JPS61262402A - Ｈ形鋼の圧延方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＨ形鋼の圧延方法に係り、特にウェブ高さの寸
法精度が優れ、しかもロール交換することなくウェブ高
さを自由に調整できるＨ形鋼の圧延方法忙関し、Ｈ形鋼
の製造分野に利用される。

〔従来の技術〕　。

一般ＫＨ形鋼の熱間圧延は第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す
如き工程で、ブレークダウン圧延機１２、粗ユニバーサ
ル圧延機１４、エツジヤ−圧延機１６および仕上げユニ
バーサル圧延機１８０組合せによって行われる。すなわ
ち、第３図囚、　ＣＢ）、　（Ｃ）に示す如きスラブ２
、矩形鋼片４、Ｈ形鋼用鋼片６等の素材を第４図囚、　
（Ｂ）Ｋ示す開孔形８あるいは閉孔形１０を刻設した上
下ロールを有する２重式ブレークダウン圧延機１２で所
定の形状に粗造形する。

ブレークダウン圧延機１２では複数個の孔形を使用し、
順次各機数パスの圧延によって素材を以後の中間圧延に
適合した形状に加工する。粗造形された素材は第５図（
Ａ）Ｋ示す如きロール形状の１基以上の粗ユニバーサル
圧延機１４と第５図（Ｂ）　Ｋ示す如きロール形状の１
基以上のエツジヤ−圧延機１６により１パスあるいは複
数パスの中間圧延後、第５図（Ｃ）　Ｋ示す如きロール
形状の仕上げユニバーサル圧延機１８において１パスで
Ｈ形鋼製品に圧延される◎製品寸法が決れば仕上げユニ
バーサル圧延機１８のロール寸法とそれ以前の圧延機の
ロール寸法が決る。すなわち第４因囚の（イ）、第５図
（８）の（ロ）、第５図（Ｑのに）等の寸法はほぼ等し
くなるよう設計されている。

このように特にブレークダウン圧延後の形状変化は限定
されたものである。つまり特定のシリーズ（たとえばＨ
６００Ｘ３００）の圧延には特定幅の水平ロールが使用
される。このため圧延されたＨ形鋼はウェブ内幅が一定
であるので、サイズによる７ランジ厚みの変化分だけウ
ェブ高さが変化することになる。１つのシリーズは多く
のサイズを有し、水平ロールと垂直ロールの間隔を変え
て圧延することにより製造されるが、製品７ランジの最
大厚と最小厚との差は通常１５ｆｉ前後であるため、そ
の２倍、つまり３０ｍ程度、クエブ高さが変化すること
になる。

同一シリーズ内でのウェブ高さの変化は従来の圧蝋法で
は避けられないものであるが、たとえば建築物の梁を同
一シリーズ内の数サイズのＨ形鋼を接合して作る場合、
通常一方の７ランジ外面を合せるため、他方にフランジ
厚み差の２倍のずれを生じ、施工上問題となる。また、
鉄骨鉄筋コンクリート造の建築物の場合、柱や梁の寸法
は外寸が規制されるため、従来のＨ形鋼を用いるとコン
クリートのかぶり厚がサイズによって異なり、設計上も
問題となる。

さらに、圧延Ｈ形鋼には寸法精度上の問題もある。つま
り、Ｈ形調圧延忙おいては第６図に示すように粗ユニバ
ーサル圧延機１４の水平ロール２０の側面部２２が圧延
本数の増加とともに摩耗して水平ロール２０の幅が減少
する傾向がある。

このため第７図で示す如く、７ランジ厚み（ホ）を一定
にするとウェブ高さくへ）が水平ロール２０の側面部２
２の摩耗分だけ小さくなるので、通常は寸法公差が許す
範囲でフランジ厚み（ホ）を厚くしてウェブ高さくへ）
を確保している。したがって、使用する水平ロール２０
の幅によってフランジ厚みが異なり、特に摩耗して幅が
減少した水平ロール２０で圧延すると製品のフランジ厚
は厚くなる。当然圧延チャンス毎に使用するロール幅が
変ることによるチャンス毎の製品寸法のばらつき、ある
いは同一圧延チャンス内でも水平ロール側面部２２の摩
耗に基づくフランジ厚み変化を伴うことになり、これら
は寸法精度上好ましくない。

圧延Ｈ形鋼には以上のような問題があるため、建築用に
はフランジ厚が変化してもウェブ高さが二定になるよう
に鋼板を溶接して作ったＨ形鋼が多く用いられているが
、この場合鋼板の切断、溶接、検査等のため、圧延Ｈ形
鋼より製造コストが高くなる点が欠点である。

従来の問題点は第４因囚の（イ）、第５因囚の（ロ）。

第５図０３）の（ハ）、第５図（Ｑのに）の寸法が少な
くとも圧延ライン内においては固定されているために生
じる。本発明者らは圧延ライン内において、上記の（イ
）（ロ）（ハ）に）の寸法の変更が可能であれば、製品
寸法に応じて（イ）（ロ）（ハ）に）の寸法を変更して
圧延することによって上記の問題を解決できることを見
出し、この知見に基づいて先に特開昭５９−１３３９０
２および特願昭５８−１８９６９１を開示した。すなわ
ち、前者の特開昭５９−１３３９０２は軸方向の位置を
変更できる分割ロールを粗ユニバーサル圧延機１４、エ
ツジヤ−圧延機１６、仕上げユニバーサル圧延機１８に
配置して、ウェブの部分圧延、７ランジ端部圧延を行う
ことによって同一ロールで異なったウェブ高さサイズの
圧延を可能とする圧延法である。後者の特願昭５８−１
８９６９１は軸方向の位置を変更できる分割ロールを１
次粗ユニバーサル圧延機１４人、エツジヤ−圧延機１６
．２次粗ユニバーサル圧延機１４Ｂ、仕上げユニバーサ
ル圧延機１８に配置して同一ロールで異なったウェブ高
さサイズ、フランジ幅サイズの圧延あるいは軸方向の位
置を変更できる分割ロールを１次粗ユニバーサル圧延機
１４Ａ、２次粗ユニバーサル圧延機１４Ｂ、仕上げユニ
パーサル圧延機１８に配置して同一ロールで異なったウ
ェブ高さサイズの圧延を可能とする圧延方法に関するも
のである。

これらの先願技術はウェブ高さを大きな範囲にわたって
変更でき、数シリーズを連続して圧延できるので、従来
の圧延に比べてロール交換頻度の減少等多くの効果を有
する。ただし同一シリーズ内の全サイズのウェブ高さを
一定尤することに対しては分割ロール間隔の調整量は３
０．程度でよく、そのために粗ユニバーサル圧延機、エ
ツジヤ−圧延機、および仕上げユニバーサル圧延機の総
ての水平ロールに軸方向可動の分割ロールを用いるとす
るとその設備投資額が非常に大きいものとなる欠点があ
った。

ここでウェブ高さを調整可能なＨ形鋼の圧延方法として
特開昭５９−１７８１０１がある。これは１次粗ユニバ
ーサル圧延およびエツジヤ−圧延でウェブの中央部に突
起をつけ、これを２次組ユニバーサル圧延で圧下してウ
ェブ内幅を拡げることによりウェブ高さを調整しようと
するものである。ただしこの圧延法では粗ユニバーサル
圧延機群でウェブ高さが調整できても、仕上げユニバー
サル圧延用ロールはサイズ毎に交換する必要があり、サ
イズ数と同じロール交換回数、すなわち１シリーズあた
り１０回近くのロール交換回数を必要とし、実用的でな
い。さらに、１次粗ユニバーサル圧延機とエツジヤ−圧
延機でウェブ中央化突起をつけたあとの２次粗ユニバー
サル圧延機での圧延法が問題となる。つまり、ウェブ中
央の突起を圧下する場合はブレークダウン後のウェブ厚
が厚い段階で゛は幅拡がりが期待できるものの、減厚が
進み、製品厚に近い段階ではウェブは通常の平板圧死に
近い形で圧延されることＫなるので、大きな幅拡がりが
期待できない。幅拡がりを大きくするためにはウェブ中
央の突起部分の面積を増加させればよいが、その場合中
央部の圧下率が高くなり、ウェブ波を発生しやすくなる
。また、反対ユニバーサル圧延ではウェブの幅拡がりを
墾ロールで拘束する方法を取っているが、このように幅
拡がりが拘束された場合、ウェブ中央の圧下メタルは圧
延方向に７０−せざるを得なくなるため、一層ウェブ波
を発生しやすくなる。ウェブ波の発生を抑えるためには
ウェブ中央部の圧下量を減じればよいが、この場合は突
起が残ることになり・続く仕上げユニバーサル圧延忙お
けるウェブ波の発生あるいは製品の突起の残存を招くこ
と忙なる。

このように上記の２次ユニバーサル圧延は非常に不安定
゛となり、製品化が困難な圧延法と言える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し粗ユニ
バーサル圧延後のウェブ内幅が一定の材料を使用し、仕
上げユニバーサル圧延のみでウェブ内幅を変更し、ウェ
ブ高さが一定のＨ形鋼製品を圧延できる安定した圧延方
法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は、ウェブの両端部を幅方向に波形状とした材料を、ロ
ール軸方向の位置がパス毎に可変な分割ロールを組み込
んだ仕上げユニバーサル圧延機において、ウェブ高さの
拡大と縮小を組み合せて圧延すること忙より、３０ＩＩ
１１程度のウェブ高さの変更が可能であるとともに、安
定に圧延しうろことを見出した。

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、ブレークダウン圧延後のＨ形鋼用粗形材を素
材とし粗ユニバーサル圧延機、エツジヤ−圧延機および
仕上げユニバーサル圧延機を有して成る圧蔦機列を用い
るＨ形鋼の圧延方法において、前記Ｈ形鋼用粗形材を１
基もしくは複数基の前記粗ユニバーサル圧延機およびエ
ツジヤ−圧延機を用いてウェブの両端部が幅方向へ波形
状に圧延する段階と、前記波形状に圧延した粗形材のウ
ェブな水平ロールにロール軸方向の位置がパス毎に可変
な分割ロールを有する前記仕上げユニバーサル圧延機を
用いて１パスあるいは複数パスの圧延をする段階とから
成りウェブ高さの調整が可能であることを特徴とするＨ
形鋼の圧延方法である。

本発明に係るＨ形鋼の圧延方法を以下に説明する。第１
図囚、０３）、（Ｑはそれぞれ本発明で使用される粗ユ
ニバーサル圧延機、エツジヤ−圧延機および仕上げ、ユ
ニバーサル圧延機のロール形状を示したものである。粗
ユニバーサル圧延機の水平ロール２６は通常の水平ロー
ルの端部な波形に研削したものである。エツジヤ−圧延
機の水平ロールは第１図ＣＢ）に示す如＜粗ユニノ（−
サル圧延機によって圧延された材料のウェブが変形を受
けないような胴の中央部をくりぬいた形状とし、エツジ
ヤ−圧延の際にウェブ波の生じない範囲で粗ユニバーサ
ル圧延機の水平ロール２６の如き形状でもよい。また、
仕上げユニバーサル圧延機の水平ロールには第１図０に
示す如き軸方向に可動な分割ロール３０が組み込まれて
いる。

ブレークダウン圧延された材料は１基あるいは複数基の
粗ユニバーサル圧延機とエツジヤ−圧延機における複数
パスのリバース圧延により、ウェブ端部に粗ユニバーサ
ル圧延機水平ロール２６と同様の起伏を有する波形状を
形成する。粗ユニバーサル圧延後の材料は仕上げユニバ
ーサル圧延機でウェブ高さが一定となるような種々のウ
ェブ内幅寸法に圧延される。つまり、粗ユニバーサル圧
延後の材料をそのままのウェブ内幅で仕上げる場合の製
品サイズを標準サイズとすれば、同一シリーズ内でそれ
より７う／ジ厚が薄いサイズは粗ユニバーサル圧延機の
水平ロール２６の幅ｂ１よりも仕上げユニバーサル圧延
機の分割ロール３０のル３２は目標のフランジ厚が出せ
るように調整した状態で圧延し、製品に仕上げる。ただ
し、ウェブ内幅寸法の大きな変更を必要とする場合は分
割ロール３０の幅ｂ２を徐々に調整しなから２パスある
いは３パスで仕上げる。特にウェブ内幅を拡げる場合に
は材料へロールが噛み込む範囲で分割ロール３０の幅ｂ
２を設定し、フランジの圧下は行わず、ウェブのみを圧
延してウェブ内幅を目標のウェブ内幅に充分拡げた後に
フランジを起して製品に仕上げる。

なお、粗ユニバーサル圧延機の水平ロール２６の波形状
は、対象とする同一シリーズ内の最小フランジ厚サイズ
を圧延する場合に、続く仕上げユニバーサル圧延におい
てウェブな平坦化した後の幅方向の延べ寸法差が、必要
となるウェブ内幅の拡大量と等しくなるよう忙定める。

第８図囚は最小フランジ厚サイズを圧延する場合の粗ユ
ニバー“　　サル圧延後の材料形状を、第８図の）はこ
の材料の仕上げユニバーサル圧延後の材料形状を示した
ものである。波形状は複数個の円弧からなり、平坦化し
た場合に厚み分布を生じないように山側の曲率半径ｒ１
およびｒ１′と谷側の曲率半径ｒ２および　２／　との
差を最小フランジ厚サイズのウェブ厚ＴＩと等しくしで
ある。また波形状とする範囲をウェブ付は根のＲ部に出
来るだけ近付けることにより、波形状を仕上げユニバー
サル圧延において平坦化すると、ウェブは容易に幅方向
に拡がり、ウェブの半内幅Ｌ１は曲率半径ｒおよびｒ′
を有する中心線の延べ長さにほとんど等しい幅Ｌ２に拡
大され、この半内幅Ｌ２とＬｌとの差が標準サイズと最
小フランジ厚サイズの７ランジ厚の差に相当する。した
がって、仕上げユニバーサル圧延忙おいてウェブを平坦
化してウェブ内幅を目標の７ランジ厚が出せるように調
整した状態で圧延することくより、標準サイズよりフラ
ンジ厚み差の２倍だけウェブ内幅の広い製品に仕上がる
。

なお、ウェブ付は根の８部の曲率開始点から波形状の開
始点までの距離は少なくともウェブ内幅の拡大量以上で
あることが望ましく、またウェブ中央部の平坦部分の幅
ｂｌ’は少なくとも仕上げユニバーサル圧延機の分割ロ
ール３０の間隔ｂ２’よりも大である必要がある。

また、第９図囚、（Ｂ）は標準サイズの材料のウニフッ
粗ユニバーサル圧延後、および仕上げユニバ竪 一サル圧延において昼ロール３２によってウェブ高さを
目標のウェブ高さに規制して圧延した後の形状を示した
ものである。この場合、製品のウェブ内幅は粗ユニバー
サル圧延後の材料のウェブ内幅化等しいため、分割ロー
ル３００幅ｂ２を粗ユせるよ５に調整した状態で圧蕉す
る。このようにウェブの幅拡がりを規制しても１本発明
による方法によれば、ウェブの波形状の冬山と谷の間で
メタルフローが生じることにより、従来のウェブ高さ変
更圧延方法のようにウェブ波を生じることなく圧延でき
る。ただし、波形状としたことによるウェブの余肉のた
め、ウェブ厚分布はウェブ端部厚Ｔ２’が中央部厚Ｔ２
より若干厚くなるが、粗ユニバーサル圧延後のウェブ厚
がほぼ均一で段差がないため製品にも段差は残らず、ま
た波形状部分がフランジに近接していることによって、
ウェブからフランジへのメタルフローも生じ、厚み差は
極く僅かとなる。

以上の幅拡大および幅規制を組み合せることにより、最
小フランジ厚サイズから最大フランジ厚サイズまでをウ
ェブ高さ一定に圧延することが可能である。なお、波形
状は上記の円弧に限らず、円弧とテーパの組合せ、双曲
線、サインカーブ等であっても同様の効果を得ることが
できる。

〔実施例〕

本発明をＨ３Ｏ０Ｘ２００シリーズの圧延に適用してシ
リーズ内のウェブ高さが一定であるＨ形鋼を第２図（８
）に示した圧延機の配列を用いて製造した。第１表に製
造したＨ３Ｏ０Ｘ２００シリーズのうちのフランジ厚最
小サイズ、標準サイズ、７ランジ厚最大サイズの合計３
サイズの従来寸法と本発明の適用により製造した寸法を
示す。なお、標準サイズとは、従来圧延方法においては
ウェブ高さが呼び寸法に等しいサイズを、本発明による
圧延方法忙おいては仕上げユニバーサル圧延においてウ
ェブ内幅が変化しないサイズを指す。

第　　１　　表 粗ユニバーサル圧延機、エツジヤ−圧延機、仕上げユニ
バーサル圧延機のロールは各々ＷＥ１図（転）９（Ｂ）
、（Ｃ）に示した形状のものを用い、各ロールの寸法は
第２表に示す如くであった。ブレークダウン圧延後の材
料を粗ユニバーサル圧延機列において１５パス圧延した
後の材料寸法は第３表に示す如くであり、波形状はロー
ルの形状と一致していた。

第　　２　　表 第　　３　　表 第１表に示した標準サイズを製造する時には仕上げユニ
バーサル圧延機の分割ロールの幅ｂ２を４５０１１ｓ、
ロール間隙を１３ｍにして、同時ＶＣ７ランジとウェブ
を圧下することにより１パスで圧延し【ウェブ高さ５０
０．の製品に仕上げた。

第１表に示した最小フランジ厚サイズを製造すした。圧
延後のウェブ内幅は４７６１ｍまで拡大した。この後、
分割ロール幅ｂ２を４７６襲にして、ウェブとフランジ
を同時圧下してウェブ高さ５００ｎの製品に仕上げた。

第１表に示した最大フランジ厚サイズを製造する時には
、分割ロール幅ｂ２を４４４鶴、ロール間隙を１４．に
して、同時にフランジとウェブを圧下することにより１
パスで圧延してウェブ高さ５００ｇの製品に仕上げた。

上記の如く本発明法により圧延したＨ３Ｏ０Ｘ２００シ
リーズの３サイズのＨ形鋼はウェブ内幅の拡大や縮小忙
ともなう疵は全く発生せず１表面状態も良好で、いずれ
もウェブ高さが５００ｍ一定であった。また、ウェブ厚
は最大フランジ厚すイズ忙おいても端部が中央部より最
大的０．２　ｔｙｔ厚い程度で従来のＨ形鋼ウェブ厚分
布と同程度であり、段差もみられなかった。

さらに、仕上げユニバーサル圧延機の位置可変分割ロー
ルの側面部の摩耗九対する位置の微調整により寸法精度
も良好℃歩留りも優れていた。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、粗ユニバーサ
ル圧延機とエツジヤ−圧延機の従来の水平ロール形状を
一部加工したロールを用い、仕上げユニバーサル圧延機
のみにロール軸方向の位置が可変な分割ロールを使用し
てＨ形鋼を圧延するに際し、仕上げユニバーサル圧延機
でウェブ内幅の縮小と拡大を行うことにより、１シリー
ズ内の全サイズのウェブ高さが一定となるＨ形鋼を製造
することが可能となり、従来建築用として鋼板を溶接し
て作られていたウェブ高さが一定のＨ形鋼を圧延により
製造することができ、製造コストを大幅に低減できた。

当然ロール摩耗や仕上げ圧延温度のばらつきに基づく寸
法精度のばらつきも分割ロール幅の微調整により著しく
小さくすることができた。

また粗ユニバーサル圧延機とエツジヤ−圧延機は分割ロ
ールを用いる必要がないので設備投資も少なくてよい等
、多くの効果をあげることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図囚、　（Ｂｌ、　（Ｃ１はいずれも本発明釦用い
るロール形状を示す断面図で、それぞれ囚は粗ユニバー
サル圧延機、但）はエツジヤ−圧延機、（Ｑは仕上げユ
ニバーサル圧延機、第２図（５）、（Ｂ）はいずれもＨ
形調圧延の工程図、第３図囚、β）、（ＯはいずれもＨ
形調圧延素材の形状を示す断面図、第４回置。 （Ｂ）はロール孔形な示すロールの断面図、第５回置。 （６）、　（Ｃ１はいずれもＨ形鋼の圧延の過程を示す
断面図、第６図は従来のユニバーサル圧延機の水平ロー
ルの側面部の摩耗を示す断面図、第７図はＨ形鋼の寸法
を示す断面図、第８図囚、　（Ｂｌは本発明の圧延方法
による最小７ランジ厚サイズの材料の粗ユニバーサル圧
延後および仕上げユニバーサル圧延後の形状を示す断面
図、第９図囚、（Ｂ）は本発明の圧延方法による最大フ
すンジ厚サイズの材料の粗ユニバーサル圧延後および仕
上げユニバーサル圧延後の形状を示す断面図である。 ２・・・スラブ　　　　　４・・・矩形鋼片６・・・Ｈ
形鋼用鋼材　　　１２・・・ブレークダウン圧延機１４
・・・粗ユニバーサル圧延機 １４−Ａ・・・１次粗ユニバーサル圧延機１４−Ｂ・・
・２次粗ユニバーサル圧延機、　　１６・・・エツジヤ
−圧延機　　１８・・・仕上げニジ（−サル圧延機２０
・・・ユニバーサル圧延機の水平ロール２２・・・ユニ
バーサル圧延機水平ロールの側面摩耗部２４・・・ユニ
バーサル圧延機の垂直ロール２６・・・粗ユニバーサル
圧延機の水平ロール２８・・・エツジヤ−圧延機の水平
ロール３０・・・仕上げユニバーサル圧延機の分割ロー
ル代理人　弁理士　中　路　武　雄 第１図 第２図 第３図 第４図 （Ａ）　　　　　（Ｂ） 第５図　　　第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブレークダウン圧延後のＨ形鋼用粗形材を素材と
   し粗ユニバーサル圧延機、エツジヤー圧延機および仕上
   げユニバーサル圧延機を有して成る圧延機列を用いるＨ
   形鋼の圧延方法において、前記Ｈ形鋼用粗形材を１基も
   しくは複数基の前記粗ユニバーサル圧延機およびエツジ
   ヤー圧延機を用いてウェブの両端部が幅方向へ波形状に
   圧延する段階と、前記波形状に圧延した粗形材のウェブ
   を水平ロールにロール軸方向の位置がパス毎に可変な分
   割ロールを有する前記仕上げユニバーサル圧延機を用い
   て１パスあるいは複数パスの圧延をする段階とから成り
   ウェブ高さの調整が可能であることを特徴とするＨ形鋼
   の圧延方法。