JPH05286478A - 異形の不等辺不等厚山形鋼およびその圧延法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴミや水の排出が容易でかつ強度の高い、造
船用ロンジ材としてのインバートとその圧延による製造
方法を提供することである。 【構成】長辺と短辺とがコーナ部の外面側に長辺との角
度が90度を越え180 度未満の傾きを有し、かつ長さが短
辺の長さよりも短い中間辺を設け、ユニバーサルミルを
使った圧延法で製造する。 【効果】 座屈強度を大幅に改善され、メンテナンスも
容易となり、圧延能率は50％増、噛み出しによる手入れ
は不用となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造船用の不等辺不等厚
山形鋼およびその圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば造船におけるロンジ材
として使用される不等辺不等厚山形鋼（以下、「インバ
ート」という）は、２Hi孔型圧延方法により製造されて
いる。図１は、この２Hi孔型圧延方法の製造工程の中間
工程におけるロール孔型を示す略式縦断面図であり、図
中、一点鎖線は孔型ロールの回転軸を示す (以下同じ)
。図１から明らかなように、インバート１は、従来は
２Hiの孔型圧延により多数の孔型を有する孔型ロール
２、２により粗形鋼片３から出発して往復圧延が行われ
て製造されていた。

【０００３】しかしながら、不等辺不等厚山形鋼の場
合、従来の孔型圧延法では、左右の辺の厚みや長さが異
なるため、前述の２Hi孔型圧延方法によると、粗形鋼片
の温度分布やロール孔型の軸方向のずれ等に起因して、
簡単に圧延ロールバイト内で左右ずれを生じ、片側へ噛
み出すとともに他方へは未充満を生じてしまう。一旦、
このような左右曲がりが発生してしまうと、ロール軸調
整やガイド調整を行っても左右曲がりの改善が非常に困
難である。そのため、インバートの圧延能率は、同一断
面のＨ形鋼に比較して50％以下と極めて低くなってい
た。また、左右曲がりに起因した全長にわたる噛み出し
疵が発生し易く、製品の手入率の上昇に伴う製造コスト
の増大も招いていた。

【０００４】ちなみに、２Hi孔型圧延方法による等辺等
厚山形鋼の圧延方法としては、例えば特開昭60−102203
号公報には、山形鋼の粗形鋼片の周囲を取り囲むように
して設置された下ロールおよび傾斜した２つの上ロール
を用いて圧延を行う際に、２つの上ロールの周面相互ま
たは周面と端面とを接触せしめて圧延を行う方法が、特
開昭60−102204号公報には、フラットな状態から20〜30
°の角度で予備曲げされた山形鋼の粗形鋼片に、面角が
15〜30°のロール面を有する上ロールを備えた３軸圧延
機により仕上げ圧延を行う方法が、それぞれ提案されて
いる。

【０００５】しかしながら、特開昭60−102203号公報に
開示されている方法は、大型のベアリング機構に頼るこ
となく圧延反力によりロールに作用するスラスト力に適
切に対抗して等辺等厚山形鋼の製造を可能とするための
方法であり、また特開昭60−102204号公報に開示されて
いる方法は、数サイズの等辺等厚山形鋼に対して圧延ロ
ールを共用化可能な方法であり、これらの方法では、不
等辺不等厚山形鋼であるインバートの前記左右曲がりを
改善することができない。

【０００６】ところで、従来より船舶用ロンジ材は、Ｌ
型のインバートが主流であった。しかし最近Ｌ型では、
座屈強度不足が指摘されつつあり、偏心のＴ型インバー
トが強度上有利と考えられている。しかし、Ｔ型インバ
ートの場合、外側面が長辺に対し直角であるため溶接後
上面に水やゴミがたまりやすく、メンテナンス上あまり
好ましい形状ではない。特に近年問題となっている二重
壁船底について、空間部がきわめて狭くなりメンテナン
スがきわめて困難である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明のより
一般的な目的は、第一に、座屈強度およびメンテナンス
性にすぐれたインバートの形状の開発、第二にそれの能
率的安定生産を可能とする圧延による製造方法を提供す
ることである。さらに、本発明の具体的な目的は、ゴミ
や水の排出が容易でかつ強度の高い、例えば造船用ロン
ジ材として使用できるインバートの形状およびそれの圧
延による製造方法を提供することである。なお、ロンジ
材は船底における縦剛性補強材として用いられるもので
ねじれによる座屈を防止するために用いられる一種の補
強材である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために種々検討を重ねた結果、以下に示すよう
に、現状のＬ型インバートにくらべ、座屈強度およびメ
ンテナンス性にすぐれた形状として、Ｔ型インバートの
短い方のフランジを外へ傾斜させ、長辺面に対し、例え
ば100 〜120°となるようにしたインバートを開発し
た。

【０００９】この形状の場合、従来の孔型圧延法では、
造形が困難であり、この点についてさらに検討を重ねた
ところ、従来の孔型圧延に代えてＨ形鋼用のユニバーサ
ルミルを使用することでその解決が図れることを知り、
本発明に至った。これにより従来のＬ型インバートに比
べ性能面、製造コスト面で大幅な改善が可能となる。

【００１０】ここに、本発明の要旨とするところは、長
辺と短辺とがコーナ部を構成して連結された不等辺不等
厚山形鋼において、長辺との角度が90度を越え180 度未
満の傾きを有し、かつ長さが短辺の長さよりも短い中間
辺を山形鋼コーナ部の外面側に有することを特徴とする
異形の不等辺不等厚山形鋼である。

【００１１】別の面からは、本発明は、長辺部と短辺部
とがコーナ部を構成して連結された不等辺不等厚山形粗
形鋼片を熱間粗圧延により造形した後、ユニバーサルミ
ルによって該不等辺不等厚山形鋼の粗形鋼片の短辺部お
よび長辺部を圧下するに際し、該ユニバーサルミルの一
方の竪ロールおよび水平ロールの一方のロールで短辺部
を圧下させ、上下の水平ロールで長辺部を圧下させ、さ
らにもう一方の竪ロールを上下一対の前記水平ロールに
接触させながら往復圧延を行い、前記短辺部と長辺部と
を圧下するとともに山形鋼コーナ部外面側に中間辺を形
成し、次いでエッジャーミルを用いて前記粗形鋼片の各
辺の長さを調整することを特徴とする異形の不等辺不等
厚山形鋼の圧延方法である。

【００１２】さらに別の面からは、本発明は、長辺部と
短辺部とがコーナ部を構成して連結された不等辺不等厚
山形粗形鋼片を熱間粗圧延により造形した後、ユニバー
サルミルによって該不等辺不等厚山形鋼の粗形鋼辺の短
辺部および長辺部を圧下するに際し、該不等辺不等厚山
形鋼の粗形鋼片の外面に接する水平ロールが前記粗形鋼
片の短辺部に接するロールと前記粗形鋼片の長辺部に接
するロールとに２分割されているユニバーサルミルを用
いて往復圧延を行い、前記短辺部と長辺部とを圧延する
とともに山形鋼コーナ部の外面側に中間辺を形成し、次
いでエッジャーミルを用いて前記粗形鋼片の各辺の長さ
を調整することを特徴とする異形の不等辺不等厚山形鋼
の圧延方法である。なお、本発明において長辺、短辺、
さらに中間辺とは、本発明にかかる不等辺不等厚山形鋼
の横断面におけるそれらを言うものである。

【００１３】

【作用】次に、本発明の作用について添付図面を参照し
て説明する。図２は、本発明にかかる異形の不等辺不等
厚山形鋼の横断面図である。本発明にかかるインバート
は、図２に示すように、長辺10と短辺12とがコーナ部14
を構成して連結された不等辺不等厚山形鋼18であり、長
辺10に対し約90度超、180 度未満の角度をもって中間辺
16を山形鋼コーナ部14の外面側に設けている。

【００１４】図２に示す本発明の異形インバートにおい
て、山形鋼コーナ部14の外面側で中間辺16と長辺10のな
す角度θは、熱間圧延に際してのロール形状によって決
定される。ただし、短辺12と長辺10のなす角度は、通
常、90°と一定である。中間辺16と長辺10との角度が90
度以下では使用中に溜まった水やゴミなどの排除が困難
であるためであり、この点からすれば100 〜120 度が好
ましい。

【００１５】一方、180 度以上とすると座屈強度の改善
がされなくなるためである。この強度改善は角度が90度
に近づくにしたがって大きくなる。強度上からは90度近
くが好ましいが、水等の排出上からはかえって不便にな
る。好適態様によれば、 110°の傾きを有し、かつ長
辺： 200〜400 mm、短辺：90〜100 mmのときその高さを
30mm程度とするだけで、断面性能は20％以上向上し、か
つ上面に埋積するゴミや水の排出がきわめて容易とな
る。

【００１６】かかる中間辺は短辺より短く構成するが、
中間辺が長い程剛性がよくなるが、重量が増加するので
好ましくはなく、短片の長さ以下の長さで十分な剛性が
得られる。なお、長辺の厚さは短辺の厚さより小さい
が、これは山形鋼の軽量化を図るためである。短辺を十
分に厚くすれば山形鋼としても剛性は確保できることか
ら、全体の軽量化を図る必要上、長辺は可及的に薄肉と
するのが好ましい。

【００１７】本発明にかかる不等辺不等厚山形鋼は、必
要によって溶接法によって製造してもよいが、圧延法に
よって製造するのが最も経済的と言える。したがって、
次に、上述の不等辺不等厚山形鋼を熱間圧延法で製造す
る方法について説明する。

【００１８】図３は、本発明のおいて用いるユニバーサ
ルミルの使用時の状態を示す断面図である。縦ロール3
2、33と水平ロール34、35とから構成されたユニバーサ
ルミル30によって不等辺不等厚山形鋼36が圧延成形され
る。図中、36a が短辺、36b が長辺、そして36c が中間
辺を示す。

【００１９】さらに、本発明にあっては、図４に示すよ
うに、上水平ロール34を２分割してスリーブ34a 、34b
とし、短辺面に接する一方のスリーブ34b を軸方向に移
動させることにより、圧延材36の左右曲がりを発生させ
ることなく、目的の形状を得るようにしてもよい。な
お、図３、図４において同一部材は同一符号でもって示
す。

【００２０】図３の場合、中間辺36c は左の竪ロール32
と上の水平ロール34により造形される。そのため中間辺
36c と水平面の角度は90°が好ましい。図４の分割スリ
ーブの場合は、分割された２つの上水平ロール34a 、34
b の間で中間辺36b が造形されるため、やはり水平面と
中間辺の角度は90°が好ましい。このため中間辺36c と
長辺36b との角度は、水平面に対し長辺36b を何度傾斜
するかによって決定される。

【００２１】現状のインバートのサイズは、200 ×90、
250 ×90、300 ×100(mm) が最も多く使用されており、
これらを圧延するとき短辺、長辺端を結ぶ線が水平とな
ることが圧延技術上からは好ましい。そのため、250 ×
90(mm)の場合は上記θは 110°、200 ×90の場合 114°
となり、平均すると 110〜120°の間になる。

【００２２】孔型圧延では、圧延材に左右曲がりを生じ
た場合、ロール開度調整による修正は困難である。これ
に対し図３の場合では、短辺36a に接する竪ロール32を
移動することにより、また図４の場合には、同じく短辺
36a に接する上水平ロールのスリーブ34b を移動し、短
辺厚、長辺厚の圧下率比を変更することにより左右曲が
りの修正が容易にできる。

【００２３】また図３、図４においてパス毎に短辺厚、
長辺厚を圧下するに従って中間辺36c の高さは大きくな
っていく。そこで目標とする高さに相当する造形孔型40
を図５のようにエッジャーロール42に刻設し、パス毎に
中間辺36c の長さを一定化する。

【００２４】ここに、図５は、異形の山形鋼の長辺、短
辺そして中間辺のそれぞれの長さを所定長さに圧延調整
するエッジャーミルによる孔型圧延法の説明図であり、
図中、２Hiのエッジャーミル42をこれまで説明してきた
ユニバーサルミルに近接配置して、パス毎に圧下するこ
とにより目的の長さに各辺を調整する。次に、実施例に
よって本発明をさらに具体的に説明する。

【００２５】

【実施例】図６は、インバート 300×100 シリーズの圧
延を実施した圧延ミルラインのレイアウトを示す略式説
明図である。すなわち、250t×300w(mm)の連鋳ブルーム
を1280℃まで加熱し、ブレイクダウンミル (BDミル) で
９パスの往復圧延により、図７に示す断面形状 (短辺厚
さ:70mm、長辺厚さ : 50 mm) の粗形鋼片50を造形し
た。

【００２６】次いで、図３に示す構成のユニバーサル粗
ミル (UR) 、および図５に示す構成のエッジャーミル
(E)から構成される図６の中間ミル群において、７パス
の往復圧延を行った。ユニバーサル粗ミル (UR) では、
長辺および短辺の厚みを減じ、エッジャーミル(E) では
各辺の長さおよび中間辺の高さを規定した。

【００２７】このようにして、ユニバーサル粗ミル(UR)
の最終パスにおいて短辺厚さ17mm、長辺厚さ13mm、中間
辺厚さ17mm、中間辺高さ30mm、中間辺と長辺の角度 110
°を有する300 ×100 ×13/17(mm) の異形インバートを
仕上げた。なお、SFは２Hi仕上ミルであって、ここでは
仕上圧延を行った。

【００２８】また、厚みの異なる場合でも同様で、ユニ
バーサル粗ミル(UR)のロール開度調整により、例えば長
辺厚さ11mm、短辺厚さ16mm、中間辺厚さ16mm、中間辺高
さ30mmの 300×100 ×11/16(mm) の異形インバートの圧
延が、ロールを変更することなく圧延可能となる。な
お、ユニバーサル粗ミルとして図４に示すものを用いて
実質上同一の結果が得られることが確認された。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、300 ×100(mm) のインバ
ートの圧延の場合、従来の孔型圧延法、すなわちBD、S
1、SFの３台のスタンドを用いて各スタンド: ３パス以
上の往復圧延を行う方法では、圧延能率は、60T/H と低
能率であったのに対し、BD、UR−E 、SFを用いる本発明
に係る圧延法によれば、90T/H と50％増となった。ま
た、噛み出しによる製品手入率も従来の20％から０％と
なり、大幅なコストダウンを図ることができた。このよ
うに本発明にかかる異形インバートの圧延法によれば、
従来より断面性能座屈強度が大幅に改善され、かつ左右
曲がりの制御を行うことによる圧延能率の向上、手入率
の低減を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のインバート圧延用ロール孔型図である。

【図２】本発明にかかるインバートの形状の横面図であ
る。

【図３】本発明にかかる圧延法の一例の説明図である。

【図４】本発明にかかる圧延法の一例の説明図である。

【図５】本発明にかかる圧延法の一例の説明図である。

【図６】本発明で用いる圧延ミルのレイアウトである。

【図７】本発明にかかる圧延法でのBDミル放し形状の断
面図である。

【符号の説明】

10 : 長辺 12 : 短辺 14 : コーナ部 16 : 中間辺 18 : 不等辺不等厚山形鋼

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長辺と短辺とがコーナ部を構成して連結
   された不等辺不等厚山形鋼において、長辺との角度が90
   度を越え180 度未満の傾きを有し、かつ長さが短辺の長
   さよりも短い中間辺を山形鋼コーナ部の外面側に有する
   ことを特徴とする異形の不等辺不等厚山形鋼。
2. 【請求項２】 長辺部と短辺部とがコーナ部を構成して
   連結された不等辺不等厚山形粗形鋼片を熱間粗圧延によ
   り造形した後、ユニバーサルミルによって該不等辺不等
   厚山形鋼の粗形鋼片の短辺部および長辺部を圧下するに
   際し、該ユニバーサルミルの一方の竪ロールおよび水平
   ロールの一方のロールで短辺部を圧下させ、上下の水平
   ロールで長辺部を圧下させ、さらにもう一方の竪ロール
   を上下一対の前記水平ロールに接触させながら往復圧延
   を行い、前記短辺部と長辺部とを圧下するとともに山形
   鋼コーナ部外面側に中間辺を形成し、次いでエッジャー
   ミルを用いて前記粗形鋼片の各辺の長さを調整すること
   を特徴とする異形の不等辺不等厚山形鋼の圧延方法。
3. 【請求項３】 長辺部と短辺部とがコーナ部を構成して
   連結された不等辺不等厚山形粗形鋼片を熱間粗圧延によ
   り造形した後、ユニバーサルミルによって該不等辺不等
   厚山形鋼の粗形鋼片の短辺部および長辺部を圧下するに
   際し、該不等辺不等厚山形鋼の粗形鋼片の外面に接する
   水平ロールが前記粗形鋼片の短辺部に接するロールと前
   記粗形鋼片の長辺部に接するロールとに２分割されてい
   るユニバーサルミルを用いて往復圧延を行い、前記短辺
   部と長辺部とを圧延するとともに山形鋼コーナ部の外面
   側に中間辺を形成し、次いでエッジャーミルを用いて前
   記粗形鋼片の各辺の長さを調整することを特徴とする異
   形の不等辺不等厚山形鋼の圧延方法。