JP4835217B2

JP4835217B2 - Ｔ形鋼の圧延方法

Info

Publication number: JP4835217B2
Application number: JP2006074118A
Authority: JP
Inventors: 由紀雄高嶋
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007245216A

Description

本発明は、Ｔ形鋼の圧延方法に係り、ウェブ高さの調整が容易でウェブ先端形状の良好なＴ形鋼の圧延方法に関する。

Ｔ形鋼は、図１に示すとおり、ウェブ１１とフランジ１２を熱間圧延工程で一体に成形した形鋼で、造船や橋梁等の分野で広く使用されている。その用途や使用条件、使用箇所等によって様々な断面寸法のＴ形鋼製品が必要とされている。様々な断面寸法のＴ形鋼を製造可能なＴ形鋼の圧延設備としては、ユニバーサル圧延機を中間圧延工程と仕上圧延工程の両工程に配置した熱間圧延設備が知られている。

例えば、図６（ａ）に示すＴ形鋼の圧延設備がある。このＴ形鋼の圧延設備は、加熱炉を出た素材鋼片を往復圧延して断面略Ｔ形に粗成形する粗造形圧延機１と、粗圧延工程でほぼＴ形形状に粗成形したＴ形鋼片を、中間圧延工程と仕上圧延工程でＴ形に成形するためのユニバーサル圧延機２、４と、ユニバーサル圧延機２の下流に近設されたエッジャ圧延機３とからなる。粗造形圧延機１は、孔型を有する水平ロールが装備された二重式圧延機である。

ここで、図６（ｂ）には、図６（ａ）に示した熱間圧延設備をパスライン上方から見た時の中間圧延工程での圧延姿勢を示した。また、図７には、上記したＴ形鋼の圧延設備におけるＴ形鋼の熱間圧延工程のフローを示した。
この中間圧延工程ではユニバーサル圧延機２を用い、水平ロール２１でＴ形鋼片のウェブを厚み方向に圧下するとともに、竪ロール２２と水平ロール２１の間でＴ形鋼片のフランジを厚み方向に圧下する。フランジの厚みを圧下しない方の竪ロール２３は、竪ロール２２から水平ロールの軸方向に働くスラスト力を抑えるために、水平ロール２１の側面に押し付けた状態で配置されている。また、ユニバーサル圧延機２の下流に近設されたエッジャ圧延機３では、Ｔ形鋼片のフランジ先端を圧下してフランジ幅を調整している。

中間圧延工程の後の仕上圧延工程では、ユニバーサル圧延機４によってフランジが水平ロール４１と竪ロール４２の間で垂直に成形され、Ｔ形鋼の熱間圧延が終了する。
すなわち、中間圧延工程ではＴ形鋼片を往復圧延するに際し、ユニバーサル圧延機２によってウェブ厚を調整しかつフランジ厚を調整するようにしている。また、ユニバーサル圧延機２に近設されたエッジャ圧延機３によってフランジ先端を圧下し、フランジ幅を調整している。しかし、ウェブ先端ＷＴは、ウェブ高さ方向にロールで圧下されず、熱間圧延を終了している。

また、中間圧延工程と仕上圧延工程の両工程にてユニバーサル圧延機を用い、Ｔ形鋼を効率よく製造するための方法が特許文献１に開示されている。この特許文献１に記載の圧延方法は、ユニバーサル圧延機を用いてＴ形鋼片を圧延するに当たり、ユニバーサル圧延機の水平ロールと竪ロールの開度を調整している。

しかしながら、特許文献１に記載のＴ形鋼の圧延方法では、中間圧延工程と仕上圧延工程の両工程にてユニバーサル圧延機を用い、ユニバーサル圧延機によってウェブ厚を調整しかつフランジ厚を調整しているが、ウェブ先端ＷＴを、ウェブ高さ方向にロールで圧下せず、熱間圧延を終了している。このため、ウェブ高さが必ずしも目標寸法通りにならない場合が多く、また製品の長手方向断面で見てウェブ先端が円弧状となってしまい、製品として好ましくない。

そこで、熱間圧延の後でガス切断やスリッター等でウェブの先端部を切断し、製品として出荷される場合がある。このように、熱間圧延の後で切断工程を経て製品とすると、Ｔ形鋼の製造コストの増加や納期遅れにつながる。
また、ユニバーサル圧延機を用い、Ｔ形鋼片を圧延するに際して、その水平ロールに切断部を設けて、仕上圧延工程でウェブの先端部を切断成形する方法も記載されているが、この方法では、切断部にダレや丸みが生じるため、ウェブ先端の形状が悪化して、断面形状が良い製品を得ることが困難である。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、熱間圧延によって、ウェブ高さ寸法を目標通りとし、ウェブ先端を良好な形状に成形するＴ形鋼の圧延方法を提供することを目的とする。

本発明は、Ｔ形鋼の熱間圧延における粗圧延工程でＴ形形状に粗成形したＴ形鋼片を、中間圧延工程および仕上圧延工程でユニバーサル圧延機を用い、Ｔ形に成形するＴ形鋼の圧延方法において、上記中間圧延工程でＴ型鋼片を往復圧延するに際し、ユニバーサル圧延機に近設されたエッジャ圧延機を小径部と大径部をもつ水平ロールとフランジ側およびフランジ側と反対に装着された竪ロールとを有するユニバーサル形式とし、該エッジャ圧延機の前記水平ロールの小径部でフランジ先端を圧下してフランジ幅を調整するとともに、ウェブと前記水平ロールの大径部との間に隙間を設けた状態として、エッジャ圧延機のフランジ側と反対に装着された竪ロールでウェブ先端を圧下してウェブ高さを調整することを特徴とするＴ形鋼の圧延方法である。

本発明に係るＴ形鋼の圧延方法によれば、熱間圧延で成形したままで、ウェブ高さの寸法が目標どおりになるとともに、ウェブ先端の形状が良好となるので、熱間圧延の後にウェブの先端部を切断する必要がない。その結果、Ｔ形鋼の製造コストの増加や納期遅れを防止できる。

本発明に用いるＴ形鋼圧延設備の一例を図２に示す。本発明のＴ形鋼の圧延方法に用いる熱間圧延設備は、図６に示したＴ形鋼圧延設備において、ユニバーサル圧延機２の下流に近設されたエッジャ圧延機３をユニバーサル形式の圧延機としている。
すなわち、本発明のＴ形鋼の圧延方法において、中間圧延工程で使用するユニバーサル形式のエッジャ圧延機３０には、図２に示すように、水平ロール３１と、竪ロール３２、３３が装備されている。

それ以外の粗造形圧延機１、中間圧延工程に用いるユニバーサル圧延機２、仕上圧延工程に用いるユニバーサル圧延機４の圧延設備は、図６に示した従来のＴ形鋼圧延設備と同様であり、その機能も同様である。
加熱炉を出た素材鋼片は、粗圧延工程において、孔型を有する水平ロールが装備された二重式圧延機である粗造形圧延機１によって往復圧延され、断面形状が略Ｔ形のＴ形鋼片に成形される。続いてＴ形鋼片は中間圧延工程に送られ、中間圧延工程でＴ形鋼片を往復圧延するに際しては、図３に示すように、ユニバーサル圧延機２によってウェブ厚を調整しかつフランジ厚を調整する。

その際、本発明のＴ形鋼の圧延方法は、中間圧延工程でＴ型鋼片を往復圧延するに際し、図４に示すように、ユニバーサル式のエッジャ圧延機３０を用い、水平ロール３１でフランジ先端を圧下してフランジ幅を調整するとともに、フランジ側と反対の竪ロール３３でウェブ先端ＷＴを圧下してウェブ高さを調整するようにしたことが特徴である。
その後、仕上圧延工程では、図５に示すように、ユニバーサル圧延機４によってフランジが水平ロール４１と竪ロール４２の間で垂直に成形され、Ｔ形鋼の熱間圧延が終了する。

従来のＴ形鋼の圧延設備には、ユニバーサル圧延機２の下流に近設されたエッジャ圧延機に、竪ロール３２、３３が装着されておらず、中間圧延工程でウェブ先端ＷＴを圧下してウェブ高さを調整することができなかったのである。
本発明のＴ形鋼の圧延方法において、中間圧延工程で、ユニバーサル式のエッジャ圧延機３０を用いる理由は次のとおりである。フランジ側と反対の竪ロール３３が装着されていない場合には、熱間圧延において、ウェブ先端ＷＴを圧下してその成形を行うことができず、製品の長手方向断面で見てウェブ先端が円弧状となってしまい、製品として好ましくない。一方、フランジ側の竪ロール３２が装着されていない場合には、ウェブ先端ＷＴの成形を行う際、被圧延材が竪ロール３２が装着されていない方向にずれてしまい、目標とするウェブ高さの圧下量が取れなくなることが発生する。また、水平ロール３１を上下に装着しているのは、Ｔ形鋼片を往復圧延するに際し、フランジ先端を圧下してフランジ幅を調整するためである。

このため、本発明のＴ形鋼の圧延方法においては、中間圧延工程で、水平ロール３１に加えて竪ロール３２、３３を装備したユニバーサル式のエッジャ圧延機３０を用い、Ｔ形鋼片を往復圧延する。往復圧延する理由は、製品の長手方向断面形状を良好とするためである。
なお、中間圧延工程でエッジャ圧延機３０を用い、水平ロール３１でＴ形鋼片のフランジ先端を圧下してフランジ幅を調整するに当たり、図４（ｂ）にその詳細を示すように、水平ロール３１の小径部３１ｃでフランジ先端のみを圧下し、ウェブ１１は圧下しないようにウェブ１１と大径部３１ｂとの間に若干の隙間Ｇを設けた状態を好適とする。また、中間圧延工程でＴ形鋼片を往復圧延するに際しては、図３および図４（ｂ）に示したように、フランジに５〜１０°程度の傾斜をつけることが望ましい。

このようにして中間圧延工程でＴ形鋼片を往復圧延し、ウェブ厚、フランジ厚、ウェブ高さ、フランジ幅が目標寸法となるように調整され、かつウェブ先端ＷＴを成形した後に、仕上圧延工程でユニバーサル圧延機４によってフランジを垂直に成形し、熱間圧延が終了する。したがって、本発明のＴ形鋼の圧延方法によれば、所望の断面形状をもつＴ形鋼の製品が得られる。

以上の説明では、中間圧延工程で、ユニバーサル圧延機とそれに近接配置されたユニバーサル形式のエッジャ圧延機をそれぞれ１基とした圧延設備を用い、Ｔ形鋼片を往復圧延するとしたが、必要に応じて圧延機の数を増やすことも可能である。例えば、ユニバーサル圧延機を２基とし、２基のユニバーサル圧延機の間にユニバーサル形式のエッジャ圧延機を１基配置した構成の圧延設備を用いれば、より少ないパス数で所望の断面寸法まで圧延することができ、圧延能率を向上させることが可能となる。

図２に示すＴ形鋼圧延設備を用い、本発明のＴ形鋼の圧延方法によりウェブ高さ３００ｍｍ、フランジ幅１００ｍｍ、ウェブ厚９ｍｍ、フランジ厚１６ｍｍのＴ形鋼を製造した。素材として厚さ２５０ｍｍ、幅３１０ｍｍの長方形断面を有するブルームを使用した。このブルームを孔型ロールを組み込んだ二重式圧延機によって往復圧延し、粗圧延工程で略Ｔ形断面形状のＴ形鋼片を成形した。Ｔ形鋼片のウェブ厚は４０ｍｍ、フランジ厚は７５ｍｍであり、続いて中間圧延工程でユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機を用い、１１パスの往復圧延を行った。その際、中間圧延工程でユニバーサル圧延機を用い、ウェブとフランジの厚みを調整し、ユニバーサル形式のエッジャ圧延機を用い、水平ロールでフランジ先端を圧下してフランジ幅を調整するとともに、竪ロールでウェブ先端を圧下してウェブ高さを調整するようにした。最後に、仕上圧延工程で、水平ロールと竪ロールを有するユニバーサル圧延機でフランジを垂直に成形し、目標通りの断面を有するＴ形鋼を得ることができた。

これに対して、中間圧延工程でエッジャ圧延機の水平ロールでフランジ端部のみを圧下し、エッジャ圧延機の竪ロールでウェブ先端を圧下できなかった従来のＴ形鋼圧延設備（図６参照）においては、熱間圧延が終了した後のウェブ高さが目標の３００ｍｍよりも大きく、３０６ｍｍ程度となっていた。このため、場合によっては寸法外れとなり、これを製品として出荷するに際し、熱間圧延の後工程で、ウェブの先端部を切断していたから、時間と費用がかかっていた。

本発明が対象とするＴ形鋼の断面図である。本発明を適用したＴ形鋼圧延設備の配置図である。本発明に係る圧延方法のうちユニバーサル圧延機での状況を示す正面図である。本発明に係る圧延方法のうちエッジャ圧延機での状況を示す図である。本発明に係る圧延方法のうち仕上圧延工程での状況を示す図である。（ａ）は、本発明を適用する前のＴ形鋼圧延設備の配置図であり、（ｂ）は、中間圧延工程での圧延姿勢を示す上面図である。Ｔ形鋼の熱間圧延工程のフロー図である。

符号の説明

ＷＴウェブ先端
11 ウェブ
12 フランジ
１粗造形圧延機
２ユニバーサル圧延機
３エッジャ圧延機
４ユニバーサル圧延機
21 水平ロール
22 フランジ側の竪ロール
23 フランジと反対側の竪ロール
31 水平ロール
32 フランジ側の竪ロール
33 フランジと反対側の竪ロール
41 水平ロール
42 フランジ側の竪ロール
43 フランジと反対側の竪ロール

Claims

Ｔ形鋼の熱間圧延における粗圧延工程でＴ形形状に粗成形したＴ形鋼片を、中間圧延工程および仕上圧延工程でユニバーサル圧延機を用い、Ｔ形に成形するＴ形鋼の圧延方法において、
上記中間圧延工程でＴ型鋼片を往復圧延するに際し、ユニバーサル圧延機に近設されたエッジャ圧延機を小径部と大径部をもつ水平ロールとフランジ側およびフランジ側と反対に装着された竪ロールとを有するユニバーサル形式とし、該エッジャ圧延機の前記水平ロールの小径部でフランジ先端を圧下してフランジ幅を調整するとともに、ウェブと前記水平ロールの大径部との間に隙間を設けた状態として、エッジャ圧延機のフランジ側と反対に装着された竪ロールでウェブ先端を圧下してウェブ高さを調整することを特徴とするＴ形鋼の圧延方法。