JP2003136101A - フランジを有する形鋼の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先後端の寸法不良部を少なくし、寸法精度の
良好な複数の製品シリーズのフランジを有する形鋼を効
率的に製造する。 【解決手段】 被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ
厚みの比が製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了
し、粗ユニバーサル圧延の前半パスにおいて、粗圧延終
了から製品までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以
上のウェブ厚み圧下を行うまで、ウェブ厚み延伸に対す
るフランジ厚み延伸の比を平均あるいは各パスで０．９
３以上に設定してウェブ厚みとフランジ厚みを圧下す
る。また、粗ユニバーサル圧延機で圧延中に蹴出し端側
でのフランジ厚み延伸を大きくするか、ウェブ厚み延伸
を小さくする。

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、Ｉ形鋼、
溝形鋼等のフランジを有する形鋼の圧延において、先後
端の寸法形状の不良部を少なくし、寸法精度の良好な製
品を製造する圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｈ形鋼を熱間圧延により製造する場合に
おいて、Ｈ形鋼の製造工程は、例えば、図７に示すよう
に、圧延素材を粗圧延する二重式粗圧延機１（以下、
「粗圧延機」と称する）、一対の上下水平ロール２ａと
一対の左右竪ロール２ｂとで構成された粗ユニバーサル
圧延機２と、この粗ユニバーサル圧延機２に近接して配
設されたエッジャー圧延機３３および仕上げユニバーサ
ル圧延機４からなる圧延装置列により圧延成形されるの
が一般的である。

【０００３】Ｈ形鋼の素材としては、一般に連続鋳造で
製造されるスラブやブルーム、ビームブランクなどが用
いられる。スラブを素材とした場合、粗圧延機１におい
て，図８のようにロールに複数配置された孔型のうち、
まず孔型の中央部に突起を有する孔型１１〜１３により
順次、スラブの短辺部を上下から複数パスで圧下してフ
ランジを生成させてドッグボーン状の中間鋼片５１を成
形する。ウェブ面からフランジ先端まで中間位置でのフ
ランジ厚をｔf’とすると、スラブをウェブ高さ方向に
圧下した後に生成されるフランジ厚ｔf’は、通常、ス
ラブ厚みの半分よりやや大きい程度であるので、この中
間鋼片５１ではウェブ厚に対するフランジ厚みの比はｔ
f’／ｔw’＜＜１である。

【０００４】次に、この中間鋼片５１を９０°ないしは
２７０°転回し、成形孔型１５により複数パスでウェブ
厚みを圧下するとともにフランジを整形し、ウェブ厚み
ｔw’に対するフランジ厚みｔf’の比ｔf’／ｔw’およ
びウェブ面からフランジ先端までの長さ（以下、「フラ
ンジ脚長」と称する）Ｌ’が製品の厚み比ｔf／ｔwおよ
びフランジ脚長Ｌとほぼ同等か近い粗形鋼片５３にまで
圧延を行う。すなわち、製品のウェブ厚みに対するフラ
ンジ厚みの比の範囲は通常ｔf／ｔw＞１であることか
ら、粗形鋼片５３の厚み比はｔf’／ｔw’＞１である。

【０００５】ここで、圧延出側の厚みｔ2に対する圧延
入側の厚みｔ1の比ｔ1／ｔ2を厚み延伸と定義すると、
こうして得られた粗形鋼片５３は粗ユニバーサル圧延機
２でウェブ厚み延伸ηwとフランジ厚み延伸ηfをほぼ等
しくした状態で、製品の厚みにほぼ等しくなるまで複数
パスで圧延される。その際、粗ユニバーサル圧延機２に
近接して配置したエッジャー圧延機３３には製品のフラ
ンジ脚長Ｌよりもわずかに孔型深さＤの小さい孔型ロー
ル３ｃを使用し、これによりフランジ幅を圧下すること
で図９に示すようなフランジ６２の幅中心ｄからのウェ
ブ６１の中心ｃのずれ（以下、「ウェブ中心偏り」と称
する）が一定量以上に大きくならないようにしている。
ここで、ウェブ中心偏り量ｅは上下のフランジ脚長ａ，
ｂの関係からｅ＝（ａ−ｂ）／２と表される。こうして
ほぼ製品寸法にまで整形された被圧延材に対し、仕上げ
ユニバーサル圧延機４でフランジをウェブに対して直角
にし、厚みを最終寸法に仕上げる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】通常、粗圧延機１の成
形孔型ではウェブ厚のみが圧下され、フランジはフラン
ジ幅が多少圧下されるだけで厚みは圧下されない。その
ため、粗圧延あるいは粗ユニバーサル圧延の途中パスで
は、図１０（ａ）のようなフランジに対してウェブが先
行したタング状のクロップが大きく形成される。タング
が大きく成長するとユニバーサル圧延中にミスロールを
発生させる可能性があるため、粗圧延後あるいは粗ユニ
バーサル圧延の途中で中間クロップカットソーでクロッ
プを切断しており、歩留を低下させている。

【０００７】図１１のようなウェブ外法一定Ｈ形鋼で
は、従来よりも製品のウェブ厚みに対するフランジ厚み
の比が大きいサイズが多くなっており、タング状のクロ
ップ長さはますます増加する傾向にある。また、ウェブ
外法一定Ｈ形鋼では、図１１のようにウェブ厚みｔwに
よらずフランジ幅Ｂが一定、すなわちフランジ脚長Ｌが
ウェブ厚みによって異なっている。そのため、孔型深さ
一定のエッジャー圧延機３３では、ウェブ厚みによって
はロールとウェブ面との間隔が大きくなり、ウェブ中心
偏りが悪化しやすいという問題もある。

【０００８】また、中間クロップカットソーで切断後の
被圧延材を粗ユニバーサル圧延機でウェブ厚み延伸ηw
とフランジ厚み延伸ηfをほぼバランスさせて圧延した
場合、圧延入側のウェブ厚ｔwとフランジ厚ｔf、水平ロ
ール半径Ｒhと竪ロール半径Ｒvの関係から、竪ロールと
フランジとの接触弧長Ｌｄｆと水平ロールとウェブとの
接触弧長Ｌｄｗの比は、 ｌdf／ｌdw＝｛２Ｒv・ｔf・（1−1/ηf）｝^1/2／｛Ｒh・ｔw・（1−1/ηw）｝^{1 /2} ＝｛２Ｒv/Ｒh・ｔf/ｔw・（1−1/ηf）/（1−1/ηw）｝^1/2＞１ となり、通常フランジの方が接触弧長が長くなる。その
結果、先後端ではウェブが水平ロールにより拘束されな
い状態で、竪ロールによってフランジが圧下され、ウェ
ブにはウェブ高さ方向に圧縮力が作用して座屈しやすく
なり、ウェブ位置が付け替えられる。また、噛み込み側
で被圧延材とユニバーサル圧延機のパスラインが上下に
ずれると、先にフランジの上下位置が竪ロールによって
拘束されるため、水平ロールによってウェブ位置が付け
替えられる。これらの結果、ウェブ中心偏りが悪化し、
製品の先後端部の寸法不良部が長くなり歩留が低下する
という問題もある。実際には、ウェブ波を防止するため
に、ユニバーサル圧延の後半パスではフランジ厚み延伸
をウェブ厚み延伸に対してやや大きくして圧延すること
が多く、その場合、図１０（ｂ）のようなフィッシュテ
ール状のクロップが形成され、さらに座屈が生じやすく
なっている。

【０００９】先後端のクロップを低減させる方法として
は、特開平01-143701号公報および特開平07-337315号公
報に、プレス装置によりウェブ部を圧下することによ
り、続く圧延工程でウェブクロップの成長を抑制する方
法が開示されている。しかしながら、プレス装置が新た
なに必要となり設備コストが嵩む。本発明者らは、クロ
ップの生成特性に着目した実験により、ウェブ厚の大き
い段階からフランジ厚も圧下し、ウェブが大きく先行し
たクロップが生成するまでにできるだけウェブ厚を小さ
くすることによりクロップ長が低減すること、噛み込み
端におけるクロップ生成にはフランジ厚み延伸の影響が
小さいことを明らかにした。

【００１０】本発明は、これらの知見により圧延機以外
に特別な設備を必要とすることなく、上記課題を解決
し、長手方向の寸法形状不良部の少ない寸法精度が良好
な製品を効率的に製造するための圧延方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、粗圧延機と、粗ユニバーサル圧延機およ
びエッジャー圧延機からなる１組あるいは複数組の中間
圧延機群を用いてフランジを有する形鋼を圧延する方法
において、被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚み
の比が製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、
粗ユニバーサル圧延の前半パスにおいて、粗圧延終了か
ら製品までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以上の
ウェブ厚み圧下を行うまで、ウェブ厚み延伸に対するフ
ランジ厚み延伸の比を平均で０．９３以上に設定してウ
ェブ厚みとフランジ厚みを圧下するものである。

【００１２】より好適な方法として、本発明は、粗圧延
機と、粗ユニバーサル圧延機およびエッジャー圧延機か
らなる１組あるいは複数組の中間圧延機群を用いてフラ
ンジを有する形鋼を圧延する方法において、被圧延材の
ウェブ厚みに対するフランジ厚みの比が製品のそれより
も小さい断面で粗圧延を終了し、粗ユニバーサル圧延の
前半パスにおいて、粗圧延終了から製品までのウェブ厚
みの総圧下量のうち１／５以上のウェブ厚み圧下を行う
まで、各パスともウェブ厚み延伸に対するフランジ厚み
延伸の比を０．９３以上に設定してウェブ厚みとフラン
ジ厚みを圧下するものである。

【００１３】また、本発明は、粗圧延機と、粗ユニバー
サル圧延機およびエッジャー圧延機からなる１組あるい
は複数組の中間圧延機群を用いてフランジを有する形鋼
を圧延する方法において、被圧延材のウェブ厚みに対す
るフランジ厚みの比が製品のそれよりも小さい断面で粗
圧延を終了し、粗ユニバーサル圧延機で圧延中に蹴出し
端側でのフランジ厚み延伸を大きくするか、ウェブ厚み
延伸を小さくするものである。

【００１４】また、本発明は、粗圧延機の成形孔型圧延
での少なくとも１パスにおいて、噛み込み端が噛み込ん
だ後蹴出すまでの間にロール隙を開放するか、あるいは
噛み込み端に比べ蹴出し端の圧下量を小さくするもので
ある。

【００１５】さらに、本発明は、粗圧延機と、粗ユニバ
ーサル圧延機およびエッジャー圧延機からなる１組ある
いは複数組の中間圧延機群を用いてフランジを有する形
鋼を圧延する方法において、 １）粗圧延機の成形孔型圧延での少なくとも１パスにお
いて、噛み込み端が噛み込んだ後蹴出すまでの間にロー
ル隙を開放するか、あるいは噛み込み端に比べ蹴出し端
の圧下量を小さくすること、 ２）被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚みの比が
製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、粗ユニ
バーサル圧延の前半パスにおいて、粗圧延終了から製品
までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以上のウェブ
厚み圧下を行うまで、ウェブ厚み延伸に対するフランジ
厚み延伸の比を平均あるいは各パスで０．９３以上に設
定してウェブ厚みとフランジ厚みを圧下すること、 ３）被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚みの比が
製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、粗ユニ
バーサル圧延機で圧延中に蹴出し端側でのフランジ厚み
延伸を大きくするか、ウェブ厚み延伸を小さくするこ
と、のいずれか２つ以上を組み合わせて圧延するもので
ある。

【００１６】さらには、前記粗圧延機において、複数の
孔型により順次素材を製品に対するウェブ高さ方向にの
み圧下を行うものである。

【００１７】前記エッジャー圧延機を孔型深さを自在に
調整できるものとし、被圧延材のフランジ脚長の変化に
応じてパスごとあるいはパス内で連続的に孔型深さを調
整してフランジ幅を圧下するものである。より好適に
は、前記孔型深さを自在に調整できるエッジャー圧延機
において、少なくとも被圧延材のウェブ端部からコーナ
ーＲ部、フランジ内面の下方部にウェブ拘束ロールを接
近させつつフランジ幅を圧下するものである。

【００１８】前記粗ユニバーサル圧延機において、水平
ロール側面部のコーナーＲ寄りの領域をロール軸寄りの
領域よりも鉛直線に対する勾配が大きくなるように単数
または複数の円弧あるいは直線で構成される形状とする
か、または水平ロール円周部のロール軸方向の中央付近
からコーナーＲにかけての領域をコーナーＲに近いほど
ロール径が減少するような単数または複数の円弧あるい
は直線で構成される形状とするか、または前者と後者の
両方で構成される形状とするものである。

【００１９】また、本発明は、中間クロップ切断後の粗
ユニバーサル圧延において、少なくとも１パス以上、ウ
ェブ厚み延伸をフランジ厚み延伸に比べて大きくして圧
延するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明についてスラブを素材とし
たＨ形鋼の製造方法を圧延機の構成がシンプルな図１と
図２を例にして説明する。

【００２１】まず、二重式の粗圧延機１の第１孔型１１
でスラブの短辺を上下からウェブ高さ方向に圧下し誘導
用の溝を付与する。次に第２孔型１２で第１孔型で付け
た溝を案内にしつつ複数パスでウェブ高さ方向にスラブ
幅を圧下してフランジを生成する。次に第３孔型１３で
溝をなだらかしてドッグボーン状の中間鋼片５１を生成
する。この中間鋼片５１では、前述のようにウェブ厚に
対するフランジ厚みの比はｔf’／ｔw’＜＜１である。
また、長手方向の端部はウェブよりもフランジの方が先
行した、いわゆるフィッシュテール形状となっている。

【００２２】次に、成形孔型１４によりウェブ厚の圧下
を行うが、従来よりもウェブ圧下量を少なくし、ウェブ
厚みｔw’に対するフランジ厚みｔf’の比ｔf’／ｔw’
が製品の厚み比ｔf／ｔwに比べ小さい断面５２で圧延を
終了する。本発明で言うところの粗圧延終了のウェブ厚
みに対するフランジ厚みの比の範囲はおおよそｔf’／
ｔw’＜１であり、製品の厚み比がｔf／ｔw＞１である
ことと比較して小さい。好ましくは、クロップがフィッ
シュテールからタング状になる以前に圧延を終了する。

【００２３】この場合、粗ユニバーサル圧延以降の圧延
における累積のウェブ厚み延伸がフランジ厚み延伸に比
べ大きくなる。粗ユニバーサル圧延機２でウェブ厚とフ
ランジ厚を圧延する際、その前半パスにおいてフランジ
厚み延伸を相対的に高めることによってウェブ厚が大き
い段階でのウェブクロップの成長が抑制でき、ウェブ厚
がある程度小さくなった中間パスでウェブ厚み延伸を相
対的に高めても、ウェブ厚みが比較的小さいためにクロ
ップが発生してもその重量が小さく抑えられる。

【００２４】図４にウェブ厚み延伸に対するフランジ厚
み延伸の比（フランジ延伸／ウェブ延伸）が噛み込み端
と蹴出し端のクロップ長さに及ぼす影響の一例を示す。
図４ではフランジ幅の立ち上がりからウェブ先端までの
距離をクロップ長さとし、プラスがタングである。この
図から分かるように、ウェブ厚み延伸に対するフランジ
厚み延伸の比を０．９３以上に設定することにより、ウ
ェブクロップの成長が抑制される。特に、粗圧延終了か
ら製品までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以上の
ウェブ厚み圧下を行うまでの間は、各パスともウェブ厚
み延伸に対するフランジ厚み延伸の比を０．９３以上に
設定することにより、ウェブクロップの成長が抑制さ
れ、粗圧延途中で切断するクロップ重量を削減でき歩留
向上の効果があることが実験より明らかとなった。ま
た、それぞれの数値が大きいほどクロップ重量の削減効
果が大きく、好ましくはウェブ厚みの総圧下量のうち１
／３以上のウェブ厚み圧下を行うまでの間は、ウェブ厚
み延伸に対するフランジ厚み延伸の比を０．９５以上に
する。粗圧延終了から製品までのウェブ厚みの総圧下量
が１／５以下、また、ウェブ厚み延伸に対するフランジ
厚み延伸の比が０．９３以下ではフランジ圧下によるク
ロップ短縮の効果がほとんど得られない。各パスとも
０．９３以上にできなくても、平均で０．９３以上にで
きれば効果はある。ただし、製品のフランジ厚み／ウェ
ブ厚み比が大きいサイズでは、前半パスでフランジ厚み
延伸を高める過ぎるとフランジ肉量が不足するために、
製品のフランジ厚み／ウェブ厚み比に応じて粗圧延終了
のウェブ厚みに対するフランジ厚みの比や粗ユニバーサ
ル圧延のパススケジュールを設定すればよい。

【００２５】もう一つの方法として、図１のようにウェ
ブ厚みに対するフランジ厚みの比が製品に比べ小さい断
面５２で圧延を終了した後、粗ユニバーサル圧延機１で
ウェブ厚み延伸をフランジ厚み延伸よりも大きく設定し
て圧延する際、当該パスにおける噛み込みから蹴出す前
までの間は設定どおりウェブ厚み延伸をフランジ厚み延
伸よりも大きくして圧延し、蹴出し端を圧延する前に水
平ロールギャップを広げるか、あるいは竪ロールギャッ
プを小さくする変更をして、フランジ延伸／ウェブ延伸
を高めて蹴出し端の圧延を行う。図４から分かるよう
に、蹴出し端は、ウェブ厚み延伸が相対的に大きいほど
クロップが大きく増加するのに対し、噛み込み端ではウ
ェブ厚み延伸が相対的に増加してもタングは蹴出し端ほ
どは増加しない。圧延中にロールギャップを変更するこ
とは油圧圧下機構を導入すれば容易に行える。圧延中に
ロールギャップが変更できない場合には、噛み込み端を
圧延後か蹴出し端を圧延する前に圧延機のロール回転を
停止し、ロールを逆回転して材料を引き戻した後、フラ
ンジ延伸／ウェブ延伸が相対的に大きくなるようにロー
ルギャップを修正して同一方向に再圧延するか、或いは
ロールを解放して空通しすればよい。

【００２６】このことは、粗圧延機１の成形孔型１４に
よる圧延でも同じことであり、蹴出し端のウェブ厚み延
伸を小さくする同様の制御を行うことによりクロップ発
生量は大きく低減できる。また、粗圧延機および粗ユニ
バーサル圧延機で以上の圧延方法を２つ以上組み合わせ
ればさらに効果的である。

【００２７】粗圧延終了のウェブ厚みに対するフランジ
厚みの比がもっとも小さくなる形態としては、粗圧延機
１の成形孔型１４を省略し、粗圧延機１でスラブをその
幅方向に圧延してドッグボーン状の中間鋼片５１を成形
した後、すぐに粗ユニバーサル圧延機２でフランジ厚の
圧下を開始することである。その場合、粗圧延機１には
例えば図３のようにロール胴長内にウェブ高さ方向に圧
下する孔底幅の異なる孔型１２ａと１２ｂ、１３ａと１
３ｂを多数配置できるので、製品のフランジ幅や、ウェ
ブ高さ、厚みに依存する粗ユニバーサル圧延以降でのフ
ランジ成形特性に応じて使用する粗圧延機の孔型を選択
することにより、ウェブ高さの異なるシリーズにわたっ
て粗圧延機のロールを共用することも可能となる。

【００２８】また、エッジャー圧延機３には、フランジ
圧下ロール３ａとウェブ拘束ロール３ｂを備え、孔型深
さ（フランジ圧下ロール３ａとウェブ拘束ロール３ｂの
外周面の相対距離）を自在に変更できる機構を有するも
の（以下、「孔型深さ可変式エッジャー圧延機」と称す
る）を適用すれば、寸法精度はさらに高められる。例え
ば、図１でＤ１、Ｄ２のように各パスごとに被圧延材フ
ランジ脚長に応じて孔型深さを調整してウェブ中心偏り
を常に一定量以下に抑制するように圧延する。ウェブ中
心偏りが大きい場合にはウェブ拘束ロール３ｂによりウ
ェブを圧下することになる。このエッジャー圧延機３と
しては、例えば特許１８２８７９２号公報に開示されて
いるような、左右２分割式のフランジ幅圧下ロールと、
フランジ幅圧下ロールとは回転自在に勘合した偏心リン
グの外周面に回転自在に装着されたウェブ拘束リングロ
ールからなるエッジャー圧延機などを採用すればよい。

【００２９】孔型深さ可変式エッジャー圧延機を使用す
れば、フランジ幅の異なる製品やフランジ幅が一定でウ
ェブ厚みに応じてフランジ脚長が異なる製品をロールの
組み替えを行うことなく製造できるので、生産性が高ま
り、ロール費用も削減できる。

【００３０】加えて、孔型深さ可変式エッジャー圧延機
３で圧延する際、各パス毎に、ウェブの高さ方向両端部
はもちろんのこと、被圧延材のコーナーＲ部からフラン
ジ内面の下方部に該ウェブ拘束ロールを接近させて圧延
することにより、ウェブ中心偏りを効率的に修正できる
だけでなく、フランジ幅を大圧下した際にフランジ内側
へ大きくバルジングが生じるのを抑え、粗ユニバーサル
圧延でフランジ内面をスリ下げて折れ込み疵（スリ下げ
疵）を発生させるのを防止することができる。フランジ
内面のスリ下げ疵の防止には、フランジ内面のできるだ
けフランジ先端側までウェブ拘束ロールが接近するよう
にロール形状を設定することが好ましい。

【００３１】しかし、フランジ内面のフランジ先端側ま
でウェブ拘束ロールを接近させることが構造上困難な場
合にフランジ幅を大きく圧下する必要が生じる場合に
は、粗ユニバーサル圧延機２の水平ロール形状を、例え
ば、図５（ａ）に示すようにコーナーＲｒ２とは別に、
フランジ内面の下方部に対応する水平ロール側面のコー
ナーＲｒ２寄りの領域を円弧ｒ１で形成し、この部分の
鉛直線に対する勾配が、フランジ内面のフランジ先端側
に対応するロール軸寄りの領域の勾配に比べ大きくなる
ようにする。円弧ｒ１の代わりに勾配の大きな直線で構
成してもよい。

【００３２】すなわち、フランジ先端付近でフランジ内
側へ大きなバルジングが生じた場合、通常の側面の勾配
が一定の水平ロールでは、フランジ先端側のバルジング
部に水平ロールのコーナーＲ部が接触し始め、ロールの
回転とともにバルジングをフランジ下方に徐々にスリ下
げていき、ウェブとフランジの境界部付近に折れ込みを
生じさせるが、水平ロール側面のコーナーＲ寄りの領域
の勾配が大きいとコーナーＲ部の胴幅が小さくなるため
にバルジング部をスリ下げない。また、粗ユニバーサル
圧延機の水平ロール側面が一定勾配の形状の場合、ウェ
ブ厚み延伸をフランジ厚み延伸よりも大きく設定して多
パス圧延を行うとフランジ内面が水平ロール側面から離
れ、圧下が進むにつれてフランジ内側が凹んだ状態にな
るが、図５（ａ）のような形状にすれば凹みの発生を抑
制できフランジ内面の形状をなめらかにできるととも
に、ウェブ圧下に伴うフランジ肉量の減少量を低減させ
る効果もある。

【００３３】さらには図５（ｂ）のように、特開平７−
２８４８０１号公報と同様に、水平ロール円周部のロー
ル軸方向の中央付近からコーナーＲにかけての領域に、
コーナーＲに近いほどロール径が減少するような単数ま
たは複数の円弧あるいは直線で構成される傾斜部を付与
することにより、粗ユニバーサル圧延でフランジ厚み延
伸に対してウェブ厚み延伸を相対的に大きくして圧延し
た際に、ウェブからフランジへのメタルフローが増大し
フランジ断面積の減少率が低減する。そのため、フラン
ジ肉量が確保し易くなるだけでなく、本発明の特徴であ
る被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚みの比が製
品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、粗ユニバ
ーサル圧延の初期パスからフランジ厚みを圧下すること
により従来の圧延法に比べてウェブクロップの成長が著
しく抑制できるという大きな効果も得られる。

【００３４】もちろん、図５（ｃ）に示すように水平ロ
ールの円周部のロール軸方向中央付近からコーナーＲ、
さらには側面部にかけての領域を複数の円弧または直線
で構成することにより、フランジ先端のバルジングのス
リ下げによる折れ込み疵発生を抑制しつつ、フランジ断
面積の十分な確保ができクロップ削減効果も増大する。

【００３５】粗圧延機でウェブ高さ方向の圧下を行った
後の粗形鋼片から、前述のウェブ外法一定Ｈ形鋼のよう
にウェブ厚みとフランジ厚みの比ｔf／ｔwが広範囲なサ
イズや広範囲なフランジ幅シリーズの製品を容易に製造
するためには、図６に示すようにサイズやシリーズに応
じて粗圧延機１でウェブ高さ方向の圧下終了時の粗形鋼
片５のウェブ高さを調整することも効果がある。つま
り、粗圧延終了時では、ウェブ厚みが大きいため製品の
フランジに相当する部位の大部分はウェブ部と連続した
領域５ａに位置しており、粗ユニバーサル圧延でウェブ
を圧下することによりフランジとして形成される。

【００３６】したがって、ｔf／ｔwが大きいサイズで
は、粗圧延終了のウェブ高さを標準より大きくし、それ
に対応して粗ユニバーサル圧延の初期パスの竪ロール２
ｂの開度を標準より大きく設定した状態で水平ロール２
ａによりウェブ厚みの圧下を行い、ｔf／ｔwが小さいサ
イズでは、粗圧延終了のウェブ高さを標準より小さく
し、それに対応して粗ユニバーサル圧延の初期パスの竪
ロール開度を標準より小さく設定して水平ロールにより
ウェブ厚みの圧下を行う。これにより、フランジ厚みの
ベースとなる粗ユニバーサル圧延の初期のフランジ厚み
ｔf0を調整できるとともに、ウェブ外法に対するウェブ
内法の比を小さくすれば、ユニバーサル圧延でのウェブ
圧下に伴うフランジ断面積の減少率が低下し、反対にウ
ェブ外法に対するウェブ内法の比を大きくすれば、ユニ
バーサル圧延でのウェブ圧下に伴うフランジ断面積の減
少率が増大して、フランジ肉量の制御量が拡大できサイ
ズの造り分けが容易になる。加えて、粗圧延終了のウェ
ブ高さに応じてスラブ幅を変更すればさらに効果的であ
る。

【００３７】ところで、本発明の圧延方法は図１に示し
た圧延装置列に限定されるものではなく、二重式の粗圧
延機、第１粗ユニバーサル圧延機とこれに隣接した第１
エッジャー圧延機からなる第１中間圧延機群、第２粗ユ
ニバーサル圧延機と第２エッジャー圧延機からなる第２
中間圧延機群、および仕上げユニバーサル圧延機から構
成される圧延装置列も当然含まれる。この場合、第１エ
ッジャー圧延機あるいは第２エッジャー圧延機を孔型深
さ可変式としてもよい。また、中間圧延機群が第１粗ユ
ニバーサル圧延機、孔型深さ可変式エッジャー圧延機３
および第２粗ユニバーサル圧延機をタンデムに配置した
場合も考えられる。

【００３８】中間クロップ切断後の粗ユニバーサル圧延
において、前述のように竪ロールとフランジとの接触弧
長が水平ロールとウェブとの接触弧長よりも大きい場合
に、ウェブ高さ方向の圧縮応力よる座屈やパスラインず
れによってウェブが付け替わり、ウェブ中心偏りが悪化
するのを防止するために、中間クロップ切断後の最初の
少なくとも１パスにおいて、ウェブ厚み延伸をフランジ
厚み延伸よりも大きくして、両端にタング状のクロップ
を生成する。これにより、噛み込み時にパスラインがず
れてもウェブが先に誘導されるためにウェブ付け替えが
生じにくくなるとともに、蹴出し時に圧縮応力が生じて
も、後続部にウェブ部があるために座屈が生じにくくな
り、ウェブ中心偏りの悪化が防止でき、最終製品の寸法
不良部が短くできる。

【００３９】ここでは、スラブを素材とした例で説明し
たが、ブルームやビームブランクを素材とした場合でも
粗圧延機および粗ユニバーサル圧延機で同様に圧延すれ
ばよい。

【００４０】また、説明はＨ形鋼の圧延について行った
が、Ｉ形鋼や溝形鋼などについても、図１に示す圧延装
置列などにおいて、同様の圧延方法を行えばクロップ長
さを短くできる。

【００４１】

【実施例】ウェブ高さH600mm、フランジ幅250mm、ウェ
ブ厚12mm、フランジ厚22mのＨ形鋼を、厚み250mmの連続
鋳造スラブを素材として、粗圧延機、粗ユニバーサル圧
延機とエッジャー圧延機からなる第１中間圧延機群と第
２中間圧延機群、仕上げ圧延機を使用して製造した。第
１中間圧延機群のエッジャー圧延機には孔型深さ可変式
エッジャー圧延機を使用した。

【００４２】粗圧延機では、いずれもウェブ厚170mmで
圧延を終了した。第１粗ユニバーサル圧延機の前半パス
を表１に示した延伸比で、表１に示したウェブ厚まで圧
延し、その後は、フランジ厚／ウェブ厚が製品のフラン
ジ厚／ウェブ厚にほぼ等しくなるまで、ウェブ厚み延伸
とフランジ厚み延伸を調整した後、ウェブ厚み延伸とフ
ランジ厚み延伸をほぼ等しくして製品まで圧延した。第
１粗ユニバーサル圧延は合計１１パスで、先端側クロッ
プは１１パス後、後端側クロップは１０パス後に切断
し、その長さを測定した。

【００４３】比較として従来の圧延方法で製造した場合
も表１に示す。この場合、粗圧延終了のウェブ厚は70mm
であり、粗ユニバーサル圧延ではフランジ延伸／ウェブ
延伸は全パスともほぼ1.0である。表１にそれぞれの切
断した中間クロップ長さを示すが、本発明の圧延方法に
より中間クロップ長さが低減し、歩留りが向上した。

【００４４】

【表１】

【００４５】なお、粗圧延機の成形孔型の第１〜４パス
において蹴出し端のウェブ厚圧下を行わなかった条件に
ついては、クロップ長さは従来法よりも先端、後端とも
約250mmが短縮した。

【００４６】また、中間クロップ切断後、３パスにわた
りウェブ厚み延伸をフランジ厚み延伸に対して大きくし
て圧延を行ったところ、ウェブ厚み延伸とフランジ厚み
延伸を等しくした場合に比べ、先端と後端のウェブ中心
偏り公差はずれ部の長さが約１ｍ短縮した。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明の圧延方法により、
クロップの成長を抑制でき歩留が向上するだけでなく、
端部におけるウェブ中心偏りが小さく良好な寸法精度の
製品が製造できる。また、フランジ幅の異なる製品につ
いてもロール組み替えを行うことなく製造でき、ロール
保有数を削減し、歩留や作業率を向上させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧延方法および圧延装置列の説明図で
ある。

【図２】本発明の粗圧延方法の説明図である。

【図３】本発明におけるウェブ高さ方向の圧下のみを行
う粗圧延方法の説明図である。

【図４】ユニバーサル圧延におけるクロップ生成特性に
関する説明図である。

【図５】本発明による粗ユニバーサル圧延機の水平ロー
ル形状の説明図である。

【図６】サイズ造り分けに関する圧延方法の説明図であ
る。

【図７】従来の圧延方法の説明図である。

【図８】従来の粗圧延方法の説明図である。

【図９】Ｈ形鋼のウェブ中心偏りの説明図である。

【図１０】Ｈ形鋼の製造過程で生成するクロップ形状の
説明図である。

【図１１】ウェブ外法一定Ｈ形鋼の説明図である。

フロントページの続き (72)発明者 佐伯 英二 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内 (72)発明者 明賀 孝仁 大阪府堺市築港八幡町１番地 新日本製鐵 株式会社堺製鐵所内 (72)発明者 松田 勝也 大阪府堺市築港八幡町１番地 新日本製鐵 株式会社堺製鐵所内 (72)発明者 三浦 洋介 大阪府堺市築港八幡町１番地 新日本製鐵 株式会社堺製鐵所内 Ｆターム(参考） 4E002 AC03 BA04 BB01 BC01 BC05 CA14 CA17 CB08 CB10 4E016 AA07 BA08 CA05 DA19

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗圧延機と、粗ユニバーサル圧延機およ
   びエッジャー圧延機からなる１組あるいは複数組の中間
   圧延機群を用いてフランジを有する形鋼を圧延する方法
   において、被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚み
   の比が製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、
   粗ユニバーサル圧延の前半パスにおいて、粗圧延終了か
   ら製品までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以上の
   ウェブ厚み圧下を行うまで、ウェブ厚み延伸に対するフ
   ランジ厚み延伸の比を平均で０．９３以上に設定してウ
   ェブ厚みとフランジ厚みを圧下することを特徴とするフ
   ランジを有する形鋼の圧延方法。
2. 【請求項２】 粗圧延機と、粗ユニバーサル圧延機およ
   びエッジャー圧延機からなる１組あるいは複数組の中間
   圧延機群を用いてフランジを有する形鋼を圧延する方法
   において、被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚み
   の比が製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、
   粗ユニバーサル圧延の前半パスにおいて、粗圧延終了か
   ら製品までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以上の
   ウェブ厚み圧下を行うまで、各パスともウェブ厚み延伸
   に対するフランジ厚み延伸の比を０．９３以上に設定し
   てウェブ厚みとフランジ厚みを圧下することを特徴とす
   るフランジを有する形鋼の圧延方法。
3. 【請求項３】 粗圧延機と、粗ユニバーサル圧延機およ
   びエッジャー圧延機からなる１組あるいは複数組の中間
   圧延機群を用いてフランジを有する形鋼を圧延する方法
   において、被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚み
   の比が製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、
   粗ユニバーサル圧延機で圧延中に蹴出し端側でのフラン
   ジ厚み延伸を大きくするか、ウェブ厚み延伸を小さくす
   ることを特徴とするフランジを有する形鋼の圧延方法。
4. 【請求項４】 粗圧延機の成形孔型圧延での少なくとも
   １パスにおいて、噛み込み端が噛み込んだ後蹴出すまで
   の間にロール隙を開放するか、あるいは噛み込み端に比
   べ蹴出し端の圧下量を小さくすることを特徴とするフラ
   ンジを有する形鋼の圧延方法。
5. 【請求項５】 粗圧延機と、粗ユニバーサル圧延機およ
   びエッジャー圧延機からなる１組あるいは複数組の中間
   圧延機群を用いてフランジを有する形鋼を圧延する方法
   において、 １）粗圧延機の成形孔型圧延での少なくとも１パスにお
   いて、噛み込み端が噛み込んだ後蹴出すまでの間にロー
   ル隙を開放するか、あるいは噛み込み端に比べ蹴出し端
   の圧下量を小さくすること、 ２）被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚みの比が
   製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、粗ユニ
   バーサル圧延の前半パスにおいて、粗圧延終了から製品
   までのウェブ厚みの総圧下量のうち１／５以上のウェブ
   厚み圧下を行うまで、ウェブ厚み延伸に対するフランジ
   厚み延伸の比を平均あるいは各パスで０．９３以上に設
   定してウェブ厚みとフランジ厚みを圧下すること、 ３）被圧延材のウェブ厚みに対するフランジ厚みの比が
   製品のそれよりも小さい断面で粗圧延を終了し、粗ユニ
   バーサル圧延機で圧延中に蹴出し端側でのフランジ厚み
   延伸を大きくするか、ウェブ厚み延伸を小さくするこ
   と、のいずれか２つ以上を組み合わせて圧延することを
   特徴とするフランジを有する形鋼の圧延方法。
6. 【請求項６】 粗圧延機において、複数の孔型により順
   次素材を製品に対するウェブ高さ方向にのみ圧下を行う
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の
   フランジを有する形鋼の圧延方法。
7. 【請求項７】 エッジャー圧延機を孔型深さを自在に調
   整できるものとし、被圧延材のフランジ脚長の変化に応
   じてパスごとあるいはパス内で連続的に孔型深さを調整
   してフランジ幅を圧下することを特徴とする請求項１〜
   ６のいずれか１項に記載のフランジを有する形鋼の圧延
   方法。
8. 【請求項８】 エッジャー圧延機において、少なくとも
   被圧延材のウェブ端部からコーナーＲ部、フランジ内面
   の下方部にウェブ拘束ロールを接近させつつフランジ幅
   を圧下することを特徴とする請求項７に記載のフランジ
   を有する形鋼の圧延方法。
9. 【請求項９】 粗ユニバーサル圧延機において、水平ロ
   ール側面部のコーナーＲ寄りの領域をロール軸寄りの領
   域よりも鉛直線に対する勾配が大きくなるように単数ま
   たは複数の円弧あるいは直線で構成される形状とする
   か、または水平ロール円周部のロール軸方向の中央付近
   からコーナーＲにかけての領域をコーナーＲに近いほど
   ロール径が減少するような単数または複数の円弧あるい
   は直線で構成される形状とするか、または前者と後者の
   両方で構成される形状とすることを特徴とする請求項１
   〜８のいずれか１項に記載のフランジを有する形鋼の圧
   延方法。
10. 【請求項１０】 中間クロップ切断後の粗ユニバーサル
    圧延において、少なくとも１パス以上、ウェブ厚み延伸
    をフランジ厚み延伸に比べて大きくして圧延することを
    特徴とするフランジを有する形鋼の圧延方法。