JP4096840B2

JP4096840B2 - Ｔ形鋼の製造方法

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Description

本発明は、熱間圧延されたＨ形鋼のウェブ中央を長手方向に切断して製造するＴ形鋼の製造方法に関し、特に、熱間圧延されたＨ形鋼の残留応力の制御方法に関するものである。

従来からＨ形鋼については残留応力制御は行われてきたが、それは主としてＨ形鋼のウェブ波抑制に関するものであり、Ｈ形鋼のフランジ厚みとウェブ厚みとが異なるために、圧延終了時のフランジとウェブとの温度差から生じる残留応力がウェブを挫屈させるウェブ波の発生を抑制するための残留応力制御が行われてきた。一般に、Ｈ形鋼のウェブはフランジより薄く、かつロール冷却水等がウェブ上に滞留しやすいため、これらの影響によりウェブの温度はフランジの温度より下がりやすい。そのため、ウェブとフランジとが常温となると、温度の高いフランジがウェブより収縮するためにウェブに大きな圧縮応力が発生する。この圧縮応力がウェブの挫屈限界応力を超えるとウェブ波が発生する。

従来のウェブ波の抑制技術としては、例えば特開平６−１７０４３１号公報（特許文献１）、特開平８−２６７１１８号公報（特許文献２）、特開平９−３８７０２号公報（特許文献３）、特開平９−２５３７３１号公報（特許文献４）等があり、圧延後、圧延前、圧延中にフランジを冷却してウェブとフランジとの温度差を小さくして、ウェブの圧縮応力を挫屈限界応力以下にしてウェブ波の発生を回避する残留応力制御方法が提案されていた（従来技術１）。

また、近年Ｔ形鋼の需要が高まっており、Ｔ形鋼の製造方法としてＨ形鋼からウェブ中央を切断して製造する方法が開発されている。Ｈ形鋼のウェブ中央を長手方向に切断してＴ形鋼を製造する際に、ウェブに圧縮の残留応力があるため、ハの字に開くよう（外曲がり）に残留応力が解放される。Ｔ形鋼に曲がりが発生すると不安定な形のために、山積みやローラー搬送等が困難になり、製造上のネックとなる。このようなＴ形鋼製造のための残留応力制御方法としては、例えば特開平８−１７４０２４号公報（特許文献５）や特開平１０−２０２３０１号公報（特許文献６）により提案されているものがある（従来技術２）。

特開平６−１７０４３１号公報特開平８−２６７１１８号公報特開平９−３８７０２号公報特開平９−２５３７３１号公報特開平８−１７４０２４号公報開平１０−２０２３０１号公報

上記の従来技術１のＨ形鋼のウェブ波の抑制技術は、フランジを冷却することによって、フランジとウェブの温度がほぼ等しくなるようにし、放冷後のウェブの残留応力、特に圧縮応力がウェブの挫屈応力限界点を超えないように冷却することを特徴としている。従って、残留応力は減少しているものの完全に残留応力がとれているわけではない。

また、上記の従来技術２のＴロンジ鋼においても従来技術１と同様に、Ｈ形鋼圧延終了するまでの冷却や圧延終了後の冷却、放冷後の矯正機によってウェブの圧縮応力を除去しようとしているものである。しかし、本発明者らは次の問題点１，２があることが分かってきた。

（問題点１）：ユニバーサル圧延群の圧延機で圧延しながら冷却する際に、フランジ厚みが厚いもの、例としてフランジ厚み（ｔ２）が２５［ｍｍ］以上については、ユニバーサル圧延機内での冷却ではフランジとウェブの温度差をほぼ同じとなるまでに十分に冷却しきれない。
（問題点２）：Ｈ形鋼製造時でフランジ厚みが薄いもの、例としてフランジ厚みが２５［ｍｍ］未満ではウェブ高さＷとフランジ幅Ｂの比（Ｗ／Ｂ）が２．５を超えるあたりから、圧延後のフランジ冷却や放冷後に強圧下矯正を行っても十分に残留応力が除去できない。なお、Ｈ形鋼のウェブ高さ（Ｗ）、フランジ幅（Ｂ）、ウェブ厚み（ｔ１）及びフランジ厚み（ｔ２）は図１４に示されるとおりの部位の寸法を示すものである。

上記の問題点１では、ユニバーサル圧延群の圧延機で圧延しながら冷却する場合に、リバース型圧延の場合には圧延機の前後で冷却し、いったん冷却装置の外に圧延材を出さなければいけないため、冷却装置の全長を長くすることが難しく、厚みが厚いと冷却時間が必要なため圧延速度も低下させることが必要であるため、圧延能率を著しく阻害する。そのため、フランジ厚みが厚いと十分にフランジを冷却することができない。また、連続圧延によるタンデム型のユニバーサル圧延群でも、フランジ厚みが厚いと冷却装置を長くする必要があるため、圧延機毎に冷却装置を設置することが難しい等の問題があった。

また、上記の問題点２を図１及び図２によって説明を行う。図１はＨ７００×３００１２／２８（ウェブ高さ７００［ｍｍ］、フランジ幅３００［ｍｍ］、ウェブ厚み１２［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）のＨ形鋼で残留応力をなくすために、フランジを冷却した時のＨ形鋼のウェブの残留応力を示した図である。尚、図１及び図２の残留応力の測定にはコンタクトゲージ法を用いた。測定されているのはＨ形鋼のウェブ上表面での残留応力である。図１ではＷ／Ｂ（ウェブ高さ／フランジ幅）比が約２．３で、この場合には残留応力制御に成功しており、ほぼ残留応力がない状態である。図２はＨ７００×２００１２／２２（ウェブ高さ７００［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１２［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）のＨ形鋼でフランジを冷却した時のＨ形鋼ウェブの残留応力を示した図である。図２はＷ／Ｂ比が３．５で図１と比べてウェブ中央での圧縮の残留応力が低減されていないことが分かる。Ｈ７００×２００１２／２２では、これ以上フランジを冷却しても効果がなく、逆にフランジを冷却しすぎによる強冷却なウェブ波（フランジを強冷却しすぎたために冷却時のフランジの圧縮応力がその温度のウェブの挫屈限界応力を超えるために発生するウェブ波）が発生する。このように、特に薄肉ウェブ、薄肉フランジで、Ｗ／Ｂ比が大きいＨ形鋼ではウェブ中央の残留応力を低減することが困難であった。

上記の他にＴ形鋼製造上の問題点として、どの部位の残留応力をいくらにすれば山積みや搬送上問題がないか分からなかった。また、切断後に曲がりが発生してからでは、対応が不可能なため切断前に曲がり量を知る必要があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、Ｈ形鋼のウェブの残留応力を低減して、切断後の曲がりを少なくしたＴ形鋼の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るＴ形鋼の製造方法は、Ｈ形鋼の段階での残留応力低減方法として、フランジ厚みをｔ２、フランジ幅をＢ、ウェブ高さをＷとしたとき、
ｔ２＜２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ≦２．５の製品を製品サイズ１、
ｔ２≧２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ≦２．５の製品を製品サイズ２、
ｔ２＜２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ＞２．５の製品を製品サイズ３、
ｔ２≧２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ＞２．５の製品を製品サイズ４、
と区分し、
前記製品サイズ１の場合には、次の（２）及び（３）による制御方法の内、少なくとも１つの制御方法を用い、
前記製品サイズ２の場合には、次の（２）の制御方法を用い、
前記製品サイズ３の場合には、次の（１）及び（３）による制御方法の内、少なくとも１つの制御方法を用い、
前記製品サイズ４の場合には、次の（１）及び（２）の制御方法を用いる。
（１）圧延が終了するまでにフランジを冷却する方法、
（２）圧延後にフランジを冷却する方法、
（３）強圧下矯正機による方法
尚、ここでいう強圧下矯正機による方法とは、図１５及び図１６に示される矯正機の竪ロールのＨ形鋼フランジへの水平方向の荷重を１０ｔ以上、望ましくは２０ｔ以上与える方法である。なお、図１５及び図１６において、１５はＨ形鋼、１６は矯正用水平ロール、１７は矯正用竪ロールであり、１８は矯正用竪ロール１７のＨ形鋼フランジへの水平方向の荷重を示している。
また、本発明に係るＴ形鋼の製造方法において、ウェブを切断する際には、上記の残留応力低減方法を用いて、Ｈ形鋼での放冷後のウェブ中央の残留応力を±４［kgｆ／ｍｍ²］（引張又は圧縮）以内にして切断する。
また、本発明に係るＴ形鋼の製造方法において、Ｈ形鋼からウェブを切断してＴ形鋼を製造する際には、切断前に残留応力センサーによってウェブ残留応力を測定する。

本発明によれば、Ｈ形鋼の段階での残留応力低減方法として製品サイズによった処理方法を採用しているので、残留応力が効果的に低減しており、切断後の曲がりを少なくしたＴ形鋼の製造が可能になっている。特に、ウェブ中央残留応力を４［kgｆ／ｍｍ²］以下にすれば、後述の実施例から明らかなように、曲がりの少ないＴ形鋼の製造が可能となっており、切断後の山積みやローラー搬送が可能となっている。また、切断直前にウェブの残留応力を測定することにより切断後の曲がり量を判定することができる。

図３は代表的な形鋼製造ラインの構成例を示した図である。この製造ラインは、加熱炉１、ＢＤ（ブレークダウン）圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第１フランジ冷却装置４、第２ユニバーサル圧延群５、第２フランジ冷却装置６、仕上げ圧延機７、フランジ冷却装置８、製品切断装置９、形鋼矯正機１０及びウェブ切断装置１１から構成されており、ウェブ切断装置１１によりＨ形鋼のウェブ中央をその長さ方向に沿って切断することによりＴ型鋼を製造する。製品切断装置９と形鋼矯正機１０との間には冷却床１２が設けられており、製品切断装置９により切断されたＨ形鋼が冷却床１２に一旦送り出された後に、形鋼矯正機１０により矯正される。また、フランジ冷却装置８の出側にはＨ形鋼用温度温度計１３が設けられており、フランジ冷却装置８により冷却されたＨ形鋼の温度を計測する。更に、形鋼矯正機１０の出側にはＸ線回折法残留応力測定装置１４が設けられており、形鋼矯正機１０により矯正されたＨ形鋼の残留応力を計測する。

本実施形態においては、図３の製造ラインにおいて、
（１）圧延が終了するまでにフランジを冷却する方法、
（２）圧延後にフランジを冷却する方法、
（３）強圧下矯正機による方法
の内、これら（１）〜（３）の方法を製品サイズに応じて１つ以上用いるようにしたものである。この具体例を図４に基づいて説明する。

図４は製品サイズと残留応力制御方法との関係を示した図である。図４の例では製品区分として、フランジ厚みが２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ比が２．５をそれぞれ基準としている。
（製品区分の一例）
（ａ）製品サイズ１フランジが薄く、Ｗ／Ｂ比が小さい
（ｔ２＜２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ≦２．５）
（ｂ）製品サイズ２フランジが厚く、Ｗ／Ｂ比が小さい
（ｔ２≧２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ≦２．５）
（ｃ）製品サイズ３フランジが薄く、Ｗ／Ｂ比が大きい
（ｔ２＜２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ＞２．５）
（ｄ）製品サイズ４フランジが厚く、Ｗ／Ｂ比が大きい
（ｔ２≧２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ＞２．５）

製品サイズ１，２のＷ／Ｂ比が小さい場合には、仕上げ圧延後のフランジ冷却装置８によるフランジ冷却が最も効果があり、特にフランジを急冷却することによって、冷却による塑性歪がウェブに影響を与えウェブの残留応力を低減できる。製品サイズ３の場合には、仕上げ圧延後のフランジ冷却装置８によるフランジ冷却では、フランジ断面積が小さいため、フランジが急収縮することによる冷却の塑性歪がウェブ全体に影響を与えることができない。そのため、放冷後は図２のような残留応力となる。従って、この場合にはユニバーサル圧延群３，５の前後のフランジ冷却装置４，６によって圧延終了前までにフランジとウェブとが同じ温度になるようにフランジ冷却を行う。フランジが薄いため、圧延中の冷却でも十分に冷却することができる。製品サイズ４の場合には、フランジ断面積が大きいので仕上げ圧延後のフランジ冷却装置８でも効果があるが、完全に残留応力を除去できない場合があるので、ユニバーサル圧延群３，５の前後の冷却装置４、６も用いて圧延中にもフランジとウェブの温度差を縮めて、最後に仕上げ圧延後のフランジ冷却装置８でフランジ冷却を行う。

また、強圧下矯正機による残留応力低減は、フランジ薄い場合の製品サイズ１，３についても効果があることが分かった。サイズによっては矯正機だけでも残留応力を低減させることができる。

上記の製品サイズに対応した制御方法を纏めると次のとおりである。
（ａ）製品サイズ１の場合には、上記の（２）圧延後にフランジを冷却する方法及び（３）矯正機（強圧下矯正）による方法の内、少なくとも１つの制御方法を用いる。
（ｂ）製品サイズ２の場合には、上記の（２）圧延後にフランジを冷却する方法を用いる。
（ｃ）製品サイズ３の場合には、上記の（１）圧延が終了するまでにフランジを冷却する方法及び（３）矯正機（強圧下矯正）による方法の内、少なくとも１つの制御方法を用いる。
（ｄ）製品サイズ４の場合には、上記の（１）圧延が終了するまでにフランジを冷却する方法及び（２）圧延後にフランジを冷却する方法を用いる。

また、本実施形態においては、上記の残留応力低減方法を用いて、Ｈ形鋼での放冷後のウェブ中央の残留応力を４［kgｆ／ｍｍ²］以下にして、ウェブ切断装置１１によりウェブを切断してＴ形鋼を製造する。残留応力を４［kgｆ／ｍｍ²］以下にすると、切断後も山積みや搬送に問題がないことが分かった。現状の造船材として用いられるＴ形鋼の製品長は殆どが２４［ｍ］以下である。図５は２４［ｍ］でのウェブ中の残留応力と曲がりの関係を示した図である。図５の結果からウェブ中央の残留応力の調査すれば曲がり量が把握できることが分かった。従って、製品長２４［ｍ］でのローラー搬送可能な曲がり量を５０［ｍｍ／２４ｍ］以下とするべく、ウェブ中央残留応力を±４［kgｆ／ｍｍ²］（引張あるいは圧縮）以内としている。

また、本実施形態においては、Ｈ形鋼からウェブを切断してＴ形鋼を製造する際に、切断前に残留応力センサー（Ｘ線回折法残留応力測定装置１４）によってウェブの残留応力を計測することにより切断後の曲がりを予測するようにしている。切断直前にウェブの残留応力を測定することにより切断後の曲がり量を判定することができる。

本発明の実施例として、図３に示された形鋼製造ラインでＴ形鋼を製造した。また、ウェブ切断前にＸ線回折法残留応力測定装置によって残留応力を計測した。

実施例１．
本発明の実施例１として、Ｔ２５０×２００１２／２２（ウェブ高さ２５０［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１２［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ５００×２００１２／２２（ウェブ高さ５００［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１２［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ１に相当する。本実施例１では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延し、圧延終了後に、フランジ冷却装置８によってフランジを冷却し、復熱後のウェブ平均温度を約６２０℃、フランジ平均温度を約６００℃で仕上げ、製品切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０で通常矯正（竪ロールは荷重５ｔ未満）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図６に示す。ウェブ中央の残留応力は１．２［kgｆ／ｍｍ²］（引張残留応力）であった。ウェブ切断後の全長曲がり量は１１［ｍｍ／２４ｍ］（内曲がり）で、山積み、ローラー搬送とも可能であった。

実施例２．
本発明の実施例２として、Ｔ２５０×２００１１／１７（ウェブ高さ２５０［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１１［ｍｍ］、フランジ厚み１７［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ５００×２００１１／１７（ウェブ高さ６００［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１１［ｍｍ］、フランジ厚み１７［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ１に相当する。本実施例１では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延し、フランジ冷却は行わなかった。圧延終了後の温度は、ウェブ平均温度が約６１０℃、フランジ平均温度を約７００℃で仕上げ、製品切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０により強圧下矯正（竪ロールは荷重４０ｔ）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図７に示す。ウェブ中央の残留応力は３．８［kgｆ／ｍｍ²］（圧縮残留応力）であった。ウェブ切断後の全長曲がり量は４５［ｍｍ／２４ｍ］（外曲がり）で、山積み、ローラー搬送とも可能であった。なお、フランジ厚み（ｔ２）がｔ２≦２０（ｍｍ）の場合には、この実施例２のように強圧下矯正だけも圧縮残留応力の低減を可能にすることが確認できている。

実施例３．
本発明の実施例３として、Ｔ３５０×３００１４／２８（ウェブ高さ３５０［ｍｍ］、フランジ幅３００［ｍｍ］、ウェブ厚み１４［ｍｍ］、フランジ厚み２８［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ７００×３００１４／２８（ウェブ高さ７００［ｍｍ］、フランジ幅３００［ｍｍ］、ウェブ厚み１４［ｍｍ］、フランジ厚み２８［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ２に相当する。本実施例３では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延し、圧延終了後、フランジ冷却装置８によってフランジを冷却し、復熱後のウェブ平均温度を約６４０℃、フランジ平均温度を約６１０℃で仕上げ、製品切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０により通常矯正（竪ロールは荷重５ｔ未満）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図８に示す。ウェブ中央の残留応力は０．８［kgｆ／ｍｍ²］（引張残留応力）であった。ウェブ切断後の全長曲がり量は−５［ｍｍ／２４ｍ］（内曲がり）で、山積み、搬送とも可能であった。

実施例４．
本発明の実施例４として、Ｔ３５０×２００１２／２２（ウェブ高さ３５０［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１２［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ７００×２００１２／２２（ウェブ高さ７００［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１２［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ３に相当する。本実施例４では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延をおこなった。ユニバーサル圧延群３，５で圧延中、第１フランジ冷却装置４及び第２フランジ冷却装置６で冷却を行った。圧延終了後のウェブ平均温度は約６５０℃、フランジ平均温度を約６６０℃で仕上げ、製品切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０により通常矯正（竪ロールは荷重５ｔ未満）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図９に示す。ウェブ中央の残留応力は−２．９［kgｆ／ｍｍ²］（圧縮残留応力）であった。ウェブ切断後の全長曲がり量は４１［ｍｍ／２４ｍ］（外曲がり）で、山積み、搬送とも可能であった。

実施例５．
本発明の実施例５として、Ｔ４５０×２００１４／２８（ウェブ高さ４５０［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１４［ｍｍ］、フランジ厚み２８［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ９００×２００１４／２８（ウェブ高さ９００［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み１４［ｍｍ］、フランジ厚み２８［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ４に相当する。本実施例５では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延をおこなった。ユニバーサル圧延群３，５で圧延中、第１フランジ冷却装置４及び第２フランジ冷却装置６で冷却を行い、圧延終了後、フランジ冷却装置８によってフランジ冷却を行った。復熱終了後のウェブ平均温度は約６６０℃、フランジ平均温度を約６４０℃で、製品を切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０により通常矯正（竪ロールは荷重５ｔ未満）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図１０に示す。ウェブ中央の残留応力は−３．３［kgｆ／ｍｍ²］（圧縮残留応力）以下であった。ウェブ切断後の全長曲がり量は４４［ｍｍ／２４ｍ］（外曲がり）で、山積み、搬送とも可能であった。

比較例１．
比較例１として、Ｔ３５０×３００１４／２８（ウェブ高さ３５０［ｍｍ］、フランジ幅３００［ｍｍ］、ウェブ厚み１４［ｍｍ］、フランジ厚み２８［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ７００×３００１４／２８（ウェブ高さ７００［ｍｍ］、フランジ幅３００［ｍｍ］、ウェブ厚み１４［ｍｍ］、フランジ厚み２８［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ２に相当する。本比較例１では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延し、ユニバーサル圧延群３，５で圧延中、第１フランジ冷却装置４及び第２フランジ冷却装置６で冷却を行った。圧延終了後のウェブ平均温度を約６４０℃、フランジ平均温度を約７２０で、製品切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０で通常矯正（竪ロールは荷重５ｔ未満）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した（フランジ冷却装置８による冷却及び形鋼矯正機１０による強圧下矯正の両方を行っていない。）。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図１１に示す。ウェブ中央の残留応力は−２２．１［kgｆ／ｍｍ²］（圧縮残留応力）あった。ウェブ切断後の全長曲がり量は３１０［ｍｍ／２４ｍ］（外曲がり）で、曲がりが大きいために山積み、搬送が不可能であった。

比較例２．
比較例２として、Ｔ３５０×２００９／２２（ウェブ高さ３５０［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み９［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）のＴ形鋼を製造した。圧延Ｈ形鋼はＨ７００×２００９／２２（ウェブ高さ７００［ｍｍ］、フランジ幅２００［ｍｍ］、ウェブ厚み９［ｍｍ］、フランジ厚み２２［ｍｍ］）で、図４の製品サイズ３に相当する。本比較例２では加熱炉１より加熱した形鋼素材を、ＢＤ圧延機２、第１ユニバーサル圧延群３、第２ユニバーサル圧延群５、仕上げ圧延機７によって圧延をおこなった。圧延終了後、フランジ冷却装置８によってフランジ冷却を行った。冷却復熱後のウェブ平均温度は約６５０℃、フランジ平均温度を約６４０℃で仕上げ、製品切断装置９によってクロップを除き２４［ｍ］毎に切断し、放冷後、形鋼矯正機１０で通常矯正（竪ロールは荷重５ｔ未満）を行い、ウェブ切断装置１１で切断した（第１及び第２フランジ冷却装置４，６による冷却及び形鋼矯正機１０による強圧下矯正の両方を行っていない。）。同ロットでのウェブ表裏面での残留応力の結果を図１２に示す。ウェブ中央の残留応力は−２８［kgｆ／ｍｍ²］（圧縮残留応力）あった。ウェブ切断後の全長曲がり量は３５２［ｍｍ／２４ｍ］（外曲がり）で、曲がりが大きいために山積み、搬送が不可能であった。

図１３は上記の実施例１〜５及び比較例１，２の制御方法及び計測結果を纏めたものである。ウェブ中央の残留応力及びウェブ切断後の全長曲がり量についてみると、実施例１〜５が比較例１，２に対して格段に優れた特性を示しており、本発明の優位性を確認することができる。

Ｈ７００×３００１２／２８のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である。Ｈ７００×２００１２／２２のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である。形鋼製造ラインを説明するライン図である。各サイズのＨ形鋼とその残留応力制御方法の説明図である。ウェブ中央の残留応力とウェブ切断後の曲がり量の関係を示すグラフである。Ｈ５００×２００１２／２２のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である（実施例１）。Ｈ５００×２００１１／１７のサイズで強圧下矯正を行ったときのウェブの残留応力分布である（実施例２）。Ｈ７００×３００１４／２８のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である（実施例３）。Ｈ７００×２００１２／２２のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である（実施例４）。Ｈ９００×２００１４／２８のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である（実施例５）。Ｈ７００×３００１４／２８のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である（比較例１）。Ｈ７００×２００９／２２のサイズでフランジ冷却を行ったときのウェブの残留応力分布である（比較例２）。実施例１〜５及び比較例１，２の制御方法及び計測結果を纏めたものである。Ｈ形鋼の各寸法の説明図である。矯正機の側面説明図である。矯正機の正面説明図である。

符号の説明

１加熱炉、２ＢＤ（ブレイクダウン）圧延機、３第１ユニバーサル圧延群、
４第１フランジ冷却装置、５第２ユニバーサル圧延群、６第２フランジ冷却装置、７仕上げ圧延機、８フランジ冷却装置、９製品切断装置、１０形鋼矯正機、
１１ウェブ切断装置、１２冷却床、１３Ｈ形鋼用温度計、１４Ｘ線回析法残留応力測定装置、１５Ｈ形鋼、１６矯正用水平ロール、１７矯正用竪ロール１８矯正用竪ロールのＨ形鋼フランジへの水平方向の荷重。

Claims

Ｈ形鋼の段階での残留応力低減方法として、フランジ厚みをｔ２、フランジ幅をＢ、ウェブ高さをＷとしたとき、
ｔ２＜２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ≦２．５の製品を製品サイズ１、
ｔ２≧２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ≦２．５の製品を製品サイズ２、
ｔ２＜２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ＞２．５の製品を製品サイズ３、
ｔ２≧２５［ｍｍ］、Ｗ／Ｂ＞２．５の製品を製品サイズ４、
と区分し、
前記製品サイズ１の場合には、次の（２）及び（３）による制御方法の内、少なくとも１つの制御方法を用い、
前記製品サイズ２の場合には、次の（２）の制御方法を用い、
前記製品サイズ３の場合には、次の（１）及び（３）による制御方法の内、少なくとも１つの制御方法を用い、
前記製品サイズ４の場合には、次の（１）及び（２）の制御方法を用いることを特徴ととするＴ形鋼の製造方法。
（１）圧延が終了するまでにフランジを冷却する方法。
（２）圧延後にフランジを冷却する方法。
（３）強圧下矯正機による方法。
Ｈ形鋼での放冷後のウェブ中央の残留応力を±４［kgｆ／ｍｍ²］以内にしてウェブを切断することを特徴とする請求項１記載のＴ形鋼の製造方法。
Ｈ形鋼からウェブを切断してＴ形鋼を製造する際に、切断前に残留応力センサーによってウェブ残留応力を測定することを特徴とする請求項１又は２記載のＴ形鋼の製造方法。