JPH0130561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

「発明の目的」 本発明はＨ形粗形鋼片の圧延方法に係り、連続
鋳造スラブを幅方向にエツジング圧延し、ドツグ
ボーン状の粗形鋼片を安定して効率よく圧延する
ことのできる方法を得ようとするものである。 産業上の利用分野 Ｈ形鋼などを得るためのＨ形粗形鋼片の圧延技
術。 従来の技術 スラブ状素材をボツクス孔型を用いて、幅方向
にエツジング圧延を行い粗形鋼片を得ることにつ
いては相当数の提案がなされている。これらの中
で基本的な方法としては溝底の平坦なフラツトボ
ツクス孔型でエツジングを行い溝底幅を徐々に広
くして行く方法がある。 又このような基本的方法の問題点を解消する方
法としては、ボツクス孔型の溝底中央部を突出さ
せたテーパ溝底のウエツジボツクス孔型でスラブ
幅端部を割り込みながら押し拡げる方法と特開昭
56―41002号公報のようにフラツトボツクス孔型
の溝底中央に突起を設けてセンタリング性を良好
にする方法、更に特公昭59―18124号公報のよう
にボツクス孔型に三角形状の突部を設け、該突部
を順次大きくしてスラブ端部にスリツトを入れる
方法などがある。 発明が解決しようとする問題点 ところが上記した従来のものにおいてはそれぞ
れに問題点を有している。即ち前記した基本的方
法ではスラブをエツジングして所謂ドツグボーン
形状材とするときの材料幅端部における盛り上り
（ドツグボーンフランジ幅広がり）が小さく、又
材料先後端部の非定常変形部が大きく、先後端部
のフランジ幅狭現象やウエブ増肉現象（定常部の
ウエブは数％減肉する）によりクロツプロスが大
きく、更には薄肉広幅スラブのエツジング時に第
１２図に示すような座屈を発生し易い。 この不利を避けるためのテーパ溝底のウエジボ
ツクス孔型で割り込み、押し広げる方法ではドツ
グボーンフランジ幅広がりは大きいが材料のセン
タリング性に難点があり、第１３図に示すような
センタリング不良を来す。特開昭56―41002号公
報のものはセンタリング性はよいとしてもドツグ
ボーンフランジ幅の拡がりが不充分であり、又先
後端のクロツプロスも大きくなる。又特公昭59―
18124号公報のものもセンタリング性は好ましい
が広幅のフランジを成形することが困難であると
共にスリツト面を平たんにするときの変形が滑ら
かに行われず、更に三角形突部の頂角が小さく、
ロールが損傷し易い等の欠点がある。 「発明の構成」 課題点を解決するための手段 本発明は上記したような従来のものの技術的問
題点を解消するようにされたもので、スラブ状鋼
片を幅方向にエツジング圧延し、所謂ドツグボー
ン形状の粗形鋼片を圧延しＨ形粗形鋼片とするに
当り、前記エツジング圧延用ボツクス孔型を中央
部第１斜面とこれに続いて隣接する第２斜面から
なる突出部で構成し（以下この構成の孔型をダブ
ルウエツジボツクス孔型もくしは単にダブルウエ
ツジ孔型という）ボツクス孔型における前記第１
斜面の寸法が一定で、しかも前記第２斜面のロー
ル軸線からの角度を順次小さくすると同時に溝底
幅を順次に拡大させた複数個の孔型を用い、これ
らのボツクス孔型における溝底幅の拡大した順序
に従い鋼片のエツジング圧延することを特徴とす
るＨ形粗形鋼片の圧延方法である。 作 用 中央部第１斜面（第４図１）とこれに続いて隣
接する第２斜面（第４図２）から構成するダブル
ウエツジ孔型のロールで圧延することによりドツ
グボーンにおけるフランジ幅の拡がりを大にする
が、このように孔型を中央部第１斜面とこれに続
いて隣接する第２斜面から構成をすることによつ
てウエツジ角の大きい条件下での幅広がり大で、
クロツプロスが少く、又エツジング荷重の少い有
利な圧延を行わしめ、しかも材料に対するセンタ
リング性を確保し、然してダブルウエツジ孔型に
おける中央部第１斜面の寸法、即ち第４図におけ
る第１斜面の長さ、ａの長さ、および角度αが一
定で且つそれに続く第２斜面のロール軸線からの
角度（第８図β）を順次小さくすると共に溝底幅
を順次に拡大した複数個の孔型において、それら
ダブルウエツジボツクス孔型における溝底幅の拡
大した順序に従い鋼片のエツジング圧延すること
によりフランジ面にラツプ疵を残さず、又ロール
損傷の少い圧延を行わしめる。 実施例 上記したような本発明の仔細を説明すると、本
発明は広幅薄肉の連続鋳造スラブからＨ形粗形鋼
片を高能率、高歩留で安定して製造するために創
案されたもので、先ずスラブをエツジングした場
合の基本的な特性について述べると、第２図ａに
示すように厚さt₀、幅H₀のスラブ３を、同図ｂ
の如くにウエツジ角θのウエツジボツクス孔型で
エツジングした後、同図ｃのようにフラツトボツ
クス孔型で端面を平らにするときと、スラブを直
接フラツトボツクス孔型でエツジングするときと
のドツグボーンフランジ幅Ｂの拡がり、すなわち
ドツグボーン隆起率（Ｂ―t₀）／△Ｈ（但しここ
で△Ｈ＝H₀―Ｈ）は、１例としてスラブ厚t₀＝
220mm、スラブ幅H₀＝900〜1500mm、エツジング
量△Ｈ＝300〜460mm、ロール径Ｄ＝1000〜1100mm
の場合については第３図に要約して示す如くであ
つて、ウエツジボツクス孔型を使用した方が、フ
ラツトボツクス孔型使用の場合より大きくなり、
また１パス当りでは軽圧下のエツジング程大きく
なる。さらにスラブ１をフラツトボツクス孔型
と、ウエツジ角の異なるウエツジボツクス孔型で
エツジングした場合の特性値は次の第１表に示す
如くである。

【表】 すなわちこの第１表のものにおける圧延条件
は、スラブ厚220mm、スラブ幅1200mm、ロール径
1100mm，１パス圧下量60mmであるが、クロツプロ
スは造形孔型ロール圧延の最終粗形材における値
であり、何れの特性値についてもウエツジ角が大
きい程有利になることは明らかである。なおエツ
ジング荷重が小さいことは、材料の座屈に対して
も有利であることは当然である。 本発明はこれらの基本的特性関係を踏まえ、実
地検討と推考を重ねて創案されたものであり、第
１図にはこのような本発明法によるロール孔型配
列とスラブの断面形状変化の関係を要約して示し
ている。すなわち高さH₀で厚さt₀のスラブ１を
圧延するボツクス孔型は第１図ｂ〜ｅの如くであ
つて、２段のウエツジング用斜面を形成したダブ
ルウエツジボツクス孔型K₁〜K₃とフランジ面仕
上用のフラツトボツクス孔型K₄をもつた孔型を
有し、前記したダブルウエツジボツクス孔型K₁
〜K₃の平均ウエツジ角をθ₁からθ₃に到るに従い順
次小さくし、しかもそれら孔型の中央部における
第１斜面の寸法は同じで、ボツクス孔型の溝底幅
はB₁からB₃に到るに従つて順次に大きくするも
のである。B₄はフラツトボツクス孔型であり、
第１斜面はここで初めて圧延を受けることにな
り、第１斜面と第２斜面は同一のフラツトな面を
形成する。然してこれらの第１図ｂ〜ｅに示すよ
うなボツクス孔型によつてドツグボーン型状とさ
れた材料は、同図ｆのような造形孔型K₅によつ
て最終粗形材に圧延される。 ところでここにおいて本発明の重要なポイント
をなすダブルウエツジの適正な角度と寸法につい
て説明すると、第４図に孔型各部の寸法に関する
記号を表示するが、このような孔型で第５図の如
く材料１０が偏心当りをした場合において、該材
料１０をセンタリングするための力の釣合を考え
ると、この第５図において作用力F_A，F_Bの間に
はF_A≧F_Bの関係が必要であり、又接触力と摩擦
力からこの条件を考えると第６図のような力の関
係より F_A＝P₁（tanα−tanφ）， F_B＝P₂（tanβ＋tanφ） となる（但しφは摩擦角tan−μで、μは摩擦係
数、 αは中央部第１斜面とロール軸１５との角度、 βは中央部第１斜面に隣接する第２斜面とロー
ル軸１５との角度、 P₁は第１斜面にかかる垂直方向力、 P₂は第２斜面にかかる垂直方向力。 一般にP₁＞P₂であるがP₁＝P₂とした場合のセ
ンタリング条件F_A＞F_Bは tanα−tanβ＞2tanφ， tanα＞2tanφ＋tanβ となる。なおここではφ≒17゜（即ちμ≒0.3）と
考えてよい。 さらに材料１０の幅拡がりに対する抵抗を無く
すためには平均ウエツジ角θを第４図において、
θ＞φとする。 一方第７図の如く、材料１０の変形抗力から考
えて、ダブルウエツジの高さにおける中央突起部
高さｄとその両側部高さｃとの間にはｄ＞ｃとす
る必要があり、また第７図に示すように、材料１
０の端部がロールに接触し始める噛み込み時の第
１斜面の中央突起部と前パス圧延におけるウエツ
ジボツクス孔型の第１斜面と第２斜面の交点で材
料１０に対応する点の距離を“ｇ”とすると、噛
み込み時にｇ≧１／2dの条件が必要となる。 また、中央突起部高さｄは材料センタリング性
の点からは大きい方がよいが、最終粗形鋼片のフ
ランジ面に「へこみ」を残さないためにはｄは小
さい方がよい。試験結果によると、この中央突起
部高さｄはスラブ厚t₀に対してｄ≒0.25t₀であり、
又ウエツジ幅ａはａ≒0.5t₀前後が適正値である。 先端ウエツジ角αは、フランジ面にラツプ疵と
して残さないためにはα＜60゜とすべきことが試
験によつて確められており、又ロール損傷を防ぐ
ためにはαは小さい方がよい。 以上の条件の他に、第８図の如く平均ウエツジ
角θを徐々に小さくするために（θ₄）＝β₃（θ₄は架
空の角度）、θ₃≒β₂，θ₂≒β₁，（θ₁は決まる）と
し
又各カリバーの溝底幅B₁，B₂，B₃，B₄を順次ほ
ぼ等分に拡げるものとして、スラブ厚t₀＝220mm
からドツグボーンフランジ幅B₄＝500mmに成形す
る場合について求めた結果の例は次の第２表に示
す如くである。

【表】 よる。
次に圧下スケジユールの適正化について説明す
ると、第２図および第３図について既に説明した
ように、ドツグボーン材のフランジ幅Ｂは、ウエ
ツジ角θが大きいため１パス軽圧下によるエツジ
ングほど大きくなる。このことは、大きいフラン
ジ厚の製品に対しては、反対にウエツジ角の小さ
な孔型で１パス強圧下のエツジングを加えること
を示している。なぜなら、第９図に示す如く、エ
ツジングにより△Ｈ圧下された素材の断面積Ｓと
ドツグボーン材のフランジ部の断面積S′の両断面
積は材料の長手伸びを考えなければ等しくなけれ
ばならず（Ｓ≒S′）、このことはドツグボーンフ
ランジ幅Ｂが小さな圧延条件ではフランジ厚tF
は厚くなることを示している。然して材料の長手
伸びを考慮した場合においても、その傾向として
は同じである。 従つてフランジ厚tFの厚い製品に対しては、
第１図ｂのダブルウエツジ孔型K₁によりスラブ
の中央に割込みを入れた後、同図ｃの孔型K₂を
使用せず、ウエツジ角の小さなダブルウエツジ孔
型K₃ないしフラツトボツクス孔型K₄により強圧
下エツジングする方法を採る方がよいことにな
る。この場合、孔型のウエツジ角が小さいと、圧
延材先、後端の非定常部が増大し易いため、圧延
材の先後端部のみダブルウエツジ孔型K₂も使用
して圧延することにより、クロツプロスの増大を
防止することが可能である。すなわち、フランジ
厚の比較的薄い製品と厚い製品エツジングに対し
ては、次の第３表に示すような孔型および圧下量
の選択を行なうことが望ましい。

【表】 なお、圧延材の先・後端部だけを圧下する方法
としては、圧延中のロール開度を変更する方法
や、圧延を途中で止めて材料を戻す方法等があ
る。 次の第４表にはＨ型鋼700×300サイズの薄物材
と厚物材とを第１図の寸法の孔型でエツジング圧
延するときの圧下スケジユール例が比較的に示さ
れている。即ち薄物材に対してはその圧下量が20
〜40mm、特に30mmを主体として軽圧下であるのに
対し、厚物材に対しては一般的に50〜60mmのよう
な強圧下が採用されることとなる。

【表】 然して第１０図にはこのようなＨ形粗形鋼片の
先端形状を示す。一般に非定常部たる先端部はフ
ランジ幅Ｂが狭く、ウエブ厚が厚いものとなる
が、本発明のダブルウエツジボツクス孔型の使用
によつてこの非定常部を小さくすることができる
ことは明かである。即ち第１１図にはH700×300
薄物サイズ用粗形鋼片を第２表の寸法の孔型によ
つて、第４表の圧下スケジユールに従つて圧延し
た場合と、従来のフラツトボツクス孔型により圧
延した場合の先端部フランジ幅変化とウエブ厚変
化の比較を示す。すなわち本発明によるならば従
来法に比し、フランジ幅の狭小化が２分の１以下
となり、一方ウエブ厚の増加は３分の１以下とな
つていて非定常部減少効果が明瞭である。 「発明の効果」 以上説明したような本発明によれば特異なウエ
ツジボツクス孔型を用い且つ素材鋼片の状態に即
応せしめた圧下をなすことにより目的の粗形鋼片
を効率よく安定して得しめることは明かであり、
工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は本発明方法の全般的関係をボツクス
孔型配列と材料の断面変形過程を以て段階的に示
した説明図、第２図はロール形状と材料変形に関
する概略説明図、第３図はドツグボーン隆起率に
ついてのロールボツクス形状如何によるエツジン
グ量との関係を要約して示した図表、第４図は本
発明によるダブルウエツジ孔型の寸法説明図、第
５図は材料の孔型に対する偏心接触関係の説明
図、第６図はウエツジ面接触力の関係を分析的に
示した説明図、第７図は孔型と前孔型圧延材料と
の寸法関係の説明図、第８図は本発明における各
ウエツジボツクス孔型の関係を要約して示した説
明図、第９図はドツグボーン状材料の素材スラブ
からの変形関係についての説明図、第１０図は圧
延された粗形鋼片における先端部形状についての
平面図および側面的形状を併せて示した説明図、
第１１図はそのフランジ幅およびウエブ厚につい
て本発明法と従来法によるものの状態を要約して
示した図表、第１２図は材料の圧延時における座
屈状態説明図、第１３図はその材料センタリング
不良の状態についての説明図である。 然してこれらの図面において、１は第１斜面、
２は第２斜面、３はスラブ、１０は材料を示し、
又K₁〜K₃は圧延ロールのボツクス孔型における
ダブルボツクス孔型、K₄はフラツトボツクス孔
型を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スラブ状鋼片を幅方向にエツジング圧延し、
   所謂ドツグボーン形状の粗形鋼片を圧延しＨ形粗
   形鋼片とするに当り、前記エツジング圧延用ボツ
   クス孔型を中央部第１斜面とこれに続いて隣接す
   る第２斜面からなる突出部で構成しボツクス孔型
   における前記第１斜面の寸法が一定で、しかも前
   記第２斜面のロール軸線からの角度を順次小さく
   すると同時に溝底幅を順次に拡大させた複数個の
   孔型を用い、これらのボツクス孔型における溝底
   幅の拡大した順序に従い鋼片のエツジング圧延す
   ることを特徴とするＨ形粗形鋼片の圧延方法。