JPH0910811A - H形鋼の製造方法 - Google Patents

H形鋼の製造方法

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JPH0910811A
JPH0910811A JP7161074A JP16107495A JPH0910811A JP H0910811 A JPH0910811 A JP H0910811A JP 7161074 A JP7161074 A JP 7161074A JP 16107495 A JP16107495 A JP 16107495A JP H0910811 A JPH0910811 A JP H0910811A
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JP
Japan
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flange
universal rolling
cooling
temp
finish
Prior art date
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Pending
Application number
JP7161074A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuro Kawamura
和朗 河村
Kazuhiro Yahiro
和広 八尋
Yoshinori Miura
啓徳 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0910811A publication Critical patent/JPH0910811A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 1回または複数回にわたる粗ユニバーサル圧
延と、この粗ユニバーサル圧延に引き続く仕上げユニバ
ーサル圧延を施してH形鋼を製造するに当たり、仕上げ
ユニバーサル圧延の入側にて被圧延材を冷却し、仕上げ
ユニバーサル圧延時における被圧延材の温度を、予め定
められた目標温度に制御する。 【効果】 H形鋼を熱間圧延によって製造する場合に、
従来避けられなかったフランジ反りやウエブ波等の形状
不良を抑制することができ、品質の改善を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、H形鋼の製造方法に
関し、とくに熱間圧延によってH形鋼を製造する場合に
避けられなかった冷却過程での形状不良を極力軽減しよ
うとするものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、圧延H形鋼の製造においては、
その冷却過程でフランジとウエブとの間に温度差が生
じ、その温度差に起因した残留応力によってウエブに座
屈限界を超える圧縮内部応力が発生し、ウエブが波状に
変形するいわゆるウエブ波が発生しやすいという問題が
あった。また、仕上げ圧延時におけるフランジの温度に
よっては、圧延後の常温下においてフランジが外側また
は内側に倒れ込む, フランジ反りと呼ばれる形状不良が
発生する問題もあった。
【0003】こうした問題に対し、例えば、ウエブ波の
発生を防止する先行技術に関しては、特開平4−103
720号公報や特開平4−173919号公報、特開平
1−205028号公報あるいは特開昭53−5614
6号公報等、これまでに多数の提案がみられる。
【0004】即ち、特開平4−103720号公報に
は、ウエブが水冷等の強制冷却を受けることがない点に
着目し、水冷後のウエブの温度が設定目標温度となる搬
送速度を算出し、この搬送速度から各水冷ゾーン通過時
間を算出し、該通過時間を基に各ゾーンの冷却水の流量
の設定を行う方法が開示されている。 また、特開平4−173919号公報には、仕上げ圧
延後にフランジを強制冷却する際に、強制冷却中にウエ
ブ波が発生しない水冷時間の上限と強制冷却後常温に至
るまでにウエブ波が発生しない水冷時間の下限を予め求
めておき、この水冷時間の上下限範囲内にフランジを強
制冷却する方法が開示されている。 また、特開平1−205028号公報には、強制冷却
前の鋼材のフランジ部とウエブ部との温度を測定し、強
制冷却中、あるいは強制冷却後のウエブとフランジの温
度差を上下限範囲内で冷却することによりウエブ波の発
生を防止することが開示されている。 さらに、特開昭57−56146号公報には、圧延実
施前にフランジ部とウエブ部との温度を測定しこれを基
にして圧延実施後のそれぞれの温度を推定して温度差を
求め、これによって冷却装置の冷却能を調節する方法が
開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
技術においては以下のような問題があった。H形鋼のフ
ランジの水冷は、ウエブに水乗りを生じさせないという
観点から、冷却水を縦板に対し水平に噴射するのが一般
的であるが、特開平4−103720号公報のように冷
却水の流量を変更することで鋼材の温度を制御するもの
にあっては、冷却水の流量を絞ったときにフランジに冷
却むらが生じるといった欠点があった。
【0006】また、特開平4−173919号公報、特
開平1−205028号公報および特開昭57−561
46号公報では、いずれも仕上げ圧延後の冷却に関する
ものであって、しかも具体的に冷却時間をどのような方
法で決定し、いかなる範囲に収めれば形状の良好な製品
を得ることができるかについての開示がなく、とくに特
開平1−205028号公報においては、水冷後のウエ
ブとフランジの温度差をどのような方法で決定し、いか
なる範囲に収めれば形状が良好になるかについての条件
は全く言及されていない。
【0007】この発明の目的は、H形鋼の熱間圧延にお
いて不可避なフランジ反りやウエブ波等の形状不良を、
粗ユニバーサル圧延から仕上げユニバーサル圧延の出側
に至るまでの領域における適切な冷却によって抑制する
新規な製造方法を提案するところにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、1回または
複数回にわたる粗ユニバーサル圧延の後にこの粗ユニバ
ーサル圧延に引き続いて仕上げユニバーサル圧延を施し
てH形鋼を製造するに当たり、該仕上げユニバーサル圧
延時における被圧延材の温度(被圧延材のフランジの温
度)を、予め定められた目標温度になるように、仕上げ
ユニバーサル圧延の入側における被圧延材の冷却を制御
することを特徴とするH形鋼の製造方法である。
【0009】また、この発明は、1回または複数回にわ
たる粗ユニバーサル圧延の後にこの粗ユニバーサル圧延
に引き続いて仕上げユニバーサル圧延を施してH形鋼を
製造するに当たり、仕上げユニバーサル圧延時における
被圧延材の温度が目標温度の許容範囲内に収まるよう
に、仕上げユニバーサル圧延の入側における被圧延材の
冷却制御を行うとともに、仕上げユニバーサル圧延の出
側の最終冷却ゾーンを経たH形鋼のウエブとフランジの
温度差が許容範囲内に収まるように、被圧延材の搬送速
度と粗ユニバーサル圧延の出側および仕上げユニバーサ
ル圧延の入側、出側における冷却ゾーンの使用パターン
を調整することを特徴とするH形鋼の製造方法である。
【0010】
【作用】この発明においては、予め、仕上げ圧延時にお
ける被圧延材(以下、「被圧延材」を単に「素材」と記
す。)の温度とくにフランジの温度と相関の高い形状に
ついて調査し、この形状が良好となる素材のフランジ温
度を求めておき、粗ユニバーサル圧延後の素材の温度を
基に、素材の搬送速度、仕上げユニバーサル圧延前の水
冷ゾーンにおけるバンクの使用パターン、冷却水の流量
等を調整してフランジの形状が良好となる温度にして仕
上げユニバーサル圧延を行うので圧延に伴うフランジ反
り等の形状不良は極めて小さなものとなる。
【0011】また、仕上げ圧延時における素材の温度,
特にフランジ中央部の温度を目標温度範囲に収めると同
時に、最終冷却ゾーン(仕上げユニバーサルミルの出側
に配置される冷却ゾーン)の出側におけるH形鋼のウエ
ブとフランジの温度差を目標範囲に収めるような冷却を
施すことにより、フランジの反りは勿論のこと、ウエブ
波も軽減され、仕上げ圧延時におけるH形鋼の形状不良
が抑制される。
【0012】仕上げ圧延時における素材の温度を許容範
囲に収めかつ、最終冷却ゾーンの出側におけるウエブと
フランジの温度差を目標範囲に収めるには、冷却ゾーン
の長さは有限であるから素材の搬送速度と冷却ゾーンの
使用パターン(冷却ゾーンを構成するバンクの使用パタ
ーン)を調整する。具体的には、以下の要領に従う。
【0013】(1) 粗ユニバーサル圧延時の素材のウエブ
およびフランジの温度実績値から、仕上げユニバーサル
圧延入側の水冷ゾーンの全バンク使用して冷却する場合
を前提として、仕上げ圧延時における素材の温度(特に
フランジ中央部の温度)が、目標とする温度の範囲内に
納まるように搬送速度を決定するとともに、最終冷却ゾ
ーンの出側でウエブとフランジの温度差が目標範囲内に
納まるように最終冷却ゾーンの使用パターンを決定す
る。
【0014】(2) 上記(1) の手順に従い、しかも最終冷
却ゾーンの全バンクを使用した場合でもウエブとフラン
ジの温度差が目標の範囲内に納まらない場合は、仕上げ
ユニバーサル圧延における素材温度が目標範囲内にある
かどうかに係わらず、まず最終冷却ゾーンの全バンクを
使用して冷却することによってウエブとフランジの温度
差が目標の範囲内に納まる素材の搬送速度を決定し、次
いで、粗ユニバーサル圧延での素材温度の実績値から仕
上げユニバーサル圧延時の素材の温度が目標範囲内に納
まるように、仕上げユニバーサル圧延の入側における冷
却ゾーンの使用パターンを決定する。
【0015】(3) (1)(2)のいずれにおいても仕上げユニ
バーサル圧延時の素材の温度と最終冷却ゾーンの出側に
おけるウエブとフランジの温度差が目標の範囲内に収め
ることができない場合には、素材の搬送速度を仕上げユ
ニバーサル圧延での制約等から定まる最小速度として、
前述の2つの素材温度制約のうち、優先度の高いものを
満足し、かつ他方の条件に素材温度ができるだけ近くな
る水冷条件を選択すればよく、これによってもH形鋼の
形状不良は改善される。
【0016】上記の要領に従った冷却条件の決定フロー
を図1に示す (図中UFは仕上げユニバーサルミルを示
す。UF前面および後面水冷装置は、入側および出側水
冷装置に対応する) 。冷却条件を決定するに当たっては
H形鋼を対象とした水冷時の素材温度推移を予測する下
記の如き温度モデルを用いることができる。
【0017】
【数1】
【0018】図2は、この発明を実施するのに好適なH
形鋼の製造設備の構成を示したものであり、この図にお
いてH形鋼は紙面右側へ搬送されるものとする。
【0019】H形鋼用の素材は粗圧延中、必要に応じて
に粗ユニバーサルミル1の出側に設置した冷却ゾーン2
と仕上げユニバーサルミル3の入側に設置した冷却ゾー
ン4にてフランジ部の外面に冷却水が噴射される。そし
て、その後に形状を制御することを目的として仕上げユ
ニバーサルミル3に通されて仕上げ圧延が行われるが、
仕上げ圧延にて形状を整えられた後は必要に応じて仕上
げユニバーサルミル3の出側に設置した冷却ゾーン5で
水冷される。
【0020】この例では、仕上げユニバーサルミル3の
入側に設置される冷却ゾーンは2ゾーン、仕上げユニバ
ーサルミル3の出側に設置される冷却ゾーンは1ゾーン
あり、それぞれ各ゾーンは4バンクからなり、任意のバ
ンクを使用することによって、すなわち、冷却ゾーンの
使用パターンを変更することによって冷却パターンを種
々変えることができるようになっている。
【0021】
【実施例】
実施例1 仕上げ圧延時の素材のフランジ温度と相関の高い形状の
例としては、図3に示すようにH形鋼のフランジが外側
に折れたり、あるいは内側に折れるいわゆるフランジ反
りが挙げられ、その関係は図4に示すとおりである。こ
こに、仕上げユニバーサル圧延後の断面図寸法が、ウエ
ブ高さ 900mm,フランジ幅 350mm,ウエブ厚16mm,フラ
ンジ厚35mmであるH形鋼の常温下における形状について
調査した。その結果、得られたH形鋼においてはフラン
ジ反り等の形状不良はなく、品質が良好であることが確
認できた。
【0022】条件 仕上げ圧延時における目標温度:800 ℃ 粗ユニバーサル圧延を経た素材のフランジ温度:970 ℃ 粗ユニバーサル圧延を経た素材の搬送速度:3.0 m/s 粗ユニバーサルミル出側における冷却ゾーンの使用パタ
ーン:1(A,B,C) 粗ユニバーサルミル出側における冷却ゾーンでの流量:
1100l/m2・min 仕上げユニバーサル圧延直後のフランジ温度:805 ℃
【0023】実施例2 仕上げユニバーサル圧延後の断面寸法が、ウェブ高さ:
650 mm,フンラジ幅:250m, ウエブ厚:9mm,フランジ
厚:16mmのサイズになるH形鋼に仕上げる熱間圧延を2
ケースについて施した。表1に素材の冷却パターン、搬
送速度を示す。
【0024】
【表1】
【0025】粗ユニバーサル圧延終了時の同一断面サイ
ズで粗ユニバーサル圧延終了時の素材温度が変化した場
合であり、使用バンクおよび搬送速度を変化することに
より、フランジ反り, ウエブ波を軽減したものである。
図5に素材温度の変動状況を示す。
【0026】なお、仕上げ圧延後におけるサイズがウエ
ブ高さ:700 mm,フランジ幅:200mm,ウエブ厚:9m
m,フランジ厚:22mmであるものにおいては、最終冷却
ゾーンの全バンクを使用してもウエブとフランジの温度
差が 100℃であって、目標範囲0〜50℃に納まらない。
このため、仕上げユニバーサル圧延において素材温度:
770 ℃(目標範囲:750 〜820 ℃)の状態から、最終冷
却ゾーンで全バンクを使用して冷却を行った場合にウエ
ブとフランジの温度差が目標範囲0〜50℃に納まるよう
に、素材の搬送速度を 1.9m/s とし、粗ユニバーサル
圧延での素材温度実績値(ウエブ:760 ℃,フランジ:
940 ℃)から仕上げユニバーサル圧延時のフランジ温度
が目標範囲 750〜820 ℃に納まるように、仕上げユニバ
ーサル圧延の入側における冷却ゾーンでの流量を1100 l
/m2・min に,バンクの使用パターンを1(A,B,
C),3(A,B,C,D)とした。その結果、得られ
たH形鋼についての形状は良好なものであった。
【0027】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
H形鋼を熱間圧延によって製造する場合に、従来避けら
れなかったフランジ反りやウエブ波等の形状不良を同時
に抑制することができ、品質の改善を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】水冷条件の決定要領を示した図である。
【図2】この発明を実施するのに好適な設備の構成を示
した図である。
【図3】フランジ反りの状況を示した図である。
【図4】フランジ反りと温度の関係を示した図である。
【図5】圧延素材のフランジおよびウエブの温度の変動
状況を示した図である。
【符号の説明】 1 粗ユニバーサルミル 3 仕上げユニバーサルミル 4, 5 冷却ゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C21D 8/00 B21B 37/00 BBG

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1回または複数回にわたる粗ユニバーサ
    ル圧延の後にこの粗ユニバーサル圧延に引き続いて仕上
    げユニバーサル圧延を施してH形鋼を製造するに当た
    り、 該仕上げユニバーサル圧延時における被圧延材の温度
    を、予め定められた目標温度になるように、仕上げユニ
    バーサル圧延の入側における被圧延材の冷却を制御する
    ことを特徴とするH形鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 1回または複数回にわたる粗ユニバーサ
    ル圧延の後にこの粗ユニバーサル圧延に引き続いて仕上
    げユニバーサル圧延を施してH形鋼を製造するに当た
    り、 仕上げユニバーサル圧延時における被圧延材の温度が目
    標温度の許容範囲内に収まるように、仕上げユニバーサ
    ル圧延の入側における被圧延材の冷却制御を行うととも
    に、仕上げユニバーサル圧延の出側の最終冷却ゾーンを
    経たH形鋼のウエブとフランジの温度差が許容範囲内に
    収まるように、被圧延材の搬送速度と、粗ユニバーサル
    圧延の出側および仕上げユニバーサル圧延の入側、出側
    における冷却ゾーンの使用パターンと、を調整すること
    を特徴とするH形鋼の製造方法。
JP7161074A 1995-06-27 1995-06-27 H形鋼の製造方法 Pending JPH0910811A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021154365A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 Jfeスチール株式会社 H形鋼の製造方法
JP2021154366A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 Jfeスチール株式会社 H形鋼の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021154365A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 Jfeスチール株式会社 H形鋼の製造方法
JP2021154366A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 Jfeスチール株式会社 H形鋼の製造方法

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