JP2004322105A

JP2004322105A - Method for manufacturing wide flange shape and grooved roll

Info

Publication number: JP2004322105A
Application number: JP2003116133A
Authority: JP
Inventors: Hironori Kawamura; 裕範川村
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture an super-large size wide flange shape having the dimensions of H 542×475×25/45, for example, by securing the width of flanges without bringing about the lowering of rolling efficiency. <P>SOLUTION: When manufacturing the wide flange shape 7 by successively passing through a rough rolling stage for rough rolling a base stock 6 into a rough shape bloom 4, an intermediate rolling stage for intermediately rolling the rough shape bloom 4 into an intermediate rolled stock by using an intermediate rolling mill group 11 having a roughing universal mill 9 and an edger mill 10 and finish rolling stage for finish-rolling the intermediate rolled stock into a product, deformation for inside bending the flanges 4b of the rough shape bloom 4 is imparted at the first pass in the intermediate rolling stage. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ形鋼の製造方法に関するものであり、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という、特に極めて大きな寸法を有するＨ形鋼（以下、「超大寸Ｈ形鋼」という）の製造方法及び孔型ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超大寸Ｈ形鋼は、主に、分解圧延されたビームブランクを素材として圧延により製造されてきた。また、超大寸Ｈ形鋼は、製造コストを低減するために、薄肉の連鋳スラブを圧延素材として直接圧延することにより製造されるようになった。このため、これまでにも、薄肉の連鋳スラブから超大寸Ｈ形鋼を圧延により製造する発明が多数提案されている。
【０００３】
近年では、建設構造物が高層化されるにともなって、鋼材はよりいっそう大断面化、極厚化さらには高強度化される傾向にあり、特に、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼に対するニーズが高まってきた。
【０００４】
薄肉の連鋳スラブから超大寸Ｈ形鋼を圧延により直接製造するには、フランジ幅の確保や圧延能率の低下防止等の解決すべき課題があり、これまでにも多数の発明が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、複数のボックス孔型を用いてウェブ高さを縮小してフランジ対応部を拡幅し、成形孔型（造形孔型）を用いて粗形鋼片に仕上げる際に、造形孔型による造形圧延の途中で鋼片を９０度転回してボックス孔型を用いてウェブ高さ方向に圧下を行ってフランジ内面の肉引けを防止して粗形鋼片のフランジボリュームを確保し、続くユニバーサル圧延によりフランジ幅を確保する発明が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、薄肉扁平の鋼片の両端に複数の割り孔型（ベリー孔型）を用いてスリットを刻設し、このスリットを順次押し広げ、その後、ボックス孔型で鋼片の両縁部に凹部を形成し、次いで造形孔型で凹部を有する粗形鋼片を製造する発明が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２６９５０１号公報
【特許文献２】特開平７−１６４００３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来の発明によっても、圧延能率の低下を招くことなくフランジ幅を確保し、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼を製造することはできない。
【０００９】
特許文献１により開示された発明により超大寸Ｈ形鋼を製造するには、造形圧延中に複数回ウェブ高さ圧下を行わなければならないため、圧延能率の低下を招いてしまう。
【００１０】
一方、特許文献２により開示された発明によれば、造形孔型の圧延中のボックス孔型でウェブ高さ圧下を行う工程を省略できるため、圧延能率の低下を招くことはない。しかし、この発明によっても、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼のフランジ幅を確保することは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、このような従来の技術が有する課題を解決し、圧延能率の低下を招くことなくフランジ幅を確保し、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼を製造する方法及び孔型ロールを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、例えばブレークダウンミルを用いて、素材を粗形鋼片に粗圧延する粗圧延工程と、粗ユニバーサルミル及びエッジャミルを有する中間圧延機群を用いて粗形鋼片を中間圧延材に中間圧延する中間圧延工程と、例えば仕上ユニバーサルミルを用いて、中間圧延材を製品に仕上圧延する仕上圧延工程とを順次経てＨ形鋼を製造する際に、中間圧延工程の一部のパスにおいて、被圧延材のフランジを内側に曲げる変形を付与することを特徴とするＨ形鋼の製造方法である。これにより、このフランジをフランジ幅方向へ拡げることができる。
【００１３】
また、本発明は、例えばブレークダウンミルを用いて、素材を粗形鋼片に粗圧延する粗圧延工程と、粗ユニバーサルミル及びエッジャミルを有する中間圧延機群を用いて粗形鋼片を中間圧延材に中間圧延する中間圧延工程と、例えば仕上ユニバーサルミルを用いて、中間圧延材を製品に仕上圧延する仕上圧延工程とを順次経てＨ形鋼を製造する際に、中間圧延工程の一部の同一のパスにおいて、被圧延材のフランジにこのフランジを内側に曲げる変形とフランジの厚み方向への圧下とを付与することを特徴とするＨ形鋼の製造方法である。これにより、このフランジをフランジ幅方向へ拡げることができる。
【００１４】
これらの本発明にかかるＨ形鋼の製造方法では、変形が、粗ユニバーサルミルの竪ロールと被圧延材のフランジ外面との接触開始点を、粗ユニバーサルミルの水平ロールと被圧延材のフランジ内面の接触開始点よりもフランジ先端側に位置させることによって付与されることが例示される。
【００１５】
また、本発明は、素材を粗形鋼片に粗圧延する粗圧延工程と、粗ユニバーサルミル及びエッジャミルを有する中間圧延機群を用いて前記粗形鋼片を中間圧延材に中間圧延する中間圧延工程と、前記中間圧延材を製品に仕上圧延する仕上圧延工程とを順次経てＨ形鋼を製造する際の粗圧延工程で用いるブレークダウンミルの孔型ロールであって、素材を幅方向に圧下する少なくとも一つの孔型を有し、該孔型が下記の条件を充足することを特徴とする孔型ロールである。
【００１６】
Ｙ_Ｒ＞Ｗ_Ｒ×Ｔａｎ（θ）／２・・・・・・（３）
Ｗ_Ｒ＞ｔ_ｗ・・・・・・（４）
ここで、Ｙ_Ｒ：孔型の底部中央に設けられた突起の深さ
Ｗ_Ｒ：孔型の底部中央に設けられた突起の幅
θ ：粗ユニバーサルミルの竪ロールのテーパ角度
ｔ_ｗ：粗形鋼片のウエブ厚
また、これらの本発明にかかるＨ形鋼の製造方法では、中間圧延を行われる前の被圧延材がフランジ外面の中央部に凹部を有することが例示される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるＨ形鋼の製造方法の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、中間圧延工程の一部のパスが中間圧延工程の粗ユニバーサルミルによる最初のパスである場合を例にとる。
【００１８】
図１は、本実施の形態における中間圧延工程の粗ユニバーサルミル１の最初のパスにおける竪ロール２、水平ロール３と被圧延材である粗形鋼片４との接触状況を示す説明図である。また、図２（ａ）〜図２（ｄ）は本実施の形態の粗圧延工程を示す説明図であり、図２（ｅ）は中間圧延工程を示す説明図である。さらに、図３は粗圧延工程で用いるブレークダウンミル５の孔型Ｉ〜ＩＶの配置を示す説明図である。
【００１９】
本実施の形態では、Ｈ形鋼の素材６に粗圧延、中間圧延及び仕上圧延を順次行ってＨ形鋼７を製造する。そこで、これらの各工程について順次説明する。
［粗圧延工程］
本実施の形態では、ブレークダウンミル５を用いて素材６を粗形鋼片４に粗圧延する。図３において、ブレークダウンミル５の孔型ロールの孔型Ｉ〜ＩＩＩはいずれも孔底の中央部に突起を有するベリー孔型であり、孔型ＩＶは成形孔型（造形孔型）である。
【００２０】
本実施の形態では、加熱された連鋳スラブは素材６としてブレークダウンミル５に供給され、図３に示すベリー孔型Ｉによりスラブの幅方向を上下として粗圧延を行うことにより、図２（ａ）に示すように両縁部に凹部が形成される。
【００２１】
図２（ａ）に示すように凹部を形成された素材は、図３に示すベリー孔型ＩＩ、ＩＩＩにより凹部が順次押し広げられ、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように素材の両縁部に凹部を有する鋼片に成形される。このように、本実施の形態では、素材は、底部に突起を有するベリー孔型Ｉ〜ＩＩＩにより連鋳鋼片の両縁部に凹部を有するドッグボーン状の鋼片に成形される。
【００２２】
図２（ｃ）に示すように凹部を形成された素材は、図３に示す造形孔型ＩＶにより、図２（ｄ）に示すように、下記の関係を満足する所定の凹部４ａ、４ａをフランジ幅中央部に備える粗形鋼片４に成形される。
【００２３】
図４（ａ）〜図４（ｅ）は、この粗圧延工程を経て製造される粗形鋼片４の形状の変化を示す説明図である。図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、この粗形鋼片４は、下記（１）式及び（２）式により規定される関係を満足する寸法を有する。
【００２４】
Ｙ＞Ｗ×Ｔａｎ（θ）／２・・・・・・（１）
Ｗ＞ｔ_ｗ・・・・・・（２）
（１）式及び（２）式において、Ｗは粗形鋼片４に形成された凹部４ａの幅であり、Ｙは粗形鋼片４に形成された凹部４の深さであり、ｔ_ｗは粗形鋼片４のウェブ厚であり、θは図４（ｅ）における粗ユニバーサルミルの竪ロールに設けられるテーパ角度である。
【００２５】
また、図３に示すように、ベリー孔型ＩＩＩの形状は（３）式及び（４）式に示す関係を満足するように決定すればよい。
Ｙ_Ｒ＞Ｗ_Ｒ×Ｔａｎ（θ）／２・・・・・・（３）
Ｗ_Ｒ＞ｔ_ｗ・・・・・・（４）
（３）式及び（４）式において、Ｗ_Ｒは孔型ＩＩＩに設けられた突起５ａの幅であり、Ｙ_Ｒは孔型ＩＩＩに設けられた突起５ａの深さである。
【００２６】
粗圧延工程における素材６は図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように凹部を有しているため、造形孔型ＩＶの圧延の際に孔型開放部からの材料の噛み出しが抑制される。したがって、造形孔型ＩＶによる複数パスの圧延途中で、鋼片の幅方向を上下としてベリー孔型Ｉ〜ＩＩＩで行う圧延（エッジング圧延）の回数を、低減することができる。
【００２７】
つまり、ドッグボーン状の鋼片は凹部を有するので、造形孔型による圧延の際の上下ロールからの材料の噛み出しが抑制されるために、造形孔型による圧延途中で材料を９０度転回して行うエッジング圧延の回数が低減される。これにより、本実施の形態によれば、圧延能率の低下が抑制される。
【００２８】
後述するが、本実施の形態では、粗圧延工程によって粗形鋼片のフランジ中央部に所定の凹部を形成するため、図１に示すように、粗ユニバーサル圧延の最初のパスで、粗ユニバーサルミルの竪ロール２と粗形鋼片４との接触開始点Ａが、粗ユニバーサルミルの水平ロール３と粗形鋼片４との接触開始点Ｂよりも、フランジ先端側となる。
【００２９】
上述した事項以外は、本実施の形態における粗圧延工程は、この種の粗圧延工程と同じであるため、これ以上の説明は省略する。
［中間圧延工程］
本実施の形態では、粗圧延を行われた粗形鋼片４に対して、粗ユニバーサルミル１及びエッジャミルを有する中間圧延機群を用いて中間圧延を行い、中間圧延材を製造する。
【００３０】
本実施の形態では、図１に示すように、この中間圧延工程における粗ユニバーサルミルの最初のパスにおいて、粗形鋼片４のフランジ４ｂを内側に曲げる変形を与える。すなわち、本実施の形態では、粗形鋼片４のフランジ中央部に凹部４ａを形成してあるため、粗ユニバーサルミル１による最初の圧下の際に、粗ユニバーサルミル１の竪ロール２と粗形鋼片４との接触開始点Ａが、粗ユニバーサルミル１の水平ロール３と粗形鋼片４との接触開始点Ｂよりも、フランジ先端側となる。これにより、粗ユニバーサル圧延の最初のパスにおいて、粗形鋼片４のフランジ４ｂを内側に曲げる変形（図１における白抜き矢印方向への変形）が付与される。
【００３１】
そして、このパス以降、粗ユニバーサルミル１及びエッジャミルを有する中間圧延機群を用いて通常の条件で中間圧延が行われ、中間圧延材が製造される。
このように、本実施の形態では、粗ユニバーサルミル１を用いた中間圧延の最初のパスにおいて、粗形鋼片４のフランジ４ｂにこのフランジ４ｂを内側に曲げる変形とフランジ４ｂの厚み方向への圧下とが付与される。これにより、粗形鋼片４が例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼の粗形鋼片であっても、この粗形鋼片４のフランジ４ｂをフランジ幅方向へ充分に拡げて、所望の寸法を有する超大寸Ｈ形鋼を製造することができる。
【００３２】
このように、本実施の形態では、粗形鋼片４に凹部４ａを形成するため、粗ユニバーサルミル１の最初のパスで、フランジ４ｂの厚み圧下だけではなくフランジ４ｂの曲げ成形も付与され、これらにより、フランジ４ｂの幅が大幅に拡大される。
【００３３】
［仕上圧延工程］
このようにして中間圧延が行われた中間圧延材に対して、仕上ユニバーサルミルを用いて、通常１パスで仕上圧延を行うことにより、製品であるＨ形鋼を製造する。
【００３４】
本実施の形態によれば、圧延能率の低下を招くことなくフランジ幅を確保し、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼を製造することができる。
【００３５】
【実施例】
さらに、実施例として、本発明にかかるＨ形鋼の製造方法を、Ｈ５００×５００極厚シリーズのＨ形鋼の製造に適用した結果を説明する。
【００３６】
図５は本実施例で用いたＨ形鋼の圧延工程７を模式的に示す説明図である。
同図に示すように、ブレークダウンミル８、粗ユニバーサルミル９及びエッジャーミル１０から構成される中間圧延機群１１、ならびに仕上ユニバーサルミル１２を用いた。
【００３７】
ブレークダウンミル８は上下一対の孔型ロールを有する。この孔型ロールは、図３に示すように、平坦孔型の孔底中央部に突起を設けた３種類のベリー孔型Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩと造形孔型ＩＶとが刻設されている。なお、ベリー孔型ＩＩＩの形状は、上述した（３）式及び（４）式をともに満足するように、突起幅Ｗ_Ｒ＝２４２ｍｍ、突起高さＹ_Ｒ＝１４０ｍｍとした。
【００３８】
粗ユニバーサルミル９は公知のミルであり、一対の竪ロールと一対の水平ロールとを有し、竪ロールのテーパ角度θ＝５度とした。また、エッジャーロール１０は公知のミルであり、上下一対の水平ロールを有する。さらに、仕上ユニバーサルミル１２は公知のユニバーサルミルである。
【００３９】
素材として用いた連鋳スラブの寸法は、厚さ２５０ｍｍ、幅１５００ｍｍであり、これを加熱炉で１２５０℃に加熱した。
続く粗圧延工程において、まず加熱したスラブを幅方向を上下として、ベリー孔型Ｉ；２パス、ベリー孔型ＩＩ；５パス、ベリー孔型ＩＩ；５パスの圧延により、ウェブ高さ８５９ｍｍ、フランジ幅６２６ｍｍ、ウェブ厚２５０ｍｍのドッグボーン状の鋼片とした。次に、この鋼片を９０度転回し、造形孔型ＩＶにより１１パスの圧延を行って、ウェブ厚８０ｍｍ、フランジ幅５１０ｍｍ（フランジ脚長２１５ｍｍ）、ウェブ高さ９００ｍｍの粗形鋼片４に成形した。なお、粗形鋼片４のフランジ幅の中央部に形成された凹部の幅Ｗ＝２０５ｍｍ、凹部の深さＹ＝１０３ｍｍであり、（１）式及び（２）式を充足する。
【００４０】
次に、粗形鋼片４を、粗ユニバーサルミル９及びエッジャーミル１０から構成される中間圧延機群１１による往復圧延の中間圧延と仕上ユニバーサルミル１２による１パスの圧延により製品（Ｈ５４２ ×４７５ ×２５／４５）に仕上げた。なお、粗ユニバーサルミル９による第１パスから第３パスの圧延では、粗ユニバーサルミル９の竪ロールと粗形鋼片４との接触開始点Ａが、粗ユニバーサルミル９の水平ロール３と粗形鋼片４との接触開始点Ｂよりもフランジ先端側になるようにして、フランジ４ｂを内側に曲げる変形を与えた。
【００４１】
また、上記と同様の孔型Ｉ〜ＩＶを用い、上記と同様の連鋳スラブから、ウェブ厚７５ｍｍ、フランジ幅５０５ｍｍ（フランジ脚長２１５ｍｍ）、ウェブ高さ９００ｍｍの粗形鋼片を成形し、これを上記と同様に中間圧延機群１１及び仕上ユニバーサルミル１２にて製品（Ｈ６１２×４９０ ×４０／８０）に仕上げた。なお、粗形鋼片にフランジ幅中央部に形成された凹部の幅Ｗ＝２００ｍｍ、凹部の深さ＝１００ｍｍであり、（１）式及び（２）式を充足する。
【００４２】
本発明の方法により、ブレークダウンミル８に設けた孔型形状を変更することなく、厚さ２５０ｍｍ及び幅１５００ｍｍの連鋳スラブから、ウェブ厚さ２５〜７０ｍｍ、フランジ厚４５〜８０ｍｍまでのＨ５００×５００シリーズを製造した。
【００４３】
また、比較のために、図６に示す従来の方法により圧延した結果を示す。図５に示すブレークダウンミル８、粗ユニバーサルミル９及びエッジャーミル１０から構成される中間圧延機群１１、ならびに仕上ユニバーサルミル１２を用いた。
【００４４】
また図７には、この従来の方法で用いたブレークダウンミル８の孔型形状を示す。図７に示すように、ブレークダウンミル８は、上下一対の孔型ロールを有し、孔型ロールには平坦孔型の孔底中央部に突起を設けた３種類のベリー孔型Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩと、平坦部を有するボックス孔型ＩＶと、造形孔型Ｖとが設けられている。
【００４５】
素材として用いた連鋳スラブの寸法は、厚さ２５０ｍｍ及び幅１４００ｍｍであり、これを加熱炉で１２５０℃に加熱した。続く粗圧延工程において、図６に示すように、先ず加熱スラブを幅方向を上下として、孔型Ｉ；２パス、孔型ＩＩ；５パス、孔型ＩＩＩ；３パス、孔型ＩＶ；３パスの圧延を行って、ウェブ高さ７８０ｍｍ、フランジ幅６２０ｍｍ、ウェブ厚２５０ｍｍのドッグボーン状鋼片１３とした。
【００４６】
次に、この鋼片１３を９０度転回し、造形孔型を用いた１０パスの圧延により、ウェブ厚２５０ｍｍのドッグボーン状鋼片１３とした。次に、この鋼片１３を９０度転回し、造形孔型を用いた１０パスの圧延により、ウェブ厚６８ｍｍ、フランジ幅４９８ｍｍ（フランジ脚長２１５ｍｍ）、ウェブ高さ８１０ｍｍの粗形鋼片１４に成形した。
【００４７】
なお、フランジ外面の噛み出し防止のため、造形孔型による圧延の途中で鋼片１３を９０度転回し、孔型ＩＶによるエッジング圧延を合計４パス行った。なお、孔型Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩでの圧延時にスラブ両端部に形成された凹部は、造形孔型Ｖによる圧延と圧延中に行う孔型ＩＶによるエッジング圧延とによりほぼ平坦になっていた。
【００４８】
次に、この粗形鋼片を粗ユニバーサルミル９とエッジャミル１０から構成される中間圧延機群１１による往復圧延による中間圧延と、仕上ユニバーサルミル１２による１パスの仕上圧延とにより、製品（Ｈ５３２ ×４７５ ×２５／４０）に仕上げた。なお、粗ユニバーサルミル９による圧延では、粗ユニバーサルミル９の竪ロールと粗形鋼片との接触開始点はフランジ幅中央となり、また粗ユニバーサルミル９の水平ロールと粗形鋼片との接触開始点はフランジ幅中央となり、粗ユニバーサルミル９の水平ロールと粗形鋼片との接触開始点よりもフランジ中央側となるため、フランジを内側に曲げる変形は生じなかった。
【００４９】
この方法では、フランジ厚が４０ｍｍ以上の上記サイズの製品を製造できたものの、フランジ厚が４５ｍｍ以上となるサイズ、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５のサイズでは、フランジ幅の確保が不充分であり、フランジ先端の内面に角落ちが発生した。
【００５０】
また、本発明にかかる方法により得られた製品（Ｈ５３２×４７５ ×２５／４５）は、圧延能率が１２０トン／時間であったのに対し、従来法により得られた製品（５３２ ×４７５ ×２５／４０）は圧延能率が１１０トン／時間であった。
【００５１】
このように、本発明によれば、圧延能率の低下を招くことなくフランジ幅を確保し、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼を製造する方法を提供できた。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、圧延能率の低下を招くことなくフランジ幅を確保し、例えばＨ５４２×４７５ ×２５／４５という寸法を有する超大寸Ｈ形鋼を製造する方法を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における中間圧延工程の粗ユニバーサルミルにおける竪ロール、水平ロールと粗形鋼片との接触状況を示す説明図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は実施の形態の粗圧延工程を示す説明図であり、図２（ｅ）は中間圧延工程を示す説明図である。
【図３】粗圧延工程で用いるブレークダウンミルの孔型Ｉ〜ＩＶの配置を示す説明図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｅ）は、粗圧延工程を経て製造される粗形鋼片の形状の変化を示す説明図である。
【図５】実施例で用いたＨ形鋼の圧延工程を模式的に示す説明図である。
【図６】Ｈ形鋼の従来の圧延工程における粗圧延工程及び中間圧延工程を示す説明図である。
【図７】Ｈ形鋼の従来の圧延工程における粗圧延工程で用いるブレークダウンミルの孔型Ｉ〜Ｖの配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１粗ユニバーサルミル
２竪ロール
３水平ロール
４粗形鋼片
５ブレークダウンミル
６素材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing an H-section steel, for example, a method for producing an H-section steel having an extremely large size, for example, H542 × 475 × 25/45 (hereinafter, referred to as “ultra-large H-section steel”). It relates to a hole type roll.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ultra-large H-shaped steel has been mainly manufactured by rolling using a beam blank that has been subjected to decomposition rolling. Further, in order to reduce the manufacturing cost, ultra-large H-shaped steel has come to be manufactured by directly rolling a thin continuous cast slab as a rolling material. For this reason, a number of inventions have been proposed so far for producing ultra-large H-section steel from thin continuous cast slabs by rolling.
[0003]
In recent years, as the height of construction structures has been increased, steel materials have tended to have larger cross-sections, extremely thick and even higher strengths. In particular, for example, dimensions of H542 × 475 × 25/45 have been measured. There is a growing need for ultra-large H-beams.
[0004]
To directly manufacture ultra-large H-section steel from thin continuous cast slabs by rolling, there are problems to be solved, such as securing the flange width and preventing reduction in rolling efficiency, and numerous inventions have been proposed so far. I have.
[0005]
For example, in Patent Literature 1, when the height of the web is reduced by using a plurality of box dies and the width of the flange corresponding portion is widened, and a rough steel slab is finished using a forming dies (modeling dies), The slab is turned by 90 degrees during shaping and rolling by the shaping die, and the box is pressed down in the height direction of the web using a die to prevent the inner surface of the flange from being thinned and secure the flange volume of the coarse shaped slab. Then, an invention is disclosed in which the flange width is secured by the subsequent universal rolling.
[0006]
Further, in Patent Document 2, a slit is formed at both ends of a thin flat steel slab by using a plurality of split hole dies (berry hole dies), and the slits are sequentially pushed and expanded. A method is disclosed in which concave portions are formed at both edges of the steel sheet, and then a crude steel slab having a concave portion is formed using a molding die.
[0007]
[Patent Document 1] JP-A-5-269501 [Patent Document 2] JP-A-7-164003
[Problems to be solved by the invention]
However, even with these conventional inventions, it is not possible to secure a flange width without lowering the rolling efficiency and to manufacture an ultra-large H-section steel having a dimension of, for example, H542 × 475 × 25/45.
[0009]
In order to manufacture an ultra-large H-section steel according to the invention disclosed in Patent Literature 1, the web height must be reduced a plurality of times during shaping and rolling, resulting in a reduction in rolling efficiency.
[0010]
On the other hand, according to the invention disclosed in Patent Literature 2, the step of reducing the web height with the box die during the rolling of the forming die can be omitted, so that the rolling efficiency does not decrease. However, even with the present invention, it is difficult to secure a flange width of an ultra-large H-shaped steel having a dimension of, for example, H542 × 475 × 25/45.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, secure a flange width without lowering the rolling efficiency, and, for example, an ultra-large H-section steel having a dimension of H542 × 475 × 25/45. To provide a method and a roll for producing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is, for example, using a breakdown mill, a rough rolling step of roughly rolling the raw material into a coarse steel slab, and a coarse steel slab into an intermediate rolled material using a group of intermediate rolling mills having a coarse universal mill and an edger mill Intermediate rolling intermediate rolling process, and using, for example, a finish universal mill, when manufacturing an H-section steel sequentially through a finish rolling process of finish rolling an intermediate rolled material into a product, in some passes of the intermediate rolling process A method for producing an H-section steel, characterized by imparting a deformation in which a flange of a material to be rolled is bent inward. Thereby, the flange can be expanded in the flange width direction.
[0013]
In addition, the present invention provides, for example, a rough rolling step of roughly rolling a raw material into a coarse steel slab using a breakdown mill, and an intermediate rolling of a coarse steel slab using a group of intermediate rolling mills having a coarse universal mill and an edger mill. An intermediate rolling step of intermediate rolling into a material and, for example, using a finishing universal mill, when a H-section steel is manufactured through a finishing rolling step of finishing rolling an intermediate rolled material into a product in order, a part of the intermediate rolling step A method for producing an H-section steel, characterized in that in the same pass, a deformation of bending a flange of a material to be rolled inward and a reduction in a thickness direction of the flange are applied to the flange of the material to be rolled. Thereby, the flange can be expanded in the flange width direction.
[0014]
In the method of manufacturing an H-section steel according to the present invention, the deformation is such that the starting point of contact between the vertical roll of the coarse universal mill and the flange outer surface of the material to be rolled is determined by the horizontal roll of the coarse universal mill and the inner surface of the flange of the material to be rolled. Is given by being located closer to the front end of the flange than the contact start point.
[0015]
Further, the present invention provides a rough rolling step of roughly rolling a raw material into a coarsely shaped steel slab, and an intermediate rolling step of intermediately rolling the above coarsely shaped steel slab into an intermediate rolled material using a group of intermediate rolling mills having a coarse universal mill and an edger mill. And a finishing roll step of finishing rolling the intermediate rolled material into a product, and a hole type roll of a breakdown mill used in a rough rolling step when manufacturing an H-section steel, wherein the material is reduced in the width direction. A roll having at least one hole shape, wherein the hole shape satisfies the following conditions.
[0016]
Y _R > W _R × Tan (θ) / 2 (3)
_{_{W R> t w ······ (4}} )
Here, Y _R: depth of projections provided on the bottom center of the grooved W _R: width of projection provided in the center of the bottom of the caliber theta: the taper angle of the vertical rolls of the rough universal mill t _w: crude form Web thickness of billet Further, in the method for producing an H-section steel according to the present invention, it is exemplified that the material to be rolled before the intermediate rolling is performed has a concave portion at the center of the outer surface of the flange.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an H-section steel according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, an example in which a part of the pass of the intermediate rolling step is the first pass by the coarse universal mill in the intermediate rolling step will be described.
[0018]
FIG. 1 is an explanatory view showing a contact state between a vertical roll 2 and a horizontal roll 3 and a rough steel slab 4 as a material to be rolled in a first pass of a rough universal mill 1 in an intermediate rolling step in the present embodiment. . 2 (a) to 2 (d) are explanatory diagrams showing a rough rolling process of the present embodiment, and FIG. 2 (e) is an explanatory diagram showing an intermediate rolling process. FIG. 3 is an explanatory view showing the arrangement of the hole types I to IV of the breakdown mill 5 used in the rough rolling step.
[0019]
In the present embodiment, an H-section steel 7 is manufactured by sequentially performing rough rolling, intermediate rolling and finish rolling on an H-section steel material 6. Therefore, each of these steps will be described sequentially.
[Rough rolling process]
In the present embodiment, the raw material 6 is roughly rolled into the coarse steel slab 4 using the breakdown mill 5. In FIG. 3, each of the hole types I to III of the hole type roll of the breakdown mill 5 is a belly hole type having a projection at the center of the hole bottom, and the hole type IV is a molding hole type (modeling hole type). .
[0020]
In this embodiment, the heated continuous cast slab is supplied to the breakdown mill 5 as a raw material 6, and is subjected to rough rolling with the belly hole type I shown in FIG. As shown in a), recesses are formed at both edges.
[0021]
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), in the material having the concave portions formed therein, the concave portions are successively expanded by the belly hole types II and III shown in FIG. 3, and as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c). The material is formed into a billet having recesses at both edges. As described above, in the present embodiment, the raw material is formed into a dogbone-shaped steel slab having concave portions at both edges of the continuously cast steel slab by the belly hole dies I to III having the projections at the bottom.
[0022]
As shown in FIG. 2 (d), the material having the concave portions formed as shown in FIG. 2 (c) has predetermined concave portions 4a, 4a which satisfy the following relationship as shown in FIG. It is formed into a coarse shaped steel piece 4 provided at the center of the flange width.
[0023]
4 (a) to 4 (e) are explanatory views showing changes in the shape of the rough steel slab 4 manufactured through this rough rolling step. As shown in FIGS. 4D and 4E, the coarse shaped steel slab 4 has a dimension satisfying the relationship defined by the following equations (1) and (2).
[0024]
Y> W × Tan (θ) / 2 (1)
_W> t w ······ (2)
In the formulas (1) and (2), W is the width of the concave portion 4a formed in the coarse steel slab 4, Y is the depth of the concave portion 4 formed in the coarse steel slab 4, and _tw Is the web thickness of the crude steel slab 4, and θ is the taper angle provided on the vertical roll of the coarse universal mill in FIG. 4 (e).
[0025]
Further, as shown in FIG. 3, the shape of the belly hole type III may be determined so as to satisfy the relationship shown in the equations (3) and (4).
Y _R > W _R × Tan (θ) / 2 (3)
_{_{W R> t w ······ (4}} )
In (3) and (4), the _{W R} is the width of the projections 5a provided in the hole-type III, _{Y R} is the depth of the projections 5a provided in the hole-type III.
[0026]
As shown in FIGS. 2A to 2D, the raw material 6 in the rough rolling step has a concave portion. Be suppressed. Therefore, the number of times of rolling (edging rolling) performed in the belly hole dies I to III with the width direction of the steel slab up and down during the rolling of multiple passes by the shaping die IV can be reduced.
[0027]
In other words, since the dogbone-shaped steel slab has a concave portion, the material is prevented from being entangled from the upper and lower rolls at the time of rolling by the molding die, so that the material is turned 90 degrees during the rolling by the molding die. The number of times of edging rolling is reduced. Thus, according to the present embodiment, a reduction in rolling efficiency is suppressed.
[0028]
As will be described later, in the present embodiment, in order to form a predetermined concave portion in the center of the flange of the rough steel slab by the rough rolling step, as shown in FIG. The contact start point A between the vertical roll 2 and the coarse steel slab 4 is closer to the flange tip than the contact start point B between the horizontal roll 3 and the coarse steel slab 4 of the coarse universal mill.
[0029]
Except for the matters described above, the rough rolling process in the present embodiment is the same as this type of rough rolling process, and thus further description is omitted.
[Intermediate rolling process]
In the present embodiment, intermediate rolling is performed on the roughly shaped steel slab 4 that has been roughly rolled using an intermediate rolling mill group having a rough universal mill 1 and an edger mill to produce an intermediate rolled material.
[0030]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the first pass of the coarse universal mill in the intermediate rolling step, a deformation is applied in which the flange 4 b of the crude steel slab 4 is bent inward. That is, in the present embodiment, since the concave portion 4a is formed at the center of the flange of the coarse steel slab 4, the first roll by the coarse universal mill 1 and the vertical roll 2 of the coarse universal mill 1 The contact start point A with the steel slab 4 is closer to the flange tip than the contact start point B between the horizontal roll 3 of the coarse universal mill 1 and the coarse steel slab 4. Thereby, in the first pass of the rough universal rolling, a deformation (deformation in the direction of the white arrow in FIG. 1) for bending the flange 4 b of the rough shaped steel piece 4 inward is given.
[0031]
After this pass, intermediate rolling is performed under normal conditions using an intermediate rolling mill group having the rough universal mill 1 and the edger mill, and an intermediate rolled material is manufactured.
Thus, in the present embodiment, in the first pass of the intermediate rolling using the coarse universal mill 1, the flange 4b of the crude steel slab 4 is deformed by bending the flange 4b inward and the flange 4b is deformed in the thickness direction. Reduction is applied. As a result, even if the coarse shaped steel slab 4 is a coarse steel slab of an ultra-large H-shaped steel having a dimension of, for example, H542 × 475 × 25/45, the flange 4b of the coarse steel slab 4 is moved in the flange width direction. It can be expanded sufficiently to produce ultra-large H-beams with desired dimensions.
[0032]
As described above, in the present embodiment, in order to form the concave portion 4a in the rough shaped steel piece 4, not only the thickness reduction of the flange 4b but also the bending of the flange 4b is provided in the first pass of the coarse universal mill 1, These greatly increase the width of the flange 4b.
[0033]
[Finish rolling process]
The intermediate rolled material that has been subjected to the intermediate rolling in this manner is subjected to finish rolling in a single pass using a finishing universal mill, thereby producing an H-shaped steel product.
[0034]
According to the present embodiment, the flange width can be secured without lowering the rolling efficiency, and an ultra-large H-section steel having a dimension of, for example, H542 × 475 × 25/45 can be manufactured.
[0035]
【Example】
Further, as an example, a result of applying the method for producing an H-section steel according to the present invention to production of an H500 × 500 extra-thick series H-section steel will be described.
[0036]
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a rolling step 7 of the H-section steel used in this example.
As shown in the figure, an intermediate rolling mill group 11 composed of a breakdown mill 8, a coarse universal mill 9 and an edger mill 10, and a finishing universal mill 12 were used.
[0037]
The breakdown mill 8 has a pair of upper and lower perforated rolls. As shown in FIG. 3, the hole type roll is provided with three types of belly hole types I, II, III having a projection at the center of the hole bottom of the flat hole type, and a shaping hole type IV. In addition, the shape of the belly hole type III was set so that the projection width W _R = 242 mm and the projection height Y _R = 140 mm so as to satisfy both of the above-mentioned expressions (3) and (4).
[0038]
The coarse universal mill 9 is a known mill, has a pair of vertical rolls and a pair of horizontal rolls, and has a vertical roll taper angle θ = 5 degrees. The edger roll 10 is a known mill, and has a pair of upper and lower horizontal rolls. Further, the finishing universal mill 12 is a known universal mill.
[0039]
The dimensions of the continuously cast slab used as the material were 250 mm in thickness and 1500 mm in width, and this was heated to 1250 ° C. in a heating furnace.
In the subsequent rough rolling step, first, the heated slab is rolled up and down in the width direction, and the web height is 859 mm 2 and the belly hole type I; 2 passes, the belly hole type II; 5 passes, the belly hole type II; A dogbone-shaped steel piece having a width of 626 mm and a web thickness of 250 mm was used. Next, the steel slab is turned by 90 degrees and rolled for 11 passes by a shaping die IV to form a coarse steel slab 4 having a web thickness of 80 mm, a flange width of 510 mm (a flange leg length of 215 mm), and a web height of 900 mm. did. The width W of the concave portion formed at the center of the flange width of the crude steel piece 4 is 205 mm, and the depth Y of the concave portion is 103 mm, which satisfies the expressions (1) and (2).
[0040]
Next, the rough shaped steel slab 4 is processed into a product (H542 × 475 × 25) by intermediate rolling of reciprocating rolling by a group of intermediate rolling mills 11 composed of a coarse universal mill 9 and an edger mill 10 and rolling of one pass by a finishing universal mill 12. / 45). In the rolling from the first pass to the third pass by the coarse universal mill 9, the contact start point A between the vertical roll of the coarse universal mill 9 and the coarse steel slab 4 is determined by the horizontal roll 3 of the coarse universal mill 9 and the rough shape. The flange 4b was deformed to be bent inward so as to be closer to the front end of the flange than the contact start point B with the steel piece 4.
[0041]
Using the same hole types I to IV as above, from a continuous cast slab similar to the above, a rough steel slab having a web thickness of 75 mm, a flange width of 505 mm (a flange leg length of 215 mm) and a web height of 900 mm was formed. Was finished to a product (H612 × 490 × 40/80) in the same manner as described above by the intermediate rolling mill group 11 and the finishing universal mill 12. The width W of the concave portion formed at the center of the flange width in the coarse steel slab is 200 mm, the depth of the concave portion is 100 mm, and the expressions (1) and (2) are satisfied.
[0042]
According to the method of the present invention, without changing the shape of the hole provided in the breakdown mill 8, from a continuous cast slab having a thickness of 250 mm and a width of 1500 mm, a web thickness of H500 × 25 to 70 mm and a flange thickness of 45 to 80 mm. 500 series were manufactured.
[0043]
For comparison, the result of rolling by the conventional method shown in FIG. 6 is shown. An intermediate rolling mill group 11 composed of a breakdown mill 8, a coarse universal mill 9 and an edger mill 10 shown in FIG. 5, and a finishing universal mill 12 were used.
[0044]
FIG. 7 shows a hole shape of the breakdown mill 8 used in the conventional method. As shown in FIG. 7, the breakdown mill 8 has a pair of upper and lower hole-type rolls, and the hole-type roll has three types of belly hole types I and II in which a projection is provided at the center of the bottom of a flat hole. , III, a box hole type IV having a flat portion, and a shaping hole type V.
[0045]
The dimensions of the continuously cast slab used as the material were 250 mm in thickness and 1400 mm in width, and this was heated to 1250 ° C. in a heating furnace. In the subsequent rough rolling step, first, as shown in FIG. 6, the heated slab is placed with the width direction up and down, and a hole I: 2 passes, a hole II: 5 passes, a hole III: 3 passes, a hole IV: 3 passes. Was rolled into a dog bone-shaped steel slab 13 having a web height of 780 mm, a flange width of 620 mm and a web thickness of 250 mm.
[0046]
Next, the steel slab 13 was turned by 90 degrees and rolled for 10 passes using a molding die to form a dog-bone slab 13 having a web thickness of 250 mm. Next, the steel slab 13 is turned by 90 degrees and formed into a coarse shaped slab 14 having a web thickness of 68 mm, a flange width of 498 mm (a flange leg length of 215 mm) and a web height of 810 mm by rolling 10 passes using a molding die. did.
[0047]
In order to prevent the flange outer surface from biting out, the billet 13 was turned 90 degrees during the rolling by the molding die, and a total of four passes of edging rolling by the die IV were performed. The concave portions formed at both ends of the slab during the rolling in the dies I, II and III were almost flat by the rolling by the shaping die V and the edging rolling by the dies IV performed during the rolling.
[0048]
Next, this rough shaped steel slab is subjected to intermediate rolling by reciprocating rolling by a group of intermediate rolling mills 11 composed of a rough universal mill 9 and an edger mill 10 and a one-pass finish rolling by a finishing universal mill 12 to produce a product (H532 × 475 x 25/40). In the rolling by the coarse universal mill 9, the starting point of contact between the vertical roll of the coarse universal mill 9 and the coarse steel slab is at the center of the flange width, and the contact between the horizontal roll of the coarse universal mill 9 and the coarse steel slab starts. Since the point is located at the center of the flange width and is closer to the center of the flange than the starting point of contact between the horizontal roll of the coarse universal mill 9 and the coarse steel slab, no deformation of bending the flange inward occurs.
[0049]
According to this method, although a product having the above-mentioned size having a flange thickness of 40 mm or more was able to be manufactured, a flange width of 45 mm or more, for example, a size of H542 × 475 × 25/45 was insufficient to secure the flange width. In addition, a corner drop occurred on the inner surface of the tip of the flange.
[0050]
The product (H532 × 475 × 25/45) obtained by the method according to the present invention had a rolling efficiency of 120 tons / hour, whereas the product (532 × 475 × 25) obtained by the conventional method. / 40) had a rolling efficiency of 110 tons / hour.
[0051]
As described above, according to the present invention, it was possible to provide a method for manufacturing an ultra-large H-section steel having a dimension of, for example, H542 × 475 × 25/45, while ensuring the flange width without lowering the rolling efficiency.
[0052]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an ultra-large H-section steel having a dimension of, for example, H542 × 475 × 25/45, while ensuring the flange width without lowering the rolling efficiency. Was.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a contact state between a vertical roll, a horizontal roll, and a coarse steel slab in a coarse universal mill in an intermediate rolling step in an embodiment.
2 (a) to 2 (d) are explanatory views showing a rough rolling step of the embodiment, and FIG. 2 (e) is an explanatory view showing an intermediate rolling step.
FIG. 3 is an explanatory view showing an arrangement of hole shapes I to IV of a breakdown mill used in a rough rolling step.
FIGS. 4 (a) to 4 (e) are explanatory views showing changes in the shape of a crude steel slab manufactured through a rough rolling step.
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a rolling step of the H-section steel used in the examples.
FIG. 6 is an explanatory view showing a rough rolling step and an intermediate rolling step in a conventional rolling step of an H-section steel.
FIG. 7 is an explanatory view showing an arrangement of hole shapes I to V of a breakdown mill used in a rough rolling step in a conventional rolling step of an H-section steel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rough universal mill 2 Vertical roll 3 Horizontal roll 4 Coarse billet 5 Breakdown mill 6 Material

Claims

A rough rolling step of roughly rolling the material into a coarse shaped billet; an intermediate rolling step of middle rolling the rough shaped steel piece into an intermediate rolled material using a group of intermediate rolling mills having a rough universal mill and an edger mill; When the H-section steel is manufactured through the finish rolling process of finishing rolling the material into a product sequentially,
A method for manufacturing an H-section steel, wherein a deformation of bending a flange of a material to be rolled inward is applied in a part of the passes of the intermediate rolling step.

A rough rolling step of roughly rolling the material into a coarse shaped billet; an intermediate rolling step of middle rolling the rough shaped steel piece into an intermediate rolled material using a group of intermediate rolling mills having a rough universal mill and an edger mill; When the H-section steel is manufactured through the finish rolling process of finishing rolling the material into a product sequentially,
A method of manufacturing an H-section steel, wherein in a part of the same pass of the intermediate rolling step, a flange of a material to be rolled is subjected to a deformation for bending the flange inward and a reduction in the thickness direction of the flange. .

The deformation is such that the starting point of contact between the vertical roll of the rough universal mill and the outer surface of the flange of the material to be rolled is set at a point closer to the flange end than the starting point of contact between the horizontal roll of the coarse universal mill and the inner surface of the flange of the material to be rolled. The method for producing an H-section steel according to claim 1, wherein the method is applied by being positioned on a side.

The method for manufacturing an H-section steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the material to be rolled before the intermediate rolling is performed has a concave portion in a central portion of an outer surface of a flange.

A rough rolling step of roughly rolling the material into a coarse shaped billet; an intermediate rolling step of middle rolling the rough shaped steel piece into an intermediate rolled material using a group of intermediate rolling mills having a rough universal mill and an edger mill; And a finish rolling step of finishing rolling the material into a product, and a groove roll of a breakdown mill used in a rough rolling step when manufacturing an H-section steel, wherein at least one groove die for rolling down the material in the width direction. Characterized in that the mold satisfies the following conditions:
Y _R > W _R × Tan (θ) / 2 (3)
_{_{W R> t w ······ (4}} )
Here, Y _R: depth of projections provided on the bottom center of the grooved W _R: width of projection provided in the center of the bottom of the caliber theta: the taper angle of the vertical rolls of the rough universal mill t _w: crude form Billet web thickness