JPH084801B2 - 溝形鋼の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は孔型熱間圧延加工と冷間成形加工とを組合わ
せて、ビレットよりウエブ部に対して直角なフランジ部
と、平坦なウエブ部を有する溝形鋼を製造する方法に関
する。

（従来技術） 一般に普通鋼などを素材として溝形鋼を製造する場
合、孔型熱間圧延によって所望の最終形状の溝形鋼に成
形していた。しかし、ステンレス鋼、中でもSUS 304な
どのオーステナイト系ステンレス鋼などにおいては、前
記鋼に比較して変形能が小さく、かつ高温での変形抵抗
が大きく、焼付きが発生し易いため、前記孔型熱間圧延
において成形した場合、製品に表面疵が多く発生すると
ともに圧延ロールが早期に摩耗するなどの欠点が有り、
実用に供し得ないものであった。

したがって、従来SUS 304などのステンレス鋼を素材
として溝形鋼を製造する場合、一般には大変非能率では
あるが、２本のアングルを長手方向に平行に並べ、突合
溶接を行い、ついで表裏に形成されたビードを切削によ
って除去し、溝形鋼を製造している。

また、溝形鋼はウエブ部を平坦にする冷間成形時等に
フランジ部が外側に開いて、ウエブ部に対して直角でな
くなり、冷間成形後、溝形鋼をプレス矯正をする必要が
あった。

（解決しようとする問題点） このように、従来のステンレス溝形鋼の製造法におい
ては生産性が悪く、かつコスト的にも非常に高いものに
なるにもかかわらず溶接により製造されており、また、
冷間成形時等においてフランジ部が外側に開くなどの欠
点があり、近年、ステンレス溝形鋼が建築用材料、装飾
材料としての需要が増加していることと併せて、安価
で、形状の良好なステンレス溝形鋼の製造法の開発が強
く要望されていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は従来の孔型圧延、ニュバーサル圧延における
上記欠点に鑑みてなしたもので、本発明者等は特にオー
ステナイト系ステンレス鋼のような変形能が小さく、か
つ高温での変形抵抗が高く、容易に焼付きが発生し易い
という材料的要因を有しているか、または圧延時フラン
ジ部においてロール周速に大きな差が生じ、フランジ部
に焼付きが発生し易いという成形上の要因を有している
場合であっても、溝形鋼を製造できる方法であって、本
発明は溝形鋼の製造方法を、フランジ部とウエブ部とよ
り形成される溝形鋼の製造において、互いに平行に配設
され、少なくとも一方が駆動装置によって回転させられ
る所定の孔型を形成した複数組の圧延ロールでもって、
所定温度に加熱された圧延素材に圧延加工を施し、一対
のフランジ部はウエブ部の両端を結ぶ線の垂線に対して
外側に傾斜させ、かつウエブ部を凸状の形状とし、フラ
ンジ部およびウエブ部の肉厚が製品寸法と同一の厚さで
ある中間製品を成形し、ついで互いに平行に配設された
複数組の冷間成形ロールでもって、前記中間製品の凸状
のウエブ部を少なくとも２パス以上冷間成形し、ウエブ
部に対して略直角なフランジ部とほぼ平坦なウエブ部と
する第１冷間成形加工と、ついで互いに平行に配設され
たウエブ部に当接する一対の水平ロールとフランジ部に
当接する一対の垂直ロールとで同時に成形し、ウエブ部
に対しフランジ部を内側に側圧する冷間成形を施すこと
で溝形鋼を形成する最終成形加工を順に施すことを特徴
とするものである。

そして、本発明はビレットなどの圧延素材からウエブ
部が凸状の中間製品を孔型圧延によって成形するに、互
いに平行に配設され、少なくとも一方が駆動装置によっ
て回転させられる複数組の二重圧延ロールを用い、フラ
ンジ部におけるロール周速差を小さくするため、フラン
ジ部を垂線に対して外側に傾斜させ、第１図に示したよ
うなパススケジュールによって熱間圧延加工するもので
ある。

さらに本発明は中間製品から互いに平行なフランジ部
と、フランジ部に対して直角で平坦にウエブ部を有する
溝形鋼を冷間ロール成形加工するに、互いに平行に配設
させられた冷間成形ロールによるパス回数を２パス以上
とし、凸状のウエブ部を段階的に成形し、ウエブ部に対
して直角なフランジと平坦なウエブ部とする第１冷間成
形加工を有するものである。ついで、さらに第１冷間成
形加工において、素材に発生する残留応力により、フラ
ンジ部が外側に開くのを防止するため、ウエブ部に対し
て１〜２度程度フランジ部を内側に側圧する溝形鋼を製
造するに、互いに平行に配設されたウエブ部に当接する
一対の水平ロールとフランジ部に当接する一対の垂直ロ
ールとで同時に成形する最終仕上加工をするものであ
り、冷間成形においては不適当な加工により中間製品が
部分的に厚み変化を生じたり、製品に疵が生じるのを防
止するものである。

また、孔型熱間圧延加工において中間製品のフランジ
部の傾斜角を、ウエブ部の両端を結ぶ線の垂線に対して
外側に15゜以上傾斜させたのは、圧延時、フランジ部に
おけるロール周速差を小さくし、フランジ部に焼付きが
発生するのを防止するためであり、かつ傾斜角を75゜以
下したのは、75゜よりもフランジ部が外側に開くと冷間
成形において、フランジ部をウエブ部に対して直角に成
形することが困難になるためである。

さらに、中間製品のフランジ内側に形成された凸部状
のウエブ部の曲率半径を少なくともウエブ部の板厚の２
倍以上としたのは、これを外れると冷間ロール成形加工
においてウエブ部を平坦に加工する時に、成形初期に局
部的に加工硬化が生じ、良好な平坦部が得られないため
である。

また、冷間ロール成形加工において、必要に応じて冷
間成形ロールの前後にピンチローラを設けるものであ
る。これは中間製品の噛み込みを改善したり、冷間成形
ロールのスリップを防止するものである。

（実施例） 以下に本発明をその一実施例に基づいて説明する。

本発明は、はじめに互いに平行に配設され、少なくと
も一方が駆動装置によって回転させられる所定の孔型を
形成した複数組の圧延ローラを用いて、第１図に示した
ようなパススケジュールにしたがってビレットから中間
製品を成形するものである。

第１図において、１はビレットで、２は横断面がＷ形
状の中間製品で、３は中間製品２のウエブ部の両端を結
ぶ線の垂線に対してそれぞれ外側に傾斜させたフランジ
部で、４は両フランジ部間に形成された凸部形状のウエ
ブ部である。

第２図は横段面がＷ形状の中間製品を成形する、互い
に平行に配設され、下方が図示しない駆動装置によって
回転させられる所定の孔型を形成した孔型熱間圧延加工
における最終ロールを示したもので、７は上ロールで、
８は駆動ロールで、９は孔型である。

第３、４図は横断面がＷ字形状の中間製品２を第１冷
間ロール成形加工するに用いる、互いに平行に配設され
所望のロール形状をした複数組の冷間成形ロールを配設
した概略図であり、11は入側のピンチローラ、12は出側
のピンチローラで、13は上方に設けたつづみ型ロール
で、14は下方に設けたたいこ型ロールである。

第５図は、最終仕上加工においてウエブ部４に対して
直角なフランジ部３と、ほぼ平坦なウエブ部４を有する
中間製品20を成形する一対の水平ロール16と、一対の垂
直ロール17である。

そして、はじめに断面が50角、長さ1000mmのSUS 304
のビレット１を1050℃に加熱し、ついでビレット１をロ
ーラで圧延ロール７、８まで移送し、ビレット１を第１
図に示したようなパススケジュールでフランジ部３に焼
付が発生することなく順次加工し、フランジ部３および
ウエブ部４の肉厚が製品寸法と同一の厚さで一対のフラ
ンジ部３がそれぞれ垂線に対して45゜外側に開いた形状
で、かつ凸状のウエブ部の曲率半径がウエブ部の板厚の
３倍であり、その横断面がＷ形状の中間製品２を製造し
た。

ついで、孔型熱間圧延加工で成形した中間製品２をピ
ンチローラ11で挾持し、上、下に配設したつづみ型ロー
ラ13と、たいこ型ローラ14に噛み込ませて、凸状のウエ
ブ部４を段階的に成形し、厚み変化を生じることなく、
ウエブ部に対してほぼ直角なフランジ部３と、ほぼ平坦
なウエブ部４を有する溝形鋼20を第１冷間ロール成形加
工により成形した。

ついで、最終仕上加工において前記溝形鋼20を一対の
水平ロール16と一対の垂直ロール17とで、同時にウエブ
部４とフランジ部３とを成形する。この時、一対のフラ
ンジ部３を垂線に対して1.5度内側に傾斜するように側
圧する垂直ロール17にて行った。この最終仕上加工の結
果、平行なフランジ部３と、該フランジ部３に対し直角
で、かつ平坦なウエブ部４を有する溝形鋼を製造した。

（発明の効果） 上述のように、本発明は孔型熱間圧延加工において横
断面が一対のフランジ部がそれぞれウエブ部の両端を結
んだ線の垂線に対して外側に傾斜し、かつウエブ部が凸
状の形状の中間製品を製造することによって、オーステ
ナイト系ステンレス鋼のように変形能が悪く、かつ非常
に焼付きが発生し易い鋼においても表面疵が発生するこ
となく熱間圧延加工ができ、かつ第１冷間ロール成形加
工により中間製品に厚み変化を与えることなく成形で
き、さらに最終仕上加工において水平ロールと、垂直ロ
ールでウエブ部とフランジ部とを同時に成形することに
より、形状の良好な溝型鋼を製造でき、従来のアングル
を溶接して溝型鋼としたものに比べて大幅に安価に製造
でき、かつ冷間成形時に変形し難く、後工程でプレス矯
正の必要がないものである。

さらに、通常、普通鋼を素材として孔型圧延法により
溝型鋼を製造する場合、仕上孔型では肉の張り出しを良
くするため、フランジ部に側圧をかけるのが一般的であ
るがこの側圧によりフランジ部にかじりが発生し易くな
り、これを防止するため通常フランジ部に若干テーパを
付けて圧延しており、上記圧延法により製造された溝型
鋼のフランジ部にはテーパがそのまま残っているもので
ある。

これに対して本発明法では、フランジ部を垂線に対し
て15゜以上外側に傾斜させた状態で側圧をかけるもので
あり、フランジ部にかじりが発生する心配がなく、従来
法のようにフランジ部にテーパを付ける必要がないもの
であり、このように本発明法は高い実用性を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はビレットから中間製品を製造するパススケジュ
ールを示したもので、第２図は最終圧延ロール形状を示
したもので、第３図は第１冷間ロール成形加工に用いる
ロールおよびピンチローラを示した概略図で、第４図は
第１冷間ロール成形加工に用いるつづみ型ローラとたい
こ型ローラ形状を示したもので、第５図は最終仕上加工
において第１冷間ロール成形加工後の中間製品を成形す
る一対の水平ロールと一対の垂直ロールを示したもので
ある。 1:ビレット、2:中間製品、3:フランジ部 4:ウエブ部、5:直角部、6:平坦部 ７、8:圧延ロール、9:孔型 11、12:ピンチローラ、13:つづみ型ローラ 14:たいこ型ローラ、16:水平ロール 17:垂直ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のフランジ部とウエブ部とより形成さ
   れ、互いに平行なフランジ部と、フランジ部に対し直角
   で平坦なウエブ部を有する溝形鋼を製造するにあたり、
   互いに平行に配設され少なくとも一方が駆動装置によっ
   て回転させられる所定の孔型を形成した複数組の二重圧
   延ロールでもって、所定温度に加熱された圧延素材に圧
   延加工を施し、その横断面において、一対のフランジ部
   は、ウエブ部の両端を結ぶ線の垂線に対し外側に傾斜さ
   せ、かつウエブ部を凸状とし、かつフランジ部およびウ
   エブ部の肉厚が製品寸法と同一の厚さである中間製品を
   成形する孔型熱間圧延加工と、 ついで互いに平行に配設された複数組の冷間成形ロール
   でもって、前記中間製品の凸状のウエブ部を少なくとも
   ２パス以上成形し、ウエブ部に対して略直角なフランジ
   部と平坦なウエブ部とする第１冷間ロール成形加工と、 ついで互いに平行に配設されたウエブ部に当接する一対
   の水平ロールとフランジ部に当接する一対の垂直ロール
   とで同時に成形し、ウエブ部に対しフランジ部を内側に
   側圧する冷間成形を施すことで溝形鋼を形成する最終仕
   上加工とからなる溝形鋼の製造方法において、 前記孔型熱間圧延加工は、中間製品のフランジ部の傾斜
   角を垂線に対して外側に15〜75゜傾斜させるとともに、
   凸状のウエブ部の曲率半径を少なくとも、ウエブ部の板
   厚の２倍以上とすることを特徴とする溝形鋼の製造方
   法。