JP3272879B2 - Rolling method of shaped steel with flange - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フランジを有する形鋼
の圧延方法に関し、特にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不
良なく効率的に造り分ける圧延方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for rolling a section steel having a flange, and more particularly to a method for efficiently forming the web height of an H-section steel without a defective shape.

【０００２】[0002]

【従来の技術】現在、圧延にて製造されているＨ形鋼、
Ｉ形鋼等のフランジを有する形鋼は、品種、サイズの数
が非常に多いのが特徴であり、需要家のニーズの多様化
に伴い、さらに多品種、多サイズ化の形鋼が強まりつつ
ある。従来圧延法で、これらの多品種、多サイズの形鋼
を製造するためには、その形鋼に対応した多数の専用圧
延ロール及び専用ガイドが必要であり、ロール・ガイド
の組替え回数が多くなるため、時間損失が増大し、生産
性を著しく損なうことになる。2. Description of the Related Art At present, an H-section steel manufactured by rolling,
Shaped steels having flanges such as I-shaped steels are characterized by a very large number of types and sizes, and with the diversification of customer needs, more types and sizes of shaped steels are increasing. is there. In order to manufacture these various types and sizes of shaped steel by the conventional rolling method, a large number of dedicated rolling rolls and dedicated guides corresponding to the shaped steel are required, and the number of times of changing the roll guide increases. Therefore, time loss increases, and productivity is significantly impaired.

【０００３】この具体例としてＨ形鋼の場合を以下に述
べる。図８（ａ）は、従来のＨ形鋼圧延設備列の代表例
を示したものであるが、粗圧延工程Ｉのブレークダウン
圧延機ＢＤ、その後引続いて中間圧延工程IIの４ロール
ユニバーサル圧延機ＲＵとエッジャー圧延機Ｅ、および
仕上圧延工程III 仕上げ用４ロールユニバーサル圧延機
ＦＵで構成されている。[0003] As a specific example, the case of H-section steel will be described below. FIG. 8 (a) shows a typical example of a conventional row of H-section steel rolling equipment, which is a breakdown rolling mill BD in a rough rolling step I, followed by a four-roll universal rolling in an intermediate rolling step II. The mill RU, the edger rolling mill E, and the finishing rolling process III comprise a four-roll universal rolling mill FU for finishing.

【０００４】図８（ｂ）は図８（ａ）における圧延工程
Ｉ，II，III で製造された圧延材料の各々の形状４，
５，６を示す。図９はＨ形鋼を圧延するユニバーサル圧
延法の圧延用ロールと圧延される材料の関係を示してお
り、ユニバーサル圧延機の機能上、圧延中に同一セット
のロール対で自由に変化が可能となる寸法は、上水平ロ
ール７と下水平ロール８の間の隙間９および左右竪ロー
ル１０，１１の間の隙間１２，１３のみとなる。したが
って、Ｈ形鋼のウェブ厚９とフランジ厚の１２，１３に
ついては変化させることができるが、ウェブ内幅ＩＷは
一定にならざるを得ない。その結果、Ｈ形鋼製品の厚み
が異なるシリーズを圧延するに際し、左右のフランジ厚
１２，１３を変化させれば当然ウェブ内幅ＩＷと左右の
フランジ厚１２，１３を合計したウェブ高さＯＷは種々
の寸法に変化せざるを得ないことになる。[0004] Fig. 8 (b) shows the shape of each of the rolled materials 4 and 4 manufactured in the rolling steps I, II and III in Fig. 8 (a).
5 and 6 are shown. FIG. 9 shows the relationship between the rolling rolls of the universal rolling method for rolling an H-section steel and the material to be rolled. Due to the function of the universal rolling mill, it is possible to freely change with the same set of roll pairs during rolling. The resulting dimensions are only the gap 9 between the upper horizontal roll 7 and the lower horizontal roll 8 and the gaps 12 and 13 between the left and right vertical rolls 10 and 11. Therefore, the web thickness 9 of the H-section steel and the flange thicknesses 12 and 13 can be changed, but the web inner width IW must be constant. As a result, when rolling the series having different thicknesses of the H-section steel products, if the left and right flange thicknesses 12 and 13 are changed, the web height OW which is the sum of the inner web width IW and the left and right flange thicknesses 12 and 13 is naturally obtained. It has to be changed to various dimensions.

【０００５】すなわち、従来の圧延法で圧延されるＨ形
鋼は、図１０に示すごとくウェブ内幅ＩＷが一定であ
り、フランジ厚Ｔ_f1，Ｔ_f2に変化することによってウェ
ブ高さＯＷ₁ ，ＯＷ₂ に変化する、いわゆるウェブ内幅
一定の製品シリーズとなる。もし、ウェブ高さ一定のＨ
形鋼製品シリーズをユニバーサル圧延機を用いた従来圧
延法で製造しようとすると、ウェブ内幅の変化に応じ
て、粗圧延〜中間圧延〜仕上圧延の全工程における上下
水平ロールの大半を準備することになり、大量のロール
本数を必要とするとともに頻繁なロール組替え作業を行
なわなければならず、著しい製造コスト高をまねくの
で、実質的にこの方法を採用することは不可能である。That is, in the H-section steel rolled by the conventional rolling method, the web inner width IW is constant as shown in FIG. 10, and the web heights OW ₁ and OW ₁ are changed by changing the flange thicknesses T _f1 and T _f2 . changes in OW _2, a so-called web within a constant width of the product series. If the web height is constant H
When trying to manufacture a section steel product series by the conventional rolling method using a universal rolling mill, it is necessary to prepare most of the upper and lower horizontal rolls in all processes from rough rolling to intermediate rolling to finish rolling according to changes in the inner width of the web This requires a large number of rolls and requires frequent roll change operations, resulting in a remarkable increase in manufacturing cost. Therefore, it is practically impossible to adopt this method.

【０００６】このような従来法における欠点を解消する
方法として、特開平４−２８８９０１号公報および特開
平４−２８８９０２号公報が周知である。図４は特開平
４−２８８９０１号公報の圧延手段を示す略図である。
図において、中間ユニバーサル圧延機の水平ロール１１
ｈ、竪ロール１１ｖによりフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部へ余肉を形成する第１工程、次に、
ロール幅調整可能な圧延ロール１２を一対装着した圧延
機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を大き
く設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内幅の
拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さまで
余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅拡大
に転化させる第２工程、さらに、ロール胴幅が一定のロ
ール１３にて被圧延材のウェブを圧延しウェブ両端部に
余肉を形成する第３工程、の三つの工程を繰り返すこと
により所定のウェブ高さを得るものである。また、特開
平４−２８８９０２号公報の概要を図５に示した。この
方法は、まず中間ユニバーサル圧延機の水平ロール１１
ｈ、竪ロール１１ｖによりフランジとウェブの付根部分
およびウェブ両端部へ余肉を形成する第１工程、次に、
ロール幅調整可能な圧延ロール１２を一対装着した圧延
機にて上記工程のウェブ内幅より該圧延ロール幅を大き
く設定して被圧延材を圧延することによりウェブ内幅の
拡大とともに上記工程でのウェブ中央部と同一厚さまで
余肉を圧下してその減面量のほとんどをウェブ内幅拡大
に転化させる第２工程、との二つの工程を繰り返すこと
により所定のウェブ高さが得られる、というものであ
る。[0006] As a method of solving such a drawback in the conventional method, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-288901 and 4-288902 are well known. FIG. 4 is a schematic view showing a rolling means disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-288901.
In the figure, a horizontal roll 11 of an intermediate universal rolling mill is shown.
h, a first step of forming excess material at the root of the flange and the web and at both ends of the web by the vertical roll 11v,
In a rolling mill equipped with a pair of roll width-adjustable rolling rolls 12, the rolling roll width is set to be larger than the web inner width in the above process, and the material to be rolled is rolled by rolling the material to be rolled. The second step in which the excess thickness is reduced to the same thickness as the central portion of the web to convert most of the reduced area to increase the inner width of the web, and further, the web of the material to be rolled is rolled by the roll 13 having a constant roll body width. A predetermined web height is obtained by repeating the three steps of the third step of forming excess material at both ends of the web. FIG. 5 shows an outline of JP-A-4-288902. In this method, first, a horizontal roll 11 of an intermediate universal rolling mill is used.
h, a first step of forming excess material at the root of the flange and the web and at both ends of the web by the vertical roll 11v,
In a rolling mill equipped with a pair of roll width-adjustable rolling rolls 12, the rolling roll width is set to be larger than the web inner width in the above process, and the material to be rolled is rolled by rolling the material to be rolled. A predetermined web height can be obtained by repeating the two steps of reducing the excess wall thickness to the same thickness as the central portion of the web and converting most of the reduced area to increase the inner width of the web. Things.

【０００７】前記の従来の２つの圧延方法では、中間ユ
ニバーサル圧延機で圧延した後の外側方向に傾斜したフ
ランジ内側面と粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの中
心軸に垂直な面とがなす角度（本発明では、これをフラ
ンジ外傾斜角度Θという）は規定されていないが、従来
と同程度の６°前後と推定される。このようなフランジ
角度を有する被圧延材のウェブ内幅を図４（図５）中の
ロール１２で拡大する場合にはロール１２とフランジと
の幾何学的関係から、１回当たりのウェブ内幅の拡大量
ΔＷが高々１５ｍｍ程度でも、フランジ先端部がロール
１２のコーナ部に突き当たって被圧延材がロール１２に
安定して噛み込まず、更に拡幅量を大きくするとフラン
ジをロールで押し倒してミスロールを惹起するという現
象が起こる。また、通材は一応可能な範囲内であっても
無理をして大きい拡幅を行うと、中間ユニバーサル圧延
機で成形された余肉形状が急激に変化するため、１回目
の拡幅では図６（ａ）に示すように余肉境界部４３でく
びれが発生する。また、２回目以降ではウェブ拡幅圧延
前の余肉形状がフラットな形状であるため、図６（ｂ）
に示したようにコーナー部４１および余肉境界部４３の
両方でくびれが発生する。以下に、この２回目のくびれ
現象について、図７を用いて詳しく説明する。図７の
（ａ）はフラット外形線１５Ｓを有するロール１２によ
り１回目の拡幅を行なった後、前記の水平ロール１１ｈ
またはロール１３によりウェブの両端部に外形線１８Ｓ
を有する余肉が再生された後の被圧延材を前記ロール１
２で再度圧延している状況を示した。ただし、被圧延材
の断面形状はウェブセンターラインＬ_c を境にほぼ左右
対称であることから、図７では左半断面のみを示した。
この圧延状態から、さらに、前記のロール１２を用いて
ウェブ内幅を拡大する際の塑性引張応力σ_T 、ウェブ幅
方向の温度Ｔ、およびウェブ幅方向の塑性引張歪εのウ
ェブ幅方向分布Ｃ₁ ，Ｃ₂ およびＣ₃ を図７（ｂ）に示
した。本図より、塑性引張歪εの分布Ｃ₃ はコーナー部
４１に相当するＰ₁ および余肉境界部４３に相当するＰ
₂ でピークを持ち、この部分でくびれが発生することが
分かる。したがって、被圧延材のロールの噛込み性およ
びウェブくびれの両面から前記２つの圧延方法では１回
の拡幅圧延当たり１５ｍｍより大きなウェブ高さの拡幅
は望めない。In the above two conventional rolling methods, the angle formed between the inner side surface of the flange inclined outward and the surface perpendicular to the center axis of the horizontal roll of the coarse universal rolling machine after being rolled by the intermediate universal rolling mill. In the present invention, this is referred to as an out-of-flange inclination angle Θ), but it is estimated to be about 6 °, which is the same as the conventional angle. When the roll inner width of the material to be rolled having such a flange angle is increased by the roll 12 in FIG. 4 (FIG. 5), the inner width of the web per roll is determined from the geometrical relationship between the roll 12 and the flange. Even if the expansion amount ΔW of the roll is about 15 mm at most, the material to be rolled does not stably bite into the roll 12 due to the flange tip end abutting on the corner of the roll 12, and when the widening amount is further increased, the flange is pushed down by the roll to cause the misroll. The phenomenon of evoking occurs. Also, if the forging material is forcibly enlarged even if it is within the allowable range, the excess wall shape formed by the intermediate universal rolling mill changes abruptly. As shown in a), constriction occurs at the excess thickness boundary portion 43. Further, in the second and subsequent rounds, since the excess wall shape before the web widening rolling is a flat shape, FIG.
As shown in (1), constriction occurs at both the corner portion 41 and the excess boundary portion 43. Hereinafter, the second constriction phenomenon will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7A shows the horizontal roll 11h after the first widening is performed by the roll 12 having the flat outline 15S.
Alternatively, the outer line 18S is applied to both ends of the web by the roll 13.
The material to be rolled after the surplus having the
2 shows the state of rolling again. However, the sectional shape of the rolled material since it is substantially symmetrical boundary web centerline L _c, showed only the left half-section in FIG.
From this rolling state, furthermore, the plastic tensile stress σ _T , the temperature T in the web width direction, and the plastic tensile strain ε in the web width direction distribution C in the web width direction when expanding the inner width of the web using the roll 12 are described. the _1, C ₂ and C ₃ shown in FIG. 7 (b). From this figure, the distribution C ₃ of the plastic tensile strain ε is P ₁ corresponding to the corner portion 41 and P ₃ corresponding to the excess thickness boundary portion 43.
It has a peak at ₂ , and it can be seen that constriction occurs in this portion. Therefore, in the above two rolling methods, it is not possible to increase the web height by more than 15 mm per one widening rolling from both sides of the roll rollability of the material to be rolled and the web constriction.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を発生させず、かつロール保有数を増大させることなく
効率的にウェブ高さを自在に調整するフランジを有する
形鋼の圧延方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a method for rolling a section steel having a flange capable of freely adjusting the height of a web efficiently without increasing the number of rolls without causing the above problems. The purpose is to provide.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、粗圧延
工程、中間圧延工程、および仕上圧延工程からなる形鋼
圧延プロセスの中間圧延工程と仕上圧延工程との間に中
間圧延工程に近接して胴幅可変機構を有する２重式圧延
機を設置した圧延設備によってフランジを有する形鋼を
圧延する方法において、前記中間圧延工程のユニバーサ
ル圧延機を用いて被圧延材のウェブに、左右対称かつウ
ェブとフランジとの結合部からウェブ中央部に向かって
連続的に減少する厚み分布の余肉を付与するとともに、
被圧延材のフランジ外傾斜角度Θを、ウェブの高さの目
標拡幅量ΔＷ，被圧延材のフランジ幅Ｆ，ウェブ厚ｔ
ｗ，および余肉高さｈｒで表される下記の式、 ｓｉｎ^-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ^-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、前記２重式圧延機ロールの余肉圧
下面の胴幅方向断面の外形線を曲率半径の異なる複数個
の円弧の部分を組み合わせた形状に形成するとともに、
このロールの胴幅を前記ユニバーサル圧延機の水平ロー
ルの胴幅より大きく設定して前記余肉部を圧下しつつ少
なくとも１回のウェブ高さの拡幅圧延を行うフランジを
有する形鋼の圧延方法、および前記２重式圧延機により
ウェブ高さの拡幅圧延を行なった後、フランジ外側面を
左右一対の竪ローラーで押圧してフランジ角度を矯正
し、その後に仕上げ圧延するフランジを有する形鋼の圧
延方法にある。SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to provide a rough rolling process, an intermediate rolling process, and a finishing rolling process. In a method of rolling a section steel having a flange by a rolling equipment provided with a double rolling mill having a body width variable mechanism, a web of a material to be rolled is symmetrically formed on a web of a material to be rolled using a universal rolling mill in the intermediate rolling step. And while adding the excess thickness of the thickness distribution that continuously decreases from the joint between the web and the flange toward the center of the web,
The inclination angle 外 outside the flange of the material to be rolled is determined by the target width ΔW of the web height, the flange width F of the material to be rolled, and the web thickness t.
The following expression represented by w and the excess wall height hr: sin ⁻¹ (ΔW / (F−tw)) ≦ Θ ≦ tan ⁻¹ (ΔW
/ 2hr), the outer shape of the cross section in the body width direction of the surplus pressure lower surface of the double rolling mill roll is formed into a shape obtained by combining a plurality of arc portions having different radii of curvature.
A method of rolling a section steel having a flange in which the roll width of the roll is set to be larger than the horizontal roll width of the horizontal rolling mill and the web height is widened and rolled at least once while reducing the excess thickness portion, And after performing widening rolling of the web height by the double rolling mill, the flange outer surface is pressed by a pair of right and left vertical rollers to correct the flange angle, and thereafter, the rolling of a section steel having a flange to be finish-rolled. In the way.

【００１０】[0010]

【作用】本発明の基本プロセスは、図１（ａ），（ｂ）
に示すように、ビームブランク４を供給する粗圧延工程
Ｉの粗圧延機ＢＤ、該ビームブランク４を大略Ｈ形状に
圧延しウェブ２ａに左右対称かつウェブとフランジとの
結合部からウェブ中央部に向かって連続的に減少する厚
み分布の余肉を付与するとともに、フランジ１ａの外傾
斜角度Θを適正値に成形する中間圧延工程IIのユニバー
サル圧延機ＲＵ、フランジ部１ａの幅（Ｆ ｃｏｓΘ）
を成形するエッジャー圧延機Ｅ、中間圧延工程IIに近接
して設置されウェブ高さを調整する機能を持つ２重式圧
延機２Ｈｉ、そして最終製品まで圧延する仕上圧延工程
III の仕上ユニバーサル圧延機ＦＵにより構成される。The basic process of the present invention is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
As shown in (1), a rough rolling mill BD in a rough rolling step I for supplying a beam blank 4, the beam blank 4 is rolled into a substantially H shape, symmetrical to the web 2a, and from the joint between the web and the flange to the center of the web. The universal rolling mill RU of the intermediate rolling process II for forming the outer inclination angle の of the flange 1a to an appropriate value while providing the excess thickness of the thickness distribution which continuously decreases, and the width of the flange portion 1a (F cos Θ).
Rolling mill E for forming a web, a double rolling mill 2Hi installed in the vicinity of the intermediate rolling process II and having a function of adjusting the web height, and a finish rolling process for rolling to a final product
It is composed of III finishing universal rolling mill FU.

【００１１】まず、前記特開平４−２８８９０１号公報
および特開平４−２８８９０２号公報記載の圧延方法で
の第１の課題、すなわち大拡幅時の被圧延材の噛込み不
良を防止するための本発明手段を説明する。図２
（ａ），（ｂ）は、前記ユニバーサル圧延機ＲＵでウェ
ブ２ａの両端部に余肉部１８を付与するとともにフラン
ジ１ａの外傾斜Θを適正に成形した被圧延材のウェブ高
さを前記２重式圧延機２Ｈｉで拡幅する場合の状況の説
明図である。本発明では、所望の拡幅量ΔＷに対応して
フランジ外傾斜角度Θの範囲を以下の（１）式で与え
る。First, the first problem in the rolling method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-288901 and 4-288902, that is, a book for preventing a biting failure of a material to be rolled during widening. The invention will be described. FIG.
(A) and (b) show that the universal rolling mill RU provides the excess thickness portions 18 to both ends of the web 2a and adjusts the web height of the material to be rolled by appropriately forming the outer slope フ ラ ン ジ of the flange 1a. It is explanatory drawing of the situation at the time of widening with a heavy rolling mill 2Hi. In the present invention, the range of the inclination angle 外 outside the flange is given by the following equation (1) in accordance with the desired widening amount ΔW.

【００１２】ｓｉｎ^-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔ
ａｎ^-1（ΔＷ／２ｈｒ） ここで、Ｆはフランジ幅、ｔｗはウェブ厚、ｈｒは余肉
高さである。（１）式でフランジ外傾斜角度Θの下限値
を与えるｓｉｎ^-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））は図２（ａ）
に示すように前記２重式圧延機２ＨｉのロールＲ_2Hi の
外側面がフランジ内側面の最先端Ａ点から接触を開始す
ることを規定するものであり、フランジ外傾斜角度Θが
この下限値以上であれば幾何学的には被圧延材がフラン
ジに衝突して噛み込まないという問題は生じない。な
お、ロールＲ_2Hi のコーナーアールは被圧延材のコーナ
ーアールに対応させてあるため、該コーナーアールの範
囲内で被圧延材が左右にずれても被圧延材のロールへの
噛込みに支障はない。また、フランジ外傾斜角度Θの上
限値を与えるｔａｎ^-1（ΔＷ／２ｈｒ）は、前記のロー
ルＲ_2Hi がウェブ表面から余肉高さｈｒだけ離れた位置
Ｂ点でフランジと接触を開始することを規定するもので
あり、これよりΘが大きくなりロールＲ_2Hi と被圧延材
のコーナーアールとが最初に接触する場合には、フラン
ジを介してウェブを幅方向に引き伸ばす力ＦＷが極端に
小さくなり、ロールＲ_2Hi で圧下された鋼材は幅方向よ
りも長手方向に伸びやすくなるため、狙い通りのウェブ
拡幅ができない。この際、被圧延部材の余肉部１８だけ
でなくフランジ部までがロールＲ_2Hi により圧延される
ため、ウェブとフランジとの結合部のフランジ厚が極端
に薄くなり寸法形状の面でも問題である。Sin ^-1 (ΔW / (F-tw)) ≦ Θ ≦ t
an ^-1 (ΔW / 2 hr) Here, F is a flange width, tw is a web thickness, and hr is a surplus height. In the equation (1), sin ^-1 (ΔW / (F-tw)) which gives the lower limit value of the out-of-flange inclination angle Θ is shown in FIG.
_{Stipulates that} the outer surface of the roll R _2Hi of the double mill 2Hi starts to contact from the point A on the innermost surface of the inner surface of the flange, and the outer flange angle Θ is not less than the lower limit. Then, there is no problem that the material to be rolled collides with the flange and does not bite it geometrically. In addition, _since the corner radius of the roll R _2Hi corresponds to the corner radius of the material to be rolled, even if the material to be rolled is shifted left and right within the range of the corner radius, there is no _{problem in} the _biting of the material to be rolled into the roll. Absent. Further, tan ^-1 (ΔW / _2hr ) which gives the upper limit value of the out-of-flange inclination angle _は is _such that the roll R _2Hi starts contact with the flange at a point B at a position away from the web surface by a surplus height hr. When the roll R _2Hi comes into contact with the corner radius of the material to be rolled for the first time, the force FW for stretching the web in the width direction through the flange becomes extremely small. On the other hand, the steel _material rolled _down by the roll _R2Hi is more likely to expand in the longitudinal direction than in the width direction, so that the web cannot be widened as intended. At this time, since not only the surplus portion 18 of the member to be rolled but also the flange portion is rolled by the roll _R2Hi , the flange thickness of the joint portion between the web and the flange becomes extremely thin, which is a problem in terms of dimensions and shape. .

【００１３】さらに、拡幅圧延された後のかなり大きな
フランジ角度を有する被圧延材を仕上圧延する場合に、
被圧延材の仕上ユニバーサル圧延機ＦＵへの噛込性を改
善するために、前記２重式圧延機２Ｈｉの後面または仕
上ユニバーサル圧延機ＦＵの全面に図１（ａ）の破線で
示すフランジ角度矯正用の竪ローラーＶＲを設置しフラ
ンジを押圧することにより、事前に所望のフランジ角度
に成形する方法も効果的である。また、薄肉ウェブの場
合には座屈を生じ易いのでウェブを拘束しつつフランジ
角度を成形する方法が好ましい。Further, when the rolled material having a considerably large flange angle after the widening rolling is finish-rolled,
In order to improve the workability of the material to be rolled into the finishing universal rolling mill FU, a flange angle correction shown by a broken line in FIG. 1A is provided on the rear surface of the double rolling mill 2Hi or on the entire surface of the finishing universal rolling mill FU. It is also effective to form a desired flange angle in advance by installing a vertical roller VR and pressing the flange. Further, in the case of a thin-walled web, buckling is likely to occur, so a method of forming the flange angle while restraining the web is preferable.

【００１４】次に、前記従来手段での第２の課題、すな
わち大拡幅圧延時の被圧延材のウェブくびれを防止する
ための本発明手段を説明する。２重式圧延機２Ｈｉによ
るウェブ拡幅圧延方法は種々に考えられるが、ここでは
以下に示す状態を例にして説明する。すなわち、まず図
３（ａ）に示すように、中間ユニバーサル圧延機ＲＵの
竪ロール２Ｖと水平ロール２Ｈにより、左右対称かつウ
ェブ２ａとフランジ１ａとの結合部Ｑ₁ −Ｑ₂ からウェ
ブ中央部Ｗ_C に向かって連続的かつ滑らかに減少する厚
み分布を有するようにウェブを成形する。次ぎに図３
（ｂ）に示すように余肉圧下面１５Ｓ’を異なる曲率半
径Ｒ１’〜ＲＮ’の円弧の部分の組み合わせとした２重
式圧延機２ＨｉのロールＲ_2Hi による１回目のウェブ拡
幅圧延を行なう。その後図３（ｃ）に示すように中間ユ
ニバーサル圧延機ＲＵの竪ロール２Ｖと水平ロール２Ｈ
の側面との隙を拡幅圧延後の被圧延材のフランジ１ａを
圧下しないように設定し、前記水平ロール２Ｈで被圧延
材のウェブ２ａの一部分を圧下し１回目と同様な滑らか
な外形線１８ＳＳにウェブ２ａを再成形する。最後に２
回目のウェブ拡幅圧延を行う。図３（ｄ），（ｅ）に
は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の圧延を行った後に２
回目のウェブ拡幅圧延を行う際のロールＲ_2Hi と被圧延
材との関係とロールＲ_2Hi により該被圧延材のウェブの
高さを再度拡幅する際のウェブ幅方向の塑性引張応力σ
_T 、材料温度Ｔ、塑性引張歪εの分布、すなわち曲線Ｃ
₄ ，Ｃ₅ およびＣ₆ とを示した。図３（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示した圧延を行ったことにより、２回目の拡幅
圧延を施す前の被圧延材のウェブの外形線１８ＳＳは、
前記従来手段の場合よりかなり滑らかとなる。このた
め、ウェブ幅方向の塑性引張応力σ_T はウェブ２ａとフ
ランジ１ａとの結合部Ｑ₁ −Ｑ₂ からウェブ中央部Ｗ_C
にかけて曲線Ｃ₄ のように滑らかに増加する。一方、材
料温度Ｔは曲線Ｃ₅ のコーナー部ほど高温となる。一般
に鋼材は引張応力が大きいほど、また高温ほど変形しや
すいため、結果として生じるウェブ幅方向の塑性引張歪
εは曲線Ｃ₆ のように局部的にピークを持つこと無くほ
ぼ均一な分布となるとともに、ウェブ中央部付近の塑性
引張歪εも従来より大きくなる。すなわち、ウェブのく
びれは抑制されるとともに、ウェブ中央部が広がった分
だけ拡幅量が増大する。また、仕上圧延工程III での被
圧延剤の所望温度を考慮した上で、上記の圧延をさらに
数回繰り返すこともでき、その場合にも同様にくびれは
発生しない。Next, the second problem of the conventional means, that is, the means of the present invention for preventing the web from constricting in the material to be rolled during large-width rolling will be described. Various methods for web widening rolling by the double rolling mill 2Hi are conceivable, but here, the following state will be described as an example. That is, first, as shown in FIG. 3 (a), the vertical roll 2V and the horizontal roll 2H of the intermediate universal rolling mill RU are symmetrical and are symmetrical from the connecting portion Q ₁ -Q ₂ between the web 2a and the flange 1a to the web central portion W. Form the web to have a continuously and smoothly decreasing thickness distribution towards _C. Next Figure 3
(B) are shown as performing the first web widening rolling by roll R _2HI arc portion combined with the 2-high rolling mill 2HI of excess thickness reduction surface 15S 'of different radii of curvature R1'~RN'. Thereafter, as shown in FIG. 3C, the vertical roll 2V and the horizontal roll 2H of the intermediate universal rolling mill RU are used.
Is set so that the flange 1a of the material to be rolled after the widening rolling is not reduced, and a part of the web 2a of the material to be rolled is reduced by the horizontal roll 2H, and a smooth outer shape line 18SS similar to the first time is obtained. The web 2a is reshaped. Finally 2
A second web widening rolling is performed. FIGS. 3 (d) and 3 (e) show two figures after the rolling of FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c).
Plastic tensile stress of the roll R _2HI and the web width direction at the time of re-widening web of height of該被rolled material by the relation and the roll R _2HI the material to be rolled when performing web widening rolling round eyes σ
_T , material temperature T, distribution of plastic tensile strain ε, ie, curve C
_4, showed a C ₅ and C _6. 3 (a), (b),
By performing the rolling shown in (c), the outline 18SS of the web of the material to be rolled before the second widening rolling is performed is as follows.
It is much smoother than with the conventional means. For this reason, the plastic tensile stress σ _T in the web width direction is changed from the connection portion Q ₁ -Q ₂ between the web 2a and the flange 1a to the web center portion W _C.
Smoothly increased as indicated by the curve C ₄ toward. On the other hand, the material temperature T becomes high enough corner portion of the curve C _5. In general, steel materials are more likely to be deformed as the tensile stress is larger and the temperature is higher, so that the resulting plastic tensile strain ε in the web width direction has a substantially uniform distribution without a local peak as shown by a curve C _6. Also, the plastic tensile strain ε near the center of the web becomes larger than before. That is, the constriction of the web is suppressed, and the widening amount is increased by the extent that the central portion of the web is widened. In addition, the above-mentioned rolling can be repeated several times in consideration of the desired temperature of the material to be rolled in the finish rolling step III, and in this case, no constriction occurs.

【００１５】[0015]

【実施例】ウェブ高さ６００ｍｍ、フランジ幅２００ｍ
ｍのＨ形鋼のウェブ高さを拡幅する場合を例にとって、
前記公知技術の圧延方法を用いた場合と本発明を適用し
た場合とを比較し、本発明の有効性を実証する。[Example] Web height 600 mm, flange width 200 m
In the case of widening the web height of an H-section steel of m
The effectiveness of the present invention will be demonstrated by comparing the case where the rolling method of the above-mentioned known technique is used and the case where the present invention is applied.

【００１６】まず、前記従来手段では１回当たり１５ｍ
ｍの拡幅圧延が限界であり、それより大きい拡幅圧延を
行う場合には被圧延材のロールへの噛込み性が著しく悪
くなり、安定な操業を行う上で１５ｍｍの拡幅圧延が限
界である。また、図４または図５に示したように、余肉
成形→ウェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウェブ拡幅
→という繰り返し圧延を行ったところ、１回目のウェブ
拡幅圧延での拡幅量は１５ｍｍまで可能であったが、２
回目のウェブ拡幅圧延で１５ｍｍの拡幅を行うと被圧延
材のコーナーにくびれが発生し、２回目以降は１０ｍｍ
程度が限界であることが判明した。また、被圧延材の温
度低下が著しいため、これ以上の繰り返し圧延は無理で
あった。したがって、従来の圧延方法の限界拡幅量は、
１回目で１５ｍｍ、２および３回で各々１０ｍｍ，合計
３５ｍｍ程度である。First, in the above-mentioned conventional means, the distance is 15 m per time.
The widening rolling of m is the limit, and when wider rolling is performed, the rollability of the material to be rolled becomes extremely poor, and the widening rolling of 15 mm is the limit for stable operation. Further, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the repetitive rolling of excess molding → web widening → web widening → excess wall molding → web widening → was performed, and the widening amount in the first web widening rolling was 15 mm. Was possible until 2
When 15 mm widening is performed in the first web widening rolling, constriction occurs at the corner of the material to be rolled, and 10 mm after the second time.
Degree turned out to be marginal. Further, since the temperature of the material to be rolled was remarkably reduced, further repeated rolling was impossible. Therefore, the critical width of the conventional rolling method is:
The first time is 15 mm, the second and third times are each 10 mm, and the total is about 35 mm.

【００１７】これに対して、本発明では、フランジ外傾
斜角度Θの適性化で噛込み性が改善されること、拡幅圧
延前の被圧延材の余肉部をその厚み分布が左右対称かつ
ウェブ２ａとフランジ１ａとの結合部Ｑ₁ −Ｑ₂ からウ
ェブ中央部Ｗ_C に向かって連続的かつ滑らかに減少する
ように成形したことでくびれが抑制されたとともにウェ
ブ中央部付近の拡幅量が増大したこと、により１回当た
り３５ｍｍの拡幅圧延が可能であった。なお、この際の
フランジ外傾斜角度Θは、ウェブ高さの目標拡幅量ΔＷ
＝３５ｍｍ、被圧延材のフランジＦ＝２００ｍｍ、ウェ
ブ厚ｔｗ＝６ｍｍ、余肉高さｈｒ＝２５ｍｍとして前記
（１）式により算出した１０°≦Θ≦３５°の範囲内に
設定した。また、本発明では、余肉圧下面を異なる曲率
半径の円弧の部分の組み合わせとした２重式圧延機のロ
ールＲ_2Hi を用いているため、１回目と同じ拡幅量を２
回目以降のウェブ拡幅圧延でも実現でき、余肉成形→ウ
ェブ拡幅→ウェブ拡幅→余肉成形→ウェブ拡幅という繰
り返し圧延を行うことにより、３５ｍｍ／回×３回＝１
０５ｍｍという大きなウェブ拡幅が可能であった。な
お、上記の圧延により得られた製品は良好な寸法精度お
よび品質を有していた。On the other hand, in the present invention, the biting property is improved by optimizing the inclination angle 外 outside the flange, and the excess thickness of the surplus portion of the material to be rolled before the widening rolling is symmetrical in the thickness distribution and the web widening of the vicinity of the web center part increases with the coupling portion Q ₁ -Q ₂ and 2a and the flange 1a toward the web central portion W _C constricted by molded to reduce continuously and smoothly is suppressed As a result, widening rolling of 35 mm was possible at one time. In this case, the inclination angle 外 outside the flange is the target width ΔW of the web height.
= 35 mm, the flange F of the material to be rolled = 200 mm, the web thickness tw = 6 mm, and the excess wall height hr = 25 mm, which were set within the range of 10 ° ≦ Θ ≦ 35 ° calculated by the above equation (1). Further, in the present invention, since the roll R _2Hi of the double rolling mill in which the lower surface of the excess wall pressure is a combination of arc portions having different radii of curvature is used, the same widening amount as that of the first rolling is used.
It can also be realized by the subsequent web widening rolling, and by repeatedly rolling the excess wall forming → web widening → web widening → excess wall forming → web widening, 35 mm / times × 3 times = 1
A large web widening of 05 mm was possible. The product obtained by the above rolling had good dimensional accuracy and quality.

【００１８】[0018]

【発明の効果】本発明を２重式圧延機によるウェブの高
さの拡幅固定を有する形鋼の製造プロセスに適用するこ
とにより、２重式圧延機を用いて極端に大きなウェブ拡
幅を行ってもウェブくびれは発生せず、良好なウェブ厚
分布を有する製品に仕上圧延が可能であり、任意のウェ
ブ高さのＨ形鋼製品シリーズを良好な品質でかつ極めて
少ないロール数で製造することができる。The present invention is applied to a process for producing a section steel having a web height widening and fixing by a double rolling mill, whereby an extremely large web widening is performed by using a double rolling mill. No web constriction occurs, it is possible to finish roll to a product having a good web thickness distribution, and it is possible to produce a series of H-section steel products of any web height with good quality and extremely small number of rolls. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】（ａ），（ｂ）：本発明によるＨ形鋼の圧延方
法の概略図。FIGS. 1A and 1B are schematic views of a method for rolling an H-section steel according to the present invention.

【図２】（ａ），（ｂ）：本発明によるウェブ拡幅圧延
時の被圧延材の圧延不良の防止方法を説明する概略図。FIGS. 2A and 2B are schematic views illustrating a method for preventing a rolling failure of a material to be rolled during web widening rolling according to the present invention.

【図３】（ａ）：本発明での中間ユニバーサル圧延機に
よる初期ウェブ成形状況を説明する概略図。 （ｂ）：本発明による１回目のウェブ拡幅圧延時のロー
ルと被圧延材との関係を示す説明図。 （ｃ）：本発明での中間ユニバーサル圧延機による２回
目のウエブの成形状況を説明する概略図。 （ｄ）：本発明による２回目のウェブ拡幅圧延時のロー
ルと被圧延材との関係を示す説明図。 （ｅ）本発明による２回目のウェブ拡幅圧延時のウェブ
幅方向の引張圧延時のウェブ幅方向の引張応力、温度、
および引張塑性歪の被圧延材断面内分布の概略図。FIG. 3A is a schematic view illustrating an initial web forming state by an intermediate universal rolling mill according to the present invention. (B): Explanatory drawing which shows the relationship between the roll at the time of the 1st web widening rolling by this invention, and a to-be-rolled material. (C): Schematic diagram for explaining the second web forming state by the intermediate universal rolling mill in the present invention. (D): Explanatory drawing showing the relationship between the roll and the material to be rolled during the second web widening rolling according to the present invention. (E) tensile stress in the web width direction at the time of tensile rolling in the web width direction during the second web widening rolling according to the present invention, temperature,
FIG. 2 is a schematic view of distribution of tensile plastic strain in a cross section of a rolled material.

【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ），（ｇ）：従来の圧延方法の説明図。FIG. 4 shows (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g): Explanatory drawing of the conventional rolling method.

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ），（ｇ）：従来の他の圧延方法の説明図。5 (a), (b), (c), (d), (e),
(F), (g): Explanatory drawing of another conventional rolling method.

【図６】（ａ），（ｂ）：ウェブくびれが発生する部位
の説明図。FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of a portion where web constriction occurs.

【図７】（ａ）：従来方法によるウェブ拡幅圧延時のロ
ールと被圧延材との関係を示す説明図。 （ｂ）：従来方法によるウェブ拡幅圧延時のウェブ幅方
向の引張応力、温度、および引張塑性歪の被圧延材断面
内分布の概略図。FIG. 7A is an explanatory view showing a relationship between a roll and a material to be rolled at the time of web widening rolling by a conventional method. (B): Schematic diagram of the distribution of tensile stress, temperature, and tensile plastic strain in the cross-section of the material to be rolled in the web width direction during web widening rolling by the conventional method.

【図８】（ａ），（ｂ）：従来のＨ形鋼圧延装置列の代
表例と、粗、中間、仕上げの各圧延機で圧延された各被
圧延材断面形状の説明図。FIGS. 8A and 8B are explanatory views of a typical example of a conventional row of H-section steel rolling mills and cross-sectional shapes of materials to be rolled which are rolled by rough, intermediate, and finishing rolling mills.

【図９】Ｈ形鋼ユニバーサル圧延機の機能説明図。FIG. 9 is a functional explanatory view of an H-section steel universal rolling mill.

【図１０】ウェブ内幅一定の製品シリーズの説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a product series having a constant web inner width.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｉ…粗圧延工程 II…中間圧延工程 III …仕上圧延工程 ４…ビームブランク ＢＤ…粗圧延機 １ａ…フランジ ２ａ…ウェブ １８…余肉部 Θ…フランジ傾斜角度 ＲＵ…中間ユニバー
サル圧延機 ２Ｈ…水平ロール ２Ｖ…竪ロール Ｒ _2Hi…２重式圧延機のロール Ｅ…エッジャー圧延
機 ＦＵ…仕上ユニバーサル圧延機 ２Ｈｉ…２重式圧延
機 ＶＲ…フランジ角度強制用の竪ローラーI: Rough rolling process II: Intermediate rolling process III: Finish rolling process 4: Beam blank BD: Rough rolling mill 1a: Flange 2a: Web 18: Surplus portion Θ: Flange inclination angle RU: Intermediate universal rolling mill 2H: Horizontal roll 2V: Vertical roll R _2Hi : Roll of double rolling mill E: Edger rolling mill FU: Finishing universal rolling mill 2Hi: Double rolling mill VR: Vertical roller for forcing flange angle

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上
圧延工程からなる形鋼圧延プロセスの中間圧延工程と仕
上圧延工程との間に中間圧延工程に近接して胴幅可変機
構を有する２重式圧延機を設置した圧延設備によってフ
ランジを有する形鋼を圧延する方法において、前記中間
圧延工程のユニバーサル圧延機を用いて被圧延材のウェ
ブに、左右対称かつウェブとフランジとの結合部からウ
ェブ中央部に向かって連続的に減少する厚み分布の余肉
を付与するとともに、被圧延材のフランジ外傾斜角度Θ
を、ウェブの高さの目標拡幅量ΔＷ，被圧延材のフラン
ジ幅Ｆ，ウェブ厚ｔｗ，および余肉高さｈｒで表される
下記の式、 ｓｉｎ^-1（ΔＷ／（Ｆ−ｔｗ））≦Θ≦ｔａｎ^-1（ΔＷ
／２ｈｒ） の範囲に成形した後、前記２重式圧延機ロールの余肉圧
下面の胴幅方向断面の外形線を曲率半径の異なる複数個
の円弧の部分を組み合わせた形状に形成するとともに、
このロールの胴幅を前記ユニバーサル圧延機の水平ロー
ルの胴幅より大きく設定して前記余肉部を圧下しつつ少
なくとも１回のウェブ高さの拡幅圧延を行なうことを特
徴とするフランジを有する形鋼の圧延方法。1. A double body having a body width variable mechanism in the vicinity of an intermediate rolling step between an intermediate rolling step and a finishing rolling step of a section steel rolling process comprising a rough rolling step, an intermediate rolling step, and a finishing rolling step. In a method of rolling a section steel having a flange by a rolling equipment provided with a rolling mill, a web of a material to be rolled is formed using a universal rolling mill in the intermediate rolling step, from a symmetrical portion of the web and from a joint between the web and the flange. In addition to providing the excess thickness of the thickness distribution that continuously decreases toward the center, the outside inclination angle of the flange of the material to be rolled.
Is expressed by the following formula expressed by the target width increase amount ΔW of the web height, the flange width F of the material to be rolled, the web thickness tw, and the excess wall height hr: sin ⁻¹ (ΔW / (F−tw)) ≤Θ≤tan ^-1 (ΔW
/ 2hr), the outer shape of the cross section in the body width direction of the surplus pressure lower surface of the double rolling mill roll is formed into a shape obtained by combining a plurality of arc portions having different radii of curvature.
A shape having a flange, wherein the width of the roll is set to be larger than the width of the horizontal roll of the universal rolling mill, and at least one wide-width rolling of the web height is performed while reducing the excess portion. Steel rolling method. 【請求項２】 ２重式圧延機によりウェブ高さの拡幅圧
延を行なった後、フランジ外側面を左右一対の竪ローラ
ーで押圧してフランジ角度を矯正し、その後に仕上げ圧
延することを特徴とする請求項１記載のフランジを有す
る形鋼の圧延方法。2. The method according to claim 1, wherein after performing the widening rolling of the web height by a double rolling mill, the flange outer surface is pressed by a pair of right and left vertical rollers to correct the flange angle, and then finish rolling is performed. A method for rolling a shaped steel having a flange according to claim 1.