JPS5924882B2 - Ｈ形鋼の粗圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｈ形鋼の粗圧延方法ｌこ係り、特ｌこ、ウェ
ブ高さの大きなドツグボーン状粗形鋼片（以下ビームブ
ランクと称する）に適用するに好適な、仕上ユニバーサ
ル圧延前工程のビームブランクの開孔型ｌこよる圧延ｌ
こ関する。

Ｈ形鋼の製造工程は、一般ｌと仕上成形を行なうユニバ
ーサル圧延（こ先行して、この圧延機に供給されろビー
ムブランクの圧延成形が必要である。

この圧延は上・下２本のロールｔこ刻設された孔型を有
するブレークダウンミルにより行なわれろ。

し、かじ、従来の開孔型によるビームブランクのブレー
クダウン圧延法では、孔型と被圧延材の幾何学的な関係
から一般に以下１で述べろような特徴的な変形、６Ｓ避
けられず、これが様々な不都合や制約条件の原因とな−
っていた。

即ち、（１）第１図（こ示すように通常、被圧延材゛１
０（実線で示す）のウェブ内幅Ｗｏとロール上の孔型２
０（破線で示す）のウェブ内１ｗ［とはｗＫ＞Ｗｏの関
係となっている。

よってロールバイ１へ通過時に被圧延材１０のフランジ
内側部１１が孔型に尚ろので、フランジ部のメタルがウ
ェブ面の方へ引きずられてフランジの断面積が減少する
。

（２）ビームブランクは幅方向］こみろと板厚の大きい
フランジと小さいウェブがそれぞれ上下方向の圧下「こ
際し不均等な圧下（ウェブが強用下、フランジが軽圧下
）を受けるので、ウェブのメタルの一部がフランジの方
へ流れろ。

しかし、ウェブ圧下（こよ：つウェブ高さが増大し、被
圧延材１０のフランジ外面が孔型フランジ部外側壁２１
に強く押しつけられるので、ロール回転に伴ってフラン
ジ部のメタルがウェブの方へ流れ、結果として、フラン
ジ部断面積の著しい減少を生じろ。

（３）上述したようにビームブランクの圧延ではウェブ
圧下率〉フランジ圧下率となっており、これらが一体（
こなって変化していることから、）長ンジ部（こ第２図
１こ示すような大きな肉ひけ１３とフランジ幅の減少１
４を生じろ。

このような現象は、ウェブ高さが大きいサイズのＨ形鋼
用ビームブランクの長さ方向中間部（圧延定常域）ｌこ
おいて特（こ顕著ｌこ認められ、先、後端の圧延非定常
域］こおいては、非常に軽微なものである。

以上述べたようｌこ、従来のブレークダウン圧延ではフ
ランジ部のメタルが減少する傾向か−・般的にあり、ま
たウェブ高さの大きいＨ形鋼のビームブランクでは、フ
ランジ部の肉ひけの無有による先後端部と中間部の断面
形状不均一は避は難いものとして容認されていたため、
次のような問題点をしていた。

即ち、（１）ウェブ高さの大きいＨ形鋼製品の寸法精度
が不安定となり、歩止りが低下する。

即ちブレークダウン圧延Ｖこよる長さ方向のフランジ部
内ひけ量の変化は、そのままユニバーサル圧延後の製品
寸法精度に影響し、部分的なフランジ厚みやフランジ幅
の公差外れを生じろ。

（２）フランジ部のメタルが減少し易いことから、フラ
ンジ幅あるいはフランジ厚が大きなＨ形鋼製品用のビー
ムブランクを、ブレークダウン圧延する際は、あらかじ
めこの点ｔこ配慮した素材形状ｔこしておく必要がある
。

従って、製品寸法に応じて多種類の素材を準備しなけれ
ばならず、素材統合ｌこよる工程合理化の著しい障害に
なる。

特に最近ブレークダウン圧延用素材として連続鋳造材（
ビームブランク、ブルームおよびスラブ）を使用するこ
とがコストダウン、歩止り向上の実現Ｅこ有力な手段と
なるので、盛んｆこ試みられており、単一断面形状の素
材から多種類の製品を製造しうろ圧延技術の開発は、連
続鋳造の鋳型保有数を削減するので、設備投資費用節約
の点からも強く装車されている。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、フランジ部のメタル減少を抑制することＥこよって
、圧延長さ方向ｔこ生じろ寸法変動を少なくして寸法精
度を向上し、更ｉこ、製品の寸法Ｅこ対応して素材断面
形状が定まるという制約を緩和して素材の種類を減少し
、素材の統合を図ることが可能なＨ形鋼の粗圧延方法を
提供することを目的とする。

本発明は、ウェブ高さの大きなドツグボーン形粗形鋼片
（以下、「ビームブランクｊという）を開孔型によって
圧延する粗圧延方法において、ウェブ部分の板幅比（ウ
ェブ部の幅／ウェブ板厚）ウメ３．５以上であるビーム
ブランクの圧延Ｅこ際し、フランジを孔型で拘束するこ
となく、かつウェブの一定幅の部分のみ圧下する突出部
を形成した孔型をもってウェブの一部分のみを圧下する
ものであり、このようにすることＥこよって前記目的は
達成されろ。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者等はブレークダウン圧延機の開孔型圧延におけ
る材料の変形ｌこついて詳細な調査を行なった結果、従
来問題Ｅこなっているプランジ部の断面積が減少する現
象について、その発生機構を解明することが出来、それ
Ｅこもとづいて本発明をなしたものである。

そこでまずフランジ部メタルの減少機構ｆこついて説明
する。

前述したようにこの現象は、孔型の拘束ｌこよって生じ
るものと、フランジとウェブの圧下率差によって生じろ
ものの２種類があり、両者について対策を講じることが
、製品寸法精度の向上や素材統合を図る上で肝吸となる
。

孔型の拘束ｌこよる減少２こついては、第１図の被圧延
材１０のフランジ内外面１１，１２が孔型フランジの側
壁に強く拘束されれば、ロール回転ｌこ伴ってウェブ面
の方向へ強く引き寄せられることは容易に理解される。

従ってこれｌこ対しては孔型ｌこよるフランジの拘束を
除外する対策が必要で、第３図のようｆこ、被圧延材１
０ｔこ対し、孔型２０の外側壁２１を逃がしておけば良
い。

次ｔこフランジとウェブの圧下率差ｌこよって生じるフ
ランジの肉ひけ現象であるが、第１図のようなビームブ
ランクを従来の開孔型で圧延する場合の延伸比（圧延後
長さ／圧延前長さ）をλＴとし、第４図のようｌこフラ
ンジ１５とウェブ１６を切り離した場合の圧下後（破線
で示す）のそれぞれの延伸比を晩、λＦとすると、λＷ
〉λＴ〉λＦという関係Ｅこなっている。

従って通常の一体圧延ではλＴ−λＦに相当する張力が
フランジｉこ作用するので、この部分Ｏ≦減面し、肉ひ
けとして表われるわけである。

この肉ひけは、材料先端の圧延非定常域では、ウェブの
伸びがクロップを形成し、フランジに強く作用しないの
で、圧延定常域にのみ見られる。

従って、圧下率差にもとすく肉ひけを軽減しようとすれ
ば、λＴを出来るだけ、小さくするようｆこ工夫が必要
となる。

このλＴに影響を及ぼす要因としてウェブ圧延時のウェ
ブ幅広がりがある。

即ちウェブ幅広がりが太きければ延伸比は小さくなり、
幅広がりが小さければ延伸比は大きくなる。

第５図は、平板圧延Ｅこおいて平板の形状（板幅比−材
料幅Ｂ。

／材料厚Ｈ８）や圧下率が幅広がり率擾こ及ぼす影響を
、又、第６図は板幅比と圧下率が延伸比ｌこ及ぼす影響
を示したものである。

これらの図から同一の圧下率でも板幅比が大きいほど幅
広がりが小さく、このために延伸比が大きくなることが
わかる。

このような事情は、ビームブランクのウェブ圧下の場合
にも同様であり、ウェブ部の板幅比が大きなものでは、
小さなものよりλＴが大きくなり、その結果どしてフラ
ンジ部の肉やせ現象が顕著ｔこなる。

ウェブ板幅比の大きいウェブ高さ７００朋以上のＨ形鋼
で、ブレークダウン圧延時ｌこ圧延定常域のフランジの
肉やせが起こり易いことは日常よく経験されている所で
ある。

このようＥこフランジの肉ひけを抑制するのに、λＴを
小さくすることがき、Ｆ）めで有効であることは明らか
である。

本発明は、上記のような知見に基いてなされたものであ
る。

第７図ｔこ、ウェブ高さが大きいビームブランクｌこ対
する本発明ｆこよろ開孔型圧延法の第１実施例ｔこおけ
ろ開孔型とビームブランクの関係を示す。

本実施例Ｅこおいては、ウェブ圧下ｔこ能って生じろ被
圧延材１０の大きな幅広がりを孔型が拘束しないように
、フランジ部外側壁３１が十分外方（こ拡大されると共
ｆこ、ウェブの中央部の幅Ｂ２の部分のみを圧下するよ
うな突出部３２が形成された孔型３０が用いられる。

図Ｅこおいて、Ｂ１はウェブの板幅、Ｈｏはウェブ板厚
である。

本実施例（こよれば、被圧延材１０のフランジが孔型３
０で拘束されないため、フランジ断面積の減少が防止さ
れ、又、板幅Ｂ１のウェブの一部、幅Ｂ２の部分のみが
圧下さ些ろこととなり、この圧延におわる板幅比はＢ２
／Ｈｏとなろため、従来法（板幅比Ｂ１／Ｈｏ）に比べ
て同じ圧下率で幅拡がりが大きく、延伸比の小さな圧延
が可能となる。

本実施例におけるウェブ末圧延部分（幅Ｂ３）は、以後
の開孔型または粗ユニバーサルミルの水平ロールｌこよ
り圧下するが、この場合の板幅比もＢ３／Ｈｏと小さい
ので、幅広がりが大きく延伸比が小さい圧延となる。

第８図１こ、本発明（こよる開孔型圧延法の第２実施例
におけろ開孔型とビームブランクの関係を示す。

本実施例ｆこおいては、フランジ部外側壁４１が十分外
方に拡大されると共Ｅこ、ウェブの両端部の幅Ｂ３の部
分のみを圧下するような突出部４２が形成された孔型４
０が用いられろ。

本実施例においては、はじめにウェブ端部のみが圧下さ
れ、次いで中央部が圧下されろ。

他の点（こついては、前記第１実施例と同様であるので
説明は省略する。

各種のＨ形鋼ｌこついてブレークダウン圧延前ビームブ
ランク素材のウェブ部板幅とその板幅比との関係、さら
に最終製品におけるフランジの幅、板厚の圧延長さ方向
の変動の関係を調べた所、第９図のようｌこなった。

この図において、○印は寸法変動の小さなもの、Δ印は
中位のもの、Ｘ印は大きくて問題のあるものを表わす。

これからブレークダウン圧延前ビームブランクウェブの
板幅比が３．５以上のＨ形鋼製品に対して、フランジ部
内ひけが原因となる寸法変動防止に本発明法が有効であ
ることがわかる。

以下具体的実施例Ｅこより本発明を更に詳細に説明する
。

ウェブ高さ９００ｍｍ１フランジ幅３００ｍｍ１ウェブ
厚１６朋、フランジ厚２８ｍｍのＨ形鋼のブレークダウ
ン圧延ｌこ際し、ウェブ厚１２０ｍｍのビームブランク
素材を第７図の孔型を使用して、ウェブの中央約１６幅
の部分を６０ ｍｍ厚さまで圧延し、以後通常の孔型で
ウェブ厚さを均一にし、ユニバーサル圧延機で製品まで
の成形を行なった。

ブレークダウン圧延後の延伸比は、従来法の１４５に対
し、本発明法では１．２４に減少し、それに伴ない、張
力によるフランジ部の肉ひけは著しく軽減された。

同一被圧延材の製品で、圧延長さ方向に測定したフラン
ジ幅太５よびフランジ厚さの変動をばらつき（標準偏差
）で評価すると下記第１表のようになった。

この表から明らかなようＥこ、被圧延材先端・後端部と
中間部との寸法が均一化しており、本発明の効果が明ら
かに表われている。

以上説明したとおり、本発明によれば、被圧延材長さ方
向中間部の圧延定常域におけるフランジ部の肉やせ現象
を防止でき、長手方向に均一な断面を有する材料をユニ
バーサル圧延機に供給できる。

従′つて、ウェブとフランジの圧下バランスを崩すこと
なく、安定した条件で圧延でき、寸法精度の高い製品が
得られろ。

又、ブレークダウン圧延ｔこおいて、フランジ部メタル
の減少量とウェブ高さの伸長量を制御することが可能と
なるので、製品形状Ｅこよるブレークダウン圧延前の素
材形状の制約が少なくなり、一種類の素材形状から多種
類のＨ形鋼製品が製造可能となる等の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来法におけるブレークダウン圧延前の開孔
型とビームブランクの関係を示す断面図、第２図は、同
じくブレークダウン圧延後のビームブランクを示す断面
図、第３図乃至第６図は、本発明の詳細な説明するため
の線図、第７図は、本発明ｌこ係るＨ形鋼の粗圧延方法
の第１実施例を実施するための開孔型とビームブランク
の関係を示す断面図、第８図は、同じく第２実施例を実
施す； ろだめの開孔型とビームブランクの関係を示す
断面図、第９図は、本発明が有効であるビームブランク
寸法の範囲を示す線図である。 １０・・・・・・被圧延材、３０，４０・・・・・・孔
型、３Ｌ４１・・・・・フランジ部外側壁、３２，４２
・・・・・・突出部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ウェブ高さの大きなドッグボ・−ン形粗形鋼片（以
   下、 「ビームブランク」という）を開孔型（こよって
   圧延する粗圧延方法ｆこおいて、ウェブ部分の板幅比（
   ウェブ部の幅／ウェブ板厚）が３．５以上であるビーム
   ブランクの圧延に際し、フランジを孔型で拘束すること
   なく、かつウェブの一定幅・ソ）部分のみを圧下する突
   出部を形成した孔型をもってウェブの一部分のみを圧下
   するようをこしたことを特徴とするＨ形鋼の粗圧延方法
   。