JPH0832333B2 - 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Info
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- JPH0832333B2 JPH0832333B2 JP2217025A JP21702590A JPH0832333B2 JP H0832333 B2 JPH0832333 B2 JP H0832333B2 JP 2217025 A JP2217025 A JP 2217025A JP 21702590 A JP21702590 A JP 21702590A JP H0832333 B2 JPH0832333 B2 JP H0832333B2
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- Japan
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- roll
- flange
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-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
- B21B1/08—Metal-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
- B21B1/088—H- or I-sections
- B21B1/0886—H- or I-sections using variable-width rolls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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を圧延で製造する方法
に関し、詳しくは圧延方向に竪ロール軸芯を水平ロール
軸芯に対し圧延出側方向に移動したユニバーサルミルに
よりＨ形鋼および類似形鋼の多様なウェブ高さの造り分
けを高精度に行う方法に関するものである。
に関し、詳しくは圧延方向に竪ロール軸芯を水平ロール
軸芯に対し圧延出側方向に移動したユニバーサルミルに
よりＨ形鋼および類似形鋼の多様なウェブ高さの造り分
けを高精度に行う方法に関するものである。
［従来の技術］ フランジとウェブを有する形鋼、例えばＨ形鋼の圧延
ではユニバーサル圧延機で行われるのが一般であるが、
従来の方法は同一シリーズでは同一胴幅の水平ロールを
使用するためＨ形鋼のウェブ内幅WBが一定であり、第５
図（ａ）に示すとおりフランジ厚みtFが異なる場合、そ
れに応じてウェブ高さ（外幅）Ｗが変化するため同一シ
リーズ内でありながらウェブ高さが異なり、各規格（JI
S、ASTM、BS、DIN等）ともその呼称寸法とウェブ高さが
合致するものは１サイズのみである。他方、こうした同
一シリーズ内の数サイズの圧延Ｈ形鋼を互いに接合して
建築構造物の梁を造る場合に、通常一方のフランジ外面
を合わせるため他方にフランジ厚みの２倍のズレを生じ
施工上不都合である。また、鉄骨鉄筋コンクリート造の
建築構造物の場合は、柱や梁の寸法は外郭寸法で規制さ
れるので従来の圧延Ｈ形鋼を用いるとコンクリートの被
覆厚みがサイズによって異なり設計上も不都合である。
このため従来の圧延Ｈ形鋼はビルの柱と梁、梁と梁、柱
と柱の継ぎ合わせなど用途によっては一部使いづらい面
があり、第５図（ｂ）に示すような同一シリーズ内のウ
ェブ高さ（外幅）Ｗが一定の圧延Ｈ形鋼の製造を強く望
まれていた。
ではユニバーサル圧延機で行われるのが一般であるが、
従来の方法は同一シリーズでは同一胴幅の水平ロールを
使用するためＨ形鋼のウェブ内幅WBが一定であり、第５
図（ａ）に示すとおりフランジ厚みtFが異なる場合、そ
れに応じてウェブ高さ（外幅）Ｗが変化するため同一シ
リーズ内でありながらウェブ高さが異なり、各規格（JI
S、ASTM、BS、DIN等）ともその呼称寸法とウェブ高さが
合致するものは１サイズのみである。他方、こうした同
一シリーズ内の数サイズの圧延Ｈ形鋼を互いに接合して
建築構造物の梁を造る場合に、通常一方のフランジ外面
を合わせるため他方にフランジ厚みの２倍のズレを生じ
施工上不都合である。また、鉄骨鉄筋コンクリート造の
建築構造物の場合は、柱や梁の寸法は外郭寸法で規制さ
れるので従来の圧延Ｈ形鋼を用いるとコンクリートの被
覆厚みがサイズによって異なり設計上も不都合である。
このため従来の圧延Ｈ形鋼はビルの柱と梁、梁と梁、柱
と柱の継ぎ合わせなど用途によっては一部使いづらい面
があり、第５図（ｂ）に示すような同一シリーズ内のウ
ェブ高さ（外幅）Ｗが一定の圧延Ｈ形鋼の製造を強く望
まれていた。
Ｈ形鋼のウェブ高さを同一のロールチャンスの中で調
整する手段の一つとして、特公平１−47241号、特開平
２−6001号公報などで開示されているような、粗ユニバ
ーサルミル圧延後の中間圧延材のウェブの内幅を仕上げ
圧延段階で縮小する方法がある。この方法はロール幅が
可変な上下一対の水平ロールと左右一対の竪ロールを備
えた仕上げミルを配設し、形材がこれを通過する際、該
ミルの竪ロールにて形材のウェブ相当部をその幅方向よ
り圧下して形材のウェブ高さを調整することを特徴とす
る圧延方法である。このミルは従来の所謂ユニバーサル
ミルの上下一対の水平ロールをロール幅可変にしたもの
であり、比較的に安価な設備投資で簡便に形材のウェブ
高さの調整を可能とした実用的な手段である。しかし、
ウェブ部は幅WBに対する厚みtwの比（細長比）が比較的
に大きなため圧縮加工量（縮幅調整量）を大きくする
と、ウェブが第６図のように座屈し、且つ圧縮によるメ
タルがウェブとフランジの接合点（フィレット部）の近
傍に偏在しやすく板厚みの局部的な増肉をきたし、第７
図の実測例のように製品板厚の断面内不均一（板厚偏差
Δεｔ＝tWmax−tWmin）を生ずる。また、甚だしくなる
と第８図のようにフィレット部の折れ込みPLを惹起す
る。さらに、竪ロールによる被圧延材料の拘束が水平ロ
ールによる被圧延材料の拘束よりも先行し水平ロールに
よる材料の正規位置への誘導作用が低下し、前記のウェ
ブの座屈と相乗して第９図のようにウェブの中心偏りｅ
が悪化する。最近の建設現場の省力化・自動化が進展す
る中で、その部材である圧延Ｈ形鋼に要求される寸法精
度も高度になってきており、とりわけウェブの中心偏り
（Web Off−center）の高精度化を強く求められている
なかで問題がある。
整する手段の一つとして、特公平１−47241号、特開平
２−6001号公報などで開示されているような、粗ユニバ
ーサルミル圧延後の中間圧延材のウェブの内幅を仕上げ
圧延段階で縮小する方法がある。この方法はロール幅が
可変な上下一対の水平ロールと左右一対の竪ロールを備
えた仕上げミルを配設し、形材がこれを通過する際、該
ミルの竪ロールにて形材のウェブ相当部をその幅方向よ
り圧下して形材のウェブ高さを調整することを特徴とす
る圧延方法である。このミルは従来の所謂ユニバーサル
ミルの上下一対の水平ロールをロール幅可変にしたもの
であり、比較的に安価な設備投資で簡便に形材のウェブ
高さの調整を可能とした実用的な手段である。しかし、
ウェブ部は幅WBに対する厚みtwの比（細長比）が比較的
に大きなため圧縮加工量（縮幅調整量）を大きくする
と、ウェブが第６図のように座屈し、且つ圧縮によるメ
タルがウェブとフランジの接合点（フィレット部）の近
傍に偏在しやすく板厚みの局部的な増肉をきたし、第７
図の実測例のように製品板厚の断面内不均一（板厚偏差
Δεｔ＝tWmax−tWmin）を生ずる。また、甚だしくなる
と第８図のようにフィレット部の折れ込みPLを惹起す
る。さらに、竪ロールによる被圧延材料の拘束が水平ロ
ールによる被圧延材料の拘束よりも先行し水平ロールに
よる材料の正規位置への誘導作用が低下し、前記のウェ
ブの座屈と相乗して第９図のようにウェブの中心偏りｅ
が悪化する。最近の建設現場の省力化・自動化が進展す
る中で、その部材である圧延Ｈ形鋼に要求される寸法精
度も高度になってきており、とりわけウェブの中心偏り
（Web Off−center）の高精度化を強く求められている
なかで問題がある。
以上のような成形上の問題は中間圧延材の仕上げユニ
バーサルへの誘導精度をガイドの工夫で高めたり仕上げ
ユニバーサルミルでのフランジ圧下率を調整し全体の延
伸バランスを工夫することによりある程度の改善は可能
であるが、成形の基本的なメカニズム上からウェブ縮幅
量は実際上あまり大きくできないため胴幅可変ロールを
設置しても十分その機能を発揮できず、複数シリーズ間
のウェブ内幅造り分けのみならず同一シリーズ内のウェ
ブ高さ一定化を同一ロール組で図るということもフラン
ジ厚みの範囲が大きなシリーズ内では限界があるという
問題があった。
バーサルへの誘導精度をガイドの工夫で高めたり仕上げ
ユニバーサルミルでのフランジ圧下率を調整し全体の延
伸バランスを工夫することによりある程度の改善は可能
であるが、成形の基本的なメカニズム上からウェブ縮幅
量は実際上あまり大きくできないため胴幅可変ロールを
設置しても十分その機能を発揮できず、複数シリーズ間
のウェブ内幅造り分けのみならず同一シリーズ内のウェ
ブ高さ一定化を同一ロール組で図るということもフラン
ジ厚みの範囲が大きなシリーズ内では限界があるという
問題があった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、ロール工具を何等取り替えることなく
被圧延材のウェブ内幅の調整を比較的に大幅にオンライ
ンで無段階に実施することが可能で、縮小圧延に伴うウ
ェブの座屈や中心偏りの悪化を抑制し、断面内の板厚が
均一で高品質なフランジを有する形材の圧延方法を提供
することを目的とするものである。
なされたもので、ロール工具を何等取り替えることなく
被圧延材のウェブ内幅の調整を比較的に大幅にオンライ
ンで無段階に実施することが可能で、縮小圧延に伴うウ
ェブの座屈や中心偏りの悪化を抑制し、断面内の板厚が
均一で高品質なフランジを有する形材の圧延方法を提供
することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記のような欠点を有利に解決したものであ
り、その要旨は、断面が矩形またはドッグボーン状の素
材を粗造形材に圧延するブレークダウンミル、該粗造形
材を中間圧延材に圧延する粗ユニバーサルミルとエッジ
ャーミルからなる中間圧延ミルおよび該中間圧延材をフ
ランジとウェブを有する形材に仕上げ圧延する幅可変水
平ロールを備えた仕上げユニバーサルミルによってフラ
ンジを有する形材を圧延する方法において、前記仕上げ
ユニバーサルミルの竪ロール軸芯を水平ロール軸芯に対
し、竪ロールと水平ロール側面とで挟圧される被圧延材
フランジのロール投影接触長さの範囲内の圧延出側方向
に設定すると共に、前記幅可変水平ロールのロール幅を
製品形材の寸法に応じて設定し、竪ロールで形材のウェ
ブ部をその幅方向より圧下してウェブ高さを所要の各種
寸法に造り分けることを特徴とするフランジを有する形
材の圧延方法である。
り、その要旨は、断面が矩形またはドッグボーン状の素
材を粗造形材に圧延するブレークダウンミル、該粗造形
材を中間圧延材に圧延する粗ユニバーサルミルとエッジ
ャーミルからなる中間圧延ミルおよび該中間圧延材をフ
ランジとウェブを有する形材に仕上げ圧延する幅可変水
平ロールを備えた仕上げユニバーサルミルによってフラ
ンジを有する形材を圧延する方法において、前記仕上げ
ユニバーサルミルの竪ロール軸芯を水平ロール軸芯に対
し、竪ロールと水平ロール側面とで挟圧される被圧延材
フランジのロール投影接触長さの範囲内の圧延出側方向
に設定すると共に、前記幅可変水平ロールのロール幅を
製品形材の寸法に応じて設定し、竪ロールで形材のウェ
ブ部をその幅方向より圧下してウェブ高さを所要の各種
寸法に造り分けることを特徴とするフランジを有する形
材の圧延方法である。
［作用・実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の作用と実施例を説明
する。
する。
第１図は本発明を実施する圧延装置列の配置例を示
す。粗圧延工程はブレークダウンミルBDの上下水平ロー
ルによって矩形断面の偏平スラブまたはドッグボーン状
の鋼片を素材としてドッグボーン形状の粗造形材に加工
する工程であり、中間圧延工程は粗ユニバーサルミルRU
とエッジャーミルＥによって前記粗造形材を略Ｈ形断面
の中間圧延材に圧延造形するものである。これら粗圧延
工程と中間圧延工程は従来周知のＨ形鋼等フランジを有
する形鋼の造形工程と同様であり、詳細な記述は省略す
る。次に、仕上げ圧延工程は仕上げユニバーサルミルFU
で前記中間圧延材のウェブ相当部をその幅方向より圧下
してウェブ高さを所要の各種寸法に調整するもので、該
仕上げユニバーサルミルFUは第２図（ａ），（ｂ）に示
すように、その上下水平ロール20a,20bのロール軸芯XH
に対し左右竪ロール21a,21bのロール軸芯XVが圧延出側
方向にｄだけ移動（以下、ｄをオフセット量と称す）し
たものを用いる。同図において、（ａ）は上面からみた
平面図であり、（ｂ）は圧延方向出側からみた正面図で
ある。なお、本例では、中間圧延工程は粗ユニバーサル
ミルRUとエッジャーミルＥとを各々１基づつ配置して一
対とした単純な例を示したが、生産性などの必要性に応
じて複数対の圧延機のグループ編成としても良い。
す。粗圧延工程はブレークダウンミルBDの上下水平ロー
ルによって矩形断面の偏平スラブまたはドッグボーン状
の鋼片を素材としてドッグボーン形状の粗造形材に加工
する工程であり、中間圧延工程は粗ユニバーサルミルRU
とエッジャーミルＥによって前記粗造形材を略Ｈ形断面
の中間圧延材に圧延造形するものである。これら粗圧延
工程と中間圧延工程は従来周知のＨ形鋼等フランジを有
する形鋼の造形工程と同様であり、詳細な記述は省略す
る。次に、仕上げ圧延工程は仕上げユニバーサルミルFU
で前記中間圧延材のウェブ相当部をその幅方向より圧下
してウェブ高さを所要の各種寸法に調整するもので、該
仕上げユニバーサルミルFUは第２図（ａ），（ｂ）に示
すように、その上下水平ロール20a,20bのロール軸芯XH
に対し左右竪ロール21a,21bのロール軸芯XVが圧延出側
方向にｄだけ移動（以下、ｄをオフセット量と称す）し
たものを用いる。同図において、（ａ）は上面からみた
平面図であり、（ｂ）は圧延方向出側からみた正面図で
ある。なお、本例では、中間圧延工程は粗ユニバーサル
ミルRUとエッジャーミルＥとを各々１基づつ配置して一
対とした単純な例を示したが、生産性などの必要性に応
じて複数対の圧延機のグループ編成としても良い。
第３図は上下水平ロール20a,20b間と左右竪ロール21
a,21b間の各ロール間隙を圧延方向の形材噛込み位置と
の関係で表したものである。第３図（ａ）は左右竪ロー
ル21a,21b間のロール間隙すなわちウェブの高さ寸法を
表し、第３図（ｂ）は上下水平ロール20a,20b間のロー
ル間隙すなわちウェブの厚み寸法を表す。第３図におい
て横軸は圧延方向を示し、ldWはウェブの水平ロールで
の厚み圧下領域の接触投影長さ、ldFはフランジの竪ロ
ールでのフランジ厚み圧下領域の接触投影長さおよびl
dFoはフランジ外面と竪ロールが接触する領域の接触投
影長さであり、第４図にその接触位置の関係を示し各々
以下の式で表記できる。
a,21b間の各ロール間隙を圧延方向の形材噛込み位置と
の関係で表したものである。第３図（ａ）は左右竪ロー
ル21a,21b間のロール間隙すなわちウェブの高さ寸法を
表し、第３図（ｂ）は上下水平ロール20a,20b間のロー
ル間隙すなわちウェブの厚み寸法を表す。第３図におい
て横軸は圧延方向を示し、ldWはウェブの水平ロールで
の厚み圧下領域の接触投影長さ、ldFはフランジの竪ロ
ールでのフランジ厚み圧下領域の接触投影長さおよびl
dFoはフランジ外面と竪ロールが接触する領域の接触投
影長さであり、第４図にその接触位置の関係を示し各々
以下の式で表記できる。
ここで、 RH;水平ロール半径 RV;竪ロール半径 tW;ウェブ厚み tF;フランジ厚み W;ウェブ外幅（高さ） 添字1;仕上げ圧延前（中間圧延材） 添字2:仕上げ圧延後 を意味しており、各々第４図に示す寸法に対応する。
また、ウェブ圧下量ΔtWは仕上げ圧延前（中間圧延
材）のウェブ厚みtW1を本発明では仕上げ圧延後のウェ
ブ厚みtW2と基本的には同一とするのでみかけ上は零で
あるが、実際はフランジ厚みの圧下による全体延伸が始
まる前に作用する竪ロールによるウェブ内幅の縮小によ
りウェブ厚みが増大するので、仕上げ水平ロールでウェ
ブ圧下量ΔtWを生じる。このウェブ厚みの増大は、ウェ
ブ幅方向全体で均等に増加することはなく、実験による
とウェブ両端部（フィレット部）近傍ほど大きくウェブ
中央部の厚みは殆ど不変であり圧下率や圧延温度分布な
どの圧延条件によってはむしろ僅かに減少する傾向がみ
られる。この傾向は通常の偏平な矩形材料の幅エッジン
グにおける現象と定性的に合致している。ただし、ldW
を求めるために使用するウェブ厚みの増大量ΔtW（ウェ
ブ圧下量に相当）はウェブ全断面で平均化したものとし
て下記の式を用いる。
材）のウェブ厚みtW1を本発明では仕上げ圧延後のウェ
ブ厚みtW2と基本的には同一とするのでみかけ上は零で
あるが、実際はフランジ厚みの圧下による全体延伸が始
まる前に作用する竪ロールによるウェブ内幅の縮小によ
りウェブ厚みが増大するので、仕上げ水平ロールでウェ
ブ圧下量ΔtWを生じる。このウェブ厚みの増大は、ウェ
ブ幅方向全体で均等に増加することはなく、実験による
とウェブ両端部（フィレット部）近傍ほど大きくウェブ
中央部の厚みは殆ど不変であり圧下率や圧延温度分布な
どの圧延条件によってはむしろ僅かに減少する傾向がみ
られる。この傾向は通常の偏平な矩形材料の幅エッジン
グにおける現象と定性的に合致している。ただし、ldW
を求めるために使用するウェブ厚みの増大量ΔtW（ウェ
ブ圧下量に相当）はウェブ全断面で平均化したものとし
て下記の式を用いる。
ΔtW＝ΔＷ・tW1/（W2−2tF2） … 第３図（ａ）の曲線は竪ロール軸芯と水平ロール軸
芯が合致した従来のユニバーサル圧延の場合（オフセッ
ト量ｄ＝0mm）を示し、曲線は竪ロール軸芯XVが水平
ロール軸芯XHにたいしｄだけ圧延方向出側にオフセット
した本発明の場合を示す。一般にldWに対しldFoが長く
なると、ウェブの上下面を水平ロールで拘束しない第３
図のldFBの圧延領域で第６図（ａ），（ｂ）のようなウ
ェブ座屈やフランジを含めた対角線状の倒れ・捩じれを
惹起し、仕上げ圧延後の製品品質が不良となる。この限
界はウェブ外幅（高さ）圧縮量すなわちウェブ内幅縮小
量ΔＷ、ウェブ厚みおよびウェブ内幅寸法によって決ま
るが、第１の支配要因はウェブ接触開始に先行するフラ
ンジ外側の圧縮領域の長さldFB（＝ldFo−ldW）であ
る。ウェブ座屈の限界となる最大のldFBの値は下記の式
で与えることができる。
芯が合致した従来のユニバーサル圧延の場合（オフセッ
ト量ｄ＝0mm）を示し、曲線は竪ロール軸芯XVが水平
ロール軸芯XHにたいしｄだけ圧延方向出側にオフセット
した本発明の場合を示す。一般にldWに対しldFoが長く
なると、ウェブの上下面を水平ロールで拘束しない第３
図のldFBの圧延領域で第６図（ａ），（ｂ）のようなウ
ェブ座屈やフランジを含めた対角線状の倒れ・捩じれを
惹起し、仕上げ圧延後の製品品質が不良となる。この限
界はウェブ外幅（高さ）圧縮量すなわちウェブ内幅縮小
量ΔＷ、ウェブ厚みおよびウェブ内幅寸法によって決ま
るが、第１の支配要因はウェブ接触開始に先行するフラ
ンジ外側の圧縮領域の長さldFB（＝ldFo−ldW）であ
る。ウェブ座屈の限界となる最大のldFBの値は下記の式
で与えることができる。
各種実験結果により通常のＨ形鋼の仕上げ圧延では実
用可能なαの最大値は α＝8.5 であることが判明した。
用可能なαの最大値は α＝8.5 であることが判明した。
ldFBが縮小圧延法における最大縮幅量を規定するの
で、第３図曲線のように竪ロール軸芯XVを水平ロール
軸芯XHにたいしｄだけ圧延方向出側にオフセットすると
最大縮幅量をΔWoからΔWdに増大することが可能とな
る。ΔWoとΔWdは下記の式で算定できる。
で、第３図曲線のように竪ロール軸芯XVを水平ロール
軸芯XHにたいしｄだけ圧延方向出側にオフセットすると
最大縮幅量をΔWoからΔWdに増大することが可能とな
る。ΔWoとΔWdは下記の式で算定できる。
ここで、オフセット量ｄは一般にはウェブとフランジ
の同時圧下領域が存在する範囲内で設定するのが安定し
た圧延と品質を確保する上で望ましい。適正なオフセッ
ト量ｄを選定すると後述するようにウェブの板厚均等化
や水平ロール荷重の削減にも有効であるが、ｄが過大と
なると圧延後半のフランジ単独圧下領域における水平ロ
ールの間隙が過大となるため、ロールバイト中の材料の
変形がいびつとなりメタルフローの円滑さも損なわれる
ので逆効果となる。実績によるとｄの許容最大値はldF
すなわちｄ≦ldFある。
の同時圧下領域が存在する範囲内で設定するのが安定し
た圧延と品質を確保する上で望ましい。適正なオフセッ
ト量ｄを選定すると後述するようにウェブの板厚均等化
や水平ロール荷重の削減にも有効であるが、ｄが過大と
なると圧延後半のフランジ単独圧下領域における水平ロ
ールの間隙が過大となるため、ロールバイト中の材料の
変形がいびつとなりメタルフローの円滑さも損なわれる
ので逆効果となる。実績によるとｄの許容最大値はldF
すなわちｄ≦ldFある。
具体的にシリーズ内のウェブ高さを一定とする場合、
粗ユニバーサルミルRUとエッジャーミルＥによって圧延
造形する中間圧延材まではウェブ内幅を一定とし、仕上
げユニバーサルミルFUで中間圧延材のフランジ厚みの薄
いサイズを基準にフランジ厚みの厚いサイズを幅可変ロ
ールの胴幅を縮め竪ロールでウェブ内幅をその幅方向よ
り圧下してウェブ内幅を所要の各種寸法に調整する。例
えば、製品呼称シリーズがH550×200のＨ形鋼を製造す
る場合の圧延実施例について説明する。
粗ユニバーサルミルRUとエッジャーミルＥによって圧延
造形する中間圧延材まではウェブ内幅を一定とし、仕上
げユニバーサルミルFUで中間圧延材のフランジ厚みの薄
いサイズを基準にフランジ厚みの厚いサイズを幅可変ロ
ールの胴幅を縮め竪ロールでウェブ内幅をその幅方向よ
り圧下してウェブ内幅を所要の各種寸法に調整する。例
えば、製品呼称シリーズがH550×200のＨ形鋼を製造す
る場合の圧延実施例について説明する。
ウェブ厚みとフランジ厚みがそれぞれ（6mm×9mm），
（6mm×12mm），（6mm×16mm），（9mm×16mm），（9mm
×19mm），（9mm×22mm），（12mm×16mm），（12mm×1
9mm），（12mm×22mm），（12mm×25mm）の製品サイズ
に相当する素材を中間圧延工程で所要の厚さまで圧延し
た後、これらの中で最もフランジ厚みの薄い（6mm×9m
m）のＨ形鋼のウェブ高さ550mmに揃うように仕上げユニ
バーサルミルの竪ロールの間隙を設定し、かつ幅可変水
平ロールのロール幅を各々のフランジ厚みに応じて設定
する。このとき、中間圧延材のフランジ厚みは、仕上げ
圧延でのフランジ圧下率がウェブ圧下率と略同等のとな
るように算定して粗ユニバーサルミルの竪ロールを設定
する。従来法では（6mm×16mm），（9mm×19mm），（12
mm×19mm）の製品サイズまでは公差を満足する範囲内で
一応縮小できるがこれをこえる製品サイズでは中心の偏
りが製品公差をはずれウェブの断面内の板厚偏差が過大
となる。一方、本発明法では（12mm×25mm）の製品サイ
ズでも問題なく圧延できる。このことは、，式によ
るΔWo,ΔWdの算出値がΔWo＝20mm,ΔWd＝33mmであるこ
とから説明できる。（但し、RH＝650mm,RV＝490mm,d＝2
7mm） さて、前述のウェブ厚みの増大量ΔtWを仕上げ水平ロ
ールで圧下した場合、竪ロール軸芯と水平ロール軸芯が
同一平面上にある従来圧延法では、水平ロールの圧延中
の実間隙よりも厚みが厚くなるという現象がある。ウェ
ブ厚みの増大部分の厚みを所定厚みにするべく仕上げ水
平ロールの間隙を小さくすると、ロールと接触しないウ
ェブ中央部との間に段付きや板厚偏差を惹起し、かつ水
平ロールに作用する圧延荷重が飛躍的に増大する。ウェ
ブ厚みの増大量ΔtWは仕上げユニバーサル圧延でフラン
ジ圧下率を増すことによってある程度抑制できるが、フ
ランジ圧下率が大きくなるほど水平ロール側面に作用す
る荷重が増大し分割型の胴幅可変水平ロールの強度構造
上問題を生じ、且つ第10図に示す仕上げ製品フランジ先
端のバルジングBGが増大しフランジ先端の平坦性不良と
なるのであまり大きな圧下は採れない。本発明では、竪
ロール軸芯を圧延方向出側にズラすことにより、通常の
フランジ圧下率のレベルでΔtWを消去でき、従来法の問
題の一つであった第７図のような製品板厚の断面内不均
一（板厚偏差Δεｔ＝tWmax−tWmin）を略解消できた。
竪ロール軸芯を圧延方向出側にズラすと、ロールバイト
中の形材のフランジとウェブのロールとの接触状態がフ
ランジとウェブの同時圧下領域の後にフランジ単独圧下
領域が存在するように変化するので、ゥエブがフランジ
から長手方向に引き伸ばされる作用を受ける。且つ水平
ロール側面と竪ロールのフランジとの接触状態が水平ロ
ール出側でフランジを幅方向に引き伸ばす方向になるこ
ともあって、ウェブのフィレット近傍のメタルがフラン
ジ側へ流動するので結果としてウェブ厚みの増大を抑制
できる。また、実機試験の結果、ウェブ厚み（tW1＋Δt
W）をウェブ厚みtW1（＝tW2）に圧延するために要した
水平ロール荷重は従来法に対し本発明法では30〜50％も
軽減された。これは、フランジとウェブの接触状態の変
化により断面内のメタルフローがスムースとなり従来法
で問題であったウェブ厚みの増大部の部分圧延による荷
重の異常な増大が回避できたことによる。このことは、
胴幅可変水平ロールの設備設計上非常に有利となる。な
お、現実には圧延温度や材質の差などによる入側材料に
ウェブ厚みtW1の変動があるので、胴幅可変水平ロール
の分割ロールのウェブ中央側の角部は緩やかなＲ（逃が
し部）を設けることによって、分割ロールとウェブ面の
接触部と非接触部の微小な表面段差や表面光沢の差異が
目立たないようにすることも有効である。
（6mm×12mm），（6mm×16mm），（9mm×16mm），（9mm
×19mm），（9mm×22mm），（12mm×16mm），（12mm×1
9mm），（12mm×22mm），（12mm×25mm）の製品サイズ
に相当する素材を中間圧延工程で所要の厚さまで圧延し
た後、これらの中で最もフランジ厚みの薄い（6mm×9m
m）のＨ形鋼のウェブ高さ550mmに揃うように仕上げユニ
バーサルミルの竪ロールの間隙を設定し、かつ幅可変水
平ロールのロール幅を各々のフランジ厚みに応じて設定
する。このとき、中間圧延材のフランジ厚みは、仕上げ
圧延でのフランジ圧下率がウェブ圧下率と略同等のとな
るように算定して粗ユニバーサルミルの竪ロールを設定
する。従来法では（6mm×16mm），（9mm×19mm），（12
mm×19mm）の製品サイズまでは公差を満足する範囲内で
一応縮小できるがこれをこえる製品サイズでは中心の偏
りが製品公差をはずれウェブの断面内の板厚偏差が過大
となる。一方、本発明法では（12mm×25mm）の製品サイ
ズでも問題なく圧延できる。このことは、，式によ
るΔWo,ΔWdの算出値がΔWo＝20mm,ΔWd＝33mmであるこ
とから説明できる。（但し、RH＝650mm,RV＝490mm,d＝2
7mm） さて、前述のウェブ厚みの増大量ΔtWを仕上げ水平ロ
ールで圧下した場合、竪ロール軸芯と水平ロール軸芯が
同一平面上にある従来圧延法では、水平ロールの圧延中
の実間隙よりも厚みが厚くなるという現象がある。ウェ
ブ厚みの増大部分の厚みを所定厚みにするべく仕上げ水
平ロールの間隙を小さくすると、ロールと接触しないウ
ェブ中央部との間に段付きや板厚偏差を惹起し、かつ水
平ロールに作用する圧延荷重が飛躍的に増大する。ウェ
ブ厚みの増大量ΔtWは仕上げユニバーサル圧延でフラン
ジ圧下率を増すことによってある程度抑制できるが、フ
ランジ圧下率が大きくなるほど水平ロール側面に作用す
る荷重が増大し分割型の胴幅可変水平ロールの強度構造
上問題を生じ、且つ第10図に示す仕上げ製品フランジ先
端のバルジングBGが増大しフランジ先端の平坦性不良と
なるのであまり大きな圧下は採れない。本発明では、竪
ロール軸芯を圧延方向出側にズラすことにより、通常の
フランジ圧下率のレベルでΔtWを消去でき、従来法の問
題の一つであった第７図のような製品板厚の断面内不均
一（板厚偏差Δεｔ＝tWmax−tWmin）を略解消できた。
竪ロール軸芯を圧延方向出側にズラすと、ロールバイト
中の形材のフランジとウェブのロールとの接触状態がフ
ランジとウェブの同時圧下領域の後にフランジ単独圧下
領域が存在するように変化するので、ゥエブがフランジ
から長手方向に引き伸ばされる作用を受ける。且つ水平
ロール側面と竪ロールのフランジとの接触状態が水平ロ
ール出側でフランジを幅方向に引き伸ばす方向になるこ
ともあって、ウェブのフィレット近傍のメタルがフラン
ジ側へ流動するので結果としてウェブ厚みの増大を抑制
できる。また、実機試験の結果、ウェブ厚み（tW1＋Δt
W）をウェブ厚みtW1（＝tW2）に圧延するために要した
水平ロール荷重は従来法に対し本発明法では30〜50％も
軽減された。これは、フランジとウェブの接触状態の変
化により断面内のメタルフローがスムースとなり従来法
で問題であったウェブ厚みの増大部の部分圧延による荷
重の異常な増大が回避できたことによる。このことは、
胴幅可変水平ロールの設備設計上非常に有利となる。な
お、現実には圧延温度や材質の差などによる入側材料に
ウェブ厚みtW1の変動があるので、胴幅可変水平ロール
の分割ロールのウェブ中央側の角部は緩やかなＲ（逃が
し部）を設けることによって、分割ロールとウェブ面の
接触部と非接触部の微小な表面段差や表面光沢の差異が
目立たないようにすることも有効である。
［発明の効果］ 本発明によれば、フランジを有する形材のウェブ高さ
をオンラインで任意に変更できるので、同一シリーズ内
においてフランジ厚みが異なってもウェブ高さを同一の
ロール組で一定に造り込むことができる。また、従来は
水平ロールのロール幅が摩耗や改削により変化するため
圧延操業の特性からウェブ高さやフランジ厚みの精度が
悪化していたが、本発明ではウェブ高さを適正に制御で
きるので寸法精度が飛躍的に向上する。また、ウェブの
中心偏り精度も向上し、圧延荷重も低減されるので安定
した高品質の製品の製造が可能となる。
をオンラインで任意に変更できるので、同一シリーズ内
においてフランジ厚みが異なってもウェブ高さを同一の
ロール組で一定に造り込むことができる。また、従来は
水平ロールのロール幅が摩耗や改削により変化するため
圧延操業の特性からウェブ高さやフランジ厚みの精度が
悪化していたが、本発明ではウェブ高さを適正に制御で
きるので寸法精度が飛躍的に向上する。また、ウェブの
中心偏り精度も向上し、圧延荷重も低減されるので安定
した高品質の製品の製造が可能となる。
第１図は本発明の１実施例に係わる圧延機列の配置例、
第２図（ａ），（ｂ）は本発明の仕上げユニバーサルミ
ルの水平ロールと竪ロールの配置関係を示す説明図、第
３図（ａ），（ｂ）は本発明の仕上げユニバーサルミル
におけるロールバイト中の形材の接触状況を示す説明
図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明の仕上げユニバーサ
ルミルにおける圧延条件を定義するための記号説明図、
第５図（ａ），（ｂ）は圧延Ｈ形鋼の製品形状を示す断
面図、第６図（ａ），（ｂ）は仕上げ圧延工程における
不良成形状況を示す図、第７図は従来法におけるＨ形鋼
の板厚偏差の発成状況を示す図、第８図はフィレット部
に折れ込みを発生したＨ形鋼の断面図、第９図は寸法・
形状不良を発生したＨ形鋼の断面図、第10図はフランジ
先端の形状不良を発生したＨ形鋼の断面図である。 BD……ブレークダウンミル、RU……粗ユニバーサルミ
ル、Ｅ……エッジャーミル、FU……仕上げユニバーサル
ミル、20a,20b……上下水平ロール、21a,21b……左右竪
ロール、XH……水平ロール軸芯、XV……竪ロール軸芯、
ｄ……オフセット量
第２図（ａ），（ｂ）は本発明の仕上げユニバーサルミ
ルの水平ロールと竪ロールの配置関係を示す説明図、第
３図（ａ），（ｂ）は本発明の仕上げユニバーサルミル
におけるロールバイト中の形材の接触状況を示す説明
図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明の仕上げユニバーサ
ルミルにおける圧延条件を定義するための記号説明図、
第５図（ａ），（ｂ）は圧延Ｈ形鋼の製品形状を示す断
面図、第６図（ａ），（ｂ）は仕上げ圧延工程における
不良成形状況を示す図、第７図は従来法におけるＨ形鋼
の板厚偏差の発成状況を示す図、第８図はフィレット部
に折れ込みを発生したＨ形鋼の断面図、第９図は寸法・
形状不良を発生したＨ形鋼の断面図、第10図はフランジ
先端の形状不良を発生したＨ形鋼の断面図である。 BD……ブレークダウンミル、RU……粗ユニバーサルミ
ル、Ｅ……エッジャーミル、FU……仕上げユニバーサル
ミル、20a,20b……上下水平ロール、21a,21b……左右竪
ロール、XH……水平ロール軸芯、XV……竪ロール軸芯、
ｄ……オフセット量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷崎 豊一 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 広瀬 和文 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 平２−147102（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6001（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−47241（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】断面が矩形またはドッグボーン状の素材を
粗造形材に圧延するブレークダウンミル、該粗造形材を
中間圧延材に圧延する粗ユニバーサルミルとエッジャー
ミルからなる中間圧延ミルおよび該中間圧延材をフラン
ジとウェブを有する形材に仕上げ圧延する幅可変水平ロ
ールを備えた仕上げユニバーサルミルによってフランジ
を有する形材を圧延する方法において、前記仕上げユニ
バーサルミルの竪ロール軸芯を水平ロール軸芯に対し、
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
ンジのロール投影接触長さの範囲内の圧延出側方向に設
定すると共に、前記幅可変水平ロールのロール幅を製品
形材の寸法に応じて設定し、竪ロールで形材のウェブ部
をその幅方向より圧下してウェブ高さを所要の各種寸法
に造り分けることを特徴とするフランジを有する形材の
圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217025A JPH0832333B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | フランジを有する形材の圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2217025A JPH0832333B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | フランジを有する形材の圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100602A JPH04100602A (ja) | 1992-04-02 |
| JPH0832333B2 true JPH0832333B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=16697659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2217025A Expired - Lifetime JPH0832333B2 (ja) | 1990-08-20 | 1990-08-20 | フランジを有する形材の圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832333B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08215702A (ja) * | 1995-02-16 | 1996-08-27 | Nippon Steel Corp | フランジおよびウェブを有する形鋼の圧延方法および圧延装置列 |
| DE102011121512A1 (de) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Sms Meer Gmbh | Winkelwalzen |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6447241A (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-21 | Elna Co Ltd | Plating method for through hole of printed circuit board |
| JP2908456B2 (ja) * | 1988-06-27 | 1999-06-21 | 川崎製鉄株式会社 | 形鋼の圧延方法 |
| JPH02147102A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Ｈ形鋼の圧延方法および圧延機 |
-
1990
- 1990-08-20 JP JP2217025A patent/JPH0832333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04100602A (ja) | 1992-04-02 |
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