JPH044902A - Ｈ形鋼の熱間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、Ｉ（形鋼の熱間圧延方法に関する。

〈従来の技術〉 従来のＨ形鋼の熱間圧延方式は、通常第８図に示すよう
に、加熱炉１で所定の温度に加熱されたビームブランク
などの粗形綱片１０がまず粗圧延機２で粗圧延されてか
らトランスファ３に送られ、ついで粗ユニバーサル圧延
機４とエツジヤ圧延機５で複数パス圧延成形されてほぼ
所定の寸法の中間圧延材１１とされた後、仕上ユニバー
サル圧延機６で仕上圧延されて最終の寸法・形状を有す
る１（形鋼１２に製造される。なお、エツジヤ圧延機５
の下流にさらに別の粗ユニバーサル圧延機を設ける場合
もある。

その際、粗ユニバーサル圧延４！ｇ４で圧延されるいら
れる中間圧延材１１の形状は、第９図（ａｌに示イよう
に、垂直ロール４ａと水平ロール４ｂとで圧下されてフ
ランジ部１１ｆがいずれも外開きの形状とされるから、
仕上ユニバーサル圧延Ｒ６において、第９図（ｂ）に示
すように上下一対の水平ロール６ａと左右一対の垂直ロ
ール６ｂを用いて仕上圧延される際に、フランジ部１１
ｆが垂直ロール６ｂによって垂直な形状に圧下される。

このよ−うに圧延される製品寸法が決まれば、仕上ユニ
バーサル圧延機６のロール寸法とそれ以前の圧延機のロ
ール寸法が決まることになる。

ところで、■１形鋼は同一の呼称シリーズにおいてフラ
ンジ厚みは多サイズあり、例えばウェブ高さ；６００ｍ
Ｘフランジ輻；３００ｍ５についてみると、フランジ厚
みの最大のものと最小のものとの差は通常１６閣前後で
あり、またウェブ高さはその２倍の３２ｆｉも変化する
のである。

そこで、このような従来の圧延方法におけるウェブ高さ
の違いを数群する手段としては、例えば特開平２−６０
０１号公報に開示されているように、粗ユニバーサル圧
延段階までは通常のユニバーサル圧延を行い、その後仕
上ユニバーサル圧延段階においてロール軸方向の位置を
変化できる少なくとも２つの分割ロールを有する水平ロ
ール側面と垂直ロールによりフランジの厚さ圧下を行う
と同時にウェブ高さの圧下を行ういわゆるウェブ高さ外
法一定Ｈ形鋼の製造方法が開発され、実用化されている
。

一方、最近において、高い曲げ剛性を有するＨ形鋼の要
請が高まっている。このＨ形鋼の曲げ剛性について少し
詳しく説明すると、第１０図に示すように、フランジ幅
がＢでフランジ厚みがＴ、ウェブ高さがＨでその厚みか
もなるＨ形鋼１２をｌ形の形状で使用するときの曲げ剛
性１は、下記（１１式％式％ Ｓｌ　；フランジ断面積 Ｓｚｉウェブつけ根部Ｒの断面積 に＋；ｘ軸からフランジ中心までの距離に、Ｈｘ軸から
ウェブつけ根部Ｒ重心までの距離 １、Ｂｘ軸まわりの断面二次モーメントそこで、第１１
図（ａ）に示すように、フランジ幅：Ｂ、フランジ厚み
；Ｔ、ウェブ高さ；Ｈでウェブ厚みがＬＡで一様とされ
、かつその断面積がＳＡとされるＨ形鋼１２Ａと、第１
１図（ｂ）に示すようにウェブ中央部の厚みがｔｓ　　
（ただし１Ａ＞１．）でそのつけ根部が肉厚とされ、そ
の断面積Ｓ、がＨ形１１１２Ａの断面積Ｓ、と等しいと
されるＨ形［１２Ｂとについて、それらの曲げ剛性［ａ
、Ｉｍを比較してみると、ウェブの中央部が薄肉でつけ
根部が増肉されたＨ形鋼１２Ｂの曲げ剛性１．の方が大
きいことがわかり、したがって重量が同一のＨ形鋼であ
っても高強度のものが得られることになることが知られ
ている。

〈発明が解決しようとする！！ｌ！題〉しかしながら、
上記の特開平２−６００１号のウェブ高さ外法一定Ｈ形
鋼の製造手段を用いて単にウェブ高さの縮小圧下を施す
だけでは、上記したウェブつけ根部の形状を制御してそ
の肉厚を厚くした曲げ剛性の高いＨ形鋼を製造すること
ができないという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決した１１形鋼の熱間
圧延方法を提供することを目的とする。

＜！！ｌ！題を解決するための手段〉 本発明は、Ｈ形鋼を熱間圧延するに際し、粗ユニバーサ
ルミルでの粗圧延段階で粗形鋼片のウェブ厚、フランジ
厚、フランジ幅を減少させ、その後の仕上ユニバーサル
ミルでの仕上圧延段階においてロール軸方向の位置を可
変にし得る少なくとも２つに分割された水平ロールの外
幅寸法を粗圧延に用いる粗ユニバーサルミルの水平ロー
ルの外幅寸法より小さく設定し、前記仕上ユニバーサル
ミルの水平ロールと垂直ロールにより２ランジ厚さを圧
下しながら角度起こしをすると同時にウェブ高さの圧下
を行ってウェブ高さの圧縮量とフランジ厚、ウェブ厚の
圧下量バランスおよびロール形状によってウェブとフラ
ンジのつけ根部を増肉することを特徴とするＨ形鋼の熱
間圧延方法である。

〈作　用〉 本発明によれば、仕上ユニパー号ル圧延機を用いてウェ
ブ高さを縮小することにより外法一定Ｈ形鋼を製造する
際に、水平ロールの形状とウェブの縮小量と厚み、さら
にフランジの圧下量の３要素を適正に調整することにす
るので、高剛性断面を有するＨ形鋼を圧延することがで
きる。

〈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。

第１図（ａ）に示すように、仕上ユニバーサル圧延１１
１６にはロール軸方向の位置を可変にし得る少なくとも
２つに分割された水平ロール６Ｂを用いるようにして、
その外幅寸法を粗ユニバーサルミル４の水平ロール４ｂ
の外幅寸法より小さく設定して圧延される中間圧延材１
１のウェブｌ１ｗを拘束しながら、第１図（ｂ）に示す
ように、垂直ロール６△でフランジｌｌｆの角度起こし
をしながらその厚みを圧下し、同時にウェブｌ１ｗの高
さを圧縮する。

このとき、ウェブ高さの圧縮量とフランジ厚、ウェブ厚
の圧下量バランスおよびロール形状によってウェブとフ
ランジのつけ根部を増肉する。

なお、その際、ウェブの縮小された部分のすべてが圧延
材の長手方向の伸びとなればよいが、実際にはウェブと
フランジの圧下比のバランスを変えても１パス圧延で長
手方向の伸びになるのは、第２図に示すように６０％程
度が限度であり、残りはメタル７０−によりフランジま
たはウェブの部分的増肉あるいはフランジ幅の拡大とな
る。この断面内の増肉分を積極的に活用して、フランジ
とウェブのつけ根部Ｒ近傍を増肉することにより、高剛
性断面のＨ形鋼を得ることができるのが、本発明の基本
的な考えである。

そこで、Ｈ形鋼の断面サイズが、ウェブ高さ：６０（］
ｍＸフランジ幅；２００ｍｘウェブ厚み；１２閤×フラ
ンジ厚み；２５ｍ１１の製品サイズを製造する際に、第
３図（ａ）に示すように粗ユニバーサル圧延機４の出側
での中間圧延材１１の各断面形状をＷｌ　；５８６　ｍ
、　　ｈ、　　；１９Ｂ　閣、　　Ｒ部　　；１８ｇｎ
、　　ｔ＋　　；１２．２閣、　　ｆ＋　　；２５．８
−２θ；５１とし、また、第３図（ｂ）に示すように、
仕上ユニバーサル圧延ｌ１１６の出側でのＨ形鋼１２の
各断面形状を、Ｗｌ；５５４町ｈｔ　　；２０２ｍ　　
Ｒｇ　　；１５ｍ、　　ｔｔ　　；１２．Ｏｍ　　ｆｚ
；　２５．０閤　θ；０１とした。

そして、■ロール形状を変えた場合、■ウェブ高さ縮小
量を変えた場合、■フランジ圧下量を変えた場合のそれ
ぞれについて実験を行い、ウェブつけ根部Ｒ近傍の増内
部の変化状況を副べた。

まず、ロール形状については、第４図（ａｌに示すよう
なロール面の正常な場合と、第４図（ｂ）に示すように
ウェブつけ根部Ｒを圧下する部分を断面積で３１だけ予
め削った場合の２通りについて、ほかの圧下条件を同一
にした状態で圧延した。

そのときの仕上がり製品のＲ部近傍の増肉分に相当する
断面積は、ウェブ高さの縮小ＩＳを第５図に示すように
ΔｈＸｔ、とすると、第４１１Ｄ（ａ）のロール形状の
場合は、 Ｓｔ　　＝０．３　　（Δｈ　ｘ　ｔ　、　）　／　２
　−−（３１また第４図Φ〕のロール形状の場合は、Ｓ
ｔ’　＝０．６　　（△ｈ　ｘ　ｔ　＋　）　／　２−
（４１となった。これら両者の差分の大半はウェブ厚み
全体の増肉となって現れており、水平ロール６Ａの圧延
荷重にもその差が認められた。このときの両者の差（Ｓ
！　’　　Ｓｔ　）はロール形状の断面積差Ｓ１とほぼ
等しいものである。

ついで、第４図（ｂ）でのロール形状の水平ロール６Ａ
’を用いてウェブ縮小量を変えたケースについて、最大
縮小量Ｓとの割合すなわち縮小率αとＲ部での増肉割合
との関係を第６図に示した。この図から縮小率が大きい
ほど、増肉分が増加することがわかる。

さらに、同一縮小率の場合のウェブ圧下量を同一として
フランジ圧下量を変化させたときの増肉割合を第７図に
示した。この図かられかるように、フランジとウェブの
圧下比の最適点が存在することを示しており、またフラ
ンジ圧下量がＲ部近傍の増肉に影響していることを表し
ている。

このように、水平ロールの形状とウェブ縮小慴さらにフ
ランジ圧下量をコントロールすることにより、ウェブつ
け根部Ｒ近傍の増肉分を任意に調整し、同一断面積のＨ
形鋼においても曲げ合成のすぐれた製品を製造すること
が可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、高剛性のＨ形鋼
製品を製造することが可能であるから、製品の性能向上
に大いに貢献し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は、本発明方法の実施に用いる
仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールの概要を部分的に
示す正面図、第２図は、ウェブ・フランジの圧下比と長
手方向への伸び率の関係を示す特性図、第３図（ａ）は
、本発明の実施に用いる中間圧延材の形状を示す正面図
、第３図（ｂ）は、本発明の実施に用いるＨ形鋼の形状
を示す正面図、第４図（ａ）、　（ｂ）は、本発明の実
験に用いた水平ロールの形状を部分的に示す正面図、第
５図は、ウェブつけ根部の増肉の状態の説明図、第６図
は、縮小率とＲ部増肉割合の関係を示す特性図、第７図
は、フランジ圧下量と増肉割合の関係を示す特性図、第
８図は、ｌ］形鋼の熱間圧延ラインの従来例を示す平面
図、第９図（ａ）、　（ｂ）は、それぞれ中間圧延材、
Ｈ形鋼の圧延の説明図、第１０図は、曲げ剛性の説明図
、第１１図（ａ）、　（ｂ）は、Ｈ形鋼の形状を示す正
面図である。 ４・・・粗ユニバーサル圧延機、　　　４ａ・・・垂直
ロール、　　４ｂ・・・水平ロール、　　６・・・仕上
ユニバーサル圧延機、　　　６Ａ・・・垂直ロール、　
　　６Ｂ・・・水平ロール５１１・・・中間圧延材、１
２・・・Ｈ形鋼。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　形鋼を熱間圧延するに際し、粗ユニバーサルミルでの
   粗圧延段階で粗形鋼片のウェブ厚、フランジ厚、フラン
   ジ幅を減少させ、その後の仕上ユニバーサルミルでの仕
   上圧延段階においてロール軸方向の位置を可変にし得る
   少なくとも２つに分割された水平ロールの外幅寸法を粗
   圧延に用いる粗ユニバーサルミルの水平ロールの外幅寸
   法より小さく設定し、前記仕上ユニバーサルミルの水平
   ロールと垂直ロールによりフランジ厚さを圧下しながら
   角度起こしをすると同時にウェブ高さの圧下を行ってウ
   ェブ高さの圧縮量とフランジ厚、ウェブ厚の圧下量バラ
   ンスおよびロール形状によってウェブとフランジのつけ
   根部を増肉することを特徴とするＨ形鋼の熱間圧延方法
   。