JPH0698375B2 - ウェブ中心偏りの少ない形鋼の圧延方法 - Google Patents

ウェブ中心偏りの少ない形鋼の圧延方法

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JPH0698375B2
JPH0698375B2 JP41396890A JP41396890A JPH0698375B2 JP H0698375 B2 JPH0698375 B2 JP H0698375B2 JP 41396890 A JP41396890 A JP 41396890A JP 41396890 A JP41396890 A JP 41396890A JP H0698375 B2 JPH0698375 B2 JP H0698375B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B39/00Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/14Guiding, positioning or aligning work
    • B21B39/16Guiding, positioning or aligning work immediately before entering or after leaving the pass
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    • 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
    • B21B1/088H- or I-sections

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

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
をユニバーサルミルにより熱間圧延する際、ウェブ中心
偏りを少なくする圧延方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】H形鋼および類似形鋼の圧延は、ユニバ
ーサルミルで行われるのが一般的である。その方法の一
例を図7(a),(b) に示す。ブレークダウンミル1でH形
に類似した形状の粗造形を行った後、上下の水平ロール
2a、左右の竪ロール2bを有するユニバーサルミル2
によるウェブ部イ、フランジ部ロの延伸と、上下のエッ
ジャーロール3aを有するエッジャーミル3によるフラ
ンジ先端部ハの整形との組合せにより順次圧延を行い、
最後に所定の形状に整形する仕上ユニバーサルミル4に
よりH形鋼に製造する。
【0003】ユニバーサルミル群の圧延において、圧延
鋼材をミルへ誘導するためにガイドをミルへ取付ける。
すなわち、図6(a) に示すようにユニバーサルミル2の
入側および出側に夫々一体構造のガイド2c、2d、ま
た、同図(b) に示すようにエッジャーミル3の入側およ
び出側にも前記同様ガイド3c、3dを配設する。これ
等のガイドは一体構造のフリクションガイドであること
から、摩擦疵の防止あるいはガイドでの拘束による噛込
み不良防止の観点から、図7(b) に示す鋼材の内幅
u 、we および鋼材のウェブ厚みtu 、te より、ガ
イドの幅と図6に示す上下ガイドの隙cu 、ce は支障
のない範囲で大きく設定するのが普通である。
【0004】しかしなから、前記ガイドでは、ユニバー
サルミルでの圧延において図5に示すようにウェブ厚み
中心5とフランジ幅中心6との間にずれ、すなわちウェ
ブ中心偏りSが発生しやすい。この発生メカニズムを、
図7に示す仕上ユニバーサルミル4で圧延した場合を例
に図4で説明する。
【0005】上下の水平ロール4a、4a′と左右の竪
ロール4b、4b′からなる仕上ユニバーサルミル4の
入側に配設された上下のフリクションガイド10は、上
下水平ロール4a、4a′の中心であるパスライン7に
対し上下方向等距離cu /2に設定されていたとして
も、入側圧延鋼材のウェブ厚tu より入側ガイド隙cu
が大きいため入側圧延鋼材のウェブ部イの中心がパスラ
イン7と一致することはほとんどなく、一例として図4
のように傾いて仕上ユニバーサルミル4へ噛込むことが
十分考えられる。
【0006】一方、ユニバーサルミルでの圧延におい
て、フランジ部ロの竪ロール4b、4b′による厚み圧
下量は、圧延ウェブ波防止観点からウェブ部イの厚み圧
下量より大きく設定することと、ウェブ部イの厚み圧下
量は水平ロール4a、4a′の上下で1/2に振り分け
られるが、フランジ部ロの厚み圧下量は左右夫々単独で
圧下することから、見掛上フランジ部ロの圧下量がウェ
ブ部イの圧下量の倍以上に大きくなる。その結果、フラ
ンジ部ロの竪ロール噛込開始位置9はウェブ部イの水平
ロール噛込み開始位置8より前になることが一般的に知
られている。
【0007】図4のように入側鋼材が傾いて仕上ユニバ
ーサルミル4に挿入されると、フランジ部ロが垂直方向
上側へずれた状態で竪ロール4b、4b′へ噛込み、竪
ロール噛込み開始位置9の線上で固定される。その直
後、ウェブ部イは上水平ロール4aにより水平ロール噛
込み開始位置8の線上までα分変形され(ウェブ位置の
付替え現象という)、圧延後の製品にウェブ中心の偏り
S(α分ずれた状態)が発生する。
【0008】以上のように、従来のフリクションガイド
では、いかにパスラインに一致させて設定しても、上下
のガイド間隙が圧延鋼材より大きいためウェブ中心の偏
り悪化防止にはほとんど効果がないという問題があっ
た。
【0009】この問題を解決するため、H形鋼用ローラ
ーガイドが考えられている。その一例として、特開昭6
3−36914号公報記載のものがある。これは、ユニ
バーサルミルの圧延において、圧延鋼材のウェブ部とフ
ランジ内側部を夫々2組の横・縦のガイドローラーによ
り4点支持して圧延鋼材とガイドとの間隙を精密に設定
し、圧延用ロール孔型へ正確に案内誘導して圧延するこ
とによりガイドとの摩擦を防止し、寸法精度の高い製品
を造るものである。また、特開昭64−2715号公報
には、ユニバーサルミルでの圧延において、圧延鋼材の
上下フランジ先端をテーパー付ガイドローラーでユニバ
ーサルロールとのセンタリングをとりながら案内誘導し
て圧延することにより、ウェブの摩擦疵防止と寸法精度
の向上を図ることが開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、ウ
ェブ中心の偏り向上の観点である程度の改善効果を見出
し得るが、下記の問題点が残されている。
【0011】特開昭63−36914号公報記載のもの
は、圧延鋼材のウェブ部上下面のガイドローラーによる
保持が2対であるため、ウェブ中心偏り改善効果に難点
が存在する。その理由について図3により説明する。
【0012】前記一体構造のフリクションガイドの欠点
を補うため、ユニバーサル圧延における入側フリクショ
ンガイド10に対向した2対のガイドローラー11、1
2を上下方向の間隙をパスライン7に一致させて配設
し、圧延鋼材のウェブ部イの上下面を精密に保持し、案
内誘導しても、圧延鋼材には多少なりとも上下方向の曲
り(上下の反りともいう)が存在するため、図3のよう
に圧延鋼材を常にパスラインに一致させてユニバーサル
ミルに噛込ませることができない。従って、前記説明の
ように図3では上下水平ロール4aによりα′分だけウ
ェブ位置が付替えられて、圧延後ウェブ中心の偏りS′
が発生し易く、改善が十分でない。
【0013】特開昭64−2715号公報記載のもの
は、圧延鋼材の上下フランジ先端を保持してパスライン
に一致させながら案内誘導するので、これはユニバーサ
ル圧延前の鋼材にウェブ中心偏りが発生しているもの
を、ユニバーサル圧延で逆にウェブ位置を付替えて、ウ
ェブ中心偏りを矯正して改善するものと考えられる。こ
のメカニズムから考えると、圧延鋼材のフランジ幅を精
密に保持する必要があるが、フランジ幅はウェブ厚みよ
りバラツキがかなり大きいことからテーパーローラーで
フランジ幅を圧下しながら案内誘導することになり、以
下の問題が発生する。
【0014】まず、圧延鋼材のフランジ厚み相当分の幅
でテーパーローラーが局部磨耗し、厚みサイズ変りにフ
ランジ先端に段付疵が発生する。また、テーパーローラ
ーの局部磨耗が速く、頻繁にテーパーローラーの交換が
必要で圧延能率が低下する。そして、磨耗が速いためテ
ーパーローラーの間隙の精密な設定が難しい。さらに、
テーパーローラーをパスラインに対しかなり精密に設定
しないとウェブ中心偏り改善が逆効果となる等で実用的
でなく、テーパーローラーの間隙を粗くするとウェブ中
心偏りの改善効果は期待できなくなる。
【0015】本発明はこれらの問題点を解決し、実用的
でしかもウェブ中心偏りの少ない、フランジを有する形
鋼の圧延方法を提供する。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、フラン
ジを有する形鋼をユニバーサルミルにより熱間圧延する
に際し、ユニバーサルミルの入側ガイドにおいて圧延鋼
材のウェブ部上下面を対向した3対以上のガイドローラ
ーにより保持しながら案内誘導して圧延することを特徴
とするウェブ中心偏りの少ない形鋼の圧延方法である。
【0017】
【作 用】以下、本発明をH形鋼を例として詳細に説明
する。
【0018】図7(a) に示すミルレイアウト例におい
て、ブレークダウンミル1でH形に類似した形状の粗造
形を行った後、同図(b) に示すような形状のロールを用
いたユニバーサルミル2、エッジャーミル3、仕上ユニ
バーサルミル4の組合せにより圧延する際、ユニバーサ
ルミル2および仕上ユニバーサルミル4の入側に図2に
示すガイドを配設して圧延鋼材19を案内誘導する。す
なわち、ユニバーサルミルに取り付けたフリクションガ
イド10に、上下方向へ開度cu の調整可能な対向した
3対以上(3対の例で図示)のガイドローラー13、1
4、15を内蔵し、圧延鋼材19の全長にわたりウェブ
中心偏りの少ないH形鋼を製造する。
【0019】図1はウェブ中心偏りの少ないH形鋼を製
造できるメカニズムの説明図で、図7(a) の仕上ユニバ
ーサルミル4の例で示す。
【0020】上下水平ロール4a、4a′と左右の竪ロ
ール4b、4b′からなる仕上ユニバーサルミル4の入
側に配設したフリクションガイド10に内蔵した対向す
る3対のガイドローラー13、14、15で、圧延鋼材
19のウェブ部イの上下面を精密に保持する。すなわ
ち、3対のガイドローラー13、14、15の上下方向
間隙cu は圧延鋼材19のウェブ部イの厚みtu により
近似した値(cu ≧tu )とし、かつ上下水平ロール4
a、4a′の中心であるパスライン7に対して上下方向
等距離cu /2になるようパスライン7に一致させて設
定する。
【0021】図3に示した対向する2対のガイドローラ
ー11、12では、圧延鋼材の上下方向の曲りに対して
矯正する機能が欠如していたが、本発明では両側2対の
ガイドローラー13、15の間にあるガイドローラー1
4によって上下方向の曲りを矯正することが可能であ
り、この間にあるガイドローラーの数が多い程矯正効果
は向上する。このように、上下方向の曲りを矯正された
圧延鋼材19のウェブ部イおよびフランジ部ロは、上下
方向へずれのない状態で竪ロール噛込み開始位置9、次
いで水平ロール噛込み開始位置8と順次噛込でもウェブ
位置の付替え量α″は非常に少なく(α″≒0)なっ
て、ウェブ中心偏り(S″)の少ないH形鋼を得ること
ができる。なお、圧延鋼材19をパスライン7へより一
致させて竪ロール4b、4b′、上下水平ロール4a、
4a′へ噛込ませるには、ロール側のガイドローラー1
3と竪ロール噛込み開始位置9間での微妙な上下曲りが
あった場合にパスライン7とのずれを回避するため、ガ
イドローラー13とロールセンター間の距離はできる限
り小さく設定するのが良い。
【0022】図2においては、圧延鋼材19のフランジ
部ロの外面を側案内16に支持された竪ガイドローラー
17、18により保持した状態で示しているが、これは
左右のロールへの噛込みずれによる異常噛込みや、フラ
ンジ部ロの内側面にフリクションガイドによる摩擦疵が
生じるのを防止する等を考慮したもので、竪ガイドロー
ラー17、18がなくてもウェブ中心偏りの改善には支
障がない。
【0023】
【実施例】図7(a) に示すミルレイアウトで、H形鋼の
サイズH300 ×150 ×6.5/9 の試験圧延を実施した例を
説明する。
【0024】試験圧延には、図7に示すブレークダウン
ミル1、ユニバーサルミル2、エッジャーミル3、仕上
ユニバーサルミル4に通常の生産に使用するロールを使
用し、仕上ユニバーサルミル4の入側には、図1、図2
に示すような圧延鋼材19のウェブ部イに対向した3対
のガイドローラー13、14、15を備えたガイドを使
用した。ウェブ中心偏りの改善効果を比較評価するた
め、図3に示す対向した2対のガイドローラー11、1
2を備えた従来のガイド、および図4に示す通常圧延に
用いるフリクションガイドを使用し、表1に示す圧延条
件で試験圧延を実施した。
【0025】
【表1】
【0026】なお、フリクションガイドの設定は通常生
産圧延と同一にし、対向型3対ガイドローラーと対向型
2対ガイドローラーの設定条件は同一に、また図7に示
す各ミルのロールセット等の条件は3ガイド共同一にし
て比較評価が公平にできる圧延条件とした。
【0027】試験圧延を実施した結果を表2に示すが、
これは圧延鋼材の長さ方向においてとくに上下方向の曲
がりが発生し易く、ウェブ中心偏り精度の悪い先端側
(トップ)と後端側(ボトム)の結果で示してある。
【0028】
【表2】
【0029】
【外1】
【0030】工程能力指数Cp=( 5.0(公差の幅)−
| 外2 のずれ×2|)/6σ
【0031】
【外2】
【0032】各ガイド使用における中心偏りSの平均値
外3 、そのバラツキを表わす標準偏差σと工程能力
の目安となる工程能力指数Cpを示したが、フリクショ
ンガイドに対して対向型2対ガイドローラーの工程能力
指数Cpが若干向上しているのに較べ、対向型3対ガイ
ドローラーのCpは大幅に向上している。これは、対向
した3対のガイドローラーにより上下方向の曲りの矯正
が行われ、ウェブ中心偏り改善効果が顕著に表われたも
のである。
【0033】
【外3】
【0034】なお、ウェブ中心偏りSの定義は図5で説
明した通りであるが、ウェブ厚み中心5とフランジ幅中
心6とのずれSが下側にある(図示)場合がプラス値、
上側にある場合がマイナス値で、このサイズH 300×15
0 のウェブ中心偏りの公差は±2.5mm (JIS G 3
192)である。
【0035】本発明は実用性に秀れ、H形鋼等フランジ
を有する形鋼のウェブ中心偏りの少ない高精度な寸法を
得ることが容易となる。最近建築構造物加工の自動化が
進展しており、寸法精度向上の要求が高まっている実情
に対応して、とくにウェブ中心偏りの向上は難しい技術
であっただけにその効果は大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法によりウェブ中心偏りの少ないH形鋼
を製造できるメカニズムの説明図である。
【図2】本発明法で使用するガイドの構成を示す図で、
同図(a) は正面図、同図(b) は同図(a) のX−X矢視図
で、簡単のため側案内の投影を省略している。
【図3】対向した2対のガイドローラーで構成した従来
ガイドを使用して圧延した場合の問題点の説明図であ
る。
【図4】従来の一体構造のフリクションガイドを使用し
て圧延した場合の問題点の説明図である。
【図5】ウェブ中心偏りの定義の説明図である。
【図6】ガイドのユニバーサルミル(同図(a) )および
エッジャーミル(同図(b) )への取付構成を示す図であ
る。
【図7】H形鋼を圧延する場合のミルレイアウト例(同
図(a) )と、ユニバーサルミルおよびエッジャーミルに
使用されるロール形状と圧延状態(同図(b) )の説明図
である。
【符号の説明】
1 ブレークダウンミル 2 ユニバーサルミル 3 エッジャーミル 4 仕上ユニバーサルミル 5 ウェブ厚み中心 6 フランジ幅中心 7 パスライン 8 水平ロール噛込み開始位置 9 竪ロール噛込み開始位置 10 フリクションガイド 11、12 ガイドローラー 13〜15 ガイドローラー 16 側案内 17、18 竪ガイドローラー 19 圧延鋼材
フロントページの続き (72)発明者 佐岡 明博 千葉県君津市君津1 新日本製鐵株式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭50−23365(JP,A) 特開 昭61−162202(JP,A) 特開 昭63−36914(JP,A) 特開 昭64−2715(JP,A) 特開 平4−210811(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フランジを有する形鋼をユニバーサルミ
    ルにより熱間圧延するに際し、ユニバーサルミルの入側
    ガイドにおいて圧延鋼材のウェブ部上下面を対向した3
    対以上のガイドローラーにより保持しながら案内誘導し
    て圧延することを特徴とするウェブ中心偏りの少ない形
    鋼の圧延方法。
JP41396890A 1990-12-26 1990-12-26 ウェブ中心偏りの少ない形鋼の圧延方法 Expired - Lifetime JPH0698375B2 (ja)

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JP4997934B2 (ja) * 2006-11-21 2012-08-15 Jfeスチール株式会社 ガイド装置
CN114309057A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 无锡市方顺型钢科技有限公司 一种异型钢的冷轧加工方法

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