JPH0832330B2 - Rolling method for profile with flange - Google Patents

Rolling method for profile with flange

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JPH0832330B2
JPH0832330B2 JP13990387A JP13990387A JPH0832330B2 JP H0832330 B2 JPH0832330 B2 JP H0832330B2 JP 13990387 A JP13990387 A JP 13990387A JP 13990387 A JP13990387 A JP 13990387A JP H0832330 B2 JPH0832330 B2 JP H0832330B2
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Japan
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web
rolling
amount
widening
rolled
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和重 生田
幸四郎 青柳
武 藤本
胤治 西野
和夫 藤田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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
形鋼等の形材製品を種々のサイズに圧延中に自由につく
り分ける圧延方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Field of the Invention The present invention relates to a profile having a flange, for example, H-section steel, I
The present invention relates to a rolling method for freely forming shaped products such as shaped steel into various sizes during rolling.

(従来の技術) 現在、一般に製造されている形鋼材はその種類、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
の形鋼材を製造するために第9図に示す、粗圧延(BD)
1の2重式あるいは3重式圧延機を配列し、中間圧延
(RU−E)2および仕上げ圧延(FU)3にはユニバーサ
ル圧延機を配列したユニバーサル圧延法が周知である。
(Prior Art) Currently, shaped steel materials that are generally manufactured have a wide variety of types, cross-sectional shapes, and dimensions, and are characterized by an extremely large number of types and sizes. Rough rolling (BD) shown in Fig. 9 to produce these various types and sizes of shaped steel
A universal rolling method is known in which a double or triple rolling mill of No. 1 is arranged, and universal rolling mills are arranged for intermediate rolling (RU-E) 2 and finish rolling (FU) 3.

しかしながら従来のユニバーサル圧延法では、製造す
る製品の品種・サイズ毎に対応して粗圧延から仕上げ圧
延までを通して使用される圧延ロールおよび誘導ガイド
類は、原則として製品に対応した専門物を準備しなけれ
ばならない。従って、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難点があった。特に近
年の需要家からのニーズとして、ウエブ厚が従来圧延法
で製造される厚みに比較し相対的に薄いH形鋼、あるい
はウエブの外幅を一定にした種々のフランジ厚を持つH
形鋼の製品シリーズ等の要望が強い。
However, in the conventional universal rolling method, as a general rule, specialized products corresponding to the product must be prepared for the rolling rolls and guide guides used from rough rolling to finish rolling according to the product type and size of the manufactured product. I have to. Therefore, in order to satisfy the needs of customers such as diversification of product dimensions and expansion of manufacturing range, the cost is high and there is a difficulty that it cannot be easily dealt with. Particularly in recent years, as a need from customers, H-section steel having a relatively thin web thickness as compared with the thickness produced by the conventional rolling method, or H-shaped steel having various flange thicknesses with a constant outer width of the web.
Strong demand for shaped steel product series.

ところが従来のユニバーサル圧延では第10図に示すよ
うに、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の間の間隙9および左右垂直ロ
ール10,11の間の間隙12,13のみとなる。したがって、H
形鋼のウエブ厚とフランジ厚については変更させるこが
できるが、ウエブ内幅WIは一定にならざるを得ない。そ
の結果、H形鋼製品のフランジ厚みが異なるシリーズを
圧延するに際し、左右のロール間隙12,13を変化させれ
ば当然ウエブ内幅WIと左右のフランジ厚を合計したウエ
ブ外幅WOは種々の寸法に変らざるを得ないことになる。
However, in the conventional universal rolling, as shown in Fig. 10, due to the function of the universal rolling mill, the size that can be freely changed by the same set of roll pairs during rolling is between the upper horizontal roll 7 and the lower horizontal roll 8. And the gaps 12 and 13 between the left and right vertical rolls 10 and 11. Therefore, H
The web thickness and flange thickness of the shaped steel can be changed, but the web inner width WI must be constant. As a result, when rolling a series of H-section steel products having different flange thicknesses, if the left and right roll gaps 12 and 13 are changed, the web outer width WO, which is the sum of the inner web width WI and the left and right flange thicknesses, will naturally vary. You will have to change the dimensions.

すなわち、従来のユニバーサル法で圧延されるH形鋼
は、第11図に示すごとくウエブ内幅WIが一定でフランジ
厚Tf1,Tf2の変化によってウエブ外幅WO1,WO2が変化す
る、いわゆるウエブ内幅一定の製品シリーズとなり、ウ
エブ外幅一定の製品シリーズの製造は不可能である。ウ
エブ外幅WOが一定の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するためには、ウエブ
内幅の変化に応じて、粗圧延〜中間圧延〜仕上げ圧延の
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し、かつロールの頻繁な
組替え作業を行なわなけらばならず著しい製造コスト高
をまねき、実質的にこの方法を採用することは困難であ
る。
That is, in the H-section steel rolled by the conventional universal method, as shown in FIG. 11, the inner width WI of the web is constant and the outer widths WO 1 , WO 2 of the web are changed by the changes of the flange thicknesses T f1 , T f2 . It is a so-called product series with a constant width inside the web, and it is impossible to manufacture a product series with a constant width outside the web. In order to manufacture an H-shaped steel product series having a constant outer width WO of the web by the conventional rolling method using a universal rolling mill, according to the change of the inner width of the web, all processes of rough rolling, intermediate rolling, and finish rolling are performed. Most of the upper and lower horizontal rolls must be prepared, a large number of rolls are required, and frequent roll reassembling work must be performed, resulting in a significantly high manufacturing cost. Have difficulty.

このような従来のユニバーサル圧延の欠点を解消する
手段として、本願出願人は先に、種々のサイズの形鋼を
効率的に造り分けることができる「斜行ロール方式によ
るフランジを有する形材の圧延方法」(特開昭59−2021
01)を提案した。
As a means for solving such a drawback of the conventional universal rolling, the applicant of the present application has previously mentioned that "a rolling of a profiled material having a flange by a skew roll method" capable of efficiently manufacturing shaped steels of various sizes. Method ”(JP-A-59-2021)
01) was proposed.

この斜行ロール方式圧延方法をH形鋼を例にその概略
を説明する。この圧延方法の特徴は、第12図に示すよう
に、上下各2個ずつの斜行ロール15,15′および16,16′
の外側面19,19′,20,20′が材料17のフランジ内側の21,
22に接し、かつロール軸Sが水平面内において圧延方向
と垂直な面に対して角度θを保ちつつ材料のフランジ
に近接するウエブ部を圧下することによって、圧下され
た部分の材料を幅方向へ流動せしめ、ウエブ波などを全
く生じさせずに、ウエブを幅方向に広げることができる
機能を有することである。
An outline of this oblique roll type rolling method will be described with an H-shaped steel as an example. The characteristic of this rolling method is that, as shown in FIG. 12, two upper and lower skew rolls 15, 15 'and 16, 16' are provided.
The outer surface 19, 19 ', 20, 20' of the inner side of the flange of the material 17 is 21,
22 and the roll axis S in the horizontal plane keeps an angle θ H with respect to the plane perpendicular to the rolling direction, and the web portion close to the flange of the material is rolled down, so that the material of the rolled portion is pressed in the width direction. To have a function of spreading the web in the width direction without causing any wave or the like.

第13図(a)にこの「斜行ロール方式圧延方法」を採
用した圧延機14を、H形鋼の熱間圧延設備列に組み込ん
だ例を示す。図中の中間ユニバーサル圧延機(RU−E)
2と斜行ロール方式圧延機14と仕上げ圧延機(FU)3を
組み合わせることによって、前述の代表的ニーズである
同図(b)の「ウエブ外幅一定のH形鋼製品シリーズ」
あるいは「任意ウエブ高さのH形鋼製品シリーズ」など
を少ないロール数で製造することが基本的に可能とな
る。ウエブ外幅WO一定のH形鋼製品シリーズを斜行ロー
ル方式圧延機で製造する手段を第13図に基ずきさらに詳
細に説明する。
FIG. 13 (a) shows an example in which a rolling mill 14 adopting this "oblique roll type rolling method" is incorporated in a hot rolling equipment row of H-section steel. Intermediate universal rolling mill (RU-E) in the figure
By combining 2 with the oblique roll type rolling mill 14 and the finishing rolling mill (FU) 3, the "H-shaped steel product series with a constant outer width of the web" shown in Fig. 2 (b), which is a typical need mentioned above.
Alternatively, it is basically possible to manufacture "H-shaped steel product series of arbitrary web height" with a small number of rolls. The means for manufacturing the H-shaped steel product series having a constant outer width WO of the web by the oblique roll type rolling mill will be described in more detail with reference to FIG.

同図に、中間ユニバーサル圧延機(RU−E)2と、斜
行ロール方式圧延機(SS)14および仕上げ圧延機(FU)
3の各圧延機の具体的役割をロール孔型図を用いて示し
た。まず中間ユニバーサル圧延機2でBDから供給される
4のビームブランクを最終製品のフランジ厚とウエブ厚
およびウエブ内幅WI5,WI6……を加味した図示例のごと
き断面形状の中間圧延材25まで造形を行なう。このよう
に成形される中間圧延材25の種類の数は限定されるもの
ではない。すなわち、素材は中間工程においてユニバー
サル圧延機で圧延し造形されるから、ウエブ厚とフラン
ジ厚を自由に変化させることが可能であり、製品のシリ
ーズに応じて必要な数の異なる断面形状が造形される。
この際、ウエブ内幅WI1は一定でありウエブ外幅WO1は必
ずしも一定とはならない。ここで、中間工程にて造形さ
れた素材のウエブの両端には第12図に示しているように
余肉部18が形成されている。この余肉部18は次段の斜行
ロール方式圧延機でのウエブ拡幅を補助するために予め
付加したものであり、形状は薄肉なウエブ部面40に対し
平行な膨出部面を有するように平行状に形成されてい
る。
In the figure, an intermediate universal rolling mill (RU-E) 2, a skew rolling mill (SS) 14 and a finish rolling mill (FU)
The specific role of each rolling mill of No. 3 was shown using the roll hole pattern. First, four beam blanks supplied from BD by the intermediate universal rolling mill 2 are intermediate rolled materials 25 having a sectional shape as shown in the figure, in which the flange thickness and the web thickness of the final product and the inner web widths WI 5 , WI 6 are taken into consideration. Modeling up to. The number of types of the intermediate rolled material 25 formed in this way is not limited. In other words, the material is rolled and shaped by the universal rolling mill in the intermediate process, so it is possible to freely change the web thickness and flange thickness, and the required number of different cross-sectional shapes can be shaped according to the product series. It
At this time, the web inner width WI 1 is constant and the web outer width WO 1 is not necessarily constant. Here, a surplus portion 18 is formed at both ends of the web of the material formed in the intermediate step, as shown in FIG. The extra thickness portion 18 is added in advance to assist the web widening in the next-stage oblique roll type rolling mill, and the shape has a bulging portion surface parallel to the thin web portion surface 40. Are formed in parallel with each other.

続いて、中間圧延材は、斜行ロール方式圧延機14に送
り込まれ、製品のシリーズに応じた必要な種々のウエブ
内幅寸法WI2に拡幅圧延された圧延材27となる。斜行ロ
ール方式圧延機で造り分けられた圧延材27は、仕上げ圧
延機3によって製品シリーズに応じた種々のウエブ内幅
WI4を持つ圧延材28に整形圧延され、ウエブ外幅一定で
かつ製品シリーズに応じた内幅WI6を持つ製品29とな
る。また、製品シリーズのなかでフランジ厚が最大でウ
エブ内幅が最小の製品31は、斜行ロール方式圧延機14に
よるウエブ拡幅を行なわずに、中間ユニバーサル圧延機
(RU−E)2で圧延された中間圧延材25を直接に水平ロ
ールの胴幅が変更可能な仕上げ圧延機(FU)3に用いる
ことによって製造することが可能である。この際、中間
圧延材25の余肉は仕上げ圧延機の水平ロールで圧下・成
形される。ただしこの場合、製品ウエブ内幅WI5に対応
する圧延材30のウエブ内幅WI3と、中間ユニバーサル圧
延機(RU−E)2の中間圧延材25の内幅WI1とは相互に
適合した値に設定される。
Subsequently, the intermediate rolled material is fed to the oblique roll type rolling mill 14 to become the rolled material 27 which has been widened and rolled into various necessary web internal width dimensions WI 2 according to the product series. The rolled material 27 produced by the oblique roll type rolling mill has various web inner widths according to the product series by the finishing rolling mill 3.
The rolled material 28 having WI 4 is shape-rolled to form a product 29 having a constant outer width of the web and an inner width WI 6 according to the product series. Further, the product 31 having the largest flange thickness and the smallest web inner width in the product series is rolled by the intermediate universal rolling mill (RU-E) 2 without performing the web widening by the skew roll rolling mill 14. It is possible to manufacture the intermediate rolled material 25 directly by using it in the finish rolling mill (FU) 3 in which the width of the horizontal roll can be changed. At this time, the surplus of the intermediate rolled material 25 is pressed and shaped by the horizontal rolls of the finishing mill. However, in this case, the web inner width WI 3 of the strip 30 corresponding to the finished web in the width WI 5, the inner width WI 1 intermediate universal rolling mill (RU-E) 2 intermediate rolled material 25 adapted to one another Set to the value.

以上、斜行ロール方式圧延方法は優れたウエブ拡幅機
能を有し、従来のユニバーサル圧延法に比較してロール
組み替え回数とロール常備数を格段に減少でき、各種サ
イズの形材を圧延できた。しかしながらこの圧延方法を
実施した場合、時として第14図に示すようにウエブ部に
局所的な厚み減少部(以下、「くびれ」と称する)が発
生することがあった。前記のウエブ両端に、予め付加し
た余肉18は本来、ウエウの拡幅量に見合った量を圧延後
の形状が悪化しないように設定するべきであるが、従来
は経験に基ずいて任意に行なわれていたため、くびれの
発生を許容値内に抑制することは極めて困難であった。
一定量以上のくびれが生ずると、仕上げ圧延機の水平ロ
ールでも平坦化できず製品のウエブに窪み状で残り、例
えば形材製品を建築構造用として相互に接合する際の強
度低下が懸念され、くびれの解消は重要な技術課題とさ
れていた。一方、水平ロールの胴幅が変更可能な仕上げ
圧延機は、従来の仕上げ圧延機に比し、その構造上から
ミル剛性が低いので余肉量が過剰となると仕上げ圧延機
に作用する圧延負荷が過大となり、ウエブ余肉部を十分
に整形できず、ウエブ形状は平坦にならない。従って余
肉量はくびれが生ぜず、ウエブ形状不良も発生しない必
要最小限の量であるべきである。
As described above, the oblique roll type rolling method has an excellent web widening function, and the number of roll changes and the number of roll stocks can be markedly reduced as compared with the conventional universal rolling method, and profile members of various sizes can be rolled. However, when this rolling method was carried out, sometimes a locally reduced thickness portion (hereinafter referred to as "constriction") was generated in the web portion as shown in FIG. The extra thickness 18 previously added to both ends of the web should be set so that the shape after rolling is not deteriorated by an amount commensurate with the widening amount of the web, but conventionally, it is arbitrarily performed based on experience. Therefore, it was extremely difficult to suppress the occurrence of necking within the allowable value.
When a certain amount of constriction occurs, it cannot be flattened even by the horizontal rolls of the finishing rolling mill, and remains in the form of depressions in the web of the product.For example, there is concern that the strength may decrease when the profile products are mutually joined for building structures, Eliminating the constriction was considered an important technical issue. On the other hand, the finish rolling mill in which the body width of the horizontal rolls can be changed is lower in mill rigidity due to its structure than the conventional finish rolling mill, so if the surplus amount is excessive, the rolling load acting on the finish rolling mill will be increased. It becomes too large, the excess thickness of the web cannot be sufficiently shaped, and the web shape is not flat. Therefore, the amount of surplus should be the minimum necessary amount so that no constriction occurs and no defective web shape occurs.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、周知の斜行ロール方式圧延によるウエブ拡
幅時にウエブのくびれを生じさせず、良好な製品を製造
するための最も適切な余肉形状および余肉量の決定方法
を提供するものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention does not cause a constriction of a web when widening the web by a well-known skew roll rolling, and is the most appropriate shape and thickness of a surplus for producing a good product. It provides a method for determining the amount.

(問題点を解決するための手段・作用) 第1図は、熱間モデル圧延機による拡幅圧延途中で噛
み止めた材料の形状変化を3次元形状測定機で測定しグ
ラフ化したものである。図中のウエブ厚変化をみるとウ
エブセンター厚(tC)と比較して極度に厚み減少する部
位が見られるが、この部分が前述のくびれである。とこ
ろで、拡幅過程は大きく分けて以下に示す3つの領域に
分類することができる。
(Means and Actions for Solving Problems) FIG. 1 is a graph obtained by measuring a shape change of a material which is prevented from being caught during widening rolling by a hot model rolling machine by a three-dimensional shape measuring machine. Looking at the change in web thickness in the figure, there is a part where the thickness is extremely reduced compared to the web center thickness (t C ), but this part is the above-mentioned constriction. By the way, the widening process can be roughly classified into the following three regions.

領域I:ウエブ圧下前に斜行ロールの外側面がフランジ内
側面に接触してフランジを倒しながらウエブを引き伸ば
す領域。
Area I: An area in which the outer surface of the skew roll comes into contact with the inner surface of the flange before the web is pressed down, and the web is stretched while tilting the flange.

領域II:ウエブを圧下しながらウエブを引き伸ばす領
域。
Area II: An area in which the web is stretched while being pressed.

領域III:ウエブ圧下後、斜行ロールの外側面がフランジ
内側面に接触してフランジを倒しながらウエブを引き伸
ばす領域。
Area III: An area in which the outer surface of the skew roll comes into contact with the inner surface of the flange after the web is pressed down, and the web is stretched while the flange is tilted.

くびれは圧延方向でみると上述の領域IIIで発生し、
材料断面内では第14図の余肉部18とウエブ平行部42(余
肉以外のウエブ)の境界43で主に発生する。この発生原
因は領域IIIでウエブを引き伸ばす際に、形状の不連続
があるため居所的な応力集中が起こるものと推定され
た。従って、本発明者等は形状の不連続を解消するこ
と、すなわち余肉の形状を改良することを試みた結果、
以下の事実が判明した。
Necking occurs in the above-mentioned region III when viewed in the rolling direction,
In the material cross section, it mainly occurs at the boundary 43 between the excess thickness portion 18 and the web parallel portion 42 (web other than the excess thickness) in FIG. It was estimated that the cause of this occurrence was local stress concentration due to the discontinuity of the shape when the web was stretched in Region III. Therefore, the present inventors have tried to eliminate the discontinuity of the shape, that is, to improve the shape of the excess thickness,
The following facts have been revealed.

第2図に示す各種の余肉形状毎にくびれの量と平行部
拡幅量との関係をグラフで示したのが第3図であり、く
びれの最も大きいのは第2図(a)の前述の平行状余肉
の場合であり、次に少ないのは(b)に示すとおり、フ
ランジからウエブ方向へ直線テーパ状の余肉に形成した
場合である。以上の(a),(b)の傾向からさらに、
くびれを少なくするためにはフランジからウエブへの厚
み変化をより連続的にすればよいと推定し、(c)に示
す弧状テーパ余肉に想到した。この弧状テーパ余肉によ
ると第3図に示すように同じウエブ平行部拡幅量(ウエ
ブ引き伸ばしによる拡幅量)であるなら、最もくびれ量
を小さくできることがわかった。なお、この弧状テーパ
余肉の断面稜線はフランジ部からウエブ方向に2以上の
異なる曲率の弧の組合せで構成する。一つはフランジ付
け根部分に形成した第1の大きな曲率R1の弧であって、
これは従来から付加されているコーナー部のRである。
第2の弧は前記第1の弧の曲率半径R1に対して大きな曲
率半径R2を設定して前記第1の弧と組合せ、全体の稜線
がなだらかな弧状となるように形成する。なお、第2の
弧は一つに限らず、複数個の異なる曲率の弧を組合せて
もよい。具体的な曲率半径R1および曲率半径R2の値は後
述する余肉の設定量、製品サイズ等の条件を考慮して設
定する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of constriction and the amount of widening of the parallel portion for each of the various surplus shapes shown in FIG. 2. The largest constriction is shown in FIG. 2 (a). In the case of the parallel extra thickness, the second smallest is when the linear extra thickness is formed from the flange in the web direction as shown in (b). From the above tendency of (a) and (b),
In order to reduce the constriction, it was estimated that the thickness change from the flange to the web should be made more continuous, and the arc taper surplus shown in (c) was conceived. According to this arcuate taper surplus, it has been found that the constriction amount can be minimized if the web parallel portion widening amount (widening amount by web stretching) is the same as shown in FIG. The cross-section ridgeline of the arcuate taper surplus is composed of a combination of two or more arcs having different curvatures from the flange portion in the web direction. One is an arc of the first large curvature R 1 formed in the flange root part,
This is the corner radius R that has been added conventionally.
The second arc is formed by setting a large radius of curvature R 2 with respect to the radius of curvature R 1 of the first arc and combining with the first arc so that the entire ridge line has a gentle arc shape. The second arc is not limited to one, and a plurality of arcs having different curvatures may be combined. The specific values of the radius of curvature R 1 and the radius of curvature R 2 are set in consideration of conditions such as a set amount of surplus and a product size which will be described later.

次に、余肉量の決定方法について詳述する。くびれ量
を許容値以内におさえるためにはみずから、ウエブ平行
部拡幅量ΔW1に限界値(ΔWC1)があることは第3図で
明らかである。従って、拡幅時に発生するくびれを許容
くびれ量以内におさえながら目標拡幅量ΔWを確保する
ためには、目標拡幅量とウエブ平行部拡幅量の限界値
(ΔWC1)の差を余肉圧下による拡幅によってまかなわ
なければならない。すなわち、余肉量を適正にし、余肉
圧下による拡幅量を確保することが必須である。そこ
で、くびれを許容値以内におさえながら目標最大拡幅量
を確保するための必要な最小余肉量を以下の手順によっ
て決定した。
Next, a method for determining the amount of extra thickness will be described in detail. It is obvious from FIG. 3 that there is a limit value (ΔW C1 ) in the amount of widening ΔW 1 of the parallel portion of the web in order to keep the amount of constriction within the allowable value. Therefore, in order to secure the target widening amount ΔW while suppressing the constriction that occurs during widening within the allowable constriction amount, the difference between the target widening amount and the limit value (ΔW C1 ) of the web parallel part widening amount is determined by the widening Must be covered by That is, it is indispensable to make the amount of excess thickness appropriate and to secure the amount of widening due to reduction of excess thickness. Therefore, the minimum surplus amount necessary to secure the target maximum widening amount while keeping the constriction within the allowable value was determined by the following procedure.

斜行ロールによる拡幅圧延では材料全体の伸びはほと
んど生じない。すなわち、余肉を圧下するような部分圧
延法においては、フランジやウエブの大半が直接圧下さ
れないから材料全体の伸びが基本的に極めて小さいのが
普通であるが、さらに斜行ロールの場合ロールをクロス
させて圧延するため押しつぶされた材料はほとんど幅方
向に流れる。このことは、拡幅量と余肉量の関係を求め
る場合、メタルフローは二次元として考えればよいこと
を意味している。すなわち、第6図において全拡幅量Δ
WのうちΔW1がウエブ平行部が伸びた部分であり、斜線
部のΔW2が余肉部によってまかなわれた部分と考えるこ
とができる。
In the widening rolling with the skew roll, the elongation of the whole material hardly occurs. That is, in the partial rolling method of rolling down the excess thickness, it is usual that the elongation of the entire material is basically extremely small because most of the flanges and webs are not directly rolled down. Since the material is squeezed and rolled, the crushed material almost flows in the width direction. This means that the metal flow can be considered as two-dimensional when the relationship between the width expansion amount and the surplus amount is obtained. That is, in FIG. 6, the total widening amount Δ
It can be considered that ΔW 1 of W is a portion where the web parallel portion is extended, and ΔW 2 of the shaded portion is a portion covered by the extra thickness portion.

第7図には必要最小余肉量の決定フローを示す。ま
ず、各種前提条件でウエブ平行部拡幅量の限界値(ΔW
c1)をもとめると、余肉部で分担すべき拡幅量が目標拡
幅量ΔWからΔWc1を引いた量であり、この分担すべき
拡幅量と製品ウエブ厚から必要余肉量が求まる。
FIG. 7 shows a flow for determining the minimum necessary surplus amount. First, under various assumptions, the limit value (ΔW
If c1 ) is obtained, the amount of widening to be shared by the extra thickness portion is the target widening amount ΔW minus ΔW c1 , and the required amount of extra thickening is obtained from the amount of widening to be shared and the product web thickness.

引き続きΔWc1の決定方法について説明する。ΔWc1
関係する要因はウエブ平行部長l、ウエブ厚tw、圧延材
の温度分布およびロールクロス角等であり、このうち温
度分布およびロールクロス角は圧延操業上予め定められ
る条件であり、ΔWc1に関係する主要因はウエブ平行部
長lとウエブ厚twの関係であることが分かった。
Next, the method of determining ΔW c1 will be described. Factors related to ΔW c1 are the web parallel part length l, the web thickness t w , the temperature distribution of the rolled material, the roll cross angle, etc. Among these, the temperature distribution and the roll cross angle are conditions predetermined in the rolling operation. It was found that the main factor related to c1 is the relation between the web parallel length l and the web thickness t w .

ΔWc1とウエブ平行部長l、ウエブ厚twの関係は以下
に示す通りである。
The relationship between ΔW c1 , web parallel part length 1 and web thickness t w is as follows.

ウエブ平行部長lが大きくなるにつれてΔWc1は直線
的に増加する(第5図)。
ΔW c1 increases linearly as the web parallel length l increases (FIG. 5).

ΔWc1はウエブ厚twに反比例する(第4図)。ΔW c1 is inversely proportional to the web thickness t w (Fig. 4).

以上の結果より、ΔWc1は下記(1)式の実験式で表
せる。
From the above results, ΔW c1 can be expressed by the following empirical formula (1).

ΔWc1=[{Δ(ΔWc1)/Δl}・l+C]・Cw …(1) ただし、 Δ(ΔWc1)/Δl:第5図のtanθ C:第5図のY軸切片 Cw:厚み修正係数 ウエブ平行部拡幅量の限定値(ΔWc1)が求まると、
目標とするウエブ拡幅量(ΔW)と斜行ロールで圧延し
た後のウエブ厚(tw1)の関係から下記(2)式で必要
最小余肉量(M)が求まる。
ΔW c1 = [{Δ (ΔW c1 ) / Δl} · l + C] · C w (1) where Δ (ΔW c1 ) / Δl: tan θ C in FIG. 5: Y axis intercept C w in FIG. 5: Thickness correction factor When the limited value (ΔW c1 ) of the width expansion of the parallel part of the web is found,
From the relationship between the target web widening amount (ΔW) and the web thickness (t w1 ) after being rolled by the skew roll, the required minimum extra amount (M) can be obtained by the following equation (2).

M=(ΔW−ΔWc1)×tw1 …(2) 以上の決定フローによって必要な最小余肉量は決定で
き、この必要最小余肉量を被圧延材のウエブ端部断面の
四隅に等分する。
M = (ΔW−ΔW c1 ) × t w1 (2) The required minimum surplus amount can be determined by the above determination flow, and this required minimum surplus amount is equally divided into four corners of the web end section of the material to be rolled. To do.

(実施例) 製品の呼称寸法(ウエブ高さ×フランジ幅)600×200
の代表的なH形鋼を選定して実際に圧延を行い、くびれ
の有無を確認した。被圧延材の材質はC:0.2%の普通炭
素鋼で、圧延温度はウエブ余肉部で約850℃、ウエブ幅
方向センターで約700℃、フランジ温度約900℃であっ
た。使用した斜行ロールは第8図に示すロールプロフィ
ールであって、その寸法諸元を第1表および、そのロー
ル位置設定条件を第2表に示す。以上の条件で、本発明
における余肉量・形状を付与した場合と従来の平行状余
肉の場合とを比較圧延した結果を第3表に示す。なお、
従来の平行状余肉の比較例では片側フランジの内側から
ウエブ方向へ90mmの幅にわたり、0.6mmの一様な厚さで
断面積約200mm2の余肉を付け、本発明法では同じくウエ
ブ方向へ90mmの幅にわたりフランジ付け根部の第1の半
径R1は20mm,第2の半径R2は940mmとして断面積約500mm2
とした。第3表から明らかなとおり、従来法ではくびれ
量が2.4mm生ずるのに対し、本発明法でのくびれ量は0.4
mmとなり、圧延前後の両者のウエブ高さ、フランジ幅、
フランジ厚等の主要寸法は殆ど変化しないにも係わら
ず、くびれ量の減少は1/6となっている。一般の使用に
供される圧延H形鋼の場合、本発明で達成されるくびれ
の減少量で充分に実用に供することができる。
(Example) Product nominal dimensions (web height x flange width) 600 x 200
The representative H-section steel of No. 1 was selected and actually rolled, and the presence or absence of a constriction was confirmed. The material of the rolled material was C: 0.2% plain carbon steel, and the rolling temperature was about 850 ° C at the web margin, about 700 ° C at the center in the web width direction, and the flange temperature of about 900 ° C. The skew roll used is the roll profile shown in FIG. 8, and its dimensional specifications are shown in Table 1 and its roll position setting conditions are shown in Table 2. Table 3 shows the results of comparative rolling under the above conditions between the case where the amount and shape of the surplus in the present invention are provided and the case where the conventional parallel form surplus. In addition,
In the comparative example of the conventional parallel-shaped excess thickness, a width of 90 mm in the web direction from the inside of one side flange, with a uniform thickness of 0.6 mm, a excess thickness of a cross-sectional area of about 200 mm 2 is added, and in the method of the present invention, the same is applied in the web direction. The cross-sectional area is about 500 mm 2 with the first radius R 1 of the flange root being 20 mm and the second radius R 2 of 940 mm over a width of 90 mm.
And As is clear from Table 3, the constriction amount of 2.4 mm occurs in the conventional method, whereas the constriction amount of the present invention method is 0.4 mm.
mm, the web height before and after rolling, the flange width,
Despite the fact that the main dimensions such as flange thickness hardly change, the reduction in necking is 1/6. In the case of rolled H-section steel that is generally used, the reduced amount of necking achieved by the present invention can be sufficiently put to practical use.

(発明の効果) 本発明はH形鋼、I形鋼等フランジを有する形鋼を斜
行ロールを使用してウエブの拡幅圧延をする場合、最も
問題とされていたウエブ部のくびれの発生を殆ど生ずる
ことなく製造でき、格別な装置も必要とせず従来の装置
で対処できるので、製品品質の向上効果は工業的に極め
て大である。
(Effects of the Invention) In the present invention, when a web having a flange such as an H-section steel or an I-section steel is subjected to widening rolling of a web by using an oblique roll, the occurrence of the necking in the web portion, which is the most problematic, occurs. Since it can be manufactured with almost no occurrence and a conventional device can be used without requiring a special device, the effect of improving the product quality is industrially extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明が対象とする「くびれ」の発生状況を説
明するグラフ、第2図は余肉の形状を示す部分断面図、
第3図は拡幅量と「くびれ」との関係を示すグラフ、第
4図はウエブ厚と拡幅量の限界値の関係を示すグラフ、
第5図はウエブ平行部長さと拡幅量の限界値の関係を示
すグラフ、第6図は圧延前の余肉部と圧延後のウエブ部
の変化を示す部分断面図、第7図は本発明の必要最小余
肉量の決定手順を示すフローチャート、第8図は斜行ロ
ールの形状を示す説明図、第9図は従来のユニバーサル
圧延工程を示す略図、第10図はユニバーサル圧延機の正
面略図、第11図は従来のウエブ内幅一定のH形鋼の説明
図、第12図は斜行ロール方式圧延の状態を示す平面略
図、第13図は斜行ロール方式圧延を採用したユニバーサ
ル圧延を示す略図、第14図はH形鋼のくびれの発生状況
を示す正面略図。
FIG. 1 is a graph for explaining the condition of occurrence of “constriction” targeted by the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the shape of extra thickness,
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the widening amount and “constriction”, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the web thickness and the limit value of the widening amount,
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the length of the parallel portion of the web and the limit value of the amount of widening, FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing changes in the excess thickness portion before rolling and the web portion after rolling, and FIG. FIG. 8 is a flow chart showing the procedure for determining the minimum required surplus amount, FIG. 8 is an explanatory view showing the shape of the skew roll, FIG. 9 is a schematic diagram showing a conventional universal rolling process, and FIG. 10 is a schematic front view of a universal rolling mill. FIG. 11 is an explanatory view of a conventional H-section steel with a constant web inner width, FIG. 12 is a schematic plan view showing a state of the oblique roll system rolling, and FIG. 13 is a universal rolling adopting the oblique roll system rolling. Schematic diagram, Fig. 14 is a schematic front view showing the occurrence of constriction of H-section steel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西野 胤治 大阪府堺市築港八幡町1番地 新日本製鐵 株式会社堺製鐵所内 (72)発明者 藤田 和夫 大阪府堺市築港八幡町1番地 新日本製鐵 株式会社堺製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭61−262404(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Tetsuji Nishino, No. 1 Tsukiko Hachiman-cho, Sakai City, Osaka Prefecture Shin-Nippon Steel Co., Ltd. Sakai Iron Works Co., Ltd. (72) Kazuo Fujita, No. 1 Tsukiko Yawata-cho, Sakai City, Osaka Prefecture Nippon Steel Co., Ltd. Sakai Works (56) References JP-A-61-262404 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上げ
圧延工程からなる形材の圧延プロセスの前記中間圧延工
程と仕上げ圧延工程間の任意の1以上のパスで、その軸
心が圧延方向に水平な面内でかつ、圧延方向に垂直な面
に対して所定の角度θを有する左右一対の斜行ロール
を被圧延材のフランジ内側に配置してウエブの高さの拡
幅圧延を行う方法において、前記ロールで圧延される以
前の被圧延材ウエブの平行部長さ及びウエブ厚等の関数
からウエブのくびれ量を許容値以下に抑制するためのウ
エブ平行部拡幅量の限界値を求め、続いてウエブの目標
拡幅量と前記ウエブ平行部拡幅量の限界値との差および
製品ウエブ厚から必要余肉量を求め、該必要余肉量を被
圧延材のウエブ端部断面の四隅に等分する際に、該余肉
の稜線を異なる曲率半径の複数個の弧の組合せとなるよ
うに前記中間圧延工程で成形したのち、前記斜行ロール
で圧延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。
Claim: What is claimed is: 1. A shaft rolling in a rolling direction at any one or more paths between the intermediate rolling step and the finish rolling step of a profile rolling process comprising a rough rolling step, an intermediate rolling step and a finish rolling step. A method of widening and rolling the height of a web by arranging a pair of left and right skew rolls having a predetermined angle θ H with respect to a plane that is horizontal and vertical to the rolling direction, inside the flange of the material to be rolled. In, in order to suppress the constriction amount of the web from the function of the parallel portion length and web thickness of the rolled material web before being rolled by the roll to obtain the limit value of the web parallel portion widening amount for suppressing the constriction amount below the allowable value, The difference between the target widening amount of the web and the limit value of the widening amount of the parallel portion of the web, and the required surplus amount are obtained from the product web thickness, and the required surplus amount is equally divided into four corners of the web end cross section of the material to be rolled. The ridge line of the extra meat After molding by the intermediate rolling step so that the radius of the combination of a plurality of arcs, the rolling method of profiles having flanges, characterized in that rolling at the skew rolls.
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