブとフランジのなす角１ｙ）θ、およびフランジ
とウェブの延伸比率αの谷値は、製造１−る成品の断面
・寸法にもとづき、まず仕上圧延工程のＫａ　ｌ−１を
設計し、順次適正なウェブとフランジおよび継手部の延
伸と、そのバランス、積形のための曲げ加工を考慮して
Ｋａ　１−２、Ｋａｌ−３、Ｋａ　１．−４の順に設計
されたのち決定される。

該実施例の場合、Ｋａｌ−５の３パス目のｄ−ル孔１ｉ
１構成決定に必安な初期設定数値は、ｔｗ−１８、Ｏｍ
ｍ、　ｔｆ−１１，１ｎｒｍ、θ二８８°、α＝１０２
であった。

次にＫａ　ｌ−１〜Ｋａ　ｌ−４までを設計した手ｊ−
と同じく、まずＫａｌ−５の３／ξス目に対づ−ろウェ
ブ゛の圧下量Δｔｗの値（Ｋａｌ−５の２）ξス目のウ
ェブ厚と３パス目のウェブ厚との差）が最初に決定され
る。この場合ウェブの圧下量の値は、負荷（圧延圧力、
圧延動力、およびロール強度等）を考慮し、かつ全孔型
適材時の全・ξスに対する負荷配分のなかで適正な値が
決定される。該実施例の場合 ：う７ Δｔｗ＝３．７韮　（λＷ二１−１−−−−１．２０６
）ここで（７）式より （９）式より θＷ”３５．９゜ （８）式より θｆ＝３５．９°＋（８８°−９０°）＝３３．９゜（
５）式より、Ｋａ　ｌ−５の２パス目から３パス目に対
するフランジの圧下量は、 このようにして、まずロール孔型の・円格として重要な
ウェブとフランジのｌセＩ成を決定したあと、他の継手
部なとの形状を構成し４＝卯づ一イ、ことによって、完
成された孔型形状となる。

（発明の効果） １以上説明したように、本発明になるＵ劇画矢板の圧延
方法として、主に中間圧延造形工程において、同一ロー
ル孔屋内にて被圧延材を複数回圧延するに際し、フラン
ジ延伸とウェブ延伸が、適正な釣合いを保つ条件を具備
したロール孔型構成方法は、少量多品種の形銅生産に使
用される素材断面の集約化、最大限の歩留りの碓・ｍｌ
と能率の向上、さらには大きな圧延負荷を要する広幅鋼
矢板の製造などのために、限られた圧延機の配置と台数
の制約のなかで、より適正なロール孔型と、パス回数の
配分および負荷配分を可能とし、Ｕ型鋼矢板を経済的に
効率良く製造する効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図および第３図は、ユニバーサル圧延法を
Ｕ形鋼矢板の製造に適用した具体例ケ示し、第１図はそ
の工程図、第２図は継手部の爪が２本で構成されるＵ形
鋼矢板の谷ロール孔型例をパススケジュール説明図、第
３図は継手部の爪か１本で構成されるＵ形鋼矢板の各ロ
ール孔型例をパススケジュール説明図、第４図（イ）は
継手部の爪が２本で構成されるＵ形銅矢板の製品断面・
形状の模式図、第４図（ロ）は継手部の爪が１本で１１
ｉ）成されるＵ形Ｘ［１１・ｉ矢板の製品世ｒ面・形状
の模式図、第５図（イ）は継手部の爪が２本て構成され
るＵ形鋼矢板を製造づ−る圧延工程のうち、中間圧延工
程Ｑ、、）ロール孔型形状の模式図、第５図（ロ）は継
手部の爪が１本で構成されるＵ形鋼矢板を製造づ−る圧
延工程のうち、中間圧延工程のロール孔型形状の模式図
、第６図、第７図および第８図は本発明方法か実施適用
されろロール孔型の部位を示づ一パススケジュールの説
明図、第９図は本発明になるロール孔型の輛威力法を具
体的に説明１″るための模式図である。 （Ｋａｌ）　：ロール孔型 （Ｂ、Ｄ）　ニブレークダウンミル （ＩＶｉｌ）：中間圧延第１工程用ロール圧下１」変の
可逆式圧延機 （Ｕ）、中間圧延第２工程用ユニバーサルミルで２Ｈｉ
ミルとしても使用される圧延他ζ （Ｅ）、中間圧延錆・、２工程用エツジヤ−ミル（Ｆ）
：仕上圧延工程用圧延機 Ｗ：ウェブ　ｆ　フランジ Ｇ：継手部　ｔｗ　ウェブ厚み ｔｆ：フランジ厚み 第７回 第２図 〈イ） Ｙ ！口 （ロ） 第５１ ＄ｑ閉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧延系材を粗造形しビームブランクを形成する粗圧延工
   程、中間刃ロエ体を形成する中間圧延工程および所定の
   成品形状寸法に加工偕形する仕上圧延工程からなる形相
   の圧延工程において、土に中間圧延工程を対象に、パス
   毎にロール圧下可変の可逆式圧延・欲を、１台あるいは
   連続の袂飲台用い、フランジ延伸とウェブ延伸の釣合い
   が保たれるごとくロール孔型を構成せしめ、同一ロール
   孔型中にて被圧延月な複数回往仮圧延すること乞特徴と
   するＵ形＝、ｌＩ矢板の圧延方法。