JPH03268801A - 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） この発明はＨ形鋼の圧延方法に関し、該Ｈ形鋼の圧延過
程における形状不良を回避して寸法精度のより一層の改
善を図ろうとするものである。

（従来の技術） 一般に、Ｈ形鋼は第６図（ａ）（ｂ）に示すように、ブ
レークダウン圧延機６、粗ユニバーサル圧延機７、エツ
ジヤ−圧延機８及び仕上げユニバーサル圧延機９を組み
合わせた圧延ラインにおいて、第７図（ａ）（ｂ）及び
（Ｃ）に示したような各素材、すなわちスラブ１０．矩
形鋼片１１．Ｈ形鋼用鋼片１２を段階的に熱間圧延する
ことによって製造されていた。

ここに、上掲第７図（ａ）（ｂ）（Ｃ）に示す如き断面
になる各素材は、ブレークダウン圧延機６にて粗造形さ
れるわけであるが、かかる圧延機としては、例えば第８
図（ａ）（ｂ）に示したような開孔形１３．あるいは閉
孔形１４を刻設した上下ロールを有した二重式ブレーク
ダウン圧延機が適用されていた。

具体的な圧延手順としては、複数個の孔形を使用したブ
レークダウン圧延機６にて、まず圧延素材を、それ以降
の中間圧延に適合した形状にまで加工し、次いで第９図
（ａ）に示したような形状になるロールを備えた少なく
とも一基の粗ユニバーサル圧延機７と第９図（ｂ）に示
した如き形状になるロールを備えた少なくとも一基のエ
ツジヤ圧延機８とによって、−パスあるいは複数パスの
中間圧延を行い、さらに、第９図（Ｃ）に示したような
形状のロールを備えた仕上げユニバーサル圧延機９によ
って一パスで所望のサイズのＨ形鋼に圧延されていた。

このように従来の圧延要領においては、製品寸法を予め
決定しておき、これに基づき仕上げユニバーサル圧延機
９のロール寸法及びそれ以前の圧延機に設置されるロー
ルの寸法が決められていたのであり、通常の圧延ライン
では、第８図（ａ）における寸法（イ）、第９図（ａ）
における寸法（ロ）、第９図（ｂ）における寸法（ハ）
及び第９図（Ｃ）における寸法（ニ）はほぼ等しくなる
ように設計されていた。

Ｈ形鋼の圧延では、上述のようにブレークダウン圧延後
の素材の形状変化は限定されたものであって、特定のシ
リーズ（例えばＨ６００ｘ３００）の圧延においては、
それに適合した特定幅になる水平ロールが使用されてい
たのである。

ところで、特定幅の水平ロールを使用する従来方式の圧
延では、ウェブの内幅を一定にすることはできるものの
、フランジ厚みを変更する必要があるとき、その分だけ
ウェブ高さが変化するのを余儀なくされる場合があった
。

すなわち、Ｈ形鋼は一つのシリーズ内であっても、用途
に対応できるようフランジ厚みやウェブ厚みの異なる数
種類の製品がある。これは圧延機ノ水平ロールや垂直ロ
ールの各ロール間隔を適宜変更することによって製造さ
れているが、製品のフランジ厚みの最大のものと最小の
ものとの差は普通１６叩前後であるため、両側でその２
倍、つまり、３２ｍｍ程度ウェブ高さが異なる場合があ
ったのである。

同一シリーズ内のＨ形鋼においてウェブ高さが大きく異
なると、これを例えば建築用の部材として用いる場合に
種＼の不都合を生じることがあった。すなわち、鋼材の
使用量を極力削減するため、同一シリーズにおける数サ
イズのＨ形鋼を接合して梁などを製作する場合、Ｈ形鋼
のウェブ高さが異なると一方のフランジ外面を合わせる
と他方に大きな（フランジ厚み差の二倍）ずれを生じ、
施工上問題となる。また、建築物の構造設計においては
通常、外側から内側へと寸法が順次決定されていくが、
この際使用するＨ形鋼のウェブ高さが異と施工箇所での
他の寸法との取り合いに厳密さを要求されるときに非常
に問題となる場合があった。

この他、圧延によってＨ形鋼を製造する場合には以下に
述べるような問題も避けられなかった。

すなわち、Ｈ形鋼の圧延では第１０図に示すように粗ユ
ニバーサル圧延機７の水平ロール１５の側面部１６が素
材の圧延本数の増加とともに摩耗してそのロール幅が減
少する。この場合、竪ロール１７は水平ロール１５とと
もに摩耗するが、竪ロール１７に関してはそのロール開
度を摩耗量に対応する分だけ調整することによって対応
できるけれども、水平ロールについては第１１図に示す
ように、製品の寸法公差の許す範囲でウェブ厚み（ホ）
を厚くしてウェブ高さ（へ）を確保するしか平文てがな
く、許容範囲を逸脱するようなロール幅になった状態で
圧延を継続すると製品寸法のばらつきを伴うことになり
、これを回避するにはロールの取替えが必要であって、
長期にわたって品質の良好なＨ形鋼を安定して製造する
ような場合、圧延ロールのロール交換頻度が著しく増大
するという不利があった。

ここにＨ形鋼製品のウェブ高さの許容差は、ウェブ高さ
が４００ｍｍ未満のものでは±３．　Ｏｍｍ、同４００
薗以上６００Ｍ未満のものでは±４．０ｍｍ、同６００
以上のものでは±５．０ｍｍに規定（ＪＩＳ　Ｇ３１９
２参照）されている。Ｈ形鋼の圧延では、上述のように
製品のウェブ高さ（へ）は水平ロール１５のロール幅の
大小に影響を受けるので、ウェブ高さ（ｌ＼）の寸法許
容差が上記の範囲になるよう使用する有効ロール幅が決
められていたのである。

Ｈ形鋼を圧延する場合は上述したような問題があるため
、高い寸法精度が要求される建築用のＨ形鋼では、フラ
ンジ厚みが相違してもウェブ高さが一定になるようにプ
レートを溶接して製作したものが適用されてきた。しか
しながらこの場合、当然圧延Ｈ形鋼よりも製造コストが
高くなる不利があり、圧延によって製造できる寸法精度
の高い製造方法の確率が望まれていたのである。

上述の諸問題の解決を図る試みとして、例えば特開昭５
９−１３３９０２号公報には、軸方向の位置を変更でき
る構造になる分割ロールを、第６図（ａ）に示すように
粗ユニバーサル圧延機７、エツジヤ圧延機８および仕上
げユニバーサル圧延機９のそれぞれに組み込み、これに
よって形材のウェブに部分圧延を施すとともにフランジ
端部の圧延を行うことによって同一ロールを使用しても
ウェブ高さの異なるＨ形鋼の圧延を可能とした圧延方法
が開示されている。

また、特開昭６０−８２２０１号公報には、第６図（ｂ
）に示すように、１次粗ユニバーサル圧延機７ａ、エツ
ジヤ圧延機８．２次粗ユニバーサル圧延機７ｂならびに
仕上げユニバーサル圧延機９、あるいは１次粗ユニバー
サル圧延機７ａ、２次粗ユニバーサル圧延機７ｂならび
に仕上げユニバーサル圧延機９に軸方向の位置を変更で
きる分割ロールを組み込んで同一ロールで、Ｈ形鋼のウ
ェブ高さ、フランジ幅を所望のサイズに仕上げる圧延方
法が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記の先行技術は、何れもウェブ高さを大きな範囲にわ
たって変更でき、数シリーズのＨ形鋼を連続して圧延で
きるので、従来の圧延に比してロール交換頻度を減少さ
せることができる利点を有する。しかしながら、同一シ
リーズ内の全サイズのウェブ高さを一定にする圧延を行
う場合には、分割ロールのロール間隔の調整量は３０ｗ
程度でよいのにも係わらず、粗ユニバーサルミル、エツ
ジヤミルおよび仕上げユニバーサルミルの全てに水平ロ
ールとして軸方向に移動可能な２分割ロールを用いる必
要があるため、その設備費は非常に大きくなる不利があ
った。

さらに特開昭６１−２６２４０４号公報には、形材の仕
上げ圧延時にロール軸方向の位置を調整できる少なくと
も２つの分割ロールを備えた水平ロールを適用する試み
もあるが、かような圧延要領では、厚みが薄くかつ温度
が低下した形材に局部的な圧下を施す際に圧延ロールの
ロール面圧が大きくなり分割ロールに過大な負荷が加わ
るという問題があった。

Ｈ形鋼の圧延に際して生じる上述の如き問題の解決を図
ったものとしてはこの他、仕上げユニバーサル圧延に先
立ち、ロール幅の変更可能なウェブ厚み圧下用分割ロー
ルを備えたユニバーサル圧延にて、少なくとも一回粗形
鋼片のウェブ内幅を縮小調整する圧下を行う圧延方法（
特願昭６３２３３３９３号明細書参照）が提案されてい
る。かかる圧延方式の場合、ウェブの幅調整を行う際の
圧延ロールにける負荷の増大を抑制でき、かつウェブの
幅寸法を大きな範囲にわたって調整できる利点があるが
、分割ロールのすき間の部分にロールと接触しない非圧
下部分が生じることから、このすき間が大きい場合、圧
下条件によってはウェブが波形状に座屈し、のちに水平
ロールによる圧延を施しても修正できないおそれがあっ
た。

この発明は、Ｈ形鋼用の粗形鋼片に対して少なくとも一
回つニブ内幅の縮小調整を行う圧延方式において発生が
懸念されたウェブの座屈による形状劣化を極力回避して
、寸法精度の高い製品を安定して製造できる方法を提案
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明は、ブレークダウン圧延を経たウェブ及びフラ
ンジを有する粗形鋼片に、粗ユニバーサル圧延、次いで
仕上げユニバーサル圧延を施してＨ形鋼を圧延するに当
たり、上記粗ユニバーサル圧延、仕上げユニバーサル圧
延の何れか一方、又は粗ユニバーサル圧延および仕上げ
ユニバーサル圧延の両方にて、ロール幅の変更可能なウ
ェブ厚み圧下用分割ロールを備えたユニバーサル圧延機
を用いて形鋼片のウェブ内幅を下記の条件に従い縮小調
整する少なくとも一回の圧下を施すことを特徴とするＨ
形鋼の圧延方法である。

記 ０．７≦ΣＢｓ／Ｂｙ ΣＢｓ　：分割ロールの圧下領域の総和（ｍｆｆＩ）Ｂ
ｖ　：縮小調整後のウェブ内幅（閣）（作　用） 第１図にＨ形鋼を圧延する際に用いて好適な圧延機列の
模式を示し、同図における番号１は粗ユニバーサル圧延
機、２はエツジヤ圧延機、３はロール幅の変更可能なウ
ェブ厚み圧下用ロール３ａを有するユニバーサル圧延機
、４は仕上げユニバーサル圧延機、そして５はブレーク
ダウン圧延機である。上記の圧延機列を適用してＨ形鋼
を圧延する場合、ブレークダウン圧延機５により圧延さ
れた粗形鋼片を、粗ユニバーサル圧延機ｌおよびエツジ
ヤ圧延機２からなる粗ユニバーサル圧延機群にて第２図
（ａ）に示すように該粗形鋼片のウェブ厚みＴｗ、フラ
ンジ厚みＴｆおよびフランジ幅りが目標の寸法になるま
で繰り返し圧延する。そして次の段階で例えば第２図（
ｂ）に示すように、ユニバーサル圧延機３による少なく
とも１回、所定のウェブ内幅Ｂ、（粗形鋼片のウェブ高
さから両側のフランジ厚みを差し引いた寸法）となるよ
うに縮小調整し、さらに第２図（Ｃ）に示す如くユニバ
ーサル圧延機４によるフランジ起こしを兼ねた仕上げ圧
延を施す。このような圧延方式では圧延過程で少なくと
も１回、上記の如き縮少圧延を行うことによって、ウェ
ブ高さｈの一定したＨ形鋼を圧延ロールの頻繁な取替え
を要せずに安定して圧延したり、あるいはウェブ高さの
異なる数種類のＨ形鋼を同一ラインで圧延することがで
きる。しかしながら、このようなウェブ内幅の縮小調整
を行う圧延方式では、ユニバーサル圧延機３による圧延
条件が適切でないと、ウェブが第３図に示すように座屈
して波状に変形するのは避けられず、この変形量ΔＣが
大きい場合、のちに水平ロールによる圧延を施してもそ
れを解消することができないおそれかったのである。

第４図にウェブ内幅の縮小圧延を行う場合に用いて好適
な二分割形式の例になるロールの模式を示すが、この発
明においてはウェブ内幅を縮小調整する場合に、圧延後
の素材のウェブ内幅Ｂｙに対する厚み圧下用ロールのロ
ール幅の総和ΣＢ。

（ロールの圧下領域の総和）の割合を ０．７≦ΣＢｓ／Ｂｙ に規制したのでウェブ内幅に変形が生じてもその変形割
合が小さく、のちの圧延にて容易にその変形を解消する
ことができるのである。

第５図は圧延後のウェブ内幅に対する幅縮小圧延の際の
圧延ロールのロール幅の総和の割合を調査した結果を示
すグラフである。ウェブ曲がりの許容範囲は２ｍｍ以内
であり、通常の建築向けに用いられるようなウェブ高さ
一定になるＨ形鋼のウェブ厚みは最大１２ｍｍ程度であ
るから、この比率を許容限界と考えるとΣＢｓ／Ｂｙが
０．７以上であればウェブの変形を回避することが可能
となる。

なお、同一ロールチャンス内で、フランジ厚みが異なっ
ても常に一定のＨ形鋼を製造するためには、同一ロール
チャンス内で圧延されるＨ形鋼の最小フランジ厚みとの
差の２倍となる縮少調整を行えばよい。

（実施例） 上掲第１図に示した圧延機列を適用して、製品呼称寸法
でウェブ高さ６００　ｍｍ、フランジ幅２００　ｍｍに
なるＨ形鋼を対象にしてウェブ厚み、フランジ厚みがそ
れぞれ１２ｍｍ、　１６　ｍｍ、　１２ｍｍ、　２５　
ｍｍとする圧延を行い、得られたＨ形鋼のウェブの変形
状況を調査した。その結果を圧延条件とともに表−１に
示す。なお、ウェブ内幅の縮小調整は仕上げユニバーサ
ル圧延段階で行った。

調査の結果、（ΣＢｓ／Ｂｙ）が０．７以上になるこの
発明で規定する条件を満たす場合、ウェブの変形が非常
に小さいことが確かめられた。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、ウェブ高さか一定になるＨ
形鋼を圧延する場合や同一の圧延ロールを用いて同一の
圧延ラインで数種類のＨ形鋼を圧延する場合に有利な、
ウェブ内幅の縮小調整を行う圧延方式を適用する場合に
懸念されたウェブの形状劣化を効果的に回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する場合に用いて好適な圧延機
列の模式図 第２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）はＨ形鋼の各圧延段階の断面
形状を示した図 第３図はウェブ内幅の縮小調整で生じるウェブの変形状
況を示した図 第４図はウェブ厚み圧下用分割ロールの一方について示
した図 第５図はウェブ内幅の縮小調整によって生じるウェブの
変形状況を調査したグラフ 第６図（ａ）（ｂ）は従来方式に従うＨ形鋼の圧延要領
の説明図 第７図（ａ）（ｂ）（Ｃ）はＨ形鋼用素材の各圧延段階
における断面形状を示した図 第８図（ａ）（ｂ）はブレークダウン圧延機のカリバー
形状を示した図 第９図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は従来法に従う圧延要領の説
明図第１０図はロールの摩耗状況を示した図第１１図は
Ｈ形鋼の主要寸法を示した図である。 ■・・・粗ユニバーサル圧延機　２・・・エツジヤ圧延
機３・・・ユニバーサル圧延機　　３ａ・・・幅可変ロ
ール４・・・仕上げユニバーサル圧延機 ５・・・ブレークダウン圧延機 第１ ｇ−延磯 図 鎮１良 ／ｉ′芝季爪 第２図 第５図 第３図 第４図 第６図 （ご２．ン （ｂ） 第７図 第８図 第用図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブレークダウン圧延を経たウェブ及びフランジを有
   する粗形鋼片に、粗ユニバーサル圧延、次いで仕上げユ
   ニバーサル圧延を施してＨ形鋼を圧延するに当たり、 上記粗ユニバーサル圧延、仕上げユニバーサル圧延の何
   れか一方、又は粗ユニバーサル圧延および仕上げユニバ
   ーサル圧延の両方にて、ロール幅の変更可能なウェブ厚
   み圧下用分割ロールを備えたユニバーサル圧延機を用い
   て粗形鋼片のウェブ内幅を下記の条件に従い縮小調整す
   る少なくとも一回の圧下を施すことを特徴とするＨ形鋼
   の圧延方法。 記 ０．７≦ΣＢ＿Ｓ／Ｂ＿Ｗ ΣＢ＿Ｓ：分割ロールの圧下領域の総和（ｍｍ）Ｂ＿Ｗ
   ：縮小調整後のウェブ内幅（ｍｍ）