JPH09253718A - 形鋼の圧延方法 - Google Patents

形鋼の圧延方法

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JPH09253718A
JPH09253718A JP8064471A JP6447196A JPH09253718A JP H09253718 A JPH09253718 A JP H09253718A JP 8064471 A JP8064471 A JP 8064471A JP 6447196 A JP6447196 A JP 6447196A JP H09253718 A JPH09253718 A JP H09253718A
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JP
Japan
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roll
rolling
load
rolling load
vertical
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Application number
JP8064471A
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English (en)
Inventor
Kazunori Seki
和典 関
Shuichi Hamauzu
修一 濱渦
Yukio Noguchi
幸雄 野口
Hiroyasu Yamamoto
普康 山本
Toshihiro Ishibashi
俊弘 石橋
Takahito Akega
孝仁 明賀
Seitaro Kubo
誠太郎 久保
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動側フランジと作業側フランジとで寸法が
異なった非対称形鋼であっても、高い寸法精度で形鋼を
圧延することができる形鋼の圧延方法を提供する。 【解決手段】 予測荷重に基づきロール間隔を設定して
ユニバーサル圧延機により形鋼を圧延する方法におい
て、圧延条件から駆動側垂直ロール2DSの圧延荷重PDS
および作業側垂直ロール2WSの圧延荷重PWSを求め、求
めた駆動側垂直ロール2DSの圧延荷重PDS、作業側垂直
ロール2WSの圧延荷重PWS、および駆動側圧延荷重PDS
と作業側圧延荷重PWSとの差に基づいて、水平ロール1
と駆動側垂直ロール2DSとの間のロール間隔SDS、およ
び水平ロール1と作業側垂直ロール2WSとの間のロール
間隔SWSをそれぞれ独立して設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、H形鋼、I形
鋼、レールなどの形鋼の圧延方法、特にロール間隔のセ
ットアップ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】H形鋼などの形鋼の圧延に、ユニバーサ
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙を調整するこ
とにより、多種類の製品を製造することができる。製品
の寸法精度を向上するためには、圧延条件の変化に応じ
てロール間隙を精度高く設定する必要がある。
【0003】H形鋼のユニバーサル圧延において、圧延
荷重を正確に予測することにより、ロール間隔の予測精
度を高くし、製品の寸法精度を向上する方法が知られて
いる。たとえば、特開昭63−13611号公報で開示
されたH形鋼の厚み制御方法がある。この方法は、ユニ
バーサル圧延機の直前のパスがエッジャー圧延機か、ユ
ニバーサル圧延機かを区別して、実績荷重と予測荷重と
の差を学習し、次材のロール間隔を決定する。この方法
によれば、セットアップを高精度化し、製品の寸法精度
を向上することが可能となる。なお、予測圧延荷重から
ロール間隔を決定する方法として、ゲージメータ式が用
いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】駆動側フランジと作業
側フランジとで寸法が異なる形鋼、たとえばレールのよ
うな場合、駆動側と作業側とでは垂直ロールの圧延荷重
は等しくならない。このために、水平ロールがこれのロ
ール軸方向に移動し、所要のフランジ厚さが得られない
ことがある。
【0005】上記従来の方法では、予測圧延荷重から水
平ロールと垂直ロールとの間のロール間隔を決定する際
のゲージメータ式として、一般的な次式を用いている。 S=SO −P/M ……(1) ここで、Sはロール間隔の設定値、SO は目標とするロ
ール間隔、Pは予測圧延荷重、Mはミル剛性である。
【0006】従来の方法では、式(1)によってロール
間隔を設定するので、相対する垂直ロール間の距離は目
標値となる。しかし、駆動側垂直ロールの圧延荷重と作
業側垂直ロールの圧延荷重が等しくない場合、水平ロー
ルがこれのロール軸方向に移動するため、垂直ロールと
水平ロール側面との間のロール間隔は目標値とはならな
い。この結果、フランジ厚さの精度が低いという問題が
あった。特に、非対称形鋼の場合のように、駆動側フラ
ンジと作業側フランジとで寸法が異なると、フランジ厚
さの誤差が大きくなっていた。
【0007】また、フランジ厚みの設定精度が低いの
で、ロール間隔を設定したパス以降のフランジ厚の圧下
量が目標値と異なる。このために、フランジの幅広がり
が目標と異なり、寸法精度を悪化させるという問題があ
った。
【0008】この発明は、駆動側フランジと作業側フラ
ンジとで寸法が異なった非対称形鋼であっても、高い寸
法精度で形鋼を圧延することができる形鋼の圧延方法を
提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の形鋼の圧延方
法は、予測荷重に基づきロール間隔を設定してユニバー
サル圧延機により形鋼を圧延する方法において、圧延条
件から駆動側垂直ロールの圧延荷重、および作業側垂直
ロールの圧延荷重を求め、求めた駆動側垂直ロールの圧
延荷重、作業側垂直ロールの圧延荷重、および駆動側圧
延荷重と作業側圧延荷重との差に基づいて、水平ロール
と駆動側垂直ロールとの間のロール間隔、および水平ロ
ールと作業側垂直ロールとの間のロール間隔をそれぞれ
独立して設定する。
【0010】垂直ロールの圧延荷重は、鋼材の寸法、圧
下率、ロール径、圧延速度、圧延温度などから求める。
垂直ロールの圧延荷重が求まると、水平ロールと駆動側
垂直ロールとの間のロール間隔SDS、および水平ロール
と作業側垂直ロールとの間のロール間隔SWSは次の式で
求めることができる。 SDS=(SODS −PDS/MDS)−(PDS−PWS)/MT ……(2) SWS=(SOWS −PWS/MWS)−(PDS−PWS)/MT ……(3) ここで、Sはロール隙の設定値、SO はロール隙の目標
値、Pは予測圧延荷重、Mはミル剛性であり、添字DSは
駆動側、WSは作業側、Tは水平ロールのロール軸方向を
表す。式(2)および(3)において、第1項は従来の
ロール間隔設定であり、第2項が駆動側と作業側の荷重
差、つまり水平ロールのロール軸方向の移動を考慮した
補正項である。
【0011】図1は、圧延材Rが水平ロール1、垂直ロ
ール2DS、2WS間にかみ込み、水平ロール1が駆動側に
移動した状態を示している。図1の例では作業側の荷重
に対して、駆動側の荷重が小さいので、水平ロールは駆
動側に移動する。図中、破線は圧延材Rが水平ロール
1、垂直ロール2DS、2WS間にかみ込んでいない時のロ
ール位置を、また実線はかみ込まれている時のロール位
置をそれぞれ示している。図1(a)はこの発明の圧延
方法であって、ロール間隔SDS、SWSの制御に水平ロー
ル1の移動を考慮しているので、駆動側フランジ厚さh
DSおよび作業側フランジ厚さhWSはともに目標のフラン
ジ厚さとなっている。一方、図1(b)は従来の圧延方
法あって、ロール間隔SDS、SWSの制御に水平ロール1
の移動を考慮していないので、図1(a)に比べると明
らかなように、駆動側フランジ厚さhDSは薄くなり、逆
に作業側フランジ厚さhWSは厚くなっている。
【0012】この発明では、水平ロールのロール軸方向
の移動を考慮してロール間隔をセットアップするので、
駆動側フランジと作業側フランジとで寸法が異なる非対
称形鋼であっていても、高い寸法精度で圧延することが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】形鋼がレールである場合を例とし
て、この発明の実施の形態を説明する。レールは高さ
(頭部の厚さ、脚部の厚さ)について最も厳しい寸法精
度が要求されるので、以下の説明では水平ロールと垂直
ロールとの間のロール間隔のみを制御する、つまり上下
対となった水平ロールのロール間隔は制御しないものと
する。
【0014】ロール間隔は、前記式(2)および(3)
により求めるのであるが、これら式に必要な圧延荷重お
よびミル剛性は、次のようにして求めることができる。
【0015】図2は各ユニバーサル圧延機のロール間隔
の決定手順を示す。まず、製品の長さ、各パスの延伸、
ロール速度、および加減速の設定より、加熱炉抽出後、
当該パスに材料が到達するまでの所要時間(冷却時間)
が計算される。この冷却時間および各パスの材料寸法、
物性値、熱伝達率、初期温度からモデル計算によって、
圧延温度が推定される。
【0016】圧延荷重は、鋼材の寸法、圧下率、ロール
径、圧延速度、圧延温度などから推定される。たとえ
ば、「第19回塑性加工連合講演会論文集201〜20
4頁」によれば、 P=Qk ・kfm・ld ・bm ・{0.25ld /hm +0.18hm /ld +0.23) ……(4) ここで、Qk は孔型係数で各パスごとに定まる定数、k
fmは変形抵抗(kgf/mm2)、ld は接触弧長(mm)、b
m は平均幅(mm)、hm は平均厚み(mm)である。
【0017】変形抵抗kfmは、温度T(℃)、歪みε、
歪み速度ε′(sec-1)、および炭素含有量C(%)の関
数として与えられる。たとえば、(塑性と加工vol.9
(1968)、127)では、次式で与えられる。 kfm=1.15 exp{0.126−1.75C+0.594C2 +(2851+2968C−1120C2 )/T}ε0.21・ε′0.13 ……(5)
【0018】つぎに、水平ロールのロール軸方向のミル
剛性の測定方法を説明する。粗圧延機からミル剛性測定
対象の中間または仕上(ユニバーサル)圧延機まで圧延
を行い、測定対象のユニバーサル圧延機では垂直ロール
のロール間隔を変えた、異なった圧下条件で圧延する。
各圧下条件で、垂直ロールの圧延荷重および圧延後の材
料の厚みを測定する。水平ロールのロール軸方向のミル
剛性MT は次式で求めることができる。 MT =(ΔP1 −ΔP2 )/(ΔST1−ΔST2) ……(6) ここで、ΔP=PDS−PWSであり、添字1、2はそれぞ
れの圧下条件を示す。また、水平ロールの軸方向変位Δ
T1およびΔST2はそれぞれ、次式で求めることができ
る。 ΔST1=h1 −S1 −P1 /M ……(7) ΔST2=h2 −S2 −P2 /M ……(8) ここで、h1 、h2 は圧延後の材料の厚み、S1 、S2
はロール間隔の設定値、Mは竪ロールのミル剛性であ
る。
【0019】以上の手順によって、各パスの駆動側垂直
ロール、および作業側垂直ロールの圧延荷重が求まる
と、これら圧延荷重により前記式(2)および(3)に
よりロール間隔を求める。
【0020】図3は、レールの圧延工程を示している。
1〜14パスは粗圧延工程、15〜17パスは中間圧延
工程、17′〜19パスは仕上圧延工程である。この発
明の圧延方法は、16パス以降の中間圧延、仕上圧延工
程のユニバーサル圧延に適用される。1〜14パスは2
ロール式粗圧延機列により、15パス以降はユニバーサ
ル圧延機およびエッジャーにより圧延が行われる。1
5′〜17′パスは、エッジング圧延である。
【0021】上記発明の実施の形態では、垂直ロールの
ロール間隔のみをセットアップする例について説明した
が、水平ロールのロール間隔をセットアップする方法
(従来技術で問題ない)と組み合わせてもよい。
【0022】温度、変形抵抗、圧延荷重の推定方法は本
実施例で説明したものに限定されない。たとえば、温
度の推定について、圧延機の直前に設置された温度計の
測定結果を用いる。変形抵抗として、志田の式(塑性
と加工vol.10(1969),610)を用いる。圧
延荷重の推定について、圧延条件と荷重の測定値を元に
作成した回帰式を用いるなどが挙げられる。
【0023】発明の実施の形態の例としてレールについ
て説明したが、この発明はレール以外の形鋼についても
適用できる。また、H形鋼のように形状が上下・左右対
称な形鋼についても、冷却条件ほかの違いによって、駆
動側垂直ロールの圧延荷重と作業側垂直ロールの圧延荷
重とに差が生じる場合がある。このような場合にも、こ
の発明は効果がある。
【0024】
【実施例】レール(JIS 60 kg 級、高さ174 m
m 、頭幅65 mm 、脚幅145 mm )を、式(2)およ
び(3)を用いるこの発明の方法で圧延した場合、製品
高さの製品間変動は0.5 mm であった。これに対し、
ロール間隔セットアップをしない場合の製品間変動は
0.9 mm であり、式(1)を用いる従来法の場合は
0.8 mm であった。
【0025】
【発明の効果】この発明では、水平ロールのロール軸方
向の移動を考慮してロール間隔をセットアップする。し
たがって、駆動側フランジと作業側フランジとで寸法が
異なる非対称形鋼であっても、高い寸法精度で圧延する
ことが可能であり、製品の品質向上を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】形鋼の圧延方法を従来法とこの発明の方法とを
比較して示す説明図である。
【図2】この発明において、ロール間隔の決定手順を示
すフローチャートである。
【図3】この発明が適用されるレールの圧延工程図であ
る。
【符号の説明】
1 水平ロール 2 垂直ロール R 圧延材 添字DSは駆動側、添字WSは作業側をそれぞれ示して
いる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 B21B 37/16 B21B 37/12 114 (72)発明者 山本 普康 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 石橋 俊弘 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 明賀 孝仁 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 久保 誠太郎 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予測荷重に基づきロール間隔を設定して
    ユニバーサル圧延機により形鋼を圧延する方法におい
    て、圧延条件から駆動側垂直ロールの圧延荷重および作
    業側垂直ロールの圧延荷重を求め、求めた駆動側垂直ロ
    ールの圧延荷重、作業側垂直ロールの圧延荷重、および
    駆動側圧延荷重と作業側圧延荷重との差に基づいて、水
    平ロールと駆動側垂直ロールとの間のロール間隔、およ
    び水平ロールと作業側垂直ロールとの間のロール間隔を
    それぞれ独立して設定することを特徴とする形鋼の圧延
    方法。
JP8064471A 1996-03-21 1996-03-21 形鋼の圧延方法 Pending JPH09253718A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103071673A (zh) * 2013-02-01 2013-05-01 中冶赛迪工程技术股份有限公司 紧凑式万能立式钢轨轧制方法

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040622