JP6753316B2 - Shaped steel manufacturing equipment and shaped steel manufacturing method - Google Patents

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本発明は、形鋼の製造設備及び形鋼の製造方法に関する。 The present invention relates to a shaped steel manufacturing facility and a shaped steel manufacturing method.

H形鋼に代表される形鋼の熱間圧延による製造ラインでは、圧延ラインの末端等に、形鋼を幅方向に切断する熱間鋸断機が設置されており、圧延された形鋼を所定の位置で切断することが行われている。この形鋼の切断に際しては、搬送ライン方向と直交する方向に配置された円形鋸刃を回転させることで、形鋼を幅方向に切断する方法が採られている。 In the production line by hot rolling of shaped steel represented by H-shaped steel, a hot saw cutting machine that cuts the shaped steel in the width direction is installed at the end of the rolling line, etc., and the rolled shaped steel is rolled. Cutting is performed at a predetermined position. When cutting the shaped steel, a method of cutting the shaped steel in the width direction is adopted by rotating a circular saw blade arranged in a direction orthogonal to the transport line direction.

円形鋸刃を用いて形鋼を切断する際には、円形鋸刃の寿命低下や、円形鋸刃の交換等に伴う製造ラインの停止を防止するために、形鋼の切断部位の温度を所定の温度以上としておくことが好ましい。そのため、通常、熱間圧延後の形鋼は、高温に保った状態で熱間鋸断されるが、温度が低下した場合には、形鋼の切断部位を、誘導加熱コイルやトーチ等の加熱手段を利用して加熱することが提案されている。例えば、以下の特許文献1には、形鋼の形状プロフィールに適合する誘導加熱コイルを用いて形鋼の外周全体を加熱する技術が開示されており、以下の特許文献2には、複数個の誘導加熱コイルを用いて形鋼を加熱する技術が開示されている。 When cutting shaped steel with a circular saw blade, the temperature of the cut part of the shaped steel is set in order to prevent the life of the circular saw blade from shortening and the production line from stopping due to replacement of the circular saw blade. It is preferable to keep the temperature above. Therefore, normally, the shaped steel after hot rolling is hot sawed while being kept at a high temperature, but when the temperature drops, the cut portion of the shaped steel is heated by an induction heating coil, a torch, or the like. It has been proposed to heat by means. For example, Patent Document 1 below discloses a technique for heating the entire outer periphery of a shaped steel using an induction heating coil that matches the shape profile of the shaped steel, and Patent Document 2 below discloses a plurality of techniques. A technique for heating a shaped steel using an induction heating coil is disclosed.

ところで、近年では、形鋼に対して求められる仕様、とりわけ機械的性質に関する仕様は、徐々に厳しくなってきており、性能向上を目的として、圧延中に水冷を行うことにより材料の組織を制御したTMCP(Thermo Mechanical Control Process)材の割合が増えつつある。そのため、以下の特許文献3では、温度の低下によって強度が上昇したTMCP材を切断する際に、加熱手段としてトーチを利用して切断部位を加熱しておく技術が開示されている。 By the way, in recent years, the specifications required for shaped steels, especially the specifications related to mechanical properties, have gradually become stricter, and for the purpose of improving performance, the structure of the material is controlled by water cooling during rolling. The proportion of TMCP (Thermo Mechanical Control Process) materials is increasing. Therefore, Patent Document 3 below discloses a technique for heating a cut portion by using a torch as a heating means when cutting a TMCP material whose strength has increased due to a decrease in temperature.

特開昭63−139609号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-139609 特開昭51−150134号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-150134 特開2009−248270号公報JP-A-2009-248270

しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2に開示されている技術は、所望の形状に成形された形鋼をオフラインで加熱することが前提となっている技術である。そのため、TMCPによる形鋼の製造ラインに上記特許文献1及び特許文献2に開示されている技術を適用する場合には、搬送ロール等の搬送手段と誘導加熱コイルとの干渉が問題となって、そのまま適用することができない。 However, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are premised on heating a shaped steel formed into a desired shape offline. Therefore, when the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are applied to the production line of shaped steel by TMCP, interference between the conveying means such as the conveying roll and the induction heating coil becomes a problem. It cannot be applied as it is.

更に、上記特許文献1及び特許文献2では、切断部位における形鋼の周囲に誘導加熱コイルを配置するが、TMCPによる形鋼の製造ラインでは、圧延された形鋼を水冷することが行われる。この際、圧延された形鋼は、ウェブのウェブ面が上下方向を向いた状態で搬送されて水冷されるため、形鋼の表面、特に、ウェブの上方側のウェブ面に残存している冷却水が、切断工程の際に誘導加熱コイルや通電設備にかかってしまい、漏電等が発生する可能性がある。 Further, in Patent Document 1 and Patent Document 2, an induction heating coil is arranged around the shaped steel at the cutting site, but in the section steel production line by TMCP, the rolled shaped steel is water-cooled. At this time, the rolled shaped steel is conveyed and water-cooled with the web surface of the web facing up and down, so that the cooling remaining on the surface of the shaped steel, particularly the web surface on the upper side of the web. Water may get caught in the induction heating coil or the energizing equipment during the cutting process, causing electric leakage or the like.

また、上記特許文献3に開示されている技術では、加熱手段としてトーチが用いられているが、圧延工程で用いられる圧延油等が形鋼の表面に残存している場合には、トーチの炎によって圧延油等が発火する可能性がある。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 3, a torch is used as a heating means, but when rolling oil or the like used in the rolling process remains on the surface of the shaped steel, the flame of the torch May ignite rolling oil, etc.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、熱間圧延後に水冷工程を有する形鋼の製造プロセスにおいて、より安全かつ容易に熱間鋸断を実施することが可能な、形鋼の製造設備及び形鋼の製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform hot sawing more safely and easily in the manufacturing process of a shaped steel having a water cooling step after hot rolling. It is an object of the present invention to provide a structural steel manufacturing facility and a structural steel manufacturing method capable of carrying out the above.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、加熱された鋼を搬送ラインにより搬送しながら成形して、ウェブ及び前記ウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを備えた形鋼を製造する形鋼の製造設備であって、所定の温度まで加熱された前記鋼を前記形鋼の形状に圧延する圧延装置と、前記圧延装置により圧延された前記形鋼を600℃未満の温度に水冷する冷却装置と、前記冷却装置により冷却された前記形鋼の一部を、前記形鋼における前記ウェブのウェブ面が上下方向を向いた状態で、600℃以上の温度に誘導加熱する誘導加熱装置と、前記形鋼における前記誘導加熱装置により加熱された部位を含むように、前記形鋼をウェブの幅方向に沿う方向に鋸断する鋸断機と、を備え、前記誘導加熱装置は、前記ウェブにおける上下のウェブ面のうち上方側のウェブ面と対向する位置のみに、前記ウェブの幅方向に沿う方向に延びるバー状に形成された、当該ウェブの所定の部位を誘導加熱により加熱する、ウェブ用の誘導加熱コイルを有している、形鋼の製造設備が提供される。 In order to solve the above problems, according to a certain aspect of the present invention, the heated steel is formed while being conveyed by a conveying line, and is provided with a web and a flange provided at least on one end side in the width direction of the web. A section for manufacturing shaped steel that manufactures shaped steel, in which a rolling apparatus that rolls the steel heated to a predetermined temperature into the shape of the shaped steel and the shaped steel rolled by the rolling apparatus are rolled at 600 ° C. A cooling device that water-cools to a temperature below and a part of the shaped steel cooled by the cooling device are guided to a temperature of 600 ° C. or higher with the web surface of the web in the shaped steel facing in the vertical direction. The induction heating device for heating and a sawing machine for sawing the shaped steel in a direction along the width direction of the web so as to include a portion of the shaped steel heated by the induction heating device. The heating device guides a predetermined portion of the web formed in a bar shape extending in the width direction of the web only at a position facing the upper web surface of the upper and lower web surfaces of the web. A structural steel manufacturing facility is provided that has an inductive heating coil for the web that is heated by heating.

なお、形鋼に関して、形鋼の長さ方向と直交し、且つ、ウェブ面に沿う方向の寸法等を説明する際に「ウェブの高さ」という用語が使用されることがあるが、本発明の説明においては、より分かりやすくするために、「ウェブの幅」という。 Regarding the shaped steel, the term "web height" may be used when describing the dimensions in the direction orthogonal to the length direction of the shaped steel and along the web surface. In the explanation of, for the sake of clarity, it is referred to as "web width".

前記形鋼における前記ウェブ用の誘導加熱コイルにより加熱される部位の搬送方向に沿った長さは、当該加熱する部位の肉厚に対応する長さであることが好ましい。 The length of the shaped steel along the transport direction of the portion heated by the induction heating coil for the web is preferably a length corresponding to the wall thickness of the portion to be heated.

また、前記形鋼における前記ウェブ用の誘導加熱コイルにより加熱される部位の搬送方向に沿った長さは、20mm〜150mmの範囲であることが好ましい。 Further, the length of the portion of the shaped steel that is heated by the induction heating coil for the web is preferably in the range of 20 mm to 150 mm along the transport direction.

前記ウェブ用の誘導加熱コイルと前記形鋼との間の離隔距離は、2mm〜20mmの範囲であることが好ましい。 The separation distance between the induction heating coil for the web and the shaped steel is preferably in the range of 2 mm to 20 mm.

前記形鋼の前記フランジにおける前記ウェブとは反対側の面と対向する位置に、当該フランジの所定位置を誘導加熱により加熱するフランジ用の誘導加熱コイルが配設されることが好ましい。 It is preferable that an induction heating coil for a flange that heats a predetermined position of the flange by induction heating is arranged at a position of the flange of the shaped steel facing the surface opposite to the web.

前記形鋼は、H形鋼又は鋼矢板とすることができる。 The shaped steel can be an H-shaped steel or a steel sheet pile.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、加熱された鋼を搬送ラインにより搬送しながら成形して、ウェブ及び前記ウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを備えた形鋼を製造する形鋼の製造方法であって、所定の温度まで加熱された前記鋼を前記形鋼の形状に圧延する圧延工程と、前記圧延工程において圧延された前記形鋼を600℃未満の温度に水冷する冷却工程と、前記冷却工程において冷却された前記形鋼の一部を、前記形鋼における前記ウェブのウェブ面が上下方向を向いた状態で600℃以上の温度に誘導加熱する誘導加熱工程と、前記形鋼における前記誘導加熱工程において加熱された部位を含むように、前記形鋼を前記ウェブの幅方向に沿う方向に鋸断する鋸断工程と、を含み、前記誘導加熱工程では、前記ウェブにおける上下のウェブ面のうちの上方側のウェブ面と対向する位置にのみ設けた、前記ウェブの幅方向に沿う方向に延びるバー状に形成したウェブ用の誘導加熱コイルによって、前記ウェブの所定の部位を誘導加熱により加熱する、形鋼の製造方法が提供される。 Further, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, the heated steel is formed while being conveyed by a conveying line, and is provided on the web and at least one end side in the width direction of the web. A method for manufacturing a shaped steel for producing a shaped steel having a flange, wherein the shaped steel heated to a predetermined temperature is rolled into the shape of the shaped steel, and the shaped steel rolled in the rolling step. A cooling step of water-cooling to a temperature of less than 600 ° C. and a temperature of 600 ° C. or higher in a state where a part of the shaped steel cooled in the cooling step is oriented in the vertical direction with the web surface of the web in the shaped steel Includes an induced heating step of inductive heating and a sawing step of sawing the shaped steel in a direction along the width direction of the web so as to include a portion heated in the induced heating step of the shaped steel. In the induction heating step, the induction for the web formed in a bar shape extending in the width direction of the web is provided only at a position facing the upper web surface of the upper and lower web surfaces of the web. A method for producing a shaped steel is provided in which a predetermined portion of the web is heated by inductive heating by a heating coil.

以上説明したように本発明によれば、熱間圧延後に水冷工程を有する形鋼の製造プロセスにおいて、より安全かつ容易に熱間鋸断を実施することが可能となる。 As described above, according to the present invention, hot sawing can be performed more safely and easily in the manufacturing process of shaped steel having a water cooling step after hot rolling.

本発明の実施形態に係る形鋼の製造設備の全体的な構成を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which schematically showed the overall structure of the structural steel manufacturing facility which concerns on embodiment of this invention. 同実施形態において、形鋼がH形鋼である場合における誘導加熱装置のウェブ用の誘導加熱コイルの配置を模式的に示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows typically the arrangement of the induction heating coil for the web of the induction heating apparatus when the shaped steel is H-shaped steel. 同実施形態において、形鋼がH形鋼である場合における誘導加熱装置のウェブ用の誘導加熱コイルの配置を模式的に示す平面図である。In the same embodiment, it is a top view which shows typically the arrangement of the induction heating coil for the web of the induction heating apparatus when the shaped steel is H-shaped steel. 同実施形態において、形鋼がハット型鋼矢板である場合における誘導加熱装置のウェブ用の誘導加熱コイルの配置を模式的に示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows typically the arrangement of the induction heating coil for the web of the induction heating apparatus when the shaped steel is a hat type steel sheet pile. 誘導加熱装置がフランジ用の誘導加熱コイルを備えている場合において、ウェブ用誘導加熱コイル及びフランジ用の誘導加熱コイルのそれぞれの配置を示す模式的な断面図である。なお、形鋼がH形鋼である場合を示す。It is a schematic cross-sectional view which shows the arrangement of the induction heating coil for a web, and the induction heating coil for a flange in the case where an induction heating device is provided with an induction heating coil for a flange. The case where the shaped steel is H-shaped steel is shown. 誘導加熱装置がフランジ用の誘導加熱コイルを備えている場合において、ウェブ用誘導加熱コイル及びフランジ用の誘導加熱コイルのそれぞれの配置を示す模式的な平面図である。なお、形鋼がH形鋼である場合を示す。It is a schematic plan view which shows the arrangement of the induction heating coil for a web and the induction heating coil for a flange when the induction heating apparatus includes an induction heating coil for a flange. The case where the shaped steel is H-shaped steel is shown.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

(形鋼の製造設備の全体的な構成について)
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係る形鋼の製造設備(以下、単に「製造設備」ともいう。)10の全体的な構成について、詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る形鋼の製造設備の全体的な構成を模式的に示した説明図である。
(About the overall configuration of the structural steel manufacturing equipment)
First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the shaped steel manufacturing facility (hereinafter, also simply referred to as “manufacturing facility”) 10 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the overall configuration of the shaped steel manufacturing facility according to the present embodiment.

本実施形態に係る製造設備10は、図1に模式的に示したように、圧延装置15と、冷却装置17と、誘導加熱装置19と、鋸断機21と、を主に備えている。これらの設備は、搬送ライン13によって連結されている。また、本実施形態の製造設備10においては、圧延装置15の入側(搬送方向の上流側)には、加熱炉11が設けられ、鋸断機21の出側(搬送方向の下流側)には、冷却床23が設けられる。 As schematically shown in FIG. 1, the manufacturing equipment 10 according to the present embodiment mainly includes a rolling apparatus 15, a cooling apparatus 17, an induction heating apparatus 19, and a sawing machine 21. These facilities are connected by a transport line 13. Further, in the manufacturing equipment 10 of the present embodiment, the heating furnace 11 is provided on the inlet side (upstream side in the transport direction) of the rolling mill 15 and on the outlet side (downstream side in the transport direction) of the saw cutting machine 21. Is provided with a cooling floor 23.

図1に示したような、本実施形態に係る製造設備10で製造される形鋼は、ウェブ及びこのウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを有する形鋼であり、H形鋼、I形鋼、断面がコの字形を有する形鋼、及び、ハット形鋼矢板に代表されるような、ウェブの幅方向の両端にフランジが設けられた形鋼、Z形鋼矢板に代表されるような、Z形の形状を有する形鋼、更に、T形鋼、断面がL形の形状を有する形鋼等、ウェブの幅方向の一端のみにフランジが設けられた形鋼も含まれるものとする。 The shaped steel manufactured by the manufacturing facility 10 according to the present embodiment as shown in FIG. 1 is a shaped steel having a web and a flange provided at least on one end side in the width direction of the web, and is an H-shaped steel. , I-shaped steel, shaped steel with a U-shaped cross section, and shaped steel with flanges at both ends in the width direction of the web, such as hat-shaped steel sheet piles, and Z-shaped steel sheet piles. Such as, Z-shaped shaped steel, T-shaped steel, L-shaped cross section, and other shaped steel with a flange provided only at one end in the width direction of the web are also included. And.

<使用される鋼について>
図1に示した本実施形態に係る製造設備10の各設備について説明するに先立ち、まず、本実施形態に係る製造設備10で使用される鋼について説明する。
本実施形態に係る製造設備10で使用される鋼については、特に限定されるものではなく、製造する形鋼に求められる諸特性(例えば、機械的特性)を実現可能なものであれば、公知の任意の鋼を使用することが可能である。
<About steel used>
Prior to explaining each facility of the manufacturing facility 10 according to the present embodiment shown in FIG. 1, first, the steel used in the manufacturing facility 10 according to the present embodiment will be described.
The steel used in the manufacturing facility 10 according to the present embodiment is not particularly limited, and is known as long as it can realize various characteristics (for example, mechanical properties) required for the shaped steel to be manufactured. It is possible to use any steel of.

かかる鋼としては、例えば、質量%で、C:0.02%〜0.18%、Mn:0.3%〜1.8%を含有し、更に、Si:0.60%以下、Al:0.10%以下、Cu:1.5%以下、Ni:3.5%以下、Cr:2.0%以下、Mo:1.0%以下、V:0.20%以下、Nb:0.10%以下、Ti:0.10%以下、B:0.0030%以下の1種又は2種以上を含有し、P:0.03%以下、S:0.03%以下、N:0.010%以下、O:0.004%以下、H:0.001%以下に制限され、残部は、Fe及び不純物からなる化学組成を有していてもよい。 As such steel, for example, in mass%, C: 0.02% to 0.18%, Mn: 0.3% to 1.8%, Si: 0.60% or less, Al: 0.10% or less, Cu: 1.5% or less, Ni: 3.5% or less, Cr: 2.0% or less, Mo: 1.0% or less, V: 0.20% or less, Nb: 0. Contains one or more of 10% or less, Ti: 0.10% or less, B: 0.0030% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, N: 0. It is limited to 010% or less, O: 0.004% or less, H: 0.001% or less, and the balance may have a chemical composition consisting of Fe and impurities.

また、かかる鋼として、更に好適には、例えば特許第3960341号に開示されているような化学組成を有する鋼を挙げることができる。この鋼は、質量%で、C:0.041%〜0.06%、Si:0.03%〜0.6%、Mn:0.3%〜1.6%、P:0.03%以下、S:0.015%以下、Cu:0.1%〜0.5%、Ni:0.1%〜1.5%、Cr:0.11%〜1.0%、Mo:0%〜0.29%、V:0.005%〜0.10%、Nb:0.005%〜0.07%、Ti:0.005%〜0.03%、B:0%〜0.0005%、Al:0.003%〜0.049%、N:0.008%以下、O:0.004%以下、H:0.0001%以下を含有し、残部は、Fe及び不純物からなる化学組成を有する鋼である。鋼がかかる化学組成を有することで、590MPa級の強度を有する形鋼を製造することが可能である。 Further, as such a steel, more preferably, a steel having a chemical composition as disclosed in Japanese Patent No. 3960341 can be mentioned. In mass%, this steel has C: 0.041% to 0.06%, Si: 0.03% to 0.6%, Mn: 0.3% to 1.6%, P: 0.03%. Hereinafter, S: 0.015% or less, Cu: 0.1% to 0.5%, Ni: 0.1% to 1.5%, Cr: 0.11% to 1.0%, Mo: 0% ~ 0.29%, V: 0.005% ~ 0.10%, Nb: 0.005% ~ 0.07%, Ti: 0.005% ~ 0.03%, B: 0% ~ 0.0005 %, Al: 0.003% to 0.049%, N: 0.008% or less, O: 0.004% or less, H: 0.0001% or less, and the balance is chemical consisting of Fe and impurities. It is a steel having a composition. By having such a chemical composition of steel, it is possible to produce a shaped steel having a strength of 590 MPa class.

ここで、590MPa級の強度とは、形鋼の母材についての機械的性質として、降伏点が440MPa〜540MPaであり、引張強さが590MPa〜740MPaであり、降伏比が80%以下の引張強度を有するとともに、Vノッチ試験片を用いた0℃でのシャルピー吸収エネルギーが47J以上の衝撃特性を有するものをいう。 Here, the strength of the 590 MPa class means that the mechanical properties of the base material of the shaped steel are that the yield point is 440 MPa to 540 MPa, the tensile strength is 590 MPa to 740 MPa, and the yield ratio is 80% or less. And has an impact characteristic of 47J or more in Charpy absorption energy at 0 ° C. using a V-notch test piece.

<加熱炉11について>
本実施形態に係る製造設備10の最上流には、本実施形態に係る製造設備10で使用される鋼を所定の温度まで加熱するための加熱炉11が設けられる。このような加熱炉11としては、所望の温度まで鋼を加熱することが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、公知の加熱炉を利用することが可能である。
<About the heating furnace 11>
A heating furnace 11 for heating the steel used in the manufacturing equipment 10 according to the present embodiment to a predetermined temperature is provided at the uppermost stream of the manufacturing equipment 10 according to the present embodiment. The heating furnace 11 is not particularly limited as long as it can heat the steel to a desired temperature, and a known heating furnace can be used.

本実施形態に係る製造設備10で使用される鋼(例えば、上記のような化学組成を有する鋼)は、加熱炉11により、例えば、1000℃〜1350℃の温度域まで加熱されることが好ましい。加熱温度を1000℃以上とすることで、鋼の変形抵抗が低下するため、製造される形鋼の圧延が容易となる。また、鋼中に含まれるNbやV等といった元素が基地に固溶するため、製造される形鋼の冷却後の強度増大を図ることが可能となる。なお、加熱温度の下限は、更に好ましくは、1100℃である。また、加熱温度を1350℃以下とすることで、結晶粒の粗大化を防止することが可能となるため、製造される形鋼において、良好な衝撃特性を実現することが可能となる。なお、加熱温度の上限は、更に好ましくは、1300℃である。 The steel used in the manufacturing equipment 10 according to the present embodiment (for example, steel having the above chemical composition) is preferably heated by the heating furnace 11 to, for example, a temperature range of 1000 ° C. to 1350 ° C. .. By setting the heating temperature to 1000 ° C. or higher, the deformation resistance of the steel is lowered, so that the produced shaped steel can be easily rolled. Further, since elements such as Nb and V contained in the steel are solid-solved in the matrix, it is possible to increase the strength of the produced shaped steel after cooling. The lower limit of the heating temperature is more preferably 1100 ° C. Further, by setting the heating temperature to 1350 ° C. or lower, it is possible to prevent coarsening of crystal grains, so that it is possible to realize good impact characteristics in the produced shaped steel. The upper limit of the heating temperature is more preferably 1300 ° C.

加熱炉11によって加熱された鋼は、搬送ライン13を構成する搬送装置上に載置されて、圧延装置15へと搬送される。なお、本実施形態に係る製造設備10に設けられる搬送ライン13で用いられる搬送装置については、特に限定されるものではなく、例えば搬送ローラ等を用いることができるが、上記のような温度となっている鋼、さらには所望の形状の形鋼を搬送可能なものであれば、任意のものを利用することが可能である。 The steel heated by the heating furnace 11 is placed on the transfer device constituting the transfer line 13 and transferred to the rolling device 15. The transport device used in the transport line 13 provided in the manufacturing facility 10 according to the present embodiment is not particularly limited, and for example, a transport roller or the like can be used, but the temperature is as described above. Any steel can be used as long as it can convey the steel to be used and the shaped steel having a desired shape.

<圧延装置15について>
加熱炉11の出側には、所定の温度まで加熱された鋼を所望の形状を有する形鋼となるまで圧延する圧延装置15が設けられる。かかる圧延装置15は、ブレークダウン圧延機、ユニバーサル圧延機及びエッジング圧延機等といった、複数の公知の圧延機により構成される。かかる圧延装置15では、所定の温度まで加熱された鋼に対して、例えば、ブレークダウン圧延機を用いたブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧延機及びエッジング圧延機を用いた中間圧延、及び、仕上ユニバーサル圧延機を用いた仕上圧延が順次施されることで、鋼が所望の形状を有する形鋼(例えば、H形鋼又は鋼矢板等)へと変化する。かかる圧延装置15の構成についても、特に限定されるものではなく、上記のような構成以外の圧延装置であってもよい。
<About rolling device 15>
On the outlet side of the heating furnace 11, a rolling apparatus 15 is provided for rolling steel heated to a predetermined temperature until it becomes a shaped steel having a desired shape. The rolling apparatus 15 is composed of a plurality of known rolling mills such as a breakdown rolling mill, a universal rolling mill, an edging rolling mill, and the like. In such a rolling apparatus 15, for example, breakdown rolling using a breakdown rolling mill, intermediate rolling using a coarse universal rolling mill and an edging rolling mill, and finishing universal rolling on steel heated to a predetermined temperature. By sequentially performing finish rolling using a machine, the steel changes into a shaped steel having a desired shape (for example, H-shaped steel or steel sheet pile). The configuration of the rolling apparatus 15 is not particularly limited, and a rolling apparatus other than the above configuration may be used.

例えば上記のような圧延装置15を用いた圧延工程において、圧延終了温度は、用いる鋼の化学組成や所望の機械的特性に応じて適宜決定すればよい。例えば上記のような化学組成を有する鋼を圧延する場合、圧延終了温度は、1000℃から700℃までの温度域であることが好ましい。製造される形鋼において、衝撃特性を確保するために、圧延終了温度は、1000℃以下であることが好ましく、950℃以下であることがより好ましい。一方、圧延終了温度が700℃よりも低い場合には、変形抵抗が高くなり、圧延装置への負荷が大きくなる。製造される形鋼において、引張強度特性を確保するためには後述の冷却開始温度が750℃以上であることがより好ましいことから、圧延終了温度は、750℃以上であることがより好ましい。 For example, in the rolling process using the rolling apparatus 15 as described above, the rolling end temperature may be appropriately determined according to the chemical composition of the steel to be used and the desired mechanical properties. For example, when rolling steel having the above chemical composition, the rolling end temperature is preferably in the temperature range of 1000 ° C to 700 ° C. In the shaped steel to be manufactured, the rolling end temperature is preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower, in order to secure the impact characteristics. On the other hand, when the rolling end temperature is lower than 700 ° C., the deformation resistance becomes high and the load on the rolling apparatus becomes large. In the produced shaped steel, the cooling start temperature described later is more preferably 750 ° C. or higher in order to secure the tensile strength characteristics, and therefore the rolling end temperature is more preferably 750 ° C. or higher.

圧延装置15によって、H形鋼や鋼矢板等のような所望の形状へと成形された形鋼は、搬送ライン13により、形鋼1の搬送方向の下流側に配設された冷却装置17へと搬送される。 The shaped steel formed into a desired shape such as H-shaped steel or steel sheet pile by the rolling apparatus 15 is transferred to the cooling device 17 arranged on the downstream side in the conveying direction of the shaped steel 1 by the conveying line 13. Is transported.

<冷却装置17について>
本実施形態に係る形鋼の製造設備10は、ベイナイトやマルテンサイトなどの硬質組織の生成、組織の微細化、転位密度の増加等によって形鋼の強度を高めるTMCPによる形鋼の製造ラインを対象としている。そのため、圧延装置15における形鋼1の搬送方向の下流側には、搬送された形鋼を600℃未満の温度となるまで水冷する冷却装置17が設けられる。かかる冷却装置17としては、例えば全断面水冷装置等といった、加速冷却を実施することが可能な公知の冷却装置を利用することが可能である。
<About cooling device 17>
The shaped steel manufacturing facility 10 according to the present embodiment is intended for a structural steel manufacturing line using TMCP, which enhances the strength of the shaped steel by forming hard structures such as bainite and martensite, making the structure finer, and increasing the dislocation density. It is said. Therefore, on the downstream side of the rolling apparatus 15 in the conveying direction of the shaped steel 1, a cooling device 17 for water-cooling the conveyed shaped steel until the temperature becomes less than 600 ° C. is provided. As such a cooling device 17, it is possible to use a known cooling device capable of performing accelerated cooling, such as a water cooling device having a full cross section.

本実施形態に係る製造設備10では、圧延装置15における圧延終了後、そのまま冷却装置17によって形鋼を冷却する。従って、冷却開始温度は、圧延装置15における圧延終了温度と同程度となる。冷却開始温度が、圧延装置15における圧延終了温度よりも著しく低い場合には、生産性が低下したり、製造される形鋼において、所望の引張強度特性を確保することが困難となったりする可能性がある。すなわち、例えば上記のような化学組成を有する鋼板を加速冷却する場合、冷却開始温度は、1000℃から700℃までの温度域であることが好ましく、950℃から750℃までの温度域であることがより好ましい。 In the manufacturing equipment 10 according to the present embodiment, after the rolling in the rolling apparatus 15 is completed, the shaped steel is cooled by the cooling apparatus 17 as it is. Therefore, the cooling start temperature is about the same as the rolling end temperature in the rolling apparatus 15. When the cooling start temperature is significantly lower than the rolling end temperature in the rolling apparatus 15, productivity may decrease or it may be difficult to secure desired tensile strength characteristics in the produced shaped steel. There is sex. That is, for example, when accelerating cooling a steel sheet having the above chemical composition, the cooling start temperature is preferably in the temperature range of 1000 ° C to 700 ° C, and is preferably in the temperature range of 950 ° C to 750 ° C. Is more preferable.

また、本実施形態に係る冷却装置17において、冷却終了温度は、600℃未満とする。冷却終了温度が600℃以上である場合には、加熱することなくそのまま鋸断することも可能であり、本実施形態の対象外である。また、冷却終了温度が600℃以上である場合、製造される形鋼において、所望の引張強度特性を確保することが困難となる場合があるため、好ましくない。冷却終了温度の下限値は、特に規定するものではないが、300℃以上とすることが好ましい。冷却終了温度が300℃よりも低い場合には、製造される形鋼において、所望の衝撃特性を確保することが困難となる可能性がある。 Further, in the cooling device 17 according to the present embodiment, the cooling end temperature is set to less than 600 ° C. When the cooling end temperature is 600 ° C. or higher, it is possible to saw as it is without heating, which is outside the scope of this embodiment. Further, when the cooling end temperature is 600 ° C. or higher, it may be difficult to secure the desired tensile strength characteristics in the produced shaped steel, which is not preferable. The lower limit of the cooling end temperature is not particularly specified, but is preferably 300 ° C. or higher. When the cooling end temperature is lower than 300 ° C., it may be difficult to secure the desired impact characteristics in the produced shaped steel.

更に、上記のような化学組成を有する鋼から成形された形鋼を冷却する場合、冷却終了温度は、550℃以下300℃以上とすることが更に好ましい。冷却終了温度を550℃以下300℃以上とすることで、加速冷却による機械的特性の向上と、合金コストの削減と、を両立させることが可能となる。例えば、440MPa以上の降伏強度、590MPa以上の引張強さ、及び、80%以下の降伏比という優れた引張強度特性、並びに、Vノッチ試験片を用いた0℃でのシャルピー吸収エネルギーが47J以上という優れた衝撃特性が安定して確保される。また、本実施形態に係る冷却装置17における冷却速度は、特に規定するものではないが、例えば、優れた引張特性と衝撃特性とを得るために、冷却開始温度から冷却終了温度までの平均冷却速度は0.5℃/秒〜50℃/秒とすることが好ましく、0.5℃/秒〜15℃/秒とすることがより好ましい。 Further, when cooling a shaped steel formed from steel having the above chemical composition, the cooling end temperature is more preferably 550 ° C. or lower and 300 ° C. or higher. By setting the cooling end temperature to 550 ° C. or lower and 300 ° C. or higher, it is possible to achieve both improvement of mechanical properties by accelerated cooling and reduction of alloy cost. For example, a yield strength of 440 MPa or more, a tensile strength of 590 MPa or more, an excellent tensile strength characteristic of a yield ratio of 80% or less, and a Charpy absorption energy at 0 ° C. using a V-notch test piece are 47 J or more. Excellent impact characteristics are stably secured. The cooling rate in the cooling device 17 according to the present embodiment is not particularly specified, but for example, the average cooling rate from the cooling start temperature to the cooling end temperature in order to obtain excellent tensile characteristics and impact characteristics. Is preferably 0.5 ° C./sec to 50 ° C./sec, and more preferably 0.5 ° C./sec to 15 ° C./sec.

なお、本実施形態においては、冷却装置17は、形鋼1の搬送方向の上流から下流に向けて直進させながらその形鋼1を冷却する構成としているが、冷却装置内において、冷却対象の形鋼を搬送方向の上流側と下流側との間で複数回行き来させて、最終的に誘導加熱装置19の方に搬送する構成であってもよい。また、冷却装置を圧延装置の上流側に配置して、圧延後の形鋼を搬送方向の上流側に戻すように搬送させて冷却するようにしてもよい。 In the present embodiment, the cooling device 17 is configured to cool the shaped steel 1 while traveling straight from the upstream to the downstream in the transport direction of the shaped steel 1, but the shape of the object to be cooled in the cooling device. The steel may be moved back and forth between the upstream side and the downstream side in the transport direction a plurality of times, and finally transported to the induction heating device 19. Further, the cooling device may be arranged on the upstream side of the rolling device, and the shaped steel after rolling may be conveyed and cooled so as to return to the upstream side in the conveying direction.

<誘導加熱装置19について>
形鋼1の搬送方向における冷却装置17の下流側には、誘導加熱装置19が設けられる。なお、形鋼の搬送方向における誘導加熱装置19の設けられる詳細な位置については、特に限定するものではないが、冷却終了直後の形鋼に対して、なるべく短い時間で誘導加熱処理を開始することが可能な位置に設けられることが好ましい。ここで、誘導加熱装置19は、搬送ライン13を構成する搬送装置上の形鋼に対して、ウェブ3のウェブ面が上下方向(本実施形態においては、略鉛直方向)を向いた状態で、その形鋼の一部を600℃以上の温度となるまで誘導加熱するようになっている。
なお、本実施形態の誘導加熱装置19の詳細については、以下で改めて説明する。
<About the induction heating device 19>
An induction heating device 19 is provided on the downstream side of the cooling device 17 in the transport direction of the shaped steel 1. The detailed position of the induction heating device 19 in the transport direction of the shaped steel is not particularly limited, but the induction heating treatment of the shaped steel immediately after the completion of cooling should be started in as short a time as possible. Is preferably provided at a position where Here, the induction heating device 19 is in a state where the web surface of the web 3 faces in the vertical direction (in the present embodiment, the substantially vertical direction) with respect to the shaped steel on the transport device constituting the transport line 13. A part of the shaped steel is induced to be heated until the temperature reaches 600 ° C. or higher.
The details of the induction heating device 19 of the present embodiment will be described again below.

<鋸断機21について>
誘導加熱装置19によって一部が600℃以上まで加熱された形鋼は、鋸断機21によって、加熱された部位を含むように、形鋼1をウェブ3の幅方向に沿う方向に鋸断され、所望の全長を有する形鋼となる。かかる鋸断機21についても、特に限定されるものではなく、公知の鋸断機を利用することが可能である。
<About saw cutting machine 21>
The shaped steel partially heated to 600 ° C. or higher by the induction heating device 19 is sawed by the sawing machine 21 in the direction along the width direction of the web 3 so as to include the heated portion. , A shaped steel having a desired total length. The sawing machine 21 is not particularly limited, and a known sawing machine can be used.

例えば、円形の鋸刃を回転させながら、この鋸刃全体を初期位置からウェブ3の幅方向に沿う方向(この場合、搬送方向と直交する方向)に略水平移動させることにより、形鋼の所定の部位を、その形鋼を幅方向に切断する熱間鋸断機等といった、公知の鋸断機を利用することが可能である。この鋸断機21によって切断され、所望の全長となった形鋼は、搬送ライン13によって冷却床23まで搬送され、十分に冷却されることとなる。 For example, while rotating a circular saw blade, the entire saw blade is moved substantially horizontally from the initial position in a direction along the width direction of the web 3 (in this case, a direction orthogonal to the transport direction) to determine the shape steel. It is possible to use a known sawing machine such as a hot sawing machine that cuts the shaped steel in the width direction. The shaped steel cut by the sawing machine 21 and having a desired total length is conveyed to the cooling floor 23 by the conveying line 13 and is sufficiently cooled.

ここで、かかる鋸断機21による形鋼1の鋸断は、形鋼1が誘導加熱装置19により加熱された時の状態、即ち、形鋼1におけるウェブのウェブ面が上下方向(本実施形態においては、略鉛直方向)を向いた状態で行われる。 Here, in the sawing of the shaped steel 1 by the sawing machine 21, the state when the shaped steel 1 is heated by the induction heating device 19, that is, the web surface of the web in the shaped steel 1 is in the vertical direction (the present embodiment). In the case, it is carried out in a state of facing substantially the vertical direction).

(誘導加熱装置19の詳細について)
続いて、図2A〜図3Bを参照しながら、本実施形態に係る製造設備10で用いられる誘導加熱装置19について、詳細に説明する。
(Details of induction heating device 19)
Subsequently, the induction heating device 19 used in the manufacturing facility 10 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 3B.

本実施形態に係る誘導加熱装置19は、冷却後の形鋼の一部(具体的には、鋸断機21により鋸断される部分)の温度を600℃以上まで、好ましくは650℃以上まで加熱するために設けられる。この誘導加熱装置19は、鋸断部位を加熱するために配設される誘導加熱コイルと、かかる誘導加熱コイルに所定の電圧を印加するための通電設備(例えば、高周波電源及び電源ケーブル等)と、を少なくとも有している。本実施形態に係る誘導加熱装置19では、トーチ等の炎を用いた加熱手段ではなく、誘導加熱による加熱方法を採用することで、形鋼の表面に残存している可能性のある圧延油等の油分の発火を防止して、より安全に操業を実施することが可能となる。 The induction heating device 19 according to the present embodiment raises the temperature of a part of the shaped steel after cooling (specifically, the portion sawn by the saw cutting machine 21) to 600 ° C. or higher, preferably 650 ° C. or higher. Provided for heating. The induction heating device 19 includes an induction heating coil arranged to heat the sawn portion, and an energizing facility (for example, a high frequency power supply and a power cable) for applying a predetermined voltage to the induction heating coil. , At least have. In the induction heating device 19 according to the present embodiment, by adopting a heating method by induction heating instead of a heating means using a flame such as a torch, rolling oil or the like that may remain on the surface of the shaped steel or the like. It is possible to prevent the ignition of the oil content and carry out the operation more safely.

ここで、図2A〜図2Cに示すように、誘導加熱装置19は、形鋼1のウェブ3の幅方向に沿う方向(本実施形態の場合、形鋼の搬送方向と直交する略水平方向)に延びるバー状に形成された、ウェブ3の所定の部位を誘導加熱により加熱する、ウェブ用の誘導加熱コイル101を有している。そして、このウェブ用の誘導加熱コイル101は、ウェブ3における上下のウェブ面3a,3bのうち、上方側のウェブ面3aと対向する位置にのみ配設されている。 Here, as shown in FIGS. 2A to 2C, the induction heating device 19 is in a direction along the width direction of the web 3 of the shaped steel 1 (in the case of the present embodiment, a substantially horizontal direction orthogonal to the conveying direction of the shaped steel). It has an induction heating coil 101 for a web, which heats a predetermined portion of the web 3 formed in a bar shape extending to the web by induction heating. The induction heating coil 101 for the web is arranged only at a position facing the upper web surface 3a of the upper and lower web surfaces 3a and 3b of the web 3.

前述のように、誘導加熱装置19は、搬送ライン13を構成する搬送装置上の形鋼1の一部を、ウェブ3のウェブ面が上下方向に向いた状態で加熱するため、ウェブ用の誘導加熱コイル101は、ウェブ3を上方側のウェブ面3a側から誘導加熱することになる。 As described above, the induction heating device 19 heats a part of the shaped steel 1 on the transport device constituting the transport line 13 in a state where the web surface of the web 3 faces in the vertical direction, so that the induction for the web The heating coil 101 induces and heats the web 3 from the upper web surface 3a side.

このとき、ウェブ用の誘導加熱コイル101は、形鋼1のウェブ3の幅方向に沿う方向に延びるバー状に形成され、ウェブ3をそのウェブ3の幅方向に延びるように誘導加熱するため、鋸断機21は、形鋼1をウェブ3の幅方向に鋸断する際に切断抵抗を小さく抑えることができる。これにより、鋸断機21は、形鋼1において、誘導加熱装置19のウェブ用の誘導加熱コイル101で加熱された部分を、ウェブ3の幅方向に沿う方向に容易に鋸断することができるため、安定的且つ確実な鋸断が可能となる。 At this time, the induction heating coil 101 for the web is formed in a bar shape extending in the width direction of the web 3 of the shaped steel 1, and the web 3 is induced and heated so as to extend in the width direction of the web 3. The sawing machine 21 can suppress the cutting resistance to be small when the shaped steel 1 is sawed in the width direction of the web 3. As a result, the sawing machine 21 can easily saw the portion of the shaped steel 1 heated by the induction heating coil 101 for the web of the induction heating device 19 in the direction along the width direction of the web 3. Therefore, stable and reliable sawing is possible.

ウェブ用の誘導加熱コイル101について、例えば、加熱対象となる形鋼1が、図2A及び図2Bに示したような、ウェブ3の幅方向の両端に一対のフランジ5、5が設けられたH形鋼である場合には、ウェブ用の誘導加熱コイル101は、ウェブ3の上方側のウェブ面3aと対向する位置における一対のフランジ5、5間に配設される。そして、ウェブ3は、このウェブ用の誘導加熱コイル101によって上方側のウェブ面3a側から誘導加熱される。 Regarding the induction heating coil 101 for the web, for example, the shaped steel 1 to be heated is provided with a pair of flanges 5, 5 at both ends in the width direction of the web 3, as shown in FIGS. 2A and 2B. In the case of shaped steel, the induction heating coil 101 for the web is arranged between the pair of flanges 5, 5 at a position facing the web surface 3a on the upper side of the web 3. Then, the web 3 is induced and heated from the upper web surface 3a side by the induction heating coil 101 for the web.

また、加熱対象となる形鋼1が図2Cに示したような、ウェブ3の幅方向の両端に傾斜した一対のフランジ5、5が設けられた鋼矢板(より詳細には、いわゆるハット型鋼矢板)である場合も同様である。即ち、この形鋼1の一対のフランジ5、5がウェブ3から上方(実際には斜め上方向)に立ち上がった状態で誘導加熱装置19に加熱される際には、ウェブ用の誘導加熱コイル101は、ウェブ3の上方側のウェブ面3aと対向する位置における一対のフランジ5、5間に配設され、ウェブ3はこのウェブ用の誘導加熱コイル101によって上方側のウェブ面3aから誘導加熱される。なお、形鋼がハット型鋼矢板である場合において、仮に一対のフランジが下方側に延びた状態(即ち、形鋼が図2Cに示す場合とは上下反転した状態)で誘導加熱装置19に加熱される際は、ウェブ用の誘導加熱コイル101は一対のフランジ間には位置しない。しかしながら、この際も、ウェブ用の誘導加熱コイルは、ウェブ3の上方側のウェブ面3aに対向する位置にのみ配置されることに変わりはなく、ウェブ3はウェブ用の誘導加熱コイル101によって上方側のウェブ面3aから誘導加熱される。 Further, as shown in FIG. 2C, the shaped steel 1 to be heated is a steel sheet pile provided with a pair of flanges 5 and 5 inclined at both ends in the width direction of the web 3 (more specifically, a so-called hat-shaped steel sheet pile). ) Is the same. That is, when the pair of flanges 5 and 5 of the shaped steel 1 are heated by the induction heating device 19 in a state of rising upward (actually, diagonally upward) from the web 3, the induction heating coil 101 for the web Is arranged between a pair of flanges 5 and 5 at positions facing the upper web surface 3a of the web 3, and the web 3 is induced and heated from the upper web surface 3a by the induction heating coil 101 for the web. To. When the shaped steel is a hat-shaped steel sheet pile, it is heated by the induction heating device 19 in a state where the pair of flanges extend downward (that is, the shaped steel is turned upside down as shown in FIG. 2C). In this case, the induction heating coil 101 for the web is not located between the pair of flanges. However, even in this case, the induction heating coil for the web is still arranged only at the position facing the web surface 3a on the upper side of the web 3, and the web 3 is upward by the induction heating coil 101 for the web. Induction heating is performed from the side web surface 3a.

なお、ウェブの幅方向の一端のみにフランジが設けられた形鋼であっても、誘導加熱装置は、その形鋼の一部を、ウェブのウェブ面が上下方向に向いた状態で加熱するため、ウェブ用の誘導加熱コイルは、ウェブの上方側のウェブ面に対向する位置にのみ配置される。そして、ウェブはウェブ用の誘導加熱コイルによって上方側のウェブ面から誘導加熱されることとなる。 Even if the shaped steel has a flange provided only at one end in the width direction of the web, the induction heating device heats a part of the shaped steel with the web surface of the web facing in the vertical direction. , The induction heating coil for the web is arranged only at a position facing the web surface on the upper side of the web. Then, the web is induced and heated from the upper web surface by the induction heating coil for the web.

一方で、図2A及び図2Bに示すように、誘導加熱装置19は、形鋼1のウェブ3における下方側のウェブ面3b側にはウェブ用の誘導加熱コイルを含めた加熱部材は一切有していない。 On the other hand, as shown in FIGS. 2A and 2B, the induction heating device 19 has no heating member including an induction heating coil for the web on the lower web surface 3b side of the web 3 of the shaped steel 1. Not.

形鋼1のウェブ3の下方には、搬送ラインを構成する搬送ロール等の搬送装置が設けられているため、この側にウェブ用の誘導加熱コイルを配設してしまうと、ウェブ用の誘導加熱コイル及び通電設備(図示せず。)と搬送装置とが互いに干渉してしまうこととなり、搬送と加熱とを両立させることが困難となる。 Since a transport device such as a transport roll constituting a transport line is provided below the web 3 of the shaped steel 1, if an induction heating coil for the web is arranged on this side, the induction for the web is induced. The heating coil, the energizing equipment (not shown), and the transfer device interfere with each other, making it difficult to achieve both transfer and heating.

また、図1に示したようなTMCPによる形鋼1の製造工程では、誘導加熱装置19の前に冷却装置17によって水冷等による加速冷却が実施されるが、冷却装置17による冷却後、冷却材である水が、ウェブ3の鉛直方向上側の面上に残存していると考えられる。このとき、加速冷却後の形鋼1が誘導加熱装置19、あるいはその近傍に搬送された際に、ウェブ3の上方側のウェブ面3aが雨樋のように機能して、上方側のウェブ面3a上に残存している水が、下方に流れ落ちることが予想される。この際に、ウェブ3のうち搬送ラインの搬送面に対向する側に、通電設備が配設されていると、流れ落ちた水が通電設備にかかってしまい、漏電等の発生が懸念されることとなる。また、仮に形鋼のウェブを加熱する加熱部材として、誘導加熱コイル以外のもの、例えばトーチ等を用いた場合であっても、冷却水が加熱部材にかかる可能性があり、加熱効率が低下したり、形鋼に加熱むらが発生したりして、安定的な形鋼の加熱が損なわれ、却って形鋼の鋸断に悪影響を生じさせることも考えられる。 Further, in the manufacturing process of the shaped steel 1 by TMCP as shown in FIG. 1, accelerated cooling by water cooling or the like is performed by the cooling device 17 before the induction heating device 19, but after cooling by the cooling device 17, the cooling material is used. It is considered that the water is left on the upper surface of the web 3 in the vertical direction. At this time, when the shaped steel 1 after accelerated cooling is conveyed to the induction heating device 19 or its vicinity, the web surface 3a on the upper side of the web 3 functions like a rain gutter, and the web surface 3a on the upper side functions like a rain gutter. It is expected that the water remaining on 3a will flow down. At this time, if the energizing equipment is arranged on the side of the web 3 facing the conveying surface of the conveying line, the water that has flowed down will be applied to the energizing equipment, and there is a concern that electric leakage or the like may occur. Become. Further, even if a member other than the induction heating coil, such as a torch, is used as the heating member for heating the web of the shaped steel, the cooling water may be applied to the heating member, and the heating efficiency is lowered. Alternatively, uneven heating of the shaped steel may be impaired in stable heating of the shaped steel, which may adversely affect the sawing of the shaped steel.

そこで、誘導加熱装置には、ウェブにおける上下のウェブ面のうち上方側のウェブ面と対向する位置にのみウェブ用の誘導加熱コイルを設けて、下方側のウェブ面側にはウェブ用の誘導加熱コイルを含めた加熱部材を設けない。これにより、安全を確保しながらも搬送と加熱とを安定的に両立させて、図1に示したようなオンライン・プロセスにおいても、より容易に熱間鋸断を実施することを可能としている。 Therefore, the induction heating device is provided with an induction heating coil for the web only at a position facing the upper web surface of the upper and lower web surfaces on the web, and an induction heating coil for the web is provided on the lower web surface side. No heating member including the coil is provided. As a result, it is possible to stably achieve both transportation and heating while ensuring safety, and it is possible to more easily perform hot sawing even in the online process as shown in FIG.

かかる観点においても、本実施形態に係る誘導加熱装置19では、ウェブ3の下方、すなわち搬送ラインの搬送面に対向する側には、誘導加熱コイル101を配設しないようにすることで、より安全に熱間鋸断を実施することを可能としたのである。 From this point of view, the induction heating device 19 according to the present embodiment is safer by not disposing the induction heating coil 101 below the web 3, that is, on the side facing the transfer surface of the transfer line. It made it possible to carry out hot sawing.

ここで、ウェブ用の誘導加熱コイルによって形鋼のウェブを誘導加熱により加熱するに際しては、ウェブ用の誘導加熱コイルとウェブの上方側のウェブ面との間の離隔距離(図2A及び図2C、さらに後述する図3Aにおけるウェブ3の上方側のウェブ面3aとウェブ用の誘導加熱コイル101との間の距離d)は、2mm〜20mmの範囲であることが好ましい。 Here, when the web of the shaped steel is heated by the induction heating by the induction heating coil for the web, the separation distance between the induction heating coil for the web and the web surface on the upper side of the web (FIGS. 2A and 2C, Further, the distance d) between the web surface 3a on the upper side of the web 3 and the induction heating coil 101 for the web in FIG. 3A, which will be described later, is preferably in the range of 2 mm to 20 mm.

ウェブ用の誘導加熱コイルとウェブの上方側のウェブ面との間の離隔距離が2mm未満である場合には、ウェブ用の誘導加熱コイルと形鋼のウェブとが接触してしまう可能性が高くなるため、好ましくなく、一方で、離隔距離が20mm超である場合には、ウェブ用の誘導加熱コイルによる形鋼のウェブの加熱効率が低下するため、好ましくない。ウェブ用の誘導加熱コイルとウェブの上方側のウェブ面との間の離隔距離を2mm〜20mmの範囲とすることで、ウェブ用の誘導加熱コイルと形鋼のウェブとの接触を防止しつつ、効率良く形鋼を加熱することが可能となる。なお、ウェブ用の誘導加熱コイルと形鋼のウェブとが接触してしまう可能性をより低減し、ウェブ用の誘導加熱コイルによる形鋼のウェブの加熱効率をより高めるため、ウェブ用の誘導加熱コイルとウェブの上方側のウェブ面との間の離隔距離は5mm〜10mmの範囲とすることがより好ましい。 If the separation distance between the induction heating coil for the web and the web surface on the upper side of the web is less than 2 mm, there is a high possibility that the induction heating coil for the web and the web of the shaped steel will come into contact with each other. Therefore, it is not preferable, on the other hand, when the separation distance is more than 20 mm, the heating efficiency of the web of the shaped steel by the induction heating coil for the web is lowered, which is not preferable. By setting the separation distance between the induction heating coil for the web and the web surface on the upper side of the web in the range of 2 mm to 20 mm, contact between the induction heating coil for the web and the web of the shaped steel is prevented. It is possible to heat the shaped steel efficiently. In addition, in order to further reduce the possibility that the induction heating coil for the web and the web of the shaped steel come into contact with each other and to improve the heating efficiency of the web of the shaped steel by the induction heating coil for the web, the induction heating for the web is performed. The separation distance between the coil and the web surface on the upper side of the web is more preferably in the range of 5 mm to 10 mm.

なお、ウェブ用の誘導加熱コイル101は、製造設備10で製造される形鋼1のウェブ3の幅にあわせて複数種類準備しておき、製造される形鋼1のウェブ3に応じて適宜選択されることが好ましい。 A plurality of types of induction heating coils 101 for the web are prepared according to the width of the web 3 of the shaped steel 1 manufactured by the manufacturing facility 10, and are appropriately selected according to the web 3 of the shaped steel 1 manufactured. It is preferable to be done.

また、ウェブ用の誘導加熱コイル101の長さ方向の大きさについては、形鋼1のウェブ3のほぼ全幅にわたって加熱できることが好ましい。なお、形鋼1のウェブ3への加熱は、形鋼1が搬送ライン上を搬送されている途中の状態で行われるため、ウェブ用の誘導加熱コイル101は、ウェブ3の誘導加熱時に、加熱対象の形鋼1のフランジ5に接触しない程度の長さ方向の大きさとすることが肝要である。 Further, regarding the size of the induction heating coil 101 for the web in the length direction, it is preferable that the shape steel 1 can be heated over almost the entire width of the web 3. Since the shaped steel 1 is heated to the web 3 while the shaped steel 1 is being conveyed on the conveying line, the induction heating coil 101 for the web is heated at the time of the induction heating of the web 3. It is important that the size in the length direction is such that it does not come into contact with the flange 5 of the target shaped steel 1.

更に、ウェブ用の誘導加熱コイル101により形鋼1のウェブ3を加熱するに際して、このウェブ用の誘導加熱コイル101により加熱するウェブ3の部位の搬送方向に沿う方向の長さは、加熱する部位の肉厚に対応する長さとすることが好ましい。 Further, when the web 3 of the shaped steel 1 is heated by the induction heating coil 101 for the web, the length of the portion of the web 3 heated by the induction heating coil 101 for the web in the direction along the transport direction is the portion to be heated. It is preferable that the length corresponds to the wall thickness of.

この点について詳細に説明する。図2Bは、形鋼1がH形鋼である場合を例に挙げて、形鋼1及びウェブ用の誘導加熱コイル101を上方から見た場合(平面視)の模式図である。本発明者らは、図2Bに示したような、形鋼1のウェブ3において、ウェブ用の誘導加熱コイル101により加熱される部位の搬送方向に沿った長さLについて着目し、公知の有限要素法を用いた熱伝導解析シミュレーションを実施した。具体的には、550℃の状態にある鋼板を片側から誘導加熱により加熱して、もう一方の側の温度が650℃となるまでの様子を、公知の解析アプリケーションを用いて解析した。得られた結果を、詳細に解析したところ、誘導加熱によって生じた熱は、板厚に近い広がりを持って円形に広がり、鋼板の裏側まで伝導していることが明らかとなった。 This point will be described in detail. FIG. 2B is a schematic view of the case where the shaped steel 1 and the induction heating coil 101 for the web are viewed from above (plan view), taking the case where the shaped steel 1 is an H-shaped steel as an example. The present inventors have focused on the length L along the transport direction of the portion heated by the induction heating coil 101 for the web in the web 3 of the shaped steel 1 as shown in FIG. 2B, and are known to be finite. A thermal conduction analysis simulation using the element method was carried out. Specifically, a steel sheet in a state of 550 ° C. was heated from one side by induction heating, and the state until the temperature on the other side reached 650 ° C. was analyzed using a known analysis application. A detailed analysis of the obtained results revealed that the heat generated by the induction heating spreads in a circle with a spread close to the plate thickness and is conducted to the back side of the steel plate.

かかるシミュレーション結果から、図2Bに示したような加熱される部位の長さLを、加熱する部位の肉厚に対応する長さ程度とすることで、ウェブ3の裏側(この場合、下方側のウェブ面3b側)に対してウェブ用の誘導加熱コイル101を設置しなくとも、ウェブ3の下方側のウェブ面3b側まで十分に加熱可能であることがわかった。従って、図2Bに示したような加熱される部位の長さLは、加熱する部位の肉厚、即ち、この場合はウェブ3の厚さに対応する長さとすることが好ましい。 From such a simulation result, by setting the length L of the heated portion as shown in FIG. 2B to about the length corresponding to the wall thickness of the heated portion, the back side of the web 3 (in this case, the lower side) is set. It was found that the web surface 3b on the lower side of the web 3 can be sufficiently heated without installing the induction heating coil 101 for the web on the web surface 3b side). Therefore, it is preferable that the length L of the heated portion as shown in FIG. 2B is the wall thickness of the heated portion, that is, the length corresponding to the thickness of the web 3 in this case.

より具体的には、ウェブ用の誘導加熱コイルにより加熱するウェブの部位の搬送方向に沿う方向の長さ(加熱する部位の長さ(L))は、加熱する部位の肉厚(ウェブの厚さ)が10mm〜125mmであると想定すれば、20mm〜150mmの範囲とすることが好ましい。加熱する部位の長さが20mm未満である場合には、加熱する部位の長さが狭くなり過ぎ、鋸断機による鋸断工程において、鋸断機の位置決めの精度が不足して熱間鋸断性が低下する(すなわち、十分に加熱されていない部位を鋸断してしまう)可能性があるため、好ましくない。一方、加熱する部位の長さが150mm超となる場合には、加熱部分の長さが広くなり過ぎ、加熱に多くの時間を要してしまう可能性があり、好ましくない。加熱する部位の長さを20mm〜150mmの範囲とすることで、熱間鋸断性を維持しつつ、多くの加熱時間を要することなく加熱を行うことが可能となる。 More specifically, the length in the direction along the transport direction of the part of the web to be heated by the induction heating coil for the web (the length of the part to be heated (L)) is the wall thickness of the part to be heated (the thickness of the web). Assuming that the length is 10 mm to 125 mm, it is preferably in the range of 20 mm to 150 mm. If the length of the part to be heated is less than 20 mm, the length of the part to be heated becomes too narrow, and in the sawing process by the sawing machine, the positioning accuracy of the sawing machine is insufficient and hot sawing is performed. It is not preferable because it may reduce the property (that is, saw the part that is not sufficiently heated). On the other hand, when the length of the portion to be heated exceeds 150 mm, the length of the heated portion becomes too wide, which may take a lot of time for heating, which is not preferable. By setting the length of the portion to be heated in the range of 20 mm to 150 mm, it is possible to perform heating without requiring a large heating time while maintaining hot sawability.

ところで、図3A及び図3Bに示すように、本実施形態に係る誘導加熱装置19では、形鋼1に形成されたフランジ5における、ウェブ3とは反対側の面(いわゆるフランジ5の外方側の面)と対向する位置に、フランジ用の誘導加熱コイル102を、ウェブ用の誘導加熱コイル101とは別に配設することができる。このフランジ用の誘導加熱コイル102は、ウェブ用の誘導加熱コイル101と対応する位置、即ち、形鋼1のフランジ5における、ウェブ用の誘導加熱コイル101によるウェブ3の加熱対象部位に対応する位置を加熱できる位置に配設されている。そして、対向しているフランジ5の加熱対象部位を600℃以上の温度に加熱することが可能となっている。 By the way, as shown in FIGS. 3A and 3B, in the induction heating device 19 according to the present embodiment, the surface of the flange 5 formed on the shaped steel 1 on the opposite side to the web 3 (so-called outer side of the flange 5). The induction heating coil 102 for the flange can be arranged separately from the induction heating coil 101 for the web at a position facing the surface of the web. The induction heating coil 102 for the flange is located at a position corresponding to the induction heating coil 101 for the web, that is, a position corresponding to a portion of the flange 5 of the shaped steel 1 to be heated by the induction heating coil 101 for the web. Is arranged at a position where it can be heated. Then, it is possible to heat the heating target portion of the facing flange 5 to a temperature of 600 ° C. or higher.

これにより、形鋼1のフランジ5の所定位置、即ち鋸断機21により鋸断される位置を、フランジ用の誘導加熱コイル102が誘導加熱により加熱可能であるため、鋸断機21による形鋼1の鋸断の際のフランジ5の切断抵抗をできるだけ小さく抑え、形鋼1の鋸断をより安定的に行うことができ、また鋸断機21の鋸刃等の消耗を可及的に抑えることが可能となる。 As a result, since the induction heating coil 102 for the flange can heat the predetermined position of the flange 5 of the shaped steel 1, that is, the position to be sawn by the saw cutting machine 21, the shaped steel by the saw cutting machine 21. The cutting resistance of the flange 5 at the time of sawing 1 can be suppressed as small as possible, the shaped steel 1 can be sawed more stably, and the consumption of the saw blade and the like of the saw cutting machine 21 can be suppressed as much as possible. It becomes possible.

なお、フランジ用の誘導加熱コイル102の構成については、基本的にウェブ用の誘導加熱コイル101とほぼ同等の構成を用いることができる。また、フランジ用の誘導加熱コイル102は、加熱対象のフランジ5の全幅にわたって誘導加熱することができることが好ましい。 As for the configuration of the induction heating coil 102 for the flange, basically the same configuration as that of the induction heating coil 101 for the web can be used. Further, it is preferable that the induction heating coil 102 for the flange can perform induction heating over the entire width of the flange 5 to be heated.

一方で、フランジ用の誘導加熱コイル102は、フランジ5の下方側を含めた形鋼1の下方側(より具体的には形鋼1の鉛直下方向)には一切配置されない。このような構成とするのは、ウェブ用の誘導加熱コイルと同様の理由、即ち、フランジ用の誘導加熱コイル及び通電設備と搬送装置との干渉防止や、冷却時に用いた冷却水が流れ落ちて通電設備にかかることによる漏電等の発生防止を図り、搬送と加熱との両立を図るためである。 On the other hand, the induction heating coil 102 for the flange is not arranged at all on the lower side of the shaped steel 1 including the lower side of the flange 5 (more specifically, in the vertical downward direction of the shaped steel 1). This configuration is for the same reason as the induction heating coil for the web, that is, to prevent interference between the induction heating coil for the flange and the energization equipment and the transfer device, and to prevent the cooling water used for cooling from flowing down and energize. This is to prevent the occurrence of electric leakage due to the equipment, and to achieve both transportation and heating.

フランジ用の誘導加熱コイル102について、例えば、加熱対象である形鋼1が図3A及び3Bに示したような、ウェブ3の両端に一対のフランジ5、5を有するH形鋼である場合、各フランジ5、5の幅方向(この場合、鉛直方向)に延びるバー状のフランジ用の誘導加熱コイル102が、各フランジ5、5におけるウェブ3とは反対側の面に対向する位置にそれぞれ配設される。あるいは、いずれか一方のフランジ5を加熱するため、その一方のフランジ5におけるウェブ3と反対側の面と対向する位置にのみフランジ用の誘導加熱コイル102を設けてもよい。更に、一対のフランジ5を加熱するために、各フランジ5におけるウェブ3と反対側の面に対向する位置に、フランジ用の誘導加熱コイル102をそれぞれ設けた場合であっても、加熱が必要な一方のフランジ5のみを選択的に誘導加熱するようにしてもよい。 Regarding the induction heating coil 102 for the flange, for example, when the shaped steel 1 to be heated is an H-shaped steel having a pair of flanges 5 and 5 at both ends of the web 3, as shown in FIGS. 3A and 3B, each of them. Induction heating coils 102 for bar-shaped flanges extending in the width direction (vertical direction in this case) of the flanges 5 and 5 are arranged at positions facing the surfaces of the flanges 5 and 5 opposite to the web 3. Will be done. Alternatively, in order to heat one of the flanges 5, the induction heating coil 102 for the flange may be provided only at a position facing the surface of the one flange 5 opposite to the web 3. Further, in order to heat the pair of flanges 5, heating is required even when the induction heating coils 102 for the flanges are provided at positions of the flanges 5 facing the surface opposite to the web 3. Only one flange 5 may be selectively induced and heated.

なお、本実施形態の場合、フランジ用の誘導加熱コイル102、102は、長さ方向の大きさが、いずれも、形鋼1のフランジ5の幅方向の長さ(図3A中においては鉛直方向長さ)よりも大きく形成されていて、フランジの全幅にわたって安定的に誘導加熱を行うことができるようになっている。 In the case of the present embodiment, the induction heating coils 102 and 102 for the flange have a size in the length direction, and the length in the width direction of the flange 5 of the shaped steel 1 (in the vertical direction in FIG. 3A). It is formed larger than the length) so that induction heating can be stably performed over the entire width of the flange.

また、加熱対象である形鋼1が図2Cに示したようなハット型鋼矢板である場合、一対のフランジ5は、ウェブ3から離れるに従って相互に離間するように、ウェブ3に対して一定角度傾斜した状態となっている。この場合のフランジ用の誘導加熱コイルは、各フランジにおけるウェブと反対側の面に沿って、各フランジのウェブ側(基端側)からアーム部側(先端側)の方向(即ち、フランジの幅方向)に延びるバー状に形成された構成となっている。 Further, when the shaped steel 1 to be heated is a hat-shaped steel sheet pile as shown in FIG. 2C, the pair of flanges 5 are inclined at a constant angle with respect to the web 3 so as to be separated from each other as the distance from the web 3 increases. It is in a state of being. The induction heating coil for the flange in this case is in the direction from the web side (base end side) to the arm portion side (tip side) of each flange (that is, the width of the flange) along the surface of each flange opposite to the web. It has a bar-shaped structure extending in the direction).

更に、ウェブの幅方向の一端のみにフランジが設けられた形鋼の場合、そのフランジにおけるウェブと反対側の面と対向する位置に、そのフランジを加熱するフランジ用の誘導加熱コイルが設けられていればよい。 Further, in the case of a shaped steel having a flange provided only at one end in the width direction of the web, an induction heating coil for the flange for heating the flange is provided at a position of the flange facing the surface opposite to the web. Just do it.

ここで、フランジ用の誘導加熱コイルによって形鋼のフランジを誘導加熱により加熱するに際しては、フランジ用の誘導加熱コイルと、そのフランジ用の誘導加熱コイルの加熱対象であるフランジとの間の離隔距離(図3Bにおいて、フランジ5と、そのフランジ5と対向するフランジ用の誘導加熱コイル102との間の距離d’)は、2mm〜20mmの範囲であることが好ましい。 Here, when the flange of the shaped steel is heated by the induction heating by the induction heating coil for the flange, the separation distance between the induction heating coil for the flange and the flange to be heated by the induction heating coil for the flange. (In FIG. 3B, the distance d'between the flange 5 and the induction heating coil 102 for the flange facing the flange 5) is preferably in the range of 2 mm to 20 mm.

フランジ用の誘導加熱コイルと加熱対象のフランジとの間の離隔距離が2mm未満である場合には、フランジ用の誘導加熱コイルとそれに対向するフランジとが接触してしまう可能性が高くなるため、好ましくなく、一方で、フランジ用の誘導加熱コイルと加熱対象のフランジとの間の離隔距離が20mm超である場合には、フランジ用の誘導加熱コイルによるフランジの加熱効率が低下するため、好ましくない。フランジ用の誘導加熱コイルと加熱対象のフランジとの間の離隔距離を2mm〜20mmの範囲とすることで、フランジ用の誘導加熱コイルとフランジとの接触を防止しつつ、効率良く形鋼を加熱することが可能となる。なお、フランジ用の誘導加熱コイルとフランジとが接触する可能性をより低減し、フランジ用の誘導加熱コイルによるフランジの加熱効率をより高めるため、フランジ用の誘導加熱コイルと加熱対象のフランジとの間の離隔距離は5mm〜10mmの範囲とすることがより好ましい。 If the separation distance between the induction heating coil for the flange and the flange to be heated is less than 2 mm, there is a high possibility that the induction heating coil for the flange and the flange facing the flange will come into contact with each other. On the other hand, when the separation distance between the induction heating coil for the flange and the flange to be heated is more than 20 mm, the heating efficiency of the flange by the induction heating coil for the flange is lowered, which is not preferable. .. By setting the separation distance between the induction heating coil for the flange and the flange to be heated in the range of 2 mm to 20 mm, the shaped steel is efficiently heated while preventing contact between the induction heating coil for the flange and the flange. It becomes possible to do. In order to further reduce the possibility of contact between the flange induction heating coil and the flange and further increase the flange heating efficiency by the flange induction heating coil, the flange induction heating coil and the flange to be heated are used. The separation distance between them is more preferably in the range of 5 mm to 10 mm.

なお、ウェブ用の誘導加熱コイルと、ウェブにおける上面側のウェブ面との間の離間距離(図3A中の符号d)については、フランジ用の誘導加熱コイルの有無に関わらず、前述の通りである。 The distance between the induction heating coil for the web and the web surface on the upper surface side of the web (reference numeral d in FIG. 3A) is as described above regardless of the presence or absence of the induction heating coil for the flange. is there.

また、フランジ用の誘導加熱コイル102により形鋼1のフランジ5を加熱するに際して、このフランジ用の誘導加熱コイル102により加熱するフランジ5の部位の搬送方向に沿う方向の長さについては、加熱する部位の肉厚、即ち、フランジ5の厚さに対応する長さとすることが好ましい。この点については、前述した、ウェブ用の誘導加熱コイル101により加熱するウェブ3の部位の搬送方向に沿う方向の長さを、加熱する部位の肉厚に対応する長さとすることが好ましいことと同様の理由である。 Further, when the flange 5 of the shaped steel 1 is heated by the induction heating coil 102 for the flange, the length of the portion of the flange 5 to be heated by the induction heating coil 102 for the flange in the direction along the transport direction is heated. It is preferable that the length corresponds to the wall thickness of the portion, that is, the thickness of the flange 5. Regarding this point, it is preferable that the length of the portion of the web 3 to be heated by the induction heating coil 101 for the web in the direction along the transport direction is a length corresponding to the wall thickness of the portion to be heated. For the same reason.

これにより、形鋼1のフランジ5における、鋸断機21による鋸断位置を、フランジ5の厚さ方向に対しても安定的且つ確実に加熱することができるため、鋸断機21によるフランジ5の鋸断、ひいては形鋼1の鋸断をより安定的に行うことが可能となる。 As a result, the sawing position of the shaped steel 1 flange 5 by the sawing machine 21 can be stably and surely heated with respect to the thickness direction of the flange 5, so that the flange 5 by the sawing machine 21 can be heated stably and surely. It becomes possible to perform sawing of the shape steel 1 more stably.

なお、フランジ用の誘導加熱コイル102は、製造設備10で製造される形鋼1のフランジ5の幅にあわせて複数種類準備しておき、製造される形鋼1のフランジ5に応じて適宜選択されることが好ましい。また、フランジ用の誘導加熱コイル102は、その製造設備10で製造される形鋼1のフランジ5の最大幅に適合するような大きさを有していることが好ましい。このようにすることで、製造設備10において製造される形鋼のサイズが変化する場合であっても、製造される形鋼にあわせて適切に誘導加熱処理を実施することが可能となる。 A plurality of types of induction heating coils 102 for flanges are prepared according to the width of the flange 5 of the shaped steel 1 manufactured by the manufacturing facility 10, and are appropriately selected according to the flange 5 of the shaped steel 1 manufactured. It is preferable to be done. Further, the induction heating coil 102 for the flange preferably has a size suitable for the maximum width of the flange 5 of the shaped steel 1 manufactured by the manufacturing facility 10. By doing so, even when the size of the shaped steel manufactured in the manufacturing facility 10 changes, it is possible to appropriately carry out the induction heating treatment according to the shaped steel to be manufactured.

以下では、上記の構成を有する製造設備10を用いて形鋼1を製造する方法について、説明する。 Hereinafter, a method of manufacturing the shaped steel 1 using the manufacturing facility 10 having the above configuration will be described.

本実施形態における形鋼の製造方法は、加熱された鋼を、ウェブ及びそのウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを備えた形鋼に圧延する圧延工程と、圧延された形鋼を水冷する冷却工程と、形鋼の一部を誘導加熱により加熱する誘導加熱工程と、誘導加熱工程において加熱した部位を鋸断機により鋸断する鋸断工程とを含んでいる。 The method for producing shaped steel in the present embodiment includes a rolling step of rolling a heated steel into a web and a shaped steel having a flange provided at least on one end side in the width direction of the web, and a rolled shaped steel. It includes a cooling step of cooling the shape with water, an induced heating step of heating a part of the shaped steel by induced heating, and a sawing step of sawing a heated portion in the induced heating step with a sawing machine.

具体的に、圧延工程では、加熱炉11によって所定の温度まで加熱された鋼を、圧延装置15により、ウェブ及びウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを備えた所望形状の形鋼に圧延する。 Specifically, in the rolling step, the steel heated to a predetermined temperature by the heating furnace 11 is rolled into a web and a shaped steel having a desired shape provided with a flange provided at least on one end side in the width direction of the web by the rolling apparatus 15. Roll to.

圧延工程の後、冷却装置17により、圧延された形鋼を600℃未満の温度となるまで水冷する冷却工程を実施し、形鋼に所定の性能を付与するために組織等の作り込みを行う。 After the rolling step, a cooling step of cooling the rolled shaped steel with water until the temperature becomes less than 600 ° C. is carried out by the cooling device 17, and the structure or the like is created in order to give the shaped steel a predetermined performance. ..

冷却工程の後、形鋼におけるウェブのウェブ面が上下方向に向いた状態で、誘導加熱装置19により、冷却した形鋼の一部を、600℃以上の温度となるまで加熱する誘導加熱工程を実施する。 After the cooling step, an induction heating step is performed in which a part of the cooled section is heated to a temperature of 600 ° C. or higher by the induction heating device 19 with the web surface of the web of the shaped steel facing up and down. carry out.

このとき、かかる誘導加熱工程では、誘導加熱装置19において、形鋼1のウェブ3における上下のウェブ面のうちの上方側のウェブ面3aと対向する位置にのみ設けた、ウェブの幅方向に沿う方向に延びるバー状に形成したウェブ用の誘導加熱コイル101によって、ウェブ3の所定の部位を誘導加熱により加熱する。これにより、ウェブ3の鋸断対象部位が、ウェブの幅方向に沿う方向に、即ち鋸断工程において形鋼1を鋸断する方向に誘導加熱されることとなる。 At this time, in the induction heating step, the induction heating device 19 is provided along the width direction of the web provided only at a position facing the upper web surface 3a of the upper and lower web surfaces of the web 3 of the shaped steel 1. A predetermined portion of the web 3 is heated by induction heating by the induction heating coil 101 for the web formed in a bar shape extending in the direction. As a result, the sawing target portion of the web 3 is induced and heated in the direction along the width direction of the web, that is, in the direction in which the shaped steel 1 is sawed in the sawing step.

なお、誘導加熱装置19は、形鋼1のウェブ3の下方側には、ウェブ3を加熱する加熱部材を有していないため、誘導加熱工程においては、形鋼1のウェブ3における下方側のウェブ面3b側からは加熱しない。 Since the induction heating device 19 does not have a heating member for heating the web 3 on the lower side of the web 3 of the shaped steel 1, in the induction heating step, the lower side of the web 3 of the shaped steel 1 is formed. Do not heat from the web surface 3b side.

一方で、誘導加熱装置19がフランジ用の誘導加熱コイル102を備えている場合においては、フランジ用の誘導加熱コイル102が、形鋼1のフランジ5におけるそのフランジ用の誘導加熱コイル102との対向面を加熱する。これにより、形鋼1のウェブ3の鋸断対象部位に加えて、フランジ5の鋸断対象部位も誘導加熱されるため、次工程の鋸断工程において形鋼1を鋸断する際に、形鋼1の切断抵抗の増大を可及的に抑えることができ、より安定的な鋸断及び鋸断機21の鋸刃の消耗を可能な限り抑止することができる。 On the other hand, when the induction heating device 19 includes the induction heating coil 102 for the flange, the induction heating coil 102 for the flange faces the induction heating coil 102 for the flange on the flange 5 of the shaped steel 1. Heat the surface. As a result, in addition to the sawing target portion of the web 3 of the shaped steel 1, the sawing target portion of the flange 5 is also induced and heated, so that when the shaped steel 1 is sawed in the sawing step of the next step, the shape is formed. The increase in the cutting resistance of the steel 1 can be suppressed as much as possible, and more stable sawing and wear of the saw blade of the saw cutting machine 21 can be suppressed as much as possible.

誘導加熱工程の後、鋸断機21により鋸断工程を実施する。この鋸断工程は、誘導加熱工程により加熱されたウェブ3の加熱部位に対応する位置から鋸断を開始する。鋸断工程では、形鋼1をウェブ3の幅方向に沿う方向に鋸断する。このとき、形鋼1のウェブ3(フランジ用の誘導加熱コイル102による加熱を行っている場合は、更にフランジ5)の鋸断対象部位を誘導加熱工程において600℃以上に加熱しているため、鋸断機21による鋸断を容易かつ安定的に行うことができる。 After the induction heating step, the saw cutting step is carried out by the saw cutting machine 21. In this sawing step, sawing is started from a position corresponding to the heated portion of the web 3 heated by the induction heating step. In the sawing step, the shaped steel 1 is sawed in the direction along the width direction of the web 3. At this time, since the sawing target portion of the web 3 of the shaped steel 1 (further flange 5 when heating is performed by the induction heating coil 102 for the flange) is heated to 600 ° C. or higher in the induction heating step. Saw cutting by the saw cutting machine 21 can be easily and stably performed.

鋸断機21による形鋼1の鋸断は、例えば、形鋼1におけるウェブ3のウェブ面が上下方向に向いた状態で、鋸断機21の鋸刃を、この鋸刃の初期位置から搬送ライン13を横切る方向に移動することにより行う。より具体的に、仮に形鋼1が、図2A及び図2B、あるいは図3A及び図3Bに示すようなH形鋼や、図2Cに示すようなハット型鋼矢板であった場合には、鋸断機21の鋸刃を初期位置から移動させることにより、形鋼1の一方のフランジ5側から他方のフランジ方向に向けて鋸断する。これにより、形鋼1をウェブ3の幅方向に沿う方向(すなわち形鋼の幅方向)に鋸断することができる。 In the sawing of the shaped steel 1 by the saw cutting machine 21, for example, the saw blade of the saw cutting machine 21 is conveyed from the initial position of the saw blade in a state where the web surface of the web 3 of the shaped steel 1 faces in the vertical direction. This is done by moving in the direction across the line 13. More specifically, if the shaped steel 1 is an H-shaped steel as shown in FIGS. 2A and 2B, 3A and 3B, or a hat-shaped steel sheet pile as shown in FIG. 2C, it is sawn. By moving the saw blade of the machine 21 from the initial position, the shaped steel 1 is sawn from one flange 5 side toward the other flange. Thereby, the shaped steel 1 can be sawed in the direction along the width direction of the web 3 (that is, the width direction of the shaped steel).

(まとめ)
以上説明したように、本実施形態に係る形鋼の製造設備及び形鋼の製造方法によれば、熱間圧延後に水冷工程を有する形鋼の製造プロセスにおいて、漏電や発火が生じる可能性を抑制して、より安全かつ容易に熱間鋸断を行うことが可能となる。
(Summary)
As described above, according to the shaped steel manufacturing equipment and the shaped steel manufacturing method according to the present embodiment, the possibility of electric leakage or ignition in the shaped steel manufacturing process having a water cooling step after hot rolling is suppressed. As a result, hot sawing can be performed more safely and easily.

また、本実施形態に係る形鋼の製造設備では、誘導加熱コイルを用いて形鋼の一部分を加熱するため、形鋼のサイズの変更にも対応可能であり、操業性の向上を図ることができる。 Further, in the shaped steel manufacturing facility according to the present embodiment, since a part of the shaped steel is heated by using an induction heating coil, it is possible to change the size of the shaped steel and improve the operability. it can.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的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、これらについても、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 preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

1 形鋼
3 ウェブ
3a ウェブにおける上方側のウェブ面
5 フランジ
10 形鋼の製造設備
11 加熱炉
13 搬送ライン
15 圧延装置
17 冷却装置
19 誘導加熱装置
21 鋸断機
23 冷却床
101 ウェブ用の誘導加熱コイル
102 フランジ用の誘導加熱コイル
1 Shaped steel 3 Web 3a Upper web surface on the web 5 Flange 10 Shaped steel manufacturing equipment 11 Heating furnace 13 Transfer line 15 Rolling equipment 17 Cooling equipment 19 Induction heating equipment 21 Saw cutter 23 Cooling floor 101 Induction heating for the web Coil 102 Induction heating coil for flange

Claims (7)

加熱された鋼を搬送ラインにより搬送しながら成形して、ウェブ及び前記ウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを備えた形鋼を製造する形鋼の製造設備であって、
所定の温度まで加熱された前記鋼を前記形鋼の形状に圧延する圧延装置と、
前記圧延装置により圧延された前記形鋼を600℃未満の温度に水冷する冷却装置と、
前記冷却装置により冷却された前記形鋼の一部を、前記形鋼における前記ウェブのウェブ面が上下方向を向いた状態で、600℃以上の温度に誘導加熱する誘導加熱装置と、
前記形鋼における前記誘導加熱装置により加熱された部位を含むように、前記形鋼をウェブの幅方向に沿う方向に鋸断する鋸断機と、
を備え、
前記誘導加熱装置は、前記ウェブにおける上下のウェブ面のうち上方側のウェブ面と対向する位置のみに、前記ウェブの幅方向に沿う方向に延びるバー状に形成された、当該ウェブの所定の部位を誘導加熱により加熱する、ウェブ用の誘導加熱コイルを有している、形鋼の製造設備。
A structural steel manufacturing facility that forms a heated steel while transporting it by a transport line to produce a shaped steel having a web and a flange provided at least on one end side in the width direction of the web.
A rolling apparatus that rolls the steel heated to a predetermined temperature into the shape of the shaped steel, and
A cooling device that water-cools the shaped steel rolled by the rolling device to a temperature of less than 600 ° C.
An induction heating device that induces and heats a part of the shaped steel cooled by the cooling device to a temperature of 600 ° C. or higher with the web surface of the web of the shaped steel facing in the vertical direction.
A sawing machine that saws the shaped steel in a direction along the width direction of the web so as to include a portion of the shaped steel that has been heated by the induction heating device.
With
The induction heating device is formed at a predetermined portion of the web, which is formed in a bar shape extending in a direction along the width direction of the web only at a position facing the upper web surface of the upper and lower web surfaces of the web. A shaped steel manufacturing facility that has an induction heating coil for the web, which heats the web by induction heating.
前記形鋼における前記ウェブ用の誘導加熱コイルにより加熱される部位の搬送方向に沿った長さは、当該加熱する部位の肉厚に対応する長さである、請求項1に記載の形鋼の製造設備。 The shaped steel according to claim 1, wherein the length of the shaped steel along the transport direction of the portion heated by the induction heating coil for the web is a length corresponding to the wall thickness of the heated portion. production equipment. 前記形鋼における前記ウェブ用の誘導加熱コイルにより加熱される部位の搬送方向に沿った長さは、20mm〜150mmの範囲である、請求項1又は2に記載の形鋼の製造設備。 The structural steel manufacturing facility according to claim 1 or 2, wherein the length of the portion of the shaped steel heated by the induction heating coil for the web along the transport direction is in the range of 20 mm to 150 mm. 前記ウェブ用の誘導加熱コイルと前記形鋼との間の離隔距離は、2mm〜20mmの範囲である、請求項1〜3の何れか1項に記載の形鋼の製造設備。 The structural steel manufacturing facility according to any one of claims 1 to 3, wherein the separation distance between the induction heating coil for the web and the shaped steel is in the range of 2 mm to 20 mm. 前記形鋼の前記フランジにおける前記ウェブとは反対側の面と対向する位置に、当該フランジの所定位置を誘導加熱により加熱するフランジ用の誘導加熱コイルが配設される、請求項1〜4の何れか1項に記載の形鋼の製造設備。 Claims 1 to 4, wherein an induction heating coil for a flange that heats a predetermined position of the flange by induction heating is arranged at a position of the flange of the shaped steel facing the surface opposite to the web. The shaped steel manufacturing facility according to any one of the items. 前記形鋼は、H形鋼又は鋼矢板である、請求項1〜5の何れか1項に記載の形鋼の製造設備。 The structural steel manufacturing facility according to any one of claims 1 to 5, wherein the shaped steel is an H-shaped steel or a steel sheet pile. 加熱された鋼を搬送ラインにより搬送しながら成形して、ウェブ及び前記ウェブの幅方向の少なくとも一端側に設けられたフランジを備えた形鋼を製造する形鋼の製造方法であって、
所定の温度まで加熱された前記鋼を前記形鋼の形状に圧延する圧延工程と、
前記圧延工程において圧延された前記形鋼を600℃未満の温度に水冷する冷却工程と、
前記冷却工程において冷却された前記形鋼の一部を、前記形鋼における前記ウェブのウェブ面が上下方向を向いた状態で600℃以上の温度に誘導加熱する誘導加熱工程と、
前記形鋼における前記誘導加熱工程において加熱された部位を含むように、前記形鋼を前記ウェブの幅方向に沿う方向に鋸断する鋸断工程と、
を含み、
前記誘導加熱工程では、前記ウェブにおける上下のウェブ面のうちの上方側のウェブ面と対向する位置にのみ設けた、前記ウェブの幅方向に沿う方向に延びるバー状に形成したウェブ用の誘導加熱コイルによって、前記ウェブの所定の部位を誘導加熱により加熱する、形鋼の製造方法。
A method for producing a shaped steel, wherein the heated steel is formed while being conveyed by a conveying line to produce a shaped steel having a web and a flange provided at least on one end side in the width direction of the web.
A rolling process of rolling the steel heated to a predetermined temperature into the shape of the shaped steel,
A cooling step of water-cooling the shaped steel rolled in the rolling step to a temperature of less than 600 ° C.
An induction heating step of inducing heating a part of the shaped steel cooled in the cooling step to a temperature of 600 ° C. or higher with the web surface of the web of the shaped steel facing up and down.
A sawing step of sawing the shaped steel in a direction along the width direction of the web so as to include a portion heated in the induction heating step of the shaped steel.
Including
In the induction heating step, induction heating for a web formed in a bar shape extending in the width direction of the web is provided only at a position facing the upper web surface of the upper and lower web surfaces of the web. A method for producing a shaped steel, in which a predetermined portion of the web is heated by induction heating with a coil.
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