JPH07256301A - フランジを有する形鋼の圧延方法 - Google Patents
フランジを有する形鋼の圧延方法Info
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- JPH07256301A JPH07256301A JP4814994A JP4814994A JPH07256301A JP H07256301 A JPH07256301 A JP H07256301A JP 4814994 A JP4814994 A JP 4814994A JP 4814994 A JP4814994 A JP 4814994A JP H07256301 A JPH07256301 A JP H07256301A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 Ｈ形鋼のウェブ高さを形状の不良なく造り分
ける圧延方法。 【構成】 中間圧延工程IIと仕上圧延工程IIIの間に中
間圧延工程に近接して胴幅可変機構を装備した２重式圧
延機を設置した設備によるフランジを有する形鋼の圧延
方法において、中間ユニバーサル圧延機ＲＵの水平ロー
ル２Ｈにてウェブ２ａの両端部にその幅方向断面形状が
曲率半径の異なる円弧の組合せからなる余肉部１８を形
成するとともに、フランジ１ａの外傾斜角度Θを以下の
式、 ｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面形状を
異なる半径の円弧を組み合わせ滑らかに形成したロール
Ｒ２Ｈｉで余肉部を圧下しながらウェブ高さを拡幅する
ことにより、ロールへの噛込み性を改善して大拡幅圧延
を可能とするともに、ウェブ幅方向の引張塑性歪の分布
を均一化してくびれを抑制する。
ける圧延方法。 【構成】 中間圧延工程IIと仕上圧延工程IIIの間に中
間圧延工程に近接して胴幅可変機構を装備した２重式圧
延機を設置した設備によるフランジを有する形鋼の圧延
方法において、中間ユニバーサル圧延機ＲＵの水平ロー
ル２Ｈにてウェブ２ａの両端部にその幅方向断面形状が
曲率半径の異なる円弧の組合せからなる余肉部１８を形
成するとともに、フランジ１ａの外傾斜角度Θを以下の
式、 ｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面形状を
異なる半径の円弧を組み合わせ滑らかに形成したロール
Ｒ２Ｈｉで余肉部を圧下しながらウェブ高さを拡幅する
ことにより、ロールへの噛込み性を改善して大拡幅圧延
を可能とするともに、ウェブ幅方向の引張塑性歪の分布
を均一化してくびれを抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フランジを有する形鋼
の圧延方法に関し、特にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不
良なく効率的に造り分ける圧延方法に関するものであ
る。
の圧延方法に関し、特にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不
良なく効率的に造り分ける圧延方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、圧延にて製造されているＨ形鋼、
Ｉ形鋼等のフランジを有する形鋼は、品種、サイズの数
が非常に多いのが特徴であり、需要家ニーズの多様化に
伴い、さらに多品種、多サイズ化の傾向が強まりつつあ
る。従来圧延方法で、これらの多品種、多サイズの形鋼
を製造するためには、その形鋼に対応した多数の専用圧
延ロール及び専用ガイドが必要であり、ロール・ガイド
の組替え回数が多くなるため、時間損失が増大し、生産
性を著しく損なうことになる。
Ｉ形鋼等のフランジを有する形鋼は、品種、サイズの数
が非常に多いのが特徴であり、需要家ニーズの多様化に
伴い、さらに多品種、多サイズ化の傾向が強まりつつあ
る。従来圧延方法で、これらの多品種、多サイズの形鋼
を製造するためには、その形鋼に対応した多数の専用圧
延ロール及び専用ガイドが必要であり、ロール・ガイド
の組替え回数が多くなるため、時間損失が増大し、生産
性を著しく損なうことになる。
【０００３】この具体例としてＨ形鋼の場合を以下に述
べる。図８（ａ）は、従来のＨ形鋼圧延設備列の代表例
を示したものであるが、粗圧延工程Ｉのブレークダウン
圧延機ＢＤ、その後引続いて中間圧延工程IIの４ロール
ユニバーサル圧延機ＲＵとエッジャー圧延機Ｅ、および
仕上圧延工程III の仕上げ用４ロールユニバーサル圧延
機ＦＵで構成されている。
べる。図８（ａ）は、従来のＨ形鋼圧延設備列の代表例
を示したものであるが、粗圧延工程Ｉのブレークダウン
圧延機ＢＤ、その後引続いて中間圧延工程IIの４ロール
ユニバーサル圧延機ＲＵとエッジャー圧延機Ｅ、および
仕上圧延工程III の仕上げ用４ロールユニバーサル圧延
機ＦＵで構成されている。
【０００４】図８（ｂ）は図８（ａ）における圧延工程
Ｉ，II,IIIで造形された圧延材料の各々の形状４，５，
６を示す。図９はＨ形鋼を圧延するユニバーサル圧延法
の圧延用ロールと圧延される材料の関係を示しており、
ユニバーサル圧延機の機能上、圧延中に同一セットのロ
ール対で自由に変化が可能となる寸法は、上水平ロール
７と下水平ロール８の間の隙間９および左右竪ロール１
０，１１の間の隙間１２，１３のみとなる。したがっ
て、Ｈ形鋼のウェブ厚９とフランジ厚の１２，１３につ
いては変化させることができるが、ウェブ内幅ＩＷは一
定にならざるを得ない。その結果、Ｈ形鋼製品の厚み９
が異なるシリーズを圧延するに際し、左右のフランジ厚
１２，１３を変化させれば当然ウェブ内幅ＩＷと左右の
フランジ厚１２，１３を合計したウェブ高さＯＷは種々
の寸法に変化せざるを得ないことになる。
Ｉ，II,IIIで造形された圧延材料の各々の形状４，５，
６を示す。図９はＨ形鋼を圧延するユニバーサル圧延法
の圧延用ロールと圧延される材料の関係を示しており、
ユニバーサル圧延機の機能上、圧延中に同一セットのロ
ール対で自由に変化が可能となる寸法は、上水平ロール
７と下水平ロール８の間の隙間９および左右竪ロール１
０，１１の間の隙間１２，１３のみとなる。したがっ
て、Ｈ形鋼のウェブ厚９とフランジ厚の１２，１３につ
いては変化させることができるが、ウェブ内幅ＩＷは一
定にならざるを得ない。その結果、Ｈ形鋼製品の厚み９
が異なるシリーズを圧延するに際し、左右のフランジ厚
１２，１３を変化させれば当然ウェブ内幅ＩＷと左右の
フランジ厚１２，１３を合計したウェブ高さＯＷは種々
の寸法に変化せざるを得ないことになる。
【０００５】すなわち、従来の圧延法で圧延されるＨ形
鋼は、図１０に示すごとくウェブ内幅ＩＷが一定であ
り、フランジ厚Ｔｆ１がＴｆ２に変化することによって
ウェブ高さＯＷ１がＯＷ２に変化する、いわゆるウェブ
内幅一定の製品シリーズとなる。もし、ウェブ高さ一定
のＨ形鋼製品シリーズをユニバーサル圧延機を用いた従
来圧延法で製造しようとすると、ウェブ内幅の変化に応
じて、粗圧延〜中間圧延〜仕上圧延の全工程における上
下水平ロールの大半を準備することになり、大量のロー
ル本数を必要とするとともに頻繁なロール組替え作業を
行なわなければならず、著しい製造コスト高をまねくの
で、実質的にこの方法を採用することは不可能である。
鋼は、図１０に示すごとくウェブ内幅ＩＷが一定であ
り、フランジ厚Ｔｆ１がＴｆ２に変化することによって
ウェブ高さＯＷ１がＯＷ２に変化する、いわゆるウェブ
内幅一定の製品シリーズとなる。もし、ウェブ高さ一定
のＨ形鋼製品シリーズをユニバーサル圧延機を用いた従
来圧延法で製造しようとすると、ウェブ内幅の変化に応
じて、粗圧延〜中間圧延〜仕上圧延の全工程における上
下水平ロールの大半を準備することになり、大量のロー
ル本数を必要とするとともに頻繁なロール組替え作業を
行なわなければならず、著しい製造コスト高をまねくの
で、実質的にこの方法を採用することは不可能である。
【０００６】このような従来法における欠点を解消する
方法として、特開平４−２８８９０１号公報および特開
平４−２８８９０２号公報が周知である。図４は特開平
４−２８８９０１号公報の圧延手段を示す略図である。
図において、中間ユニバーサル圧延機の水平ロール１１
ｈ、竪ロール１１ｖによりフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部へ余肉を形成する第１工程、次に、
ロール幅調整可能な圧延ロール１２を一対装着した圧延
機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を大き
く設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内幅の
拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さまで
余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅拡大
に転化させる第２工程、さらに、ロール胴幅が一定のロ
ール１３にて被圧延材のウェブを圧延しウェブ両端部に
余肉を形成する第３工程、の三つの工程を繰り返すこと
により所定のウェブ高さを得るものである。また、特開
平４−２８８９０２号公報の概要図を図５に示した。こ
の方法は、まず中間ユニバーサル圧延機の水平ロール１
１ｈ、竪ロール１１ｖによりフランジとウェブの付根部
分およびウェブ両端部へ余肉を形成する第１工程、次
に、ロール幅調整可能な圧延ロール１２を一対装着した
圧延機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を
大きく設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内
幅の拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さ
まで余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅
拡大に転化させる第２工程、との二つの工程を繰り返す
ことにより所定のウェブ高さが得られる、というもので
ある。
方法として、特開平４−２８８９０１号公報および特開
平４−２８８９０２号公報が周知である。図４は特開平
４−２８８９０１号公報の圧延手段を示す略図である。
図において、中間ユニバーサル圧延機の水平ロール１１
ｈ、竪ロール１１ｖによりフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部へ余肉を形成する第１工程、次に、
ロール幅調整可能な圧延ロール１２を一対装着した圧延
機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を大き
く設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内幅の
拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さまで
余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅拡大
に転化させる第２工程、さらに、ロール胴幅が一定のロ
ール１３にて被圧延材のウェブを圧延しウェブ両端部に
余肉を形成する第３工程、の三つの工程を繰り返すこと
により所定のウェブ高さを得るものである。また、特開
平４−２８８９０２号公報の概要図を図５に示した。こ
の方法は、まず中間ユニバーサル圧延機の水平ロール１
１ｈ、竪ロール１１ｖによりフランジとウェブの付根部
分およびウェブ両端部へ余肉を形成する第１工程、次
に、ロール幅調整可能な圧延ロール１２を一対装着した
圧延機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を
大きく設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内
幅の拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さ
まで余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅
拡大に転化させる第２工程、との二つの工程を繰り返す
ことにより所定のウェブ高さが得られる、というもので
ある。
【０００７】前記の従来の２つの圧延方法では、中間ユ
ニバーサル圧延機で圧延した後の外側方向に傾斜したフ
ランジ内側面と粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの中
心軸に垂直な面とがなす角度（本発明では、これをフラ
ンジ外傾斜角度Θという）は規定されていないが、従来
と同程度の６°前後と推定される。このようなフランジ
角度を有する被圧延材のウェブ内幅を図４（図５）中の
ロール１２で拡大する場合にはロール１２とフランジと
の幾何学的関係から、１回当たりのウェブ内幅の拡大量
ΔＷが高々１５ｍｍ程度でも、フランジ先端部がロール
１２のコーナー部に突き当たって被圧延材がロール１２
に安定して噛み込まないという現象が起こる。また、無
理をして１５ｍｍより大きい拡幅を行うと、中間ユニバ
ーサル圧延機で成形された余肉形状が急激に変化するた
め、１回目の拡幅では図６（ａ）に示すように余肉境界
部４３でくびれが発生する。また、２回目以降ではウェ
ブ拡幅圧延前の余肉形状がフラットな形状であるため、
図６（ｂ）に示すようにコーナー部４１および余肉境界
部４３の両方でくびれが発生する。以下に、この２回目
のくびれ現象について、図７を用いて詳しく説明する。
図７の（ａ）はフラット外形線１５Ｓを有するロール１
２により１回目の拡幅を行った後、前記の水平ロール１
１ｈまたはロール１３によりウェブの両端部に外形線１
８Ｓを有する余肉が再生された後の被圧延材を前記ロー
ル１２で再度圧延している状況を示した。ただし、被圧
延材の断面形状はウェブセンターラインＬｃを境にほぼ
左右対称であることから、図７では左半断面のみを示し
た。この圧延状態から、さらに、前記のロール１２を用
いてウェブ内幅を拡大する際の塑性引張応力σＴ、ウェ
ブ幅方向の温度Ｔ、およびウェブ幅方向の塑性引張歪ε
のウェブ幅方向分布Ｃ１，Ｃ２、およびＣ３を図７
（ｂ）に示した。本図より、塑性引張歪εの分布Ｃ３は
コーナー部４１に相当するＰ１および余肉境界部４３に
相当するＰ２でピークを持ち、この部分でくびれが発生
することが分かる。したがって、被圧延材のロールへの
噛込み性およびウェブくびれの両面から前記２つの圧延
方法では１回の拡幅圧延当たり１５ｍｍより大きなウェ
ブ高さの拡幅は望めない。
ニバーサル圧延機で圧延した後の外側方向に傾斜したフ
ランジ内側面と粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの中
心軸に垂直な面とがなす角度（本発明では、これをフラ
ンジ外傾斜角度Θという）は規定されていないが、従来
と同程度の６°前後と推定される。このようなフランジ
角度を有する被圧延材のウェブ内幅を図４（図５）中の
ロール１２で拡大する場合にはロール１２とフランジと
の幾何学的関係から、１回当たりのウェブ内幅の拡大量
ΔＷが高々１５ｍｍ程度でも、フランジ先端部がロール
１２のコーナー部に突き当たって被圧延材がロール１２
に安定して噛み込まないという現象が起こる。また、無
理をして１５ｍｍより大きい拡幅を行うと、中間ユニバ
ーサル圧延機で成形された余肉形状が急激に変化するた
め、１回目の拡幅では図６（ａ）に示すように余肉境界
部４３でくびれが発生する。また、２回目以降ではウェ
ブ拡幅圧延前の余肉形状がフラットな形状であるため、
図６（ｂ）に示すようにコーナー部４１および余肉境界
部４３の両方でくびれが発生する。以下に、この２回目
のくびれ現象について、図７を用いて詳しく説明する。
図７の（ａ）はフラット外形線１５Ｓを有するロール１
２により１回目の拡幅を行った後、前記の水平ロール１
１ｈまたはロール１３によりウェブの両端部に外形線１
８Ｓを有する余肉が再生された後の被圧延材を前記ロー
ル１２で再度圧延している状況を示した。ただし、被圧
延材の断面形状はウェブセンターラインＬｃを境にほぼ
左右対称であることから、図７では左半断面のみを示し
た。この圧延状態から、さらに、前記のロール１２を用
いてウェブ内幅を拡大する際の塑性引張応力σＴ、ウェ
ブ幅方向の温度Ｔ、およびウェブ幅方向の塑性引張歪ε
のウェブ幅方向分布Ｃ１，Ｃ２、およびＣ３を図７
（ｂ）に示した。本図より、塑性引張歪εの分布Ｃ３は
コーナー部４１に相当するＰ１および余肉境界部４３に
相当するＰ２でピークを持ち、この部分でくびれが発生
することが分かる。したがって、被圧延材のロールへの
噛込み性およびウェブくびれの両面から前記２つの圧延
方法では１回の拡幅圧延当たり１５ｍｍより大きなウェ
ブ高さの拡幅は望めない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を発生させず、かつロール保有数を増大させることなく
効率的にウェブ高さを自在に調整するフランジを有する
形鋼の圧延方法を提供することを目的とする。
を発生させず、かつロール保有数を増大させることなく
効率的にウェブ高さを自在に調整するフランジを有する
形鋼の圧延方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、粗圧延
工程、中間圧延工程、および仕上圧延工程からなる形鋼
圧延プロセスの中間圧延工程と仕上圧延工程との間に中
間圧延工程に近接して胴幅可変機構を有する２重式圧延
機を設置した圧延設備によってフランジを有する形鋼を
圧延する方法において、前記中間圧延工程のユニバーサ
ル圧延機を用いて被圧延材のウェブ両端部にその幅方向
断面の外形線が曲率半径の異なる複数個の円弧の部分の
組合せからなる余肉部を形成するとともに、被圧延材の
フランジ外傾斜角度Θを、ウェブ高さの目標拡幅量Δ
Ｗ、被圧延材のフランジ幅Ｆ、ウェブ厚ｔｗ、および余
肉高さｈｒで表される下記の式、 ｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面の外形
線を曲率半径の異なる複数個の円弧の部分を組み合わせ
た形状に形成した前記２重式圧延機のロールの胴幅を前
記ユニバーサル圧延機の水平ロールの胴幅より大きく設
定し、前記２重式圧延機のロールにて前記余肉部を圧下
しつつ少なくとも１回のウェブ高さの拡幅圧延を行うフ
ランジを有する形鋼の圧延方法、および前記２重式圧延
機によりウェブ高さの拡幅圧延を行った後、左右一対の
竪ローラーでフランジ外側面を押圧し、フランジ角度を
矯正し、その後に仕上げ圧延するフランジを有する形鋼
の圧延方法にある。
工程、中間圧延工程、および仕上圧延工程からなる形鋼
圧延プロセスの中間圧延工程と仕上圧延工程との間に中
間圧延工程に近接して胴幅可変機構を有する２重式圧延
機を設置した圧延設備によってフランジを有する形鋼を
圧延する方法において、前記中間圧延工程のユニバーサ
ル圧延機を用いて被圧延材のウェブ両端部にその幅方向
断面の外形線が曲率半径の異なる複数個の円弧の部分の
組合せからなる余肉部を形成するとともに、被圧延材の
フランジ外傾斜角度Θを、ウェブ高さの目標拡幅量Δ
Ｗ、被圧延材のフランジ幅Ｆ、ウェブ厚ｔｗ、および余
肉高さｈｒで表される下記の式、 ｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面の外形
線を曲率半径の異なる複数個の円弧の部分を組み合わせ
た形状に形成した前記２重式圧延機のロールの胴幅を前
記ユニバーサル圧延機の水平ロールの胴幅より大きく設
定し、前記２重式圧延機のロールにて前記余肉部を圧下
しつつ少なくとも１回のウェブ高さの拡幅圧延を行うフ
ランジを有する形鋼の圧延方法、および前記２重式圧延
機によりウェブ高さの拡幅圧延を行った後、左右一対の
竪ローラーでフランジ外側面を押圧し、フランジ角度を
矯正し、その後に仕上げ圧延するフランジを有する形鋼
の圧延方法にある。
【００１０】
【作用】本発明の基本圧延プロセスは、図１（ａ），
（ｂ）に示すように、ビームブランク４を供給する粗圧
延工程Ｉの粗圧延機ＢＤ、該ビームブランク４を大略Ｈ
形状に圧延しウェブ２ａの両端部に余肉部１８を付与す
るとともにフランジ１ａの外傾斜角度Θを適正値に成形
する中間圧延工程IIのユニバーサル圧延機ＲＵ、フラン
ジ部１ａの幅（ＦｃｏｓΘ）を成形するエッジャー圧延
機Ｅ、中間圧延工程IIに近接して設置されウェブ高さを
調整する機能を持つ２重式圧延機２Ｈｉ、そして最終製
品まで圧延する仕上圧延工程III の仕上ユニバーサル圧
延機ＦＵにより構成される。
（ｂ）に示すように、ビームブランク４を供給する粗圧
延工程Ｉの粗圧延機ＢＤ、該ビームブランク４を大略Ｈ
形状に圧延しウェブ２ａの両端部に余肉部１８を付与す
るとともにフランジ１ａの外傾斜角度Θを適正値に成形
する中間圧延工程IIのユニバーサル圧延機ＲＵ、フラン
ジ部１ａの幅（ＦｃｏｓΘ）を成形するエッジャー圧延
機Ｅ、中間圧延工程IIに近接して設置されウェブ高さを
調整する機能を持つ２重式圧延機２Ｈｉ、そして最終製
品まで圧延する仕上圧延工程III の仕上ユニバーサル圧
延機ＦＵにより構成される。
【００１１】まず、前記特開平４−２８８９０１号公報
および特開平４−２８８９０２号公報記載の圧延方法で
の第１の課題、すなわち大拡幅時の被圧延材の噛込み不
良を防止するための本発明手段を説明する。図２
（ａ），（ｂ）は、前記ユニバーサル圧延機ＲＵでウェ
ブ２ａの両端部にその幅方向断面形状が曲率半径Ｒ１〜
ＲＮの円弧の部分の組合せからなる余肉部１８を付与す
るとともにフランジ１ａの外傾斜Θを適正に成形した被
圧延材のウェブ高さを前記２重式圧延機２Ｈｉで拡幅す
る場合の状況の説明図である。本発明では、所望の拡幅
量ΔＷに対応してフランジ角度Θの範囲を以下の（１）
式で与える。
および特開平４−２８８９０２号公報記載の圧延方法で
の第１の課題、すなわち大拡幅時の被圧延材の噛込み不
良を防止するための本発明手段を説明する。図２
（ａ），（ｂ）は、前記ユニバーサル圧延機ＲＵでウェ
ブ２ａの両端部にその幅方向断面形状が曲率半径Ｒ１〜
ＲＮの円弧の部分の組合せからなる余肉部１８を付与す
るとともにフランジ１ａの外傾斜Θを適正に成形した被
圧延材のウェブ高さを前記２重式圧延機２Ｈｉで拡幅す
る場合の状況の説明図である。本発明では、所望の拡幅
量ΔＷに対応してフランジ角度Θの範囲を以下の（１）
式で与える。
【００１２】 ｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ-1（ΔＷ／２ｈｒ）（１） ここで、Ｆはフランジ幅、ｔｗはウェブ厚、ｈｒは余肉
高さである。（１）式でフランジ外傾斜角度Θの下限値
を与えるｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））は、図２
（ａ）に示すように前記２重式圧延機２ＨｉのロールＲ
２Ｈｉの外側面がフランジ内側面の最先端Ａ点から接触
を開始することを規定するものであり、フランジ外傾斜
角度Θがこの下限値以上であれば被圧延材がフランジに
衝突して噛み込まないという問題は生じない。なお、ロ
ールＲ２Ｈｉのコーナーアールは被圧延材のコーナーア
ールに対応させてあるため、該コーナーアールの範囲内
で材料が左右にずれても被圧延材のロールへの噛込みに
支障はない。また、フランジ傾斜角度Θの上限値を与え
るｔａｎ-1（ΔＷ／２ｈｒ）は、前記２重式圧延機２Ｈ
ｉロールＲ２Ｈｉがウェブ表面から余肉高さｈｒだけ離
れた位置Ｂ点でフランジと接触を開始することを規定す
るものであり、これよりΘが大きくなると、フランジを
介してウェブを幅方向に引き伸ばす力ＦＷが極端に小さ
くなり狙い通りの拡幅ができない。
高さである。（１）式でフランジ外傾斜角度Θの下限値
を与えるｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））は、図２
（ａ）に示すように前記２重式圧延機２ＨｉのロールＲ
２Ｈｉの外側面がフランジ内側面の最先端Ａ点から接触
を開始することを規定するものであり、フランジ外傾斜
角度Θがこの下限値以上であれば被圧延材がフランジに
衝突して噛み込まないという問題は生じない。なお、ロ
ールＲ２Ｈｉのコーナーアールは被圧延材のコーナーア
ールに対応させてあるため、該コーナーアールの範囲内
で材料が左右にずれても被圧延材のロールへの噛込みに
支障はない。また、フランジ傾斜角度Θの上限値を与え
るｔａｎ-1（ΔＷ／２ｈｒ）は、前記２重式圧延機２Ｈ
ｉロールＲ２Ｈｉがウェブ表面から余肉高さｈｒだけ離
れた位置Ｂ点でフランジと接触を開始することを規定す
るものであり、これよりΘが大きくなると、フランジを
介してウェブを幅方向に引き伸ばす力ＦＷが極端に小さ
くなり狙い通りの拡幅ができない。
【００１３】さらに、拡幅圧延された後のかなり大きな
フランジ角度を有する被圧延材を仕上圧延する場合に、
被圧延材の仕上ユニバーサル圧延機ＦＵへの噛込性を改
善するために、前記２重式圧延機２Ｈｉの後面または仕
上ユニバーサル圧延機ＦＵの前面に図１（ａ）の破線で
示すフランジ角度矯正用の竪ローラーＶＲを設置しフラ
ンジを押圧することにより、事前に所望のフランジ角度
に成形する方法も効果的である。
フランジ角度を有する被圧延材を仕上圧延する場合に、
被圧延材の仕上ユニバーサル圧延機ＦＵへの噛込性を改
善するために、前記２重式圧延機２Ｈｉの後面または仕
上ユニバーサル圧延機ＦＵの前面に図１（ａ）の破線で
示すフランジ角度矯正用の竪ローラーＶＲを設置しフラ
ンジを押圧することにより、事前に所望のフランジ角度
に成形する方法も効果的である。
【００１４】次に、前記従来手段での第２の課題、すな
わち大拡幅圧延時の被圧延材のウェブくびれを防止する
ための本発明手段を説明する。２重式圧延機２Ｈｉによ
るウェブ拡幅圧延方法は種々考えられるが、ここでは２
重式圧延機２ＨｉのロールＲ２Ｈｉによる１回目のウェ
ブ拡幅圧延が終了した後に中間ユニバーサル圧延機ＲＵ
の竪ロール２Ｖと水平ロール２Ｈの側面との隙を拡幅圧
延後の被圧延材のフランジ１ａを圧下しないように設定
し、前記水平ロール２Ｈで被圧延材のウェブ２ａを圧下
し１回目と同様な滑らかな外形線１８Ｓ’を有する余肉
部を付与した後に２回目のウェブ拡幅圧延を行う場合の
例を説明する。図３（ａ），（ｂ）には、２回目のウェ
ブ拡幅圧延時のロールＲ２Ｈｉと被圧延材との関係と、
ロールＲ２Ｈｉ該被圧延材のウェブ高さを再度拡幅する
際のウェブ幅方向の塑性引張応力σＴ、材料温度Ｔ、塑
性引張歪εの分布、すなわち曲線Ｃ４，Ｃ５、およびＣ
６とを示した。余肉圧下面１５Ｓ’を異なる曲率半径Ｒ
１’〜ＲＮ’の円弧の部分の組み合わせとした２重式圧
延機２ＨｉのロールＲ２Ｈｉを用いて１回目の拡幅を行
ったことにより、２回目の拡幅圧延を施す前の被圧延材
の余肉部の外形線１８Ｓ’は、前記従来手段の場合より
かなり滑らかとなる。このため、ウェブ幅方向の塑性引
張応力σＴは曲線Ｃ４のように滑らかに増加する。一
方、材料温度Ｔは曲線Ｃ５のコーナー部ほど高温とな
る。一般に鋼材は引張応力が大きいほど、また高温ほど
変形しやすいため、結果として生じるウェブ幅方向の塑
性引張歪εは曲線６のように局部的にピークを持つこと
無くほぼ均一な分布となり、ウェブのくびれは抑制され
る。なお、仕上圧延工程３での被圧延材の所望温度を考
慮した上で、上記の圧延をさらに数回繰り返すこともで
き、その場合にも同様にくびれは発生しない。
わち大拡幅圧延時の被圧延材のウェブくびれを防止する
ための本発明手段を説明する。２重式圧延機２Ｈｉによ
るウェブ拡幅圧延方法は種々考えられるが、ここでは２
重式圧延機２ＨｉのロールＲ２Ｈｉによる１回目のウェ
ブ拡幅圧延が終了した後に中間ユニバーサル圧延機ＲＵ
の竪ロール２Ｖと水平ロール２Ｈの側面との隙を拡幅圧
延後の被圧延材のフランジ１ａを圧下しないように設定
し、前記水平ロール２Ｈで被圧延材のウェブ２ａを圧下
し１回目と同様な滑らかな外形線１８Ｓ’を有する余肉
部を付与した後に２回目のウェブ拡幅圧延を行う場合の
例を説明する。図３（ａ），（ｂ）には、２回目のウェ
ブ拡幅圧延時のロールＲ２Ｈｉと被圧延材との関係と、
ロールＲ２Ｈｉ該被圧延材のウェブ高さを再度拡幅する
際のウェブ幅方向の塑性引張応力σＴ、材料温度Ｔ、塑
性引張歪εの分布、すなわち曲線Ｃ４，Ｃ５、およびＣ
６とを示した。余肉圧下面１５Ｓ’を異なる曲率半径Ｒ
１’〜ＲＮ’の円弧の部分の組み合わせとした２重式圧
延機２ＨｉのロールＲ２Ｈｉを用いて１回目の拡幅を行
ったことにより、２回目の拡幅圧延を施す前の被圧延材
の余肉部の外形線１８Ｓ’は、前記従来手段の場合より
かなり滑らかとなる。このため、ウェブ幅方向の塑性引
張応力σＴは曲線Ｃ４のように滑らかに増加する。一
方、材料温度Ｔは曲線Ｃ５のコーナー部ほど高温とな
る。一般に鋼材は引張応力が大きいほど、また高温ほど
変形しやすいため、結果として生じるウェブ幅方向の塑
性引張歪εは曲線６のように局部的にピークを持つこと
無くほぼ均一な分布となり、ウェブのくびれは抑制され
る。なお、仕上圧延工程３での被圧延材の所望温度を考
慮した上で、上記の圧延をさらに数回繰り返すこともで
き、その場合にも同様にくびれは発生しない。
【００１５】
【実施例】ウェブ高さ６ｍｍ、フランジ幅２００ｍｍの
Ｈ形鋼のウェブ高さを拡幅する場合を例にとって、前記
公開公報の圧延方法を用いた場合と本発明を適用した場
合とを比較し、本発明の有効性を実証する。
Ｈ形鋼のウェブ高さを拡幅する場合を例にとって、前記
公開公報の圧延方法を用いた場合と本発明を適用した場
合とを比較し、本発明の有効性を実証する。
【００１６】まず、前記従来手段では１回当たり１５ｍ
ｍの拡幅圧延が限界であり、それより大きい拡幅圧延を
行う場合には被圧延材のロールへの噛込み性が著しく悪
くなり、安定な操業を行う上で１５ｍｍの拡幅圧延が限
界である。また、図４または図５に示したように、余肉
成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウェブ拡幅
という繰り返し圧延を行ったところ、１回目のウェブ拡
幅圧延での拡幅量は１５ｍｍまで可能であったが、２回
目のウェブ拡幅圧延で１５ｍｍの拡幅を行うと被圧延材
のコーナーにくびれが発生し、２回目以降は１０ｍｍ程
度が限界であることが判明した。また、被圧延材の温度
低下が著しいため、これ以上の繰り返し圧延は無理であ
った。したがって、従来の圧延方法の限界拡幅量は、１
回目で１５ｍｍ、２および３回で各々１０ｍｍ、合計３
５ｍｍ程度である。
ｍの拡幅圧延が限界であり、それより大きい拡幅圧延を
行う場合には被圧延材のロールへの噛込み性が著しく悪
くなり、安定な操業を行う上で１５ｍｍの拡幅圧延が限
界である。また、図４または図５に示したように、余肉
成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウェブ拡幅
という繰り返し圧延を行ったところ、１回目のウェブ拡
幅圧延での拡幅量は１５ｍｍまで可能であったが、２回
目のウェブ拡幅圧延で１５ｍｍの拡幅を行うと被圧延材
のコーナーにくびれが発生し、２回目以降は１０ｍｍ程
度が限界であることが判明した。また、被圧延材の温度
低下が著しいため、これ以上の繰り返し圧延は無理であ
った。したがって、従来の圧延方法の限界拡幅量は、１
回目で１５ｍｍ、２および３回で各々１０ｍｍ、合計３
５ｍｍ程度である。
【００１７】これに対して、本発明では、１回当たり約
３０ｍｍの拡幅圧延が可能であった。この場合の条件
は、ウェブ高さの目標拡幅量ΔＷ＝３０ｍｍ、被圧延材
のフランジ幅Ｆ＝２００ｍｍ、ウェブ厚ｔｗ＝６ｍｍ、
余肉高さｈｒ＝２５ｍｍとして、前記（１）式によりフ
ランジ外傾斜角度Θは９°≦Θ≦３０°の範囲内に設定
した。即ち、本発明によるとフランジ外傾斜角度Θの適
正化により噛込み性が改善され、また拡幅圧延前の被圧
延材の余肉部形状を滑らかな形状とすることによりくび
れが抑制された。
３０ｍｍの拡幅圧延が可能であった。この場合の条件
は、ウェブ高さの目標拡幅量ΔＷ＝３０ｍｍ、被圧延材
のフランジ幅Ｆ＝２００ｍｍ、ウェブ厚ｔｗ＝６ｍｍ、
余肉高さｈｒ＝２５ｍｍとして、前記（１）式によりフ
ランジ外傾斜角度Θは９°≦Θ≦３０°の範囲内に設定
した。即ち、本発明によるとフランジ外傾斜角度Θの適
正化により噛込み性が改善され、また拡幅圧延前の被圧
延材の余肉部形状を滑らかな形状とすることによりくび
れが抑制された。
【００１８】また、本発明では、２重式圧延機のロール
の余肉圧下面の断面形状を適正化しているため、１回目
と同じ拡幅量を２回目以降のウェブ拡幅圧延でも実現で
き、余肉成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウ
ェブ拡幅という繰り返し圧延を行うことにより、３０ｍ
ｍ／回×３回＝９０ｍｍという大きなウェブ拡幅が可能
であった。なお、上記の圧延により得られた製品は良好
な品質を有していた。
の余肉圧下面の断面形状を適正化しているため、１回目
と同じ拡幅量を２回目以降のウェブ拡幅圧延でも実現で
き、余肉成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウ
ェブ拡幅という繰り返し圧延を行うことにより、３０ｍ
ｍ／回×３回＝９０ｍｍという大きなウェブ拡幅が可能
であった。なお、上記の圧延により得られた製品は良好
な品質を有していた。
【００１９】
【発明の効果】本発明を２重式圧延機によるウェブ高さ
の拡幅工程を有するフランジを有する形鋼の製造プロセ
スに適用することにより、２重式圧延機を用いて極端に
大きなウェブ拡幅を行ってもウェブくびれは発生せず、
良好なウェブ厚分布を有する製品に仕上圧延が可能であ
り、任意のウェブ高さのＨ形鋼製品シリーズを良好な品
質でかつ極めて少ないロール数で製造することができ
る。
の拡幅工程を有するフランジを有する形鋼の製造プロセ
スに適用することにより、２重式圧延機を用いて極端に
大きなウェブ拡幅を行ってもウェブくびれは発生せず、
良好なウェブ厚分布を有する製品に仕上圧延が可能であ
り、任意のウェブ高さのＨ形鋼製品シリーズを良好な品
質でかつ極めて少ないロール数で製造することができ
る。
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明によるＨ形鋼の圧延方
法の概略図。
法の概略図。
【図２】本発明によるウェブ拡幅圧延時の被圧延材の噛
込み不良の防止方法を説明する概略図。
込み不良の防止方法を説明する概略図。
【図３】（ａ）は本発明によるウェブ拡幅圧延時のロー
ルと被圧延材との関係を示す説明図、（ｂ）は本発明に
よるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方向の引張応力、温
度、および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略図。
ルと被圧延材との関係を示す説明図、（ｂ）は本発明に
よるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方向の引張応力、温
度、および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略図。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ），（ｇ）は従来の圧延方法の説明図。
（ｆ），（ｇ）は従来の圧延方法の説明図。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ），（ｇ）は従来の圧延方法の説明図。
（ｆ），（ｇ）は従来の圧延方法の説明図。
【図６】（ａ），（ｂ）はウェブくびれが発生する部位
の説明図。
の説明図。
【図７】（ａ）は従来方法によるウェブ拡幅圧延時のロ
ールと被圧延材との関係を示す説明図、（ｂ）は従来方
法によるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方向の引張応力、
温度、および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略
図。
ールと被圧延材との関係を示す説明図、（ｂ）は従来方
法によるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方向の引張応力、
温度、および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略
図。
【図８】（ａ），（ｂ）は従来のＨ形鋼圧延装置列の代
表例と、粗、中間、仕上げの各圧延機で圧延された各被
圧延材断面形状の説明図。
表例と、粗、中間、仕上げの各圧延機で圧延された各被
圧延材断面形状の説明図。
【図９】Ｈ形鋼ユニバーサル圧延機の機能説明図。
【図１０】ウェブ内幅一定の製品シリーズの説明図。
Ｉ…粗圧延工程 II…中間圧延工程 III …仕上圧延工程 ４…ビームブラン
ク ＢＤ…粗圧延機 １ａ…フランジ ２ａ…ウェブ １８…余肉部 Θ…フランジ傾斜角度 ＲＵ…中間ユニバ
ーサル圧延機 ２Ｈ…水平ロール ２Ｖ…竪ロール Ｅ…エッジャー圧延機 ２Ｈｉ…２重式圧
延機 Ｒ２Ｈｉ…２重式圧延機のロール ＦＵ…仕上ユニバ
ーサル圧延機 ＶＲ…フランジ角度矯正用の竪ローラー
ク ＢＤ…粗圧延機 １ａ…フランジ ２ａ…ウェブ １８…余肉部 Θ…フランジ傾斜角度 ＲＵ…中間ユニバ
ーサル圧延機 ２Ｈ…水平ロール ２Ｖ…竪ロール Ｅ…エッジャー圧延機 ２Ｈｉ…２重式圧
延機 Ｒ２Ｈｉ…２重式圧延機のロール ＦＵ…仕上ユニバ
ーサル圧延機 ＶＲ…フランジ角度矯正用の竪ローラー
Claims (2)
- 【請求項１】 粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上
圧延工程からなる形鋼圧延プロセスの中間圧延工程と仕
上圧延工程との間に中間圧延工程に近接して胴幅可変機
構を有する２重式圧延機を設置した圧延設備によってフ
ランジを有する形鋼を圧延する方法において、前記中間
圧延工程のユニバーサル圧延機を用いて被圧延材のウェ
ブ両端部にその幅方向断面の外形線が曲率半径の異なる
複数個の円弧の部分の組合せからなる余肉部を形成する
とともに、被圧延材のフランジ外傾斜角度Θを、ウェブ
高さの目標拡幅量ΔＷ、被圧延材のフランジ幅Ｆ、ウェ
ブ厚ｔｗ、および余肉高さｈｒで表される下記の式、 ｓｉｎ-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、余肉圧下面の胴幅方向断面の外形
線を曲率半径の異なる複数個の円弧の部分を組み合わせ
た形状に形成した前記２重式圧延機のロールの胴幅を前
記ユニバーサル圧延機の水平ロールの胴幅より大きく設
定し、前記２重式圧延機のロールにて前記余肉部を圧下
しつつ少なくとも１回のウェブ高さの拡幅圧延を行うこ
とを特徴とするフランジを有する形鋼の圧延方法。 - 【請求項２】 ２重式圧延機によりウェブ高さの拡幅圧
延を行った後、左右一対の竪ローラーでフランジ外側面
を押圧し、フランジ角度を矯正し、その後に仕上げ圧延
することを特徴とする請求項１記載のフランジを有する
形鋼の圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4814994A JP3272856B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | フランジを有する形鋼の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4814994A JP3272856B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | フランジを有する形鋼の圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256301A true JPH07256301A (ja) | 1995-10-09 |
| JP3272856B2 JP3272856B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=12795314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4814994A Expired - Fee Related JP3272856B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | フランジを有する形鋼の圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272856B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115092790A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-09-23 | 浙江保利电梯导轨制造有限公司 | 一种电梯导轨连接定位结构及其组件成型工艺 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP4814994A patent/JP3272856B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115092790A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-09-23 | 浙江保利电梯导轨制造有限公司 | 一种电梯导轨连接定位结构及其组件成型工艺 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3272856B2 (ja) | 2002-04-08 |
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