JPH0475703A - 溝形鋼の熱間圧延方法及びその圧延装置列 - 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〕 本発明は溝形鋼の熱間圧延方法及びその圧延装置列に関
し、詳しくはウェブとフランジの板厚か均等でかつ厚み
と幅か多様な寸法の溝形鋼を連続鋳造スラブから高効率
で造り分ける熱間圧延方法及び圧延装置列に関するもの
である。

〔従来の技術〕

建築鉄骨材として広く普及している冷開成形角型コラム
は、第３図（ａ）のロール成形法と第３図（ｂ）のプレ
ス成形法のいずれかにより冷間加工製造されているか、
その材質か熱間圧延ままの材料に比へて成形時に加工硬
化するため（図中の矢印部位）、降伏比ＹＲ（引張強さ
／降伏点又は耐力）か若干高い。一方、超高層建築等で
は適用部材のＹＲは低い方か耐震性能の上から望ましい
と一部でいわれている。この対応方策の一つとして、熱
間圧延溝形鋼を素材としてボックス（角型コラム）に溶
接組立する方法がある。この組立方式は、溶接組立前に
ダイアフラムを内蔵加工することが可能なので最近の建
築現場の省力化の潮流にも合っている。ここで、素材と
なる熱延溝形鋼は同一シリーズ内の外幅（ウェブ高さ）
一定で厚みフＩＪ−サイズ、かつ一般形鋼並みの低生産
コストを要請されている。

従来の熱間圧延溝形鋼を製造する代表例として、リバー
スミルによる場合を第４図（ａ）に示し、また連続ミル
による場合を第４図（ｂｌに示す。これらの従来方法で
は、同じウェブ高さシリーズの製品群内でも例えば仕上
げミルＦの水平ロール４０の胴幅Ｗ。は一定のロールを
使用するため、フランジ厚みｔか異なるとウェブ高さＷ
か異なってしまう。

このことは形材を使用する立場からすると不都合であり
、同一シリーズ内の外幅一定の要望に対応するには、各
サイズに応じて専用の圧延ロールとその圧延付属装置を
準備する必要かある。このため、圧延工具費用の負担増
大のみならずロール組替に伴う稼動率の低下や要員効率
の低下をきたす問題かある。

〔発明か解決しようとする課題〕

本発明は、上記の欠点を解決するためになされたもので
、ロール工具を何等取り替えることなく、圧延溝形鋼の
同一シリーズ内の外幅寸法を一定に保ちつつそのウェブ
とフランジの厚み調整をオンラインで無段階に実施する
ことか可能な、熱間圧延溝形鋼の製造方法とその装置列
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、■粗圧延工程、中間圧延工程及び仕上
圧延工程を経て溝形鋼を熱間圧延する方法において、前
記粗圧延工程で開口部か互いに逆向きの番孔型ロールを
有する２重粗圧延機により連続鋳造スラブを２連もしく
は３連の山形部を有する複合山形粗材に粗造形した後、
２重粗整形圧延機と粗ユニバーサル圧延機で前記複合山
形粗材を所定の厚みと幅の複合山形中間材に圧延し、続
いて中間圧延工程で前記複合山形中間材の中央山形部を
平坦にして溝形中間材とすると共にフランジの外幅寸法
を一定にするエツジング及びフランジ端部の整形圧延を
行った後、仕上圧延工程で胴幅か変更可能な上下水平ロ
ール及び竪ロールにより仕上げ圧延し、ウェブ高さが一
定でウェブとフランジの厚みが多様な溝形鋼を製造する
ことを特徴とする溝形鋼の熱間圧延方法、並びに、Ｇ２
連もしくは３連の山形孔型が形成され開口部か互いに逆
向きの番孔型ロールを有する２重粗圧延機からなる前段
粗圧延装置、２重粗整形圧延機と粗ユニバーサル圧延機
を備えた後段粗圧延装置、二連の山形孔型か形成された
２重圧延機と周面か平坦な上下ローラを備えたローラガ
イド及び２重整形圧延機からなる中間圧延装置、及び胴
幅可変の水平ロールを備えた仕上ユニバーサル圧延機を
有する仕上げ圧延装置を順に配列してなる溝形鋼の圧延
装置列である。

〔作用、実施例〕

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図および第２図に本発明の溝形鋼の圧延方法の例お
よびその装置列を示す。同図において、１ａ、１ｂは粗
圧延工程の前段粗圧延工程における２重粗圧延機ＢＤの
上下水平ロールであり、このロールｌａ、ｌｂには箱孔
型Ｇ１および２個の番孔型Ｇ２．Ｇ３か掘削されている
。ここで、番孔型とは特開昭６１−８２９０４号公報に
開示されているものであり、例えば第５図の山形鋼を圧
延する上下水平ロール５０ａ、５０ｂに掘削された孔型
Ｇ５と孔型Ｇ６との関係を指す。孔型Ｇ５と孔型Ｇ６と
は同一のロール５０ａ、５０ｂに掘削されているか、各
孔型の左右端部の開口部０．．０．を互いに逆向きの位
置になるように形成しているところか特徴である。この
ような２つの孔型で交互に圧延することに」、り被圧延
材端部の鍛練・整形か確実に行われ、孔型数か少なくて
済み、比較的短いロール胴長て人形のサイズを圧延でき
る利点かある。

山形鋼は同一シリーズ内では外幅か一定で、」二上ロー
凡の間隔を調整する、二と（′：″、より任意な厚みの
製品か得られる最も一中純な形状の形鋼であり、本発明
−丁は山形鋼の特性と山形網の圧延（″″番孔型を用い
た効果に着目し７、これを溝形鋼の圧延（：′応用して
いる。

なお、番孔型Ｇ２．Ｇ３を形成する上下ロールｌａ、ｌ
ｂのうぢ、上ロール１ａの両側の２つの屈曲凹部は尖角
状に形成し、中ジ２の屈曲凹部は比較的なｔ′−らかな
曲面とし′「いる。即ぢ、後述号るように両側の２つの
屈曲四部は最終製品にお１づる溝形鋼の外側角部（直角
）に対応し、中央の屈曲凹部に対応する被圧延の部位は
最終的には平坦化さ′Ａ−１溝七鋼のウェブとなるため
である。［７・−ルの屈曲凹部の角庶、形状およびフラ
ンジ相当部両側の横方向・＼の展開形状等の詳細寸法は
、０−ルの強度、フランジ先端の整形性および圧延姿勢
の安定性等の観点から実際の操業条件に合わゼで適宜決
定されるへきである。

さて、圧延素材となる矩形断面の連続鋳造スラブ１００
は粗孔ｖＧｌて幅エツジングされ、加熱スゲールの剥離
除去どサイジングか行われる。次（二、２個の番孔型Ｇ
２．Ｇ３を交互に複数回通Ｉ７て３連の山形を複合し、
た複合山形粗材１０１に粗造形する。なお、番孔型Ｇ２
．Ｇ３に形成する山形孔型の数は第１図の実施例では３
個としているか、−１＝下水平口・−ル１ａ、１ｂの胴
長に対して溝形鋼のサイズか相対的に小さい場合、また
は製品サイズとは無関係にロール強度ｉ（″−全余裕あ
る場合には、中皆の屈曲部を有略した２連の山形として
もよい。

次に、２重粗圧延機ＢＤて圧延された複合山形粗Ｈ１０
１は２重粗整形圧延橙Ｅ１と粗ニーバーザル圧延機Ｒ１
からなる後段相−圧延工程でリバース圧延され、所定の
幅と厚み寸法の芙合用形中間材１（）２に圧延される。

相ユニバーザル圧延機Ｒ１ては被圧延材を上下水平ロー
ル３ａ、３ｂて拘束Ｉ、７た状態て竪ロール４ａ、４ｂ
によりフランジ先端の幅乙ツンミ、・ゲを行い、所要の
幅寸法（ご成形する。。

２重粗圧延機Ｅ１ては粗ユニバーサル圧延機Ｒ１の竪Ｉ
“−１−ル４ａ、４ｂの板幅方向のゴッジングに、より
材料の板厚方向に生じたバルジ：２・グ（局部的膨み）
を整形し、所要の板厚にする９、こ、−で、ｌバス当り
の幅圧下量と厚み用下尼は圧延機の仕様と圧延材料条件
によって規制されるので、所定づイズを造り込むための
必要な総圧下Ｌ（サイズ調整１）を青るまで複数回のリ
バース圧延を行う１．２重粗圧延機Ｅｌど粗ユニバーザ
ル圧延機Ｒ１の各ロール孔型は、厚みフリーザイズ対Ｑ
、のために口・＝−ルの圧ト、圧下による断面内の圧下
率差やサイズ間の幅差（線長差）を抑制すべく、粗圧延
工程の２重粗圧延機ＢＤの上下水平ロールと同様に屈曲
凹部を複合し、た孔型とし５、左右の屈曲四部は後段下
のフォーミング成形を容易とするため１名直角どし、ま
た垂直乎型竪ロール４ａ、４１′）による工・・フラン
ジを勘定してフランジ両端部を水平に形成１．ている。

なお、前述のように２重粗圧延機ＢＤの番孔型Ｇ２．Ｇ
３を２連の山形とした場合は、圧延機Ｅ１．Ｒ１のｌ二
ｌ−ルに掘削する山形数も２連山形ど４−る、ことは勿
論である。

複合山形中間相１０２は中間圧延工程のうち前段の２重
圧延機Ｒ２と後段のスタンド間のＹコーラガイドＲＧて
ウェブ相当部を展伸し、後段の２重整形圧延機Ｅ：２（
二よりフランジ幅の外幅−へ定住エツジングとフラン′
）端部の整形を行う。具体的には、２重圧延機Ｒ２の上
下水平ロール５ａ、５ｂで（よ複合山形中間材１０２の
フランジ湾曲部の平ｊＢ化お、よびウコーブ中央部の屈
曲凸部を下方向へ押戻（７、展伸を行い屈曲凸部を下方
向に形成し、結局は被圧延材を２つの山形を有する複合
山形中間材１０３とする。

続いて、口・−ラガイドＲＧの上下水平ロール６ａ、６
ｂてつ、−、ブの完全平坦化（直線化）を行−）。

上水平口・−ル６ａの孔型は孔底面が平坦な凹溝状に形
成され、一方の下水平ロール６１）の外周面は平坦に、
且つロール幅ｌは後述する溝形中間材１０４の内幅より
も余裕を持って小さく設定さり、でいる。ロール幅ｌを
漢形中間材１０４の内幅より幅狭に形成するのは、複合
山形中間材１０３の各種の厚みサイズに対応するためて
あり、また平坦化に際しては、必ずしも溝形中間材１０
４の内幅全面を押圧する必要はないからである。ところ
て、このローラガイドＲＧは、近接する２重圧延機Ｒ２
と２重整形圧延機Ｅ２の間に再圧延機のいずれかと同時
噛込み可能に設置すればロール６ａ、６ｂは無駆動でも
よい。即ち、ローラガイドＲＧに必要な加工動力は比較
的小さいので、噛込み時は２重圧延機Ｒ２からの押し込
み圧延、蹴出し時は整形圧延機Ｅ２の引き抜き圧延によ
り円滑な過材を維持できる。ローラガイドＲＧの上下水
平ロール６ａ。

６ｂは第１図では１セツトの例を示しているか、第２図
のように複数セット配置して徐々に曲げ平滑化加工を行
う構成としてもよい。なお、複合山形中間材１０３のフ
ランジ部は、ウェブ屈曲部の平坦化に伴い自動的に略垂
直化された溝形中間材１０４となる。

後続の中間圧延工程後段の２重圧延機Ｒ２後面に近接配
置した２重整形圧延機Ｅ２の上下水平ロール７ａ、７ｂ
にて溝形中間材１０４のフランジ幅の外幅一定住エッジ
ングとフランジ端部の整形を行い溝形中間材１０５とす
る。この後、溝形中間材１０５は仕上圧延工程の仕上げ
ユニバーサル圧延機Ｆの胴幅可変水平ロール８ａ、８ｂ
と竪ロール９ａ、９ｂにより、同一シリーズ内の外幅一
定で厚みフリーサイズの溝形鋼１０６に仕上げ圧延され
る。

具体的には、溝形中間材１０５の内幅ＷＥを仕上げ水平
ロール８ｂと竪ロール９ａ、９ｂて所定のサイズに規制
することによりウェブ高さＷは一定となる。フランジ幅
Ｂは２重整形圧延機Ｅ２の上下水平ロール７ａ、７ｂに
て所定のサイズＢＥに規制することにより一定となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ウェブとフランジの厚みと幅を造り込
む部分のロール孔型寸法をオンラインで任意に変更でき
るので、同一シリーズ内の外幅一定で厚みフリーサイズ
の溝形鋼を圧延でき、多サイズ少量生産に対応できると
ともに、そのためのロール交換作業も不要となり生産効
率か向上し、かつロール工具費用も削減できる。

また、従来のいわゆるロールフォーミングやプレスフォ
ーミング製品のコーナーＲか板厚の２〜３倍と大きくて
使用面で不都合を生じる場合かあるのに対し、本発明に
よればコーナーＲ部かシャープとなるのでこの面からも
製品の利用価値か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の圧延工程説明図、第２図は本
発明の実施例の圧延装置配置図、第３図（ａ）、（ｂ）
はコラム材の従来成形法と加工硬化位置を示す説明図、 第４図（ａｌ、（ｂ）は従来の溝形鋼の熱間圧延工程を
示す説明図、 第５図は山形調圧延ロールにおける番孔型とそのバス状
況を示す説明図である。 ＢＤ：２重粗圧延機 Ｅｌ：２型組整形圧延機 Ｒ１：租ユニバーサル圧延機 Ｒ２：２重圧延機 ＲＧ：ローラガイド Ｒ２：２重整形圧延機 Ｆ：仕上げユニバーサル圧延機 Ｇ２．Ｇ３：番孔型 ２ａ、２ｂ：２型組整形圧延機の上下水平ロール３ａ、
３ｂ：粗ユニバーサル圧延機の上下水平ロール ４ａ、４ｂ：粗ユニバーサル圧延機の竪ロール５ａ、５
ｂ：２に圧延機の上下水平ロール６ａ、６ｂ：ローラガ
イドの上下水平ロール７ａ、７ｂ：２重整形圧延機の上
下水平ロール８ａ、８ｂ：仕上げユニバーサル圧延機の
上下水平ロール ９ａ、９ｂ：仕上げユニバーサル圧延機の竪ロール 代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名 Ｕ」 Ｃど

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粗圧延工程、中間圧延工程及び仕上圧延工程を経
   て溝形鋼を熱間圧延する方法において、前記粗圧延工程
   で開口部が互いに逆向きの番孔型ロールを有する２重粗
   圧延機により連続鋳造スラブを２連もしくは３連の山形
   部を有する複合山形粗材に粗造形した後、２重粗整形圧
   延機と粗ユニバーサル圧延機で前記複合山形粗材を所定
   の厚みと幅の複合山形中間材に圧延し、続いて中間圧延
   工程で前記複合山形中間材の中央山形部を平坦にして溝
   形中間材とすると共にフランジの外幅寸法を一定にする
   エッジング及びフランジ端部の整形圧延を行った後、仕
   上圧延工程で胴幅が変更可能な上下水平ロール及び竪ロ
   ールにより仕上げ圧延し、ウェブ高さが一定でウェブと
   フランジの厚みが多様な溝形鋼を製造することを特徴と
   する溝形鋼の熱間圧延方法。
2. （２）２連もしくは３連の山形孔型が形成され開口部が
   互いに逆向きの番孔型ロールを有する２重粗圧延機から
   なる前段粗圧延装置、２重粗整形圧延機と粗ユニバーサ
   ル圧延機を備えた後段粗圧延装置、二連の山形孔型が形
   成された２重圧延機と周面が平坦な上下ローラを備えた
   ローラガイド及び２重整形圧延機からなる中間圧延装置
   、及び胴幅可変の水平ロールを備えた仕上ユニバーサル
   圧延機を有する仕上げ圧延装置を順に配列してなる溝形
   鋼の圧延装置列。