JPS5893820A - 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 - Google Patents
残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法Info
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- JPS5893820A JPS5893820A JP19100881A JP19100881A JPS5893820A JP S5893820 A JPS5893820 A JP S5893820A JP 19100881 A JP19100881 A JP 19100881A JP 19100881 A JP19100881 A JP 19100881A JP S5893820 A JPS5893820 A JP S5893820A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は残留応力の少ないＨ形鋼の製造方法に係り、特
にウェブ保温もしくはフランジ冷却処理条件を具体的温
度によって決定する製造方法に関する。
にウェブ保温もしくはフランジ冷却処理条件を具体的温
度によって決定する製造方法に関する。
Ｈ形鋼の断面性状は第１図に示す如く通常フランジ１の
厚さがウェブ２の厚さよりも厚くなっているため、熱延
過程でウェブ２の冷却速度が７ランジｌに比較して速く
なり、仕上圧延終了時には７ランジ温度がウェブ温度よ
りも２００℃以上も高くなる場合がある。この圧延終了
時のフランジ１とウェブ２の温度差および圧延後の冷却
時の熱応力発生に伴なう７ランジ１とウェブ２の塑性ひ
ずみ量差に起因して室温まで冷却された状態においては
、７ランジ１がウェブ２に比べて相対的に短くなり、第
２図示すように７ランジ１に引張り、ウェブ２に圧縮の
長手方向残留応力が発生する。
厚さがウェブ２の厚さよりも厚くなっているため、熱延
過程でウェブ２の冷却速度が７ランジｌに比較して速く
なり、仕上圧延終了時には７ランジ温度がウェブ温度よ
りも２００℃以上も高くなる場合がある。この圧延終了
時のフランジ１とウェブ２の温度差および圧延後の冷却
時の熱応力発生に伴なう７ランジ１とウェブ２の塑性ひ
ずみ量差に起因して室温まで冷却された状態においては
、７ランジ１がウェブ２に比べて相対的に短くなり、第
２図示すように７ランジ１に引張り、ウェブ２に圧縮の
長手方向残留応力が発生する。
残留応力が存在すると、耐荷力の低下、形状不良（ウェ
ブ波）、加工時の割れなどの問題を発生する。
ブ波）、加工時の割れなどの問題を発生する。
従来、残留応力を軽減する方法が種々開示されているが
、それらを列記すると次の如くである。
、それらを列記すると次の如くである。
囚 圧延時に７ランジを冷却する方法
（特公昭４ｌ−２０３３６）
（ロ）圧延時にウェブを保温する方法
（特開昭１５０−１３３１１０）
０ 仕上圧延後に７ランジを冷却する方法（特公昭４７
−３１４８１） ０ 正紙終了後にウェブを加熱あるいは保温する方法（
特公昭４７−３２１６４．特公昭５４−２０４４２）■
冷却床上で７ランジを冷却する方法（特公昭５ｌ−５
６０７） すなわち、肉厚の厚い７ランジを冷却するか、肉厚の薄
いウェブを保温する方法である。しかしこれらの方法を
使用するためには残留応力の目標値に応じて温度制御す
る条件を具体的に設定する必要があるが、これについて
従来法においては明らかにされていなかった。すなわち
残留応力をある程度に抑えるためにＨ形鋼のどの位置を
どの時点でどの程度にすればよいのかが明らかでなかっ
た。
−３１４８１） ０ 正紙終了後にウェブを加熱あるいは保温する方法（
特公昭４７−３２１６４．特公昭５４−２０４４２）■
冷却床上で７ランジを冷却する方法（特公昭５ｌ−５
６０７） すなわち、肉厚の厚い７ランジを冷却するか、肉厚の薄
いウェブを保温する方法である。しかしこれらの方法を
使用するためには残留応力の目標値に応じて温度制御す
る条件を具体的に設定する必要があるが、これについて
従来法においては明らかにされていなかった。すなわち
残留応力をある程度に抑えるためにＨ形鋼のどの位置を
どの時点でどの程度にすればよいのかが明らかでなかっ
た。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し、具体的
に温度条件を設定できる残留応力の少ないＨ形鋼の製造
方法を提供するにある。
に温度条件を設定できる残留応力の少ないＨ形鋼の製造
方法を提供するにある。
本発明の要旨とするところは次のとおりである。
すなわちＨ形鋼の圧延時もしくは仕上圧延後にウェブ保
温もしくはフランジ水冷を行う残留応力の少ないＨ形鋼
の製造方法において、前記７ランジおよびウェブの残留
応力を＾ｒ、変態終了温度と該フランジ代表位置のＡｒ
！変態終了時の該ウェブの代表位置の温度との温度差の
関数とする下記の２式で表示し、前記２式より目標とす
る残留応力になる前記ウェブの代表位置の温度を求め、
この温度条件になる如く圧延時もしくは圧延後に前記の
ウェブ保温もしくは前記のフランジ冷却の少なくとも一
つの処理を行うことを特徴とする残留応力の少ないＨ形
鋼の製造方法である。
温もしくはフランジ水冷を行う残留応力の少ないＨ形鋼
の製造方法において、前記７ランジおよびウェブの残留
応力を＾ｒ、変態終了温度と該フランジ代表位置のＡｒ
！変態終了時の該ウェブの代表位置の温度との温度差の
関数とする下記の２式で表示し、前記２式より目標とす
る残留応力になる前記ウェブの代表位置の温度を求め、
この温度条件になる如く圧延時もしくは圧延後に前記の
ウェブ保温もしくは前記のフランジ冷却の少なくとも一
つの処理を行うことを特徴とする残留応力の少ないＨ形
鋼の製造方法である。
σｆ会＝ ａ、十 暑、ΔＴ、 ・・・（１
）本発明者らの研究により、室温におけるＨ形鋼の熱応
力すなわち残留応力は７ランジの変態終了時すなわちＡ
ｒ１変態点通暴時の７ランジとウェブの温度差によって
決定されることを見出した。すなわち変態現象は膨張お
よび発熱による温度停滞をもたらすため、変態中の部分
の熱応力は大きな圧縮でしかもその時の温度で決まる降
伏応力まで達し、圧縮塑性変形を生じる。したがって、
７ランジ断面内において最後に変態が終了する時の熱応
力分布は、７ランジにおいては降伏応力に等しい圧縮熱
応力であり、ウェブにおいてはそれに対応する引張・熱
応力となる。変態が終了する温度ＴＡ。
）本発明者らの研究により、室温におけるＨ形鋼の熱応
力すなわち残留応力は７ランジの変態終了時すなわちＡ
ｒ１変態点通暴時の７ランジとウェブの温度差によって
決定されることを見出した。すなわち変態現象は膨張お
よび発熱による温度停滞をもたらすため、変態中の部分
の熱応力は大きな圧縮でしかもその時の温度で決まる降
伏応力まで達し、圧縮塑性変形を生じる。したがって、
７ランジ断面内において最後に変態が終了する時の熱応
力分布は、７ランジにおいては降伏応力に等しい圧縮熱
応力であり、ウェブにおいてはそれに対応する引張・熱
応力となる。変態が終了する温度ＴＡ。
は鋼種を固定すればほぼ一定であるので、この時の熱応
力分布はそれ以前の冷却履歴に関係なくほぼ一定となる
。これ以後の冷却中には断面内のどの部分も塑性変形を
生じないので、この残留応力はこの時のフランジとウェ
ブの温度差に基づく室温までの熱収縮量で決まることに
なる。
力分布はそれ以前の冷却履歴に関係なくほぼ一定となる
。これ以後の冷却中には断面内のどの部分も塑性変形を
生じないので、この残留応力はこの時のフランジとウェ
ブの温度差に基づく室温までの熱収縮量で決まることに
なる。
通常圧延材では、断面内で最も大きな残留応力が存在す
るのは、第２図に示す如くフランジ幅中央とウェブ中央
であり、フランジは引張応力、ウェブは圧縮応力となる
。したがってフランジ幅中央とウェブ中央の残留応力を
小さくできれば断１全体の残留応力が下がることになる
。
るのは、第２図に示す如くフランジ幅中央とウェブ中央
であり、フランジは引張応力、ウェブは圧縮応力となる
。したがってフランジ幅中央とウェブ中央の残留応力を
小さくできれば断１全体の残留応力が下がることになる
。
詳細な研究の結果、フランジ幅中央の残留応力σｆｊは
Ａｒ、 変態終了温度とフランジ幅中央位置３の変態終
了時のウェブ中央位′ｔ４の温度との温度差およびウェ
ブ中央の残留応力σ は同じくＷ合 Ａｒ、変態終了温度とフランジ幅１／４位置５の変態終
了時のウェブ中央の温度との温度差の次のような関係式
で最も精度よく表示できることが判明した。
Ａｒ、 変態終了温度とフランジ幅中央位置３の変態終
了時のウェブ中央位′ｔ４の温度との温度差およびウェ
ブ中央の残留応力σ は同じくＷ合 Ａｒ、変態終了温度とフランジ幅１／４位置５の変態終
了時のウェブ中央の温度との温度差の次のような関係式
で最も精度よく表示できることが判明した。
ｔＦｆ舎＝ ８０ 十ａ１△７Ｆ 、、、α）σ
ｆ舎コ→：７ランジ幅中央、ウェブ中動残留応力（ｋｒ
／ｍＪ ） ”ＡＩ ’ Ａｒｌ変態終了温度（℃）Ｔｆ舎・ １舎・７ランジ幅中央の変態終了時のウェブ中央温度（
℃） ブ中央温度（℃） ａｏ、ａ、、ｂｅ、ｂ、、ｍ、ｎ ： Ｈ形鋼のタイプ
（広幅。
ｆ舎コ→：７ランジ幅中央、ウェブ中動残留応力（ｋｒ
／ｍＪ ） ”ＡＩ ’ Ａｒｌ変態終了温度（℃）Ｔｆ舎・ １舎・７ランジ幅中央の変態終了時のウェブ中央温度（
℃） ブ中央温度（℃） ａｏ、ａ、、ｂｅ、ｂ、、ｍ、ｎ ： Ｈ形鋼のタイプ
（広幅。
中幅、細幅入断面寸法の大きさく大形、中形。
小形）を固定すれば決まる定数
本発明は上記（１） 、 （２）式を下記の如く利１用
して残留応力の少ないＨ形鋼を製造する。まず製品とし
て耐荷力の低下、形状不良などの問題を生じない７ラン
ジ幅中央およびウェブ中央の上限目標残留を（１）〜（
４）式より決定する。
して残留応力の少ないＨ形鋼を製造する。まず製品とし
て耐荷力の低下、形状不良などの問題を生じない７ラン
ジ幅中央およびウェブ中央の上限目標残留を（１）〜（
４）式より決定する。
条件になる如く圧延時もしくは仕上圧延後にウェブ保温
もしくは７ランジ冷却の少なくとも一つの処理を行うの
である。
もしくは７ランジ冷却の少なくとも一つの処理を行うの
である。
一般に圧延時のウェブ保温は第３図に示す如くウェブ２
に平行な放熱防止板６によって行われ、仕上圧延後のウ
ェブ保温は第４図に示す如くパーライトなどの保温材７
をウェブ２の上面に載置して行われる。一方フランジ冷
却は第５図に示す如く７ランジ水冷装＆８によって実施
される。
に平行な放熱防止板６によって行われ、仕上圧延後のウ
ェブ保温は第４図に示す如くパーライトなどの保温材７
をウェブ２の上面に載置して行われる。一方フランジ冷
却は第５図に示す如く７ランジ水冷装＆８によって実施
される。
実施例
次の如き代表的な細幅の大形サイズＨ形鋼を製造した。
鋼種 ８８４１ （ＪＩＳ Ｇ ３１０１ ）ウェブ高
さ ９００■ フランジ幅 ３００■ ウェブ厚 １６■ ７ランジ厚 ２８一 本発明のこの場合の残留応力予測式は次の如くただし変
態終了温度は本実施例においては約６５０℃である。７
ランジ幅中央およびウェブ中圧延時もしくは仕上圧延後
のウェブ保温もしくはフランジ冷却の少なくとも１つの
処理を行った。
さ ９００■ フランジ幅 ３００■ ウェブ厚 １６■ ７ランジ厚 ２８一 本発明のこの場合の残留応力予測式は次の如くただし変
態終了温度は本実施例においては約６５０℃である。７
ランジ幅中央およびウェブ中圧延時もしくは仕上圧延後
のウェブ保温もしくはフランジ冷却の少なくとも１つの
処理を行った。
上記儂施例および従来法による無処理の場合の比較例に
ついて残留応力を測定しその結果を第１表に示し島 第１表より明らかなとおり、本発明の実施例において、
残留応力を目標とおりに減少することができた 上記実施例からも明らかな如く、残留応力を７ランジ代
表位置の変態終了時の７ランジとウェブの代表位置の温
度差との関数で表示し目標残留応力に対するウェブ代表
位置の温度を具体的に求め、その温度条件になるように
圧延時もしくは仕上圧延後のウェブ保温もしくは７ラン
ジ水冷の少なくとも１つの処理を行う本発明法によって
残留応力の少ないＨ形鋼を製造することができた。
ついて残留応力を測定しその結果を第１表に示し島 第１表より明らかなとおり、本発明の実施例において、
残留応力を目標とおりに減少することができた 上記実施例からも明らかな如く、残留応力を７ランジ代
表位置の変態終了時の７ランジとウェブの代表位置の温
度差との関数で表示し目標残留応力に対するウェブ代表
位置の温度を具体的に求め、その温度条件になるように
圧延時もしくは仕上圧延後のウェブ保温もしくは７ラン
ジ水冷の少なくとも１つの処理を行う本発明法によって
残留応力の少ないＨ形鋼を製造することができた。
熱間圧延により製造される厚板の残留応力も幅中央と幅
端部のある時点における温度差の関数で表現できる可能
性があり、その場合も本発明と同一の技術思想が適用で
きる。
端部のある時点における温度差の関数で表現できる可能
性があり、その場合も本発明と同一の技術思想が適用で
きる。
第１図はＨ形鋼の断面図、第２図はＨ形鋼の残留応力の
分布を示す断面図、第３図は本発明によるＨ形鋼の放熱
防止板によるウェブ保温状況を示す断面図、第４図は保
・温材の載置によるウェブ保温状況を示す断面図、第５
図は本発明によるＨ形鋼のフランジ水冷状況を示す断面
図である。 １・・・７ランジ ２・・・ウェブ代理人中路武雄 第１図 １１！３図 第４図 第５図
分布を示す断面図、第３図は本発明によるＨ形鋼の放熱
防止板によるウェブ保温状況を示す断面図、第４図は保
・温材の載置によるウェブ保温状況を示す断面図、第５
図は本発明によるＨ形鋼のフランジ水冷状況を示す断面
図である。 １・・・７ランジ ２・・・ウェブ代理人中路武雄 第１図 １１！３図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１） Ｈ形鋼の圧延時もしくは仕上圧延後にウェブ
保温もしくはフランジ水冷を行う残留応力の少ないＨ形
鋼の製造方法において、前記７ランジおよびウェブの残
留応力をＡｒ、変態終装置と該フランジ代表位置のＡｒ
、変態終了時の代表位置の温度との温度差の関数とする
下記の２式で表示し、前記２式より目標とする残留応力
になる前記ウェブの代表位置の温度を求め、この温度条
件になる如く圧延時もしくは仕上圧延後に前記のウェブ
保温もしくは前記の７ランジ冷却の少なくとも一つの処
理を行うことを特徴とする残留応力の少ないＨ形−の製
造方法。 ｄｆ舎、→：７ランジ幅中央、ウェブ中央の残留応力（
ｋｆ／ｍＪ ） ＴＡＩ ｔ Ａｒ、変態終了温度（℃）１１番・フラン
ジ幅中央の変態終了時のウェブ中→。 央温度（℃） １ Ｔｖ４ ”ランジ幅ＩＡ位針の変態終了時のウェブ中央
温度（Ｃ） ａ＠ ｌ ａ、 ｌ ｂＯ＋ ｂｌ ＋ ｍ＋ ”
”形鋼のタイプ（広幅、中輻、細幅）、断面寸法の大き
さく大形２．中形、小形）を固定すれば決まる定数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19100881A JPS6037857B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19100881A JPS6037857B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5893820A true JPS5893820A (ja) | 1983-06-03 |
| JPS6037857B2 JPS6037857B2 (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=16267333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19100881A Expired JPS6037857B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | 残留応力の少ないｈ形鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6037857B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0707903A3 (de) * | 1994-10-19 | 1997-05-02 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden der Unparallelität von Trägerprofilen |
-
1981
- 1981-11-28 JP JP19100881A patent/JPS6037857B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0707903A3 (de) * | 1994-10-19 | 1997-05-02 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden der Unparallelität von Trägerprofilen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6037857B2 (ja) | 1985-08-28 |
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