JP2018075619A - Method for production of h-section steel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材としてH形鋼を製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing H-section steel using, for example, a slab having a rectangular cross section as a raw material.
H形鋼を製造する場合には、加熱炉から抽出されたスラブやブルーム等の素材を粗圧延機(BD)によって粗形材(所謂ドッグボーン形状の被圧延材)に造形し、中間ユニバーサル圧延機によって上記粗形材のウェブやフランジの厚さを圧下し、併せて前記中間ユニバーサル圧延機に近接したエッジャー圧延機によって被圧延材のフランジに対し幅圧下や端面の鍛錬と整形が施される。そして、仕上ユニバーサル圧延機によってH形鋼製品が造形される。 When manufacturing H-section steel, raw materials such as slabs and blooms extracted from a heating furnace are formed into a rough shape (so-called dogbone-shaped material to be rolled) by a roughing mill (BD), and intermediate universal rolling is performed. The thickness of the rough profile web and flange is reduced by a machine, and the edge reduction mill near the intermediate universal rolling mill is subjected to width reduction and forging and shaping of the flange of the material to be rolled. . And an H-section steel product is modeled by a finishing universal rolling mill.
このようなH形鋼の製造方法において、特にユニバーサル圧延を行う中間圧延では、寸法及び形状の精度が問題となっており、特に大型H形鋼製品の製造では、寸法及び形状の精度の向上が望まれていた。そこで、例えば特許文献1では、これらの問題点が、被圧延材のフランジ部と竪ロールの接触点がウェブ部と水平ロールとの接触点よりも著しく先行していることに起因していることに鑑み、竪ロール径と水平ロール径との比、及び/又は、各回のフランジとウェブの各パスの圧下スケジュールを調整することで、上記問題点を解消する技術が開示されている。
In such an H-shaped steel manufacturing method, the accuracy of dimensions and shapes is a problem particularly in intermediate rolling in which universal rolling is performed. In particular, in the manufacture of large H-shaped steel products, the accuracy of dimensions and shapes is improved. It was desired. Thus, for example, in
また、例えば特許文献2には、ウェブ高さの造り分けを行う際に生じるウェブ部両端の増厚部(余肉部)を解消するために、仕上げユニバーサル圧延機における竪ロール径と水平ロール径の比を好適に調整し、竪ロールの回転軸と水平ロールの回転軸を同一平面上に設置し、上記増厚部の圧下を行う技術が開示されている。
Moreover, for example, in
また、H形鋼の製造においては圧延能率の向上を図る技術も随時創案されている。例えば特許文献3には、リバース圧延において非圧延時間を短縮して圧延能率の向上を図るために、パス毎にミル抜けからミル噛み込みまでの間における被圧延材の加減速時間や停止時間を制御する技術が開示されている。 Moreover, in the manufacture of H-section steel, a technique for improving rolling efficiency has been devised at any time. For example, in Patent Document 3, in order to shorten the non-rolling time and improve the rolling efficiency in reverse rolling, the acceleration / deceleration time and stop time of the material to be rolled between the mill removal and the mill biting are determined for each pass. Techniques for controlling are disclosed.
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、水平ロールのウェブ噛み込みと竪ロールのフランジ噛み込みとの関係を好適にすることで、寸法及び形状の精度を向上させるものであるが、ウェブとフランジの同時圧下領域における延伸比に関する言及は一切されておらず、当該延伸比の具体的な値についても何ら開示されていない。また、特許文献1には、例えば製品厚み比1.6以下の製品に対して水平ロール径と竪ロール径の比を3.2以上にするといった記載や、フランジ噛み込みの先行長さを10mm以下とするといった記載があり、そのような条件下以外の製造工程において適用される技術ではないという点において問題がある。
However, in the technique described in
また、上記特許文献2に記載の技術は、特にウェブ両端の増厚部の圧下に関して、仕上げ圧延に対して適用される技術であり、また、フランジの延伸やウェブとフランジの同時圧下領域における延伸比に関する言及は一切されておらず、当該延伸比の具体的な値についても何ら開示されていない。実際には、断面内の一部分であるウェブ両端を強く圧延するため、断面内各位置での延伸の差が非常に大きく、ウェブ両端の噛み込みがフランジやウェブ中央部の噛み込みよりも大きく先行する圧延になっている。
Further, the technique described in
また、上記特許文献3に記載の技術は、圧延能率の向上を図る技術であるが、具体的には主に圧延時間の短縮等を目的とした技術であり、圧延荷重等の設備面に係る圧延効率に関しては何ら言及されておらず、考慮されていない。 The technique described in Patent Document 3 is a technique for improving the rolling efficiency. Specifically, it is a technique mainly aimed at shortening the rolling time, and is related to facilities such as rolling load. No mention is made of rolling efficiency and no consideration is given.
上記特許文献1、2に記載された技術は、寸法及び形状の精度の向上や、増厚部の圧下といった、主に被圧延材の造形に関する技術である。また、上記特許文献3は圧延能率を時間の短縮によって向上させる技術である。
一方で、近年、構造物等の大型化に伴い大型のH形鋼製品の製造が望まれており、大型のH形鋼製品の製造においては、従来の製品に比べ大型の被圧延材を圧延造形することから、造形精度の向上や圧延能率の向上と共に、圧延設備に関する側面から、圧延機のロール荷重(水平ロール荷重及び竪ロール荷重)の更なる低減が求められている。特に従来の圧延機を用いて大型のH形鋼製品を製造しようとすると、圧延荷重が許容荷重を超えてしまう場合もあり、パス回数を増加させる必要が生じるために生産性の低下が懸念されていた。圧延機の耐荷重を大幅に増大することは設備コストや設備規模の面から現実的ではなく、既存の設備でもって圧延荷重を低減させ、生産性の向上や大型のH形鋼製品の製造を実現させることが求められている。
The techniques described in
On the other hand, in recent years, with the increase in size of structures and the like, it has been desired to manufacture large H-section steel products, and in the manufacture of large H-section steel products, rolling materials that are larger than conventional products are rolled. From modeling, the reduction of roll load (horizontal roll load and dredging roll load) of a rolling mill is demanded from the aspect of rolling equipment as well as improvement of modeling accuracy and rolling efficiency. In particular, when trying to manufacture a large H-section steel product using a conventional rolling mill, the rolling load may exceed the allowable load, and it is necessary to increase the number of passes. It was. Significantly increasing the rolling load capacity of rolling mills is not realistic in terms of equipment cost and equipment scale, reducing rolling load with existing equipment, improving productivity and producing large H-section steel products It is required to be realized.
上記特許文献1〜3のいずれの技術においても、このようなロール荷重の低減についての作用や明確な条件等が規定されておらず、ロール荷重低減のための条件の更なる規定が望まれているのが実情である。
In any of the above-described
上記事情に鑑み、本発明の目的は、H形鋼製品の製造において、ユニバーサル圧延を行う圧延機の水平ロール荷重と竪ロール荷重の両方を併せて低減させ、既存の圧延設備における生産性を向上させることが可能なH形鋼の製造方法を提供することにある。特に、リバース圧延における被圧延材の尻抜け時の圧延荷重の低減を図ることを目的としている。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to reduce both the horizontal roll load and the horizontal roll load of a rolling mill that performs universal rolling in the manufacture of H-section steel products, thereby improving the productivity in existing rolling equipment. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an H-section steel that can be made to occur. In particular, the object is to reduce the rolling load when the bottom of the material to be rolled in reverse rolling.
前記の目的を達成するため、本発明によれば、被圧延材に対し1又は複数パスのユニバーサル圧延を行いH形鋼を製造するH形鋼の製造方法であって、前記被圧延材はフランジ相当部及びウェブ相当部を有し、前記ユニバーサル圧延を行う圧延機において、被圧延材の定常部に対する水平ロール圧延荷重と、被圧延材の尻抜け端部の荷重増加範囲L2に対する水平ロール圧延荷重と、の関係に基づき、前記荷重増加範囲L2の一部または全部を含む所定範囲L1での水平ロール回転数を、前記定常部での水平ロール回転数に比べ低下させて圧延を行うことを特徴とする、H形鋼の製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an H-section steel manufacturing method for manufacturing H-section steel by performing universal rolling of one or a plurality of passes on the material to be rolled. In a rolling mill having a corresponding portion and a web corresponding portion and performing universal rolling, a horizontal roll rolling load with respect to a steady portion of the material to be rolled and a load increasing range L2 at the bottom end of the material to be rolled. Based on the relationship, the rolling is performed by reducing the horizontal roll rotation speed in the predetermined range L1 including a part or all of the load increase range L2 as compared with the horizontal roll rotation speed in the steady portion. The manufacturing method of H-section steel is provided.
前記所定範囲L1での水平ロール回転数を、前記定常部での水平ロール回転数の50%以下に設定しても良い。 You may set the horizontal roll rotation speed in the said predetermined range L1 to 50% or less of the horizontal roll rotation speed in the said stationary part.
前記所定範囲L1での水平ロール回転数を、前記定常部での水平ロール回転数の30%以下に設定しても良い。 You may set the horizontal roll rotation speed in the said predetermined range L1 to 30% or less of the horizontal roll rotation speed in the said stationary part.
前記所定範囲L1の長さは、前記ユニバーサル圧延において圧延される被圧延材のウェブ相当部の高さに基づいて定められても良い。 The length of the predetermined range L1 may be determined based on the height of the web-corresponding portion of the material to be rolled that is rolled in the universal rolling.
前記所定範囲L1の長さは、前記ユニバーサル圧延において圧延される被圧延材のウェブ相当部の高さの0.65倍以上の長さに設定されても良い。 The length of the predetermined range L1 may be set to a length not less than 0.65 times the height of the web-corresponding portion of the material to be rolled that is rolled in the universal rolling.
前記ユニバーサル圧延を行う圧延機の竪ロール径Dvは、以下の式(2)を満たしても良い。
300[mm]≦Dv≦0.33×Dh ・・・(2)
但し、Dh:水平ロール径である。
The roll diameter Dv of the rolling mill that performs the universal rolling may satisfy the following formula (2).
300 [mm] ≦ Dv ≦ 0.33 × Dh (2)
Where Dh is the horizontal roll diameter.
前記ユニバーサル圧延を行う圧延機は、中間ユニバーサル圧延機であっても良い。 The rolling mill that performs the universal rolling may be an intermediate universal rolling mill.
前記ユニバーサル圧延を行う圧延機において、竪ロールの後方には当該竪ロールに接触して支持する構成のバックアップロールが設けられても良い。 In the rolling mill that performs the universal rolling, a back-up roll configured to be in contact with and support the saddle roll may be provided behind the saddle roll.
本発明によれば、H形鋼製品の製造において、ユニバーサル圧延を行う圧延機の水平ロール荷重と竪ロール荷重の両方を併せて低減させ、既存の圧延設備における生産性を向上させることが可能となり、特に、リバース圧延における被圧延材の尻抜け時の圧延荷重の低減を図ることができる。 According to the present invention, in the manufacture of H-section steel products, it becomes possible to reduce both the horizontal roll load and the vertical roll load of a rolling mill that performs universal rolling, and to improve the productivity in existing rolling equipment. In particular, it is possible to reduce the rolling load when the bottom of the material to be rolled in reverse rolling.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本実施の形態にかかる圧延設備1を含むH形鋼の製造ラインTについての説明図である。図1に示すように、製造ラインTには上流側から順に、加熱炉2、粗圧延機4、中間ユニバーサル圧延機5、仕上ユニバーサル圧延機8が配置されている。また、中間ユニバーサル圧延機5に近接してエッジャー圧延機9が設けられている。なお、以下では、説明のために製造ラインTにおける鋼材を、総称して「被圧延材A」と記載し、各図において適宜その形状を破線・斜線等を用いて図示する場合がある。また、本実施の形態において、製造されたH形鋼製品のフランジに相当する部分をフランジ相当部12と呼称し、ウェブに相当する部分をウェブ相当部20と呼称する場合がある。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an H-section steel production line T including a rolling
図1に示すように、製造ラインTでは、加熱炉2から抽出された例えばスラブ11等の被圧延材Aが粗圧延機4において粗圧延される。次いで、中間ユニバーサル圧延機5において中間ユニバーサル圧延される。また、この中間ユニバーサル圧延とリバース圧延が可能な状態で、エッジャー圧延機9によって被圧延材の端部等(フランジ相当部12)に対して圧下が施される。通常の場合、粗圧延機4(複数基設置される場合もある)のロールには、合わせて4〜6個程度の孔型が刻設されており、これらを経由して数10パス程度のリバース圧延でドッグボーン形状のH形粗形材13が造形され、該H形粗形材13を前記中間ユニバーサル圧延機5−エッジャー圧延機9の2つの圧延機からなる圧延機列を用いて、複数パスの圧下が加えられ、中間材14が造形される。そして中間材14は、仕上ユニバーサル圧延機8において製品形状に仕上圧延され、H形鋼製品16が製造される。
As shown in FIG. 1, in the production line T, the material A to be rolled such as the
次に、以下では図1に示した中間ユニバーサル圧延機5のロール構成の概略について図2を参照して説明する。図2は、中間ユニバーサル圧延機5のロール構成についての概略説明図(正面断面図)であり、(a)が圧延前、(b)が圧延時を示している。図2に示すように、中間ユニバーサル圧延機5には、上下一対の水平ロール21、22と、左右一対の竪ロール31、32が設けられている。水平ロール21、22は、そのロール周面が被圧延材Aのウェブ相当部20に当接可能に構成され、そのロール側面の一部がフランジ相当部12の内面に当接可能に構成されている。また、竪ロール31、32は、そのロール周面がフランジ相当部12の外面に当接可能に構成されている。なお、図2において各ロールのロール軸や圧延機筐体等の構成は省略している。
Next, an outline of the roll configuration of the intermediate
図2に示す中間ユニバーサル圧延機5では、被圧延材Aのウェブ相当部20に対し、水平ロール21、22の周面が当接し、当該ウェブ相当部20の厚み方向に対して圧下が加えられる。また、被圧延材Aのフランジ相当部12に対し、水平ロール21、22の側面の一部がフランジ相当部12の内面に当接し、竪ロール31、32の周面がフランジ相当部12の外面に当接し、当該フランジ相当部12の厚み方向に対して圧下が加えられる。このようにして、被圧延材Aのフランジ相当部12及びウェブ相当部20が所望の厚みに圧下される。
In the intermediate
このような図2に示す中間ユニバーサル圧延機5において、被圧延材Aに対して複数パスのリバース圧延を行うことで、中間材14の圧延造形が行われる。本発明者らは、このように構成される中間ユニバーサル圧延機5に関し、水平ロール21、22及び竪ロール31、32におけるロール荷重に係る問題点に着目し、当該ロール荷重の低減を図るための設備構成について鋭意検討を行った。以下では、本検討について説明する。
In such an intermediate
(一般的な構成の中間ユニバーサル圧延機)
先ず、一般的な中間ユニバーサル圧延機5aの構成について説明する。図3は、一般的な構成の中間ユニバーサル圧延機5aの概略説明図(概略上面図)である。なお、共通する構成要素について、図2と図3では共通の符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。また、図3における図中上方を圧延上流側とし、図中下方を圧延下流側として図示し、図3中には、説明のため、圧延前と圧延後の被圧延材Aの概略断面図も記載している。
(Intermediate universal rolling mill of general configuration)
First, the structure of a general intermediate
図3に示す、一般的な構成の中間ユニバーサル圧延機5aは、例えば水平ロール径Dhが1500mm〜1650mm程度、竪ロール径Dvは水平ロール径の0.8倍〜0.65倍程度である。即ち、例えば図3に示す竪ロール径Dvは1100mm程度である。このような中間ユニバーサル圧延機5aにおいて、ウェブ相当部20とフランジ相当部12の厚み比tf/twの値が1.2〜2.3程度である製品の中間材を圧延造形する場合、竪ロール31、32によりフランジ相当部12の圧下を行う領域の接触長Ldfと、水平ロール21、22(図3中は図示せず)によりウェブ相当部20の圧下を行う領域の接触長Ldwの関係は以下の式(1)のようになる。
Ldf>Ldw ・・・(1)
The intermediate
Ldf> Ldw (1)
この場合、水平ロールと竪ロールのロール軸は圧延方向に対する垂直な同一断面内にあり、フランジ相当部12とウェブ相当部20の圧下が終了するタイミングは同じであることから、図3に示す構成では、最初に竪ロール31、32によるフランジ相当部12の圧下が開始され、その後、ウェブ相当部20及びフランジ相当部12の圧下が行われる。この時、フランジ相当部12とウェブ相当部20の圧下は、それぞれ一定の延伸バランスを保ちながら行われるため、全体としての圧延方向の伸びは両者でほぼ同じである。その結果、フランジ相当部12が先に圧下される領域(図中のLdf−Ldwの領域)では、当該フランジ相当部12のみが圧下されることにより、コーナー部(フランジ−ウェブ接続部)近傍のメタルがウェブ側に流れやすくなり、ウェブ相当部20の端部の面圧が大きくなる。
また、ウェブ相当部20とフランジ相当部12を同時に圧下する領域(図中のLdw領域)では、ウェブ相当部20の延伸がフランジ相当部12の延伸に対して大きくなり、ウェブ相当部20の伸びがフランジ相当部12の伸びに拘束される。
以上説明した理由により、図3に示す構成の中間ユニバーサル圧延機5aにおいては、ウェブ相当部20の圧延を板圧延とみなした場合よりも大きな水平ロール荷重が作用してしまうことが分かっている。
In this case, the roll shafts of the horizontal roll and the saddle roll are in the same cross section perpendicular to the rolling direction, and the timing at which the reduction of the flange
Further, in the region where the web
For the reasons described above, it has been found that in the intermediate
(竪ロールを小径化した構成の中間ユニバーサル圧延機)
また、図4は竪ロールを小径化した構成の中間ユニバーサル圧延機5bの概略説明図(概略上面図)である。図4に示す竪ロールは、上記一般的な構成(図3参照)の竪ロールに比べロール径の小さい小径竪ロール51、52であり、その他の共通する構成要素については、図3と図4では共通の符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。また、図4における図中上方を圧延上流側とし、図中下方を圧延下流側として図示し、図4中には、説明のため、圧延前と圧延後の被圧延材Aの概略断面図も記載している。
(Intermediate universal rolling mill with a smaller diameter roll)
FIG. 4 is a schematic explanatory view (schematic top view) of the intermediate
図4に示すように、竪ロールを小径化した構成の中間ユニバーサル圧延機5bは、例えば水平ロール径Dhが1500mm〜1650mm程度、竪ロール径Dvは水平ロール径の約1/3〜1/5程度である。即ち、例えば図4に示す小径竪ロール51、52の径Dvは450mm程度である。なお、これら水平ロール径、竪ロール径の値は一例であり、これらの値は、上記数値に限定されるものではない。
このような中間ユニバーサル圧延機5aにおいて、ウェブ相当部20とフランジ相当部12の厚み比tf/twの値が1.2〜2.3程度である製品の中間材を圧延造形する場合、フランジ相当部12の圧下を行う領域の接触長Ldfと、ウェブ相当部20の圧下を行う領域の接触長Ldwとの差が小さくなり、フランジ相当部12のみが圧下される領域がほぼなくなり、また、同時圧下領域においてウェブ相当部20の延伸がフランジ相当部12の延伸に対して大きくなるといった事もないため、竪ロール及び水平ロールの圧延荷重の低減が図られるものと推定される。
As shown in FIG. 4, in the intermediate
In such an intermediate
(ロール径比と圧延荷重との関係)
本発明者らの検討によれば、上記説明した図3に係る一般的な構成の中間ユニバーサル圧延機と図4に係る竪ロールを小径化した構成の中間ユニバーサル圧延機とを比較した場合、水平ロール径Dhと竪ロール径Dvとの比(以下、ロール径比Dv/Dhとも記載する)に応じて、各ロールの圧延荷重比(水平ロール荷重比及び竪ロール荷重比)が変化することが分かっている。
(Relationship between roll diameter ratio and rolling load)
According to the study by the present inventors, when the intermediate universal rolling mill having the general configuration according to FIG. 3 described above and the intermediate universal rolling mill having a configuration in which the diameter of the rolls according to FIG. Depending on the ratio of roll diameter Dh to heel roll diameter Dv (hereinafter also referred to as roll diameter ratio Dv / Dh), the rolling load ratio (horizontal roll load ratio and heel roll load ratio) of each roll may change. I know.
図5は、本実施の形態で説明した中間ユニバーサル圧延機(図2〜図4参照)において、ロール径比を変化させた場合の水平ロール荷重比Ph/Phcの値の変化を示すグラフである。なお、図5ではウェブとフランジの厚み比tf/twが1.3の場合と2.0の場合を図示している。 FIG. 5 is a graph showing a change in the value of the horizontal roll load ratio Ph / Phc when the roll diameter ratio is changed in the intermediate universal rolling mill described in the present embodiment (see FIGS. 2 to 4). . FIG. 5 shows a case where the web-to-flange thickness ratio tf / tw is 1.3 and 2.0.
図5に示すように、ロール径比Dv/Dhの値が小さくなる程、水平ロール荷重比Ph/Phcの値は低下する傾向にある。図5からは、ロール径比Dv/Dhを0.33以下とする(即ち、竪ロール径Dvを水平ロール径Dhの1/3以下とする)ことで水平ロール荷重比を0.9以下にすることができることが分かる。 As shown in FIG. 5, the value of the horizontal roll load ratio Ph / Ph tends to decrease as the value of the roll diameter ratio Dv / Dh decreases. From FIG. 5, the roll diameter ratio Dv / Dh is set to 0.33 or less (that is, the roll roll diameter Dv is set to 1/3 or less of the horizontal roll diameter Dh) so that the horizontal roll load ratio is 0.9 or less. You can see that you can.
また、図6は、本実施の形態で説明した中間ユニバーサル圧延機(図2〜図4参照)において、ロール径比を変化させた場合の竪ロール荷重比Pv/Pvcの値の変化を示すグラフである。なお、図6でもウェブとフランジの厚み比tf/twが1.3の場合と2.0の場合を図示している。
図6に示すように、ロール径比Dv/Dhを0.33以下とした場合には、竪ロール荷重比Pv/Pvcの値についても0.9以下にすることができる。
FIG. 6 is a graph showing changes in the value of the roll load ratio Pv / Pvc when the roll diameter ratio is changed in the intermediate universal rolling mill described in the present embodiment (see FIGS. 2 to 4). It is. FIG. 6 also shows the case where the web-to-flange thickness ratio tf / tw is 1.3 and 2.0.
As shown in FIG. 6, when the roll diameter ratio Dv / Dh is set to 0.33 or less, the heel roll load ratio Pv / Pvc can also be set to 0.9 or less.
一方で、竪ロール径Dvを小径化すると、噛み込み角が過大となり圧延の安定性が低下する。このような事情に鑑み、竪ロール径Dvは例えば300mm以上とすることが好ましい。
以上のことから、竪ロール径Dvを以下の式(2)に示すような値とすることで、圧延荷重の低減効果が得られることが分かっている。
300[mm]≦Dv≦0.33×Dh ・・・(2)
On the other hand, when the roll diameter Dv is reduced, the biting angle becomes excessive and the rolling stability is lowered. In view of such circumstances, the roll diameter Dv is preferably set to 300 mm or more, for example.
From the above, it is known that the rolling load reduction effect can be obtained by setting the roll diameter Dv to a value as shown in the following formula (2).
300 [mm] ≦ Dv ≦ 0.33 × Dh (2)
(被圧延材の尻抜け時の圧延荷重)
上述してきたように、図5、図6を参照して示されるように、竪ロール径Dvを小径化することにより各ロール(水平ロール及び竪ロール)の圧延荷重を低減させることが可能であることが分かっているが、本発明者らの更なる検討の結果、このような圧延荷重低減効果は、主に被圧延材Aの長手方向定常部において発揮され、非定常部、特に、被圧延材Aの長手方向における尻抜け端部(圧延方向に対して後端部)においては、十分な圧延荷重低減効果が得られないことが分かっている。これは、竪ロール径Dvが大径、小径のいずれの場合であっても見られる現象であることも分かっているが、以下に説明するように、竪ロール径Dvが小径である場合の方がより顕著である。
(Rolling load when the bottom of the material is rolled)
As described above, as shown with reference to FIGS. 5 and 6, it is possible to reduce the rolling load of each roll (horizontal roll and cocoon roll) by reducing the heel roll diameter Dv. However, as a result of further studies by the present inventors, such a rolling load reduction effect is exerted mainly in the steady portion in the longitudinal direction of the material A to be rolled, and the unsteady portion, particularly the rolled material. It has been found that a sufficient rolling load reduction effect cannot be obtained at the bottom end in the longitudinal direction of the material A (the rear end with respect to the rolling direction). This is also known to be a phenomenon that can be seen whether the heel roll diameter Dv is large or small. However, as will be described below, the case where the heel roll diameter Dv is small is used. Is more prominent.
図7は被圧延材Aの中間ユニバーサル圧延機での圧延において、代表的な圧延条件での長手方向での各ロールの1パス当たりの圧延荷重の変化を示すグラフであり、(a)は水平ロール荷重、(b)は竪ロール荷重に関するグラフである。なお、図7は、被圧延材の長手方向長さが約44mの場合のグラフであり、グラフ中の44m付近が圧延時の尻抜け端部にあたる。また、図7には、竪ロール径Dvが大径の場合(Dv=1100mm)と小径の場合(Dv=385mm)のグラフを示している。 FIG. 7 is a graph showing a change in rolling load per pass of each roll in the longitudinal direction under typical rolling conditions in rolling of the material A to be rolled by an intermediate universal rolling mill. Roll load, (b) is a graph regarding the saddle roll load. FIG. 7 is a graph when the length in the longitudinal direction of the material to be rolled is about 44 m, and the vicinity of 44 m in the graph corresponds to the bottom end portion during rolling. Further, FIG. 7 shows a graph when the roll diameter Dv is large (Dv = 1100 mm) and small (Dv = 385 mm).
図7に示すように、中間ユニバーサル圧延機での圧延においては、被圧延材Aの長手方向において水平ロール荷重・竪ロール荷重は必ずしも一定とはなっていない。特に、図7(a)に示すように、水平ロール荷重に関しては、被圧延材Aの尻抜け端部での圧延荷重が、定常圧延状態の荷重に比べて高くなる現象が見られる。
一方で、図7(b)に示すように、竪ロール荷重に関しては、尻抜け端部での圧延荷重が特に高いといった現象は確認されていない。
As shown in FIG. 7, in rolling with an intermediate universal rolling mill, the horizontal roll load / saddle roll load is not necessarily constant in the longitudinal direction of the material A to be rolled. In particular, as shown in FIG. 7A, with respect to the horizontal roll load, a phenomenon is seen in which the rolling load at the bottom end of the material A is higher than the load in the steady rolling state.
On the other hand, as shown in FIG. 7B, with respect to the heel roll load, a phenomenon such as a particularly high rolling load at the bottom end has not been confirmed.
被圧延材Aの長手方向後端部(尻抜け端部)の圧延時には、ロールバイト入側に後続材料がないためにウェブ−フランジ間の相互作用が弱まり、ウェブ相当部20に対し引張応力が作用しなくなり、厚みの減少が少なくなる。これにより、被圧延材Aの尻抜け端部での水平ロールの圧延荷重が顕著に大きくなってしまう。このような現象は、図7(a)に示すように、竪ロール径Dvが大径の場合も小径の場合も同様である。
At the time of rolling the longitudinal rear end portion (bottom end portion) of the material A to be rolled, since there is no subsequent material on the roll bite entry side, the interaction between the web and the flange is weakened, and the tensile stress is applied to the web
以上説明した現象は、竪ロール径Dvを小さくした場合により顕著となることも判明している。図8は、被圧延材Aの定常部と尻抜け端部での圧延それぞれに関し、竪ロール径と水平ロール径の比と、水平ロール荷重との関係を示すグラフである。図8に示すように、水平ロール径に比べ竪ロール径が小径になるにつれて水平ロール荷重は減少しており、その減少率は定常部の方が大きくなっている。 It has also been found that the phenomenon described above becomes more prominent when the roll roll diameter Dv is reduced. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the ratio of the heel roll diameter and the horizontal roll diameter and the horizontal roll load with respect to each of rolling at the steady portion and the bottom end portion of the material A to be rolled. As shown in FIG. 8, the horizontal roll load decreases as the heel roll diameter becomes smaller than the horizontal roll diameter, and the rate of decrease is larger in the steady portion.
(被圧延材尻抜け時の圧延荷重の低減)
図7、8を参照して説明したように、H形鋼の製造における中間ユニバーサル圧延機での被圧延材Aの長手方向後端部(尻抜け端部)の圧延時には、水平ロールの圧延荷重が定常部の圧延に比べ高くなることが分かっている。
このような事情に鑑み、本発明者らは、被圧延材Aの尻抜け端部圧延時の圧延荷重を低減させ、定常部の圧延荷重に近づけることができるような技術について鋭意検討を行い、以下に説明する知見を得た。
(Reduction of rolling load when the bottom of the material to be rolled falls)
As described with reference to FIGS. 7 and 8, the rolling load of the horizontal roll during rolling of the longitudinal rear end portion (bottom end portion) of the material A to be rolled in the intermediate universal rolling mill in the manufacture of H-section steel. Has been found to be higher than rolling in the stationary part.
In view of such circumstances, the present inventors have diligently studied a technique that can reduce the rolling load at the bottom end rolling of the material A to be rolled and approach the rolling load of the steady part, The knowledge explained below was obtained.
即ち、予め被圧延材Aの定常部圧延時の水平ロール荷重と、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重と、の差を予測しておき、予測された荷重差に基づき、尻抜け端部がロールから尻抜けする際の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数よりも小さく設定し、ひずみ速度を小さくして尻抜け端部の圧延を実施する。これにより、熱間圧延での変形抵抗のひずみ速度依存性から、水平ロール回転数の低下に伴い、水平ロール荷重の低減が図られる。
なお、水平ロールのみが駆動し、竪ロールが非駆動であるような構成の中間ユニバーサル圧延機においては、水平ロール回転数とは、即ち、圧延速度に相当し、水平ロール回転数を小さく設定するということは、圧延速度を小さく設定することを意味する。
That is, the difference between the horizontal roll load at the time of rolling the steady part of the material A to be rolled and the horizontal roll load at the bottom end rolling is predicted in advance, and the bottom end is based on the predicted load difference. Is set to be smaller than the horizontal roll rotation number at the time of steady part rolling, and the strain rate is reduced to perform rolling at the bottom end part. Thereby, the horizontal roll load can be reduced with the decrease in the horizontal roll rotation speed from the strain rate dependency of the deformation resistance in hot rolling.
In addition, in the intermediate universal rolling mill configured such that only the horizontal roll is driven and the vertical roll is not driven, the horizontal roll rotation speed corresponds to the rolling speed, and the horizontal roll rotation speed is set to be small. This means that the rolling speed is set small.
図9は、中間ユニバーサル圧延において、定常部圧延時の水平ロール回転数のままで尻抜け端部まで圧延を行った際の、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重に対する、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を所定の値まで低下させた際の、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重の比率の変化を示すグラフである。図9に示すように、熱間圧延での変形抵抗のひずみ速度依存性から、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数が小さくなる(即ち、圧延速度が遅くなる)につれて尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重も小さくなることが分かる。図9からは、例えば、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数の約1/2(約0.5)とすると、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重は約10%低減され、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数の約1/10(約0.1)とすると、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重は約25%低減されることが分かる。図9はロール径が一定の場合のデータであり、このような水平ロール回転数の低下に伴う水平ロール荷重の低減は、竪ロール径Dvが大径、小径のいずれの場合であっても見られるものである。 FIG. 9 shows a bottom end rolling with respect to a horizontal roll load during bottom end rolling when rolling is performed up to the bottom end while maintaining the number of horizontal roll rotations during steady section rolling in intermediate universal rolling. It is a graph which shows the change of the ratio of the horizontal roll load at the time of bottom end rolling when the horizontal roll rotation speed at the time is lowered to a predetermined value. As shown in FIG. 9, from the strain rate dependence of the deformation resistance in hot rolling, the bottom end rolling is performed as the horizontal roll rotation speed during bottom end rolling decreases (that is, the rolling speed decreases). It can be seen that the horizontal roll load at the time is also reduced. From FIG. 9, for example, if the horizontal roll rotation speed at the bottom end rolling is about ½ (about 0.5) of the horizontal roll rotation at the steady section rolling, the horizontal roll at the bottom end rolling is When the roll load is reduced by about 10% and the horizontal roll rotation speed at the bottom end rolling is about 1/10 (about 0.1) of the horizontal roll rotation speed at the steady part rolling, It can be seen that the horizontal roll load is reduced by about 25%. FIG. 9 shows data when the roll diameter is constant, and the reduction of the horizontal roll load due to the decrease in the horizontal roll rotation speed is observed regardless of whether the roll diameter Dv is large or small. It is what
図10は、水平ロール径Dhが1600mm、竪ロール径Dvが385mmである場合の、定常部圧延時の水平ロール回転数を1とした場合に、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を所定の値まで低下させた際の、定常部圧延時の水平ロール荷重に対する尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重の比率の変化を示すグラフである。図10に示すように、竪ロール径Dvを小径化させた場合にも、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を低下させるにつれて、水平ロール荷重も低減していることが分かる。更には、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数の約1/10(約0.1)とすると、水平ロール荷重比が1に近づくことから、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重が定常部圧延時の水平ロール荷重と同程度まで低減していることが分かる。 FIG. 10 shows the horizontal roll rotation speed at the bottom end rolling when the horizontal roll rotation speed at the stationary part rolling is 1 when the horizontal roll diameter Dh is 1600 mm and the roll roll diameter Dv is 385 mm. It is a graph which shows the change of the ratio of the horizontal roll load at the bottom end part rolling with respect to the horizontal roll load at the time of steady part rolling at the time of reducing to a predetermined value. As shown in FIG. 10, it can be seen that even when the heel roll diameter Dv is reduced, the horizontal roll load is also reduced as the horizontal roll rotation speed during bottom end rolling is reduced. Furthermore, if the horizontal roll rotation speed at the bottom end rolling is about 1/10 (about 0.1) of the horizontal roll rotation speed at the steady section rolling, the horizontal roll load ratio approaches 1; It can be seen that the horizontal roll load at the end rolling is reduced to the same level as the horizontal roll load at the steady part rolling.
以上、図9及び図10を参照して説明した知見から、本実施の形態における中間ユニバーサル圧延において、尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重を少なくとも約10%低減させるためには、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数の50%以下に設定すれば良いことが分かる。また、より好ましくは、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数の30%以下に設定することで、更なる荷重の低減(約15%の低減)を実現させることが可能であることが分かる。
また、水平ロール回転数の下限値については、定常部圧延時の水平ロール回転数の10%未満に設定してしまうと、被圧延材Aの尻抜け端部圧延時に、当該部位の温度低下が顕著になり、圧延効率が低下するといった問題がある。
以上のことから、本実施の形態における中間ユニバーサル圧延時には、尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数を定常部圧延時の水平ロール回転数の10%以上50%以下に設定することが好ましく、更には、10%以上30%以下に設定することが好ましい。尻抜け端部圧延時の水平ロール回転数の定常部圧延時に対する比率は、狙いとする尻抜け端部圧延時の水平ロール荷重の低減率により決定すればよい。
As described above, from the knowledge described with reference to FIGS. 9 and 10, in the intermediate universal rolling in the present embodiment, in order to reduce the horizontal roll load at the bottom end rolling, at least about 10%, It can be seen that the horizontal roll rotation speed during partial rolling may be set to 50% or less of the horizontal roll rotation speed during steady-state rolling. More preferably, by setting the horizontal roll rotation speed during bottom end rolling to 30% or less of the horizontal roll rotation speed during steady section rolling, further load reduction (about 15% reduction) can be achieved. It can be seen that this is possible.
Moreover, about the lower limit of the horizontal roll rotation speed, if it is set to less than 10% of the horizontal roll rotation speed during steady-state rolling, the temperature drop at the corresponding part will occur during the bottom end rolling of the material A to be rolled. There is a problem that it becomes remarkable and the rolling efficiency is lowered.
From the above, during the intermediate universal rolling in the present embodiment, it is preferable to set the horizontal roll rotation speed during bottom end rolling to 10% or more and 50% or less of the horizontal roll rotation speed during steady section rolling, Furthermore, it is preferable to set to 10% or more and 30% or less. The ratio of the horizontal roll rotation speed at the bottom end rolling to the steady part rolling may be determined by the targeted reduction rate of the horizontal roll load at the bottom end rolling.
(被圧延材の尻抜け端部の範囲)
上述してきたように、本実施の形態に係る中間ユニバーサル圧延においては、被圧延材Aの長手方向後端部(尻抜け端部)の圧延時に水平ロールの圧延荷重が定常圧延状態の圧延荷重に比べて高くなることが分かっており、そのような圧延荷重の増大を抑えるためには、尻抜け端部の圧延時に水平ロール回転数を低く設定する(例えば定常状態の10%以上50%以下)ことが有効である事が知見されている。
ここで本発明者らは、被圧延材Aの長手方向において、水平ロール回転数を低く設定する範囲を好適に定めるべく、更なる検討を行った。以下、本検討について説明する。
(Range of bottom end of rolled material)
As described above, in the intermediate universal rolling according to the present embodiment, the rolling load of the horizontal roll is changed to the rolling load in the steady rolling state at the time of rolling at the longitudinal rear end portion (bottom end portion) of the material A to be rolled. In order to suppress such an increase in rolling load, the horizontal roll rotation speed is set low during rolling at the bottom end (for example, 10% to 50% in a steady state). Has been found to be effective.
Here, the present inventors have further studied in order to suitably determine a range in which the horizontal roll rotation speed is set low in the longitudinal direction of the material A to be rolled. Hereinafter, this study will be described.
図11は、中間ユニバーサル圧延における尻抜け端部の圧延状態を示す概略説明図であり、圧延時の様子を側方から見た概略図である。なお、圧延方向は図11中の矢印で示す方向である。ここで、図11に示すように、被圧延材Aの中間ユニバーサル圧延時の尻抜け端部において、水平ロール回転数を、定常部での水平ロール回転数に比べて低下させて圧延を行う範囲を所定範囲L1と規定する。
図7、8を参照して上述したように、被圧延材Aの長手方向後端部(尻抜け端部)には、圧延時に水平ロール荷重が増大してしまうような範囲L2(以下、荷重増加範囲L2とも呼称する)が存在することが分かっている。ここで、荷重増加範囲L2は、尻抜け端部圧延時に水平ロール荷重が増加し始める時点のロール直下から被圧延材Aの長手方向後端部までの長さとして規定する。
即ち、圧延時に水平ロール荷重が増大してしまうような荷重増加範囲L2の一部または全部を含むような範囲を上記所定範囲L1として規定することで、当該所定範囲L1での尻抜け端部の圧延時に、水平ロール荷重が増大するのを抑えることが可能となる。
FIG. 11 is a schematic explanatory view showing the rolling state of the bottom end portion in the intermediate universal rolling, and is a schematic view of the rolling state as viewed from the side. In addition, a rolling direction is a direction shown by the arrow in FIG. Here, as shown in FIG. 11, in the bottom end portion during intermediate universal rolling of the material A to be rolled, a range in which the rolling is performed by reducing the horizontal roll rotation speed compared to the horizontal roll rotation speed in the steady portion. Is defined as a predetermined range L1.
As described above with reference to FIGS. 7 and 8, the longitudinal rear end portion (bottom end portion) of the material A to be rolled has a range L <b> 2 (hereinafter referred to as a load) in which the horizontal roll load increases during rolling. It is known that there is also an increase range L2). Here, the load increase range L2 is defined as the length from the position immediately below the roll to the rear end in the longitudinal direction of the material A to be rolled at the time when the horizontal roll load starts to increase at the bottom end rolling.
That is, by defining a range including a part or all of the load increase range L2 in which the horizontal roll load increases during rolling as the predetermined range L1, the bottom end of the bottom end in the predetermined range L1 It is possible to suppress an increase in the horizontal roll load during rolling.
そこで本発明者らは、被圧延材Aの寸法形状と圧延時に水平ロール荷重が増大してしまうような荷重増加範囲L2との関係について鋭意検討を行ったところ、尻抜け時に圧延荷重が増大する荷重増加範囲L2の長さは、圧延時の被圧延材Aのウェブ相当部20の高さ(以下、単にウェブ高さとも記載)に比例するとの関係性が見出された。
図12は、中間ユニバーサル圧延時の被圧延材Aのウェブ高さと、水平ロール荷重が増大する荷重増加範囲L2の長さの関係を示すグラフである。図12に示すように、中間ユニバーサル圧延時のウェブ高さ(mm)と、尻抜け時に圧延荷重が増大する荷重増加範囲L2(m)との間には相関関係が有り、荷重増加範囲L2はウェブ高さにほぼ比例して大きくなり、具体的には荷重増加範囲L2はウェブ高さの約1.3倍の長さとなることが分かっている。
Therefore, the present inventors have conducted an intensive study on the relationship between the dimension and shape of the material A to be rolled and the load increase range L2 in which the horizontal roll load increases during rolling. It has been found that the length of the load increase range L2 is proportional to the height of the web-corresponding
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the web height of the material A to be rolled during intermediate universal rolling and the length of the load increase range L2 in which the horizontal roll load increases. As shown in FIG. 12, there is a correlation between the web height (mm) at the time of intermediate universal rolling and the load increase range L2 (m) in which the rolling load increases when the bottom falls, and the load increase range L2 is It has been found that the load increases in proportion to the web height, and specifically, the load increase range L2 is about 1.3 times the web height.
図12に示した結果から、水平ロール回転数を低く設定して圧延を行う範囲(所定範囲L1)は、被圧延材Aのウェブ高さの1.3倍以上の長さに設定することが好ましい。但し、図7(a)に示したように、中間ユニバーサル圧延における尻抜け端部の水平ロール荷重は、当該尻抜け端部の最後端に向かうにつれて顕著に増加していく傾向が強いことが分かっており、例えば、上記所定範囲L1を、水平ロール荷重が増大する範囲であるウェブ高さの1.3倍の半分以上、即ち、少なくとも被圧延材Aのウェブ高さの0.65倍以上の長さとすれば一定の圧延荷重低減効果が得られることも分かっている。水平ロール回転数を低く設定して圧延を行う範囲(所定範囲L1)をウェブ高さの0.65倍とした場合であっても、操業上、圧延速度の低下(水平ロール回転数の低減)は、当該範囲L1の開始位置よりも早い位置より開始させることになるため、実際の操業では定められた範囲よりも広い範囲で水平ロール荷重の低減が図られる。一方、当該所定範囲L1をウェブ高さの0.65倍より小さい範囲とした場合、特に水平ロール荷重が高い領域である被圧延材Aの長手方向後端側の範囲において十分に荷重の低減が図られない恐れがある。
なお、水平ロール回転数を低く設定し圧延速度を低下させると、圧延時間が増加し効率の低下が懸念されるため、上記所定範囲L1はなるべく短い長さに設定することが好ましく、操業上実現可能な値として、例えばウェブ高さの3.0倍以下の長さに留める必要がある。ウェブ高さの3.0倍以下の長さで、圧延速度(水平ロール回転数)の低減率に応じて上記所定範囲L1を決めれば、圧延時間の増加は操業効率にほとんど影響しないと考えられる。ここでのウェブ高さは製品の公称のウェブ高さで規定すればよい。
From the result shown in FIG. 12, the range (predetermined range L1) in which rolling is performed with the horizontal roll rotation speed set low can be set to a length of 1.3 times or more the web height of the material A to be rolled. preferable. However, as shown to Fig.7 (a), it turns out that the horizontal roll load of the bottom end part in intermediate universal rolling tends to increase notably as it goes to the rear end of the bottom end part. For example, the predetermined range L1 is not less than half of the web height that is the range in which the horizontal roll load increases, that is, at least 0.65 times the web height of the material A to be rolled. It has also been found that a certain rolling load reduction effect can be obtained with the length. Even if the rolling range (predetermined range L1) is set to 0.65 times the web height by setting the horizontal roll rotational speed low, the rolling speed is reduced in operation (reducing horizontal roll rotational speed). Is started from a position earlier than the start position of the range L1, the horizontal roll load can be reduced in a wider range than the determined range in actual operation. On the other hand, when the predetermined range L1 is set to a range smaller than 0.65 times the web height, the load can be sufficiently reduced particularly in the longitudinal direction rear end side range of the material A to be rolled, which is a region where the horizontal roll load is high. There is a risk of not being able to plan.
If the horizontal roll rotation speed is set low and the rolling speed is lowered, the rolling time increases and the efficiency may be lowered. Therefore, the predetermined range L1 is preferably set as short as possible, which is realized in operation. As a possible value, it is necessary to keep the length not more than 3.0 times the web height, for example. If the predetermined range L1 is determined in accordance with the reduction rate of the rolling speed (horizontal roll rotation speed) at a length of 3.0 times or less of the web height, it is considered that the increase in rolling time hardly affects the operation efficiency. . The web height here may be defined by the nominal web height of the product.
以上説明した本実施の形態に係るH形鋼の製造方法においては、中間ユニバーサル圧延の被圧延材尻抜け時に、ウェブ高さの0.65倍以上の長さに設定される長手方向後端の所定範囲L1での水平ロール回転数を低く設定し、圧延速度を低下させることで、当該所定範囲L1での水平ロール圧延荷重の増大を抑え、定常状態の圧延荷重に近づけることができる。また、このような水平ロール圧延荷重の増大を抑制させるといった作用効果は、特に、中間ユニバーサル圧延機の竪ロールを小径化させた構成においてより顕著である。 In the method for manufacturing the H-section steel according to the present embodiment described above, the rear end in the longitudinal direction is set to a length of 0.65 times or more of the web height at the time of the bottom end of the rolled material in the intermediate universal rolling. By setting the horizontal roll rotation speed in the predetermined range L1 low and reducing the rolling speed, an increase in the horizontal roll rolling load in the predetermined range L1 can be suppressed, and the rolling load in a steady state can be approached. In addition, the effect of suppressing such an increase in the horizontal roll rolling load is particularly remarkable in the configuration in which the diameter of the vertical roll of the intermediate universal rolling mill is reduced.
図13は、本実施の形態に係るH形鋼の製造方法において、中間ユニバーサル圧延時に上記所定範囲L1をウェブ高さの1.3倍に設定し、当該範囲における水平ロール回転数を定常状態の30%に設定した場合のロール荷重の変化を示すグラフであり、(a)は水平ロール荷重の変化、(b)は竪ロール荷重の変化をそれぞれ破線で図示している。なお、図13は、被圧延材の長手方向長さが約44mの場合のデータであり、竪ロール径Dvが大径の1100mmである場合と小径の385mmである場合の両方を図示し、また、参考として水平ロール回転数を低下させていない場合のデータを実線で図示している。 FIG. 13 shows a method of manufacturing an H-section steel according to the present embodiment, wherein the predetermined range L1 is set to 1.3 times the web height during intermediate universal rolling, and the horizontal roll rotation speed in the range is in a steady state. It is a graph which shows the change of the roll load at the time of setting to 30%, (a) shows the change of a horizontal roll load, (b) shows the change of the saddle roll load with a broken line, respectively. In addition, FIG. 13 is data in the case where the longitudinal length of the material to be rolled is about 44 m, and illustrates both the case where the roll diameter Dv is 1100 mm which is the large diameter and the case where the small diameter is 385 mm, For reference, the data when the horizontal roll rotation speed is not reduced are shown by solid lines.
図13(a)に示すように、所定範囲L1において水平ロール回転数を低くしたことで、竪ロール径が大径の場合と小径の場合のいずれの場合においても、尻抜け端部での水平ロール荷重の増大が抑えられていることが分かる(図中の破線参照)。
また、図13(b)に示すように、所定範囲L1において水平ロール回転数を低くしたことで、竪ロール径が大径の場合と小径の場合のいずれの場合においても、当該竪ロールの圧延荷重が低減していることが分かる(図中の破線参照)。
As shown in FIG. 13 (a), the horizontal roll rotation speed is lowered in the predetermined range L1, so that the horizontal at the tail end is the same regardless of whether the heel roll diameter is large or small. It can be seen that an increase in roll load is suppressed (see broken line in the figure).
Moreover, as shown in FIG.13 (b), by reducing the horizontal roll rotation speed in the predetermined range L1, the roll of the said roll is rolled in any case where the roll diameter is large or small. It can be seen that the load is reduced (see the broken line in the figure).
図13を参照して説明したように、所定範囲L1での水平ロール回転数を低く設定し、圧延速度を低下させることで、当該所定範囲L1での水平ロール圧延荷重の増大を抑え、定常状態の圧延荷重に近づけることが可能である。また、竪ロールの圧延荷重の低減も図られる。このような圧延荷重低減効果により、同じH形鋼製品を製造する場合であっても、パス回数削減による生産性の向上が図られる。また、圧延荷重の低減によりユニバーサル圧延を行う圧延機の小型化が図られる。加えて、従前より高強度のH形鋼製品を同一のパス回数でもって製造するといった事や、従来に比べ大断面の大型H形鋼製品を製造する事も可能となる。更に、ロール摩耗を低減することができ、ロール研削回数を減少させることによって、圧延効率を高めることもできる。 As described with reference to FIG. 13, the horizontal roll rotation speed in the predetermined range L1 is set low, and the rolling speed is reduced, thereby suppressing an increase in the horizontal roll rolling load in the predetermined range L1, and a steady state. It is possible to approach the rolling load of. Moreover, reduction of the rolling load of the roll is also achieved. Due to such rolling load reduction effect, productivity can be improved by reducing the number of passes even when the same H-shaped steel product is manufactured. In addition, the rolling mill that performs universal rolling can be reduced in size by reducing the rolling load. In addition, it is possible to manufacture a high-strength H-section steel product with the same number of passes, and to manufacture a large-section H-section steel product having a larger cross section than before. Furthermore, roll wear can be reduced, and rolling efficiency can be increased by reducing the number of roll grinding operations.
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the form of illustration. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.
例えば、上記実施の形態では、式(2)において竪ロール径Dvの好適な数値範囲を規定したが、竪ロールの小径化に伴い、当該竪ロールにロールチョックとしてのバックアップロールを設ける構成としても良い。図14は、竪ロールに対しバックアップロールを設ける構成の概略説明図(概略上面図)である。なお、図14では、図4に示す上記実施の形態に係る中間ユニバーサル圧延機5bに対し、左右バックアップロール70、71を設けた場合を図示しており、共通する構成要素等に関しては図4と同一の符号を付してその説明は省略する。
For example, in the above embodiment, a suitable numerical range of the heel roll diameter Dv is defined in Equation (2). However, as the diameter of the heel roll is reduced, a backup roll as a roll chock may be provided on the heel roll. . FIG. 14 is a schematic explanatory diagram (schematic top view) of a configuration in which a backup roll is provided for the heel roll. FIG. 14 shows a case where left and right backup rolls 70 and 71 are provided for the intermediate
図14に示すように、本変形例では、竪ロール51に対し2本のバックアップロール70a、70bが設けられ、竪ロール52に対し2本のバックアップロール71a、71bが設けられる。これらバックアップロール70(70a、70b)、71(71a、71b)は、竪ロール51、52の後方に当該竪ロールに接触して支持する構成である。これにより、竪ロール小径化に伴うロール強度不足が問題とならず、ロール寿命の長期化が図られる。
As shown in FIG. 14, in this modification, two backup rolls 70 a and 70 b are provided for the
また、上記実施の形態では、本発明技術を中間ユニバーサル圧延機5に適用する場合を図示し説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、仕上ユニバーサル圧延機8に適用することも可能である。また、例えば、中間圧延機が複数の圧延機によって構成される場合(例えば第1中間圧延機と第2中間圧延機が設けられている場合)、いずれかの圧延機に適用しても良く、全ての中間圧延機に適用しても良い。また、素材としては矩形断面のスラブのほか、連続鋳造されたビームブランクを使用してH形鋼を製造する場合にも適用できる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the technique of this invention was applied to the intermediate
また、上記実施の形態では、ユニバーサル圧延時の被圧延材の尻抜け端部に対する圧延速度を低下させ(水平ロール回転数を低下させ)て圧延荷重の低減を図る技術を説明したが、本技術は、更にユニバーサル圧延時の被圧延材の噛み込み端部に対して適用することもできる。ユニバーサル圧延が複数パスのリバース圧延で行われる場合、被圧延材長手方向の噛み込み端部及び尻抜け端部は、リバース圧延時において双方が入れ替わり、元の噛み込み端部が尻抜け端部になり、元の尻抜け端部が噛み込み端部になる。尻抜け端部で水平ロール荷重が増加すると、圧延機やロールの弾性変形で尻抜け端部圧延時の水平ロール隙が拡がりウェブ相当部の厚みが増加し、次のパスで噛み込み端部のウェブ相当部の厚み圧下量が増加するために、図13(a)に示すように、噛み込み端部圧延時にも水平ロール荷重が定常部より大きくなるといった事が考えられる。即ち、いずれの端部においても水平ロール回転数を低下させて圧延荷重の低減を図ることは、圧延効率を高めるために有効である。 Further, in the above embodiment, the technology for reducing the rolling load by reducing the rolling speed with respect to the bottom end portion of the rolled material during universal rolling (reducing the horizontal roll rotation speed) has been described. Can also be applied to the biting end of the material to be rolled during universal rolling. When universal rolling is performed by reverse rolling with multiple passes, the biting end and tail end in the longitudinal direction of the material to be rolled are interchanged during reverse rolling, and the original biting end becomes the tip end. Thus, the original bottom end portion becomes the biting end portion. When the horizontal roll load increases at the bottom end, the horizontal roll gap during rolling of the bottom end widens due to elastic deformation of the rolling mill and roll, and the thickness of the web-corresponding portion increases. Since the thickness reduction amount of the web equivalent portion increases, as shown in FIG. 13A, it is conceivable that the horizontal roll load becomes larger than the steady portion even during the biting end portion rolling. That is, reducing the rolling load by reducing the horizontal roll rotation speed at any end is effective for increasing the rolling efficiency.
(実施例1)
本発明の実施例1として、中間ユニバーサル圧延機の水平ロール径Dhを1600mm、竪ロール径Dvを1100mmとして、サイズ1000×400×16/32[mm]のH形鋼製品の中間圧延を所定のパススケジュールで行った。その際に、水平ロール回転数を定常状態で100rpm、尻抜け時(上記実施の形態での所定範囲L1)で30rpmとした。水平ロール回転数を30rpmとする範囲は、ウェブ高さの1.0倍である尻抜け端部の1.0mとし、最後端まで圧延を行った。
また、比較例1として、実施例1と同条件の中間圧延時に、水平ロール回転数を定常状態と尻抜け時で変えることなく100rpmとして圧延を行った。
Example 1
As Example 1 of the present invention, intermediate rolling of an H-section steel product having a size of 1000 × 400 × 16/32 [mm] with a horizontal roll diameter Dh of an intermediate universal rolling mill of 1600 mm and a saddle roll diameter Dv of 1100 mm is predetermined. I went on a pass schedule. At that time, the rotational speed of the horizontal roll was set to 100 rpm in a steady state and 30 rpm at the time of slipping out (predetermined range L1 in the above embodiment). The range in which the horizontal roll rotation speed was 30 rpm was 1.0 m at the end of the trailing edge, which is 1.0 times the web height, and rolling was performed to the end.
Moreover, as Comparative Example 1, during the intermediate rolling under the same conditions as in Example 1, the rolling was performed at 100 rpm without changing the horizontal roll rotation speed between the steady state and the trailing edge.
実施例1及び比較例1を共に複数パスの中間圧延で行ったところ、各パス平均で、実施例1での水平ロール荷重は尻抜け端部の最大値で約11%低減された。これにより、複数パスでの中間圧延におけるパス回数の低減や、ロール摩擦の低減が実現され、ロール研削回数の低減等を図ることができた。 When both Example 1 and Comparative Example 1 were performed by intermediate rolling of a plurality of passes, the horizontal roll load in Example 1 was reduced by about 11% at the maximum value at the end of the trailing edge as the average of each pass. As a result, a reduction in the number of passes in intermediate rolling with a plurality of passes and a reduction in roll friction were realized, and a reduction in the number of times of roll grinding could be achieved.
(実施例2)
本発明の実施例2として、中間ユニバーサル圧延機の水平ロール径Dhを1600mm、竪ロール径Dvを385mmとして、サイズ1000×400×16/32[mm]のH形鋼製品の中間圧延を所定のパススケジュールで行った。その際に、水平ロール回転数を定常状態で100rpm、尻抜け時(上記実施の形態での所定範囲L1)で30rpmとした。水平ロール回転数を30rpmとする範囲は、ウェブ高さの1.0倍である尻抜け端部の1.0mとし、最後端まで圧延を行った。
また、比較例2として、実施例2と同条件の中間圧延時に、水平ロール回転数を定常状態と尻抜け時で変えることなく100rpmとして圧延を行った。
(Example 2)
As Example 2 of the present invention, the intermediate universal rolling mill has a horizontal roll diameter Dh of 1600 mm and a roll roll diameter Dv of 385 mm, and intermediate rolling of an H-section steel product having a size of 1000 × 400 × 16/32 [mm] is performed in a predetermined manner. I went on a pass schedule. At that time, the rotational speed of the horizontal roll was set to 100 rpm in a steady state and 30 rpm at the time of slipping out (predetermined range L1 in the above embodiment). The range in which the horizontal roll rotation speed was 30 rpm was 1.0 m at the end of the trailing edge, which is 1.0 times the web height, and rolling was performed to the end.
Further, as Comparative Example 2, during the intermediate rolling under the same conditions as in Example 2, the rolling was performed at 100 rpm without changing the horizontal roll rotation speed between the steady state and the trailing edge.
実施例2及び比較例2を共に複数パスの中間圧延で行ったところ、各パス平均で、実施例2での水平ロール荷重は尻抜け端部の最大値で約12%低減された。これにより、複数パスでの中間圧延におけるパス回数の低減や、ロール摩擦の低減が実現され、ロール研削回数の低減等を図ることができた。
なお、実施例2の条件において、水平ロールの回転数を30rpmとする範囲を、ウェブ高さの1.3倍である尻抜け端部の1.3mとした場合であっても、同様の作用効果が確認された。
When both Example 2 and Comparative Example 2 were performed by intermediate rolling of a plurality of passes, the horizontal roll load in Example 2 was reduced by about 12% at the maximum value at the end of the trailing edge as the average of each pass. As a result, a reduction in the number of passes in intermediate rolling with a plurality of passes and a reduction in roll friction were realized, and a reduction in the number of times of roll grinding could be achieved.
In addition, in the conditions of Example 2, even when the range in which the number of rotations of the horizontal roll is 30 rpm is 1.3 m at the bottom end that is 1.3 times the web height, the same effect is obtained. The effect was confirmed.
更に、実施例2と比較例1を比べると、被圧延材の定常部での水平ロール荷重が約26%低減されていることが確認され、被圧延材の尻抜け端部での水平ロール荷重が最大値で約22%低減されていることが確認された。即ち、竪ロール径Dvの小径化と、所定範囲での水平ロール回転数の低下を併せて実施することで、水平ロール荷重の低減効果がより顕著となることが実証された。 Furthermore, when Example 2 is compared with Comparative Example 1, it is confirmed that the horizontal roll load at the steady portion of the material to be rolled is reduced by about 26%, and the horizontal roll load at the bottom end portion of the material to be rolled is confirmed. It was confirmed that was reduced by about 22% at the maximum value. That is, it has been proved that the effect of reducing the horizontal roll load becomes more prominent by implementing the reduction of the roll diameter Dv and the reduction of the horizontal roll rotation speed within a predetermined range.
本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材としてH形鋼を製造する製造方法に適用できる。 The present invention can be applied to a manufacturing method for manufacturing H-section steel using, for example, a slab having a rectangular cross section as a raw material.
1…圧延設備
2…加熱炉
4…粗圧延機
5(5a、5b)…中間ユニバーサル圧延機
8…仕上ユニバーサル圧延機
9…エッジャー圧延機
11…スラブ
12…フランジ相当部
13…H形粗形材
14…中間材
16…H形鋼製品
20…ウェブ相当部
21…上水平ロール(中間ユニバーサル圧延機)
22…下水平ロール(中間ユニバーサル圧延機)
31、32…竪ロール(中間ユニバーサル圧延機)
51、52…小径竪ロール(中間ユニバーサル圧延機)
70、71…バックアップロール
A…被圧延材
T…製造ライン
DESCRIPTION OF
22 ... Lower horizontal roll (intermediate universal rolling mill)
31, 32 ... 32 roll (intermediate universal rolling mill)
51, 52 ... Small diameter roll (intermediate universal rolling mill)
70, 71 ... Backup roll A ... Rolled material T ... Production line
Claims (8)
前記被圧延材はフランジ相当部及びウェブ相当部を有し、
前記ユニバーサル圧延を行う圧延機において、被圧延材の定常部に対する水平ロール圧延荷重と、被圧延材の尻抜け端部の荷重増加範囲L2に対する水平ロール圧延荷重と、の関係に基づき、前記荷重増加範囲L2の一部または全部を含む所定範囲L1での水平ロール回転数を、前記定常部での水平ロール回転数に比べ低下させて圧延を行うことを特徴とする、H形鋼の製造方法。 A method of manufacturing an H-section steel, which performs universal rolling of one or more passes on a material to be rolled to manufacture an H-section steel,
The material to be rolled has a flange equivalent part and a web equivalent part,
In the rolling mill that performs the universal rolling, the load increase is based on the relationship between the horizontal roll rolling load for the steady portion of the material to be rolled and the horizontal roll rolling load for the load increase range L2 of the bottom end of the material to be rolled. A method for producing H-section steel, characterized in that rolling is performed by reducing the horizontal roll rotation speed in a predetermined range L1 including part or all of the range L2 as compared with the horizontal roll rotation speed in the stationary portion.
300[mm]≦Dv≦0.33×Dh ・・・(2)
但し、Dh:水平ロール径である。 The roll shape Dv of the rolling mill which performs the said universal rolling satisfy | fills the following formula | equation (2), The manufacturing method of the H-section steel as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
300 [mm] ≦ Dv ≦ 0.33 × Dh (2)
Where Dh is the horizontal roll diameter.
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