JPS6137301A - 鉄枕木用形鋼のユニバ−サル圧延法 - 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〕 本発明は、鉄枕木用形鋼など溝型でフランジ先端に爪を
崩する形鋼のユニバーサル圧延法に関するものである。

〔従来の技術〕

一＝・殻に鉄枕木用形鋼など溝形鋼を圧延するには二重
または三重圧延機が適用される。例えば第２図に断面を
示したような鉄枕木用形鋼ｌを圧延する場合、第３図に
示されるようにブルームを第１粗圧延機４、第２粗圧延
機５のカリバＫ１４〜に５に通して鉄枕木用形鋼ｌに適
した粗形鋼片に成形し、次いで第１仕上げ圧延機６、第
２仕上げ圧延機７の各カリバ（Ｋ４〜Ｋｌ）を介して最
終的に第２図のような断面形状の鉄枕木用形鋼とするも
のである。

ところで周知の通り孔型圧延ではロール摩耗のために板
厚精度が悪く圧延歩留りが下がること、およびウェブ部
２と脚部３（第２図参照）など部位によって周速度が異
なり、かき疵の発生が避けられないなど多くの問題があ
る。

このような問題を解決するために第４図、第５図に示す
ようにユニへ−サル□圧延を一部行うことか知られてい
る。すなわち、第１粗圧延機２０゜第２粗圧延機２１の
後流にユニバーサル圧延機２２、エツジヤ−ミル２ゴを
配設し、これらを経た溝形鋼を仕−ヒ圧延機２４で仕上
圧延する。このように、圧延工程の一部を孔形ロール圧
延からユニバーサル圧延化することにより、ロール原単
位の低減、圧延における形状寸法調整の容易化などの効
果もあり、従って形状寸法精度の優れた経済的な圧延が
可能となることも周知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら鉄枕木用形鋼１をユニバーサル圧延化する
ためには以下の問題点を解決しなければならない。

まず第１の問題はユニバーサル圧延におけるロール開孔
部に発生する噛出しの処置である。ユニバーサルミルは
その構造上孔型圧延とは異なり４木のロールを組合わせ
るために４箇所の開孔部が不可欠である。この開孔部を
例えば形銅の脚部先端と肩部とに設けた場合は、開孔部
となる脚部先端部と肩部とに噛出しが発生する。

この噛出しの処置について平行フランジ溝形鋼において
は数多くの改善が提案されている。（例えば特公昭５３
−２６５８７、特公昭５３−４２し、かじながら、鉄枕
木用形ｆｉｌはウェブ２、肩部２ａ、脚部３から成り、
脚部３の先端部に爪３ａを有すること、および肩部２ａ
に傾斜部があるなど、平行フランジ溝形鋼とは形状が異
なるために上記技術を適用することはできず、この点に
ついて全く新しい方法を開発しなければならない。

次に第２の問題は爪３ａの成形方法である。鉄枕木用溝
形鋼ｌは第２図に示すごとく脚部３の先端に爪３ａが付
いているのが特徴である。

第４図、第５図の圧延の場合、第３図の孔型圧延におけ
る中間仕上げ圧延であるに４．に３゜Ｋ２に相当する圧
延をユニバーサル圧延化することになるが、孔型圧延に
おいては中間仕上げ圧延に５以降Ｋｌまでの爪成形は第
１０図に示すように、爪部肉量を圧下率に応じて変え、
ざらに開孔部を順次変えた孔型圧延により成形する。し
かしユニバ−サルミルでリバース圧延する場合は、その
パス毎に爪部のロール形状を変えることができないため
第１０図のような従来の爪成形方法が適用できない。

本発明は、以上の問題点についての詳細な検討と実機に
よる試圧延を繰返し実施した結果、特殊なユニバーサル
圧延機を使用することなく、公知のＨ形鋼の圧延に用い
られるユニバーサル圧延機群を用いて、ユニバーサル圧
延効果を発揮しつつ寸法精度の優れた鉄枕木用形鋼など
を効果的に圧延する方法を確立した。本発明はこのよう
な方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、脚部先端に爪を有す
る鉄枕木用形鋼をユニバーサルミルを用いて圧延する方
法において、ユニバーサル圧延前の粗形形鋼を、製品の
爪部となる脚部先端にふくらみを付与すると共にユニバ
ーサル圧延においてウェブより脚部の圧下率が大きくと
れる形状とすることを特徴とする鉄枕木用形鋼の二二／
ヘーサル圧延法である。

さらに、本発明はこのような鉄枕木用形鋼のユニバーサ
ル圧延法において、ユニバ−サルミルでは、ロール開孔
部を鉄枕木用形鋼の脚部先端部と脚部外側面上端部上方
に位置させ、かつ竪ロールの形状を、上方開孔部の形鋼
の噛出しが横外側に突出しないように脚部外側面との当
接面を上方に延長した形状としたユニバーサルミルで、
前記形鋼のウェブおよび脚部と爪側面とを成形し、次い
で、下ロール周面に凹溝を有し、上下ロールで孔形を形
成したエツジヤ−ミルで、前記形鋼の噛出し部と爪先端
部とを成形することを特徴とする。

以下、本発明方法について詳細に説明する。

第４図の圧延装置列と、第５図の工程図に示すように圧
延材はまず第１、ｆｆ５２の粗圧延機２０．２１で孔型
圧延法により多数のカリバ（Ｋ１４〜に５）を介して溝
形鋼に適した形状に粗圧延成形する。次いで粗圧延され
た材料すなわち中間粗形形鋼は次のユニバーサル圧延４
．ｆｆ２２に供給され、ここでユニバーサル圧延される
。ユニバーサル圧延ａ２２は上下水平ロール２５．２６
と竪ロール２７．２８から構成され、上下水平ロールは
主としてウェブ部を圧延し、左右竪ロールは主として脚
部を圧延する。次に、ユニバーサル圧延機を経た圧延材
すなわち粗形形鋼はエツジヤ−ミル２３に供給され、ユ
ニバーサルミルで成形できなかったユニバーサルミルの
ロール開孔部Ｐ’、Ｑに対応する部分の圧延を行う。

形鋼はユニバーサル圧延機２２および工・ンジャーミル
２３で２〜６パスリバース圧延され、最後に仕上げ圧延
機２４にて仕上げ整形圧延され、圧延を完了する。

以上の如くユニバーサル圧延の実施に当って前述した噛
出し処置の問題と低成形の問題についてその解決法のポ
イントは・ ■　ユニバーサル圧延前の中間粗形形鋼の形状を適側に
成形することにあり、 さらに、適切に成形された中間粗形形鋼をその後流にお
いて、 ■　ユニバーサルミルにおける開孔部位置と、ロール形
状と、これによる圧延 ４）　エツジヤ−ロールによる圧延 の相互関係に考慮を払って圧延する圧延法にある。

以下これらについて詳しく述べるが、まずユニバーサル
ミルの開孔部の位置について説明する。ユニバーサルミ
ルの開孔部は、一方は脚部先端部に設け、他方は、第６
図（ａ）に示す形鋼の脚部３と肩部２ａの接合部分外隅
部にそれ等のなす角度の２等分線上に配設する形状、ま
たは第６図（ｂ）に示すように肩部２ａの脚部３寄りの
位置とする形状等が考えられる。

次の（１）式で計算したウェブの圧下率Ａと（２）式で
計算した開孔部板厚引下がり率Ｂとの関係を実機試験の
結果により示すと第７図の如くである。つまり開孔部は
ウェブ圧下部分の約展しか引き下がらないため開孔部に
おいて形鋼に段付きすなわち噛出しが生ずる。

Ａ＝　（ＴＷｏ　　ＴＷｔ　）／ＴＷ。

Ｘ１００　　　・・・（１） Ｂ　＝　（Ｔ　Ｓ　ｏ　　Ｔ　Ｓ　１　）　／　Ｔ　Ｓ
　ｏ−Ｘ１００　　・・：（２） ここに、 Ａ：ウェブ圧下率 ＴＷｏ　：圧延前ウェブ厚 ＴＷＩ　　：圧延後ウェブ厚 Ｂ：噛出し部用下がり束 ＴＳＯ：圧延後開孔部板厚 ＴＳｌ　：圧延後開孔部板厚 である。この噛出しの形状は開孔部位置によって形状が
異なる。

例えば、第６図（ａ）に示す開口をもつロール形状とし
た場合、噛出し部１１は第８図の如き形状となり通常の
形鋼圧延ミルに配設されている上下ロールのエツジヤ−
ミルでエツジングした場合、垂直方向だけの圧下となる
ため第９図のような折込み疵１３となる。このため、第
６図（ｂ）に示すように、噛出しが脚部外側面延長線よ
り外側に出ないように竪ロール２７の側面２７ａを十分
高くした。

噛出し部１１の成形はユニバーサルミル圧延後にエツジ
ヤ−ミル２３で行う。本発明のエツジヤ−ロールの形状
を第１図（ｂ）に示した。

エツジヤ−ロールの下ロール３２は、圧延材のクランプ
を確実に行うためにその中央部をユニバーサルミル下ロ
ール２６の形状と一致させる。

またエツジヤ−ロールの上ロール３１は、第１図（ｂ）
に示すように圧延材肩部の噛み出しを圧下する形状とす
る。ここで上ロール３１は形鋼１のウェブ２を圧下した
方がロールクランプは良くなるが、ユニバーサル圧延で
ウェブ２が厚くなった場合に噛み止まることがあるので
、これを防止するためウェブ２は上ロール３１に当らな
いようにした。

次に本発明の爪３ａの成形方法について説明する。本発
明の爪成形力法は、竪ロール２７．２８の周面に凹溝を
付は下水平ロール２６と孔型を形成したユニバーサルミ
ル２２で爪３ａの側面を成形し１周面に凹溝３３を付け
た下ロール３２と上ロール３１で孔型を形成したエツジ
ヤ−ミル２３で爪３ａ先端部を成形する。

爪側面を成形するユニバーサルミル２２の竪ロール２７
．２８周面の溝形状は、製品爪側面形状にほぼ等しくす
る。また爪３ａの先端部を成形するエツジヤ−ミル下ロ
ール３２は、その両端に爪先端部を成形する凹１ＩＩＩ
３３を設ける。この凹溝３３の形状は低下側面を成形す
るもので、次の考慮が必要である。すなわち第１１図に
ユニバーサルミルにおけるリバース圧延のパス毎のＪＴ
ｌｔＴｌ形状（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を示すように、ユニバ
ーサル圧延ではパス毎に爪部の厚みが変化する。

従って、凹溝３３の幅は初期パスの圧延材が確実に凹溝
３３の底部に入るような幅にする。こうしないと、エツ
ジヤ−ミル下ロール３２の不都合な場合の部分拡大を第
１２図に示したが、このような凹溝３３形状は形鋼の初
期パスで第１２図のような棚吊りを生じて、脚長を短く
することとなる。なお凹溝３３の底はゆるやかな円弧と
し爪先端外側コーナを成形することにより好結果が得ら
れた。

以上のように、ユニバーサルミルとエツジヤ−ミルとを
用いて爪３ａを成形する場合において重要な点は、 ■ユニバーサル圧延における爪高さの変化■ユニバーサ
ル圧延における脚長の変化である。これ等について第１
図に示したユニバーサルミル２２を用いて実機テストし
た結果、まず爪高さについて第１３図に脚部の圧下量と
爪高さの関係を示した。この図は脚部の厚さをＴ１とし
、パス回数をｉとし、Ｔ１の変化ΔＴｒｉ　を横軸にと
り、爪部の高さをＴ２としパス回数をｉとし、Ｔ２の変
化ΔＴ２ｉを縦軸にとってその関係を丞したものである
。図から明らかなように、爪高さは脚部の圧下に伴って
引下がることなく成長することが分った。しかし、その
成長量は僅かでユニバーサル圧延における爪高さの成長
は期待すべきではない。

また、脚長の変化については、下記（３）式により計算
したウェブと脚部の圧下率差（Ｃ）と、下記（４）式で
計算した脚長の伸び率（Ｄ）の関係を第１４図に示す。

（Ｃ）＝ＲＦ−ＲＷ　　　　　　　・・・（３）ＣＤ）
　−（文。−文１）７文。

Ｘｌ−００・・・（４） ここに、 〔ＣＤ　（％）：脚部とウェブの圧下率差ＲＦ（％）：
脚部の圧下率 ＲＷ（％）：ウエブの圧下率 〔Ｄ〕　（％）：脚長の伸び率 文。：圧延前の脚長 文１　：圧延後の脚長 である。

以上の研究に基づいて本発明はユニバーサル圧延前の粗
形形鋼を、製品の爪部となる脚部先端にふくらみを付し
、ユニバーサル圧延においてウェブより脚部の圧下率が
大きくとれる形状に造形することとした。これをさらに
具体的に説明すると、第１図に示す中間粗形形鋼各部の
寸法を次のようにした。

■爪高さくＨ）はユニバーサル竪ロール溝に充満する高
さとする。

（多脚長（Ｌ）は粗形形鋼脚長と等しくし、ユニバーサ
ル圧延において、脚部の圧下率をウェブの圧下率より５
％以上大きくとれる形状とする。

■肩部板厚（Ｔ）は、第７図に示した引下がり代を考慮
して粗形形鋼肩部板厚より引下がり分を厚くした。

以上詳細に説明したように、本発明はユニバーサル圧延
前の粗形形鋼を、製品の爪部となる脚部先端にふくらみ
を付与すると共にユニバーサル圧延においてウェブより
脚部の圧下率が大きくとれるような形状とすることによ
って、従来の問題点を解決することができ、さらに、こ
のような粗形形鋼をユニバーサルミルとエツジヤ−ミル
において適切に成形することによって、鉄枕木用形鋼の
ユニバーサル圧延技術が確立された。

なお、以上の説明では圧延素材はブルームとしたが、当
然のことながら本発明方法ではビームブラックを用いて
もよい。また圧延機群の配列も上記説明に限定されるも
のではない。

〔発明の効果〕

本発明方法は以上のように構成され、実ミルによる試験
圧延を繰返し行い開発した方法である。

従って、ユニバーサルミルの特徴が十分生かされている
ため次のような効果が得られる。

すなわちユニシく−サル圧延機２２のロール間隙を調整
することにより、特に脚部３の板厚調整が可能となり、
歩留りが２％向上する。またエツジヤ−ミル２３との組
合せによりロール開孔部の形状の調整が可能となる。さ
らにロール径差に基づく周速度差が少なくなり、製品表
面が改善され、ロール摩耗の均一化と減少を図ることが
でき、ロール原単位が５０％程度節減できる。また、こ
の圧延工程では、ユニバーサル圧延機２２におけるパス
リバース屋延であり、圧延後半における長くて薄い材料
を従来の孔型圧延の如く横送りする必要がなくなり、圧
延能率が従来に比し、３０％向上する。また孔型圧延方
式では、ロール摩耗、圧下調整不良などにより、爪部が
過充満になり噛出しが発生することがあったが、本発明
の方法は、爪成形過程で噛出し疵の全くない良好な爪が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施に好適に使用することがで
きるユニバーサルミルのロール孔形図および粗形形鋼の
断面図、第１図（ｂ）は本発明方法に用いるエツジヤ−
ロールの孔形拡大図、第２図は鉄枕木用形鋼の断面図、
第３図は従来の孔型圧延法の圧延工程図、第４図は本発
明を適用する圧延装置列の配列図、第５図は本発明の適
用されるユニバーサル圧延法の工程図、第６図（ａ）。 （ｂ）はユニバーサルミルの開孔部位置の例を示すロー
ル孔形図、第７図はウェブ圧下率と開孔郡部引下がり率
の関係を示すグラフ、第８図はユニバーサルミルにおけ
る開孔部のユニバーサル圧延後の噛出し形状の説明図、
第９図は、第８図の噛出しをエツジングした後の噛出し
部の形状を示す説明図、第１０図は従来の孔型圧延法に
おける爪成形法を示す工程図、第１１図はユニバーサル
圧延における脚部の圧下状態を示す輪郭図、第１２図は
エツジヤロールへの圧延材の噛込み状態を示す爪部の拡
大図、第１３図はユニバーサル圧延における脚部の圧下
量と爪高さの変化の関係を示すグ、ラフ、第１４図は同
じくユニバーサル圧延における脚部とウェブの圧下率差
に対する脚長の伸び率の関係を示すグラフである。 １・・・鉄枕木用形鋼、２・・・鉄枕木ウェブ、２ａ・
・・鉄枕木肩部、３・・・鉄枕木脚部、３ａ・・・鉄枕
木爪部、４　、２０−Ｎｏ、１粗圧延機、５　、２１　
・・・Ｎｏ、２粗圧延機、６・・・Ｎｏ、１仕上げ圧延
機、７・・・Ｎｏ、２仕上げ圧延機、ｌｌ・・・噛出し
、１３・・・折込み疵、２２・・・ユニバーサルミル、
２３・・・エツジヤ−ミル、２４・・・仕上げ圧延機、
２５・・・ユニバーサルミル上水平ロール、２６・・・
ユニバーサルミル下水平ロール、２７・・・ユニバーサ
ルミル左竪ロール、２８・・・ユニバーサルミル右竪ロ
ール、３１・・・エツジヤ−ロール上ロー）Ｉｉ、３２
・・・エツジヤ−ロール下ロール、３３・・・凹溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　脚部先端に爪を有する鉄枕木用形鋼をユニバーサル
   ミルを用いて圧延する方法におい て、ユニバーサル圧延前の粗形形鋼を、製品の爪部とな
   る脚部先端にふくらみを付与すると共にユニバーサル圧
   延においてウェブより脚部の圧下率が大きくとれる形状
   とすることを特徴とする鉄枕木用形鋼のユニバーサル圧
   延法。 ２　脚部先端に爪を有する鉄枕木用形鋼をユニバーサル
   ミルを用いて圧延する方法におい て、ユニバーサル圧延前の粗形形鋼を、製品の爪部とな
   る脚部先端にふくらみを付与すると共にユニバーサル圧
   延においてウェブより脚部の圧下率が大きくとれる形状
   とすると共に、ユニバーサルミルでは、ロール開孔部を
   鉄枕木用形鋼の脚部先端部と脚部外側面上端部上方に位
   置させ、かつ竪ロールの形状を、上方開孔部の形鋼の噛
   出しが横外側に突出しないように脚部外側面との当接面
   を上方に延長した形状としたユニバーサルミルで、前記
   形鋼のウェブおよび脚部と爪側面とを成形 し、次いで、エッジャーミルで前記形鋼の噛出し部と爪
   先端部とを成形することを特徴とする鉄枕木用形鋼のユ
   ニバーサル圧延法。