JPS61262403A - ウエブ高さの調整が可能な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〕 本発明はウェブ高さの調整が可能な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
の圧延方法に関し、Ｈ形鋼の製造分野に利用される。

〔従来の技術〕

一般にＨ形鋼の熱間圧延は第２図（５）、（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、二ツジャー圧延機１６および仕上げユ
ニバーサル圧延機１８の組合せによって行われる。

すなわち、第３図（Ａ）、（Ｂ）、（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
（５）。

（Ｂｌに示す開孔形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、屓次各複数バスの圧延によって
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（５）に示す如きロール形状の１
基以上の粗ユニパ−サル圧延機１４と第５図（均に示す
如きロール形状の１基以上のエツジヤ−圧延機１６によ
〕１バスあるいは複数バスの中間圧延後、第５図（ｑに
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ｌバスで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園内の（イ］、第５園内の（ロ）、第５図
０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Ｋ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。つまシ特定のシリーズ（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、７ンジ厚みの変化分だけ
ウェブ高さが変化するととＫ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）製造されるが、製品フランジの
最大厚と最小厚との差は通常１５−前後であるため、そ
の２倍、つま＃）３０ｍｍ程度ウェ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延法で
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、
通常一方のフランジ外面を合せる丸め、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
クリートのかぶシ厚がサイズによって異なシ、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ｔ
ｂ、Ｈ形調圧延においては第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、フランジ
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２２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シ、
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
とになシ、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、鶏築用に
はフランジ厚が変化してもウェブ高さが一定になるよう
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
鋼よシ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園内の（イ）、第５図（＾の（ロ）
、第５図（均の（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）（嗜（／１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５９−１３３９０２
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、二ツ
ジャー圧延機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、フ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５８−１８
９６９１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に、二ツジャー圧［１１１６
，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１４Ｂ１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ク
エプ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
一定に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、二
ツジャー圧銚機、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。

こと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次粗ユニバーサル圧延で圧下してウ
ェブ内幅を拡げることＫよシウエプ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
圧延機群でウェブ厚さが調整できても、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６　　・
シ、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９１０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−圧延機でウェブに突起をつけ九あとの２次粗ユニバ
ーサル圧延機での圧延法が問題となる。つまシ、ウェブ
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シ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延に近い
形で圧延されることになるので、大きな幅拡がシが期待
できない。幅拡がシを大きくするためにはクエプの突起
部分の面積を増加させればよいが、その場合央起部の圧
下率が高くなシ、ウェブ波を発生しやすくなる。また、
反対にウェブ高さの増加を抑制するために上記の２次ユ
ニバーサル圧延ではウェブの幅拡がシを竪ロールで拘束
する方法を取っているが、このように幅拡がシが拘束さ
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丸めにはウェブ央起部の
圧下量を減じればよいが、この場合は突起が残ることＫ
なシ、続く仕上げユニバーサル圧延におけるウェブ波の
発生あるいは製品の突起の残存を招くことになる。この
ようにウェブのみを変形させることによるウェブ内幅の
変更は非常に不安定となシ、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、メタル７０−の生じゃすいウェブ付
は根部分の変形を利用することによってウェブ内幅を変
更し、クエプ高さが一定のＨ形轡製品を圧延できる安定
な圧延方法を提供するヒとにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は、フランジ中央部に突起を形成した材料のフランジを
ウェブに対して移動させることにより３０箇程度のウェ
ブ高さの変更が可能であり、これを水平ロールにロール
幅方向に位置が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仕上げ圧延することにより、
ロール交換することなしにウェブ高さの異なる製品を安
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
材とするＨ形鋼の圧延方法において、前記粗形材を１基
あるいは複数基の粗ユニバーサル圧延機およびエツジヤ
−圧延機から成る圧延機列で両フランジの外側中央部に
突起を形成して圧延する段階と、前記フランジ外側に突
起を形成した材料ｔ−ｍフランジ内側に接触する２組の
垂直ローラおよび該フランジ外側に接触する１組の垂直
ロールを有する幅変更圧延機でウェブ内幅を調整して圧
延する段階と、前記ウェブ内幅を調整した材料を水平ロ
ールにロール軸方向の位置がバス毎に可変な分割ロール
を有する仕上げユニバーサル圧延機で該分割ロールの間
隔を前記幅変更圧延機と同−の内幅に調整して圧延する
段階とから成るウェブ高の調整が可能なＨ形鋼の圧延方
法である。

本発明における圧延機の配列は粗ユニバーサル圧延機列
と仕上げユニバーサル圧延機との間に幅変更圧延機を配
置するもので、たとえば第２園内の配列からなる圧延機
列に適用する場合、第８図に示す如くブレークダウン圧
延機１２、粗ユニバーサル圧延機１４、エツジヤ−圧延
機１６、幅変更圧延機３４、仕上げユニバーサル圧延機
１８Ａの順の配置となる。

この発明に係るＨ形鋼の圧延方法を以下に説明する。

第１図（５）、　（Ｂ）　、　（Ｃ）はそれぞれ粗ユニ
バーサル圧延機１４、幅変更圧延機３４および仕上げユ
ニバーサル圧延機１８Ａのロールおよび各圧延材料形状
を示し九ものである。粗ユニバーサル圧延機１４の垂直
ロール２４Ａは、通常の垂直ロールの中央を凹形に研削
したものである。幅変更圧延機３４はフランジ内面に接
触する幅方向に移動可能な垂直ローラ２６および垂直ロ
ール２８からなる。また仕上げユニバーサル圧延機１８
Ａの水平ロールには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
バスのリバース圧延により、フランジ中央部に突起を形
成する。粗ユニバーサル圧延後の材料は幅変更圧延機３
４でウェブ高さが一定となるような種々のウェブ内幅寸
法に調整される。つまり、同一シリーズ内の最大フラン
ジ厚サイズのウェブ内幅を基準とし、それよりフランジ
厚の薄いサイズについてはフランジ厚差の２倍だけウェ
ブ内幅を拡大させる、すなわち、幅変更圧延機３４の垂
直ローラ２６の外径間隔りを粗ユニバーサル圧延後の材
料のウェブ内幅Ｂより最大フランジ厚とそのサイズのフ
ランジ厚との差の２倍だけ広く設定し、垂直ロール２８
は垂直ローラ２６との間隙Ｈが粗ユニバーサル圧延後の
フランジ厚となるように設定した状態で粗ユニバーサル
圧延後の材料を圧延すると、フランジ中央の突起部分か
らウエプヘメタルがフローすることにより、フランジは
容易に垂直ロー２２６の外面に沿ってウェブ内幅が外径
間隔りとなるまでウェブに対して移動し、以てウェブ内
幅を所定量だけ拡大することができる。また、最大フラ
ンジ厚サイズを圧延する場合は幅変更が不要であるので
、幅変更圧延機３４の垂直ローラ２６の外径間隔りを粗
ユニバーサル圧延後の材料のウェブ内幅Ｂと等しく設定
し、垂直ロール２８は垂直ローラ２６との間隙Ｈが粗ユ
ニバーサル圧延後のフランジ厚となるように設定した状
態で粗ユニバーサル圧延後の材料を圧延すればよく、フ
ランジ中央の突起部分のメタルはフランジ幅方向にフロ
ーしてウェブ内幅は不変で圧延でき、フランジが厚いた
めにフランジ幅もほとんど変化しない。

このようにウェブ内幅変更を行った材料に対し、仕上げ
ユニバーサル圧延機１８Ａの分割ロール３００幅ＤＡ金
製品のウェブ内幅に等しく設定し、垂直ロール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て
製品に仕上げる。斯くして、同一シリーズ内のフランジ
厚の異なる複数サイズのＨ形鋼製品を同一圧延チャンス
においてロールを組み替えることなく、ウェブ高さ一定
に圧延しうるのである。

〔実施例〕

本発明をＨ６００ｘ２００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８図に示
した圧延機の配列を用いて製造した。第１表に製造し九
Ｈ６００ｘ２００シリーズのうちのフランジ厚最大サイ
ズおよびフランジ厚最小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。

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第１図（５）。

（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。なお、粗ユニバーサ
ル圧延機１４の垂直ロール２４Ａの凹部形状は第９図に
示す如き円弧からなる形状とした。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バス圧
延した後の材料寸法は第３表に示す如くであり、フラン
ジ中央の突起形状は粗ユニバーサル圧延機１４の垂直ロ
ール２４Ａの凹形状と一致していた。

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
幅変更圧延機３４の垂直ローラ２６の外筒　　３　　表 極間隔りを５４４＋ｗ＋、垂直ロール２８とのロール間
隙Ｈを２９．５■にして圧延することにより、ウェブ内
幅およびフランジ厚は変化させることなく、突起部のみ
を圧下し、続く仕上げユニバーサル圧延機１８Ａにおい
て分割ロール幅ＤＡを５４４ｍｍ。

垂直ロール３２とのロール間隙を２８ｍとして圧延し、
フランジを起してウェブ高さ６００ｍ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る時には
幅変更圧延機３４の垂直ローラ２６の外径間隔りを５６
８ｍ、垂直ロール２８とのロール間隙Ｈを１６．８■に
して圧延することによ抄、フランジ厚は変化させること
なく、突起を消去してウェブ内幅を５６８■まで拡大し
、続く仕上げユニバーサル圧延機１８　Ａにおいて分割
ロール幅ＤＡを５６８■、垂直ロール３２とのロール間
隙を１６箇として圧延し、フランジを起してウェブ高さ
６００■の製品に仕上げた。

なお、幅変更圧延機３４においては、垂直ローラ２６の
端面とウェブ表面とは接触しない限り近接させた方が寸
法精度上好ましく、０．５１程度とし、圧延機の前後で
ガイドによシ材料を保持した。

上記の如く本発明法により圧延したＨ６００ｘ２００シ
リーズの２サイズのＨ形鋼はウェブ内幅の拡大や縮小に
ともなう疵は全く発生せず、フランジ形状も良好で、い
ずれもウェブ高さが６００■と一定であった。

さらに、幅変更圧延機３４の垂直ローラ２６の外径間隔
りおよび仕上げユニバーサル圧延機１８人の位置可変分
割ロール３００幅ＤＡを微調整することにより、ユニバ
ーサル圧延における水平ロール側面の摩耗による寸法精
度の悪化もなくなり、歩留りもすぐれていた。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、垂直ロール形
状を一部加工した従来の粗ユニバーサル圧延機、幅変更
圧延機およびロール軸方向の位置が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よってＨ形鋼を
圧延することにより、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幅変
爽用垂直ローラ間隔および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。

また幅変更圧延機の能力は大きい必要はなく、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（Ａ）、（Ｂ）、ＩＣ’）はいずれも本発明に用
いるロール形状および圧延材料の形状を示す断面図で、
それぞれ（５）は粗ユニバーサル圧延機、０は幅変更圧
延機、（Ｃ１は仕上げユニバーサル圧延機、第２図（Ａ
）、（Ｂ）はいずれもＨ形調圧延の工程図、第３図（５
）。 （Ｂ）、（Ｃ）はいずれもＨ形調圧延素材の形状を示す
断面図、第４図（５）、（Ｂ）はロール孔形を示すロー
ルの断面図、第５図（５）、　（Ｂ）　、　（Ｃ）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
は本発明の圧延方法におけるＨ形調圧延の工程図、第９
図は本発明に用いる粗ユニバーサル圧延機の垂直ロール
の凹部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 １８．１８Ａ・・・仕上げユニバーサル圧延機２０・・
・ユニバーサル圧延機ノ水平ロール２２・・・ユニバー
サル圧延機水平ロールの側面摩耗部２４．２４Ａ・・・
ユニバーサル圧延機の垂直ロール２６・・・幅変更圧延
機の垂直ローラ ２８・・・幅変更圧延機の垂直ロール ３０・・・仕上げユニバーサル圧延機の分割ロール３２
・・・仕上げユニバーサル圧延機の垂直ロール３４・・
・幅変更圧延機 代理人　弁理士　　中　路　武　雄 第１ＤＩ 第２１！！１ （Ｂ） 第４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
   するＨ形鋼の圧延方法において、前記粗形材を１基ある
   いは複数基の粗ユニバーサル圧延機およびエツジヤー圧
   延機から成る圧延機列で両フランジの外側中央部に突起
   を形成して圧延する段階と、前記フランジ外側に突起を
   形成した材料を該フランジ内側に接触する２組の垂直ロ
   ーラおよび該フランジ外側に接触する１組の垂直ロール
   を有する幅変更圧延機でウェブ内幅を調整して圧延する
   段階と、前記ウェブ内幅を調整した材料を水平ロールに
   ロール軸方向の位置がバス毎に可変な分割ロールを有す
   る仕上げユニバーサル圧延機で該分割ロールの間隔を前
   記幅変更圧延機と同一の内幅に調整して圧延する段階と
   、から成るウェブ高さの調整が可能なＨ形鋼の圧延方法
   。