JP2703362B2 - Ｕ形鋼矢板の圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｕ形鋼矢板の圧延方法に関するものであ
り、詳しくはＵ形鋼矢板の圧延において、従来法よりも
孔型幅を小さくすることにより、圧延用ロールの有効胴
長不足制約を回避する圧延法に関するものである。

（従来の技術） Ｕ形鋼矢板の圧延法は第６図に示すように矩形鋼片１
から、８〜10個の孔型でウェブ２を多小傾斜させた方
法、あるいは、ウェブ２を直線状にした方法で圧延成形
することが知られている。２重ロール圧延機による造形
圧延における当該パスの孔型幅Ｗは前孔型の鋼材幅より
概略大きいのが基本であり、この場合のウェブ幅Ｂにつ
いても同じことが言える。但し曲げ成形を伴うＫ−１
（爪部12の曲げ成形）の場合の孔型幅Ｗにはあてはまら
ずＫ−２＞Ｋ−１となる（特開昭54−128467号参照）。
このように圧延進行と共に、ウェブ幅Ｂは、僅かではあ
るが、大きくなっていくが、この傾向は第６図における
粗造形（ａ）、中間造形（ｂ）、仕上造形（ｃ）の順
で、大きくなる量は減り、とくにＫ−４以降、最終仕上
げＫ−１間は、その量は零付近、あるいは逆に次の孔型
が小さくなる。第８図はその例を示したもので、第８図
（イ）はＫ−５後の鋼材、第８図（ロ）はＫ−４の孔型
形状を示す。第８図（ハ）はＫ−５とＫ−４を孔型の中
心CLを基準に重ね合わせた、第８図（イ）、（ロ）のウ
ェブのコーナー部７と８の圧延された状態を示す。ウェ
ブ幅Ｂが夫々同値で、ウェブ幅Ｂの差が零の状態である
が、それでも、コーナー部の厚みの差の分の斜線部18の
ウェブ内側が引き伸ばされている。

孔型幅Ｗは、ウェブ幅Ｂと、フランジから爪部までの
距離ｆの２倍を加えたもので表わされるが、これらは、
第７図の製品のウェブ２、フランジ11、爪部12、全幅W₀
の寸法形状と、前後孔型のウェブ幅Ｂおよびフランジか
ら爪部までの距離ｆの関係によっておのずと決められ、
自由に孔型幅Ｗは変化させることはできない。

（発明が解決しようとする課題） これらの従来技術は、製品に対応できる設備仕様を持
っていればとくに、製造上の問題はおこらない。しか
し、この中で製品の全幅W₀に見合う、ロールスタンド数
あるいは、第10図に示す圧延用ロールの有効胴長Ｌが不
足した場合製造が不可能となる。第10図は、タンデム圧
延の場合で、途中孔型のＫ−５（点線）をロールへ配置
した例を示す。２重ロール圧延機での形鋼の圧延では、
上下ロール（21,22）が圧延時左右方向へ移動（例えば
矢印Y₁,Y₂方向へ）することにより左右のフランジ11、
爪部12の厚み偏差がある程度以上生じないようにロール
の両端部にストッパーの役割を果たすスラストカラー23
を配置するのが基本となっている。この場合、圧延反力
の何割かが（通常３割程度といわれる）スラストカラー
の水平方向へ作用するので、これに耐え得る強度を確保
するためのスラストカラー厚みが必要となるが、ロール
胴長が不足するとスラストカラー厚みがl₁のように小さ
くなり圧延不可能となる。

これを回避しようとして、ウェブ幅Ｂを小さくするた
めに、最終仕上ロール付近でウェブ幅Ｂの拡大を行え
ば、前孔型程ウェブ幅は小さくなるが、以下の問題が発
生する。孔型間でウェブ幅Ｂの圧延による拡大を大きく
すると、ウェブの板長さを引き伸ばすことになり、ウ
ェブ厚みが部分的に薄くなり、均一な厚みが得られな
い。また同時に、第６図最終仕上げ孔型Ｋ−１のフラ
ンジ11、しいては爪部12まで引き伸ばす影響が波及し、
第９図の19に示すように爪肉のアンダー、あるいは、1
9,20の左右の爪肉のアンバランスが生じる。ウェブコ
ーナー部17の摩耗が早く進展し表面性状が悪い。等製品
品質を悪化させ問題は解決しない。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであって、矩形断面鋼片から２重ロール圧延機により
圧延造形するに際し、粗造形孔型から最終仕上げ孔型の
直前までウェブを波形に屈曲した形状になし、最終仕上
げ孔型で、爪部を曲げ成形すると共に、ウェブを直線状
に成形する圧延方法において、各孔型間におけるウェブ
の中心線長をほぼ同値にしながら、最終仕上げ孔型まで
の１〜４個の孔型で、１孔型あたり最大20mmのウェブ幅
を順次拡大圧延することを特徴とする、Ｕ形鋼矢板の圧
延方法である。

（作用） 以下本発明を詳細に説明する。

第１図に本発明を実施するミル配置の一例を示す。図
中の3,4は粗ミルで３はリバース可能なBDミル、４は後
段の粗ミル、５は中間ミル、６は仕上ミルで、４〜６は
１孔型１バスのタンデム圧延を行う。なお点線のミル
は、未使用のミルを示す。

第２図は、本発明によるＵ形鋼矢板の圧延例の順序の
説明図であり、１の矩形断面鋼片を使用し、ウェブを波
形に屈曲した、造形孔型を使用し、粗造形（ａ）のＫ−
９〜Ｋ−８（BDミル３）、Ｋ−７（後段粗ミル４）、中
間造形（ｂ）のＫ−6,K−５（中間ミル５）、仕上げ造
形（ｃ）のＫ−４〜Ｋ−１（仕上ミル６）まで順次圧延
し製品化する。仕上げ孔型であるＫ−１の、孔型幅Ｗは
第７図に示す製品のウェブ２、フランジ11、爪部12の寸
法形状からウェブ幅Ｂ、フランジから爪部までの距離ｆ
がおのずと決まることにより、決定される。この中でＫ
−２以前の各孔型の該距離ｆは孔型間の相互関係でほぼ
決められるが、Ｋ−２以前の孔型のウェブ２を波形に屈
曲させ、ウェブの板長さｌ（以下ウェブ中心線長と呼
ぶ）を長くして、その分ウェブ幅Ｂを小さくしてやる
と、Ｋ−２以前の孔型幅Ｗを小さくすることが可能であ
る。例えば、Ｋ−１からＫ−５までの孔型において、ウ
ェブ幅Ｂの関係をＫ−１＞Ｋ−２＞Ｋ−３＞Ｋ−４＞Ｋ
−５にし、このとき各孔型でウェブの中心線長ｌが各孔
型でほぼ同値になるようにウェブの波形の屈曲度合いを
大きくしてやり、孔型間でウェブ中心線長の引き伸ばし
作用がない状態で、従来よりも孔型幅Ｂを小さくでき
る。この孔型幅Ｗの小さくなる累積量は当然Ｋ−５以前
＞Ｋ−４＞Ｋ−３＞Ｋ−２の順になるので、どの程度小
さくしたいかにより、ウェブ幅を順次小さくする孔型の
数を選択すれば良い。

第３図は、ウェブ幅Ｂとウェブの中心線長の孔型間の
関係について、Ｋ−４とＫ−３の例で示したものであ
り、第３図（イ）はＫ−４の孔型、第３図（ロ）はＫ−
３の孔型形状を示し、第３図（ハ）は、Ｋ−４とＫ−３
を孔型の中心CLを基準に重ね合わせた、同図（イ），
（ロ）のウェブのコーナー部７と８の圧延された状態を
示す。Ｋ−４とＫ−３の関係においてウェブ幅ＢはＫ−
３＞Ｋ−４にし、ウェブの線長ｌはＫ−３≒Ｋ−４とな
るようウェブ波形の屈曲度すなわち波形の高さｈをＫ−
３＜Ｋ−４の関係にしてやると、ウェブのコーナー部の
圧延後の状態は（ハ）に示すように見掛上は、ΔＢ分ウ
ェブ幅は拡大されるが、実際にはＫ−３に対しＫ−４の
波形屈曲度の大きい分が、圧下過程においてＫ−３のウ
ェブ形状まで曲げ伸ばされて、実質上はウェブの線長の
引き伸ばし作用は起らずに、前パスの孔型（ここではＫ
−４）のウェブ幅ＢをΔＢ分小さくすることができる。
しかしウェブ幅Ｂの縮小分ΔＢには制限が存在する。

第４図は、孔型間における噛込み開始時点の状態をＫ
−４とＫ−３の例で示したもので、9,10は夫々Ｋ−３の
上ロール、下ロールである。第４図（イ）はＫ−３にお
けるウェブ幅の拡大分ΔＢが比較的大きい場合で、下ロ
ール10は、Ｋ−４鋼材のフランジ11を面で接触ささえて
いるが上ロール９は、爪部12の上部のｅ点で接触してい
る不安定状態にある。この状態は、上ロールの爪部の噛
込み点が一点接触で、しかもフランジ部11と上ロールの
隙間ｉが大きくなると、Ｋ−４鋼材とＫ−３ロールのセ
ンターのズレが生じやすく、爪部12の肉量が左右でバラ
ンスをくずし、第９図19,20に示すような、爪肉のアン
バランスな製品になる可能性がある。

一方第４図（ロ）は、ΔＢが零に近い状態の場合で、
下ロール10は、ウェブ２のｇ点、フランジ11の面接触で
ささえ、しかも上ロール９は、爪部12からフランジ11下
部まで大きな面で接触しており、Ｋ−４鋼材が、Ｋ−３
ロールに対して、左右のズレが全く考えられない非常に
安定した理想的噛込み状態にある。一般に通常の圧延に
おいては、第４図（ロ）もしくは、第４図（ロ）と
（イ）の中間程度の範囲で行なわれている。このΔＢの
可能な範囲はモデル実験により確認した結果Max20mmま
では可能であるが、安定性を考慮すれば15mm以下が望ま
しい。またＫ−１に対するＫ−５までのトータル・ウェ
ブ幅Ｂの縮小代ΔＢ（圧延においては拡大代）は、あま
り大きくなると、ウェブの波形の屈曲度ｈが大きくなり
凸部の局部ロール摩耗等考えられるので、50mm以下が望
ましい。

なお２重ロール圧延機による孔型圧延においてウェブ
を波形に屈曲した形状を有するものも見受けられるが
（特開昭54−128467号公報等）、これは、第６図および
第８図に示す、Ｕ形鋼矢板の従来技術の範囲内にあるも
ので、本発明とは基本的に異る。

第５図は、圧延における拡大代ΔＢが大きくなった場
合のロールに対する鋼材の左右ズレを防止するための入
口ガイドの例を示したもので、上下のフリクションガイ
ド13,14に、鋼材のフランジ11とガイドの間隙を小さく
するためガイドローラー15,16を設置して、鋼材の左右
のズレを防ぐ方法であり、より圧延の安定性を確保する
には、このようなシビアーなガイドの併用が望ましい。

（実 施 例） 次に本発明を、第１図に示すミル配置をもって、従来
の鋼矢板より幅が100mm大きい鋼矢板の圧延を、第２
図，第３図に示す方法によって実施した例の結果を説明
する。

矩形鋼の断面寸法は、従来の鋼矢板の幅470mm×高さ1
60mmに対して幅520mm×高さ160mmを使用し、Ｋ−９から
Ｋ−５までの孔型間ウェブ幅増分は従来技術のΔＢを適
用し、Ｋ−４以降Ｋ−１まで、表−１に示すようなΔＢ
の孔型を使用した。この結果、従来技術の孔型では、第
10図の点線で示したように、スラストカラー23の強度が
確保できなかったが、スラストカラー厚みl₂＝l₁＋25mm
と厚くなり圧延による欠損も発生せず、強度の確保が得
られた。又圧延の安定性を考慮して、第５図に示すよう
なシビアーなガイドを併用した結果、従来製品と遜色な
い良好な製品が得られた。

（発明の効果） 本発明により、製造しようとする、鋼矢板の製品に対
し、造形孔型数を確保しようとするときの１ロールへの
複数個の孔型配置、あるいは１ロールへ１個の孔型を配
置する場合、ロール胴長が、不足して製造が不可能とな
るような事態を有効に回避することができる顕著な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する圧延ライン例を示す平面図、
第２図は本発明によるＵ形鋼を圧延する順序の説明図、
第３図は第２図の拡大説明図で、（イ）はＫ−４、
（ロ）はＫ−３の孔型、（ハ）はその重ね合わせの図の
例を示し、第４図（イ），（ロ）は第３図における孔型
間の噛込み開始時点の状態の説明図、第５図は本発明に
おける、より安定した圧延を行うための入口ガイドの説
明図、第６図は従来のＵ形鋼矢板圧延の順序を示す図、
第７図はその製品図、第８図（イ），（ロ），（ハ）は
第６図の拡大説明図、第９図は従来法の欠点を回避しよ
うとした場合の製品不良の説明図、第10図は、ロール有
効胴長に対するスラストカラーの必要性とその強度の説
明を示す図である。 １……矩形断面鋼板、２……ウェブ ３……BDミル、４……後段粗ミル ５……中間ミル、６……仕上ミル 7,8……ウェブのコーナー部 9,10……Ｋ−３上ロール 11……フランジ、12……爪部 13,14……入口ガイド 15,16……ガイドローラ 17……コーナーの摩耗 18……ウェブ内側の引伸ばし 19,20……爪肉のアンバランス 21,22……Ｋ−５の上下ロール 23……スラストカラー、ａ……粗造形 ｂ……中間造形、ｃ……仕上造形 Ｂ……孔型のウェブ幅 ｆ……フランジから爪部までの幅 Ｗ……孔型幅 ｌ……ウェブの中心線長 ｈ……ウェブ波形の高さ ΔＢ……孔型間のウェブ幅拡大量 ｅ……上ロールと鋼材の接触点 ｇ……下ロールと鋼材の接触点 ｉ……上ロールと鋼材フランジ部の隙間 Ｌ……ロールの有効胴長 l₁,l₂……スラストカラーの厚み

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形断面鋼片から２重ロール圧延機により
   圧延造形するに際し、粗造形孔型から最終仕上げ孔型の
   直前までウェブを波形に屈曲した形状になし、最終仕上
   げ孔型で、爪部を曲げ成形すると共に、ウェブを直線状
   に成形する圧延方法において、各孔型間におけるウェブ
   の中心線長をほぼ同値にしながら、最終仕上げ孔型まで
   の１〜４個の孔型で、１孔型あたり最大20mmのウェブ幅
   を順次拡大圧延することを特徴とする、Ｕ形鋼矢板の圧
   延方法。