JPH10328703A - フランジを有する形鋼の圧延方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 粗ユニバーサル圧延工程での圧延時間及びウ
ェブ内幅の拡大に要する圧延時間を短縮し、ウェブとフ
ランジの温度降下と両者の温度差を小さくして、より大
きなウェブ内幅の拡大量を得る。 【解決手段】 幅可変粗ユニバーサル圧延機Ｕ２の水平
ロール２１の幅を幅固定粗ユニバーサル圧延機Ｕ１の水
平ロール１１の幅と同じにして２基の粗ユニバーサル圧
延機で被圧延材１のフランジとウェブの減厚を繰り返し
てフランジとウェブの付け根部とウェブ端部に余肉部を
形成し、この被圧延材を幅可変粗ユニバーサル圧延機
と、幅が調整可能なロール３１を組み込んだ拡幅圧延機
Ｙ１にて各ロール幅を広げて余肉部を圧延しウェブ内幅
を拡大し、更に幅が固定で概略樽型形状のロール３２を
組み込んだ余肉形成圧延機Ｙ２でウェブを圧下して余肉
部をウェブ両退部に形成し、更にロール幅を広げて幅可
変粗ユニバーサル圧延機と拡幅圧延機にて圧延しウェブ
内幅を拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｈ形鋼等のフラン
ジを有する形鋼のウェブ高さを圧延中に自在に調整する
圧延方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｈ形鋼などのフランジを有する形鋼を製
造する設備は、一般に図７に示すようなものである。加
熱炉から出た素材鋼片はまず２重式の圧延機であるブレ
ークダウン圧延機ＢＤによって、目的とする製品寸法に
適する形状に造形圧延される。続いて粗ユニバーサル圧
延機Ｕ１、Ｕ２とエッジャ圧延機Ｅ１、Ｅ２からなる粗
ユニバーサル圧延機群Ｒ１、Ｒ２において厚みを減じら
れるとともにフランジ端部の成形が行われる。さらに、
仕上げユニバーサル圧延機Ｆによってフランジがウェブ
と直角になるように成形され、Ｈ形の製品となる。

【０００３】この従来のユニバーサル圧延法によって得
られるＨ形鋼の寸法は図６に示されるように、ウェブ高
さＨ、ウェブ内幅ＬＨ、フランジ厚ｔ２とすると、Ｈ＝
ＬＨ＋２×ｔ２の関係となる。ウェブ内幅ＬＨは仕上げ
ユニバーサル圧延機Ｆの水平ロール幅とほぼ同一である
ことから、ウェブ高さＨは仕上げユニバーサル圧延機Ｆ
の水平ロール幅とフランジ厚により決定される。このた
め例えば、フランジ厚の変化量に関係なくウェブ高さが
一定のＨ形鋼や、逆にフランジ厚が一定でウェブ高さを
任意の寸法にすることができるＨ形鋼を製造しようとし
た場合、粗ユニバーサル圧延機及び仕上げユニバーサル
圧延機の水平ロール幅を、圧延するＨ形鋼のサイズに合
わせて準備する必要がある。従って、圧延する寸法サイ
ズ数がフランジ厚ｔ２やウェブ内幅ＬＨに関係なく増大
することは、ロール保有数が増加し、さらに圧延する寸
法サイズが変わる毎に、その都度そのサイズに合致した
幅の水平ロールに組み替える必要が生じ、そのため操業
度は大幅に低下する。

【０００４】このような問題を解決する技術として、特
開平４−２８８９０１号公報に開示された方法がある。
これは図８に示すように、ブレークダウン圧延機ＢＤ、
粗ユニバーサル圧延機Ｕ１、Ｕ２、エッジャ圧延機Ｅ
１、Ｅ２及び仕上げユニバーサル圧延機Ｆからなる通常
のＨ形鋼の熱間圧延設備のエッジャ圧延機Ｅ２の後面
に、ロール幅が調整可能な圧延ロールを上下一対装着し
てなる圧延機Ｙ１を近接して設置し、さらにその後面に
粗ユニバーサル圧延機の水平ロール幅以下のロール幅で
その形状が概略樽型でありかつ幅が固定の上下一対の圧
延ロールを装着してなる圧延機を設置したた圧延設備を
使用するものである。その圧延方法は図９に示すよう
に、まず、粗ユニバーサル圧延機により、フランジとウ
ェブの付け根部分及びウェブ両端部に余肉を形成する工
程を行う。引き続いてロール幅が調整可能な圧延ロール
を上下一対装着した圧延機Ｙ１にて粗ユニバーサル圧延
工程におけるウェブ内幅よりもロール幅を大きく設定し
て圧延することにより、ロール幅差による機械的なウェ
ブ内幅の拡大とともに、粗ユニバーサル圧延工程でのウ
ェブ中央部と同一厚さまで余肉部を圧延することによ
り、その減面量のほとんどをウェブ内幅の拡大に転化さ
せる工程を行う。これに続いてロール幅が固定でその形
状が概略樽型の圧延ロールを装着した圧延機Ｙ２により
被圧延材のウェブを圧延し、粗ユニバーサル圧延完了時
と同様な余肉部をウェブ両端部に形成する圧延を行う。
これらの工程を繰り返すことにより所定のウェブ高さと
なるまで、ウェブ内幅を拡大するものである。この技術
は、余肉形成と機械的なウェブ内幅の拡大を繰り返すこ
とにより大きなウェブ高さの変更を可能とするものであ
るが、以下のような問題が残されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ウェブ高さの変更を行
う段階において、ウェブ及びフランジの厚さは製品に近
い厚さとなっている。大きなウェブ高さの変更を行う場
合には、余肉形成とウェブ内幅の拡大を繰り返す必要が
あるため、ウェブ高さの変更に要する時間が長くかか
り、ウェブとフランジの温度降下が大きくなる。被圧延
材温度が低くなり過ぎると圧延負荷の増大などにより圧
延の続行が困難になるため、ウェブ内幅の拡大を長時間
にわたって行うことはできなかった。

【０００６】また、通常、Ｈ形鋼のウェブはフランジよ
りも薄いことからウェブの温度降下はフランジよりも速
く、余肉形成とウェブ内幅の拡大を行う時間が長いほ
ど、ウェブとフランジの温度差が大きくなる。この結
果、圧延後の冷却過程において、フランジの長さ方向の
収縮量がウェブよりも大きくなり、ウェブには圧縮の残
留応力が発生する。温度差が大きいほどこの圧縮による
残留応力は大きくなり、ついにはウェブの座屈・波打ち
を生じさせる。波打ちが発生した製品はこれを修正する
ことが極めて困難で製品として出荷できないため、特に
ウェブの薄い製品ではウェブとフランジの温度差が大き
くならないように圧延せざるを得ず、この点からもウェ
ブ内幅の拡大に要する時間を極端に長くすることは問題
であった。上記の理由から、ウェブ内幅の拡大の繰り返
し回数をあまり多くすることができず、結果としてウェ
ブ内幅の拡大量に上限を設けざるを得ない状況となって
いた。

【０００７】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、粗ユニバーサル圧延工程での
圧延時間及びウェブ内幅の拡大に要する圧延時間を短縮
し、ウェブとフランジの温度降下と両者の温度差を小さ
くして、より大きなウェブ内幅の拡大量を得ることがで
きる形鋼の圧延方法及びその装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフランジを
有する形鋼の圧延方法は、粗ユニバーサル圧延機及びエ
ッジャ圧延機からなる粗ユニバーサル圧延機群と、仕上
げユニバーサル圧延機とを備えた圧延設備を用いてフラ
ンジを有する形鋼を圧延する方法において、前記粗ユニ
バーサル圧延機群を、被圧延材のフランジとウェブの付
け根部及びウェブの両端部に余肉を形成できるロール形
状を有し、ロール幅が固定の水平ロールを組み込んだ少
なくとも１基の幅固定粗ユニバーサル圧延機と、ロール
幅が調整可能な水平ロールを組み込んだ少なくとも１基
の幅可変粗ユニバーサル圧延機とを有する構成とし、さ
らに前記幅可変粗ユニバーサル圧延機の後面に、ロール
幅が調整可能な上下一対の圧延ロールを組み込んだ拡幅
圧延機と、ロール幅が固定でそのロール形状が概略樽型
の上下一対の圧延ロールを組み込んだ余肉形成圧延機と
を設置し、前記幅可変粗ユニバーサル圧延機のロール幅
を前記幅固定粗ユニバーサル圧延機のロール幅とほぼ同
じ幅に設定して粗ユニバーサル圧延を行うことにより、
被圧延材のフランジ及びウェブの減厚を繰り返し、フラ
ンジとウェブの付け根部及びウェブの両端部に余肉部を
形成する工程と、前記粗ユニバーサル圧延が完了した被
圧延材を、前記幅可変粗ユニバーサル圧延機及び前記拡
幅圧延機にて、各々のロール幅を前記幅固定粗ユニバー
サル圧延機のロール幅より大きく設定して圧延すること
により、ロール幅差による機械的なウェブ内幅の拡大と
ともに、前記余肉部を圧延することにより該余肉部の減
面量のほとんどをウェブ内幅の拡大に転化させる圧延を
１パス行う工程と、前記余肉形成圧延機にて被圧延材の
ウェブを圧延することにより、前記粗ユニバーサル圧延
完了時と同様な余肉部をウェブの両端部に形成する工程
と、前記幅可変粗ユニバーサル圧延機及び前記拡幅圧延
機にて、各々のロール幅を１パス目の時よりも大きく設
定して圧延することにより、ウェブ内幅を更に拡大する
工程とを有することを特徴とするものである。

【０００９】また、より大きなウェブ内幅の拡大量を得
る場合は、前記の圧延工程の終了後に続けて、前記幅固
定粗ユニバーサル圧延機にて、被圧延材のフランジを圧
下しないように竪ロールと水平ロール側壁間のロール隙
を開いておき、上下水平ロールのみで被圧延材のウェブ
を圧延することにより、ウェブの減厚を行うとともに、
ウェブの両端部に余肉部を形成する工程と、前記幅可変
粗ユニバーサル圧延機及び前記拡幅圧延機にて、各々の
ロール幅を前段階の時よりも大きく設定して前記余肉部
を圧延することにより、ウェブ内幅を更に拡大させる圧
延を、１パスないしこれら２つの工程を繰り返しながら
数パス行う工程とを行うものである。これらのウェブ内
幅拡大工程において、前記幅可変粗ユニバーサル圧延機
の竪ロールは被圧延材のフランジを圧下しない位置まで
開いておく。これは、余肉部の圧延による長さ方向（圧
延方向）の伸びをフランジにより規制し、余肉部の減面
量のほとんどをウェブ内幅拡大に転化させるためであ
る。

【００１０】（１）圧延ラインの構成（図１参照） 本発明においては、圧延ラインにおける粗ユニバーサル
圧延機群に２基以上の粗ユニバーサル圧延機を設置し、
そのうちの少なくとも１基の粗ユニバーサル圧延機は、
被圧延材のフランジとウェブの付け根部分及びウェブの
両端部分に余肉を形成できる形状にした固定幅の水平ロ
ールを用いる。以下、この粗ユニバーサル圧延機を「幅
固定粗ユニバーサル圧延機」と呼ぶ。また、少なくとも
１基の粗ユニバーサル圧延機には、幅が任意に調整可能
な水平ロールを用いる。以下、この粗ユニバーサル圧延
機を「幅可変粗ユニバーサル圧延機」と呼ぶ。さらに、
この粗ユニバーサル圧延機群の後面に、幅が調整可能な
上下一対の圧延ロールを組み込んだ圧延機（以下、拡幅
圧延機と呼ぶ）を設置し、その後面に幅固定粗ユニバー
サル圧延機の水平ロール幅以下のロール幅で概略樽型の
形状をした固定幅の上下一対の圧延ロールを組み込んだ
圧延機（以下、余肉形成圧延機と呼ぶ）を設置してなる
ものである。すなわち、本発明における粗ユニバーサル
圧延機群は、少なくとも１基の幅固定粗ユニバーサル圧
延機と、エッジャ圧延機と、少なくとも１基の幅可変粗
ユニバーサル圧延機とをこの順に上流側より配置し、さ
らに幅可変粗ユニバーサル圧延機の後面に拡幅圧延機と
余肉形成圧延機を設置した構成である。

【００１１】（２）圧延方法 粗ユニバーサル圧延工程（図２参照） ロール幅が調整可能な水平ロールを組み込んだ幅可変粗
ユニバーサル圧延機の水平ロール幅を、ロール幅が固定
の水平ロールを組み込んだ幅固定粗ユニバーサル圧延機
の水平ロール幅とほぼ同じとし、２基の粗ユニバーサル
圧延機でウェブとフランジの減厚を行うとともに、被圧
延材のフランジとウェブの付け根部分及びウェブの両端
部分に余肉部を形成する。同時にエッジャ圧延機により
従来と同様にフランジ端部の圧下を行い、フランジ幅を
制御する。

【００１２】ウェブ内幅拡大工程（図３、図４参照） 粗ユニバーサル圧延工程終了後、幅可変粗ユニバーサル
圧延機の水平ロール幅を、幅固定粗ユニバーサル圧延機
の水平ロール幅よりも広く設定するとともに、拡幅圧延
機のロール幅を幅可変粗ユニバーサル圧延機の水平ロー
ル幅よりもさらに広く設定する。この状態で圧延するこ
とにより、水平ロールの幅が調整可能な２基の圧延機に
よって、ロール幅差による機械的なウェブの内幅の拡大
を行うとともに余肉部を圧延することによりその減面量
のほとんどをウェブ内幅の拡大に転化させ、ウェブ内幅
を拡大する。さらにウェブ内幅を大きく拡大する場合に
は、余肉形成圧延機により被圧延材のウェブを圧延し、
粗ユニバーサル圧延完了時と同様な余肉部をウェブ両端
部に形成する圧延を行う。続く２パス目において拡幅圧
延機と幅可変粗ユニバーサル圧延機の各水平ロール幅を
１パス目よりも広く設定して逆方向に圧延し、余肉形成
圧延機によりウェブ両端部に形成された余肉部を拡幅圧
延機と幅可変粗ユニバーサル圧延機により圧延してウェ
ブ内幅を拡大する。

【００１３】より大きな拡幅量を得る場合には、これに
続く幅固定粗ユニバーサル圧延機での圧延において、被
圧延材のフランジを圧延しないように竪ロールと水平ロ
ール側壁間のロール隙を開いておき、上下水平ロールの
みで被圧延材のウェブを圧延してウェブを減厚するとと
もに、ウェブ両端部に余肉部を形成する。さらに３パス
目で、幅固定粗ユニバーサル圧延機の２パス目及び３パ
ス目において形成した余肉部を、さらにロール幅を広く
調整した幅可変粗ユニバーサル圧延機と拡幅圧延機によ
り圧下しながらウェブ高さ（ウェブ内幅）の拡大を行
う。

【００１４】（３）従来技術の問題点解決の原理 幅可変粗ユニバーサル圧延機は、粗ユニバーサル圧延工
程においてウェブとフランジの減厚を幅固定粗ユニバー
サル圧延機と同時に行うため、１パスの圧延で２基の粗
ユニバーサル圧延機による厚みの減少が得られることと
なり、粗ユニバーサル圧延工程の時間が大幅に短縮され
る。さらに、ウェブ内幅拡大工程においては水平ロール
の幅を調整して、その後面に設置した拡幅圧延機ととも
にウェブ内法の拡幅を行うため、ウェブ内幅の拡大を行
う圧延機が２基となり、この工程に要する時間も大幅に
短縮することができる。このように、粗ユニバーサル圧
延工程における圧延時間の短縮が可能であるため、被圧
延材の温度降下が小さくなり、特にウェブ温度が高温に
保たれるので圧延負荷の増加を抑えることができるとと
もに、フランジとウェブの温度差が小さくなり圧延後の
冷却過程におけるウェブの波打ちが発生しなくなる。こ
の結果、従来の方法では不可能であった大幅なウェブ内
幅の変更が可能となる。また、余肉形成を行う圧延機が
２基設置され、かつこれらがウェブ内幅の拡大を行う圧
延機の前後に設置されていることから、効率的かつバラ
ンスのとれた余肉形成とウェブ内幅拡大を行うことがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明を実施する圧延ライ
ンの一例を示す構成図である。ここでは、粗ユニバーサ
ル圧延機群が、ロール幅が固定の水平ロール１１を組み
込んだ幅固定粗ユニバーサル圧延機Ｕ１と、エッジャ圧
延機Ｅと、ロール幅が調整可能な水平ロール２１を組み
込んだ幅可変粗ユニバーサル圧延機Ｕ２とをこの順に配
置した構成となっており、さらに幅可変粗ユニバーサル
圧延機Ｕ２の後面には、ロール幅が調整可能な上下一対
の圧延ロール３１を組み込んだ拡幅圧延機Ｙ１が設置さ
れており、さらにその後面に、ロール幅が幅固定粗ユニ
バーサル圧延機Ｕ１の水平ロール幅以下で固定であり概
略樽型のロール形状をした上下一対の圧延ロール３２を
組み込んだ余肉形成圧延機Ｙ２が設置され、合計５基の
圧延機で構成されている。加熱炉で加熱された素材鋼片
はブレークダウン圧延機ＢＤにより続く粗ユニバーサル
圧延に適した形状になるように圧延される。この概略Ｈ
形状の被圧延材１は、以下に述べるように、上記の粗ユ
ニバーサル圧延機群にて粗ユニバーサル圧延とウェブ内
幅の拡大が行われる。なお、粗ユニバーサル圧延機群に
装入される被圧延材１として、連続鋳造機等により成形
された粗形鋼片を用いることができる。

【００１６】図２に本発明の粗ユニバーサル圧延工程の
概略を示す。図２において、幅可変粗ユニバーサル圧延
機Ｕ２の水平ロール幅ＲＨ₂ は幅固定粗ユニバーサル圧
延機Ｕ１の水平ロール幅ＲＨ₁ とほぼ同じとしてある。
また、図２には示していないが拡幅圧延機Ｙ１と余肉形
成圧延機Ｙ２の上下ロール３１、３２は被圧延材１に接
触しないようにロール隙を開いておき、圧延は行わな
い。このようなロール幅の設定のもとで粗ユニバーサル
圧延を行うことにより、２基の粗ユニバーサル圧延機Ｕ
１、Ｕ２を用いて１パスでウェブとフランジの減厚が２
回行われることとなり、１基の場合に比較して半分以下
のパス数で粗ユニバーサル圧延を行うことができる。結
果として圧延時間が短縮できるため、ウェブとフランジ
の温度降下が小さくなるとともに、粗ユニバーサル圧延
終了時の両者の温度差を小さな範囲に抑えることができ
る。エッジャ圧延機Ｅは粗ユニバーサル圧延工程におい
て従来と同様にフランジ端部の圧下を行い、フランジを
目標とする幅に制御する。また、幅固定粗ユニバーサル
圧延機Ｕ１の水平ロール端部は被圧延材１のフランジと
ウェブの付け根部分及びウェブの両端部分に余肉部２を
形成する形状となっており、図５に示すような幅ａ、高
さｂの余肉部２が形成される。ここで余肉量ａ及びｂは
後工程でのウェブ内幅の拡大量及び圧延の安定性を考慮
して決定される。

【００１７】粗ユニバーサル圧延が終了した被圧延材
は、続いてウェブ内幅の拡大が行われる。図３には本発
明の圧延設備を用いて１パスでウェブ内幅を拡大する工
程の概要を示す。幅固定粗ユニバーサル圧延機Ｕ１及び
エッジャ圧延機Ｅで粗ユニバーサル圧延の最後のパスの
圧延が行われた後、幅可変粗ユニバーサル圧延機Ｕ２と
拡幅圧延機Ｙ１によってウェブ内幅の拡大が実施され
る。幅可変粗ユニバーサル圧延機Ｕ２の水平ロール２１
は、幅ＲＨ₃ が幅固定粗ユニバーサル圧延機Ｕ１の水平
ロール幅ＲＨ₁ よりも広くなるようにセットされる。す
なわち、ＲＨ₃ ＞ＲＨ₁ （≒ＲＨ₂ ）である。さらに、
拡幅圧延機Ｙ１の水平ロール３１の幅ＲＨ₄は幅可変粗
ユニバーサル圧延機Ｕ２の水平ロール幅ＲＨ₃ よりも広
く（ＲＨ₄ ＞ＲＨ₃ ）なるようにセットされる。

【００１８】以上のようにロール幅を調整して幅可変粗
ユニバーサル圧延機Ｕ２及び拡幅圧延機Ｙ１での圧延を
行えば、被圧延材１を咬み込んでいく過程でロール幅差
により機械的にウェブが引き伸ばされるとともに、ウェ
ブ余肉部２を圧延することにより、その余肉部２の減面
量のほとんどをウェブ内幅の拡大に転化させ、効果的な
ウェブ内幅の拡大が実施される。ここで、幅可変粗ユニ
バーサル圧延機Ｕ２の竪ロール２２は、フランジを圧下
しないような位置まで水平ロール幅の調整量に合わせて
開いておく。これは、ウェブ余肉部２の圧延による長さ
方向（圧延方向）の伸びをフランジにより規制し、その
減面量のほとんどをウェブ内幅拡大に転化させるためで
ある。また、図５に示すようにウェブ両端部に余肉を形
成するのは、ウェブ中央部の余肉を圧延するよりもウェ
ブ両端部の余肉を圧下する方が、被圧延材断面各部の圧
下率差によって発生する長さ方向の伸び差によるウェブ
の座屈を防止しやすいためである。

【００１９】本発明では、従来は１基であったウェブ内
幅を拡大する圧延機が２基となったことにより、１パス
で２回のウェブ内幅拡大圧延が実施できるため、従来の
方法よりも大きなウェブ内幅の拡大が１パスで実施でき
る。したがって、同じウェブ内幅拡大量で比較すると従
来よりもウェブとフランジの温度降下を小さくすること
が可能となるとともに、両者の温度差を小さな範囲に抑
えることができる。さらに、粗ユニバーサル圧延工程と
ウェブ内幅拡大工程の両方で圧延時間を短縮し、ウェブ
とフランジの温度降下と両者の温度差を小さくしている
ことにより、ウェブ内幅拡大工程のパス数を増やして、
より大きなウェブ内幅の拡大量を得ることも容易になっ
た。

【００２０】ウェブ内幅の拡大が終了した被圧延材は仕
上げユニバーサル圧延機Ｆに搬送され、フランジを垂直
に起こしＨ形とする圧延が行われる。前工程で余肉部２
が圧下されずに残った場合には、この仕上げユニバーサ
ル圧延において余肉部の厚さがウェブ中央部の厚さと同
じになるように圧延する。ここで、図３に示すように仕
上げユニバーサル圧延機Ｆはその水平ロール幅が調整可
能なものを使用して被圧延材のウェブ内幅に適合するよ
うにロール幅を調整すれば、水平ロール４１をウェブ内
幅の拡大量によって交換することなく圧延を行うことが
できる。

【００２１】本発明ではウェブ内幅の拡大量をさらに大
きくするために、図４に示すように粗ユニバーサル圧延
機群で往復圧延を実施し、ウェブ内幅拡大圧延の回数を
増やす。このとき、ウェブ両端部の余肉量を１パスでウ
ェブ内幅を拡大する場合よりも大きくしておくことが必
要となるため、拡幅圧延機Ｙ１の後面に余肉形成圧延機
Ｙ２を設置し、平坦となったウェブの両端部に余肉部２
ａを形成する圧延を行う。

【００２２】本発明の第１の方法として、図４を用いて
２パス目の幅可変粗ユニバーサル圧延機Ｕ２でウェブ内
幅の拡大を終了し、続く仕上げ圧延工程により成形を行
う方法を説明する。図４（ａ）、（ｂ）において粗ユニ
バーサル圧延を終了した被圧延材は、（ｃ）、（ｄ）に
おいて、１パスでウェブ内幅を拡大する場合と同様に、
ロール幅差と余肉部の圧延によるウェブ内幅の拡大が行
われる。拡幅圧延機Ｙ１の後面にはロール幅が固定でそ
の形状が概略樽型のロール３２を組み込んだ余肉形成圧
延機Ｙ２が設置され、１パス目と２パス目に被圧延材が
この圧延機Ｙ２を通過する際に、図４（ｅ）、（ｆ）に
示すようにウェブを圧延してウェブ両端部に余肉部２ａ
を形成する。２パス目の圧延が行われる際には、図４
（ｇ）、（ｈ）に示すように再度拡幅圧延機Ｙ１と幅可
変粗ユニバーサル圧延機Ｕ２の各水平ロール幅ＲＨ₅ 、
ＲＨ₆ （但し、ＲＨ₅ ＜ＲＵ₆ ）が被圧延材のウェブ内
幅（１パス目の拡幅圧延機Ｙ１の水平ロール幅ＲＨ₄ ）
よりも広くなるように調整して、ウェブ内幅の拡大と余
肉部の圧下を行う。この段階で目標とするウェブ内幅の
拡大量が得られる場合には、エッジャ圧延機Ｅと幅固定
粗ユニバーサル圧延機Ｕ１はロール隙を開いて被圧延材
を圧下せず、仕上げユニバーサル圧延機Ｆへ被圧延材を
搬送し、図４（ｐ）に示すようにフランジを起こして製
品とする仕上げユニバーサル圧延を行う。

【００２３】本発明の第２の方法として、さらにウェブ
内幅を拡大する場合には、２パス目の図４（ｈ）の圧延
が終了した後に、エッジャ圧延機Ｅは（ｉ）に示すよう
にロール開度を開いて被圧延材を圧延しない状態として
被圧延材を通過させ、幅固定粗ユニバーサル圧延機Ｕ１
では、ウェブの中央部を水平ロール１１で圧延し、図４
（ｊ）、（ｋ）に示すようにウェブの両端に余肉部２ｂ
が形成されるようにする。このとき、竪ロール１２はフ
ランジを圧下しない位置までロール隙を開いておく。続
く３パス目においてエッジャ圧延機Ｅはロール隙を開い
て被圧延材を圧下しないで通過させる。幅可変粗ユニバ
ーサル圧延機Ｕ２の水平ロール幅ＲＨ₇は２パス目の水
平ロール幅ＲＨ₆ よりも広くなるようにセットし、竪ロ
ール２２は被圧延材のフランジを圧下しない位置までロ
ール隙を開いておく。拡幅圧延機Ｙ１は幅可変粗ユニバ
ーサル圧延機Ｕ２の水平ロール幅ＲＨ₇ よりもロール幅
ＲＨ₈ を広くセットする。この状態で１パスでのウェブ
内幅拡大の場合と同様の圧延を図４（ｍ）、（ｎ）に示
すようにして行い、ウェブ内幅を拡大する。その後面の
余肉形成圧延機Ｙ２は被圧延材を圧下せずに通過させ、
仕上げユニバーサル圧延機Ｆを用いて（ｐ）に示す仕上
げユニバーサル圧延を行う。より一層大きなウェブ内幅
の拡大が必要である場合には、図４（ｎ）の状態から
（ｅ）へと戻り、目標のウェブ高さとなるまでウェブ内
幅の拡大と余肉部の形成を繰り返せばよい。

【００２４】以上のように本発明では粗ユニバーサル圧
延機群に１基の幅可変粗ユニバーサル圧延機と１基の拡
幅圧延機と１基の余肉形成圧延機を設置したことによ
り、粗ユニバーサル圧延工程とウェブ内幅拡大工程の両
方の圧延パス数・圧延時間を大幅に短縮できるという効
果が得られ、被圧延材の温度低下を小さくすることが可
能となるとともに、ウェブとフランジの温度差も小さく
することができる。その結果として、従来よりも大きな
ウェブ高さの拡大が可能となる。

【００２５】

【実施例】ウェブ高さ６００ｍｍ、フランジ幅３００ｍ
ｍのＨ形鋼のウェブ内幅を拡大する場合を例にとって、
本発明と従来技術を比較する。図１に示す本発明の圧延
設備と図８に示す従来の圧延設備を用いて、ウェブ厚さ
９ｍｍ、フランジ厚さ１９ｍｍの製品を圧延し、このと
きの粗ユニバーサル圧延工程終了時と仕上げユニバーサ
ル圧延終了時のウェブとフランジの表面温度を測定し、
表面温度からウェブとフランジの平均温度を計算して比
較した。本発明と従来の設備において、粗ユニバーサル
圧延機と拡幅圧延機と余肉形成圧延機の設置数は同じで
ある。まず、両者とも１パスのウェブ内幅拡大を行う場
合について、比較を行った。表１に示すとおり、本発明
の方法では粗ユニバーサル圧延のパス数が従来の半分で
済み、粗ユニバーサル圧延終了時の被圧延材温度はウェ
ブとフランジの両方とも１００℃以上高くなった。また
拡幅圧延機と仕上げユニバーサル圧延機でのパス数は同
じであるが、これらの圧延を終えたときの被圧延材温度
は依然として本発明では従来法よりも８０℃以上高かっ
た。また、このときのウェブ内幅拡大量は本発明で３０
ｍｍであるのに対して、従来法では１５ｍｍであった。
さらに、ウェブ内幅拡大量を大きくするため、ウェブ内
幅の拡大を３パスとした場合には、本発明の方法によれ
ばウェブ温度は５９７℃であるのに対し、従来の圧延法
では５２１℃と低い温度となった。このときのウェブ内
幅拡大量は従来法の４５ｍｍに対して本発明では９０ｍ
ｍと大きな拡大量が得られた。

【００２６】

【表１】

【００２７】以上のように本発明によれば、被圧延材の
温度を極端に低下させることなくウェブ内幅の拡大がで
き、圧延ロールを交換することなくウェブ高さの異なる
Ｈ形鋼が製造可能であった。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、幅固定
粗ユニバーサル圧延機と幅可変粗ユニバーサル圧延機と
拡幅圧延機と余肉形成圧延機を用いて、被圧延材の粗ユ
ニバーサル圧延とウェブ内幅の拡大を行うものであるか
ら、粗ユニバーサル圧延工程での圧延時間並びにウェブ
内幅拡大工程での圧延時間を短縮することができるた
め、被圧延材の温度低下が抑制でき、かつ少ないパス数
で大きなウェブ内幅の拡大を行うことができる。これに
より、ウェブ高さが広範囲に異なるＨ形鋼を同一の圧延
ロールで製造することが可能となり、圧延ロール保有数
の削減とロール交換頻度の減少がはかれる上、従来より
もパス数が少ないため圧延能率が高く生産性を向上させ
ることができる、等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用する圧延設備の構成図であ
る。

【図２】本発明における粗ユニバーサル圧延方法を示す
図である。

【図３】本発明における１パスでウェブ内幅の拡大を行
う圧延方法を示す図である。

【図４】本発明における２パス以上でウェブ内幅の拡大
を行う圧延方法を示す図である。

【図５】粗ユニバーサル圧延終了時の被圧延材の余肉部
の形状を示す図である。

【図６】Ｈ形鋼の寸法関係を示す断面図である。

【図７】従来の圧延設備の一例を示す構成図である。

【図８】従来の圧延設備の他の例を示す構成図である。

【図９】図８の圧延設備によるウェブ内幅の拡大方法を
示す図である。

【符号の説明】

１ 被圧延材 ２、２ａ、２ｂ 余肉部 １１ 幅固定粗ユニバーサル圧延機の水平ロール １２ 幅固定粗ユニバーサル圧延機の竪ロール ２１ 幅可変粗ユニバーサル圧延機の水平ロール ２２ 幅可変粗ユニバーサル圧延機の竪ロール ３１ 拡幅圧延機の水平ロール ３２ 余肉形成圧延機の水平ロール ＢＤ ブレークダウン圧延機 Ｕ１ 幅固定粗ユニバーサル圧延機 Ｕ２ 幅可変粗ユニバーサル圧延機 Ｙ１ 拡幅圧延機 Ｙ２ 余肉形成圧延機 Ｅ エッジャ圧延機 Ｆ 仕上げユニバーサル圧延機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有泉 孝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鎌田 正誠 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗ユニバーサル圧延機及びエッジャ圧延
   機からなる粗ユニバーサル圧延機群と、仕上げユニバー
   サル圧延機とを備えた圧延設備を用いてフランジを有す
   る形鋼を圧延する方法において、 前記粗ユニバーサル圧延機群を、被圧延材のフランジと
   ウェブの付け根部及びウェブの両端部に余肉を形成でき
   るロール形状を有し、ロール幅が固定の水平ロールを組
   み込んだ少なくとも１基の幅固定粗ユニバーサル圧延機
   と、ロール幅が調整可能な水平ロールを組み込んだ少な
   くとも１基の幅可変粗ユニバーサル圧延機とを有する構
   成とし、さらに前記幅可変粗ユニバーサル圧延機の後面
   に、ロール幅が調整可能な上下一対の圧延ロールを組み
   込んだ拡幅圧延機と、ロール幅が固定でそのロール形状
   が概略樽型の上下一対の圧延ロールを組み込んだ余肉形
   成圧延機とを設置し、 前記幅可変粗ユニバーサル圧延機のロール幅を前記幅固
   定粗ユニバーサル圧延機のロール幅とほぼ同じ幅に設定
   して粗ユニバーサル圧延を行うことにより、被圧延材の
   フランジ及びウェブの減厚を繰り返し、フランジとウェ
   ブの付け根部及びウェブの両端部に余肉部を形成する工
   程と、 前記粗ユニバーサル圧延が完了した被圧延材を、前記幅
   可変粗ユニバーサル圧延機及び前記拡幅圧延機にて、各
   々のロール幅を前記幅固定粗ユニバーサル圧延機のロー
   ル幅より大きく設定して圧延することにより、ロール幅
   差による機械的なウェブ内幅の拡大とともに、前記余肉
   部を圧延することにより該余肉部の減面量のほとんどを
   ウェブ内幅の拡大に転化させる圧延を１パス行う工程
   と、 前記余肉形成圧延機にて被圧延材のウェブを圧延するこ
   とにより、前記粗ユニバーサル圧延完了時と同様な余肉
   部をウェブの両端部に形成する工程と、 前記幅可変粗ユニバーサル圧延機及び前記拡幅圧延機に
   て、各々のロール幅を１パス目の時よりも大きく設定し
   て圧延することにより、ウェブ内幅を更に拡大する工程
   と、を有することを特徴とするフランジを有する形鋼の
   圧延方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧延工程の終了後に続け
   て、前記幅固定粗ユニバーサル圧延機にて、被圧延材の
   フランジを圧下しないように竪ロールと水平ロール側壁
   間のロール隙を開いておき、上下水平ロールのみで被圧
   延材のウェブを圧延することにより、ウェブの減厚を行
   うとともに、ウェブの両端部に余肉部を形成する工程
   と、 前記幅可変粗ユニバーサル圧延機及び前記拡幅圧延機に
   て、各々のロール幅を前段階の時よりも大きく設定して
   前記余肉部を圧延することにより、ウェブ内幅を更に拡
   大させる圧延を、１パスないしこれら２つの工程を繰り
   返しながら数パス行う工程と、を有することを特徴とす
   るフランジを有する形鋼の圧延方法。
3. 【請求項３】 ウェブ内幅の拡大工程において、前記幅
   可変粗ユニバーサル圧延機の竪ロールは被圧延材のフラ
   ンジを圧下しない位置まで開いておくことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のフランジを有する形鋼の
   圧延方法。
4. 【請求項４】 粗ユニバーサル圧延機及びエッジャ圧延
   機からなる粗ユニバーサル圧延機群と、仕上げユニバー
   サル圧延機とを備えた形鋼の圧延設備において、 前記粗ユニバーサル圧延機群を、被圧延材のフランジと
   ウェブの付け根部及びウェブの両端部に余肉を形成でき
   るロール形状を有し、ロール幅が固定の水平ロールを組
   み込んだ少なくとも１基の幅固定粗ユニバーサル圧延機
   と、前記エッジャ圧延機と、ロール幅が調整可能な水平
   ロールを組み込んだ少なくとも１基の幅可変粗ユニバー
   サル圧延機とをこの順に上流側より配置し、さらに前記
   幅可変粗ユニバーサル圧延機の後面に、ロール幅が調整
   可能な上下一対の圧延ロールを組み込んだ拡幅圧延機
   と、ロール幅が固定でそのロール形状が概略樽型の上下
   一対の圧延ロールを組み込んだ余肉形成圧延機とを設置
   してなることを特徴とするフランジを有する形鋼の圧延
   装置。