JP2013154377A - 不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不等辺不等厚山形鋼に曲がりや捩れが発生することを抑制すること。
【解決手段】この圧延機出側ガイド２０では、不等辺不等厚山形鋼１０の±Ｙ方向の動きがサイドガイド２１，２２及びサイドローラー２３，２４によって規制される。また、±Ｙ方向の動きを規制することによって発生する不等辺不等厚山形鋼１０の下方向（−Ｚ方向）の動きはテーブルローラー等によって規制される。そして、±Ｙ方向の動きを規制することによって発生する不等辺不等厚山形鋼１０の上方向（＋Ｚ方向）の動きは押さえローラー２７によって規制される。これにより、圧延直後に不等辺不等厚山形鋼１０に曲がりや捩れが発生することを抑制し、不等辺不等厚山形鋼１０を次の孔型まで安定的に誘導して咬み込ませることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法に関する。

不等辺不等厚山形鋼は、長辺側と短辺側とでその長さ及び板厚が異なる上下左右非対称な形状を有する鋼材であり、船舶内部の防撓材として使用されることが多い。このような不等辺不等厚山形鋼は、上下左右非対称な形状を有するために、安定して製造することが難しい。一般に、不等辺不等厚山形鋼は、孔型圧延法を利用して製造されている（特許文献１参照）。すなわち、不等辺不等厚山形鋼は、（１）粗圧延工程において、孔型を有する粗圧延機を用いて矩形の横断面を有する鋼材に複数パスの往復圧延を施すことによって、短辺及び長辺を有する粗形鋼片を製造し、（２）中間圧延工程において、孔型を有する中間圧延機を用いて粗形鋼片に対し複数パスの往復圧延を施し、（３）仕上圧延工程において、孔型を有する仕上圧延機を用いて鋼片に対し仕上圧延を施すことによって、製造されている。

特開昭６０−１０２２０１号公報

孔型圧延法を利用して不等辺不等厚山形鋼を製造する場合、以下の問題点がある。すなわち、図１に示す圧延ラインのレイアウトで使用する孔型の断面形状は、例えば図４に示すように上下・左右とも非対称になっている。このため、何の誘導ガイドなしに圧延を行うと、圧延中に圧延機の入側及び出側において製品に上下・左右の曲りが発生し、形状不良の原因になると共に、次工程の孔型に製品を誘導し、咬み込ませることが困難になる。

さらに、孔型圧延法を利用した不等辺不等厚山形鋼の製造方法には以下に示すような別の問題点がある。以下、図９を参照して、孔型圧延法を利用した不等辺不等厚山形鋼の製造方法の問題点について説明する。図９は、孔型圧延法を利用した不等辺不等厚山形鋼の製造方法の問題点を説明するための鋼片の平面図である。不等辺不等厚山形鋼は、上下左右非対称な形状を有するために、図９に示す鋼片１００ａのように、中間及び仕上圧延工程における圧延直後に左右方向（図示±Ｙ方向）の曲がりが発生することがある。なお、図９中の符号Ｌは圧延ロールの中心位置を示している。

鋼片に左右方向の曲がりが発生した場合、鋼片を次の孔型まで安定的に誘導して咬み込ませることが困難になる。このような背景から、従来の不等辺不等厚山形鋼の製造方法では、図９に示すように、鋼片の左右両側にサイドガイド１０１ａ，１０１ｂを設置し、鋼片の左右方向の動きを規制することによって、図９に示す鋼片１００ｂのように、圧延直後に左右方向の曲がりが発生することを抑制していた。

ところが、サイドガイド１０１ａ，１０１ｂを設置することによって鋼片の左右方向の動きを規制した場合、下方向（図示−Ｚ方向）への動きは搬送ローラー等によって規制されているために、上方向（図示＋Ｚ方向）に持ち上がろうとする力が鋼片に働き、鋼片に捩れが発生する。鋼片に捩れが発生した場合、左右方向の曲がりが発生した場合と同様、鋼片を次の孔型まで安定的に誘導して咬み込ませることが困難になる。
このため、鋼片に曲がりや捩れが発生することを抑制可能な不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法の提供が期待されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、鋼片に曲がりや捩れが発生することを抑制可能な不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法を提供することにある。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置は、孔型を有する圧延機を備え、該圧延機に鋼片を通過させることによって不等辺不等厚山形鋼を製造する不等辺不等厚山形鋼の製造装置であって、前記圧延機の出側に設けられた、該圧延機によって圧延された鋼片の左右方向の動きを規制する第１部材と、前記圧延機の出側に設けられた、該圧延機によって圧延された鋼片の上面に接触することによって該鋼片の上方向の動きを規制する第２部材と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置は、上記発明において、前記第２部材が、不等辺不等厚山形鋼の山型の頂点に接触する位置に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置は、上記発明において、前記第２部材が、不等辺不等厚山形鋼の長辺部に接触する位置に配置されていることを特徴とする。

本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置は、上記発明において、前記第２部材が、上下方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。

本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置は、上記発明において、前記圧延機の出側に設けられた、該圧延機によって圧延された鋼片の下面に接触することによって該鋼片の下方向の動きを規制する第３部材を備えることを特徴とする。

本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置は、上記発明において、複数の孔型を備え、各孔型の出側に前記第１部材及び前記第２部材が設けられ、該第２部材の配置位置が複数の孔型間で異なることを特徴とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造方法は、孔型を有する圧延機に鋼片を通過させることによって不等辺不等厚山形鋼を製造する不等辺不等厚山形鋼の製造方法であって、前記圧延機の出側に設けられた第１部材によって、該圧延機により圧延された鋼片の左右方向の動きを規制するステップと、前記圧延機の出側に設けられた第２部材によって、該圧延機によって圧延された鋼片の上方向の動きを規制するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法によれば、鋼片に曲がりや捩れが発生することを抑制できる。

図１は、本発明が適用される不等辺不等厚山形鋼の圧延ラインの構成を示す図である。 図２は、本発明が適用される不等辺不等厚山形鋼の圧延ラインの構成を示す図である。 図３は、本発明の一実施形態である不等辺不等厚山形鋼の構成を示す断面図である。 図４は、不等辺不等厚山形鋼の製造に用いられる孔型の構成を示す模式図である。 図５は、本発明の一実施形態である圧延機出側ガイドの構成を示す正面図である。 図６は、本発明の一実施形態である圧延機出側ガイドを圧延機の出側から見た図である。 図７は、図６に示す圧延機出側ガイドの変形例の構成を示す図である。 図８は、図６に示す圧延機出側ガイドの他の変形例の構成を示す図である。 図９は、孔型圧延法を利用した不等辺不等厚山形鋼の製造方法の問題点を説明するための鋼片の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法について説明する。

〔圧延ラインの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明が適用される不等辺不等厚山形鋼の圧延ラインの構成について説明する。

図１は、本発明が適用される不等辺不等厚山形鋼の圧延ラインの構成を示す図である。図１に示すように、本発明が適用される不等辺不等厚山形鋼の圧延ラインは、鋼片に対し複数パスの往復圧延を施すことによって不等辺不等厚山形鋼を製造するリバース式の圧延ラインである。すなわち、図１に示す圧延ライン１は、矩形の断面を有する鋼片を均一に加熱する加熱炉２と、鋼片を短辺及び長辺を有する粗形鋼片に圧延するブレークダウンミル（ＢＤミル）３と、粗形鋼片を中間圧延機５に搬送する搬送機構４と、複数パスの往復圧延を施すことによって粗形鋼片を矩形の長辺の一部のみが凸状となった平坦な形状に圧延する中間圧延機５，６（Ｒ１ミル、Ｓ１ミル）と、製品形状を有する孔型による仕上げ圧延によって鋼片を製品形状に圧延する仕上圧延機（ＳＦミル）７と、を備えている。

但し、本発明が適用される不等辺不等厚山形鋼の圧延ラインは図１に示すリバース式の圧延ラインに限定されることはなく、図２に示すようなタンデム式の圧延ラインにも適用することができる。すなわち、図２に示す圧延ライン１は、形状が異なる孔型を有する複数台の仕上圧延機８ａ〜８ｊ（Ｆミル群）を備え、鋼片を往復圧延することなく鋼片を複数台の仕上圧延機８ａ〜８ｊに順番に挿入することによって、鋼片を製品形状に圧延するものである。

〔不等辺不等厚山形鋼の構成〕
次に、図３を参照して、本発明の一実施形態である不等辺不等厚山形鋼の構成について説明する。

図３は、本発明の一実施形態である不等辺不等厚山形鋼の構成を示す断面図である。図３に示すように、本発明の一実施形態である不等辺不等厚山形鋼１０は、長辺部（ウェブ）１０ａ及び短辺部（フランジ）１０ｂを有している。また、長辺部１０ａの長さＡは短辺部１０ｂの長さＢより長く、長辺部１０ａの厚さｔ１は短辺部１０ｂの厚さｔ２より薄くなっている。不等辺不等厚山形鋼１０は図３に示すような上下左右非対称な山型の状態で圧延されるが、Ｌ字型の状態で圧延される場合もある。

〔孔型の構成〕
次に、図４を参照して、不等辺不等厚山形鋼の製造に用いられる孔型の構成について説明する。

図４は、不等辺不等厚山形鋼の製造に用いられる孔型の構成を示す模式図である。図４（ａ）〜（ｈ）に示すように、不等辺不等厚山形鋼の製造の際には形状が異なる複数の孔型が用いられ、これらの孔型は図１に示す中間圧延機５，６及び仕上圧延機７又は図２に示す仕上圧延機８ａ〜８ｊに設けられている。不等辺不等厚山形鋼は、リバースミル又はタンデムミルによって複数の孔型に鋼片を順番に挿入することによって鋼片を段階的に製品形状に圧延していくことによって、製造される。

〔圧延機出側ガイドの構成〕
本発明の一実施形態である不等辺不等厚山形鋼の製造装置及び製造方法では、鋼片に曲がりや捩れが発生することを抑制するために、圧延機出側ガイドを以下に示すように構成している。以下、図５乃至図８を参照して、本発明の一実施形態である圧延機出側ガイドの構成について説明する。

図５は、本発明の一実施形態である圧延機出側ガイドの構成を示す正面図である。図６は、本発明の一実施形態である圧延機出側ガイドを圧延機の出側から見た図である。図７は、図６に示す圧延機出側ガイドの変形例の構成を示す図である。図８は、図６に示す圧延機出側ガイドの他の変形例の構成を示す図である。なお、以下では、鋼片の圧延（挿入）方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向に直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向と表記する。

本発明の一実施形態である圧延機出側ガイドは、孔型が設けられている図１に示す中間圧延機５，６及び仕上圧延機７又は図２に示す仕上圧延機８ａ〜８ｊの出側に設けられている。図５及び図６に示すように、圧延機出側ガイド２０は、サイドガイド２１，２２と、サイドローラー２３，２４と、上側ストリッパー２５と、下側ストリッパー２６と、押さえローラー２７と、を備えている。但し、図５では、サイドガイド２２とサイドローラー２４との図示を省略している。また、図５中の符号３１は、リバース式の圧延ラインではテーブルローラーを表し、タンデム式の圧延ラインでは中間トラフを表している。サイドガイド２１，２２及びサイドローラー２３，２４は、本発明に係る第１部材として機能する。押さえローラー２７は、本発明に係る第２部材として機能する。

サイドガイド２１，２２は不等辺不等厚山形鋼１０の左右両側に設けられている。サイドローラー２３，２４はそれぞれサイドガイド２１，２２に設けられている。サイドローラー２３，２４は、周面がサイドガイド２１，２２の端面より不等辺不等厚山形鋼１０側に突出可能なように、アクチュエータを用いて±Ｙ方向に移動可能に構成されている。サイドローラー２３，２４は、オンライン又はオフラインで移動制御してもよいし、圧延中に移動させてもよい。サイドガイド２１，２２及びサイドローラー２３，２４は、不等辺不等厚山形鋼１０の±Ｙ方向の動きを規制することによって、圧延直後に不等辺不等厚山形鋼１０に±Ｙ方向の曲がりが発生することを抑制する。

上側ストリッパー２５及び下側ストリッパー２６はそれぞれ、上側ロール３０ａ及び下側ロール３０ｂに近接配置されている。上側ストリッパー２５及び下側ストリッパー２６はそれぞれ、上側ロール３０ａ及び下側ロール３０ｂと鋼片との間に上側ロール３０ａ及び下側ロール３０ｂの周面に向けて突出する先端部を挿入することによって上側ロール３０ａ及び下側ロール３０ｂに鋼片が巻き付くことを抑制する。上側ストッパー２５の下面及び下側ストリッパー２６の上面にはそれぞれ、孔型の形状に合わせて凹部２５ａ及び凸部２６ｂが形成されている。中間圧延機及び仕上圧延機で圧延された不等辺不等厚山形鋼１０は、サイドローラー２３，２４の周面、上側ストッパー２５の下面、及び下側ストリッパー２６の上面によって形成される空間Ｓ内を通過する。

押さえローラー２７は、鼓状の形状を有している。押さえローラー２７は、上側ストッパー２５の圧延方向下流側の位置であって、周面が不等辺不等厚山形鋼１０の山型の頂点１０ｃに接触する位置に配置されている。押さえローラー２７は、周面が常に不等辺不等厚山形鋼１０の山型の頂点１０ｃに接触可能なように、アクチュエータを用いて±Ｚ方向に移動可能に構成されている。押さえローラー２７は、オンライン又はオフラインで移動制御してもよいし、圧延中に移動させてもよい。

このような構成を有する圧延機出側ガイド２０では、不等辺不等厚山形鋼１０の±Ｙ方向の動きはサイドガイド２１，２２及びサイドローラー２３，２４によって規制される。また、±Ｙ方向の動きを規制することによって発生する不等辺不等厚山形鋼１０の−Ｚ方向の動きはテーブルローラー（又は中間トラフ）３１等によって規制される。そして、±Ｙ方向の動きを規制することによって発生する不等辺不等厚山形鋼１０の＋Ｚ方向の動きは押さえローラー２７によって規制される。

このため、本発明の一実施形態である圧延機出側ガイド２０によれば、圧延直後に不等辺不等厚山形鋼１０に曲がりや捩れが発生することを抑制し、不等辺不等厚山形鋼１０を次の孔型まで安定的に誘導して咬み込ませることができる。また、圧延機出側ガイド２０を最終の圧延機の出側に設置した場合には、曲がりや捩れによる製品不良を軽減し、その後のプレス処理の低減や歩留まりの向上を実現できる。また、サイドローラー２３，２４及び押さえローラー２７の周面の位置は移動可能であるので、孔型の形状、すなわち圧延機出側ガイド２０が配置されている圧延機、及び曲がりや捩れの大きさの変化に合わせて、不等辺不等厚山形鋼１０を次の孔型まで安定的に誘導して咬み込ませることができる。

なお、本実施形態では、下側ストリッパー２６側にはローラーを配置しなかったが図７に示すように、下側ストリッパー２６の圧延方向下流側の位置であって、周面が不等辺不等厚山形鋼１０の下面１０ｄに接触する位置にローラー２８を配置してもよい。周面が不等辺不等厚山形鋼１０の下面１０ｄに接触する位置にローラー２８を配置することにより、不等辺不等厚山形鋼１０の下面１０ｄがテーブルローラー（又は中間トラフ）３１等に強く接触することによって焼き付きや磨耗等の形状不良が発生することを抑制できる。

また、本実施形態では、周面が不等辺不等厚山形鋼１０の山型の頂点１０ｃに接触する位置に押さえローラー２７を配置したが、本発明は本実施形態に限定されることはなく、曲がりや捩れの発生箇所であれば不等辺不等厚山形鋼１０の山型の頂点１０ｃ以外の箇所に対向配置させてもよい。具体的には、図８に示すように、周面が不等辺不等厚山形鋼１０の長辺部１０ａに接触する位置に押さえローラー２９を配置してもよい。但し、この場合、押さえローラー２９の形状は、孔型の形状に合わせて筒状の形状にする。また、押さえローラー２９は、周面が常に不等辺不等厚山形鋼１０の長辺部１０ａに接触可能なように、アクチュエータを用いて±Ｚ方向に移動可能に構成されている。曲がりや捩れの発生箇所にのみローラーを対向配置することによって、圧延機出側ガイド２０の設計が容易になると共に、ローラーに設けられているベアリング等の保守管理部分の保守作業を少なくすることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。

１ 圧延ライン
２ 加熱炉
３ ブレークダウンミル
４ 搬送機構
５，６ 中間圧延機
７，８ａ〜８ｊ 仕上圧延機
１０ 不等辺不等厚山形鋼
１０ａ 長辺部
１０ｂ 短辺部
１０ｃ 頂点
１０ｄ 下面
２０ 圧延機出側ガイド
２１，２２ サイドガイド
２３，２４ サイドローラー
２５ 上側ストリッパー
２６ 下側ストリッパー
２７，２９ 押さえローラー
２８ ローラー
３０ａ 上側ロール
３０ｂ 下側ロール
３１ テーブルローラー（又は中間トラフ）

Claims (7)

1. 孔型を有する圧延機を備え、該圧延機に鋼片を通過させることによって不等辺不等厚山形鋼を製造する不等辺不等厚山形鋼の製造装置であって、
   前記圧延機の出側に設けられた、該圧延機によって圧延された鋼片の左右方向の動きを規制する第１部材と、
   前記圧延機の出側に設けられた、該圧延機によって圧延された鋼片の上面に接触することによって該鋼片の上方向の動きを規制する第２部材と、
   を備えることを特徴とする不等辺不等厚山形鋼の製造装置。
2. 前記第２部材は、不等辺不等厚山形鋼の山型の頂点に接触する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の不等辺不等厚山形鋼の製造装置。
3. 前記第２部材は、不等辺不等厚山形鋼の長辺部に接触する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の不等辺不等厚山形鋼の製造装置。
4. 前記第２部材は上下方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の不等辺不等厚山形鋼の製造装置。
5. 前記圧延機の出側に設けられた、該圧延機によって圧延された鋼片の下面に接触することによって該鋼片の下方向の動きを規制する第３部材を備えることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の不等辺不等厚山形鋼の製造装置。
6. 複数の孔型を備え、各孔型の出側に前記第１部材及び前記第２部材が設けられ、該第２部材の配置位置が複数の孔型間で異なることを特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の不等辺不等厚山形鋼の製造装置。
7. 孔型を有する圧延機に鋼片を通過させることによって不等辺不等厚山形鋼を製造する不等辺不等厚山形鋼の製造方法であって、
   前記圧延機の出側に設けられた第１部材によって、該圧延機により圧延された鋼片の左右方向の動きを規制するステップと、
   前記圧延機の出側に設けられた第２部材によって、該圧延機によって圧延された鋼片の上方向の動きを規制するステップと、
   を含むことを特徴とする不等辺不等厚山形鋼の製造方法。

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