JP2011508673A - 磁気浮上式鉄道軌道用の形鋼及びその圧延方法 - Google Patents
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Abstract
中低速磁気浮上式列車軌道用形鋼であって、この形鋼の横断面がＦ形であり、斜脚１、直脚３、腹板２及び水平の突出部４を有している。ここで、斜脚１の中心線と腹板２の下部表面とのなす角を有し、直脚３が、腹板２と水平の突出部４との連結部に配置されており、水平の突出部４の上下両表面が、それぞれ腹板２の上下両表面と互いに平行又は面一となっている。当該形鋼の圧延方法は、粗圧延工程、仕上圧延工程、冷却工程及び矯正工程を順次に含み、粗圧延工程では、２ロール可逆式圧延機を用いて圧延を行い、この圧延機の最大圧延荷重が、８０００〜１００００ＫＮであり、圧延変形量が、総変形量の６０〜９０％を占めている。また、仕上圧延工程では、３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて連続圧延を行っている。本発明では、大きなＨ形鋼の熱間圧延生産ラインを用いて、最終製品を生産することができる。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、冶金技術分野に属しており、形鋼、特に、磁気浮上式列車軌道用のＦ形鋼及びその圧延方法に関する。
１９６９年に世界中で磁気浮上式鉄道に関する研究が始まってから、長年にわたる研究及び実践を経て、中低速磁気浮上式鉄道システムは、既に多くの成功した経験を積み重ねている。中低速磁気浮上式鉄道に関する研究及び応用において、最も代表的なものが、日本のＨＳＳＴ中低速磁気浮上式鉄道交通システムである。中低速磁気浮上式鉄道交通技術は、ドイツで最も早く現れている。日本は、３０年近くの研究を経て、７モデルの中低速磁気浮上式鉄道を開発し、名古屋のＨ１００系にまで発展させており、該システムの走行に成功している。名古屋の東部丘陵線は、８．９ｋｍの長さを有し、そのうち、１．４ｋｍが地下線であり、その他は高架線であり、９つの駅があり、ピーク時には、運行間隔は最短で６分であり、オフピーク時には、運行間隔は１０分である。区間最高走行速度は１００ｋｍ／ｈであり、片道の所要時間は１５分で、乗客数は１日延べ１．５万人である。２００５年３月５日から既に正式に運行を始めている。ＨＳＳＴと似たシステムには、韓国の大宇試験線及びアメリカのＡＭＴがある。
中国は、８０年代初期から常電導式の中低速磁気浮上式列車に関する研究を始めている。１９９２年には、磁気浮上式列車におけるコア技術に関する研究を「八五」国家重要科学技術攻略計画に組み入れ、中間的な研究成果を挙げると共に、１９９５年には、実験室内におけるフルサイズの片ボギー式の有人走行に初めて成功した。
１９９９年には、北京控股磁気浮上技術発展有限公司及び国防科技大学が共同に企画して、中国国内の鉄道、航空及び自動車などの業界において技術的に最も優秀な企業と連携して、長沙国防科技大学の敷地内で中国初の磁気浮上式列車の試験線を建設すると共に、フルサイズの試験車両を生産製造し、２００１年９月には、完成車システムにおける走行試験を開始した。
中国特許出願公開第１６２１６１８号では、磁気浮上式列車に使用する走行路について開示している。この走行路は、基盤上に支えられている、特に鉄筋コンクリート又はプレストレストコンクリートで作られた支持構造を有する。この支持部は、車両と接する部位において、側面から突き出ている板状の縁部位を有しており、この縁部位に、磁気浮上式列車用軌道の運行機構における、車両浮上用枠組によってＵ形に囲まれている機能性モジュールが配置されている。この機能性モジュールとして、例えば、すべり板、固定子及び側面ガイドレールが含まれている。これによって、車両浮上用枠組の端部部位と、支持部の端部部位との間の、音を伝達する隙間の寸法を最小化し、かつ、この隙間を迷路状にすることができる。この場合、隙間の高さ及び幅は、磁気浮上軌道運行機構における、すべり板及び側面ガイドレール部位の寸法公差に対応している。
中国特許出願公開第２８６９１０２号では、中低速磁気浮上式列車軌道について開示しており、レールは、ボルト又は予め埋め込み方式によって梁の両側に直接固定されている。また、レールの下部表面には逆Ｕ形の浮上レールがボルトで固定されている、又は、レールの下部自体が逆Ｕ形になっており、これによって、逆Ｕ形の浮上レールが構成され得る。
現在の中低速磁気浮上式列車軌道用の形鋼には、箱形鋼、Ｈ形鋼及びＵ形鋼のいくつかの種類があるが、実際の応用において、精度に欠けたり、装着が複雑だったり、軌道位置決めが難しかったりする等の問題がある。日本の中低速磁気浮上式列車試験線における軌道は、耐候性鋼板を溶接及び機械加工することによって作られており、精度は高いが、材料の浪費が多かったり、製作コストが非常に高かったり、生産効率が低かったりして、大量生産することは難しく、目前の小規模の試験の要求を満たすのみである。
磁気浮上式列車の基本的な原理は以下の通りである。電磁力を用いて、地球による引力を克服し、列車を軌道上に浮上させ（常電導式の磁気浮上式列車の浮上間隔は約１ｃｍである）、さらに、リニアモータを用いて動力を与えて前進させる。浮上原理から見ると、車体が走行するための軌道精度に対する要求は非常に高い。したがって、軌道の精度を確保するために、軌道は、鋼板を所定の形状に溶接してから、精度の高い機械加工を施すような生産方法で作られている。この生産方法は、一般的に鋼板溶接、焼きなまし、機械加工、焼きなまし及び矯正の工程を含み、工程が複雑であり、加工効率が低く、製作周期が長いだけではなく、材料の浪費が深刻で、コストが非常に高い。中国にも、熱間圧延方法による製品生産を試みた企業があったが、成功していない。粗圧延機を用いて、半製品に圧延した後、更に機械加工を施して、製品を生産するだけでは、生産過程が相変わらず焼きなまし工程を必要とし、溶接による生産と比べて、工程数が多少少なくなるが、製造周期及びコストには大きな減少がなく、効率も大きく向上せず、大量生産における生産要求を満たすことができなかった。
中国特許出願公開第１４７０６６９号では、軟磁性鋼及びその製造方法、磁気浮上式軌道に用いられる軟磁性鋼及びその製造方法について開示している。その技術的手段は以下の通りである：Ｆｅ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌｓ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎ、Ｎｉ、Ｃａを組成元素として含む軟磁性鋼及びその製造方法において、ＲＥＭを用いて組成元素Ｃａを取って代わることが可能であること、かつ、組成元素の重量パーセントは、Ｃが０．０１０％〜０．０４０％、Ｓｉが１．０％〜２．０％、Ｍｎが０．６０〜１．００％、Ｐが≦０．０１５％、Ｓが≦０．００５％、Ａｌｓが０．００５％〜０．０２０％、Ｃｒが＜０．６０％、Ｃｕが０．２０％〜０．６０％、Ｔｉが０．００５％〜０．０２％、Ｎが≦０．０１０％、Ｎｉが≦１．００％、Ｃａ又はＲＥＭが≦０．０１０％であり、残りが、鉄及び避けられない不純物であることを特徴とする。圧延工程は、連続鋳造工程、熱間圧延工程及び焼きならし工程を含み、これによって、最終的に、北方地区において磁気浮上式列車軌道用梁上に用いるために適している側面ガイドレール用軟磁性鋼板が得られる。
中国特許出願公開第１６９０２４２号では、低温靭性に優れた軟磁性鋼板が開示されており、その成分（質量パーセント）として、Ｃが０．０１０％〜０．０４０％、Ｓｉが０．５０％〜１．００％、Ｍｎが１．００％〜１．５０％、Ｐが≦０．０１５％、Ｓが≦０．００５％、Ａｌｓが０．５０％〜１．００％、Ｃｒが０．２０％〜０．５０％、Ｃｕが０．２０％〜０．６０％、Ｔｉが０．００５％〜０．０２％、Ｎが０．００１％〜０．００８％、Ｎｉが０．３０％〜０．８０％、Ｃａが１０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍであり、残りが、鉄及び避けられない不純物であり、更に、Ｐｃｍ≦０．２０％である。再結晶制御圧延、加速冷却工程及びその後の徐冷工程を最適化することによって、得られた軟磁性鋼板の結晶粒子のサイズが１０μｍ〜３０μｍとなり、優れた機械性能、電磁性能及び溶接性を有する。したがって、特に、磁気浮上式列車軌道における、支持力、案内力及び駆動力を吸収しなければいけない側面ガイドレール用板に適している。磁気浮上制御技術レベル自体による制限によって、軌道の様々な性能（結晶粒度、組織均一性、導磁性等）に対する要求が非常に厳しく、同時に、鋼板を磁気浮上軌道に溶接する必要があるため、材料の溶接性能、機械性能に対する要求が非常に高い。これらによって、磁気浮上軌道用鋼板を生産加工するとき、工程が複雑であり、コストが高く、効率が低下する等の問題を引き起こすため、工業化への応用が大きく制限されている。
従来技術の不足を克服するために、本発明は、製品の精度を高め、装着手順を簡単にし、軌道の位置決め難易度を低くし、生産コストを削減し、材料を節約し、生産効率を高め、工業生産及び大量生産の要求を満たすことができる中低速磁気浮上式列車軌道用の熱間圧延したＦ形鋼を提供する。
本発明の他の目的は、高い精度、高い平坦性及び組織均一性を有する磁気浮上軌道を、溶接及び機械加工をせず直接圧延製造することができる生産方法を提供することにある。本発明の圧延工程は、磁気浮上軌道用の形鋼の特徴に合わせて、適切な圧延工程に設計したものである。
本発明は、磁気浮上式列車軌道用形鋼を提供する。該形鋼の横断面はＦ形であり、斜脚の中心線と腹板の下部表面とのなす角θを有しており、水平の突出部の上下両表面は、それぞれ腹板の上下両表面と互いに平行又は面一となっており、直脚は、腹板と水平の突出部との連結部に位置している。
斜脚及び直脚は、腹板の下部表面に対する垂直の高さが同一である。
形鋼における各コーナ部は、円弧状である。
斜脚と腹板の下部表面とのなす角θの角度は９２°〜１２０°であり、好ましくは、９５°〜１０５°である。
水平の突出部における上下両平面と、腹板の上下両平面とが、平行又は面一となっている。
本発明は、磁気浮上式列車軌道用形鋼圧延工程を更に提供する。圧延工程は、粗圧延工程、仕上圧延工程、冷却工程及び矯正工程を順次に含む。粗圧延工程では、２ロール可逆式圧延機を用いて圧延を行っており、２ロール可逆式圧延機の最大圧延荷重は、８０００〜１００００ＫＮであり、好ましくは８０００〜９０００ＫＮであり、圧延変形量は、総変形量の６０％〜９０％である。仕上圧延工程では、３台のユニバーサル連続圧延機列（３台のユニバーサル圧延機からなるユニバーサル連続圧延機列）を用いて圧延を行っている。
粗圧延工程の圧延開始温度は１１５０℃〜１２００℃であり、圧延終了温度は９５０℃〜１０００℃である。
仕上圧延工程の圧延荷重は１００００〜１５０００ＫＮであり、圧延精度は、±０．１ｍｍである。圧延開始温度は８００〜８４０℃であり、圧延終了温度は７５０〜８５０℃である。この段階において、残りの変形を完了させる。
ユニバーサル連続圧延機列は、ロールの長さが比較的短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的長いＳロールに取って代わったものである（ユニバーサル圧延機が、２ロール圧延モード（simple mode）を採用する場合、それぞれの圧延機は２つの圧延ロールのみを有し、それぞれの圧延ロールをＳロールという）。
ユニバーサル圧延機には、更に左右２つの垂直ロールが設けられており、圧延機の制御システムは、上下２つの水平ロール及び左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行うことによって、圧延工程を行う。上下２つの水平ロールが主動ロールであり、左右２つの垂直ロールが従動ロールである。
矩形の未加工品を冷たい状態で又は熱い状態で炉に入れ、１２００〜１２５０℃に加熱してから炉から出し、高圧水によってバリを取る。この場合、バリ取り圧力は１０〜２０ＭＰａである。
圧延材を１５０℃以下まで冷却し、矯正機に入れて矯正を行う。
本発明による磁気浮上式列車軌道用Ｆ形鋼は、鋼板を溶接加工してなるＦ形鋼とは違って、各部分の連結部がいずれも円弧状に遷移している。このような設計は、該製品が溶接及び機械加工を経ることなく、直接熱間圧延方法で生産されるように保証するためである。これによって、生産製造の工程を簡略化すること、コストの削減すること、及び、生産効率を向上させることができると共に、傾斜の突出部（斜脚）及び垂直の突出部（直脚）の剛性及び強度を向上させること、使用上の安全性を高めることができる。本発明による形鋼の構造によって、傾斜の突出部及び垂直の突出部のそれぞれは、車体におけるＵ形電磁石の両極に互いに対応し、下部表面と車体における電磁石との相互作用によって上方への吸引力が生まれ、車体が浮上することができる。傾斜の突出部における所定の傾斜角度によって、車両が曲線を走行するとき生じる水平方向の遠心力を非常によく受けるだけでなく、車体のブレーキと合わせて摩擦ブレーキをかける働きをすることもできる。水平の突出部は連結の働きをしており、これによって、中低速磁気浮上式列車軌道用Ｆ形鋼を、簡単に鉄道の枕木に連結及び固定することができ、かつ、比較的に高い強度及び剛性を有することができる。また、腹板の設計は、その上に誘導集電装置を容易に取り付けるようになっており、運行する時、車体に水平方向の駆動力を与えることができる。
本発明による圧延技術の有利な点は以下の通りである。粗圧延において、大きな圧延荷重を有する２ロール可逆式圧延機を用いて未加工品を大きく変形させる圧延を行うことによって、均一な圧延材組織をもって未加工品における欠陥をなくすと共に、圧延回数を減らすこと、ロールの損耗を減らすこと、生産率をあげることができる。仕上圧延において、圧延荷重が大きく、精度の高い３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて連続圧延を行っている。これによって、一方では、圧延速度を高めると共に温度の降下を少なくして、半製品の加熱温度を低くし、ガスの消耗を減らすことができ、他方では、工業装置への投資を減らすために、連続圧延機を改良して最適化することによって、２ロールモデルの圧延機を用いることなく、ユニバーサルモデルの圧延機における工程制御システム及び機械制御システムについて修正を行った上で、改良後のユニバーサルモデルの圧延機を用いて圧延することができる。前記改良後のユニバーサルモデルによる圧延と、前記２ロールモデルによる圧延との違いは以下の通りである。２ロールモデルでは、圧延機が上下２つの水平ロールのみ有しており、圧延制御システムが、この２つの水平ロールに対して制御を行うことに対して、ユニバーサルモデルでは、圧延機が、上下２つの水平ロール以外、左右２つの垂直ロールも有し、圧延機の制御システムが、上下２つの水平ロール及び左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行っており、水平ロール又は垂直ロールに対して単独制御を行うことができない。工程制御システム及び機械制御システムを改良することによって、ユニバーサルモデルにおける圧延機の制御システムが水平ロールを単独制御することを可能にする。したがって、ロールの長さが比較的短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的長いＳロールに取って代わることによって、工業装置への投資及び消耗を省くことができる。次に、冷却工程及び矯正工程を経て、最終製品を得ることができる。
本発明によれば、大きなＨ形鋼の熱間圧延生産ラインを用いて最終製品を生産できるため、熱処理工程、機械加工工程を必要とせず、コストを大きく削減すること、生産効率を向上させることができるだけではなく、大量化生産の要求も満たすことができる。
圧延製造の具体的な生産工程は以下の通りである。矩形の未加工品を冷たい又は熱い状態で炉に入れ、１２００℃〜１２５０℃に加熱してから取り出して、高圧水によるバリ取りを行う。バリ取り効果を保証するために、バリ取りの圧力を１０〜２０ＭＰａにする。バリ取りした半製品は、ローラーで粗圧延機に搬送される。圧延を開始するときの温度は１１５０℃〜１２００℃であり、終了するときの温度は９５０℃〜１０００℃である。製品の組織均一性を確保するために、この段階では、２ロール可逆式圧延機を用いて大きな変形を伴う圧延を行う。前記２ロール可逆式圧延機における最大圧延荷重は８０００〜１００００ＫＮであり、圧延変形量は、総変形量の６０％〜９０％を占める。粗圧延が終わると、粗圧延された半製品は、ローラーによってユニバーサル圧延機列に搬送され、連続的に圧延される。仕上圧延では、圧延荷重が大きく、精度の高い３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて、連続圧延を行い、ユニバーサルモデルの２ロール圧延を実現している。仕上圧延の圧延荷重は１００００〜１５０００ＫＮであり、厚さ精度は±０．１ｍｍであり、更に、圧延開始温度は８００℃〜８４０℃であり、圧延終了温度は７５０℃〜８５０℃であって、この段階において、残りの変形を完了させる。
ユニバーサル連続圧延機列は、ロールの長さが比較的短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的長いＳロールに取って代わったものである。このように改良したユニバーサルモデルによる圧延と、前記２ロールモデルによる圧延との違いは以下の通りである。２ロールモデルでは、圧延機が上下２つの水平ロールのみを有しており、圧延機の制御システムはこの２つの水平ロールに対して制御を行っていることに対して、ユニバーサルモデルでは、圧延機が、上下２つの水平ロール以外、左右２つの垂直ロールも有しており、圧延機の制御システムは、上下２つの水平ロール及び左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行い、水平ロール又は垂直ロールに対して単独制御を行うことができない。
ユニバーサル圧延機列を出た圧延材は、冷却工程に搬送され冷却される。ここで、圧延材に均一な温度及び適当な冷却速度を与えることによって、温度の不均一による湾曲及び残余応力を避けることができる。冷却制御が完了した後、圧延材は、高温の鋸断機に搬送され、末端を切断する操作、分割する操作、サンプルを取る操作が行われ、その後、冷却床に送られ冷却制御が行われる。圧延材は、１５０℃以下まで冷却されると、当該形鋼専用の矯正機に搬送され、矯正を行い、これによって、冷却による変形を矯正することができる。最後に、圧延材を所定の寸法に切断して、集める。
[実施例１] 磁気浮上式列車軌道用の形鋼（図１に示す）の横断面はＦ形であり、斜脚１、腹板２、直脚３、水平の突出部４の４つの構成部分からなる。ここで、斜脚の中心線と、腹板の下部表面とのなす角は９２°であり、水平の突出部の上下両表面は、それぞれ腹板の上下両表面と互いに平行しており、直脚は、腹板と水平の突出部との連結部に位置している。形鋼における各コーナ部は円弧状である。
腹板の下部表面に対する斜脚１及び直脚３の垂直の高さは同様である。
[実施例２] 磁気浮上式列車軌道用の形鋼（図１に示す）において、斜脚の中心線と、腹板の下部表面とのなす角は９５°であり、水平の突出部の上下両表面は、それぞれ腹板の上下両表面と互いに平行しており、直脚は、腹板と水平の突出部との連結部に位置している。形鋼における各コーナ部は円弧状である。
腹板の下部表面に対する斜脚１及び直脚３の垂直の高さは同様である。
[実施例３] 磁気浮上式列車軌道用の形鋼（図２に示す）において、斜脚の中心線と、腹板の下部表面とのなす角は１０５°であり、水平の突出部の上下両表面は、それぞれ腹板の上下両表面と面一にあり、直脚は、腹板と水平の突出部との連結部に位置している。形鋼における各コーナ部は円弧状である。
腹板の下部表面に対する斜脚１及び直脚３の垂直の高さは同様である。
[実施例４] 磁気浮上式列車軌道用の形鋼（図２に示す）において、斜脚の中心線と、腹板の下部表面とのなす角は１２０°であり、水平の突出部の上下両表面は、それぞれ腹板の上下両表面と面一にあり、直脚は、腹板と水平の突出部との連結部に位置している。形鋼における各コーナ部は円弧状である。
腹板の下部表面に対する斜脚１及び直脚３の垂直の高さは同様である。
[実施例５] 矩形の未加工品を冷たい又は熱い状態で炉に入れ、１２００℃〜１２３０℃に加熱してから取り出して、高圧水によるバリ取りを行った。バリ取りの効果を保証するために、前記バリ取りの圧力を１０ＭＰａにした。バリ取りした半製品を、ローラーで粗圧延機に搬送した。圧延を開始するときの温度は１１５０℃〜１１８０℃であり、終了するときの温度は９５０℃〜１０００℃であった。製品の組織均一性を確保するために、この段階では、２ロール可逆式圧延機を用いて大きな変形を伴う圧延を行った。前記２ロール可逆式圧延機における最大圧延荷重は８０００ＫＮであり、圧延変形量は、総変形量の６０％を占めた。粗圧延が完了すると、粗圧延された半製品を、ローラーによって、ＴＭユニバーサル圧延機列に搬送し、連続的に圧延した。仕上圧延では、圧延荷重が大きく、精度の高い３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて、連続圧延を行い、ユニバーサルモデルを用いて２ロール圧延を実現した。仕上圧延の圧延荷重は１５０００ＫＮであり、厚さ精度は±０．１ｍｍであり、更に、圧延開始温度は８００℃〜８４０℃であり、圧延終了温度は７５０℃〜８００℃であって、この段階において、残りの変形を完了した。
前記ユニバーサル連続圧延機列は、ロールの長さが比較的短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的長いＳロールに取って代わったものである。このように改良したユニバーサルモデルによる圧延と、前記２ロールモデルによる圧延との違いは以下の通りである。２ロールモデルでは、圧延機が上下２つの水平ロールのみを有しており、圧延機の制御システムはこの２つの水平ロールに対して制御を行うことに対して、ユニバーサルモデルでは、圧延機が、上下２つの水平ロール以外、左右２つの垂直ロールも有しており、圧延機の制御システムは、上下２つの水平ロール及び左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行い、水平ロール又は垂直ロールに対して単独制御を行うことができない。
ユニバーサル圧延機列を出た圧延材は、冷却工程に搬送され冷却された。ここで、圧延材に均一な温度及び適当な冷却速度を与えることによって、温度の不均一による湾曲及び残余応力を避けることができる。冷却制御が完了すると、圧延材を、高温の鋸断機に搬送し、末端を切断する操作、分割する操作、サンプルを取る操作を行い、その後、冷却床に送って冷却制御を行った。圧延材が１５０℃以下まで冷却されると、当該形鋼専用の矯正機に搬送し、矯正を行い、これによって、冷却による変形を矯正することができる。最後に、圧延材を所定の寸法に切断して、集めた。これによって、実施例１に記載の中低速磁気浮上式列車軌道用の形鋼を得た。
[実施例６] 矩形の未加工品を冷たい又は熱い状態で炉に入れ、１２００℃〜１２５０℃に加熱してから取り出して、高圧水によるバリ取りを行った。バリ取りの効果を保証するために、バリ取り圧力を１５ＭＰａにした。バリ取りした半製品を、ローラーで粗圧延機に搬送した。圧延を開始するときの温度は１１８０℃〜１２００℃であり、終了するときの温度は９５０℃〜１０００℃であった。製品の組織均一性を確保するために、この段階では、２ロール可逆式圧延機を用いて大きな変形を伴う圧延を行った。前記２ロール可逆圧延機における最大圧延荷重は９０００ＫＮであり、圧延変形量は、総変形量の８０％を占めた。粗圧延が完了すると、粗圧延された半製品を、ローラーによって、ＴＭユニバーサル圧延機に搬送し、連続的に圧延した。仕上圧延では、圧延荷重が大きく、精度の高い３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて、連続圧延を行い、ユニバーサルモデルを用いて２ロール圧延を実現した。仕上圧延の圧延荷重は１３０００ＫＮであり、厚さ精度は±０．１ｍｍであり、更に、圧延開始温度は８２０℃〜８４０℃であり、圧延終了温度は８００℃〜８５０℃であって、この段階において、残りの変形を完了した。
ユニバーサル連続圧延機列は、ロールの長さが比較的に短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的に長いＳロールを取って代わったものである。このように改良した後のユニバーサルモデルによる圧延と、前記２ロールモデルによる圧延との違いは以下の通りである。２ロールモデルでは、圧延機が上下２つの水平ロールのみを有しており、圧延機の制御システムが、この２つの水平ロールに対して制御を行うことに対して、ユニバーサルモデルでは、圧延機が、上下２つの水平ロール以外、左右２つの垂直ロールも有し、圧延機の制御システムが、上下２つの水平ロール及び左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行い、水平ロール又は垂直ロールに対して単独制御を行うことができない。
ユニバーサル圧延機列を出た圧延材は、冷却工程に搬送され冷却された。ここで、圧延材に均一な温度及び適当な冷却速度を与えることによって、温度の不均一による湾曲及び残余応力を避けることができる。冷却が完了すると、圧延材を、高温の鋸断機に搬送し、末端を切断する操作、分割する操作、サンプル取る操作を行い、その後、冷却床に送って冷却制御を行った。圧延材が１５０℃以下まで冷却されると、当該形鋼専用の矯正機に搬送し、矯正を行い、これによって、冷却による変形を矯正することができる。最後に、圧延材を所定の寸法に切断して、集めた。これによって、実施例２で記載の中低速磁気浮上式列車軌道用形鋼を得た。
[実施例７] 矩形の未加工品を冷たい又は熱い状態で炉に入れ、１２４０℃〜１２５０℃に加熱してから取り出して、高圧水によるバリ取りを行った。バリ取り効果を保証するために、前記バリ取りの圧力を２０ＭＰａにした。バリ取りした半製品を、ローラーで粗圧延機に搬送した。圧延を開始するときの温度は１１８０℃〜１２００℃であり、終了するときの温度は９８０℃〜１０００℃であった。製品の組織均一性を保証するために、この段階では、２ロール可逆式圧延機を用いて大きな変形を伴う圧延を行った。２ロール可逆式圧延機の最大圧延荷重は９０００ＫＮであり、圧延変形量は、総変形量の９０％を占めた。粗圧延が完了すると、粗圧延された半製品を、ローラーによってユニバーサル圧延機に搬送し、連続的に圧延した。仕上圧延では、圧延荷重の大きい、精度の高いの３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて、連続圧延を行い、ユニバーサルモデルを用いて２ロール圧延を実現した。仕上圧延の圧延荷重は１００００ＫＮであり、圧下精度は±０．１ｍｍであり、更に、圧延開始温度は８２０℃〜８４０℃であり、圧延終了温度は７５０℃〜８００℃であって、この段階において、他の残りの変形を完了した。
前記ユニバーサル連続圧延機列は、ロールの長さが比較的に短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的に長いＳロールを取って代わったものである。このように改良したユニバーサルモデルによる圧延と、前記２ロールモデルによる圧延との違いは以下の通りである。２ロールモデルでは、圧延機が上下２つの水平ロールのみを有しており、圧延機の制御システムはこの２つの水平ロールに対して制御を行うことに対して、ユニバーサルモデルでは、圧延機が、上下２つの水平ロール以外、左右２つの垂直ロールも有しており、圧延機の制御システムは、上下２つの水平ロール及び左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行い、水平ロール又は垂直ロールに対して単独制御を行うことができない。
ユニバーサル圧延機列を出た圧延材は、冷却工程に搬送され冷却された。ここで、圧延材に均一な温度及び適当な冷却速度を与えることによって、温度の不均一による湾曲及び残余応力を避けることができる。冷却制御が完了すると、圧延材を、高温の鋸断機に搬送し、末端を切断する操作、分割する操作、サンプル取る操作を行い、その後、冷却床に搬送して冷却制御を行った。圧延材が１５０℃以下まで冷却されると、当該形鋼専用の矯正機に搬送し、矯正を行い、これによって、冷却よる変形を矯正することができる。最後に、圧延材を所定の寸法に切断して、集めた。これによって、実施例３に記載の中低速磁気浮上式列車軌道用の形鋼を得た。
１…斜脚、２…腹板、３…直脚、４…水平の突出部
Claims (14)
- 横断面がＦ形であり、
斜脚（１）の中心線と腹板（２）の下部表面とのなす角θを有し、水平の突出部（４）の上下両表面が、それぞれ腹板（２）の上下両表面と互いに平行又は面一となっており、直脚（３）が、腹板（２）と水平の突出部（４）との連結部に配置されている、磁気浮上式軌道用形鋼。 - 前記斜脚（１）及び前記直脚（３）が前記腹板の下部表面に対する垂直の高さが同一である、請求項１に記載の磁気浮上式軌道用形鋼。
- 当該形鋼の各コーナ部が、円弧状である、請求項１に記載の磁気浮上式軌道用形鋼。
- 前記斜脚（１）と前記腹板（２）の下部表面とのなす角θの角度が、９２〜１２０°である、請求項１に記載の磁気浮上式軌道用形鋼。
- 前記斜脚（１）と前記腹板（２）の下部表面とのなす角θの角度が、９５〜１０５°である、請求項４に記載の磁気浮上式軌道用形鋼。
- 前記水平の突出部（４）の上下両表面と、前記腹板（２）の上下両表面とが、平行又は面一となっている、請求項１に記載の磁気浮上式軌道用形鋼。
- 粗圧延工程、仕上圧延工程、冷却工程及び矯正工程を順次に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法において、
前記粗圧延工程では、２ロール可逆式圧延機を用いて圧延を行い、前記２ロール可逆式圧延機の最大圧延荷重が、８０００〜１００００ＫＮであり、圧延変形量が、総変形量の６０〜９０％を占めており、
前記仕上圧延工程では、３台のユニバーサル連続圧延機列を用いて連続圧延を行う、磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。 - 前記粗圧延工程において、前記２ロール可逆式圧延機の最大圧延荷重が８０００〜９０００ＫＮである、請求項７に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
- 前記粗圧延工程において、圧延開始温度が１１５０〜１２００℃であり、圧延終了温度が９５０〜１０００℃である、請求項７に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
- 前記仕上圧延工程において、圧延荷重が８０００〜１５０００ＫＮであり、厚さ精度が±０．１ｍｍであり、圧延開始温度が８００〜８４０℃であり、圧延終了温度が７５０〜８５０℃であり、この段階において、残りの変形を完了させる、請求項７に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
- 前記ユニバーサル連続圧延機列において、ロールの長さが比較的短いユニバーサル水平ロールを用いて、ロールの長さが比較的長いＳロールに取って代わる、請求項７に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
- 前記ユニバーサル圧延機が、左右２つの垂直ロールを更に有し、圧延機の制御システムが、前記上下２つの水平ロール及び前記左右２つの垂直ロールに対して同時に制御を行うことによって、圧延工程を完成しており、前記上下２つの水平ロールが主動ロールであり、前記左右２つの垂直ロールが従動ロールである、請求項１０に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
- 矩形の未加工品を冷たい状態で又は熱い状態で炉に入れ、１２００℃〜１２５０℃までに加熱してから、炉から取り出して、高圧水によるバリ取りを行い、前記バリ取りの圧力が１０〜２０ＭＰａである、請求項７に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
- 圧延材を１５０℃以下まで冷却した後、矯正機に入れて矯正を行う、請求項７に記載の磁気浮上式軌道用形鋼の圧延方法。
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