JP7428899B2 - 溝形鋼の製造方法および溝形鋼 - Google Patents

Description

本発明は、溝形鋼の製造方法および溝形鋼に関する。

鋼構造物からなる建築物の柱材には従来から角形鋼管部材が使用されている。角形鋼管部材は柱となる角形鋼管と梁となるＨ形鋼から構成され、角形鋼管に対して垂直にＨ形鋼が溶接されることにより製造される。このとき、柱と梁の力伝達を補い接合部の強度を確保するために両者の接合部にはダイヤフラムと呼ばれる鋼板が使用されることがある。
しかし、ダイヤフラムを使用する場合には、角形鋼管部材の設計、施工に一定の制限が生じる。すなわち、ダイヤフラムの位置に合わせてＨ形鋼を溶接する必要があることから、ファブリケータ（鉄骨加工業者）はそれに合わせて構造設計を行う必要があり、梁に段差、偏心あるいは傾斜をつけるような設計が難しくなる。また実際の施工においても加工に手間がかかる、検査工数が多くなるといった問題があった。

このため、厚肉の角形鋼管を用いることでダイヤフラムを省略した角形鋼管部材が開発されている。
ダイヤフラムを省略した角形鋼管部材の柱材（角形鋼管）には、断面が正方形の柱とするため、フランジ幅Ｌ０とウェブ高さＨ０の比が１：２である溝形鋼のフランジ同士を突き合わせて溶接したものが用いられる。例えば、特許文献１には、溶接施工性を向上させるために、フランジの外面のみに開先を形成した溝形鋼が記載されている。
しかしながら、近年では角形鋼管の大型化、厚肉化に伴い、一度の溶接で角形鋼管を製造することができないことから、フランジ同士を突き合わせた溝形鋼の内側及び外側から溶接を行い、角形鋼管を製造することが増えている。
特許文献２には、フランジの両側（内外面）に開先を形成した厚肉溝形鋼が記載されている。

特開２００１－１００３号公報図１２ 特開２０１３－３１８７６号公報

本発明者らは、２つの溝形鋼のフランジ同士を突合せ溶接して製造する角形鋼管の素材となる、フランジの先端の内外面に開先を有する溝形鋼の製造方法について、検討した。
上述の特許文献２には、フランジの両側（内外面）に開先を形成した厚肉溝形鋼の製造方法も記載されている。しかしながら、この製造方法では、以下のような２つの課題があると考えられる。
＜１＞開先部の形状制御
上記の製造方法では、フランジの先端に相当する位置に間隙（逃がし空間）を設けた圧延ロールを用いて仕上圧延を行う。このような圧延ロールを用いることで、鋼材が断面変形してフランジ先端方向に伸延し、間隙に鋼材が押し付けられて開先が付与される。しかしながら、押し付け力の大きさによっては、開先部の高さや幅が不均一になる。
＜２＞開先部の圧潰
上記の製造方法では、フランジを下側（下に凹向き）にして溝形鋼を製造する。この場合、圧延後、搬送テーブルでは続けてフランジを下側に搬送することになる。
フランジ先端は開先を形成していることにより先端面積は小さく、かつ圧延後の溝形鋼はまだ高温化にあることから、自重による荷重がフランジ先端の開先部に集中し、開先が潰れやすく、所望の開先を形成することができない。

そこで、上記課題を解決するためにフランジの先端の内外面に開先部が付与された溝形鋼の製造方法について思案した。
まず、上記＜２＞の課題に対しては、単純にフランジを上側（上に凹向き）にして溝形鋼を製造すればよい。このようにすれば、搬送テーブル上で開先に荷重が集中することはない。
よって、フランジを上側にして溝形鋼を製造することを前提として、溝形鋼の圧延工程について見直した。

（１）従来の開先のない溝形鋼の製造では、仕上圧延機ではフランジ幅、フランジ形状（曲がり、倒れ）を制御しながら溝形鋼の製造の作り込みを行うものであったが、フランジ先端の内外面に開先を有する溝形鋼の製造では、フランジ幅、フランジ形状に加えて開先形状も制御しながら溝形鋼の製造の作り込みを行っていく必要がある。
（２）これらの制御は仕上圧延機で圧延ロールの諸条件を調整することで行えばよい。上述の特許文献２に記載の方法では、圧延ロールにおけるフランジの先端に相当する位置に間隙（逃がし空間）を設けて仕上圧延を行う。この場合、上述のように押しつけ力の大きさによっては、適切な開先形状を付与することができない。よって、仕上圧延機ではこのような間隙を設けないで圧延を行えばよいと考えられる。

（３）しかし、実際に間隙を設けないで仕上圧延を行うと、鋼材が十分に流動せずフランジの先端部が未充満となり開先形状を適切に形成することができないことが分かった。
（４）そこで、仕上圧延前、すなわち前工程の中間圧延機（エッジャー圧延機）で未充満部をできるだけなくしフランジ幅および開先形状を概ね整えてから、仕上圧延機（仕上ユニバーサル圧延機）でフランジ形状も含めて整形することで、仕上圧延機でロール間の間隙を設けないで圧延してもフランジの先端部が未充満とならないようにすることを考えた。
（５）未充満部となりやすいのはフランジの先端面であるルートフェイスと開先面の境目近傍である。このことから、圧延ロールにおけるルートフェイスを形成するルートフェイス形成部と開先面を形成する開先面形成部が一定の角度をもって接する（例えば、特許文献２に記載の溝形鋼では９０°）のではなく、フランジのルートフェイス形成部の両端からそれぞれフランジの両側面に向かって開先面形成部の角度が徐々に変化し、上凸の湾曲面が形成され、続いて下凸の湾曲面が形成されている（言い換えれば、圧延ロールの断面を見た場合、少なくともルートフェイス形成部近傍の開先面形成部が上凸および下凸の弧を描く）孔型を有する圧延ロールを用いればよい。

（６）そして、中間圧延機（エッジャー圧延機）で、このような孔型を有する圧延ロールを用いるとともに、フランジ先端およびフランジ内側を拘束、フランジ外側面を開放して圧下を行い概ねフランジを成形後、仕上圧延機（仕上ユニバーサル圧延機）で、同じくこのような孔型を有する水平圧延ロールおよび垂直圧延ロールを用い、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下することを考えた。
（７）このようにして溝形鋼を製造すれば、溝形鋼はそのルートフェイスの両端からフランジの両側面に向かって、順に上凸の湾曲面、下凸の湾曲面が形成された開先形状を有する溝形鋼となる。この場合、ルートフェイス近傍の開先が丸みを帯びる（Ｒ部を有する）ことになることから、安全上も取り扱いが容易になる。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、開先部が製造ライン中で潰れることなく、かつ開先部の高さや幅が均一である溝形鋼の製造方法および溝形鋼を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る溝形鋼の製造方法は、圧延素材にブレークダウン圧延機を用いて粗圧延を行って粗形鋼片とし、該粗形鋼片に少なくとも１基の粗ユニバーサル圧延機と、エッジャー圧延機とを用いて中間圧延を行って中間圧延材とし、該中間圧延材に仕上ユニバーサル圧延機を用いて仕上圧延を行うことにより、ウェブおよび２つの平行なフランジを有する溝形鋼を製造する方法であって、
前記ブレークダウン圧延機、前記粗ユニバーサル圧延機、前記エッジャー圧延機および前記仕上ユニバーサル圧延機では、前記ウェブとなる部分が前記フランジとなる部分に対して下方に位置するように圧下を行い、
前記エッジャー圧延機では、前記フランジのルートフェイスを形成するためのルートフェイス形成部の両端からそれぞれ前記フランジの両側面を形成するためのフランジ側面形成部に向かって延びる、前記フランジの開先面を形成するための開先面形成部を有し、当該開先面形成部が、前記ルートフェイス形成部の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えた孔型を有する圧延ロールを用いて、フランジ先端およびフランジ内側面を拘束、フランジ外側面を開放して圧下を行い、
前記仕上ユニバーサル圧延機では、前記フランジのルートフェイスを形成するためのルートフェイス形成部の両端からそれぞれ前記フランジの両側面を形成するためのフランジ側面形成部に向かって延びる、前記フランジの開先面を形成するための開先面形成部を有し、当該開先面形成部が、前記ルートフェイス形成部の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えた孔型を有する圧延ロールを用いて、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下することを特徴とする。

本発明においては、ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機および仕上ユニバーサル圧延機では、ウェブとなる部分がフランジとなる部分に対して下方に位置するように圧下を行うので、搬送テーブル上でフランジの先端の開先部に荷重が集中することがない。このため、開先部が製造ライン中で潰れることがない。
また、エッジャー圧延機では、ルートフェイス形成部の両端からそれぞれフランジ側面形成部に向かって延びる開先面形成部がルートフェイス形成部の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えた孔型を有する圧延ロールを用いて、フランジ先端およびフランジ内側面を拘束、フランジ外側面を開放して圧下を行い、仕上ユニバーサル圧延機では、ルートフェイス形成部の両端からそれぞれフランジ側面形成部に向かって延びる開先面形成部の角度が徐々に変化し、上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えた孔型を有する圧延ロールを用いて、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下する。
孔型において、未充満部となりやすいのはフランジの先端面であるルートフェイスと開先面の境目近傍であるが、ルートフェイス形成部の両端からフランジ側面形成部に向かって延びる開先面形成部がルートフェイス形成部の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えているので、孔型に鋼材が十分に流動して、フランジの先端部が鋼材で充満となり開先形状を適切に形成することができる。したがって、開先部の高さや幅が均一である溝形鋼を製造できる。

また、本発明に係る溝形鋼は、ウェブおよび２つの平行なフランジを有する溝形鋼であって、
前記フランジの先端に、前記ウェブと平行な面を有するルートフェイスと、当該ルートフェイスの端から前記フランジの両側面に向かって延びる開先面を有し、当該開先面は、前記ルートフェイスの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えていることを特徴とする。

本発明においては、ルートフェイスの端からフランジの両側面に向かって延びる開先面が前記ルートフェイスの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えているので、フランジの先端部が鋼材で充満となり開先形状を適切に形成することができる。したがって、開先部の高さや幅が均一である溝形鋼となる。

本発明によれば、開先部が製造ライン中で潰れることなく、かつ開先部の高さや幅が均一である溝形鋼の製造方法および溝形鋼を提供できる。

本発明の実施形態に係る溝形鋼の製造ラインの概略構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係るエッジャー圧延機の水平圧延ロールを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ円部の拡大図である。 本発明の実施形態に係る仕上ユニバーサル圧延機の水平圧延ロールを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ円部の拡大図である。 本発明の実施形態に係る溝形鋼を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ円部の拡大図である。 比較例１のエッジャー圧延機の水平圧延ロールの要部の断面図である。 比較例２および３のエッジャー圧延機の水平圧延ロールの要部の断面図である。 比較例１および２の仕上ユニバーサルの圧延機の水平圧延ロールを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ円部の拡大図である。 比較例３の仕上ユニバーサルの圧延機の水平圧延ロールを示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ円部の拡大図である。

以下、図面を参照して本発明に係る溝形鋼の製造方法および溝形鋼の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の溝形鋼の製造ラインの概略構成を模式的に示すものである。
この製造ラインには、上流側からブレークダウン圧延機１０、粗ユニバーサル圧延機１１、エッジャー圧延機１２、仕上ユニバーサル圧延機１３の順に各圧延機が配置されている。
なお、エッジャー圧延機１２と仕上ユニバーサル圧延機１３との間に第２の粗ユニバーサル圧延機を配置してもよい。

このような製造ラインでは、圧延素材Ｍにブレークダウン圧延機１０を用いて粗圧延を行って粗形鋼片ＲＳとし、該粗形鋼片ＲＳに少なくとも１基の粗ユニバーサル圧延機１１と、エッジャー圧延機１２とを用いて中間圧延を行って中間圧延材ＲＭとし、該中間圧延材ＲＭに仕上ユニバーサル圧延機１３を用いて仕上圧延を行うことにより、ウェブ２１および２つの平行なフランジ２２を有する溝形鋼ＣＳを製造する。

すなわちまず、ブレークダウン圧延機１０により粗圧延を行い圧延素材（スラブ）Ｍを大方凹形状の粗形鋼片ＲＳとする。続く中間圧延では、粗ユニバーサル圧延機１１でウェブ厚，フランジ厚を整えるとともに、エッジャー圧延機１２でフランジ幅を整えて中間圧延材ＲＭとする。そして、この中間圧延材ＲＭに対し仕上ユニバーサル圧延機１３によりさらに圧延を行い、フランジ２２の先端の内外面に開先を有する溝形鋼ＣＳに仕上げる。

また、ブレークダウン圧延機１０、粗ユニバーサル圧延機１１、エッジャー圧延機１２および仕上ユニバーサル圧延機１３による一連の圧延では、予めフランジ開先部の圧潰を配慮し、溝形鋼ＣＳのウェブ２１となる部分がフランジ２２となる部分に対して下方に位置するように圧下を行う。

ブレークダウン圧延機１０は、加熱炉から抽出した圧延素材Ｍを最初に圧延するブレークダウンミルを備え、当該ブレークダウンミルでは、孔型を設けた長い胴長のロールが使用される。

粗ユニバーサル圧延機１１は、上下一対の水平圧延ロール１１ａ，１１ａと左右一対の垂直圧延ロール１１ｂ，１１ｂとを有する周知構成のユニバーサル圧延機である。
エッジャー圧延機１２は、図２（ａ）に示すように、上下一対の水平圧延ロール３１，３２を備えている。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＸ円部の拡大図である。
また、図２（ｂ）に示すように、水平圧延ロール３１は、ルートフェイス形成部３１ａを有している。ルートフェイス形成部３１ａは、溝形鋼のウェブと平行な平坦面であり、水平圧延ロール３１は、ルートフェイス形成部３１ａの両端からそれぞれフランジの両側面を形成するためのフランジ側面形成部３１ｄ，３１ｄに向かって延びる、フランジの開先面を形成するための開先面形成部３１ｂ，３１ｃを有している。開先面形成部３１ｂ，３１ｃは、ルートフェイス形成部３１ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３１ｅおよび下凸の湾曲面３１ｆを有している。したがって、ルートフェイス形成部３１ａと、開先面形成部３１ｂ，３１ｃとの接線で角度が急に変化することなく、滑らかにルートフェイス形成部３１ａと開先面形成部３１ｂ，３１ｃとが接続されている。

このようなエッジャー圧延機１２では、ルートフェイス形成部３１ａの両端からそれぞれフランジ側面形成部３１ｄ，３１ｄに向かって延びる開先面形成部３１ｂ，３１ｃがルートフェイス形成部３１ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３１ｅおよび下凸の湾曲面３１ｆを備えた孔型を有する水平圧延ロール３１，３２を用いて、フランジ先端およびフランジ内側面を拘束、フランジ外側面を開放して圧下を行う。

ルートフェイス形成部３１ａは、ウェブと平行な平面となっているが、開先面形成部３１ｂ，３１ｃに比して、長さ（フランジの幅方向における長さ）が短いので、水平圧延ロール３１のフランジを形成する部位の先端面は、全体的に滑らかな上凸の湾曲面とみなすことができる。
圧延の際に鋼材が未充満部となりやすいのはフランジの先端面であるルートフェイスと開先面の境目近傍であるが、本実施形態では、ルートフェイス形成部３１ａと、開先面形成部３１ｂ，３１ｃとが滑らかに接続されているので、孔型に鋼材が十分に流動して、フランジの先端部が鋼材で充満となり開先形状を適切に形成することができる。

仕上ユニバーサル圧延機１３は、図３（ａ）に示すように、上下一対の水平圧延ロール３３，３４と左右一対の垂直圧延ロール３５，３５とを備えている。なお、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＹ円部の拡大図である。
図３（ｂ）に示すように、上の水平圧延ロール３３は、フランジのルートフェイスを形成するためのルートフェイス形成部３３ａを有している。ルートフェイス形成部３３ａは、溝形鋼のウェブと平行な平坦面であり、水平圧延ロール３３は、ルートフェイス形成部３３ａの両端からそれぞれフランジの両側面を形成するフランジ側面形成部３５ｄ，３３ｄに向かって延びる、フランジの開先面を形成するための開先面形成部３３ｂ，３３ｃを有している。開先面形成部３３ｂ，３３ｃは、ルートフェイス形成部３３ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３３ｅおよび下凸の湾曲面３３ｆを有している。したがって、ルートフェイス形成部３３ａと、開先面形成部３３ｂ，３３ｃとの接線で角度が急に変化することなく、滑らかにルートフェイス形成部３３ａと開先面形成部３３ｂ，３３ｃとが接続されている。
なお、図３（ｂ）において、水平圧延ロール３３と垂直圧延ロール３５との間には、水平圧延ロール３３と垂直圧延ロール３５とを区別し易いように、隙間が形成されているが、実際には、水平圧延ロール３３と垂直圧延ロール３５との間に隙間はない。

このような仕上ユニバーサル圧延機１３では、前記水平圧延ロール３１，３２と同様の孔型を有する水平圧延ロール３３，３４および垂直圧延ロール３５，３６を用いて、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下する。
すなわち、ルートフェイス形成部３３ａの両端からそれぞれフランジ側面形成部３５ｄ，３３ｄに向かって延びる開先面形成部３３ｂ，３３ｃがルートフェイス形成部３３ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３３ｅおよび下凸の湾曲面３３ｆを備えた孔型を有する水平圧延ロール３３，３４および垂直圧延ロール３５，３６を用いて、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下する。

ルートフェイス形成部３３ａは、ウェブと平行な平面となっているが、開先面形成部３３ｂ，３３ｃに比して、長さ（フランジの幅方向における長さ）が短いので、水平圧延ロール３３のフランジを形成する部位の先端面は、全体的に滑らかな上凸の湾曲面とみなすことができる。
圧延の際に鋼材が未充満部となりやすいのはフランジの先端面であるルートフェイスと開先面の境目近傍であるが、本実施形態では、ルートフェイス形成部３３ａと、開先面形成部３３ｂ，３３ｃとが滑らかに接続されているので、孔型に鋼材が十分に流動して、フランジの先端部が鋼材で充満となり開先形状を適切に形成することができる。

このようして製造された溝形鋼ＣＳは、図４に示すように、ウェブ２１および２つの平行なフランジ２２を有し、フランジ２２の先端に、ウェブ２１と平行な面を有するルートフェイス２３と、当該ルートフェイス２３の端からフランジ２２の両側面に向かって延びる開先面２４，２５を有し、当該開先面２４，２５は、ルートフェイス２３の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面２６ａおよび下凸の湾曲面２６ｂを備えた開先面２４，２５を有するものとなる。なお、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＸ円部の拡大図である。

以上のように本実施形態によれば、ブレークダウン圧延機１０、粗ユニバーサル圧延機１１、エッジャー圧延機１２および仕上ユニバーサル圧延機１３では、ウェブ２１となる部分がフランジ２２となる部分に対して下方に位置するように圧下を行うので、搬送テーブル上でフランジ２２の先端の開先部に荷重が集中することがない。このため、開先部が製造ライン中で潰れることがない。
また、エッジャー圧延機１２では、ルートフェイス形成部３１ａの両端からそれぞれフランジ側面形成部３１ｄ，３１ｄに向かって延びる開先面形成部３１ｂ，３１ｃがルートフェイス形成部３１ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３１ｅおよび下凸の湾曲面３１ｆを備えた孔型を有する水平圧延ロール３１，３２を用いて、フランジ先端およびフランジ内側面を拘束、フランジ外側面を開放して圧下を行い、仕上ユニバーサル圧延機１３では、ルートフェイス形成部３３ａの両端からそれぞれフランジ側面形成部３５ｄ，３３ｄに向かって延びる開先面形成部３３ｂ，３３ｃがルートフェイス形成部３３ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３３ｅおよび下凸の湾曲面３３ｆを備えた孔型を有する水平圧延ロール３３，３４および垂直圧延ロール３５，３６を用いて、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下する。
孔型において、未充満部となりやすいのはフランジ２２の先端面であるルートフェイス２３と開先面２４，２５の境目近傍であるが、ルートフェイス形成部３１ａ，３３ａの両端からフランジ側面形成部３１ｄ，３１ｄ，３５ｄ，３３ｄに向かって延びる開先面形成部３１ｂ，３１ｃ，３３ｂ，３３ｃがルートフェイス形成部３１ａの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面３１ｅおよび下凸の湾曲面３１ｆを備えているので、孔型に鋼材が十分に流動して、フランジ２２の先端部が鋼材で充満となり開先形状を適切に形成することができる。したがって、開先部の高さや幅が均一である溝形鋼を製造できる。

また、本実施形態に係る溝形鋼ＣＳは、ウェブ２１および２つの平行なフランジ２２を有し、フランジ２２の先端に、ウェブ２１と平行な面を有するルートフェイス２３と、当該ルートフェイス２３の端からフランジ２２の両側面に向かって延びる開先面２４，２５を有し、当該開先面２４，２５は、ルートフェイス２３の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面２６ａおよび下凸の湾曲面２６ｂを備えているので、フランジ２２の先端部が鋼材で充満となり開先形状を適切に形成することができる。したがって、開先部の高さや幅が均一である溝形鋼となる。

（実験例）
次に実験例について説明する。
まず、ブレークダウン圧延機１０により粗圧延を行い圧延素材（スラブ）Ｍをおおかた凹形状の粗形鋼片ＲＳとした。続く中間圧延では、粗ユニバーサル圧延機１１でウェブ厚，フランジ厚を整えるとともに、エッジャー圧延機１２でフランジ幅を整えて中間圧延材ＲＭとした。そして、この中間圧延材ＲＭに対し仕上ユニバーサル圧延機１３によりさらに圧延を行い、フランジの先端の内外面に開先を有する溝形鋼ＣＳに仕上げた。
この際、フランジの先端形状は、エッジャー圧延機１２および仕上ユニバーサル圧延機１３の圧延に大きく依存することから、エッジャー圧延機１２で用いる孔型の形状および圧延方法、ならびに仕上圧延における仕上ユニバーサル圧延機１３で用いる孔型の形状および圧延方法を変化させ、様々な条件で圧延を行った。
エッジャー圧延機１２および仕上ユニバーサル圧延機１３による圧延について、本発明例および比較的１～３の孔型の形状と圧延方法を表１に記載し、製造した溝形鋼のフランジの先端形状についても表２に記載した。

また、エッジャー圧延機１２について、比較例１では図５に示すように、水平圧延ロール４０は、ルートフェイス形成部４０ａの両端からそれぞれフランジの両側面を形成するフランジ側面形成部４０ｄ，４０ｄに向かって延びる、開先面形成部４０ｂ，４０ｃの角度が一定の孔型を有し、比較例２および３では図６に示すように、水平圧延ロール４１は、ルートフェイス形成部および開先面形成部を持たない。
仕上ユニバーサル圧延機１３について、比較例１および２では、図７に示すように、水平圧延ロール４２は、凸型のルートフェイス形成部４２ａの両端からそれぞれフランジの両側面を形成するフランジ側面形成部３５ｄ，４２ｄに向かって延びる、開先面形成部４２ｂ，４２ｃの角度が一定の孔型を有し、比較例３では、図８に示すように、水平圧延ロール４３が開先面形成部４３ｂを有し、垂直圧延ロール４５が開先面形成部４５ｂを有している。開先面形成部４３ｂと開先面形成部４５ｂとの間には、フランジの先端に相当する位置に間隙（逃がし空間）Ｓを設けている。

表２に示すように、本発明例では、溝形鋼のフランジの先端形状が孔型の形状通りに形成できた。一方、比較例１および２では、溝形鋼のフランジのルートフェイスに鋼材が一部充満せず、比較例３では、仕上ユニバーサル圧延機に逃がし空間があり、当該逃がし空間に鋼材の一部がはみ出るため、同じように製造しても必ずしも同じものを製造できなかった。

１０ ブレークダウン圧延機
１１ 粗ユニバーサル圧延機
１２ エッジャー圧延機
１３ 仕上ユニバーサル圧延機
２１ ウェブ
２２ フランジ
２３ ルートフェイス
２４，２５ 開先面
２６ａ 上凸の湾曲面
２６ｂ 下凸の湾曲面
３１ 水平圧延ロール（圧延ロール）
３１ｅ 上凸の湾曲面
３１ｆ 凸の湾曲面
３３ 水平圧延ロール（圧延ロール）
３３ｅ 上凸の湾曲面
３３ｆ 凸の湾曲面
３５ 垂直圧延ロール（圧延ロール）
３１ａ，３３ａ ルートフェイス形成部
３１ｂ，３１ｃ，３３ｂ，３３ｃ 開先面形成部
３１ｄ，３３ｄ，３５ｄ フランジ側面形成部
ＲＳ 粗形鋼片
ＲＭ 中間圧延材
ＣＳ 溝形鋼

Claims (2)

1. 圧延素材にブレークダウン圧延機を用いて粗圧延を行って粗形鋼片とし、該粗形鋼片に少なくとも１基の粗ユニバーサル圧延機と、エッジャー圧延機とを用いて中間圧延を行って中間圧延材とし、該中間圧延材に仕上ユニバーサル圧延機を用いて仕上圧延を行うことにより、ウェブおよび２つの平行なフランジを有する溝形鋼を製造する方法であって、
   前記ブレークダウン圧延機、前記粗ユニバーサル圧延機、前記エッジャー圧延機および前記仕上ユニバーサル圧延機では、前記ウェブとなる部分が前記フランジとなる部分に対して下方に位置するように圧下を行い、
   前記エッジャー圧延機では、前記フランジのルートフェイスを形成するためのルートフェイス形成部の両端からそれぞれ前記フランジの両側面を形成するためのフランジ側面形成部に向かって延びる、前記フランジの開先面を形成するための開先面形成部を有し、当該開先面形成部が、前記ルートフェイス形成部の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えた孔型を有する圧延ロールを用いて、フランジ先端およびフランジ内側面を拘束、フランジ外側面を開放して圧下を行い、
   前記仕上ユニバーサル圧延機では、前記フランジのルートフェイスを形成するためのルートフェイス形成部の両端からそれぞれ前記フランジの両側面を形成するためのフランジ側面形成部に向かって延びる、前記フランジの開先面を形成するための開先面形成部を有し、当該開先面形成部が、前記ルートフェイス形成部の両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えた孔型を有する圧延ロールを用いて、フランジ先端およびフランジ両側面を拘束して圧下することを特徴とする溝形鋼の製造方法。
2. ウェブおよび２つの平行なフランジを有する溝形鋼であって、
   前記フランジの先端に、前記ウェブと平行な面を有するルートフェイスと、当該ルートフェイスの端から前記フランジの両側面に向かって延びる開先面を有し、当該開先面は、前記ルートフェイスの両端から角度が徐々に変化し、かつ上凸の湾曲面および下凸の湾曲面を備えていることを特徴とする溝形鋼。