JP2004358541A - 粗形鋼片の製造方法及び孔型ロール - Google Patents

Abstract

【課題】偏平の鋼片から粗形鋼片を粗圧延する際に、粗形鋼片の寸法によらずに品質及び生産性の低下を防止することができる粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールを提供する。
【解決手段】ロール軸方向へ並んで刻設された割り孔型Ｋ１〜Ｋ４を備え、割り孔型Ｋ１〜Ｋ４は、高さｈ_１〜ｈ_３が順次大きくなるＶ字状の突起３−１ 〜３−３ を底部にそれぞれ設けられたＶ字状の割り孔型Ｋ１〜Ｋ３と、Ｖ字状の突起３−４ の頂部の近傍に凹部４ を設けてなるＷ字状の突起５ を底部に設けられたＷ字状の割り孔型Ｋ４とを有する孔型ロール１ 、２ を用いて、偏平の鋼片７の両側縁にスリット８ 、８ を入れ、スリット８ 、８ を押し広げるスリット形成工程を行った後、スリット８ 、８ が形成された鋼片の両縁部に凸部９ 、９ を形成する凸部形成工程を行うことにより、粗形鋼片を製造する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＨ形鋼やこれに類似の形鋼の半成品である粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールに関し、例えば、二重式圧延機の孔型によって連続鋳造スラブ等の偏平の鋼片を圧延素材として粗形鋼片に粗圧延する際の粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｈ形鋼やこれに類似の形鋼は、連続鋳造スラブ等の偏平の鋼片を素材とし、これを半成品である粗形鋼片に粗圧延する工程を経て、製造される。 しかし、連続鋳造スラブ等の偏平の鋼片は厚みが小さいため、フランジ幅が大きな粗形鋼片を圧延により製造することは難しい。 このため、様々な方法が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、底部中央に三角状山形部を設け、三角状山形部の頂角を同じとし、かつ高さを順次大きくした複数の割り孔型を用いて偏平な鋼片の両側縁にスリットを形成し、三角状山形部とその先端に形成された円弧状の突起とを有する割り孔型によりこのスリットが形成された両側縁に凹部を形成して、ドッグボーン状鋼片を製造する発明が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、三角状の山形部の高さをほぼ一定とし、山形部の頂角を順次拡大した複数のエッジング孔型を用いて、スリットを拡大する発明が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６４００３号公報
【特許文献２】特開平８−２２９６０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１により開示された発明は、確かに、圧延疵が少ない粗形鋼片を高能率で製造することを可能とするものであり、充分な有用性を有する。しかし、本発明者はさらに検討を重ねた結果、特許文献１により開示された発明でも、製造する粗形鋼片の寸法が大きい場合にはフランジの中央部の余肉が不十分となり、特に大断面フランジにおける製品のフランジ幅や厚みの確保が難しく、さらにフランジの厚圧下量の不足に起因して、粒径が製品のフランジ幅方向に不均一になり易いという課題があることが判明した。
【０００７】
また、特許文献２により開示された発明は、三角状山形部の頂角の設定可能範囲が狭い。例えば、設定する頂角が少しでも過大になると被圧延材が揺動して圧延が不安定となってセンターずれを生じ、これにより、フランジの形状が左右非対称となったり、最悪の場合には圧延が困難になる。一方、設定する頂角が少しでも過小になるとフランジの幅の拡大量が減少し、フランジ幅が大きい粗形鋼片を製造できない。
【０００８】
本発明は、偏平の鋼片から粗形鋼片を粗圧延する際に、粗形鋼片の寸法によらずに品質及び生産性の低下を防止することができる粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、偏平の鋼片の両側縁にスリットを入れ、順次該スリットを押し広げるスリット形成工程を行った後、スリットが形成された前記鋼片の両縁部に凸部を形成する凸部形成工程を行うことを特徴とする粗形鋼片の製造方法である。
【００１０】
別の観点からは、本発明は、ロール軸方向へ並んで刻設された複数の割り孔型を備え、該複数の割り孔型は、高さが順次大きくなるＶ字状の突起を底部にそれぞれ設けられた複数のＶ字状の割り孔型と、Ｖ字状の突起の頂部の近傍に凹部を設けてなるＷ字状の突起を底部に設けられたＷ字状の割り孔型とを有すること
を特徴とする孔型ロールである。
【００１１】
この本発明に係る孔型ロールでは、Ｖ字状の割り孔型に設けられたＶ字状の突起の頂角と、前記Ｗ字状の割り孔型に設けられたＷ字状の突起の頂角とは、略同じであることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールの実施の形態を、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以降の説明では、粗形鋼片がＨ形鋼用粗形鋼片である場合を例にとるが、本発明はＨ形鋼用粗形鋼片には限定されず、例えば溝形鋼や山形鋼等のＨ形鋼に類似の他の形鋼の粗形鋼片に対しても同様に適用可能である。
【００１３】
図１は、本実施の形態の上下の孔型ロール１ 、２ の形状を示す説明図である。同図に示すように、上下の孔型ロール１ 、２ は同一の形状であるため、以降の説明は下の孔型ロール２ を参照しながら行う。
【００１４】
同図に示すように、本実施の形態の孔型ロール２ は、ロール軸方向（図面の左右方向）へ並んで刻設された４つの割り孔型Ｋｌ、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を備える。これら割り孔型Ｋｌ〜Ｋ４は、割り孔型Ｋｌ〜Ｋ３と割り孔型Ｋ４とに大別される。
【００１５】
割り孔型Ｋｌ〜Ｋ３の底部には、それぞれ、Ｖ字状の突起３−１ 、３−２ 、３−３ が設けられる。Ｖ字状の突起３−１ 〜３−３ の高さｈ_１〜ｈ_３は順次増加するように設けられる。孔型Ｋｌ〜Ｋ３におけるＶ字状の突起３−１ 〜３−３ の頂角θ_１ 〜θ_３ の大きさは略同じである。なお、Ｖ字状の突起３−１ 〜３−３ の先端部は円弧状に形成される。
【００１６】
一方、割り孔型Ｋ４の底部には、Ｗ字状の突起５ が設けられる。このＷ字状の突起５ は、予め形成したＶ字状の突起３−４ の頂部の一部を除去して凹部４ を設けることにより、形成される。本実施の形態では、この凹部４ を設けることにより、得られる粗形鋼片のフランジ幅方向の中央部における肉厚を充分に確保することができる。
【００１７】
凹部４ の深さｈ_５は、Ｗ字状の突起５ の高さｈ_４の１０％以上７０％以下の範囲とすることが、フランジ厚の確保と圧延疵の発生防止のために望ましい。 同様の観点から、３０％以上６０％以下であることがさらに望ましい。
【００１８】
本実施の形態では、このＷ字状の突起５ の頂角θ_４ 、すなわちＷ字状の突起３−４ の稜線を外挿する二本の仮装線がなす角度θ_４ は、上述したＶ字状の突起３−１ 〜３−３ の頂角θ_１ 〜θ_３ と略同じ角度である。各孔型Ｋｌ〜Ｋ４の頂角θ_１ 〜θ_４ は、４０°以上１００ °以下の範囲とするのが望ましい。 頂角θ_１ 〜θ_４ がこの範囲を逸脱すると粗形鋼片のフランジ幅を充分に確保することができなくなり、特に頂角θ_４ が１００ °を超えると、粗形鋼片を充分にセンタリングできなくなる。
【００１９】
Ｗ字状の突起５ の高さｈ_４は特に限定を要するものではないが、｛ （隣接する割り孔型Ｋ３のＶ字状の突起３−３ の高さｈ_３＋５ｍｍ） ×０．４ ｝以上であって、｛ （隣接する割り孔型Ｋ３のＶ字状の突起３−３ の高さｈ_３＋２５ｍｍ） ×０．８ ｝以下とすることが望ましい。Ｗ字状の突起５ の高さｈ_４が｛ （隣接する割り孔型Ｋ３のＶ字状の突起３−３ の高さｈ_３＋５ｍｍ） ×０．４ ｝未満であると得られる粗形鋼片のフランジ幅の確保が不十分となり、一方、高さｈ_４が｛ （隣接する割り孔型Ｋ３のＶ字状の突起３−３ の高さｈ_３＋２５ｍｍ） ×０．８ ｝を超えると、上述した凹部４ を形成した効果が実質的に消失するからである。
【００２０】
上述した事項以外は、上下の孔型ロール１ 、２ はこの種の孔型ロールとして通常の孔型ロールと同じである。
本実施の形態の上下の孔型ロール１ 、２ は以上のように構成される。次に、この孔型ロール１ 、２ を用いて偏平の鋼片に圧延を行って粗形鋼片を製造した後にＨ形鋼を製造する状況を、図１〜図３を用いて説朋する。
【００２１】
図２は、この孔型ロール１ 、２ を用いて鋼片に圧延を行う状況を示す説明図である。また、図３は、Ｈ形鋼の粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延工程を模式的に示す説明図である。
【００２２】
図１〜３に示すように、連続鋳造により得られた偏平の鋼片 （連続鋳造鋳片） を所定温度に加熱してから、孔型Ｋｌ〜Ｋ４を有する孔型ロール１ 、２ を組み込まれたブレークダウンミル６ に供給する。
【００２３】
ブレークダウンミル６ では、上下の孔型ロール１ 、２ に設けられた孔型Ｋｌ〜Ｋ４を用いて、偏平鋼片の幅方向を上下として粗圧延を行われる。すなわち、偏平の鋼片７は、図２に示すように、Ｖ字状の突起３−１ を有する孔型Ｋｌで両側縁にスリット８ 、８ が形成され、次いで、孔型Ｋ２、Ｋ３によりスリット８ 、８ が漸次押し広げられる。
【００２４】
このようにして、３つのＶ字状の割り孔型Ｋｌ〜Ｋ３を用いて偏平の鋼片７の両側縁にスリット８ 、８ を設けて順次このスリット８ 、８ を押し広げるスリット形成工程が行われる。
【００２５】
このスリット形成工程を終了した後、Ｗ字状の割り孔型Ｋ４を用いてスリット８ 、８ が形成された鋼片７の両縁部に凸部９ 、９ を形成する凸部形成工程を行う。すなわち、スリット形成工程を終了した鋼片７に対してＷ字状の突起５ を有する孔型Ｋ４を用いた圧延を行うことにより、スリット８ 、８ が形成された偏平の鋼片７ の両側縁に凸部９ 、９ が形成された圧延材が、粗形鋼片として製造される。
【００２６】
このように、本実施の形態では、Ｗ字状の突起５ を底部に有する割り孔型Ｋ４を用いてスリット８ 、８ が形成された鋼片７を圧延するため、得られる粗形鋼片の両縁部に凸部９ 、９ を形成することができる。孔型Ｋ１〜Ｋ４の頂角がほぼ同じであり、かつ凸部９ 、９ が形成されることにより、粗圧延時のセンタリング性が向上して粗圧延の不安定が解消され、フランジの左右対称性を充分確保することができるとともに、得られる粗形鋼片のフランジ幅方向の中央部における肉厚を充分に確保することができるためにＨ形鋼のフラシジ幅を充分確保することもできる。
【００２７】
本実施の形態では、図２及び図３に示すように、このようにしてスリット８ 、８ の中央部に凸部９ 、９ が形成されて製造された粗形鋼片を、９０°転回し、粗ユニバーサルミル１０及びエッジングミル１１からなる中間圧延機群１２と、仕上ユニバーサルミル１３に供給してＨ形鋼に圧延される。そして、冷却床１４に搬出されて冷却される。
【００２８】
このため、本実施の形態によれば、例えばフランジ厚８０ｍｍ超え等の極厚のＨ形鋼の製造においても、偏平の鋼片からの１ヒート圧延が可能となる。
このように、本実施の形態によれば、圧延の不安定を解消してフランジの左右対称性を確保することができるとともに、フランジ幅の確保が容易な粗形鋼片の製造方法および孔型ロールが提供される。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態の孔型ロール１５、１６を示す説明図である。以降の説明は、上述した第１の実施の形態と相違する部分を中心に行い、共通する部分は重複する説明を適宜省略する。
【００３０】
図４に示すように、孔型ロール１５、１６は孔型Ｋａｌ−ｌ 、Ｋａｌ−２ 、Ｋａｌ−３ 、Ｋａｌ−４ を備える。
孔型Ｋａｌ−ｌ 、Ｋａｌ−２ は、図１に示す孔型Ｋｌ〜Ｋ３と同様にＶ字状の突起１８、１９を有する。また、孔型Ｋａｌ−３ は、図１に示す孔型Ｋ４と同様にＷ字状の突起２０を有する。 さらに、孔型Ｋａｌ−４ は造形孔型である。
【００３１】
孔型Ｋａｌ−ｌ 、Ｋａｌ−２ のＶ字状の突起１８、１９の頂角および孔型Ｋａｌ−３ のＷ字状の突起２０の頂角は、例えば４０〜１００ °の範囲で略一定であり、また孔型Ｋａｌ−ｌ 、Ｋａｌ−２ の突起１８、１９の高さは漸次増大するように設けられる。
【００３２】
そして、この孔型ロール１５、１６を用いたブレークダウン圧延では、孔型Ｋａｌ−３ を用いた圧延を終了した後に鋼片を９０°転回し、造形孔型である孔型Ｋａｌ−４ を用いた圧延を行い、その後に粗ユニバーサルミル及びエッジングミルからなる中間圧延機群と、仕上ユニバーサルミルとに供給してＨ形鋼に圧延される。
【００３３】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態に比較して、中間圧延機群による圧延負荷の低減、及び圧延時間の短縮が得られる。
【００３４】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながら説明する。
図３に示すＨ形鋼の熱間圧延工程により、厚さ２５０ｍｍ 、幅１６００ｍｍの偏平の矩形鋼片である連続鋳造スラブを素材として、Ｈ６５２ ×５２０ ×７０×１００（ｍｍ） のＨ型鋼を製造する際に、本発明に係る粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールを適用した。
【００３５】
まず、上記連続鋳造スラブを加熱炉で１２５０℃に加熱し、その後、ブレークダウンミル６でウェブ厚２５０ｍｍ 、ウェブ高さ７６０ｍｍ 、フランジ幅６７０ｍｍ の粗形鋼片に粗圧延し、次いで中間圧延機群による１５パスの可逆圧延を行い、最後に、仕上ユニバーサルミルによる１パス圧延により、Ｈ形鋼を製造した。
【００３６】
ブレークダウンミルの孔型ロールは、図１に示す、Ｖ字状の突起３−１ 〜３−３ を有する孔型Ｋｌ〜Ｋ３と、Ｗ字状の突起５ を有する孔型Ｋ４とを有する孔型ロールを用いた。 孔型Ｋｌ〜Ｋ４の頂角θはいずれも７０°であり、孔型Ｋｌ〜Ｋ３の突起高さｈ_１〜ｈ_３は、それぞれ５０、１００ 、１５０ｍｍ とした。 さらに、孔型Ｋｌ〜Ｋ４の底部幅は、それぞれ、２５０ 、４４０ 、６００ 、６４０ｍｍ とした。 孔型Ｋ４の突起の高さｈ_４は９０ｍｍであり、凹部４の深さｈ_５は４５ｍｍとした。
【００３７】
ブレークダウンミル６ による粗圧延では、加熱した連続鋳造スラブを幅方向を上下として、孔型Ｋｌ：２パス、孔型Ｋ２：５パス、孔型Ｋ３：３パス、孔型Ｋ４：３パスの圧延により、粗形鋼片を成形した。次いで、この粗形鋼片を９０°転回し、中間圧延機群１２と仕上げユニバーサルミル１３により、Ｈ形鋼に圧延した。ブレークダウン圧延、中間圧延、仕上圧延のパススケジュールを表１に示す。
【００３８】
また、比較のために、従来のブレークダウンミルの孔型ロールを用いた同一サイズのＨ形鋼の粗形鋼片を圧延した。
比較例１では、いずれも頂角が７０°で突起高さがそれぞれ５０、１００ 、１５０ 、２００ｍｍ の４種類のＶ字状の孔型Ｋｌ〜Ｋ４を備えた孔型ロールを用いた。
【００３９】
比較例２では、頂角がそれぞれ７０°、８５°、９０°、９５°で、突起高さがそれぞれ５０、１００ 、１００ 、１００ｍｍ の４種類のＶ字状の孔型Ｋｌ〜Ｋ４を備えた孔型ロールを用いた。
【００４０】
比較例３では、頂角がそれぞれ７０°、８０°、９０°、１００ °で、突起高さがそれぞれ５０、１００ 、１００ 、１００ｍｍ の４種類のＶ字状の孔型Ｋｌ〜Ｋ４を備えた孔型ロールを用いた。
【００４１】
比較例１〜３の粗圧延では、上記と同様の連続鋳造スラブを幅方向を上下として、 Ｋｌ ：２パス、Ｋ２：５パス、Ｋ３：３パス、Ｋ４：３パスの圧延により両側縁にスリットを有する粗形鋼片に成形した。 次いで、この粗形鋼片を９０°転回し、中間圧延機群１２と仕上げユニバーサルミル１３により、Ｈ形鋼に圧延した。
【００４２】
試験結果を表２にまとめて示す。
表２に示すように、本発明例によれば鋼片の揺動も少なく、かつ効率良く大型極厚のＨ形鋼のフランジ幅及び厚みを確保することができた。
【００４３】
これに対し、比較例１では、粗形鋼片のフランジ中央部の凹みが大きく、中間圧延機群１２による圧下によりそこに材料が流動しフランジ厚が確保できなかった。比較例２では、フランジ幅不足が生じてしまった。さらに、比較例３では、揺動大により圧延が困難となった。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、偏平の鋼片から粗形鋼片を粗圧延する際に、粗形鋼片の寸法によらずに品質及び生産性の低下を防止することができる粗形鋼片の製造方法及び孔型ロールを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の上下の孔型ロールの形状を示す説明図である。
【図２】第１の実施の形態の孔型ロールを用いて鋼片に圧延を行う状況を示す説明図である。
【図３】第１の実施で用いた、Ｈ形鋼の粗圧延、中間圧延及び仕上げ圧延工程を模式的に示す説明図である。
【図４】第２の実施の形態の孔型ロールを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 、２ 孔型ロール
３−１ 〜３−３ Ｖ字状の突起
３−４ Ｖ字状の突起
４ 凹部
５ Ｗ字状の突起
７ 鋼片
８ 、８ スリット
９ 、９ 凸部
ｈ_１〜ｈ_３ 高さ
Ｋ１〜Ｋ４ 割り孔型
Ｋ１〜Ｋ３ Ｖ字状の割り孔型
Ｋ４ Ｗ字状の割り孔型

Claims (3)

1. 偏平の鋼片の両側縁にスリットを入れ、順次該スリットを押し広げるスリット形成工程を行った後、スリットが形成された前記鋼片の両縁部に凸部を形成する凸部形成工程を行うことを特徴とする粗形鋼片の製造方法。
2. ロール軸方向へ並んで刻設された複数の割り孔型を備え、該複数の割り孔型は、高さが順次大きくなるＶ字状の突起を底部にそれぞれ設けられた複数のＶ字状の割り孔型と、Ｖ字状の突起の頂部の近傍に凹部を設けてなるＷ字状の突起を底部に設けられたＷ字状の割り孔型とを有すること
   を特徴とする孔型ロール。
3. 前記Ｖ字状の割り孔型に設けられたＶ字状の突起の頂角と、前記Ｗ字状の割り孔型に設けられたＷ字状の突起の頂角とは、略同じである請求項２に記載された孔型ロール。

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