JP3739944B2 - Ｈ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びｈ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ形鋼のエッジング圧延とユニバーサル圧延とを単一の圧延機を用いて行うことができるＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及び同圧延機を用いた圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ形鋼を圧延する設備として、例えば、特開昭５６−１０９１０１号公報に記載されているＨ形鋼の圧延設備Ｂがあり、その構成を図１８及び図１９に簡単に示す。
図示するように、Ｈ形鋼の圧延設備Ｂは、直列に配列された、ブレークダウン圧延機７０と、ユニバーサル粗圧延機７１と、エッジャー圧延機７２と、ユニバーサル仕上げ圧延機７３とから構成されている。
【０００３】
上記Ｈ形鋼の圧延設備Ｂを用いた圧延方法において、まず、ブレークダウン圧延機７０によって、スラブ、ビームブランク等の素材としての被圧延材８７を、図１８、図１９に示すように所定の形状に粗造形し、その後、ユニバーサル粗圧延機７１とエッジャー圧延機７２による複数パスの中間圧延を経て、ユニバーサル仕上げ圧延機７３において、最終的にＨ形鋼８６の製品に圧延する。
【０００４】
即ち、図１９に示すように、ブレークダウン圧延機７０において、被圧延材８７はブレークダウンロール７４、７５によって粗造形され、ユニバーサル粗圧延機７１において、水平ロール７６、７７と竪ロール７８、７９により、それぞれ、ウエブとフランジが圧延され、エッジャー圧延機７２において、エッジャーロール８０、８１によりフランジ両側縁部の圧下がなされ、フランジの幅寸法が設定される。また、ユニバーサル仕上げ圧延機７３では、水平ロール８２、８３及び竪ロール８４、８５によりそれぞれウエブとフランジが圧延され、フランジの角度はウエブに対して９０°に成形される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したＨ形鋼の圧延設備Ｂは、未だ、以下の解決すべき課題を有している。
即ち、図１８に示すように、ブレークダウン圧延機７０以降の工程において、ウエブ及びフランジを圧延するためには、ユニバーサル粗圧延機７１とユニバーサル仕上げ圧延機７３が必要であり、また、フランジ側縁部の圧下のためにはエッジャー圧延機７２が必要であるため、設備費が高価になると共に、ライン長さも長くなっていた。
一方、特開平４−２５１６０３号公報には、上下の水平ロールの左右にフランジ幅圧下用ロールを設けたユニバーサル圧延機が提案されているが、▲１▼水平ロールの外周面によってＨ形鋼のウエブを圧下、▲２▼水平ロールの側面と竪ロール間でＨ形鋼のフランジ外面を圧下、▲３▼水平ロールの左右にあるフランジ幅圧下ロールでＨ形鋼のフランジ幅を圧下の３つを同時に行うために、左右の竪ロールと水平ロールの間隙にフランジ幅圧下ロールが入るように構成されている。しかしながら、この間隙が小さいため、円盤状のフランジ幅圧下ロールの厚みが十分に確保されず、ロール強度上、実用機としての使用に耐えない。
一方、製品品質から見た場合、左右の竪ロールと水平ロールの間隙とフランジ幅圧下ロールの厚みを一致させることが困難なことから、フランジ幅圧下ロールの厚みが厚い場合には各ロール間の干渉が起こり、Ｈ形鋼のフランジ厚みを所定の厚みまで薄くできない。また、逆に、フランジ幅圧下ロールの厚みが薄い場合にはＨ形鋼のフランジ幅端面をその全面にわたって圧下できないため、Ｈ形鋼のフランジ端面に凹状のへこみを形成し、製品品質を落としてしまうという問題点がある。
更には、特開平４−２５１６０３号公報に記載のユニバーサル圧延機によった場合、本発明の課題とするミル台数の削減、ライン長の短縮による設備費の削減を実現することができない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、従来の中間・仕上げ圧延に最低限３台必要であった圧延機を２台とし、設備費を廉価にすると共に、その分、ライン長さを短縮でき、必要建屋長さも短くすることができ、しかも寸法精度の良いＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機は、フランジ厚み圧下用ロールからなる左右一対の竪ロールと、ウエブ厚み圧下用ロール部及びその両端に退避機構を介してフランジ幅圧下用ロール部を上下方向に移動自在に設けてなる上下一対の水平ロールとで構成し、前記竪ロールと水平ロールとでＨ形鋼のフランジ厚み圧延及びウエブ厚み圧延の圧下時に、前記水平ロールのフランジ幅圧下用ロール部を上下に移動させ、前記竪ロールに前記水平ロールのフランジ幅圧下用ロール部が干渉しないように構成している。
請求項２記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機は、請求項１記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機において、前記両フランジ幅圧下用ロール部の圧下面を、前記ウエブ厚み圧下用ロール部の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としている。
【０００８】
そして、請求項３記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法は、フランジ厚み圧下用ロールからなる左右一対の竪ロールと、ウエブ厚み圧下用ロール部及びその両端に退避機構を介してフランジ幅圧下用ロール部を上下方向に移動自在に設けてなる上下一対の水平ロールとを備えたＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法であって、Ｈ形鋼のエッジング圧延を行う場合には、前記左右の竪ロールを操業中の前記上下のフランジ幅圧下用ロール部に干渉しない位置まで退避させた状態で、前記水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のウエブ厚み圧延を、その両側の前記フランジ幅圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のフランジ幅（フランジ幅縁部）圧延を行い、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延を行う場合には、前記水平ロールの前記左右のフランジ幅圧下用ロール部を、前記左右の竪ロールに干渉しない位置まで、前記退避機構を用いて退避させ、前記水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のウエブ厚み圧延を、前記竪ロールで前記Ｈ形鋼のフランジ厚み圧延を行っている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図５を参照して、本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機１１を説明する。
【００１０】
図１に本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機１１を一部とするＨ形鋼の圧延設備Ａの全体構成が概念的に示されている。
図示するように、Ｈ形鋼の圧延設備Ａは、直列に配列されたブレークダウン圧延機１０と、本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機１１と、ユニバーサル粗圧延機１２とから構成されている。
ここで、ブレークダウン圧延機１０は、スラブ、ビームブランク等の素材を、Ｈ形状に粗造形するものであり、図示しないが、一対のブレークダウンロールから構成される。
【００１１】
ユニバーサル粗圧延機１２は、図３に示すように、それぞれ、Ｈ形鋼１３のウエブとフランジをそれぞれユニバーサル粗圧延するウエブ厚み圧下用ロール１２ａ、１２ｂとフランジ厚み圧下用ロール１２ｃ、１２ｄを具備する。
また、多機能圧延機１１は、以下、図２、図４及び図５を参照して詳細に説明するように、Ｈ形鋼１３の仕上げウエブ厚みを設定するウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３と、Ｈ形鋼１３の仕上げフランジ厚みを設定するフランジ厚み圧下用ロール３０、３１と、Ｈ形鋼１３のフランジ側縁部を圧下するフランジ幅圧下用ロール部３２〜３５とを具備する。ここで、フランジ厚み圧下用ロール３０、３１によって左右一対の竪ロールが形成されると共に、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３とフランジ幅圧下用ロール部３２〜３５によって上下一対の水平ロールが形成されることになる。但し、本実施の形態では、後述するように、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３とフランジ厚み圧下用ロール３０、３１は、ユニバーサル仕上げ圧延のみならず、ユニバーサル粗圧延にも用いることができる。
【００１２】
図２に示すように、多機能圧延機１１を挿通する被圧延材であるＨ形鋼１３の直上及び直下には上、下水平ロール軸１４、１５が配置されており、上、下水平ロール軸１４、１５の両端部は、それぞれ、水平チョック１６、１７に回転自在に支承されている。水平チョック１６、１７は、それぞれ、水平圧下装置１８と水平圧上装置１９に取付けられており、上、下方向に相互に独立して移動することができる。上、下水平ロール軸１４、１５の一端は、自在継ぎ手２０、２１を介して、それぞれ、図示しない水平ロール軸回動モータに連通連結されている。
【００１３】
図２に示すように、上、下水平ロール軸１４、１５の中央部には、それぞれ、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３が一体的に形成又は焼き嵌めによって嵌合されており、このウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の平坦な外周面をＨ形鋼１３のウエブの上、下面に押圧状態に当接させることによって、Ｈ形鋼１３の仕上げウエブ厚みを設定したり、ユニバーサル粗圧延を行うことができる。
【００１４】
一方、図２に示すように、Ｈ形鋼１３の左、右側方には、竪ロール軸２４、２５が配置されており、竪ロール軸２４、２５の両端部は、それぞれ、竪チョック２８、２９に取付けられ、竪圧下装置２６、２７にて左右方向へ自在に位置決めできる。
そして、竪ロール軸２４、２５には、それぞれ、フランジ厚み圧下用ロール３０、３１が回転自在に支承されており、このフランジ厚み圧下用ロール３０、３１の平坦な外周面をＨ形鋼１３のフランジの左、右側面に押圧状態に当接させることによって、Ｈ形鋼１３の仕上げフランジ厚みを設定したり、ユニバーサル粗圧延を行うことができる。
【００１５】
また、本実施の形態では、図２に示すように、上、下水平ロール軸１４、１５の中央部であって、水平ロールからなるウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の両側には、Ｈ形鋼１３のフランジ側縁部を圧下するエッジャー圧延ロールとしてのフランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５が取付けられている。
【００１６】
これらのフランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５は、図６に示すように、Ｈ形鋼１３のフランジ先端部を圧下する際には、Ｈ形鋼１３のパスラインＰに向けて進出した圧下位置にある。しかし、上記したウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３及びフランジ厚み圧下用ロール３０、３１によってＨ形鋼１３の仕上げウエブ厚みと仕上げフランジ厚みを設定する場合やユニバーサル粗圧延を行う場合には、図７（Ａ）に示すように、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５は、以下に説明する退避機構の一例であるロール退避機構３６（図４参照）によって、容易かつ確実に退避位置まで移動されることになる。従って、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３及びフランジ厚み圧下用ロール３０、３１の干渉により圧延作業を阻害することがない。
【００１７】
即ち、図２、図４及び図５に示すように、上水平ロール軸１４に配設されているウエブ厚み圧下用ロール部２２の両側には内側ベアリング３７、３８を介して偏心リング３９、４０が嵌合されており、偏心リング３９、４０の外側には外側ベアリング４１、４２を介してフランジ幅圧下用ロール部３２、３３が嵌合されている。
【００１８】
図４及び図５に示すように、偏心リング３９、４０は、内径と外径の中心間距離がａである円板カムから形成されており、その外周面の一部には略１４０°の円弧角度でセクターギヤ４３、４４が設けられている。セクターギヤ４３、４４は、共に、昇降フレーム６４（図１参照）に回転自在に取付けられた回転軸４５に設けたピニオン４６に噛合されている。一方、回転軸４５の一端には継ぎ手４７を介して偏心リング駆動アクチュエータ４８が連動連結されている。なお、偏心リング駆動アクチュエータ４８としては、電動モータや油圧モータを好適に用いることができる。
【００１９】
上記した構成によって、偏心リング駆動アクチュエータ４８を駆動すると、回転軸４５→ピニオン４６→セクターギヤ４３、４４を介して偏心リング３９、４０の中心Ｏ2 が上水平ロール軸１４の中心Ｏ1 の回りに回転移動するので、偏心リング３９、４０に外側ベアリング４１、４２を介して嵌合されているフランジ幅圧下用ロール部３２、３３の位置決めを容易に行うことができる。
【００２０】
即ち、図５に示すように、偏心リング３９、４０は、内径と外径との中心間距離がａである円板カムから形成されているため、円板カムが上水平ロール軸１４回りの任意の設定位置において、偏心リング３９、４０の回転角度を、中立線を境として各々θ1 、θ2 とすると、上下方向で、各々、ａ・ｓｉｎθ1 及びａ・ｓｉｎθ2 の変位が生じる。従って、偏心リング３９、４０の外周部に外側ベアリング４１、４２を介して嵌合されているフランジ幅圧下用ロール３２、３３の外周部の軌跡は、偏心リング３９、４０の外周部の軌跡と同様で、上下方向で、各々ａ・ｓｉｎθ1 及びａ・ｓｉｎθ2 の変位が生じる。これにより、上水平ロール軸１４の軸線位置が一定時において、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３の上下方向位置を、ウエブ厚み圧下用ロール部２２の位置に対しても可変とすることができる。
【００２１】
このような構成によって、図７（Ｂ）に示すように、フランジ幅圧下用ロール部３２〜３５の上下方向の位置を、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の位置に対して可変にできるので、Ｈ形鋼１３のフランジ幅縁部の圧延と、ウエブ厚みの圧延を同時に行うことができ、この結果、４つのフランジ長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を揃えることができ、これによってウエブ偏りの少ないＨ形鋼の圧延を行うことができ、これによって全体として寸法精度の良いＨ形鋼１３の圧延が可能となる。
また、図８及び図９に、上記したロール退避機構３６の変形例に係るロール退避機構５０、５１が記載されている。
図８に示すように、ロール退避機構５０は、偏心リング３９、４０の外周にそれぞれ旋回ギヤ５２、５３を取付け、旋回ギヤ５２、５３にピニオン５４、５５を噛合させ、ピニオン５４、５５を、それぞれ独立した偏心リング駆動アクチュエータ５６、５７によって回転駆動する構成としている。
【００２２】
かかる構成によって、偏心リング３９、４０をそれぞれ別個独立に駆動することができ、エッジング圧延時に、Ｈ形鋼１３の左右のフランジの幅を独立して圧延制御することができる。
また、図９に示すように、ロール退避機構５１は、偏心リング３９、４０の外周にそれぞれ旋回板５８、５９を取付け、旋回板５８、５９にリンク機構６０、６１を介して偏心リング駆動シリンダ６２、６３を連動連結した構成としている。
【００２３】
次に、上記した構成を有する多機能圧延機１１によって被圧延材を圧延し、Ｈ形鋼１３を製造する方法について、図１〜図１２、特に、図１０に示すパススケジュールを参照して説明する。
まず、図１に示すように、ブレークダウン圧延機１０によってスラブ、ビームブランク等の素材を、Ｈ形状に粗造形してＨ形鋼１３とする。
【００２４】
図１及び図２に示すように、Ｈ形鋼１３を多機能圧延機１１に移送し、第１回目のユニバーサル粗圧延を行う（Ｈ（ＵＦ−１））。この際、図７に示すように、Ｈ形鋼１３は、上下一対のウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３によって、ウエブを圧下して拘束すると共に、左、右のフランジ厚み圧下用ロール３０、３１を、図示しない圧下スクリューによって内側に移動させ、Ｈ形鋼１３のフランジ外面を圧下する。この際、偏心リング駆動アクチュエータ４８を駆動して、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５を、偏心リング３９、４０の回転・固定により退避させる。
【００２５】
次に、Ｈ形鋼１３をユニバーサル粗圧延機１２に移送し、ユニバーサル粗圧延機１２による第１回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−１））及び第２回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−２））を行う。この際、図３に示すように、ユニバーサル粗圧延機１２のウエブ厚み圧下用ロール１２ａ、１２ｂとフランジ厚み圧下用ロール１２ｃ、１２ｄにはテーパ角度αがついているため、Ｈ形鋼１３のフランジの角度もαとなる。
【００２６】
その後、Ｈ形鋼１３を多機能圧延機１１に戻し、第１回目のエッジング圧延を行う（Ｅ（ＵＥ−１））。この際、図６に示すように、上下一対の水平ロール軸１４、１５に配設したウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３によって、ウエブを圧下すると共に、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５を偏心リング３９、４０の回転・固定により、Ｈ形鋼１３のパスラインＰに向けて進出した圧下位置とし、フランジの側縁部を圧下し、Ｈ形鋼１３のエッジング圧延を行うが、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５の圧下面がフランジに直角に当たるように、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としている。この環状テーパ面のテーパ角度βは好ましくは４°〜６°とする。
【００２７】
以降、同様にして、多機能圧延機１１による第２回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−２））、ユニバーサル粗圧延機１２による第３回目及び第４回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−３）、Ｘ（ＵＲ−４））、多機能圧延機１１による第２回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−２））、多機能圧延機１１による第３回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−３））、ユニバーサル粗圧延機１２による第５回目及び第６回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−５）、Ｘ（ＵＲ−６））、多機能圧延機１１による第３回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−３））及び多機能圧延機１１による第４回目のユニバーサル仕上げ圧延（Ｈ（ＵＦ−４））を行う。このユニバーサル仕上げ圧延において、図示しない圧下スクリューによって左、右のフランジ厚み圧下用ロール３０、３１を内側に移動させ、Ｈ形鋼１３のフランジ外面を圧下し、フランジをウエブに対して９０°に成形することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態では、多機能圧延機１１とユニバーサル粗圧延機１２の２台のみを用いることによって、ユニバーサル粗圧延と、エッジング圧延と、ユニバーサル仕上げ圧延を行うことができる。即ち、本実施の形態によれば、多機能圧延機１１において、ブレークダウン圧延機１０以降に、少なくとも、３台必要であった圧延機の数を２台に減らせると共に、建屋、基礎の長さを短くでき、Ｈ形鋼の圧延設備を廉価とすることができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、図１０に示すパススケジュールから明らかなように、多機能圧延機１１とユニバーサル粗圧延機１２の両方にユニバーサル粗圧延を適用し、Ｈ形鋼１３のウエブとフランジに圧下を加えて厚みを薄くすることにより、ユニバーサルラインでの粗成形をユニバーサル粗圧延機１２と多機能圧延機１１で行うこともできる。この場合、ユニバーサルラインでのパス回数を減らして生産性を上げることができる。
【００３０】
なお、図１０に示すパススケジュールにおいて、多機能圧延機１１でのユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−１）、Ｈ（ＵＦ−２）、Ｈ（ＵＦ−３））の３パスのいずれについても、多機能圧延機１１の持つ機能により、エッジング圧延とすることも可能であるし、空パスとすることもできる。例えば、Ｈ形鋼１３の成品肌を良くしたい場合には、図１１に示すように、上記３パスを空パスとする。その結果、ユニバーサル仕上げロール表面の損傷が少なくなり、成品肌も良くなる。一方、エッジング反力を小さくして、エッジングロールの径小化を図る場合には、図１２に示すように、上記３パスを全てエッジング圧延とし、１パス当たりのエッジング荷重を小さくすることができる。
【００３１】
また、図１３に示すように、多機能圧延機１１を、ユニバーサル粗圧延機１２の後面（下流側）とすることもできる。この際、多機能圧延機１１のフランジ幅圧下用ロール部３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａのテーパ角度は、図１４及び図１５に示すように０°になる。
【００３２】
この場合の多機能圧延機１１のパススケジュールは、図１６に示すように設定することができる。即ち、ユニバーサル粗圧延機１２による第１回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−１））、多機能圧延機１１による第１回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−１））、多機能圧延機１１による第１回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−１））、ユニバーサル粗圧延機１２による第２回目及び第３回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−２）、Ｘ（ＵＲ−３））、多機能圧延機１１による第２回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−２））、多機能圧延機１１による第２回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−２））、ユニバーサル粗圧延機１２による第４回目及び第５回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−４）、Ｘ（ＵＲ−５））、多機能圧延機１１による第３回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−３））、多機能圧延機１１による第３回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−３））、ユニバーサル粗圧延機１２による第６回目及び第７回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−６）、Ｘ（ＵＲ−７））、及び多機能圧延機１１による第４回目のユニバーサル仕上げ圧延（Ｈ（ＵＦ−４））を行う。
【００３３】
この場合も、図１６のパススケジュールにおいて、多機能圧延機１１の（（Ｈ（ＵＦ−１）、Ｈ（ＵＦ−２）、Ｈ（ＵＦ−３））の３パスのいずれについても、多機能圧延機１１の持つ機能により、図１７に示すように空パスとし、Ｈ形鋼１３の成品肌も良くすることができる。
【００３４】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機においては、Ｈ形鋼のウエブを圧下するウエブ厚み圧下用ロール部と、Ｈ形鋼のフランジの左、右側面を圧下するフランジ厚み圧下用ロールのみならず、Ｈ形鋼のフランジの側縁部を圧下するフランジ幅圧下用ロール部も一体的に組み込み、かつ、フランジ幅圧下用ロール部は、退避機構によって、圧下位置と退避位置との間で移動できる構成としている。
【００３６】
従って、ブレークダウン圧延機以降に、従来、少なくとも３台必要であった圧延機の数を２台に減らせると共に、建屋、基礎の長さを短くでき、Ｈ形鋼の圧延設備を廉価とすることができる。
また、本実施の形態では、多機能圧延機とユニバーサル粗圧延機の両方でユニバーサル粗圧延を行うパススケジュールを設定することができるので、ユニバーサルラインでのパス回数を減らして生産性を上げることができる。
更には、フランジ幅圧下用ロール部の上下方向の位置をウエブ厚み圧下用ロール部に対して、可変とすることができるので、Ｈ形鋼の４つのフランジの長さを揃えることができて、ウエブ偏りの少ないより寸法精度の良いＨ形鋼の圧延が可能となる。
【００３７】
特に、請求項２記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機においては、両フランジ幅圧下用ロール部の圧下面を、ウエブ厚み圧下用ロール部の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としているので、多機能圧延機をユニバーサル粗圧延機の上流側に配置した場合であっても、多機能圧延機を用いて、ユニバーサル仕上げ圧延、エッジング圧延、及び、ユニバーサル粗圧延を確実に行うことができる。
【００３８】
そして、請求項３記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法においては、Ｈ形鋼のエッジング圧延を行う場合には、左右の竪ロールを操業中の上下のフランジ幅圧下用ロール部に干渉しない位置まで退避させた状態で、水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部でＨ形鋼のウエブ厚み圧延を、その両側のフランジ幅圧下用ロール部でＨ形鋼のフランジ幅圧延を行い、更に、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延を行う場合には、水平ロールの左右のフランジ幅圧下用ロール部を、左右の竪ロールに干渉しない位置まで、退避機構を用いて退避させ、水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部でＨ形鋼のウエブ厚み圧延を、竪ロールでＨ形鋼のフランジ厚み圧延を行っているので、フランジ幅圧下用ロール部と左右の竪ロールが干渉せず、ユニバーサル圧延とエッジング圧延を支障なく自由に行うことができる。これによって、実際の操業にあったＨ形鋼の圧延が可能であると共に、従来の圧延方法に比較して寸法精度の良いＨ形鋼の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を具備するＨ形鋼の圧延設備の概念的構成説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機の側断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を具備するＨ形鋼の圧延設備において用いるユニバーサル粗圧延機における圧延状態説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のロール退避機構の側断面図である。
【図５】同正面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のロール退避機構の変形例の側断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のロール退避機構の変形例の側断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１３】多機能圧延機を下流側に、ユニバーサル粗圧延機を上流側に配置した場合における本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を具備するＨ形鋼の圧延設備の全体構成を示す概念的構成説明図である。
【図１４】上記した多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図１５】上記した多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図１６】上記したＨ形鋼の圧延設備における同多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１７】上記したＨ形鋼の圧延設備における同多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１８】従来のＨ形鋼の圧延設備の概念的構成説明図である。
【図１９】同Ｈ形鋼の圧延設備における各圧延機の斜視図である。
【符号の説明】
Ａ Ｈ形鋼の圧延設備 Ｂ Ｈ形鋼の圧延設備
Ｐ パスライン ａ 中心間距離
α テーパ角度 β テーパ角度
θ1 回転角度 θ2 回転角度
Ｏ1 中心 Ｏ2 中心
１０ ブレークダウン圧延機 １１ 多機能圧延機
１２ ユニバーサル粗圧延機 １２ａ ウエブ厚み圧下用ロール
１２ｂ ウエブ厚み圧下用ロール １２ｃ フランジ厚み圧下用ロール
１２ｄ フランジ厚み圧下用ロール １３ Ｈ形鋼
１４ 上水平ロール軸 １５ 下水平ロール軸
１６ 水平チョック １７ 水平チョック
１８ 水平圧下装置 １９ 水平圧上装置
２０ 自在継ぎ手 ２１ 自在継ぎ手
２２ ウエブ厚み圧下用ロール部 ２３ ウエブ厚み圧下用ロール部
２４ 竪ロール軸 ２５ 竪ロール軸
２６ 竪圧下装置 ２７ 竪圧下装置
２８ 竪チョック ２９ 竪チョック
３０ フランジ厚み圧下用ロール ３１ フランジ厚み圧下用ロール
３２ フランジ幅圧下用ロール部 ３２ａ フランジ幅圧下用ロール部
３３ フランジ幅圧下用ロール部 ３３ａ フランジ幅圧下用ロール部
３４ フランジ幅圧下用ロール部 ３４ａ フランジ幅圧下用ロール部
３５ フランジ幅圧下用ロール部 ３５ａ フランジ幅圧下用ロール部
３６ ロール退避機構 ３７ 内側ベアリング
３８ 内側ベアリング ３９ 偏心リング
４０ 偏心リング ４１ 外側ベアリング
４２ 外側ベアリング ４３ セクターギヤ
４４ セクターギヤ ４５ 回転軸
４６ ピニオン ４７ 継ぎ手
４８ 偏心リング駆動アクチュエータ ５０ ロール退避機構
５１ ロール退避機構 ５２ 旋回ギヤ
５３ 旋回ギヤ ５４ ピニオン
５５ ピニオン ５６ 偏心リング駆動アクチュエータ
５７ 偏心リング駆動アクチュエータ ５８ 旋回板
５９ 旋回板 ６０ リンク機構
６１ リンク機構 ６２ 偏心リング駆動シリンダ
６３ 偏心リング駆動シリンダ ６４ 昇降フレーム
７０ ブレークダウン圧延機 ７１ ユニバーサル粗圧延機
７２ エッジャー圧延機 ７３ ユニバーサル仕上げ圧延機
７４ ブレークダウンロール ７５ ブレークダウンロール
７６ 水平ロール ７７ 水平ロール
７８ 竪ロール ７９ 竪ロール
８０ エッジャーロール ８１ エッジャーロール
８２ 水平ロール ８３ 水平ロール
８４ 竪ロール ８５ 竪ロール
８６ Ｈ型鋼 ８７ 被圧延材
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｈ形鋼のエッジング圧延とユニバーサル圧延とを単一の圧延機を用いて行うことができるＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及び同圧延機を用いた圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ形鋼を圧延する設備として、例えば、特開昭５６−１０９１０１号公報に記載されているＨ形鋼の圧延設備Ｂがあり、その構成を図１８及び図１９に簡単に示す。
図示するように、Ｈ形鋼の圧延設備Ｂは、直列に配列された、ブレークダウン圧延機７０と、ユニバーサル粗圧延機７１と、エッジャー圧延機７２と、ユニバーサル仕上げ圧延機７３とから構成されている。
【０００３】
上記Ｈ形鋼の圧延設備Ｂを用いた圧延方法において、まず、ブレークダウン圧延機７０によって、スラブ、ビームブランク等の素材としての被圧延材８７を、図１８、図１９に示すように所定の形状に粗造形し、その後、ユニバーサル粗圧延機７１とエッジャー圧延機７２による複数パスの中間圧延を経て、ユニバーサル仕上げ圧延機７３において、最終的にＨ形鋼８６の製品に圧延する。
【０００４】
即ち、図１９に示すように、ブレークダウン圧延機７０において、被圧延材８７はブレークダウンロール７４、７５によって粗造形され、ユニバーサル粗圧延機７１において、水平ロール７６、７７と竪ロール７８、７９により、それぞれ、ウエブとフランジが圧延され、エッジャー圧延機７２において、エッジャーロール８０、８１によりフランジ両側縁部の圧下がなされ、フランジの幅寸法が設定される。また、ユニバーサル仕上げ圧延機７３では、水平ロール８２、８３及び竪ロール８４、８５によりそれぞれウエブとフランジが圧延され、フランジの角度はウエブに対して９０°に成形される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したＨ形鋼の圧延設備Ｂは、未だ、以下の解決すべき課題を有している。
即ち、図１８に示すように、ブレークダウン圧延機７０以降の工程において、ウエブ及びフランジを圧延するためには、ユニバーサル粗圧延機７１とユニバーサル仕上げ圧延機７３が必要であり、また、フランジ側縁部の圧下のためにはエッジャー圧延機７２が必要であるため、設備費が高価になると共に、ライン長さも長くなっていた。
一方、特開平４−２５１６０３号公報には、上下の水平ロールの左右にフランジ幅圧下用ロールを設けたユニバーサル圧延機が提案されているが、▲１▼水平ロールの外周面によってＨ形鋼のウエブを圧下、▲２▼水平ロールの側面と竪ロール間でＨ形鋼のフランジ外面を圧下、▲３▼水平ロールの左右にあるフランジ幅圧下ロールでＨ形鋼のフランジ幅を圧下の３つを同時に行うために、左右の竪ロールと水平ロールの間隙にフランジ幅圧下ロールが入るように構成されている。しかしながら、この間隙が小さいため、円盤状のフランジ幅圧下ロールの厚みが十分に確保されず、ロール強度上、実用機としての使用に耐えない。
一方、製品品質から見た場合、左右の竪ロールと水平ロールの間隙とフランジ幅圧下ロールの厚みを一致させることが困難なことから、フランジ幅圧下ロールの厚みが厚い場合には各ロール間の干渉が起こり、Ｈ形鋼のフランジ厚みを所定の厚みまで薄くできない。また、逆に、フランジ幅圧下ロールの厚みが薄い場合にはＨ形鋼のフランジ幅端面をその全面にわたって圧下できないため、Ｈ形鋼のフランジ端面に凹状のへこみを形成し、製品品質を落としてしまうという問題点がある。
更には、特開平４−２５１６０３号公報に記載のユニバーサル圧延機によった場合、本発明の課題とするミル台数の削減、ライン長の短縮による設備費の削減を実現することができない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、従来の中間・仕上げ圧延に最低限３台必要であった圧延機を２台とし、設備費を廉価にすると共に、その分、ライン長さを短縮でき、必要建屋長さも短くすることができ、しかも寸法精度の良いＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機は、フランジ厚み圧下用ロールからなる左右一対の竪ロールと、ウエブ厚み圧下用ロール部及びその両端に退避機構を介してフランジ幅圧下用ロール部を上下方向に移動自在に設けてなる上下一対の水平ロールとで構成し、前記竪ロールと水平ロールとでＨ形鋼のフランジ厚み圧延及びウエブ厚み圧延の圧下時に、前記水平ロールのフランジ幅圧下用ロール部を上下に移動させ、前記竪ロールに前記水平ロールのフランジ幅圧下用ロール部が干渉しないように構成している。
請求項２記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機は、請求項１記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機において、前記両フランジ幅圧下用ロール部の圧下面を、前記ウエブ厚み圧下用ロール部の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としている。
【０００８】
そして、請求項３記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法は、フランジ厚み圧下用ロールからなる左右一対の竪ロールと、ウエブ厚み圧下用ロール部及びその両端に退避機構を介してフランジ幅圧下用ロール部を上下方向に移動自在に設けてなる上下一対の水平ロールとを備えたＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法であって、Ｈ形鋼のエッジング圧延を行う場合には、前記左右の竪ロールを操業中の前記上下のフランジ幅圧下用ロール部に干渉しない位置まで退避させた状態で、前記水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のウエブ厚み圧延を、その両側の前記フランジ幅圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のフランジ幅（フランジ幅縁部）圧延を行い、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延を行う場合には、前記水平ロールの前記左右のフランジ幅圧下用ロール部を、前記左右の竪ロールに干渉しない位置まで、前記退避機構を用いて退避させ、前記水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のウエブ厚み圧延を、前記竪ロールで前記Ｈ形鋼のフランジ厚み圧延を行っている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図５を参照して、本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機１１を説明する。
【００１０】
図１に本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機１１を一部とするＨ形鋼の圧延設備Ａの全体構成が概念的に示されている。
図示するように、Ｈ形鋼の圧延設備Ａは、直列に配列されたブレークダウン圧延機１０と、本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機１１と、ユニバーサル粗圧延機１２とから構成されている。
ここで、ブレークダウン圧延機１０は、スラブ、ビームブランク等の素材を、Ｈ形状に粗造形するものであり、図示しないが、一対のブレークダウンロールから構成される。
【００１１】
ユニバーサル粗圧延機１２は、図３に示すように、それぞれ、Ｈ形鋼１３のウエブとフランジをそれぞれユニバーサル粗圧延するウエブ厚み圧下用ロール１２ａ、１２ｂとフランジ厚み圧下用ロール１２ｃ、１２ｄを具備する。
また、多機能圧延機１１は、以下、図２、図４及び図５を参照して詳細に説明するように、Ｈ形鋼１３の仕上げウエブ厚みを設定するウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３と、Ｈ形鋼１３の仕上げフランジ厚みを設定するフランジ厚み圧下用ロール３０、３１と、Ｈ形鋼１３のフランジ側縁部を圧下するフランジ幅圧下用ロール部３２〜３５とを具備する。ここで、フランジ厚み圧下用ロール３０、３１によって左右一対の竪ロールが形成されると共に、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３とフランジ幅圧下用ロール部３２〜３５によって上下一対の水平ロールが形成されることになる。但し、本実施の形態では、後述するように、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３とフランジ厚み圧下用ロール３０、３１は、ユニバーサル仕上げ圧延のみならず、ユニバーサル粗圧延にも用いることができる。
【００１２】
図２に示すように、多機能圧延機１１を挿通する被圧延材であるＨ形鋼１３の直上及び直下には上、下水平ロール軸１４、１５が配置されており、上、下水平ロール軸１４、１５の両端部は、それぞれ、水平チョック１６、１７に回転自在に支承されている。水平チョック１６、１７は、それぞれ、水平圧下装置１８と水平圧上装置１９に取付けられており、上、下方向に相互に独立して移動することができる。上、下水平ロール軸１４、１５の一端は、自在継ぎ手２０、２１を介して、それぞれ、図示しない水平ロール軸回動モータに連通連結されている。
【００１３】
図２に示すように、上、下水平ロール軸１４、１５の中央部には、それぞれ、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３が一体的に形成又は焼き嵌めによって嵌合されており、このウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の平坦な外周面をＨ形鋼１３のウエブの上、下面に押圧状態に当接させることによって、Ｈ形鋼１３の仕上げウエブ厚みを設定したり、ユニバーサル粗圧延を行うことができる。
【００１４】
一方、図２に示すように、Ｈ形鋼１３の左、右側方には、竪ロール軸２４、２５が配置されており、竪ロール軸２４、２５の両端部は、それぞれ、竪チョック２８、２９に取付けられ、竪圧下装置２６、２７にて左右方向へ自在に位置決めできる。
そして、竪ロール軸２４、２５には、それぞれ、フランジ厚み圧下用ロール３０、３１が回転自在に支承されており、このフランジ厚み圧下用ロール３０、３１の平坦な外周面をＨ形鋼１３のフランジの左、右側面に押圧状態に当接させることによって、Ｈ形鋼１３の仕上げフランジ厚みを設定したり、ユニバーサル粗圧延を行うことができる。
【００１５】
また、本実施の形態では、図２に示すように、上、下水平ロール軸１４、１５の中央部であって、水平ロールからなるウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の両側には、Ｈ形鋼１３のフランジ側縁部を圧下するエッジャー圧延ロールとしてのフランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５が取付けられている。
【００１６】
これらのフランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５は、図６に示すように、Ｈ形鋼１３のフランジ先端部を圧下する際には、Ｈ形鋼１３のパスラインＰに向けて進出した圧下位置にある。しかし、上記したウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３及びフランジ厚み圧下用ロール３０、３１によってＨ形鋼１３の仕上げウエブ厚みと仕上げフランジ厚みを設定する場合やユニバーサル粗圧延を行う場合には、図７（Ａ）に示すように、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５は、以下に説明する退避機構の一例であるロール退避機構３６（図４参照）によって、容易かつ確実に退避位置まで移動されることになる。従って、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３及びフランジ厚み圧下用ロール３０、３１の干渉により圧延作業を阻害することがない。
【００１７】
即ち、図２、図４及び図５に示すように、上水平ロール軸１４に配設されているウエブ厚み圧下用ロール部２２の両側には内側ベアリング３７、３８を介して偏心リング３９、４０が嵌合されており、偏心リング３９、４０の外側には外側ベアリング４１、４２を介してフランジ幅圧下用ロール部３２、３３が嵌合されている。
【００１８】
図４及び図５に示すように、偏心リング３９、４０は、内径と外径の中心間距離がａである円板カムから形成されており、その外周面の一部には略１４０°の円弧角度でセクターギヤ４３、４４が設けられている。セクターギヤ４３、４４は、共に、昇降フレーム６４（図１参照）に回転自在に取付けられた回転軸４５に設けたピニオン４６に噛合されている。一方、回転軸４５の一端には継ぎ手４７を介して偏心リング駆動アクチュエータ４８が連動連結されている。なお、偏心リング駆動アクチュエータ４８としては、電動モータや油圧モータを好適に用いることができる。
【００１９】
上記した構成によって、偏心リング駆動アクチュエータ４８を駆動すると、回転軸４５→ピニオン４６→セクターギヤ４３、４４を介して偏心リング３９、４０の中心Ｏ2 が上水平ロール軸１４の中心Ｏ1 の回りに回転移動するので、偏心リング３９、４０に外側ベアリング４１、４２を介して嵌合されているフランジ幅圧下用ロール部３２、３３の位置決めを容易に行うことができる。
【００２０】
即ち、図５に示すように、偏心リング３９、４０は、内径と外径との中心間距離がａである円板カムから形成されているため、円板カムが上水平ロール軸１４回りの任意の設定位置において、偏心リング３９、４０の回転角度を、中立線を境として各々θ1 、θ2 とすると、上下方向で、各々、ａ・ｓｉｎθ1 及びａ・ｓｉｎθ2 の変位が生じる。従って、偏心リング３９、４０の外周部に外側ベアリング４１、４２を介して嵌合されているフランジ幅圧下用ロール３２、３３の外周部の軌跡は、偏心リング３９、４０の外周部の軌跡と同様で、上下方向で、各々ａ・ｓｉｎθ1 及びａ・ｓｉｎθ2 の変位が生じる。これにより、上水平ロール軸１４の軸線位置が一定時において、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３の上下方向位置を、ウエブ厚み圧下用ロール部２２の位置に対しても可変とすることができる。
【００２１】
このような構成によって、図７（Ｂ）に示すように、フランジ幅圧下用ロール部３２〜３５の上下方向の位置を、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の位置に対して可変にできるので、Ｈ形鋼１３のフランジ幅縁部の圧延と、ウエブ厚みの圧延を同時に行うことができ、この結果、４つのフランジ長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を揃えることができ、これによってウエブ偏りの少ないＨ形鋼の圧延を行うことができ、これによって全体として寸法精度の良いＨ形鋼１３の圧延が可能となる。
また、図８及び図９に、上記したロール退避機構３６の変形例に係るロール退避機構５０、５１が記載されている。
図８に示すように、ロール退避機構５０は、偏心リング３９、４０の外周にそれぞれ旋回ギヤ５２、５３を取付け、旋回ギヤ５２、５３にピニオン５４、５５を噛合させ、ピニオン５４、５５を、それぞれ独立した偏心リング駆動アクチュエータ５６、５７によって回転駆動する構成としている。
【００２２】
かかる構成によって、偏心リング３９、４０をそれぞれ別個独立に駆動することができ、エッジング圧延時に、Ｈ形鋼１３の左右のフランジの幅を独立して圧延制御することができる。
また、図９に示すように、ロール退避機構５１は、偏心リング３９、４０の外周にそれぞれ旋回板５８、５９を取付け、旋回板５８、５９にリンク機構６０、６１を介して偏心リング駆動シリンダ６２、６３を連動連結した構成としている。
【００２３】
次に、上記した構成を有する多機能圧延機１１によって被圧延材を圧延し、Ｈ形鋼１３を製造する方法について、図１〜図１２、特に、図１０に示すパススケジュールを参照して説明する。
まず、図１に示すように、ブレークダウン圧延機１０によってスラブ、ビームブランク等の素材を、Ｈ形状に粗造形してＨ形鋼１３とする。
【００２４】
図１及び図２に示すように、Ｈ形鋼１３を多機能圧延機１１に移送し、第１回目のユニバーサル粗圧延を行う（Ｈ（ＵＦ−１））。この際、図７に示すように、Ｈ形鋼１３は、上下一対のウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３によって、ウエブを圧下して拘束すると共に、左、右のフランジ厚み圧下用ロール３０、３１を、図示しない圧下スクリューによって内側に移動させ、Ｈ形鋼１３のフランジ外面を圧下する。この際、偏心リング駆動アクチュエータ４８を駆動して、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５を、偏心リング３９、４０の回転・固定により退避させる。
【００２５】
次に、Ｈ形鋼１３をユニバーサル粗圧延機１２に移送し、ユニバーサル粗圧延機１２による第１回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−１））及び第２回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−２））を行う。この際、図３に示すように、ユニバーサル粗圧延機１２のウエブ厚み圧下用ロール１２ａ、１２ｂとフランジ厚み圧下用ロール１２ｃ、１２ｄにはテーパ角度αがついているため、Ｈ形鋼１３のフランジの角度もαとなる。
【００２６】
その後、Ｈ形鋼１３を多機能圧延機１１に戻し、第１回目のエッジング圧延を行う（Ｅ（ＵＥ−１））。この際、図６に示すように、上下一対の水平ロール軸１４、１５に配設したウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３によって、ウエブを圧下すると共に、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５を偏心リング３９、４０の回転・固定により、Ｈ形鋼１３のパスラインＰに向けて進出した圧下位置とし、フランジの側縁部を圧下し、Ｈ形鋼１３のエッジング圧延を行うが、フランジ幅圧下用ロール部３２、３３、３４、３５の圧下面がフランジに直角に当たるように、ウエブ厚み圧下用ロール部２２、２３の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としている。この環状テーパ面のテーパ角度βは好ましくは４°〜６°とする。
【００２７】
以降、同様にして、多機能圧延機１１による第２回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−２））、ユニバーサル粗圧延機１２による第３回目及び第４回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−３）、Ｘ（ＵＲ−４））、多機能圧延機１１による第２回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−２））、多機能圧延機１１による第３回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−３））、ユニバーサル粗圧延機１２による第５回目及び第６回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−５）、Ｘ（ＵＲ−６））、多機能圧延機１１による第３回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−３））及び多機能圧延機１１による第４回目のユニバーサル仕上げ圧延（Ｈ（ＵＦ−４））を行う。このユニバーサル仕上げ圧延において、図示しない圧下スクリューによって左、右のフランジ厚み圧下用ロール３０、３１を内側に移動させ、Ｈ形鋼１３のフランジ外面を圧下し、フランジをウエブに対して９０°に成形することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態では、多機能圧延機１１とユニバーサル粗圧延機１２の２台のみを用いることによって、ユニバーサル粗圧延と、エッジング圧延と、ユニバーサル仕上げ圧延を行うことができる。即ち、本実施の形態によれば、多機能圧延機１１において、ブレークダウン圧延機１０以降に、少なくとも、３台必要であった圧延機の数を２台に減らせると共に、建屋、基礎の長さを短くでき、Ｈ形鋼の圧延設備を廉価とすることができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、図１０に示すパススケジュールから明らかなように、多機能圧延機１１とユニバーサル粗圧延機１２の両方にユニバーサル粗圧延を適用し、Ｈ形鋼１３のウエブとフランジに圧下を加えて厚みを薄くすることにより、ユニバーサルラインでの粗成形をユニバーサル粗圧延機１２と多機能圧延機１１で行うこともできる。この場合、ユニバーサルラインでのパス回数を減らして生産性を上げることができる。
【００３０】
なお、図１０に示すパススケジュールにおいて、多機能圧延機１１でのユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−１）、Ｈ（ＵＦ−２）、Ｈ（ＵＦ−３））の３パスのいずれについても、多機能圧延機１１の持つ機能により、エッジング圧延とすることも可能であるし、空パスとすることもできる。例えば、Ｈ形鋼１３の成品肌を良くしたい場合には、図１１に示すように、上記３パスを空パスとする。その結果、ユニバーサル仕上げロール表面の損傷が少なくなり、成品肌も良くなる。一方、エッジング反力を小さくして、エッジングロールの径小化を図る場合には、図１２に示すように、上記３パスを全てエッジング圧延とし、１パス当たりのエッジング荷重を小さくすることができる。
【００３１】
また、図１３に示すように、多機能圧延機１１を、ユニバーサル粗圧延機１２の後面（下流側）とすることもできる。この際、多機能圧延機１１のフランジ幅圧下用ロール部３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａのテーパ角度は、図１４及び図１５に示すように０°になる。
【００３２】
この場合の多機能圧延機１１のパススケジュールは、図１６に示すように設定することができる。即ち、ユニバーサル粗圧延機１２による第１回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−１））、多機能圧延機１１による第１回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−１））、多機能圧延機１１による第１回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−１））、ユニバーサル粗圧延機１２による第２回目及び第３回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−２）、Ｘ（ＵＲ−３））、多機能圧延機１１による第２回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−２））、多機能圧延機１１による第２回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−２））、ユニバーサル粗圧延機１２による第４回目及び第５回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−４）、Ｘ（ＵＲ−５））、多機能圧延機１１による第３回目のユニバーサル粗圧延（Ｈ（ＵＦ−３））、多機能圧延機１１による第３回目のエッジング圧延（Ｅ（ＵＥ−３））、ユニバーサル粗圧延機１２による第６回目及び第７回目のユニバーサル粗圧延（Ｘ（ＵＲ−６）、Ｘ（ＵＲ−７））、及び多機能圧延機１１による第４回目のユニバーサル仕上げ圧延（Ｈ（ＵＦ−４））を行う。
【００３３】
この場合も、図１６のパススケジュールにおいて、多機能圧延機１１の（（Ｈ（ＵＦ−１）、Ｈ（ＵＦ−２）、Ｈ（ＵＦ−３））の３パスのいずれについても、多機能圧延機１１の持つ機能により、図１７に示すように空パスとし、Ｈ形鋼１３の成品肌も良くすることができる。
【００３４】
以上、本発明を、一実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機においては、Ｈ形鋼のウエブを圧下するウエブ厚み圧下用ロール部と、Ｈ形鋼のフランジの左、右側面を圧下するフランジ厚み圧下用ロールのみならず、Ｈ形鋼のフランジの側縁部を圧下するフランジ幅圧下用ロール部も一体的に組み込み、かつ、フランジ幅圧下用ロール部は、退避機構によって、圧下位置と退避位置との間で移動できる構成としている。
【００３６】
従って、ブレークダウン圧延機以降に、従来、少なくとも３台必要であった圧延機の数を２台に減らせると共に、建屋、基礎の長さを短くでき、Ｈ形鋼の圧延設備を廉価とすることができる。
また、本実施の形態では、多機能圧延機とユニバーサル粗圧延機の両方でユニバーサル粗圧延を行うパススケジュールを設定することができるので、ユニバーサルラインでのパス回数を減らして生産性を上げることができる。
更には、フランジ幅圧下用ロール部の上下方向の位置をウエブ厚み圧下用ロール部に対して、可変とすることができるので、Ｈ形鋼の４つのフランジの長さを揃えることができて、ウエブ偏りの少ないより寸法精度の良いＨ形鋼の圧延が可能となる。
【００３７】
特に、請求項２記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機においては、両フランジ幅圧下用ロール部の圧下面を、ウエブ厚み圧下用ロール部の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としているので、多機能圧延機をユニバーサル粗圧延機の上流側に配置した場合であっても、多機能圧延機を用いて、ユニバーサル仕上げ圧延、エッジング圧延、及び、ユニバーサル粗圧延を確実に行うことができる。
【００３８】
そして、請求項３記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法においては、Ｈ形鋼のエッジング圧延を行う場合には、左右の竪ロールを操業中の上下のフランジ幅圧下用ロール部に干渉しない位置まで退避させた状態で、水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部でＨ形鋼のウエブ厚み圧延を、その両側のフランジ幅圧下用ロール部でＨ形鋼のフランジ幅圧延を行い、更に、Ｈ形鋼のユニバーサル圧延を行う場合には、水平ロールの左右のフランジ幅圧下用ロール部を、左右の竪ロールに干渉しない位置まで、退避機構を用いて退避させ、水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部でＨ形鋼のウエブ厚み圧延を、竪ロールでＨ形鋼のフランジ厚み圧延を行っているので、フランジ幅圧下用ロール部と左右の竪ロールが干渉せず、ユニバーサル圧延とエッジング圧延を支障なく自由に行うことができる。これによって、実際の操業にあったＨ形鋼の圧延が可能であると共に、従来の圧延方法に比較して寸法精度の良いＨ形鋼の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を具備するＨ形鋼の圧延設備の概念的構成説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機の側断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を具備するＨ形鋼の圧延設備において用いるユニバーサル粗圧延機における圧延状態説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のロール退避機構の側断面図である。
【図５】同正面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のロール退避機構の変形例の側断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機のロール退避機構の変形例の側断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１３】多機能圧延機を下流側に、ユニバーサル粗圧延機を上流側に配置した場合における本発明の一実施の形態に係るＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を具備するＨ形鋼の圧延設備の全体構成を示す概念的構成説明図である。
【図１４】上記した多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図１５】上記した多機能圧延機のフランジ幅圧下用ロール部の動作説明図である。
【図１６】上記したＨ形鋼の圧延設備における同多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１７】上記したＨ形鋼の圧延設備における同多機能圧延機及びユニバーサル粗圧延機のパススケジュールの説明図である。
【図１８】従来のＨ形鋼の圧延設備の概念的構成説明図である。
【図１９】同Ｈ形鋼の圧延設備における各圧延機の斜視図である。
【符号の説明】
Ａ Ｈ形鋼の圧延設備 Ｂ Ｈ形鋼の圧延設備
Ｐ パスライン ａ 中心間距離
α テーパ角度 β テーパ角度
θ1 回転角度 θ2 回転角度
Ｏ1 中心 Ｏ2 中心
１０ ブレークダウン圧延機 １１ 多機能圧延機
１２ ユニバーサル粗圧延機 １２ａ ウエブ厚み圧下用ロール
１２ｂ ウエブ厚み圧下用ロール １２ｃ フランジ厚み圧下用ロール
１２ｄ フランジ厚み圧下用ロール １３ Ｈ形鋼
１４ 上水平ロール軸 １５ 下水平ロール軸
１６ 水平チョック １７ 水平チョック
１８ 水平圧下装置 １９ 水平圧上装置
２０ 自在継ぎ手 ２１ 自在継ぎ手
２２ ウエブ厚み圧下用ロール部 ２３ ウエブ厚み圧下用ロール部
２４ 竪ロール軸 ２５ 竪ロール軸
２６ 竪圧下装置 ２７ 竪圧下装置
２８ 竪チョック ２９ 竪チョック
３０ フランジ厚み圧下用ロール ３１ フランジ厚み圧下用ロール
３２ フランジ幅圧下用ロール部 ３２ａ フランジ幅圧下用ロール部
３３ フランジ幅圧下用ロール部 ３３ａ フランジ幅圧下用ロール部
３４ フランジ幅圧下用ロール部 ３４ａ フランジ幅圧下用ロール部
３５ フランジ幅圧下用ロール部 ３５ａ フランジ幅圧下用ロール部
３６ ロール退避機構 ３７ 内側ベアリング
３８ 内側ベアリング ３９ 偏心リング
４０ 偏心リング ４１ 外側ベアリング
４２ 外側ベアリング ４３ セクターギヤ
４４ セクターギヤ ４５ 回転軸
４６ ピニオン ４７ 継ぎ手
４８ 偏心リング駆動アクチュエータ ５０ ロール退避機構
５１ ロール退避機構 ５２ 旋回ギヤ
５３ 旋回ギヤ ５４ ピニオン
５５ ピニオン ５６ 偏心リング駆動アクチュエータ
５７ 偏心リング駆動アクチュエータ ５８ 旋回板
５９ 旋回板 ６０ リンク機構
６１ リンク機構 ６２ 偏心リング駆動シリンダ
６３ 偏心リング駆動シリンダ ６４ 昇降フレーム
７０ ブレークダウン圧延機 ７１ ユニバーサル粗圧延機
７２ エッジャー圧延機 ７３ ユニバーサル仕上げ圧延機
７４ ブレークダウンロール ７５ ブレークダウンロール
７６ 水平ロール ７７ 水平ロール
７８ 竪ロール ７９ 竪ロール
８０ エッジャーロール ８１ エッジャーロール
８２ 水平ロール ８３ 水平ロール
８４ 竪ロール ８５ 竪ロール
８６ Ｈ型鋼 ８７ 被圧延材
Claims (3)
- フランジ厚み圧下用ロールからなる左右一対の竪ロールと、ウエブ厚み圧下用ロール部及びその両端に退避機構を介してフランジ幅圧下用ロール部を上下方向に移動自在に設けてなる上下一対の水平ロールとで構成し、前記竪ロールと水平ロールとでＨ形鋼のフランジ厚み圧延及びウエブ厚み圧延の圧下時に、前記水平ロールのフランジ幅圧下用ロール部を上下に移動させ、前記竪ロールに前記水平ロールのフランジ幅圧下用ロール部が干渉しないように構成したことを特徴とするＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機。
- 前記両フランジ幅圧下用ロール部の圧下面を、前記ウエブ厚み圧下用ロール部の中心に向けて左右対称に直径が漸次小さくなる環状テーパ面としたことを特徴とする請求項１記載のＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機。
- フランジ厚み圧下用ロールからなる左右一対の竪ロールと、ウエブ厚み圧下用ロール部及びその両端に退避機構を介してフランジ幅圧下用ロール部を上下方向に移動自在に設けてなる上下一対の水平ロールとを備えたＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法であって、
Ｈ形鋼のエッジング圧延を行う場合には、前記左右の竪ロールを操業中の前記上下のフランジ幅圧下用ロール部に干渉しない位置まで退避させた状態で、前記水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のウエブ厚み圧延を、その両側の前記フランジ幅圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のフランジ幅圧延を行い、
Ｈ形鋼のユニバーサル圧延を行う場合には、前記水平ロールの前記左右のフランジ幅圧下用ロール部を、前記左右の竪ロールに干渉しない位置まで、前記退避機構を用いて退避させ、前記水平ロールのウエブ厚み圧下用ロール部で前記Ｈ形鋼のウエブ厚み圧延を、前記竪ロールで前記Ｈ形鋼のフランジ厚み圧延を行うことを特徴とするＨ形鋼の圧延設備用多機能圧延機を用いた圧延方法。
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