JP2640125B2 - 溝形鋼の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は孔型熱間圧延加工と冷間加工とを組み合わせ
て、ビレットより平行なフランジ部を有する溝形鋼を製
造する方法に関する。

［従来の技術］ 一般に普通鋼などを素材として溝形鋼を製造する場
合、孔型熱間圧延によって所望の最終形状の溝型鋼に形
成していた。しかしステンレス鋼、中でもSUS304などの
オーステナイト系ステンレス鋼などにおいては、前記鋼
に比較して変形能が悪く、高温での変形抵抗が大きく、
焼付きが発生し易いため、前記熱間圧延において成形し
た場合、製品に表面疵が多く発生すると共に圧延ロール
が早期に摩耗するなどの欠点があり、実用に供し得ない
ものであった。

したがって、従来SUS304などのステンレス鋼を素材と
して溝系鋼を製造する場合、一般に大変非能率的ではあ
るが、２本のアングルを長手方向に平行に並べ、突合溶
接を行い、ついで表裏に形成されたビードを切削によっ
て除去し、溝形鋼を製造している。

このように、従来ステンレス溝形鋼の製造においては
生産性が悪く、かつコスト的にも非常に高いものになる
にも拘わらず溶接により製造されており、近年ステンレ
ス溝形鋼が建築用材料、装飾材料としての需要が増加し
ていることと併せて、安価なステンレス溝形鋼の製造方
法の開発が要望されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は従来のSUS304などの高温での変形抵抗の大き
い材料の孔型圧延、ユニバーサル圧延における上記欠点
に鑑みてなされたもので、孔型熱間圧延を行っても焼付
きが発生せず、表面疵の発生がなくかつ圧延ロールの摩
耗の少ない溝形鋼の製造方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等はオーステナイト系ステンレス鋼が他鋼種
に比べて変形能が悪く、かつ高温での変形抵抗が高く、
容易に焼付きが発生し易いという材料的要因と、圧延時
フランジ部においてロール周速に大きな差が生じ、フラ
ンジ部に焼付きが発生し易い成形上の要因について考慮
し、本発明を完成した。

本発明の溝形鋼の製造方法は、フランジ部とウエブ部
とより形成される溝形鋼の製造において、所定の孔型を
整形した複数組の圧延ロールでもって、所定温度に加熱
された圧延素材に加工を施し、一対のフランジ部および
ウエブ部が直線状で、かつフランジ部とウエブ部とが連
結する隈角部に相当する箇所にほぼ直角な突出部を形成
し、さらに突出部の裏面側に凹部を形成し、フランジ部
およびウエブ部の肉厚が製品寸法とほぼ同一の厚さであ
る第１の中間製品を形成し、前記第１の中間製品を直ち
に連続して巻き取り、ついでコイル状態のまま固溶化熱
処理を施し、ついで互いに平行に配置された複数組の熱
間成形ロールでもって、前記第１の中間製品のウエブ部
と直線状の一対のフランジ部を少なくとも２パス以上熱
間成形しフランジ部とウエブ部とが連結する隈角部を直
角に近い角度に折り曲げて第２の中間製品とし、ついで
最終仕上加工において、前記第２の中間製品のウエブ部
およびフランジ部を同時に一対の水平ロールと一対の垂
直ロールで成形し、平行なフランジ部と平坦なウエブ部
を有する溝形鋼を形成することを特徴とする。

［作用］ そして、本発明はビレットなどの圧延素材から横断面
が前記のような中間素材を孔型圧延によって成形する
に、互いに平行に配設され、少なくとも一方が駆動装置
によって回転させられる複数組のロールを用い、フラン
ジ部におけるロール周速差を小さくするため、フランジ
部をウエブ部と同様に直線状となすものである。

かつ、本発明は熱間圧延加工により成形された第１の
中間製品を直ちに巻き取り、コイル化することにより、
固溶化熱処理による変形、曲がりを防止し、かつ矯正に
おける材料の供給、取り出しを容易にする。

さらに、本発明は前記中間製品から互いに平行なフラ
ンジ部と直角で平坦なウエブ部を有する溝形鋼を冷間ロ
ール加工するに、被加工材であるオーステナイト系ステ
ンレス鋼は冷間加工により著しく加工硬化する特性があ
るので、固溶化熱処理から取り出した第１の中間製品を
直ちにそのまま熱間で、ウエブ部と同様に直線状のフラ
ンジ部を段階的に成形し、フランジ部とウエブ部が連結
する隈角部を直角に近い角度まで折り曲げるもので、か
つ１パスで所望の加工量が得られないことを考慮し、互
いに平行に配設させられた熱間ロールによるパス回数を
少なくとも２パス以上として、第２の中間製品とする。

ついで最終仕上げ加工において、フランジ部が外側に
開くのを防止するため、ウエブ部に対して１〜２゜程度
フランジ部が内側に傾斜する溝形鋼を製造するに、前記
第２の中間製品のウエブ部およびフランジ部を同時に一
対の水平ロールと、一対の垂直ロールで成形するもので
あり、不適当な加工により中間製品が部分的に厚み変化
を生じたり、製品にきずが生じるのを防止するものであ
る。

また、孔形熱間加工において中間製品のフランジ部と
ウエブ部と直線状にとしたものは、フランジ部における
ロール周速差を小さくし、フランジ部に焼付きが発生す
るのを防止するためである。

さらに、中間製品のフランジ部とウエブ部が連結する
隈角部に相当す箇所にほぼ直角な突出部を形成したの
は、冷間成形においては肉の張り出しが少なく成形が困
難であるためであり、また、突出部の裏面側に曲率半径
がフランジ部の板厚の２倍以上の凹部を形成したのは、
これ以下では冷間ロール加工においてフランジ部をウエ
ブ部に対して直角に加工する時に、成形処理に局部的に
加工硬化が生じ、良好な隈角部が得られないためであ
る。

また、冷間ロール加工において、必要に応じて冷間ロ
ールの前後をピンチローラを設けるものである。これは
中間製品の噛み込みを改善したり、成形ロールのスリッ
プを防止するもである。

［実施例］ 以下に本発明をその一実施例に基づいて説明する。

本発明は、はじめに互いに平行に配設され、少なくと
も一方が駆動装置によって回転させられる所定の孔型を
形成した複数組の圧延ローラを用いて、ビレットから第
１の中間製品を成形するものである。第４図および第５
図に示すように、１はビレットで、２は一対のフランジ
部３およびウエブ部４が直線状で、かつフランジ部３と
ウエブ部４とが連結する隈角部５に相当する箇所に直角
な突出部６と、突出部６の裏面側に凹部７を形成した第
１の中間製品である。

第１図は前記第１の中間製品２を成形する、互いに平
行に配設され、下方が図示しない駆動装置によって回転
させられる所定の孔型を形成した最終圧延ロールを示し
たもので、８は上ロールで、９は駆動ロールで、10は孔
型である。

第２図は第１の中間製品２を固溶化熱処理後直ちに熱
間ロール加工するに用いる、互いに平行に配設され所望
のロール形状をした複数組の成形ロールを配設した概略
図であり、11は入側のピンチローラ、12は出側のピンチ
ローラで、13は上方に設けた凸型ロールで、14は下方に
設けた凹型ロールである。第３図は第２の中間製品に加
工する凸型ロール13と凹型ロール14のローラ形状を示す
側面図である。

第６図は、最終仕上加工においてウエブ部４に対して
ほぼ直角なフランジ部３と、ほぼ平坦なウエブ部４を有
する製品20を成形する一対の水平ロール16と、一対の垂
直ロールである。

そして、50×50×３×4000mmの溝形鋼を製造するに、
初めに断面が50角、長さ1000mmのSUS304のビレット１を
1050℃に加熱し、ついでビレット１を図示しないでロー
ラで圧延ローラまで移送し、ビレット１を順次加工し、
フランジ部３およびウエブ部４の肉厚が製品寸法と同一
の厚さの3mmで一対のフランジ部３およびウエブ部が直
線状で、かつフランジ部３とウエブ部４とが連結する隈
角部５に相当する箇所に直角な突出部６を形成し、かつ
突出部６の裏面側に曲率半径がフランジ部３の板厚の2.
5倍の凹部７を形成した第１の中間製品２を製造した。

そして、この第１の中間製品２を直ちに巻き取り、コ
イル化した後、加熱炉に挿入し、1050℃で１時間固溶化
熱処理を施した。

本発明においては第１の中間製品２を巻き取り、コイ
ル化状態で熱処理を施したことによって厚さ3mmの第１
の中間製品２が変形したり曲がりが生じることがなかっ
た。

ついで、加熱炉から取り出した第１の中間製品２を直
ちに熱間でピンチローラ11で挟持し、第３図に示したよ
うに上下に配設した凹型ローラ13と、凸型ローラ14間に
噛み込ませて、フランジ部３を段階的に成形し、厚み変
化を生じることなくウエブ部４に対して直角に近い角度
に折り曲げ第２の中間製品21とした。

引き続き、最終仕上加工において前記第２の中間製品
21を一対の水平ロール16と一対の垂直ロール17とで、同
時にウエブ部４とフランジ部３とを成形し、よって一対
のフランジ部３を垂線に対して1.5゜内側に傾斜し、か
つ平坦なウエブ部４を有する溝形鋼20を製造した。

［発明の効果］ 上述のように、本発明は孔型熱間圧延加工において横
断面が直線状の中間製品を製造することによって、オー
ステナイト系ステンレス鋼のように変形能が悪く、かつ
非常に焼付きが発生し易い鋼においても表面疵が発生す
ることなく熱間圧延加工ができ、かつ熱間ロール加工に
おいても凸型ローラと、凹型ローラを組み合わせて用い
ることにより中間製品に厚みに変化を与えることなく直
角な隈角部と平行なフランジ部を有する溝型鋼を製造で
き、従来のアングル溶接して溝形鋼としたものに比べて
大幅に安価に製造し得るものである。

さらに、通常、普通鋼を素材として孔型圧延法により
溝型鋼を製造する場合、仕上孔型では肉の張り出しを良
くするため、フランジ部に側圧をかけるのが一般的であ
るが、この側圧によりフランジ部にかじりが発生し易く
なり、これを防止するため通常フランジ部に若干テーパ
をつけて圧延しており、上記圧延法により製造された溝
形鋼のりフランジ部にはテーパがそのまま残っているも
のである。

これに対して本発明法では、フランジ部とウエブ部を
直線状としたものであり、フランジ部にかじりが発生す
る心配がなく、従来法のようにフランジ部にテーパを付
ける必要がないものであり、このように本発明法は高い
実用性を有するものである。

加えるに、本発明は熱間圧延加工により成形された第
１の中間製品を直ちに巻き取り、コイル化することによ
り、固溶化熱処理による変形、曲がりを防止し、かつ矯
正における材料の供給、取り出しを容易にする。その
上、固溶化熱処理から取り出した第１の中間製品を直ち
にそのまま熱間で、ウエブ部と同様に直線状のフランジ
部を段階的に成形し、フランジ部とウエブ部が連結する
隈角部を直角に近い角度まで折り曲げるもので、変形抵
抗が少なく、ローラの損耗することがなく、かつ製品の
表面疵が極めて少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は最終圧延ロールの形状を示す側面図、第２図は
冷間ロール加工に用いるロールおよびピンチローラの配
列を示した概略図で、第３図は冷間ロール加工に用いる
凸型ローラと凹型ローラ形状を示す側面図、第４図はビ
レットの側面図、第５図は第１の中間製品の横断面図、
第６図は最終仕上加工で用いる水平ロールと垂直ロール
の側面図である。 １……ビレット、２……第１の中間製品、３……フラン
ジ部、４……ウエブ部、５……隈角部、６……突出部、
７……凹部、８……上ロール、９……下ロール、10……
孔型、11および12……ピンチローラ、13……凸型ロー
ラ、14……凹型ローラ、16……水平ロール、17……垂直
ロール、21……第２の中間製品、20……製品。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フランジ部とウエブ部とより形成される溝
   形鋼の製造において、所定の孔型を形成した複数組の圧
   延ロールでもって、所定温度に加熱された圧延素材に加
   工を施し、一対のフランジ部およびウエブ部が直線状
   で、かつフランジ部とウエブ部とが連結する隈角部に相
   当する箇所にほぼ直角な突出部を形成し、さらに突出部
   の裏面側に凹部を形成し、フランジ部およびウエブ部の
   肉厚が製品寸法とほぼ同一の厚さである第１の中間製品
   を形成し、前記第１の中間製品を直ちに連続して巻き取
   り、ついでコイル状態のまま固溶化熱処理を施し、つい
   で互いに平行に配置された複数組の熱間成形ロールでも
   って、前記第１の中間製品のウエブ部と直線状の一対の
   フランジ部を少なくとも２パス以上熱間成形しフランジ
   部とウエブ部とが連結する隈角部を直角に近い角度に折
   り曲げて第２の中間製品とし、ついで最終仕上加工にお
   いて、前記第２の中間製品のウエブ部およびフランジ部
   を同時に一対の水平ロールと一対の垂直ロールで成形
   し、平行なフランジ部と平坦なウエブ部を有する溝形鋼
   を形成することを特徴とする溝形鋼の製造方法。