JP2000158002A - 形鋼の熱間圧延方法 - Google Patents
形鋼の熱間圧延方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｈ形鋼およびこれに類似した形鋼を同形状の
粗形鋼片からフランジ幅が異なる製品を製造可能とする
形鋼の熱間圧延方法を提供すること。 【解決手段】 形鋼を製造する熱間圧延ラインの粗圧延
工程において、造形圧延後の粗形鋼片３１をエッジャ圧
延によりフランジ幅Ｂ0 を大圧下して異なるサイズの形
鋼に対応したフランジ幅Ｂe に減少させるものである。
粗形鋼片からフランジ幅が異なる製品を製造可能とする
形鋼の熱間圧延方法を提供すること。 【解決手段】 形鋼を製造する熱間圧延ラインの粗圧延
工程において、造形圧延後の粗形鋼片３１をエッジャ圧
延によりフランジ幅Ｂ0 を大圧下して異なるサイズの形
鋼に対応したフランジ幅Ｂe に減少させるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同形状の粗形鋼片
から異なるフランジ幅の形鋼製品が製造可能な形鋼の熱
間圧延方法に関するものである。
から異なるフランジ幅の形鋼製品が製造可能な形鋼の熱
間圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えばＨ形鋼等の形鋼類の熱間圧
延工程を示す摸式図である。スラブ、ブルームまたはビ
ームブランクなどの素材は、加熱炉１にて所定の温度に
加熱され、造形圧延機２により粗形鋼片に圧延され、以
降はユニバーサル圧延機３とエッジャ４からなる粗ユニ
バーサル圧延機群と仕上圧延機５にて製品形状寸法まで
圧延される。
延工程を示す摸式図である。スラブ、ブルームまたはビ
ームブランクなどの素材は、加熱炉１にて所定の温度に
加熱され、造形圧延機２により粗形鋼片に圧延され、以
降はユニバーサル圧延機３とエッジャ４からなる粗ユニ
バーサル圧延機群と仕上圧延機５にて製品形状寸法まで
圧延される。
【０００３】前記造形圧延機２では、例えば図６に示す
ように、スラブ１１を素材としてＨ形鋼用粗形鋼片を圧
延する場合は、通常フランジ部を成形する複数のエッジ
ング圧延用ボックス孔型１２、１３、１４とウェブ相当
部分の厚さを減じ、ほぼＨ形に圧延成形する孔型１５に
より所望の粗形鋼片に圧延する。
ように、スラブ１１を素材としてＨ形鋼用粗形鋼片を圧
延する場合は、通常フランジ部を成形する複数のエッジ
ング圧延用ボックス孔型１２、１３、１４とウェブ相当
部分の厚さを減じ、ほぼＨ形に圧延成形する孔型１５に
より所望の粗形鋼片に圧延する。
【０００４】前記粗形鋼片は、次工程の粗ユニバーサル
圧延機群では図７に示すような粗ユニバーサル圧延機３
とエッジャ４により圧延される。通常、図８に示すよう
に造形圧延機２による造形圧延後の粗形鋼片のウェブ厚
さT10 とフランジ厚さT20 の比T20 ／T10 は製品のウェ
ブ厚さt1とフランジ厚さt2の比t2／t1とほぼ等しく、ま
た粗形鋼片３１の脚長Ｈ0 は製品３３の脚長Ｈe とほぼ
等しくなるように仕上げられる。
圧延機群では図７に示すような粗ユニバーサル圧延機３
とエッジャ４により圧延される。通常、図８に示すよう
に造形圧延機２による造形圧延後の粗形鋼片のウェブ厚
さT10 とフランジ厚さT20 の比T20 ／T10 は製品のウェ
ブ厚さt1とフランジ厚さt2の比t2／t1とほぼ等しく、ま
た粗形鋼片３１の脚長Ｈ0 は製品３３の脚長Ｈe とほぼ
等しくなるように仕上げられる。
【０００５】これは、粗ユニバーサル圧延機群での粗ユ
ニバーサル圧延機３とエッジャ４による粗圧延工程にお
いて、ウェブ厚さT10 とフランジ厚さT20 がほぼ同様な
圧下率により減じられ、フランジの脚長Ｈe はほぼ一定
となるようにエッジングで調整することにより製品３３
に仕上げ圧延される圧延法によって実施されていたこと
に起因する。
ニバーサル圧延機３とエッジャ４による粗圧延工程にお
いて、ウェブ厚さT10 とフランジ厚さT20 がほぼ同様な
圧下率により減じられ、フランジの脚長Ｈe はほぼ一定
となるようにエッジングで調整することにより製品３３
に仕上げ圧延される圧延法によって実施されていたこと
に起因する。
【０００６】上記のような従来の圧延方法では、フラン
ジ幅が異なるシリーズを圧延する場合、造形圧延の孔型
ロールはフランジ幅の異なるシリーズ毎に保有し、且つ
フランジ脚長Ｈe の違いに対応したエッジャ４を組替え
て圧延しており、ロールの保有数は膨大となるととも
に、シリーズが異なる毎にロール組替えするため、稼動
率の向上を疎外してきた。
ジ幅が異なるシリーズを圧延する場合、造形圧延の孔型
ロールはフランジ幅の異なるシリーズ毎に保有し、且つ
フランジ脚長Ｈe の違いに対応したエッジャ４を組替え
て圧延しており、ロールの保有数は膨大となるととも
に、シリーズが異なる毎にロール組替えするため、稼動
率の向上を疎外してきた。
【０００７】この課題に対し、例えば図９に示す造形圧
延工程において、仕上孔型で圧延後、フランジ幅をロー
ルのフラット部で圧延してフランジ幅を減少させる技術
が特開平２−２９０１０５号公報に開示されている（従
来技術１）。
延工程において、仕上孔型で圧延後、フランジ幅をロー
ルのフラット部で圧延してフランジ幅を減少させる技術
が特開平２−２９０１０５号公報に開示されている（従
来技術１）。
【０００８】また、図１０に示すようにスラブから粗形
鋼片とする造形圧延工程において、フランジ幅を変更す
る技術として、例えば特公平７−６１４８２号公報に開
示されている技術が挙げられる（従来技術２）。
鋼片とする造形圧延工程において、フランジ幅を変更す
る技術として、例えば特公平７−６１４８２号公報に開
示されている技術が挙げられる（従来技術２）。
【０００９】また、例えば特公平４−５５７６１号公報
には図１１に示すようにエッジングスリーブ４ｂに対し
てウエブ拘束スリーブ４ａが変心することにより脚長可
変なエッジャ４が示されている。さらに、特開平９−１
０８７１０号公報には図１２に示すように段付きのエッ
ジングスリーブ４ｂにより脚長Ｈe が可変なエッジャ４
が示され、フランジ幅が違うシリーズのＨ形鋼をエッジ
ャ４の組替えなしに圧延可能とする技術が提案されてい
る（従来技術３）。
には図１１に示すようにエッジングスリーブ４ｂに対し
てウエブ拘束スリーブ４ａが変心することにより脚長可
変なエッジャ４が示されている。さらに、特開平９−１
０８７１０号公報には図１２に示すように段付きのエッ
ジングスリーブ４ｂにより脚長Ｈe が可変なエッジャ４
が示され、フランジ幅が違うシリーズのＨ形鋼をエッジ
ャ４の組替えなしに圧延可能とする技術が提案されてい
る（従来技術３）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術１においては、ロールにフラット部がある場合に
は有効であるが、図６に示したようなフラット部がとれ
ない場合には適用不可能である。また、従来技術２で
は、ロール組替えせずにスラブ幅を変更することにより
フランジ幅を変更することが可能であるが、被圧延材が
孔型に充満しないため、圧延安定性を良好に保つことが
難しく、高い寸法精度を維持することが困難で、特に偏
肉、中心の偏りを良好に保つことが難しい。また、従来
技術３においては、ユニバーサル圧延工程のロール組替
えなしにフランジ幅の異なる形鋼を圧延することが可能
であるが、ユニバーサル圧延工程に供給する粗形鋼片は
造形圧延のロール組替えを必要とする。
来技術１においては、ロールにフラット部がある場合に
は有効であるが、図６に示したようなフラット部がとれ
ない場合には適用不可能である。また、従来技術２で
は、ロール組替えせずにスラブ幅を変更することにより
フランジ幅を変更することが可能であるが、被圧延材が
孔型に充満しないため、圧延安定性を良好に保つことが
難しく、高い寸法精度を維持することが困難で、特に偏
肉、中心の偏りを良好に保つことが難しい。また、従来
技術３においては、ユニバーサル圧延工程のロール組替
えなしにフランジ幅の異なる形鋼を圧延することが可能
であるが、ユニバーサル圧延工程に供給する粗形鋼片は
造形圧延のロール組替えを必要とする。
【００１１】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、Ｈ形鋼およびこれに類似した形鋼
を同形状の粗形鋼片からフランジ幅が異なる製品を製造
可能とする形鋼の熱間圧延方法を提供することを目的と
している。
めになされたもので、Ｈ形鋼およびこれに類似した形鋼
を同形状の粗形鋼片からフランジ幅が異なる製品を製造
可能とする形鋼の熱間圧延方法を提供することを目的と
している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る形鋼の熱間
圧延方法の第１の発明は、形鋼を製造する熱間圧延ライ
ンの粗圧延工程において、造形圧延後の粗形鋼片をエッ
ジャ圧延によりフランジ幅を大圧下して異なるサイズの
形鋼に対応したフランジ幅に減少させるものである。
圧延方法の第１の発明は、形鋼を製造する熱間圧延ライ
ンの粗圧延工程において、造形圧延後の粗形鋼片をエッ
ジャ圧延によりフランジ幅を大圧下して異なるサイズの
形鋼に対応したフランジ幅に減少させるものである。
【００１３】第２の発明は、形鋼を製造する熱間圧延ラ
インの粗圧延工程において、造形圧延後の粗形鋼片をエ
ッジャ圧延によりフランジ幅を大圧下して異なるサイズ
の形鋼に対応したフランジ幅に減少させる際のウエブ厚
みの変化を考慮して、造形圧延後の祖形鋼片を所望のウ
エブ厚さに仕上げるものである。
インの粗圧延工程において、造形圧延後の粗形鋼片をエ
ッジャ圧延によりフランジ幅を大圧下して異なるサイズ
の形鋼に対応したフランジ幅に減少させる際のウエブ厚
みの変化を考慮して、造形圧延後の祖形鋼片を所望のウ
エブ厚さに仕上げるものである。
【００１４】第３の発明は、形鋼を製造する熱間圧延ラ
インの粗圧延工程において、エッジング高さを変更可能
なエッジャによりフランジ幅を大圧下して異なるサイズ
の形鋼に対応したフランジ幅に減少させるものである。
インの粗圧延工程において、エッジング高さを変更可能
なエッジャによりフランジ幅を大圧下して異なるサイズ
の形鋼に対応したフランジ幅に減少させるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の概要
を示す説明図である。図において、粗形鋼片３１は、形
鋼を製造する熱間圧延ラインの造形圧延機２（図５参
照）により圧延されたものである。このような粗形鋼片
３１は、図２に示すようにユニバーサル圧延機３とエッ
ジャ４からなる粗ユニバーサル圧延機群での圧延工程に
おいて、エッジャ圧延により脚長Ｈ0 のフランジ幅のも
のを異なるサイズに対応した脚長Ｈe に大圧下して、粗
形鋼片のフランジ幅を減少させるものである。
を示す説明図である。図において、粗形鋼片３１は、形
鋼を製造する熱間圧延ラインの造形圧延機２（図５参
照）により圧延されたものである。このような粗形鋼片
３１は、図２に示すようにユニバーサル圧延機３とエッ
ジャ４からなる粗ユニバーサル圧延機群での圧延工程に
おいて、エッジャ圧延により脚長Ｈ0 のフランジ幅のも
のを異なるサイズに対応した脚長Ｈe に大圧下して、粗
形鋼片のフランジ幅を減少させるものである。
【００１６】例えば、図６に示すような造形圧延機２に
おいて、粗形鋼片を造形するロールを用いて、まずＨ６
００×３００のＨ形鋼用粗形鋼片３１を脚長Ｈ0 に圧延
し、次に図２に示すような粗ユニバーサル圧延工程にお
けるエッジャ４において、フランジ幅をＨ６００×２５
０相当の脚長Ｈe まで大圧下し、以降通常のユニバーサ
ル圧延を実施し、Ｈ６００×２５０の製品を製造する。
ユニバーサル圧延工程のエッジャ４では、フランジ厚さ
が薄い被圧延材を１パスで大きな幅圧下を行うとフラン
ジが座屈し、フランジ幅を適正に圧延することができな
くなる。本発明では造形圧延後の粗形鋼片を、エッジャ
４によりフランジ幅を大幅に圧下し減少させるが、この
粗形鋼片３１のフランジ厚さT20 は厚いため、エッジン
グ時にフランジが座屈せず、１パスでの大きな幅圧下を
可能としている。
おいて、粗形鋼片を造形するロールを用いて、まずＨ６
００×３００のＨ形鋼用粗形鋼片３１を脚長Ｈ0 に圧延
し、次に図２に示すような粗ユニバーサル圧延工程にお
けるエッジャ４において、フランジ幅をＨ６００×２５
０相当の脚長Ｈe まで大圧下し、以降通常のユニバーサ
ル圧延を実施し、Ｈ６００×２５０の製品を製造する。
ユニバーサル圧延工程のエッジャ４では、フランジ厚さ
が薄い被圧延材を１パスで大きな幅圧下を行うとフラン
ジが座屈し、フランジ幅を適正に圧延することができな
くなる。本発明では造形圧延後の粗形鋼片を、エッジャ
４によりフランジ幅を大幅に圧下し減少させるが、この
粗形鋼片３１のフランジ厚さT20 は厚いため、エッジン
グ時にフランジが座屈せず、１パスでの大きな幅圧下を
可能としている。
【００１７】従来、フランジ幅が異なるシリーズでは造
形圧延のロールを個々に保有し、圧延チャンス毎に造形
圧延ロールを組替えて粗形鋼片３１を圧延していたが、
上述したように、フランジ幅が異なるシリーズにおいて
も造形圧延のロールを組み替えることなく、且つ従来使
用していた造形圧延ロールをそのまま使用して圧延可能
であり、個々のフランジ幅のシリーズに対応した造形圧
延用ロールを全て保有する必要がないことである。この
結果、造形圧延用ロールの保有数の削減、造形圧延ロー
ル組替え数が低減できる効果を有する。また、エッジャ
によるフランジの幅圧下では、１パスで大圧下がとれる
ので、圧延パス数の増加は最少に抑えられる。
形圧延のロールを個々に保有し、圧延チャンス毎に造形
圧延ロールを組替えて粗形鋼片３１を圧延していたが、
上述したように、フランジ幅が異なるシリーズにおいて
も造形圧延のロールを組み替えることなく、且つ従来使
用していた造形圧延ロールをそのまま使用して圧延可能
であり、個々のフランジ幅のシリーズに対応した造形圧
延用ロールを全て保有する必要がないことである。この
結果、造形圧延用ロールの保有数の削減、造形圧延ロー
ル組替え数が低減できる効果を有する。また、エッジャ
によるフランジの幅圧下では、１パスで大圧下がとれる
ので、圧延パス数の増加は最少に抑えられる。
【００１８】上記のようにユニバーサル圧延機３とエッ
ジャ４からなる粗ユニバーサル圧延機群での粗圧延工程
において、粗形鋼片３１のエッジャ３により脚長Ｈ0 の
フランジ幅のものを大圧下して、異なるサイズに対応し
た脚長Ｈe のフランジ幅に減少させるのを従来実施でき
かった大きな理由の１つは、造形圧延後にフランジ幅を
エッジャにより減少させることによりフランジ厚さは増
加しウェブ厚さは減少するが、この変化量を予測するこ
とが困難であったことにあり、以下に通常のＨ形鋼の圧
延に基づき詳細に説明する。
ジャ４からなる粗ユニバーサル圧延機群での粗圧延工程
において、粗形鋼片３１のエッジャ３により脚長Ｈ0 の
フランジ幅のものを大圧下して、異なるサイズに対応し
た脚長Ｈe のフランジ幅に減少させるのを従来実施でき
かった大きな理由の１つは、造形圧延後にフランジ幅を
エッジャにより減少させることによりフランジ厚さは増
加しウェブ厚さは減少するが、この変化量を予測するこ
とが困難であったことにあり、以下に通常のＨ形鋼の圧
延に基づき詳細に説明する。
【００１９】例えばウェブ高さがＨ、フランジ幅がＢ、
（フランジ脚長がＨe ）、ウェブ厚さがt1でフランジ厚
さがt2のＨ形鋼（図８参照）を圧延する場合、造形圧延
後の粗形鋼片３１は、ウェブ厚さT10 とフランジ厚さT2
0 の比をT20 ／T10 ＝1.0 〜1.25＊t2n ／t1n とし、フ
ランジの脚長Ｈ0 ≒Ｈe となるように設定する。これは
以下のユニバーサル圧延の特性に起因している。
（フランジ脚長がＨe ）、ウェブ厚さがt1でフランジ厚
さがt2のＨ形鋼（図８参照）を圧延する場合、造形圧延
後の粗形鋼片３１は、ウェブ厚さT10 とフランジ厚さT2
0 の比をT20 ／T10 ＝1.0 〜1.25＊t2n ／t1n とし、フ
ランジの脚長Ｈ0 ≒Ｈe となるように設定する。これは
以下のユニバーサル圧延の特性に起因している。
【００２０】ユニバーサル圧延においては、水平ロール
荷重ＰＨおよび竪ロール荷重ＰＶとウェブの圧下歪みε
wt とフランジの圧下歪みεft の差εwt −εft （ここ
では圧下バランスと称する）は図３に示す関係があるこ
とが知られている。圧下バランスが0.0 以下では水平ロ
ール荷重ＰＨが増大し圧下バランスが0.05以上では竪ロ
ール荷重ＰＶが増大するため、水平ロール荷重ＰＨと竪
ロール荷重ＰＶをバランス良く圧延するためには、圧下
バランスが0.0 〜0.05が適している。
荷重ＰＨおよび竪ロール荷重ＰＶとウェブの圧下歪みε
wt とフランジの圧下歪みεft の差εwt −εft （ここ
では圧下バランスと称する）は図３に示す関係があるこ
とが知られている。圧下バランスが0.0 以下では水平ロ
ール荷重ＰＨが増大し圧下バランスが0.05以上では竪ロ
ール荷重ＰＶが増大するため、水平ロール荷重ＰＨと竪
ロール荷重ＰＶをバランス良く圧延するためには、圧下
バランスが0.0 〜0.05が適している。
【００２１】また、ユニバーサル圧延におけるフランジ
幅拡がり歪みεfw と圧下バランスの関係を図１２に示
すが、ここでも圧下バランスが0.0 以下ではフランジ幅
は減少し、圧下バランスが大きいと幅拡がりが増大する
ため、フランジ幅の調整を目的としたエッジャでの幅圧
下を過大としないためにも、圧下バランスが0.0〜0.05
の範囲での圧延が適している。
幅拡がり歪みεfw と圧下バランスの関係を図１２に示
すが、ここでも圧下バランスが0.0 以下ではフランジ幅
は減少し、圧下バランスが大きいと幅拡がりが増大する
ため、フランジ幅の調整を目的としたエッジャでの幅圧
下を過大としないためにも、圧下バランスが0.0〜0.05
の範囲での圧延が適している。
【００２２】さらに、エッジャにてエッジングを行う
と、フランジ厚さが若干増加するため、これを考慮し
て、エッジャ圧延後のユニバーサル圧延では、エッジャ
圧延前の厚さからの圧下バランスはほぼ０となるように
設定し、実質的には圧下バランスが上記0.0 〜0.05の範
囲となるよう圧延する方法がとられている。この圧延法
に従って例えばユニバーサル圧延１０パスで仕上げると
した場合、造形圧延後の粗形鋼片３１のウェブ厚さT10
おフランジ厚さT20 は以下の比となる。
と、フランジ厚さが若干増加するため、これを考慮し
て、エッジャ圧延後のユニバーサル圧延では、エッジャ
圧延前の厚さからの圧下バランスはほぼ０となるように
設定し、実質的には圧下バランスが上記0.0 〜0.05の範
囲となるよう圧延する方法がとられている。この圧延法
に従って例えばユニバーサル圧延１０パスで仕上げると
した場合、造形圧延後の粗形鋼片３１のウェブ厚さT10
おフランジ厚さT20 は以下の比となる。
【００２３】圧下バランスをA とすると １パス目；ユニバーサル→ユニバーサル εwt1＝ln(t11／T10) （１） εft1＝ln(t11／T10)＋A （２） ２パス目；エッジャ→ユニバーサル εwt2＝ln(t11／T10) （３） εft2＝ln(t11／T10) （４） 同様に、３パス以降１０パスまで圧延した時の総圧下歪みは、 εwt1＋εwt2＋…＝ln(t1n／T10) （５） εft1＋εft2＋…＝ln(t1n／T10)＋N／2＊A ＝ln(t2n／T20) (N＝10パス） （６）
【００２４】となり、造形圧延後の粗形鋼片のウェブと
フランジの厚さの比T20／T10は T20／T10＝t2n／t1n＊exp(N／2＊A)≒t2n／t1n＊(1.0＋5A）（７） から、製品のフランジ厚さt2とウェブ厚さt1の比の約1.
0 〜1.25倍となるように、粗形鋼片３１は造形圧延にて
ウェブ厚さT10 はロールギャップ設定で、フランジ厚さ
T20 は仕上孔型で仕上げられている。
フランジの厚さの比T20／T10は T20／T10＝t2n／t1n＊exp(N／2＊A)≒t2n／t1n＊(1.0＋5A）（７） から、製品のフランジ厚さt2とウェブ厚さt1の比の約1.
0 〜1.25倍となるように、粗形鋼片３１は造形圧延にて
ウェブ厚さT10 はロールギャップ設定で、フランジ厚さ
T20 は仕上孔型で仕上げられている。
【００２５】ここで、粗形鋼片３１をエッジャ４でフラ
ンジ幅の大圧下を行うとフランジ厚さが増加するととも
に、ウェブ厚さが減少し、これらの厚さ変化量を予測で
きないと上記のユニバーサル圧延でのパススケジュール
が設定不可能、つまり所望の製品寸法に圧延不可能とな
る。
ンジ幅の大圧下を行うとフランジ厚さが増加するととも
に、ウェブ厚さが減少し、これらの厚さ変化量を予測で
きないと上記のユニバーサル圧延でのパススケジュール
が設定不可能、つまり所望の製品寸法に圧延不可能とな
る。
【００２６】上記知見に基づき本発明は、造形圧延後の
粗形鋼片をエジャによりフランジ幅を大幅に減少させる
際に、エッジャでの幅圧下量とフランジ厚さとウェブ厚
さの変化量を的確に予測し、この変化量に基づき、造形
圧延での粗形鋼片仕上ウェブ厚さを適正に調整すること
により、フランジ幅の異なるシリーズのユニバーサル圧
延を可能としたものである。
粗形鋼片をエジャによりフランジ幅を大幅に減少させる
際に、エッジャでの幅圧下量とフランジ厚さとウェブ厚
さの変化量を的確に予測し、この変化量に基づき、造形
圧延での粗形鋼片仕上ウェブ厚さを適正に調整すること
により、フランジ幅の異なるシリーズのユニバーサル圧
延を可能としたものである。
【００２７】本発明の上記の実施の形態について、さら
に具体例により詳述する。ウェブ高さがＨ、フランジ幅
がＢ、（フランジ脚長がＨe ）、ウェブ厚さがt1でフラ
ンジ厚さがt2（Ｈ×Ｂ×t1／t2）のＨ形鋼用造形圧延ロ
ールを用いてフランジ幅が50mm小さいＨ形鋼Ｈn ×Ｂn
×t1n ／t2n （ウェブ高さ；Ｈn 、フランジ幅；Ｂn 、
ウェブ厚さ；t1n 、フランジ厚さ；t2n ）をユニバーサ
ル圧延において１０パスで圧延する場合、圧下バランス
を0.03とすると、（７）式から適正な造形圧延後の粗形
鋼片のフランジ厚さとウェブ厚さの比は t20 ／t10 ＝1.15＊t2n ／t1n ＝η （８） となる。なおＨ形鋼Ｈ×Ｂ×t1／t2用仕上孔型のフラン
ジ厚さをt20 とする。エッジャにて粗形鋼片のフランジ
幅を50mm圧下する時のフランジ厚さの増加量は、例えば
以下のように予測できる。
に具体例により詳述する。ウェブ高さがＨ、フランジ幅
がＢ、（フランジ脚長がＨe ）、ウェブ厚さがt1でフラ
ンジ厚さがt2（Ｈ×Ｂ×t1／t2）のＨ形鋼用造形圧延ロ
ールを用いてフランジ幅が50mm小さいＨ形鋼Ｈn ×Ｂn
×t1n ／t2n （ウェブ高さ；Ｈn 、フランジ幅；Ｂn 、
ウェブ厚さ；t1n 、フランジ厚さ；t2n ）をユニバーサ
ル圧延において１０パスで圧延する場合、圧下バランス
を0.03とすると、（７）式から適正な造形圧延後の粗形
鋼片のフランジ厚さとウェブ厚さの比は t20 ／t10 ＝1.15＊t2n ／t1n ＝η （８） となる。なおＨ形鋼Ｈ×Ｂ×t1／t2用仕上孔型のフラン
ジ厚さをt20 とする。エッジャにて粗形鋼片のフランジ
幅を50mm圧下する時のフランジ厚さの増加量は、例えば
以下のように予測できる。
【００２８】造形圧延後に求められる粗形鋼片のウェブ
厚さT10 造形圧延後のフランジ幅Ｂ0 造形圧延後のフランジ厚さ（仕上孔型で規定）T20 エッジャ圧延後のウェブ厚さt1e エッジャ圧延後のフランジ厚さt2e エッジャ圧延後のフランジ幅Ｂe
厚さT10 造形圧延後のフランジ幅Ｂ0 造形圧延後のフランジ厚さ（仕上孔型で規定）T20 エッジャ圧延後のウェブ厚さt1e エッジャ圧延後のフランジ厚さt2e エッジャ圧延後のフランジ幅Ｂe
【００２９】とするとエッジャ圧延時のフランジ部の各
部歪みは以下の通りとなる。 幅歪みεfw ＝ln(Ｂe／Ｂ0) （９） 厚さ歪みεft ＝ln(t2e／t20) （１０） 圧延方向歪みεfl ＝Ｋ （１１） エッジャ圧延時のウェブ部の各部歪みは 幅歪みεww ＝０ （１２） 厚さ歪みεwt ＝Ａln(t1e／t10) （１３） 圧延方向歪みεwl ＝Ｋ （１４）
部歪みは以下の通りとなる。 幅歪みεfw ＝ln(Ｂe／Ｂ0) （９） 厚さ歪みεft ＝ln(t2e／t20) （１０） 圧延方向歪みεfl ＝Ｋ （１１） エッジャ圧延時のウェブ部の各部歪みは 幅歪みεww ＝０ （１２） 厚さ歪みεwt ＝Ａln(t1e／t10) （１３） 圧延方向歪みεwl ＝Ｋ （１４）
【００３０】エッジャ圧延時のウェブ厚さ方向歪みεwt
が以下の関係にあることを種々の実験によって導い
た。 εwt ＝αln(Ｂe／Ｂ0) （１５） α＝0.25＊Ａw ／（Ａw＋Ａf） Ａw；ウェブ部断面積 Ａf；フランジ部断面積 ウェブ部において、体積一定(εww＋εwl ＋εwt ＝
０）より Ｋ＝−εwt ＝−αln(Ｂe／Ｂ0) （１６） これとフランジ部の体積一定の条件から εft ＝ln(t2e／t20)＝−ln(Ｂe／ＢO)＋αln(Ｂe／ＢO) ＝(1−α)ln(Ｂe／ＢO） （１７）
が以下の関係にあることを種々の実験によって導い
た。 εwt ＝αln(Ｂe／Ｂ0) （１５） α＝0.25＊Ａw ／（Ａw＋Ａf） Ａw；ウェブ部断面積 Ａf；フランジ部断面積 ウェブ部において、体積一定(εww＋εwl ＋εwt ＝
０）より Ｋ＝−εwt ＝−αln(Ｂe／Ｂ0) （１６） これとフランジ部の体積一定の条件から εft ＝ln(t2e／t20)＝−ln(Ｂe／ＢO)＋αln(Ｂe／ＢO) ＝(1−α)ln(Ｂe／ＢO） （１７）
【００３１】式（８）と式（１５）および（１７）か
ら、t10 を求める。これら３ケの方程式を解くのは煩雑
であるため、１次の微少項のみ考慮することとして、以
下のように簡易的にt10 を求めることができる。エッジ
ャ後の厚さとフランジ幅を以下のように表すと t1e ＝t10 ＋Δt1e Δt1e ；エッジングによるウェブ厚さ変化量 （１８） t2e ＝t20 ＋Δt2e Δt2e ；エッジングによるフランジ厚さ変化量 （１９） Ｂe ＝Ｂ0 ＋ΔＢ ΔＢ；エッジング量 （２０） Ｂ0 ＝２Ｈ0 ＋t10 Ｈ0 ；フランジ脚長 （２１） 下記（２２）式の２次式により、t10 が得られる。 ηt10 2＋｛η(2Ｈ0−αΔＢ）−t20｝t10−t20｛２Ｈ0＋（1−α）ΔＢ｝ ＝０ （２２）
ら、t10 を求める。これら３ケの方程式を解くのは煩雑
であるため、１次の微少項のみ考慮することとして、以
下のように簡易的にt10 を求めることができる。エッジ
ャ後の厚さとフランジ幅を以下のように表すと t1e ＝t10 ＋Δt1e Δt1e ；エッジングによるウェブ厚さ変化量 （１８） t2e ＝t20 ＋Δt2e Δt2e ；エッジングによるフランジ厚さ変化量 （１９） Ｂe ＝Ｂ0 ＋ΔＢ ΔＢ；エッジング量 （２０） Ｂ0 ＝２Ｈ0 ＋t10 Ｈ0 ；フランジ脚長 （２１） 下記（２２）式の２次式により、t10 が得られる。 ηt10 2＋｛η(2Ｈ0−αΔＢ）−t20｝t10−t20｛２Ｈ0＋（1−α）ΔＢ｝ ＝０ （２２）
【００３２】以上により、造形圧延終了時のウェブ厚さ
t10 が決定でき、フランジ厚さt20は孔型で規定される
ので、造形圧延後の粗形鋼片をエッジャによりフランジ
幅を大幅に減少させた場合も、従来のユニバーサル圧延
工程のスケジュールに則って圧延可能となる。
t10 が決定でき、フランジ厚さt20は孔型で規定される
ので、造形圧延後の粗形鋼片をエッジャによりフランジ
幅を大幅に減少させた場合も、従来のユニバーサル圧延
工程のスケジュールに則って圧延可能となる。
【００３３】ユニバーサル圧延工程のエッジャとして、
フランジ幅が異なるシリーズをエッジング可能なよう
に、フランジの脚長変化に対応できるエッジャが提案さ
れてきている。従来のこの種のエッジャは、造形圧延に
おいてフランジ幅の異なる粗形鋼片を製造し、このフラ
ンジ幅の異なる粗形鋼片を用いてフランジ幅の異なるシ
リーズを圧延するものであるから、造形圧延工程での粗
形鋼片のフランジ幅変更が必須であった。
フランジ幅が異なるシリーズをエッジング可能なよう
に、フランジの脚長変化に対応できるエッジャが提案さ
れてきている。従来のこの種のエッジャは、造形圧延に
おいてフランジ幅の異なる粗形鋼片を製造し、このフラ
ンジ幅の異なる粗形鋼片を用いてフランジ幅の異なるシ
リーズを圧延するものであるから、造形圧延工程での粗
形鋼片のフランジ幅変更が必須であった。
【００３４】これは、先に述べたように、粗形鋼片をこ
れらのエッジャによりフランジ幅を減少させた場合、フ
ランジ厚さとウェブ厚さが変化するが、これを予測する
ことが困難で、ユニバーサル圧延工程で所望の製品寸法
に圧延することができなかったからである。本発明で
は、粗圧延工程において、上記知見の予測に基づいて造
形圧延で粗形鋼片のウェブを厚く仕上げ、フランジの脚
長変化に対応可能なエッジャでフランジ幅を大圧下する
ことにより、フランジ幅の異なる粗形鋼片を製造するこ
とができる。
れらのエッジャによりフランジ幅を減少させた場合、フ
ランジ厚さとウェブ厚さが変化するが、これを予測する
ことが困難で、ユニバーサル圧延工程で所望の製品寸法
に圧延することができなかったからである。本発明で
は、粗圧延工程において、上記知見の予測に基づいて造
形圧延で粗形鋼片のウェブを厚く仕上げ、フランジの脚
長変化に対応可能なエッジャでフランジ幅を大圧下する
ことにより、フランジ幅の異なる粗形鋼片を製造するこ
とができる。
【００３５】
【実施例】実施例１．ウェブ高さ600mm 、フランジ幅30
0mm のＨ６００×３００シリーズの圧延後、フランジ幅
が50mm異なるウェブ高さ600mm 、フランジ幅250mm のＨ
６００×２５０シリーズを造形圧延のロールを組み替え
ることなしに上記実施の形態に基づいて実施した。Ｈ６
００×３００シリーズ用造形圧延ロールの仕上孔型のフ
ランジ厚さは100mm であり、フランジの脚長Ｈ0 は145m
m である。ここでは、Ｈ６００×２５０×１２／２２の
圧延を例にとり説明する。
0mm のＨ６００×３００シリーズの圧延後、フランジ幅
が50mm異なるウェブ高さ600mm 、フランジ幅250mm のＨ
６００×２５０シリーズを造形圧延のロールを組み替え
ることなしに上記実施の形態に基づいて実施した。Ｈ６
００×３００シリーズ用造形圧延ロールの仕上孔型のフ
ランジ厚さは100mm であり、フランジの脚長Ｈ0 は145m
m である。ここでは、Ｈ６００×２５０×１２／２２の
圧延を例にとり説明する。
【００３６】Ｈ６００×２５０シリーズのユニバーサル
圧延は、圧下バランスは約0.03であり、１０パスで圧延
している。まず式（８）より t20 ／t10 ＝1.15＊t2n ／t1n ＝1.15＊22／12＝2.108＝η 造形圧延後の粗形鋼片をエッジャにより２パスでフラン
ジ幅を50mm圧下することとした。式（２２）において、 η＝2.108 Ｈ0 ＝145mm ΔＢ＝50mm t20＝100mm α＝AW／（AW＋AF）＝0.282 とし、得られた造形圧延後の粗形鋼片のウェブ厚さt1は
51.8mmであった。
圧延は、圧下バランスは約0.03であり、１０パスで圧延
している。まず式（８）より t20 ／t10 ＝1.15＊t2n ／t1n ＝1.15＊22／12＝2.108＝η 造形圧延後の粗形鋼片をエッジャにより２パスでフラン
ジ幅を50mm圧下することとした。式（２２）において、 η＝2.108 Ｈ0 ＝145mm ΔＢ＝50mm t20＝100mm α＝AW／（AW＋AF）＝0.282 とし、得られた造形圧延後の粗形鋼片のウェブ厚さt1は
51.8mmであった。
【００３７】実際の造形圧延では、粗形鋼片のウェブ厚
さの目標を51.8mmとして圧延し、エッジャにおいては、
１パス25mmで２パス圧延後（計50mmのフランジ幅圧
下）、通常のＨ６００×２５０×１２／２２と同様の圧
延スケジュールにてユニバーサル圧延を実施した。１０
パス後の仕上がり寸法を表１に示すが、目標寸法公差内
に十分入っており、本発明の有効性を確認できた。
さの目標を51.8mmとして圧延し、エッジャにおいては、
１パス25mmで２パス圧延後（計50mmのフランジ幅圧
下）、通常のＨ６００×２５０×１２／２２と同様の圧
延スケジュールにてユニバーサル圧延を実施した。１０
パス後の仕上がり寸法を表１に示すが、目標寸法公差内
に十分入っており、本発明の有効性を確認できた。
【００３８】実施例２．ウェブ高さ600mm、フランジ幅3
00mmのＨ６００×３００シリーズの圧延後フランジ幅が
100mm 異なるウェブ高さ600mm 、フランジ幅200mm のＨ
６００×２００シリーズを図８に示すエッジャロールを
使用し、造形圧延をエッジャのロールを組み替えること
なしに、上記実施の形態に基づいて実施した。Ｈ６００
×３００シリーズ用造形圧延ロールの仕上孔型のフラン
ジ厚さは100mm であり、フランジの脚長Ｈ0 は145mm で
ある。ここでは、Ｈ６００×２００×１１／１７の圧延
を例にとり説明する。
00mmのＨ６００×３００シリーズの圧延後フランジ幅が
100mm 異なるウェブ高さ600mm 、フランジ幅200mm のＨ
６００×２００シリーズを図８に示すエッジャロールを
使用し、造形圧延をエッジャのロールを組み替えること
なしに、上記実施の形態に基づいて実施した。Ｈ６００
×３００シリーズ用造形圧延ロールの仕上孔型のフラン
ジ厚さは100mm であり、フランジの脚長Ｈ0 は145mm で
ある。ここでは、Ｈ６００×２００×１１／１７の圧延
を例にとり説明する。
【００３９】Ｈ６００×２００シリーズのユニバーサル
圧延は、圧下バランスは約0.03であり、１０パスで圧延
している。まず式（８）より t20 ／t10 ＝1.15＊t2n ／t1n ＝1.15＊17／11＝1.78＝η 造形圧延後の粗形鋼片をエッジャにより３パスでフラン
ジ幅を100mm 圧下することとした。
圧延は、圧下バランスは約0.03であり、１０パスで圧延
している。まず式（８）より t20 ／t10 ＝1.15＊t2n ／t1n ＝1.15＊17／11＝1.78＝η 造形圧延後の粗形鋼片をエッジャにより３パスでフラン
ジ幅を100mm 圧下することとした。
【００４０】式（２２）において、 η＝1.78 Ｈ0 ＝145mm ΔＢ＝100mm t20 ＝100mm α＝Ａw ／（Ａw＋Ａf）＝0.48 とし、得られた造形圧延後の粗形鋼片のウェブ厚さt10
は、74mmであった。
は、74mmであった。
【００４１】実際の造形圧延では、粗形鋼片のウェブ厚
さの目標を74mmとして圧延し、エッジャにおいては、１
パス33mmで３パス圧延後（計100mm のフランジ幅圧
下）、通常のＨ６００×２００×１１／１７と同様の圧
延スケジュールにてユニバーサル圧延を実施した。通常
のユニバーサル圧延と比較し、前段パスで若干エッジャ
荷重が高め（10〜20％）であったが、１０パス後の仕上
がり寸法を表１に示すが、目標寸法の寸法公差内に十分
入っており、本発明の有効性を確認できた。
さの目標を74mmとして圧延し、エッジャにおいては、１
パス33mmで３パス圧延後（計100mm のフランジ幅圧
下）、通常のＨ６００×２００×１１／１７と同様の圧
延スケジュールにてユニバーサル圧延を実施した。通常
のユニバーサル圧延と比較し、前段パスで若干エッジャ
荷重が高め（10〜20％）であったが、１０パス後の仕上
がり寸法を表１に示すが、目標寸法の寸法公差内に十分
入っており、本発明の有効性を確認できた。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【発明の効果】上記から明らかなように本発明によれ
ば、 （１）造形圧延用ロールの保有数の削減、造形圧延ロー
ル組替え数が低減できる効果を有する。また、エッジャ
によるフランジの幅圧下では、１パスで大圧下がとれる
ので、圧延パス数の増加は最少に抑えられる。 （２）造形圧延終了時のウェブ厚さが決定でき、フラン
ジ厚さは孔型で規定されるので、造形圧延後の粗形鋼片
をエッジャによりフランジ幅を大幅に減少させた場合
も、従来のユニバーサル圧延工程のスケジュールに則っ
て圧延可能となる。 （３）造形圧延用ロールの保有数削減、造形圧延ロール
の組替え数の低減のメリットに加え、ユニバーサル圧延
工程のエッジャの組替え数の低減が実現でき、１回の圧
延チャンスで複数のフランジ幅が異なるシリーズが圧延
できることから、需要家の短納期ニーズに答えられる柔
軟な生産計画が可能となる。
ば、 （１）造形圧延用ロールの保有数の削減、造形圧延ロー
ル組替え数が低減できる効果を有する。また、エッジャ
によるフランジの幅圧下では、１パスで大圧下がとれる
ので、圧延パス数の増加は最少に抑えられる。 （２）造形圧延終了時のウェブ厚さが決定でき、フラン
ジ厚さは孔型で規定されるので、造形圧延後の粗形鋼片
をエッジャによりフランジ幅を大幅に減少させた場合
も、従来のユニバーサル圧延工程のスケジュールに則っ
て圧延可能となる。 （３）造形圧延用ロールの保有数削減、造形圧延ロール
の組替え数の低減のメリットに加え、ユニバーサル圧延
工程のエッジャの組替え数の低減が実現でき、１回の圧
延チャンスで複数のフランジ幅が異なるシリーズが圧延
できることから、需要家の短納期ニーズに答えられる柔
軟な生産計画が可能となる。
【図１】本発明の実施の形態の概要を示す説明図であ
る。
る。
【図２】粗ユニバーサル圧延機群でのエッジャ圧延によ
る大圧下状態を示す模式図である。
る大圧下状態を示す模式図である。
【図３】圧延荷重と圧下バランスの関係を示すグラフ図
である。
である。
【図４】フランジ幅広がり歪みと圧下バランスの関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図５】形鋼類の熱間圧延工程を示す摸式図である。
【図６】従来の粗形鋼片の造形圧延の実施形態を示す説
明図である。
明図である。
【図７】従来の粗ユニバーサル圧延機群の実施の形態を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図８】粗形鋼片とＨ形鋼の関係を示す模式図である。
【図９】従来の粗形鋼片の造形圧延の実施形態を示す説
明図である。
明図である。
【図１０】従来の粗形鋼片の造形圧延の実施形態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１１】従来のエッジャを示す説明図である。
【図１２】従来のエッジャを示す説明図である。
１ 加熱炉 ２ 造形圧延機 ３ ユニバーサル圧延機 ４ エッジャ ５ 仕上圧延機 １１ スラブ １２，１３，１４，１５ 孔型 ３１ 粗形鋼片 ３２ 被圧延材 ３３ 製品 Ｈ0 ，Ｈe 脚長 Ｂ0 ，Ｂe フランジ幅 T10 ，t1 ウェブ厚さ T20 ，t2 フランジ厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 素久 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 4E002 AC03 BA03 BA04 BB05 BB07 BC05 CA20 4E016 AA07 BA01 BA08 CA05 CA08
Claims (3)
- 【請求項１】 形鋼を製造する熱間圧延ラインの粗圧延
工程において、造形圧延後の粗形鋼片をエッジャ圧延に
よりフランジ幅を大圧下して異なるサイズの形鋼に対応
したフランジ幅に減少させることを特徴とする形鋼の熱
間圧延方法。 - 【請求項２】 形鋼を製造する熱間圧延ラインの粗圧延
工程において、造形圧延後の粗形鋼片をエッジャ圧延に
よりフランジ幅を大圧下して異なるサイズの形鋼に対応
したフランジ幅に減少させる際のウエブ厚みの変化を考
慮して、造形圧延後の祖形鋼片を所望のウエブ厚さに仕
上げることを特徴とする形鋼の熱間圧延方法。 - 【請求項３】 形鋼を製造する熱間圧延ラインの粗圧延
工程において、エッジング高さを変更可能なエッジャに
よりフランジ幅を大圧下して異なるサイズの形鋼に対応
したフランジ幅に減少させることを特徴とする形鋼の熱
間圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33518098A JP2000158002A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 形鋼の熱間圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33518098A JP2000158002A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 形鋼の熱間圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000158002A true JP2000158002A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18285660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33518098A Withdrawn JP2000158002A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 形鋼の熱間圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000158002A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101934435A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 通用电气公司 | 用于装配塔架的方法和凸缘 |
| CN103433276A (zh) * | 2013-09-03 | 2013-12-11 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 型钢轧制生产线及其生产方法 |
| KR101400576B1 (ko) | 2011-06-29 | 2014-05-29 | 현대제철 주식회사 | Ｈ형강 제조방법 |
-
1998
- 1998-11-26 JP JP33518098A patent/JP2000158002A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101934435A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 通用电气公司 | 用于装配塔架的方法和凸缘 |
| KR101400576B1 (ko) | 2011-06-29 | 2014-05-29 | 현대제철 주식회사 | Ｈ형강 제조방법 |
| CN103433276A (zh) * | 2013-09-03 | 2013-12-11 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 型钢轧制生产线及其生产方法 |
| CN103433276B (zh) * | 2013-09-03 | 2015-06-10 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 型钢轧制生产线及其生产方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060207 |