JP3272856B2 - Rolling method of shaped steel with flange - Google Patents

Rolling method of shaped steel with flange

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JP3272856B2
JP3272856B2 JP4814994A JP4814994A JP3272856B2 JP 3272856 B2 JP3272856 B2 JP 3272856B2 JP 4814994 A JP4814994 A JP 4814994A JP 4814994 A JP4814994 A JP 4814994A JP 3272856 B2 JP3272856 B2 JP 3272856B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フランジを有する形鋼
の圧延方法に関し、特にH形鋼のウェブ高さを形状の不
良なく効率的に造り分ける圧延方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for rolling a section steel having a flange, and more particularly to a method for efficiently forming the web height of an H-section steel without a defective shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、圧延にて製造されているH形鋼、
I形鋼等のフランジを有する形鋼は、品種、サイズの数
が非常に多いのが特徴であり、需要家ニーズの多様化に
伴い、さらに多品種、多サイズ化の傾向が強まりつつあ
る。従来圧延方法で、これらの多品種、多サイズの形鋼
を製造するためには、その形鋼に対応した多数の専用圧
延ロール及び専用ガイドが必要であり、ロール・ガイド
の組替え回数が多くなるため、時間損失が増大し、生産
性を著しく損なうことになる。
2. Description of the Related Art At present, an H-section steel manufactured by rolling,
Shaped steels having flanges, such as I-shaped steels, are characterized by an extremely large number of types and sizes. With the diversification of customer needs, the trend toward more types and sizes is increasing. In order to manufacture these various types and sizes of shaped steel by the conventional rolling method, a large number of dedicated rolling rolls and dedicated guides corresponding to the shaped steel are required, and the number of times of changing the roll guide is increased. Therefore, time loss increases, and productivity is significantly impaired.

【0003】この具体例としてH形鋼の場合を以下に述
べる。図8(a)は、従来のH形鋼圧延設備列の代表例
を示したものであるが、粗圧延工程Iのブレークダウン
圧延機BD、その後引続いて中間圧延工程IIの4ロール
ユニバーサル圧延機RUとエッジャー圧延機E、および
仕上圧延工程III の仕上げ用4ロールユニバーサル圧延
機FUで構成されている。
[0003] As a specific example, the case of H-section steel will be described below. FIG. 8 (a) shows a typical example of a conventional row of H-section steel rolling equipment, which is a breakdown rolling mill BD in a rough rolling step I, followed by a four-roll universal rolling in an intermediate rolling step II. And a four-roll universal rolling mill FU for finishing in the finishing rolling step III.

【0004】図8(b)は図8(a)における圧延工程
I,II,IIIで造形された圧延材料の各々の形状4,5,
6を示す。図9はH形鋼を圧延するユニバーサル圧延法
の圧延用ロールと圧延される材料の関係を示しており、
ユニバーサル圧延機の機能上、圧延中に同一セットのロ
ール対で自由に変化が可能となる寸法は、上水平ロール
7と下水平ロール8の間の隙間9および左右竪ロール1
0,11の間の隙間12,13のみとなる。したがっ
て、H形鋼のウェブ厚9とフランジ厚の12,13につ
いては変化させることができるが、ウェブ内幅IWは一
定にならざるを得ない。その結果、H形鋼製品の厚み9
が異なるシリーズを圧延するに際し、左右のフランジ厚
12,13を変化させれば当然ウェブ内幅IWと左右の
フランジ厚12,13を合計したウェブ高さOWは種々
の寸法に変化せざるを得ないことになる。
FIG. 8 (b) shows the shapes 4, 5, 5 of the rolled material formed in the rolling steps I, II, III in FIG. 8 (a).
6 is shown. FIG. 9 shows the relationship between the rolling roll of the universal rolling method for rolling an H-section steel and the material to be rolled,
Due to the function of the universal rolling mill, the dimension that can be freely changed by the same set of roll pairs during rolling is determined by the gap 9 between the upper horizontal roll 7 and the lower horizontal roll 8 and the left and right vertical rolls 1.
Only gaps 12 and 13 between 0 and 11 are provided. Therefore, the web thickness 9 of the H-section steel and the flange thicknesses 12 and 13 can be changed, but the web inner width IW must be constant. As a result, the thickness of the H-shaped steel product 9
In rolling different series, if the left and right flange thicknesses 12 and 13 are changed, the total web height OW of the web inner width IW and the left and right flange thicknesses 12 and 13 must be changed to various dimensions. Will not be.

【0005】すなわち、従来の圧延法で圧延されるH形
鋼は、図10に示すごとくウェブ内幅IWが一定であ
り、フランジ厚Tf1がTf2に変化することによって
ウェブ高さOW1がOW2に変化する、いわゆるウェブ
内幅一定の製品シリーズとなる。もし、ウェブ高さ一定
のH形鋼製品シリーズをユニバーサル圧延機を用いた従
来圧延法で製造しようとすると、ウェブ内幅の変化に応
じて、粗圧延〜中間圧延〜仕上圧延の全工程における上
下水平ロールの大半を準備することになり、大量のロー
ル本数を必要とするとともに頻繁なロール組替え作業を
行なわなければならず、著しい製造コスト高をまねくの
で、実質的にこの方法を採用することは不可能である。
That is, in the H-section steel rolled by the conventional rolling method, as shown in FIG. 10, the web inner width IW is constant, and the web height OW1 changes to OW2 when the flange thickness Tf1 changes to Tf2. A series of products with a constant web inner width. If an H-shape steel product series with a constant web height is to be manufactured by a conventional rolling method using a universal rolling mill, depending on the change in the inner width of the web, the vertical rolling in all the steps of rough rolling to intermediate rolling to finish rolling is performed. It is necessary to prepare a large part of the horizontal rolls, which requires a large number of rolls and frequent roll change operations, resulting in a remarkable production cost. Impossible.

【0006】このような従来法における欠点を解消する
方法として、特開平4−288901号公報および特開
平4−288902号公報が周知である。図4は特開平
4−288901号公報の圧延手段を示す略図である。
図において、中間ユニバーサル圧延機の水平ロール11
h、竪ロール11vによりフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部へ余肉を形成する第1工程、次に、
ロール幅調整可能な圧延ロール12を一対装着した圧延
機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を大き
く設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内幅の
拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さまで
余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅拡大
に転化させる第2工程、さらに、ロール胴幅が一定のロ
ール13にて被圧延材のウェブを圧延しウェブ両端部に
余肉を形成する第3工程、の三つの工程を繰り返すこと
により所定のウェブ高さを得るものである。また、特開
平4−288902号公報の概要図を図5に示した。こ
の方法は、まず中間ユニバーサル圧延機の水平ロール1
1h、竪ロール11vによりフランジとウェブの付根部
分およびウェブ両端部へ余肉を形成する第1工程、次
に、ロール幅調整可能な圧延ロール12を一対装着した
圧延機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を
大きく設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内
幅の拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さ
まで余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅
拡大に転化させる第2工程、との二つの工程を繰り返す
ことにより所定のウェブ高さが得られる、というもので
ある。
[0006] As a method of solving such a drawback in the conventional method, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-288901 and 4-288902 are well known. FIG. 4 is a schematic view showing a rolling means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-288901.
In the figure, a horizontal roll 11 of an intermediate universal rolling mill is shown.
h, a first step of forming excess material at the root of the flange and the web and at both ends of the web by the vertical roll 11v,
In a rolling mill equipped with a pair of roll width-adjustable rolling rolls 12, the rolling roll width is set to be larger than the web inner width in the above process, and the material to be rolled is rolled by rolling the material to be rolled. The second step in which the excess thickness is reduced to the same thickness as the central portion of the web to convert most of the reduced area to increase the inner width of the web, and further, the web of the material to be rolled is rolled by the roll 13 having a constant roll body width. A predetermined web height is obtained by repeating the three steps of the third step of forming excess material at both ends of the web. FIG. 5 is a schematic diagram of JP-A-4-288902. In this method, first, a horizontal roll 1 of an intermediate universal rolling mill is used.
1h, a first step of forming excess material at the root portion of the flange and the web and both ends of the web by the vertical rolls 11v, and then the inside of the web in the above-described process was performed by a rolling mill equipped with a pair of rolling rolls 12 capable of adjusting the roll width. By setting the rolling roll width larger than the width and rolling the material to be rolled, the inner width of the web is expanded, and the excess thickness is reduced to the same thickness as the central portion of the web in the above process, and most of the reduced area of the web is reduced. A predetermined web height can be obtained by repeating the two steps of the second step of converting the inner width to the inner width.

【0007】前記の従来の2つの圧延方法では、中間ユ
ニバーサル圧延機で圧延した後の外側方向に傾斜したフ
ランジ内側面と粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの中
心軸に垂直な面とがなす角度(本発明では、これをフラ
ンジ外傾斜角度Θという)は規定されていないが、従来
と同程度の6°前後と推定される。このようなフランジ
角度を有する被圧延材のウェブ内幅を図4(図5)中の
ロール12で拡大する場合にはロール12とフランジと
の幾何学的関係から、1回当たりのウェブ内幅の拡大量
ΔWが高々15mm程度でも、フランジ先端部がロール
12のコーナー部に突き当たって被圧延材がロール12
に安定して噛み込まないという現象が起こる。また、無
理をして15mmより大きい拡幅を行うと、中間ユニバ
ーサル圧延機で成形された余肉形状が急激に変化するた
め、1回目の拡幅では図6(a)に示すように余肉境界
部43でくびれが発生する。また、2回目以降ではウェ
ブ拡幅圧延前の余肉形状がフラットな形状であるため、
図6(b)に示すようにコーナー部41および余肉境界
部43の両方でくびれが発生する。以下に、この2回目
のくびれ現象について、図7を用いて詳しく説明する。
図7の(a)はフラット外形線15Sを有するロール1
2により1回目の拡幅を行った後、前記の水平ロール1
1hまたはロール13によりウェブの両端部に外形線1
8Sを有する余肉が再生された後の被圧延材を前記ロー
ル12で再度圧延している状況を示した。ただし、被圧
延材の断面形状はウェブセンターラインLcを境にほぼ
左右対称であることから、図7では左半断面のみを示し
た。この圧延状態から、さらに、前記のロール12を用
いてウェブ内幅を拡大する際の塑性引張応力σT、ウェ
ブ幅方向の温度T、およびウェブ幅方向の塑性引張歪ε
のウェブ幅方向分布C1,C2、およびC3を図7
(b)に示した。本図より、塑性引張歪εの分布C3は
コーナー部41に相当するP1および余肉境界部43に
相当するP2でピークを持ち、この部分でくびれが発生
することが分かる。したがって、被圧延材のロールへの
噛込み性およびウェブくびれの両面から前記2つの圧延
方法では1回の拡幅圧延当たり15mmより大きなウェ
ブ高さの拡幅は望めない。
In the above two conventional rolling methods, the angle formed between the inner side surface of the flange inclined outward and the surface perpendicular to the center axis of the horizontal roll of the coarse universal rolling machine after being rolled by the intermediate universal rolling mill. In the present invention, this is referred to as an out-of-flange inclination angle Θ), but it is estimated to be about 6 °, which is the same as the conventional angle. When the roll inner width of the material to be rolled having such a flange angle is increased by the roll 12 in FIG. 4 (FIG. 5), the inner width of the web per roll is determined from the geometrical relationship between the roll 12 and the flange. Even if the expansion amount ΔW of the roll is about 15 mm at the most, the front end of the flange abuts against the corner of the roll 12 and
A phenomenon occurs in which it does not bite stably. Further, if the width is increased by more than 15 mm by forcibly, the excess wall shape formed by the intermediate universal rolling mill changes abruptly. Therefore, in the first widening, as shown in FIG. A constriction occurs at 43. In addition, since the surplus shape before the web widening rolling is flat after the second time,
As shown in FIG. 6B, constriction occurs at both the corner portion 41 and the excess boundary portion 43. Hereinafter, the second constriction phenomenon will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 7A shows a roll 1 having a flat outline 15S.
After performing the first widening with 2, the horizontal roll 1
1h or roll 13 at both ends of web
A situation in which the material to be rolled after the excess material having 8S is regenerated is rolled again by the roll 12 is shown. However, since the cross-sectional shape of the material to be rolled is substantially symmetrical with respect to the web center line Lc, only the left half cross-section is shown in FIG. From this rolling state, the plastic tensile stress σT, the temperature T in the web width direction, and the plastic tensile strain ε in the web width direction when expanding the inner width of the web using the roll 12 are further increased.
FIG. 7 shows the web width distributions C1, C2, and C3 of FIG.
(B). From this figure, it can be seen that the distribution C3 of the plastic tensile strain ε has a peak at P1 corresponding to the corner portion 41 and P2 corresponding to the excess thickness boundary portion 43, and constriction occurs at this portion. Therefore, in the above two rolling methods, it is not possible to expect a web height larger than 15 mm per widening rolling from both sides of the rollability of the material to be rolled and the web constriction.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を発生させず、かつロール保有数を増大させることなく
効率的にウェブ高さを自在に調整するフランジを有する
形鋼の圧延方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method for rolling a section steel having a flange capable of freely adjusting the height of a web efficiently without increasing the number of rolls without causing the above problems. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、粗圧延
工程、中間圧延工程、および仕上圧延工程からなる形鋼
圧延プロセスの中間圧延工程と仕上圧延工程との間に中
間圧延工程に近接して胴幅可変機構を有する2重式圧延
機を設置した圧延設備によってフランジを有する形鋼を
圧延する方法において、前記中間圧延工程のユニバーサ
ル圧延機を用いて被圧延材のウェブ両端部にその幅方向
断面の外形線が曲率半径の異なる複数個の円弧の部分の
組合せからなる余肉部を形成するとともに、被圧延材の
フランジ外傾斜角度Θを、ウェブ高さの目標拡幅量Δ
W、被圧延材のフランジ幅F、ウェブ厚tw、および余
肉高さhrで表される下記の式、 sin-1(ΔW/(F−tw))≦Θ≦tan-1(ΔW
/2hr) の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面の外形
線を曲率半径の異なる複数個の円弧の部分を組み合わせ
た形状に形成した前記2重式圧延機のロールの胴幅を前
記ユニバーサル圧延機の水平ロールの胴幅より大きく設
定し、前記2重式圧延機のロールにて前記余肉部を圧下
しつつ少なくとも1回のウェブ高さの拡幅圧延を行うフ
ランジを有する形鋼の圧延方法、および前記2重式圧延
機によりウェブ高さの拡幅圧延を行った後、左右一対の
竪ローラーでフランジ外側面を押圧し、フランジ角度を
矯正し、その後に仕上げ圧延するフランジを有する形鋼
の圧延方法にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a rough rolling process, an intermediate rolling process, and a finishing rolling process. In a method of rolling a section steel having a flange by a rolling equipment provided with a double rolling mill having a body width variable mechanism, and using a universal rolling mill in the intermediate rolling step, the both ends of the web of the material to be rolled The outer line of the cross section in the width direction forms a surplus portion formed of a combination of a plurality of arc portions having different radii of curvature, and the flange outer inclination angle Θ of the material to be rolled is set to the target widening amount Δ of the web height.
The following expression represented by W, the flange width F of the material to be rolled, the web thickness tw, and the excess wall height hr: sin −1 (ΔW / (F−tw)) ≦ Θ ≦ tan −1 (ΔW
/ 2hr), and the outer shape of the cross-section in the body width direction of the excess pressure lower surface is formed into a shape obtained by combining a plurality of arc portions having different radii of curvature. A flange having a width set to be larger than a body width of a horizontal roll of the universal rolling mill, and performing at least one wide-width rolling of the web height while reducing the excess wall portion by the roll of the double rolling mill; A method of rolling a section steel, and after performing widening rolling of the web height by the double rolling mill, pressing the flange outer surface with a pair of left and right vertical rollers, correcting the flange angle, and then performing the finish rolling. In a method for rolling a shaped steel having

【0010】[0010]

【作用】本発明の基本圧延プロセスは、図1(a),
(b)に示すように、ビームブランク4を供給する粗圧
延工程Iの粗圧延機BD、該ビームブランク4を大略H
形状に圧延しウェブ2aの両端部に余肉部18を付与す
るとともにフランジ1aの外傾斜角度Θを適正値に成形
する中間圧延工程IIのユニバーサル圧延機RU、フラン
ジ部1aの幅(FcosΘ)を成形するエッジャー圧延
機E、中間圧延工程IIに近接して設置されウェブ高さを
調整する機能を持つ2重式圧延機2Hi、そして最終製
品まで圧延する仕上圧延工程III の仕上ユニバーサル圧
延機FUにより構成される。
The basic rolling process of the present invention is shown in FIG.
As shown in (b), the rough rolling mill BD in the rough rolling step I for supplying the beam blank 4,
The universal rolling mill RU of the intermediate rolling step II for rolling into a shape and providing extra portions 18 at both ends of the web 2a and forming the outer inclination angle の of the flange 1a to an appropriate value, the width (Fcos Θ) of the flange 1a. The edger rolling mill E for forming, the double rolling mill 2Hi having a function of adjusting the height of the web which is installed close to the intermediate rolling process II, and the finishing universal rolling mill FU of the finishing rolling process III for rolling to the final product. Be composed.

【0011】まず、前記特開平4−288901号公報
および特開平4−288902号公報記載の圧延方法で
の第1の課題、すなわち大拡幅時の被圧延材の噛込み不
良を防止するための本発明手段を説明する。図2
(a),(b)は、前記ユニバーサル圧延機RUでウェ
ブ2aの両端部にその幅方向断面形状が曲率半径R1〜
RNの円弧の部分の組合せからなる余肉部18を付与す
るとともにフランジ1aの外傾斜Θを適正に成形した被
圧延材のウェブ高さを前記2重式圧延機2Hiで拡幅す
る場合の状況の説明図である。本発明では、所望の拡幅
量ΔWに対応してフランジ角度Θの範囲を以下の(1)
式で与える。
First, the first problem in the rolling method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-288901 and 4-288902, that is, a book for preventing a biting failure of a material to be rolled during widening. The invention will be described. FIG.
(A) and (b) are cross-sectional shapes in the width direction at both ends of the web 2a in the universal rolling mill RU having a radius of curvature R1.
The situation in the case where the web height of the material to be rolled, which is formed by appropriately forming the outer slope の of the flange 1a while providing the surplus portion 18 composed of a combination of the arc portions of the RN, is widened by the double rolling mill 2Hi. FIG. In the present invention, the range of the flange angle Θ corresponding to the desired widening amount ΔW is defined by the following (1).
Give by expression.

【0012】 sin-1(ΔW/(F−tw))≦Θ≦tan-1(ΔW/2hr)(1) ここで、Fはフランジ幅、twはウェブ厚、hrは余肉
高さである。(1)式でフランジ外傾斜角度Θの下限値
を与えるsin-1(ΔW/(F−tw))は、図2
(a)に示すように前記2重式圧延機2HiのロールR
2Hiの外側面がフランジ内側面の最先端A点から接触
を開始することを規定するものであり、フランジ外傾斜
角度Θがこの下限値以上であれば被圧延材がフランジに
衝突して噛み込まないという問題は生じない。なお、ロ
ールR2Hiのコーナーアールは被圧延材のコーナーア
ールに対応させてあるため、該コーナーアールの範囲内
で材料が左右にずれても被圧延材のロールへの噛込みに
支障はない。また、フランジ傾斜角度Θの上限値を与え
るtan-1(ΔW/2hr)は、前記2重式圧延機2H
iロールR2Hiがウェブ表面から余肉高さhrだけ離
れた位置B点でフランジと接触を開始することを規定す
るものであり、これよりΘが大きくなると、フランジを
介してウェブを幅方向に引き伸ばす力FWが極端に小さ
くなり狙い通りの拡幅ができない。
Sin −1 (ΔW / (F−tw)) ≦ Θ ≦ tan −1 (ΔW / 2 hr) (1) where F is the flange width, tw is the web thickness, and hr is the excess wall height. . Sin -1 (ΔW / (F-tw)) which gives the lower limit value of the out-of-flange inclination angle で in the equation (1) is shown in FIG.
As shown in (a), the roll R of the double rolling mill 2Hi
2Hi defines that the outer surface starts contact from the point A at the forefront of the inner surface of the flange. If the outer flange inclination angle 以上 is equal to or greater than this lower limit, the material to be rolled collides with the flange and becomes jammed. There is no problem of not being there. Since the corner radius of the roll R2Hi corresponds to the corner radius of the material to be rolled, even if the material is shifted left and right within the range of the corner radius, there is no problem in the biting of the material to be rolled into the roll. Further, tan -1 (ΔW / 2hr) which gives the upper limit value of the flange inclination angle は is the double rolling mill 2H
This defines that the i-roll R2Hi starts to contact the flange at a point B which is separated from the web surface by the excess height hr, and when Θ is larger than this, the web is stretched in the width direction via the flange. The force FW becomes extremely small, and the desired widening cannot be performed.

【0013】さらに、拡幅圧延された後のかなり大きな
フランジ角度を有する被圧延材を仕上圧延する場合に、
被圧延材の仕上ユニバーサル圧延機FUへの噛込性を改
善するために、前記2重式圧延機2Hiの後面または仕
上ユニバーサル圧延機FUの前面に図1(a)の破線で
示すフランジ角度矯正用の竪ローラーVRを設置しフラ
ンジを押圧することにより、事前に所望のフランジ角度
に成形する方法も効果的である。
Further, when the rolled material having a considerably large flange angle after the widening rolling is finish-rolled,
In order to improve the workability of the material to be rolled into the finishing universal rolling mill FU, a flange angle correction shown by a broken line in FIG. 1A is provided on the rear surface of the double rolling mill 2Hi or on the front surface of the finishing universal rolling mill FU. It is also effective to form a desired flange angle in advance by installing a vertical roller VR and pressing the flange.

【0014】次に、前記従来手段での第2の課題、すな
わち大拡幅圧延時の被圧延材のウェブくびれを防止する
ための本発明手段を説明する。2重式圧延機2Hiによ
るウェブ拡幅圧延方法は種々考えられるが、ここでは2
重式圧延機2HiのロールR2Hiによる1回目のウェ
ブ拡幅圧延が終了した後に中間ユニバーサル圧延機RU
の竪ロール2Vと水平ロール2Hの側面との隙を拡幅圧
延後の被圧延材のフランジ1aを圧下しないように設定
し、前記水平ロール2Hで被圧延材のウェブ2aを圧下
し1回目と同様な滑らかな外形線18S’を有する余肉
部を付与した後に2回目のウェブ拡幅圧延を行う場合の
例を説明する。図3(a),(b)には、2回目のウェ
ブ拡幅圧延時のロールR2Hiと被圧延材との関係と、
ロールR2Hi該被圧延材のウェブ高さを再度拡幅する
際のウェブ幅方向の塑性引張応力σT、材料温度T、塑
性引張歪εの分布、すなわち曲線C4,C5、およびC
6とを示した。余肉圧下面15S’を異なる曲率半径R
1’〜RN’の円弧の部分の組み合わせとした2重式圧
延機2HiのロールR2Hiを用いて1回目の拡幅を行
ったことにより、2回目の拡幅圧延を施す前の被圧延材
の余肉部の外形線18S’は、前記従来手段の場合より
かなり滑らかとなる。このため、ウェブ幅方向の塑性引
張応力σTは曲線C4のように滑らかに増加する。一
方、材料温度Tは曲線C5のコーナー部ほど高温とな
る。一般に鋼材は引張応力が大きいほど、また高温ほど
変形しやすいため、結果として生じるウェブ幅方向の塑
性引張歪εは曲線6のように局部的にピークを持つこと
無くほぼ均一な分布となり、ウェブのくびれは抑制され
る。なお、仕上圧延工程3での被圧延材の所望温度を考
慮した上で、上記の圧延をさらに数回繰り返すこともで
き、その場合にも同様にくびれは発生しない。
Next, the second problem of the conventional means, that is, the means of the present invention for preventing the web from constricting in the material to be rolled during large-width rolling will be described. Various web widening rolling methods using the double rolling mill 2Hi are conceivable.
After the first web widening rolling by the roll R2Hi of the heavy rolling mill 2Hi is completed, the intermediate universal rolling mill RU
The gap between the vertical roll 2V and the side surface of the horizontal roll 2H is set so that the flange 1a of the material to be rolled after the widening rolling is not reduced, and the horizontal roll 2H lowers the web 2a of the material to be rolled. An example of a case where the second web widening rolling is performed after providing a surplus portion having a smooth outer shape line 18S 'will be described. FIGS. 3A and 3B show the relationship between the roll R2Hi and the material to be rolled during the second web widening rolling,
Roll R2Hi Distribution of plastic tensile stress σT, material temperature T and plastic tensile strain ε in the web width direction when the web height of the material to be rolled is increased again, that is, curves C4, C5, and C
6 was shown. The surplus pressure lower surface 15S 'has a different radius of curvature R.
Since the first widening is performed using the roll R2Hi of the double rolling mill 2Hi in which the arc portions of 1 ′ to RN ′ are combined, the excess material of the material to be rolled before the second widening rolling is performed. The outline 18S 'of the part is much smoother than in the case of the conventional means. Therefore, the plastic tensile stress σT in the web width direction increases smoothly as shown by the curve C4. On the other hand, the material temperature T becomes higher at the corners of the curve C5. In general, since the steel material is more likely to be deformed as the tensile stress is larger and the temperature is higher, the resulting plastic tensile strain ε in the web width direction has a substantially uniform distribution without a local peak as shown by a curve 6, and The constriction is suppressed. The above-described rolling can be repeated several times in consideration of the desired temperature of the material to be rolled in the finish rolling step 3, and no constriction occurs in this case as well.

【0015】[0015]

【実施例】ウェブ高さ6mm、フランジ幅200mmの
H形鋼のウェブ高さを拡幅する場合を例にとって、前記
公開公報の圧延方法を用いた場合と本発明を適用した場
合とを比較し、本発明の有効性を実証する。
EXAMPLE In the case where the web height of an H-section steel having a web height of 6 mm and a flange width of 200 mm is increased, a comparison is made between the case where the rolling method of the above-mentioned publication is used and the case where the present invention is applied. Demonstrate the effectiveness of the present invention.

【0016】まず、前記従来手段では1回当たり15m
mの拡幅圧延が限界であり、それより大きい拡幅圧延を
行う場合には被圧延材のロールへの噛込み性が著しく悪
くなり、安定な操業を行う上で15mmの拡幅圧延が限
界である。また、図4または図5に示したように、余肉
成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウェブ拡幅
という繰り返し圧延を行ったところ、1回目のウェブ拡
幅圧延での拡幅量は15mmまで可能であったが、2回
目のウェブ拡幅圧延で15mmの拡幅を行うと被圧延材
のコーナーにくびれが発生し、2回目以降は10mm程
度が限界であることが判明した。また、被圧延材の温度
低下が著しいため、これ以上の繰り返し圧延は無理であ
った。したがって、従来の圧延方法の限界拡幅量は、1
回目で15mm、2および3回で各々10mm、合計3
5mm程度である。
First, in the above-mentioned conventional means, the distance is 15 m per time.
The widening rolling of m is the limit, and when wider rolling is performed, the rollability of the material to be rolled becomes extremely poor, and the widening rolling of 15 mm is the limit for stable operation. Further, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the repetitive rolling of excess wall forming → web widening → web widening → excess wall forming → web widening was performed, and the widening amount in the first web widening rolling was up to 15 mm. Although it was possible, it was found that when the web was widened by 15 mm in the second web widening rolling, constriction occurred at the corner of the material to be rolled, and it was found that the limit was about 10 mm after the second web widening rolling. Further, since the temperature of the material to be rolled was remarkably reduced, further repeated rolling was impossible. Therefore, the critical width of the conventional rolling method is 1
15mm at the time, 10mm each at 2 and 3 times, 3 in total
It is about 5 mm.

【0017】これに対して、本発明では、1回当たり約
30mmの拡幅圧延が可能であった。この場合の条件
は、ウェブ高さの目標拡幅量ΔW=30mm、被圧延材
のフランジ幅F=200mm、ウェブ厚tw=6mm、
余肉高さhr=25mmとして、前記(1)式によりフ
ランジ外傾斜角度Θは9°≦Θ≦30°の範囲内に設定
した。即ち、本発明によるとフランジ外傾斜角度Θの適
正化により噛込み性が改善され、また拡幅圧延前の被圧
延材の余肉部形状を滑らかな形状とすることによりくび
れが抑制された。
On the other hand, in the present invention, widening rolling of about 30 mm per time was possible. The conditions in this case are as follows: target width of web height ΔW = 30 mm, flange width F of the material to be rolled F = 200 mm, web thickness tw = 6 mm,
Assuming that the surplus wall height is hr = 25 mm, the outer flange inclination angle に よ り is set in the range of 9 ° ≦ Θ ≦ 30 ° according to the above equation (1). That is, according to the present invention, the biting property is improved by optimizing the inclination angle 外 outside the flange, and the necking is suppressed by making the surplus portion of the material to be rolled before the widening rolling into a smooth shape.

【0018】また、本発明では、2重式圧延機のロール
の余肉圧下面の断面形状を適正化しているため、1回目
と同じ拡幅量を2回目以降のウェブ拡幅圧延でも実現で
き、余肉成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウ
ェブ拡幅という繰り返し圧延を行うことにより、30m
m/回×3回=90mmという大きなウェブ拡幅が可能
であった。なお、上記の圧延により得られた製品は良好
な品質を有していた。
Further, in the present invention, since the cross-sectional shape of the lower surface of the excess pressure of the roll of the double rolling mill is optimized, the same widening amount as the first time can be realized in the second and subsequent web widening rolling. Repeated rolling of meat forming → web widening → web widening → excess wall forming → web widening
A large web widening of m / times × 3 times = 90 mm was possible. The product obtained by the above rolling had good quality.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明を2重式圧延機によるウェブ高さ
の拡幅工程を有するフランジを有する形鋼の製造プロセ
スに適用することにより、2重式圧延機を用いて極端に
大きなウェブ拡幅を行ってもウェブくびれは発生せず、
良好なウェブ厚分布を有する製品に仕上圧延が可能であ
り、任意のウェブ高さのH形鋼製品シリーズを良好な品
質でかつ極めて少ないロール数で製造することができ
る。
By applying the present invention to a process for producing a section steel having a flange having a web height widening step by a double rolling mill, an extremely large web widening can be achieved by using a double rolling mill. There is no web constriction even if you go,
Finish rolling can be performed on a product having a good web thickness distribution, and an H-shaped steel product series having an arbitrary web height can be produced with good quality and an extremely small number of rolls.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a),(b)は本発明によるH形鋼の圧延方
法の概略図。
1 (a) and 1 (b) are schematic views of a method for rolling an H-section steel according to the present invention.

【図2】本発明によるウェブ拡幅圧延時の被圧延材の噛
込み不良の防止方法を説明する概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for preventing a biting failure of a material to be rolled during web widening rolling according to the present invention.

【図3】(a)は本発明によるウェブ拡幅圧延時のロー
ルと被圧延材との関係を示す説明図、(b)は本発明に
よるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方向の引張応力、温
度、および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略図。
FIG. 3A is an explanatory view showing a relationship between a roll and a material to be rolled at the time of web widening rolling according to the present invention, and FIG. 3B is a diagram showing tensile stress, temperature, and temperature in the web width direction at the time of web widening rolling according to the present invention. FIG. 2 is a schematic view of distribution of tensile plastic strain in a cross section of a rolled material.

【図4】(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g)は従来の圧延方法の説明図。
FIG. 4 shows (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g) is explanatory drawing of the conventional rolling method.

【図5】(a),(b),(c),(d),(e),
(f),(g)は従来の圧延方法の説明図。
5 (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g) is explanatory drawing of the conventional rolling method.

【図6】(a),(b)はウェブくびれが発生する部位
の説明図。
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of a portion where web constriction occurs.

【図7】(a)は従来方法によるウェブ拡幅圧延時のロ
ールと被圧延材との関係を示す説明図、(b)は従来方
法によるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方向の引張応力、
温度、および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略
図。
FIG. 7 (a) is an explanatory view showing a relationship between a roll and a material to be rolled at the time of web widening rolling according to the conventional method, and FIG. 7 (b) is a tensile stress in the web width direction at the time of web widening rolling according to the conventional method;
FIG. 2 is a schematic diagram of distribution of temperature and tensile plastic strain in a cross section of a material to be rolled.

【図8】(a),(b)は従来のH形鋼圧延装置列の代
表例と、粗、中間、仕上げの各圧延機で圧延された各被
圧延材断面形状の説明図。
FIGS. 8A and 8B are explanatory views of a typical example of a conventional row of H-section rolling mills and cross-sectional shapes of materials to be rolled which have been rolled by rough, intermediate and finishing rolling mills.

【図9】H形鋼ユニバーサル圧延機の機能説明図。FIG. 9 is a functional explanatory view of an H-section steel universal rolling mill.

【図10】ウェブ内幅一定の製品シリーズの説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a product series having a constant web inner width.

【符号の説明】 I…粗圧延工程 II…中間圧延工程 III …仕上圧延工程 4…ビームブラン
ク BD…粗圧延機 1a…フランジ 2a…ウェブ 18…余肉部 Θ…フランジ傾斜角度 RU…中間ユニバ
ーサル圧延機 2H…水平ロール 2V…竪ロール E…エッジャー圧延機 2Hi…2重式圧
延機 R2Hi…2重式圧延機のロール FU…仕上ユニバ
ーサル圧延機 VR…フランジ角度矯正用の竪ローラー
[Description of Signs] I: Rough rolling process II: Intermediate rolling process III: Finish rolling process 4: Beam blank BD: Rough rolling mill 1a: Flange 2a: Web 18: Surplus portion Θ: Flange inclination angle RU: Intermediate universal rolling 2H: Horizontal roll 2V: Vertical roll E: Edger rolling mill 2Hi: Double rolling mill R2Hi: Roll of double rolling mill FU: Finishing universal rolling mill VR: Vertical roller for correcting flange angle

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−284801(JP,A) 特開 平8−71602(JP,A) 特公 平8−32330(JP,B2) 特公 昭54−29416(JP,B2) 実公 昭59−36580(JP,Y2) 特許3056627(JP,B2) 特許2826044(JP,B2) 特許2851512(JP,B2) 特許2516893(JP,B2) 特許2516892(JP,B2) 特許2541328(JP,B2) 特許2541326(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 1/08 Continuation of the front page (56) References JP-A-7-284801 (JP, A) JP-A-8-71602 (JP, A) JP-B 8-32330 (JP, B2) JP-B 54-29416 (JP) , B2) Jpn. 2541328 (JP, B2) Patent 2541326 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B21B 1/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上
圧延工程からなる形鋼圧延プロセスの中間圧延工程と仕
上圧延工程との間に中間圧延工程に近接して胴幅可変機
構を有する2重式圧延機を設置した圧延設備によってフ
ランジを有する形鋼を圧延する方法において、前記中間
圧延工程のユニバーサル圧延機を用いて被圧延材のウェ
ブ両端部にその幅方向断面の外形線が曲率半径の異なる
複数個の円弧の部分の組合せからなる余肉部を形成する
とともに、被圧延材のフランジ外傾斜角度Θを、ウェブ
高さの目標拡幅量ΔW、被圧延材のフランジ幅F、ウェ
ブ厚tw、および余肉高さhrで表される下記の式、 sin-1(ΔW/(F−tw))≦Θ≦tan-1(ΔW
/2hr) の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面の外形
線を曲率半径の異なる複数個の円弧の部分を組み合わせ
た形状に形成した前記2重式圧延機のロールの胴幅を前
記ユニバーサル圧延機の水平ロールの胴幅より大きく設
定し、前記2重式圧延機のロールにて前記余肉部を圧下
しつつ少なくとも1回のウェブ高さの拡幅圧延を行うこ
とを特徴とするフランジを有する形鋼の圧延方法。
1. A double body having a body width variable mechanism in the vicinity of an intermediate rolling step between an intermediate rolling step and a finishing rolling step of a section steel rolling process comprising a rough rolling step, an intermediate rolling step, and a finishing rolling step. In a method of rolling a section steel having a flange by a rolling equipment provided with a rolling mill, the outer shape of the cross section in the width direction at both ends of the web of the material to be rolled using a universal rolling mill in the intermediate rolling step has a radius of curvature. In addition to forming a surplus portion formed by combining a plurality of different arc portions, the inclination angle 外 outside the flange of the material to be rolled is set to the target width ΔW of the web height, the flange width F of the material to be rolled, and the web thickness tw. , And the following formula expressed by the surplus height hr: sin −1 (ΔW / (F−tw)) ≦ Θ ≦ tan −1 (ΔW
/ 2hr), and the outer shape of the cross-section in the body width direction of the excess pressure lower surface is formed into a shape obtained by combining a plurality of arc portions having different radii of curvature. The width is set to be larger than the body width of the horizontal roll of the universal rolling mill, and at least one wide-width rolling of the web height is performed while reducing the excess wall portion by the roll of the double rolling mill. A method for rolling a shaped steel having a flange.
【請求項2】 2重式圧延機によりウェブ高さの拡幅圧
延を行った後、左右一対の竪ローラーでフランジ外側面
を押圧し、フランジ角度を矯正し、その後に仕上げ圧延
することを特徴とする請求項1記載のフランジを有する
形鋼の圧延方法。
2. The method according to claim 1, wherein after performing a widening rolling of the web height by a double rolling mill, the flange outer surface is pressed by a pair of right and left vertical rollers to correct the flange angle, and then finish rolling is performed. A method for rolling a shaped steel having a flange according to claim 1.
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