WO1996025248A1 - Procede et ligne de laminage pour produire des profiles ayant des brides et une ame - Google Patents

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WO1996025248A1
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rolling
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rolled
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PCT/JP1996/000349
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Taneharu Nishino
Kazushige Ikuta
Hiroshi Yamane
Shinya Hayashi
Hiroshi Yamashita
Original Assignee
Nippon Steel Corporation
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B1/088—H- or I-sections
    • B21B1/0886—H- or I-sections using variable-width rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/14—Guiding, positioning or aligning work
    • B21B39/16—Guiding, positioning or aligning work immediately before entering or after leaving the pass

Definitions

  • the present invention relates to a method and a rolling mill train for producing a shaped steel having a flange and a web by rolling.
  • the present invention relates to a rolling method and a series of equipment for accurately forming various web heights of a shaped steel and a similar shaped steel.
  • a section steel having a flange and a web for example, an H section steel, is generally manufactured by performing rough rolling by a break-down mill, intermediate rolling by a universal rolling mill, and finish rolling.
  • horizontal rolls of the same body width are used in the same series, so the inner web width H B of the H-section steel is constant as shown in Fig. 4 (a), and the flange thickness t F
  • the web height (outer width) W changes accordingly, and the web height is different even within the same series, and each standard (JIS, ASTM, BS, D1N, etc.) Only one size matches the web height.
  • a coarse universal as disclosed in Japanese Patent Publication No. 11-47241, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-6001, etc.
  • This is a method in which the inner width of the intermediate rolled material web after mill rolling is reduced in the finish rolling stage.
  • a finishing universal mill provided with a pair of upper and lower horizontal rolls having variable roll widths and a pair of left and right vertical rolls is provided.
  • This is a rolling method characterized by adjusting the web height of the intermediate rolled material by lowering the web equivalent portion of the intermediate rolled material from the width direction with a roll.
  • a pair of upper and lower horizontal rolls of a conventional so-called universal mill are made variable in roll width, making it possible to easily adjust the height of the H-section steel with relatively low capital investment. It is a practical means.
  • Forming problems such as those described above raise the precision of guiding the intermediate rolled material to the finishing universal mill simply by devising guides, and adjust the flange reduction rate at the finishing universal mill to adjust the overall stretching balance. Some improvement can be achieved by devising.
  • the web reduction width cannot be made very large due to the basic mechanism of forming, even if a roll with a variable width of the body is installed, its function cannot be fully exhibited. For this reason, not only is it possible to separate the inner width of the sleeve between multiple series, but also to make the height of the sleeve within the same series constant with the same roll set, the flange thickness is also reduced. The problem was that there was a limit in a series with a large range.
  • the present applicant has previously presented the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 4-00602.
  • this rolling method the vertical roll axis of the finishing universal mill is moved in the rolling-out direction relative to the variable width horizontal roll axis, and the web of the intermediate rolled material is restrained by the variable width horizontal roll. This is to reduce the inner width of the loop.
  • the above-mentioned center deviation can be suppressed by the effect of restricting the width of the horizontal roll when the width of the roll is reduced by the vertical roll, and the flange pressure on the rolling-out side is reduced.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to greatly adjust the inner width of the web of the material to be rolled online without any replacement of the roll tool, and to carry out the adjustment steplessly online. It is possible to provide a method and apparatus for rolling a high-quality flange and a section steel having a web while suppressing the remaining of the web curvature and the deterioration of the center deviation due to the web width reduction rolling. It is the purpose.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a material having a rectangular or dog-bone cross section is roughly rolled into a roughly formed material by a break-down mill, and the roughly formed material is intermediately rolled by an intermediate rolling mill consisting of a coarse universal mill and an edge miller. Further, the intermediate rolled material is further finished by a finishing universal mill consisting of a variable width horizontal roll and a vertical roll, and a central portion of the web is guided by a guide mechanism at a position close to the entry side of the variable width horizontal roll. Can be constrained and the width is acceptable With respect to the axis of the variable horizontal roll, the axis of the vertical roll is offset in the rolling direction, and the height of the web is reduced in the width direction via a flange to reduce the height of the web to a predetermined value.
  • the shape having a flange and a plunger characterized in that the center of the plunger is restrained by a horizontal roller guide or a friction guide. Steel rolling method.
  • Breakdown mill for rolling a material with a rectangular or dog-bone cross section into a roughly shaped material, and coarse universal mill and edge for rolling the roughly shaped material to an intermediate rolled material
  • An intermediate rolling mill consisting of a car mill, a finishing universal mill consisting of a variable width horizontal roll and a vertical roll for finish rolling the intermediate rolled material, and the variable width horizontal of the finishing universal.
  • a guide mechanism for restraining the center of the web at a position close to the roll on the human side is provided, and the axis of the vertical roll is offset from the axis of the variable width horizontal roll.
  • the guide mechanism for restraining the central portion of the web comprises a horizontal roller guide device or a friction guide device, and adjusts a gap between the guide devices.
  • FIG. 1 is a schematic view of an arrangement row of a rolling mill row of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the state of web reduction rolling when the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a plan view of the state of the reduced width rolling in a case where the present invention is applied.
  • Fig. 4 (a) and Fig. 4 (b) are cross-sectional views of the product shape of rolled H-section steel.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) are explanatory diagrams of the state of defective forming in the finish rolling process.
  • Fig. 6 is an explanatory diagram of the occurrence of uneven thickness in the cross section of H-section steel in the conventional method.
  • Fig. 7 is a cross-sectional view of the H-shaped steel with a fold in the fillet.
  • Fig. 8 is a cross-sectional view of an H-section steel with defective dimensions and shapes.
  • Fig. 9 (a) and Fig. 9 (b) are explanatory diagrams of the occurrence of Web bay bending of H-section steel in the conventional method.
  • FIG. 1 shows an example of the arrangement of rolling mill rows for implementing the present invention.
  • a flat slab with a rectangular cross section or a dogbone-shaped steel slab is processed into a dogbone-shaped rough shaped material by the upper and lower horizontal holes of the breakdown mill BD.
  • This is the step of performing
  • the rough shaped material is roll-formed into a substantially H-shaped intermediate rolled material by the rough universal mill RU and the edge miller E.
  • the rough rolling process and the intermediate rolling process are the same as those of the conventionally known shaping process of a section steel having a flange such as an H-section steel, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the web height of the intermediate rolled material is reduced from the width direction by a finished universal mill FU to adjust the web height to various required dimensions.
  • a horizontal roller and guide device HG or a free wheel is provided at the front of the finishing universal mill FU.
  • Cushion guide device FG is placed close to.
  • the horizontal roller guide device has at least a pair of upper and lower rollers, and a plurality of pairs of rollers may be arranged as necessary.
  • the both guide device also c has a mechanism to properly and quickly set the gap or vertical full clearance of Li click tio Ngai de vertically opening one error Ri by the oil pressure or disk Li Yu
  • the finishing universal mill FU moves the roll axis XV of the vertical rolls 2a and 2b with respect to the roll axis XH of the variable width horizontal roll 1a (1b) by d in the rolling exit direction (hereinafter, d Vertical roll movement amount) is used.
  • the intermediate rolling process is a simple example in which one rough universal mill RU and one edge mill E are arranged one by one to form a pair. Accordingly, a group formation of a plurality of pairs of rolling mills may be adopted.
  • the web thickness t before finish rolling is basically the same as the web thickness t after finish rolling in the present invention.
  • the vertical roll acting before the whole stretching due to the reduction in flange thickness reduces the inner width of the rib, which increases the rib thickness. Yields the quantity ⁇ tw.
  • the length d ( ⁇ d of full run-di outside the compression zone preceding the U E blanking contact start - so defining the maximum width decreasing amount definitive in & the reduced rolling method, the vertical rolls axis XV horizontal By offsetting the roll axis XH by d on the roll-out side, the maximum width reduction can be increased from ⁇ to AW d .
  • the web restraining effect by the variable width horizontal roll and the horizontal roller Guy can be effectively used, and the width of the web can be reduced only when the vertical roll rolling is moved out. It can be quite large.
  • FIGS. 2 and 3 show the state of web width reduction rolling when the horizontal roller and guide device HG of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a side view
  • FIG. 3 is a plan view.
  • the roller diameter D g of the horizontal roller guide device HG needs to be at least about 150 mm
  • the variable width horizontal roll diameter DH is about 1400 mm.
  • the distance L from directly below the variable-width horizontal roll to just below the rollers of the horizontal roller guide device must be at least about 500 mm, with some margin. Therefore, the web is physically unrestricted from immediately below the mouth of the horizontal roller guide device until before the web is rolled down by the variable width horizontal roll.
  • the present invention can be applied to a case where the effect of the compression force P is exerted on the rolling entry side due to a considerably large tube contraction width.
  • the width of the web reduced by the vertical roll is delayed as far as possible to the rolling-out side, the web is restrained by the variable width horizontal roll, and the horizontal roller is positioned so as not to interfere with the variable width horizontal roll.
  • a guide device HG is installed, and the web is narrowed by vertical rolls while the web is constrained by the rollers.
  • both ends of the web are out of the range of influence of the web restraining force (WR1, WR2) by the guide mechanism, but actually, both ends of the web are flanged. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Bend and buckling do not occur because of the influence of the web restraining force. is there. Practically, the width of the horizontal roller guide device HG should be set within the range from the inner width IW of the variable width horizontal port to the outer width 0W.
  • the friction guide device FG of the present invention even if the friction guide device FG of the present invention is applied, the web bending and the center deviation can be suppressed by the same operation, and the web width can be made larger than before. be able to.
  • the horizontal roller guide device HG is more advantageous than the force'.
  • Variable width The distance L between the horizontal rolls 1a and 1b just below the rolls and the tip of the friction guide device FG can be made smaller than that of the horizontal roller guide device HG. It is advantageous in that respect. For this reason, a friction guide device with improved seizure resistance by introducing advanced technologies such as ceramics coating and local centralized lubrication may be used.
  • an H-section steel having a product designation series H550X200 web height X flange width
  • the range of the flange thickness in which the same roll set is used to stabilize the tube height in the same series has been expanded from the past.
  • the web thickness and the flange thickness are (6 mm x 9 mm), (6 mm x 12 mm), (6 mm x 16 mm), (9 mm x 16 mm), (9 mm x 19 mm), (9 mm x 22mm), (12mm x 16mm), (12mm x 19mm), (12mm x 22mm), (12mm x 25mm), (14mm x 25mm), (14mm x 28mm), (16mm x 28mm), (16mm x 32mm)
  • a material corresponding to the size was rolled to a required thickness in an intermediate rolling step.
  • the vertical mill holes of the finished universal mill were set so that the flange height of the H-section steel with the smallest flange thickness (6 mm x 9 mm) was set to 550 mm, and Adjust the roll width of the variable width horizontal roll to Set according to the flange thickness.
  • the flange thickness of the intermediate rolled material is calculated so that the flange reduction rate in finish rolling is approximately equal to the web reduction rate, and a vertical roll of coarse universal mill is set.
  • the vertical roll movement amount d is set to 100 dragons
  • the roller gap of the horizontal roller guide device is set to be equal to the web thickness of the intermediate rolled material
  • the roller of the horizontal roller guide device is set immediately below the variable width horizontal roll.
  • the vertical roll travel distance d is set to 100
  • the gap of the friction guide device installed close to the position just below the horizontal roll, which is almost variable in width is set to about the thickness of the intermediate rolled material + 2 gangs.
  • AW based on equations (4) and (5).
  • the web width reduction amount when performing width reduction rolling of the shape steel which has a flange and a width
  • the same roll set In order to respond to the recent trend for thicker flanges, the same roll set enables the same roll height to be kept constant within the same series. The range can be further expanded than before.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

明 細 書 フ ラ ンジおよびウェブを有する形鋼の圧延方法および圧延装置列 技術分野
本発明はフ ラ ンジおよびウェブを有する形鋼を圧延で製造する方 法および圧延装置列に関し、 詳しく は竪ロール軸芯を水平ロール軸 芯に対し圧延出側方向に移動したユニバーサルミ ルにより H形鋼お よび類似形鋼の多様なウェブ高さの造り分けを高精度に行う圧延方 法およびその装置列に関するものである。 背景技術
フ ラ ンジおよびウェブを有する形鋼、 例えば H形鋼は、 一般にブ レークダウン ミ ルによる粗圧延、 ユニバーサル圧延機による中間圧 延および仕上圧延が施されて製造される。 この方法では同一シリ ー ズにおいては同一胴幅の水平ロールが使用されるため、 第 4 ( a ) 図に示すとおり H形鋼のウェブ内幅 W B が一定となり、 フ ラ ンジ厚 み t F が異なる場合、 それに応じてウェブ高さ （外幅） Wが変化し 、 同一シリーズ内でありながらウェブ高さが異なり、 各規格 （J I S ， ASTM, BS, D 1 N 等） ともその呼称寸法とウェブ高さが合致するも のは 1 サイズのみである。 他方、 こう した同一シリーズ内の数サイ ズの圧延 H形鋼を互いに接合して建築構造物の梁を造る場合、 通常 は一方のフランジ外面を合わせるため他方にフランジ厚み差の 2倍 のズレを生じ施工上不都合である。 また、 鉄骨鉄筋コンク リー ト造 の建築構造物の場合は柱や梁の寸法は外郭寸法で規制されるので、 従来の圧延 H形鋼を用いるとコンク リー 卜の被覆厚みがサイズによ つて異なり設計上も不都合である。 このため従来の圧延 H形鋼はビ
訂正された用紙 （規則 91) の柱と梁、 梁と梁、 柱と柱の継ぎ合わせなど用途によっては一部使 いづらい面があり、 第 4 ( b ) 図に示すような同一シリ ーズ内のゥ エブ高さ （外幅） Wが一定の圧延 H形鋼の製造が強く望まれていた
O
H形鋼のウェブ高さを同一のロールチャ ンスの中で調整する手段 の一つとして、 特公平 1 一 47241 号公報、 特開平 2 — 6001号公報な どで開示されているような、 粗ユニバーサルミ ル圧延後の中間圧延 材のウェブの内幅を仕上げ圧延段階で縮小する方法である。 この方 法はロール幅が可変な上下一対の水平ロールと左右一対の竪ロ一ル を備えた仕上げユニバーサルミ ルを配設し、 中間圧延材がこれを通 過する際、 該仕上げユニバーサルミルの竪ロールにて中間圧延材の ウェブ相当部をその幅方向より圧下して中間圧延材のウェブ高さを 調整することを特徴とする圧延方法である。 このミ ルは従来の所謂 ユニバーサルミ ルの上下一対の水平ロールをロール幅可変にしたも のであり、 比較的に安価な設備投資で簡便に H形鋼にゥ ブ高さの 調整を可能とした実用的な手段である。
しかし、 ゥヱブ部は厚み T w に対する幅 W B の比 （W B / t W ： 細長比） が比較的に大きいため、 ウェブの幅方向への圧下量 （ゥェ ブ縮幅量） を大き くすると、 第 5 ( a ) 図、 第 5 ( b ) 図のように 、 ウェブが湾曲あるいは座屈し、 且つゥヱブ縮幅による生じた余剰 なメタルがウェブとフランジの接合点 （フィ レ ツ ト部） の近傍に偏 在しやすく板厚みの局部的な増肉を来し、 第 6図の実測例のように 製品板厚の断面内不均一 （板厚偏差 Δ ε t = t w m . x - t W m i„) が生 じる。
また、 甚だしくなると第 7図のようにフィ レッ ト部の折れ込み PL を惹起する。 さらに、 竪ロールによる被圧延材料の拘束が水平ロー ルによる被圧延材料の拘束より も先行し、 水平ロールによる材料の
訂正された用紙 （規則 91) 正規位置への誘導作用が低下し、 前記のウ ェブの座屈と相乗して第
8 図のよう にウ ェブの中心偏り e ( We b o f f - c e n t e r ： | F ,— F . I Z 2 ) が悪化する。 最近の建設現場の省力化 ， 自動化が進展する中で 、 その部材である圧延 H形鋼に要求される寸法精度も高度になって きており、 と りわけウ ェブの中心偏りの高精度化が強く 求められて いる。
以上のような成形上の問題は中間圧延材の仕上げユニバーサル ミ ルへの誘導精度をただ単にガイ ドの工夫で高めたり、 仕上げュニバ ーサルミ ルでのフラ ンジ圧下率を調整し全体の延伸バラ ンスを工夫 するこ とによりある程度の改善は可能である。 しかし、 成形の基本 的なメ カニズムからウ ェブ縮幅量は実際上あま り大き く できないた め、 胴幅可変ロールを設置しても十分その機能を発揮できない。 そ のため、 複数シ リ ーズ間のゥ ヱブ内幅造り分けのみならず、 同一シ リ ーズ内のゥ ヱブ高さ一定化を同一ロール組で図るという こ と も、 フラ ンジ厚みの範囲が大きなシリ ーズ内では限界があるという問題 力くあった。
以上の問題を解決するために、 本出願人は先に特開平 4 一 1 00602 号公報の技術を提示した。 この圧延方法は、 仕上げユニバーサルミ ルの竪ロール軸芯を幅可変水平ロール軸芯に対して圧延出側方向に 移動させて、 幅可変水平ロールで中間圧延材のウ ェブを拘束しなが らゥ ヱブの内幅を縮小する ものである。 この手段によると、 竪ロ一 ルによるゥ ヱブ縮幅時における幅可変水平ロールでのゥ ヱブ拘束効 果により前記の中心偏りを抑制できると と もに、 圧延出側でのフラ ンジ圧下によるゥ ヱブ延伸促進効果によ り、 前記のゥ ヱブ縮幅によ り生じた余剰なメ タルを長手方向に比較的容易に流動させ製品板厚 の断面内不均一をも防止可能であり、 これにより高精度にある程度 大きなウ ェブ高さの造り分けが可能となる。 しかし、 この圧延方法 にも限界がある。
すなわち、 ゥ ュブ縮幅量が大き く なるに伴いゥ ェブを圧縮する力 の影響する領域が拡大され、 第 9 ( a ) 図に示すよ うにこの圧縮力 Pがある限界値より大き く なる。 このため幅可変水平ロール 1 a ( 1 b ) によるウ ェブ拘束力の影響範囲 WR 1 (点模様で示す領域） よ り圧延方向入側で第 9 ( b ) 図に示すウ ェブ湾曲 WBが発生する。 こ れによって第 9 ( b ) 図のゥ ヱブ湾曲 WBが仕上げユニバーサル圧延 後も残存したり、 ウ ェブ湾曲 WBに起因してウ ェブが正規圧延位置に 誘導されず中心偏りが発生し易く なる という問題が生じる。 なお、 幅可変水平ロール 1 a ( 1 b ) によるゥ ヱブ両端部の拘束とフラ ン ジによるウ ェブ拘束の影響で、 前記ウ ェブ湾曲は幅方向中央部で最 も大き く なる。
発明の開示
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、 ロール 工具を何等取り替えるこ となく 被圧延材のウ ェブ内幅の調整を大幅 にオンライ ンで無段階に実施する こ とが可能で、 ゥ ヱブ縮幅圧延に 伴う ウ ェブ湾曲の残存や中心偏りの悪化を抑制しつつ高品質なフラ ンジおよびウ ェブを有する形鋼を圧延する方法およびその装置列の 提供を目的とする ものである。
本発明の要旨は、 下記のとおりである。
( 1 ) 断面が矩形または ドッ グボーン状の素材をブレークダウ ン ミ ルによって粗造形材に粗圧延し、 該粗造形材を粗ユニバーサルミ ル とエツ ジャー ミ ルからなる中間圧延 ミ ルによって中間圧延し、 さ ら に該中間圧延材を幅可変水平ロールと竪ロールからなる仕上げュニ バーサルミ ルによって、 該幅可変水平ロールの入側で近接した位置 でウ ェブの中央部をガイ ド機構によって拘束するとと もに、 該幅可 変水平ロールの軸芯に対して、 該竪ロールの軸芯を圧延方向にオフ セッ 卜 させて、 フラ ンジを介してゥ ヱブ高さを幅方向に縮小してゥ エブ高さを所定の各種寸法に仕上圧延する こ とを特徴とするフ ラ ン ジおよびウ ェブを有する形鋼の圧延方法。
( 2 ) 上記 （ 1 ) において、 ゥ ヱブの中央部の拘束を水平ローラ一 ガィ ドまたはフ リ ク シ ョ ンガイ ドによってなすこ とを特徴とするフ ラ ンジおよびゥ ヱブを有する形鋼の圧延方法。
( 3 ) 断面が矩形または ドッ グボーン状の素材を粗造形材に圧延す るためのブレークダウ ン ミ ルと、 該粗造形材を中間圧延材に圧延す るための粗ユニバーサル ミ ルとエツ ジ ャ ー ミ ルからなる中間圧延 ミ ルと、 該中間圧延材を仕上圧延するための幅可変水平ロールと竪ロ ールからなる仕上げユニバーサル ミ ルからなり、 該仕上げュニバ一 サルの該幅可変水平ロールの人側で近接した位置にウ ェブの中央部 を拘束するためのガイ ド機構を設け、 かつ該幅可変水平ロールの軸 芯に対して、 該竪ロールの軸芯をオフセ ッ 卜するためのロール軸芯 移動機構を該竪ロールに設けるこ とを特徴とするフ ラ ンジおよびゥ エブを有する形鋼の圧延装置列。
( 4 ) 上記 （ 3 ) において、 ウ ェブ中央部を拘束するガイ ド機構が 、 水平ローラーガイ ド装置またはフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置からなり 、 かつ該ガイ ド装置の隙を調整するための油圧またはスク リ ユーシ リ ンダ一を設ける こ とを特徴とするフ ラ ンジおよびウ ェブを有する 形鋼の圧延装置列。 図面の簡単な説明
第 1 図は本発明の圧延装置列の配置列の概略図である。
第 2 図は本発明を適用 した場合のウ ェブ縮幅圧延状況の側面図で ある。 第 3 図は本発明を適用 した場合のゥ ブ縮幅圧延状況の平面図で ある。
第 4 ( a ) 図、 第 4 ( b ) 図は圧延 H形鋼の製品形状の断面図で あ O
第 5 ( a ) 図、 第 5 ( b ) 図は仕上げ圧延工程における不良成形 状況の説明図である。
第 6 図は従来法における H形鋼の断面内板厚不均一の発生状況の 説明図である。
第 7 図はフ ィ レ ツ 卜部に折れ込みを発生した H形鋼の断面図であ 。
第 8 図は寸法 · 形状不良を発生した H形鋼の断面図である。
第 9 ( a ) 図、 第 9 ( b ) 図は従来法における H形鋼のウ ェブ湾 曲の発生状況の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1 図は本発明を実施する圧延装置列の配置例を示す。 粗圧延ェ 程はブレークダウ ン ミ ル B Dの上下水平口ールによ って矩形断面の偏 平スラブまたは ドッ グボーン状の鋼片を素材と して ドッ グボー ン形 状の粗造形材に加工する工程である。 また中間圧延工程は粗ュニバ ーサル ミ ル RUとエ ツ ジ ャ ー ミ ル E によ って前記粗造形材を略 H形断 面の中間圧延材に圧延造形する ものである。 これら粗圧延工程と中 間圧延工程は従来周知の H形鋼等フ ラ ンジを有する形鋼の造形工程 と同様であり、 詳細な記述は省略する。 次に、 仕上げ圧延工程は仕 上げユニバーサルミ ル FUで前記中間圧延材のウ ェブ相当部をその幅 方向より圧下してウ ェブ高さを所要の各種寸法に調整する ものであ る。 該仕上げユニバーサル ミ ル FUの前面にはゥ ェブ幅方向中央部を 拘束するガイ ド機構と して水平ローラ一ガイ ド装置 HGあるいはフ リ ク シ ヨ ンガイ ド装置 FGを近接配置する。 こ こで、 該水平ローラーガ イ ド装置は少な く と も上下 1 対のローラーを有し、 必要に応じて多 対のローラ一を配置してもよい。 さ らに、 前記両ガイ ド装置は、 油 圧またはスク リ ユーによ り上下口一ラーの隙あるいは上下フ リ ク シ ョ ンガイ ドの隙を適正にかつ速やかに設定する機構を有する c また、 仕上げユニバーサル ミ ル FUは幅可変水平ロール 1 a ( 1 b ) のロール軸芯 XHに対し竪ロール 2 a , 2 bのロール軸芯 XVが圧延 出側方向に dだけ移動 （以下、 dを竪ロール移動量と称す） したも のを用いる。 なお、 本配置例では、 中間圧延工程は粗ユニバーサル ミ ル RUとエツ ジヤー ミ ル E とを各々 1 基づつ配置して一対と した単 純な例を示したが、 生産性などの必要性に応じて複数対の圧延機の グループ編成と してもよい。
こ こで、 本発明の仕上げユニバーサル ミ ル FUにおいて、 水平ロー ル軸芯と竪ロール軸芯が dだけ移動している点について説明する。
この場合の水平ロールと竪ロールの形材嚙込み位置およびロール との接触位置の関係は、 第 2 図および第 3 図で示され、 次の各式に よって表わされる。
ゥ ヱブの水平ロールでの接触投影長さは、
£ d , = R„ Δ t — (厶 t W. ) 2 ノ 4 ( 1 ) フラ ンジの竪ロールでの接触投影長さは、
£ d f = V 2 R v ( K . - t F 2 ) 一 （ " t ( 2 ) フラ ンジ外面の竪ロ ルでの接触投影長さは、
f 0 = R ( W W 2 ) ― ( W W , ) ( 3 ) で、
R H 水平ロール半径 （ 1 2 D H )
R V 竪ロール半径 （ 1 ノ 2 D V )
t U ゥ ェブ厚み t , フ ラ ン ジ厚み
w ゥ ェブ外幅 （高さ）
添字 1 仕上げ圧延前 （中間圧延材）
添字 2 仕上げ圧延後
を意味しており、 各々第 2 図および第 3 図に示す寸法に対応する。
また、 ゥ ブ圧下量 Δ t , は仕上げ圧延前 （中間圧延材） のゥ ェ ブ厚み t を本発明では仕上げ圧延後のゥ ェブ厚み t と基本的に は同一とするのでみかけ上は零であるが、 実際はフ ラ ンジ厚みの圧 下による全体延伸が始まる前に作用する竪ロールによるゥ ブ内幅 の縮小により ゥ ヱブ厚みが増大するので、 仕上げ水平ロ ールでゥ ェ ブ圧下量 Δ t w を生じる。 一方、 ウ ェブ接触開始に先行するフ ラ ン ジ外側の圧縮領域の長さ d ( = ί d - & が縮小圧延法に おける最大縮幅量を規定するので、 竪ロール軸芯 XVを水平ロール軸 芯 XHに対し、 dだけ圧延方向出側にオフセッ トすると、 最大縮幅量 を Δ ν。 から A W d に増大するこ とが可能となる。 こ こで、
△ W。 二 2 ( R - J R ( £ " + ) 2 ) ( 4 ) 厶 W d = 2 · ( R - R、, 2 - dト. + d ) 2 )
… ( 5 ) こ こで、 オフセッ ト量 dは一般にはウ ェブとフラ ンジの同時圧下 領域が存在する範囲内で設定するのが安定した圧延と品質を確保す る上で望ま しい。
次に、 本発明の特徴である前記水平ローラーガイ ド装置 HGあるい はフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置 FGにより ウ ェブ湾曲および中心偏りを抑 制する方法について説明する。
本発明では、 竪ロール圧延出側移動と水平ローラーガイ ド装置 HG あるいはフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置 FGとを組み合わせて用いるこ とに より、 幅可変水平ロールによるウ ェブ拘束効果と水平ローラーガイ ド装置 H Gあるいはフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置 F G等のガイ ド機構による ウ ェブ拘束効果を効果的に活用でき、 これにより ウ ェブ縮幅量を竪 ロール圧延出側移動のみの場合に対してかなり大き く できる。
第 2 図および第 3 図に、 本発明の水平ローラ一ガイ ド装置 H Gを適 用 した場合のウ ェブ縮幅圧延状況を示した。 第 2 図は側面図、 第 3 図は平面図である。 強度設計上から、 水平ローラーガイ ド装置 H Gの ローラー直径 D gは少なく と も 1 50 mm程度は必要であり、 一方、 幅可 変水平ロール径 DHは 1 4 00 mm程度であるこ とから、 両者の干涉を回避 するためには、 幅可変水平ロール直下から水平ローラーガイ ド装置 のローラー直下までの距離 Lは、 若干の余裕をみて少な く と も 500 mm程度は必要である。 したがって、 水平ローラーガイ ド装置の口一 ラー直下から幅可変水平ロールでウ ェブが圧下される前までは物理 的にはウ ェブは無拘束状態である。 かなり大きなゥ ュブ縮幅が行な われて圧縮力 Pの影響が圧延入側に及ぶ場合を含めて本発明を適用 可能である。 この時には、 本発明では竪ロールによるゥ ヱブ縮幅を 圧延出側に出来るだけ遅らせ、 ウ ェブを幅可変水平ロールで拘束し 、 さ らに幅可変水平ロールと干渉しない位置に水平ローラ一ガイ ド 装置 HGを設置してそのローラ一でウ ェブを拘束しながら、 竪ロール によるウ ェブ縮幅圧延を行なう。 このように、 かなり大きなウ ェブ 縮幅圧延条件においても前記 2 つのウ ェブ拘束力の影響範囲 WR 1 ， WR 2が圧縮力 Pの影響範囲を包含できる状態が可能となり、 ウ ェブ 湾曲および中心偏りを発生させずに従来より さ らに大きなウ ェブ縮 幅を行なう こ とができる。
なお、 第 3 図でウ ェブ両端部はガイ ド機構によるゥ ヱブ拘束力の 影響範囲 （WR 1 ， WR 2 ) 外であるが、 実際にはウ ェブ両端部はフラ ンジによるゥ ヱブ拘束力の影響を受けるため、 ゥヱブ湾曲および座 屈は発生せず、 それ以外のウ ェブ幅方向中央部のみの拘束で十分で ある。 実用的には、 水平ローラーガイ ド装置 HGの幅を幅可変水平口 一ルの内幅 IWから外幅 0Wの範囲内に設定すればよい。
また、 本発明のフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置 FGを適用 しても同様な作 用により ウ ェブ湾曲および中心偏りを抑制可能であり、 従来より さ らに大きなウ ェブ縮幅を行う こ とができる。 なお、 製品の焼付疵ゃ 引つ搔き疵を防止するためには水平ローラーガイ ド装置 HGの方が有 利である力'、 一方、 フ リ ク シ ョ ンガイ ド装置 FGの場合には、 幅可変 水平ロール 1 a， 1 bのロール直下とフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置 FGの 先端までの距離 Lを水平ローラーガイ ド装置 HGの場合よ り小さ く で きるのでゥ ヱブ拘束性という点では有利である。 このため、 セラ ミ ッ ク スコ一ティ ングゃ局部集中潤滑法などの先進技術を導入し耐焼 付性を向上させたフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置を採用 してもよい。
本発明について実施例によ ってさ らに詳述する。 実施例
本実施例では、 製品呼称シ リ ーズ H 550 X 200 (ウ ェブ高さ X フ ラ ンジ幅） の H形鋼を対象と した。 本実施例では、 同一シ リ ーズ内 のゥ ュブ高さ一定化を同一ロール組で図るフ ラ ンジ厚みの範囲が従 来より拡大された場合である。 すなわち、 ウ ェブ厚みとフ ラ ンジ厚 みがそれぞれ （ 6 mm X 9 mm) , ( 6 mmx 12mm) ， ( 6 mm x 16mm) ， ( 9 mmx 16mm) , ( 9 mm x 19mm) ， ( 9 mm x 22mm) , ( 12mm x 16mm ) ， ( 12mm x 19mm) ， ( 12mm 22mm) , ( 12mm x 25mm) ， ( 14mmx 25mm) ， （ 14mm x 28mm) , ( 16mmx 28mm) , ( 16mmx 32mm) の製品 サイズに相当する素材を中間圧延工程で所要の厚さまで圧延した。 その後これらの中で最もフラ ンジ厚みの薄い （ 6 mm X 9 mm) の H形 鋼のゥ ヱブ高さ 550 mmに揃うよう に仕上げユニバーサルミ ルの竪口 —ルの間隔を設定し、 かつ幅可変水平ロールのロール幅を各々 のフ ランジ厚みに応じて設定する。 このとき、 中間圧延材のフラ ンジ厚 みは、 仕上げ圧延でのフ ラ ンジ圧下率がウェブ圧下率と略同等とな るように算定して粗ユニバーサルミ ルの竪ロールを設定する。
従来の圧延法では、 （ 6 mm X 16mm) ， （ 9 mm X l9隨） ， （ 12議 X 25mm) の製品サイズまでは公差を満足する範囲内で一応ウェブ縮幅 (ウェブ縮幅量 ： 32隨程度） が可能である。 しかし、 これを超える 製品サイズではウェブ湾曲が残存するとともに中心偏りが製品公差 をはずれていた。
一方、 本発明法では、 竪ロール移動量 dを 100 龍に、 水平ローラ 一ガイ ド装置のローラー隙を中間圧延材のウェブ厚み相当に、 幅可 変水平ロール直下から水平ローラーガイ ド装置のローラ一直下まで の距離 Lを 500 讓に各々設定するこ とにより、 （16匪 ズ 32咖 ） の製 品サイズでも問題なく圧延できた （ゥ ブ縮幅量 ： 46mm程度） 。 ま た、 竪ロール移動量 dを 100 隨とし、 ほぼ幅可変水平ロール直下ま で近接設置したフ リ クシ ョ ンガイ ド装置の隙を中間圧延材のゥエブ 厚み + 2匪程度に各々設定するこ とにより、 同様に （16mm x 32隱） の製品サイズでも問題なく圧延できた （ウェブ縮幅量 ： 46隨程度） o
さ らに、 別の実施例として、 竪ロール軸芯を圧延方向出側に移動 するこ とにより、 通常の幅可変水平ロール隙設定およびフ ラ ンジ圧 下率のレベルでウェブ縮幅圧延時に生じるウェブ両端部の増肉を消 去でき、 第 6図に示した製品板厚の断面内不均一 （板厚偏差 Δ ε , = t Wm.x - t Wm i„) をも解消できた。
本実施例においては、 （ 4 ) , ( 5 ) 式による AW。 ， AWd の 値は最大縮幅量はそれぞれ、 AW。 =20咖， AWd =33隱 で、 その 時のロール諸元は、 水平ロール半径は 650 ram. 竪ロール半径は 490 隱であり、 両ロール間のオフセッ ト量 （ d ) は 27隨であった。
1 1 訂正された用 (規則 91) 産業上の利用の可能性
本発明によれば、 フ ラ ン ジおよびゥ ヱブを有する形鋼のゥ ヱブ縮 幅圧延を行なう に際して、 ウ ェブ湾曲および中心偏りを発生させず にウ ェブ縮幅量を従来より大き く できるので、 最近の傾向であるフ ラ ン ジの厚肉化に対応して、 同一シ リ ーズ内のゥ ヱブ高さ一定化を 同一ロール組で可能とするフ ラ ンジ厚みの範囲を従来より さ らに拡 大できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 断面が矩形または ドッ グボーン状の素材をブレーク ダウ ン ミ ルによって粗造形材に粗圧延し、 該粗造形材を粗ユニバーサル ミ ル とエツ ジ ャ ー ミ ルからなる中間圧延 ミ ルによって中間圧延し、 さ ら に該中間圧延材を幅可変水平ロールと竪ロールからなる仕上げュニ バーサル ミ ルによ って、 該幅可変水平ロ ールの入側で近接した位置 でウ ェブの中央部をガイ ド機構によって拘束すると と もに、 該幅可 変水平ロ ールの軸芯に対して、 該竪ロールの軸芯を圧延方向にオフ セッ 卜 させて、 フラ ンジを介してゥ ヱブ高さを幅方向に縮小してゥ エブ高さを所定の各種寸法に仕上圧延するこ とを特徴とするフ ラ ン ジおよびウ ェブを有する形鋼の圧延方法。
2. 請求の範囲 1 において、 ゥ ヱブの中央部の拘束を水平ローラ 一ガイ ドまたはフ リ ク シ ョ ンガイ ドによってなすこ とを特徵とする フ ラ ンジおよびウ ェブを有する形鋼の圧延方法。
3. 断面が矩形または ドッ グボーン状の素材を粗造形材に圧延す るためのブレー ク ダウ ン ミ ルと、 該粗造形材を中間圧延材に圧延す るための粗ユニバーサル ミ ルとエッ ジヤー ミ ルからなる中間圧延 ミ ルをと、 該中間圧延材を仕上圧延するための幅可変水平ロールと竪 ロ ールからなる仕上げユニバーサル ミ ルからなり、 該仕上げュニバ ーサルの該幅可変水平ロールの入側で近接した位置にゥ ヱブの中央 部を拘束するためのガイ ド機構を設け、 かつ該幅可変水平ロールの 軸芯に対して、 該竪ロールの軸芯をオフセ ッ 卜するためのロール軸 芯移動機構を該竪ロールに設ける こ とを特徴とするフ ラ ンジおよび ウ ェブを有する形鋼の圧延装置列。
4. 請求の範囲 3 において、 ウ ェブ中央部を拘束するガイ ド機構 力 <、 水平ローラーガイ ド装置またはフ リ ク シ ョ ンガイ ド装置からな り、 かつ該ガイ ド装置の隙を調整するための油圧またはスク リ ユー シ リ ンダ一を設けるこ とを特徴とするフ ラ ン ジおよびゥ エブを有す る形鋼の圧延装置列。
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