JPH09108704A - Ｈ形鋼の熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェブ中心の偏りを矯正するとともに、フラ
ンジ先端外面に疵を発生することがなく、かつユニバー
サルミル群における圧延能率を大幅に向上させることの
できるＨ形鋼の熱間圧延方法を提供する。 【解決手段】 ユニバーサルミルおよびエッジャーミル
を含むユニバーサルミル群圧延工程において、該エッジ
ャーミルを４ロールのユニバーサルタイプとし、かつ水
平ロールを幅方向に分割し、かつフランジ先端を圧下で
きるように孔型化し、かつ垂直ロールを凸形状に孔型化
するとともに、ユニバーサルミル群圧延工程における圧
延パススケジュールの前半〜中間までに、前記エッジャ
ーミルによりフランジ先端をエッジングすると同時に、
ウェブおよびフランジの同時圧下による延伸圧延を行
う。前記エッジャーミルによる延伸圧延の際のフランジ
圧下率を30％以下としても、また、前記エッジャーミル
の垂直ロール上下端部を垂直ロールテーパと３°以上の
傾きをつけた傾斜形状、または複数の円弧からなる複合
円弧形状としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば土木・建築
用のＨ形鋼の熱間圧延方法に関するものであり、より詳
述すればウエブ中心偏りのない効率的なＨ形鋼の熱間圧
延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延によるＨ形鋼は、出発材料であ
るスラブ、ビレットまたはビームブランクを、ブレーク
ダウンミル、ユニバーサル粗ミル、エッジャーミルおよ
びユニバーサル仕上げミル (以下それぞれ、ＢＤミル、
ＵＲミル、ＥミルおよびＵＦミルと称す) から構成され
る圧延ラインにおいて順次圧延することにより製造され
る。

【０００３】図１は、最も基本的なＨ形鋼の圧延ライン
の構成および圧延パターンを示すものである。圧延材
は、ＢＤミル１での往復圧延により粗圧延が施された
後、ＵＲミル３とＥミル４からなる中間ミル群２での往
復圧延により中間圧延が施され、次いでＵＦミル５で１
パスの圧延によりＨ形鋼に仕上げられる。

【０００４】図２(a) 〜(c) は、この工程と圧延方法の
概略を説明するための、中間ミル群以降におけるロール
の正面図と圧延材の縦断面図である。図２(a) は、上水
平ロール６と下水平ロール７および垂直ロール８、９を
有するＵＲミルによる中間圧延の状況を示すロール配置
図であり、この段階でまずＨ形鋼の粗形状が形成され
る。

【０００５】図２(b) は、上エッジャー水平ロール10と
下エッジャー水平ロール11を有する２重式のＥミルによ
る中間圧延の状況を示すロール配置図である。この段階
でフランジ幅やウェブ中心等の各部寸法の精度を確保す
る。すなわち、図示するような形状のエッジャー水平ロ
ール10、11で圧延材のフランジ先端12を圧下し、かつ圧
延材のウェブ中心の偏りを矯正する。

【０００６】図２(c) は、上仕上げ水平ロール13と下仕
上げ水平ロール14および垂直仕上げロール15、16を有す
るＵＦミルによる仕上げ圧延の状況を示すロール配置図
であり、この段階で製品のＨ形鋼に成形圧延する。

【０００７】このような方法によってＨ形鋼を圧延した
場合、圧延材のウェブ中心の偏りを図２(b) に示す２重
式のＥミルで矯正しようとしても、強圧下のためにフラ
ンジ部に座屈が発生してしまい、結果として十分な矯正
ができないといった問題がある。

【０００８】この問題に対して、エッジャーミルの段階
でＨ形鋼の製品寸法精度を向上させる手段としては、４
ロール構成によるユニバーサルタイプのエッジャーミル
(以下、ＵＥミルと称す) の使用が提案されている。

【０００９】図３は、上エッジャー水平ロール17と下エ
ッジャー水平ロール18および垂直ロール19、20を有する
ＵＥミルによる中間圧延の状況を示す、ロール正面図と
圧延材の縦断面図である。この方法では、垂直ロール1
9、20の拘束作用によって前記のフランジ部の座屈が防
止できるため、ウェブ中心の偏りの矯正効果も大きくな
る。

【００１０】しかしこのミルでは、各２組みの水平ロー
ルと垂直ロールに圧延材を完全に接触させて圧延するた
めに、圧延材のサイズ毎に水平ロールを保有しておく必
要からロール保有数が増大するといった欠点があり、欧
州、米国および日本においても実際に採用されることが
なかった。そこで、この問題を解決する手段としては、
ＵＥミルにおける上下水平ロールを幅方向に２分割する
方法が提案されている。

【００１１】図４は、２分割することによって幅可変の
上下水平ロールを有するＵＥミルのロール正面図と圧延
材の縦断面図である。上水平ロール21および下水平ロー
ル22は、幅方向に２分割され、幅可変とし、かつ圧延材
のフランジ内面と先端をロール接触できるように孔型ロ
ールとされる。また、垂直ロール23、24も、圧延材のフ
ランジ中央部にロール接触できるように凸型とされる。

【００１２】このように、前記ロール保有数の問題は、
エッジャーミルの上下水平ロールを２分割して幅可変と
することにより、１組のロールセットで多サイズの圧延
が可能となることで解消した。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし今度は、この方
法では、圧延材のフランジ先端外面、すなわち水平ロー
ルと垂直ロールの凸部上面との隙間から噛み出しが発生
し、これが次のユニバーサルミルによる圧延の際に疵に
なるという問題がある。後述する図９(a) 参照。

【００１４】さらに、この噛み出しのためにＵＥミルに
おけるフランジ幅の強圧下ができず、ゆえに圧延材のウ
ェブ・フランジ同時圧下による延伸圧延が十分にできな
い、という問題がある。すなわち、エッジャーミルを４
ロールのユニバーサルタイプとすることによる本来のメ
リットである、エッジャーミルでの延伸圧延による高能
率化が達成できないという問題がある。

【００１５】かくして、本発明の目的は、Ｈ形鋼の熱間
圧延においてフランジ先端外面に疵を発生することがな
く、かつユニバーサルミル群における圧延能率を大幅に
向上させることのできる、ユニバーサルタイプのエッジ
ャーミルを用いたＨ形鋼の圧延方法を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、かかる課題の達
成のために検討を重ねた結果、パススケジュールの前半
ないし中間までにおいてエッジャーミルによりフランジ
先端のエッジングを行うだけであるなら、フランジ先端
の噛み出しは、次のURミルによりフランジ幅方向に戻さ
れることで解消することを知り、また圧延能率の低下に
ついては、エッジャーミルによるフランジ先端のエッジ
ングを行うときに併せてウエブ、フランジの同時圧下に
よる延伸圧延を行うことで解消することを知り、本発明
を完成した。

【００１７】ここに、本発明は、ユニバーサルミルおよ
びエッジャーミルを含むユニバーサルミル群圧延工程に
おいて、該エッジャーミルを４ロールのユニバーサルタ
イプとし、さらに水平ロールを幅方向に分割し、かつフ
ランジ先端を圧下できるように孔型化し、かつ垂直ロー
ルを凸形状に孔型化するとともに、ユニバーサルミル群
圧延工程における圧延パススケジュールの前半〜中間ま
でに、前記エッジャーミルによりフランジ先端をエッジ
ングすると同時に、ウェブおよびフランジの同時圧下に
よる延伸圧延を行うことを特徴とするＨ形鋼の圧延方法
である。

【００１８】本発明の好適態様によれば、前記エッジャ
ーミルによる延伸圧延の際の各パス毎のフランジ圧下率
を30％以下としてもよい。さらに別の好適態様によれ
ば、前記エッジャーミルの垂直ロール上下端部を、垂直
ロールテーパと３°以上の傾きをつけた傾斜形状または
複数の円弧からなる複合円弧形状としてもよい。このよ
うな構成により、UEミルにおけるフランジ先端の噛み出
しが可及的小となるように圧延が行われる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明にあっても、図１に示すよ
うに、BDミル１で粗圧延が施された後、図示例ではURミ
ル３と図１ではＥミルであるが本発明ではUEミル４とか
ら成るユニバーサルミル群における中間圧延を経て、UF
ミル５で仕上げ圧延が行われる。

【００２０】なお、このユニバーサルミル群としては、
UFミル５をも含める場合もあり、その場合にはUFミルの
最終パスを仕上げ圧延パスとするのである。ただし、本
明細書では、ユニバーサルミル群がURミル３とUEミル４
とから構成される場合について説明する。

【００２１】本発明によれば、ユニバーサル粗ミル (Ｕ
Ｒミル) と幅可変の水平ロールを有するユニバーサルタ
イプのエッジャーミル (ＵＥミル) とからなるユニバー
サルミル群での往復圧延工程において、パススケジュー
ル前半〜中間までに、ＵＥミルにより圧延材のフランジ
先端をエッジングするとともに、圧延材のウェブ・フラ
ンジの同時圧下による延伸圧延を行う。

【００２２】ここに、「パススケジュール前半〜中間ま
でに」というのは、UEミルにより生じることがあるフラ
ンジ先端の噛み出しを後続のURミルによってフランジ幅
方向に戻すことができるようなパス回数を残してとの趣
旨である。一般には文字通り、中間のパス数までの意味
である。そして、そのときまでに行うUEミルによるエッ
ジング回数は特に制限されないが、同時に行うフランジ
圧延の各パスにおける圧下量が30％を越えない程度であ
れば、何回行ってもよい。

【００２３】本発明の好適態様によれば、上記延伸圧延
において、圧延材のフランジ圧下率を30％以下としても
よいが、これは圧下率が30％超であると、フランジ先端
の噛み出しが過度に発生してしまうからである。

【００２４】さらにこのとき、ＵＥミルにおける垂直ロ
ール上下端部の形状を、垂直ロールテーパと３°以上の
角度を有する直線部分とをコーナーＲで結んだ傾斜形
状、または複数の円弧からなる複合円弧形状のいずれか
から構成してもよいが、これはUEミルのロール配置を示
す図５(a) とその部分拡大図である図５(b) 、(c) に傾
斜形状、複合円弧形状でそれぞれ示すように、UEミルに
おける圧延に際してみられるフランジ先端の噛み出しを
後のURミルによる圧延で解消し、製品での噛み出し疵を
防止するためである。

【００２５】かくして、本発明によれば、ＵＲミルとＵ
Ｅミルからなるユニバーサルミル群における往復圧延工
程において、パススケジュール前半〜中間でのＵＥパス
にて、圧延材のフランジ先端エッジングとともにウェブ
・フランジの同時圧下による延伸圧延を行うと、上記工
程におけるＵＲミルの圧下量負担が軽減し、結果として
上記工程におけるパス回数が削減され、効率的な圧延が
実現される。

【００２６】上記ＵＥミルにおける延伸圧延の際、フラ
ンジ幅方向の強圧下により製品段階での所定フランジ幅
の確保が懸念されるが、以下に示す２つの理由により問
題とならない。

【００２７】すなわち、水平ロールと垂直ロールとの間
隙に発生するフランジ先端の噛み出しが、次のＵＲパス
にてフランジ幅方向に戻されるからであり、また、パス
スケジュール後半では延伸圧延を行わず、フランジ先端
のエッジングのみを行うため、パススケジュール後半に
おけるフランジ幅の調整が可能であるからである。

【００２８】また、上記ＵＥミルにおける延伸圧延の際
に発生するフランジ先端の噛み出しが原因となる圧延疵
は、以下に示す２つの手段のいずれかにより回避するこ
とができる。

【００２９】ＵＥミルにおける延伸圧延の際のフラン
ジ圧下率を各パス毎に30％以下とする。 ＵＥミルの垂直ロール上下端部の形状を、垂直ロール
テーパと３°以上の角度を有する直線部分とをコーナー
Ｒで結んだ傾斜形状とするか、または複数の円弧からな
る複合円弧形状とする。

【００３０】上記の２条件のいずれか、好ましくは両方
を満足したとき、ＵＥミルにおける延伸圧延によってフ
ランジ先端に噛み出しが発生しても、次のＵＲパスまた
はパススケジュール後半におけるＵＲパスにおいて平坦
面に圧延成形され、製品状態で疵となることはない。

【００３１】

【実施例】本発明による効果を純鉛を圧延材としたモデ
ル実験によって確認した。実験対象サイズは、H400×20
0 ×８×15およびH600×200 ×12×22の２種類で、実験
スケールをともに縮尺1/4 とした。単位はmmである。

【００３２】図６に、H400×200 ×８×15における中間
ユニバーサルミル群でのパススケールをウェブ・フラン
ジの圧下率で示す。図６(a) は圧延材の延伸圧延をＵＲ
ミルのみで行った場合 (従来方法) であり、図６(b) は
２パス目と４パス目においてＵＥミルによる延伸圧延を
行った場合である。図より、従来10パス要していたもの
が２パス削減され、全体として８パスのスケジュールに
なったことがわかる。

【００３３】同様に、H600×200 ×12×22の実験対象サ
イズの場合について図７(a) および(b) にそのパススケ
ジュールを示す。これからも分かるように、本発明に従
って、２パス目、４パス目および６パス目にてＵＥによ
る延伸圧延を行った結果、従来15パスであったものが(
図７(a) 参照) 、12パスへと短縮された (図７(b) 参
照))。

【００３４】このとき、フランジ先端の噛み出しによる
圧延疵は、従来のようにＵＥ垂直ロールを用いた場合そ
の発生が見られたが、本発明による形状の垂直ロールを
用いた場合には全く見られなかった。

【００３５】図８に、本実験に使用した本発明によるＵ
Ｅ垂直ロール形状の一例を (長さの単位はmm) 、図９
(a) 、(b) に、H400×200 ×８×15におけるＵＥミルお
よびＵＲミルによる延伸圧延の際の２パス目の圧延材断
面形状をそれぞれ示す。ＵＥミルでみられるフランジ先
端の噛み出しはＵＲミルによって効果的に解消されてい
るのが分かる。なお、ウエブ中心偏りについてはすでに
以上の説明からも分かるようにUEミルを使用することか
ら効果的な矯正が行われ、特に問題はなかった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、新たに延伸圧延
用ミルを増設することなく、ユニバーサルタイプのエッ
ジャーミルを用いてパススケジュール前半〜中間までに
エッジングとウエブおよびフランジの延伸圧延すること
により、パス回数の削減による高能率化を可能にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】最も基本的なＨ形鋼の圧延ラインの構成および
圧延パターンを示す工程図である。

【図２】図２(a) は、ＵＲミルによる中間圧延の状況を
示すロール配置図、図２(b) はＥミルによる中間圧延の
状況を示すロール配置図、図２(c) はＵＦミルによる仕
上げ圧延の状況を示すロール配置図である。

【図３】ＵＥミルによる中間圧延の状況を、圧延材を断
面で示す、ロール正面図である。

【図４】２分割することによって幅可変の上下水平ロー
ルを有するＵＥミルの、圧延材を断面で示す、ロール正
面図である。

【図５】図５(a) は、UEミルのロール配置図、そして図
５(b) および(c) は、ＵＥミルにおける垂直ロール上下
端部の２通りの形状の概略説明図である。

【図６】H400×200 ×８×15のパススケールをウェブ・
フランジの圧下率で示すグラフであり、図６(a) はＵＲ
ミルのみで行った場合 (従来方法) であり、図６(b) は
２パス目と４パス目においてＵＥミルによる延伸圧延を
行った場合である。

【図７】H600×200 ×12×22のパススケジュールをウェ
ブ・フランジの圧下率で示すグラフであり、図７(a) は
ＵＲミルのみで行った場合 (従来方法) であり、図７
(b) は２パス目、４パス目および６パス目においてＵＥ
ミルによる延伸圧延を行った場合である。

【図８】実験に使用した本発明によるＵＥ垂直ロール形
状の一例を示す模式図である。

【図９】図９(a) および(b) は、H400×200U×８×15に
おけるそれぞれＵＥミルおよびＵＲミルによる延伸圧延
の際の２パス目の圧延材断面形状の説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニバーサルミルおよびエッジャーミル
   を含むユニバーサルミル群圧延工程において、該エッジ
   ャーミルを４ロールのユニバーサルタイプとし、かつ水
   平ロールを幅方向に分割し、かつフランジ先端を圧下で
   きるように孔型化し、さらに垂直ロールを凸形状に孔型
   化するとともに、ユニバーサルミル群圧延工程における
   圧延パススケジュールの前半〜中間までに、前記エッジ
   ャーミルによりフランジ先端をエッジングすると同時
   に、ウェブおよびフランジの同時圧下による延伸圧延を
   行うことを特徴とするＨ形鋼の圧延方法。
2. 【請求項２】 前記エッジャーミルによる延伸圧延の際
   の各パス毎のフランジ圧下率を30％以下とすることを特
   徴とする請求項１記載のＨ形鋼の熱間圧延方法。
3. 【請求項３】 前記エッジャーミルの垂直ロール上下端
   部を垂直ロールテーパと３°以上の傾きをつけた傾斜形
   状または複数の円弧からなる複合円弧形状とすることを
   特徴とする請求項１記載のＨ形鋼の熱間圧延方法。