JPH02121701A - Ｈ形鋼の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＨ形鋼等の形鋼のユニバーサル圧延方法に関す
る。詳細には、ユニバーサル圧延機によるＦＩ形鋼等の
形鋼の粗形材中間圧延段階において、特にＵ−Ｅ配置も
しくはＵ−Ｅ−Ｕ配置により行う高能率でかつ中心偏り
の小さな圧延方法に関する。ここに、Ｕはユニバーサル
圧延機およびＥは２重式水平圧延機であるエソジャー圧
延機である。

（従来の技術） 一般に、ＨＩＭで代表される形鋼の熱間圧延は、例えば
第１図（ａｌに示すように、ブレークダウン圧延１１１
０、ｆｆｌユニバーサル圧延Ｉ’ｌｌエソジャー圧延機
１２および仕上ユニバーサル圧延機１３の組合せによる
設備で行われる。すなわち、スラブや矩形鋼片、Ｈ形鋼
用鋼片等の圧延素材をブレークダウン圧延機１０で所定
の形状に粗造形したのち、粗ユニバーサル圧延機１１お
よびエツジヤ−圧延機１２による複数パスの中間段階の
圧延を経て、仕上ユニバーサル圧延８！１３において１
パスで圧延し製品Ｈ形鋼を得ている。このときの圧延過
程を第２図１ａｌに示す、第２図１８１に示すように、
粗ユニバーサル圧延機１１ではＨ形鋼のウェブ２が水平
ロール２０によって圧延され、フランジ１ａ、１ｂは垂
直ロール２１によってテーパを付けて支持されている０
次いで、エソジャー圧延１１２によって各フランジ１ａ
、１ｂの上下端部が圧下され、そして仕上ユニバーサル
圧延機１３では７ランジ１ａ、１ｂが起こされる。

また、高能率なＨ形鋼の製造方法にあっては、特公昭５
０−２１９８４号に開示されている如く、２基の粗ユニ
バーサル圧延機の中央部にエツジ中−圧延機を置き、同
時噛み込みが可能なように互いに近接して３基の圧延機
を串形に配列して、ブレークダウン圧延後の圧延素材を
上記圧延機群で可逆複数パス圧延を行い、仕上ユニバー
サル圧延機に送られ製品にする方法がある。この場合の
各圧延機の配置図を第１図１ｂｌに示し、ユニバーサル
圧延機の圧延過程を第２図（ｂｌに示す。ブレークダウ
ン圧延機１０で粗造形された圧延素材は第１粗ユニバー
サル圧延機１１、エツジヤ−圧延機１２、そして第２粗
ユニバーサル圧延機１４の間で可逆圧延され、最終的に
ユニバーサル仕上げ圧延機１３によって最終形状とする
。

このように、従来、第２図１８１および（ｂｌのエツジ
ヤ−圧延機１２では、フランジ１ａ、１ｂの両端のみを
圧延し、フランジ幅の拡がり規制とフランジ端部の整形
および鍛錬効果を出すことを目的とするものである。よ
ってエツジヤ−ロール中央の径大部は圧延素材に接触さ
せないのが一般的である。

しかしながら、このようなＨ形鋼の圧延工程の中で、粗
形鋼片が有する上下左右の４ケ所のフランジ断面積の不
揃い、あるいは水平ロールや垂直ロールの相対的位置関
係の不良等により中心偏りが発生する。この中心偏りは
第３図に示すように（ａ　−ｂ）　／２で定義される。

従来、こうした中心偏りの発生に対しては、特公昭５９
−１３９２１号で開示しているような粗ユニバーサル圧
延機の水平ロール対を上下に移動させる方法や、特開昭
６２−２６３８０１号に提案されているように第１図１
ｃ）に示すような中間圧延機群が第１および第２の粗ユ
ニバーサル圧延８１１１．１４からなる圧延機列におい
て、第２の粗ユニバーサル圧延機１４の垂直ロールでフ
ランジ面の一部を圧下しつつ、該ユニバーサル圧延機の
水平ロールでウェブ２の面金部とフランジ側端の圧下を
同時に行う方法等が提案されている。このときの圧延の
様子は第４図に示すように、水平ロール対３１．３１′
　によってウェブが圧延されるとともに垂直ロール対３
２．３２゛によってウェブが圧延されるとともにこの垂
直ロール対３２．３２゛　によってフランジ面の圧下が
行われる。

（発明が解決しようとする課題） 第５図１８＋および（ｂｌは第４図に示すロール配置を
それぞれ初期パス、最終パスの段階に分けて拡大して示
すもので、特に水平ロール３１と垂直ロール３２との隙
間を強調しである。確かに、特開昭６２−２６３８０１
号に開示された方法によれば、中心偏りは多少改善され
るが、次のような問題がある。すなわち、ブレークダウ
ン圧延８１１０で圧延された圧延素材を第４図および第
５図（ａｌ、■）のような構造のユニバーサル圧延機１
１．１４で圧延していく際に、第５図から明らかなよう
に垂直ロール３２の幅は上下水平ロール３１．３１′間
を最小間隙としたときの上下水平ロール間の距離よりも
常に小さいために、該垂直ロール３２．３２“によるフ
ランジの圧下はロールの接触している部分のみに限られ
る。従って上記垂直ロールの圧下を受けていない部分が
圧延の開始から最後まで全パスについて程度の差こそあ
れ、常に存在し、この部分が未圧延部３３として所定の
フランジ厚が得られない他、未圧延部３３と圧延部の境
界部が圧延方向に線状疵となって残ることになる。

さらに第４図の構造のユニバーサル圧延機を実用する際
には、製品フランジ幅が変更される毎に水平ロール対の
他に、水平ロール形状・寸法（上下水平ロール最小間隙
）に応じた垂直ロール対に交換する必要が生じる。この
ため、ロール保有数の増加とロール交換作業時間の増加
につながる問題点もある。

したがって、本発明の目的は、従来技術が抱えるかかる
問題点を解決し、複雑な制御および設備等を必要とする
ことなく、中心偏りをより軽減するとともに、前述のよ
うな線状疵の発生を防止した高能率なＨ形鋼のユニバー
サル圧延方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） そこで本発明者は、従来技術が抱える前記問題点を詳細
に検討し、可逆式粗ユニバーサル圧延機と２重式水平圧
延機とからなる圧延機群あるいは前記可逆式粗ユニバー
サル圧延機と２重式水平圧延機とさらに第２の可逆式粗
ユニバーサル圧延機とからなる圧延機群において、該２
重式水平圧延機の孔型ロールによって圧延材であるＨ形
鋼等の形鋼のフランジ端縁部を整形圧下すると同時に、
該形鋼のウェブ全面を圧下することにより効果的に中心
偏りの発生を抑制できることを見い出し本発明を完成し
た。

ここに、本発明は、可逆式粗ユニバーサル圧延機と、２
重式水平圧延機とからなる圧延機群において、該水平圧
延機の孔型ロールによってＨ形鋼のフランジ端縁部を整
形圧下すると同時に、Ｈ形鋼のウェブを全面圧下するこ
とを特徴とするＨ形鋼の圧延方法である。

本発明の好適態様によれば、第１の可逆式粗ユニバーサ
ル圧延機と、第２の可逆式粗ユニバーサル圧延機と、こ
れら両ユニバーサル圧延機の中間におかれた１基の２重
式水平圧延機とからなる圧延機群において、該水平圧延
機の孔型ロールによってＨ形鋼のフランジ端縁部を整形
圧下すると同時に、Ｈ形鋼のウェブを全面圧下してもよ
い。

前記Ｈ形鋼圧延材をレバース圧延してもよい。

前記粗ユニバーサル圧延機および２重式水平圧延機を１
重位とし、当該圧延機群を１＆ｔ１以上圧延ラインに配
置し、１パスで圧延してもよい。

前記圧延機群のうち、第１の可逆式ユニバーサル圧延機
の垂直ロール形状を、紡錘形とし、第２の可逆式ユニバ
ーサル圧延機の垂直ロール形状を円柱型とし、該圧延機
群にて圧延材をレバース圧延してもよい。

このように、本発明においては、粗ユニバーサル圧延機
１基または２基と２重式水平圧延機１基とを１重位とし
て構成される圧延機群を１＆［１以上タンデム配置し、
上記１または２基のユニバーサル圧延機でフランジ部と
ウェブ部の全面圧下を行い、一方上記２重式水平圧延機
でウェブ部の全面圧下を行うことで中心偏りを効果的に
防止して圧延能率の大幅向上を実現するものである。

なお、以上の説明から当業者には明らかなように本発明
はＨ形鋼に限らず、フランジ付き形鋼−般に等しく通用
されるのであって、同一原理にもとすく限り、特定形状
の形鋼にのみ制限されるものではない。

（作用） 次に、添付図面を参照しながら、形鋼としてＨ形鋼を例
にとり、本発明にかかる形鋼の圧延方法につき以下に詳
述する。

本発明を適用したＨ形鋼の圧延ラインの基本構成はＵ−
Ｅ配置の例では第６図（ａ）、（ｂｌに示す通りであり
、第７図ｉａ＋、（ｂ）は本発明による場合のＨ形鋼の
加工の様子をその断面形状で示す、さらに第８図＋ａ＋
、世）にＵ−Ｅ−Ｕ配置の例において本発明を適用した
場合の圧延ラインの別の配置例を示す。

第９図（ａｌ、山）はそのときの圧延素材の断面形状の
変化を示す。

本発明で用いるユニバーサル圧延機および２重式水平圧
延機のロール形状を第１０図ｆａ）、ｆｂｌおよび第１
１図Ｔａｌ、（ｂｌに示す。第１０図および第１１図に
おい７．１ニバ一サル圧延機は従来の粗ユニバーサル圧
延機であり、２重式水平圧延機は従来のエツジヤ−圧延
機と同一形状（第１０図（ａｌ、第１１図ｆａ）参照）
もしくは孔型ロール（第１Ｏ図山）、第１１図中）参照
）とし、いずれにせよ上記圧延機群でレバース圧延を行
い、ユニバーサル圧延機において圧延素材のフランジ部
とウェブ部を全面圧下し、一方、２重式水平圧延機の水
平ロールでフランジ端縁部とウェブ部の全面を同時に圧
下するものである。なお、第１０図および第１１図で２
重式水平圧延機のロールを孔型ロールとした理由は、圧
延初期パスにおいて、フランジ側面を拘束することで材
料の倒れを防止し減面率を向上させることを狙ったもの
である。

第７図および第９図にそれぞれ第１０図および第１１図
中）の場合のＨ形鋼の粗形鋼片（ビームブランク）のレ
バース圧延過程の初期パスと最終、＜スの状態を示す、
第７図および第９図の２重式水平圧延機のロール孔型は
、初期パスでの材料のウェブ高さ、フランジ厚を考慮し
て設計されており、圧延中のフランジ側面を過度に拘束
する。レノ＜−ス圧延を繰り返すに従い、被圧延材のフ
ランジ部が減肉していくために上記孔型によるフランジ
側面の拘束はな（なることになる、孔型によるフランジ
側面の拘束がなくなると、フランジ端縁部の圧下による
フランジが座屈（第１２図（ａ））またはフランジの倒
れ（第１２図山））の発生が懸念されるが、この問題は
２基の粗ユニバーサル圧延機各々のフランジ外面の圧下
とウェブ圧下のバランスをとり、フランジ幅拡がりをコ
ントロールし、２重式水平圧延機におけるフランジエツ
ジング率を抑制することで解消できる。

第１０図および第１１図のそれぞれ＋ａ＋と（ｂｌでは
成品の中心偏り防止効果の点から言えば両者に差はない
が、（ｂｌの方が圧延初期パスでの材料の減面率を大き
くでき、圧延能率の向上に寄与できる。但し、（ｂｌの
孔型ロールでは、製品寸法によってビームブランクのフ
ランジ厚が変更される度に孔型形状を変える必要が生じ
、ロール保有数の増加につながるデメリットも併せ持っ
ている。

いずれにせよ、ブレークダウン圧延機で圧延された材料
は、粗ユニバーサル圧延機および２重式水平圧延機によ
って複数パスのレバース圧延により延伸されるが、この
時、ブレークダウン圧延あるいは粗ユニバーサル圧延に
おいて中心偏りが発生したとしても、２重式水平圧延機
においてフランジ端縁部を圧下する際に、ウェブも全面
圧下することによって完全に上下対称の状態で圧延され
るため、ウェブとフランジとの付は根部において剪断変
形を生じ、その結果として中心の偏りが解消されるので
ある。

中間圧延を終えた材料は、仕上げユニバーサル圧延機で
製品に圧延されるのが一般的であるが、この圧延ではフ
ランジを起こすのみであるので、中心の偏りはほとんど
発生せず、かくして中心偏りの著しく小さなＨ形鋼の圧
延が可能となるのである。

以上は第１図（′ｂ）に示すＨ形鋼の圧延ラインに本発
明を適用した場合についての説明であるが、他の本発明
のＨ形鋼のロール形状を第１１図（Ｃ）に示す。

第８図ｆａ＋の圧延ラインにおいては、ブレークダウン
圧延機で圧延された材料は第１および第２粗ユニバーサ
ル圧延機とその中間に位置する２重式水平圧延機によっ
て複数パスのレバース圧延により延伸された後、Ｉｌｌ
パスにおいて第２粗ユニバーサル圧延機でフランジが起
こされて最終製品形状に仕上げられるのが特徴である。

従って第１１図（Ｃ）に示すように第り粗ユニバーサル
圧延機の垂直ロール形状は一般的な粗ユニバーサル圧延
機の垂直ロール形状に同じく紡錘型であるが、第２ｔ１
１ユニバーサル圧延機の垂直ロール形状は円柱型とし、
第１粗ユニバーサル圧延機で傾斜をつけられたフランジ
面を当該第２粗ユニバーサル圧延機の垂直ロールで真直
に整形されるようになっている。これにより仕上げユニ
バーサル圧延機が省略できる。

また本発明のＨ形鋼のユニバーサル圧延方法の別の好適
例として、第１０図および第１１図のそれぞれＴａ）ま
たはｆｂｌに示すような第１および第２粗ユニバーサル
圧延機およびその中間に位置する２重式水平圧延機を１
重位とし、当該圧延機群を１例として第６図（ｂｌおよ
び第８図（ｂｌに示すように３組同一圧延ライン上に配
置した場合を示す。第６図中）および第８図（ｂｌにお
いてブレークダウン圧延機で圧延された材料は、第１〜
第６の粗ユニバーサル圧延機で１パス圧延により延伸さ
れ、しかるのち仕上げユニバーサル圧延機でフランジが
起こされ最終製品形状に仕上げられる。この際第１〜第
３の２重式水平圧延機においてフランジ端縁部も圧下整
形しなからウェブ部も全面圧下され完全に上下対称の状
態で圧延されるため、中心偏りの著しく小さなＨ形鋼が
製造できる。さらに１パス圧延によりＨ形鋼が仕上がる
ため、前述のような複数パスのレバース圧延を行う場合
に比べ、格段に高い生産性も実現しうるちのである。

実施例１ 呼称寸法ＪＴＳ　Ｈ５００Ｘ２００（ａｍ）　、ウェブ
厚１０勇創、フランジ厚１６（ｍｓ）のＨ形鋼を本発明
法によって製造した。このときの圧延機の構成は第６図
（８）に示す配置であり、粗ユニバーサル圧延機および
２重式水平圧延機のロール形状は第１０図山）に示すも
のを使用した。

ブレークダウン圧延された材料を、粗ユニバーサル圧延
機と２重式水平圧延機によりレバース圧延した後、仕上
げユニバーサル圧延機でフランジを起こして製品に仕上
げた。また比較のため、従来の圧延方法として第１図ｆ
ａ）に示す圧延機構成で同一製品寸法のＨ形鋼の圧延を
行った。この場合の各圧延機のロール形状は第２図（ａ
ｔに示すようなものであった。

上記の方法で圧延された製品のフランジ脚長を長手方向
に一定間隔で測定し、中心の偏りｉｌ（ｍ＋ｍ）を求め
た。この結果を第１表に示す。なお表には各圧延方法に
おける圧延サイクルタイム（ｓｅｃ）を併記しである。

実施例２ 本例では第８図（ａｌに示すロール配置をとり、そのと
きの第１および第２粗ユニバーサル圧延機および２重水
平式圧延機のロール形状は第１１図（ｂｌに示すものを
利用した点を除いて実施例１を繰り返した。

比較例としては、第１図（ｂｌに示す圧延機構成でその
ロール形状が第２図中）に示すような圧延ラインを使用
した。

結果を第２表にまとめて示す。

第１表および第２表から、本発明による実施例では従来
法による実施例に比較して、製品の中心偏りが平均値お
よび標準偏差のいずれの面からも著しく減少しているこ
とが判る。

また、本発明による実施例では、粗ユニバーサル圧延機
での圧延または第１、第２粗ユニバーサル圧延機での圧
延に加えて、２重式水平圧延機でウェブ圧下を行い、か
つレバース圧延を行うことで、従来法の実施例に比べ圧
延サイクルタイムは飛躍的に向上し高能率なＨ形鋼の圧
延が可能となった。　　　　　　　　　　　　　　　（
以下余白）（発明の効果） 本発明は、上記実施例からも明らかなように、Ｈ形鋼の
ユニバーサル圧延に際して、中心の偏りを著しく減少さ
せることができ、かつ生産性の向上に優れた効果を挙げ
ることができ、各種サイズのＨ形鋼の製造に適用できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａｌないしくｃｌは、従来のＨ形鋼圧延ライン
構成図： 第２図ｉａｌおよび（１））は、従来のＨ形鋼の熱間圧
延の過程を示す断面図； 第３図は、中心偏りの説明図； 第４図は、従来の中心偏り防止方法におけるユニバーサ
ル圧延機正面図： 第５図（ａｌおよび山）は、従来の中心偏り防止方法に
おけるそれぞれ初期パスおよび最終バスでのユニバーサ
ル圧延過程を示す正面図： 第６図＋ａ）および偽）は、本発明を適用したＨ形鋼圧
延ライン構成図； 第７図＋ａｌおよび（ｂｌは、本発明のそれぞれ初期バ
スおよび最終パスでのユニバーサル圧延過程を示す正面
図； 第８図（ａ）および（ｂ）ならびに第９図ｆａｔおよび
（ｂｌはそれぞれ本発明の変更例における第６図！Ｉｌ
ｌおよび伽）ならびに第７図ｉａｌおよび伽）に相当す
る図；第１０図１８１および（ｂｌならびに第１１図ｆ
ａ＋ないしｆｃｌは、本発明に用いるユニバーサル圧延
機と２重式水平圧延機のロール形状を示す正面図；およ
び第１２図＋ａ）および偽）は、それぞれフランジの座
屈および倒れを示す説明図である。 ｌＯニブレークダウン圧延機 １１：粗ユニバーサル圧延機 １２：エツジヤ−圧延機 １３：仕上げユニバーサル圧延機 １４：第２粗ユニバーサル圧延機 ３１．３１’　：水平ロール ３２、３２°：垂直ロール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）可逆式粗ユニバーサル圧延機と、２重式水平圧延
   機とからなる圧延機群において、該水平圧延機の孔型ロ
   ールによってＨ形鋼のフランジ端縁部を整形圧下すると
   同時に、Ｈ形鋼のウェブを全面圧下することを特徴とす
   るＨ形鋼の圧延方法。
2. （２）第１の可逆式粗ユニバーサル圧延機と、第２の可
   逆式粗ユニバーサル圧延機と、これら両ユニバーサル圧
   延機の中間におかれた１基の２重式水平圧延機とからな
   る圧延機群において、該水平圧延機の孔型ロールによっ
   てＨ形鋼のフランジ端縁部を整形圧下すると同時に、Ｈ
   形鋼のウェブを全面圧下することを特徴とするＨ形鋼の
   圧延方法。
3. （３）前記Ｈ形鋼圧延材をレバース圧延することを特徴
   とする請求項１または２記載のＨ形鋼の圧延方法。
4. （４）前記粗ユニバーサル圧延機および２重式水平圧延
   機を１単位とし、当該圧延機群を１組以上圧延ラインに
   配置し、１パスで圧延することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のＨ形鋼の圧延方法。
5. （５）前記圧延機群のうち、第１の可逆式ユニバーサル
   圧延機の垂直ロール形状を、紡錘形とし、第２の可逆式
   ユニバーサル圧延機の垂直ロール形状を円柱型とし、該
   圧延機群にて圧延材をレバース圧延することを特徴とす
   る請求項２記載のＨ形鋼の圧延方法。