JPH0824926B2 - フランジを有する形材の圧延方法 - Google Patents

フランジを有する形材の圧延方法

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JPH0824926B2
JPH0824926B2 JP16092987A JP16092987A JPH0824926B2 JP H0824926 B2 JPH0824926 B2 JP H0824926B2 JP 16092987 A JP16092987 A JP 16092987A JP 16092987 A JP16092987 A JP 16092987A JP H0824926 B2 JPH0824926 B2 JP H0824926B2
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征男 黒川
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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
    • B21B1/088H- or I-sections

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフランジを有する形材、例えばH形鋼、I形
鋼または溝形鋼等をユニバーサル圧延する方法に関し、
特にウェブの厚みが薄く、フランジとウェブの板厚比が
大きい、いわゆる薄肉ウェブ形材を圧延ウェブ波が生じ
ないように圧延する方法を提供するものである。
〔従来の技術〕
近時、H形鋼、I形鋼または溝形鋼等をユニバーサル
圧延法で製造する場合の素材として矩形断面のスラブを
用いることが多くなった。即ち、従来の鋼塊を分塊圧延
して得られる粗形鋼片を用いる手段では分塊圧延工程を
経る必要があるが、スラブは連続鋳造によって簡単に製
造でき省エネルギーおよび工程省略の効果が大きいため
である。ところで、フランジ厚とウェブ厚の比が大きい
薄肉ウェブH形鋼を製造する場合、スラブのサイズを多
種類準備すれば対応できるが連続鋳造装置の鋳型が各種
必要であり、また粗圧延段階における圧延ロールを多種
準備しなければならず、ロール組み換え回数も多くなる
等コストおよび生産性の点で問題があった。従って、可
能な限りスラブのサイズ種別を少なく集約して各種サイ
ズの形鋼を圧延段階で造り分ける技術が必要となる。一
般に小さな断面サイズのスラブから無理をしてフランジ
厚とウェブ厚の比が大きな形鋼をユニバーサル圧延機で
圧延する際、圧延中に形鋼のウェブにウェブ波が発生す
ることが知られていた。即ち、ウェブの延伸(圧延前ウ
ェブ厚/圧延後ウェブ厚)をフランジ延伸(圧延前フラ
ンジ厚/圧延後フランジ厚)と同等かもしくはそれ以上
に設定して圧延するため、ウェブの伸びがフランジによ
って拘束されてウェブに圧縮力が作用する結果、第6図
に示すようにフランジ1aとウェブ1bからなるH形鋼1の
長さ方向にウェブ面が波状に湾曲する現象が生ずる。ウ
ェブ波の大きさは一般にウェブ波の高さHとウェブ波の
波長Wとの比(H/W)で表し、これを急峻度と称してい
る。このようなウェブ波は圧延終了後に発生する冷却ウ
ェブ波と区別して圧延ウェブ波と称し、特に薄肉ウェブ
H形鋼の場合は被圧延材のウェブ厚みを最終製品のウェ
ブ厚み近くまで圧延する中間粗ユニバーサル圧延段階で
発生しやすい。この圧延ウェブ波は後工程の仕上げユニ
バーサル圧延工程でも矯正は困難で、ローラ矯正または
プレス矯正によっても矯正出来ないため、何らかの対策
が必要とされていた。
本願出願人は先に特公昭47−49415号公報でユニバー
サル圧延において竪ロールを圧延方向に移動することに
より、被圧延材のウェブとフランジのロールへの噛込み
点を一致せしめて形状、特にウェブ厚みを均一化する技
術を提案した。しかしながら、この先行技術はフランジ
圧下率をウェブ圧下率よりも大きく設定してフランジ厚
とウェブ厚の比が小さい従来のH形鋼を製造するもので
あって、薄肉ウェブH形鋼をこの公知技術で製造する場
合、スラブのサイズを各種取り揃えて対処しなければな
らなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は形鋼のユニバーサル圧延にて、一定サイズの
スラブ素材から、多種のフランジ厚とウェブ厚の比を有
するH形鋼、I形鋼等フランジを有する形鋼を圧延ウェ
ブ波を生ずることなく製造する新規な圧延手段を提供す
るものである。
〔問題点を解決するための手段・作用〕
第1図は本発明を実施するユニバーサル圧延機2と被
圧延材のH形鋼1の関係を示す図であり、ユニバーサル
圧延機2は左右一対の竪ロール2aと上下一対の水平ロー
ル2bでなり、この竪ロール2aの軸心3は水平ロールの軸
心4に対して圧延方向、あるいは反圧延方向に図示を省
略した移動装置によって移動可能に設けてある。仮想線
で示す竪ロール21aの位置は圧延方向に水平ロールの軸
心4よりもDだけ移動した状態を示し、また仮想線で示
す竪ロール22aは反圧延方向に水平ロールの軸心4より
もDだけ移動した状態を示している。以下、本発明を鉛
モデル圧延で試験した結果を詳細に説明するが、第7図
にその圧延ロール諸元およびスラブ素材寸法を示す。
第2図は上記のようなユニバーサル圧延機2によって
竪ロール2aを圧延方向および反圧延方向に移動してH形
鋼を圧延し、1パス当たりのフランジとウェブの延伸の
差と、ユニバーサル圧延終了後のウェブ波急峻度との関
係をグラフ化したものである。同図において竪ロール軸
心を圧延方向に移動した場合、ウェブ延伸をフランジ延
伸と同等に設定しても、圧延ウェブ波は発生しないこと
が明らかである。また、竪ロールを移動しない状態即ち
竪ロール軸心と水平ロール軸心とを一致させた時はウェ
ブ延伸よりフランジ延伸を0.02以上大きく設定すれば圧
延ウェブ波は生ぜず、一方、竪ロールを反圧延方向に移
動した場合はフランジ延伸をウェブ延伸より0.03以上大
きくしなければ圧延ウェブ波は防止できないこと等が分
かった。
一般に、フランジ厚とウェブ厚の比が大きなH形鋼を
ユニバーサル圧延する際には、ウェブの延伸はフランジ
の延伸より必然的に大きくしなければならないために、
圧延ウェブ波が避け得られなかったことから、本発明者
等は上記の竪ロール移動による圧延ウェブ波の減少効果
に着目した。第3図は水平ロール軸心位置から竪ロール
軸心を圧延方向へ移動した場合(a)、移動しない場合
(b)、反圧延方向へ移動した場合(c)の各々につい
て被圧延材の圧下領域ごとの延伸を示したものである。
なお、圧下領域とは第4図に示すとおり、領域Iはウェ
ブ圧下前にフランジのみを圧下する領域、領域IIはウェ
ブとフランジを同時に圧下する領域、領域IIIはウェブ
圧下後にフランジのみを圧下する領域である。第3図
(a)では領域II、IIIにおいてフランジ延伸λFがウェ
ブ延伸λWよりも大きく、ウェブは引き伸ばし圧延状態
となって圧延ウェブ波は発生しなかった。移動なしの
(b)は領域IIでλW>λFとなり、フランジがウェブを
拘束しウェブは圧縮圧延となって程度は小さいが圧延ウ
ェブ波が生じた。(c)の反圧延方向へ移動した場合は
傾向としては前記の(b)の移動なしの場合と同じであ
るが、特に領域IIIでのウェブとフランジの延伸差が大
きくなって結果的に大きなウェブ波が発生した。ここ
で、(a)、(c)の場合の移動量はいずれも7mmとし
ているが、この7mmは第4図(a)の水平ロール軸心と
竪ロール軸心が同位置にある時の竪ロールと水平ロール
側面とで挟圧される被圧延材フランジのロール接触投影
長さ1と上下水平ロールで挟圧されるウェブのロール
接触投影長さl2との差Dに相当する長さを設定した。第
4図(b)は竪ロール軸心位置を水平ロールの軸心より
Dだけ圧延方向に移動した図である。
以上の結果から竪ロールの軸心を圧延方向へ移動すれ
ば、圧延ウェブ波を減少させる効果があることは明らか
となったが、適正な移動量を把握すべく前記の移動量7m
mよりさらに+7mmとして14mmの移動量を設定して圧延し
た例を第5図に示す。同図において領域I、IIではλF
<λWの関係となり、ウェブ圧縮圧延状態で圧延ウェブ
波が発生しやすい条件となっている。しかしながら領域
IIIではλF>λWの関係にあって、結果的には僅かな圧
延ウェブ波の発生に止まることが分かった。この理由
は、圧延ウェブ波が発生しやすい条件にあるI、II領域
圧下後にフランジ延伸がウェブ延伸よりも大きい領域II
Iを経過したことによって、フランジがウェブを引き伸
ばす効果が生じたものと推定される。従って、この場合
の14mmという移動量は許容できる上限値に相当するもの
と考えられる。14mmが限界値とすれば、前記のとおり接
触投影長の差が7mmであったので、14=2.0×7となる。
本発明において圧延方向への竪ロールの移動量の上限を
接触投影長さの差の2.0倍までの範囲と限定したのはこ
のような理由によるものである。
〔実施例〕
以上詳述したように、ユニバーサル圧延によってフラ
ンジ厚とウェブ厚の比が大きいH形鋼を圧延する場合、
竪ロール軸心の位置を水平ロール軸心位置に対して圧延
方向に移動可能に構成し、その移動量およびウェブとフ
ランジの圧下率を特定することにより圧延ウェブ波が無
い良好な製品を製造できる。第1表は本発明法と従来の
ユニバーサル圧延法とを実際の圧延で比較した実施例で
あり、幅1150mm、厚み250mmのスラブを素材としてブレ
ークダウン圧延機で粗圧延後、中間粗ユニバーサル圧延
機で12パスした例である。同表から明らかなように、従
来のユニバーサル圧延法でフランジ厚/ウェブ厚が2.3
では圧延ウェブ波の発生は無いが同比を3.0とすると圧
延ウェブ波が生じた。本発明法を適用した場合、フラン
ジ厚/ウェブ厚を3.0としても全く圧延ウェブ波は発生
しなかった。仮に従来圧延法で圧延ウェブ波を生ぜずに
フランジ厚とウェブ厚の比が大きい製品を製造する場合
には、よりスラブ幅の大きい材料を使用しなければなら
ない。
以上の説明では薄肉ウェブH形鋼の1サイズの例を主
として説明したが、本発明は他のサイズのH形鋼の他、
I形鋼、溝形鋼、および非対称形鋼等のフランジを有す
る形鋼にも適用できるのは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、周知の竪ロール軸心位置を水平ロー
ル軸心位置に対して移動可能なユニバーサル圧延機を用
いて、その移動量および圧下率を設定することによって
フランジ厚とウェブ厚の比が大きい形材が圧延ウェブ波
を生ずることなく簡単に製造可能となり、また素材とし
てのスラブ手持ち種類を減少でき、総合的なコスト削減
効果と品質向上効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するユニバーサル圧延機および圧
延状態を示す説明図であり、(a)は平面部分断面図、
(b)は正面略図、第2図は本発明におけるウェブとフ
ランジの延伸差と急峻度との関係を示す図、第3図およ
び第5図は竪ロールの移動方向別のフランジ・ウェブの
厚み変化とロール接触域毎の延伸関係を示す図、第4図
は水平ロールに対する竪ロール軸心位置の関係を示す側
面略図、第6図はH形鋼の圧延ウェブ波を説明する図
で、(a)は正面略図、(b)は(a)図のA−A方向
断面略図、第7図は本発明法で試験圧延した圧延機およ
び素材等の諸元を示す略図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ユニバーサル圧延機の竪ロール軸心を圧延
    方向に移動してフランジを有する形材を圧延する方法に
    おいて、ウェブ延伸とフランジ延伸とを一致せしめると
    ともに、竪ロールと水平ロール側面とで挟圧される被圧
    延材フランジのロール接触投影長さと、上下水平ロール
    で挟圧されるウェブのロール接触投影長さとの差の2.0
    倍までの範囲で竪ロール軸心を水平ロール軸心位置から
    圧延方向に移動して薄肉ウェブの形材を製造することを
    特徴とするフランジを有する形材の圧延方法。
JP16092987A 1987-06-30 1987-06-30 フランジを有する形材の圧延方法 Expired - Lifetime JPH0824926B2 (ja)

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JP4718353B2 (ja) * 2006-03-27 2011-07-06 水道機工株式会社 沈殿槽
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