JP3617085B2 - Coarse slab rolling method for wide thick H-section steel - Google Patents

Coarse slab rolling method for wide thick H-section steel Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、連鋳製スラブを素材としたフランジ幅が広くて肉厚の厚いH形鋼の粗形鋼片圧延方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に大型H形鋼の圧延としては、造塊材をH形粗形断面に成形する造塊圧延法(たとえば、特開昭53−57167号公報参照)や、偏平スラブからH形粗形断面に成形するスラブ幅出し圧延法(たとえば、特開昭55−70402号公報、特開昭56−95402号公報、特開昭60−21101号公報参照)がある。
【0003】
ところで、H形鋼のフランジ幅が広く、厚みの厚い断面は偏平スラブからの幅出し制約およびドッグボーンの厚み制約によって、たとえばH500 ×500 やH400 ×400 の厚肉サイズの場合は分塊圧延法が一般的な圧延法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように従来法においては、広幅で厚肉のH形鋼は分塊圧延法によって造塊材を素材として製造されていることから、品質の安定あるいは歩留り向上などコスト低減の面から連鋳化が望まれていた。
しかし、従来から実施されている連鋳製の偏平スラブから大形H形鋼用粗形H断面を得ようとした場合、スラブ端部圧下により幅広がりで発生するドッグボーンの幅を制約する要因として、
(1) 圧延方向の延びを抑制して幅広がりとするため、広がりが増すにしたがって広がり効率が低下し目的の幅が出せない、
(2) 高さ方向の圧下で広がりを起こすが、高さ方向の圧下が進むと材料の倒れや形状の対称性が崩れてくる、
などが挙げられる。
【0005】
また、フランジ厚みに関しては、ドッグボーン形状の先端に近い部分の厚みが薄く付け根部が厚いため、サイジング後H形鋼の先端近傍の厚みを確保するのが困難であった。
本発明は、上記したような従来技術の有する課題を解決した連鋳製スラブを用いて広幅かつ厚肉のH形鋼を圧延する際の粗形鋼片圧延方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、ウエブ高さ圧下による幅出しのとき、フランジ内面の傾斜角が起こされる現象を有効に活用し、幅出し効率を向上させることと脚長圧下によるフランジ先端部の増厚をはかり、フランジの厚み差が少ないH形粗形断面に仕上げることを組み合わせたものである。
【0007】
すなわち、連鋳製スラブの端部を幅出ししてドッグボーン形状とした後、粗圧延によってH形粗形断面にサイジングし、ユニバーサル圧延機によって所定のウエブ厚、フランジ厚および幅の広幅厚肉H形鋼に成形圧延する際の粗形圧延工程において、まずフランジ内面傾斜θがドッグボーンの傾きと同程度に大きくした孔型圧延でフランジ脚長を出し、4箇所のフランジを整える第1の工程、次にウエブ高さ方向を複数回圧下してフランジ内面傾斜を起こしつつ幅出しを行う第2の工程、その材料を成形してフランジ広幅H形鋼用としての粗形断面形状に孔型圧延する第3の工程、さらに前記第2の工程と同じくウエブ高さ方向の圧下による内面傾斜起こしと幅出しを行う第4の工程を経て、その後、フランジ脚長減少圧延を行ってフランジ先端部厚が付け根厚に近づくよう増厚させる孔型成形圧延を行う第5の工程、からなることを特徴とする広幅厚肉H形鋼の粗形鋼片圧延方法である。
【0008】
【作 用】
本発明によれば、ウエブ高さ方向の圧下を3工程に分けて実施するようにしたので、倒れの制約を少なくし、スラブの幅/厚みの比を大きくし、製造可能最大フランジ幅を大きくすることができる。また、ウエブ高さ、フランジ幅を1まわり小さいシリーズに粗成形する際、フランジ厚の先端と付け根部の差を小さくするよう先端部分を増厚させることによって、次のユニバーサル圧延時先端角部が充足しやすくなり製造可能最大フランジ厚を厚くすることができる。
【0009】
以下に各工程の作用について、図1を用いて詳しく説明する。
▲1▼粗成形の作用;スラブ端部のドッグボーンを全てフランジ断面に成形させる目的で、粗成形の孔型として図1(a) に示すようにフランジ部をドッグボーン形状より1まわり大きい形とし、初回パスは無条件でドッグボーン形状が残るようにする(図1(b) )。また、フランジ内面の傾きθは、ウエブを圧下すると圧下されない部分がフランジ付け根部として残存しやすくする。この時の傾きθはドッグボーンの形状に近い角度、すなわち20〜30°とする。
▲2▼ウエブ高さ圧下時の作用;図1(c) に示すように、ウエブによる圧下反力を受けるaの部分と反力の少ないbの部分では、断面の移動量が異なりΔθなる角度変化とΔBなる幅変化が発生する。
▲3▼図1(d) に示すように、内面の角度θが小さくなり、フランジ幅Dが増加したところで、その形に近いフランジ形状にサイジングすれば製造可能な最も広いフランジ幅が得られる。
▲4▼フランジ先端厚を増やすため、さらにウエブ高さ方向に圧下を加え、▲2▼のステップと同じ作用で角度と幅の変化を起こさせる。
▲5▼フランジ先端増厚作用;孔型の形状を図1(e) のごとく脚長を圧下し、c部を押さえるとメタルフローで行き場の限られるc部は隙間のd部を埋めることになり増厚し、フランジ付け根部と厚み差がほとんど無くなる。
▲6▼粗ユニバーサル圧延機において図1(f) で示すように初パス目からフランジ先端部の厚み圧下が得られるので、図1(g) で示すようなロール角度と材料角度差による非接触部が圧延材の延びによってなかなか充足しないといった問題がなく、フランジ先端部の角が簡単に整形されるようになる。
【0010】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照して詳しく説明する。
図2は本発明法を適用する圧延機の配置を示す概要図である。図において、1は均熱炉、2は分塊圧延機、3は連続式加熱炉、4はブレークダウン圧延機、5はダウンカットソー、6は粗ユニバーサル圧延機、7はエッジャ圧延機、8は仕上ユニバーサル圧延機である。
【0011】
まず、たとえば厚さ; 310mm×幅;1800mmの連鋳製スラブ10は、均熱炉1で1250℃〜1300℃に加熱され、分塊圧延機2によって粗成形圧延まで実施される。この分塊圧延機2に使用される分塊ロール2aは、図3(a) に示すNo. 1〜No. 4の4個の孔型を有しており、図4の(a) で示した連鋳製スラブ10を、穴型No. 1によって(b) に示すようなベリー溝Aを付け、穴型No. 2を用いて(c) のようにベリー溝Aをガイドに幅出ししてドッグボーンBとし、さらに穴型No. 3を用いて(d) のように幅出しを行うという工程を段階的に数回ずつのパスを経て、穴型No. 4を用いて(e) に示す粗圧延材11を成形する粗成形を行う。
【0012】
穴型No. 4による粗成形の工程においてウエブ厚を圧下してフランジ部の傾斜角θを大きくして充満度を高めるが、かみ出しを発生するとまた穴型No. 3の工程に戻して端部整形エッジングを行うパスを実施し、所定のウエブ厚まで圧延する。この際の孔型No. 4の幅:Hは、後述する図3(b) のブレークダウンロール4aの孔型No. 5の幅:H(=800mm)に対して次工程での高さ圧下分だけ広くするが、倒れやねじれの発生を考慮すると、
≒H+(孔型No. 4のウエブ厚み)− 990mm
とすると問題なく圧延ができる。
【0013】
この段階で粗圧延材11を一度冷却し、疵取りや先尾端の不良部を切断する等の鋼片手入れを実施した後、連続式加熱炉3で再び1250℃〜1300℃に加熱し、ブレークダウン圧延機4において図3(b) に示すNo. 5〜No. 7の3個の孔型を有するブレークダウンロール4aを用いて、順次圧延を行う。
まず、粗圧延材11のウエブ高さを孔型No. 6を用いて、図5(a) に示すように孔型No. 5の幅:H(=800mm)に入れられるようHよりも少し小さい幅たとえば 760〜 770mmまで複数パス圧延する。この圧延において、前出図1(c) で示したように圧下反力の小さいフランジbの内面形状の移相が異なり、フランジ内面角度がΔθだけ起きてくる。極端なケースではa部はほとんど変化せず、b部がΔwに近い量位置を変えるので、フランジ内面は角度Δθだけ起きてくる。
【0014】
つぎに、角度を起こし、フランジ幅出しを行った粗圧延材11を脚長をできるだけ残すよう設計した孔型No. 5で圧延し、フランジの形状を整形する。
これによって、前出図1(d) で示した脚長Lがたとえば225 mmで、またフランジ厚Dがたとえば115 mmとしてそれぞれ得られるから、これをユニバーサル圧延機群6〜8に送りユニバーサル圧延することによって、H500 × 500シリーズでフランジ厚90mmのH形鋼の圧延成形が可能となる。
【0015】
また、孔型No. 5で図5(b) に示すようにフランジ幅最大サイズにサイジングされた粗圧延材11を、孔型No. 6を用いて図5(c) に示すウエブ高さ方向の圧下によるフランジ内面角度起こしとフランジ幅出し圧延を実施した後、孔型No. 7によって脚長を圧下し、図5(d) に示すようなフランジ先端部の厚みを増した粗形H断面材12の圧延を実施する。このとき、前出図1(e) で示すように、先端圧下部のc部は圧下によるメタル変動で孔型の隙間d部が埋まるような変形がなされる。
【0016】
この方法で、圧延された粗形H断面材12のフランジの厚みDは先端部とウエブ付け根部で差が少なくできる。これは、ユニバーサル圧延の早い段階で前出図1(f) に示したように、平行フランジ形状が達成できる効果を持っており、前出図1(g) のようなフランジ先端部が他の部分の延びにつられてロールに接触するのが遅れるケースに比べると、粗形H断面材12の厚みに対し製品にできるフランジ最大厚みの比を高くすることができる。これによって、本発明の実施例では、H400 ×400 シリーズでフランジ厚み 150mmまで圧延成形できるようになる。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連鋳製スラブからH形鋼を圧延する際に、幅広がり効率を高めることとドッグボーンの厚みを厚くする技術を組み合わせるようにしたので、広幅かつ厚肉のH形鋼を製造することが可能である。
また、フランジ幅とウエブ高さの組み合わせを合理的に実施することによって、現状の国内で圧延されている広幅サイズのH500 ×500 シリーズとH400 ×400 (H14″×16″) シリーズを同一素材で同一の分塊ロールおよびブレークダウンロールを適用した製造が可能になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を示す説明図である。
【図2】本発明法を適用する圧延機の配置を示す概要図である。
【図3】本発明法の実施に用いられる(a) 分塊ロール、(b) ブレークダウンロールを示す部分正面図である。
【図4】本発明法の分塊ロールでの圧延工程を示す説明図である。
【図5】本発明法のブレークダウンロールでの圧延工程を示す説明図である。
【符号の説明】
1 均熱炉
2 分塊圧延機
2a 分塊ロール
3 連続式加熱炉
4 ブレークダウン圧延機
4a ブレークダウンロール
5 ダウンカットソー
6 粗ユニバーサル圧延機
7 エッジャ圧延機
8 仕上ユニバーサル圧延機
10 連鋳製スラブ
11 粗圧延材
12 粗形H断面材
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for rolling a rough slab of H-section steel having a wide flange width and a thick wall made of a continuously cast slab.
[0002]
[Prior art]
In general, large H-section steel is rolled by an ingot-rolling method (see, for example, JP-A-53-57167) in which an ingot is formed into an H-shaped rough section, or from a flat slab to an H-shaped rough section. There is a slab width rolling method for forming (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-70402, 56-95402, and 60-21101).
[0003]
By the way, if the H-shaped steel has a wide flange width and a thick cross section, for example, in the case of a thick wall size of H500 × 500 or H400 × 400 due to the width limitation from the flat slab and the thickness restriction of the dogbone, the split rolling method. Is a general rolling method.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in the conventional method, since the wide and thick H-shaped steel is manufactured by using the ingot-making material by the ingot rolling method, from the aspect of cost reduction such as stable quality or improved yield. Continuous casting was desired.
However, when trying to obtain a rough H section for large H-section steel from a conventional flat slab made of continuous casting, a factor that restricts the width of the dogbone that is generated due to the slab end pressure reduction. As
(1) In order to suppress the extension in the rolling direction and make it wider, the spreading efficiency decreases as the spread increases, and the desired width cannot be achieved.
(2) Although the spread occurs when the height is reduced, the material collapses and the symmetry of the shape collapses as the height reduction proceeds.
Etc.
[0005]
In addition, regarding the flange thickness, the thickness near the tip of the dogbone shape is thin and the root is thick, so it is difficult to ensure the thickness near the tip of the H-shaped steel after sizing.
An object of the present invention is to provide a rough slab rolling method when rolling a wide and thick H-section steel using a continuous cast slab that solves the problems of the prior art as described above. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention effectively utilizes the phenomenon that the inclination angle of the flange inner surface is raised when the web is stretched by reducing the web height, thereby improving the width-curing efficiency and the flange tip by reducing the leg length. This is a combination of increasing the thickness of the part and finishing to an H-shaped rough cross-section with a small thickness difference of the flange.
[0007]
That is, the end of a continuous cast slab is widened to form a dogbone shape, then sizing into an H-shaped rough cross section by rough rolling, and a wide thick wall having a predetermined web thickness, flange thickness and width by a universal rolling mill In the rough rolling process when forming and rolling into H-section steel, first, the flange leg length is obtained by perforating rolling in which the flange inner surface inclination θ is increased to the same degree as the dogbone inclination. Next, the second step of rolling down the web height direction a plurality of times while causing the flange inner surface inclination, and forming the material into a rough cross-sectional shape for flange wide H-shaped steel. The third step, and the fourth step of raising the inner surface by rolling down in the web height direction and the same width as in the second step, and then performing flange leg length reduction rolling to produce the flange End thickness is the fifth step, wide thick rough shaped steel strip rolling method meat H-beams, characterized in that it consists of performing the hole molding rolled to thickness increasing as approaching the base thickness.
[0008]
[Operation]
According to the present invention, the reduction in the web height direction is carried out in three steps, so that the restriction of collapse is reduced, the ratio of the slab width / thickness is increased, and the maximum manufacturable flange width is increased. can do. In addition, when roughly forming the web height and flange width into a series that is slightly smaller, the tip corner is thickened so that the difference between the tip of the flange thickness and the base is reduced, so that the tip corner at the next universal rolling is reduced. It becomes easy to satisfy, and the maximum flange thickness that can be manufactured can be increased.
[0009]
Hereinafter, the operation of each step will be described in detail with reference to FIG.
(1) Effect of rough forming: For the purpose of forming all the dog bones at the end of the slab into a flange cross section, as shown in FIG. In the first pass, the dogbone shape is left unconditionally (FIG. 1 (b)). Further, the inclination θ of the inner surface of the flange makes it easy for a portion that is not reduced when the web is reduced to remain as a root portion of the flange. The inclination θ at this time is an angle close to the shape of the dogbone, that is, 20 to 30 °.
(2) Action during web height reduction: As shown in FIG. 1 (c), an angle of Δθ in which the amount of cross-sectional movement differs between the portion a receiving the reaction force caused by the web and the portion b receiving the reaction force is small. A change and a width change of ΔB occur.
(3) As shown in FIG. 1 (d), when the angle θ of the inner surface decreases and the flange width D increases, the widest flange width that can be produced is obtained by sizing the flange shape close to that shape.
(4) In order to increase the flange tip thickness, further reduction is applied in the web height direction, causing the angle and width to change by the same action as in step (2).
(5) Flange tip thickening action: If the shape of the hole shape is reduced as shown in Fig. 1 (e) and the leg length is pressed down, pressing the c section will fill the d section of the gap in the c section where the location is limited by metal flow. The thickness is increased and there is almost no difference in thickness from the flange base.
(6) Since the thickness reduction of the flange tip is obtained from the first pass as shown in FIG. 1 (f) in the rough universal rolling mill, non-contact due to the roll angle and material angle difference as shown in FIG. 1 (g). There is no problem that the portion does not easily satisfy the extension of the rolled material, and the corner of the flange tip portion can be easily shaped.
[0010]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of rolling mills to which the method of the present invention is applied. In the figure, 1 is a soaking furnace, 2 is a batch rolling mill, 3 is a continuous heating furnace, 4 is a breakdown rolling mill, 5 is a down cut saw, 6 is a rough universal rolling mill, 7 is an edger rolling mill, and 8 is Finishing universal rolling mill.
[0011]
First, for example, a continuous casting slab 10 having a thickness of 310 mm × width of 1800 mm is heated to 1250 ° C. to 1300 ° C. in the soaking furnace 1 and is subjected to rough forming rolling by the block mill 2. The segment roll 2a used in the segment mill 2 is a No. 2 shown in FIG. 1-No. 4, the continuous cast slab 10 shown in FIG. 1 is provided with a belly groove A as shown in FIG. 2 to widen the belly groove A to the guide as shown in (c) to form a dogbone B. No. 3 is used to carry out the stepping out as shown in (d) through several passes step by step. 4 is used to perform rough forming of the rough rolled material 11 shown in (e).
[0012]
Hole type No. In the rough forming process according to No. 4, the web thickness is reduced to increase the inclination angle θ of the flange portion to increase the degree of filling. Returning to step 3, a pass for edge shaping edging is performed, and the sheet is rolled to a predetermined web thickness. In this case, the hole type No. 4 width: H 4 is a hole type No. of a breakdown roll 4a in FIG. Width 5: H 5 (= 800 mm) is widened by the amount of height reduction in the next process, but considering the occurrence of tilting and twisting,
H 4 ≈H 5 + (Web thickness of hole type No. 4) −990 mm
Then, rolling is possible without problems.
[0013]
At this stage, the rough rolled material 11 is once cooled, and after steel piece care such as scraping and cutting the defective portion of the leading end, it is again heated to 1250 ° C to 1300 ° C in the continuous heating furnace 3, In the breakdown rolling mill 4, the No. 1 shown in FIG. 5-No. 7 is sequentially rolled using a breakdown roll 4a having three hole types.
First, the web height of the rough rolled material 11 is set to the hole type No. 6, as shown in FIG. 5 Width: multiple paths rolled up slightly smaller width for example 760~ 770 mm than H 5 (= 800 mm) put are as H 5. In this rolling, as shown in FIG. 1 (c), the phase shift of the inner surface shape of the flange b having a small rolling reaction force is different, and the flange inner surface angle occurs by Δθ. In an extreme case, the part a hardly changes, and the part b changes the position of the amount close to Δw, so that the flange inner surface is raised by the angle Δθ.
[0014]
Next, the punched No. 1 was designed so as to leave the leg length as much as possible for the rough rolled material 11 which was raised at an angle and flanged. Rolled with 5 to shape the shape of the flange.
As a result, the leg length L shown in FIG. 1 (d) is 225 mm, for example, and the flange thickness D is 115 mm, for example. Therefore, this is sent to the universal rolling mill groups 6 to 8 for universal rolling. Thus, it becomes possible to roll-form H-section steel having a flange thickness of 90 mm in the H500 × 500 series.
[0015]
In addition, the hole type No. 5, the rough rolled material 11 sized to the maximum flange width size as shown in FIG. No. 6 was used to perform flange inner surface angle raising and flange width rolling by reduction in the web height direction shown in FIG. The leg length is reduced by 7 and the rough H-section material 12 with the increased thickness at the flange tip as shown in FIG. 5D is rolled. At this time, as shown in FIG. 1 (e), the c portion at the tip indented portion is deformed so that the hole-shaped gap d portion is filled by the metal fluctuation due to the reduction.
[0016]
By this method, the difference in the thickness D of the flange of the rolled rough H-section material 12 can be reduced between the tip portion and the web root portion. This has the effect that a parallel flange shape can be achieved at an early stage of universal rolling as shown in FIG. 1 (f), and the flange tip as shown in FIG. The ratio of the maximum flange thickness that can be made to the product with respect to the thickness of the coarse H-section material 12 can be increased as compared to the case where the contact with the roll is delayed due to the extension of the portion. Thereby, in the Example of this invention, it becomes possible to roll-form to flange thickness 150mm by H400 * 400 series.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when rolling H-section steel from a continuous cast slab, the technology for increasing the width spreading efficiency and the technology for increasing the thickness of the dogbone are combined. It is possible to produce a thick H-section steel.
In addition, by rationally combining the flange width and web height, the wide width H500 × 500 series and H400 × 400 (H14 ″ × 16 ″) series that are currently rolled in Japan are made of the same material. There is also an effect that it is possible to manufacture the same lump roll and breakdown roll.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the operation of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the arrangement of rolling mills to which the method of the present invention is applied.
FIG. 3 is a partial front view showing (a) a lump roll and (b) a breakdown roll used for carrying out the method of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a rolling process with a split roll of the method of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a rolling process with a breakdown roll according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Soaking furnace 2 Split mill 2a Split roll 3 Continuous heating furnace 4 Breakdown rolling mill 4a Breakdown roll 5 Down cut saw 6 Rough universal rolling mill 7 Edger rolling mill 8 Finish universal rolling mill 10 Continuous casting slab 11 Rough rolled material 12 Rough H section material

Claims (1)

連鋳製スラブの端部を幅出ししてドッグボーン形状とした後、粗圧延によってH形粗形断面にサイジングし、ユニバーサル圧延機によって所定のウエブ厚、フランジ厚および幅の広幅厚肉H形鋼に成形圧延する際の粗形圧延工程において、
まずフランジ内面傾斜θがドッグボーンの傾きと同程度に大きくした孔型圧延でフランジ脚長を出し、4箇所のフランジを整える第1の工程、
次にウエブ高さ方向を複数回圧下してフランジ内面傾斜を起こしつつ幅出しを行う第2の工程、
その材料を成形してフランジ広幅H形鋼用としての粗形断面形状に孔型圧延する第3の工程、
さらに前記第2の工程と同じくウエブ高さ方向の圧下による内面傾斜起こしと幅出しを行う第4の工程を経て、
その後、フランジ脚長減少圧延を行ってフランジ先端部厚が付け根厚に近づくよう増厚させる孔型成形圧延を行う第5の工程、
からなることを特徴とする広幅厚肉H形鋼の粗形鋼片圧延方法。
After widening the end of the continuous cast slab into a dogbone shape, sizing it into an H-shaped rough section by rough rolling, and using a universal rolling mill, a wide and thick H-shape with a predetermined web thickness, flange thickness and width In the rough rolling process when forming and rolling steel,
First, the first step of adjusting the flanges at four locations by taking out the flange leg length by perforating rolling in which the flange inner surface inclination θ is increased to the same degree as the dogbone inclination,
Next, a second step of performing width-developing while causing the flange inner surface to be inclined by reducing the web height direction a plurality of times,
A third step in which the material is molded and die-rolled into a rough cross-sectional shape for flange wide H-section steel;
Further, through the fourth step of raising the inner surface and reducing the width by the reduction in the web height direction as in the second step,
Then, the fifth step of performing the hole forming and rolling to increase the thickness so that the flange tip thickness approaches the root thickness by performing flange leg length reduction rolling,
A method for rolling a rough shaped steel slab of a wide thick H-shaped steel.
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