JP2976834B2 - 圧延チャンネルの製造方法 - Google Patents
圧延チャンネルの製造方法Info
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Description
部と平坦状のウェブ部とからなる圧延チャンネルを製造
する方法に関する。
ャンネルを製造する場合には,孔型熱間圧延によって所
望形状に成形している。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等の
前記普通鋼に比較して変形能が悪い材質は,高温での変
形抵抗が大きく,加工時に圧延ロールとの間で焼付きが
発生し易い。それ故,上記孔型熱間圧延により成形した
場合,製品に表面疵が多く発生すると共に,圧延ロール
が早期に摩耗するという問題があった。
えば特開平2−62322号公報においては,図10〜
図13に示すごとき製造方法が示されている。この方法
は,孔型熱間加工により,フランジ部及びウェブ部の肉
厚がチャンネル製品と同一の厚さで,その横断面が略W
形状の中間材90を成形する中間工程(図10A〜G)
と,冷間成形ロールにより上記中間材90における湾曲
凸状のウェブ部901を平坦状に加工するウェブ部加工
工程(図11〜図13)とよりなる。
(A)〜(G)に示すごとく,ビレットなどの圧延素材
91を,複数組の圧延ロールを用いて,同図に符号92
〜96,90で示すごとく,順次熱間加工成形する。こ
の成形に用いる圧延ロールは,上記図10の(B)〜
(G)に示した各圧延品の断面形状と同形状の孔型を有
する。上記中間工程により得た中間材90は,図10
(G)に示すごとく,湾曲凸状のウェブ部901とその
両側において傾斜したフランジ部902,902とから
なる。そして,その断面は略W形状を有する。
1に示すごとく,上記中間材90を,互いに平行に配設
した複数組の冷間成形ロールを用いて,順次中間材90
の湾曲凸状のウェブ部901を冷間成形する。上記冷間
成形ロールは,図11に示すごとく,上ロール811〜
815と下ロール821〜825をそれぞれ一対とす
る。また,冷間成形ロールは,図11〜図13に示すご
とく,成形の初めの頃は中間材90に近い横断面形状
(図12)を有しているが,後方に至るにしたがって,
得ようとするチャンネルに近い横断面形状(図13)を
有する。
図11のA工程のロールを示し,上ロール812はウェ
ブ部の上面を成形するわん曲した凹状成形面8121
を,下ロール822はウェブ部の下面を成形するわん曲
した凸状成形面8221を有する。また,図13に示す
冷間成形ロールは図11のC工程のロールを示し,上ロ
ール814は,ウェブ部の上面を成形する平坦な成形面
8141を,下ロール824は,ウェブ部の下面を成形
する平坦な成形面8241を有している。
すような5列程度ではなく,例えば15列,即ち15パ
スを必要としている。これにより,図14に示すごと
く,平行なフランジ部832,832と平坦なウェブ部
831を有するチャンネル83が得られる。
より得られたチャンネルは,次の問題がある。即ち,図
15〜図18に示すごとく,上記従来法により得られた
チャンネル83は,そのウェブ部831の先端形状が,
中伸び形状(図15,図16)或いは端伸び形状(図1
7,図18)を呈することがある。そのため,仕上げの
工程として,先端部を切断する工程が必要である。ま
た,得られたチャンネルにおいて左右方向の曲がりが発
生していることがある。そのため,さらに矯正工程を追
加する必要がある。
く例えば15パスという多くのロールによって成形を施
すウェブ加工工程にあると考えられる。即ち,上記ウェ
ブ加工工程においては,圧延素材91を,連設した多数
のロールによって,その長手方向(成形方向)におい
て,多くのパスの間,拘束しながら成形している(図1
1)。そのため,各圧延スタンド間において張力が発生
する。この張力によるウェブ部831の成形方向の伸び
は,中央部と両端部において異なり,不均一伸びとな
る。
における,ウェブ部901の長手方向の異なる位置にお
ける厚みA1〜A3,厚みB1〜B3がばらついている
場合においては,厚い部分が強く圧下される。そのた
め,強加工されるとともに長く延ばされ,上記不均一伸
びを助長する。
中伸び形状(図15,図16)となり,一方A2,B2
の部分が薄い場合には,端伸び形状(図17,図18)
となる。この場合,加工度の違いから,加工硬度におい
ても差異が発生し,中伸びの場合には中央部が,端伸び
の場合は端部が,それぞれ加工硬度が高くなる(後述す
る図9の符号K2,K3参照)。この対策としては,素
材の成分に,加工硬化抑制元素を添加する方法がある
が,コスト高となるうえ,その効果も低い。
例えばA部,B部の断面形状において,その幅寸法が異
なる場合には,左右の加工度に差が発生し,左右曲がり
が発生する。即ち,A4>A5,B4>B5の場合は,
右の方向へ曲がり,A4>A5,B4<B5の場合に
は,千鳥状に左右曲がりが発生する。
のごとく15パスという多くの冷間成形ロールを用いて
いるため,装置が複雑となると共に,加工ラインが長く
なる。また,異なるサイズのチャンネルを製造する場合
には,全パスの上ロール,下ロールを全て,組替え,調
整する必要がある。そのため,多大の段取り(準備)作
業及び時間を必要とし,加工工程の合理化が望まれてい
る。
工工程の合理化,左右曲がりがなく先端部の形状が良好
で,加工硬化抑制元素の添加が必要でない,圧延チャン
ネルの製造方法を提供しようとするものである。
数組の圧延ロールを用いて,圧延素材を熱間加工により
断面が略W形状の中間材に成形する中間工程と,その後
該中間材のウェブ部を平坦状に成形するウェブ部加工工
程とにより,平行なフランジ部と平坦状のウェブ部とか
らなる圧延チャンネルを製造する方法であって,上記ウ
ェブ部加工工程においては,上記中間材におけるウェブ
部を上下方向より平坦状に成形する上ロール及び下ロー
ルと,上記中間材のフランジ部を左右方向より垂直状に
成形する左ロール及び右ロールとよりなる四方向成形ロ
ール装置を用いて,上記中間材を1回のみ加工する1パ
ス法により成形し,かつ上記上ロール,上記下ロールの
少なくとも一方,及び上記右ロール,上記左ロールの少
なくとも一方は,それぞれこれを軸支しているロールチ
ョックを介して進退可能に油圧シリンダに支持されてお
り,いずれかのロールにおいて設定荷重以上の加工荷重
が発生した際には,上記油圧シリンダにより,当該進退
可能なロールを設定荷重以下となるように後退させて上
記成形を行うことを特徴とする圧延チャンネルの製造方
法にある。
後のウェブ部加工工程において,四方向成形ロール装置
を用いて,ウェブ部を平坦状に成形すると共に,中間材
からチャンネルへの加工を1パス法で行なうようにした
ことである。また,四方向成形ロール装置における上ロ
ール,下ロールの少なくとも一方は,それぞれロールチ
ョックを介して進退可能に油圧シリンダに支持されてい
ることである。さらに右ロール,左ロールの少なくとも
一方は,それぞれロールチョックを介して進退可能に油
圧シリンダに支持されていることである。
は,上記のごとく,四方向成形ロール装置を用いて中間
材のウェブ部を平坦状に成形する。また,これと併行し
て,フランジ部を垂直状に成形する。しかも,これら
は,四方向成形ロール装置により1回のみ加工する1パ
ス法で行なう。
平坦状に成形する上ロール,下ロールと,フランジ部を
垂直状に立ち上げ成形する左ロールと右ロールとを有す
る(図1)。そして,上記進退可能なロールのロールチ
ョックに配設された上記油圧シリンダは,その加圧力を
一定に制御するための,別途設けた油圧制御装置に連結
されている。
に挿入する以前に,その先端部を断面略コ字状に成形す
る先端予備成形工程により予備加工しておくことが好ま
しい。これにより,中間材を四方向成形ロール装置へ送
入する操作が円滑となり,また成形が容易となる。ま
た,得られる圧延チャンネルの寸法精度も高くなる。上
記先端予備成形は,例えばプレス成形などにより行な
う。
るに際して,中間材のフランジ部の内側は,上ロールの
側面に接触させないことが好ましい。この場合には,圧
延チャンネルのフランジ部の内面が傷つくことがない。
上記四方向成形ロール装置による成形は,冷間加工又は
温間加工により行なうことが好ましい。ここに冷間加工
とは,特に加熱することなく成形することをいう。温間
加工とは,300〜700℃で加工することを言う。前
者の場合には省熱エネルギーとなり,後者の場合には加
工容易となる。
熱間で行なうこともできる。この場合には,上記中間材
の加工,即ち熱間で行なう中間工程に続けて,中間材の
保有する熱と若干の加熱とによりウェブ部加工工程を行
なうことができる。そのため,この場合にも,省熱エネ
ルギーを図ることができ,また加工も容易となる。上記
の熱間加工は,例えば800〜1200℃で行なう。
ルの材料)として,ステンレス鋼,耐熱鋼,構造用鋼,
普通鋼等の金属材料を用いる。特にステンレス鋼や耐熱
鋼の場合は,その効果が大きい。なぜなら,これらの材
料は,変形抵抗が大きく,従来の方法では優れた品質の
製品を得難い材料であるからである。
材を熱間加工により圧延加工して,中間材とする。該中
間材は,一対のフランジ部がそれぞれ垂線に対して外側
に傾斜し,またウェブ部は湾曲凸状で,ウェブ部の肉厚
は得ようとする圧延チャンネル製品と略同一の厚さであ
る。中間材は略W形状を有する。かかる中間材は,例え
ば前記従来技術の中間工程により得ることができる。
フランジ部の傾斜角は,垂線に対して20度〜45度と
することが好ましい。20度未満ではウェブ部における
ロール周速差が大きくなり,ウェブ部に焼付きを生ずる
おそれがある。また,傾斜角が大きくなるほどウェブ部
下面の曲率半径が小さくなり,四方向成形ロール装置で
の成形が困難となる。
なう場合には,中間材の作製後に,該中間材を矯正し,
歪除去のために熱処理し,表面のスケールを除去するた
めに酸洗を行ない,更に歪矯正をする工程を経た後,四
方向成形ロール装置に送入することが好ましい。また,
ウェブ部加工工程を熱間加工で行う場合には,上記の歪
矯正等は行なわず,熱間加工されて高温にある中間材を
四方向成形ロール装置に送入する。この際,中間材は上
記のごとく先端予備成形しておくことが好ましい。
り前記の略W形状の中間材を得る。次いで,ウェブ部加
工工程において,該中間材を四方向成形ロール装置によ
り,1回のみ加工する。これにより,中間材は,そのウ
ェブ部が上ロールと下ロールとにより成形されて平坦状
となる。また,これと同時に両側のフランジ部も垂直に
成形される。
であるため,従来のごとくスタンド間の張力により不均
一伸びを引き起こすということがない。また,上ロール
と下ロールに設定荷重以上の加工荷重が発生した際に
は,進退可能なロールが後退し,設定荷重が維持され
る。そのため,加工される中間材の厚みにばらつきがあ
っても,厚い部分が強圧下されることがない。それ故,
ウェブ部の先端部は不均一伸びを引き起こすことなく,
良好な形状を維持すると共に,加工硬度にばらつきを生
じない。したがって,加工硬化抑制元素を添加する必要
がない。
の加工荷重が発生した際には,進退可能なロールが後退
し,設定荷重が維持される。そのため,中間材における
ウェブ部の幅寸法にばらつきがあっても,幅の広い部分
が強圧下されることがない。それ故,左右曲がりが発生
しない。従って,左右曲がりがなく先端部の形状が良好
で,加工硬度のばらつきが小さく,品質に優れた圧延チ
ャンネルを得ることができる。
程は,四方向成形ロール装置を用いた1パス法であるた
め,従来例における15パスといった長い加工工程,長
い加工ラインは不要となる。それ故,加工工程の集約
化,加工ラインの集約化を行なうことができる。
ール装置を用いるのみであるから,得ようとする圧延チ
ャンネルのサイズが変わっても,この四方向成形ロール
装置を取り替えるのみで良く,従来のような例えば15
パスという大型の冷間成形ロールの取り替え,更に調整
は不要である。そのため,段取り作業の人的,時間的な
短縮化を図ることができる。したがって,本発明によれ
ば,加工工程の合理化,左右曲がりがなく先端部の形状
が良好で,加工硬化抑制元素の添加が必要でない,圧延
チャンネルの製造方法を提供することができる。
き,図1〜図9を用いて説明する。本例の製造方法は,
中間工程と,これにより得られた中間材90を圧延チャ
ンネル1に成形するウェブ部加工工程とよりなる。上記
中間材90は図6に示すごとく,一対のフランジ部90
2,902が外側に傾斜し,またウェブ部901は湾曲
凸状をなし,その断面は略W形状である。
例において得られる圧延チャンネル1(図8)と略同じ
である。また,フランジ部は,両者とも略同じである。
該中間材90は,前記の従来技術に示した図10(A)
〜(G)の工程により得られる。即ち,上記中間工程に
おいては,所定の孔型を形成した複数組の圧延ロールを
用いて,圧延素材を熱間加工により,断面が略W形状の
中間材90(図6)に成形する。
図1,図3に示すごとく,四方向成形ロール装置2によ
り,上記中間材90を1パス法により成形する。上記四
方向成形ロール装置2は,図1〜図5に示すごとく,中
間材90におけるウェブ部901の上面9011を押圧
する上ロール21と,ウェブ部901の下面9012を
押圧する下ロール22と,フランジ部902の左外面9
021を押圧する左ロール25と,フランジ部902の
右外面9023を押圧する右ロール26とよりなる。
90のフランジ部902の左右の内側面9022,90
24には接触していない。しかし,成形時に両者が時折
り接触することは問題ない。上記上ロール21及び下ロ
ール22は,駆動モータ(図示略)に連結されている。
一方,左ロール25,右ロール26は空回転可能に設け
てある。
1,下ロール22,左ロール26,右ロール25は,そ
れぞれこれを軸支するロールチョック210,220,
250,260を有する。また,下ロール22,右ロー
ル25,左ロール26は,それぞれ上記ロールチョック
220,250,260を介して進退可能に油圧シリン
ダ72,75,76にて支持されている。そして,例え
ば上記下ロール22におけるロールチョック220に配
設される油圧シリンダ72は,図2に示すごとく,油圧
制御装置702に連結されている。
とく,逆止弁721を通して油圧シリンダ72を加圧す
るためのポンプ720と,一定圧力を維持するためのリ
リーフ弁724と,該リリーフ弁724及びポンプ72
0に連結された油タンク723よりなる。他のロールに
おける油圧シリンダについても,同様の油圧制御装置が
連結されている。
る。上記成形に当たっては,上記四方向成形ロール装
置,上記上ロール21,下ロール22,左ロール25,
右ロール26で囲まれる成形空間へ,中間材90を送入
する。これにより,中間材90は,上記四方向成形ロー
ル装置2により,1回のみの加工,つまり1パス法によ
り図8に示すごとき圧延チャンネル1に成形される。
ブ部901は,上ロール21,下ロール22により成形
されて平坦状になる。また,両側のフランジ部902
は,上記ウェブ部901の平坦化によって立ち上がると
共に,左ロール25,右ロール26によっても左右方向
から押圧されて立ち上がる。
より中間材90を成形するため,従来のようにスタンド
間の張力が発生するということがない。そのため,張力
による不均一伸びは生じない。また,中間材90におけ
るウェブ部901の厚みにばらつきがあっても,上記油
圧シリンダ72の作用により下ロール22が後退し,設
定荷重以上の荷重がかからない。
分が,選択的に強加工されて延ばされることがない。そ
れ故,得られるチャンネル1のウェブ部11の形状は不
均一伸びが生ずることなく良好となる。また,図9に示
すごとく,チャンネル1のウェブ部11における幅方向
の加工硬度のばらつき少なくなり(K1),従来のよう
に中央部あるいは端部が極端に固くなる(K2,K3)
ことはない。
も,上記油圧シリンダ75,76の作用により左ロール
25或いは右ロール26が後退し,設定荷重以上の荷重
がかからない。そのため,ウェブ部901の幅が広い部
分が,選択的に強加工されることがない。それ故,得ら
れるチャンネル1は,左右曲がりが発生することはな
い。従って,左右曲がりがなく先端部の形状が良好で加
工硬度のばらつきが小さく,品質に優れた圧延チャンネ
ルを得ることができる。
向成形ロール装置2に送入する以前において,図7に示
すごとく,その先端部907を断面略コ字状に成形する
先端予備成形工程を行ない,予備成形しておいた。この
先端予備成形は,中間材90の先端部907を,断面コ
字状の成形面を有する,プレス成形(図示略)により,
プレス加工することにより行なった。この断面略コ字状
は,上記四方向成形ロール装置2における成形空間と略
等しい形状である。
形状の中間材90(図6)を上記四方向成形ロール装置
2(図1〜5)により,1パス法で成形することによ
り,平坦なウェブ部11と左右に直角状に立設したフラ
ンジ部12とを有する,品質に優れた圧延チャンネル1
(図8)を容易に製造することができる。また,本例に
おいては,ウェブ部加工工程は,四方向成形ロール装置
2を用いた1パス法であるため,従来例の例えば15パ
スといった長い加工工程,長い加工ラインは必要としな
い。
集約化を行なうことができる。また,ウェブ部加工工程
は,四方向成形ロール装置2を用いるのみである。その
ため,得ようとする圧延チャンネル1のサイズが変わっ
ても,この四方向成形ロール装置2を取り替えるのみで
良く,従来のような例えば15パスの大型の冷間成形ロ
ールの取り替え,更に調整は不要である。そのため,段
取り作業の人的,時間的な短縮化を図ることができる。
理化,左右曲がりがなく先端部の形状が良好で,加工硬
化抑制元素の添加が必要でない,圧延チャンネルの製造
方法を提供することができる。また,本例においては,
先端予備成形をしているので,四方向成形ロール装置へ
中間材を送入した当初における成形がより円滑であっ
た。
製造方法における具体例を示す。本例において,圧延素
材は,ステンレス鋼のSUS304を用いた。この圧延
素材を,上記従来例に示すごとく,中間材90に成形し
た。該中間材90は,断面略W形状を有し,弧状のウェ
ブ部の厚みは,中央部(図19におけるA2,B2)が
10.0mm,両端部(図19におけるA1,A3,B
1,B3)がともに9.7mmであり,フランジ部の厚
みは10.0mmであった。また,ウェブ部とフランジ
部との接続付近においては,両者は略直角を呈してい
た。
装置2に送入し,約25℃において冷間加工を行なっ
た。このとき,上ロール21と下ロール22の周速は1
0.0m/分とした。これにより,品質の優れた圧延チ
ャンネル1(図8)が得られた。なお,圧延チャンネル
1において,ウェブ部の厚みは中央部が10.0mm,
両端部が9.7mmであり,フランジ部の厚みは10.
0mmであった。尚,ウェブ部の厚みのバラツキは,十
分に公差範囲内であり,製品として全く問題はない。ま
た,先端部の中伸びや端伸びは見られず,左右曲がりの
発生もなかった。
450℃の温間加工で行なった。この加工時の加熱はバ
ーナ加熱炉により行なった。その他は,実施例2と同様
である。本例においても,実施例2と同様の結果が得ら
れた。
950℃の熱間加工により行なった。この熱間加工は,
熱間加工において成形された中間材90を,熱間のまま
四方向成形ロール装置に送入することによって行なっ
た。その他は,実施例2と同様であった。本例において
も,実施例2と同様の結果が得られた。
図。
置の説明図。
図。
成形時の平面説明図。
図。
の斜視図。
の斜視図。
の硬度分布の説明図。
明図。
ル群の説明図。
明図。
明図。
ネルの斜視図。
ネルの平面図。
ネルの斜視図。
ネルの平面図。
因の説明図。
ク, 72,75,76...油圧シリンダ, 11...ウェブ部, 12...フランジ部, 90...中間材, 901...ウェブ部, 902...フランジ部,
Claims (6)
- 【請求項1】 所定の孔型を形成した複数組の圧延ロー
ルを用いて,圧延素材を熱間加工により断面が略W形状
の中間材に成形する中間工程と,その後該中間材のウェ
ブ部を平坦状に成形するウェブ部加工工程とにより,平
行なフランジ部と平坦状のウェブ部とからなる圧延チャ
ンネルを製造する方法であって,上記ウェブ部加工工程
においては,上記中間材におけるウェブ部を上下方向よ
り平坦状に成形する上ロール及び下ロールと,上記中間
材のフランジ部を左右方向より垂直状に成形する左ロー
ル及び右ロールとよりなる四方向成形ロール装置を用い
て,上記中間材を1回のみ加工する1パス法により成形
し,かつ上記上ロール,上記下ロールの少なくとも一
方,及び上記右ロール,上記左ロールの少なくとも一方
は,それぞれこれを軸支しているロールチョックを介し
て進退可能に油圧シリンダに支持されており,いずれか
のロールにおいて設定荷重以上の加工荷重が発生した際
には,上記油圧シリンダにより,当該進退可能なロール
を設定荷重以下となるように後退させて上記成形を行う
ことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1において,上記中間材は,上記
四方向成形ロール装置に挿入する以前に,その先端部を
断面略コ字状に成形する先端予備成形工程により予備加
工しておくことを特徴とする圧延チャンネルの製造方
法。 - 【請求項3】 請求項1又は2において,上記四方向成
形ロール装置により成形するに際して,中間材のフラン
ジ部の内側は,上記上ロールの側面に接触させないこと
を特徴とする圧延チャンネルの製造方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項において,
上記四方向成形ロール装置による成形は,冷間加工によ
り行なうことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項において,
上記四方向成形ロール装置による成形は,温間加工によ
り行なうことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。 - 【請求項6】 請求項1〜3のいずれか1項において,
上記四方向成形ロール装置による成形は,熱間加工によ
り行なうことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。
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JP2746195A JP2976834B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 圧延チャンネルの製造方法 |
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