KR910009978B1 - 평행 플랜지 형강의 압연 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

평행 플랜지 형강의 압연 방법

제1a도 및 제1b도는 각각 H형강 및 평행 플랜지 홈형강 각부의 명칭의 설명도.

제2도는 종래의 평행 플랜지 형강의 압연밀 레이아우트.

제3도는 종래방법의 에지의 압연 모양의 설명도.

제4도는 종래방법의 유니버설조밀의 압연의 모양 설명도.

제5도는 유니버설 마무리 압연밀의 압연의 모양을 도시하는 설명도.

제6도 및 제7도는 각각 H형강 및 평행 플랜지 홈형강의 형상 제품 칫수체계의 설명도.

제8도는 본 발명에 의한 유니버설 끝마무리 압연밀의 압연의 모양을 도시하는 설명도.

제9도는 제8도의 일부 확대도.

제10도는 본 발명에 있어서 유니버설 끝마무리 압연밀의 수평롤로서 분할롤을 사용한 경우의 설명도.

제11도 및 제12도는 비구동롤을 사용한 유니버설 정형밀의 각각 전체도 및 그것에 사용하는 수평롤의 설명도.

제13도 및 제14도는 본 발명에 따르는 방법을 실시하기 위한 압연밀의 레이아우트.

제15도는 본 발명의 실시예에서 얻어진 평행 플랜지 홈형강의 제품 칫수체계의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 블레이크다운밀 24 : 에지밀

26 : 조밀군 28 : 끝마무리밀

30 : 수평롤 31 : H형강

42 : 공형롤 56 : 웨브

58 : 플랜지 70 : 돌기

86 : 유니버설밀 100 : 비구동 수평롤

102 : 비구동 수직롤 106,107 : 원판

108,109 : 베어링 112 : 연결핀

본 발명은 건설, 토목의 분야에서 사용되는 H형강이나 홈형강 등의 평행 플랜지를 구비한 형강의 압연 방법에 관한 것이다.

H형강이나 평행 플랜지 홈형강 등의 평행 플랜지를 구비한 형강(이하, “평행 플랜지 형강”이라 칭한다)은, 종래 거의가 압연 방법에 의해 제조되어 있으며, 이들의 평행 플랜지 형강의 각부의 명칭은 제1a도 및 제1b도에 그 대표예인 H형강 및 평행 플랜지 홈형강을 예로 취해서 설명한다.

도시하는 바와 같이, 서로 평행한 플랜지(10),(10)는 그 사이를 결합부(12)에 의해 접속되어 일체화하고 있다. 제1a도의 H형강으 경우는 결합부(12)는 플랜지부(10)의 중심에, 제1b도의 홈형강의 경우는 플랜지부(10)의 일단에 온다. 이 결합부(12)는 H형강 및 플랜지 홈형강 인때는 웨브(14, web)라고도 칭한다. 각 플랜지부(10)의 길이를 플랜지 폭(flange length, Lo)이라 하고, 평행 플랜지부의 거리를 웨브 높이(web height, Ho), 그래서 도면중에서와 같이 플랜지 내법(So), 플랜지 내폭(Wo)을 정의한다. JIS 규격에 의하면 H형강의 경우, 웨브 높이(Ho)가 25 내지 100mm 간격으로 100 내지 900mm의 범위로 약 33종의 규격이 규정되어 있다.

그러나, 예를 들자면, H형강의 경우 종래의 압연 방법에는 다음과 같은 문제가 있었다.

즉, 종래의 H형강 압연 방법은 홈형강의 경우도 동일하나, 제2도에 도시하는 바와 같이, 브레이크 다운밀(20)에 의한 조압연, 유니버설조밀(22)과 2Hi의 에지밀(24)로 형성되는 유니버설조밀군(26)에 의한 중간 압연, 그래서 유니버설 끝마무리밀(28)에 의한 끝마무리 압연에 의해 행해져 왔다.

조압연에서는 가열된 강과, 연속 주조편등의 압연소재를 2중 가역식 조압연기인 브레이크다운밀(20)의 2Hi의 공형에 의해 압연 성형하여 비임 블랭크를 조성하고, 조성소재로 한다.

이어서 행하는 중간 압연에서는 먼저 유니버설조밀(22)과 2중식의 에지밀(24)로 형성되는 밀군에 있어서 상기한 조형 소재의 압연을 행하여, 중간 압연 H형강로 한다. 즉, 먼저 제3도의 약식 측면도에 도시하는 바와 같이 유니버설조밀(22)에서 그 수평롤(30)에 의해 중간 압연 H형강(31)의 웨브 두께를 감소시킴과 동시에, 이 수평롤(30)의 측면과 견고한 롤(32)에 의해 플랜지 두께를 감소시켜, 복수 패스로 상술한 조형 소재의 중간 압연 H형강으로의 연신 압연을 행한다. 그래서 이 중간 압연의 단계에서의 각 패스에 있어서 중간 압연 H형강(31)의 플랜지의 선단을 에지밀(40)의 공형롤(42)로 압하하여, 플랜지폭(Lo)을 소정의 값으로 한다. 이때의 모양을 제4도에 약식 측면도로 도시한다.

끝마무리 압연에서는, 제5도에 도시하는 바와 같이, 유니버설 끝마무리밀(50)의 수평롤(52)과 견고한 롤(54)에 의해 1패스 혹은 복수 패스로 유니버설조밀(22)의 경우와 같이 웨브(56) 및 플랜지(58)의 두께를 각각 감소시켜, 또한 플랜지 외면을 평탄하게 하여, 또다시 플랜지(58)와 웨브(56)와의 각도를 직각으로 하는 것이다.

이와같이, 종래의 압연 방법에 있어서는, 끝마무리 압연이라도 중간 압연의 유니버설조밀과 같게 플랜지(58)의 내면을 수평롤(52)의 측면에서, 플랜지(58)의 외면을 견고한 롤(54)로 각각 압하하는 것이다. 물론, 수평롤(52)에 의한 웨브 압하도 동일하게 행해진다. 따라서, 압연되는 H형강의 웨브내폭(Wo)은, 유니버설 끝마무리밀의 수평롤(52)의 폭으로 결정된다.

따라서, 이같은 사실로서, 종래의 H형강의 압연 방법에 있어서는 다음과 같은 문제가 생긴다.

(1) 제6도에는, 플랜지폭(Lo)이 동일한 H형강의 1개의 시리즈(예를들자면 H600×200)에 있어서 단면형상의 변화를 설명한다. 현재의 규격에서는 동일 시리즈에서는 플랜지내폭(Wo)이 일정하기 때문에 플랜지 두께(tf₀,tf₁,tf₂)가 다르게 되어 또한 각 규칙에 있어서 웨브 높이(Ho)의 겉칫수(제6도의 H₀,H₁,H₂)도 각각 다른 값으로 된다. 즉, tf₀〈tf₁〈tf₂:H₀〈H₁〈H₂로 된다. 이와같은 관계는 똑같이 제7도에 도시하는 홈형강이라도 동일하다.

(2) 플랜지 내폭(Wo)의 규격이 다른 형강을 압연하는 경우는, 당연히 유니버설 끝마무리밀의 수평롤을 교환하지 아니하면 아니된다. 예를들자면 JIS 규격에서는 33시리즈, ASTM 규격에서는 14시리즈의 H형강이 있으며, 이들 모든 H형강을 제조하는 경우, 47종류의 수평롤을 최소한 2조이상 보유할 필요가 있다. 이것에 요하는 롤 비용은 현재의 가격으로도 수억엔이나 달해서 이것을 상시 보유하기 위해 압연용의 건물에 버금가는 넓은 공간을 필요로 하기 때문에 롤 이동에도 큰 투자를 필요로 한다.

(3) 동일한 유니버설 끝마무리밀의 수평롤에서는 1개의 시리즈의 H형강 2000톤/압연×3회=6000톤 밖에 압연되지 아니한다. 이것은 1000톤당 수평롤의 폭이 약 1mm 마모하기 때문이며, 롤의 사용폭은 공차를 유효하게 이용하여도 6mm이다. 그 때문에 어떤 시리즈로 사용할 수 없게 된 수평롤은 폭을 수 10mm 절삭하여 웨브 높이가 적은 다음의 시리즈용으로 개삭된다. 그 때문에 강판용의 롤의 경우에 비해, 롤 1개당의 제품 압연량은 현저하게 적다. 즉 제품 톤당의 롤 비용이 높아져 있다.

(4) 웨브 높이(Ho)가 규격밖의 경우, 당연히 전용의 유니버설 끝마무리밀의 수평롤을 준비하여, 롤 교체를 할 필요가 있기 때문에, 작은롯트의 주문에 대해서는 경제적으로 채산이 맞지 않고, 수주를 거절하는 일이 많다.

이상을 정리하면, 종래법에 있어서는, H형강 및 플랜지 홈형강과 같은 평행 플랜지 형강의 압연에 있어서는 끝마무리 유니버설밀로 수평롤과 견고한 롤로 플랜지를 압하하기 때문에, 다음과 같은 문제점이 있다.

① 유니버설 끝마무리밀에 있어서, 시리즈마다 그 플랜지 내폭(Wo)에 해당하는 칫수의 수평롤을 준비할 필요가 있다.

② 동일 압연시에는, 동일한 1시리즈밖에 압연이 아니된다.

③ 시리즈마다 롤 교체가 필요하다.

④ 롤 보유수가 막대해진다.

⑤ 사용자의 희망하는 비표준 웨브 높이 칫수의 H형강을 경제적으로 제조할 수 없다.

⑥ 동일 시리즈라도 웨브 높이(Ho)의 겉칫수가 다르다.

⑦ 제품 코스트에 점유하는 롤 비용이 상당히 높아진다.

이와같은 사정에서, 특히 근래에 이르러서는, 두꺼운 판을 슬릿트하여, 3장의 슬릿판을 용접하여 H형강으로 하는 빌드업 H형강이 보급되어, 그 사용량이 특히 증대하여지고 있다. 강판의 슬릿트 비용 및 용접비용이 필요하기 때문에, 압연법에 의한 H형강에 비해 고가로 되나, 이 빌드업 H형강의 장점은 꼭 상술한 압연법에 의한 H형강의 단점을 보완하는 점으로서, 예를들자면 규격이 자유롭고, 칫수의 정도가 압연법에 의한 H형강에 비해 좋을 것 등이다.

이와같은 사정은 평행 플랜지 홈형강의 경우에 있어서도 동일하나, 특히 평행 플랜지 홈형강의 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.

철골 건축의 기둥재로서 H형강이 종래부터 사용되고 있으나, 단면 방향의 기계적 성능에 방향성이 있기 때문에 기둥재로서는 적합하지 못했다. 그로인하여 근래 H형강에 대신해서 박스 단면재가 채용되어 왔다. 그와같은 박스 단면재는 중저층 철골건축용의 기둥재로서는 전봉관을 단면 박스형으로 성형한 것이 주인데 대해서, 고층 철골 건축용에서는 대형의 홈형강(채널)을 용접하여 얻은 박스 단면재가 사용되고 있다. 이 경우, 플랜지폭(Lo), 웨브 높이(Ho)의 비는 겉칫수에서 1:2로 되어 있으며, 용접을 하면 정방형의 박스 단면으로 된다.

제7도에 관련하여 이미 상술한 바와 같이, 동일 시리즈(예를들자면 400×400시리즈)에 있어서는 플랜지 두께가 다른 많은 규격이 있으나, 압연의 성질상 제품의 웨브 내폭(Wo)이 일정하기 때문에 플랜지 두께가 다르면 웨브 높이(Ho)의 겉칫수는 규격마다 달라진다.

또한, 압연 가공의 성질상, 겉코너의 돌기(70)(제7도 참조)를 소거하는 일이 곤란하기 때문에, 이것을 남긴채로 제품으로서 사용이 되고 있다.

고층 빌딩의 기둥재의 경우, 아래층계로부터 위층계로 향해서 동일 시리즈의 박스재를 사용 서서히 두께를 엷게하여 가기 위해, 웨브 높이(Ho)의 겉칫수가 서서히 적어져, 규격과 규격의 이음새에 있어서 층이 생긴다. 또한 코너의 돌기(70)에 대해서도 규격마다 어긋나기 때문에, 외관상 또는 용접상 매우 사용하기 힘드는 형상으로 되어 있다. 들보와의 결합을 하는 경우에도 불합리함이 생긴다.

종래의 압연법에 있어서 규격별로 유니버설 수평롤을 변경하면, 동일 시리즈로 웨브 높이 겉칫수를 일정하게 하는 일은 가능하나, 이것에 대해서는 H형강에 관련하여 이미 상술한 바와 같이, 롤 보유수가 수배로 되는 것 또한 롤 교환 회수가 수배로 되므로서 제조 코스트가 대폭적으로 상승하여, 경제상 성립이 되지 아니하기 때문에 실현이 되지 않고 있다.

일본국 특허공개 공보소 61-262403호에는 웨브 폭 조정이 가능한 H형강의 제조 방법이 설명되어 있으나, 이것은 중간 압연을 거쳐서부터 폭 가변 압연기로 웨브내폭을 넓혀, 다음의 끝마무리의 압연의 단계에서 또다시 분할롤에 의해 플랜지내폭을 끝마무리하는 방법이다. 그러나, 이 방법에 의하면, 상기 폭 가변 압연기에는 과대한 부하가 걸려 실용하는 것은 곤란하다.

여기에서, 본 발명의 목적은 웨브내의 폭 칫수를 변경이 자유롭게 하여 복수의 시리즈의 평행 플랜지형강을 동일한 유니버설 끝마무리 압연밀로 제조가 가능한 실용화가 가능한 압연 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 유니버설 끝마무리 압연밀에 있어서 1종류의 수평롤로 2시리즈 이상이 평행 플랜지 형강을 압연이 가능하고, 롤 보유수를 반감시켜, 또다시 동일 시리즈로 웨브 높이의 겉칫수를 일정하게 할 수 있고, 그래서 그 겉칫수가 규격외라도 다른 시리즈의 압연으로 저코스트로 제조할 수 있는 평행 플랜지 형강의 압연 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 동일한 유니버설 끝마무리 압연 수평롤을 사용해서, 두께가 다른 규격에 대해서도 웨브 높이의 겉칫수를 일정하게 할 것, 겉코너를 직각으로 할 것, 및 규격외 칫수의 규격으로도 저코스트로 제조할 수 있도록 하는 평행 플랜지 홈형강의 압연 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 유니버설 끝마무리 압연밀에 있어서 한 종류의 수평롤을 사용해서 다른 시리즈의 H형강이 압연 가능하고, 동일 시리즈에서 웨브 높이의 겉칫수가 일정화가 가능하고, 또한 규칙외 칫수로도 규겨 칫수와 동일한 코스트로 제조가 가능하고, 또한 롤 보유수가 대폭적으로 삭감이 되는 H형강의 압연 방법을 제공하는 것이다.

이와 같이하여, 본 발명자는 이같은 과제 해결을 목표로 하여, 각종의 검토를 쌓아서 각종 규격에 있어서 다음과 같은 실험을 되풀이 하였다. 그 대표적인 예를 들수 있다.

즉, 제2도에 도시하는 유니버설 조압연(UR) 밀군에 있어서 JIS의 H450×300(H440×300×11/18)의 H형강의 중간 압연을 하였다. 제3도 참조. 이때의 유니버설밀의 수평롤(30)의 롤 폭은 408.5mm, 플랜지 테이퍼 5°였었다. 이 중간 압연 밀군에서의 끝마무리 칫수는 아래에 게시한 제1표대로 였었다.

[제1표]

이것은 수평롤폭 360mm의 끝마무리 유니버설밀에 있어서 3패스로 웨브 두께를 11.1mm, 웨브 높이 겉칫수405mm까지 압하시켰다. 이때의 재료의 웨브 내폭(Wo)은 368.6mm였으므로, 수평롤과 재료 플랜지의 내면은 약 4mm 정도 떨어져 있었다. 그러나, 견고한 롤에 의해 웨브 높이를 약 40mm 압하시키므로서 플랜지의 겉면은 종래의 압연의 경우와 같이 평탄하고 또한 웨브에 대해서 직각으로 되어 있었다. 또한 웨브의 수평롤 압하, 미압하의 경계는 코너 R에 걸려 있으며 판별이 곤란했었다.

이들의 일련의 실험에서 다음의 사실이 알려졌다.

(1) 유니버설조밀의 수평롤폭에 대해, 끝마무리 유니버설밀의 수평롤 폭을 10 내지 50mm 정도 적게하여 두고, 유니버설 조밀군에서 압연된 중간 압연형강을 유니버설 끝마무리밀로 1패스 또는 복수 패스로 웨브 높이(Ho)를 압하하여, 웨브 높이가 다른 각종의 H형강을 압연할 수가 있다.

(2) 이때 플랜지 두께는 압하되지 아니하므로 유니버설 조밀군으로 목표의 두께로 하여 둠으로서 끝마무리 압연에서의 압하를 필요치 않게 할 수가 있다.

(3) 끝마무리 유니버설밀의 수평롤 폭에 관계없이, 웨브 높이를 자유로이 할 수 있게 되어, 하나의 유니버설 끝마무리밀에 의해, 웨브 두께, 플랜지 두께, 웨브 높이, 그리고 플랜지폭의 다른 많은 규격의 H형강의 압연이 가능해진다.

(4) 종래의 유니버설밀에 의한 압연에 있어서는, 수평롤의 폭을 사용해서 압연재의 웨브 내폭을 고정시켜 버리는 일이 필요한 것으로 알려져 있었다. 이것은, 플랜지 내면이 수평롤 측면에 접해져 있지 아니하면 플랜지의 각도가 일정치 아니한 것으로 생각하고 있었기 때문이었다. 그러나, 수평롤 폭을 적게하여, 플랜지 내면과 수평롤 측면을 접하는 일없이, 플랜지 겉면을 강합하하여, 웨브 높이를 축소시켜도, 플랜지 겉면은 견고롤에 접하고 있으며 플랜지 각도는 일정하다. 즉 웨브 높이의 겉칫수는, 견고롤 개방도를 변화시키므로서 수십 mm의 범위에서 자유롭게 변경이 가능하다.

(5) 일반적으로 유니버설밀에 있어서는, 수평롤이 구동, 견고롤은 비구동으로 되어 있으므로, 재료를 압연하기 위해서는 플랜지압하가 없는 경우, 웨브의 압하가 필요해진다. 이 때문에 웨브를 압하, 미압하 경계면에 층이 생긴다. 또한, 홈형강의 경우 이것은 웨브 내면만으로, 웨브 겉면에 대해서는 수평롤 폭을 크게 취할 수 있으므로 문제는 없다. 그로인하여 용접후의 외관상 이 웨브 내면의 층은 큰 문제는 되지 않는다.

(6) 또다시, 유니버설 끝마무리밀의 수평롤의 롤폭이 가변으로 되면 좋으나, 종래의 유니버설조밀이나 유니버설 끝마무리밀과 같이 롤에 대해 직각 방향, 축방향으로 100톤 이상의 압연하중이 부하되는 상황에서 수평롤을 가변으로 하는 일은 롤 구조상 곤란하며, 현재까지 실용화되어 있지 않다. 그러나, 롤 폭을 가변으로 하는 유니버설밀 스탠드를, 모두 비구동 또는 경구동으로 하므로서, 유니버설 수평롤에 그다지 부하를 주지 아니하는 조건에서 H형강의 웨브 높이를 변경하여, 플랜지 두께는 거의 압하하지 않고, 주된 동력은 유니버설 끝마무리밀 모터로 부담시키므로서 압연이 가능하다.

(7) 종래의 유니버설 끝마무리밀의 수평롤 압연 하중은 플랜지 내폭(Wo) 400mm 이상의 중칫수이상에서는 100톤 이상으로 되어 있으므로서, 유니버설 끝마무리밀에 근접하여 비구동 타입의 롤 폭 가변의 유니버설 정형밀을 설치하면 그 수평롤 압연하중은 50톤 이하로 된다. 실제의 롤을 사용한 실험에서는 20 내지 30톤으로 저부하로 되며, 수평폭 가변롤 구조로의 영향은 없음이 판명되었다.

이들의 (1) 내지 (7)의 내용은, 평행 플랜지 홈형강의 경우에 있어서도 같으며, 평행 플랜지를 구비한 형강에 공통으로 적용이 되는 사항이다.

이와 같이하여, 본 발명의 요지로 하는 바는 브레이크다운 압연, 중간 압연 및 끝마무리 압연을 거쳐 행하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법으로서, 압연 소재를 브레이크다운 압연에 의해 조압연하여, 이어서 중간 압연에 의해 평행 플랜지 및 양 플랜지의 결합부의 압연을 완료하여, 끝마무리 압연에 있어서 유니버설밀을 사용하여, 플랜지 내면을 유니버설 수평롤 측면에 접하지 않고, 견고롤에 의해 플랜지 겉면을 압하하므로서 양 플랜지 사이의 결합의 폭 칫수를 끝마무리하는, 평행 플랜지 형강의 압연 방법이다.

여기에, 상기 평행 플랜지 형강으로서는, 평행 플랜지 홈형강 및 H형강이 대표적으로 예시된다.

상기한 끝마무리 압연의 유니버설 수평롤은 폭 가변이라도 좋다. 그 경우에는, 웨브의 롤 압하, 미압하를 눈에 두드러지지 아니하게 할 수 있기 때문에 특히 유리하다.

본 발명에 있어서도, 종래와 같이 상기 끝마무리 압연의 하류쪽에 유니버설 정형기 또는 롤 교정기를 설치하여 양 플랜지 사이의 결합을 경압하하여, 평탄하게 하고 또한 이 결합부에 대한 플랜지의 직각도를 교정하도록 구성을 하여도 좋다. 또한 이 경우의 수평롤은 폭 가변으로서도 좋다.

본 발명은, 그 다른 모양에 의하면, 브레이크다운 압연, 중간 압연, 및 끝마무리 압연을 거쳐 행하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법에 있어서 압연소재를 브레이크 다운 압연에 의해 조압연하여, 이어서 중간압연에 의해 소정의 플랜지의 압연을 완료하여, 그리고 끝마무리 압연에 있어서, 양 플랜지의 결합부의 압연을 완료하여, 이 끝마무리 압연에 이어서 전 롤비구동 또한 수평롤 폭 가변의 유니버설 정형밀에 의해 상기 양 플랜지의 결합부의 폭 칫수를 끝마무리하는 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법이다.

상기 비구동 유니버설밀의 수평롤 및 수직롤의 최소한 한편은 보조 구동하므로서, 압연재의 맞물림 혹은 물림 분리를 용이하게 하여도 좋다.

다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명을 한다.

제8도는 본 발명에 따르는 압연 방법에 사용하는 끝마무리 압연 유니버설밀에 의한 압연의 양상을 설명하는 약식 설명도이다. 도시하는 예에서는 H형강에 대해서 설명을 하고 있으나, 기타의 평행 플랜지 형강(예:평행 플랜지 홈형강)에 대해서도 동일하다.

먼저, 본 발명에 따르는 압연 방법에 의하면, 브레이크다운 압연은 종래의 방법과 동일하게 행하면 되고, 그것에 의해 압연소재를 비임 브랭크로까지 압연한다. 중간 압연에서는 이 압연소재를 최종 칫수의 플랜지 폭, 플랜지 두께, 웨브 두께로까지 끝마무리 해둔다.

이와 같이하여 얻어진 중간 압연 형강(80)은 수평롤(82), 견고롤(84)로 형성되는 끝마무리 유지버설밀(86)에 의해 웨브 높이(Ho)가 조정된다. 즉, 제8도에 있어서 견고롤(84)의 개방도를 변경하므로서, 수 10mm의 범위내에서 H형강의 웨브 높이의 겉칫수를 자유롭게 변경할 수 있다. 이에 따라, 한 강편 단위로 압연 규격의 변경이 롤의 교체없이 가능하기 때문에, 소량의 많은 규격의 압연에도 매우 적합하다. 견고롤(84)의 개방도 변경은 단시간에 온라인으로 행할 수가 있다.

제9도는 제8도의 일부 확대도이며, 제9도의 화살표로 표시하는 웨브(14)의 롤 압하 경계에 있어서는 층을 만들기 위해서 될뿐 코너 R의 부분에 경계를 가지고 오는 일이 바람직하다. 만약 웨브 높이(Ho)의 변경 범위를 크게 취하기 위해서, 롤 압하 경계가 웨브(14)의 평탄부에 오게 된 경우, 이 층이 두드러지게 눈에 뜨이기 때문에 끝마무리 압연밀 하류측에 있어서 웨브를 가볍게 압하하여 층을 개선할 필요가 있다. 이것에는 전용의 유니버설 정형기를 사용하여도 좋으나, 제10도에 도시하는 바와 같은 롤 스트레이너등의 롤 교정기를 사용해서 이 층을 압하하므로서 충분한 공차내로 평탄화할 수 있다. 도면중, 웨브(14)의 양단에 상·하를 (90,92)가 설치되어, 각 마주하는 롤은 스페이서(94)에 의해 플랜지부(10)의 내측면에 가압되어져 있다. 스페이서(94)의 폭을 바꾸므로서 웨브 높이 겉칫수가 다른 형강에도 적용이 된다.

또한, 평행 플랜지 홈형강의 경우에는 제7도에 도시하는 겉코어의 돌기(70)의 생성이 문제로 되나, 이것은 상술한 유니버설 정형기 등에 의한 정형 압연에 의해 해소하여, 겉코너는 직각으로 된다. 또한, 필요에 의해 유니버설 끝마무리밀에 앞서서 에질밀등으로 겉코너의 모떼기를 하여도 좋다.

이와같이, 본 발명에 의하면, 매우 간편하게 H형강등의 평행 플랜지 형강이 압연이 가능한 것이다. 예를들자면 JIS에 규정된 규격의 H형강만의 제조를 고려한 경우, 유니버설조밀의 수평롤은 33종류×2세트=66세트 필요로 했던 것이 유니버설 끝마무리밀에서 웨브 높이를 0 내지 50mm까지 제어할 수가 있다면 유니버설조밀에서는, 12종류의 수평롤로 끝나고, 42세트의 롤 보유수 체감으로 된다.

종래부터 동일 시리즈의 플랜지 두께의 차이 규격에 대해서, H형강 탄생 이후 웨브 높이(Ho) 겉칫수의 일정화의 요망이 있었으나, 종래 롤 보유수의 증대와 롤 교체 회수증대에 의해 제조 코스트가 대폭적으로 상승하기 때문에 곤란했었다. 그러나, 이제까지 설명을 해온 본 발명에 따르는 압연 방법에 의해 끝마무리 유니버설밀에 있어서 웨브 높이가 자유롭게 조정이 가능하게 되므로서, 동일 시리즈의 웨브 높이의 겉칫수의 일정화는 매우 용이해진다.

이상은 특히 H형강에 대해서 기술하였으나, 평행 플랜지 홈형강에 대해서도 사정은 동일하다.

즉, 먼저 종래와 같이, 브레이크다운밀에 의해 복수 패스로 채널형상의 조형 강편을 압연한다. 다음에 유니버설조밀에 있어서 수평롤은, 동일 시리즈로 두께의 가장 엷은 규격으로 표시된 롤폭으로 한다. 즉 최소 두께 규격에 대해서만이 종래의 압연과 동일하게 하여, 기타의 두꺼운 규격에 대해서는 밀군에 있어서 목표의 웨브폭보다도 큰 형상으로 압연한다. 유니버설 끝마무리밀에 있어서는, 수평롤 폭을 가장 두께의 두꺼운 규격으로 표시된 롤 폭으로 한다. 예를들자면 두께가 20 내지 50mm까지이면, UR과 UF 밀의 수평롤 폭은 60mm 다르다. UF밀에 있어서는, 견고롤의 압하량에 의해 1파스 또는 복수파스로 웨브 높이 겉칫수를 일정한 값으로 한다. 이때의 수평롤 압하량은 1mm 이하가 바람직하다.

다음으로 웨브의 층 및 겉코너의 직각도를 내기 위해서 정형 압연을 하는 일이 바람직하다. 즉, 플랜지 내외면을 압하시키지 않고, 견고롤에 접하는 것만으로 각도를 바로 할뿐이며, 한편 웨브는 가볍게 압하하여, 웨브 내외면에 생긴 층을 소거하여, 평탄하게 한다. 또다시 홈형강의 경우는 겉코너에 대해서도, 돌기를 일으키지 아니하도록 직각으로 한다.

이것을 행하는 밀로서는 수평롤 폭이 가변의 유니버설 정형밀 또는 2Hi 밀을 사용하면 된다. 특히 수평롤 폭방향의 압하력이 제로와 같기 때문에 그 경우의 가변롤의 개구는 매우 간단해진다.

이상과 같은 경우는 어느 것이나 웨브 높이의 조정을 유니버설 끝마무리밀에 있어서 행하고 있으나, 비구동 형태로 한 롤에 의한 유니버설 정형밀을 사용하므로서, 웨브 높이 조정은 이 비구동 형태의 유니버설 정형밀에 의해 혹은 그것과 상술한 유니버설 끝마무리밀과의 조합에 의해 행해도 좋다.

즉, 본 발명의 또다른 구체적인 상태에 의하면, 브레이크다운밀에서의 조압연, 유니버설밀로 형성되는 밀군에서의 중간 압연은 종래와 동일하게 행하나, 다음의 유니버설 끝마무리밀과 유니버설 정형밀에 대해서 2종류의 사용법이 있다.

제1의 상태에 의하면, 플랜지폭 200mm 이상과 같은 중간칫수규격의 평행 플랜지 형강과 같이 동일 시리즈에 있어서 플랜지 두께의 차가 5mm 이하의 경우는 유니버설 끝마무리(UF 밀)의 수평롤 폭은, 종래와 같은 폭으로 하나, 그 사용대(사용폭)가 종래의 배이상 사용된다. 이 UF 밀에서는 종래와 같이 압연재의 플랜지를 수평롤 측면과 견고롤로 압하한다. 다음의 유니버설 정형밀의 수평롤의 폭은 각 플랜지 두께에 대해 웨브 높이 겉칫수가 공칭 칫수(예를들자면 H400×200시리즈이면 400mm)로 되도록 수평롤 폭을 규격마다 변화시켜 둔다. UF 밀로 압연된 재료는 UF 밀에서의 재료 추진력에 의해, 유니버설 정형밀로 가압되어 웨브 높이를 최대 10mm 압하하여, 웨브 높이 겉칫수를 공칭대로 한다. 이때 압연재의 플랜지 내면은, 분할된 수평롤 측면에 접할 뿐이며 수평롤의 측면에 대해 직각 방향으로 압연 하중을 거의 부여하지 않는다.

다른 상태에 의하면, 플랜지폭 300mm 이상의 큰 칫수규격이나 규격외의 칫수와 같이 웨브 높이의 압하량이 10 내지 50mm로 매우 큰 경우에 대해서이다. 이 경우, 웨브 높이 압하를 상술한 유니버설 정형밀로 행하는 것은 불가능하다. 거기에서 먼저 유니버설 끝마무리밀로 그 대부분을 압하하여, 유니버설 정형밀로는 0 내지 10mm의 범위내에서 압하를 한다. 즉, 유니버설 끝마무리밀의 수평롤 폭을 미리 가장 플랜지의 두꺼운 규격으로, 겉칫수의 웨브 높이가 공칭 칫수로 되도록, 즉 가장 좁게 하여둔다. 거기에서, UF 밀에 있어서 복수 패스에 의해 수평롤로 웨브를 압하해가면서 견고한 롤로 플랜지 겉면을 압하하여 웨브 높이를 축소시켜간다. 이때 당연히 패스마다 플랜지 내면과 수평롤 측면과의 사이에는 공간이 존재한다. 제8도 및 제9도 참조. 이 UF 밀에서의 최종 패스에 이어서, 동시에 유니버설 정형밀에 의한 웨브 높이 압하 즉 정형을 행한다. 이 경우도 유니버설 정형밀에서의 압하는, 주로 UF 밀 모터의 부담으로 된다.

제11도는 유니버설 정형밀이 전롤 비구동롤로 형성되며 수평롤이 폭 가변인 경우의 실시예의 전체도를 도시한다. 제12도는 수평롤의 확대도이다. 이 유니버설 정형밀은 끝마무리 유니버설에 근접시켜 그 하류 혹은 상류에 설치된다. 도면중, 부호(100)는 비구동 수평롤, 부호(102)는 비구동 수직롤을 도시한다.

도면에서도 명백한 바와 같이, 수평롤(100)은 축방향으로 2개의 부분(101a 및 101b)으로 2분할되어 있다. 롤 중앙내면에 나사(103a,103b)가 설치되어 있으며, 각각 왼나사, 오른나사로 되어 있다. 한편, 중심축(104)의 중앙부 겉면에는 롤 내면나사(103a,103b)에 맞물리는 나사(105a,105b)가 설치도어져 있다. 또한, 롤축끝 및 중심축끝에는 위치 변경용의 원판(106,107)이 각각 끼워맞춰 있으며, 베어링(108,109) 및 축방향 위치 결정 장치(110)가 각각 설치되어 있다.

롤 폭 변경을 위해 중심축의 끝에 설치된 원판(107)에 대해서 롤축 끝원판(106)을 회전하면 중심축 나사(105b)와 롤내면나사(103b)에 의해 롤(101b)의 축방향 위치가 변한다. 동시에 롤(101b)의 회전은 축방향으로 이동이 가능한 연결핀(112)을 거쳐서 롤(101b)로 전달되어 롤(101b)과 같이 동일거리만큼 축방향으로 이동시킬 수가 있다. 위치 결정후에 원판(106,107)을 연결핀(120)으로 고정시키므로서 위치가 고정된다.

또한, 도시하는 예에서는 롤 위치 변경용 원판의 구동은 수동이나, 구동장치를 부착시키므로서 원격조작도 가능하다.

다음으로, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명을 한다.

[실시예 1]

본 예에서는 제13도에 도시하는 압연 라인을 사용하여 H형강의 압연을 하였다. BD 밀(20)에 있어서는 CC부름, 슬라브등의 압연 소재를 가열후, 복수 패스로 H형강의 형상에 가까운 비임브랭크로 압연한다. 다음으로, 수평롤 폭 408.5mm의 유니버설조밀(22)과 에지밀(24)로 형성되는 유니버설 조압연밀군(26)에 있어서 H450×300의 중간 압연을 한다. 이때의 수평롤 측면 테이퍼는, 종래의 끝마무리 압연밀의 경우와 같은 0.3도로 하여둔다. 규격 H450×300의 H형강을 압연하는 경우는, 여기에서 끝마무리 압연을 해버려, 유니버설 끝마무리 압연밀(28)은 공패스로 한다.

다음에 같은 압연 라인으로 H400×300을 압연하는 경우는 웨브, 플랜지 두께, 플랜지 폭을 변경한 후, 유니버설 끝마무리밀(28)로 3패스로 웨브 높이를 약 50mm 축소 제품으로 한다.

이 시리즈에는 H386×299×9/14, H300×10/14의 규격가 있으나, 사용자의 요망이 있으면 공칭 칫수의 H400×299×9/14, H400×300×10/16로 하는 것은 용이하다. 또한, 웨브 높이가 400 내지 450mm 사이이면 웨브 높이는 자유이다. 400mm 이하, 450mm 이상에 대해서도 50mm의 범위내에서 동일한 조정이 가능하다.

제14도에는 제13도의 UF 밀(28)의 후면 또는 앞면에 수평롤을 분할 슬리브로서 수평롤 폭 가변의 유니버설 정형밀(29)을 설치하여, 플랜지 내외면 모두 압하하지 아니하고 롤에 재료가 접하는 것만으로 하여, 웨브에 대해서도, UF 밀(28)로 생긴 웨브의 층을 소거할 정도의 가벼운 압하로 하므로서, 보다 엄한 시방의 H형강을 압연할 수 있도록 하고 있다.

UF 밀(28)을 폭 가변으로 하는 일은 견고한 롤 압하를 행하기 위해 이제까지도 각종으로 제안되고 있으나 모두 실현이 곤란하며, 본 발명과 같이 종래의 UF 밀로 웨브 높이를 변경하여 폭 가변의 유니버설밀은 단순한 정형밀로 하여 수평롤에는 축방향으로 힘이 걸리지 아니하도록 하므로써 실지 조업화가 가능해진다.

이와같은 정형밀의 기능을 제13도에도 도시하는 바와같이 롤러 스토레이트너와 같은 롤러 교정기로 대용하는 일도 충분히 가능하다.

[실시예 2]

제13도 및 제14도에 있어서 부호(130)은 고온 금속 절단용 톱, (132)는 냉각상, (134)는 롤러 교정기를 도시한다.

본 예에서는 제14도의 밀 레이아우트에 도시하는 압연 라인에 의해 본 발명을 실시하여, 평행 플랜지 홈형강을 제조하였다.

예로서 500×250의 경우, 두께는 13 내지 50mm로 하였다. 유니버설조밀(22)의 수평롤 폭은, 474mm였었다. 여기에서 7패스에 의해 플랜지 두께를 13.1mm, 웨브 두께를 13.1mm로 하였다. 이때의 수평롤의 측면 테이퍼는 0.3도이며, 종래의 유니버설 끝마무리밀과 동일했다. 이때 에지의 공형은, 플랜지 웨브의 겉코너가 직각으로 되도록 하였다. 최소 두께의 13mm 규격의 경우, 유니버설 끝마무리밀(28)에서는, 전혀 압하를 하지 않고 롤과 재료를 접하는 것만으로 끝마무리 압연을 완료하였다. 또한 끝마무리밀 후단에 있는 폭가변 수평롤을 갖는 유니버설 정형밀(29)도 동일한 사용법이였었다.

다음에, 중간 두께의 30mm 규격의 경우, UR 밀군(26)에 있어서 끝마무리 칫수는, 플랜지 두께 30.3mm, 웨브 두께 30.9mm 웨브 높이 겉칫수34.6mm였었다. 이때 에지밀의 공형에서의 겉코너는 모떼기 형상으로 되어 있었다. 이 재료를 UF 밀에 있어서 1패스로 웨브를 0.6mm 압하하여 웨브 높이 겉칫수를 500mm로 하였다. 이때 플랜지 내면과 수평롤 측면은, 한쪽 19.8mm 떨어져 있었다. 이것은 재료의 안폭을 439.6mm에 대해 유니버설 끝마무리밀의 아래 롤폭은 400mm로 되어 있기 때문이다. 다음의 유니버설 정형밀의 위 롤폭은 가변이며 439.6mm로 하였다. 13mm 규격의 경우와 같이 플랜지는, 롤에 재료가 접하는 것만으로, 한편 웨브는 가볍게 압하하여 평탄하게 되었다.

또다시 최대 두께 규격 50mm에 대해서는, UR 방치 칫수가, 플랜지 두께 50.5mm, 웨브 두께 51.0mm, 웨브 높이 겉칫수575mm였었다. 이것은 UF 밀(28)에 있어서 3패스로 웨브 높이 겉칫수를 500mm로 하였다. 이때의 웨브 압하량은 0.2mm/패스였었다.

이어서 유니버설 정형밀(29)로 정형 압연을 하였다. 수평롤 폭은 400mm로 변경하여, 플랜지의 각도 수정과 웨브의 평탄화, 코너의 직각화를 하였다.

이와 같이하여 제조된 일련의 평행 플랜지 홈형강의 형상을 제15도에 도시한다. 웨브 높이 겉칫수는 500mm로 일정하게 하여, 플랜지 두께를 차례로 변경할 수가 있음을 알 수 있다.

표면 형상, 칫수공차가 엄격하지 아니한 경우에 대해서는, 유니버설 정형밀(29)은 필요치 않다. 또한 UF 밀(28)에서 레버스 압연을 하는 경우에 대해서는 유니버설 정형밀은 UF 밀에 근접하여 앞면에 두어도 문제는 없다.

[실시예 3]

본 예에서는 제14도에 도시하는 밀 레이아우트의 압연 라인에 의해 본 발명 방법을 실시하였다.

(1) H400×200시리즈 H형강의 제조

연속 주조 부룸(300mm 두께×670mm 폭)을 가열로에 있어서 1250℃로까지 가열하였다. 이어서 롤 공형을 갖는 브레이크다운밀(20)로 17패스의 레버스 압연을 행하여, 웨브 두께 40mm의 비임 블랭크를 조형하였다. H400×200시리즈의 JIS 규격에서는 H396×199×7/11, H400×200×8/13, H404×201×9/15의 3시리즈가 있으며, 모두 웨브내폭은 374mm이다.

유니버설조밀(22)의 수평롤폭은, 종래와 같게 하여 두고 7패스로 각 규격 모두 상기 칫수에 가까운 형상으로 하였다. 단, UR-E 밀군(26)에서는 플랜지는 5°의 테이퍼를 가지고 있다. 이어서 UF 밀(28)도 종래와 같은 유니버설 수평롤을 사용, 플랜지의 테이퍼를 UF 밀(28)로 0.3°로 하여 거의 상기한 칫수로 하였다. 비구동 형태의 유니버설 정형밀(29)에 있어서는, 각 규격별로 유니버설 수평롤 폭은 온라인으로 변화시켰다. H396×199×7/11에서는 유니버설 끝마무리밀(28)의 수평롤 폭 374mm에 대해 정형밀(29)의 수평롤 폭은 378mm로 하여, H400×199×7/11로 하였다. H400×200×8/13의 규격의 것에 대해서는 UR, UF와 같은 374mm로 하여, 거의 정형밀(29)에서의 압하는 없었다. H404×201×9/15에서는 정형밀(29)의 수평롤 폭을 370mm로 하여 압입 압연에 의해 H404×201×9/15로 하였다. 당연하게도 UR, UF 밀의 수평롤 사용폭은 정형밀의 웨브 높이 변경 기능에 의해, 종래의 6mm 정도에서 10mm 이상으로 되어, 롤 원단위가 대폭적으로 향상하였다.

(2) H900×300시리즈 H형강의 제조

이 시리즈는 H890×299×15/23 내지 H918×303×19/37까지 4규격이 있다. 플랜지 두께의 차가 14mm이며, 웨브 높이의 차는 28mm가 되며, 이것을 1패스로 압하하여, 900mm로 하는 것은 곤란하다. 거기에서 유니버설 끝마무리밀(28)의 수평롤 폭을 종래의 844mm에서 826mm로 약 18mm 좁게 하였다. UR 밀(22)의 수평롤의 폭은 역으로 854mm로 넓게 하였다. 15/23 규격의 경우, 웨브 높이(Ho)의 겉칫수는 플랜지 중앙에서 854+23+23=900mm로 되었다. 그 때문에 UF 밀(28)에서는 견고한 롤 간격을 900mm로 하여 압연재의 플랜지 내면과 수평롤측은 접하지 아니한채로 압연하여, 유니버설 정형밀(29)로 압입하였다. 유니버설 정형밀(29)의 수평롤 폭은 854mm로 하여 플랜지 내외면을 롤에 접촉시켜 정형하였다. 19/37mm의 경우는 UR 밀 방치의 웨브 높이 겉칫수는 928mm로 되었다. UF 밀(28)에서 3패스로 900mm까지 웨브 높이를 축소시켰다. 이때 3패스째만이 수평롤 측면에 압연재가 접하였다. 비구동형태의 유니버설 정형밀(29)의 롤 폭은 826mm나 되며, UF 밀로부터의 압입으로 H900×303×19/37을 제조할 수 있다.

이상으로 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 한 종류의 롤로 동일 시리즈의 평행 플랜지형강의 웨브 높이 겉칫수를 일정화할 수가 있게 된다. 또한 유니버설 정형밀의 사용에 의해 홈형강의 겉코너가 직각으로 되어 돌기없는 형상으로 할 수가 있으며, 또한 규격외의 칫수에 대해서도 저코스트로 제조할 수가 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 주구동의 UF 밀과 비구동 또는 보조 구동의 수평롤 폭 가변 유니버설 정형밀을 사용해서 웨브 높이를 변경하므로서, 수평롤 폭에 관계없이 자유로운 웨브 높이의 H형강이 동일 압연시에 동일롤로 제조가 가능하고, 롤 보유수의 대폭 삭감, 롤 원단위의 대폭 향상이 실현된다.

이와같이 본 발명의 실제상의 효과도 현저하게 그 의의는 크다.

Claims (10)

1. 브레이크다운 압연, 중간 압연 및 끝마무리 압연을 거쳐서 행하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법으로서, 압연 소재를 브레이크다운 압연에 의해 조압연하고, 중간 압연에 의해 플랜지 및 양 플랜지의 결합부의 압연을 완료하며, 끝마무리 압연에 있어서 유니버설밀을 사용하여 플랜지의 내면을 유니버설 수평롤 측면에 접하지 않고, 견고한 롤에 의해 플랜지 겉면을 압하하므로서 양 플랜지 사이의 결합의 폭 칫수를 끝마무리하는 하는 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 평행 플랜지 형강이 평행 플랜지 홈형강인 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 평행 플랜지 형강이 H형강인 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 끝마무리 압연의 유니버설 수평롤이 폭가변인 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 끝마무리 압연의 하류측에 유니버설 정형기를, 양 평행 플랜지 사이의 결합부를 가볍게 압하하여 평탄하게 하고 또한 이 결합부에 대한 평행 플랜지의 직각도를 교정하는 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 유니버설 정형기의 수평롤이 폭 가변인 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
7. 브레이크다운 압연, 중간 압연, 및 끝마무리 압연을 거쳐 행하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법으로서, 압연 소재를 브레이크다운 압연에 의해 조압연하고, 중간 압연에 의해 소정의 평행 플랜지의 압연을 완료하며, 끝마무리 압연에 있어서 양 평행 플랜지의 결합부의 압연을 완료하고, 이 끝마무리 압연에 이어서 전롤 비구동 또한 수평롤 폭가변의 유니버설 정형밀에 의해 상기 양 플랜지의 결합부의 폭 칫수를 끝마무리하는 하는 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 평행 플랜지 형강이 평행 플랜지 홈형강인 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 평행 플랜지 형강이 H형강인 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.
10. 제7항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 유니버설 정형밀의 수평롤 및 수직롤의 최소한 한편을 보조 구동하는 것을 특징으로 하는 평행 플랜지 형강의 압연 방법.

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