JP2000140901A - カリバー可変機構を有するh形鋼の圧延装置 - Google Patents

カリバー可変機構を有するh形鋼の圧延装置

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JP2000140901A
JP2000140901A JP31932298A JP31932298A JP2000140901A JP 2000140901 A JP2000140901 A JP 2000140901A JP 31932298 A JP31932298 A JP 31932298A JP 31932298 A JP31932298 A JP 31932298A JP 2000140901 A JP2000140901 A JP 2000140901A
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roll
horizontal axis
caliber
lowering
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Toru Ikezaki
徹 池崎
Takashi Suzuki
貴史 鈴木
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フランジ幅が異なる場合でもロールの交換が
必要ないカリバー可変機構を有するH形鋼の圧延装置を
提供する。 【解決手段】 上ウェブ圧下ロール17の左右に隣接か
つ偏心して設けられ、フランジの上端面に当接する第1
のフランジ幅圧下部46、47、及び該フランジの外側
面に当接するフランジ厚み圧下部48、49を有する第
1のフランジ形成ロール31、32対と、第1のフラン
ジ形成ロール31、32対の偏心状態を制御して、圧延
されるH形鋼45のフランジ幅を調節可能な第1のカリ
バー可変機構と、下ウェブ圧下ロール18の左右に隣接
かつ偏心して設けられ、フランジの下端面に当接する第
2のフランジ幅圧下部50、51を有する第2のフラン
ジ形成ロール33、34対と、第2のフランジ形成ロー
ル33、34対の偏心状態を制御して、フランジ幅を調
節可能な第2のカリバー可変機構とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、H形鋼の圧延に使
用する圧延装置に関し、詳しくは、H形鋼のフランジ幅
に合わせてロールのカリバー(回転中心からの位置)を
変更できるカリバー可変機構を有するH形鋼の圧延装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、H形鋼を圧延するときには、ユニ
バーサル圧延機、エッジャー圧延機等の複数の圧延機を
直列に配列して行う方法の他に図4に示すような2Hi
圧延機を直列に複数配列し、それぞれの圧延機のロール
にカリバー(孔型)を設け、そのカリバーに材料を通し
て材料断面積を減じ、最終製品の形状に成形していく方
法がとられてきた。この場合、各圧延機のそれぞれのロ
ール70、71は、予めH形鋼74の形状に合わせて作
成されている。図示しない駆動手段によってロール7
0、71を回転させ、回転するロール70、71の間に
鋼片を通過させることによってH形鋼74の形状に圧延
できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のH形鋼のカリバー圧延用ロールは、以下の問題があ
った。H形鋼を圧延するときには、例えば、同じウェブ
高さのH形鋼であっても、それぞれのフランジ幅のサイ
ズに合わせて、多数のロールを保有しておく必要があっ
た。カリバー圧延用ロールは、ウェブ圧延部とフランジ
圧下部が一体となっているので、製造するH形鋼の寸法
が一部変更になったとき、ロールの一部のみを変更する
ことができないため、さらに多数のロールを保有してお
く必要があり、設備費用がかかっていた。また、サイズ
変更の度ごとにロールの組み替え作業が必要となってい
た。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、フラ
ンジ幅が異なる場合でもロールの交換が必要ないカリバ
ー可変機構を有するH形鋼の圧延装置を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う第1の発
明に係るカリバー可変機構を有するH形鋼の圧延装置
は、各々回転駆動される上水平軸及び下水平軸にそれぞ
れ設けられ、H形鋼のウェブを圧下する上ウェブ圧下ロ
ール及び下ウェブ圧下ロールと、前記上ウェブ圧下ロー
ルの左右に隣接かつ偏心して回転自在に設けられ、前記
H形鋼のフランジの上端面に当接する第1のフランジ幅
圧下部、及び該フランジの外側面に当接するフランジ厚
み圧下部を有する第1のフランジ形成ロール対と、前記
第1のフランジ形成ロール対の前記上水平軸に対する偏
心状態を制御して、圧延される前記H形鋼のフランジ幅
を調節可能な第1のカリバー可変機構と、前記下ウェブ
圧下ロールの左右に隣接かつ偏心して回転自在に設けら
れ、前記H形鋼のフランジの下端面に当接する第2のフ
ランジ幅圧下部を有する第2のフランジ形成ロール対
と、前記第2のフランジ形成ロール対の前記下水平軸に
対する偏心状態を制御して、圧延される前記H形鋼のフ
ランジ幅を調節可能な第2のカリバー可変機構とを有す
る。なお、前記第1、第2のカリバー可変機構は、それ
ぞれ第1のフランジ形成ロール及び第2のフランジ形成
ロールの内側にあって、前記上水平軸又は下水平軸を中
心にして回動可能に設けられた偏心カムと、前記それぞ
れの偏心カムを回動させて規定位置で保持する位置決め
手段とを有することも可能である。
【0005】また、第2の発明に係るカリバー可変機構
を有するH形鋼の圧延装置は、各々回転駆動される上水
平軸及び下水平軸にそれぞれ設けられ、H形鋼のウェブ
を圧下する上ウェブ圧下ロール及び下ウェブ圧下ロール
と、前記上ウェブ圧下ロールの左右に隣接かつ偏心して
回転自在に設けられ、前記H形鋼のフランジの上端面に
当接する第2のフランジ幅圧下部を有する第2のフラン
ジ形成ロール対と、前記第2のフランジ形成ロール対の
前記上水平軸に対する偏心状態を制御して、圧延される
前記H形鋼のフランジ幅を調節可能な第2のカリバー可
変機構と、前記下ウェブ圧下ロールの左右に隣接かつ偏
心して回転自在に設けられ、前記H形鋼のフランジの下
端面に当接するフランジ幅圧下部、及び該フランジの外
側面に当接するフランジ厚み圧下部を有する第1のフラ
ンジ形成ロール対と、前記第1のフランジ形成ロール対
の前記下水平軸に対する偏心状態を制御して、圧延され
る前記H形鋼のフランジ幅を調節可能な第1のカリバー
可変機構とを有する。なお、前記第1、第2のカリバー
可変機構は、それぞれ第1のフランジ形成ロール及び第
2のフランジ形成ロールの内側にあって、前記上水平軸
又は下水平軸を中心にして回動可能に設けられた偏心カ
ムと、前記それぞれの偏心カムを回動させて規定位置で
保持する位置決め手段とを有することも可能である。
【0006】第1及び第2の発明においては、カリバー
可変機構によりフランジ幅を調節できる第1、第2のフ
ランジ形成ロール対を有しているので、異なるフランジ
幅のビームブランクでも同一のロールで圧延できる。ま
た、H形鋼のフランジの上端面及び下端面に当接する第
1、第2のフランジ幅圧下部によって、ビームブランク
を所定のフランジ幅に形成することができる。そして、
フランジ厚み圧下部によってフランジ厚みを一定に圧延
できる。なお、第1、第2のフランジ形成ロールは、上
水平軸、下水平軸のどちらに取付けても良い。ここで、
規定位置とは、第1のフランジ形成ロール及び第2のフ
ランジ形成ロール間の距離をフランジ幅に合わせたとき
の偏心カムの中心位置をいう。回動可能な偏心カムと位
置決め手段によって、偏心カムを回動させ、規定位置に
固定することで、フランジ幅を調節することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。
【0008】まず、本発明の構成を図1を用いて説明す
る。本発明の一実施の形態に係るカリバー可変機構を有
するH形鋼の圧延装置10の各々回転駆動される上水平
軸11及び下水平軸12は、その両端に備えた軸受13
〜16によって回転可能に設けられている。また、上水
平軸11及び下水平軸12の軸方向の一方の外側には、
図示しない回転駆動手段の一例であるアクチュエータが
それぞれ連設されている。このアクチュエータとして
は、例えば、電動モータや油圧モータを使用できる。上
水平軸11及び下水平軸12のそれぞれの略中央部に
は、H形鋼45のウェブを圧下する上ウェブ圧下ロール
17及び下ウェブ圧下ロール18が焼き嵌め等によって
固着されている。そして、フランジ幅を調節可能なカリ
バー可変機構を構成する偏心カム19〜22は、上ウェ
ブ圧下ロール17及び下ウェブ圧下ロール18の左右に
隣接し、かつ上水平軸11及び下水平軸12に軸受23
〜26を介して偏心して回転自在に設けられている。
【0009】偏心カム19、20の半径方向外側には、
軸受27、28を介して第1のフランジ形成ロール対
(第1のフランジ形成ロール31、32)が設けられ、
偏心カム21、22の半径方向外側には、軸受29、3
0を介して第2のフランジ形成ロール対(第2のフラン
ジ形成ロール33、34)が設けられている。なお、偏
心カム19、20に第2のフランジ形成ロール33、3
4を設け、偏心カム21、22に第1のフランジ形成ロ
ール31、32を設けてもよい。上ウェブ圧下ロール1
7を挟んで対向して設けられた第1のフランジ形成ロー
ル31、32は、内側にH形鋼45のフランジの上端面
に当接する第1のフランジ幅圧下部46、47を、外側
に該フランジの外側面に当接するフランジ厚み圧下部4
8、49を有している。第1のフランジ幅圧下部46、
47は、上ウェブ圧下ロール17より小径で、H形鋼4
5のフランジを幅方向(図1の上下方向)に押圧する。
そして、フランジ厚み圧下部48、49は、第1のフラ
ンジ幅圧下部46、47より大径で、H形鋼45のフラ
ンジの厚み(図1の左右方向)を圧下する。下ウェブ圧
下ロール18を挟んで対向して設けられた第2のフラン
ジ形成ロール33、34のそれぞれ内側には、H形鋼4
5のフランジの下端面に当接して該フランジを幅方向に
押圧する、下ウェブ圧下ロール18より小径の第2のフ
ランジ幅圧下部50、51を有している。第1のフラン
ジ幅圧下部46、47と第2のフランジ幅圧下部50、
51の間の距離は、フランジ幅と略同一とするように調
整可能となっている。そして、フランジ厚み圧下部4
8、49の先端部は、第2のフランジ幅圧下部50、5
1の軸方向外側と摺動する図示しないラップ部となって
いる。
【0010】第1、第2のフランジ形成ロール31〜3
4の上、下水平軸11、12に対する偏心状態を制御し
て、圧延されるH形鋼45のフランジ幅を調節可能な第
1、第2のカリバー可変機構は、第1、第2のフランジ
形成ロール31〜34の内側にあって、上、下水平軸1
1、12を中心にして回動可能に設けられた偏心カム1
9〜22と、それぞれの偏心カム19〜22を回動させ
て規定位置で保持する位置決め手段とを有している。位
置決め手段として、偏心カム19〜22の軸方向の外側
に偏心カム19〜22と一体となって設けられたセクタ
ーギア35〜38と、該セクターギア35〜38と歯合
するピニオンギア39、40と、ピニオンギア39、4
0を支持する図示しない軸受と、それぞれのピニオンギ
ア39、40に駆動力を伝達する駆動手段の一例である
アクチュエータ41、42と、ピニオンギア39、40
及びアクチュエータ41、42を連結する継手43、4
4を有している。第1及び第2のカリバー可変機構によ
って、フランジ幅に合わせた第1及び第2のフランジ形
成ロール31〜34の位置の調整が簡便にでき、位置決
め手段によって、確実に固定することができる。
【0011】次に第1及び第2のカリバー可変機構の動
作について、図2、図3を用いて説明する。O1 は上水
平軸11の中心を表し、O2 は偏心カム19、20の中
心を表す。上水平軸11、上ウェブ圧下ロール17はO
1 を中心として回転し、また、セクターギア35、36
もO1 を中心として回動する。セクターギア35、36
と一体となった偏心カム19、20は、O1 を中心に回
動し、第1のフランジ形成ロール31、32はO2 を中
心に回動する。図3(A)(B)に示すように、ピニオ
ンギア39(ピニオンギア40も同様)を回転させるこ
とによって、セクターギア36(セクターギア35、3
7、38も同様)を回動させることができ、ピニオンギ
ア39を停止させることによって、セクターギア36を
保持することができる。
【0012】O1 とO2 の間の距離をaとする。セクタ
ーギア36が図2(A)、図3(A)の位置にあると
き、O1 を中心とし、O1 を通る水平線に対してのO2
の回転角度をθ1 とすると、O2 のO1 に対する垂直方
向の変位は、−a・sinθ1となる。また、セクター
ギア36を図2(B)、図3(B)の位置まで回動させ
て保持するとき、セクターギア36の水平線に対する回
転角度をθ2 とすると、O2 のO1 に対する垂直方向の
変位はa・sinθ2 となり、変位の差は、δ=a(s
inθ1 +sinθ2 )となる。図2及び図3の
(A)、(B)それぞれの状態で、第1のフランジ形成
ロール32の第1のフランジ幅圧下部47の下端は、H
形鋼52、53のフランジを圧下しているが、このと
き、第1のフランジ幅圧下部47の中心は、偏心カム2
0の中心O2 と同じなので、第1のフランジ幅圧下部4
7の下端(フランジの上端面への当接部)の変位の差
は、前記中心O2 位置の変位の差と同じになる。また、
下水平軸12に偏心して設けられた第2のフランジ幅圧
下部51の垂直方向の変位の差も第1のフランジ幅圧下
部47と同様に偏心カム22の中心位置の変位の差と等
しくなる。従って、第1のフランジ幅圧下部46、4
7、第2のフランジ幅圧下部50、51共に上下方向の
変位の差はδとなるので、図2及び図3の(A)、
(B)のフランジ幅W1、W2の差は、W2−W1=2
δ=2a(sinθ1 +sinθ2 )となり、この範囲
のフランジ幅を製造するときは、ロール交換をしないで
製造可能となる。
【0013】次にカリバー可変機構を有するH形鋼の圧
延装置10の使用時の状態について説明する。本発明に
係るカリバー可変機構を有するH形鋼の圧延装置10を
使用した圧延機は、カリバー圧延を行う2Hi圧延機列
に用いることができる。ビームブランク等を粗圧延、又
は中間圧延した後、カリバー可変機構を有するH形鋼の
圧延装置10の上ウェブ圧下ロール17及び下ウェブ圧
下ロール18の間に設けられた空間を圧延しながら通過
させることによってH形鋼45が製造される。H形鋼4
5の圧延を行う前に、製造するH形鋼45のフランジ幅
に合わせて第1のフランジ幅圧下部46、47、第2の
フランジ幅圧下部50、51の位置を変更して、保持し
ておく。
【0014】位置を変更するときには、まず、アクチュ
エータ41、42を駆動し、継手43、44を介してピ
ニオン39、40を回転させる。回転するピニオン3
9、40から、伝達される動力によってセクターギア3
5〜38が所定位置まで回動する。すると、セクターギ
ア35〜38と一体的に形成された偏心カム19〜22
も回動して偏心カム19〜22の中心O2 を所定位置ま
で回動させる。そして、偏心カム19〜22に中心を合
わせた第1のフランジ形成ロール31、32の第1のフ
ランジ圧下部46、47及び第2のフランジ形成ロール
33、34の第2のフランジ幅圧下部50、51の間の
距離を変化させて規定するフランジ幅に合わせる。この
位置で、アクチュエータ41、42を保持することによ
って、ピニオンギア39、40、セクターギア35〜3
8、第1のフランジ形成ロール31、32、及び第2の
フランジ形成ロール33、34を保持することができ
る。
【0015】この状態で、上水平軸11及び下水平軸1
2に図示しないアクチュエータによって駆動力を与える
と、動力が上ウェブ圧下ロール17及び下ウェブ圧下ロ
ール18に伝達され回転する。ここで、粗圧延、又は中
間圧延後のビームブランクを上ウェブ圧下ロール17及
び下ウェブ圧下ロール18の間に通すと、圧延されてH
形鋼45となる。このとき、第1のフランジ幅圧下部4
6、47及び第2のフランジ幅圧下部50、51は、ビ
ームブランクが通過することによって回転すると共にビ
ームブランクのフランジ幅を一定寸法にしながら圧下す
ることができる。また、第1のフランジ幅圧下部46、
47に隣接するフランジ厚み圧下部48、49がフラン
ジの厚みを圧下するので、H形鋼45の外法寸法を一定
にすることができる。
【0016】以上説明してきたように、この構成によっ
て、H形鋼のフランジ幅のサイズを変更するときでも、
ロールを交換する必要がないので、従来保有していたロ
ール保有本数を削減して設備コストを低減できると共
に、ロールの組み替え作業を省略できるので、時間の節
約ができる。
【0017】本実施の形態で使用する位置決め手段は、
ピニオンギア39とセクターギア35、36を歯合させ
て保持し、同様にピニオンギア40とセクターギア3
7、38を歯合させて保持していたが、各セクターギア
35〜38に歯合するピニオンギアを設け、さらに各ピ
ニオンギアを駆動するアクチュエータをそれぞれ設ける
ことができる。各アクチュエータを独立して駆動するこ
とによって、セクターギア35〜38と一体的に形成さ
れた偏心カム19〜22を独立して回転させることがで
き、圧延するH形鋼45のフランジ幅を独立して調整す
ることができる。また、セクターギア35〜38のギア
加工を省略した同形状の回動板を設け、これに図示しな
いリンク機構を介して駆動シリンダを設けることもでき
る。各駆動シリンダを独立して駆動することによって前
記回動板を回動、又は保持することができ、圧延するH
形鋼45のフランジ幅を独立して調整することができ
る。
【0018】以上、本発明を一実施の形態に基づいて説
明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではない。例えば、上水平軸11及び下水平軸12を
支持する軸受13〜16をそれぞれ図示しない水平チョ
ックに固定しておき、さらに各水平チョックを上下に移
動可能な図示しない昇降台にそれぞれ取付けておいても
よい。昇降台を上下方向に移動させることによって上水
平軸11及び下水平軸12間の距離をパスラインの高さ
を変えずに変更でき、これに伴って上ウェブ圧下ロール
17及び下ウェブ圧下ロール18の間の距離が変わるの
で、H形鋼45のウェブ厚みを調整することができる。
【0019】
【発明の効果】請求項1〜3記載のカリバー可変機構を
有するH形鋼の圧延装置においては、第1、第2のカリ
バー可変機構によりフランジ幅を調節できる第1、第2
のフランジ形成ロール対を有しているので、異なるフラ
ンジ幅のビームブランクでも同一のロールで圧延でき、
ロール保有本数を少なくすることが可能である。また、
H形鋼のフランジの上、下の端面を押圧する第1、第2
のフランジ幅圧下部によって、ビームブランクを所定の
フランジ幅に形成することができ、また、フランジ厚み
圧下部がフランジの厚みを圧下するので、フランジ厚み
を一定にできる。さらに、フランジの幅と厚みを同時に
圧下するので、寸法精度がよい。特に、請求項3記載の
カリバー可変機構を有するH形鋼の圧延装置において
は、回動可能な偏心カムと位置決め手段によって、偏心
カムを回動させて規定位置に固定し、フランジ幅を調節
することができるので、ロールの組み替えが必要なく、
迅速に製造準備ができる。また、位置決め手段を有して
いるので、位置決めを確実にでき、一定のフランジ幅で
製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るカリバー可変機構
を有するH形鋼の圧延装置の正断面図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ同フランジ幅が狭い
ときの部分断面図と、同フランジ幅が広いときの部分断
面図である。
【図3】(A)、(B)はそれぞれ同フランジ幅が狭い
ときの側断面図と、同フランジ幅が広いときの側断面図
である。
【図4】従来例に係るH形鋼の圧延用複合ロールの正断
面図である。
【符号の説明】
10 カリバー可変機構を有するH形鋼の圧延装置 11 上水平軸 12 下水平軸 13 軸受 14 軸受 15 軸受 16 軸受 17 上ウェブ圧下ロール 18 下ウェブ
圧下ロール 19 偏心カム 20 偏心カム 21 偏心カム 22 偏心カム 23 軸受 24 軸受 25 軸受 26 軸受 27 軸受 28 軸受 29 軸受 30 軸受 31 第1のフランジ形成ロール 32 第1のフ
ランジ形成ロール 33 第2のフランジ形成ロール 34 第2のフ
ランジ形成ロール 35 セクターギア 36 セクター
ギア 37 セクターギア 38 セクター
ギア 39 ピニオンギア 40 ピニオン
ギア 41 アクチュエータ 42 アクチュ
エータ 43 継手 44 継手 45 H形鋼 46 第1のフ
ランジ幅圧下部 47 第1のフランジ幅圧下部 48 フランジ
厚み圧下部 49 フランジ厚み圧下部 50 第2のフ
ランジ幅圧下部 51 第2のフランジ幅圧下部 52 H形鋼 53 H形鋼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4E002 AC03 BB01 CA17 CA18 4E016 AA07 BA01 CA10 DA14

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々回転駆動される上水平軸及び下水平
    軸にそれぞれ設けられ、H形鋼のウェブを圧下する上ウ
    ェブ圧下ロール及び下ウェブ圧下ロールと、 前記上ウェブ圧下ロールの左右に隣接かつ偏心して回転
    自在に設けられ、前記H形鋼のフランジの上端面に当接
    する第1のフランジ幅圧下部、及び該フランジの外側面
    に当接するフランジ厚み圧下部を有する第1のフランジ
    形成ロール対と、 前記第1のフランジ形成ロール対の前記上水平軸に対す
    る偏心状態を制御して、圧延される前記H形鋼のフラン
    ジ幅を調節可能な第1のカリバー可変機構と、 前記下ウェブ圧下ロールの左右に隣接かつ偏心して回転
    自在に設けられ、前記H形鋼のフランジの下端面に当接
    する第2のフランジ幅圧下部を有する第2のフランジ形
    成ロール対と、 前記第2のフランジ形成ロール対の前記下水平軸に対す
    る偏心状態を制御して、圧延される前記H形鋼のフラン
    ジ幅を調節可能な第2のカリバー可変機構とを有するこ
    とを特徴とするカリバー可変機構を有するH形鋼の圧延
    装置。
  2. 【請求項2】 各々回転駆動される上水平軸及び下水平
    軸にそれぞれ設けられ、H形鋼のウェブを圧下する上ウ
    ェブ圧下ロール及び下ウェブ圧下ロールと、 前記上ウェブ圧下ロールの左右に隣接かつ偏心して回転
    自在に設けられ、前記H形鋼のフランジの上端面に当接
    する第2のフランジ幅圧下部を有する第2のフランジ形
    成ロール対と、 前記第2のフランジ形成ロール対の前記上水平軸に対す
    る偏心状態を制御して、圧延される前記H形鋼のフラン
    ジ幅を調節可能な第2のカリバー可変機構と、 前記下ウェブ圧下ロールの左右に隣接かつ偏心して回転
    自在に設けられ、前記H形鋼のフランジの下端面に当接
    する第1のフランジ幅圧下部、及び該フランジの外側面
    に当接するフランジ厚み圧下部を有する第1のフランジ
    形成ロール対と、 前記第1のフランジ形成ロール対の前記下水平軸に対す
    る偏心状態を制御して、圧延される前記H形鋼のフラン
    ジ幅を調節可能な第1のカリバー可変機構とを有するこ
    とを特徴とするカリバー可変機構を有するH形鋼の圧延
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のカリバー可変機構
    を有するH形鋼の圧延装置において、 前記第1、第2のカリバー可変機構は、それぞれ第1の
    フランジ形成ロール及び第2のフランジ形成ロールの内
    側にあって、前記上水平軸又は下水平軸を中心にして回
    動可能に設けられた偏心カムと、前記それぞれの偏心カ
    ムを回動させて規定位置で保持する位置決め手段とを有
    することを特徴とするカリバー可変機構を有するH形鋼
    の圧延装置。
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