JP2971140B2 - 高寸法精度h形鋼の圧延方法 - Google Patents

高寸法精度h形鋼の圧延方法

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JP2971140B2 JP40845990A JP40845990A JP2971140B2 JP 2971140 B2 JP2971140 B2 JP 2971140B2 JP 40845990 A JP40845990 A JP 40845990A JP 40845990 A JP40845990 A JP 40845990A JP 2971140 B2 JP2971140 B2 JP 2971140B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/088H- or I-sections

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はH形鋼の圧延方法に関す
るもので、特にH形鋼のフランジ幅のばらつきや、ウエ
ブの中心偏りの小さい高寸法精度H形鋼の圧延方法に係
わるものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、H形鋼は粗圧延機(ブレークダ
ウン圧延機)で成形された粗形鋼片を、ユニバーサル圧
延機とフランジ整形圧延機を各々1基以上含む粗ユニバ
ーサル圧延機群で複数パス(粗ユニバーサル圧延機群が
多数の圧延機からなるときは1パスで)圧延された後、
仕上ユニバーサル圧延機で所定の寸法形状に仕上られ
る。
【0003】粗ユニバーサル圧延機群のユニバーサル圧
延機では、水平ロールでウエブ厚みが、水平ロールの側
面と垂直ロールでフランジ厚みが圧下される。このと
き、ロールに当らないフランジ先端部はユニバーサル圧
延機に隣接した整形圧延機で整形され、フランジの幅が
整えられる。ブレークダウン圧延機で成形された粗形鋼
片は、図6に示すように断面がH形でウエブ部Wと4つ
のフランジ部F1 〜F4 からなる。4つのフランジ部F
1 〜F4 の断面積は均等になるように設計はされている
が、ブレークダウン圧延中の孔型への充満にばらつきが
あり、4つのフランジの断面積には多少の差が生じる。
この差は粗ユニバーサル圧延において、図7に示す4つ
のフランジ脚長l1 〜l4 の差となって現れる。また、
ユニバーサル圧延機自体の上下水平ロールH,H、左右
垂直ロールV,Vの設定誤差や設備のガタによってもl
1 〜l4 に差が生じ、この差は材料の長手方向でも一様
ではない。
【0004】上述の如きユニバーサル圧延機で生じたフ
ランジ脚長l1 〜l4 の差を解消するために、例えば特
開昭49-43860号公報においては、ユニバーサル圧延機に
隣接したフランジ整形圧延機により、図8の如くフラン
ジ先端Xとウエブ付根Yを圧下することで4つの脚長を
揃えることができるとされている。なおこの図8でEは
フランジ整形用の水平ロールである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図8の
整形圧延ではフランジ先端部Xの圧下のみで、H型鋼断
面全体としては局所的な圧下となるため、材料は長さ方
向にはほとんど延びず圧下されたフランジ先端の断面積
は同図のフランジ先端のふくれZとなる。したがってユ
ニバーサル圧延でのフランジ脚長l1 〜l4 の差は整形
圧延後のフランジ先端のふくれZの差となって残る。
【0006】さらにフランジ厚みの薄いH型鋼では、フ
ランジ先端の圧下が大きいとフランジFが図9のように
外側へ倒れたり、図10のように座屈を生じたりする。こ
の場合、ユニバーサル圧延でのフランジ脚長l1 〜l4
の差は、フランジの倒れ量や座屈量の差として残る。そ
のため、次にユニバーサル圧延によりフランジ厚みが圧
下されたとき、上記の先端のふくれの差や、倒れ、座屈
の差はフランジの幅方向への広がり量の差となり、再度
フランジ脚長l1 〜l4 に差が生じる。
【0007】このフランジ脚長の差は、ユニバーサル圧
延と整形圧延の繰返しで、少くはなるが完全にはなくな
らず、最終的には仕上圧延でのフランジ幅広がりの差と
なって残るため、製品のフランジ幅のばらつき、および
ウエブ中心の偏りの要因となっていた。また、整形圧延
で上下のフランジ脚長を揃えることができたとしても、
次のユニバーサル圧延にかみこむ際のフランジの上下方
向へのずれでウエブ中心の偏りが生じることも多い。
【0008】近年、H形鋼のフランジ幅およびウエブ中
心の偏りに対する精度の要求はますます厳しくなってき
ているため、上述従来技術の課題は早急に解決する必要
がある。本発明は、従来の技術における課題を解決し、
H形鋼のフランジ幅のばらつきが小さく、また、ウエブ
中心の偏りの発生も少い高寸法精度H形鋼の圧延方法を
開発したものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、2基以上のユ
ニバーサル圧延機を含む圧延機装置列を用いる高寸法精
度H形鋼の圧延方法であって、仕上ユニバーサル圧延機
の前段にH形鋼のフランジ先端部を囲むフランジ厚みよ
りも大きい底幅をもつ袋状の孔型を有する整形用圧延ロ
ールを配置し、この整形用圧延ロールによりH形鋼のフ
ランジとウエブの位置関係の修正およびフランジ先端の
整形を行った後、仕上ユニバーサル圧延機による仕上圧
延を行うようにして上述従来の技術の課題を解決した。
【0010】また、前記袋状孔型を有する整形用圧延ロ
ールの軸心と同一垂直面内に軸心を持つ左右一対の垂直
ロールを配設し、この垂直ロールでH形鋼のフランジ外
面を支持しながら整形用圧延ロールによりフランジとウ
エブの位置関係の修正およびフランジ先端の整形を行う
ことにより、さらに、前記仕上ユニバーサル圧延機の水
平ロールにH形鋼のフランジ先端を圧下する段部を設
け、仕上圧延に際してフランジ先端の整形を併せて行う
ことにより、一層フランジ幅精度の良好な、そしてウエ
ブ中心偏りの小さいH形鋼が得られるようになった。
【0011】
【作用】仕上ユニバーサル圧延機の前段で、H形鋼のフ
ランジ先端部を囲むフランジ厚みよりも大きい底幅をも
袋状の孔型を有する整形用圧延ロールによりフランジ
先端部の成形を行うと同時にフランジの脚長の修正を行
って、4つのフランジ先端の断面積を極力ばらつきの少
いものにする。この場合、袋状の孔型によりフランジ先
端の圧下で生じるこの部分のふくれは、前記袋状の孔型
によりフランジ先端部の内外面も同時に圧延されるので
H形鋼の長手方向の延びとなるため、フランジ先端部内
外面を拘束せず自由に膨張させた場合に比べると、ふく
れの量は著しく少くなる。さらに、フランジ先端部内外
面が拘束されているため、フランジの倒れや座屈が発生
しない。
【0012】したがって、仕上ユニバーサル圧延機には
4つのフランジの断面積差を極力少くした材料を供給で
きるため、必然的にフランジ幅のばらつきやウエブの中
心偏りが小さい仕上ユニバーサル圧延が可能となる。ま
た、前記袋状の孔型を有する整形圧延用ロールの軸心と
同一垂直面内に軸心を持つ左右一対の垂直ロールによ
り、フランジの外面を支持しながら整形圧延を行うよう
にすることで、この圧延においてフランジの倒れや座屈
を発生させることなく効果的にフランジ先端部の成形を
行うことが可能になる。
【0013】さらにまた、仕上ユニバーサル圧延機の水
平ロールにフランジ先端を圧下する段部を設け、仕上ユ
ニバーサル圧延時にフランジ先端の整形も併せて行うこ
とにより、この仕上ユニバーサル圧延においてもフラン
ジ先端を拘束できるため、一層高精度のH形鋼が得られ
るようになった。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を、図1〜図5により説明す
る。図1は本発明を実施するための圧延装置列の1例
で、1はブレークダウン圧延機であり、2は粗ユニバー
サル圧延機群を示し、この例では2基のユニバーサル圧
延機3a、3bとその中間のフランジ整形圧延機4とで
構成され、ブレークダウン圧延機で形成された粗形鋼片
はこの粗ユニバーサル圧延機群で複数パス圧延された
後、仕上ユニバーサル圧延機5に送られて1パスによる
仕上圧延が行われ、H形鋼として形状が完成する。6は
本発明による袋状の孔型を有する整形用圧延ロールを配
置した圧延機である。
【0015】図2に、この袋状の孔型を有する整形用圧
延ロールの形状を示し、図3により袋状の孔型の詳細を
説明する。図において、10は袋状の孔型11を有する整形
用圧延ロールで上下一対配置される。ここで袋状の孔型
11はフランジFの先端Xを圧下可能な寸法で、かつその
圧下により生じるふくれがフランジ先端から離れた位置
になるように台形形状としてあり、孔型の底幅t2 はフ
ランジFの厚みt1 にフランジ先端のふくらみ量を考慮
した値Δtを加えたものとする。この場合のΔtはふく
らみ量の最小値を基準にすればよい。
【0016】このように形成した袋状の孔型11によりフ
ランジ先端を成形すると、図3に示す如く、フランジ先
端に生じるふくれを最小にできるとともに4つのフラン
ジ先端で均一なふくらみ量にすることができる。なお、
図3に示すようにふくれの最大位置はフランジ先端Xか
らhだけ離れた位置となり、このhは4つのフランジの
脚長の差によりばらつき、やはりふくらみ量の差として
残るが、フランジ先端から離れた位置での厚みのばらつ
きは、仕上ユニバーサル圧延後にフランジ幅への影響は
小さく問題とはならない。
【0017】また、この整形圧延においてはフランジ先
端部の内外面を拘束した状態で圧延が行われるため、フ
ランジの倒れや座屈が発生しない。従って次の仕上ユニ
バーサル圧延においてもウエブ中心偏りの発生を極力防
止することが可能となる。図4は他の実施例であり、袋
状の孔型11を有する整形用圧延ロール10, 10の間に、こ
の整形用圧延ロールの軸心と同一垂直面内に軸心を持つ
左右一対の垂直ロール12, 12を配置したものである。こ
の垂直ロール12, 12はH形鋼のフランジ外面を支持する
ためのもので、フランジの倒れや座屈をより効果的に防
止しながら整形圧延を行うことが可能であり、整形効果
を一層高めることができる。
【0018】さらに図5は、仕上ユニバーサル圧延機の
圧延ロールを示しているが、垂直ロールV,Vは従来と
変るところはない。しかし、水平ロール13,13にはフラ
ンジの先端を圧下する段部14をそれぞれ設けてある。そ
のため、仕上ユニバーサル圧延時にフランジ先端を整形
することができるが、これはフランジ幅をH形鋼の全長
にわたって一定にする効果のみならず、水平ロール13,
13間にウエブを正しく噛み込ませる効果もあり、ウエブ
中心の偏りも未然に防止できるものである。
【0019】本発明をH 250× 150× 3.2× 4.5のH形
鋼の圧延に適用した。この場合、袋状の孔型の底幅t2
はフランジ厚さt1 =5.0mm に対し、その先端のふくら
み量を見込んで6.0mm とし、孔型深さdは仕上ユニバー
サル圧延での幅拡がりを見込んで製品の脚長73.4mmに対
し、72.5mmとした。その結果、フランジ幅のばらつきは
従来σ=0.6mm 程度であったものがσ=0.2mm に、ウエ
ブ中心の偏りはσ=0.7mm 程度であったものをσ=0.3m
m に改善することができた。
【0020】なお、図4に示すように袋状の孔型を有す
る整形用圧延ロールに垂直ロールを加味して整形圧延を
行った場合や、図5に示すように、仕上ユニバーサル圧
延機の水平ロールを段付にしてフランジ先端を整形した
場合には、なお一層効果があることも確認することがで
きた。
【0021】
【発明の効果】本発明の高寸法精度H形鋼の圧延方法に
よれば、仕上ユニバーサル圧延の前段階でH形鋼の4つ
のフランジ先端部の断面積をできるだけ等しくしてお
き、その後仕上ユニバーサル圧延を行うようにしたた
め、フランジ幅のばらつきやウエブ中心の偏りを極めて
小さくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための圧延装置列の1例を示
す図面である。
【図2】本発明に使用する袋状の孔形を有する整形用圧
延ロールの例を示す図面である。
【図3】袋状の孔型の詳細説明図である。
【図4】本発明の他の実施例に使用する圧延ロールの例
で、垂直ロールを併用した場合の説明図である。
【図5】本発明のさらに他の実施例に使用する仕上ユニ
バーサル圧延用ロールの説明図である。
【図6】粗形鋼片の説明図である。
【図7】粗ユニバーサル圧延の説明図である。
【図8】従来の一般的なフランジ整形圧延の説明図であ
る。
【図9】従来のフランジ整形圧延におけるフランジ倒れ
の説明図である。
【図10】従来のフランジ整形圧延におけるフランジ座屈
の説明図である。
【符号の説明】
1 ブレークダウン圧延機 2 粗ユニバーサル圧延機群 3 粗ユニバーサル圧延機 4 フランジ整形圧延機 5 仕上ユニバーサル圧延機 6 整形用圧延機 10 整形用圧延ロール 11 袋状の孔型 12 垂直ロール 13 水平ロール X フランジ先端 Z ふくれ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 1/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2基以上のユニバーサル圧延機を含む圧
    延機装置列を用いる高寸法精度H形鋼の圧延方法であっ
    て、仕上ユニバーサル圧延機の前段にH形鋼のフランジ
    先端部を囲むフランジ厚みよりも大きい底幅をもつ袋状
    の孔型を有する整形用圧延ロールを配置し、この整形用
    圧延ロールによりH形鋼のフランジとウエブの位置関係
    の修正およびフランジ先端の整形を行った後、仕上ユニ
    バーサル圧延機による仕上圧延を行うことを特徴とする
    フランジ幅のばらつきやウエブ中心偏りの小さい高寸法
    精度H形鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記袋状孔型を有する整形用圧延ロール
    の軸心と同一垂直面内に軸心を持つ左右一対の垂直ロー
    ルを配設し、この垂直ロールでH形鋼のフランジ外面を
    支持しながら整形用圧延ロールによりフランジとウエブ
    の位置関係の修正およびフランジ先端の整形を行うこと
    を特徴とする請求項1記載の高寸法精度H形鋼の圧延方
    法。
  3. 【請求項3】 前記仕上ユニバーサル圧延機の水平ロー
    ルにH形鋼のフランジ先端を圧下する段部を設け、仕上
    圧延に際してフランジ先端の整形を併せて行うことを特
    徴とする請求項1または2記載の高寸法精度H形鋼の圧
    延方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106180274A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 天津汉工科技有限公司 一种焊架工字梁校平装置

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