JPS6228002A - Ｈ形鋼圧延時のウエブ加熱方法ならびにその装置 - 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】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明はＨ形鋼圧延時のウェブ加熱方法ならびにその装
置に係り、詳しくは、Ｈ形鋼のウェブを熱間圧延中に誘
導加熱することにより、ウェブの温度低下による材質劣
化の防止と、フランジとウェブの温度差を減少又は逆転
し、ウェブ波発生を防止する方法ならびにその装置に係
る。

従来の技術 一般に、Ｈ形鋼の断面形状は断面性能の向上のために、
ウェブ厚さはフランジ厚さに比べて非常に小さい。例え
ば、ウェブ厚さが１７８０ウェブ高さ以下のＨ形鋼とな
ると、つ１ブ厚さが非常に小さくなるため、仕上り圧延
機直後のウェブ温度は低下し、Ａ「３変態点以下となる
ものが多い。更に、仕上げ圧延そのものも２閣域圧延（
オ〜スデナイ］・十フェライト）となるため、所定の金
属組織を得ることができす、圧延された材料の機械的性
質は劣化する。具体的には、引張力、抗張力が増大し、
伸びｆ著しく低下し、靭性の低い機械的性質となり、矯
正及び曲げ加工がむずかしく、矯正中、曲げ加工にウェ
ブと７ランジの境Ｗ域付近で割れに至る場合がある。

このウェブ温度低下による機械的性質、組織の劣化を防
止するために、出鋼時炭素当怨を調整し下げることで対
処可能であるが、そのために、吹錬時間の増大、酸素使
用醋の増大、耐火物の寿命低下等のデメリットを招来し
、各シリーズ各断面の仕上り温度によって炭素当量を変
えることになり、連鋳の鋳込スピード、連鋳回数に影響
を与え、最終的には、素材規格が増加し、在庫材の増加
となって好ましくない。

一方、ウェブ残留応力によりウェブ′Ｉｆｌが発生する
原因は、圧延直後のウニ１温度とフランジ温度との温Ｉ
ｔ差が主因であり、次の通り、種々の軽減方法が提案さ
れている。

（１）フランジ水冷方法 この方法は、圧延中や圧延後、冷加中に温度の高いフラ
ンジを強制水冷し、ウェブ温度とフランジ温度の温度差
を小さくする方法である。

しかし、この方法では、圧延中、圧延直後において高温
下のフランジを水冷する口とになるため、水冷部の材質
劣化がともなうこともあって、水冷速度、水冷時間等が
規制され、フランジ厚さが大きく、ウェブ厚の非常に薄
いＨ形鋼にはその適用が困難である。

（２）ウェブ加熱法 口の方法は圧延終了後の冷却中や冷部終了後にウェブを
加熱してウェブ温度とフランジ温度の温度差を小さくす
る方法であって、具体的には、（ａ）特公昭４７−３２
１６４号に示す如く、常温付近でバーナにより加熱する
方法と、（ｂ）特開昭５Ｃｉ　−１５２９２８号に示す
如く、圧延終了後の冷却中または冷部終了後に誘導加熱
する方法とが提案されている。しかし、（ａ）の方法は
ガス圧延であるため、非能率（処理能力不足）でウェブ
厚の薄いものでは不均一な加熱となり、加熱中にウェブ
波が発生する欠点がある。また、（ｂ）の方法は、圧延
後の冷却中、冷却終了後に加熱するため、キュリ一点（
磁気変態点７６８℃）以下のときは、ウェブ以外にフラ
ンジにも誘導電流が流れ、フランジも加熱する。このた
め、初期の目的であるウェブだけを加熱し、フランジと
の温度差を小さくし、ウェブ波を防止することはできな
い。また、圧延後のウェブ加熱ではすでにフランジ温度
とウェブ温度の差は相当大きくウェブ加熱のみではウェ
ブ座屈現象を生じるおそれがある。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の如き従来例に係る欠点を解決することを
目的とし、具体的には、ウェブ温度とフランジ温度の温
度差（△■＝フランジ温度−ウエア温度）を仕上圧延機
直後でΔ■≦０の条件になるよう、圧延ラインの粗圧延
から仕上げ圧延に達するまでの間でウェブを誘導加熱し
、圧延中や搬送中での温度差（Δ■）の増加を防止する
方法ならびにその装置を提案する。

従って、本発明によると、△■≦０の温度条件に近づけ
られるため、ウェブ波の発生が防止でき、長手方向での
温度分布差による材質のバラツキ変化（フランジとつＪ
ブ）ｆｆ−なく、更に、仕上り圧延直後のウェブ温度費
フランジ温度１ｆ−Ａ「３変態点以上であるため、Ａ「
３変態点以下による材質劣化が防止でき、断面内の品質
保証（寸法、材質）が可能となる。

また、フランジの強制水冷は、ウェブ加熱により冷却能
の小さいものでソフ］へに行なうことかでき、材質劣化
のおそれがなく、適性な圧延を行なうことができる。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 まず、本発明者等はウェブ厚さの薄いＨ形鋼を実験した
時、ウェブ温度が７３０℃以下の如く低く、フランジ水
冷だけでは材質劣化、矯正不良を発生し、また、水冷を
強化するとその部分の組織が変化し、ウェブ温度を上昇
させることが必要となり、この知見によって本発明は成
立した。

すなわち、本発明方法は、ユニバーサル圧延機でＨ形鋼
を圧延する際に、粗圧延機から仕上げ圧延機までの間で
、Ｈ形鋼のウェブを、仕上げ圧延機直後においてウェブ
温度（Ｔｗ）とフランジ温度（ＴＦ　）との温度差を小
さくするよう、誘導加熱することを特徴とする。

また、この方法を実施するのに際し、その装置は、ユニ
バーサル圧延機で圧延中のＨ形鋼のウェブに対し、その
両側のアール部に接近若しくは離間して誘導加熱する少
なくとも２つの誘導加熱装置と、これら誘導加熱装置間
に配置されてウェブ中央部を誘導加熱する少なくとも１
つの誘導加熱装置とな設けて成ることを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用について
図面によって更に具体的に説明すると、次の通りである
。

まず、第１図は本発明方法によってユニバーサル圧延機
群で圧延中のＨ形鋼のウェブを加熱する際のフローシー
トであって、第１図において符号１は加熱炉、２は粗圧
延機、３は粗ユニバーサルミル群、４は仕上げユニバー
サルミル群である。これら圧延機群で連続的にＨ形鋼を
圧延する際に、各粗圧延Ｉｉ２の出側、粗ユニバーサル
ミル群３の出側ならびに入側、仕上げユニバーサルミル
群４の入側にそれぞれ加熱装置５を設置する。この加熱
装置の設置位置は温度差６丁≦０の条件に近づけるよう
ウェブ加熱できれば、各ミルの何れのところにもｙ置で
きる。

しかし、第２図（点線がフランジ温度、実線がウェブ温
度）に示す如く、粗ユニバーサルミル〜仕上ユニバーサ
ルミル迄の間で温度差△■がパス毎に増加する傾向があ
り、この点から、第１図に示す如く、粗ユニバーサルミ
ル群３の入側ならびに出側、仕上げユニバーサルミル群
４の入側において熱間圧延中に加熱できる位置が有利で
ある。

また、以上の通りに圧延中にウェブ加熱するときに、誘
導加熱であれば何れの加熱装置も用いることができるが
、口の加熱装置は、第３図ならびに第４図に示す如く構
成する。

すなわち、第３図ならびに第４図は本発明の一つの実施
例に係るウェブ加熱装置の正面図と側面図であって、第
３図ならびに第４図において符号ＨはＨ形鋼のウェブ、
１２はＨ形鋼のフランジを示す。ごのウェブＨをはさん
で上下に少なくとも３対ノ誘導加熱イ＞’ｊ　フタ１３
ａ、　１３ａ、１３ｂ。

１３ｂ、　１３ｃ、　１３ｃが配置され、下側の各イン
ダクタ１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃはターミナル１４ト
同軸ケーブル１５を介して電源装置２０に接続されてい
る。各インダクタ１３ａ、　１３ａ、　１３ｂ、　１３
ｂ、　１３ｃ、　１３ｃにはそれぞれコイＪＬ１３ａ’
　、１３ａ’　、１３ｂ’　、１３ｂ’　、１３ｃ’　
、１３ｃ’　が巻付けられ、インダクタ１３ａ。

１３ａ　トＤ−１’ル１３ａ’　、　１３ａ’　、イン
ダクタ１３ｂ。

１３ｂトコイル１３ｂ’　、１３ｂ’　、イ＞’ｌり１
３０．１３ｃとコイル１３ｃ’　、１３ｃ’　によって
各誘導加熱装置を構成する。これら誘導加熱装置のうち
で、一方の誘導加熱装置、つまり、インダクタ１３ａ、
１３ａとコイル１３ａ’　、　１３ａ’や、他方の誘導
加熱装置、つまり、インダクタ１３ｃ、 １３ｃとコイル１３ｃ’　、　１３ｃ’　はそれぞれＨ
形鋼のアール部に接近若しくは離間できるよう構成し。

更に、これら誘導加熱装置の間に他の一つの誘導加熱装
置、つまり、インダクタ１３ｂ、１３ｂとコイル１３ｃ
’　、１３ｃ’　を配置する。

また、上記の如く両側の誘導加熱装置をＨ形鋼のアール
部に接近若しくは離間できるよう構成する場合、第３図
に示す如く、中央を境として左右逆のねじが形成された
ねじ棒１７、モータ１８ならびにセルシン１９から構成
できる。

すなわち、一方の誘導加熱装置のインダクタ１３ａを例
えばねじ棒１７の左ねじに螺合し、他方の誘導加熱装置
のインダクタ１３ｃを例えばねじ棒１７の右ねじに螺合
する。従って、モータ１８によってねじ捧１７を回転す
ると、インダクタ１３ａは一方のアール部から接近若し
くは離間し、インダクタ１３ｃは他方のアール部から接
近若しくは離間し、これらの各移動伍はセルシン１９で
検出できる。

また、各インダクタ１３ａ、１３ｂ、　１３ｃは枠２３
ノフレーム２２で吊上げられ、前後は保護ローラ２１で
支持され、ウェブＨと各インダクタ１３ａ、１３ｂ。

１３ｃとの間の間隔は油圧アクチュエータ３２で４陪さ
せて調整できるよう構成する。

また、油圧アクチュエータ３２には第５図に示す如く制
御回路を連結し、ウェブＨと各インダクタ１３ａ、　１
３ｂ、１３ｃとの間隔を一定に保つようコントロールす
る。すなわち、この制御回路は、距離検出器３１（トレ
ーサーヘッド）、増幅器３３、サーボ３４、制御盤３５
から構成し、サーボ弁３４は油圧アクチュエータ３２に
接続している。また、サーボ弁３４には油圧源３６が接
続され、制御盤３５には外部から圧延情報３１が導入さ
れる。従って、所定厚さのウェブを加熱するのに適する
間隔に調整するために、圧延情報３１を制御盤３５に入
れ、そこからの指令によってサーボ弁３４を介して油圧
アクチュエータ３２で作動し、前もって適正間隔に調整
しておく。このときに、検出器３１によって間隔が所定
の寸法より大きいと検出した場合には、直ちに、フィー
ドバックし、油圧アクチュエータで所定の間隔までイン
ダクタ１３ａ、１３ｂ、１３ｃを上又は下に昇降させる
。また、圧延材たるＨ形鋼の先、侵端の反りが保護ロー
ラ２１の許容範囲を超える時には、無条件でインダクタ
を上・下に昇降し、突掛による破損を防止する。

また、上記のところでは、インダクタがウェブをはさん
で上下に設けられた例について説明したが、上にのみ設
けることができる。また、上記の如くウェブ加熱を行な
うときに、ウェブ加熱の入熱量を第６図に示す如くコン
トロールすることもできる。

すなわち、Ｈ形鋼のウェブは誘導加熱電源４４に接続さ
れる加熱装置４０によって加熱されるが、その入熱量は
ウェブ温度計４１ａ、４１ｂ、フランジ温度計６２ａ、
４２ｂから得られた値により決定され、入熱の結果が制
御装置４３にフィードバックされ、又、その前に圧延さ
れた材料の温度からフィードフォワードされる機能によ
って入熱量がコントロールされる。Ｌ：のようにコント
ロールすると、ウェブは圧延材の長手方向で一般的に不
均一な温度になっているが、温度計の値によってフィー
ドバックされ、均一になるよう入力コントロールされる
ので、温度変化による材質変化を防止することができる
。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明方法はユニバーサルミ
ルでＨ形鋼を圧延する際に、その圧延中にウェブを加熱
し、ウェブ温度とフランジ温度との温度差を小さくする
ようにする。このため、ウェブ厚のきわめて薄いもので
あっても、残留応力が除去できて、ウェブ波の発生や材
質劣化等が起ることがなく良好に圧延できる。

また、ウェブ加熱は誘導加熱によって行なわれるために
、加熱がきわめて能率的に行なうことができ、更に、ウ
ェブとフランジ間の丸味をつけたアール部も、誘導加熱
装置を接近させて加熱することができるため、残留応力
は完全に除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によってユニバーサル圧延機群で圧
延中のＨ形講のウェブを加熱する際の７０−シート、第
２図は圧延中のＨ形鋼のウェブとフランジとの表面温度
の変化を示すグラフ、第３図ならびに第４図は本発明の
一つの実施例に係るウェブ加熱装置の正面図と側面図、
第５図は誘導加熱装置の昇降の制御回路の一例のブロッ
ク図、第６図は本発明による加熱時の入熱量のコントロ
ール系の説明図である。 符号１・・・・・・加熱炉　　　　２・・・・・・粗圧
延機３・・・・・・粗ユニバーサルミル群 ４・・・・・・仕上げユニバーサルミル群５・・・・・
・加熱装＠Ｈ・・・・・・ウェブ１２・・・・・・フラ
ンジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ユニバーサル圧延機でＨ形鋼を圧延する際に、粗圧
   延機から仕上げ圧延機までの間で、Ｈ形鋼のウェブを、
   仕上げ圧延機直後においてウェブ温度（Ｔ＿Ｗ）とフラ
   ンジ温度（Ｔ＿Ｆ）との温度差を小さくするよう、誘導
   加熱することを特徴とするＨ形鋼圧延時のウェブ加熱方
   法。 ２）ユニバーサル圧延機で圧延中のＨ形鋼のウェブに対
   し、その両側のアール部に接近若しくは離間して誘導加
   熱する少なくとも２つの誘導加熱装置と、これら誘導加
   熱装置間に配置されてウェブ中央部を誘導加熱する少な
   くとも１つの誘導加熱装置とを設けて成ることを特徴と
   するＨ形鋼圧延時のウェブ加熱装置。 ３）ユニバーサル圧延機で圧延中のＨ形鋼のウェブに対
   し、その両側のアール部に接近若しくは離間して誘導加
   熱する少なくとも２つの誘導加熱装置と、これら誘導加
   熱装置間に配置されてウェブ中央部を誘導加熱する少な
   くとも１つの誘導加熱装置とを設け、これら誘導加熱装
   置の加熱する部位を調整自在に構成し、しかも、ウェブ
   表面との間隔を調整自在に構成して成ることを特徴とす
   るＨ形鋼圧延時のウェブ加熱装置。