JPH0284203A - 平行フランジ形鋼の圧延方法 - 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、建設、土木の分野で用いられるＨ形鋼や溝形
鋼などの平行フランジ部を備えた形鋼の圧延方法に関す
る。

（従来の技術） Ｈ形鋼や平行フランジ溝形鋼などの平行フランジ部を備
えた形鋼（以下、「平行フランジ形鋼」と総称する」）
は、従来、はとんどが圧延方法によって製造されており
、これらの平行フランジ形鋼の各部の名称は、第１図ｔ
ａ＋および（ｂｌにその代表例である■］形鋼および平
行フランジ溝形鋼を例にとって説明する。

図示のように、互いに平行なフランジ部１０．１０はそ
の間を結合部１２によって接続され一体化している。第
１図＋ａｌのＨ形鋼の場合は結合部１２はフランジ部１
０の中心に、第１図（ｂｌの溝形鋼の場合はフランジ部
１０の一端にくる。この結合部１２はＨ形鋼およびフラ
ンジ溝形鋼のときはウェブ（ｗｅｂＨｄとも称する。各
フランジ部１０の長さをフランジ幅（ｒｌａｎｇｅ　ｌ
ｅｎｇｔｈ、　Ｌｏ）といい、平行フランジ部の距離を
ウェブ高さ（ｗｅｂ　ｈｅｉｇｈｔ、　Ｈｏ）、そして
図中のようにフランジ内法（Ｓｏ）、フランジ内幅（−
０）を定義する。ＪＩＳ規格によれば、Ｈ形鋼の場合、
ウェブ高さ（Ｈｏ）が２５〜１００ｍｍ間隔で１００〜
９００　ｍｍの範囲で約３３種のサイズが規定されてい
る。

しかしながら、例えば、Ｈ形鋼の場合、従来の圧延方法
には次のような問題があった。

すなわち、従来のＨ形調圧延方法は、溝形鋼の場合も同
様であるが、第２図に示すように、ブレイクダウンミル
２０による粗圧延、ユニバーサル粗ミル２２と２旧のエ
ツジヤ−ミル２４から成るユニバーサル粗ミル群２６に
よる中間圧延、そしてユニバーサル仕上げミル２８によ
る仕上げ圧延により行われてきた。

粗圧延では加熱された鋼塊、連続鋳造鋳片等の圧延素材
を２重可逆式粗圧延機であるブレイクダウンミル２０の
２旧の孔型により圧延成形しビームブランクを造形し、
造形素材とする。

次いで行う中間圧延ではまずユニバーサル粗ミル２２と
２重代のエツジヤミル２４からなるミル群において前記
造形素材の圧延を行い、中間圧延Ｈ形鋼とする。すなわ
ち、まず第３図の略式側面図に示すようにユニバーサル
粗ミル２２でその水平ロール３０により中間圧延Ｈ形鋼
３１のウェブ厚さを減じるとともに、この水平ロール３
０の側面と竪ロール３２によりフランジ厚さを滅し、複
数パスで前述の造形素材の中間圧延Ｈ形鋼への延伸圧延
を行う。

そしてこの中間圧延の段階での各パスにおいて中間圧延
Ｈ形鋼３１のフランジ先端をエフジャミル４０の孔型ロ
ール４２で圧下し、フランジ幅（Ｌｏ）を所定の値とす
る。このときの様子を第４図に略式側面図で示す。

仕上げ圧延では、第５図に示すように、ユニバーサル仕
上げミル５０の水平ロール５２と竪ロール５４とにより
１バスあるいは複数バスでユニバーサル粗ミル２２の場
合と同様にウェブ５６およびフランジ５８の厚さをそれ
ぞれ滅し、かつフランジ外面を平坦にし、さらにフラン
ジ５８とウェブ５６との角度を直角とするのである。

このように、従来の圧延方法にあっては、仕上げ圧延に
あっても中間圧延のユニバーサル粗ミルと同様にフラン
ジ５８の内面を水平ロール５２の側面で、フランジ５８
の外面を竪ロール５４でそれぞれ圧下するのである。も
ちろん、水平ロール５２によるウェブ圧下も同様に行わ
れる。したがって、圧延されるＨ形鋼のウェッブ内幅（
−〇）は、ユニバーサル仕上げミルの水平ロール５２の
幅で決定される。

したがって、このことから、従来のＨ形鋼の圧延方法に
あっては次のような問題が生じる。

（１）第６図には、フランジ幅（Ｌｏ）が同一であるＨ
形鋼の１つのシリーズ（例えばＨ６００ｘ２００　）に
おける断面形状の変化を説明する。現在の規格では同−
シリーズではフランジ内幅（−０）が一定であるためフ
ランジ厚さ（ｔｒ、、ｔｆ、、　ｔｆ、）がそれぞれ異
なることになり、また各サイズにおいてウェブ高さ（１
１゜）の外寸法（第６図のＨｏ、Ｈ＋、Ｈｚ）もそれぞ
れ異なった値となる。すなわち、ｔｒｏ＜ｔｆ、　＜ｔ
ｆｔ　、Ｈａ　＜Ｈ，＜Ｈ，となる。

このような関係は同じく第７図に示す溝形鋼であっても
同様である。

（２）フランジ内幅（−０）のサイズが異なった形鋼を
圧延する場合は、当然にユニバーサル仕上げミルの水平
ロールを交換しなければならない。例えばＪＩＳ規格で
は３３シリーズ、ＡＳＴＭ規格では１４シリーズのＨ形
鋼があり、これらすべてのＨ形鋼を製造する場合、４７
種類の水平ロールを少なくとも２組以上保有する必要が
ある。これに要するロール費用は現在の価格でも数億円
にも達し、これを常時保有するためには圧延用の建屋に
匹敵する広いスペースを必要とするためロールショップ
棟にも大きな投資を必要とする。

（３）同一のユニバーサル仕上げミルの水平ロールテは
一つのシリーズのＨ形鋼を２０００トン／圧延チャンス
×３回−６０００）ンしか圧延できない。これは１００
０トン当たり水平ロールの幅が約１ｍｍ摩耗するためで
あり、ロールの使用幅は公差を有効に利用しても６ＩＩ
ＩＩ１１である。そのためあるシリーズで使用できなく
なった水平ロールは、幅を数十ＩＩＩＩＩ＋切削し、ウ
ェブ高さの小さい次のシリーズ用に改削される。

そのため鋼板用のロールの場合に比べ、ロール１本当た
りの製品圧延量は著しく少ない。つまり製品トン当たり
のロール費用が高くなっている。

（４）ウェブ高さ（Ｈｏ）が規格外の場合、当然専用の
ユニバーサル仕上げミルの水平ロールを準備し、ロール
替えを行う必要があるため、小ロフトのオーダについて
は経済的に採算がとれず、受注を辞退することが多い。

以上をまとめると、従来法にあっては、Ｈ形鋼およびフ
ランジ溝形鋼のような平行フランジ形鋼の圧延にあって
は、仕上げユニバーサルミルで水平ロールと竪ロールで
フランジ部を圧下するため、次のような問題点がみられ
る。

■ユニバーサル仕上げミルにおいて、シリーズ毎にその
フランジ内幅（Ｗｏ）に相当する寸法の水平ロールを４
！備する必要がある。

■同一圧延チャンスでは、同一の１シリーズしか圧延で
きない。

■シリーズ毎にロール替えが必要である。

■ロール保有数が莫大となる。

■ユーザの希望する規格外のウェブ高さ寸法のＨ形鋼を
経済的に製造できない。

■同一シリーズでもウェブ高さ（Ｈｏ）の外寸法が異な
る。

■製品コストに占めるロール費用がかなり高くなる。

このような事情から、特に近年に至っては、厚板をスリ
ットし、３枚のスリット板を溶接してＨ形鋼とするビル
ドアップＨ形鋼が普及し、その使用量が特に増大しつつ
ある。鋼板のスリット費用および溶接費用が必要なため
、圧延法によるＨ形鋼に比べ高価となるが、このビルド
アップＨ形鋼の長所は、丁度前述の圧延法によるＨ形鋼
の短所を補うような点であって、例えばサイズフリーで
あること、寸法精度が圧延法によるＨ形鋼に比べ良いこ
とである。

このような事情は平行フランジ溝形鋼の場合にあっても
同様であるが、特に平行フランジ溝形鋼の場合には、次
のような事情がさらにみられる。

鉄骨ビル建築の柱材としてＨ形鋼が従来より用いられて
いるが、断面方向の機械的性能に方向性があるため柱材
としては最適ではなかった。そのため近年Ｈ形鋼にかわ
りボックス断面材が採用されてきた。そのようなボック
ス断面材は中低層鉄骨ビル用の柱材としては電縫管を断
面ボックス形に成形したものが主であるのに対し、高層
鉄骨ビル用では大型の溝形鋼（チャンネル）を溶接して
得たボックス断面材が用いられている。この場合、フラ
ンジ幅（Ｌｏ）、ウェブ高さ（Ｈｏ）の比は外寸法で１
；２となっており、溶接すると正方形のボックス断面と
なる。

第７図に関連してすでに述べたように、同一シリーズ（
例えば４００　Ｘ４００シリーズ）においてはフランジ
厚の異なる多くのサイズがあるが、圧延の性質上製品の
ウェブ内幅（讐。）が一定であるためフランジ厚が異な
るとウェブ高さ（Ｈｏ）の外寸法はサイズ毎に異ってく
る。

また、圧延加工の性質上、外コーナ部の突起７０（第７
図参照）を消去することが困難であるため、これを残し
たまま製品として用いられている。

高層ビルの柱材の場合、下層階より上層階に向けて同一
シリーズのボックス材を用い徐々に厚みを薄くシてゆく
ため、ウェブ高さ（ｌｌｏ）の外寸法が徐々に小さくな
り、サイズとサイズの継ぎ目において段差が生しる。又
外コーナの突起７０についてもサイズ毎にづれるため、
外観上または溶接止きわめて使いづらい形状となってい
る。梁との結合を行う場合にも不都合が生じる。

従来の圧延法においてサイズ別にユニバーサル水平ロー
ルを変更すれば、同一シリーズでウェブ高さ外寸法を一
定とすることは可能であるが、これについては、ＨＹ３
鋼に関連してすでに述べたように、ロール保有数が数倍
となることまたロール替回数が数倍となることにより製
造コストが大幅に上昇し、経済上成り立たないため実現
されていない。

特開昭６１−２６２４０３号公報にはウェブ幅調整可能
なＨ形鋼の製造方法が開示されているが、これは中間圧
延を経てから幅可変圧延機でウェブ内幅を拡げ、次の仕
上げ圧延の段階でさらに分割ロールによってフランジ内
幅を仕上げる方法である。しかし、この方法によれば、
上記幅可変圧延機には過大の負荷がかかり実用化は困難
である。

（発明が解決しようとする課題） ここに、本発明の目的は、ウェブ内幅寸法を変更自在と
して、複数のシリーズの平行フランジ形鋼を同じユニバ
ーサル仕上げ圧延ミルで製造できる実用化可能な圧延方
法を提供することである。

本発明の別の目的は、ユニバーサル仕上げ圧延ミルにお
いて１種類の水平ロールで２シリ一ズ以上の平行フラン
ジ形鋼を圧延でき、ロール保有数を半減させ、さらに同
一シリーズでウェブ高さの外寸法を一定にでき、そして
その外寸法が規格外でも他のシリーズの圧延チャンスで
低コストで製造できる平行フランジ形鋼の圧延方法を提
供することである。

本発明のさらに別の目的は、同一のユニバーサル仕上げ
圧延水平ロールを用いて、厚みの異なるサイズについて
もウェブ高さの外寸法を一定とすること、外コーナを直
角とすること、および規格外寸法のサイズでも低コスト
で製造することを可能とする平行フランジ溝形鋼の圧延
方法を提供することである。

本発明のなおさらに別の目的は、ユニバーサル仕上げ圧
延ミルにおいて一種類の水平ロールを用いて異なるシリ
ーズの１（形鋼が圧延でき、同一シリーズでウェブ高さ
の外寸法が一定化でき、また規格外サイズでも規格サイ
ズと同じコストで製造でき、かつロール保有数が大幅に
削減できる［−１形鋼の圧延方法を提供することである
３ （課題を解決するための手段） かくして、本発明者はかかる課題解決を１１指し、種々
検討を重ね、各種サイズにおける次のような実験を繰り
返した。その代表例を挙げる。

すなわち、第２図に示すユニバーサル粗圧延（ＵＲ）　
ミ／Ｌ／群ニオイアＪ［Ｓ　（７）Ｈ４５０ｘ３００　
　（Ｈ４４０Ｘ３００　Ｘｌｌ／１Ｂ）のＨ形鋼の中間
圧延を行った。第３図参照。このときのユニバーサルミ
ルの水平ロール３０のロール幅は４０８．５ｍｍ、フラ
ンジテーパ５゜であった。この中間圧延ミル群での仕上
げ寸法は下掲第１表の通りであった。

ウェブ厚さ：　　　　　　　　　　１１．５ｍｌ１１１
１．１ｍｍフランジ厚さ：　　　　　　　　１８．２ｍ
ｍフランジ幅：３０３ｍＩＩ＋ 中央のウェブ高さ外寸法：　　　４４５　ｍｍ　　　４
０５　ｍｍウェブ内幅　　　　　　　　４０８．６ｍｍ
　　　３６８．６ｍｍこれを水平ロール幅３６０ｍＩ＠
の仕上げユニバーサルミルにおいて３パスでウェブ厚さ
を１１．］ｍｍ、ウェブ高さ外寸法４０５１にまで圧下
した。このときの材料のウェブ内幅（讐。）は３６８．
６ｍｍであったから、水平ロールと材料フランジの内面
は約４ｍｍ程離れていた。しかし、竪ロールによりウェ
ッブ高さを約４０ｍｍ圧下したことによりフランジの外
面は従来の圧延の場合と同様平坦でかつウェブにたいし
て直角となっていた。またウェブの水平ロニル圧下、未
圧下の境界はコーナＲにかかっており判別困難であった
。

これらの一連の実験から次のことが知見されたｑ（１）
ユニバーサル粗ミルの水平ロール幅に対し、仕上げユニ
バーサルミルの水平ロール幅ヲ１０〜５０Ｉｌｌｌ程度
小さくしておき、ユニバーサル粗ミル群で圧延された中
間圧延形鋼をユニバーサル仕上げミルで１パスまたは複
数パスでウェブ高さ（Ｈｏ）を圧下し、ウェブ高さの異
なる種々のＨ形鋼を圧延することができる。

（２）このときフランジ厚さは圧下されないのでユニバ
ーサル粗ミル群で目標の厚みにしておくことによって仕
上げ圧延での圧下を不要とすることができる。

（３）仕上げユニバーサルミルの水平ロール幅に関係な
く、ウェブ高さを自由にできることになり、１つのユニ
バーサル仕上げミルにより、ウェブ厚さ、フランジ厚さ
、ウェブ高さ、そしてフランジ幅の異なる多サイズのＨ
形鋼の圧延が可能となる。

（４）従来のユニバーサルミルによる圧延においては、
水平ロールの幅を用いて圧延材のウェブ内幅を固定して
しまうことが必要であると考えられていた。

これは、フランジ内面が水平ロール側面に接していない
とフランジの角度が一定しないと思われていたためであ
った。ところが、水平ロール幅を小さくし、フランジ内
面と水平ロール側面とを接することなく、フランジ外面
を強圧下し、ウェブ高さを縮めても、フランジ外面は堅
ロールに接しておりフランジ角度は一定している。つま
りウェブ高さの外寸法は、堅ロール開度を変化すること
により数十−ｍの範囲で自由に変更できる。

＋６１−　Ｉｌｌ　的にユニバーサルミルにおいては、
水平ロールが駆動、堅ロールは非駆動となっているので
、材料を圧延するためには、フランジ圧下がない場合、
ウェブの圧下が必要となる。このためウェブのロール圧
下、未圧下境界面に段差を生じる。なお、溝形鋼の場合
これはウェブ内面のみで、ウェブ外面については、水平
ロール幅を大きくとれるので問題はない、そのため溶接
後の外観上このウェブ内面段差は大きな問題とはならな
い。

（６）さらにまた、ユニバーサル仕上げミルの水平ロー
ルのロール幅が可変にできれば良いが、従来のユニバー
サル粗ミルやユニバーサル仕上ケミルのようにロールに
対し直角方向、軸方向に１００トン以上の圧延荷重が負
荷される状況で水平ロールを可変とすることはロール構
造上回能であり、現在まで実用化されていない、しかし
、ロール幅可変とするユニバーサルミルスタンドを、す
べて非駆動かまたは軽駆動とすることにより、ユニバー
サル水平ロールにあまり負荷を与えない条件でＨ形鋼の
ウェブ高さを変更し、フランジ厚はほとんど圧下せず、
主たる動力はユニバーサル仕上げミルモータで負担させ
ることにより圧延が可能である。

（７）従来のユニバーサル仕上げミルの水平ロール圧延
荷重はフランジ内幅（−０）　４００＋ｍ−以上の中寸
サイズ以上では１００トン以上となっていることから、
ユニバーサル仕上げミルに近接して非駆動タイプのロー
ル幅可変のユニバーサル整形ミルを設けるとその水平ロ
ール圧延荷重は５０トン以下にできる。

実際のロールを使った実験では２０〜３０トンと低負荷
となり、水平幅可変ロール構造への影響はないことが判
明した。

これらの（１）ないしく７）の知見は、平行フランジ溝
形鋼の場合にあっても同様であり、平行フランジ部を備
えた形鋼に共通して適用できる事項である。

かくして、本発明の要旨とするところは、ブレイクダウ
ン圧延、中間圧延、および仕上げ圧延を経て行う平行フ
ランジ形鋼の圧延方法であって、圧延素材をブレイクダ
ウン圧延によって粗圧延し、次いで中間圧延によって平
行フランジ部および両フランジ部の結合部の圧延を完了
し、そして仕上げ圧延においてユニバーサルミルを使用
し、フランジ部内面をユニバーサル水平ロール側面に接
することなく、竪ロールによりフランジ部外面を圧下す
ることにより両フランジ部の間の結合部の幅寸法を仕上
げる、平行フランジ形鋼の圧延方法である。

ここに、上記平行フランジ形鋼としては、平行フランジ
溝形鋼および１１形鋼が代表的に例示される。

前記仕上げ圧延のユニバーサル水平ロールは幅可変であ
ってもよい。その場合には、ウェブ部のロール圧下、未
圧下部を目立たなくできるため特に有利である。

本発明にあっても、従来のように前記仕上げ圧延の下流
側にユニバーサル整形機またはローラ矯正機を設置して
両フランジ部の間の結合部を軽圧下し、平坦としかつ該
結合部に対するフランジ部の面角度を矯正するように構
成してもよい。またこの場合の水平ロールは幅可変とし
てもよい。

本発明は、その別の態様によれば、ブレイクダウン圧延
、中間圧延、および仕上げ圧延を経て行う平行フランジ
形鋼の圧延方法において、圧延素材をブレイクダウン圧
延によって粗圧延し、次いで中間圧延によって所定フラ
ンジ部の圧延を完了し、そして仕上げ圧延において両フ
ランジ部の結合部の圧延を完了し、該仕上げ圧延に続い
て全ロール非駆動かつ水平ロール幅可変のユニバーサル
整形ミルにより前記両フランジ部の結合部の幅寸法を仕
上げることを特徴とする、平行フランジ形鋼の圧延方法
である。

前記非駆動ユニバーサルミルの水平ロールおよび垂直ロ
ールの少なくとも一方は補助駆動することによって、圧
延材の噛み込みあるいは噛み放しを容易にしてもよい。

（作用） 次に、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説明
する。

第８図は、本発明にかかる圧延方法に使用する仕上げ圧
延ユニバーサルミルによる圧延の様子を説明する略式説
明図である。図示例ではＩ（形鋼について説明している
が、その他の平行フランジ形鋼（例：平行フランジ溝形
Ｅ）についても同様である。

まず、本発明にかかる圧延方法によれば、ブレイクダウ
ン圧延は従来法と同様に行えばよく、それにより圧延素
材をビームブランクにまで圧延する。中間圧延ではこの
圧延素材を最終寸法のフランジ幅、フランジ厚、ウェブ
厚にまで仕上げておく。

このようにして得られた中間圧延形鋼８０は水平ロール
８２、竪ロール８４から成る仕上げユニバーサルミル８
６によりウェブ高さ（Ｈｏ）が調整される。つまり、第
８図において腎ロール８４の開度を変更することにより
、数十ｍｍの範囲内でＨ形鋼のウェブ高さの外寸法を自
由に変更できる。これにより、−鋼片隼位で圧延サイズ
の変更がロール替えなしでできるため、少量多サイズの
圧延にも非常に適している。堅ロール８４の開度変更は
短時間にオンラインで行うことができる。

第９図は第８図の一部拡大図であり、第９図の矢印で示
すウェブ１４のロール圧下境界においては段差を生じる
ためできるだけコーナＲの部分に境界をもって（ること
が好ましい。もしウェブ高さ（Ｈｏ）の変更範囲を大き
くとる−ために、ロール圧下境界がウェブ１４の平坦部
にくることとなった場合、この段差が目立つため仕上げ
圧延ミル下流側においてウェブを軽圧下し段差を改善す
る必要がある。

これには専用のユニバーサル整形機を使用してもよいが
、第１０図に示すようなローラストレーナなどのローラ
矯正機を使ってこの段差部を圧下することにより十分公
差内に平坦化できる。図中、ウェブ１４の両端部に上下
ロール対９０．９２が設けられ、各対向するロール対は
スペーサ９４によってフラン゛ジｌＯの内側面に押付け
られている。スペーサ９４の幅を変えることによりウェ
ブ高さ外寸法の異なる形鋼にも適用できる。

なお、平行フランジ溝形鋼の場合には第７図に示す外コ
ーナ部の突起７０の生成が問題となるが、これは上述の
ユニバーサル整形機等による整形圧延により解消し、外
コーナ部は直角となる。また、必要によりユニバーサル
仕上げミルに先立ってエツジミル等で外コーナ部の面取
りを行ってもよい。

このように、本発明によれば、非常に簡便にＨ形鋼など
の平行フランジ形鋼が圧延できるのである。例えば、Ｊ
ＴＳに規定されたサイズのＩ−１形鋼のみの製造を考え
た場合、ユニバーサル粗ミルの水平ロールは３３種類×
２セント＝６６セツト必要であったのが、ユニバーサル
仕上げミルでウェブ高さを０〜５０ＩＩＩＩ１１まで０
１　ｊＨできるとするとユニバーサル粗ミルでは、１２
種類の水平ロールで済み、４２セツトのロール保有数削
減となる。

従来より同一シリーズのフランジ厚さの厚み違いサイズ
について、Ｈ形鋼誕生以来ウェブ高さ（Ｈｏ）外寸法の
一定化の要望があったが、従来ロール保有数の増大とロ
ール替え回数増大により製造コストが大幅アップするた
め困難があった。しかし、これまで説明してきた本発明
にかかる圧延方法によす仕上げユニバーサルミルにおい
てウェブ高さが自由に調整可能になることから、同一シ
リーズのウェブ高さの外寸法−走化は極めて容易となる
。

以上は特にＨ形鋼について述べたが、平行フランジ溝形
鋼についても事情は同様である。

すなわち、まず従来と同様、ブレイクダウンミルにより
複数バスでチャンネル状の粗形鋼片を圧延する。次にユ
ニバーサル粗ミルにおいて水平ロールは、同一シリーズ
で厚みの最も薄いサイズにあわせたロール幅とする。つ
まり最小厚みサイズについてのみ従来の圧延と同じよう
にし、その他の厚いサイズについては、ＵＩ？ミル群に
おいて目標のウェブ幅よりも大きい形状で圧延する。ユ
ニバーサル仕上ミルにおいては、水平ロール幅を一番厚
の厚いサイズにあわせたロール幅とする。例えば厚みが
２０〜５０ｍｍまであれば、ＯＲとＩＩＰミルの水平ロ
ール幅は６０ｍｍ異なる。ＩＩＦミルにおいては、堅ロ
ールの圧下量に応じて１パスまたは複数パスでウェブ高
さ外寸法を一定の値とする。このときの水平ロール圧下
量は１ｍｍ以下が望ましい。

次にウェブの段差および外コーナの面角度を出すために
整形圧延を行うことが望ましい。つまり、フランジ内外
面を圧下せず、竪ロールに接するだけで角度を直すのみ
であり、一方ウェブは軽圧下し、ウェブ内外面に生じた
段差を消去し、平坦とする。さらに溝形鋼の場合は外コ
ーナについても、突起を生じないように直角とする。

これを行うミルとしては、水平ロール幅が可変のユニバ
ーサル整形ミルまたは２旧ミルを用いればよい。特に水
平ロール幅方向の圧下刃がゼロに等しいため、その場合
の可変ロールの機構は、きわめて前車となる。

以上の場合はいずれもウェブ高さの調整をユニバーサル
仕上げミルにおいて行っているが、非駆動タイプとした
。ロールによるユニバーサル整形ミルを使用することに
より、ウェブ高さ調整はこの非駆動タイプのユニバーサ
ル整形ミルによっであるいはそれと上述のユニバーサル
仕上げミルとの組み合わせによって行ってもよい。

すなわち、本発明のさらに別の具体的態様によれば、ブ
レイクダウンミルでの粗圧延、ユニバーサルミルとエツ
ジヤミルからなるミル群での中間圧延は従来と同じよう
に行うが、次のユニバーサル仕上げミルとユニバーサル
整形ミルに対して２種類の使用法がある。

第１の態様によれば、フランジ幅２００ｍ＋ｓ以上のよ
うな中寸サイズの平行フランジ形鋼のように同一シリー
ズにおけるフランジ厚の差が５１１Ｉ１１以下の場合は
、ユニバーサル仕上げミル（ＩＰ　ミル）の水平ロール
幅は、従来と同じ幅とするが、その使用代（使用幅）が
従来の倍以上使用できる。このＩＩＦミルでは従来と同
様圧延材のフランジ部を水平ロール側面と竪ロールとで
圧下する。次のユニバーサル整形ミルの水平ロールの幅
は、各フランジ厚に対しウェブ高さ外寸法が公称寸法（
例えばＨ４００Ｘ２００　シリーズであれば４００ｍｍ
）となるように水平ロール幅をサイズ毎に変化させてお
く。ＵＦミルで圧延された材料はＵＦミルでの材料推進
力により、ユニバーサル整形ミルへ押し込まれ、ウェブ
高さを最大１０１Ｉｌｆｆｉ圧下し、ウェブ高さ外寸法
を公称通りとする。このとき圧延材のフランジ内面は、
分割された水平ロール側面に接するだけであり水平ロー
ルの側面に対し直角方向に圧延荷重をほとんど与えない
。

別の態様によれば、フランジ幅３００ｍｍ以上の大寸サ
イズや規格外サイズのようにウェブ高さの圧下量がｌθ
〜５０１と非常に大きい場合についてである。この場合
、ウェブ高さ圧下を面体のユニバーサル整形ミルで行う
ことは不可能である。そこでまずユニバーサル仕上げミ
ルでその大部分を圧下し、ユニバーサル整形ミルではＯ
〜１０ｎｍの範囲内で圧下をする。すなわち、ユニバー
サル仕上げミルの水平ロール幅を予めもっともフランジ
部の厚いサイズで、外寸法のウェブ高さが公称寸法とな
るように、つまり、一番狭くしておく。そこで、ＵＰミ
ルにおいて複数パスにより水平ロールでウェブを圧下し
つつ、竪ロールでフランジ外面を圧下し、ウェブ高さを
縮めてゆく。このとき当然パス毎にフランジ内面と水平
ロール側面との間には空間が存在する。第８図および第
９図参照。このＵＰミルでの最終パスに続いて、同時に
ユニバーサル整形ミルによるウェブ高さ圧下つまり整形
を行う。

この場合もユニバーサル整形ミルでの圧下は、主として
ＵＦミルモータの負担となる。

第１１図はユニバーサル整形ミルが全ロール非駆動ロー
ルからなり水平ロールが幅可変である場合の実施例の全
体図を示す。第１２図は水平ロールの拡大図である。こ
のユニバーサル整形ミルは仕上げユニバーサルミルに近
接してその下流あるいは上流に設置される。図中、符号
１００は非駆動水平ロール、符号１０２は非駆動垂直ロ
ールを示す。

図からも明らかなように、水平ロール１００は軸方向に
２つの部分１０１ａおよび１０１ｂに２分割されている
。ロール中央部内面にふジ１０３ａ、　１０３ｂが刻設
されており、各々左ネジ、右ネジとなっている。

一方、中心軸１０４の中央部外面にはロール内面ネジ１
０３ａ、　１０３ｂに噛み合うネジ１０５ａ、１０５ｂ
が刻設されている。また、ロール軸端部および中心軸端
部には位置変更用の円板１０６．１０７がそれぞれ嵌合
されており、軸受１０８．１０９および軸方向位置決め
装置１１０がそれぞれ設けられている。

ロール幅変更のためには中心軸の端部に設置された円板
１０７に対してロール軸端部円板１０６を回転すると中
心軸ネジ１０５ｂとロール内面ネジ１０３ｂとによりロ
ール１０１ｂの軸方向位置が変わる。同時にロール１０
１ｂの回転は軸方向に摺動可能な連結ビン１１２を介し
てロール１０１ｂに伝達されロール１０１ｂと同様に同
じ距離だけ軸方向に移動させることができる。位置決め
後に円盤１０６．１０７を連結ビン１２０で止めること
により位置が固定される。

また、図示例ではロール位置変更用円盤の駆動は手動で
あるが、駆動装置を付けることによって遠隔操作も可能
である。

次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 本例では、第１３図に示す圧延ラインを使用してＨ形鋼
の圧延を行った。ＢＤミル２０においてはＣＣブルーム
、スラブ等の圧延素材を加熱後、複数パスで１１形鋼の
形状に近いビームブランクに圧延する。

次に、水平ロール幅４０８．５ｍｍのユニバーサル粗ミ
ル２２とエツジヤミル２４から成るユニバーサル粗圧延
ミル群２６において１＋４５０　Ｘ　３００の中間圧延
を行う。

このときの水平ロール側面テーパは、従来の仕上圧延ミ
ルの場合と同じ０．３度にしておく。サイズＨ４５０Ｘ
　３００のＨｌ鋼を圧延する場合は、ここで仕上圧延を
行ってしまい、ユニバーサル仕上圧延ミル２８は空パス
とする。

次に同じ圧延ラインで８４００　Ｘ　３００を圧延する
場合は、ウェブ、フランジ厚、フランジ幅を変更したの
ち、ユニバーサル仕上ミル２８で３パスでウェブ高さを
約５０ｍｍ縮め製品とする。

このシリーズには＋＋３８６　Ｘ　２９９　Ｘ　９／１
４、＋＋３９０　Ｘ　３００Ｘ　１０／１４の２サイズ
があるが、ユーザの要望があれば公称寸法のＨ４００Ｘ
２９９　Ｘ９／１４、＋＋４００　Ｘ　３００　Ｘ１０
／１６とすることは容易である。また、ウェブ高さが４
００〜４５０ｍｍの間であればウェブ高さは自由である
。４００ｍｍ以下、４５０１以上についても５０ｍｍの
範囲内で同様の調整が可能である。

第１４図には第１３図のＯＦミル２８の後面または前面
に水平ロールを分割スリーブとして水平ロール幅可変の
ユニバーサル整形ミル２９を設置し、フランジ内外面と
も圧下することなくロールに材料が接するだけとし、ウ
ェブについても、［ＩＦミル２８で生じたウェブの段差
を消去する程度の軽圧下とすることにより、より厳しい
仕様のＨ形鋼を圧延できるようにしている。

ＩＦミル２８を幅可変とすることは、竪ロール圧下を行
うため、これまでも種々提案されているがすべて実現困
難であり、本発明のように従来のＵＦミルでウェブ高さ
を変更し、幅可変のユニバーサルミルは、単なる整形ミ
ルとし水平ロールには軸方向に力がかからないようにす
ることにより実操業化が可能となる。

このような整形ミルの機能を第１３図にも示すようにロ
ーラストレートナのようなローラ矯正機で代用すること
も十分可能である。

実施例２ 本例では第１４図のミルレイアウトに示す圧延ラインに
よって本発明を実施し、平行フランジ溝形鋼を製造した
。

例として５００　Ｘ２５０の場合、厚みは１３〜５０１
＋１１１とした。ユニバーサル粗ミル２２の水平ロール
幅は、４７４ｍｗ＋であった。ここで７パスによりフラ
ンジ厚を１３．１ｍｍ、ウェブ厚を１３．Ｉｎ＋ｍとし
た。このときの水平ロールの側面テーバは０．３度であ
り、従来のユニバーサル仕上ミルと同じであった。この
ときエフジャーの孔型ば、フランジ・ウェブの外コ−す
が直角となるようにした。最小厚の１３ｍｍサイズの場
合、ユニバーサル仕上ミル２８では、まったく圧下をせ
ずロールと材料を接するだけで仕上圧延を完了した。ま
た仕上ミル後段にある幅可変水平ロールをもつユニバー
サル整形ミル２９も同様の使用法であった。

次に、中間厚みの３０＋ｗｍサイズの場合、ＵＲミル群
２６における仕上寸法は、フランジ厚３０．３１１１１
１、ウェブ厚３０．９ａｍ、ウェブ高さ外寸法５３４．
６ｍｍであった。

このときエンジャミルの孔型での外コーナは面取り形状
となっていた。この材料をＯＦミルにおいて１パスでウ
ェブを０．６ｍｍ圧下しウェブ高さ外寸法を５００ｔａ
−とした、このときフランジ内面と水平ロール側面は、
片側１９．８１離れていた。これは材料の内幅は４３９
．６ｍｍに対しユニバーサル仕上ミルの下ロール幅は４
００ｍｍとなっているためである。次のユニバーサル整
形ミルの上ロール幅は可変であり４３９．６ｍ１１とし
た。１３Ｉ１１−サイズの場合と同様フランジは、ロー
ルに材料が接するだけで、一方ウェブは軽圧下で平坦に
された。

さらに最大厚みサイズ５０ｍｍについては、Ｕ１？放し
寸法が、フランジ厚５０．５ｍｍ、ウェブ厚５１．０１
１１１、ウェブ高さ外寸法５７５ＩＩＩ１１であった。

これをＵＰミル２８において３パスでウェブ高さ外寸法
を５００ｍＩｍとした。このときのウェブ圧下量は０．
２ｍｍ／パスであった。

次いでユニバーサル整形ミル２９で整形圧延を行った。

水平ロール幅は４００ｆｆｉｍに変更し、フランジの角
度修正とウェブの平坦化、コーナの直角化を行った。

このようにして製造された一連の平行フランジ溝形鋼の
形状を第１５図に示す。ウェブ高さ外寸法は５００ｍ＋
ａと一定とし、フランジ厚さを順次変更することができ
ることが分かる。

表面形状、寸法公差の厳しくない場合については、ユニ
バーサル整形ミル２９は必要ない。またＯＦミル２８で
レバース圧延を行う場合については、ユニバーサル整形
ミルは、ＵＰミルに近接して前面に置いても問題はない
。

実施例３ 本例では第１４図に示すミルレイアウトの圧延ラインに
よって本発明方法を実施した。

（１）　Ｈ４００Ｘ２００シリーズＨ形鋼の製造：連続
鋳造ブルーム（３００ｍａ＋厚Ｘ　６７０ｍｍ幅）を加
熱炉において１２５０℃にまで加熱した。次いでロール
孔型を持つブレイクダうンミル２０で１７パスのレバー
ス圧延を行い、ウェブ厚４０Ｉ１１−のビームブランク
を造形した。　Ｈ４００Ｘ２００シリーズＩ）ＪＩＳ規
格では、Ｈ３９６Ｘ１９９　Ｘ７／１１ＳＨ４００ｘ２
００　ｘ８／１３、Ｈ４０４Ｘ２０１　Ｘ９／１５の３
シリーズがあり、すべてウェブ内幅は３７４ｍ５＋であ
る。

ユニバーサル粗ミル２２の水平ロール幅は、従来と同じ
にしておき、７パスで各サイズとも上記寸法に近い形状
とした。ただし、ＵＲ−Ｅミル群２６ではフランジは５
　°のテーバを持っていた。次いでＵＰミル２８も従来
と同じユニバーサル水平ロールを用い、フランジのテー
パをｔｌＦミル２８で０．３″′とし、はぼ上記寸法に
した。非駆動タイプのユニバーサル整形ミル２９におい
ては、各サイズ別にユニバーサル水平ロール幅をオンラ
インで変化させた。Ｈ３９６　Ｘ１９９　Ｘ７／１１で
はユニバーサル仕上げミル２８の水平ロール幅３７４ｍ
ｍに対し整形ミル２９の水平ロール幅は３７８１ＷＩ１
１とし、Ｈ４００Ｘ１９９　ｘ７／１１とした。

Ｈ４００ｘ２００　ｘ８／１３のサイズのものについて
はＵＲ。

ＯＦと同し３７４１とし、はとんど整形ミル２９での圧
下はなかった。Ｈ４０４Ｘ２０１　Ｘ９／１５では整形
ミル２９の水平ロール幅を３７０ｍｍとし押込み圧延に
よりＨ４０４ｘ２０１　ｘ９／１５とした。当然ながら
ＯＲ，ｔｌＦミルの水平ロール使用幅は整形ミルのウェ
ブ高さ変更機能により、従来の６１程度から１０ｍｍ以
上となり、ロール原単位が大幅に向上した。

（２）　Ｈ９００Ｘ３００シリーズＨ形鋼の製造：この
シリーズはＨ８９０ｘ２９９　ｘ１５／２３〜Ｈ９１８
Ｘ３０３　Ｘ１９／３７まで４サイズある。フランジ厚
みの差が１４＋ｗ＋ｓあり、ウェブ高さの差は２８ＩＩ
ＩＩ１１もあり、これを１バスで圧下し、９００ｍｍと
することは困難である。そこでユニバーサル仕上げミル
２８の水平ロール幅を従来の８４４１から８２６１と約
１ｈｍ狭くした。ＵＲミル２２の水平ロールの幅は逆に
８５４ｍｍと広くした。１５／２３サイズの場合、ウェ
ブ高さ（Ｈｏ）の外寸法はフランジ中央で８５４　＋　
２３　＋　２３　＝　９０Ｏｎ＋ｍとなった。そのため
ＵＦミル２８では竪ロール間隔を９００　ｍｍとし圧延
材のフランジ内面と水平ロール側とは接しないまま圧延
し、ユニバーサル整形ミル２９へ押し込んだ。ユニバー
サル整形ミル２９の水平ロール幅は８５４１としフラン
ジ内外面をロールに接触させ整形した。１９／３７ｍｍ
の場合はＩＩＲミル放しのウェブ高さ外寸法は９２８ｍ
ｍとなった。ｕＦミル２８で３バスで９００ｍｍまでウ
ェブ高さを縮小させた。

このとき３パス目のみ水平ロール側面に圧延材が接した
。非駆動タイプのユニバーサル整形ミル２９のロール幅
は８２６　ｍｍもあり、ＩＩＦミル２８からの押込みで
Ｈ９００ｘ３０３　Ｘ１９／３７を製造できた。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、一種類のロール
で同一シリーズの平行フランジ形鋼のウェブ高さ外寸法
を一定化することが可能となる。

またユニバーサル整形ミルの使用により溝形鋼の外コー
ナが直角となり突起なしの形状とすることが可能となり
、かつ規格外のサイズについても低コストで製造するこ
とが可能となる。

さらにまた、本発明によれば、主駆動のＩＰミルと非駆
動または補助駆動の水平ロール幅可変ユニバーサル整形
ミルを用いてウェブ高さを変更することにより、水平ロ
ール幅に関係なく自由なウェブ高さのＨ形鋼が同一圧延
チャンスで同一ロールで製造でき、ロール保有数の大幅
削減、ロール原単位の大幅向上が実現できる。

このように本発明の実際上の効果は著しくその意義は大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および同（ｂ）はそれぞれＨ形鋼および平
行フランジ溝形鋼の各部の名称の説明図；第２図は、従
来の平行フランジ形鋼の圧延ミルレイアウト； 第３図は、従来法のユニバーサル粗ミルの圧延の様子の
説明図； 第４図は、従来法のエンジャミルの圧延の様子の説明図
； 第５図は、同じくユニバーサル仕上圧延ミルの圧延の様
子を示す説明図； 第６図および第７図は、それぞれＨ形鋼および平行フラ
ンジ溝形鋼の現状の製品寸法体系の説明図； 第８図は、本発明によるユニバーサル仕上げ圧延ミルの
圧延の様子を示す説明図； 第９図は、第８図の一部拡大図： 第１０図は、本発明におけるユニバーサル仕上げ圧延ミ
ルの水平ロールとして分割ロールを使用した場合の説明
図； 第１１図および第１２図は、非駆動ロールを使用したユ
ニバーサル整形ミルのそれぞれ全体図およびそれに使用
する水平ロールの説明図： 第１３図および第１４図は、本発明にかかる方法を実施
するための圧延ミルのレイアウトｉおよび第１５図は、
本発明の実施例で得られた平行フランジ溝形鋼の製品寸
法体系の説明図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブレイクダウン圧延、中間圧延、および仕上げ圧
   延を経て行う平行フランジ形鋼の圧延方法であって、圧
   延素材をブレークダウン圧延によって粗圧延し、次いで
   中間圧延によってフランジ部および両フランジ部の結合
   部の圧延を完了し、そして仕上げ圧延においてユニバー
   サルミルを使用し、フランジ部内面をユニバーサル水平
   ロール側面に接することなく、竪ロールによりフランジ
   部外面を圧下することにより両フランジ部の間の結合部
   の幅寸法を仕上げる、平行フランジ形鋼の圧延方法。
2. （２）前記平行フランジ形鋼が平行フランジ溝形鋼であ
   る、請求項１記載の方法。
3. （３）前記平行フランジ形鋼がＨ形鋼である、請求項１
   記載の方法。
4. （４）前記仕上げ圧延のユニバーサル水平ロールが幅可
   変である請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. （５）前記仕上げ圧延の下流側にユニバーサル整形機を
   、両平行フランジ部の間の結合部を軽圧下して平坦とし
   かつ該結合部に対する平行フランジ部の直角度を矯正す
   る、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. （６）前記ユニバーサル整形機の水平ロールが幅可変で
   ある請求項５記載の方法。
7. （７）ブレイクダウン圧延、中間圧延、および仕上げ圧
   延を経て行う平行フランジ形鋼の圧延方法において、圧
   延素材をブレークダウン圧延によって粗圧延し、次いで
   中間圧延によって所定平行フランジ部の圧延を完了し、
   そして仕上げ圧延において両平行フランジ部の結合部の
   圧延を完了し、該仕上げ圧延に続いて全ロール非駆動か
   つ水平ロール幅可変のユニバーサル整形ミルにより前記
   両平行フランジ部の結合部の幅寸法を仕上げることを特
   徴とする、平行フランジ形鋼の圧延方法。
8. （８）前記平行フランジ形鋼が平行フランジ溝形鋼であ
   る、請求項７記載の方法。
9. （９）前記平行フランジ形鋼がＨ形鋼である、請求項７
   記載の方法。
10. （１０）前記ユニバーサル整形ミルの水平ロールおよび
    垂直ロールの少なくとも一方を補助駆動することを特徴
    とする請求項７ないし９のいずれかに記載の方法。