JP2004276102A

JP2004276102A - Ｈ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法

Info

Publication number: JP2004276102A
Application number: JP2003074018A
Authority: JP
Inventors: Koji Ono; 康次小野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】粗ユニバーサル圧延段階で、圧延材フランジ端部内面側に折れ込み状の疵を発生させないＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法を提供する。
【解決手段】孔型コーナ部をロール軸端側へ逃がした第１型（または第２型）のエッジャーロールを用いて圧延材フランジの幅端部の厚みが同幅中央部の厚みよりも小さくなるようにエッジャー圧延する。第１型：孔型側面がその最大径位置から縮径方向に圧延材フランジ脚長の１／４〜３／４の距離Ａだけ離れた位置を境に第１面分１０と第２面分２０とに二分され、第１面分は第２面分よりも大径側にあってそのテーパ角度θ１＝ユニバーサルミル水平ロール側面のテーパ角度Φで、第２面分のテーパ角度θ２＝θ１超〜１．６ ×θ１未満のもの。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法に関し、詳しくは、フランジ内面に折れ込み疵のない良好な外観を有するＨ形鋼を熱間圧延により製造するために用いて好適なＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延によるＨ形鋼の製造においては、一般に、素材がブレークダウンミルでＨ形の粗形に圧延され、つぎに、ユニバーサルとエッジャーの両ミルからなる粗ユニバーサルミル（中間ミル群ともいう。）でリバース圧延される。ユニバーサルミルではフランジとウェブの肉厚圧下を、エッジャーミルではフランジ先端の鍛錬、整形とフランジ幅の斉寸を行う。続く仕上げユニバーサルミルで所要形状寸法のＨ形材に仕上げ圧延する（非特許文献１）。
【０００３】
ユニバーサルミルは、軸芯が同一円直面上に配置された上下一対の水平ロールと左右一対の垂直ロール（竪ロールともいう。）とを有し、両水平ロール周面でウェブを肉厚圧下し、水平ロール側面と竪ロール周面とでフランジを肉厚圧下する。エッジャーミルは、上下一対の凸形プロフィルの孔型ロール（エッジャーロール）を有し、該エッジャーロールの凸形両端の小径領域でフランジ端を圧下してフランジ幅を成形する。
【０００４】
このとき、ユニバーサルミルでの圧延の際、フランジ内側面部は水平ロールの側動圧下を受けるため、ロール径方向の周速差により、疵等の有害な欠陥が発生しやすい。また、水平ロールの側面には偏摩耗が発生しやすい。このような圧延材欠陥やロール偏摩耗の発生を防止するための手段として、水平ロール側面とフランジ内側面の一方または双方の特定領域（両者の相対滑りが大きい領域）に圧延油を噴霧し、ロールと圧延材との摩擦係数を減ずる潤滑圧延方法が知られている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３４４０１１号公報
【非特許文献１】
社団法人日本塑性加工学会編「塑性加工技術シリーズ８棒線・形・管圧延」第９９−１００頁、１９９１年８月２０日（第１刷）コロナ社発行
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の潤滑圧延方法によれば、ロール側動圧下によるフランジ内側面の焼付き疵やカキ疵の防止には効果がある。一方、フランジ幅３５０ｍｍ以上の大型Ｈ形鋼や耐火鋼等合金鋼のＨ形鋼においては、エッジャーミル圧下で形成された鋭利なフランジ端部が、ユニバーサルミル水平ロール側面の側動圧下により擦り上げられ、フランジ内側面に折れ込み状の疵を生じてしまい、圧延‐空冷後のオフラインにてグラインダで研摩しなけらばならないという問題があり、この問題は、上記従来の潤滑圧延方法によっても解決できていない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題を解決するために、ユニバーサルミルとエッジャーミルとを用いたリバース圧延すなわち粗ユニバーサル圧延の際に、圧延材フランジ端部内面側に折れ込み状疵を発生させないＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｈ形鋼の熱間圧延製造工程の粗ユニバーサル圧延段階でユニバーサルミルとエッジャーミルとを用いたリバース圧延によりフランジの成形を行うＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法において、孔型コーナ部をロール軸端側へ逃がしたエッジャーロールを用いて圧延材フランジの幅端部の厚みが同幅中央部の厚みよりも小さくなるようにエッジャー圧延することを特徴とするＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法である。
【０００９】
これにより、Ｈ形鋼圧延材のフランジ先端部を、次パスのユニバーサル圧延の水平ロール側面に接触させないようにすることができ、該水平ロールの側動圧下によるフランジ先端部内面側の擦り上げが起こらなくなるので、折れ込み状の疵が発生しなくなる。
本発明で用いる前記エッジャーロール、すなわち“孔型コーナ部をロール軸端側へ逃がしたエッジャーロール”としては、次の第１型または第２型が好ましい。
【００１０】
第１型：孔型側面がその最大径位置から縮径方向に圧延材フランジ脚長の１／４〜３／４の距離だけ離れた位置を境に第１面分と第２面分とに二分され、第１面分は第２面分よりも大径側にあってそのテーパ角度θ１がユニバーサルミル水平ロール側面のテーパ角度と同じ値であり、第２面分のテーパ角度θ２がθ１超〜１．６ ×θ１未満になるエッジャーロール。
【００１１】
第２型：孔型側面がその最大径位置から縮径方向に圧延材フランジ脚長よりも２〜７ｍｍ小さい距離だけ離れた位置を境に第１面分と第２面分とに二分され、第１面分は第２面分よりも大径側にあってそのテーパ角度θ１がユニバーサルミル水平ロール側面のテーパ角度と同じ値であり、第２面分は同面分内の位置がロール軸端に近づくほどテーパ角度が増大する凹曲面をなし、以下に定義される逃げ量Ｃが０．６ｍｍ超〜１．２ｍｍ未満になるエッジャーロール。
【００１２】
逃げ量Ｃ：第１面分の第２面分側への展延面と孔型底面の第２面分側への展延面との交線の位置と、第２面分と孔型底面との境界位置とのロール軸方向距離。ここで、孔型側面とは、圧延材フランジ内側面に当接する孔型面を意味する。また、孔型底面とは、圧延材フランジ端面に当接する孔型面を意味する。また、面のテーパ角度とは、該面と該面を有するロールのロール軸に直交する平面とのなす角度を意味する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は第１型のエッジャーロールを用いた実施形態の本発明例、図２は第２型のエッジャーロールを用いた実施形態の本発明例をそれぞれ示す模式図である。図１、図２において、１０は第１面分、２０は第２面分であり、これらは連接して孔型側面を構成し、また、３０は孔型底面である。ここで、圧延材フランジ脚長をＨＦ、ユニバーサルミル水平ロール側面テーパ角度をΦで表すものとする。
【００１４】
第１型のエッジャーロールでは、第１面分１０と第２面分２０とが平面状（ただし、第１面分の最大径位置近傍部に丸みを有する。）であり、孔型側面の最大径位置から第１、第２面分１０、２０の境位置までの縮径方向距離Ａ＝１／４ ×ＨＦ〜３／４ＨＦ、θ１＝Φ（ただし、±０．５ °の誤差は許容される。）、およびθ２＝θ１超〜１．６ ×θ１未満（すなわち、テーパ角度比θ２／θ１＝１．０超〜１．６未満）とされる。
【００１５】
第１型では、従来の孔型コーナ部（点線で示す部分）が、テーパ状に張り出した形でロール軸端側に逃がされているから、その分フランジ幅端部内面側のメタルが外面側により多く押し込まれ、その結果、次パスのユニバーサルミル入側には、フランジの幅端部が同幅中央部よりもフランジ外面側に減肉された圧延材が供給されるから、ユニバーサルミル水平ロールの側動圧下によるフランジ端部内側面の擦り上げが回避され、折れ込み状の疵発生が抑制される。
【００１６】
第１型の場合、Ａ＞３／４ ×ＨＦでは折れ込み状疵発生を抑制する効果に乏しく、一方、Ａ＜１／４ ×ＨＦではフランジ端部の肉痩せを生じる（図示省略）ので、Ａ＝１／４ ×ＨＦ以上３／４ＨＦ以下とする。好ましくは、Ａ＝２／５ ×ＨＦ以上３／５ ×ＨＦ以下、より好ましくは、Ａ＝３／７×ＨＦ以上４／７ ×ＨＦ以下である。また、θ２／θ１ ≦１．０では折れ込み状疵発生を抑制する効果に乏しく、一方、θ２／θ１ ≧１．６ではフランジ端部の肉痩せを生じる（図３参照）ので、θ２／θ１＝１．０超〜１．６未満とする。なお、図３より、θ２／θ１は好ましくは１．１以上１．５以下、より好ましくは１．２以上１．５以下である。
【００１７】
第２型のエッジャーロールでは、第１面分１０が平面状（ただし、第１面分の最大径位置近傍部に丸みを有する。）、第２面分２０が凹曲面状であり、孔型側面の最大径位置から第１、第２面分１０、２０の境位置までの縮径方向距離Ｂ＝ＨＦ−Ｘ；Ｘ＝２〜７ｍｍ、θ１＝Φ（ただし、±０．５ °の誤差は許容される。）、および、凹曲面内各位置のθ２は当該位置がロール軸端に近づくほど増大するものとする。
【００１８】
第２型では、従来の孔型コーナ部（点線で示す部分）が、凹曲面状に張り出した形でロール軸端側に逃がされているから、その分フランジ幅端部内面側のメタルが外面側により多く押し込まれ、その結果、次パスのユニバーサルミル入側には、フランジの幅端部が同幅中央部よりもフランジ外面側に減肉された圧延材が供給されるから、ユニバーサルミル水平ロールの側動圧下によるフランジ端部内側面の擦り上げが回避され、折れ込み状の疵発生が抑制される。
【００１９】
第２型の場合、Ｘ＜２ｍｍすなわちＢ＞ＨＦ−２（ｍｍ）では折れ込み状疵発生を抑制する効果に乏しく、一方、Ｘ＞７ｍｍすなわちＢ＜ＨＦ−７（ｍｍ）ではフランジ端部の肉痩せを生じる（図示省略）ので、Ｘ＝２ｍｍ以上７ｍｍ以下すなわちＢ＝ＨＦ−７（ｍｍ）以上ＨＦ−２（ｍｍ）以下とする。好ましくは、Ｘ＝２ｍｍ以上６ｍｍ以下、より好ましくは、Ｘ＝２ｍｍ以上５ｍｍ以下である。また、逃げ量Ｃが、０．６ｍｍ以下では折れ込み状疵発生を抑制する効果に乏しく、一方、１．２ｍｍ以上ではフランジ端部の肉痩せを生じる（図４参照）ので、Ｃ＝０．６ｍｍ超〜１．２ｍｍ未満とする。なお、図４より、Ｃは好ましくは０．８ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００２０】
【実施例】
（比較例）
フランジ幅４００ｍｍの大型Ｈ形鋼（ＨＦ＝１９３．５ｍｍ）およびフランジ幅３００ｍｍの耐火鋼のＨ形鋼（ＨＦ＝１４４ｍｍ）の熱間圧延製造にあたり、粗ユニバーサル圧延段階で用いるエッジャーロールとして、θ１＝θ２＝Φ＝５°になる従来のものを用いて圧延を行った。その結果、フランジ端部内側面に折れ込み状疵が発生し、仕上げユニバーサル圧延後のＨ形鋼製品に対し、オフライングラインダ研摩による表面手入れが必要であった。
（実施例１）
比較例において、エッジャーロールとして上記従来のものに代えて、図１に示した第１型のエッジャーロールに相当する、Ａ＝１／２ ×ＨＦ、θ１＝Φ＝５°、およびθ２＝１．２×θ１のものを用い、それ以外は比較例と同様にして圧延を行った。その結果、折れ込み状疵のない良好な表面性状のＨ形鋼製品が得られ、前記オフライングラインダ研摩による表面手入れを省略することができた。
（実施例２）
比較例において、エッジャーロールとして上記従来のものに代えて、図２に示した第２型のエッジャーロールに相当する、Ｂ＝ＨＦ−５（ｍｍ）、θ１＝Φ＝５°、およびＣ＝０．９ｍｍのものを用い、それ以外は比較例と同様にして圧延を行った。その結果、折れ込み状疵のない良好な表面性状のＨ形鋼製品が得られ、前記オフライングラインダ研摩による表面手入れを省略することができた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｈ形鋼、とくにフランジ幅３５０ｍｍ以上の大型Ｈ形鋼や耐火鋼等合金鋼のＨ形鋼の熱間圧延製造工程の粗ユニバーサル圧延段階で折れ込み状疵の発生を防止できるようになり、仕上げユニバーサル圧延後のＨ形鋼製品のオフライングラインダ研摩を省略できるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１型のエッジャーロールを用いた実施形態の本発明例を示す模式図である。
【図２】第２型のエッジャーロールを用いた実施形態の本発明例を示す模式図である。
【図３】第１面分と第２面分とが平面状（ただし、第１面分の最大径位置近傍部に丸みを有する。）であるエッジャーロールを用いた場合のテーパ角度比θ２／θ１と折れ込み状疵発生率の関係を示す図である。
【図４】第１面分が平面状（ただし、第１面分の最大径位置近傍部に丸みを有する。）、第２面分が凹曲面状であるエッジャーロールを用いた場合の逃げ量Ｃと折れ込み状疵発生率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１エッジャーロール
５エッジャーロールのロール軸に直交する平面
１０孔型側面の第１面分
２０孔型側面の第２面分
３０孔型底面

Claims

Ｈ形鋼の熱間圧延製造工程の粗ユニバーサル圧延段階でユニバーサルミルとエッジャーミルとを用いたリバース圧延によりフランジの成形を行うＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法において、孔型コーナ部をロール軸端側へ逃がしたエッジャーロールを用いて圧延材フランジの幅端部の厚みが同幅中央部の厚みよりも小さくなるようにエッジャー圧延することを特徴とするＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法。
前記エッジャーロールは、孔型側面がその最大径位置から縮径方向に圧延材フランジ脚長の１／４〜３／４の距離だけ離れた位置を境に第１面分と第２面分とに二分され、第１面分が第２面分よりも大径側にあってそのテーパ角度θ１がユニバーサルミル水平ロール側面のテーパ角度と同じ値であり、第２面分のテーパ角度θ２がθ１超〜１．６ ×θ１未満になるエッジャーロールである請求項１記載のＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法。
前記エッジャーロールは、孔型側面がその最大径位置から縮径方向に圧延材フランジ脚長よりも２〜７ｍｍ小さい距離だけ離れた位置を境に第１面分と第２面分とに二分され、第１面分が第２面分よりも大径側にあってそのテーパ角度θ１がユニバーサルミル水平ロール側面のテーパ角度と同じ値であり、第２面分は同面分内の位置がロール軸端に近づくほどテーパ角度が増大する凹曲面をなし、以下に定義される逃げ量Ｃが０．６ｍｍ超〜１．２ｍｍ未満になるエッジャーロールである請求項１記載のＨ形鋼の熱間フランジ成形圧延方法。
逃げ量Ｃ：第１面分の第２面分側への展延面と孔型底面の第２面分側への展延面との交線の位置と、第２面分と孔型底面との境界位置とのロール軸方向距離。