JPH09271802A - 形鋼圧延方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェブ偏りを防止できるだけでなく、圧延
中、圧延材全長にわたりウェブ偏りの変動に応じてウェ
ブ偏りを矯正できる形鋼圧延方法及びその装置を提供す
る。 【解決手段】 フランジ１１ａを有する形鋼の圧延材１
１を、上、下水平ロール１２、１３及び左、右竪ロール
１４、１５が組み込まれたユニバーサルミル１６内に供
給して圧延する形鋼圧延方法において、圧延中あるいは
非圧延中に、上、下水平ロール１２、１３間のギャップ
を一定に保持したまま、上、下水平ロール１２、１３を
ミルセンタａから上、下にオフセットすることにより、
圧延材１１のフランジ１１ａに対するウェブ位置を調整
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形鋼の圧延方法及
びその装置に係り、更に詳しくは、形鋼、特にフランジ
を有するＨ形鋼などを、高寸法精度で圧延できる形鋼の
圧延方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大型のＨ形鋼は、例えば連続鋳
造されたビームブランク、ブルームやスラブを原材料と
して、それらをブレークダウンミルにより粗圧延し、続
いてユニバーサルミルなどにより中間圧延したり、仕上
げ圧延したりして製造している。Ｈ形鋼用のミルには、
一般にブレークダウンミル（上、下対となる溝付きの水
平ロールを有する）と、中間ユニバーサルミル（上、下
及び左、右に対向する水平ロール及び竪ロールを有す
る）と、エッジャーミル（上、下対となる溝付きの水平
ロールを有する）と、仕上げユニバーサルミル（上、下
及び左、右に対向する水平ロール、竪ロールを有する）
との４種類があり、ブレークダウンミルにより複数のリ
バースパス、中間ユニバーサルミルとエッジャーミルに
より複数のリバースパス、そして仕上げユニバーサルミ
ルにより１パスで圧延を行なって、所定の形鋼を製造す
る。

【０００３】ところで、ユニバーサル圧延機を通過中の
圧延材は、上、下水平ロール及び左、右竪ロールから同
時に圧延される。この際、ユニバーサル圧延の一般的な
特性上、圧延材は、まずフランジが左、右の竪ロールに
噛み込んだ後、該左、右の竪ロールと上、下の水平ロー
ル側面とにより圧延され、次いでウェブが上、下の水平
ロールに噛み込むようになっている。従って、例えばウ
ェブセンタとミルセンタとが位置ずれ状態で圧延される
と、フランジはウェブより先に拘束されるので、両セン
タ間の位置ずれの量に応じてウェブが移動して、ウェブ
偏りが発生する。ここで、ミルセンタとは、ユニバーサ
ル圧延機の場合、左、右の竪ロールの胴長方向のセンタ
を示す。また、ウェブセンタとは、ウェブの厚さ方向の
センタを示す。さらに、圧延材に反りがあったり、斜め
に噛み込む場合には、ウェブセンタとミルセンタとの位
置ずれがさらに大きくなるため、圧延材の先端部及び後
端部でのウェブ偏りの増大に繋がる。

【０００４】このウェブ偏りは、現在、Ｈ形鋼の形状不
良の内訳の大部分を占めており、従来、ウェブ偏りの対
策の代表的なものとして、次の２種類が知られている。
第１の従来手段は、例えば特公昭６０−４０９３１号公
報の「ユニバーサル圧延機におけるパスライン調整装
置」のような、ユニバーサル圧延機へ圧延材を送り込む
ローラテーブルの高さを調整し、ウェブセンタとミルセ
ンタとを一致させるものであり、また第２の従来手段
は、例えば特開昭５９−１９３７０１号公報の「Ｈ形鋼
の圧延方法」のような、ユニバーサル圧延機の水平ロー
ルと竪ロールの高さを連動調整して、ミルセンタとウェ
ブセンタとを一致させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、両者の従
来技術は、ミルセンタとウェブセンタとを一致させて、
Ｈ形鋼のウェブ偏りを起こさないようにする目的のもの
であるため、一旦、発生したＨ形鋼のウェブ偏りを矯正
できないという問題点があった。また、ミルセンタとウ
ェブセンタとを一致させる時の設定値は、１回の圧延パ
スが完了するまで、何れかの特定値に固定されるので、
Ｈ形鋼の全長にわたるウェブ偏り量の変動に対応できな
いという問題点があった。よって、Ｈ形鋼において、特
にウェブ偏りが大きくなる圧延材の先端部や後端部で
は、ウェブ偏りの対策効果が低くなるという問題点があ
った。本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ウ
ェブ偏りを防止できるだけでなく、圧延中、圧延材全長
にわたるウェブ偏りの変動に応じてウェブ偏りを矯正で
きる形鋼圧延方法及びその装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の形鋼の圧延方法は、フランジを有する形鋼の圧延
材を、上、下水平ロール及び左、右竪ロールが組み込ま
れたユニバーサルミル内に供給して圧延する形鋼圧延方
法において、圧延中あるいは非圧延中に、前記上、下水
平ロール間のギャップを一定に保持したまま、前記上、
下水平ロールをミルセンタから上、下にオフセットする
ことにより、圧延材のフランジに対するウェブ位置を調
整するものである。また、請求項２記載の形鋼圧延装置
は、フランジを有する形鋼の圧延材を、上、下水平ロー
ル及び左、右竪ロールが組み込まれたユニバーサルミル
内に供給して圧延する形鋼圧延装置において、前記ユニ
バーサルミルの近傍に配置されて、前記圧延材のウェブ
偏りを計測するウェブ偏り計測手段と、該ウェブ偏り計
測手段からの計測結果に基づいて、ウェブ偏り量を算出
すると共に、該ウェブ偏り量に基づいて前記上、下水平
ロールの上、下方向のオフセット量を算出する演算装置
と、前記上、下水平ロールを昇降させる水平ロール高さ
調整手段と、前記演算装置により算出されたオフセット
量に基づいて、圧延中あるいは非圧延中に前記水平ロー
ル高さ調整手段により、前記上、下水平ロール間のギャ
ップを一定に保持したまま、該上、下水平ロールをミル
センタから上、下にオフセットする制御部とを備え、請
求項１記載の形鋼圧延方法を行なう。

【０００７】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。なお、ここでは、Ｈ形鋼を圧延する
中間圧延用のユニバーサル圧延機を用いてウェブ偏りを
矯正する（無くす）例について説明する。図１に示すよ
うに、本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延装置１０
は、フランジ１１ａを有するＨ形鋼である圧延材１１
を、上、下水平ロール１２、１３及び左、右竪ロール１
４、１５が組み込まれたユニバーサルミル１６内に供給
して圧延する圧延装置である。この形鋼圧延装置１０
は、ユニバーサルミル１６の上流に配置されて、圧延材
１１のウェブ１１ｂの高さ位置を計測するウェブ偏り計
測手段１７と、ウェブ偏り計測手段１７により測定され
たウェブ１１ｂの高さ位置に基づいて、ウェブ偏り量Ｓ
を算出すると共に、ウェブ偏り量Ｓに基づいて上、下水
平ロール１２、１３の該ウェブ偏りを無くすための上、
下方向のオフセット量ε１あるいはε２を算出する演算
装置１８と、上、下水平ロール１２、１３の高さ位置を
変化させる水平ロール高さ調整手段の一例であるそれぞ
れ一対の油圧式の上、下側圧下装置１９、２０と、制御
部２２とを備えている。なお、この実施の形態では、演
算装置１８をウェブ偏り計測手段１７に内蔵させてお
り、また上、下水平ロール１２、１３のロール軸１２
ａ、１３ａの両端部には、ロールチョック２３、２４が
装着されている。

【０００８】ウェブ偏り計測手段１７は、少なくとも圧
延材１１のフランジ１１ａのうち、ウェブ１１ｂの上面
より上側の上部長さＢ₁ と、ウェブ１１ｂの下面より下
側の下部長さＢ₂ とを計測可能な装置であればどのよう
なものでもよく、例えば特開平４−２１３０１４号公報
の「形鋼のオンライン寸法測定装置」に記載されたもの
のようなＨ形鋼である圧延材１１の各部寸法を自動測定
する装置などが挙げられる。この装置は、圧延材１１の
上、下方向に、左右一対のフランジ幅上端距離測定装置
と、フランジ幅下端距離測定装置とを対向して配置し、
また高さ方向と水平方向との間隔を調整しながらフラン
ジ１１ａ端部までの距離を測定して、内蔵された演算装
置によりフランジ幅及びその厚さを演算し、一方フラン
ジ幅上、下端距離測定装置の側部に、ウェブ面距離測定
装置を水平方向に位置調整可能に取り付けて、ウェブ面
までの距離を測定してウェブ厚さを求め、さらに各距離
測定値に基づいてウェブ偏り量を算出するものである。

【０００９】ここで、ウェブ偏り量Ｓ及び上、下水平ロ
ール１２、１３の上、下方向のオフセット量ε１、ε２
について説明する。図２に示すように、まずウェブ偏り
計測手段１７により、圧延材１１のフランジ１１ａのう
ち、ウェブ１１ｂの上面より上側の上部長さＢ₁ と、フ
ランジ１１ａうち、ウェブ１１ｂの下面より下側の下部
長さＢ₂ とを計測する。これらに基づいて、次式により
ウェブ偏り量Ｓを求める。 Ｓ＝（Ｂ₁ −Ｂ₂ ）／２ ・・・・・・・ ウェブ偏り量Ｓは、上、下、左、右対称の理想的なＨ形
鋼のウェブ位置からのウェブ１１ｂの変位量を示すもの
である。そして、このウェブ偏りを矯正するための上、
下水平ロール１２、１３の上方向のオフセット量ε１あ
るいは下方向のオフセット量ε２は、１パスで圧延を行
う仕上げ圧延機で矯正する場合は、ウェブ偏り量Ｓより
も大きくする必要がある。なぜなら上、下水平ロール１
２、１３のオフセットに際し、圧延材１１全体も同じ方
向に移動するため、ウェブ１１ｂのフランジ１１ａに対
する相対的な変位量、すなわちウェブ偏り矯正量が、オ
フセット量ε１あるいはε２よりも小さくなるからであ
る。一方、多パスの圧延を行う中間圧延機で矯正する場
合は、必ずしもオフセット量ε１あるいはε２をウェブ
偏り量Ｓよりも大きくする必要は無く、最終的にウェブ
偏りが無くなる様に選べば良い。

【００１０】前記上、下側圧下装置１９、２０は、油圧
シリンダ１９ａ、２０ａのロッドの出し入れにより、ロ
ールチョック２３、２４を昇降させる装置であり、例え
ば特公平３−３３４１１号公報の「圧延機の圧下装置」
に記載されたものなどが採用できる。この装置は、シリ
ンダラム（ロッド）の位置検出を行なうサーボアクチュ
エータにスプールを連動させ、このスプールをシリンダ
ラムに一体的に組み込まれたスリーブ内を移動可能とし
て、同スプールとスリーブによりスプール弁を構成する
ことにより、バルブとシリンダ間の配管長さを実質的に
零として、応答性を良好に保持できると共に、シリンダ
ラムの位置制御がサーボアクチュエータに連動するスプ
ールをシリンダラムに組み込むことにより機械的に行な
えるように構成したものである。

【００１１】図４に示すように、形鋼圧延装置１０の制
御系は、前記制御部２２を本体としており、ウェブ偏り
計測手段１７に内蔵された演算装置１８を入力部とし、
また上、下側圧下装置１９、２０の油圧シリンダ１９
ａ、２０ａを出力部としている。前記制御部２２は、ウ
ェブ偏り計測手段１７に内蔵された演算装置１８により
算出されたオフセット量ε１あるいはε２に基づき、
上、下側圧下装置１９、２０の油圧シリンダ１９ａ、２
０ａのロッドを出し入れさせることにより、上、下水平
ロール１２、１３間のギャップを一定に保持したまま、
上、下水平ロール１２、１３をミルセンタａ（図２参
照）から上、下にオフセット制御する。

【００１２】次に、本発明の一実施の形態に係る形鋼圧
延装置１０を用いた形鋼圧延方法を説明する。図１に示
すように、テーブル上を移送されてきた圧延材１１は、
ウェブ偏り計測手段１７を通過後にユニバーサルミル１
６内へ送り込まれて、上、下水平ロール１２、１３及び
左、右竪ロール１４、１５間で圧延成形される。ウェブ
偏り計測手段１７では、移送中の圧延材１１のフランジ
１１ａの上部長さＢ₁ と、下部長さＢ₂ とを計測し、得
られた数値を前記の式に代入してウェブ偏り量Ｓを求
め、このウェブ偏り量Ｓに基づいて上、下水平ロール１
２、１３のオフセット量ε１、ε２を求める。図４に示
すように、求められたオフセット量ε１、ε２は制御部
２２へ送られ、その後、制御部２２からのロッド出し入
れ指令により、上、下側圧下装置１９、２０の油圧シリ
ンダ１９ａ、２０ａの各ロッドが、それぞれオフセット
量ε１、あるいはε２分だけ同時に出し入れされる。こ
れにより、上、下水平ロール１２、１３が、上、下水平
ロール１２、１３間のギャップを一定に保持したまま、
該上、下水平ロール１２、１３間ギャップセンタｃが、
ミルセンタａから上、下方向（ここでは上方向）に、自
動的にオフセットされる（図３参照）。なお、図３中、
符号ｂはウェブセンタを示す。

【００１３】このように、圧延中のユニバーサルミル１
６の近傍で、圧延材１１のウェブ偏り量Ｓをウェブ偏り
計測手段１７及び演算装置１８により計測、演算し、制
御部２２により、ウェブ偏り量Ｓに基づいて、上、下水
平ロール１２、１３間のギャップを一定に保持したま
ま、ウェブ偏り量Ｓを無くす分のオフセット量ε１、ε
２だけ、上、下水平ロール１２、１３をミルセンタａか
ら上、下にオフセットさせるので、ウェブ偏りを防止で
きるだけでなく、圧延中、圧延材１１の全長にわたりウ
ェブ偏りの変動に応じてオフセット量ε１、ε２を調整
することにより圧延材１１の全長にわたるウェブ偏りを
矯正できる。なお、同一サイズの圧延材１１を圧延する
際、各圧延材１１どうしでは一般に、圧延中の変形挙動
は、圧延温度、圧延長、圧延速度が同じならば、同様に
繰り返されると考えられる。従って、同じ圧延ロットの
先頭から１〜２本の圧延材１１において、ウェブ偏りの
全長にわたる変動量のパターンを把握することで、ウェ
ブ偏り計測手段１７を用いた制御を省略し、低い設備コ
ストで同様の効果を得ることもできる。以上、本発明の
実施の形態を示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、要旨を逸脱しない範囲での設計の変更があっ
ても本発明に含まれる。例えば、本実施の形態では、フ
ランジ１１ａを有する形鋼としてＨ形鋼を採用したが、
これに限定しなくても、ユニバーサル圧延を行なうもの
であれば、例えば溝形鋼でもよい。

【００１４】

【発明の効果】請求項１記載の形鋼圧延方法及び請求項
２記載の形鋼圧延装置においては、このように圧延中あ
るいは非圧延中に、上、下水平ロール間のギャップを一
定にしたまま、ウェブ偏り量を無くす分だけ、上、下水
平ロールを、ミルセンタから上、下にオフセットさせて
ウェブ位置を調整するので、圧延中、圧延材の全長にわ
たるウェブ偏りの変動にも対応でき、圧延材全長にわた
ってウェブ偏りを矯正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延装置の概
略構成図である。

【図２】上、下水平ロールを上方向にオフセットした場
合のユニバーサルミルによるウェブ偏りの矯正作業を示
す説明図である。

【図３】上、下水平ロールを上方向にオフセットした場
合のユニバーサルミルによるウェブ偏りの矯正前、作業
中、矯正後の圧延材を示す説明図である。

【図４】制御系のブロック図である。

【符号の説明】

１０ 形鋼圧延装置 １１ 圧延材 １１ａ フランジ １１ｂ ウェブ １２ 上水平ロール １２ａ ロール
軸 １３ 下水平ロール １３ａ ロール
軸 １４ 竪ロール（左竪ロール） １５ 竪ロール
（右竪ロール） １６ ユニバーサルミル １７ ウェブ偏
り計測手段 １８ 演算装置 １９ 上側圧下
装置 １９ａ 油圧シリンダ ２０ 下側圧下
装置 ２０ａ 油圧シリンダ ２２ 制御部 ２３ ロールチョック ２４ ロールチ
ョック Ｂ₁ フランジ上部長さ（上部長さ） Ｂ₂ フランジ下部長さ（下部長さ） Ｓ ウェブ偏り
量 ａ ミルセンタ ｂ ウェブセン
タ ｃ 上、下水平ロールオフセット後の上、下水平ロール
間ギャップセンタ（上、下水平ロール間ギャップセン
タ） ε１ 上方向オフセット量 ε２ 下方向オ
フセット量

フロントページの続き (72)発明者 林 慎也 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フランジを有する形鋼の圧延材を、上、
   下水平ロール及び左、右竪ロールが組み込まれたユニバ
   ーサルミル内に供給して圧延する形鋼圧延方法におい
   て、 圧延中あるいは非圧延中に、前記上、下水平ロール間の
   ギャップを一定に保持したまま、前記上、下水平ロール
   をミルセンタから上、下にオフセットすることにより、
   圧延材のフランジに対するウェブ位置を調整することを
   特徴とする形鋼圧延方法。
2. 【請求項２】 フランジを有する形鋼の圧延材を、上、
   下水平ロール及び左、右竪ロールが組み込まれたユニバ
   ーサルミル内に供給して圧延する形鋼圧延装置におい
   て、 前記ユニバーサルミルの近傍に配置されて、前記圧延材
   のウェブ偏りを計測するウェブ偏り計測手段と、 該ウェブ偏り計測手段からの計測結果に基づいて、ウェ
   ブ偏り量を算出すると共に、該ウェブ偏り量に基づいて
   前記上、下水平ロールの上、下方向のオフセット量を算
   出する演算装置と、 前記上、下水平ロールを昇降させる水平ロール高さ調整
   手段と、 前記演算装置により算出されたオフセット量に基づい
   て、圧延中あるいは非圧延中に前記水平ロール高さ調整
   手段により、前記上、下水平ロール間のギャップを一定
   に保持したまま、該上、下水平ロールをミルセンタから
   上、下にオフセットする制御部とを備えたことを特徴と
   する請求項１記載の形鋼圧延方法を行なう形鋼圧延装
   置。