JPH05177205A - 平鋼の圧延方法及びその圧延装置列 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、既存のＨ形鋼圧延機を用いて、各
種の幅と厚みを有する平鋼を同一のロールと誘導装置に
より、自由に且つ高精度に造り分けることのできる技術
を提供する。 【構成】 矩形断面の熱間素材を所定の幅と厚みの平板
素材にブレークダウン圧延した後、幅方向に平滑な上下
水平ロールにて所定厚みまで平板素材を複数回圧減する
とともに、前記上下水平ロールの側面に対設したチョッ
クにその基部が固着されると共に頭部が前記上下水平ロ
ールで構成される孔型内を被圧延材入側から出側まで貫
通して設けられたローラ付誘導杆により被圧延材のフラ
ンジ幅端面を複数回エッジングしつつ密着誘導すること
により、フリーサイズの平鋼を安価かつ高精度に安定し
て製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平鋼の圧延方法及びそ
の圧延装置列に関するものであり、詳しくは多様な幅と
厚みを有する平鋼を同一のロールと誘導装置により、自
由に且つ高精度に造り分けることのできる手段を提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】建設部材から機械部材まで汎用部材とし
て広く普及している平鋼は、大形サイズから小形サイズ
まで各種の幅と厚みを必要とされ、近年そのニーズは更
に多様化の一途を辿っている。

【０００３】従来の平鋼を製造する代表例として、”Ｒ
ｏ１１ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍｉ１１ １ａｙｏｕ
ｔ”（Ｒｏｓｓ Ｅ．Ｂｅｙｎｏｎ著 Ａｓｓｏｃｉａ
ｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅ１ Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｓ １９５６刊）に記載されている孔型法を図６
（ａ）、フラット法を図６（ｂ）に示す。図６（ａ）は
矩形素材Ｂ１を箱孔型Ｐ１〜Ｐ３で圧延後、閉孔型Ｐ４
〜Ｐ７で幅を規制しつつ厚みを圧減し、平滑ロールのＰ
８〜Ｐ９で仕土げ圧延する方法である。平鋼の幅は閉孔
型の幅で規制され、原則として特定の製品幅のみを圧延
するものである。また、図７（ａ）のように圧下条件が
不適切であると閉孔型の開口部に噛出しＫＭを生じ、後
続の閉孔型で折れ込み疵（ラップ疵）Ｋ１となる。この
傾向は、圧下バランスのくずれや孔型の摩耗が大きくな
ると共に強くなる。よって、厚みについても、同一の孔
型列でのサイズ造り分けは困難を伴う。従って、図６
（ａ）の孔型法で平鋼の厚みと幅を造り分けることは問
題である。一方、図６（ｂ）は厚み圧下としては一貫し
て平滑ロールがＰ１，２，４，５，６，８，９，１０，
１２，１３に用いられ、幅圧下には２重式の竪型あるい
は水平型の溝付ロールがＰ３，７，１１に適用されて、
一般に連続的なミル配置で圧延する方法である。図７
（ｂ）はフラット法の水平型の溝付ロールで幅エッジン
グする場合の不良状態の説明図である。ここでは、水平
２重式の平滑ロールで圧延して後９０度転回した被圧延
材を、図示する溝付ロールで幅エッジングを行い、次い
で９０度転回して後続の水平２重式の平滑ロールで圧延
する。図７（ｂ）では溝付ロールの上下ロールが左右に
ずれ、材料が左右方向に倒れ且つ材料のコーナー部ＣＲ
が溝付ロールにより減肉されることにより、次の平滑ロ
ールでコーナー部の肉落ちＣＵと幅方向両端部の直角度
不良を生じている。

【０００４】さらに、材料の厚みが溝付ロールの孔型幅
よりも大きいと焼付・折込疵や噛込不能の原因となり、
逆に小さいと上記の孔型内での材料の倒れが増大し、製
品不良となる。以上の例は水平型の溝付ロールの場合で
あるが、堅型の溝付ロールの場合も原則的には同様の間
題がある。この対策として、材料の厚みに応じて専用の
溝孔型をＰ３，７，１１に準備する必要がある。なお、
溝付ロールＰ１１に続く平滑ロールＰ１２，１３により
若干の厚み造り分けは可能であるが、厚み圧下に伴い両
端部が膨らみ平坦性不艮となるので厚み造り分けにも限
界がある。従って、図６（ｂ）のフラット法では、同一
の孔型系列のもと、隙調整のみで各種厚みを広範囲に造
り分けることは困難であり、多数の溝孔型を準備する必
要がある。また、平滑ロールでの圧延のため、平鋼の幅
は自由に対応できるが、材料の左右方向の蛇行を生じ易
いという問題がある。

【０００５】

【発明が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、ロールや誘導装置を
何等取り替えることなく、平鋼の幅と厚みの調整をオン
ラインで無段階に実施することが可能な、安定して高品
質な平鋼の圧延方法およびその装置列を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を要
旨とする。すなわち、 矩形断面の熱間素材を所定の幅と厚みの平板素材に
ブレークダウン圧延した後、ロール周面が幅方向に平滑
な上下水平ロールで所定厚みまで前記平板素材を複数回
圧減するとともに、前記上下水平ロールの側面に対設し
たチョックにその基部が固着され頭部が前記上下水平ロ
ール間を被圧延材入側から出側まで貫通するローラ付誘
導杆で被圧延材の幅端面を複数回エッジングしつつ密着
誘導して圧延する平鋼の圧延方法。および、 箱形孔型と平孔型とを掘削した上下水平ロールから
なる２重粗圧延機と、ロール周面が幅方向に平滑な上下
水平ロールおよび該上下水平ロールの側面に対設したチ
ョックにその基部が固着されると共に頭部が前記上下水
平ロール間を被圧延材入側から出側まで貫通するローラ
付誘導杆を備えた成形圧延機からなる平鋼の圧延装置列
である。

【０００７】

【作用・実施例】以下、本発明を図面により詳細に説明
する。

【０００８】図１および図２に本発明における平鋼の圧
延装置列の例を示す。図１（ａ）において、１ａ，１ｂ
は粗圧延工程の２重粗圧延機ＢＤの上下水平ロールであ
り、このロールには複数の箱孔型Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３およ
び平孔型Ｇ４が掘削されている。連続鋳造法で造られた
矩形断面の熱間スラブを素材として、箱孔型Ｇ１で幅方
向からエッジングして端面の成形とスケールの剥離を行
ったのち９０度転回して平孔型Ｇ４で厚みの圧下を行
う。複数パスに亙る厚み圧下の途中で適宜に鋼材を９０
度転回し箱孔型Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３のいずれかで複数回エ
ッジングして端面の成形と幅寸法の調整を行い所要の幅
と厚みの平板素材１０に造り分ける。なお、箱孔型の必
要数とその寸法は所要の板厚みと材料の厚みによって決
まるもので、必ずしもＧ１，Ｇ２，Ｇ３の３個の孔型に
限定するものではない。

【０００９】次に、２重粗圧延機ＢＤで圧延された平板
素材１０は図１（ｂ）に示す成形圧延機ＵＳでリバース
圧延し、所定の幅と厚み寸法の平鋼１１に造り上げる。
成形圧延機ＵＳは幅方向に平滑な上下水平ロール２ａ，
２ｂと該上下水平ロールの側面に対設したチョックにそ
の基部が固着されると共に頭部が該上下水平ロールで構
成される孔型内を被圧延材入側から出側まで貫通して設
けられた誘導杆および該誘導杆に装着したローラ対より
なる平圧延用誘導装置を設けている。ここで、本発明に
おける成形圧延機ＵＳとは上述のとおり、上下水平ロー
ル及び、そのロール側面にチョックを対設したものであ
り、圧延機の基本構造は従来の形鋼圧延におけるユニバ
ーサル圧延機と同じである。さて、成形圧延機ＵＳでは
被圧延材の板厚を上下水平ロール２ａ，２ｂにより圧減
するが、１パス当りの厚み圧下量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、所定サイズを造り込
むための必要な総圧下量を得るまで複数回のリバース圧
延を行う。また、被圧延材の幅端部はロールの入側から
出側まで貫通して設けられた誘導杆Ｇ１よりなる平鋼圧
延用誘導装置Ｇにより緊密に拘束できるので、被圧延材
が圧延中に左右に揺動せず、噛み込み位置を正碓に規制
し被圧延材の左右蛇行を防止できる。一般に、リバース
圧延ではパス回数を重ねると伴に厚み圧下により幅拡が
りを生じるが、これに応じて前記誘導杆Ｇ１の設定間隔
Ｇ１１とＧ１２も各パス毎に拡大していく。本発明にお
ける誘導装置Ｇは上記上下水平ロール２ａ，２ｂの左右
両側面に対設されたチョックに装着されるものである
が、同チョックは既存のユニバーサル圧延機の竪ロール
チョック本体を利用している。従って、既存のロール隙
設定システムにより容易に且つ高精度に水平ロールの設
定と連動して自動的に調整可能である。

【００１０】さて、図３はユニバーサルミルの一般的な
竪ロールチョックＣＫの断面図である。同図は、最も一
般的なＨ形鋼のユニバーサル圧延時の構成を示してお
り、ＶＲは竪ロール，ＶＧはＨ形鋼用ストリッパーガイ
ドである。本発明における成形圧延機ＵＳでは、ユニバ
ーサル圧延機として使用される時に通常使用される竪ロ
ールＶＲは使用せず、この竪ロールチョックを本発明誘
導装置の取付け基台として使用するものである。誘導装
置Ｇの堅ロールチョックＣＫへの取りつけはＨ形鋼用の
圧延等で使用される通常のＨ形鋼用ストッパーガイドＶ
Ｇの取りつけに用いられるボルトを用いた共通な方法と
して何ら差支えない。誘導装置Ｇの竪ロールチョックＣ
Ｋへの取りつけ法は従来公知の方法と同一なので、図面
による具体的な説明は省略する。

【００１１】図４は本発明誘導装置Ｇを竪ロールチョッ
クＣＫへ取りつけた状態を右側部分についてのみ示して
いる。図５（ａ）は誘導装置Ｇの中央部の垂直断面、図
５（ｂ）は同じく水平断面をあらわす。誘導装置Ｇの形
状的な特徴はロールバイト中の圧延方向の断面形状を水
平ロールの形状に合わせて変化させていること、ローラ
付誘導杆Ｇ１の最小厚ＦＸをユニバーサル圧延機ＵＳの
上下水平ロールの最小隙より若干小さく設定しているこ
と、長手方向に圧延入側から出側まで孔型内を貫通・連
続した一体の形状としている。ローラ付誘導杆Ｇ１のロ
ールバイト外の前後面には一対のガイドローラＧＲを装
着している。なお、ローラ付誘導杆Ｇ１の頭部端面の稜
線ｑには被圧延材との接触を円滑にさせガイド擦疵を防
止するために両端部にかけて円弧状の逃がしを設け、ま
た誘導装置Ｇの摺動部分に硬質金属肉盛または耐熱・耐
焼きつき性に優れた材質を使用することも有効である。
長手方向の両側にはガイドローラＧＲを設置して誘導性
を高めている。両ガイドローラＧＲ間は誘導杆Ｇ１の端
面からローラ表面をガイド隙Ｓ１だけ突出せしめてい
る。また、ガイドの出入り側はガイド隙Ｓ２とする。こ
こで、ガイド隙Ｓ１は誘導性の点からは極力小さい方が
望ましいが実用上１〜２ｍｍ程度である。これ以下にな
ると、焼付疵や通材不良が多発する。ガイド隙Ｓ２はガ
イドローラＧＲでの被圧延材幅のエッジング量を左右両
側でΔＥとすると、Ｓ２＝ΔＥ／２＋１〜２ｍｍに設定
する。ここで、ΔＥは、ガイドローラＧＲが原則として
無駆動なので、被圧延材への押込み・引抜き力がない圧
延条件では厚み圧下に伴う端面の膨らみ（バルジング）
を平滑化するのに必要な程度のエッジング量とする。た
だし、連続ミルなどの押込み・引抜き力を加えることの
できる圧延条件では、被圧延材の座屈限界までエッジン
グ量を加えてよい。他方、ガイドローラＧＲの胴幅は被
圧延材の最大厚みよりも長く設定する。かくして、誘導
装置Ｇは入側の材料形状からロール孔型内での材料形状
に沿って材料との滑らかな当接面を形成することができ
ると共に、ガイドローラＧＲは、リバース圧延の各パス
毎に被圧延材端面のエッジングを行い平鋼１１の両端面
形状を良好に整形することができる。なお、本発明誘導
装置Ｇへ被圧延材を誘導するためのミル入側の案内装置
はＨ形鋼の圧延等で使用される通常の平板なサイドガイ
ドを連結すればよい。本誘導装置Ｇの圧延機への組み込
みは通常のＨ形鋼のユニバーサル圧延時と全く同じ方法
であり、何らの特殊作業を必要としない。また、圧延中
のガイドセット隙の調整は、ユニバーサル圧延機の堅ロ
ール圧下調整機構にて実施するので、極めて正碓かつ確
実に容易に実行できる。

【００１２】ここで、図１，２の実施例は成形圧延機
（ユニバーサル圧延機）ＵＳの一台の圧延機のみで中間
・仕上げ圧延し平板素材１０を平鋼１１に造り上げる場
合を示したが、仕上げ圧延を別途、専用の仕上圧延機で
行えばロールの摩耗が低減し製品の表面品質が向上す
る。また、中間圧延段階を複数圧延機に分離して生産能
率の向上を図ることも可能である。この場合、適用する
圧延法と圧延装置は既述のユニバーサル圧延機ＵＳの場
合と同様である。

【００１３】以上の方法を形鋼圧延ミルに適用すること
により、例えば、幅１０００ｍｍ×厚み２５０ｍｍの連
続鋳造スラブから、幅１０００ｍｍ〜７００ｍｍ×厚み
１９，２２，２５，２８，３２，３６，４０，４５，５
０ｍｍの大形熱問圧延平鋼を同一のロール組で造り分け
ることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、同一のロール組とガイ
ド組を用いて，平鋼の厚みと幅を造り込む部分のロール
孔型寸法とガイド設定をオンラインで任意に変更できる
ので、フリーサイズの平鋼を熱間圧延でき、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が向上し、かつロール工具費用
も削減できる。

【００１５】また、本発明によれば、既存のＨ形鋼ユニ
バーサル圧延装置列にて、正碓な材料の誘導が確実に安
定して可能となるので曲がりのないフリーサイズの平鋼
を高品質に安定して製造できる。かつ、本発明の誘導装
置は既存のユニバーサル圧延機を活用した装着・調整方
式となっているので、何らの新たな特殊技能を必要とせ
ずに従来の圧延操業技術のみで高位に安定したフリーサ
イズの平鋼を作業性良く且つ再現性良く製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の圧延工程実施例の説
明図。

【図２】本発明の圧延装置例の配置図。

【図３】竪ロールチョックの縦断面図。

【図４】本発明装置の一実施例に係わる誘導装置の斜視
図。

【図５】（ａ），（ｂ）は本発明装置の一実施例に係わ
る断面図。

【図６】（ａ），（ｂ）は従来の平鋼の圧延工程を示す
説明図。

【図７】（ａ），（ｂ）は従来の平鋼の不良圧延状態を
示す説明図。

【符号の簡単な説明】

ＢＤ：２重粗圧延機 Ｇ：
誘導装置 ＵＳ：成形圧延機（ユニバーサル圧延機） Ｇ１：
ローラ付誘導杆 １０：平板素材 ＧＲ：
ガイドローラ １１：平鋼 ＣＫ：
竪ロールチョック １ａ，１ｂ：２重粗圧延機の上下水平ロール ＶＲ：
竪ロール ２ａ，２ｂ：成形圧延機の上下水平ロール ＶＧ：Ｈ形鋼用ストッパーガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形断面の熱間素材を所定の幅と厚みの
   平板素材にブレークダウン圧延した後、ロール周面が幅
   方向に平滑な上下水平ロールで所定厚みまで前記平板素
   材を複数回圧減するとともに、前記上下水平ロールの側
   面に対設したチョックにその基部が固着され頭部が前記
   上下水平ロール間を被圧延材入側から出側まで貫通する
   ローラ付誘導杆で被圧延材の幅端面を複数回エッジング
   しつつ密着誘導して圧延することを特徴とする平鋼の圧
   延方法。
2. 【請求項２】 箱形孔型と平孔型とを掘削した上下水平
   ロールからなる２重粗圧延機と、ロール周面が幅方向に
   平滑な上下水平ロールおよび該上下水平ロールの側面に
   対設したチョックにその基部が固着されると共に頭部が
   前記上下水平ロール間を被圧延材入側から出側まで貫通
   するローラ付誘導杆を備えた成形圧延機からなることを
   特徴とする平鋼の圧延装置列。