JPH0459102A - 溝形材の製造方法 - 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、長手方向に垂直な横断面において、直線状の
平坦なウェブ部の両端に、酸ウェブ部に垂直にフランジ
部をそれぞれ平行に起立させた溝形材を製造する方法に
関する。特に、フランジ部の先端面を平坦にした溝形材
を製造する方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、金属構造材を使用した各種構造物が、いろいろな
分野で種々の用途に供されているが、其に伴い、ステン
レス鋼やチタン（チタン合金を含む）を素材とした溝形
材（チャンネル材）の需要も拡大して来ている。

この需要の拡大に対応するため、ウェブ部外面とフラン
ジ部外面と交叉角（以下１隅角」という）部の形状が先
鋭で正確な溝形材を、素材の種別を問うことなく、省工
程で安定的に製造する方法が開発されている（特開昭６
０−２２７９０１号）（発明が解決しようとする問題点
） 溝形材を含む形材の圧延では、一般に閉式孔型圧延加工
か、開式孔型圧延加工か行われている。

閉式孔型圧延加工では、数段も製造原価が高くなるので
、開式孔型圧延加工が多く利用されている。しかし、こ
の開式孔型圧延加工による製造方法では、−船釣に必要
な、フランジ部の先端面が平坦な横断面形状である溝形
材を得る方法が確立されていなかった。

従来は開式孔型で圧延加工される関係上、溝型材はフラ
ンジ部の先端面をその長手方向Ｓこ垂直な横断面で見る
と、平坦でなく、中高の丸みを帯びていた。即ち、従来
の開式孔型による圧延加工では、フランジ部の先端端面
が丸みを帯びた溝形材しか製造出来なかった。

これは、フランジ部を圧延加工するとき、圧延ロールに
より、フランジ部がその肉厚方向に強圧され、その余肉
がフランジ部の先端端面へ流動して中高に膨出するから
である。

このようにして、フランジ部の長さが先端端面を加工さ
れないため、寸法精度が悪い。このためこれで得られた
溝形材を加工する場合は、不良品が多く出る。また、フ
ランジ部の先端面が、丸みを帯びてしまうと、溝形材を
他の材料と突き合わせ溶接する場合、突き合わせ性が良
好でない。このように突き合わせ性が良好でないと、溶
接強度の増加が特に要請されている近年の溶接施工とし
ては、好ましいものではない。又、建築材料として用い
られる場合、その装飾性からも、前記フランジ部の先端
面が、丸みを帯びていると好ましくない。そこで、使用
者側で溝形材のフランジ部の先端部をわざわざ切断して
、平坦な先端面を形成している。そのため、歩留りが悪
く、切断加工費が余分に必要となるため、フランジ部の
先端面が平坦な溝形材は、丸みを帯びた従来の溝形材よ
り高価であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであって
、その口約とするところは、フランジ部の先端端面を圧
延加工によって、平坦な溝形材を得る製造方法を提供し
ようとするものである。

本発明の要旨とするところは、次の通りである即ち、 長手方向に垂直な横断面において、直線状の平坦なウェ
ブ部の両端に、該ウェブ部に垂直にフランジ部をそれぞ
れ平行にして起立させた溝形材を製造するに当り、 所定の孔型を形成した複数組の圧延ロールにより、所定
温度に加熱された圧延素材に圧延加工を施して、前記横
断面において、前記ウェブ部は前記フランジ部間に少な
くともその中央部が弧状に湾曲され、前記フランジ部は
前記ウェブ部の両端を結ぶ線の垂線に対して、該ウェブ
部の両端より外側に１５〜７５度傾斜された直線状の形
状で、かつ前記フランジ部及びウェブ部の肉厚が、製造
すべき溝形材のフランジ部及びウェブ部の肉厚にそれぞ
れほぼ等しい中間製品を成形する末期の工程において、
前記フランジ部の各先端端面の断面形状を凹状とする過
程を経て、フランジ部先端端面の平坦度を高める第１工
程と、 前記第１工程に続く複数組のロール成形加工により、そ
れぞれの組の一対の成形ロールで前記中間製品の弧状の
ウェブ部を支承させて、該ウェブ部を平坦とする成形加
工を施し、前記フランジ部先端端面が平坦で相互が平行
なフランジ部と、平坦なウェブ部とを存する溝形材に成
形する第２工程とを有することを特徴とするものである
。

本発明では、第１工程の粗圧延工程は、例えば熱間圧延
又は温間圧延で行うことができる。第２工程の仕上げ圧
延工程は、例えば、冷間圧延、温間圧延又は熱間圧延で
行うことができる。

本発明における圧延素材は、横断面が所定の形状の塑性
変形可能な長い金属体という意味で、四角形状でも、丸
形形状の横断面のものでもよい。

又、材質は、例えば、鋼、ステンレス鋼又はチタン（チ
タン合金を含む）とすることができる。

本発明において、第１工程の圧延装置と第２工程の圧延
装置とは、それぞれ独立的に配置されていても、１設備
に一体化されていてもよいものである。

本発明の第１工程においては、ビレット等の圧延素材か
ら長手方向に垂直な横断面がＷ形状の中間製品を孔型圧
延によって成形するに、互いに平行に配設され、少なく
とも一方が駆動装置によって回転せられる複数組の圧延
ロールを用いフランジ部におけるロール周速差を小さく
するため、フランジ部を前記横断面において、ウェブ部
の両端を結ぶ線に垂直な線に対して、外側に傾斜させ、
第２図に示す如きパススケジュールによって、順次熱間
圧延又は温間圧延で加工される。

又、前記中間製品を成形する末期の工程で、この場合は
、例えば、下記実施例の如き４軸ロールの開式孔型圧延
装置を利用して、両フランジ部の先端部二こ側面膨出部
と端面を内側に湾曲させた断面形状の過程（第１図参照
）を経て、更に別の（図示せず）４軸ロールの開式孔型
圧延機又は２軸ロールの開式孔型圧延機を用いて、該フ
ランジ部先端部の肉厚を調整する。この肉厚調整圧延で
、中高化作用は相殺されて、フランジ部の先端面の平坦
度が高められる。

更に、第２工程において、横断面かＷ形状の中間製品か
ら、互いに平行なフランジ部と直角で平坦なウェブ部と
を有する溝形材を熱間、温間又は冷間でのロール加工で
、例えば、第４図に示す如きもので、段階的に成形し、
平坦なウェブ部となすものであって、不適当な加工によ
り中間製品が部分的に厚み変化を生じたり、製品に疵が
生したりすることを防止するものである。

又、孔型熱間又は温間圧延加工において、横断面がＷ形
状に加工された中間製品のフランジ部の傾斜角を、前記
横断面においてウェブ部の両端を結ぶ線に垂直な線に対
して、外側に１５°以上傾斜させたのは、圧延時に、フ
ランジ部に焼き付きが発生することを防止するためであ
り、且つ傾斜角を７５°以下としたのは、これ以上にフ
ランジ部が外側に開くと、ウェブ部でのロール周速差が
大きくなり、ウェブ部に焼き付きが生しる為である。

その他、中間製品のフランジ内側に形成された凸部状の
ウェブ部の曲率半径を少なくともウェブ部の板厚の２倍
以上とするとよい。これより下ではロール加工において
、ウェブ部を平坦に加工するときに、成形初期に局部的
に加工硬化が生し、良好な平坦部が得られないためであ
る。

又、第２工程でのロール加工において、必要に応してロ
ールの前後にピンチローラを設けるものである。これは
、中間製品の噛み込みを改善したり、成形ロールのスリ
ップを防止するものである（実施例） 本発明の１実施例をその図面に基づいて、説明する。

本発明は、初めに所定の孔型を形成した複数組の圧延ロ
ールにより、所定温度に加熱されたビレットに第２図に
示す通りの圧延加工を施、′−て、中間製品を成形する
ものである。

第２図において、１はビレットで、２は横断面かＷ形状
の中間製品で、３は中間製品２のフランジ部で、４は両
フランジ部３．３間にＷ形状に湾曲した弧状のウェブ部
である。第３図は、横断面がＷ形状の中間製品２を成形
するために、互いに平行に配設され、下方が、図示しな
い駆動装置によって回転される所定の孔型を形成した圧
延ロルを示すもので、５は上ロールで、６は駆動式下ロ
ールで、７は孔型である。

第１図（イ）は、上記中間製品２の両フランジ部３．３
の先端部８の端面９を凹状とする断面形状に成形する４
軸圧延ロールｌＯ〜１２を示す。

前記４軸圧延ロール１０〜１２は、第３図の平行２軸圧
延ロール６．７に対して上記中間製品２の両フランジ部
３．３の先端部８の端面９の部分を加工するための孔型
ロール１２．１２が、前記２軸圧延ロール１０．１１の
鼓型ロール１０方向でその延長線が相互に交叉する軸を
有し、前記２軸圧延ロール１０，１１の回転と同期する
よう構成されている。第１１Ｄ（ロ）（ハ）は、第１図
（イ）の部分説明図にして、（ロ）は、孔型ロール１２
の部分断面図で、前記先端部８の端面９を断面形状で凹
状とする孔型１３を示し、（ハ）は、このロール孔型１
３で成形された中間製品２の前記先端部８の端面９の断
面を示す。

次シこ、先端部８の厚み調整工程を行う。これには、前
記第１図（イ）に類する４軸圧延ロール（図示せず）を
使用する。但し、それとの違いは、孔型ロール１２の代
わりに、先端部８の厚みを均一に調整する孔型を有する
点である。

更に、先端部８の厚み調整まで終了した中間製品２を第
４図（−イ）に示す如き、順次ウェブ部４を平坦にする
成形加工を施す複数組の一対の鼓型ロール１４と、太鼓
型ロール１５からなる圧延ロルである。

次に、本実施例に係る圧延方法について説明する。

幅８２ｍｍ、高さ８２ｍｍの長手方向に垂直な横断面が
四角形状の長さ２ｍのオーステナイト系ステンレス＠（
ＳＵＳ３０４）製のビレット１を用い、このビレット１
を加熱炉（図示せず）で、１０００°Ｃ程度に加熱する
。

次に、これにより加熱されたビレット１を粗圧延装置の
孔型で順次熱間圧延して、第２図に示す如く、長手方向
に垂直な横断面において、ウェブ部４は、フランジ部３
．３間に少なくともその中央部が弧状に湾曲され、前記
フランジ部３．３は前記ウェブ部４の両端を結ぶ線の垂
線に対して、該ウェブ部４の両端より外側に１５度傾斜
した直線状の形状で、かつ、前記フランジ部３．３及び
ウエフ部４の肉厚にそれぞれほぼ等しい中間製品２を成
形する。

この中間製品２を成形する末期の工程において第１図（
イ）に示す如き４軸圧延ロール１０〜１２中、エツジ圧
延ロール１２が、開式でかつ丸みのある底面を有する孔
型１３で、前記フランジ部３．３の各先端部８の端面９
を断面形状で、内側に凹状に彎曲させる。次いで、同様
の、ただ孔型１３の如（でない４軸圧延ロール（図示せ
ず）で先端部８の厚みを均一に調整する。この厚み調整
圧延で、凹状端面９は、中膨らみに圧下されて相殺され
て、端面９の平坦度が高められる。

次に、この厚み調整が行われた中間製品２は、引き続い
て、第４図（イ）〜（ハ）の複数組の冷間加工ロール（
鼓型ロール１４と太鼓型ロール１５）により弧状のウェ
ブ部４を支承して、該ウェブ部４を平坦にする。これに
よって、端面９が平坦で、相互が平行なフランジ部３．
３と平坦なウェブ部４とを有する溝形材を成形した（第
４図（ロ）参照）。

本実施例では、その後、熱処理工程、矯正工程酸洗工程
を連続して順に実施する。

熱処理工程では、ウェブ部４が平坦とされた溝形材を搬
送ローラに載せて、熱処理炉内を走行させ、溝形材を１
１５０°Ｃで加熱し、熱処理炉を出た溝形材に冷却水を
吹きつけて水鈍処理を行う。

矯正工程は、溝形材を搬送ローラに載せて矯正ローラに
通すことにより行う。酸洗工程は、搬送ローラに載せた
溝形材に酸を吹きつけて酸洗いしその後、搬送ローラに
載せた溝形材に水を吹きつけて水洗いすることにより行
う。

さて、本実施例の製造方法によって、先端部８の端面９
が平坦となり、直角状となった溝形材を得ることができ
た。

（効　　果） 上述のように、本発明は、孔型の熱間又は温間圧延加工
において、長手方向に垂直な横断面が、Ｗ形状の中間製
品を製造することによって、オーテナイト系ステンレス
鋼やチタン（チタン合金を含む）材のように変形能が悪
く、かつ非常に焼き付きが発生し易い材料においても、
表面疵が発生することなく、熱間又は温間加工ができ、
かつ第２工程での熱間、温間又は冷間ロール加工におい
ても、鼓型ローラと、太鼓型ローラとを組み合わせて用
いることにより、横断面がＷ形状の中間製品に厚み変化
を与えることなく、平行なフランジ部を有する溝形材を
製造でき、大幅に安価に製造し得るものである。

更に、本発明では、フランジ部を垂線に対して１５°以
上外側に傾斜させた状態で側圧をかけるものであり、フ
ランジ部にかじりか発生する心配がない。

又、フランジ部の先端部端面の加工についても第１工程
の末期において、前記フランジ部の各先端部の端面を凹
状とする断面形状の過程を経て、先端部の端面の平坦度
を高めるので、これによって、フランジ部の長さの寸法
精度か上がり、歩留りが向上するほか、製造された溝形
材は、他の材料と突き合わせ溶接が容易にでき、かつそ
の仕上がりも良好であり、その溶接部分の強度も高いも
のとなる。その上、この圧延製品である溝形材の先端部
の端面の形状が良く、外観も良く、商品価値も上がるも
のである。又、この製品の使用者でのフランジ部の先端
部端面の丸み切断等の加工を要せず、コスト面でも有利
である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の１実施例にして、第１図（イ）は、中
間製品成形工程説明用図、（ロ）は、同部分（孔型部分
）拡大説明用図、（ハ）は、中間製品のフランジ部端部
拡大説明用図、第２図は、素材から中間製品までの成形
加工形状を示す図、第３図は、中間製品成形末期の圧延
に用いるロルの形状を示した図、第４図（イ）は、ウェ
ブ部の加工順序を示す図、（ロ）は、製品（溝形材）の
横断面図、（ハ）は、フランジ部の先端面の各種形状を
示す図である。 １：ビレット　２：中間製品 ４：ウェブ部　５：上ロール ７．１３：孔型　８：先端部 ｌＯ〜１２：４軸圧延ロール ル　１５：太鼓型ロール　１６ ３：フランジ部 ６：下ロール ９：端面 １４：鼓型口 ：溝形材（製品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に垂直な横断面において、直線状の平坦
   なウェブ部の両端に、該ウェブ部に垂直にフランジ部を
   それぞれ平行にして起立させた溝形材を製造するに当り
   、 所定の孔型を形成した複数組の圧延ロールにより、所定
   温度に加熱された圧延素材に圧延加工を施して、前記横
   断面において、前記ウェブ部は前記フランジ部間に少な
   くともその中央部が弧状に湾曲され、前記フランジ部は
   前記ウェブ部の両端を結ぶ線の垂線に対して、該ウェブ
   部の両端より外側に１５〜７５度傾斜された直線状の形
   状で、かつ前記フランジ部及びウェブ部の肉厚が、製造
   すべき溝形材のフランジ部及びウェブ部の肉厚にそれぞ
   れほぼ等しい中間製品を成形する末期の工程において、
   前記フランジ部の各先端端面の断面形状を凹状とする過
   程を経て、フランジ部先端端面の平坦度を高める第１工
   程と、 前記第１工程に続く複数組のロール成形加工により、そ
   れぞれの組の一対の成形ロールで前記中間製品の弧状の
   ウェブ部を支承させて、該ウェブ部を平坦とする成形加
   工を施し、前記フランジ部先端端面が平坦で相互が平行
   なフランジ部と、平坦なウェブ部とを有する溝形材に成
   形する第２工程とを有することを特徴とする溝形材の製
   造方法