JPH10192905A

JPH10192905A - Ｕ形鋼矢板の製造方法

Info

Publication number: JPH10192905A
Application number: JP34990296A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Nagahiro; 尚志永廣
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】継手寸法精度に優れたラルゼン型Ｕ形鋼矢板
の製造方法を提供する。【解決手段】圧延素材として、Ｈ形状断面を有した連
続鋳造製鋳片を用い複数の圧延工程により順次熱間圧延
する。鋳片の上下フランジのうち一方側のフランジの高
さを縮小するとともに、他方側のフランジの先端部に膨
らみを形成したのち、該一方側のフランジの高さをさら
に縮小し消滅させ、Ｕ形状断面に変形するとともに、フ
ランジの先端部の膨らみを成形し継手部とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｕ形鋼矢板のう
ち、一重爪のラルゼン型のＵ形鋼矢板の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｕ形鋼矢板には、図４に示すような、２
種類の製品形状がある。図４（ａ）は、一重爪のラルゼ
ン型であり、（ｂ）は二重爪のラッカワナ型である。従
来、Ｕ形鋼矢板は、ロールカリバーを有する上下水平ロ
ールからなる二重式あるいは三重式圧延機を複数基用い
る、いわゆる孔型圧延法で製造されてきた。その後、例
えば特公昭47-47784号公報に開示されるように、中間圧
延段階にユニバーサル圧延機を適用した鋼矢板の圧延方
法が提案され、ユニバーサル圧延機を使用した鋼矢板の
製造も実施されるようになった。

【０００３】Ｕ形鋼矢板の圧延に用いられる素材の形状
としては、図５（第３版鉄鋼便覧第 III巻(2) 図9.2 参
照）に示すように、ラッカワナ型用としてＩ形断面（図
５（ａ））が、ラルゼン型用として二重山形断面（図５
（ｂ））が一般的であるが、矩形断面も用いられてい
る。ラッカワナ型鋼矢板は、圧延素材として、図５
（ａ）に示すＩ形断面の素材を用いる場合には例えば図
６（ａ）に示す孔型列で、矩形断面の素材を用いる場合
には例えば図６（ｂ）に示す孔型列で、圧延される。

【０００４】一方、現在主流となっているラルゼン型鋼
矢板は、分塊圧延して得られた図５（ｂ）のような二重
山形断面の鋼片を圧延素材として用いる場合には、例え
ば図７に示す孔型列で、あるいは連続鋳造により得られ
た矩形断面の鋳片を圧延素材として用いる場合には、例
えば図８に示すＫ10〜Ｋ１にわたる孔型により順次熱間
圧延されて図４（ａ）に示す断面形状に成形されている
のが一般的である。

【０００５】矩形断面形状の圧延素材からＵ形鋼矢板を
圧延するには、上下ロールにより形成される孔型（図８
ではＫ９）により、矩形断面の素材をウエブ部、フラン
ジ部、継手部の左右断面が均等となるように振り分ける
必要がある。例えば、従来の方法では、図９（ａ）に示
すように、孔型の左右に形成される側壁11a 、11a で圧
延素材10の左右への動きを拘束しつつ、下ロール12に形
成された突起部12a で素材下部に切込みを入れ、左右に
素材を振り分けて、図９（ｂ）に示すようにウエブ部1
a、フランジ部2a、継手部3aが左右均等となる形状に成
形している。

【０００６】しかし、側壁11a 、11a による素材の拘束
を厳しくすると、幅方向に広がった素材と孔型側壁との
摩擦によりロールへの焼付あるいは素材表面に疵が発生
する。このため、通常では、噛込み時には素材と孔型側
壁との間に隙間13が形成されるようにしてある。しか
し、この隙間13が存在することにより、素材が左右のど
ちらかに片寄る場合が多い。そのため、左右の断面に振
り分けられる素材量に相違が生じて、孔型端部に当たる
継手部の断面積がばらつき、最終的に製品の左右の継手
寸法のばらつきとなっていた。また、この方法では、圧
延素材10の厚みをウエブ部１ａの厚みまで圧延しなけれ
ばならないため、圧延パス回数が増加して圧延能率が低
下するという問題があった。

【０００７】また、圧延素材として、分塊圧延によるビ
ームブランクを用いる方法では、分塊ミルの圧延条件の
ばらつきにより、圧延素材の寸法自体がばらつくため、
製品寸法精度の良好な鋼矢板を得るには限界がある。ま
た、分塊ミルでの圧延工程が必須なため、製造コストが
高くなるという問題があった。また、ラッカワナ型Ｕ形
鋼矢板をＩ形状断面の圧延素材から圧延する場合には、
図５(a) におけるように、素材のＩ形状断面のフランジ
部全体を製品の継手部に変形させ、素材のウエブ部を製
品のウエブ部とフランジ部に変形させる必要があるが、
素材断面内でフランジ部が占める割合と製品断面内で継
手部が占める割合が著しく異なるため、断面各部での延
びの差により継手部の寸法のばらつきが大きくなる。こ
れを解消するためには、素材のウエブ部とフランジ部の
断面積の比率を変更し、ウエブ部断面積の割合を大きく
した鋼矢板専用のＩ形状断面の圧延素材を必要とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点に鑑み、圧延能率が向上し安定して継手
寸法精度に優れたラルゼン型のＵ形鋼矢板を製造でき
る、Ｕ形鋼矢板の製造方法を提供すること目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延素材を複
数の圧延工程により順次熱間圧延しラルゼン型のＵ形鋼
矢板とするＵ形鋼矢板の製造方法において、前記圧延素
材としてＨ形状断面を有した連続鋳造製の粗形鋳片を用
いることを特徴とするＵ形鋼矢板の製造方法である。

【００１０】また、本発明では、前記圧延工程が、前記
Ｈ形状断面を有した連続鋳造製鋳片のＨ形状断面上下フ
ランジのうち一方のフランジのウエブからの高さを縮小
するとともに、他方のフランジの先端部に膨らみを形成
する第１の圧延工程と、該一方のフランジのウエブから
の高さをさらに縮小し消滅させ、Ｕ形状断面に変形する
とともに該他方のフランジの先端部の膨らみを成形し継
手部とする第２の圧延工程とを含むのが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明では、圧延素材として、Ｈ
形状断面を有した連続鋳造製の粗形鋳片を用いる。Ｈ形
状断面の鋳片では、ウエブ部の両側左右のフランジ部断
面はすでに連続鋳造の鋳込時に精度よくウエブ部の左右
両側に振り分けられている。このため、最終製品の左右
の継手寸法差を極めて小さくできる。また、Ｈ形状断面
の連続鋳造鋳片を用いることにより、初期の素材断面の
振り分け工程を省略できるうえ、素材のウエブ相当部の
厚みが矩形断面に比べ薄く形成されており、ウエブ相当
部の圧下工程を少なくすることができ、パス回数の減
少、孔型ロールの削減が期待でき、さらに設備投資の削
減や圧延所要時間の短縮、生産性の向上という効果もあ
る。

【００１２】また、本発明に用いられるＨ形状断面の連
続鋳造鋳片は、Ｈ形鋼製造に用いられる鋳片をそのまま
使用してもよく、鋼矢板専用の鋳片製造設備を新たに設
ける必要はない。本発明のＵ形鋼矢板は、上記したＨ形
状断面を有した連続鋳造製鋳片を複数の圧延工程により
順次熱間圧延しラルゼン型のＵ形鋼矢板とする。

【００１３】本発明の圧延工程は、第１から第２の圧延
工程を含むのが好ましい。図１に本発明の１実施例であ
る孔型系列を示す。先ず、第１の圧延工程は、例えば図
１に示すように孔型21により、連続鋳造製鋳片のＨ形状
断面において上下フランジのうち一方側のフランジ33
（図１では上フランジ）のウエブ31からの高さを縮小す
るとともに、他方側（図１では下フランジ）のフランジ
先端部34に膨らみを形成する成形を施される。

【００１４】このときの噛込み状況を図２に示す。圧延
素材（Ｈ形状断面鋳片）20は、上ロール21a 、下ロール
21b により構成された孔型21に、ウエブ下面35、下フラ
ンジ内面36を圧下する下ロールの突起37に乗り上げるよ
うに噛込まれる。このとき、圧延素材（Ｈ形状断面鋳
片）20の上フランジ33の端部は上ロール21a の側壁39、
39に接触を開始し、また、下部凹部38は下ロール突起部
37にはまり込む状態となり、したがって、圧延素材（Ｈ
形状断面鋳片）20は、下ロールの突起部37と上ロール側
壁39、39で左右への振れを拘束されるため左右どちらか
一方に片寄ることはなく、従来技術のような下ロールの
圧延素材への切込み位置のずれも発生しない。

【００１５】ついで、圧延素材（Ｈ形状断面鋳片）20の
上下フランジのうちの一方側のフランジ( 図２では上フ
ランジ)33 は上ロール21a の凹部41で圧延されその高さ
を減じ、孔型21で圧延されたのちは、図３に示すよう
に、ウエブ上部の小突条33a となる。他方側のフランジ
( 図２では下フランジ)34 は上ロールの側壁39と下ロー
ルの突起部側壁40により圧下され、その厚みを減じ、図
３に示すように、孔型21で圧延されたのちはフランジ部
32a となる。さらに下フランジ34の先端は下ロールの凹
部42と上ロール凸部43の間に充満して継手部34a とな
る。

【００１６】一方、圧延素材（Ｈ形状断面鋳片）20のウ
エブ31は、下ロールの突起部37と上ロールの突起部44と
で圧延されその厚みを減じ、孔型21での圧延後はウエブ
部31a となる。ウエブ部が薄くなった結果、フランジ部
32a の長さは長くなる。このように、孔型21では、すな
わち、第１の圧延工程では、圧延素材（Ｈ形状断面鋳
片）のウエブ厚を薄くし、上下フランジの一方側のフラ
ンジ高さを縮めるとともに、他方側のフランジを薄く長
くし、その先端部をロール隙間に噛みださせるように膨
らませ、膨らみ34a を形成する。

【００１７】ついで、第２の圧延工程では、第１の圧延
工程で縮小された、上下フランジの一方側のフランジ高
さをさらに縮小し最終的には消滅させ、Ｕ形状断面に変
形するとともに該他方側のフランジの先端部の膨らみを
成形し継手部とする。第２の圧延工程は、例えば図１に
示す孔型22〜孔型26により順次、ウエブ31aおよびフラ
ンジ32a の厚みを薄くし、さらにウエブ上部の小突条33
a の高さを低くし最終的には消滅させるとともに、膨ら
み34a の先端の成形と厚みの減少を行い、継手部34f と
する。

【００１８】第２の圧延工程ののち、第３の圧延工程と
して、例えば図１に示す孔型27により、孔型26で形成さ
れた継手部34f を曲げ成形して、所定の寸法のラルゼン
型継手35f とし、所定の製品形状のＵ形鋼矢板とする。
図１では、１つの孔型で曲げ成形する例を示したが、こ
れに限定されるものではなく、継手寸法の安定化のため
には、２つの孔型で、あるいは継手曲げロール装置等を
併用して段階的に曲げてもよい。

【００１９】また、本発明は、圧延素材のフランジの１
部を製品の継手部に成形するため、素材断面内各部の延
びのバランスがよく、欠陥の発生や各部寸法のばらつき
が少ないという特徴もある。

【００２０】

【実施例】圧延素材として、ウエブ厚 140mm、ウエブ高
さ 560mm、フランジ幅 400mmのＨ形断面形状の素材を使
用して、ウエブ厚24.3mm、継手間隔 500mm、有効高さ 2
00mmのラルゼン型のＵ形鋼矢板を圧延した（本発明
例）。使用したロールおよび孔型を図10に示す。

【００２１】２重圧延機を３基使用し、各圧延機のロー
ルには、各３個の孔型を設置した。連続鋳造の鋳型をＨ
形鋼用と共用したため、ウエブ高さを圧延工程で調整し
た。孔型Ｋ９はＨ形鋼と共用の素材のウエブ高さをＵ形
鋼矢板のサイズに調整するための孔型であり、ウエブ高
さ 560mmを 520mmまで１パスで縮少した。本発明の第１
の圧延工程は孔型Ｋ８での圧延で、第２の圧延工程は孔
型Ｋ７〜Ｋ３での圧延で行い、さらに、第３の圧延工程
として孔型Ｋ２、Ｋ１での圧延を行った。

【００２２】一方、比較例として、分塊圧延された二
重山形断面の粗形鋼片（図５(b) ）を圧延素材として図
７に示すロール、孔型を用いて、また、矩形断面の鋼
片を圧延素材として図８に示すロール、孔型を用いて、
ラルゼン型のＵ形鋼矢板を圧延した。その結果、本発明
例では、製品鋼矢板の左右継手寸法の差異は±0.6mm 以
内に抑えられたのに対し、比較例、では、製品鋼矢
板の左右継手寸法の差は±1.5mm となっていた。

【００２３】また、圧延パス回数は、図10に示すロー
ル、孔型を用いた本発明例の場合と、図７に示すロー
ル、孔型を用いた比較例の場合では同じであるが、図
７に示す比較例の場合には、鋼塊または連続鋳造され
たブルームまたはスラブから圧延素材の形状とするため
の圧延が加わるため、実際に必要とする圧延回数は多く
なり、本発明の方法に比べ製造費は増加する。さらに、
比較例の場合には、分塊圧延によるため圧延素材の寸
法のばらつきが大きくなる。

【００２４】図８に示すロール、孔型を用いた比較例
では、連続鋳造されたブルームまたはスラブを孔型９で
圧延する断面まで成形するためのいわゆるボックス孔型
（Ｋ10）を必要とし、本発明例の場合に比べ圧延パス回
数は多くなり、圧延能率は大幅に低下した。比較例の
場合には、４基の圧延機で10個の孔型を使用し、本発明
例に比べ圧延機１機余計に使用し、また多くの孔型が必
要である。このためロール費用が高くなり、圧延パス数
の増加とともに製造費を増加させている。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、継手寸法精度に優れた
Ｕ形鋼矢板が、安定して製造できるうえ、設備投資の削
減や圧延所要時間の短縮による生産性の向上が期待でき
るという産業上、格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＵ形鋼矢板の製造方法の１例を示す孔
型形状と材料断面形状の概略図である。

【図２】本発明のＵ形鋼矢板の製造方法における初期圧
延状態を示す断面図である。

【図３】本発明のＵ形鋼矢板の製造方法における初期圧
延状態を示す断面図である。

【図４】Ｕ形鋼矢板の形状を示す断面概念図である。

【図５】従来のＵ形鋼矢板用圧延素材の断面形状を示す
断面図であり、（ａ）はラッカワナ型用、（ｂ）はラル
ゼン型用である。

【図６】ラッカワナ型Ｕ形鋼矢板の従来の圧延方法を示
す孔型形状と材料断面形状の概略図である。（ａ）はＩ
形断面形状の圧延素材を用いた場合であり、（ｂ）は矩
形断面形状の圧延素材を用いた場合である。

【図７】図５（ｂ）の断面形状を有する圧延素材を用い
た場合の、従来のラルゼン型Ｕ形鋼矢板の圧延方法にお
けるロールと孔型の概略図である。

【図８】圧延素材として矩形断面の素材を用いた場合
の、従来のラルゼン型Ｕ形鋼矢板の圧延方法におけるロ
ールと孔型の概略図である。

【図９】従来の矩形断面を用いたＵ形鋼矢板の製造方法
における初期圧延状態を示す断面図である。

【図10】本発明の実施例に用いたロールと孔型の概略図
である。

【符号の説明】

１ウエブ２フランジ３先端部４突片５突片 10 圧延素材 20 圧延素材（Ｈ形状断面鋳片） 21〜27 孔型 31 ウエブ（Ｈ形状断面圧延素材） 33 上フランジ 34 下フランジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延素材を複数の圧延工程により順次熱
間圧延しラルゼン型のＵ形鋼矢板とするＵ形鋼矢板の製
造方法において、前記圧延素材としてＨ形状断面を有し
た連続鋳造製鋳片を用いることを特徴とするＵ形鋼矢板
の製造方法。
【請求項２】前記圧延工程が、前記Ｈ形状断面を有し
た連続鋳造製鋳片の上下フランジのうち一方のフランジ
のウエブからの高さを縮小するとともに、他方のフラン
ジの先端部に膨らみを形成する第１の圧延工程と、該一
方のフランジのウエブからの高さをさらに縮小し消滅さ
せ、Ｕ形状断面に変形するとともに該他方のフランジの
先端部の膨らみを成形し継手部とする第２の圧延工程と
を含むことを特徴とする請求項１記載のＵ形鋼矢板の製
造方法。