WO1996002333A1

WO1996002333A1 - Laminoir pour la production de cornieres d'acier a partir de feuillards d'acier et procede de laminage de cornieres d'acier au moyen dudit laminoir

Info

Publication number: WO1996002333A1
Application number: PCT/JP1995/001402
Authority: WO
Inventors: Yoshiaki Kusaba
Original assignee: Sumitomo Metal Industries, Ltd.
Priority date: 1994-07-19
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1996-02-01
Also published as: US5941114A; TW271411B; CN1153487A; KR970704527A; KR100227228B1; EP0771595B1; CN1067302C; EP0771595A4; DE69527143D1; AU2936595A; EP0771595A1; AU690717B2; DE69527143T2

Description

明細書

発明の名称鋼帯から山形鋼を製造する圧延装置および

その圧延装置を用いた山形鋼の圧延方法技術分野

本発明は、特にコーナー部の外側半径の小さな断面形状を有するステンレス山形鋼を鋼帯から製造する熱間圧延装置、およびその装置を用いた圧延方法に関する。背景技術

山形鋼は、構造物の部材として古くから多く使用されている。

図 1 は、熱間圧延で製造された山形鋼の断面の一例を示す図である。 Aはフランジの一辺の長さ（以下、 Aを「フランジ」という。）、 tはフランジの厚さ、はコーナ一部の内半径、 r₂はコーナー部の外側半径である。通常、これらの寸法は、 J I S (日本工業規格）に規定されているが、山部のコーナー部の外側半径 r₂は規定されていない。しかし、厨房や化学ブラントなどに用いられるステンレス鋼製の山形鋼は、これで製作された構造物の外観の美麗さを確保するため、山部のコーナー部の外側半径 r₂を 1隱以下（以下、単に Γシャープエッジ」という。）としたものが要求されている。

山形鋼を製造する方法は大きく分けて 2種類あり、 1つは連続铸造ブルーム等から孔型ミルによって熱間圧延で製造する方法、他の 1つは鋼帯からロール成形（曲げ加工）機によって冷間または熱間で軽山形鋼を製造する方法である。ここで「鋼帯」とは、広幅の鋼板を長手方向にスリットした狭幅の帯状の板材である。

図 2は、山形鋼を熱間孔型圧延で製造するときの圧延ロール孔型（パススケジュール）を示す図である。山形鋼の製造は、連続铸造ブルーム (ビレツト）を素材とし、 7ないし 8個の孔型をもったミルを用い、熱間圧延によって 7回ないし 8回以上のパス回数で圧延され、素材は図 1 に示すような山形に造形される。

孔型圧延では、被圧延材 M'が孔型を通過するとき、山形鋼のフランジに相当する部分のロール周速度が異なるので、摩擦が生じ、山形鋼の表面性状を悪くする。これを解消する方法として、特開平 5 - 237503号公報には、孔型ロールの前に成形ロールを配置し、成形ロールで山部の曲げ加工を行い、表面性状の優れたステンレス鋼製山形鋼を製造する方法が提案されている。

図 3は、冷間成形によって鋼帯から山形鋼を製造する方法を示す図である。鋼帯を冷間成形によって山形鋼を製造する方法では、素材 Sの加ェは曲げ成形であるため、板厚方向の圧下は施されない。そのため、コーナ一部の外側半径は、板厚さの 2倍程度となる。例えば、板厚が 3 咖のステンレス鋼帯からフランジ厚さ 3隱の山形鋼を成形した場合、コーナ一部の外側半径 r ₂は約 6 mmとなり、前記厨房用等の山形鋼の用途には適さない。

鋼帯を素材として熱間圧延によって山形鋼に造形しょうとすれば、図 1 に示したように山形鋼のコーナ一部の厚さ Bは、フランジの厚さ tの約 1 . 5倍以上を必要とする。従って、製品のフランジ厚さと同じ厚さの鋼帯を用いたのでは、目的のシャープエッジを有する山形鋼の E延は不可能であった。これを実現するには、コーナー部の厚さ以上の厚さをもつた鋼帯を用いる必要がある。

図 4は、コーナ一部の厚さ以上の厚さを有する鋼帯から山形鋼の粗形材を製作する状況を示す図であり、（a) は圧延された粗形材の断面を示す図、）は粗形材に発生したエッジ波を示す図である。 2重式孔型ミルを用いて、同図（a) に示すように山形鋼のコーナー部厚さ Bよりも大きな厚さ Tを有する鋼帯 S (破線で示す）から、山形鋼のフランジに成形される部分 Cを、板厚方向に圧下することによって粗形材 M"が造形される。しかし、板幅に対して厚さの薄い鋼帯を、一部（例えば、中央部）を残して両端部を厚さ方向に強圧下すると、板幅方向で圧延方向の伸びが異なり、図（b) に示すようにうねり状のしわ、いわゆるエッジ波が発生する。このため仕上げ圧延を施してもフランジ部に波打ち状の変形が現れ、製品不良となることがある。

図 2に示すような孔型をもった圧延装置を用い、熱間圧延によって造形する山形鋼の圧延方法は、小サイズのステンレス鋼製の山形鋼の製造には適さない。例えば、フランジの長さ 30ram、厚さ 3隱の山形鋼（以下、このような山形鋼の大きさを「30 X 30 X 3」と記載する。）を、断面の一辺が 120画の連挠铸造ビレットから製造する場合、ビレットをこれらの孔型に 15回（15パス）以上通す必要がある。その結果、圧延仕上げ温度が 800°C以下に低下し、材料の加工性が悪くなり、製品の表面性状の悪化を招く。これを解消するには、圧延の途中で再加熱が必要となり、圧延能率の低下を招く。

鋼帯を素材として冷間、または熱間で曲げ加工する方法では、前述したようにシャープエツジを有する山形鋼を製造することができない。鋼帯のフランジ相当部だけを圧下する方法は、強圧下するとエツジ波が発生し、これを防ぐためには柽圧下を必要とし、圧延パス回数を増加させるとともに設備費が嵩む。また、孔型ロールの前に成形ロールを設ける方法では、コーナー部が減肉し、シャープエッジが得られず、また圧延設備が複雑になる、という問題がある。

このようにシャープエツジを有する山形鋼は、铸造ビレッ卜からの孔型圧延装置によって得られるが、小サイズの山形鐧では圧延パス回数が多くなり、表面性状が悪くなる。発明の開示

本発明の目的は、良好な表面状况とシャープエツジを有する山形鋼を、製品のフランジ厚さと同等の厚さをもつ鋼帯から熱間圧延によって製造する圧延装置とその装置を用いた安価な圧延方法を提供することにある。本発明者は、ロール表面に溝孔型を有する垂直ロールとロール長手方向の中央部に溝孔型を有する水平ロールとが配設されたユニバーサルミルを用い、板材の両端を幅方向に圧下すると、エッジ波が発生することなく板幅の中央部の厚さを大きくすることができることを確認し、本発明を完成した。

本発明の要旨は、図 5から図 8に示す圧延装置とそれらを用いた鋼帯から山形鋼を圧延する方法にある。

①図 5に示すように、走行する鋼帯（S) を加熱する加熱装置（H) と、ュ二バーサルミル（U) と、 2重式孔型ミル群（R) とが近接配置され、ュニバーサルミル（U1 )には、ロール表面に溝孔型（13)を有する一対の垂直口ール（3. 3) と片方のロール表面の中央部に溝孔型（12)を有する一対の水平ロール（1. 2) とが配設された圧延装置。

ユニバーサルミルの他方のロール（後述する図 6(b)の下水平ロール 2' ) には、長手方向中央部に突起（14)が設けられていることが望ましい。

②前記の加熱炉が鋼帯に直接通電して加熱する装置（H2)である上記①の圧延装置（図 7、 8参照）。

③前記加熱装置が給電ロール（7, 8) と、絶縁されたユニバーサルミル（U) と、接地された 2重式孔型ミル（R) である上記①の圧延装置（図 8 参照）。

④前記通電加熱装置は 2組の給電ロール（7, 8) からなり、 1つの給電口 —ル（7) には鋼帯の走行方向に給電ロールを移動させる装置が配設され、他の給電ロール（8) にはロール開放装置が配設された上記③の圧延装置 (図 8参照）。 ⑤表面に溝孔型（13)を有する一対の垂直ロール（3, 3) と片方のロールの中央部に溝孔型（12)を有する一対の水平ロールとが配置されたュニバーサルミルを用い、鋼帯を幅方向に圧下するとともに厚さ方向に圧下して板幅中央部の厚さを増大させた後、 2重式孔型ミルを用いて山形に仕上げる山形鋼の圧延方法。

⑥ユニバーサルミルの前段に 2組の上下の給電ロール（7, 8) が設置された通電加熱装置（H2)を具備した圧延装置を用い、圧延を開始するにあたり、 2つの給電ロールを鋼帯の走行方向に接近させて配置しておき、鋼帯）が後段の給電ロール（8) に嚙み込んだとき、前段の給電ロールを鋼帯の走行方向と逆の方向に移動させつつ通電を行い、鋼帯が所定の温度になったとき、鋼帯を圧延速度で走行させ、同時に後段の給電ロールを開放し、前段の給電ロール（7) とユニバーサルミル間、または仕上げミル間で通電加熱を施しながら、表面に溝孔型を有する一対の垂直ロールと片方のロールの中央部に溝孔型を有する一対の水平ロールとが配置されたユニバーサルミルによって、鋼帯を幅方向に圧下するとともに厚さ方向に圧下して板幅中央部の厚さを増大させた後、 2重式孔型ミルによって山形に仕上げる山形鋼の圧延方法。

図面の簡単な説明

図 1 は山形鋼の断面形状の一例を示す図であり、図 2は従来の孔型圧延による孔型とパススケジュールの一例を示す図である。また、図 3は冷間成形によって鋼帯から山形鋼を製造する方法を示す図である。

図 4は鋼帯の両端を圧下して粗形材を製作する状況を示す図であり、 (a) は孔型圧延によって造形された粗形材の断面を示す図、（b) は粗形材に発生したエツジ波を示す図である。

図 5は本発明の鋼帯から山形鋼を製造するための圧延装置の一例を示す図であり、（a) は圧延ラインを示す図、（b) は、ユニバーサルミルのロール配置と被圧延材の断面を示す図である。また、図 6は本発明の鋼帯から山形鋼を製造するための圧延装置の他の例を示す図であり、（a) は圧延ラインを示す図、（b) は、ユニバーサルミルのロール配置と被圧延材の断面を示す図である。

図 7は通電加熱を用いた山形鋼の圧延装置を示す図であり、図 8は接地された 2重式孔型ミルが配置された山形鋼の圧延装置を示す図である < 図 9および図 10は鋼帯の両端を拘束した場合の幅圧下に伴う座屈モードを示す図であり、図 9は 10匪拘束した場合、図 10は 3隱拘束した場合である。また、図 1 1は鋼帯の両端を拘束しない場合の幅圧下に伴う座屈モ一ドを示す図である。

図 12は幅圧下試験を行うためのユニバーサルミルのロール配置と被圧延材の断面を示す図であり、図 13は幅圧下試験でえた幅圧下率と中央部厚さ増加率との関係を示す図である。

図 14は、ユニバーサルミルの前段に鋼帯の温度調節装置が配置された山形鋼の圧延装置を示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の山形鋼を製造する圧延装置によれば、従来のユニバーサルミルのロール形状を変えることで、製品山形鋼のフランジ厚さと同等の厚さをもつ鋼帯から、少なくとも 2パスの圧延で目的製品を圧延することができる。

A . ユニバーサルミルによる粗形材の造形圧延について：

ユニバーサルミルの左右の垂直ロールによって、鋼帯を幅方向に圧下したときの鐧帯の変形状況を調べた。外径が 400 mmの円周部に溝底部の輻を 5睡、傾斜角を 8 ° 、深さを 3画および 10画とする 2種類の溝孔型が形成された左右の垂直ロールによって、厚さ 5隱、幅 1 00mmのステンレス鋼（SUS 304) を、 900°Cに加熱後、幅方向に最大 30 隱圧下した。図 9は、溝孔型で鋼帯の両端部を 10mm拘束して幅方向に圧下したときの鋼帯の変形状況を示す図である。鋼帯 Sの両端を 10匪拘束して幅方向に圧下すると、座屈が起こり、その座屈モードは U型（図示は逆 U型）となり、板幅中央部が屈曲する。

図 10は、溝孔型で鋼帯の両端部を 3誦拘束して幅方向に圧下したときの鋼帯の変形状況を示す図である。拘束量を 3隱とした場合の座屈モードは W型（図示は逆 W型）となり、板幅中央部から左右にずれたところが屈曲する。

図 1 1は、鋼帯の両端を拘束しない場合の幅圧下に伴う座屈モードを示す図である。鋼帯 Sの両端を拘束しない場合には、同図に示すように両端部が屈曲する。

これらの結果から、垂直ロールの溝深さによる鋼帯両端部の拘束の程度により、鋼帯中央部に発生する変形が大幅に変化することかわかる。図 9に示す座屈モードをもって変形させた材料を、ロール長手方向の中央部に溝孔型を有する水平ロールで厚さ方向に圧下すると、中央部が増肉された山形鋼の粗形材が得られる。これを確認するため、モデルミルによって鐧帯を幅方向に圧下したときの厚さの変化を調べた。

図 12は、試験に用いたユニバーサルミルのロール配置と被圧延材の断面を示す図である。垂直ロール 3' , 3' には、外径 400 讓の円周部に溝底部の幅を 5 mm、傾斜角を 8 ° とし、深さを 3 誦および 10瞧とする 2種類の溝孔型 13が形成され、上水平ロール 1 には外径 400 匪の円周部に溝底部の幅を 20 mm. 深さを 8 隱とする溝孔型 12が形成されている。このようなミルを用い、鐦帯 Sとして厚さ 5 隱、幅 1 00隱（ただし、溝深さ 10 瞧の場合、溝深さ 3 mmの場合は 85隱）のステンレス鋼（SUS 304) を、 900°Cに加熱後、水平ロール両端部のロール開度 Gを 5 mmに設定し、垂直ロールで幅方向の圧下量を種々変えた圧延試験を行った。

鋼帯は、幅方向に圧下されると上述したように板幅中央部で座屈する _c 座屈した被圧延材 M'は、ロール長手方向の中央部に溝孔型 12が形成された上水平ロール 1 によって圧下され、その空間部（溝孔型部）に充満し、板幅中央部の厚さを増大させる。

図 13は、ロール表面に溝孔型を有するユニバーサルミルを用いて鋼帯の幅圧下圧延試験を行ったときの圧下率と板厚増加率との関係を示す図である。同図において、〇印で示す曲線は垂直ロールの溝深さを 10誦とした場合、秦印で示す曲線は 3 隱とした場合である。溝深さを大きくすることによって、鋼帯中央部の厚さの増加率が大きくなることがわかる < これらの結果から、ロール表面に溝孔型を有する一対の垂直ロールによって鋼帯の両端部を拘束しながら板幅方向に圧下し、片方のロール長手方向の中央部に溝孔型を有する一対の水平ロールによって板厚さ方向に圧下すると、鋼帯の中央部の厚さを増大させる造形圧延を施すことができる。これを 2重孔型ミルで仕上げ圧延を施すことにより、シャープエッジを有する山形鋼が得られる。即ち、山形鋼のフランジ厚さに等しい厚さの鋼帯からシャープエツジを有する山形鋼の製造が可能となる。

B . 鋼帯から 3パスで山形鋼を製造する圧延装置について：図 5は、本発明の鋼帯から山形鋼を製造するための圧延装置の一例を示す図であり、（a) は圧延ラインを示す図、）はユニバーサルミルのロール配置と被圧延材の断面を示す図である。 Sは鋼帯、 Hは連続加熱炉 HIを設置した加熱装置、 Uはユニバーサルミル、 Rは 1段目 2重孔型成形ミル R1および 2段目 2重孔型仕上げミル R2を近接配置した 2重式孔型ミル群、 Dは切断機、 Mは製品であり、ユニバーサルミルと 2重式孔型ミル群は圧延方向に近接配置されている。ここで「近接配置されている」とは、両者の間にテーブルロールが存在せず、両スタンドが連続して配列された状態をいう。

鋼帯 Sは、連続加熱炉 HIで加熱され、ユニバーサルミル Uによって材料幅の縮小と中央部の厚さを増大させる造形が行われ、次いで 2重式孔型ミル群 Rによって山形鋼に仕上げ圧延される。

図 5(b)に示すユニバーサルミル U1の特徴は、垂直ロール 3にはロール外周部に溝孔型 13を設けて、被圧延材 M'の両端を把持し幅方向に圧下できる構造としたこと、および水平ロールには少なくとも片方のロール (この場合は上水平ロール 1 ) 外周部の長手方向中央部に溝孔型 12を設けて、垂直ロールによって幅方向に圧下され座屈した材料を中央部に移動できる構造としたことである。即ち、垂直ロール 3には溝孔型 13が形成されているので被圧延材 M'を板幅方向に圧下すると、被圧延材の幅中央部に座屈が起こり、しかも圧延方向には延伸されないので幅方向中央部に移動し、水平ロールの形状に沿って厚さを増加させる。一方、上水平ロール 1の中央部には溝孔型 12が形成されており、特定のロール開度 G = 4. 5 隱に設定し、鋼帯を拘束するので、板幅方向の圧下量（減面積量）が中央部の厚さを増加させることとなる。この形状は、図 2に示すパス 5によって造形された形状に相当する。

鋼帯 Sは、連続加熱炉 HIで加熱され、図 5(b)に示すようなロールが配設されたユニバーサルミル U1によって幅方向に圧下され、中央部の厚さを増大させる圧延が施され、図 2のパス 5に示す形状に相当する形状に造形される。次いで、図 2のパス 6に示す孔型ロールを刻設した 1段目 2重式孔型成形ミルによって鋼帯の中央部を「逆 V字」状に成形する中間圧延が施される。更に、図 2のパス 7に示す孔型を刻設した 2重式孔型仕上げミル R ₂によってフランジの直角度とシャープエツジを形成し, 山形鋼製品に仕上げる。

本発明の圧延装置を用いれば、製品山形鋼のフランジ厚さに等しい鋼帯からシャープェッジを有し、表面性状の優れた山形鋼を 3パスの圧延によって製造することができる。

C . 鋼帯から 2パスで山形鋼を製造する圧延装置について：

図 6は、本発明の鋼帯から山形鋼を製造するための圧延装置の他の例を示す図であり、（a) は圧延ラインを示す図、（b) は、ユニバーサルミルのロール配置と被圧延材の断面を示す図である。同図（b) に示すュニバーサルミルの特徴は、片方の水平ロール Γの外周面の中央部には溝孔型 12が、片方の水平ロール 2'の外周面の中央部には突起 14が設けられ、幅方向に圧下された被圧延材 M'を中央部に移動させる構造としたことでめ。

山形鋼のフランジ幅の 2倍以上の幅を有し、フランジ厚さに等しい鋼帯 Sを加熱した後、図 6(b)に示すようなユニバーサルミル U2を用いて板幅方向への圧下と厚さ方向に拘束圧延することによって、山形鋼の粗形材に造形する。即ち、垂直ロール 3には、図 6(b)に示すように溝孔型 13 が形成されているので、板幅方向に圧下すると、被圧延材 M'は幅中央部に座屈が起こり、しかも圧延方向には延伸されないので幅方向中央部に移動し、水平ロールの形状に沿って厚さを増加させる。一方、上水平口ール Γの中央部には溝孔型 12が、下水平ロール 2'には突起 14が形成されており、両者を特定のロール開度に設定し、被圧延材 M'を拘束するので、板幅方向の圧下量（減面積量）が中央部の厚さを増加させることとなる _c この形状は、図 2に示すパス 6によって造形された形状に相当する。続く 2重式孔型仕上げミル R2では、整形圧延を施すだけでよい。ュニバーサルミル Uで造形された被圧延材は、図 2に示すパス 6で圧延された材料の形状に近似しており、 2重式孔型仕上げミル R2では単にフランジの直角度とシャープエッジを形成するだけでよい。このユニバーサルミル U2を用いれば山形鋼のコーナー部の厚さは、フランジ部よりも約 50 %大きくなり、しかもコーナ一角も付与されているので山形鋼を比較的軽度の圧延によって造形できる。これにより表面性状の良好な山形鋼を製造することができる。

D . 加熱装置に直接通電加熱を用いた圧延装置について：

図 7は、通電加熱を用いた山形鋼の製造装置を示す図である。

Hは鋼帯を上下に挟む 2組の給電ロール 7, 8 が鋼帯の走行方向に配置した直接通電加熱装置 H2からなる加熱装置、 9は電源、 U2はュニバーサルミル、 R2は 2重孔型ミル群、 Sは鐦帯、 Mは製品山形鋼である。ュニバーサルミル U2には、溝孔型をもった水平ロール Γ と突起をもった水平ロール 2' とからなるユニバーサルミル U2、または溝孔型をもった水平口ールと平坦な水平ロールとからなるユニバーサルミル U1のいずれかを配置する。 2重孔型ミル群には、ユニバーサルミル U2の場合には仕上げミル R2だけを配置し、ユニバーサルミル U1の場合には成形孔型ミル R1および仕上げミル R2を配置する。

図示するように、鋼帯 Sを 2つの給電ロール 7, 8 間で所定の温度に加熱した後、ユニバーサルミル U2によって幅を圧下し、中央部の厚さを増大させ、粗形材に造形する。その後、粗形材を仕上げ孔型ミル R2によつて製品寸法の山形鋼に圧延する。この場合の圧延速度は、 20 V、 6000 A の場合には約 0. 2m/sと低速であるが、電源設備は非常に安価である。 ― 方、連続式加熱炉を用いた場合設備費は高額となるが、速度は 5 m/s となり、生産性は大幅に増大する。しカヽし、小型のステンレス鋼山形鋼の国內需要を勘案すれば、直接通電加熱法は、 0. 2m/sの生産能力でも十分対応でき、小型のステンレス鋼製の山形鋼にとって最適の加熱法である ₍ E . 前段の給電ロールを移動させることについて：

通常の通電加熱装置では鋼帯の走行方向の先端部は加熱できないため- この部分は圧延することができない。これを解消する方法として、給電ロールを移動させることができる直接通電加熱装置を完成した。

図 8は、移動可能な給電ロール、開放可能な給電ロール、絶縁されたユニバーサルミルおよび接地された 2重式孔型仕上げミルが配置された山形鋼の圧延装置を示す図である。図中の 10は鋼帯の走行方向に移動させることのできる給電ロール、図中の 1 1は鋼帯との接触を絶っための口ール開放装置を有する給電ロールである。

給電ロール 10を図 8において破線で示す位置まで給電ロール 1 1に接近させ、鋼帯が給電ロール 1 1に嚙み込んだとき、鋼帯の走行を停止させ、給電ロール 10を鋼帯の走行方向と反対の方向に移動（実線で示す位置まで）させながら鋼帯に通電する。給電ロール 1 1近傍の鋼帯温度が所定の温度になった時点で、給電ロール 10の移動を停止させ、同時に鋼帯を走行させる。鋼帯が孔型仕上げミル R2に嚙み込んだとき、給電ロール 1 1を上下に開放して給電ロール 10と孔型仕上げミル R2との間で、通電加熱する。これにより鋼帯の走行方向先端部から所定の圧延温度に加熱することができる。

給電ロールを移動させる装置は、例えば公知のボールネジ装置、摺動支持台上を油圧または空気圧などの圧力シリンダーを用いて移動させる装置を用いることができる。移動するときは、ロールを回転駆動させてもよく、または鋼帯に追従して回転させてもよい。

給電ロールを上下に開放する装置は、油圧または空気圧などの圧力シリンダーを用いた装置、または圧力シリンダ一とパネまたはリンク機構を用いた装置であってもよい。 F . ユニバーサルミルを絶縁し、 2重孔型ミルを接地することについて連続加熱炉または通常の通電加熱装置が設置された圧延装置を用いた小サイズの山形鋼の圧延では、圧延中に材料の温度低下が大きく、製品表面性状が悪化する。しかし、図 8に示すようにユニバーサルミルを絶縁し、 2重式孔型仕上げミルを接地して給電ロール 10から通電すると、ユニバーサルミル U2および 2重式孔型仕上げミル R2の直下でも鋼帯を加熱することができる。なお、ユニバーサルミルの絶縁は、圧延機の基礎に絶縁マツトを敷き、動力駆動軸に絶縁力ップリングを用いて行った。

G. 鋼帯幅中央部の温度を高くする装置について：

この発明は、鋼帯を幅方向に圧下して鋼帯の中央部の厚さを大きくすることに特徴がある。鋼帯の中央部の厚さを大きくするには、その部分の変形を大きくすればよく、中央部の温度を高くすればよい。

図 14は、ユニバーサルミルの前段に鋼帯の温度調節装置が配置された山形鋼の圧延装置である。 Dは温度調節装置であり、例えば 2つの円板 (DL DSまたは D₃, D₄)が軸（D₆, D_E) を介してその間隔を変えられるように配設された輪軸を上下に設け、鋼帯の両端部を挟み、鋼帯の走行に追従して回転させる。これにより、鋼帯の両端部の温度を中央部よりも約 200 °C低くすることができる。これをユニバーサルミル U2によって幅圧下圧延を施すと、鋼帯の中央部の厚さを大きくできるので、製品山形鋼のフランジ厚さに等しく、またフランジ幅の 2倍に限りなく近い形状の鋼帯から山形鋼を製造することができる。

ここでは 4つの円板（D,，ないし D₄) を用いたが、ロールの長手方向の中央の直径を小さくした上下一対のロール（DT, D₈) であってもよく、両端を冷媒で冷却するもの、中央部を燃焼ガスで加熱するものであってもよい。以上、説明したように本発明による山形鋼の製造方法は、ロール表面に溝孔型を設けたユニバーサルミルを用い、鋼帯を幅方向に圧下するとともに中央部の厚さを増大させる造形圧延を施した後、 2重式孔型ミル群によって 1パスまたは 2パスの圧延を行う。従って、圧延所要時間は 10秒以下と短く、たとえ加熱温度が 950°Cの場合であっても 800°C以上. の仕上げ圧延温度が確保でき、表面性状に優れた山形鋼の製造が可能となる。更に、直接通電加熱装置を配置することにより、仕上げ圧延温度を高くすることができるため、製品を圧延後直接急冷する溶体化処理などを施すことができる。 (実施例 1 )

本発明を実施例によって更に詳しく説明する。

圧延装置として、図 5 (b)に示すようなロール形状をもったュニバーサルミル U 1 (垂直ロールの直径 300mm 、水平ロールの直径 400mm ) と図 2 で示すパス 6 とパス 7の孔型を有する 2台の 2重式孔型ミル R 1 . R2 (口ールの直径 400mm ) を配置した図 5 (a)に示す圧延ラインを用いた。素材として、厚さ 4. 5mm 、幅 1 1 0mm のステンレス鋼（SUS 304) の鋼帯を用い- 3パスの圧延によって 40 X 40 X 4の山形鋼を製造した。

ユニバーサルミルの垂直ロール 3には溝底輻 4. 5 mm、溝深さ 1 0國、溝傾斜部の角度 5 ° の台形状の孔型が刻設され、上水平ロールには開口幅 30 ram、深さ 8 mm、底部の半径 1 0 mmとする谷状の孔型が刻設されている。前段の 2重式孔型成形ミル R 1には、図 2に示すバス 6の孔型を、同仕上げミル R2には図 2に示すパス 7の孔型が刻設されている。

上記鋼帯を連続加熱炉 H Iで 950°Cまで加熱し、図 5 (b)に示すようにュ二バーサルミル U1によって鋼帯の幅を 75隨まで圧下し、中央部の厚さを最大 8 mmまで増大させる圧延を行った。次いで、 2重式孔型成形ミル R 1 によって被圧延材の中央部を「逆 V字」状に曲げる中間圧延を行い、更に同仕上げミル R2によって山形鋼 40 X 40 X 4に整形圧延した。得られた山形鋼のコーナー部の外側半径は 1.0画であり、フランジ部の表面性状も良好であった。また、 5m/s の圧延速度が得られ、生産能率は 40卜ン /hr であつた。これは従来の圧延方法（ 4スタンド . クロスカントリーミル）の約 2倍である。

(実施例 2 )

圧延装置として、図 6(b)に示すようなロール形状をもったュニバーサルミル U2 (垂直ロールの直径 300ram 、水平ロールの直径 400mm ) と図 2 で示すパス 7の孔型を有する 2重式孔型ミル R2 (ロールの直径 400mm ) を配置した図 6(a)に示す圧延装置を用いた。素材は実施例 1 と同様の鋼帯を用い、 2パスの圧延によって 40X 40X 4の山形鋼を製造した。

ユニバーサルミル U2の垂直ロールには溝底幅 4.5 mm、溝深さ 10画、溝傾斜部の角度 5 ° の台形状の孔型が刻設され、上水平ロールには開口幅 30 mm、深さ 8 mm、底部の半径 10 隱とする谷状の孔型が刻設され、下水平 π—ルの中央部には先端部が山形鋼のフィレツト半径に等しい半径をもち、高さ 2隱、裾野の幅 10 mmの突起が配設されている。 2重式孔型仕上げミル R2には図 2に示すパス 7の孔型が刻設されている。

幅 110隱、厚さ 4.0mmのステンレス鋼（SUS 304) の鋼帯を連続加熱炉 HIで 950てまで加熱し、ユニバーサルミル U2によって鋼帯の幅を 75讓まで圧下し、中央部の厚さを 8隱まで増大させる圧延を行った。ここでは下水平ロール 2の中央部に突起 14を設けたので、粗形材の断面は図 2に示すパス 6に近似した形状に等しい。従って、 2重式孔型ミルでは図 2 のパス Ίに示すような孔型圧延だけで、山形鋼 40X 40X 4に仕上げることができる。

得られた山形鋼のコーナー部の外側半径は l.Oi であり、フランジ部の表面性状も良好であった。また、 5m/s の圧延速度が得られ、生産能率は 40ton/hrであつた。

(実施例 3 ) 図 7に示す通電加熱装置を配置した山形鋼の圧延装置を用い、厚さ 4 mm, 幅 75画の鋼帯（ステンレス鋼、 SUS 304 ) から 30 x 30 x 3 の山形鋼を製造した。ユニバーサルミルおよび 2重孔型ミルは実施例 2に用いた圧延装置を用いた。鋼帯を 2つの給電ロール 7， 8 の間で通電し、給電口ール 8 の出側の温度が 1 100°Cとなるよう加熱した後、ユニバーサルミルで鋼帯の幅を 75隱から 60匪（圧下量 15睡）に縮小し、中央部の厚さを最大 4. 5 mmに増大させた。つづいて、仕上げミル R2でフランジの厚さを 3 隱まで圧下し、山形鋼とした。

通電加熱方法を用いた場合の圧延速度は 0. 2m/sであり、連続式加熱炉方法に比べ生産能率が小さい。しかし、通電加熱設備の設備費は連続式加熱炉に比べ 1 /10以下であり、需要量の少ない小型のステンレス山形鋼にとつて圧延装置を新設する場合、最適の加熱法である。

(実施例 4 )

図 8に示す通電加熱装置を配置した山形鋼の圧延装置を用い、厚さ 4 mm, 幅 50睡の鋼帯（ステンレス鋼、 SUS 304 ) から 20 x 20 x 3 の山形鋼を製造した。

前段の給電ロール 10を後段の給電ロール 1 1に接近させた状態（破線で示す状態）で鋼帯を走行させ、鋼帯が後段の給電ロール 1 1に嚙み込んだとき鋼帯を停止させ、前段の給電ロール 10を鋼帯の走行方向と反対の方向（図の矢印の方向）に移動させつつ鋼板に通電を行う。鋼帯が 1 100°C の温度になったとき鋼帯を走行させ、同時に後段の給電ロール 1 1を上下に開放（破線で示す）し、前段の給電ロール 10と仕上げミル R2との間で通電加熱を行った。鋼帯は、ユニバーサルミルで幅を 50匪から 40關（圧下量 l Oirnn) に縮小され、中央部の厚さを 4. 5 mmに増大させた後、仕上げミルでフランジの厚さを 3 隱とする圧下が施され、山形鋼に圧延された, 図 7に示す通電加熱装置では、鋼帯の先端部は加熱できないため、圧延された山形鋼は形状不良となり、歩留りを低下させる。しかし、図 8

Claims

請求の範囲

1 . 走行する鋼帯を加熱する加熱装置、ユニバーサルミルおよび 2重式孔型ミル群が圧延方向に近接配置され、前記ユニバーサルミルは、口一ル表面に溝孔型が形成された一対の垂直ロールと片方のロールの長手方向中央部に溝孔型が形成された一対の水平ロールとが配設された圧延機であることを特徴とする鋼帯から山形鋼を製造する圧延装置。

2 . 走行する鋼帯を加熱する加熱装置、ユニバーサルミルおよび 2重式孔型ミルが圧延方向に近接配置され、前記ユニバーサルミルは、ロール表面に溝孔型が形成された一対の垂直ロールと、片方のロールには長手方向中央部に溝孔型が形成され、他方のロールには長手方向中央部に突起が形成された一対の水平ロールとが配設された圧延機であることを特徴とする鋼帯から山形鋼を製造する圧延装置。

3 . 前記の加熱装置は鋼帯に直接通電して加熱する装置であることを特徵とする請求項 1 または 2に記載の鋼帯から山形鋼を製造する圧延装置 _c

4 . 前記加熱装置は給電ロールと、絶縁されたユニバーサルミルと、接地された 2重式孔型ミルであることを特徴とする請求項 1 または 2に記載の鋼帯から山形鋼を製造する圧延装置。

5 . 前記鋼帯に直接通電して加熱する装置は 2組の給電ロールからなり、 1つの給電ロールには鋼帯の走行方向に給電ロールを移動させる装置が配設され、他の給電ロールにはロールを鋼帯から開放する装置が配設されたことを特徴とする請求項 4に記載の鋼帯から山形鋼を製造する圧延装置。

6 . ロール表面に溝孔型が形成された一対の垂直ロールと、片方の口一ルには中央部に溝孔型が形成された一対の水平ロールまたは片方に溝孔型が他方に突起が形成された一対の水平ロールとが配置されたュニバーサルミルを用い、鐧帯を幅方向に圧下するとともに厚さ方向に圧下して板幅中央部の厚さを増大させた後、 2重式孔型ミルを用いて山形に仕上に示す通電加熱装置では、鋼帯の先端部から加熱することができ、歩留りが向上する。また、鋼帯は、ユニバーサルミルおよび仕上げミルの口 —ル直下でも加熱されているので、圧延仕上げ温度を高くする（例えば

850 C以上）ことができ、圧延直後に急冷する、いわゆるオンライン溶体化処理を行うこともできる。産業上の利用可能性

本発明による山形鋼の圧延装置は、表面性状とシャープエツジを有する山形鋼を、鋼帯から能率良く製造することができる。また、通電加熱装置を設置した圧延装置では、仕上げ圧延温度を高くしてオンライン熱処理が可能となるほか、歩留りの向上が図れ、特に、ステンレス鋼の山形鋼を製造するのに好適である。従って、本発明の圧延装置およびそれを用いた圧延方法は、厨房用、化学プラント用山形鋼の製造分野において、広く利用されている。

1 7 げることを特徴とする鋼帯から山形鋼を圧延する方法。

7 . ユニバーサルミルの前段に 2組の上下の給電ロールが設置された通電加熱装置をもった圧延装置を用いて圧延を開始するにあたり、 2つの給電ロールを鋼帯の走行方向に接近させて配置しておき、鋼帯が後段の給電ロールに嚙み込んだとき鋼帯を停止させ、前段の給電ロールを鋼帯の走行方向と逆方向に移動させつつ通電を行い、鋼帯が所定の温度になつたとき、鐦帯を圧延速度で走行させ、同時に後段の給電ロールを鋼帯から開放し、前段の給電ロールとユニバーサルミル間、または仕上げミル間で通電加熱を施しながら、ロール表面に溝孔型が形成された一対の垂直ロールと、片方のロールには中央部に溝孔型が形成された一対の水平ロールまたは片方に溝孔型が他方に突起が形成された一対の水平ロールとが配置されたユニバーサルミルを用い、鋼帯を幅方向に圧下するとともに厚さ方向に圧下して板幅中央部の厚さを増大させた後、 2重式孔型ミルを用いて山形に仕上げることを特徴とする鋼帯から山形鋼を圧延する方法。