JPH07164005A - 圧延チャンネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工工程及び加工ラインの集約化，段取り作
業の短縮化，及びウェブ部が平坦で製品品質に優れた圧
延チャンネルの製造方法を提供すること。 【構成】 複数組の圧延ロールを用いて，圧延素材を熱
間加工により断面が略Ｗ形状の中間材に成形する中間工
程と，該中間材のウェブ部を平坦状に圧延成形するウェ
ブ部加工工程とからなる圧延チャンネルを製造する方法
であって，上記ウェブ部加工工程においては，上記中間
材９０におけるウェブ部９０１を上下方向より圧延成形
する上ロール２１及び下ロール２２と，上記中間材９０
のフランジ部９０２を左右方向より垂直状に成形する左
ロール２５及び右ロール２６とよりなる４方向圧延成形
ロール装置２を用いて，上記中間材９０を１回のみ加工
する１パス法により圧延成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，平行な一対のフランジ
部と平坦状のウェブ部とからなる圧延チャンネルを製造
する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，一般に，普通鋼などを素材としてチ
ャンネルを製造する場合には，孔型熱間圧延によって所
望形状に成形している。しかし，ステンレス鋼，中でも
ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼は，
前記普通鋼に比較して変形能が悪い。そのため，高温で
の変形抵抗が大きく，加工時に圧延ロールとの間で焼付
きが発生し易い。それ故，上記孔型熱間圧延により成形
した場合，製品に表面痣が多く発生すると共に，圧延ロ
ールが早期に摩耗するという問題があった。

【０００３】そこで，これらの問題に対処するため，例
えば特開平２−６２３２２号公報においては，図７〜図
１０に示すごとき製造方法が示されている。この方法
は，孔型熱間加工により，フランジ部及びウェブ部の肉
厚がチャンネル製品と同一の厚さで，その横断面が略Ｗ
形状の中間材９０を成形する中間工程（図７Ａ〜Ｇ）
と，冷間成形ロールにより上記中間材９０における湾曲
凸状のウェブ部９０１を平坦状に加工するウェブ部加工
工程（図８〜図１０）とよりなる。

【０００４】即ち，この従来法においては，図７（Ａ）
〜（Ｇ）に示すごとく，ビレットなどの圧延素材９１
を，複数組の圧延ロールを用いて，同図に符号９２〜９
６で示すごとく，順次熱間加工成形する。この成形に用
いる圧延ロールは，上記図７の（Ｂ）〜（Ｇ）に示した
各圧延品の断面形状と同形状の孔型を有する。上記中間
工程により得た中間材９０は，図７（Ｇ）に示すごと
く，湾曲凸状のウェブ部９０１とその両側において傾斜
したフランジ部９０２，９０２とからなる。そして，そ
の断面は略Ｗ形状を有する。

【０００５】次に，ウェブ部加工工程においては，図８
に示すごとく，上記中間材９０を，互いに平行に配設し
た複数組の冷間成形ロールを用いて，順次中間材９０の
湾曲凸状のウェブ部９０１を冷間成形する。上記冷間成
形ロールは，図８に示すごとく，上ロール８１１〜８１
５と下ロール８２１〜８２５をそれぞれ一対とする。ま
た，冷間成形ロールは，図８〜図１０に示すごとく，成
形の初めの頃は中間材９０に近い成形面（図９）を有し
ているが，後方に至るにしたがって，得ようとするチャ
ンネルに近い成形面（図１０）を有する。

【０００６】即ち，例えば図９の冷間成形ロールは，図
８のＡ工程のロールを示し，上ロール８１２はウェブ部
の上面を成形するわん曲した凹状成形面８１２１を，下
ロール８２２はウェブ部の下面を成形するわん曲した凸
状成形面８２２１を有する。また，図１０に示す冷間成
形ロールは図８のＣ工程のロールを示し，上ロール８１
４は，ウェブ部の上面を成形する平坦な成形面８１４１
を，下ロール８２４は，ウェブ部の下面を成形する平坦
な成形面８２４１を有している。

【０００７】また，上記冷間成形ロールは，図８に示す
ような５列程度ではなく，例えば１５列，即ち１５パス
を必要としている。これにより，図１１に示すごとく，
平行なフランジ部８３２，８３２と平坦なウェブ部８３
１を有するチャンネル８３が得られる。

【０００８】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来法に
より得られたチャンネルは，次の問題がある。即ち，図
１２に示すごとく，上記従来法により得られたチャンネ
ル８３０は，一対のフランジ部８３２は平行であるが，
そのウェブ部８３５が，波形状を呈することがある。そ
のため，製品品質が低い。その理由は，明白ではない
が，ウェブ部が，上記のごとく例えば１５パスという多
くのロールによって平坦状に，いわゆる曲げ成形を施さ
れるためと考えられる。

【０００９】また，上記従来の成形法においては，上記
のごとく１５パスという多くの冷間成形ロールを用いて
いるため，装置が複雑となると共に，加工ラインが長く
なる。また，異なるサイズのチャンネルを製造する場合
には，全パスの上ロール，下ロールを全て，組替え，調
整する必要がある。そのため，多大の段取り（準備）作
業及び時間を必要とする。

【００１０】一方，他の従来法としては，図１３（Ａ）
〜（Ｃ）に示すごとく，直角アングル材８５１，８５２
を予め圧延成形しておき，次いでこれを溶接８６し，チ
ャンネル８５とする溶接法がある。しかし，この溶接法
においては，チャンネル８５を規格内におさめるために
直角アングル材８５１，８５２を選別して溶接する必要
があるほか，溶接ビート８６１を研削除去する工程が必
要である。さらに，ウェブ部及びフランジ部の寸法バラ
ツキを生じ易く，溶接により歪みを生ずることもあり，
品質が低い。本発明は，かかる従来の問題点に鑑み，加
工工程及び加工ラインの集約化，段取り作業の短縮化，
及びウェブ部が平坦で製品品質に優れた圧延チャンネル
の製造方法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題の解決手段】本発明は，所定の孔型を形成した複
数組の圧延ロールを用いて，圧延素材を熱間加工により
断面が略Ｗ形状の中間材に成形する中間工程と，その後
該中間材のウェブ部を平坦状に圧延成形するウェブ部加
工工程とにより，平行なフランジ部と平坦状のウェブ部
とからなる圧延チャンネルを製造する方法であって，上
記ウェブ部加工工程においては，上記中間材におけるウ
ェブ部を上下方向より圧延成形する上ロール及び下ロー
ルと，上記中間材のフランジ部を左右方向より垂直状に
成形する左ロール及び右ロールとよりなる４方向圧延成
形ロール装置を用いて，上記中間材を１回のみ加工する
１パス法により圧延成形することを特徴とする圧延チャ
ンネルの製造方法にある。

【００１２】本発明において最も注目すべきことは，後
半のウェブ部加工工程において，４方向圧延成形ロール
装置を用いて，ウェブ部を圧延成形すると共に，中間材
からチャンネルへの加工を１パス法で行なうようにした
ことである。上記鋼板のウェブ部加工工程においては，
上記のごとく，４方向圧延成形ロール装置を用いて中間
材のウェブ部を圧延すると共に平坦状に成形する。ま
た，これと併行して，フランジ部を垂直状に成形する。
しかも，これらは，４方向圧延成形ロール装置により１
回のみ加工する１パス法で行なう。

【００１３】上記４方向圧延成形ロール装置は，ウェブ
部を圧延成形する上ロール，下ロールと，フランジ部を
垂直状に立ち上げ成形する左ロールと右ロールとを有す
る（図１）。上記中間材は，上記４方向圧延成形ロール
装置に挿入する以前に，その先端部を断面略コ字状に成
形する先端予備成形工程により予備加工しておくことが
好ましい。これにより，中間材を４方向圧延成形ロール
装置へ送入する操作が円滑となり，また圧延成形が容易
となる。また，得られる圧延チャンネルの寸法精度も高
くなる。上記先端予備成形は，例えばプレス成形などに
より，行なう。

【００１４】次に，４方向圧延成形ロール装置により圧
延成形するに際して，中間材のフランジ部の内側は，上
ロールの側面に接触させないことが好ましい。この場合
には，圧延チャンネルのフランジ部の内面が傷つくこと
がない。上記４方向圧延成形ロール装置による圧延成形
は，冷間加工又は温間加工により行なうことが好まし
い。ここに冷間加工とは，特に加熱することなく圧延成
形することをいう。温間加工とは，３００〜７００℃で
加工することを言う。前者の場合には省熱エネルギーと
なり，後者の場合には加工容易となる。

【００１５】また，４方向圧延成形ロール装置による圧
延成形は熱間で行なうこともできる。この場合には，上
記中間材の加工，即ち熱間で行なう中間工程に続けて，
中間材の保有する熱と若干の加熱とによりウェブ部加工
工程を行なうことができる。そのため，この場合にも，
省熱エネルギーを図ることができ，また加工も容易とな
る。上記の熱間加工は，例えば８００〜１２００℃で行
なう。

【００１６】上記ウェブ部加工工程においては，ウェブ
部の厚みは，圧延成形の前の厚み（１００％）よりも
１．０〜３．０％減少するよう加工することが好まし
い。１．０％未満では，圧延状態が小さく，平坦状にな
り難い場合がある。一方，３．０％を越えると，圧延に
より変形量が大きく，逆にフランジ部が圧延されない
為，上曲がりが発生するおそれがある。また，本発明
は，圧延素材（圧延チャンネルの材料）として，ステン
レス鋼，耐熱鋼，構造用鋼，普通鋼等の金属材料を用い
る。特にステンレス鋼や耐熱鋼の場合は，その効果が大
きい。なぜなら，これらの材料は，変形抵抗が大きく，
従来の方法では優れた品質の製品を得難い材料であるか
らである。

【００１７】また，前半の中間工程においては，圧延素
材を熱間加工により圧延加工して，中間材とする。該中
間材は，一対のフランジ部がそれぞれ垂線に対して外側
に傾斜し，またウェブ部は湾曲凸状で，ウェブ部の肉厚
は得ようとする圧延チャンネル製品よりも若干大きい厚
さである。中間材は略Ｗ形状を有する。かかる中間材
は，例えば前記従来技術の中間工程により得ることがで
きる。

【００１８】中間工程で作製される上記中間材における
フランジ部の傾斜角は，垂線に対して２０度〜４５度と
することが好ましい。２０度未満ではウェブ部における
ロール周速差が大きくなり，ウェブ部に焼付きを生ずる
おそれがある。また，傾斜角が大きくなるほどウェブ部
下面の曲率半径が小さくなり，４方向圧延成形ロール装
置での圧延成形が困難となる。

【００１９】上記ウェブ部加工工程を冷間又は温間で行
なう場合には，中間材の作製後に，該中間材を矯正し，
歪除去のために熱処理し，表面のスケールを除去するた
めに酸洗を行ない，更に歪矯正をする工程を経た後，４
方向圧延成形ロール装置に送入することが好ましい。ま
た，ウェブ部加工工程を熱間加工する場合には，上記の
歪矯正等は行なわず，熱間加工されて高温にある中間材
を４方向圧延成形ロール装置に送入する。この際，中間
材は上記のごとく先端予備成形しておくことが好まし
い。

【００２０】

【作用及び効果】本発明においては，まず中間工程によ
り前記の略Ｗ形状の中間材を得る。次いで，ウェブ部加
工工程において，該中間材を４方向圧延成形ロール装置
により，１回のみ加工する。この際，中間材は，そのウ
ェブ部が上ロールと下ロールとにより圧延成形されて平
坦状となる。また，ウェブ部の厚みも若干減少する。ま
た，これと同時に両側のフランジ部も垂直に成形され
る。そのため，ウェブ部が平坦で品質に優れた圧延チャ
ンネルを得ることができる。

【００２１】また，本発明においては，ウェブ部加工工
程は，４方向圧延成形ロール装置を用いた１パス法であ
るため，従来例における１５パスといった長い加工工
程，長い加工ラインは不要となる。それ故，加工工程の
集約化，加工ラインの集約化を行なうことができる。

【００２２】また，ウェブ部加工工程は，４方向圧延成
形ロール装置を用いるのみであるから，得ようとする圧
延チャンネルのサイズが変わっても，この４方向圧延成
形ロール装置を取り替えるのみで良く，従来のような例
えば１５パスという大型の冷間成形ロールの取り替え，
更に調整は不要である。そのため，段取り作業の人的，
時間的な短縮化を図ることができる。したがって，本発
明によれば，加工工程及び加工ラインの集約化，段取り
作業の短縮化及び，ウェブ部が平坦で製品品質に優れた
圧延チャンネルの製造方法を提供することができる。

【００２３】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかる圧延チャンネルの製造方法につ
き，図１〜図６を用いて説明する。本例の製造方法は，
中間工程と，これにより得られた中間材９０を圧延チャ
ンネル１に成形するウェブ部加工工程とよりなる。上記
中間材９０は図４に示すごとく，一対のフランジ部９０
２，９０２が外側に傾斜し，またウェブ部９０１は湾曲
凸状をなし，その断面は略Ｗ形状である。

【００２４】中間材９０におけるウェブ部の肉厚は，本
例において得られる圧延チャンネル１（図６）よりも若
干大きい。また，フランジ部は，両者とも略同じであ
る。該中間材９０は，前記の従来技術に示した図７
（Ａ）〜（Ｇ）の工程により得られる。即ち，上記中間
工程においては，所定の孔型を形成した複数組の圧延ロ
ールを用いて，圧延素材を熱間加工により，断面が略Ｗ
形状の中間材９０（図４）に成形する。

【００２５】次に，上記ウェブ部加工工程においては，
図１に示すごとく，４方向圧延成形ロール装置２によ
り，上記中間材９０を１パス法により圧延成形する。上
記４方向圧延成形ロール装置２は，図１〜図３に示すご
とく，中間材９０におけるウェブ部９０１の上面９０１
１を押圧する上ロール２１と，ウェブ部９０１の下面９
０１２を押圧する下ロール２２と，フランジ部９０２の
左外面９０２１を押圧する左ロール２５と，フランジ部
９０２の右外面９０２３を押圧する右ロール２６とより
なる。

【００２６】また，上ロール２１の左右側面は，中間材
９０のフランジ部９０２の左右の内側面９０２２，９０
２４には接触していない。しかし，圧延成形時に両者が
時折り接触することは問題ない。上記上ロール２１及び
下ロール２２は，駆動モータ（図示略）に連結されてい
る。一方，左ロール２５，右ロール２６は空回転可能に
設けてある。

【００２７】次に，本例における作用効果につき説明す
る。上記圧延成形に当たっては，上記４方向圧延成形ロ
ール装置，上記上ロール２１，下ロール２２，左ロール
２５，右ロール２６で囲まれる成形空間へ，中間材９０
を送入する。これにより，中間材９０は，上記４方向圧
延成形ロール装置２により，１回のみの加工，つまり１
パス法により図６に示すごとき圧延チャンネル１に圧延
成形される。

【００２８】上記圧延成形時においては，中間材９０の
ウェブ部９０１は，上ロール２１，下ロール２２により
圧延成形されて平坦状になる。また，両側のフランジ部
９０２は，上記ウェブ部９０１の平坦化によって立ち上
がると共に，左ロール２５，右ロール２６によっても左
右方向から押圧されて立ち上がる。

【００２９】そして，ここに重要なことは，中間材９０
のウェブ部９０１は，上ロール２１，下ロール２２によ
って上下方向より圧延成形されることである。そのた
め，ウェブ部９０１の厚みが若干減少する。一方，フラ
ンジ部９０２は，直角状に立ち上げ成形されるのみで，
その厚みの減少はない。また，フランジ部９０２の内側
面９０２２，９０２４は，上ロール２１の側面と殆ど接
触しないので，ロール傷の発生も殆どない。

【００３０】また，本例においては，中間材９０を４方
向圧延成形ロール装置２に送入する以前において，図５
に示すごとく，その先端部９０７を断面略コ字状に成形
する先端予備成形工程を行ない，予備成形しておいた。
この先端予備成形は，中間材９０の先端部９０７を，断
面コ字状の成形面を有する，プレス成形（図示略）によ
り，プレス加工することにより行なった。この断面略コ
字状は，上記４方向圧延成形ロール装置２における成形
空間と略等しい形状である。

【００３１】上記のごとく，本例によれば，断面が略Ｗ
形状の中間材９０（図４）を上記４方向圧延成形ロール
装置２（図１〜３）により，１パス法で圧延成形するこ
とにより，平坦なウェブ部１１と左右に直角状に立設し
たフランジ部１２とを有する，品質に優れた圧延チャン
ネル１（図６）を容易に製造することができる。また，
本例においては，ウェブ部加工工程は，４方向圧延成形
ロール装置２を用いた１パス法であるため，従来例の例
えば１５パスといった長い加工工程，長い加工ラインは
必要としない。

【００３２】それ故，加工工程の集約化，加工ラインの
集約化を行なうことができる。また，ウェブ部加工工程
は，４方向圧延成形ロール装置２を用いるのみである。
そのため，得ようとする圧延チャンネル１のサイズが変
わっても，この４方向圧延成形ロール装置２を取り替え
るのみで良く，従来のような例えば１５パスの大型の冷
間成形ロールの取り替え，更に調整は不要である。その
ため，段取り作業の人的，時間的な短縮化を図ることが
できる。

【００３３】したがって，本例によれば，加工工程及び
加工ラインの集約化，段取り作業の短縮化及び，ウェブ
部が平坦で製品品質に優れた圧延チャンネルの製造方法
を提供することができる。また，本例においては，先端
予備成形をしているので，４方向圧延成形ロール装置へ
中間材を送入した当初における圧延成形がより円滑であ
った。

【００３４】実施例２ 本例においては，実施例１に示した，圧延チャンネルの
製造方法における具体例を示す。本例において，圧延素
材は，ステンレス鋼のＳＵＳ３０４を用いた。この圧延
素材を，上記従来例に示すごとく，中間材９０に成形し
た。該中間材９０は，断面略Ｗ形状を有し，弧状のウェ
ブ部は厚み６．１５ｍｍ，フランジ部の厚みは６．０ｍ
ｍであった。またウェブ部の下面の曲率半径は約２５．
０ｍｍであった。また，ウェブ部とフランジ部との接続
付近においては，両者は略直角を呈していた。

【００３５】次に，上記中間材９０を４方向圧延成形ロ
ール装置２に送入し，約２５℃において冷間加工を行な
った。このとき，上ロール２１と下ロール２２の周速は
１０．０ｍ／秒とした。これにより，品質の優れた圧延
チャンネル１（図６）が得られた。なお，圧延チャンネ
ル１において，ウェブ部の厚みは６．０ｍｍ，フランジ
部の厚みは６．０ｍｍであった。このことより，ウェブ
部は上記圧延成形により，２．５％の厚み減少があった
ことが分かる。

【００３６】実施例３ 本例においては，４方向圧延成形ロール装置による圧延
成形を約４５０℃の温間加工で行なった。この加工時の
加熱はバーナ加熱炉により行なった。その他は，実施例
２と同様である。本例においても，実施例２と同様の結
果が得られた。

【００３７】実施例４ 本例においては，４方向圧延成形ロール装置による圧延
成形を約９５０℃の熱間加工により行なった。この熱間
加工は，熱間加工において成形された中間材９０を，熱
間のまま４方向圧延成形ロール装置に送入することによ
って行なった。その他は，実施例２と同様であった。本
例においても，実施例２と同様の結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における４方向圧延成形ロール装置の
斜視図。

【図２】実施例１における４方向圧延成形ロール装置に
よる成形時の平面説明図。

【図３】実施例１における４方向圧延成形ロール装置の
正面図。

【図４】実施例１における中間材の斜視図。

【図５】実施例１における，先端予備成形をした中間材
の斜視図。

【図６】実施例１において，製造された圧延チャンネル
の斜視図。

【図７】従来例における，中間材の成形工程を示す説明
図。

【図８】従来例における，チャンネルの冷間成形ロール
群の説明図。

【図９】従来例における，チャンネルの冷間成形の説明
図。

【図１０】従来例における，チャンネルの冷間成形の説
明図。

【図１１】従来例における，チャンネルの斜視図。

【図１２】従来例における，チャンネルの問題点を示す
説明図。

【図１３】他の従来例における，溶接チャンネルの製造
法の説明図。

【符号の説明】

１．．．圧延チャンネル， ２．．．４方向圧延成形ロール装置， ２１．．．上ロール， ２２．．．下ロール， ２５．．．左ロール， ２６．．．右ロール， １１．．．ウェブ部， １２．．．フランジ部， ９０．．．中間材， ９０１．．．ウェブ部， ９０２．．．フランジ部，

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の孔型を形成した複数組の圧延ロー
   ルを用いて，圧延素材を熱間加工により断面が略Ｗ形状
   の中間材に成形する中間工程と，その後該中間材のウェ
   ブ部を平坦状に圧延成形するウェブ部加工工程とによ
   り，平行なフランジ部と平坦状のウェブ部とからなる圧
   延チャンネルを製造する方法であって，上記ウェブ部加
   工工程においては，上記中間材におけるウェブ部を上下
   方向より圧延成形する上ロール及び下ロールと，上記中
   間材のフランジ部を左右方向より垂直状に成形する左ロ
   ール及び右ロールとよりなる４方向圧延成形ロール装置
   を用いて，上記中間材を１回のみ加工する１パス法によ
   り圧延成形することを特徴とする圧延チャンネルの製造
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記中間材は，上記
   ４方向圧延成形ロール装置に挿入する以前に，その先端
   部を断面略コ字状に成形する先端予備成形工程により予
   備加工しておくことを特徴とする圧延チャンネルの製造
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，４方向圧延成
   形ロール装置により圧延成形するに際して，中間材のフ
   ランジ部の内側は，上ロールの側面に接触させないこと
   を特徴とする圧延チャンネルの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３において，４方向圧
   延成形ロール装置による圧延成形は，冷間加工により行
   なうことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１，２又は３において，４方向圧
   延成形ロール装置による圧延成形は，温間加工により行
   なうことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１，２又は３において，４方向圧
   延成形ロール装置による圧延成形は，熱間加工により行
   なうことを特徴とする圧延チャンネルの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜５又は６において，ウェブ部
   加工工程においては，ウェブ部の厚みは，圧延成形前の
   厚みよりも１．０〜３．０％減少させることを特徴とす
   る圧延チャンネルの製造方法。