JP6536415B2 - H-shaped steel manufacturing method - Google Patents

H-shaped steel manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP6536415B2
JP6536415B2 JP2016002080A JP2016002080A JP6536415B2 JP 6536415 B2 JP6536415 B2 JP 6536415B2 JP 2016002080 A JP2016002080 A JP 2016002080A JP 2016002080 A JP2016002080 A JP 2016002080A JP 6536415 B2 JP6536415 B2 JP 6536415B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole type
hole
flange
rolling
rolled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016002080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017121654A (en
Inventor
浩 山下
浩 山下
雅典 河合
雅典 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2016002080A priority Critical patent/JP6536415B2/en
Publication of JP2017121654A publication Critical patent/JP2017121654A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6536415B2 publication Critical patent/JP6536415B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

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 method of manufacturing an H-shaped steel, for example, using 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-shaped steel, materials such as slabs and blooms extracted from the heating furnace are formed into rough shapes (so-called dog bone-shaped material to be rolled) by a rough rolling mill, and the above-described intermediate universal rolling mill The thickness of the web and the flange of the rough profile is reduced, and the flange of the material to be rolled is subjected to width reduction and wrought and shaping of the end face by an edger rolling machine adjacent to the intermediate universal rolling machine. Then, the H-shaped steel product is shaped by the 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方法として種々の技術が創案されている。例えば特許文献1には、矩形断面素材に対し、ボックス孔型間のロールカラー部に形成された割り入れ突部を用いて素材端部に溝を入れ、ボックス孔型と割り入れ突部を併用して大サイズの粗形鋼片(ドッグボーン形状素材)を得る技術が開示されている。   In such a method of manufacturing an H-shaped steel, various techniques have been created as a method of forming a so-called dog bone-shaped rough shape from a slab material having a rectangular cross section. For example, according to Patent Document 1, a groove is formed at the end of the material of a rectangular cross-sectional material using an insert projection formed in a roll collar between box-hole types, and a combination of a box-hole type and an insert projection is used. There is disclosed a technique for obtaining a large size rough shaped steel piece (dog bone shaped material).

また、例えば特許文献2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エッジング圧延を行い、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開示されている。 Further, for example, in Patent Document 2, after the slab end face is interrupted in the first hole type of the rough rolling process, the interruption is divided in the second and subsequent hole types, or the interruption depth is increased to edging. A technique is disclosed for rolling and for eliminating the interruption of the slab end face in the subsequent hole type.

特開昭60−21101号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-21101 特開平7−88501号公報JP-A-7-88501

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。   In recent years, with the upsizing of structures and the like, production of large H-shaped steel products is desired. In particular, a product having a wider flange than that in the past, which greatly contributes to the strength and rigidity of the H-shaped steel, is desired. In order to manufacture an H-shaped steel product in which the flange is widened, it is necessary to form a material to be rolled having a wider flange width than in the past because of shaping in the rough rolling process.

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、割り込みを入れたスラブ等の素材に対して、特に割り込み形状の変遷等を経ずに、即座に底面がフラット形状のボックス孔型によってエッジング圧延を行い、フランジ相当部を造形しており、このような方法では被圧延材の形状を急激に変化させることに伴う形状不良が生じやすい。特に、このような造形における被圧延材の形状変化は、被圧延材とロールとの接触部の力と、被圧延材の曲げ剛性との関係によって定まるものであり、従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼を製造する場合には形状不良がより生じやすいといった問題がある。   However, in the technology described in Patent Document 1 above, edging rolling is performed immediately on a material such as a slab into which an interrupt has been made, using a box-hole type having a flat bottom surface, without undergoing transition or the like of the interrupt shape. The flange equivalent portion is formed, and in such a method, a shape defect is apt to occur due to the rapid change of the shape of the material to be rolled. In particular, the change in shape of the material to be rolled in such shaping is determined by the relationship between the force at the contact portion between the material to be rolled and the roll and the bending rigidity of the material to be rolled. In the case of manufacturing H-section steel, there is a problem that shape defects are more likely to occur.

また、例えば上記特許文献2に開示されている技術では、スラブ等の素材の端面(スラブ端面)に割り込みを入れ、当該端面をエッジングし、その幅拡がりを利用して粗圧延を行う方法では、フランジの広幅化に限界がある。即ち、従来の粗圧延方法においてフランジの広幅化を図るためにはウェッジ設計(割り込み角度の設計)、圧下調整、潤滑調整といった技術により幅拡がりの向上が図られるが、いずれの方法もフランジ幅に大幅に寄与するものではないため、エッジング量に対するフランジ幅の拡がり量の比率を示す幅拡がり率は、エッジングの初期段階の効率が最も高い条件でも0.8程度であり、同一孔型でエッジングを繰り返す条件では、フランジ幅の拡がり量が大きくなるにつれて低下し、最終的には0.5程度になることが知られている。また、スラブ等の素材自体を大型化し、エッジング量を大きくすることも考えられるが、粗圧延機の設備規模や圧下量等には装置限界があるため十分な製品フランジの広幅化が実現されないといった事情がある。   Further, for example, in the technique disclosed in Patent Document 2 described above, in the method of interrupting the end face (slab end face) of a material such as a slab, edging the end face, and performing rough rolling using its width spread, There is a limit to widening of the flange. That is, in order to increase the width of the flange in the conventional rough rolling method, the width spread can be improved by techniques such as wedge design (design of the interruption angle), pressure reduction adjustment, and lubrication adjustment. Because it does not contribute significantly, the width expansion ratio, which indicates the ratio of the amount of expansion of the flange width to the amount of edging, is about 0.8 even under the conditions where the efficiency at the initial stage of edging is the highest. Under repeated conditions, it is known that the flange width decreases as the amount of spread of the flange width increases, and finally becomes about 0.5. In addition, it is conceivable to enlarge the material itself such as slab and increase the edging amount, but there is a device limit in the equipment scale and rolling reduction amount of roughing mill, etc. and sufficient widening of product flange is not realized There is a situation.

また、フランジが広幅化されたH形鋼製品を製造する際には、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ために、粗圧延工程やその後の圧延工程において従来にはなかった形状不良等の問題点があることが懸念され、その解消方法の実現が求められている。   In addition, when manufacturing an H-shaped steel product having a wider flange, the rough rolling process and the subsequent rolling process are performed in order to form a material to be rolled having a wider flange width than in the prior art from the shaping in the rough rolling process. There is concern that there are problems with shape defects and the like that have not been present in the past, and there is a demand for the realization of a solution method.

このような事情に鑑み、本発明の目的は、H形鋼を製造する際の孔型を用いた粗圧延工程において、スラブ等の素材の端面に鋭角の先端形状をした突起部で深く割り込みを入れ、それによって形成されたフランジ部を順次折り曲げることによって、被圧延材における形状不良の発生を抑制させ、従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼製品を効率的且つ安定的に製造すると共に、粗圧延工程での平造形孔型を用いた造形において形状不良を生じさせずに通材性の向上を図ることが可能なH形鋼の製造技術を提供することにある。   In view of such circumstances, it is an object of the present invention to interrupt deeply at the end face of a material such as a slab or the like in the rough rolling step using a hole type at the time of manufacturing H-shaped steel with a protrusion having an acute tip shape. By inserting and sequentially bending the flange portion formed thereby, the occurrence of shape defects in the material to be rolled is suppressed, and an H-shaped steel product having a wider flange width than before is efficiently and stably manufactured, and rough An object of the present invention is to provide a manufacturing technique of an H-shaped steel capable of improving the passing property without causing a shape defect in shaping using a flat shaping hole type in a rolling process.

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、前記粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する5以上の複数の孔型が刻設され、当該複数の孔型では被圧延材の1又は複数パス造形が行われ、前記複数の孔型のうち第1孔型及び第2孔型には、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れて被圧延材端部に分割部位を形成させる突起部が形成され、前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降には、前記割り込みに当接し、形成された分割部位を順次折り曲げる突起部が形成され、且つ、前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降の最後の孔型には、折り曲げられた当該分割部位の先端部内側側面に直線形状の平坦部を形成させる水平部分が突起部の両端に接続して設けられ、前記複数の孔型のうち最終孔型は平造形孔型であり、当該平造形孔型における圧延造形において、少なくとも最終パスでは、前記分割部位の先端部内側側面に形成された平坦部が当該平造形孔型の孔型側壁に面接触して行わ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 of manufacturing an H-shaped steel including a rough rolling process, an intermediate rolling process, and a finish rolling process, the rolling mill performing the rough rolling process being a workpiece A plurality of five or more hole molds for forming the rolled material are engraved, and one or more pass molding of the material to be rolled is performed in the plurality of hole molds, and the first hole mold and the second of the plurality of hole molds are formed. In the hole type, a projection is formed to insert an interrupt vertically in the width direction of the material to be rolled to form a divided portion at the end of the material to be rolled, and the third of the plurality of hole types except the last hole type From the hole type onwards, there are formed projections which abut the interruptions and sequentially bend the formed divisions, and the last hole type after the third hole type except the last hole type among the plurality of hole types. To form a flat portion in the form of a straight line on the inner side surface of the tip of the divided portion that is folded Are provided at both ends of the protrusion, and the final hole type of the plurality of hole types is a flat modeling hole type, and in rolling and shaping in the flat modeling hole type, at least in the final pass, the tip of the divided portion A method of manufacturing an H-shaped steel is provided, characterized in that the flat portion formed on the inner side surface of the portion is brought into surface contact with the hole side wall of the flat shaped hole type.

前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降の最後の孔型に形成される突起部の先端角度は130°以上170°以下であっても良い。   The tip angle of the projection formed in the last hole type after the third hole type after the last hole type among the plurality of hole types may be 130 ° or more and 170 ° or less.

前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降の最後の孔型における圧延造形は、複数パスで行われても良い。   The rolling formation in the last hole type after the third hole type excluding the last hole type among the plurality of hole types may be performed in a plurality of passes.

前記平造形孔型での圧延造形は、前記分割部位に相当する被圧延材のフランジ部において、フランジ片幅とフランジ厚との比Iが1.30以上である場合に、当該フランジ部のフランジ幅圧下率を10%以上として行われても良い。   In the rolling and forming with the flat forming hole type, when the ratio I of the flange piece width to the flange thickness is 1.30 or more at the flange portion of the material to be rolled corresponding to the divided portion, the flange of the flange portion The width reduction ratio may be 10% or more.

本発明によれば、H形鋼を製造する際の孔型を用いた粗圧延工程において、スラブ等の素材の端面に鋭角の先端形状をした突起部で深く割り込みを入れ、それによって形成されたフランジ部を順次折り曲げることによって、被圧延材における形状不良の発生を抑制させ、従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼製品を効率的且つ安定的に製造すると共に、粗圧延工程での平造形孔型を用いた造形において形状不良を生じさせずに通材性の向上を図ることができる。   According to the present invention, in the rough rolling process using a hole type when manufacturing H-shaped steel, the end face of the material such as slab is deeply interrupted by the projection having an acute tip shape, and is thereby formed. By sequentially bending the flange portion, it is possible to suppress the occurrence of shape defects in the material to be rolled, efficiently and stably manufacture H-shaped steel products having a wider flange width than in the prior art, and flat-patterned holes in the rough rolling process. It is possible to improve the material passing property without causing a shape defect in modeling using a mold.

H形鋼の製造ラインについての概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing about the manufacturing line of H section steel. 第1孔型の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of a 1st hole type | mold. 第2孔型の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of a 2nd hole type | mold. 第3孔型の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of a 3rd hole type | mold. 第4孔型の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of a 4th hole type | mold. 第5孔型(平造形孔型)の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the 5th hole type (flat modeling hole type). 第4孔型での造形後の被圧延材に対し、第5孔型を用いてウェブ部の厚み圧下を含む造形を実施した場合の説明図である。It is explanatory drawing at the time of implementing shaping including thickness pressure reduction of a web part using the 5th hole type to a material to be rolled after shaping in a 4th hole type. 第4孔型において、フランジ部と孔型ロールとの接触面の形状を改良した場合の概略説明図である。In a 4th hole type | mold, it is a schematic explanatory drawing at the time of improving the shape of the contact surface of a flange part and a hole type | mold roll. フランジ先端側面部が形成された被圧延材の第5孔型での圧延造形の様子を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the mode of the rolling shaping | molding in the 5th hole type | mold of the to-be-rolled material in which the flange front end side part was formed. フランジ先端側面部の圧延造形を詳細に示す概略拡大説明図である。It is a general | schematic enlarged explanatory drawing which shows the rolling shaping | molding of a flange front end side part in detail. 第5孔型でのフランジ部の圧下率と、第5孔型での造形後にフランジ部の外側面に生じる疵の深さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rolling-reduction | draft ratio of the flange part in a 5th hole type, and the depth of the weir which arises in the outer surface of a flange part after shaping in a 5th hole type.

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 the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted.

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。   FIG. 1 is an explanatory view of a production line T of H-shaped steel including the rolling equipment 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a heating furnace 2, a sizing mill 3, a rough rolling mill 4, an intermediate universal rolling mill 5, and a finishing universal rolling mill 8 are arranged in order from the upstream side in a production line T. Further, an edger rolling mill 9 is provided in proximity to the intermediate universal rolling mill 5. In the following, steel materials in the production line T may be collectively referred to as “rolled material A” for the sake of description, and the shapes thereof may be illustrated using broken lines, oblique lines, and the like as appropriate in each drawing.

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等の被圧延材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端部等(後述するフランジ部80)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、合わせて4〜6個程度の孔型が刻設されており、これらを経由して10数パス程度のリバース圧延でH形粗形材13が造形され、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 material to be rolled A such as a slab 11 extracted from the heating furnace 2 is roughly rolled in the sizing mill 3 and the rough rolling mill 4. Next, intermediate rolling is performed in the intermediate universal rolling mill 5. At the time of this intermediate rolling, an edger rolling machine 9 applies a pressure to an end portion or the like of a material to be rolled (a flange portion 80 described later) as needed. In the normal case, approximately 4 to 6 hole types are engraved on the rolls of the sizing mill 3 and the rough rolling mill 4, and the reverse rolling of approximately 10 or more passes through these makes the H shape rough. A cross section 13 is formed, and a plurality of passes of reduction are applied to the H-shaped rough section 13 by using a rolling mill train comprising two rolling mills of the intermediate universal rolling mill 5-edger rolling mill 9, and an intermediate material 14 are shaped. Then, the intermediate material 14 is finish-rolled into a product shape in a finish universal rolling mill 8 to produce an H-shaped steel product 16.

次に、以下では図1に示したサイジングミル3及び粗圧延機4に刻設される孔型構成や孔型形状について図面を参照して説明する。図2〜図6は粗圧延工程を行うサイジングミル3及び粗圧延機4に刻設される孔型についての概略説明図である。ここで、説明する第1孔型〜第4孔型は、例えばサイジングミル3に全て刻設されても良く、サイジングミル3及び粗圧延機4に第1孔型〜第5孔型の5つの孔型が分けて刻設されても良い。即ち、第1孔型〜第4孔型はサイジングミル3及び粗圧延機4の両方に亘って刻設されても良く、どちらか一方の圧延機に刻設されても良い。通常のH形鋼の製造における粗圧延工程では、これら各孔型において1又は複数パスでの造形が行われる。   Next, a description will be given below of the configuration and shape of the holes formed in the sizing mill 3 and the rough rolling mill 4 shown in FIG. 1 with reference to the drawings. 2 to 6 are schematic explanatory views of a sizing mill 3 for performing a rough rolling process and a hole type provided in the rough rolling mill 4. Here, all of the first through fourth hole types to be described may be engraved in, for example, the sizing mill 3, and the first through fifth hole types in the sizing mill 3 and the rough rolling mill 4 may be used. The hole type may be divided and engraved. That is, the first through fourth hole types may be engraved across both the sizing mill 3 and the roughing mill 4 or may be engraved in either one of the rolling mills. In the rough rolling process in the production of a normal H-section steel, shaping is performed in one or more passes in each of these hole types.

また、本実施の形態では刻設される孔型が5つの場合を例示して説明するが、その孔型数についても、必ずしも5孔型である必要はなく、5以上の複数の孔型数であっても良い。即ち、H形粗形材13を造形するために好適な孔型構成であれば良い。なお、図2〜図6では、各孔型における造形時の被圧延材Aの概略最終パス形状を破線にて図示している。   Further, in the present embodiment, although the case where five hole types are engraved is described as an example, the number of hole types does not necessarily have to be five hole types, and the number of a plurality of five or more hole types It may be That is, any hole-type configuration suitable for forming the H-shaped rough member 13 may be used. In addition, in FIGS. 2-6, the rough final pass shape of the to-be-rolled material A at the time of modeling in each hole type | mold is shown in figure by the broken line.

図2は第1孔型K1の概略説明図である。第1孔型K1は、一対の水平ロールである上孔型ロール20と下孔型ロール21に刻設され、これら上孔型ロール20と下孔型ロール21のロール隙において被圧延材Aが圧下・造形される。また、上孔型ロール20の周面(即ち、第1孔型K1の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部25が形成されている。更に、下孔型ロール21の周面(即ち、第1孔型K1の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部26が形成されている。これら突起部25、26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25と突起部26とでそれぞれ等しく構成されている。突起部25、26の高さ(突出長さ)をh1とし、先端部角度をθ1aとする。   FIG. 2 is a schematic explanatory view of the first hole type K1. The first hole type K1 is engraved on the upper hole type roll 20 and the lower hole type roll 21 which are a pair of horizontal rolls, and the material to be rolled A is the gap between the upper hole type roll 20 and the lower hole type roll 21. It is pressed and shaped. Further, on the circumferential surface of the upper hole type roll 20 (that is, the upper surface of the first hole type K1), a protrusion 25 which protrudes toward the inside of the hole type is formed. Furthermore, on the circumferential surface of the lower hole type roll 21 (that is, the bottom surface of the first hole type K1), a protrusion 26 projecting toward the inside of the hole type is formed. The protrusions 25 and 26 have a tapered shape, and the dimensions such as the projection length thereof are equal to each other by the protrusions 25 and the protrusions 26. The height (protruding length) of the protrusions 25 and 26 is h1 and the tip angle is θ1a.

この第1孔型K1においては、突起部25、26が被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に押し当てられ、割り込み28、29が形成される。ここで、突起部25、26の先端部角度(ウェッジ角度とも呼称される)θ1aは例えば25°以上40°以下であることが望ましい。   In the first hole type K1, the protrusions 25 and 26 are pressed against the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A, and the interruptions 28 and 29 are formed. Here, it is desirable that a tip end angle (also referred to as a wedge angle) θ1a of the protrusions 25 and 26 be, for example, 25 ° or more and 40 ° or less.

ここで、第1孔型K1の孔型幅は、被圧延材Aの厚み(即ち、スラブ厚)とほぼ等しいことが好ましい。具体的には、第1孔型K1に形成された突起部25、26の先端部における孔型の幅と、スラブ厚を同一にすることで、被圧延材Aの左右センタリング性が好適に確保される。また、このような孔型寸法の構成とすることで、図2に示すように、第1孔型K1での造形時において、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)においては、上記突起部25、26及び孔型側面(側壁)の一部が被圧延材Aと接していて、割り込み28、29により4つの要素(部位)に分割されたスラブ上下端部に対して、第1孔型K1の上面及び底面にて積極的な圧下が行われない方が好ましい。孔型の上面及び底面による圧下は、被圧延材Aの長手方向への伸びを生じさせてしまい、フランジ(後述するフランジ部80)の生成効率を低下させてしまうからである。即ち、第1孔型K1においては、突起部25、26が被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に押し当てられ、割り込み28、29が形成される際の突起部25、26における圧下量(ウェッジ先端圧下量)は、スラブ上下端部における圧下量(スラブ端面圧下量)よりも十分に大きなものとされ、これにより割り込み28、29が形成される。   Here, it is preferable that the hole width of the first hole type K1 be substantially equal to the thickness of the material to be rolled A (that is, the slab thickness). Specifically, the left-right centering property of the material to be rolled A is suitably secured by making the width of the hole mold at the tip of the protrusions 25 and 26 formed in the first hole mold K1 equal to the slab thickness. Be done. In addition, as shown in FIG. 2, the above-described protrusions are formed at the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A, as shown in FIG. The first hole is formed in the upper and lower ends of the upper and lower ends of the slab which are in contact with the material to be rolled A and which are divided into four elements (portions) by the interruptions 28, 29 It is preferable that no positive pressure reduction is performed on the top and bottom of the mold K1. The reduction by the upper surface and the bottom surface of the hole mold causes the elongation of the material to be rolled A in the longitudinal direction, thereby reducing the generation efficiency of the flange (a flange portion 80 described later). That is, in the first hole type K1, the protrusions 25 and 26 are pressed against the upper and lower end portions (slab end surfaces) of the material to be rolled A, and the pressure reduction at the protrusions 25 and 26 when the interruptions 28 and 29 are formed. The amount (wedge tip reduction amount) is made sufficiently larger than the reduction amount (slab end surface reduction amount) at the upper and lower ends of the slab, whereby the interruptions 28 and 29 are formed.

図3は第2孔型K2の概略説明図である。第2孔型K2は、一対の水平ロールである上孔型ロール30と下孔型ロール31に刻設される。上孔型ロール30の周面(即ち、第2孔型K2の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部35が形成されている。更に、下孔型ロール31の周面(即ち、第2孔型K2の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部36が形成されている。これら突起部35、36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35と突起部36とでそれぞれ等しく構成されている。これら突起部35、36の先端部角度は25°以上40°以下のウェッジ角度θ1bであることが望ましい。   FIG. 3 is a schematic explanatory view of the second hole type K2. The second hole type K2 is engraved on the upper hole type roll 30 and the lower hole type roll 31 which are a pair of horizontal rolls. On the circumferential surface of the upper hole type roll 30 (that is, the upper surface of the second hole type K2), a projection 35 projecting toward the inside of the hole type is formed. Further, on the circumferential surface of the lower hole type roll 31 (that is, the bottom surface of the second hole type K2), a projection 36 projecting toward the inside of the hole type is formed. The protrusions 35 and 36 have a tapered shape, and the dimensions such as the projection length thereof are equal to each other by the protrusions 35 and 36. It is desirable that the tip end angles of the protrusions 35 and 36 be a wedge angle θ1 b of 25 ° or more and 40 ° or less.

なお、上記第1孔型K1のウェッジ角度θ1aは、フランジ相当部の先端部厚みを確保し、誘導性を高め、圧延の安定性を担保するために、後段の第2孔型K2のウェッジ角度θ1bと同じ角度であることが好ましい。   The wedge angle θ1a of the first hole type K1 secures the thickness of the tip of the flange equivalent portion, enhances the inductive property, and secures the rolling stability, the wedge angle of the second hole type K2 in the latter stage It is preferable that the angle be the same as θ 1 b.

突起部35、36の高さ(突出長さ)h2は、上記第1孔型K1の突起部25、26の高さh1より高く構成されており、h2>h1となっている。また、突起部35、36の先端部角度は上記第1孔型K1の突起部25、26の先端部角度と同じであることが圧延寸法精度上、好ましい。これら上孔型ロール30と下孔型ロール31のロール隙において、上記第1孔型K1通材後の被圧延材Aが更に造形される。   The height (protruding length) h2 of the protrusions 35, 36 is configured to be higher than the height h1 of the protrusions 25, 26 of the first hole type K1, and h2> h1. Further, it is preferable in terms of rolling dimension accuracy that the tip end angle of the protrusions 35, 36 is the same as the tip angle of the protrusions 25, 26 of the first hole type K1. The material to be rolled A after the first hole type K1 passing is further shaped in the roll gap between the upper hole type roll 30 and the lower hole type roll 31.

ここで、第1孔型K1に形成される突起部25、26の高さh1より、第2孔型K2に形成される突起部35、36の高さh2の方が高く、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)への侵入長さも同様に第2孔型K2の方が長くなる。第2孔型K2での突起部35、36の被圧延材Aへの侵入深さは、突起部35、36の高さh2と同じである。即ち、第1孔型K1での突起部25、26の被圧延材Aへの侵入深さh1’と、第2孔型K2での突起部35、36の被圧延材Aへの侵入深さh2はh1’<h2との関係になっている。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面30a、30b及び孔型底面31a、31bと、突起部35、36の傾斜面とのなす角度θfは、図3に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
Here, the height h2 of the protrusions 35 and 36 formed in the second hole type K2 is higher than the height h1 of the protrusions 25 and 26 formed in the first hole type K1. Similarly, the penetration length to the upper and lower end portions (slab end face) of the second hole type K2 is longer. The penetration depth of the protrusions 35 and 36 into the material to be rolled A in the second hole type K 2 is the same as the height h 2 of the protrusions 35 and 36. That is, the penetration depth h1 'of the projections 25 and 26 in the first hole type K1 into the material to be rolled A and the penetration depth of the projections 35 and 36 in the second hole type K2 into the material to be rolled A h2 is in a relationship of h1 '<h2.
In addition, an angle θf formed by the upper surface 30a, 30b and the lower surface 31a, 31b of the material to be rolled A facing the upper and lower end portions (slab end surface) of the material to be rolled A and the inclined surfaces of the protrusions 35, 36 is shown in FIG. The four locations shown are each configured at about 90 ° (approximately right angle).

図3に示すように、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)へ押し当てられた時の突起部の侵入長さが長いことから、第2孔型K2においては、第1孔型K1において形成された割り込み28、29が更に深くなるように造形が行われ、割り込み38、39が形成される。なお、ここで形成される割り込み38、39の寸法に基づき粗圧延工程でのフランジ造形工程終了時のフランジ片幅が決定される。   As shown in FIG. 3, since the penetration length of the protrusion when pressed against the upper and lower end portions (slab end face) of the material to be rolled A is long, in the second hole type K2, the first hole type K1 is used. The shaping is performed so that the interruptions 28, 29 formed in the above become deeper, and the interruptions 38, 39 are formed. In addition, the flange piece width at the end of the flange shaping process in the rough rolling process is determined based on the dimensions of the interrupts 38, 39 formed here.

また、第2孔型K2での造形は多パスにより行われるが、当該多パス造形においては、最終パスにて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と、それに対向する孔型上面30a、30b及び孔型底面31a、31bとが接触するような造形が行われる。これは、第2孔型K2での全てのパスにおいて被圧延材Aの上下端部と孔型内部とを非接触とすると、フランジ相当部(後述するフランジ部80に対応する部位)が左右非対称に造形されるといった形状不良が生じる恐れがあり、通材性の面で問題があるからである。   In addition, although the formation in the second hole type K2 is performed in multiple passes, in the multi-pass formation, the upper and lower end portion (slab end face) of the material to be rolled A in the final pass and the hole upper surface 30a opposite thereto , 30b and the hole-shaped bottom surfaces 31a, 31b are in contact with each other. This is because assuming that the upper and lower end portions of the material to be rolled A do not make contact with the inside of the hole type in all the passes in the second hole type K2, the flange equivalent portion (portion corresponding to the flange portion 80 described later) There is a possibility that the shape defect such as being formed may occur, and there is a problem in the material passing property.

図4は第3孔型K3の概略説明図である。第3孔型K3は、一対の水平ロールである上孔型ロール40と下孔型ロール41に刻設される。上孔型ロール40の周面(即ち、第3孔型K3の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部45が形成されている。更に、下孔型ロール41の周面(即ち、第3孔型K3の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部46が形成されている。これら突起部45、46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45と突起部46とでそれぞれ等しく構成されている。   FIG. 4 is a schematic explanatory view of the third hole type K3. The third hole type K3 is engraved on the upper hole type roll 40 and the lower hole type roll 41 which are a pair of horizontal rolls. On the circumferential surface of the upper hole type roll 40 (that is, the upper surface of the third hole type K3), a projection 45 projecting toward the inside of the hole type is formed. Furthermore, on the circumferential surface of the lower hole type roll 41 (that is, the bottom surface of the third hole type K3), a protrusion 46 protruding toward the inside of the hole type is formed. The projections 45 and 46 have a tapered shape, and the dimensions such as the projection length thereof are equal to each other by the projections 45 and the projections 46.

上記突起部45、46の先端部角度θ2は、上記角度θ1bに比べ広角に構成され、突起部45、46の被圧延材Aへの侵入深さh3は、上記突起部35、36の侵入深さh2よりも短くなっている(即ち、h3<h2)。この角度θ2は例えば70°以上110°以下が好ましい。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面40a、40b及び孔型底面41a、41bと、突起部45、46の傾斜面とのなす角度θfは、図4に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
The tip angle θ2 of the protrusions 45 and 46 is wider than the angle θ1 b, and the penetration depth h3 of the protrusions 45 and 46 into the material to be rolled A is the penetration depth of the protrusions 35 and 36 It is shorter than the distance h2 (ie, h3 <h2). The angle θ2 is preferably, for example, 70 ° or more and 110 ° or less.
Further, in FIG. 4, an angle θf formed by the upper surface 40a, 40b and the lower surface 41a, 41b of the material to be rolled A facing the upper and lower end portions (slab end surface) of the material to be rolled The four locations shown are each configured at about 90 ° (approximately right angle).

図4に示すように、第3孔型K3では、第2孔型K2通材後の被圧延材Aに対し、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)において第2孔型K2において形成された割り込み38、39が、突起部45、46が押し当てられることにより、割り込み48、49となる。即ち、第3孔型K3での造形における最終パスでは、割り込み48、49の最深部角度(以下、割り込み角度とも呼称する)がθ2となる。換言すると、第2孔型K2において割り込み38、39の形成と共に造形された分割部位(後述するフランジ部80に対応する部位)が外側に折り曲げられるような造形が行われる。   As shown in FIG. 4, in the third hole type K3, the second hole type K2 is formed at the upper and lower end portions (slab end face) of the material to be rolled A with respect to the material to be rolled A after passing the second hole type K2 When the projections 45 and 46 are pressed, the interrupted interruptions 38 and 39 become interruptions 48 and 49, respectively. That is, in the final pass of the formation in the third hole type K3, the deepest part angle (hereinafter also referred to as an interruption angle) of the interruptions 48 and 49 is θ2. In other words, the second hole type K2 is shaped such that a divided portion (portion corresponding to the flange portion 80 described later) shaped together with the formation of the interruptions 38 and 39 is bent outward.

また、図4に示す第3孔型K3での造形は少なくとも1パス以上によって行われ、このうちの少なくとも1パス以上は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部(第3孔型K3の上面及び底面)が接触した状態で行われる。この被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部が接触した状態においては、当該端部の軽圧下が行われることが好ましい。   In addition, the formation in the third hole type K3 shown in FIG. 4 is performed by at least one or more passes, and at least one or more of these passes are the upper and lower end portions (slab end face) of the material to be rolled A It is carried out in a state in which the top and bottom surfaces of the three-hole type K3 are in contact with each other. In the state where the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A and the inside of the hole mold are in contact with each other, light reduction of the end portions is preferably performed.

図5は第4孔型K4の概略説明図である。第4孔型K4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、第4孔型K4の上面)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、第4孔型K4の底面)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。   FIG. 5 is a schematic explanatory view of the fourth hole type K4. The fourth hole type K4 is engraved on the upper hole type roll 50 and the lower hole type roll 51, which are a pair of horizontal rolls. On the circumferential surface of the upper hole type roll 50 (that is, the upper surface of the fourth hole type K4), a protrusion 55 which protrudes toward the inside of the hole type is formed. Further, on the circumferential surface of the lower hole type roll 51 (that is, the bottom surface of the fourth hole type K4), a projection 56 projecting toward the inside of the hole type is formed. The protrusions 55 and 56 have a tapered shape, and the dimensions such as the projection length thereof are equal to each other by the protrusions 55 and the protrusions 56.

上記突起部55、56の先端部角度θ3は、上記角度θ2に比べ広角に構成され、突起部55、56の被圧延材Aへの侵入深さh4は、上記突起部45、46の侵入深さh3よりも短くなっている(即ち、h4<h3)。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面50a、50b及び孔型底面51a、51bと、突起部55、56の傾斜面とのなす角度θfは、上記第3孔型K3と同様に、図5に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
The tip angle θ3 of the protrusions 55 and 56 is wider than the angle θ2, and the penetration depth h4 of the protrusions 55 and 56 into the material to be rolled A is the penetration depth of the protrusions 45 and 46. It is shorter than h3 (ie, h4 <h3).
In addition, the angle θf formed by the upper surface 50a, 50b and the lower surface 51a, 51b of the material to be rolled A facing the upper and lower end portions (slab end surface) and the inclined surface of the protrusions 55, 56 is the third As in the case of the hole type K3, all four places shown in FIG. 5 are formed at about 90 ° (approximately right angle).

第4孔型K4では、第3孔型K3通材後の被圧延材Aに対し、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)において第3孔型K3において形成された割り込み48、49が、突起部55、56が押し当てられることにより押し広げられ、割り込み58、59となる。即ち、第4孔型K4での造形における最終パスでは、割り込み58、59の最深部角度(以下、割り込み角度とも呼称する)がθ3となる。換言すると、第3孔型K3において割り込み48、49の形成と共に造形された分割部位(後述するフランジ部80に対応する部位)が更に外側に折り曲げられるような造形が行われる。このようにして造形された被圧延材Aの上下端部の部位は、後のH形鋼製品のフランジに相当する部位であり、ここではフランジ部80と呼称する。   In the fourth hole type K4, the interruptions 48 and 49 formed in the third hole type K3 at the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A after passing the third hole type K3 pass The protrusions 55 and 56 are pushed and spread out, resulting in interruptions 58 and 59. That is, in the final pass in the formation in the fourth hole type K4, the deepest part angle (hereinafter also referred to as an interruption angle) of the interruptions 58 and 59 is θ3. In other words, the third hole type K3 is shaped such that a divided portion (portion corresponding to the flange portion 80 described later) shaped together with the formation of the interruptions 48 and 49 is further bent outward. The portions of the upper and lower end portions of the material to be rolled A shaped in this manner are portions corresponding to the flange of the H-shaped steel product to be described later, and will be referred to as the flange portion 80 here.

図5に示す第4孔型K4での造形は少なくとも1パス以上によって行われ、このうちの少なくとも1パス以上は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部(第4孔型K4の上面及び底面)が接触した状態で行われる。この被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部が接触した状態においては、当該端部の軽圧下が行われることが好ましい。   The formation in the fourth hole type K4 shown in FIG. 5 is performed by at least one pass or more, and at least one pass or more of them are the upper and lower end portions (slab end face) of the material to be rolled A and the inside of the hole type (fourth hole It takes place with the top and bottom surfaces of the mold K4 in contact. In the state where the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A and the inside of the hole mold are in contact with each other, light reduction of the end portions is preferably performed.

図6は第5孔型K5の概略説明図である。第5孔型K5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6に示すように、第5孔型K5では、第4孔型K4までに造形された被圧延材Aが90°あるいは270°回転させられ、第4孔型K4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5孔型K5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の圧下及びフランジ部80のフランジ先端部を圧下することでフランジ幅の寸法調整が行われる。このようにしていわゆるドッグボーン形状のH形粗形材(図1に示すH形粗形材13)が造形される。なお、この第5孔型K5はウェブ部82を圧下して減厚させることから、ウェブ減厚孔型あるいは平造形孔型とも呼称される。なお、この平造形孔型(第5孔型K5)における圧延造形は、1又は任意の複数パスで行われる。   FIG. 6 is a schematic explanatory view of the fifth hole type K5. The fifth hole type K5 is composed of an upper hole type roll 85 and a lower hole type roll 86 which are a pair of horizontal rolls. As shown in FIG. 6, in the fifth hole type K5, the material to be rolled A shaped up to the fourth hole type K4 is rotated by 90 ° or 270 °, and up to the fourth hole type K4, the material to be rolled is A The flange portions 80 located at the upper and lower ends are arranged to be on the rolling pitch line. Then, in the fifth hole type K5, the flange width is adjusted by reducing the pressure of the web portion 82 which is a connection portion connecting the two flange portions 80 and pressing the flange front end portion of the flange portion 80. In this manner, a so-called dog-bone shaped H-shaped rough section (H-shaped rough section 13 shown in FIG. 1) is formed. The fifth hole type K5 is also referred to as a web thickness reduction hole type or a flat modeling hole type because the thickness is reduced by pressing down the web portion 82. In addition, the rolling formation in this flat formation hole type | mold (5th hole type | mold K5) is performed by 1 or arbitrary multiple passes.

このように造形されたH形粗形材13に対し、既知の圧延機である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)。   Reverse rolling of a plurality of passes is carried out using a rolling mill row consisting of two rolling mills of an intermediate universal rolling mill 5-edger rolling mill 9 which is a known rolling mill, with respect to the H-shaped rough section 13 shaped in this way Is added, and the intermediate material 14 is shaped. Then, the intermediate material 14 is finish-rolled into a product shape in a finish universal rolling mill 8 to produce an H-shaped steel product 16 (see FIG. 1).

上述したように、本実施の形態にかかる第1孔型K1〜第4孔型K4を用いて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に割り込みを入れ、それら割り込みによって左右に分かれた各部分を左右に折り曲げる加工を行い、フランジ部80を形成するといった造形をすることで、被圧延材A(スラブ)の上下端面をほぼ上下方向に圧下することなくH形粗形材13の造形を行うことができる。即ち、従来行われていたスラブ端面を常に圧下する粗圧延方法に比べ、フランジ幅を広幅化させてH形粗形材13を造形することが可能となり、その結果、フランジ幅の大きな最終製品(H形鋼)を製造することができる。   As described above, the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A are interrupted using the first through fourth hole types K1 to K4 according to the present embodiment, and each of the left and right parts are separated by the interruptions. By shaping the flange portion 80 by bending the portion to the left and right, the shaping of the H-shaped rough section 13 is performed without pressing the upper and lower end surfaces of the material to be rolled A (slab) substantially vertically. It can be carried out. That is, it is possible to form the H-shaped rough section 13 by widening the flange width, as a result, as compared with the rough rolling method in which the slab end face is always pressed, as a result. H-shaped steel) can be manufactured.

ここで、本実施の形態に係るH形鋼の製造方法においては、上述した第1孔型K1〜第4孔型K4によって造形された被圧延材Aのフランジ部80の形状が、従来の製造方法における平孔型造形前のフランジ部の形状に比べ、製品フランジの形状に近い形状である。これは、素材として用いる矩形断面の素材(スラブ)の端部形状を変えることなく、割り込みを入れて造形した分割部位(フランジ部80)を折り曲げる加工を行うといった造形技術を採用していることに起因する。   Here, in the method of manufacturing the H-shaped steel according to the present embodiment, the shape of the flange portion 80 of the material to be rolled A shaped by the above-described first through fourth hole types K1 to K4 is the conventional manufacture. Compared with the shape of the flange part before the flat hole type shaping | molding in a method, it is a shape close | similar to the shape of a product flange. This is because a shaping technology is employed in which the division portion (flange portion 80) formed by inserting an interruption is bent without changing the end shape of the material (slab) of the rectangular cross section used as the material. to cause.

また、このような造形技術に代表されるH形鋼の圧延造形技術では、第5孔型K5(平造形孔型)において、フランジ部80に対する圧下率に比べウェブ部82の圧下率が相対的に大きい。これは、第5孔型K5までの圧下造形において被圧延材Aのウェブ部82に相当する部分の圧下が行われないことに起因する。 Further, in the rolling and forming technology of H-shaped steel represented by such forming technology, in the fifth hole type K5 (flat forming hole type), the reduction ratio of the web portion 82 is relative to the reduction ratio with respect to the flange portion 80. Great. This is attributed to the fact that the reduction of the portion corresponding to the web portion 82 of the material to be rolled A is not performed in the reduction forming up to the fifth hole type K5.

本発明者らの検証によれば、上記説明した第5孔型K5(平造形孔型)でのウェブ部82の圧下及びフランジ部80の先端部圧下においては、上述した「フランジ部80の形状が、従来の製造方法における平孔型造形前のフランジ部の形状に比べ、製品フランジの形状に近い」といった理由や、「フランジ部80に対する圧下率に比べウェブ部82の圧下率が相対的に大きい」との理由により、被圧延材A(特にフランジ部80)の寸法精度や通材性に問題点が存在することが分かった。
そこで、本発明者らは、これらの問題点を検証すると共に、上述した素材として用いる矩形断面の素材(スラブ)の端部形状を変えることなく、割り込みを入れて造形した分割部位(フランジ部80)を折り曲げる加工を行うといった造形技術において当該問題点を解消することが可能な技術について更なる検討を行った。以下、上記問題点ならびに検討した内容について図面を参照して説明する。
According to the verification of the present inventors, under the reduction of the web portion 82 in the fifth hole type K5 (flat shaped hole type) described above and the pressure reduction of the tip end portion of the flange portion 80, the “shape of the flange portion 80 described above However, the rolling reduction ratio of the web portion 82 is relatively smaller than that of the flange portion in the conventional manufacturing method as compared to the shape of the flange portion before flat hole forming, or “the rolling reduction ratio with respect to the flange portion 80 It was found that there is a problem in the dimensional accuracy and the threadability of the material to be rolled A (particularly, the flange portion 80) because of the large size.
Therefore, the present inventors have examined these problems and, at the same time, did not change the shape of the end portion of the material (slab) of the rectangular cross section used as the above-described material, and formed divided portions (flange 80 In modeling technology which performs processing which bends), it examined further about the technology which can solve the problem concerned. Hereinafter, the above-mentioned problems and the studied contents will be described with reference to the drawings.

先ず、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いた造形方法において、第4孔型K4での造形後、第5孔型K5(平造形孔型)を用いた際の寸法精度や通材性に関する問題点について説明する。
図7は、第4孔型K4での造形後の被圧延材Aに対し、上記第5孔型K5を用いてウェブ部82の厚み圧下を含む複数パスでの造形を実施した場合の説明図であり、(a)は圧延造形の前半パスでの定常部の概略断面形状、(b)は圧延造形の後半パスでの定常部の概略断面形状を示している。なお、図7においては、フランジ部80の形状変化の様子を示すためにフランジ部80を拡大するように被圧延材Aの一部を拡大して図示している。
First, in the forming method using the first through fourth hole types K1 to K4 according to the present embodiment, after forming with the fourth through hole type K4, a fifth through hole type K5 (flat forming hole type) is used. The problems related to dimensional accuracy and threadability in the process will be described.
FIG. 7 is an explanatory view of a case where the material to be rolled A having been shaped in the fourth hole type K4 is shaped in a plurality of passes including thickness reduction of the web portion 82 using the fifth hole type K5. (A) shows a schematic cross-sectional shape of a steady part in the first half pass of rolling shaping, and (b) shows a schematic cross-sectional shape of the steady part in the second half pass of rolling shaping. In addition, in FIG. 7, in order to show the mode of a shape change of the flange part 80, a part of to-be-rolled material A is expanded and shown in figure so that the flange part 80 may be expanded.

図7に示すように、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4によって造形された被圧延材Aに対し、第5孔型K5では、ウェブ部82の圧下率がフランジ部80の圧下率に比べ相対的に大きい。そのため、ウェブ部82減厚時にウェブ高さ方向(平造形孔型の側壁方向)へのメタルの拡がり(メタルフロー)が生じる。このような場合、図7(a)に示すように、フランジ部80と第5孔型K5の孔型ロールとの最初の接触開始位置が局部的な範囲(図7(a)中の破線で示す部分)に限定されてしまう。これにより、フランジ部80の外面のロール側壁との接触幅がフランジ先端部分に限定されるために面圧が高くなると共に、フランジ中央部方向へのすり下げ疵の発生原因をつくり易い条件となってしまう。   As shown in FIG. 7, in the fifth hole type K5, the rolling reduction of the web portion 82 is a flange with respect to the material to be rolled A shaped by the first through fourth hole types K1 to K4 according to the present embodiment. Relatively large compared to the rolling reduction of the part 80. Therefore, metal spread (metal flow) in the web height direction (the side wall direction of the flat shaped hole type) occurs when the thickness of the web portion 82 is reduced. In such a case, as shown in FIG. 7 (a), the initial contact start position between the flange 80 and the fifth roll K5 is of a local range (indicated by the broken line in FIG. 7 (a)). It is limited to the part shown). As a result, the contact width between the outer surface of the flange portion 80 and the roll side wall is limited to the flange tip portion, and the surface pressure becomes high, and it becomes a condition that easily causes the generation of the sliding wedge toward the flange central portion. It will

また、図7(b)に示すように、フランジ部80が平造形孔型90外側に押し付けられると同時に、フランジ部80の先端部がプルダウンによってロールから離れてしまい、フランジ先端部が内側に張り出してしまうといった現象(いわゆるオーバーハング)が生じやすい。一旦張り出しが発生すると、次工程であるユニバーサル圧延(中間圧延)にて、フランジ内側にすり下げ疵を発生させてしまう可能性が極めて高い。更には、ウェブ部82の厚み圧下量が大きくなると、フランジ部80へのメタルフローが大きくなり、フランジ部80の折れ曲がりといった形状不良も懸念される。また、フランジ部80の形状の変化が大きいために、圧延時の通材性が悪化し、寸法精度の悪化が懸念される。   Further, as shown in FIG. 7 (b), at the same time the flange 80 is pressed to the outside of the flat shaped hole mold 90, the tip of the flange 80 is pulled away from the roll by pull-down, and the flange tip projects inward. Phenomenon (so-called overhang) is likely to occur. Once overhanging occurs, there is a very high possibility that a rubbish will be generated inside the flange in the next step, universal rolling (intermediate rolling). Furthermore, when the thickness reduction amount of the web portion 82 becomes large, the metal flow to the flange portion 80 becomes large, and there is also a concern about shape defects such as bending of the flange portion 80. Moreover, since the change in the shape of the flange portion 80 is large, the material passing property at the time of rolling is deteriorated, and there is a concern that the dimensional accuracy is deteriorated.

このような図7を参照して説明した問題点は、従来よりもフランジ片幅が大きい(高い)H形鋼製品を製造する場合にはより顕著となる。これは、素材のスラブ厚に対して造形されるフランジ片幅が大きければ大きい程、フランジ部80全体の曲げ変形が起こり易く、フランジ部80の先端部に変形が集中する傾向があるためである。   Such problems described with reference to FIG. 7 become more pronounced in the case of manufacturing a (high) H-shaped steel product having a wider flange piece width than in the prior art. This is because the bending deformation of the entire flange portion 80 is more likely to occur and the deformation tends to be concentrated at the tip of the flange portion 80 as the flange piece width formed with respect to the slab thickness of the material is larger. .

以上、図7を参照して説明したように、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4によって造形された被圧延材Aに対し、第5孔型K5では、ウェブ部82の圧下率がフランジ部80の圧下率に比べ相対的に大きい圧延造形が行われるため、種々の問題点が懸念される。このような問題点に鑑み、本発明者らは、第4孔型K4の孔型形状と第5孔型K5の孔型形状との関係性に着目し、特に第4孔型K4の孔型形状を好適なものとすることで、寸法精度や通材性の悪化といった問題点を解決し、効率的な圧延造形が実施可能であるとの知見を見出した。以下、本知見について説明する。   As described above with reference to FIG. 7, in the fifth hole type K5, the web portion of the material to be rolled A shaped by the first to fourth hole types K1 to K4 according to the present embodiment. Since rolling reduction with a reduction ratio of 82 relatively larger than that of the flange portion 80 is performed, various problems are concerned. In view of such problems, the present inventors pay attention to the relationship between the hole shape of the fourth hole type K4 and the hole shape of the fifth hole type K5, and in particular, the hole type of the fourth hole type K4. By making the shape suitable, it solved the problems such as the deterioration of the dimensional accuracy and the threadability, and found that it was possible to implement efficient rolling shaping. The present finding will be described below.

図8は、上記説明した第4孔型K4において、フランジ部80と孔型ロールとの接触面の形状を改良した場合の概略説明図であり、第4孔型K4’として図示している。図8(a)は被圧延材Aの折り曲げ造形前を示しており、図8(b)は被圧延材Aの折り曲げ後を示している。なお、図8に示す第4孔型K4’において、図5に示した第4孔型K4と共通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してその説明は省略する。   FIG. 8 is a schematic explanatory view in the case where the shape of the contact surface between the flange portion 80 and the hole type roll is improved in the fourth hole type K 4 described above, and is illustrated as a fourth hole type K 4 ′. Fig. 8 (a) shows the rolled material A before bending and shaping, and Fig. 8 (b) shows the rolled material A after bending. In the fourth hole type K4 'shown in FIG. 8, the components having the same functional configuration as the fourth hole type K4 shown in FIG. 5 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.

図8に示すように、第4孔型K4’の孔型ロールの周面には、突起部55、56の両端(突起部傾斜面の両端)に位置する直線形状の水平部分100が形成されている。これら水平部分100は、所定の長さを有しており、図8(b)に示すように、フランジ部80の折り曲げ造形終了時に、当該フランジ部80の先端部内側側面(H形鋼製品におけるフランジ外側面の先端部に相当)が当接し、圧延ピッチラインに対し水平な直線形状(平坦形状)のフランジ先端側面部80aが形成される。ここで、第4孔型K4’のウェッジ角度θ3は例えば130°以上170°以下であることが好ましい。
また、水平部分100と被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面50a、50b及び孔型底面51a、51bとがなす角度θf1は、4箇所とも約90°(略直角)としても良いが、ロール摩耗に伴うロール回復(ロール修復)の利便性に鑑み、例えば約90°+5°〜10°としても良い。
As shown in FIG. 8, on the circumferential surface of the hole type roll of the fourth hole type K 4 ′, a linear horizontal portion 100 located at both ends of the protrusions 55 and 56 (both ends of the inclined surface of the protrusions) is formed. ing. These horizontal portions 100 have a predetermined length, and as shown in FIG. 8 (b), when the bending and shaping of the flange portion 80 is completed, the tip inner side surface of the flange portion 80 (in the H-shaped steel product The tip end portion of the flange outer surface abuts, and a flange tip side surface portion 80a having a linear shape (flat shape) horizontal to the rolling pitch line is formed. Here, the wedge angle θ3 of the fourth hole type K4 ′ is preferably, for example, 130 ° or more and 170 ° or less.
In addition, the angle θf1 formed by the horizontal surface 100 and the upper surfaces 50a and 50b of the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A and the lower surfaces 51a and 51b is about 90 ° However, in view of the convenience of roll recovery (roll repair) accompanying roll wear, it may be, for example, about 90 ° + 5 ° to 10 °.

第4孔型K4’での圧延造形によれば、図8(b)に示すように、フランジ部80の先端部に圧延ピッチラインに対し水平な形状のフランジ先端側面部80aが形成された状態で圧延造形が完了する。そして、第4孔型K4’での圧延造形が完了した後、第5孔型K5においてウェブ部82の圧下及びフランジ部80の先端部を圧下することでフランジ幅の寸法調整が行われる。このようにしていわゆるドッグボーン形状のH形粗形材が造形される。なお、図8に示す第4孔型K4’での圧延造形は、少なくとも1パス以上によって行われ、このうちの少なくとも1パス以上は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部(第4孔型K4’の上面50a、50b及び底面51a、51b)が接触した状態で行われる。加えて、図8(b)に示すように、フランジ部80の先端部にフランジ先端側面部80aを形成させるにあたり、当然、当該フランジ先端側面部80aが第4孔型K4’の孔型ロールの水平部分100に接触するように圧延造形が行われる。   According to the rolling and forming with the fourth hole type K4 ', as shown in FIG. 8 (b), a state in which the flange tip side surface 80a having a shape horizontal to the rolling pitch line is formed at the tip of the flange 80 The rolling shaping is completed. Then, after the rolling formation with the fourth hole type K4 'is completed, the dimension adjustment of the flange width is performed by pressing down the web portion 82 and pressing the tip end portion of the flange portion 80 in the fifth hole type K5. In this way, a so-called dog-bone shaped H-shaped rough material is formed. In addition, rolling formation in the fourth hole type K4 ′ shown in FIG. 8 is performed by at least one pass or more, and at least one pass or more of these is the upper and lower end portions (slab end face) of the material to be rolled A and the hole type It is performed in a state where the inside (the upper surfaces 50a, 50b and the bottom surfaces 51a, 51b of the fourth hole type K4 ') are in contact with each other. In addition, as shown in FIG. 8 (b), when forming the flange tip side surface 80a at the tip of the flange 80, it is natural that the flange tip side 80a is a hole type roll having a fourth hole type K4 '. The rolling shaping is performed to be in contact with the horizontal portion 100.

また、第4孔型K4’での圧延造形において、被圧延材Aのセンタリング性を担保するといった観点から、図8(a)に示すように、折り曲げ造形前のフランジ部80が第1パスにおいて突起部55、56のテーパー形状部分(即ち、突起部傾斜面)に接触するような圧延造形が行われる必要がある。即ち、第4孔型K4’での折り曲げ造形開始時において、フランジ部80が上記水平部分100から先に接触してしまうといった条件では圧延造形は行われない。
具体的には、第3孔型K3で圧延造形された被圧延材Aの割り込み48、49の割り込み幅(最終パスでの割り込み48、49の最大箇所での幅)をL1としたときに(図4参照)、第4孔型K4’の突起部55、56の投影幅(突起部の根元幅)L2が、当該L1よりも広幅となるような孔型設計とされれば良い。なお、このような条件に鑑み、第3孔型K3のウェッジ角度θ2は70°以上110°以下であることが好ましく、且つ、第4孔型K4’のウェッジ角度θ3は例えば130°以上170°以下であることが好ましい。
Moreover, in rolling and shaping with the fourth hole type K 4 ′, from the viewpoint of securing the centering property of the material to be rolled A, as shown in FIG. 8A, the flange portion 80 before bending and shaping is in the first pass. It is necessary to perform rolling shaping so as to be in contact with the tapered portions (i.e., the inclined surfaces of the projections) of the projections 55, 56. That is, at the start of bending and shaping in the fourth hole type K 4 ′, rolling and shaping are not performed under the condition that the flange portion 80 comes in contact with the horizontal portion 100 first.
Specifically, when the interrupt width (the width at the maximum position of the interrupts 48 and 49 in the final pass) of the interrupts 48 and 49 of the material A rolled and shaped by the third hole type K3 is L1 ( 4), the projection width (the root width of the projection) L2 of the projections 55 and 56 of the fourth hole type K4 'may be designed to be wider than the L1. In view of such conditions, the wedge angle θ2 of the third hole type K3 is preferably 70 ° or more and 110 ° or less, and the wedge angle θ3 of the fourth hole type K4 ′ is 130 ° or more and 170 °, for example. It is preferable that it is the following.

このとき、フランジ部80にフランジ先端側面部80aが形成されていることで、第5孔型K5での孔型ロールへの被圧延材Aの当接過程が図6、7を参照して上述した場合と異なるものとなる。即ち、被圧延材Aが90°あるいは270°回転させられることで、フランジ先端側面部80aが圧延ピッチラインに対し略鉛直方向となるような姿勢で第5孔型K5での圧延造形が行われる。
以下では第4孔型K4’で圧延造形された被圧延材Aに対する第5孔型K5での圧延造形について図9、10を参照して説明する。
At this time, since the flange tip end side surface portion 80a is formed in the flange portion 80, the contact process of the material to be rolled A with the hole type roll in the fifth hole type K5 is described above with reference to FIGS. It will be different from the case. That is, by rotating the material to be rolled A by 90 ° or 270 °, the rolling shaping with the fifth hole type K5 is performed in such a posture that the flange tip side surface portion 80a is substantially perpendicular to the rolling pitch line. .
Hereinafter, the rolling and shaping with the fifth hole type K5 with respect to the material to be rolled A rolled and shaped by the fourth hole type K4 ′ will be described with reference to FIGS.

図9は、上記第4孔型K4’で圧延造形され、フランジ先端側面部80aが形成された被圧延材Aの第5孔型K5での圧延造形の様子を示す概略説明図である。なお、図9において、図6を参照して上記説明した各構成要素に関し共通の機能構成を有するものについては、同一の符号を付して図示し、その説明は省略する。
また、図10はフランジ先端側面部80aの圧延造形をより詳細に示す概略拡大説明図であり、第5孔型K5での圧延前の形状(図中破線)と圧延後の形状(図中実線)を併せて図示している。
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing the rolling and shaping of the material to be rolled A in which the rolling and shaping is performed with the fourth hole type K4 'and the flange tip side surface portion 80a is formed. In FIG. 9, components having the same functional configuration as those described above with reference to FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
Further, FIG. 10 is a schematic enlarged explanatory view showing rolling shaping of the flange tip side surface portion 80a in more detail, and a shape before rolling in the fifth hole type K5 (broken line in the drawing) and a shape after rolling (solid line in the drawing) ) Are shown together.

図9、10に示すように、第4孔型K4’で圧延造形され、フランジ先端側面部80aが形成された被圧延材Aは、第5孔型K5においてウェブ部82減厚時にウェブ高さ方向(平造形孔型の側壁方向)へのメタルの拡がり(メタルフロー)があったとしても、フランジ部80の角度が第5孔型K5の孔型ロールの側壁の角度に近いことから、接触後、直ちにロール形状になじみ易く、より早い段階で、フランジ先端側面部80aが第5孔型K5の側壁に面接触することになる。これにより、図7を参照して説明した通材性や寸法精度の悪化を抑制・回避することが可能となり、第5孔型K5における圧延造形の安定化が図られる。特に、従来よりもフランジ片幅が大きい(高い)H形鋼製品を製造する場合には、その作用効果はより顕著となる。
なお、このような第5孔型K5での圧延造形が複数パスで行われる場合には、上述したフランジ先端側面部80aが第5孔型K5の側壁に面接触するような圧延造形は少なくとも最終パスを含む1パス以上で実施される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the material to be rolled A, which is rolled and shaped by the fourth hole type K4 ′ and on which the flange tip side surface portion 80a is formed, has a web height at the time of thickness reduction of the web portion 82 in the fifth hole type K5. Even if there is metal spreading (metal flow) in the direction (the side wall direction of the flat formed hole type), the angle of the flange 80 is close to the angle of the side wall of the hole type roll of the fifth hole type K5. Afterward, it is easy to conform to the roll shape, and at an early stage, the flange tip side surface 80a comes into surface contact with the side wall of the fifth hole type K5. As a result, it is possible to suppress or avoid the deterioration of the threadability and the dimensional accuracy described with reference to FIG. 7, and the rolling formation in the fifth hole type K5 can be stabilized. In particular, in the case of producing an H-shaped steel product in which the flange piece width is larger (higher) than that in the prior art, the effect is more remarkable.
In addition, when rolling shaping | molding in such 5th hole type | mold K5 is performed by multiple passes, the rolling shaping | molding in which the flange front end side part 80a mentioned above surface-contacts the side wall of 5th hole type K5 is at least the last Implemented in one or more passes including passes.

次に、本発明者らは、上記第4孔型K4’を用いて圧延造形を行うべきであり、本発明技術の対象となる素材の厚み(スラブ厚)や、製品フランジ幅に関して検討を行った。以下、本検討について説明する。   Next, the present inventors should perform rolling shaping using the above-mentioned fourth hole type K4 ', and examine the thickness (slab thickness) of the material to be the object of the present invention technology and the product flange width. The Hereinafter, this examination will be described.

図8に示す第4孔型K4’において、従来よりフランジ幅(フランジ片幅)の大きなH形鋼製品を製造する場合に、少なくとも1パス以上の圧延造形においてフランジ部80の先端部が孔型上面50a、50b及び孔型底面51a、51bと接触した状態で当該圧延造形は行われる。本発明者らは、この第4孔型K4’で圧延造形された被圧延材Aについて、特にフランジ部80の変形の形態に関しては、第5孔型K5における変形でのフランジ片幅とフランジ厚との比I(I=フランジ片幅/フランジ厚)の値に応じて変形形態が異なることに鑑み、本発明技術を適用すべき素材の条件や、第4孔型K4’の圧延条件について検討を行った。
なお、本実施の形態において、第5孔型K5の変形でのフランジ片幅とフランジ厚との比Iは、図6に示すように、1箇所のフランジ部80の片幅(フランジ片幅)と当該フランジ部80の厚み(フランジ厚)との比で規定される。
In the fourth hole type K4 'shown in FIG. 8, when manufacturing an H-shaped steel product having a larger flange width (flange piece width) than in the prior art, the tip of the flange portion 80 is a hole type in at least one pass of rolling shaping The rolling shaping is performed in a state of being in contact with the upper surfaces 50a, 50b and the hole-shaped bottom surfaces 51a, 51b. With respect to the material to be rolled A rolled and shaped by the fourth hole type K 4 ′, the present inventors particularly relate to the flange piece width and the flange thickness in the deformation of the fifth hole type K 5 with respect to the form of the deformation of the flange portion 80. In view of the fact that the deformation mode differs depending on the value of ratio I (I = flange piece width / flange thickness), the conditions of the material to which the present invention technology should be applied and the rolling conditions of the fourth hole type K4 ' Did.
In the present embodiment, the ratio I of the flange piece width to the flange thickness in the deformation of the fifth hole type K5 is, as shown in FIG. 6, one width (flange piece width) of one flange portion 80 And the thickness of the flange 80 (flange thickness).

例えば非特許文献「昭和53年塑性加工春季講演会(1978.5.17〜19広島)、209〜210頁」に記載されているように、矩形断面の被圧延材に係る圧延による変形形態(変形モード)は主にシングルバルジングと呼ばれる形態と、ダブルバルジングと呼ばれる形態に大別される。これらの知見に基づいて、H形鋼のフランジ部に着目し、上記非特許文献に記載のロール径、圧下率、板幅、板厚をそれぞれH形鋼の通常の製造条件に適用した場合、これらシングルバルジングとダブルバルジングとの境界は、矩形断面材の上記フランジ片幅とフランジ厚との比I(以下、単にIとも記載)の値が約1.30である場合となることが知られており、Iが1.30を超えると圧延による変形が被圧延材の端部に集中してダブルバルジング形状となり、Iが1.30以下であると圧延による変形が被圧延材の中央に集中してシングルバルジング形状となる。   For example, as described in the non-patent document “The 1995 Spring Conference on Plastic Processing (19785.5.17-19 Hiroshima), pages 209 to 210”, a deformation form by rolling on a material to be rolled with a rectangular cross section ( The deformation mode is mainly divided into a form called single bulging and a form called double bulging. Based on these findings, focusing on the flange portion of H-shaped steel, when applying the roll diameter, rolling reduction, plate width, and plate thickness described in the above-mentioned non-patent document to the usual manufacturing conditions of H-shaped steel, It is known that the boundary between the single bulging and the double bulging is such that the value of the ratio I of the flange piece width to the flange thickness of the rectangular cross section (hereinafter also referred to simply as I) is about 1.30. When I exceeds 1.30, deformation due to rolling is concentrated at the end of the material to be formed into a double bulging shape, and when I is 1.30 or less, deformation due to rolling is concentrated at the center of the material to be rolled It becomes a single bulging shape.

本実施の形態に係るフランジ部80に適用すると、フランジ部80の形状が上記ダブルバルジング形状となった場合、フランジ部80の先端において局部的な増厚が引き起こされ、その状態で平造形孔型(第5孔型K5)による圧延造形を行うと、増厚箇所に疵が発生し、形状不良、寸法精度不良といった問題が生じる恐れがある。
従って、Iが1.30を超えるようなフランジ部80に対しては、図8に示す第4孔型K4’を適用して粗圧延を実施することで、生じる恐れのあるフランジ部80先端の疵を抑制することが可能となり、また、フランジ部の不均一変形といった形状不良を抑制して、安定的且つ効率的な圧延造形が実施可能となる。
When applied to the flange portion 80 according to the present embodiment, when the shape of the flange portion 80 becomes the double bulging shape, local thickening occurs at the tip of the flange portion 80, and in this state, the flat-modeled hole type When rolling and shaping with the (fifth hole type K5) is performed, wrinkles may be generated at thickened portions, which may cause problems such as shape defects and dimensional accuracy defects.
Therefore, for the flange portion 80 where I exceeds 1.30, the fourth hole type K4 ′ shown in FIG. It becomes possible to suppress wrinkles, and shape defects such as non-uniform deformation of the flange portion can be suppressed, and stable and efficient rolling shaping can be implemented.

上述した条件を具体的な素材の厚み(スラブ厚)ならびに、所望するフランジ幅のH形鋼製品に適用して、その一例を挙げる。
表1は、素材の厚み(一般的に知られるスラブ厚)が250mm、300mmであり、製造されるH形鋼のフランジ幅が300mm、400mm、500mm、600mmである場合のIの値を示すものである。なお、本実施の形態に係る圧延造形では、スラブエッジング造形後にフランジ部80の形状として製品フランジ形状に近い形状が得られることから、積極的なフランジ幅の圧下は行われない。このため、粗圧延後のフランジ片幅とH形鋼製品のフランジ片幅はほぼ等しく、粗圧延後のフランジ部80の片幅は、製造されるH形鋼のフランジ幅の半分の値150mm、200mm、250mm、300mmと考えればよい。
The above-mentioned conditions are applied to the thickness of a specific material (slab thickness) as well as to a H-shaped steel product of a desired flange width, and an example is given.
Table 1 shows the values of I when the thickness of the material (generally known slab thickness) is 250 mm and 300 mm, and the flange width of manufactured H-shaped steel is 300 mm, 400 mm, 500 mm and 600 mm It is. In the rolling and shaping according to the present embodiment, since a shape close to the product flange shape is obtained as the shape of the flange portion 80 after the slab edging shaping, a positive reduction of the flange width is not performed. For this reason, the flange piece width after rough rolling and the flange piece width of the H-shaped steel product are approximately equal, and the piece width of the flange portion 80 after rough rolling is 150 mm, which is half the flange width of the H-section steel manufactured. It may be considered as 200 mm, 250 mm, 300 mm.

表1に示すように、本実施の形態に係る圧延造形技術では、スラブ厚に割り込みを入れて、分割部位を折り曲げる造形法を採用しているため、スラブ厚のおよそ1/2がそのまま粗圧延後の仕上がりフランジ厚となるため、250mm厚の素材から製品フランジ幅400mm、500mm、600mmのH形鋼製品を製造する場合には、Iが1.30を超えた値となっている。また、300mm厚の素材から製品フランジ幅400mm、500mm、600mmのH形鋼製品を製造する場合にも、Iが1.30を超えた値となっている。即ち、このような条件下においてH形鋼を製造する場合には、本実施の形態に係る第4孔型K4’を用いた粗圧延を適用することが望ましく、フランジの広幅なH形鋼製品の製造により有効であることが分かる。   As shown in Table 1, in the rolling and forming technique according to the present embodiment, since a forming method is employed in which an interruption is made in the slab thickness and the divided portion is bent, approximately one half of the slab thickness is roughly rolled as it is In order to obtain the final finished flange thickness, when producing H-shaped steel products having a product flange width of 400 mm, 500 mm and 600 mm from a 250 mm thick material, I has a value exceeding 1.30. In addition, in the case of producing H-shaped steel products having a product flange width of 400 mm, 500 mm, and 600 mm from a 300 mm thick material, I is a value exceeding 1.30. That is, in the case of producing an H-section steel under such conditions, it is preferable to apply rough rolling using the fourth hole type K4 'according to the present embodiment, and the H-section steel product having a wide flange It proves to be effective by the manufacture of

更に本発明者らは、上記表1に示す条件のうち、Iが1.30超である場合において、第5孔型K5までの粗圧延を実施した段階でフランジ部80の外側面に疵が生じる場合があることに着目し、当該疵の深さについて調査し、その疵深さと第5孔型K5でのフランジ部80の圧下率との関係に基づき、好適な圧下率を求めた。   Furthermore, when I is more than 1.30 among the conditions shown in Table 1 above, the present inventors carried out rough rolling to the fifth hole type K5 at the stage where rough rolling was performed on the outer surface of the flange portion 80. It paid attention to what might arise, investigated about the depth of the said ridge, and calculated | required the suitable rolling-reduction ratio based on the relationship between the ridge depth and the rolling-reduction | draft ratio of the flange part 80 in 5th hole type K5.

図11はIが1.30超である場合に、上記第4孔型K4’を用いた粗圧延工程を行う、その際の第5孔型K5でのフランジ部80の圧下率(フランジ幅圧下率(%))と、第5孔型K5での造形後にフランジ部80の外側面に生じる疵の深さ(疵深さ(mm))との関係を示すグラフである。
なお、H形鋼の製造における粗圧延工程で被圧延材に生じる疵深さの許容値は、一般的に約0.3mm程度であることが知られており、疵深さ約0.3mm以下であれば、その後の中間圧延、仕上げ圧延等の工程にて疵の消去等を行うことが可能である。
FIG. 11 shows the rough rolling process using the fourth hole type K4 ′ when I is more than 1.30, and the reduction ratio of the flange portion 80 at the fifth hole type K5 at that time (flange width reduction It is a graph which shows the relationship between the rate (%) and the depth (the weir depth (mm)) of the weir which arises in the outer surface of flange 80 after modeling in the fifth hole type K5.
In addition, it is known that the tolerance value of the weir depth which arises in a material to be rolled in the rough rolling process in manufacture of H section steel is about 0.3 mm generally, and we are about 0.3 mm or less in weir depth. If it is, it is possible to carry out the elimination of the crucible, etc. in the subsequent steps such as intermediate rolling and finish rolling.

図11に示すように、Iが1.30超であり、上記第4孔型K4’を用いた粗圧延工程を行い、続いて第5孔型K5での圧延造形を行った場合に、第5孔型K5でのフランジ部80の幅圧下率が20%以下の範囲内においては、当該幅圧下率を大きくとる程、生じる疵の深さは浅くなることが分かる。これは、ウェブ圧下率に対して、フランジ幅圧下率を大きくすることで、ウェブ高さ方向への拡がり変形量を抑える効果があるためであり、本発明に係る孔型形状の改良技術と併せて疵発生の抑制に対し、大きな効果が有ることを示している。特に、上述した疵深さの許容値である約0.3mm以下との条件を満足させるためには、フランジ幅圧下率を10%以上とすることが望ましいことが分かる。
即ち、本実施の形態に係るH形鋼の製造方法において、表1を参照して説明したIが1.30超となるような素材の厚み、フランジ幅のH形鋼製品寸法を満たすような条件下において、フランジ幅圧下率を10%以上とすることでフランジ部80に生じる疵深さを許容値以下(0.3mm以下)とすることが可能となり、フランジ部80先端の疵を抑制し、安定的且つ効率的な圧延造形が実施可能となる。
As shown in FIG. 11, when I is more than 1.30 and rough rolling is performed using the fourth hole type K4 ′, and then rolling and shaping with the fifth hole type K5 is performed, It can be seen that, within the range where the width reduction ratio of the flange portion 80 in the five-hole type K5 is 20% or less, the greater the width reduction ratio, the shallower the depth of the generated wrinkles. This is because the flange width reduction ratio is increased with respect to the web reduction ratio, which has the effect of suppressing the amount of expansion deformation in the web height direction, and is combined with the hole shape shape improvement technology according to the present invention. It shows that there is a great effect on the suppression of the occurrence of mastication. In particular, in order to satisfy the condition of about 0.3 mm or less which is the allowable value of the weir depth described above, it is understood that the flange width reduction ratio is desirably 10% or more.
That is, in the method of manufacturing an H-section steel according to the present embodiment, the thickness of the material and the width of the H-section steel of which the flange width is I satisfy I described above with reference to Table 1 Under the conditions, by setting the flange width reduction ratio to 10% or more, it becomes possible to make the weir depth generated in the flange portion 80 equal to or less than the allowable value (0.3 mm or less). Stable and efficient rolling shaping can be implemented.

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。   Although the example of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. It is obvious that those skilled in the art can conceive of various modifications or alterations within the scope of the idea described in the claims, and they are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that.

上記実施の形態において、第1孔型K1〜第4孔型K4’の4つの孔型を用いて被圧延材Aの造形を行い、その後、第5孔型K5を用いて平造形圧延を行う技術を説明したが、粗圧延工程を実施する孔型数はこれに限られるものではなく、第1孔型K1〜第4孔型K4’に示す圧延造形工程を更に多くの孔型を用いて実施しても良い。即ち、上記実施の形態に示した孔型構成は一例であり、サイジングミル3や粗圧延機4に刻設される孔型の数は任意に変更可能であり、好適に粗圧延工程を実施することができる程度に適宜変更される。   In the above embodiment, the material to be rolled A is shaped using four hole types of the first hole type K1 to the fourth hole type K4 ′, and then flat shape rolling is performed using the fifth hole type K5. Although the technology has been described, the number of hole types for carrying out the rough rolling process is not limited to this, and the rolling forming process shown in the first hole type K1 to the fourth hole type K4 'can be performed using more hole types. You may carry it out. That is, the hole type configuration shown in the above embodiment is an example, and the number of hole types engraved in the sizing mill 3 and the rough rolling mill 4 can be arbitrarily changed, and the rough rolling process is preferably performed. It is suitably changed to the extent that it can do.

また、H形鋼を製造する際の素材としてはスラブを例示して説明したが、類似形状のその他素材についても本発明は当然適用可能である。即ち、例えばビームブランク素材を造形してH形鋼を製造する場合にも適用できる。   Moreover, although the slab was illustrated and demonstrated as a raw material at the time of manufacturing H-section steel, this invention is naturally applicable also to the other raw material of a similar shape. That is, for example, it is applicable also when shaping | molding beam blank raw material and manufacturing H-section steel.

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 an H-shaped steel, for example, using 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
20…上孔型ロール(第1孔型)
21…下孔型ロール(第1孔型)
25、26…突起部(第1孔型)
28、29…割り込み(第1孔型)
30…上孔型ロール(第2孔型)
31…下孔型ロール(第2孔型)
35、36…突起部(第2孔型)
38、39…割り込み(第2孔型)
40…上孔型ロール(第3孔型)
41…下孔型ロール(第3孔型)
45、46…突起部(第3孔型)
48、49…割り込み(第3孔型)
50…上孔型ロール(第4孔型)
51…下孔型ロール(第4孔型)
55、56…突起部(第4孔型)
58、59…割り込み(第4孔型)
80…フランジ部
80a…フランジ先端側面部
82…ウェブ部
85…上孔型ロール(第5孔型)
86…下孔型ロール(第5孔型)
90…平造形孔型
100…水平部分
K1…第1孔型
K2…第2孔型
K3…第3孔型
K4、K4’…第4孔型
K5…第5孔型(平造形孔型)
T…製造ライン
A…被圧延材
1 ... rolling equipment 2 ... heating furnace 3 ... sizing mill 4 ... rough rolling machine 5 ... intermediate universal rolling machine 8 ... finishing universal rolling machine 9 ... edger rolling machine 11 ... slab 13 ... H-shaped rough section 14 ... intermediate material 16 ... H-shaped steel product 20 ... upper hole type roll (1st hole type)
21 ... Lower hole type roll (first hole type)
25, 26 ... Protrusions (1st hole type)
28, 29 ... Interruption (1st hole type)
30 ... Upper hole type roll (2nd hole type)
31 ··· Lower hole type roll (2nd hole type)
35, 36 ... Protrusions (second hole type)
38, 39 ... Interruption (2nd hole type)
40 ... Upper hole type roll (3rd hole type)
41: Lower hole type roll (third hole type)
45, 46 ... Protrusions (3rd hole type)
48, 49 ... Interruption (3rd hole type)
50 ... Upper hole type roll (4th hole type)
51 ··· Lower hole type roll (4th hole type)
55, 56 ... Protrusions (4th hole type)
58, 59 ... Interruption (4th hole type)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 80 ... Flange part 80a ... Flange tip side part 82 ... Web part 85 ... Upper hole type roll (the 5th hole type)
86: Lower hole type roll (fifth hole type)
90: flat shaped hole type 100: horizontal part K1: first hole type K2: second hole type K3: third hole type K4, K4 ': fourth hole type K5: fifth hole type (flat shape hole type)
T: Production line A: Rolled material

Claims (4)

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、
前記粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する5以上の複数の孔型が刻設され、
当該複数の孔型では被圧延材の1又は複数パス造形が行われ、
前記複数の孔型のうち第1孔型及び第2孔型には、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れて被圧延材端部に分割部位を形成させる突起部が形成され、
前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降には、前記割り込みに当接し、形成された分割部位を順次折り曲げる突起部が形成され、且つ、前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降の最後の孔型には、折り曲げられた当該分割部位の先端部内側側面に直線形状の平坦部を形成させる水平部分が突起部の両端に接続して設けられ、
前記複数の孔型のうち最終孔型は平造形孔型であり、当該平造形孔型における圧延造形において、少なくとも最終パスでは、前記分割部位の先端部内側側面に形成された平坦部が当該平造形孔型の孔型側壁に面接触して行われることを特徴とする、H形鋼の製造方法。
A method of manufacturing an H-shaped steel comprising a rough rolling process, an intermediate rolling process, and a finish rolling process, comprising:
In the rolling mill which performs the rough rolling process, a plurality of five or more hole molds for forming a material to be rolled are engraved.
In the plurality of hole types, one or more pass shaping of the material to be rolled is performed,
Among the plurality of hole types, in the first hole type and the second hole type, projections are formed to form an interruption at the end portion of the material to be rolled by making an interruption vertically to the width direction of the material to be rolled,
Among the plurality of hole types, the third hole type except the last hole type is provided with a projection that abuts on the interrupt and sequentially bends the formed division site, and the last of the plurality of hole types In the last hole type after the third hole type except the hole type, a horizontal portion that forms a flat portion in a straight line shape on the inner side surface of the tip of the divided portion that is bent is provided by connecting to both ends of the protrusion ,
Of the plurality of hole types, the final hole type is a flat shaped hole type, and in the rolling and shaping in the flat shaped hole type, at least in the final pass, the flat portion formed on the inner side of the tip of the divided portion is the flat A method for producing an H-shaped steel, characterized in that the method is carried out in surface contact with a shaped side wall of a shaped hole.
前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降の最後の孔型に形成される突起部の先端角度は130°以上170°以下であることを特徴とする、請求項1に記載のH形鋼の製造方法。 Among the plurality of hole types, the tip angle of the protrusion formed in the last hole type after the third hole type excluding the last hole type is 130 ° or more and 170 ° or less, characterized in that The manufacturing method of the described H-section steel. 前記複数の孔型のうち最終孔型を除く第3孔型以降の最後の孔型における圧延造形は、複数パスで行われることを特徴とする、請求項1又は2に記載のH形鋼の製造方法。 3. The H-shaped steel according to claim 1, wherein rolling shaping in the last hole type after the third hole type excluding the last hole type among the plurality of hole types is performed in a plurality of passes. Production method. 前記平造形孔型での圧延造形は、前記分割部位に相当する被圧延材のフランジ部において、フランジ片幅とフランジ厚との比Iが1.30以上である場合に、当該フランジ部のフランジ幅圧下率を10%以上として行われることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のH形鋼の製造方法。 In the rolling and forming with the flat forming hole type, when the ratio I of the flange piece width to the flange thickness is 1.30 or more at the flange portion of the material to be rolled corresponding to the divided portion, the flange of the flange portion The method for producing an H-shaped steel according to any one of claims 1 to 3, which is performed at a width reduction ratio of 10% or more.
JP2016002080A 2016-01-07 2016-01-07 H-shaped steel manufacturing method Active JP6536415B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016002080A JP6536415B2 (en) 2016-01-07 2016-01-07 H-shaped steel manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016002080A JP6536415B2 (en) 2016-01-07 2016-01-07 H-shaped steel manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017121654A JP2017121654A (en) 2017-07-13
JP6536415B2 true JP6536415B2 (en) 2019-07-03

Family

ID=59306031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016002080A Active JP6536415B2 (en) 2016-01-07 2016-01-07 H-shaped steel manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6536415B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6668963B2 (en) * 2016-06-13 2020-03-18 日本製鉄株式会社 Method of manufacturing H-section steel
JP7295397B2 (en) * 2019-04-22 2023-06-21 日本製鉄株式会社 Shaped steel manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017121654A (en) 2017-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6515355B2 (en) H-shaped steel manufacturing method
JP2019111584A (en) Rolled H-shaped steel
JP6536415B2 (en) H-shaped steel manufacturing method
JP6434461B2 (en) Manufacturing method of H-section steel
JP6447286B2 (en) H-section steel manufacturing method and H-section steel products
JP6686809B2 (en) Method for manufacturing H-section steel
JP6668963B2 (en) Method of manufacturing H-section steel
JP6627641B2 (en) Method for manufacturing H-section steel
JP6593457B2 (en) H-section steel manufacturing method and rolling device
JP6515365B1 (en) H-shaped steel manufacturing method
JP6501047B1 (en) H-shaped steel manufacturing method
JP6593456B2 (en) H-section steel manufacturing method and H-section steel products
JP6597321B2 (en) H-section steel manufacturing method and H-section steel products
JP6575725B1 (en) Manufacturing method of H-section steel
JPWO2018216742A1 (en) H-shaped steel manufacturing method
JP6855885B2 (en) H-section steel manufacturing method and H-section steel products
JP6790973B2 (en) Manufacturing method of H-section steel
JP6569535B2 (en) H-section steel manufacturing method and H-section steel products
JP6699415B2 (en) Method for manufacturing H-section steel
JP2017170468A (en) Molding caliber and manufacturing method of h-shaped steel
JP6825463B2 (en) Manufacturing method of H-section steel
WO2019156078A1 (en) Production method for h-beams
JP6614339B2 (en) Manufacturing method of H-section steel
JP6447285B2 (en) Manufacturing method of H-section steel
JP2019206010A (en) Method for production of h-section steel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180905

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190424

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190520

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6536415

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151