JPH06102202B2 - U形鋼矢板の圧延方法 - Google Patents

U形鋼矢板の圧延方法

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JPH06102202B2
JPH06102202B2 JP4311689A JP4311689A JPH06102202B2 JP H06102202 B2 JPH06102202 B2 JP H06102202B2 JP 4311689 A JP4311689 A JP 4311689A JP 4311689 A JP4311689 A JP 4311689A JP H06102202 B2 JPH06102202 B2 JP H06102202B2
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rolling
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啓徳 三浦
一夫 朝生
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川崎製鉄株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/082Piling sections having lateral edges specially adapted for interlocking with each other in order to build a wall

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) ウエブの幅端のそれぞれに、先端を互いに外向きにカー
リングさせたフランジを有するU形鋼矢板の熱間圧延に
おいては、該鋼矢板の圧延後から常温に至るまでの冷却
過程で、断面各部の厚み差に起因した仕上がり温度の不
均一によって、縮み差が生じ反り変形が避けられない。
この発明は、U形鋼矢板を熱間圧延する際に不可避な反
り変形の効果的な軽減を図ろうとするものである。
(従来の技術) U形鋼矢板は、ウエブの厚みが厚くフランジの厚みが比
較的薄い断面形状になるのが故に、熱間圧延後の仕上が
り温度がその断面において不均一であって、圧延後の冷
却過程では反り変形の発生は不可避であった(第9図、
第10図(a)参照)。
従来、このような反り変形の矯正は同一ラインに配設し
たローラの矯正機(3点曲げ)やオフラインに配設した
矯正装置が用いられてきたが、かかる装置などでは、反
り変形の矯正が不充分(第10図(b)参照)であるばか
りでなく生産性の著しい低下を余儀なくされた。
ここに、上述したようなU形鋼矢板の熱間圧延における
特有の変形を抑制する先行技術としては、被圧延材を拘
束制御冷却方式(特開昭63-281709号公報)あるいは温
度制御圧延方式(特開昭55-48404号公報)等が知られて
いる。
(発明が解決しようとする課題) 上記の従来技術は、熱間圧延の際にU形鋼矢板に生じた
反り変形をローラ矯正機などによって予め定められた許
容差内に修正し得る反り量まで抑制しようとするもので
あって、とくにU姿勢圧延方式(第11図(a))では、
テーブルに接触するウエブの抜熱が大きいのでウエブと
フランジとの温度差が小さくなり、また継手部の温度が
改善されフランジ先端のカーリングを司るロールの摩耗
が軽減されるため、ロールの寿命を延長できるといった
利点がある反面、被圧延材の平均温度が低下し圧延負荷
が増加したり、被圧延材の搬送が不安定、とくに下反り
変形が生じた場合には搬送用のドックで並列シフトがで
きない(クーリングベッドの入口で反転が必要)という
問題があった。
また、拘束制御冷却方式(第11図(b))は、鋼矢板の
逆反り変形までの制御が可能であり矯正機レスを実現す
ればスケール剥離のない良好な鋼矢板を得ることができ
るが、熱間圧延後の冷却過程では温度を測定するなどし
て細かい冷却コントロールが必要であり、しかも強制冷
却による材料特性上の問題や鋼矢板表裏面での不均一な
温度による平たん不良が出やすいといった問題がある
他、設備投資額が著しく上昇する不利があった。さらに
温度制御圧延方式(第11図(c))においては、圧延過
程の中に冷却待機時間を付加する必要性から生産性が著
しく低下するという問題があった。
この発明は、U形鋼矢板を熱間圧延する際に不可避な反
り変形を、生産性の大幅な低下をともなったり、複雑な
制御を行うことなく有利に軽減できる新規な圧延方法を
提案することを目的とする。
(課題を解決するための手段) この発明は、ウエブの幅端のそれぞれに、先端を互いに
外向きにカーリングさせたフランジを有するU形鋼矢板
を熱間圧延するにあたり、複数回にわたるブレークダウ
ン圧延および中間圧延を施したウエブおよびフランジを
有する逆U字断面の被圧延材に、該フランジをその先端
でそれぞれ外向きにカーリングさせて継手を形成する曲
げ加工と、ウエブ幅方向中央域に極わずかなクラウンを
形成する圧下を施したのち、被圧延材の先端を圧下ロー
ルに噛み込ませた状態で圧延材を停止させて該被圧延材
の後端を拘束しウエブのみの温度を低下させる強制冷却
を施した後最終パスを再開して被圧延材のウエブにおけ
るクラウンの微圧下により冷却の際に生じる反り変形を
緩和させる仕上げ圧延とすることを特徴とするU形鋼矢
板の圧延方法である。
さて、第1図にこの発明を実施するのに用いて好適な圧
延設備のレイアウトを模式的に示し、図中1は加熱炉、
2はブレイクダウンミル、3は中間ミル、4は被圧延材
Sのフランジfの先端にカーリングを施す曲げ加工用の
ローラガイド、5は拘束装置であり、6は水冷装置、7
は仕上げミル、8は熱間鋸断機そして9は冷却床であ
る。
加熱炉1にて所望の温度に加熱・均熱された圧延材S
を、例えば第2図に示すような流れに従って所定の断面
形状にまで圧延する場合を例にとって以下説明する。
被圧延材Sの各圧延過程における断面形状を第3図に示
すように、まず該被圧延材Sのブレイクダウン圧延(Ka
l,10〜8)、中間圧延(Kal,7〜4)過程は通常の要領
に従う。そしてこの圧延以降、仕上げミル7の最終パス
(Kal,1)に至るまでの間(Kal,3、2)では、まず被圧
延材Sのフランジfをその先端でカーリングさせて継手
Aを形成する曲げ加工とウエブwの幅方向中央域に極わ
ずかなクラウンC(0.2〜0.5mm程度)を形成する圧下を
施す。
そして上記の曲げ加工および圧下を行ったのち、被圧延
材Sの先端を仕上げミル7の圧下ロールに噛み込ませた
状態でその後端を拘束しつつウエブwのみの温度を、そ
の長手方向において均一に低下させる強制冷却を行い、
次いでこの強制冷却に引き続く仕上げ圧延の最終パスで
は、ウエブwに予め形成したクラウンC、圧下の際や冷
却時に生じた局部変形を矯正する整形程度の圧下を施
す。
(作 用) U形鋼矢板のフランジfにおける継手Aは、従来の圧延
では第4図に示すように仕上げ圧延の最終パスで所望の
形状になるように仕上げられていた。ここにこの発明に
おいてフランジfの継手Aを最終パス以前に仕上げるべ
く曲げ加工を行うのは、ウエブwに対する強制冷却で該
継手Aの温度が著しく低下し、このままの状態で曲げ加
工を行うと割れを発生し易いからである。またウエブw
の幅方向中央域にクラウンCを形成するのは、このよう
なクラウンCを形成しておくと、仕上げ圧延の最終パス
でウエブwのみを微圧下することによって、強制冷却時
や圧下によって生じた局部変形を効果的に緩和できるか
らである。
ここで上記のクラウンCは、最終パスによる微圧下の
際、被圧延材Sの反り変形がなくなるか、やや下反り傾
向になるくらいの圧下が得られる膨らみ量とするのがよ
い。
また、この発明では被圧延材Sのウエブwをその長手方
向において均一に強制冷却する際、該圧延材Sの先端を
圧延ロールに噛み込ませ、かつその後端を拘束装置5に
よって固定するが、これは被圧延材Sのウエブwに水冷
などの強制冷却を施すと第5図(a)(b)に示すよう
に反り変形の発生は不可避(とくに逆U字状で圧延する
場合には上反り)であり、そのさい先端・後端部の変形
量が最もおおきくなる。そして、先端における反りは次
パスへの噛み込みを不能とし、後端の反りは冷却装置6
による均一な冷却が実現できなくなるからである。
被圧延材Sの後端を固定する装置5としては、第6図に
示すようにフランジfの両サイドを拘束する形式のもの
を用いることができるが、被圧延材Sの後端が上反りす
るおそれがある場合には、第7図に示す如く、フランジ
fの両サイドおよびウエブwの上部を固定できる形式の
ものを用いてもよい。また第8図に示すように拘束装置
5を複数台設けておけば、被圧延材Sの先端を圧延ロー
ルに噛み込ませる際、これによる位置決めによって被圧
延材Sを該圧延ロールの孔型に正確に噛み込ませるのに
有利である。
以上のような要領で圧下・冷却に引き続いて最終パスに
て整形程度の微圧下を行うので熱間圧延後のU形鋼矢板
は最終パスの出側では、その温度が充分に低く、従って
従来常温に至るまでの冷却過程で生じていた大きな反り
変形などの発生は有利に軽減される。
なおこの発明に従う圧延を実施するに当たっては、被圧
延材Sの案内性や圧延後の搬送作業性を考慮して被圧延
材Sを逆U姿勢としておくのがよい。
(実施例) 加熱炉にて、1200〜1300℃に加熱・均熱した被圧延材を
ブレイクダウンミルおよび中間ミルにて各5〜11パスで
圧延し、その後仕上げ圧延では3パスで圧延することと
して、まずその1パス目は通常の圧延を、仕上げ圧延の
2パス目は被圧延材の幅の中央域に0.2〜0.5mmのクラウ
ンを形成し、さらに仕上げミルの入り側に設けたローラ
ガイドによって継手部を形成する曲げ加工を行った。そ
して仕上げ圧延の最終パスに通すに先立ち圧延ロールに
被圧延材の先端を噛み込ませ、ここで一たん搬送を停止
し、被圧延材の後端部を拘束装置で固定しつつフランジ
が極力冷却されないようにウエブに該ウエブの温度が75
0℃に達するまで水冷による強制冷却を施し、ついで圧
下率1〜2%になる微圧下程度の整形圧延を施した。
得られたU形鋼矢板における反り変形を調査したところ
その変形量は1m当り1.5mm以下であり、この発明に従う
圧延方法が極めて有効であることが確かめられた。
(発明の効果) かくしてこの発明によれば、U形鋼矢板の熱間圧延の終
了から常温に至るまでの冷却の間における反り変形を大
幅に緩和でき、ローラ矯正機の通過(オンライン矯正)
で充分使用に耐えうる許容値内に収めることが可能とな
り、また従来の反り変形の抑制技術と比較して圧延能率
の低下が少なく、しかも圧延に必要な動力の増加も少な
い比較的簡単な設備で反り変形を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明を実施するのに用いて好適な圧延設
備のレイアウトを示す図、 第2図は、この発明に従う圧延要領の説明図、 第3図は、各圧延段階における被圧延材の断面模式図、 第4図は、フランジ先端の継手の拡大断面図、 第5図(a),(b)は反り変形の発生状況説明図、 第6図(a),(b)、第7図および第8図は拘束装置
の説明図、 第9図は、U形鋼矢板の断面特性を示す図、 第10図(a),(b)はU形鋼矢板の反り変形および局
部変形を示す図、 第11図(a),(b),(c)は、従来の反り変形抑制
要領の説明図である。 1……加熱炉、2……ブレイクダウンミル 3……中間ミル、4……ローラガイド 5……拘束装置、6……水冷装置 7……仕上げミル、8……熱間鋸断機 9……冷却床

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエブの幅端のそれぞれに、先端を互いに
    外向きにカーリングさせたフランジを有するU形鋼矢板
    を熱間圧延するにあたり、 複数回にわたるブレークタウン圧延および中間圧延を施
    したウエブおよびフランジを有する逆U字断面の被圧延
    材に、該フランジをその先端でそれぞれ外向きにカーリ
    ングさせて継手を形成する曲げ加工と、ウエブ幅方向中
    央域に極わずかなクラウンを形成する圧下を施したの
    ち、被圧延材の先端を圧下ロールに噛み込ませた状態で
    圧延材を停止させて該被圧延材の後端を拘束しウエブの
    みの温度を低下させる強制冷却を施した後最終パスを再
    開して被圧延材のウエブにおけるクラウンの微圧下によ
    り冷却の際に生じる反り変形を緩和させる仕上げ圧延と
    することを特徴とするU形鋼矢板の圧延方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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