JP5884468B2 - Ｔ形鋼の製造方法とｔ形鋼圧延用ユニバーサル圧延機およびｔ形鋼製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、造船や橋梁等の分野で広く使用されるＴ形鋼の製造方法とＴ形鋼圧延用ユニバーサル圧延機、さらに、Ｔ形鋼製造設備に関する。

造船や橋梁等の分野で使用されるＴ形鋼は、図５に示されるように、ウェブ１１と、このウェブ１１の一方の側端部に形成されたフランジ１２とからなる断面Ｔ字状の形鋼である。このようなＴ形鋼の寸法は、通常、ウェブ高さＨｗが２００〜１０００ｍｍ程度、ウェブ厚Ｔｗが８〜２５ｍｍ程度、フランジ幅Ｗｆが８０〜３００ｍｍ程度、フランジ厚Ｔｆが１２〜４０ｍｍ程度であり、造船用として用いられるＴ形鋼のウェブ高さＨｗはフランジ幅Ｔｆの２倍以上であることが多い。

また、ウェブ高さＨｗとフランジ幅Ｗｆがほぼ同じであっても、ウェブ厚Ｔｗとフランジ厚Ｔｆが異なるものもある。例えば、ウェブ高さＨｗからフランジ厚Ｔｆを差し引いたウェブ内法寸法をＡｉ、内法寸法Ａｉにフランジ厚Ｔｆを加えたウェブ外法寸法（図５のウェブ高さと同じ）をＡｏとすると、図１２（ａ）に示すように、ウェブ内法寸法Ａｉが一定（以下、ウェブ内法一定という）であってもフランジ厚がＴｆ１＜Ｔｆ２＜Ｔｆ３、ウェブ外法寸法がＡｏ１＜Ａｏ２＜Ａｏ３と異なるＴ形鋼や、図１２（ｂ）に示すように、ウェブ外法寸法Ａｏが一定（以下、ウェブ外法一定という）であってもフランジ厚がＴｆ１＜Ｔｆ２＜Ｔｆ３、ウェブ内法寸法がＡｉ１＞Ａｉ２＞Ａｉ３と異なるＴ形鋼が必要とされる強度に応じて選択される。

このようなサイズの異なるＴ形鋼を長さ方向に接続すると、ウェブ内法一定の場合はフランジの内面（ウェブ側の面）が同じ高さになり、フランジの外面に段差が生じる。逆にウェブ外法一定の場合には、フランジの外面が同じ高さになり、フランジの内面に段差が生じる。どちらを使用するかは、用途や使用部位に応じて施工性の観点から選択される。
また、Ｔ形鋼はウェブとフランジとを溶接して製造されることが一般的であるが、圧延にてＴ形鋼を一体成形する技術も提案されている。例えば、ウェブ厚、フランジ厚、ウェブ高さおよびフランジ幅が様々な寸法のＴ形鋼を効率よく製造するため、ユニバーサル圧延機を中間圧延工程に２基、仕上圧延工程に１基配置した熱間圧延設備を用いてＴ形鋼を製造する技術が特許文献１に記載されている。

Ｔ形鋼を圧延にて製造する場合には、図６に示すように、加熱炉（図示せず）から搬出された素材鋼片をＴ字形断面に粗造形圧延して断面が略Ｔ字形状のＴ形鋼片を得る粗造形圧延機１と、この粗造形圧延機１で得られたＴ形鋼片のウェブとフランジを圧延する第１の粗ユニバーサル圧延機２と、この第１の粗ユニバーサル圧延機２で圧延されたＴ形鋼片のフランジ端面を圧延するエッジャー圧延機３と、このエッジャー圧延機３の出側に配置された第２の粗ユニバーサル圧延機４と、この第２の粗ユニバーサル圧延機４で圧延されたＴ形鋼片のウェブとフランジを製品寸法に仕上げる仕上ユニバーサル圧延機５とを備えた熱間圧延設備が用いられる。

第１の粗ユニバーサル圧延機２は、図７に示されるように、水平な軸回りに回転する上下一対の水平ロール２１ａ，２１ｂを有し、これらの水平ロール２１ａ，２１ｂでＴ形鋼片６のウェブを粗圧延するように構成されている。また、第１の粗ユニバーサル圧延機２は鉛直な軸回りに回転する左右一対の竪ロール２２ａ，２２ｂを水平ロール２１ａ，２１ｂの両側に有し、これらの竪ロール２２ａ，２２ｂのうち一方の竪ロール、例えば竪ロール２２ａと水平ロール２１ａ，２１ｂとの間でＴ形鋼片６のフランジを粗圧延するように構成されている。
エッジャー圧延機３は、図８に示されるように、水平な軸回りに回転する上下一対のエッジャーロール３１ａ，３１ｂを有し、これらエッジャーロール３１ａ，３１ｂの一方の端部間に形成された孔型３２でＴ形鋼片６のフランジを所定のフランジ幅に成形するように構成されている。

第２の粗ユニバーサル圧延機４は、図９に示すように、水平な軸回りに回転する上下一対の水平ロール４１ａ，４１ｂを有し、これらの水平ロール４１ａ，４１ｂでＴ形鋼片６のウェブを粗圧延するように構成されている。また、第２の粗ユニバーサル圧延機４は鉛直な軸回りに回転する左右一対の竪ロール４２ａ，４２ｂを水平ロール４１ａ，４１ｂの両側に有し、これら竪ロール４２ａ，４２ｂのうち一方の竪ロール、例えば竪ロール４２ａと水平ロール４１ａ，４１ｂとの間でＴ形鋼片６のフランジを粗圧延するように構成されている。

仕上ユニバーサル圧延機５は、図１０に示すように、水平な軸回りに回転する上下一対の水平ロール５１ａ，５１ｂを有し、これら水平ロール５１ａ，５１ｂでＴ形鋼片６のウェブを仕上圧延するように構成されている。また、仕上ユニバーサル圧延機５は鉛直な軸回りに回転する左右一対の竪ロール５２ａ，５２ｂを水平ロール５１ａ，５１ｂの両側に有し、これらの竪ロール５２ａ，５２ｂのうち一方の竪ロール、例えば竪ロール５２ａと水平ロール５１ａ，５１ｂとの間でＴ形鋼片６のフランジを仕上圧延するように構成されている。

第１の粗ユニバーサル圧延機２では、水平ロール２１ａ，２１ｂのロール幅がＴ形鋼片６のウェブ内法寸法Ａｉより大きいため、竪ロール２２ａから水平ロール２１ａ，２１ｂに作用するスラスト力によって水平ロール２１ａ，２１ｂが軸方向に移動することを竪ロール２２ｂによって抑えることができる。
しかし、第２の粗ユニバーサル圧延機４では、水平ロール４１ａ，４１ｂのロール幅がＴ形鋼片６のウェブ内法寸法Ａｉより小さいため、竪ロール４２ａから水平ロール４１ａ，４１ｂに作用するスラスト力によって水平ロール４１ａ，４１ｂが軸方向に移動することを竪ロール２２ｂによって抑えることができない。そこで、図１１に示すような溝部４３を竪ロール４２ｂの周面中央部に設ければ水平ロール４１ａ，４１ｂが軸方向に移動することを抑えることが可能となるが、次のような問題が生じる。

すなわち、竪ロール４２ｂの周面中央部に溝部４３を設けた場合には、水平ロール４１ａ，４１ｂの軸方向移動を抑えるために、水平ロール４１ａ，４１ｂの一方の端面を竪ロール４２ｂの周面部に接触させた状態でＴ形鋼片６を粗圧延する必要がある。このため、圧延後のウェブ内法が一定寸法となり、フランジ厚を変えるとウェブ高さも変化してしまうため、ウェブ外法Ａｏが一定でウェブ内法Ａｉが異なる複数サイズのＴ形鋼を製造することができないという問題があった。

また、ウェブ外法Ａｏが一定でウェブ内法Ａｉが例えば５０ｍｍごとに異なる複数サイズのＴ形鋼を製造するためには、ロール幅の異なる複数サイズの水平ロール４１ａ，４１ｂを用意しておき、製造しようとするＴ形鋼のウェブ内法に応じて水平ロール４１ａ，４１ｂを交換しなければならないという問題があった。

特許第４４５３７７１号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ウェブ外法が一定でウェブ内法が異なる複数サイズのＴ形鋼をロール幅の異なる複数の水平ロールを用意したりウェブ内法が異なる度にロール交換を要したりすることなく製造することのできるＴ形鋼の製造方法とＴ形鋼圧延用ユニバーサル圧延機、さらにはＴ形鋼製造設備を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、粗造形圧延機によりＴ形断面に造形されたＴ形鋼片のウェブとフランジを粗ユニバーサル圧延機により圧延して製造されるＴ形鋼の製造方法であって、前記粗ユニバーサル圧延機として、前記ウェブを圧下する上下一対の水平ロールと、該水平ロールの両側に配置された左右一対の竪ロールとを有し、かつ前記水平ロールがロール軸と、該ロール軸に固定された固定ロールと、前記ロール軸の軸方向に移動可能な可動ロールとからなるものを用い、前記可動ロールが前記Ｔ形鋼片のウェブ先端側に位置するように前記可動ロールを前記ロール軸の軸方向に動かして前記可動ロールの位置を調整し、次いで前記竪ロールの一方が前記可動ロールと接触するように前記竪ロールの間隔を前記Ｔ形鋼片のウェブ高さに合わせて調整した後、前記Ｔ形鋼片のウェブとフランジを前記粗ユニバーサル圧延機により圧延するものであり、前記水平ロールとして、前記可動ロールの外径が前記固定ロールの外径より小さい水平ロールを用いて、前記Ｔ形鋼片を前記粗ユニバーサル圧延機により圧延することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のＴ形鋼の製造方法において、前記固定ロールとして、前記可動ロールと対向する側の端面に前記可動ロールの外径より大きい直径で円形状に形成された凹部を有する固定ロールを用いて、前記Ｔ形鋼片を前記粗ユニバーサル圧延機により圧延することを特徴とする。

請求項３の発明に係るＴ形鋼圧延用ユニバーサル圧延機は、ウェブを圧下する上下一対の水平ロールと、該水平ロールの両側に配置された左右一対の竪ロールとを有し、前記水平ロールがロール軸と、該ロール軸に固定された固定ロールと、前記ロール軸の軸方向に移動可能な可動ロールとからなり、前記固定ロール側の竪ロールは外周面が山形形状をなし、前記可動ロール側の竪ロールは外周面が平坦な形状をなし、前記可動ロールの外径が前記固定ロールの外径より小さいことを特徴とする。

請求項４の発明は、Ｔ形鋼素材をＴ形断面に粗造形する粗造形圧延機と、該粗造形圧延機によりＴ形断面に粗造形されたＴ形鋼素材のウェブとフランジを粗圧延する粗ユニバーサル圧延機と、該粗ユニバーサル圧延機により粗圧延されたＴ形鋼素材のウェブとフランジを仕上圧延する仕上ユニバーサル圧延機と、該仕上ユニバーサル圧延機と前記粗ユニバーサル圧延機との間に配置されたエッジャー圧延機とを備えたＴ形鋼製造設備であって、前記粗ユニバーサル圧延機の水平ロールがロール軸と、該ロール軸に固定された固定ロールと、前記ロール軸の軸方向に移動可能な可動ロールとを有してなり、前記可動ロールの外径が前記固定ロールの外径より小さいことを特徴とする。

本発明によれば、左右一対の竪ロールのうちＴ形鋼片のウェブ先端側に位置する竪ロールの周面中央部に溝部を形成しなくてもＴ形鋼片のフランジ側に位置する竪ロールから水平ロールに作用するスラスト力によって水平ロールが軸方向に移動するのを抑制することが可能となるので、ウェブ外法が一定でウェブ内法が異なる複数サイズのＴ形鋼をロール幅の異なる複数の水平ロールを用意したりウェブ内法が異なる度にロール交換を要したりすることなく製造することができる。

本発明を実施するときに用いられる粗ユニバーサル圧延機の一例を示す図である。 図１に示される水平ロールの詳細構造を示す図である。 本発明を実施するときに用いられる粗ユニバーサル圧延機の他の例を示す図である。 図３に示される水平ロールの詳細構造を示す図である。 Ｔ形鋼の断面形状を示す図である。 Ｔ形鋼を製造する場合に用いられる熱間圧延設備の一例を示す図である。 Ｔ形鋼を製造する場合に用いられる第１の粗ユニバーサル圧延機の一例を示す図である。 Ｔ形鋼を製造する場合に用いられるエッジャー圧延機の一例を示す図である。 Ｔ形鋼を製造する場合に用いられる第２の粗ユニバーサル圧延機の一例を示す図である。 Ｔ形鋼を製造する場合に用いられる仕上ユニバーサル圧延機の一例を示す図である。 第２の粗ユニバーサル圧延機の他の例を示す図である。 ウェブ内法一定とウェブ外法一定のＴ形鋼を示す図である。

以下、図１〜図４を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明を実施するときに用いられる粗ユニバーサル圧延機の一例を図１及び図２に示す。図１に示される粗ユニバーサル圧延機は、図９に図示したものと同様に、水平な軸回りに回転する上下一対の水平ロール４１ａ，４１ｂと、これら水平ロール４１ａ，４１ｂの両側に配置された左右一対の竪ロール４２ａ，４２ｂとを有し、これらのロール４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂでＴ形鋼片６を粗圧延するように構成されている。

水平ロール４１ａ，４１ｂは固定ロール１０１（図２参照）を有し、この固定ロール１０１はロール軸１０３に固定されている。また、水平ロール４１ａ，４１ｂは可動ロール１０２（図２参照）を有し、この可動ロール１０２はロール軸１０３に固定されておらず、ロール軸１０３の軸方向に移動可能となっている。
固定ロール１０１は可動ロール１０２の外径より大きい外径を有し、この固定ロール１０１の両端面のうち可動ロール１０２と反対側の端面はＴ形鋼片６のフランジ内面と同じ角度で傾斜している。

また、固定ロール１０１は可動ロール１０２の外径より大きい直径で円形状に形成された凹部１０４（図２参照）を有し、この凹部１０４は固定ロール１０１の両端面のうち可動ロール１０２と対向する側の端面に形成されている。
このような粗ユニバーサル圧延機を用いてウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ１、ウェブ内法寸法がＡｉ１のＴ形鋼を製造する場合は、図１（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、まず、水平ロール４１ａ，４１ｂの可動ロール１０２を竪ロール４２ｂ側に動かし、水平ロール４１ａ，４１ｂのロール幅を所定のロール幅（例えばウェブ内法寸法Ａｉ１と同じロール幅）に調整する。次に、竪ロール４２ｂの周面部が可動ロール１０２と接触するように竪ロール４２ａ，４２ｂの間隔を調整した後、Ｔ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２を図１に示す粗ユニバーサル圧延機により圧延する。

一方、ウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ３（＞Ｔｆ１）、ウェブ内法寸法がＡｉ３（＜Ａｉ１）のＴ形鋼を製造する場合は、図１（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、水平ロール４１ａ，４１ｂの可動ロール１０２を竪ロール４２ａ側に動かし、水平ロール４１ａ，４１ｂのロール幅を所定のロール幅（例えばウェブ内法寸法Ａｉ３と同じロール幅）に調整する。次に、竪ロール４２ｂの周面部が可動ロール１０２と接触するように竪ロール４２ａ，４２ｂの間隔を調整した後、Ｔ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２を図１に示す粗ユニバーサル圧延機により圧延する。
なお、可動ロール１０２をロール軸１０３の軸方向に動かす機構としては、例えば特公平２−４５９２３号公報、特公平３−４７９３１号公報、特許第２６７３９７５号公報などに開示された公知のものを使用することができる。

上述のように、可動ロール１０２がＴ形鋼片６のウェブ先端側に位置するように可動ロール１０２をロール軸１０３の軸方向に動かして可動ロール１０２の位置を調整し、次いで竪ロール４２ｂが可動ロール１０２と接触するように竪ロール４２ａ，４２ｂの間隔をＴ形鋼片６のウェブ高さに合わせて調整した後、Ｔ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２を粗ユニバーサル圧延機で圧延すると、可動ロール１０２が竪ロール４２ｂと接触した状態でＴ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２が圧延されることになる。これにより、図１１に示すような溝部４３を竪ロール４２ｂの周面中央部に形成しなくても竪ロール４２ａから水平ロール４１ａ，４１ｂに作用するスラスト力によって水平ロール４１ａ，４１ｂが軸方向に移動するのを抑制することが可能となるので、図１２（ｂ）に示すＴ形鋼、すなわちウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ１＜Ｔｆ２＜Ｔｆ３、ウェブ内法寸法がＡｉ１＞Ａｉ２＞Ａｉ３のように異なるＴ形鋼をロール幅の異なる複数の水平ロールを用意したりウェブ内法Ａｉが異なる度にロール交換を要したりすることなく製造することができる。

なお、水平ロール４１ａ，４１ｂの可動ロール１０２として、ロール外径が固定ロール１０１の外径より小さいものを使用すると、Ｔ形鋼片６のウェブ１１が可動ロール１０２によって圧下されない部分が生じる。この非圧下部分が広すぎる場合には、固定ロール１０１で圧下される部分と可動ロール１０２で圧下されない部分との差が大きくなりやすいから、水平ロールの可動ロールとしてロール外径が固定ロールの外径より小さいものを用いる場合には、可動ロールのロール幅をＴ形鋼片のウェブ内法寸法の３０％以下にすることが望ましい。

次に、本発明に係るＴ形鋼の製造方法を実施するときに用いられる粗ユニバーサル圧延機の他の例を図３及び図４に示す。図３に示される粗ユニバーサル圧延機は、図１に図示したものと同様に、水平な軸回りに回転する上下一対の水平ロール４１ａ，４１ｂと、これら水平ロール４１ａ，４１ｂの両側に配置された左右一対の竪ロール４２ａ，４２ｂとを有し、これらのロール４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂでＴ形鋼片６を粗圧延するように構成されている。
水平ロール４１ａ，４１ｂは、図４に示すように、固定ロール１０５を有し、この固定ロール１０５はロール軸１０３に固定されている。また、水平ロール４１ａ，４１ｂは固定ロール１０５と同径の可動ロール１０６（図４参照）を有し、この可動ロール１０６はロール軸１０３に固定されておらず、ロール軸１０３の軸方向に移動可能となっている。

このような粗ユニバーサル圧延機を用いてウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ１、ウェブ内法寸法がＡｉ１のＴ形鋼を製造する場合は、図３（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、まず、水平ロール４１ａ，４１ｂの可動ロール１０６を竪ロール４２ｂ側に動かし、水平ロール４１ａ，４１ｂのロール幅を所定のロール幅（例えばウェブ内法寸法Ａｉ１と同じロール幅）に調整する。次に、竪ロール４２ｂの周面部が可動ロール１０６と接触するように竪ロール４２ａ，４２ｂの間隔を調整した後、Ｔ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２を図３に示す粗ユニバーサル圧延機により圧延する。

一方、ウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ３（＞Ｔｆ１）、ウェブ内法寸法がＡｉ３（＜Ａｉ１）のＴ形鋼を製造する場合は、図３（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、水平ロール４１ａ，４１ｂの可動ロール１０６を竪ロール４２ａ側に動かし、水平ロール４１ａ，４１ｂのロール幅を所定のロール幅（例えばウェブ内法寸法Ａｉ３と同じロール幅）に調整する。次に、竪ロール４２ｂの周面部が可動ロール１０６と接触するように竪ロール４２ａ，４２ｂの間隔を調整した後、Ｔ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２を図３に示す粗ユニバーサル圧延機により圧延する。

このように、可動ロール１０６がＴ形鋼片６のウェブ先端側に位置するように可動ロール１０６をロール軸１０３の軸方向に動かして可動ロール１０６の位置を調整し、次いで竪ロール４２ｂが可動ロール１０６と接触するように竪ロール４２ａ，４２ｂの間隔をＴ形鋼片６のウェブ高さに合わせて調整した後、Ｔ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２を粗ユニバーサル圧延機で圧延すると、水平ロール４１ａ，４１ｂが竪ロール４２ｂにより支えられた状態でＴ形鋼片６のウェブ１１とフランジ１２が圧延されることになる。これにより、図１１に示すような溝部４３を竪ロール４２ｂの周面部に形成しなくても竪ロール４２ａから水平ロール４１ａ，４１ｂに作用するスラスト力によって水平ロール４１ａ，４１ｂが軸方向に移動するのを抑制することが可能となるので、図１２（ｂ）に示すＴ形鋼、すなわちウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ１＜Ｔｆ２＜Ｔｆ３、ウェブ内法寸法がＡｉ１＞Ａｉ２＞Ａｉ３のように異なるＴ形鋼をロール幅の異なる複数の水平ロールを用意したりウェブ内法Ａｉが異なる度にロール交換を要したりすることなく製造することができる。

なお、可動ロール１０６として、その外径が固定ロール１０５の外径と同径のものを用いる場合、可動ロール１０６をロール軸１０３の軸方向に移動させたときに固定ロール１０５と可動ロール１０６との間に隙間が生じるため、この隙間が位置する部分のウェブが板厚方向に圧下されず、ウェブ厚が圧下される部分よりも厚くなってしまう。ただし、ウェブ厚が圧下される部分の延伸によって、隙間に位置する部分の厚さが減少する上に、第１の粗ユニバーサル圧延機や仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールで圧延される際に他のウェブ部分と同じ厚さに圧延されるため、製品となるＴ形鋼のウェブは均一な厚さとなり、特に問題は生じない。ただし、固定ロール１０５と可動ロール１０６との間に隙間が広すぎる場合には、隙間が位置する部分のウェブ厚と固定ロール１０５及び可動ロール１０６が位置する部分のウェブ厚の差が大きくなりやすいから、水平ロールの可動ロールとしてロール外径が固定ロールと同径のものを用いる場合には、固定ロールと可動ロールとの間の隙間をＴ形鋼片のウェブ内法寸法の３０％以下にすることが望ましい。

また、上述した固定ロール１０１、１０５や可動ロール１０６の周面と端面との境界部は、円弧や角を円弧にしたテーパー形状などに成形することが好ましい。これは、ロールによって厚みが圧下されるウェブの部分と圧下されないウェブの部分で急激な段差が生じないようにするためである。段差が急峻な場合には、第１の粗ユニバーサル圧延機や仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールでウェブを平坦化する際に、段差部分に折れ込み状の疵が残る場合があり、これを避けるためである。

次に、ウェブ高さの異なるＴ形鋼をロール交換することなく圧延する方法について説明する。
例として、図６に示す熱間圧延設備において、第２の粗ユニバーサル圧延機４の水平ロールに図２に示す水平ロール４１ａ，４１ｂを適用し、図１２（ｂ）に示す３種類のＴ形鋼、すなわちウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ１＜Ｔｆ２＜Ｔｆ３、ウェブ内法寸法がＡｉ１＞Ａｉ２＞Ａｉ３のように異なるＴ形鋼を製造する場合について説明する。

まず、フランジ厚がＴｆ１、ウェブ内法がＡｉ１のＴ形鋼を圧延するため、可動ロール１０２のロール軸方向位置を調整し、適正なロール幅になった後に可動ロール１０２を固定してＴ形鋼の圧延を行う。次にフランジ厚がＴｆ２、ウェブ内法がＡｉ２のＴ形鋼を圧延する場合には、可動ロール１０２のロール軸方向位置を再び調整し、水平ロールの幅を小さくする。水平ロール幅の調整量はＴｆ２−Ｔｆ１の値とほぼ同じ量とすればよいが、粗造形圧延機１で圧延された後のＴ形鋼片６の断面形状によっては、ウェブ内法寸法がＡｉ２となるように水平ロール幅をさらに調整する必要が生じる場合がある。フランジ厚がＴｆ２のＴ形鋼の圧延が終了した後に、さらに可動ロール１０２のロール軸方向位置を調整して水平ロール幅をＴｆ３−Ｔｆ２の値だけ小さくする。これにより、粗ユニバーサル圧延機のロールを一切交換することなく、ウェブ外法一定でフランジ厚がＴｆ１＜Ｔｆ２＜Ｔｆ３、ウェブ内法寸法がＡｉ１＞Ａｉ２＞Ａｉ３のように異なるＴ形鋼を圧延により製造することができる。

なお、本発明によれば、外法寸法が一定のＴ形鋼だけでなく、ウェブ高さがより大きく異なるＴ形鋼であっても、可動ロール１０２または１０６の移動可能範囲内であれば、ロールを交換することなく圧延することが可能であることは言うまでもない。
なお、水平ロール４１ａ，４１ｂの間隔を調整してもウェブ先端側の竪ロール４２ｂの開度を調整しなくて済むように、竪ロール４２ｂの外周面は平坦であることが望ましく、竪ロール４２ｂと接触する側の水平ロール４１ａ，４１ｂの端面は垂直であることが望ましい。

また、フランジ側の竪ロール４２ａは圧延されるＴ形鋼のフランジ傾斜角度に合わせて、外周面が山形であることが望ましく、竪ロール４２ａと接触する側の水平ロール４１ａ，４１ｂの端面は、圧延されるＴ形鋼のフランジの傾斜角度に合わせた角度の傾斜を持たせることが望ましい。

図６に示す第２の粗ユニバーサル圧延機４の水平ロールとして、図２に示すものを用いた。固定ロール１０１の直径は１０００ｍｍ、幅は２４０ｍｍとした。また、可動ロール１０２の直径は８５０ｍｍ、幅は７５ｍｍとし、凹部１０４の直径は８６０ｍｍ、深さは４０ｍｍとした。
凹部１０４と反対側の固定ロール１０１の端面と竪ロール４２ａの周面には６°の傾斜を設けた。また、ウェブ先端側の竪ロール４２ｂは平坦で、可動ロール１０２の両端面は傾斜のない垂直な角度とした。

図６に示す第２の粗ユニバーサル圧延機４を用いて、ウェブ高さ３００ｍｍ、フランジ幅１２５ｍｍのＴ形鋼を同じロールによって製造した。ウェブ厚が１０ｍｍであり、フランジ厚が１９ｍｍと２２ｍｍの製品を製造することとし、これらの製品のウェブ内法寸法はフランジ厚１９ｍｍのＴ形鋼が２８１ｍｍ、フランジ厚２２ｍｍのＴ形鋼が２７８ｍｍである。

まず、フランジ厚が１９ｍｍの製品を圧延するに際し、可動ロール１０２のロール軸方向位置を調整し、水平ロールの幅を２８１ｍｍにした。この状態で可動ロール１０２のウェブ先端側端面を竪ロール４２ｂに接触させ、１０本のＴ形鋼の圧延を行ったところ、ウェブ内法寸法は目標の２８１ｍｍに対して±１．０ｍｍの範囲となり、ウェブ高さが３００ｍｍの製品を寸法公差内で製造することができた。

次に、フランジ厚が２２ｍｍのＴ形鋼を圧延するため、可動ロール１０２のロール軸方向位置を固定ロール側に３ｍｍ移動させ、水平ロールの幅を２７８ｍｍにしてＴ形鋼を圧延した。フランジ厚１９ｍｍのときと同様に可動ロール１０２のウェブ先端側端面を竪ロール４２ｂに接触させた状態で１０本のＴ形鋼を圧延して寸法を測定したところ、ウェブ内法寸法は目標とする２７８ｍｍに対してやはり±１．０ｍｍの範囲となっており、ウェブ高さが３００ｍｍの製品を寸法公差内で製造できた。
以上のように、本発明に係るＴ形鋼の製造方法を用いることにより、ウェブ外法Ａｏが一定でウェブ内法Ａｉが異なる複数サイズのＴ形鋼をロール幅の異なる複数の水平ロールを用意したりウェブ内法Ａｉが異なる度にロール交換を要したりすることなく製造することができた。

また、本発明に係るＴ形鋼の製造方法を用いてウェブ高さ３５０ｍｍ、フランジ幅１２５ｍｍ、ウェブ厚１０ｍｍ、フランジ厚１９ｍｍのＴ形鋼を製造した。製品のウェブ内法寸法が３３１ｍｍであることから、可動ロール１０２のロール軸方向位置をウェブ先端方向に移動させ、水平ロールの幅を３３１ｍｍにした。可動ロール１０２の端面をウェブ先端側の竪ロール４２ｂに接触させた状態で１０本のＴ形鋼を製造したところ、製品のウェブ内法寸法は目標±１．０ｍｍの範囲内であり、ウェブ高さが３５０ｍｍのＴ形鋼がロール交換なしで製造できた。
一方、従来の技術では第２の粗ユニバーサル圧延機のウェブ先端側竪ロールで水平ロールの側面を支持しつつＴ形鋼を圧延しようとすると、ウェブ内法寸法が一定となるため、ウェブ内法寸法が異なるＴ形鋼を圧延する場合には、ロール交換が必要であった。

１…粗造形圧延機
２，４…粗ユニバーサル圧延機
３…エッジャー圧延機
５…仕上ユニバーサル圧延機
６…Ｈ形鋼片
１１…ウェブ
１２…フランジ
２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ…水平ロール
２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂ，５２ａ，５２ｂ…竪ロール
３１ａ，３１ｂ…エッジャーロール
３２…孔型
４３…溝部
１０１，１０５…固定ロール
１０２，１０６…可動ロール
１０３…ロール軸
１０４…凹部

Claims (4)

1. 粗造形圧延機によりＴ形断面に造形されたＴ形鋼片のウェブとフランジを粗ユニバーサル圧延機により圧延して製造されるＴ形鋼の製造方法であって、
   前記粗ユニバーサル圧延機として、前記ウェブを圧下する上下一対の水平ロールと、該水平ロールの両側に配置された左右一対の竪ロールとを有し、かつ前記水平ロールがロール軸と、該ロール軸に固定された固定ロールと、前記ロール軸の軸方向に移動可能な可動ロールとからなるものを用い、前記可動ロールが前記Ｔ形鋼片のウェブ先端側に位置するように前記可動ロールを前記ロール軸の軸方向に動かして前記可動ロールの位置を調整し、次いで前記竪ロールの一方が前記可動ロールと接触するように前記竪ロールの間隔を前記Ｔ形鋼片のウェブ高さに合わせて調整した後、前記Ｔ形鋼片のウェブとフランジを前記粗ユニバーサル圧延機により圧延するものであり、
   前記水平ロールとして、前記可動ロールの外径が前記固定ロールの外径より小さい水平ロールを用いて、前記Ｔ形鋼片を前記粗ユニバーサル圧延機により圧延することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
2. 前記固定ロールとして、前記可動ロールと対向する側の端面に前記可動ロールの外径より大きい直径で円形状に形成された凹部を有する固定ロールを用いて、前記Ｔ形鋼片を前記粗ユニバーサル圧延機により圧延することを特徴とする請求項１に記載のＴ形鋼の製造方法。
3. ウェブを圧下する上下一対の水平ロールと、該水平ロールの両側に配置された左右一対の竪ロールとを有し、前記水平ロールがロール軸と、該ロール軸に固定された固定ロールと、前記ロール軸の軸方向に移動可能な可動ロールとからなり、前記固定ロール側の竪ロールは外周面が山形形状をなし、前記可動ロール側の竪ロールは外周面が平坦な形状をなし、前記可動ロールの外径が前記固定ロールの外径より小さいことを特徴とするＴ形鋼圧延用ユニバーサル圧延機。
4. Ｔ形鋼素材をＴ形断面に粗造形する粗造形圧延機と、該粗造形圧延機によりＴ形断面に粗造形されたＴ形鋼素材のウェブとフランジを粗圧延する粗ユニバーサル圧延機と、該粗ユニバーサル圧延機により粗圧延されたＴ形鋼素材のウェブとフランジを仕上圧延する仕上ユニバーサル圧延機と、該仕上ユニバーサル圧延機と前記粗ユニバーサル圧延機との間に配置されたエッジャー圧延機とを備えたＴ形鋼製造設備であって、
   前記粗ユニバーサル圧延機の水平ロールがロール軸と、該ロール軸に固定された固定ロールと、前記ロール軸の軸方向に移動可能な可動ロールとを有してなり、
   前記可動ロールの外径が前記固定ロールの外径より小さいことを特徴とするＴ形鋼製造設備。

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