JPH0824924B2 - フランジを有する形材の圧延設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はフランジを有する、すなわちＨ形、溝形お
よびこれに類似の金属あるいは非金属製形材を圧延する
設備に関する。

（従来の技術） 現在製造されている形材はその種類、断面形状および
寸法が多岐にわたり、品種・サイズの数が非常に多いの
が特徴である。これらの多品種・多サイズの形材を製造
するために、従来の圧延設備では製品の品種・サイズご
とに対応して粗圧延から仕上圧延までを通じて使用され
る圧延用ロールおよび圧延用ロールの付属物としてのガ
イドは、原則的に専用として準備しなければならない。
また、ロール組替えの回数が多く、組替え時間の損失も
大きい。したがって、製品寸法の多様化や製造範囲の拡
大など需要家からのニーズに対しこれを満足させるため
にはコスト高となり、簡単に対応できないといった欠点
をもっている。

そこで、この発明の出願人は小ロットでも種々のサイ
ズのＨ形鋼、溝型鋼、鋼矢板等を効率的につくり分ける
ことができる圧延装置を提案した（特願昭58−77391参
照）。この圧延装置は圧延ロールが斜行ロールとなって
いる。斜行ロールはロール軸心の水平面投影線が圧延方
向に直角な面に対して所定のロールクロス角で傾斜し、
かつ上下に相対する斜行ロール対が左右に所定のロール
開度をおいて配置されている。そして、斜行ロールは上
下の斜行ロール対で材料のウエブの少なくともフランジ
寄りの部分を挟圧するとともに、各斜行ロールの外側面
で材料のフランジ内側を外側に向って押圧してウエブを
幅方向に広げるように材料を圧延する。

また、上記出願では粗圧延機、中間圧延機、斜行ロー
ル圧延機および仕上圧延機が順次配列された圧延設備を
例示している。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記圧延設備では中間圧延機と仕上圧延機と
の間に配置される斜行ロール圧延機は１基であるため次
のような問題があった。すなわち、１基でのウエブ拡幅
量には、良好な製品を得るための幾何学的条件の制約お
よび圧延機の設計上からの制約などから、自ずと上限が
ありJISで規定されている通常のＨ形鋼の例ではほぼ100
mmである。しかるに100mm以上の拡幅量を上記の圧延ラ
インで確保できれば、粗圧延機および中間圧延機のロー
ル準備数を更に削減できることになる。

また１基で拡幅できる範囲での使用の場合でも拡幅量
が上限値に近づくにつれて製品のフランジ倒れが増大
し、擦り傷も発生するようなる。したがって、これらを
解消するために付属装置の設置が必要になったり、また
圧延機の構造も大型化するなどの不利益を生ずる。

そこで、この発明は従来の圧延設備における上記欠点
を解消した、フランジを有する形材の圧延設備を提供し
ようとするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明のフランジを有する形材の圧延設備は、中間
圧延機と仕上圧延機との間に２基の斜行ロール圧延機が
タンデムに配置されている。

この圧延に供される圧延材の材質は、アルミニュウム
合金等の非鉄金属、鋼、あるいはプラスチックスなどの
非金属材料である。

（作用） 斜行ロール圧延機において、フランジに近いウエブ部
分を斜行ロールの周面で圧下することにより斜行力が発
生してウエブは拡幅されるとともに、フランジ内側面を
斜行ロールの外側面で押し拡げることによってもウエブ
は拡幅される。これら二つのウエブ拡幅機能が、それぞ
れ単独であるいは二つが共働してウエブ幅を拡げる。中
間圧延機と仕上圧延機との間に配置された２基の斜行ロ
ール圧延機が、ウエブの拡幅を分け合って中間材を圧延
する。この結果、１基で拡幅可能な上限値を大幅に上ま
わる拡幅量を確保でき、しかもウエブは無理なく拡幅さ
れ、フランジ倒れおよびすり疵も発生せず、ウエブ平坦
度も良好となる。

（実施例） 第１図はＨ形鋼製造の圧延設備の実施例を示してい
る。

図面に示すように、圧延設備は粗圧延機、第１および
第２中間圧延機、第１および第２斜行ロール圧延機、な
らびに仕上圧延機が直列に配列されている。

粗圧延機１は通常の２重式往復圧延機であり、分塊圧
延または連続鋳造されたブルームあるいはＨ形粗形鋼片
を往復粗圧延する。

第１および第２中間圧延機２、３は通常のユニバーサ
ルミルである。これら中間圧延機２、３は粗圧延された
材料を往復圧延により中間の形状に仕上げる。

第１および第２斜行ロール圧延機４、５は、中間圧延
された材料を最終製品寸法に近い形状に１パスで連続圧
延する。斜行ロール圧延機４、５のロール11は、第２図
に示すようにロール軸心ｒの水平面投影線ｈが圧延方向
Ｒに直角な面Ｖに対してロールクロス角αで傾斜し、さ
らにロール軸心ｒは水平面Ｈに対してロール傾斜角βで
傾斜している。これら斜行ロール圧延機４、５の構造の
詳細については後で説明する。

仕上圧延機６は通常のユニバーサルミルであり、材料
を１パスで最終製品寸法に仕上げる。

つぎに、第３図〜第６図を参照して上記斜行ロール圧
延機４、５について説明する。

第２図に示すように、地上に設置されたソールプレー
ト55上に一対のシフトフレーム40が圧延パスを挟み相対
するようにして載置されている。各シフトフレーム40は
斜行ロール軸方向に、すなわち圧延パスに対して直角方
向に移動可能である。ソールプレート55の側方に幅設定
用モータおよび減速機52が配置されており、これからス
クリュウ軸50がソールプレート55内に延びている。スク
リュ軸50はシフトフレーム40に取り付けられた角形状の
ナット51にはめ合っている。上記幅設定用モータを駆動
すると、シフトフレーム40は互いに近寄り、あるいは遠
ざかり、ロール開度Ｌが調整される。なお、油圧シリン
ダで作動するクランプ装置53によって、シフトフレーム
40はソールプレート55に固定される（第６図参照）。ロ
ール開度Ｌを調整する時には、クランプ装置53は解除し
ておく。

シフトフレーム40上には垂直軸周りに回転自在にスタ
ンド19が載置されている。スタンド19の下部にウォーム
ホイール41が設けられており、このウォームホイール41
は上記シフトフレーム40に取り付けられたロールクロス
角設定モータ43（第４図参照）により回転駆動されるウ
ォーム42（第６図参照）にかみ合っている。ロールクロ
ス角設定モータ43を駆動すると、スタンド19は垂直軸周
りに回動し、ロールクロス角αが調整される。なお、前
記クランプ装置53はスタンド19をシフトフレーム40に固
定する作用もする。

各スタンド19には一対の斜行ロール11が上下に相対す
るように配置されており、ロール軸27はチョック28,29
を介してスタンド19に支持されている。スタンド19の上
部と下部とにそれぞれ圧下モータ21、ウォーム22、ウォ
ームホイール23、圧下スクリュ24、ナット25、クラッチ
26などからなる圧下装置が配置されている。チョック2
8,29が圧下スクリュ24に対して円滑に摺動し傾斜できる
ように、圧下スクリュ24とチョック28,29との間に球面
座を介在させている。なお、斜行ロール11に加わる軸方
向の力はチョック29を介してスタンド19で支持される。

ロール傾斜角βを調整するには、上記クラッチ26を切
り離した状態で、圧下モータ21を駆動する。これによ
り、斜行ロール11より離れた側のウォーム22、ウォーム
ホイール23、圧下スクリュ24、ナット25を介して、斜行
ロール11より離れた側のチョック29が上下移動し、ロー
ル軸心が水平面Ｈに対して傾斜する。また、ウエブ圧下
量（斜行ロール11のロールギャップ）を調整するには、
クラッチ26は連結状態にしておき、成品の厚みに応じて
圧下モータ21を駆動する。この駆動力をウォームホイー
ル23、圧下スクリュ24、ナット25、チョック28,29を介
してロール軸27へ伝え、ロール軸27を平行のまま上下さ
せる。

第３図および第４図に示すように、ソールプレート55
の側方にメインモータ60が配置されている。圧延動力は
このメインモータ60から減速機61を介して動力伝達軸63
へ伝えられ、さらに動力伝達軸63からピニオン64、歯車
65、ユニバーサルスピンドル71、ロール軸27、斜行ロー
ル11へと順次伝達される。動力伝達軸63とピニオン64
は、たとえばすべりキーによりロール軸方向に摺動可能
である。また、ユニバーサルスピンドル71は先端のわに
口継手73を介してロール軸27に連結されており、後端の
わに口継手73を介して筒軸67に連結されている。なお、
第３図に示すように、動力伝達軸63は地上あるいはソー
ルプレート55上に設置されており、固定なものである。
そして、ピニオン64および歯車65を内蔵した分配歯車装
置はシフトフレーム40に取付けられており、斜行ロール
幅に応じてスタンド19と共にソールプレート55上をロー
ル軸方向に移動可能である。

第５図に示すように、ユニバーサルスピンドル71の後
端のわに口継手73にキー75は筒軸67に設けられたキー溝
68に軸方向に移動自在にはめ合っている。また、後端の
わに口継手73は軸方向に関し所定の位置に油圧シリンダ
78により位置決め可能である。さらに、ユニバーサルス
ピンドル71は両端のわに口継手73により傾動自在であ
る。シフトフレーム40に積載されたスタンド19の分配歯
車装置に対する位置関係は、斜行ロール11のロールクロ
ス角αおよびロール傾斜角βにより変化する。しかし、
この変化による偏心および偏角は上記ユニバーサルスピ
ンドル71の運動でもって吸収され、動力は円滑に伝達さ
れる。なお、角度αおよびβの大きさによってはユニバ
ーサルジョイント71の代りに等速ボールジョイントを使
用する。

斜行ロール圧延機１基でJIS製品寸法H700×270を製造
する粗、中間圧延用ロール群を用いて同じくH750×27
0、およびH800×270の製品をつくる場合について説明す
る。

まずH700×270は当圧延機によるウエブ拡幅は必要な
く従来通りの方法で製造した。次ぎにH750×270の場合
は当圧延機でのウエブ拡幅量は50mmでよく製品品質上と
くに問題はなく製造できた。しかしH800×270の場合は1
00mmのウエブ拡幅が必要で、製品にはフランジ倒れおよ
び擦り傷が生じ、これらを解消するための種々の対策を
必要とし経済的に不利益を招いた。次ぎに、同じＨ形鋼
製品群を本発明の斜行ロール圧延機２基を用いて製造す
る場合について説明する。H700×270の場合は上記と同
じであるが、H750×270、およびH800×270の場合は、第
１基と第２基の斜行ロールを用いて、それぞれで35mmと
15mmの合計50mm、および60mmと40mmの合計100mmを拡幅
した。その結果フランジ倒れや擦り傷は大幅に軽減され
上記のような対策は全く必要なく極めて良好な製品を得
ることができた。

さらに、本法の場合は第１の圧延機で、85mm拡幅し引
きつずいて第２の斜行圧延機で65mm拡幅し、合計150mm
を拡幅することにより、H850×270のＨ形鋼製品をも良
好な製品品質を保ちつつ製造する事ができた。その結
果、ウエブ幅の異なる４水準のＨ形鋼シリーズを何れの
場合も、１種類の粗、中間圧延機群のロールを用いて製
造できることになり、その経済的利益は極めて大きい。
なお、ウエブ拡幅後は水平ロール胴幅をインラインで可
変できる専用のユニバーサルミル、すなわち仕上げ圧延
機を経て最終製品となる。

以上、Ｈ形鋼の圧延設備について説明したが、この発
明はフランジを有する他の形状の形材、たとえば溝形
鋼、Ｉ形鋼、鋼矢板などの圧延についても同様に適用で
きる。勿論、熱間鋼材以外のアルミニウムやプラスチッ
クなどの圧延についてもこの発明は利用可能である。

（発明の効果） この発明によれば、粗圧延機および中間圧延機の準備
ロール数を大幅に削減しても、種々のサイズのフランジ
を有する形鋼を経済的に、効率的に生産することができ
る。また、製品にフランジ倒れおよびすり疵は発生も軽
微におさえることができ、かつ、ウエブ平坦度もきわめ
て良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すもので、Ｈ形鋼圧延設
備の全体構成図、第２図は上記圧延設備の一部を構成す
る斜行ロール圧延機のロールの姿勢を説明する斜視図、
第３図〜第５図はそれぞれ上記斜行ロール圧延機に一例
を示すもので、第３図は正面図、第４図は第３図の平面
図、第５図は一部詳細正面図、および第６図は圧延機基
部の拡大断面側面図である。 １…粗圧延機、2,3…中間圧延機、4,5…斜行ロール圧延
機、６…仕上圧延機、11…斜行ロール、19…スタンド、
21…圧下モータ、24…圧下スクリュウ、27…ロール軸、
40…シフトフレーム、43…ロールクロス角設定モータ、
50…スクリュウ軸、52…幅設定用モータ、55…ソールプ
レート、60…メインモータ、α…ロールクロス角、β…
ロール傾斜角、Ｌ…ロール開度、ｒ…ロール軸心、Ｓ…
圧延材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粗圧延機、中間圧延機、斜行ロール圧延機
   および仕上圧延機が順次配列され、前記斜行ロール圧延
   機は上下に相対する斜行ロール対で材料のウエブの少な
   くともフランジ寄りの部分を挟圧するとともに、各斜行
   ロールの外側面で材料のフランジ内側を外側に向って押
   圧してウエブを幅方向に広げるように、ロール軸心の水
   平面投影線が圧延方向に直角な面に対して所定のロール
   クロス角で傾斜し、かつ上下の斜行ロール対が左右に所
   定のロール開度をおいて配置された形材圧延設備におい
   て、前記中間圧延機と仕上圧延機との間に２基の前記斜
   行ロール圧延機がタンデムに配置されたことを特徴とす
   るフランジを有する形材の圧延設備。