JPH02169103A - Ｈ形鋼用粗圧延材のフランジ幅可変圧延方法 - 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】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は矩形断面のスラブ等を素材としてＨ形鋼用の粗
圧延材を圧延する方法に関する。

［従来の技術］ ユニバーサル圧延によるＨ形鋼の製造工程は、例えば第
４図に示すとおり、圧延素材を粗造形するための二重孔
型圧延機（ブレークダウンミル）１、中間第１粗ユニバ
ーサルミル２ａ、中間粗ユニバーサルミル２ａに近接し
て設けられたエツジヤ−ミル３ａ、中間第２粗ユニバー
サルミル２ｂ、エツジヤ−ミル３ｂ、および仕上げユニ
バーサルミル４からなる圧延工程が周知である。Ｈ形鋼
用圧延素材としては近時、スラブが多用されるようにな
ってきた。即ち、スラブ素材が用いられるまでは鋼塊を
分塊圧延してドックボーン状の粗形鋼片とした後、これ
をブレークダウンミルに供していたが、スラブ法が実用
化されるに至って分塊工程と均熱炉の省略効果は製造コ
スト節減に大きく寄与するようになった。スラブを素材
とする粗造形技術は、例えば本願出願人が先に提案した
特公昭５８−１９３６１号公報または特公昭５８−３７
０４２号公報等に開示された技術が周知である。第５図
はその従来技術で用いられるブレークダウンミルの二重
孔型ロールにおける孔型配置の一例であり、上下ロール
１１．１１にはカリバーに−１〜に−４の孔型が刻説さ
れている。第６図はそのロールを用いて圧延素材のスラ
ブ５を圧延していく造形工程を更に詳細に示し、図中、
スラブ５の厚みはｔ、幅はＳで示し、仮想線５１は当該
孔型における被圧延材の最後パス圧延後の外形を示して
いる。カリバーに−１はＨ形鋼のフランジに相当するス
ラブ５の側面にＶ状溝５８を形成するための孔型であり
孔底幅の中央には所定のウェッジ角度θ１でなる中央膨
出部２１ａとその両側には溝部２１ｂが形成されている
。なお、孔底幅Ｓ、はスラブ５の厚みｔよりも若干大き
く形成されている。このカリバーに−１では前述のとお
り、まずスラブ５の側面に■状溝５８を形成することに
より次のカリバーに−２での被圧延材の案内を容易にす
る。カリバーに−２の孔底幅Ｓ、および中央膨出部２１
ａのウェッジ角度θ２は前記カリバーに−１の孔底幅ｓ
１、ウェッジ角度θ１よりも更に大ぎく設定されている
。このカリバーに−２では被圧延材のフランジ相当部を
中央膨出部２１ａで割り拡げ、フランジ幅の拡大および
ウェブ高さ方向のエツジングを行う。次にカリバーに−
３の孔底幅Ｓ、および中央膨出部２１ａの角度θ３は前
記カリバーに−２のそれよりも更に大きく形成され、被
圧延材のフランジ部は更に拡幅されると共にＶ状溝５ａ
をなだらかにして疵の発生を防止する。カリバーに−４
は整形孔型であり、被圧延材のウェブ部およびフランジ
部を圧下し粗造形段階での仕上げを行う。バス類の図示
は省略しているが、実際のバス類はに−１〜に−４まで
順次行われるのでなく、圧延途中で一旦、カリバーに−
４でまで圧延した後にカリバーに−３に戻ってエツジン
グを行い、再度、カリバーに−４で仕上げるということ
も行われる。さて、以上のような従来のスラブを素材と
するＨ形鋼用粗圧延手段において使用されるブレークダ
ウンミルのロールは、Ｈ形鋼製品のシリーズに対応して
孔型形状・寸法が決定されているため、各シリーズに応
じた専用のロールを準備しなければならなかった。例え
ばＨ６００ｘ　３００（ウェブ高さ６００■、フランジ
幅３００ｍｍ（７）Ｈ形ｍ）の後ニＨ６００ｘ　２５０
．Ｈ８００ｘ２００等を圧延する場合は、当然にブレー
クダウンミルのロールは交換する必要があった。即ち、
従来のブレークダウンミルにおける圧延の考え方は、前
記第６図で仮想線で示した被圧延材の外形のように各フ
ランジ拡幅孔型および整形孔型での少なくとも最終バス
で当該孔型に被圧延材のフランジ相当部を充満させ、ウ
ェブ中心軸に対してフランジ部を左右対象に形成しない
と、次の孔型に導入して圧延した時に被圧延材の曲がり
が発生したり、次工程の中間第１粗ユニバーサルミルに
おいて上下のフランジ片幅寸法が等しくならない等の問
題が発生すると懸念されたためである。従って、ロール
は各シリーズ毎に準備しなければならず、ロール購入費
用およびロール整備費が嵩み、ロール組替えの手間が増
え、また広い保管場所も必要とする等の問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は矩形断面のスラブを素材としてＨ形鋼の粗圧延
材を二重孔型ロールを用いたブレークダウンミルで製造
するに際して、ロール組替えをせずに一組のロール対の
みでフランジ幅が異なりウェブ高さが等しい複数シリー
ズの粗圧延材を圧延可能な圧延手段を提供するものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の構成は、孔型底の幅方向中央膨出部と該中央膨
出部の両側に溝部を形成した複数のフランジ拡幅孔型と
、ウェブ部およびフランジ部を圧下する整形孔型とを有
する二重孔型ロールを用い、矩形断面鋼片を素材として
Ｈ形鋼フランジ相当側面に割り込み・拡幅圧延した後、
整形圧延を行うＨ形鋼用粗圧延材の圧延方法において、
前記各フランジ拡幅孔型のうち第１孔型を除く孔型およ
び整形孔型における最終パス後の被圧延材のフランジ幅
を当該孔型の孔底幅より狭くし各孔型に被圧延材のフラ
ンジ相当部が充満しないように圧延するＨ形鋼用粗圧延
材のフランジ幅可変圧延方法である。

［作用・実施例］ 本発明者等は前述従来の粗圧延手段を前提に、例えば、
　Ｈ６００ｘ３００用のロールを用いてウェブ厚は同一
で、フランジ幅の狭い別シリーズの粗造形材を圧延する
手段を探索するため各種の実験を試みた。その結果、目
的のフランジ幅を得るには使用するスラブの幅寸法を、
幅方向の全圧下量およびこの全圧下量に対するフランジ
幅の増加程度、さらにはウェブ圧下によるフランジ幅の
減少程度等を考慮して決定し、当該孔型における最終パ
ス後の被圧延材のフランジ幅を当該孔型の孔底幅より狭
くなるように圧延すれば、当該ロールが本来対象とする
圧延シリーズのフランジ幅よりも幅狭のフランジを有す
る粗造形材が任意に製造でざることを知見した。以下、
その詳細を実施例をもとに説明する。

第１表はＨ形鋼の最終製品サイズＨ［ｉ［）Ｏｘ３００
の製造に供するための粗圧延材をブレークダウンミルで
粗圧延する従来のパススケジュール例を示したものであ
る。

本例は厚み２５０ｍｍ、幅１２３０ｍｍのスラブを素材
として前述第６図のカリバーに−１〜に−４が形成され
たロールを使用しているが、各拡幅孔型の孔底幅はカリ
バーに−１が２５２ｍ＋ｎ、カリバーに、−２４５０ｍ
ｍ＋、カリバーに−３４８０１１１１ｍとしたものであ
る。ブレークダウン仕上がり寸法はウェブ厚８０ｍｍ、
フランジ厚１３７ｍｍ、ウェブ厚８７０ｍｍ、フランジ
幅３８６ＩＩＩＩ１１の粗圧延材を得るものである。第
１表によると、フランジ拡幅孔型のカリバーに−１、Ｋ
−２、Ｋ、−３を使用したスラブの幅方向の全圧下量、
即ち１・−タルエツジング量（Ａ）は、カリバーに３の
仕上がりウェブ厚が８５０１であるから、 トータルエツジング量（Ａ） 果 表 ＝　１２３０−８５（Ｄ３１１０ｍｍとなる。

第 表 ３８０ｍｍのエツジング圧延を行った結果、どの程度フ
ランジ幅が広がるかを現場実験において確認したところ
、第２図のとおりトータルエツジング量とフランジ幅広
がり率との関係を見出した。この場合、フランジ幅広が
り率はおよそ０．６３となることが分かる。

フランジ幅広がり率の定義は下記（１）式とする。

フランジ幅広がり率（η） なお、前記トータルエツジング量３８０１は説明の都合
上、第２図（ｂ）のとおり被圧延材の左半分で考えると
、ｌ／２エツジング量で１９０＋ｏｍとなるから、フラ
ンジ片幅寸法は（１）式より、フランジ片幅寸法＝　０
．８３ｘ　１９０＝　１１９．７４１２０ｍｍ となり、フランジ全幅（Ｆ）は、 フランジ全幅（Ｆ　）−＋２０　Ｘ　２＋２５０＝４９
０ｎｖとなる。

ところで、整形孔型に−４において被圧延材のウェブが
圧下されると、フランジ部は被圧延材の長さ方向とウェ
ブ部へのメタルフローが生ずる結果、フランジ幅が狭く
なる。このフランジ幅減少の程度はフランジ幅用は率（
β）と定義すると、その関係は第３図（ｂ）の寸法詞兄
に基づいて第（２）式で表わされる。

但し、Ｆｏ；エツジングにより生成される被圧延材フラ
ンジ幅 ＴＯ＝スラブ厚 Ｆ１ニブレークダウンミル仕上げフランジ幅 Ｔ１ニブレークダウンミル仕上げウェブ厚 なお、フランジ幅用は率（β）はＨ形鋼製品のウェブ内
法と強い相関があることが確認されたが、第３図（ａ）
のグラフはその関係を示している。本例を上記（２）式
および第３図（ａ）のグラフの関係にあてはめると、ブ
レークダウン仕上がりフランジ幅は３８６ｍｍとしてい
るのでスラブ厚２５０ｍｍの素材からウェブ厚８０ｍｍ
まで圧減した後の被圧延材フランジ幅（ＦＯ）は以下の
通りになる。

Ｆ　ｏ　＝（Ｔ　ｏ−Ｔ　１）　Ｘβ十Ｆ＋＝　（２５
０−８０）　Ｘｏ、５７＋３８６〜４８３ｍｒａ 従って、フランジ幅用は量は、 ４８３−３８６−９７＋ｎｍとなる。

ところで、カリバーに−１からに−３までのトータルエ
ツジング量を３８０１１１１１１　Ｌ／た時、即ち第１
表の１０バス後のフランジ幅は４８９ｍｍであるから、
整形孔型に−４での実際のフランジ圧下量は、 ４８９−４８６　＝　６　ｍｍとなる。

即ち、従来の粗圧延手段の整形孔型ではウェブ部圧下と
同時にフランジ部も６ｍｍ圧下していた。この圧下量は
前述のとおり、フランジ部の整形を充分なものとして、
次の中間粗ユニバ−サルミルでの適材性および寸法・形
状の精度を確保するために必須とされていた。

ところで、第１表の左端欄に○で示すのは被圧延材のフ
ランジ相当部が孔型に充満しているバスを示している。

木発明者等はこのフランジ部が孔型に充満している○印
バス数と未充満のバス数とを比較して、未充満のバス数
の比率が高いことに注目した。そして、孔型にフランジ
相当部を充満させずに圧延すれば、当該孔型で圧延して
いたフランジ幅よりも幅狭のシリーズ用圧延材が製造可
能ではないかと考えた。この考え方に基づき、従来のブ
レークダウンロールを用いて、バスの途中に孔型への被
圧延材フランジ相当部の充満工程を省略して圧延する実
験を試みた。即ち、拡幅孔型での途中バスおよび整形孔
型での未充満バスでの被圧延材から試験片を取り出し、
フランジ部の上下・左右の寸法と形状の対称性を調査し
た。その結果５未充満バスにおいても前記のプロフィー
ル上の問題は、当該ブレークダウンはもとより次工程の
中間粗ユニバーサルミルでの適材性にも何ら支障なく圧
延できることが分かった。以上の実験結果に基づき、最
終製品Ｈ８００ｘ３００を圧延するために使用したブレ
ークダウンロールと同−ロールにより、ウェブ高さは同
じでフランジ幅が小さい、８６００　ｘ　２０Ｇ用の粗
造形材を圧延する具体的な圧延実施例を次に説明する。

まずＨ８００Ｘ２００用の粗造形材のブレークダウン仕
上げ寸法は、従来圧延法による標準と同じく、ウェブ厚
８０ｍｍ、フランジ厚１３７ｍ＋、ウェブ高８７０ｍｍ
、フランジ幅２８６ｍｏ＋とじ、使用するスラブ厚は同
じ＜　２５０ａ＋ｍとした。前記の比較材Ｈ６００Ｘ　
３００のブレークダウン仕上げ寸法と異なる点は、フラ
ンジ幅のみをｌｏＯ＋＋＋ｍだけ小さく設定しているこ
とである。このような粗造形材を圧延するにあたり、前
提としたことはブレークダウンミルでの全バスにおいて
フランジ部の圧下を全く行わないことである。従って、
カリバーに−３での最終エツジングバス後の被圧延材フ
ランジ幅（Ｆｏ）は（２）式により、下記のとおりとな
る。

Ｆｏ　”　（”ｒｏ−Ｔ＋）ｘβ十Ｆ１−　　（２５０
−８０）　　ｘ　Ｏ，５７＋２８６＝　　９８．９　＋
２８６ 舛　３８３ＩＩＩｌｉ 即ち、上記式中で９６．９１１＋ｍはウェブ圧下による
フランジ幅用は量である０次に、フランジ幅３８３ｍｍ
を得るために必要なトータルエツジング量は（１）式に
より、 トータルエツジング量（Ａ） となるが、１３３ｍｍはフランジ幅拡がり量であり、且
つトータルエツジング量とフランジ幅拡がり率との積で
ある。従って、前記第２図（ａ）のグラフの関係からト
ータルエツジング量は１９０ｍｍ、フランジ幅拡がり率
は０．７０となる。

即ち、素材スラブの幅寸法はトータルエツジング量にカ
リバーに−３仕上げウェブ高ｓｓｏｍｍを加えたものと
なるから、必要なスラブ幅寸法は、 スラブ幅＝　８５０　＋　１９０ １１１１１０４０ｍｍとなる。

第２表は上記の検討結果を実際にバススケジュール化し
たものである。表中のフランジ幅は拡幅孔型の底幅（Ｋ
　２−４５０＋ａｏ＋、Ｋ　３−４８Ｑｒｎｔａ）およ
び整形孔型におけるウェブ隙間８０ｍｍの時の上下ロー
ルの孔底間隔３８６■に対し、全バスにおいて孔底幅よ
りも狭くなっていることが分かる。なお、本発明ではカ
リバーに−１での最終バスだけは孔型に被圧延材のフラ
ンジ相当部を充満させている。その理由は、スラブの側
面に■状溝を形成する初段のカリバーに一１孔型に、被
圧延材のウェブ中心軸に対してフランジ相当部を左右対
象に充満しておけば、カリバーに一２以降の孔型でフラ
ンジ相当部が未充満状態でも本発明の目的を達成できる
ことを確認したためである０本発明において、フランジ
拡幅孔型のうち第１孔型のみはフランジ相当部が充満す
るよう特定したのは、このような意味からである。

第１図は本発明において、フランジ拡幅孔型に−１〜に
−３および整形孔型に−４の各孔型における最終バスの
被圧延材５１の外形を仮想線で示している。即ち、カリ
バーに−１を除く他の孔型では被圧延材５１のフランジ
相当部の幅は孔底幅よりも幅狭となっている。

本発明を実施するにあたっては、まず所定のＨ形鋼製品
シリーズ用に孔型設計されたプレーダウンクールの使用
を前提にして、当該ロールで本来、製造されるフランジ
幅よりもフランジ幅の狭いブレークダウン仕上がり寸法
を決めておく０次に、整形孔型における全ウェブ圧下量
に対するフランジ幅用は量を求めて拡幅孔型の最終バス
におけるフランジ幅を求める。続いて、前記フランジ幅
用は量を補うに必要なエツジング量を求め、このエツジ
ング量に目標とするブレークダウン仕上がりウェブ高を
加えた値をスラブの幅寸法とすることによって、目的と
するフランジ幅のプレーダウン仕上がり粗造形材を得る
ことができるものである。

［発明の効果］ 本発明法によると、−組のブレークダウンロールによっ
て、当該ロールで本来圧延可能なＨ形鋼用粗圧延材だけ
でなく、ウェブ高さは同一でフランジ幅の狭い各種シリ
ーズの粗圧延材が圧延可能となる。この結果、ロールの
共用によって準備数は減少し、ロール購入費を削減でき
る。またロール整備費用・ロール組替えの手間が省け、
広い保管場所も必要としない等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粗造形手段を説明する略図、第２図（
ａ）はフランジ生成効率とトータルエツジング量の関係
を示すグラフ、第２図（ｂ）はフランジ生成を説明する
略図、第３図（ａｌ　はフランジ幅用は率とウェブ内法
の関係を示すグラフ、第３図（ｂ）はフランジ幅減少を
説明するための被圧延材の寸法諸元略図、第４図はＨ形
鋼のユニバーサル圧延装置列のレイアウト図、第５図は
ブレークダウンミルのロール孔型配置を示す略図、第６
図は従来の粗造形要領説明図である。 １・・・ブレークダウンミル １１・・・ブレークダウンミルの上下ロール１ａ・・・
中央膨出部　　　　１ｂ・・・溝部２ａ・・・第１中間
粗ユニバーサルミル２ｂ・・・第２中間粗ユニバーサル
ミル３ａ、３ｂ・・・エツジヤ−ミル ４・・・仕上げユニバーサルミル ５ａ・・・Ｖ状溝　　　　　　５・・・スラブ他４名 Ｉ：”・・・・、　−ｒ・・　へ　、〕〉〜　玉ミ；４
　　コ５　　％　（ｓ）２ａ　　第１中間粗ユニバーサ
ルミル ２ｂ、第２中間粗ユニバーサルミル ３ａ、３ｂ：エツジヤ−ミル ＾Ｊ へ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　孔底の幅方向中央に中央膨出部と該中央膨出部の両
   側に溝部を形成した複数のフランジ拡幅孔型と、ウェブ
   部およびフランジ部を圧下する整形孔型とを有する二重
   孔型ロールを用い、矩形断面鋼片を素材としてＨ形鋼フ
   ランジ相当側面に割り込み・拡幅圧延した後、整形圧延
   を行うＨ形鋼用粗圧延材の圧延方法において、前記各フ
   ランジ拡幅孔型のうち第１孔型を除く孔型および整形孔
   型における最後バス後の被圧延材のフランジ幅を当該孔
   型の孔底幅より狭くし各孔型に被圧延材のフランジ相当
   部が充満しないように圧延することを特徴とするＨ形鋼
   用粗圧延材のフランジ幅可変圧延方法。