JP2657098B2 - 多条あり溝付き平鋼鋼片の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一方の面に長手方向に平行に延びる複数条
の溝と、この溝の両溝縁に一方の面上に突出した突条と
を有する平鋼を熱間圧延にて製造する方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

平鋼の一方の面に、底部の幅の方が開口部の幅よりも
広い「あり溝」を複数本平行に成形しておけば、この
「あり溝」に他の金属または非金属製の組付け物体に形
成された突出部分を充満した形態で押し込むことによ
り、平鋼と組付け物体とをネジ等の締結具を用いること
なしに組付け固定することができる。

この「あり溝」を有する平鋼を製造する方法として
は、特公昭60−17618号公報に示された、矩形断面形状
をした鋼片の一方の面に溝と、この溝の両溝縁に一方の
面上に突出した突条とを熱間圧延で成形した後、各突条
を圧延消滅させて溝を「あり溝」に成形する手法があ
る。

しかしながら、矩形断面形状の鋼片の一方の面に、溝
と突条を一体に熱間圧延で成形することは極めて困難で
あり、特公昭60−17618号公報には、溝と突条との一体
成形を、単に孔型圧延で成形するとしか説明されておら
ず、溝と突条との良好な一体成形を達成するための具体
的な手法が全く示されていない。

すなわち、第７図に示すように、矩形断面の鋼片Ｋの
一方の面に溝K2と突条K1とを一体に成形すべく、上圧延
ロール１と下圧延ロール２とにより鋼片Ｋを熱間圧延す
ると、まずイ部分で上圧延ロール１の突起３だけによる
溝K2成形のための部分圧延が第８図（ａ）に示すごとく
開始されるが、この突起３だけによる圧延により、突起
３に圧接して溝K2に成形される部分に隣接した鋼片Ｋの
材料部分K1′が溝K2に成形される部分に引かれて引き下
げられる。この突起３だけによる圧延に引き続いてロ部
分で、第８図（ｂ）に示すように、上圧延ロール１全体
による鋼片Ｋに対する圧延が始まり、突起３による溝K2
の圧延成形と共に、材料部分K1′を凹部４に充満させる
突条K1の圧延成形が行われるが、上圧延ロール１と下圧
延ロール２とによる鋼片Ｋ全体に対する圧延のために、
鋼片Ｋ全体が長手方向に延びるため、材料部分K1′も一
緒に長手方向に引かれて、第８図（ｃ）に示すように、
凹部４に充満することができないで、設計通りの突条K1
を成形することができない。

この突条K1の圧延成形の困難度は、突条K1の幅が鋼片
Ｋの平坦部幅に対して狭いほど、また突条K1の高さがそ
の幅に対して高いほど大きくなるのであるが、底部の幅
が開口部の幅に対して充分に大きい効果的な「あり溝」
を成形するには、突出高さが大きく幅の小さい突条K1を
成形する必要があることが知られており、特公昭60−17
618号公報に開示された圧延手法では、前記した理由に
より、突出高さの大きく幅の小さい突条K1を成形するこ
とは全く不可能であると云う問題があった。

この突条K1を成形するための問題を解決する従来技術
として、例えば特開平１−138002号公報に示された技術
がある。この特開平１−138002号公報に示された手段
は、鋼片Ｋの圧延の初期段階では、突条K1を成形するた
めの上圧延ロール１の凹部４を、材料部分K1′が充満し
易い幅広のものとし、複数の孔型を通過させることによ
り、突条K1の形状を順次細く整形してゆくのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、圧延ロール１に設けられた溝K2を成形
するための突起３と突条K1を成形するための凹部４とが
隣合っており、前後の圧延ロール１の突起３および凹部
４との間にはわずかな寸法差が設けられており、さらに
鋼片Ｋの左右幅方向への圧延変形量が必ずしも均一では
ないので、鋼片Ｋに成形された突条K1と溝K2とを、次段
の圧延ロール１の突起３と凹部４とに、正確に一致させ
て噛み合わせることが難しく、この不一致により、第９
図に示すように、突条K1が次段の圧延ロール１の突起３
により削り取られてしまうと云う問題が多発していた。
特に、複数の「あり溝」を成形する場合には、複数の溝
K2を複数の突起３に完全に一致させる必要があるので、
その位置合わせが極めて面倒であった。

また、特開平１−138002号公報に示された従来技術
は、鋼片Ｋの一方の面だけに凹凸を圧延成形するので、
どうしても圧延された鋼片Ｋに反り変形が発生し、この
反り変形により次段の圧延ロール１の突起３と凹部４に
対する、鋼片Ｋの突条K1と溝K2の正確な位置合わせが達
成し難くなると云う問題がある。

さらに、鋼片Ｋの幅方向の両端部では、幅方向への鋼
片Ｋの材料の流れ、すなわち鋼片Ｋが圧延により幅方向
に広がるため、この幅方向の両端部に成形される突条K1
は、圧延の進行に伴い、その初期に得られた突出高さの
減少の度合いが幅方向の中央部に成形される突条K1に比
べて大きく、このため鋼片Ｋの幅方向の両端部に成形さ
れる突条K1の高さを、充分に得ることができないと云う
問題がある。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点
を解消すべく創案されたもので、一方のめほに複数の平
行な溝と突起とを有する平鋼を容易に製造すると共に、
各圧延段階における各圧延ロールの突起および凹部に対
する前段で鋼片に圧延成形された突条および溝の位置合
わせを、鋼片自体の機能により正確に達成させ、もって
圧延ロールと鋼片との正確な位置合わせを確実にかつ簡
単に達成することを目的とするものである。

他の目的は、圧延による鋼片の反り変形の発生をなく
すことにある。

さらに他の目的は、鋼片の幅方向の両端部に成形され
る突条の、圧延の進行に伴う突出高さ不足の発生を無く
すことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の手段は、 一方の面に長手方向に平行に延びる複数条の溝と、この
溝の両溝縁に一方の面上に突出した突条とを設けた平鋼
鋼片の製造方法であること、 初期段階である粗圧延段階で、矩形形状の鋼片の一方の
面に、成形目的寸法と等しい間隔で溝を圧延成形すると
共に、この溝の両溝縁に一方の面上に突出して成形目的
突条よりも裾が広くかつ大きい突出高さの突条を成形す
ること、 同じくこの初期段階である粗圧延段階で、鋼片の他方の
面に、各溝に対応した位置に、溝と両突条との合計幅と
同程度の幅の突条部を成形すること、 この粗圧延段階で粗圧延成形された鋼片を、複数の孔型
を通して一方の面の突条を整形し、他方の面の突条部を
順次縮小整形すると共に、一方の面に成形された溝の形
状を整えること、 最後に、他方の面の突条部を消滅させて平坦面に圧延成
形する仕上げ成形を行うこと、 にある。

鋼片の一方の面に成形された突条と溝の成形目的形状
および寸法への整形と、他方の面に成形された突条部を
消滅させて他方の面を平坦面に成形する仕上げ圧延を、
水平ロールと垂直ロールとを有するユニバーサル圧延機
で行うのが良い。

また、鋼片の粗圧延段階において、鋼片の幅方向両端
部に成形される突条の高さを、幅方向中央部に成形され
る突条の高さよりも大きくしておくのが良い。

同様に、鋼片の粗圧延段階において、鋼片の一方の面
に溝と突条との組合せ物の間に、溝よりも大きい深さの
陥没部を成形するのが良い。

〔作用〕

鋼片に対する最初の圧延である粗圧延段階で、一方の
面に成形された突条および溝に対して、幅方向に正確に
位置出しされた状態で他方の面に突条部が形成されるの
で、粗圧延以後の鋼片に対する上圧延ロールと下圧延ロ
ールとによる圧延を、この鋼片の他方の面に形成された
突条分を利用して、鋼片の両圧延ロールに対する幅方向
の位置出しを正確に達成できるので、この突条部を利用
した鋼片の圧延ロールに対する正確な位置出しにより、
鋼片の一方の面に形成された突条および溝を、圧延ロー
ルに設けられた突起および凹部に対して正確に合致させ
ることになる。

粗圧延段階で圧延成形される突条は、成形目的突条に
比べてその裾幅が大きいので、突条を成形するための凹
部内への鋼片材料の移動が無理なく達成され、これによ
りこの突条の高さを成形目的突条に合致した形状にする
ことができる。

粗圧延段階で、鋼片の他方の面に突出形成された突条
部は、以後の圧延により突き上げ力を受けて順次縮小さ
れて消滅するが、この突条部は鋼片の一方の面に形成さ
れた溝と両突条との組合せ物に対向位置しているので、
縮小消滅時に突条部に作用する突き上げ効果により、一
方の面の突条の凹部内への材料の押し込みが助長され
る。

粗圧延段階で形成された突条は、その後の圧延におい
て、圧延ロールの凹部内に鋼片の材料が充満されるよう
に成形される。

また、鋼片の一方の面に成形された突条と溝の成形目
的形状および寸法への整形と、他方の面に成形された突
条部を消滅させて他方の面を平坦面に成形する仕上げ圧
延を、水平ロールと垂直ロールとを有するユニバーサル
圧延機で行うと、突条部を利用した圧延ロールに対する
鋼片の幅方向の正確な位置出し作用の消滅を、鋼片の両
幅方向端面に当接する両垂直ロールにより肩代わりさせ
ることができる。

粗圧延段階において、鋼片の幅方向両端部に成形され
る突条の高さを他の突条よりも大きくしておくと、以後
の圧延による鋼片の幅方向への広がりによる突出高さの
減少度合いの大きさを補償することになる。

粗圧延段階において、溝と両突条との組合せ物の間
に、溝よりも大きい深さの陥没部を成形することによ
り、突条を成形する凹部への鋼片材料の移動を促すこと
になる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図ないし第６図を参
照しながら説明する。

第１図は、矩形断面形状に成形された鋼片Ｋの初期孔
型の一例を示すもので、この初期孔型は、初期圧延上ロ
ール10と初期圧延下ロール20とから構成されており、初
期圧延上ロール10には、初段階の溝K2を成形するための
突起11と、この突起11の両側に設けられて初段階の突条
K1を成形するための凹部12と、この突起11と凹部12との
組合せ物の間に、突起11よりも大きい突出高さで位置し
た突起部13とが設けられており、凹部12の深さは全て同
一である。両側端部に位置する突起11の端部の形状を傾
斜面にして圧下されない形状としている（第１図参
照）。初期圧延下ロール20には、孔型の両側面を形成す
る型側面23と、突起11と凹部12との組合せ物に対向して
設けられた凹陥部22と、この凹陥部22の間に位置する突
出部21とが設けられている。

矩形断面形状に成形された鋼片Ｋが、第２図に示すよ
うに、この初期圧延上ロール10と初期圧延下ロール20と
の間に噛み込まれると、鋼片Ｋは、まず突起部13と突出
部21とによる圧下を受け、この圧下を受けた鋼片Ｋ部分
が延びようとするが、この圧下された部分の割合が圧下
を受けない部分に比べて小さいため、この圧下を受けた
部分の延びは少なく、凹部12および凹陥部22への鋼片Ｋ
の材料の充満が進行する。この際、鋼片Ｋは、上面から
は突起部13により、そして下面からは突出部21により、
それぞれ同等の切り込み変形を受けるので、上面だけに
圧下力が作用する場合に比べて圧延される鋼片Ｋに発生
する反り変形が少なくなる。

また、初期孔型に、すなわち初期圧延上ロール10と初
期圧延下ロール20との間に鋼片Ｋが入る時は、初期圧延
下ロール20の型側面23により鋼片Ｋが所定位置に正確に
誘導される。

この初期圧延段階において、鋼片Ｋは、上下両ロール
10、20間を１パス、または上下ロール10、20間隔を順次
縮小させながら複数パス通過して、第３図に示すよう
な、上面に溝K2と突条K1との複数の組合せ物を持ち、下
面に突条部K3を持つ初期圧延鋼片Kaとなる。

この初期圧延鋼片Kaは、一例として第４図に示すよう
な中期圧延上ロール30と中期圧延下ロール40とから構成
される中期孔型に誘導され、中期圧延上ロール30の突起
31により溝K2の形状が、そして凹部32により突条K1の形
状が整えられる。この中期圧延上ロール30と中期圧延下
ロール40との間に初期圧延鋼片Kaが噛みまれる時、第５
図に示すように、初期圧延鋼片Kaの下面に成形された突
条部K3が中期圧延下ロール40の凹陥部42に嵌まり込むの
で、初期圧延鋼片Ka初期圧延鋼片Kaは左右に片寄ること
なしに、両ロール30、40により正確に誘導され、突起31
を溝K2に、そして凹部32を突条K1に正確に対向させて、
両ロール30、40からの圧下を受ける。

この中期孔型による圧延時には、中期圧延上ロール30
の突起31による溝K2形状の整形と凹部32による突条K1の
整形と同時に、中期圧延下ロール40の凹陥部42による突
条部K3の高さを縮小させる整形が行われるので、この突
条部K3を縮小させる突き上げ効果により、中期圧延上ロ
ール30の凹部32への鋼片Ｋ材料の充満が促進されること
になる。

また、鋼片Ｋの両幅端部は、両ロール30、40の圧下に
より、幅方向への鋼片Ｋ材料の流れがあるため、中央部
に比べて凹部32への鋼片Ｋ材料の充満が達成し難い傾向
にあるが、両幅端部に位置する突起11の端部の形状を傾
斜面として圧下されない形状としているので、初期圧延
段階で、両幅端部に整形される突条K1の高は大きくな
り、中期圧延上ロール30の両幅端部に設けられた凹部32
への鋼片Ｋ材料の充満は確実に達成される。この中期圧
延上ロール30の両幅端部に位置する凹部32の深さは、以
降の鋼片Ｋの圧延を考慮して中央部の凹部32よりも大き
い深さに設定されている。

このようにして、複数の孔型のパスにより、突条部K3
を案内部分として突条K1と溝K2の形状が順次整えられる
と共に、突条部K3が順次縮小整形される。

最終の圧延段階、すなわち仕上げ段階では、鋼片Ｋの
下面を平坦面に整形するため、仕上げ圧延下ロール60に
は突条部K3を誘導するための凹陥部はなく平坦型面64を
有するだけであるので、仕上げ圧延上ロール50と仕上げ
圧延下ロール60との組合せ物では鋼片Ｋを正確に誘導す
る能力を持っていない。それゆえ、第６図に示すよう
に、仕上げ圧延のための孔型は、仕上げ圧延上ロール50
と仕上げ圧延下ロール60と、この上下両ロール50、60の
側方に配置されて、鋼片Ｋの左右への変位を規制する一
対の垂直ロール70とから構成されるユニバーサル圧延機
となっている。

この仕上げ圧延段階において、上下両ロール50と60の
入側に侵入する鋼片Ｋの下面にわずかに残った突条K3に
嵌まり込む凹部を有する専用の誘導機能部分を設けるこ
とにより、仕上げ圧延上ロール50の突起51および凹部52
に対する鋼片Ｋの突条K1および溝K2の正確な位置合わせ
を達成するための誘導の効果をさらに高めることができ
る。

仕上げ圧延により、中期圧延鋼片Kbは、突条K1および
溝K2は成形目的形状および寸法に整形され、突条部K3は
消滅して下面が平坦面となった仕上げ鋼片Kcに整形され
る。

このように、鋼片Ｋの材料の流れが起こり易い初期圧
延時に、溝K2の成形と同時に突条K1を大きな裾幅および
高さで成形し、以降の溝K2の整形と同時に突条K1を順次
整形するので、整形される突条K1を常に凹部内に充満さ
せた状態とすることができ、これにより最終的に細くて
高さの大きい突条K1を溝K2の整形完了と同時に得ること
になる。

〔発明の効果〕

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示
す効果を奏する。

鋼片は、一方の面への突条と溝との圧下だけではな
く、他方の面への突条部の圧下を受けるので、鋼片の両
面での変形が対称に近くなり、このため圧延中の鋼片の
反り変形を無くすか、その程度を大幅に小さくすること
ができ、これにより鋼片の孔型への誘導を、より正確に
位置合わせした状態で達成できる。

鋼片の他方の面に成形された突条部を利用して鋼片の
孔型への誘導を達成するので、鋼片に成形された突条お
よび溝を圧延ロールの突起および凹部に、左右へのずれ
を生じることなしに正確に合致させることができ、これ
により成形された突条の削り取り等の不正成形の発生を
皆無とすることができる。

他方の面の突条部の高さを縮小する圧延時の突き上げ
効果により、一方の面の突条の凹部への充満が促進され
るので、突条の整形が極めて良好にかつ確実に達成され
る。

細くて高さの大きい突条を溝の両側に正確に成形する
ことができるので、底幅に比べて開口部幅の小さい「あ
り溝」を有する平鋼を確実に製造することができる。

初期圧延段階の圧延上ロールに突起部を設けた場合に
は、圧延初期において圧下される部分の割合を残部に比
べて少なくすることができるので、圧下部分の延び変形
を抑えることができ、これにより凹部内への鋼片材料の
充満を充分に促進させることができるので、裾幅の大き
いそして高さの大きい突状を確実に成形することができ
る。

仕上げ圧延を、一対の垂直ロールを有するユニバーサ
ル圧延機で実施することにより、他方の面の突条部を利
用した鋼片の正確な誘導に代わり、垂直ロールにより鋼
片を正確に誘導できるので、最後まで鋼片の正確な誘導
を維持できる。

初期圧延段階で、鋼片の幅端部に位置する突条の高さ
を中央部よりも大きく成形しておくので、以降の圧延時
に延び変形の影響で凹部に充満し難い鋼片幅端部の鋼片
材料の凹部への充満を確実に達成でき、これにより多数
の突条をその成形位置の違いに係わりなく均一に成形で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施する初期孔型の構造例を示
す要部縦断面図である。 第２図は、第１図に示した初期孔型による初期圧延開始
時の状態を示す縦断面図である。 第３図は、第１図に示した初期孔型により初期圧延され
て成形された、初期圧延鋼片の一例を示す縦断面図であ
る。 第４図は、本発明方法を実施する中期孔型の構造例を示
す要部縦断面図である。 第５図は、第４図に示した中期孔型による中期圧延開始
時の状態を示す縦断面図である。 第６図は、ユニバーサル圧延機を使用して本発明方法の
仕上げ圧延を行っている状態を示す縦断面図である。 第７図は、従来技術による鋼片の圧延を示す説明図であ
る。 第８図は、第７図に示した圧延における圧延ロールの各
部における鋼片圧延状態を示す圧延動作説明図で、第８
図（ａ）は圧延開始部分を、第８図（ｂ）は圧延途中部
分を、第８図（ｃ）は圧延完了部分をそれぞれ示してい
る。 第９図は、他の従来技術における鋼片と圧延ロールとの
位置合わせ不良状態を示す要部拡大縦断面図である。 符号の説明 10;初期圧延上ロール、20;初期圧延下ロール、30;中期
圧延上ロール、40;中期圧延下ロール、50;仕上げ圧延上
ロール、60;仕上げ圧延下ロール、70;垂直ロール、11、
31、51;突起、12、32、52;凹部、13;突起部、21、41;突
出部、22、42;凹陥部、23、33;型側面、64;平坦型面、
K;鋼片、Ka;初期圧延鋼片、Kb;中期圧延鋼片、Kc;仕上
げ鋼片、K1;突条、K2;溝、K3;突条部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 宏之 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株 式会社技術研究本部内 (56)参考文献 特開 昭59−27702（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−138002（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の面に長手方向に平行に延びる複数条
   の溝と、該溝の両溝縁に一方の面上に突出した突条を設
   けた平鋼鋼片の製造方法であって、 矩形形状の鋼片の一方の面に、成形目的寸法と等しい間
   隔で溝を圧延成形すると共に、該溝の両溝縁に一方の面
   上に突出して成形目的突条より裾が広くかつ大きい突出
   高さの突条を成形し、さらに前記鋼片の他方の面に、前
   記各溝に対応した位置に、前記溝と両突条との合計幅と
   同程度の幅の突条部を成形した後、複数の孔型を通して
   一方の突条を整形し、他方の面の突条部を順次縮小整形
   すると共に、前記溝の形状を整え、最後に前記他方の面
   の突条部を消滅させて平坦面とする仕上げ成形を行う多
   条あり溝付き平鋼鋼片の製造方法。
2. 【請求項２】鋼片の一方の面の突条および溝の成形目的
   形状および寸法への整形と、他方の面の突条部の消滅整
   形を達成する仕上げ圧延を、水平ロールと垂直ロールと
   を有するユニバーサル圧延機で実施する請求項１記載の
   多条あり溝付き平鋼鋼片の製造方法。
3. 【請求項３】鋼片の初期の粗圧延段階において、前記鋼
   片の幅方向両端部に成形される突条の高さを、幅方向中
   央部に成形される突条の高さよりも大きい値とした請求
   項１記載の多条あり溝付き平鋼鋼片の製造方法。
4. 【請求項４】鋼片の初期の粗圧延段階において、鋼片の
   一方の面に、溝と突条との組合せ物の間に、前記溝より
   も大きい深さの陥没部を成形する請求項１または３記載
   の多条あり溝付き平鋼鋼片の製造方法。