JPS6021801B2 - 大形形鋼用粗形鋼片の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、偏平鋼片より中圧下によって形成される端部
の膨みを利用して大形形鋼用粕形鋼片を製造する圧延方
法に関し、その目的は誘導孔型の介在使用により粗形鋼
片を歩留良く安定して得るところにある。

連鏡スラブ等の偏平鋼片より中圧下による端部の膨みを
利用して大形形鋼用組形鋼片を製造する従来の方法のキ
概略は下記の如くであり、この方法は２つの工程に大別
される。

即ち第１の工程においては適当な温度に加熱された偏平
鞠片を中方向に大氏下することにより端部に適当な膨み
を生成せしめ、次に第２の工程においては、所定の寸法
・形状を有する孔型を用いて細部の成形圧延を行ない大
形形鋼用組形鋼片を生成せしめる。この方法に関して更
に詳述すると、先づ第１の工程において使用される初め
の素材は厚みが２００〜３０仇岬の連続鋳造された偏平
銭片を用いるのが有利である。この理由の第１は既に素
材の蓮銭化が大中に普及している板圧延の分野において
は、連続鋳造機の能力および鋳造条件と板の圧延設備の
能力および圧延条件などの兼ね合いより、経験的にまた
理論的に、この範囲の厚みが経済的にみても最適である
ことが実証され、多くの連続鋳造設備ではこの範囲の厚
みの偏平鋼片が製造せられるためであり、第２の理由は
偏平鋼片により中圧下による端部の膨みを利用して大形
形鋼用粗形鋼片を製造する方法は、既設または新設の板
圧延用鋼片を製造する連続鋳造機により製造される偏平
鋼片を板圧延用素材としてのみならず大形形鋼用素材と
して利用することにより、例えば大形形鋼用槌形鋼片を
製造する専用の連続鋳造機を設置することないこ、素材
の連続鋳造化により生ずる利Ｏ得を草受せんとすること
を主たる目的として開発された技術であるためである。
ただし現在所有する、または将来所有すべき大形形鋼用
組形鋼片を製造する設備の種類、配贋、能力等によって
は、通常用いられる鋼魂を一度偏平鋼片に加工し、し夕
かる後にこの成形法に移行することも可能である。かか
る偏平鋼片の中圧下は、孔型底が平坦あるいは中央に突
起を有する箱形孔型組あるいはこれらを組み合せた孔型
組を有するロールを組み込んだ２重式高揚程型分魂圧延
機または形鋼圧延用粗圧延機等において、これらの孔型
を通常は孔型底部中の狭いものから広いものへと順次織
り込んだ複数バスによって実施せられるのが普通である
が、製造設備の配置によっては４ロール式ユニバーサル
圧延機を含む形鋼用粗圧延機組等における複数パスによ
っても実施可能である。

かようにして第１の工程で偏平鋼片を中圧下して得られ
た中間相形鋼片の形状は第１図ａに示すように、圧下力
が内部まで浸透しない非常に不均一な圧力分布となるた
めロール接触部１，２の表層部（フランジ相当部分）が
中心部分（ウェブ相当部分）に比べて大きく伸びたフィ
ッシュテール形状を示す。

このフィッシュテールの長さ３は中圧下量の増加に伴い
指数関数的に増大する。また中間組形鋼の断面形状は、
圧延端部とミドル部で異なっておりミドル部では第１図
ｃに示すようにロールとの接触面１，２の近傍が大きく
膨らんだつづみ形状となりそのウェブ相当部分６は圧延
前の偏平鋼片４の厚みと概ね等しいが、圧延磯部の断面
形状は第１図ｂに示すように、ロールとの接触面１，２
近傍の膨らみはミドル部に比べて４・さく、ウェブ相当
部分５が圧延前の偏平鋼片４の厚みに比べてたし、こ状
に大きく膨らんだ形状となる。これは圧延端部は自由機
であるため圧下方向の歪の伝播が拘束されず容易に中央
まで伝播するからである。更に託すとこの第１工程の圧
延においては、機部の肉の盛りあがり７を有効に形成せ
しめる必要から必然的に箱形孔型の中は当該孔型での圧
延初期においては常に被圧延材の圧延中より大きくなっ
ているため、第２図に示すような圧延中の被圧延材９の
倒れが発生しやすく、また圧延姿勢のわずかなゆがみあ
るいは被圧延材の温度分布の不均一等により第３図に示
すように、核圧延材９の中心線１０が弓状にたわんだ座
屈形状になりやすい。この倒れあるいは座屈形状は、圧
延バスの進行に伴い則ち圧下草の増大により助長され特
に圧延端部においては、前述したように表層部の膨みが
ミドル部に比較して小さく箱形孔型８の側壁による拘束
が少ないため、非常に大きくなつてゆく。またこの圧延
中の倒れ、座屈が発生し圧延姿勢が不安定となると、圧
力分布が不均一となるため、フランジ相当部の肉の盛り
あがり７の形状も不安定となり左右、上下非対称に発達
することとなりこれも同様に圧下量の増大に伴い助長さ
れてゆく。第２の工程においては大形形鋼用粗形鋼片を
うるため第４図ａに示す如き所定の寸法・形状を有する
仕上孔型１１で第１の工程で得られた中間粗形鋼片を９
０ｏ転回した後複数パスの０圧延を行ない同図ｂの粕形
鋼片１２に仕上げられる。この圧延においてはウェブの
圧減が主体となり、ウェブの圧下率がフランジ部の圧下
率を大きく上まわるためウェブの伸びがフランジ部の伸
びより大きくなり、たとえば第１の工程で縛られた中間
粗形鋼片の圧延端部に生じたフィッシュテールをカット
したものを圧延した場合には第５図に示すようにウェブ
が舌状に伸びたトング１３が形成され、特にゥェブ高さ
の大きいものはウェブの押し出しが大となりこのトング
長さ１３は増大する。実際の圧延では、第１の工程と第
２の工程は連続して行なわれるが、この場合粗形鋼片の
クロップ形状は、第１の工程におけるフィッシュテール
形状と第２の工程におけるトング形状が重畳されるため
フランジ中が大きくウェプ高さが小さい粗形鋼片におい
てはフランジ中を確保する必要上、必然的に中圧下重が
増大し第１の工程におけるフィッシュテール長さ３が大
きくなりかつ第２の工程におけるウヱプの押し出しが小
さいため第２工程圧延後のクロップ形状は第６図ｂに示
すフィッシュテール形状１７となりこれをそのまま以後
の工程で圧延すると、割れ発生による圧延続行不能等の
トラブルとなるため粗形鋼片段階で切捨てざるを得ず歩
蟹低下を余儀なくされていた。

また前述したように第１の工程では圧延端部にウェブ厚
がたいこ状に大きく膨らんでいることから、第２の工程
での圧延初期にはこの部分に局所的に不自然かつ苛鞍な
成形加工を強いる結果となり粕形鋼片フィッシュテール
の最深部分に第６図ｃに示す割れ状の庇１８が発生する
ことも頻繁であり更に切捨てが必須となるなど大きな歩
蟹低下の原因となっていた。更に記せば、第１の工程に
おいて発生する圧延前後端部のウェブ厚相当部分のたし
、こ状の膨み、あるいは、特に端部において著しい儀れ
、座屈形状、フランジ相当部分の左右、上下非対称等に
より、第２の工程における圧延初期には、非常に噛み込
み性が悪くなり圧延能率の著しい低下をきたすか、ある
し、は甚しい場合には圧延続行不能となり暦化を余儀な
くされていた。また第７図に示す如き仕上孔型１１によ
る圧延状態となるため圧延前後端部のフランジ外側に圧
延庇が発生すること、更にスラスト力のため圧延設備上
のトラブルが発生するなど、生産・品質・設備上の不都
合が生じていた。一方、フランジ中が小さくウェブ高さ
が大きい粗形鋼片においては、中圧下量が４・さく、か
つ第２工程におけるゥェブの押し出しが大きいため第２
工程圧延後の粗形鋼片のクロツブ形状は第６図ａに示す
如くトング形状となるため同様に良好な歩蟹を得られな
かった。この場合、素材の片平鋼片中を大きくして中圧
下重を増加させ第１工程におけるフィッシュテールを大
きくすれば粗形鋼片のクロツプ形状をフラットにするこ
とは可能であるが、中圧下量増大により前述したように
第２工程における生産、品質、設備上のトラブルが発生
するため低歩留を甘受せざるを得なかった。本発明はか
かる問題点を考慮し偏平 よ圧下による中端部の膨み
を利用して大形形鋼用粗形鋼片を製造するに当り、圧延
癖を発生させることなく高歩留にかつ能率よく圧延する
方法を提供することを目的とするものである。

即ち、本発明は上記第１工程の箱形孔型での中圧下圧延
途中に誘導孔型による特定条件の圧延を介在せしめるも
ので、その要旨は次のとおりである。偏平鋼片を、第１
の工程として箱形孔型により中圧下して中端部に勝みを
形成し、次いで第２の工程として所定の寸法、形状を有
する仕上孔型により大形形鋼用粗形鋼片を圧延する方法
において、上記第１の工程の圧延途中に、計画された全
中圧下量の５０％〜８０％の範囲において、フランジ根
元の内側部を拘束し、且つウェブに圧延作用を及ぼす様
に設計された誘導孔型で数パス途中成形圧延を介在させ
る方法である。

以下本発明の内容を詳述する。

第８図ａは本発明において使用する誘導孔型の説明図、
第８図ｂは第１の工程の圧延途中に本誘導孔型による圧
延を介在させた場合の初期圧延状態を示す図である。

この誘導孔型２０はワェブ圧延面２０Ａを有する。そし
てこのウェブ部２０Ａの水平延長線とフランジ内側壁２
０Ｂの延長線との交点をＭ、フランジ内側壁２０Ｃの延
長線との交点をＮとするとフランジ根元間隔ＦはこのＭ
Ｎ間の距離として定義される。そしてこの根元間隔Ｆを
フランジ内側肇２０Ｂの根元部分２０Ｄが被圧延材２１
の肉の盛り上り部分７の内側部を拘束するように規定す
るものである。この誘導孔型での圧延を箱形孔型での中
圧下途中に介在せしめることにより、ウェブ部分の成形
も可能となるため、第１工程で中方向の氏下のみ行なう
従来の方法に比べてウェプ相当部分とフランジ相当部分
の変形の不均一性が緩和されフィッシュテールを４・さ
くすることができ、フィッシュテール最深部の割れもお
さえることができる。

また圧延前後機部におけるウェブ厚相当部分のたし、こ
状の膨み、フランジ相当部の左右、上下の非対称性、倒
れ、座屈形状も中圧下により過大となり修正不可能とな
る以前に矯正できるため、第２工程圧延時に発生する噛
込み不良、圧延癖の発生等従来の方法による不都合を排
除できるため、フランジ中が大きくウェブ厚さが小さい
粕形鋼片に対してもフランジ中が小さいウェブ高さが大
きい粗形鋼片に対しても良好な歩蟹・品質・生産性を得
ょることを可能とするものである。本発明における誘導
孔型の使用方法において、計画された全中圧下量の５０
％〜８０％の範囲としたのは次の理由による。

即ち、本発明では誘導孔型による圧延後は９０ｏ転回し
た後再び箱形孔型によ０り所定の中まで中圧下圧延を行
ない９０ｏ転回した後、第２の工程である仕上孔型で成
形するものであるが、この場合、全中圧下重の５０％以
下の領域で誘導孔型で圧延すべく計画すると、その後の
箱形孔型での中圧下が大きくなるため、当該中圧下タ過
程で倒れ、座屈、圧延端部のウェブ相当部分の厚み増大
をまね〈ため、誘導孔型での途中成形の効果が期待でき
なくなるからである。また、全中圧下重の８０％以上の
領域で誘導孔型で圧延すべ〈計画すると、誘導孔型まで
の中圧下重の増大によ０り、全段の中圧下での形状不良
が相当大きくなるため、本発明の効果が失われ従来の圧
延法とかわらなくなるためである。次に誘導孔型のフラ
ンジ根元部内側拘束機能を持たすための条件の一例につ
いて説明する。

通常の２重式高揚程型分魂圧延機あるいは形鋼圧延用粗
圧延機にて、例えば厚み２００〜３０仇吻、中９００〜
１６００肋の偏平鋼片を用い、これを１２００〜１３０
０℃に加熱して、１パス当り２０〜１００肋の中圧下を
繰返した場合の被圧延材の変形挙動をみると、圧下力は
被圧延材内にてロールとの接触面から板中中心に向って
減衰し、圧下力による応力条件が被圧延材の流動抵抗を
上まわって中端部に勝みを生成せしめ得るのは、端部よ
り１５仇岬〜２０仇帆の範囲である。この例において譲
導孔型の根元間隔Ｆを１５物豚以下とすると、このフラ
ンジ相当部の膨みを潰す結果となりフランジ中の確保が
困難となること、またフランジ内側面が譲導孔型のウェ
ブ部ですり上げられ圧延癖の発生をまね〈ためである。
一方根元間隔Ｆの上限は２０仇岬が限度であり、これは
根元間隔がそれ以上大きくなると被圧延材のフランジ相
当部の内側面の拘束力が小さくなるため、センタリング
性が悪くなること、またフランジ相当部の左右、上下非
対称性を誘導孔型により成形改善する効果が４・さくな
るためである。本発明では既に詳述した如く第１の工程
の圧延途中に、計画された全中圧下量の５０％〜８０％
の範囲において、フランジ根元部内側を拘束し、且つウ
ェブに圧延作用を及ぼす様に設計された誘導孔型で数パ
スの途中成形圧延を介在せしめることにより、第１の工
程でのウェプ相当部分とフランジ相当部分の変形の不均
一性が緩和されフィッシュテ−ルを小さくし、またフィ
ッシュテール長深部の割れもおさえることができ、かつ
種々の形状不良も改善されるため、従来方法による不都
合の解消を計れ、フランジ中が大きくウェブ高さが４・
さし、組形鋼片にしても、フランジ中が小さくウェプ高
さが大きい粗形鋼片に対しても良好な歩留、品質、生産
性を得ることが可能となるものである。

実施例次に、本発明を実際に適用した場合の効果につい
て従来法と比較して示す。

圧延条件を表−１に示すが、圧延は全て断面寸法が２５
伍帆厚×１３００側中の連続鋳造鋼片から３８５側フラ
ンジ中×５６仇岬ウェプ高さ×７５柳ウェプ厚の大形形
鋼用組形鋼片まで分魂圧延機を用いて圧延したものであ
りこの場合計画された全中圧下量は７４仇舷である。表
一１従来法による圧延Ｎｏ．１の材料は第９図ａ，ｂ，
ｃに示す圧延工程により、１３０仇蛇中の偏平鋼片４を
箱形孔型８を用いて計画された全中圧下量の圧延を行な
い、９０ｏ転回した後仕上孔型１１により粗形鋼片に仕
上げたのに対し、本発明法による圧延ＮＯ．０の材料は
、第１０図ａ〜ｅに示す圧延工程により同寸法の偏平鋼
片４を箱形孔型８を用いて４８仇帆の中圧下圧延（計画
された全中圧下量の６５％に当る）を行なったところで
譲導孔型２０による途中成形圧延を介在させたものであ
る。

また圧延ＮＯ．ｍ、Ｗの材料は第１０図に示す圧延工程
を用いたのは本発明法と同じであるが、各々中圧下量が
２２仇岬（計画された全中圧下量の３０％に当る）、お
よび６３仇帆（計画された全中圧下量の夕９１％に当る
）のところで誘導孔型による途中成形圧延を介在させて
いる。各々の圧延結果を表−２に示すが、これから明ら
かなように従来法に比較して中圧下途中の適切な時点で
適正な譲導孔型での圧延を介在させた本発明による圧延
材は、適正なウェブおよびフランジの途中成形がなされ
るため、圧延癖の発生が防止でき良好なクロツプ形状に
よる歩蟹向上が得られている。また誘導孔型による途中
成形を不適切な時点で介在させた圧延Ｎｏ．ｍ、Ｗにつ
いては転回数が増えるため従来法よりかえって圧延時間
の延長をきたしているが、本発明法によるものは従来法
に比べて仕上孔型での圧延が円滑に行なわれるためトー
タル圧延時間は減少させることができるなど、偏平鋼片
より中圧下による中端部の膨みを利用して大形形鋼用粗
形鋼片を能率よく経済的に製造する優れた方法である。
長一２

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは従来法によるドックボーン圧延によ
り得られた材料の斜視図、Ａ一Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面
図、第２図、第３図は従来法による圧延姿勢及び変形の
説明図、第４図ａ，ｂは仕上圧延の説明図、第５図は仕
上圧延後の形状を示す図面、第６図ａ，ｂ，ｃはクロッ
プ形状の説明図、第７図は仕上圧延状況の説明図、第８
図は本発明に於いて使用する誘導孔型の説明図、第９図
ａ，ｂ，ｃ及び第１０図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは実施例に
於ける工程の説明図である。 １，２・・・・・・ロール接触面、３・・・・・・フィ
ッシュテール長さ、４・・・・・・偏平鋼片、２０・…
・・誘導孔片、２０Ａ……ウェブ部、２０Ｂ……フラン
ジ内側壁、２０Ｃ・・・・・・フランジ外側蟹、Ｆ・・
・・・・フランジ根元間隔。 第１図 第２図 第３図 第６図 第４図 第５図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 偏平鋼片を第１の工程として箱形孔型により巾圧下
   して巾端部に膨みを形成し、次いで第２の工程として所
   定の寸法、形状を有する仕上孔型により粗形鋼片を成形
   圧延する方法において、上記第１の工程の圧延途中に、
   計画された全巾圧下量の５０％〜８０％の範囲において
   、フランジ根元の内側部を拘束し、且つウエブに圧延作
   用を及ぼす様に設計された誘導孔型での途中成形圧延を
   介在させることを特徴とする大形形鋼用粗形鋼片の製造
   方法。