JPH05317903A - 形鋼の粗圧延機および粗圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェブ圧下に伴うフランジの肉ひけによる被
圧延材の圧延方向のフランジ断面形状のばらつきを減少
させ、フランジの寸法精度の良いフランジを有する形鋼
を製造する。 【構成】 被圧延材のフランジ内面を拘束する断面形状
の凸部を有するアーバと、このアーバの回転軸方向に位
置調整自在にして設けられ、前記被圧延材のフランジ外
面を拘束すると同時にフランジ先端を圧下することが可
能なスリーブとから構成し、この幅可変粗圧延機を用
い、各パス毎または数パス毎に、幅変更を行い、被圧延
材のフランジ内面は前記凸部により、さらに前記スリー
ブにより被圧延材のフランジ外面を拘束すると同時にフ
ランジ先端を圧下する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フランジを有する形鋼
の熱間圧延による製造に際し、特に鋳造された素鋼片を
上下２本のロールを有する二重式圧延機で圧延して形鋼
の粗圧延を行う際の、圧延方向の断面変動を抑制するの
に有効な粗圧延機および粗圧延方法に関する。以下、形
鋼の例としてＨ形鋼を例にとって本発明を説明する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｈ形鋼の粗圧延においてウェブを
延伸する際、ウェブを延伸すると同時にフランジ部も延
伸されてしまうため、フランジ部の断面が過度に減少
し、最終製品寸法を考えた場合、特にフランジ部の幅が
所定の長さに達しないという問題が生じ、またはフラン
ジ部の角落ちと称される、フランジ角部が直角にならな
い等の問題もあった。

【０００３】特開平２−14121 号公報では、このような
問題を解決するために、フランジ造形孔型幅が被圧延材
のエッジング終了後のフランジ厚より少なくとも10％以
上大きくとり、孔型全幅がエッジング終了後のウェブ高
さとほぼ等しく形成されるとともに、前記ウェブ押圧部
が、幅方向に中央凸状の緩やかな曲面に形成された成形
孔型によって被圧延材のウェブ部を繰り返し圧下して、
フランジ部へのメタルフローを行わしめつつ圧延するこ
とを特徴とする方法を提案している。

【０００４】特開昭57−171501号公報には、フランジ部
に対してはロールによる変形を加えず、ウェブ部のみに
被圧延材の全断面積に対する非圧下部の断面積の比が0.
6 以上となる状態で圧下を加えることを特徴とする粗圧
延方法が記載されている。

【０００５】しかしながら、これらの方法はいずれも、
充満率の変動を生ずるという欠点を有している。

【０００６】ここに、充満率が低いということは、圧延
時に拘束されていない部分が大きいということを意味す
るのであって、結局、粗圧延機の長さ方向の温度のばら
つき（焼け具合) 等によってフランジの寸法（厚、幅）
や形状もばらつくことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、孔型と被
圧延材の大きさが大きく異なり、充満率が小さくなる
と、圧延材の圧延方向のフランジ部断面積が大きく変動
し、結果としてフランジ幅や厚の変動が大きくなるとい
う欠点を有している。

【０００８】一般に、同一孔型でリバース圧延を複数回
行うと、図１にその傾向を概念的に示す如く、ウェブの
薄肉化に伴い、フランジの充満率が低下する傾向が見ら
れる。

【０００９】

【数１】

【００１０】従って、前記公報において提案された方法
では、そもそも初期パスにおいて充満率が良くても、圧
下が進むにつれて充満率が低下する特性があるにもかか
わらず、エッジング終了時から大きく充満率を低下させ
るような孔型設計では、圧延方向のフランジ部断面積変
動をさらに大きくすることとなり、精度の良いフランジ
を有する形鋼を製造するには適しておらず、製品の良品
歩留をかえって悪化させる恐れがある。

【００１１】従って、本発明の目的は、このウェブ圧下
に伴うフランジの肉引けによる被圧延材の圧延方向のフ
ランジ断面形状のばらつきを減少させ、寸法精度の良い
フランジを有する形鋼が製造可能な粗圧延機および粗圧
延方法を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】形鋼の熱間圧延に際して
は、加熱炉より抽出された粗鋼片を粗圧延（ブレークダ
ウン圧延、BD）し、次いで粗ユニバーサル圧延機とエッ
ジャー圧延機でもって粗成形し、最後に仕上げユニバー
サル圧延機でもって目的寸法に仕上げる。

【００１３】このとき、ブレークダウン圧延に際して
は、所定の孔型を有する圧延機にて素材のエッジングを
行うが、そのような一定形状の孔型の代わりに、幅可変
エッジヤー圧延機を用いて粗圧延を行ったところ、フラ
ンジ部の孔型幅Ｗをそのウェブ圧下が進行する度に変化
させることで、常にフランジの肉引けによる未充満をな
くし、圧延方向におけるフランジ幅変動を抑制すること
が可能となることを知り、本発明を完成した。

【００１４】ここに、本発明の要旨とするところは、上
下一対のロールから構成される形鋼の粗圧延機であっ
て、各ロールが、被圧延材のフランジ内面を拘束する断
面形状の凸部を有するアーバと、このアーバの回転軸方
向に位置調整自在にして設けられ、前記被圧延材のフラ
ンジ外面を拘束すると同時にフランジ先端を圧下するこ
とが可能なスリーブとを備えた、形鋼の粗圧延機であ
る。

【００１５】上記凸部は回転軸方向の幅一定あるいは幅
可変としてもよい。

【００１６】また、別の面からは本発明は、上記粗圧延
機を用い、各パス毎または数パス毎に、前記スリーブま
たは／および前記アーバの凸部を回転軸方向に移動させ
ることにより、被圧延材のフランジ内面は前記凸部によ
り、さらに前記スリーブにより被圧延材のフランジ外面
を拘束すると同時にフランジ先端を圧下するエッジング
圧延を行うことを特徴とする形鋼の粗圧延方法である。

【００１７】本発明に云う「粗圧延」は、ユニバーサル
圧延機による粗成形圧延に先行するいわゆるブレークダ
ウン圧延における粗圧延をいう。

【００１８】

【作用】次に、本発明を添付図面を参照してさらに詳細
に説明する。図２は本発明にかかる粗圧延機において用
いるロール構造の説明図であり、図中、回転軸10に取付
けられた凸部12を備えたアーバ13と、その回転軸方向に
移動自在であって位置調整可能な円筒状のスリーブ20と
から構成される圧延ロール30が示される。

【００１９】アーバ13の回転軸方向に移動・固定自在で
あってスランジ外面を拘束するスリーブ20は、凸部13の
左右に２個設けられている。このスリーブ20は前記アー
バ13の一般部( 凸部以外の部位) に挿着されるための内
孔を有する円筒部材である。その外径は前記アーバ13の
凸部12よりも大きくてもよく、特に制限を要するもので
はない。

【００２０】スリーブ20を回転軸方向に移動・固定させ
る手段、つまり位置調整手段は、ネジおよび油圧により
容易に実現できる。例えば、スリーブ20の円周上にアー
バ13の中心にまで達するボルト孔を設けて、ここにボル
トを噛合わせることによりスリーブ20をアーバ13に固定
できる。

【００２１】一方、被圧延材のフランジ内面を拘束する
には、フランジ内面に対応する断面形状の凸部12をアー
バ13に設ける。この凸部12は、図示例ではアーバ13本体
と一体のものであるが、回転軸方向に分離可能なもので
あっても、特に制限されない。

【００２２】ただし、凸部12は圧延時に被圧延材である
粗鋼片の内面を拘束するため、被圧延材の所望のフラン
ジ内面形状と一致する断面形状とすることが好ましい。

【００２３】分離型の凸部12を備える場合には、その回
転軸方向の幅を適宜変更する態様とすることもできる。
つまり、凸部12を幅可変に構成するのである。その場合
の凸部12とアーバ13との固定は前記スリーブの場合と同
様に行ってもよい。

【００２４】かかるロールを組み込んだ粗圧延機を使用
することにより、粗鋼片のロール孔型に対する充填率を
上げることができるため、結果として寸法、形状精度の
すぐれた粗圧延品の製造が可能となり、後続の粗ユニバ
ーサル圧延および仕上げ圧延を経て寸法、形状精度のよ
り優れた形鋼を製造することができる。

【００２５】図３に示すように、孔型フランジ幅寸法を
ウェブのつけ根側をＢ、反対側をＡとし、平均孔型フラ
ンジ幅〔Ｋ〕を、〔Ｋ＝ (Ａ＋Ｂ) ／２〕とする。同様
に、被圧延材の平均フランジ厚〔Ｇ〕を、〔Ｇ＝ (ａ＋
ｂ) ／２〕とする。

【００２６】また、ウェブ厚をＴｗとした場合、通常、
従来の造形孔型は、途中にフランジの噛出しを防止する
ために行うエッジングを除けば、連続してＴｗを薄くす
る圧延工程を取り、後段のユニバーサル圧延機及びエッ
ジャー圧延機からなるユニバーサルミル群に鋼片が送ら
れる。

【００２７】図４は、ウェブを連続して複数パス圧下を
行う際、孔型フランジ幅が固定されている従来法の場合
におけるフランジ孔型幅(K) または実際のフランジ厚
(G) とウエブ厚との関係を示すグラフである。図中の数
字はパス回数を表わす。以下同じ。このグラフの示す傾
向からも分かるように、そのウェブの圧下に伴い、その
被圧延材の平均フランジ厚が減少するのに対して、孔型
幅が一定のため、その差であるフランジ肉引け量は徐々
に大きくなる。このため、孔型に対して被圧延材の充満
度が圧延方向に変動し、製品フランジ幅およびフランジ
厚精度が悪化するという欠点があった。

【００２８】図５は本発明による粗鋼片の圧延の様子を
示す略式断面図であり、粗圧延中鋼片30は各パス毎にウ
エブ厚Twばかりでなくフランジ厚および幅が圧下される
ため、圧延毎に両スリーブの間の幅を調整することでフ
ランジ孔型幅Ｗを調整し、常に一定の充満率を確保して
いることが分かる。図示例ではスリーブを幅可変として
いるが、すでに述べたようにアーバ13の有する凸部12を
幅方向に分割形とすることで幅可変としてもよい。

【００２９】図中、矢印はスリーブ20の移動方向を示
す。

【００３０】したがって、本発明によれば、図２および
図５からも明らかな如く、フランジ孔型幅Ｗがそのウェ
ブ圧下のパス毎に変化可能な圧延ロールとなっているた
め、図６に示す如く、そのウェブの圧下に伴うフランジ
孔型幅をその肉引け量に応じて変化させることが可能で
あって、図６中に示すフランジ肉引け量ｇを常に一定化
することができる。

【００３１】図７は、図４および図６にそれぞれ対応す
る幅固定、幅可変のロールを使った場合のウェブ圧下に
伴う孔型充満率の変化を対比させて示している。図７の
グラフは、図４および図６のグラフをフランジ充満率を
もって単に書き換えたものであり、本発明例は実線で、
従来例は点線で表わされる。特に粗圧延において、最終
の放しウェブ厚を変化させても、フランジ孔型幅を可変
とすることにより、常に充満率の良い粗圧延機を次工程
に渡すことが可能であり、フランジ幅の変動の少ない製
品をその粗圧延の最終ウェブ厚によらず供給することが
可能である。

【００３２】このフランジ孔型幅可変ロールは、図２の
ように、アーバに対してスリーブ部が相対的に可動とな
る圧延ロールであり、例えばこれは特願平２−298050号
に示されるようなエッジャー圧延機の孔型幅可変ロール
の構造でもよい。

【００３３】また、造形孔型を２つ有し、レバース圧延
で順次圧延する粗圧延用のロールに適用すれば、２つあ
るいはそれ以上ある造形孔型の数を１つに集約して小形
化することが可能であり、さらには２本あるいはそれ以
上あるロールを１本に集約すればロールの保有数削減を
図ることができる。

【００３４】

【実施例】本例では、加熱炉→ブレークダウン圧延( 粗
圧延、BD) →粗ユニバーサル圧延＋エッジング圧延→仕
上げユニバーサル圧延の工程を経て、Ｈ形鋼を圧延し
た。

【００３５】BD圧延に用いたのは図２に示す粗圧延機で
あり、孔型幅可変とし、それ以外は慣用のものを用い
た。

【００３６】結果を表１および図８に示す。従来法では
孔型幅一定の粗圧延を行い、他は本発明例に同じであっ
た。

【００３７】図８の結果からも分かるように、本発明に
よればフランジ充満率は常に高く維持できるのが分か
る。なお、図中、○で示すのが本発明例である。

【００３８】また、表１からは最終製品の精度も大幅に
改善されるのが分かる。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、実施例に示す如く、粗
圧延時のフランジ充満率がウェブ厚の圧下によらず高い
レベルを維持することができ、その結果として、表に示
すように、最終製品のフランジ幅精度が２σで約半分と
なり、その圧延方向に寸法変動の少ない非常に高精度で
あるフランジを有する形鋼製品を製造することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウエブ厚とフランジ充満率との関係を概念的に
示すグラフである。

【図２】本発明にかかる粗圧延機において用いるロール
構造の説明図である。

【図３】粗鋼片の形状の説明図である。

【図４】従来例におけるウエブ厚とフランジ厚孔型幅と
の関係を示すグラフである。

【図５】本発明による粗鋼片の圧延の様子を示す略式断
面図である。

【図６】本発明におけるウエブ厚とフランジ厚孔型幅と
の関係を示すグラフである。

【図７】ウエブ厚とフランジ充満率との関係を示すグラ
フである。

【図８】本発明の実施例の結果をまとめて示すグラフで
ある。

【符号の説明】

10 : 回転軸 12 : 凸部 13 : アーバ 20 : スリーブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下一対のロールから構成される形鋼の
   粗圧延機であって、各ロールが、被圧延材のフランジ内
   面を拘束する断面形状の凸部を有するアーバと、このア
   ーバの回転軸方向に位置調整自在にして設けられ、前記
   被圧延材のフランジ外面を拘束すると同時にフランジ先
   端を圧下することが可能なスリーブとを備えた、形鋼の
   粗圧延機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の粗圧延機を用い、各パ
   ス毎または数パス毎に、前記スリーブまたは／および前
   記アーバの凸部を回転軸方向に移動させることにより、
   被圧延材のフランジ内面は前記凸部により、さらに前記
   スリーブにより被圧延材のフランジ外面を拘束すると同
   時にフランジ先端を圧下するエッジング圧延を行うこと
   を特徴とする形鋼の粗圧延方法。