JP6458917B1 - Manufacturing method of H-section steel - Google Patents
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Abstract
被圧延材を所定形状に圧延造形するエッジング圧延工程と、被圧延材を回転させてウェブ部の圧延を行うと共に被圧延材のウェブ部中央に隆起部を形成させる、隆起部生成工程と、隆起部生成工程で1パス以上圧延した被圧延材を再度回転させてエッジング圧延工程の最終孔型に戻し入れて軽圧下圧延を行う補助的エッジング圧延工程と、隆起部生成工程において形成された隆起部を圧下し消去する隆起部消去工程と、を有し、隆起部生成工程を行う上下孔型ロールには、被圧延材のウェブ部中央に隆起部を形成させる窪み部が当該上下孔型ロールのロール胴長中央部に設けられ、当該上下孔型ロールのロール形状は、被圧延材のフランジ部先端が非接触であるように設計され、隆起部生成工程及び補助的エッジング圧延工程の2工程は連続的に1又は複数回行われ、隆起部消去工程は、隆起部生成工程及び補助的エッジング圧延工程が行われた後に実施される。
An edging rolling process for rolling and shaping the material to be rolled into a predetermined shape, a ridge production process for rotating the material to be rolled to roll the web part, and forming a raised part at the center of the web part of the material to be rolled, An auxiliary edging rolling process in which the material rolled after one or more passes in the part generating process is rotated again and returned to the final hole shape of the edging rolling process to perform light reduction rolling, and the ridge formed in the protruding part generating process The upper and lower hole-type roll that performs the raised-portion generation step, and has a depression that forms the raised portion at the center of the web portion of the material to be rolled. The roll shape of the upper and lower hole type rolls provided at the center of the roll body length is designed so that the tip of the flange portion of the material to be rolled is non-contact, and the two steps of the raised portion generating step and the auxiliary edging rolling step are Continuous Performed one or more times, the ridges erasing step is carried out after ridges generating step and supplemental edging rolling process has been performed.
Description
(関連出願の相互参照)
本願は、2017年5月24日に日本国に出願された特願2017−102423号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。(Cross-reference of related applications)
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-102423 for which it applied to Japan on May 24, 2017, and uses the content here.
本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材としてH形鋼を製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing H-section steel using, for example, a slab having a rectangular cross section as a raw material.
H形鋼を製造する場合には、加熱炉から抽出されたスラブやブルーム等の素材を粗圧延機(BD)によって粗形材(所謂ドッグボーン形状の被圧延材)に造形し、中間ユニバーサル圧延機によって上記粗形材のウェブやフランジの厚さを圧下し、併せて前記中間ユニバーサル圧延機に近接したエッジャー圧延機によって被圧延材のフランジに対し幅圧下や端面の鍛錬と整形が施される。そして、仕上ユニバーサル圧延機によってH形鋼製品が造形される。 When manufacturing H-section steel, raw materials such as slabs and blooms extracted from a heating furnace are formed into a rough shape (so-called dogbone-shaped material to be rolled) by a roughing mill (BD), and intermediate universal rolling is performed. The thickness of the rough profile web and flange is reduced by a machine, and the edge reduction mill near the intermediate universal rolling mill is subjected to width reduction and forging and shaping of the flange of the material to be rolled. . And an H-section steel product is modeled by a finishing universal rolling mill.
このようなH形鋼の製造方法において、矩形断面であるスラブ素材から所謂ドッグボーン形状の粗形材を造形する際には、粗圧延工程の第1の孔型においてスラブ端面に割り込みを入れた後、第2以降の孔型において当該割り込みを割広げる、又は、割り込み深さを深くさせ、それ以降の孔型にてスラブ端面の割り込みを消去する技術が知られている。 In such a method for manufacturing an H-shaped steel, when forming a so-called dogbone-shaped rough shape material from a slab material having a rectangular cross section, an interruption was applied to the slab end face in the first hole mold of the rough rolling process. Thereafter, a technique is known in which the interrupt is widened in the second and subsequent hole types, or the interrupt depth is increased, and the interrupt on the slab end face is erased in the subsequent hole types.
また、H形鋼の製造においては、スラブ等の素材の端面(スラブ端面)をエッジングするいわゆるエッジング圧延の後に、被圧延材を90°又は270°回転させ、ウェブ相当部の圧下を行う平造形圧延を行うことが知られている。この平造形圧延では、ウェブ相当部の圧下と共にフランジ相当部の圧下及び整形が行われる。
ところで、近年は、より大型のH形鋼製品が求められている。そのため従来より大型のスラブ素材からH形鋼製品を製造することが検討されている。ここで、一般的な平造形圧延では、大型の素材を被圧延材とした場合に、ウェブ高さ方向の伸びやフランジ相当部の変形等、種々の問題が生じることがあり、形状の修正が求められる場合があった。具体的には、ウェブ相当部の圧下に伴い、ウェブ相当部が長手方向に延伸し、当該延伸に引っ張られてフランジ相当部も長手方向に延伸し、フランジ相当部の厚みが薄くなってしまうといった現象が懸念されていた。Moreover, in the manufacture of H-section steel, after so-called edging rolling for edging an end face (slab end face) of a material such as a slab, the flat material is formed by rotating the material to be rolled by 90 ° or 270 ° to reduce the web equivalent part. It is known to perform rolling. In this flat forming rolling, the web equivalent portion is reduced and the flange equivalent portion is reduced and shaped.
By the way, in recent years, larger H-section steel products have been demanded. Therefore, it has been studied to manufacture H-shaped steel products from a slab material having a larger size than before. Here, in general flat forming rolling, when a large material is used as a material to be rolled, various problems such as elongation in the web height direction and deformation of the flange-corresponding portion may occur. There were cases where it was required. Specifically, as the web equivalent portion is reduced, the web equivalent portion is stretched in the longitudinal direction, and the flange equivalent portion is also stretched in the longitudinal direction by being pulled by the stretching, so that the thickness of the flange equivalent portion is reduced. The phenomenon was a concern.
このような平造形圧延に関し、例えば特許文献1には、平造形孔型の中央部に溝部を形成し、圧延時にウェブ相当部の中央に未圧下部を設け、クロップ部の長さを減少させる技術が開示されている。この特許文献1には、ウェブ相当部の中央に凸部(本発明の隆起部に相当)が形成された状態でエッジング圧延を行う旨が記載されており、更なるクロップ部の減少や圧延の効率化が図られている。
Regarding such flat shaping rolling, for example, in
また、例えば特許文献2には、形鋼の製造過程において粗形鋼片を有利に造形加工するための幅出し圧延方法が開示されている。具体的には、この特許文献2には、ウェブ相当部に対し局部圧延を行い、次いで、ウェブ相当部の中央の凸部を平坦化し幅出しする圧延を行い、その後、被圧延材を立ててエッジング圧延を行う圧延方法が開示されている。この方法によりフランジ幅、ウェブ厚さ、ウェブ高さを調整し、多数種の粗形鋼片を製造することができるとされている。
Further, for example,
上述したように、近年、構造物等の大型化に伴い大型のH形鋼製品の製造が望まれている。特にH形鋼の強度・剛性に大きく寄与するフランジを従来に比べて広幅化した製品が望まれている。フランジが広幅化されたH形鋼製品を製造するためには、粗圧延工程における造形から従来に比べフランジ幅の大きな被圧延材を造形する必要がある。 As described above, in recent years, production of large H-shaped steel products has been desired with the increase in size of structures and the like. In particular, a product having a wider flange than the conventional one that greatly contributes to the strength and rigidity of the H-shaped steel is desired. In order to manufacture an H-shaped steel product having a wide flange, it is necessary to form a material to be rolled having a larger flange width than that of the prior art from modeling in the rough rolling process.
H形鋼製品の製造では、従来、平造形圧延時にフランジ外側面位置における噛み出しを防止するために、平造形圧延後にエッジング孔型に被圧延材を戻し入れて軽圧下圧延を行うことが知られている。この軽圧下圧延は、いわば補助的な位置づけのエッジング圧延ということができる。本明細書ではこれを「補助的エッジング圧延工程(supplementary edging process)」あるいは単に「補助的エッジング圧延(supplementary edging rolling)」と呼称する。この補助的エッジング圧延では、平造形圧延によってウェブ厚み圧下やフランジ幅方向の圧下が行われた後に、エッジング孔型に戻し入れされるため、フランジ幅が短くなった被圧延材がエッジング孔型に充満せず、通材性の悪化や被圧延材形状の悪化が懸念される。このような補助的エッジング圧延時の通材性の悪化や被圧延材形状の悪化は、被圧延材が大型であり、特にウェブ高さの大きいH形鋼製品を製造する場合にはより顕著となる恐れがある。 In the manufacture of H-section steel products, conventionally, in order to prevent biting at the flange outer surface position during flat forming rolling, it is known that the material to be rolled is put back into the edging hole mold after flat forming rolling and light rolling is performed. It has been. This light rolling can be said to be so-called auxiliary edging rolling. This is referred to herein as “supplemental edging rolling” or simply “supplemental edging rolling”. In this auxiliary edging rolling, after the web thickness reduction and the flange width direction reduction are performed by flat shaping rolling, the rolled material having a reduced flange width is converted into an edging hole mold because the sheet is returned to the edging hole mold. There is concern about deterioration of material permeability and deterioration of the shape of the material to be rolled. The deterioration of the material permeability and the deterioration of the shape of the material to be rolled during the auxiliary edging rolling are more remarkable when the material to be rolled is large, particularly when manufacturing an H-section steel product having a large web height. There is a fear.
上記特許文献1に開示の技術は、クロップ部の長さを減少させる技術であり、フランジ幅の大きな被圧延材を造形するといった技術思想は何ら開示されておらず、上記「補助的エッジング圧延」を行う旨や、その際に問題となる通材性の悪化や被圧延材形状の悪化については何ら言及されていない。また、上記特許文献2に開示された、ウェブ相当部の中央に凸部を形成し、次いで、ウェブ相当部の中央の凸部を平坦化し幅出しする圧延を行い、その後、被圧延材を立ててエッジング圧延を行うといった技術においては、ウェブ相当部の中央に凸部を形成するたびに、当該凸部を平坦化させるといった工程を採っており、被圧延材の孔型間移動回数の増加が懸念され、特に、上記「補助的エッジング圧延」を複数回行う場合には、孔型移動回数の増加が顕著となり、圧延効率が低下するといった問題がある。
The technique disclosed in
上記事情に鑑み、本発明の目的は、平造形圧延においてウェブに隆起部を形成した後にエッジング孔型に被圧延材を戻し入れて軽圧下圧延を行う、「補助的エッジング圧延」において、通材性の悪化や被圧延材形状の悪化を抑制させ、補助的エッジング圧延の安定化を図ることが可能なH形鋼の製造方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to provide a material in “auxiliary edging rolling”, in which a rolling material is returned to an edging hole mold after a raised portion is formed on a web in flat shaping rolling, and light rolling is performed. It is an object of the present invention to provide a method for producing an H-section steel capable of suppressing the deterioration of property and the deterioration of the shape of the material to be rolled and stabilizing the auxiliary edging rolling.
前記の目的を達成するため、本発明によれば、粗圧延工程、中間圧延工程、仕上圧延工程を備えたH形鋼の製造方法であって、前記粗圧延工程は、被圧延材を所定のドッグボーン形状に圧延造形するエッジング圧延工程と、エッジング圧延工程完了後の被圧延材を90°あるいは270°回転させてウェブ部の圧延を行うと共に被圧延材のウェブ部中央に隆起部を形成させる、隆起部生成工程と、前記隆起部生成工程で1パス以上圧延した被圧延材を再度90°あるいは270°回転させて前記エッジング圧延工程の最終孔型に戻し入れて軽圧下圧延を行う補助的エッジング圧延工程と、前記隆起部生成工程において形成された隆起部を圧下し消去する隆起部消去工程と、を有し、前記隆起部生成工程を行う上下孔型ロールには、被圧延材のウェブ部中央に隆起部を形成させる窪み部が当該上下孔型ロールのロール胴長中央部に設けられ、当該上下孔型ロールのロール形状は、被圧延材のフランジ部先端が非接触であるように設計され、前記隆起部生成工程及び補助的エッジング圧延工程の2工程は連続的に1又は複数回行われ、前記隆起部消去工程は、前記隆起部生成工程及び前記補助的エッジング圧延工程が行われた後に実施されることを特徴とする、H形鋼の製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for producing an H-section steel comprising a rough rolling step, an intermediate rolling step, and a finish rolling step, wherein the rough rolling step is performed by applying a predetermined material to be rolled. An edging rolling process for rolling and shaping into a dogbone shape, and a rolled material after the edging rolling process is rotated by 90 ° or 270 ° to roll the web portion, and a raised portion is formed at the center of the web portion of the rolled material. , A ridge generation process, and a material rolled by one or more passes in the ridge generation process is rotated 90 ° or 270 ° again and returned to the final hole shape of the edging rolling process to perform light rolling An edging rolling process and a raised part erasing process for rolling down and eliminating the raised part formed in the raised part generating process. A recess for forming a raised portion at the center of the groove is provided at the center of the roll body length of the upper and lower hole-type roll, and the roll shape of the upper and lower hole-type roll is such that the flange portion tip of the material to be rolled is non-contact The ridge generation process and the auxiliary edging rolling process are continuously performed one or more times, and the ridge elimination process is performed by the ridge generation process and the auxiliary edging rolling process. A method for producing an H-section steel is provided, which is performed after being broken.
前記補助的エッジング圧延工程では、前記エッジング圧延工程の最終孔型において被圧延材のフランジ部先端が当該孔型に充満するように軽圧下圧延を行っても良い。 In the auxiliary edging rolling process, light rolling may be performed so that the end of the flange portion of the material to be rolled fills the hole mold in the final hole mold of the edging rolling process.
前記補助的エッジング圧延工程では、当該補助的エッジング圧延工程の直前に前記隆起部生成工程を行う孔型に供給された被圧延材のウェブ高さよりも、被圧延材のウェブ高さが小さくなるように軽圧下圧延を行っても良い。 In the auxiliary edging rolling step, the web height of the material to be rolled becomes smaller than the web height of the material to be rolled supplied to the hole mold that performs the raised portion generating step immediately before the auxiliary edging rolling step. Alternatively, light rolling may be performed.
前記補助的エッジング圧延工程は、最終パスのエッジング高さを一定とした複数パス1組を1チャンスとした場合の1チャンス又は2チャンスによって実施されても良い。 The auxiliary edging rolling step may be performed by one or two chances when one set of a plurality of passes with a constant edging height of the final pass is regarded as one chance.
前記隆起部生成工程において形成される隆起部の幅は被圧延材のウェブ部内法の25%以上50%以下に設定されても良い。 The width of the raised portion formed in the raised portion generating step may be set to 25% or more and 50% or less of the in-web method of the material to be rolled.
本発明によれば、平造形圧延においてウェブに隆起部を形成した後にエッジング孔型に被圧延材を戻し入れて軽圧下圧延を行う、「補助的エッジング圧延」において、通材性の悪化や被圧延材形状の悪化を抑制させ、補助的エッジング圧延の安定化を図ることが可能となる。 According to the present invention, in the “auxiliary edging rolling” in which the material to be rolled is put back into the edging hole mold and the light rolling is performed after forming the raised portion on the web in the flat shaping rolling, in the “auxiliary edging rolling”, the material permeability is deteriorated or the material is covered. It is possible to suppress the deterioration of the rolled material shape and stabilize auxiliary edging rolling.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(製造ラインの概略)
図1は、本実施の形態にかかる圧延設備1を含むH形鋼の製造ラインTについての説明図である。図1に示すように、製造ラインTには上流側から順に、加熱炉2、サイジングミル3、粗圧延機4、中間ユニバーサル圧延機5、仕上ユニバーサル圧延機8が配置されている。また、中間ユニバーサル圧延機5に近接してエッジャー圧延機9が設けられている。なお、以下では、説明のために製造ラインTにおける鋼材を、総称して「被圧延材A」と記載し、各図において適宜その形状を破線・斜線等を用いて図示する場合がある。(Outline of production line)
FIG. 1 is an explanatory diagram of an H-section steel production line T including a rolling
図1に示すように、製造ラインTでは、加熱炉2から抽出された例えばスラブ11である矩形断面素材(後の被圧延材A)がサイジングミル3ならびに粗圧延機4において粗圧延される。次いで、中間ユニバーサル圧延機5において中間圧延される。この中間圧延時には、必要に応じてエッジャー圧延機9によって被圧延材のフランジ先端部(フランジ対応部12)に対して圧下が施される。通常の場合、サイジングミル3及び粗圧延機4のロールには、エッジング孔型及びウェブ部分を減厚し、フランジ部分の形状を成形するいわゆる平造形孔型が刻設されている。これらサイジングミル3及び粗圧延機4を経由して複数パスのリバース圧延でH形粗形材13が造形される。該H形粗形材13を前記中間ユニバーサル圧延機5−エッジャー圧延機9の2つの圧延機からなる圧延機列を用いて、複数パスの圧下が加えられ、中間材14が造形される。そして中間材14は、仕上ユニバーサル圧延機8において製品形状に仕上圧延され、H形鋼製品16が製造される。
As shown in FIG. 1, in the production line T, a rectangular cross-section material (subsequently rolled material A) that is, for example, a
ここで、加熱炉2から抽出されるスラブ11のスラブ厚は、例えば、290mm以上310mm以下の範囲内である。これは、大型のH形鋼製品を製造する際に用いられるいわゆる300厚スラブと呼ばれるスラブ素材の寸法である。
Here, the slab thickness of the
図1に示すサイジングミル3及び粗圧延機4では、まず前段工程として、エッジング圧延工程が行われる。エッジング圧延工程では、矩形断面の素材(スラブ11)を立てた状態で圧延造形を行い、所定の略ドッグボーン形状となるように造形する。
エッジング圧延工程に続いて、平造形圧延工程が後段工程として行われる。平造形圧延工程では、まずエッジング圧延工程を経た被圧延材Aは、90°あるいは270°回転させられる。この回転により、エッジング圧延工程では被圧延材A(スラブ11)の上下端に位置していたフランジ部が、圧延ピッチライン上に来るような配置となる。次に、2箇所のフランジ部同士を繋ぐ接続部であるウェブ部を圧下する。これらエッジング圧延工程及び平造形圧延工程により、図1に示すH形粗形材13が造形される。In the
Following the edging rolling process, the flat shaping rolling process is performed as a subsequent process. In the flat shaping rolling process, first, the material A to be rolled that has undergone the edging rolling process is rotated by 90 ° or 270 °. With this rotation, the flange portions located at the upper and lower ends of the material A (slab 11) in the edging rolling process are arranged so as to come on the rolling pitch line. Next, the web part which is a connection part which connects two flange parts is reduced. The H-shaped
一般的に、上記前段工程と後段工程を合わせて粗圧延工程と呼称される。本実施の形態に係るH形鋼の製造方法においては、粗圧延工程のうち、前段工程であるエッジング圧延工程は従来より知られた一般的な方法によって行われれば良い。そこで、本明細書では、エッジング圧延工程についての詳細な説明は省略する。以下では、図面を参照して後段工程である平造形圧延工程について詳細に説明する。 In general, the preceding process and the subsequent process are collectively referred to as a rough rolling process. In the method for manufacturing the H-section steel according to the present embodiment, the edging rolling process, which is the preceding process, of the rough rolling process may be performed by a conventionally known general method. Therefore, in this specification, detailed description of the edging rolling process is omitted. Below, with reference to drawings, the flat shaping rolling process which is a latter process is demonstrated in detail.
(孔型構成の概略)
図2及び図3は、平造形圧延工程に用いられる、第1平造形孔型KH1及び第2平造形孔型KH2の概略説明図である。第1平造形孔型KH1は、一対の水平ロールである上孔型ロール85と下孔型ロール86から構成される。図2に示すように、第1平造形孔型KH1では、エッジング圧延工程で圧延造形された被圧延材Aが90°あるいは270°回転させられ、上記前段工程までは被圧延材Aの上下端に位置していたフランジ部80が、圧延ピッチライン上に来るような配置となる。そして、第1平造形孔型KH1では、2か所のフランジ部80を繋ぐ接続部であるウェブ部82の圧下が行われる。(Outline of hole type configuration)
2 and 3 are schematic explanatory views of the first flat shaping hole mold KH1 and the second flat shaping hole mold KH2 used in the flat shaping rolling process. The first flat shaping hole mold KH1 includes a pair of horizontal rolls, an
ここで、第1平造形孔型KH1の上下孔型ロール85、86は、そのロール胴長中央部において所定長さL1の窪み部85a、86aが形成された形状となっている。このような図2に示す孔型構成により、ウェブ部82の圧下は部分的に行われる。その結果、圧下後のウェブ部82には、ウェブ高さ方向両端の圧下部分82aと、その中央部に未圧下部分としての隆起部82bが形成される。このようにして、いわゆるドッグボーン形状の被圧延材においてウェブ部82に隆起部82bを形成する圧延造形が行われる。本明細書では、この第1平造形孔型KH1においてウェブ部82に隆起部82bを形成させる工程を「隆起部生成工程」とも記載する。
Here, the upper and lower hole type rolls 85 and 86 of the first flat shaping hole type KH1 have a shape in which recesses 85a and 86a having a predetermined length L1 are formed in the center part of the roll body length. Due to the hole-type configuration shown in FIG. 2, the
なお、この第1平造形孔型KH1では、ウェブ部82を部分的に圧下し、隆起部82bを形成されるような圧延造形が実施されることから、当該孔型は「ウェブ部分圧延孔型」とも呼称される。形成後の隆起部82bの幅長さは窪み部85a、86aの幅長さL1と同じ長さとなる。ここで、図2の拡大図に示すように、本明細書における窪み部85a、86aの幅長さL1は、当該窪み部85a、86aの深さhmの1/2の深さでの幅長さとして規定する。後述する逃がし量L1も同様の規定によるものとする。
In the first flat shaping hole mold KH1, rolling shaping is performed such that the
図3は第2平造形孔型KH2の概略説明図である。第2平造形孔型KH2は、一対の水平ロールである上孔型ロール95と下孔型ロール96から構成される。第2平造形孔型KH2では、上記第1平造形孔型KH1において圧延造形された被圧延材Aに対し、ウェブ部82に形成された隆起部82bを消去し、且つ、ウェブ部82の内法を拡幅するような圧延造形が行われる。
FIG. 3 is a schematic explanatory view of the second flat shaping hole mold KH2. The second flat shaping hole mold KH2 includes a pair of horizontal rolls, an
この第2平造形孔型KH2においては、ウェブ部82に形成された隆起部82bに上下孔型ロール95、96を当接させて当該隆起部82bを圧下(消去)する圧延が行われる。隆起部82bの圧下に伴い、ウェブ高さ方向への拡がり及びフランジ部80へのメタルフローが促進される。このようなメタルフローにより、フランジ減面をなるべく生じさせずに圧延造形を実施することが可能となる。本明細書では、この第2平造形孔型KH2において隆起部82bを圧下(消去)する工程を「隆起部消去工程」とも記載する。また、この第2平造形孔型KH2は、ウェブ部82に形成された隆起部82bを消去することから、「隆起部消去孔型」とも呼称される。
In the second flat shaping hole mold KH2, rolling is performed in which the upper and lower hole mold rolls 95 and 96 are brought into contact with the raised
第1平造形孔型KH1及び第2平造形孔型KH2における圧延造形に関し、その詳細な条件等(孔型の寸法形状等)については、本発明者らが得られた知見等に基づき、本実施の形態での説明においてより詳しく後述する。 Regarding the rolling shaping in the first flat shaping hole mold KH1 and the second flat shaping hole mold KH2, the detailed conditions and the like (hole shape dimensions, etc.) are based on the knowledge obtained by the present inventors. This will be described later in more detail in the description of the embodiment.
これら第1平造形孔型KH1及び第2平造形孔型KH2を経て造形されたH形粗形材13に対し、中間ユニバーサル圧延機5−エッジャー圧延機9の2つの圧延機からなる圧延機列を用いて、複数パスのリバース圧延が加えられ、中間材14が造形される。そして中間材14は、仕上ユニバーサル圧延機8において製品形状に仕上圧延され、H形鋼製品16が製造される(図1参照)。
A rolling mill row consisting of two rolling mills, an intermediate universal rolling mill 5-an
H形鋼の製造における粗圧延工程では、エッジング圧延工程と平造形圧延工程を行うに際し、前述したように、ウェブ部の減厚を行った後、それに連続して再度エッジング孔型に被圧延材Aを戻し入れ、平造形孔型での被圧延材フランジ部の外側面位置からの噛み出しを防止するために「補助的エッジング圧延」を行うことが知られている。この「補助的エッジング圧延」は、被圧延材の非定常部の形状整形や、噛み出し等の形状不良の抑制等を目的として従前より行われている技術である。 In the rough rolling process in the manufacture of the H-section steel, as described above, after performing the edging rolling process and the flat shaping rolling process, after reducing the thickness of the web portion, the material to be rolled again into the edging hole mold again. It is known to perform “auxiliary edging rolling” in order to put back A and prevent biting from the outer surface position of the rolled material flange portion in the flat shaping hole mold. This “auxiliary edging rolling” is a technique that has been conventionally performed for the purpose of shaping the unsteady portion of the material to be rolled and suppressing shape defects such as biting.
(従前の補助的エッジング圧延)
先ず、図4、図5を参照して従前の補助的エッジング圧延について簡単に説明する。図4はH形鋼の製造における粗圧延工程のエッジング圧延工程の最終孔型KE(以下、エッジング最終孔型KEとも記載)の概略図である。図4に示すように、エッジング最終孔型KEは、一対の水平ロールである上孔型ロール50と下孔型ロール51に刻設される。上孔型ロール50の周面(即ち、孔型上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部55が形成されている。更に、下孔型ロール51の周面(即ち、孔型底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部56が形成されている。これら突起部55、56はテーパー形状を有しており、その突出長さ等の寸法は、突起部55と突起部56とでそれぞれ等しく構成されている。(Previous auxiliary edging rolling)
First, the conventional auxiliary edging rolling will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 4 is a schematic diagram of the final hole type KE (hereinafter also referred to as the edging final hole type KE) of the edging rolling process of the rough rolling process in the manufacture of H-section steel. As shown in FIG. 4, the edging final hole type KE is engraved in an upper
図4に示すように、エッジング最終孔型KEでは、被圧延材Aを立てた状態でウェブ幅方向への圧下を行い、フランジの幅出しが行われる。具体的には、上記突起部55、56の形成された上下孔型ロール50、51により、フランジ部80の外面(被圧延材Aの上下端面)を圧下する。
As shown in FIG. 4, in the edging final hole mold KE, the rolled material A is reduced in the web width direction with the material A to be rolled up and the flange is widened. Specifically, the outer surface of the flange portion 80 (upper and lower end surfaces of the material to be rolled A) is pressed down by the upper and lower hole-type rolls 50 and 51 in which the
従来のH形鋼製造技術では、図4に示すエッジング最終孔型KEを経た被圧延材Aが一般的な平造形孔型に導入され、ウェブ部の減厚が行われる。図5は、エッジング最終孔型KEと一般的な平造形孔型GHとの間の補助的エッジング圧延に関する概略説明図であり、(a)が補助的エッジング圧延実施前、(b)が補助的エッジング圧延実施時を表している。図5(a)に示すように、一般的な平造形孔型GHでは、被圧延材Aのウェブ部減厚と同時にフランジ部80の幅方向への圧下も行われる。そのため、図5(b)に示すように、フランジ部80の幅長さがかなり短くなる。その結果、幅長さが短いフランジ部80を備えた被圧延材Aが補助的エッジング圧延のためにエッジング最終孔型KEに戻されることになる。
In the conventional H-shaped steel manufacturing technology, the material A to be rolled that has passed through the edging final hole mold KE shown in FIG. 4 is introduced into a general flat shaped hole mold, and the thickness of the web portion is reduced. FIG. 5 is a schematic explanatory diagram regarding auxiliary edging rolling between the edging final hole mold KE and a general flat shaping hole mold GH, in which (a) is before the auxiliary edging rolling, and (b) is auxiliary. The time of edging rolling is shown. As shown in FIG. 5A, in a general flat shaping hole mold GH, the web part of the material A to be rolled is reduced simultaneously with the reduction of the
図5(b)に示すように、幅長さが短いフランジ部80を備えた被圧延材Aがエッジング最終孔型KEに再導入されると、当該エッジング最終孔型KEにおいてフランジ部80が未充満の状態となる(図5(b)中の破線囲み部参照)。このような孔型内でのフランジ部80の未充満により、圧延時の左右センタリング性の不良やウェブ座屈、フランジ部80の左右肉量アンバランスといった寸法不良、形状不良といった現象が生じやすいことが問題となっていた。
As shown in FIG. 5B, when the material A to be rolled having the
(本実施の形態に係る補助的エッジング圧延)
これに対し、本実施の形態では、補助的エッジング圧延時に用いる平造形孔型を、図2に示す第1平造形孔型KH1である「ウェブ部分圧延孔型」とする。これに加えて、更に、当該ウェブ部分圧延孔型による圧延造形でのフランジ部80の幅引けが最小となるような適切な条件を規定する。これにより、エッジング最終孔型KEに被圧延材Aを再導入した際に、孔型未充満が生じない。図6は、本実施の形態に係る補助的エッジング圧延の概略説明図であり、(a)が補助的エッジング圧延実施前、(b)が補助的エッジング圧延実施時を表している。(Auxiliary edging rolling according to this embodiment)
On the other hand, in the present embodiment, the flat shaping hole mold used at the time of auxiliary edging rolling is a “web partial rolling hole mold” which is the first flat shaping hole mold KH1 shown in FIG. In addition to this, an appropriate condition is defined such that the shrinkage of the
図6に示すように、本実施の形態に係る第1平造形孔型KH1では、ウェブ減厚時に、隆起部82bが生成される。これにより、フランジ部80のプルダウンが生じにくく、フランジ幅の減少率が低くなる。そのため、図6(b)に示すように、フランジ部80の幅長さはほとんど小さくならない。フランジ幅の変化が小さいため、エッジング最終孔型KEに戻され、補助的エッジング圧延が行われた際の孔型の側壁部の拘束力も維持される。このため、左右センタリング性が良好であり、また、ウェブ座屈、フランジ部80の左右肉量アンバランスといった寸法不良、形状不良が抑制される。なお、この第1平造形孔型KH1の第1パス目では、圧延造形時にフランジ部80の先端が孔型に非接触となるような形状とし、補助的エッジング圧延前の平造形圧延(即ち、隆起部生成工程)においてちょうどフランジ先端部がロール孔型に接触するようなロール設計とすることが望ましい。このような条件で補助的エッジング圧延を実施することで、エッジング最終孔型KEに被圧延材Aを戻した際の孔型充満性が上がり、圧延安定性の向上が図られる。
As shown in FIG. 6, in the first flat shaping hole mold KH1 according to the present embodiment, a raised
補助的エッジング圧延時には、例えば約40mm以下のエッジング圧延が実施されることが好ましく、この場合、フランジ幅拡がり量は約24mm以下である。
ところで、平造形圧延時には、第1平造形孔型KH1である「ウェブ部分圧延孔型」の孔型幅長さW(図2参照)に対し、被圧延材Aのウェブ高さをできるだけ小さくとることで、フランジ部80の外側面と孔型ロール外壁との間の距離を大きくすることができる。これにより、平造形圧延時のウェブ圧下に伴うウェブ高さ方向への被圧延材Aの拡がりに対し、孔型ロール外壁によるすり下げ疵に対する余裕を持った圧延が実施できる。このような観点からは、補助的エッジング圧延時のエッジング量はできるだけ大きくとることが望ましい。At the time of auxiliary edging rolling, for example, edging rolling of about 40 mm or less is preferably performed, and in this case, the flange width expansion amount is about 24 mm or less.
By the way, at the time of flat shaping rolling, the web height of the material A to be rolled is made as small as possible with respect to the hole width W of the “web partial rolling hole mold” which is the first flat shaping hole mold KH1 (see FIG. 2). Thereby, the distance between the outer surface of the
一方で、平造形圧延における圧延安定性の向上のためには、被圧延材Aの孔型拘束力を高めることが求められる。孔型拘束力に関し、平造形孔型の孔型ロール外壁と被圧延材Aとの距離を大きくとればとる程、且つ、ウェブ内法の拡幅量を大きくとればとる程、誘導性が低下し、圧延が不安定になる。このような通材性の観点からは、補助的エッジング圧延時のエッジング量はできるだけ小さくとることが望ましい。 On the other hand, in order to improve the rolling stability in flat modeling rolling, it is required to increase the hole-type restraining force of the material A to be rolled. With respect to the hole-type restraining force, the inductivity decreases as the distance between the outer wall of the flat-shaped hole-type hole roll and the material A to be rolled increases and as the amount of widening in the web inner method increases. Rolling becomes unstable. From the viewpoint of such material permeability, it is desirable that the amount of edging during auxiliary edging rolling be as small as possible.
上述した理由から、補助的エッジング圧延時のエッジング量の最適値は、疵の発生と圧延安定性とのバランスを考慮して定められるべきである。補助的エッジング圧延終了後に平造形圧延を行う場合に、平造形孔型の側壁(外壁)と被圧延材Aのウェブ高さとがほぼ一致するように設計することが望ましい。 For the reasons described above, the optimum value of the edging amount during auxiliary edging rolling should be determined in consideration of the balance between wrinkle generation and rolling stability. When flat shaping rolling is performed after completion of the auxiliary edging rolling, it is desirable that the side wall (outer wall) of the flat shaping hole mold and the web height of the material A to be rolled are substantially matched.
ここで、ウェブ部82の圧延を板圧延と見立てる。通常の形鋼圧延機のロール径と大型H形鋼の被圧延材の寸法関係から、板幅比は3〜4程度、板厚比は4〜5程度である。更に板厚両端にフランジ部を有するために更に拡がり量が大きくなる。その結果、ウェブ圧下による被圧延材Aのウェブ高さ方向の広がり率は、ウェブ高さの4%以上である。即ち、大型H形鋼として例えばウェブ高さ寸法が1000mmであるような被圧延材Aを考えた場合、ウェブ高さの拡がり率は少なくとも40mmである。よって、平造形孔型の孔型ロール外壁に接触しない条件として、平圧延時のウェブ高さの拡がり量以上となる40mm以上のエッジング量を補助的エッジング圧延時に行うことで通材性等の観点について、平造形圧延のロール出側では孔型側壁に接触する状態となり、通材性を損なうことは無い。即ち、補助的エッジング圧延時のエッジング量は40mm以下とすることが好ましい。
Here, rolling of the
また、エッジング圧延に伴うフランジ幅拡がりについては、スラブエッジングによる幅拡がり圧延特性が適用できる。つまり、いわゆるボックス孔型の中央部に突起部を有する孔型による従来のスラブエッジング法によるフランジ幅拡がり特性が適用される。この場合、少なくともおよそ圧下量の60%程度以下がフランジ幅拡がりとなることが知られていることから、40mm×0.6(60%)=24mmと算出される。 Moreover, about the flange width expansion accompanying edging rolling, the width expansion rolling characteristic by slab edging can be applied. That is, the flange width expansion characteristic by the conventional slab edging method by the hole type having a protrusion at the center of the so-called box hole type is applied. In this case, since it is known that at least about 60% or less of the reduction amount is the flange width expansion, 40 mm × 0.6 (60%) = 24 mm is calculated.
図7は、平造形圧延時に複数パス経過した際の、パスごとの被圧延材Aのフランジ幅の推移を示すグラフである。なお、図7の例は2000mm×300mm断面スラブを素材としてFEM計算を行った場合のデータである。図7では、従前の一般的な平造形孔型GHでの平造形圧延(以下、「従来法」と呼称する)と本実施の形態に係る第1平造形孔型KH1での平造形圧延(以下、「本発明方法」と呼称する)とが比較されている。
図7に示すように、本実施の形態に係る平造形圧延によるフランジ幅の減少率は、従来法によるフランジ幅の減少率よりも小さかった。例えば平造形圧延13パス経過後では、それぞれの平造形圧延によるフランジ幅の差が100mm以上であった。この図7の結果から、本実施の形態に係る第1平造形孔型KH1による平造形圧延では、フランジ幅の減少率が低くなり、補助的エッジング圧延時の孔型未充満が抑制されることが理解できる。FIG. 7 is a graph showing the transition of the flange width of the material A to be rolled for each pass when a plurality of passes have passed during flat shaping rolling. In addition, the example of FIG. 7 is data when FEM calculation is performed using a 2000 mm × 300 mm cross-section slab as a material. In FIG. 7, flat shaping rolling with a conventional general shaping hole mold GH (hereinafter referred to as “conventional method”) and flat shaping rolling with the first flat shaping hole mold KH1 according to the present embodiment ( (Hereinafter referred to as “the method of the present invention”).
As shown in FIG. 7, the reduction rate of the flange width by the flat shaping rolling according to the present embodiment was smaller than the reduction rate of the flange width by the conventional method. For example, after 13 passes of flat shaping rolling, the difference in flange width by each flat shaping rolling was 100 mm or more. From the result of FIG. 7, in flat shaping rolling by the first flat shaping hole mold KH <b> 1 according to the present embodiment, the reduction rate of the flange width becomes low, and the hole mold unfilled during auxiliary edging rolling is suppressed. Can understand.
本発明者らは、補助的エッジング圧延時の孔型の充満性に応じて通材性が異なり、孔型未充満である場合には通材性に問題があることを、実験によっても確認した。以下に示す表1は、補助的エッジング圧延における孔型充満性と通材性との関係を示す実験例である。表1は、ケース1〜ケース4の条件で従来法と本発明方法における、孔型充満性と通材性との関係を示したものである。なお、補助的エッジング圧延時には、ケース1〜4のすべてで、約40mmのエッジング量となるエッジング圧延を2パスで施した。そのため、表1に示す補助的エッジング圧延時のウェブ高変化の値はケース1〜4の全てで−40mmと表されている。
The present inventors also confirmed through experiments that the material permeability differs depending on the fillability of the hole mold at the time of auxiliary edging rolling, and that there is a problem in the material permeability when the hole mold is not filled. . Table 1 shown below is an experimental example showing the relationship between the hole filling property and the material passing property in auxiliary edging rolling. Table 1 shows the relationship between the hole filling property and the material permeability in the conventional method and the method of the present invention under the conditions of
表1に示すように、補助的エッジング圧延時において、孔型が充満している場合、通材性は良好であった。これに対し、孔型が未充満である場合、曲がりが発生していた。また、ケース2〜4を参照すると、従来法と本発明方法とで、補助的エッジング圧延時に同じ累積ウェブ圧下量を採った場合に、従来法では孔型未充満となるような累積ウェブ圧下量であっても、本発明方法では孔型が充満し、通材性が良好に保たれることがあった(表1中のケース2、3参照)。なお、補助的エッジング圧延時には約40mmのエッジング圧延を施すものとしたため、表1に示す補助的エッジング圧延時のウェブ高の値はケース1〜4の全てで−40mmとなっている。
As shown in Table 1, when the hole mold was filled during auxiliary edging rolling, the material permeability was good. On the other hand, when the hole mold was not full, bending occurred. Further, referring to
次に、本発明者らは、本実施の形態に係る補助的エッジング圧延のスケジュール設計(圧下量やパススケジュール等)によって、寸法不良や形状不良の抑制効果が異なると考えた。そこで、2000mm×300mm断面スラブを素材としてH形鋼を製造する場合における、補助的エッジング圧延によるフランジ幅の推移を実験により検証した。 Next, the present inventors considered that the effect of suppressing dimensional defects and shape defects differed depending on the schedule design (rolling amount, pass schedule, etc.) of auxiliary edging rolling according to the present embodiment. Then, the transition of the flange width by auxiliary edging rolling in the case of manufacturing H-section steel using a 2000 mm × 300 mm cross-section slab as a raw material was verified by experiments.
以下に示す表2は、第1平造形孔型KH1(即ちウェブ部分圧延孔型)による平造形圧延を実施したときの、パスごとのフランジ幅の推移を示す。表2のケース1〜3は、平造形圧延のパスごとに補助的エッジング圧延を行った回数が異なる。補助的エッジング圧延を行った場合(つまりケース2及びケース3)では、補助的エッジング圧延を行ったあとのフランジ幅の推移が示されている。また、表中の第15パス〜第23パスとの記載は、平造形圧延前に第1〜第14パスとして前段にてエッジング圧延が行われたことを示すものであり、第15パス以降が平造形圧延であることを示している。
補助的エッジング圧延時には、約40mmのエッジング圧延を施した。具体的には、ケース2では、2パスで約40mmのエッジング圧延を1回行った。ケース3では、2パスで約20mmのエッジング圧延を2回連続で行った。表2に示されるように、補助的エッジング圧延によるフランジ幅の拡がり量は、ケース2では、いずれのパスにおいても約24mm、ケース3では、いずれのパスにおいても約44mmであった。Table 2 shown below shows the transition of the flange width for each pass when flat modeling rolling is performed using the first flat modeling hole mold KH1 (that is, the web partial rolling hole mold).
At the time of auxiliary edging rolling, edging rolling of about 40 mm was performed. Specifically, in
また、表2には、参考のためケース1として補助的エッジング圧延無しで平造形圧延を行った場合の各パスでのフランジ幅推移を載せている。
Table 2 lists the transition of the flange width in each pass when the flat shaping rolling is performed without auxiliary edging rolling as
表2のケース2は、ケース1で示した各パスにおいて、補助的エッジング圧延を各パスにおいて1チャンスだけ、フランジ幅の拡がりを制約しない条件下で行った後のフランジ幅を示すものである。
表2のケース2に示すように、補助的エッジング圧延を1チャンスで行う場合、第15パス〜第17パスにて補助的エッジング圧延後のフランジ幅が平造形圧延前のエッジング孔型幅(1010mm)を上回っていた。そのため、補助的エッジング圧延時にエッジング最終孔型KEにおいて孔型充満が実現される。表2中に「○」と記載しているものは孔型充満が実現され、圧延安定性が良好であることを示している。
一方、第18パス以降については補助的エッジング圧延後のフランジ幅が平造形圧延前のエッジング孔型幅(1010mm)を下回っているため、補助的エッジング圧延時にエッジング最終孔型KEが未充満となり、寸法不良、形状不良が生じる恐れがある。表2中に「×」と記載しているものは、孔型未充満となり圧延安定性に問題があることを示している。
As shown in
On the other hand, since the flange width after the auxiliary edging rolling is less than the edging hole mold width (1010 mm) before the flat shaping rolling for the 18th pass and after, the edging final hole mold KE is not filled during the auxiliary edging rolling, There is a risk of dimensional defects and shape defects. What is described as “x” in Table 2 indicates that there is a problem in rolling stability because the hole type is not filled.
また、本発明者らは、表2のケース3に示すように補助的エッジング圧延を2チャンス(表中:補助的エッジング圧延2回)で行う場合についても検証を行った。このケース3は、ケース2では孔型未充満となった第18パス以降において、補助的エッジング圧延回数を増やし、2チャンスでフランジ幅の拡がりを制約しない条件下で補助的エッジング圧延を行った後のフランジ幅を示すものである。
補助的エッジング圧延を2チャンスで行う場合、補助的エッジング圧延時のフランジ幅拡がりが1チャンスの場合に比べ大きく見込めるため、より後段のパスでも補助的エッジング圧延時のエッジング最終孔型KEでの孔型充満が実現可能となる。本検証条件下では、表2に示すように、第22パスまで補助的エッジング圧延時にエッジング最終孔型KEにおいて孔型充満が実現される。
一般的に、補助的エッジング圧延は、平造形圧延のより後段パスにおいて安定的に実施されることが望まれる。これは、平造形圧延の後段パスにおいて補助的エッジング圧延を実施する程、更に後工程である中間圧延や仕上圧延に送る被圧延材形状の寸法精度が向上し、圧延の安定性や製品寸法精度の向上が図られるからである。
即ち、補助的エッジング圧延を2チャンスで行うことで、被圧延材の寸法不良や形状不良を生じさせることなく、より後段での補助的エッジング圧延が実現され、圧延の効率化が図られることがわかる。In addition, as shown in
When the auxiliary edging rolling is performed in 2 chances, the flange width at the time of auxiliary edging rolling can be expected to be larger than that in the case of 1 chance. Mold filling becomes feasible. Under this verification condition, as shown in Table 2, hole filling is realized in the edging final hole mold KE during auxiliary edging rolling up to the 22nd pass.
In general, it is desired that the auxiliary edging rolling is stably performed in a later stage of the flat shaping rolling. This is because, as auxiliary edging rolling is performed in the latter pass of flat shaping rolling, the dimensional accuracy of the shape of the material to be sent to the subsequent intermediate rolling and finishing rolling is improved, and the rolling stability and product dimensional accuracy are improved. This is because the improvement is achieved.
That is, by performing auxiliary edging rolling in two chances, auxiliary edging rolling at a later stage can be realized without causing dimensional defects and shape defects of the material to be rolled, and the efficiency of rolling can be improved. Recognize.
また、参考として、以下の表3は従来法での平造形圧延後のフランジ幅の推移(ケース1)と、各パス後に補助的エッジング圧延を行った後の当該補助的エッジング圧延時のフランジ幅拡がりを考慮したフランジ幅の推移(ケース2)を示したものである。表3に示すように、従来法では、第15パスにおいてのみ補助的エッジング圧延後のフランジ幅が平造形圧延前のエッジング孔型幅(1010mm)を上回っており、補助的エッジング圧延時にエッジング最終孔型KEにおいて孔型充満が実現されている。一方、第16パス以降については補助的エッジング圧延後のフランジ幅が平造形圧延前のフランジ幅(1010mm)を下回っているため、補助的エッジング圧延時にエッジング最終孔型KEが未充満となり、寸法不良、形状不良が生じる恐れがある。 For reference, Table 3 below shows the transition of flange width after flat molding rolling in the conventional method (case 1), and the flange width at the time of auxiliary edging rolling after auxiliary edging rolling after each pass. This shows the transition of the flange width in consideration of the expansion (Case 2). As shown in Table 3, in the conventional method, the flange width after auxiliary edging rolling exceeds the edging hole mold width (1010 mm) before flat shaping rolling only in the fifteenth pass, and the edging final hole during auxiliary edging rolling. Hole filling is realized in the mold KE. On the other hand, after the 16th pass, since the flange width after the auxiliary edging rolling is less than the flange width (1010 mm) before the flat shaping rolling, the edging final hole KE is not filled at the time of the auxiliary edging rolling, and the dimension is poor. , There is a risk of shape failure.
表2と表3を比較して分かるように、本発明方法を適用すると、補助的エッジング圧延を1チャンスのみで行う場合には第17パスまで孔型充満を実現させた補助的エッジング圧延が実施可能であった。補助的エッジング圧延を2チャンスで行う場合には第22パスまで孔型充満を実現させた補助的エッジング圧延が実施可能であった。これに対し、従来法では、第15パスまでしか孔型充満を実現させた補助的エッジング圧延が実施できなかった。即ち、本発明方法を適用することでより後段パスでの補助的エッジング圧延が実施でき、疵の発生といった寸法不良や形状不良を抑制させ、高精度で粗圧延工程を実施することが可能となる。 As can be seen by comparing Table 2 and Table 3, when the method of the present invention is applied, when the auxiliary edging rolling is performed in only one chance, the auxiliary edging rolling that realizes the hole filling up to the 17th pass is performed. It was possible. In the case where the auxiliary edging rolling is performed in two chances, the auxiliary edging rolling in which the hole-type filling is realized up to the 22nd pass can be performed. On the other hand, in the conventional method, auxiliary edging rolling in which hole-type filling was realized only up to the 15th pass could be performed. That is, by applying the method of the present invention, it is possible to perform auxiliary edging rolling in a later pass, suppress dimensional defects and shape defects such as wrinkles, and perform a rough rolling process with high accuracy. .
(第1平造形孔型KH1での逃がし量(隆起部形成幅)の比率)
上述した通り、本実施の形態に係る第1平造形孔型KH1(図2等参照)では、被圧延材Aのウェブ部82の中央に隆起部82bが形成される。形成された隆起部82bは、後段の第2平造形孔型KH2において消去される。そして、隆起部消去後に必要に応じてウェブ内法の拡幅圧延が行われ、H形粗形材が造形される。(Ratio of escape amount (bump formation width) in the first flat shaping hole mold KH1)
As described above, the raised
本発明者らは、第1平造形孔型KH1において形成する隆起部82bの幅長さL1(即ち、第1平造形孔型KH1での圧延造形におけるウェブ内法の逃がし量である。以下、単に「逃がし量」とも呼ぶ。)を変えることで、最終的に得られるH形粗形材のフランジ幅に違いが出ることを見出した。これは、隆起部82bの幅長さL1を大きくする程フランジ肉量が確保しやすいこと、一方で、後の隆起部消去時において被圧延材Aの長手方向延伸作用によってフランジ幅が減少することに起因する。
そこで、本発明者らは、第1平造形孔型KH1での圧延造形におけるウェブ内法の逃がし量と、最終的に得られるH形粗形材のフランジ幅との関係について検証した。The inventors of the present invention have the width L1 of the raised
Then, the present inventors verified the relationship between the escape amount of the in-web method in the rolling modeling with the first flat shaping hole mold KH1 and the flange width of the H-shaped rough material finally obtained.
図8は、本実施の形態に係る第1平造形孔型KH1、第2平造形孔型KH2、及び、更に後段の3つの拡幅孔型を用いた計18パスでの圧延造形によってH形粗形材を造形した場合の、パスごとのフランジ幅の推移を示すグラフである。なお、図8は約2000mm幅の素材スラブを用いたデータである。
また、図8のグラフにおける横軸を1〜18パスとしているが、そのうち1〜13パスが第1平造形孔型KH1に対応し、14、15パスが第2平造形孔型KH2に対応し、16〜18パスが拡幅圧延の孔型に対応している。FIG. 8 shows an H-shaped rough shape obtained by rolling modeling in a total of 18 passes using the first flat shaping hole mold KH1, the second flat shaping hole mold KH2, and further three widening hole molds in the subsequent stage. It is a graph which shows transition of the flange width for every pass at the time of shaping a shape material. FIG. 8 shows data using a material slab having a width of about 2000 mm.
Moreover, although the horizontal axis in the graph of FIG. 8 is 1 to 18 paths, 1 to 13 paths thereof correspond to the first flat shaping hole mold KH1, and 14 and 15 paths correspond to the second flat shaping hole mold KH2. , 16 to 18 passes correspond to the hole form of widening rolling.
また、図8には、上記逃がし量L1を変えた場合のそれぞれのデータを記載している。図8では、逃がし率として以下の式(1)に示す値を定義し、当該逃がし率が12%、17%、23%、28%、33%、39%、44%、49%の場合のデータを記載し、逃がし率が0%の場合を従来法として記載している。
逃がし率[%]=(逃がし量L1/ウェブ内法L2)×100 ・・・(1)Further, FIG. 8 shows respective data when the escape amount L1 is changed. In FIG. 8, the value shown in the following formula (1) is defined as the escape rate, and when the escape rate is 12%, 17%, 23%, 28%, 33%, 39%, 44%, 49% Data is described, and the case where the escape rate is 0% is described as the conventional method.
Escape rate [%] = (Escape amount L1 / In-web method L2) × 100 (1)
逃がし率を大きくすることで第1平造形孔型KH1におけるフランジ部80での肉引け量(フランジ肉量の減少量)が削減される。そのため、図8に示すように、最終的に得られるH形粗形材のフランジ幅は逃がし率の上昇と共に大きくなる傾向にある。この傾向は、図8に示すように、実験によっても認められた。但し、その後の第2平造形孔型KH2での隆起部消去や拡幅圧延を経た後のフランジ幅は、逃がし率をある所定値以上に大きくしてもフランジ幅は必ずしも大きくなっていなかった。これは、逃がし部を大きくした場合には、第2平造形孔型KH2での隆起部消去時にフランジ肉引け量が拡大していることに起因するものと推定される。
By increasing the escape rate, the amount of shrinkage at the
即ち、大型H形鋼の製造プロセスとして、本実施の形態で説明している隆起部82bを形成させるような方法を採用した場合において、逃がし率には好適な範囲が存在しているものと考えられる。そこで本発明者らは、逃がし率とH形粗形材造形後のフランジ幅の増減との関係に着目し、逃がし率の好適な数値範囲を導き出した。
That is, when a method for forming the raised
図9は、図8のデータに基づき、逃がし率とH形粗形材造形後のフランジ幅増減率との関係を示すグラフである。なお、図9におけるフランジ幅増減率とは、逃がし率が0%である場合のフランジ幅を基準(1.000)として、逃がし率が各値(12%〜55%)である場合のフランジ幅を示した値である。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the escape rate and the flange width increase / decrease rate after forming the H-shaped rough profile based on the data of FIG. Note that the flange width increase / decrease rate in FIG. 9 is the flange width when the escape rate is each value (12% to 55%) with the flange width when the escape rate is 0% as a reference (1.000). It is the value which showed.
図9に示すように、逃がし率が小さい領域では、逃がし率が大きくなるにつれてH形粗形材のフランジ幅を増大する傾向であった。しかし、逃がし率が約25%以上約50%以下の領域ではフランジ幅増減率はほぼ一定値であった(図9中の破線部参照)。
図9に示す結果から、従来に比べフランジ幅の大きな大型H形鋼製品を製造する場合には、H形粗形材のフランジ幅も大きくなるような圧延造形が所望されることに鑑み、逃がし率の数値範囲は25%〜50%とすることが望ましいことが分かる。また、圧延造形プロセスにおいて、圧延荷重の増大化を防いだり、生産効率を高めるといった観点から、逃がし率はできるだけ低い値とすることが好ましいことから、逃がし率は約25%に設定することが望ましい。As shown in FIG. 9, in the region where the escape rate is small, the flange width of the H-shaped rough profile tends to increase as the escape rate increases. However, the flange width increase / decrease rate was substantially constant in the region where the relief rate was about 25% or more and about 50% or less (see the broken line portion in FIG. 9).
From the results shown in FIG. 9, in the case of producing a large H-shaped steel product having a larger flange width than in the prior art, in view of the fact that rolling shaping is desired so that the flange width of the H-shaped rough profile is also increased, the relief is required. It can be seen that the numerical range of the rate is preferably 25% to 50%. Further, in the rolling shaping process, from the viewpoint of preventing an increase in rolling load and increasing production efficiency, the escape rate is preferably as low as possible. Therefore, it is desirable to set the escape rate to about 25%. .
(作用効果)
以上説明した、本実施の形態に係るH形鋼の製造方法によれば、エッジング圧延後に実施される平造形圧延にて、隆起部82bを形成させる第1平造形孔型KH1を用いて実施している。これにより、平造形圧延後にエッジング最終孔型KEに被圧延材Aを戻し入れて軽圧下圧延を行う、「補助的エッジング圧延」において、通材性の悪化や被圧延材形状の悪化を抑制させ、補助的エッジング圧延の安定化を図ることが可能となる。また、従来に比べフランジ幅の大きなH形粗形材13を圧延造形することが可能となり、結果として従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼製品を製造する事が可能となる。(Function and effect)
According to the manufacturing method of the H-section steel according to the present embodiment described above, the first flat shaping hole mold KH1 for forming the raised
また、例えば、300厚スラブと呼ばれる厚み約300mm、幅約2000mmの素材をもとに本実施の形態に係るH形粗形材の圧延造形を行う場合、平造形圧延時に、いわゆる「ウェブ部分圧延孔型」である第1平造形孔型KH1を用いるに際し、隆起部82bの形成において逃がし率を25%〜50%の範囲内(より好ましくは約25%)に設定することで、圧延造形されるH形粗形材のフランジ幅を最大化させることが可能となる。
For example, when performing rolling modeling of the H-shaped rough profile according to the present embodiment on the basis of a material having a thickness of about 300 mm and a width of about 2000 mm, which is called a 300-thick slab, When using the first flat shaping hole mold KH1 which is a “hole type”, the relief rate is set in the range of 25% to 50% (more preferably about 25%) in the formation of the raised
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the form of illustration. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.
例えば、上記実施の形態では、第1平造形孔型KH1を用いて平造形圧延を実施する前段階として、矩形断面素材(スラブ)をエッジング圧延によって圧延造形した後に平造形圧延を行うものとして説明したが、本発明技術の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、ビームブランクといったエッジング圧延工程を経ていない被圧延材に対し平造形圧延を行う場合にも本発明技術は適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, as a stage before performing flat modeling rolling using the first flat modeling hole mold KH1, it is assumed that a rectangular cross-section material (slab) is subjected to flat modeling rolling after rolling modeling by edging rolling. However, the scope of application of the present technology is not limited to this. That is, the technique of the present invention can also be applied to the case where flat forming rolling is performed on a material to be rolled that has not undergone an edging rolling process such as a beam blank.
本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材としてH形鋼を製造する製造方法に適用できる。 The present invention can be applied to a manufacturing method for manufacturing H-section steel using, for example, a slab having a rectangular cross section as a raw material.
1…圧延設備
2…加熱炉
3…サイジングミル
4…粗圧延機
5…中間ユニバーサル圧延機
8…仕上ユニバーサル圧延機
9…エッジャー圧延機
11…スラブ
13…H形粗形材
14…中間材
16…H形鋼製品
50…上孔型ロール(エッジング最終孔型)
51…下孔型ロール(エッジング最終孔型)
55、56…突起部(エッジング最終孔型)
80…フランジ部
82…ウェブ部
82a…圧下部分
82b…隆起部(未圧下部分)
85…上孔型ロール(第1平造形孔型)
85a…窪み部
86…下孔型ロール(第1平造形孔型)
86a…窪み部
95…上孔型ロール(第2平造形孔型)
96…下孔型ロール(第2平造形孔型)
KH1…第1平造形孔型
KH2…第2平造形孔型
KE…エッジング最終孔型
GH…一般的な平造形孔型
T…製造ライン
A…被圧延材DESCRIPTION OF
51. Pre-hole type roll (edging final hole type)
55, 56 ... Protrusion (edging final hole type)
80 ...
85 ... Upper hole type roll (first flat shaping hole type)
85a ...
86a ...
96 ... lower hole type roll (second flat shaping hole type)
KH1 ... 1st flat shaping hole type KH2 ... 2nd flat shaping hole type KE ... Edging final hole type GH ... General flat shaping hole type T ... Production line A ... Rolled material
Claims (5)
前記粗圧延工程は、被圧延材を所定のドッグボーン形状に圧延造形するエッジング圧延工程と、
エッジング圧延工程完了後の被圧延材を90°あるいは270°回転させてウェブ部の圧延を行うと共に被圧延材のウェブ部中央に隆起部を形成させる、隆起部生成工程と、
前記隆起部生成工程で1パス以上圧延した被圧延材を再度90°あるいは270°回転させて前記エッジング圧延工程の最終孔型に戻し入れて軽圧下圧延を行う補助的エッジング圧延工程と、
前記隆起部生成工程において形成された隆起部を圧下し消去する隆起部消去工程と、を有し、
前記隆起部生成工程を行う上下孔型ロールには、被圧延材のウェブ部中央に隆起部を形成させる窪み部が当該上下孔型ロールのロール胴長中央部に設けられ、
当該上下孔型ロールのロール形状は、被圧延材のフランジ部先端が非接触であるように設計され、
前記隆起部生成工程及び補助的エッジング圧延工程の2工程は連続的に1又は複数回行われ、
前記隆起部消去工程は、前記隆起部生成工程及び前記補助的エッジング圧延工程が行われた後に実施されることを特徴とする、H形鋼の製造方法。A method for producing an H-section steel comprising a rough rolling process, an intermediate rolling process, and a finish rolling process,
The rough rolling step is an edging rolling step for rolling and shaping the material to be rolled into a predetermined dogbone shape,
A raised portion generating step of rolling the web portion by rotating the rolled material by 90 ° or 270 ° after completion of the edging rolling step and forming a raised portion at the center of the web portion of the rolled material;
An auxiliary edging rolling process in which the material rolled by one or more passes in the ridge generation process is rotated 90 ° or 270 ° again and returned to the final hole shape of the edging rolling process to perform light rolling.
A ridge erasing step that reduces and eliminates the ridge formed in the ridge generation step,
In the up-and-down hole type roll that performs the raised part generation step, a hollow part that forms a raised part in the center of the web part of the material to be rolled is provided in the center of the roll body length of the up-and-down hole type roll,
The roll shape of the upper and lower hole type rolls is designed so that the tip of the flange portion of the material to be rolled is non-contact,
The two steps of the raised portion generating step and the auxiliary edging rolling step are continuously performed one or more times,
The method for producing an H-section steel, wherein the ridge erasure step is performed after the ridge generation step and the auxiliary edging rolling step.
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