JPH09285810A - 形状の良好なh形鋼の製造方法 - Google Patents

形状の良好なh形鋼の製造方法

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JPH09285810A
JPH09285810A JP8105118A JP10511896A JPH09285810A JP H09285810 A JPH09285810 A JP H09285810A JP 8105118 A JP8105118 A JP 8105118A JP 10511896 A JP10511896 A JP 10511896A JP H09285810 A JPH09285810 A JP H09285810A
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JP
Japan
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water cooling
cooling zone
temperature
flange
web
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Application number
JP8105118A
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English (en)
Inventor
Kazuro Kawamura
和朗 河村
Kazuhiro Yahiro
和広 八尋
Isamu Okamura
勇 岡村
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状の良好なH形鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】 仕上ユニバーサルミル2出側の水冷ゾー
ン5出側でのウエブ部とフランジ部の温度と、予め断面
形状および材質が良好になるように、断面寸法および製
品規格ごとに定めたフランジおよびウエブの目標温度か
ら定められる下記式 F=(TFA −TFT 2 +(TWA −TWT 2 (ここで、TFA ;水冷ゾーン出側でのフランジ温度、
TWA ;水冷ゾーン出側でのウエブ温度、TFT ;フラ
ンジ目標温度、TWT ;ウエブ目標温度である。)に示
す評価関数Fがもっとも小さくなるように、水冷ゾーン
5の水冷バンクのオン・オフパターンおよび水冷ゾーン
5中の搬送速度を決定して水冷する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、形状の良好なH形
鋼の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延H形鋼(圧延によって製造されるH
形鋼)の製造過程に発生するウエブ波は、フランジとウ
エブの冷却過程における温度差に起因する残留応力によ
って、ウエブの座屈限界を超える圧縮内部応力がウエブ
部に発生し、これがウエブ部に波状の形状不良として現
れるものである。また、仕上圧延でのフランジ温度によ
って、フランジ反りと呼ばれる形状不良が発生する。こ
のフランジ反りとは圧延後常温においてフランジが外折
れ、または内折れになる形状を指す。これらの形状不良
を防止することを目的として、仕上圧延前あるいはその
圧延後にフランジの外側から冷却を行うフランジ水冷装
置の使用がなされている。
【0003】このようなウエブ波を防止するための水冷
方法に関しては、従来、さまざまな提案がなされている
が、鋼材の長手方向の形状を均一にすることを目的とす
る方法としては、たとえば特開平6−218422号公報に示
されるようなH形鋼の冷却方法がある。その内容は、粗
圧延機による粗圧延を経た後、仕上圧延機による仕上圧
延を行うH形鋼の製造の際、粗圧延機の出側と仕上圧延
機の入側、および仕上圧延機の出側にそれぞれ配置した
水冷ゾーンによって、被圧延剤のフランジ部を冷却する
にあたって、水冷ゾーンの入側および/または出側にて
フランジ部温度測定し、該測定位置におけるあらかじめ
設定した目標温度との温度偏差により、水冷ゾーンにお
ける冷却水流量を補正する温度制御を行うことを特徴と
するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平6−218422号の方法は、流量を変更することで
鋼材温度を制御しようとするものであるが、H形鋼のフ
ランジ部の水冷はウエブに水乗りを生じさせないという
観点から、フランジ外面に対し水平方向から噴射する水
冷が一般的であり、流量を絞ったときにフランジ部に冷
却むらが生じるといった欠点があり、流量を変更するこ
とによる鋼材温度制御はH形鋼製造においては実用的で
はないという指摘がなされている。
【0005】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決した形状の良好なH形鋼の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、粗ユニバーサ
ルミルによる粗圧延を経た後仕上ユニバーサルミルによ
る仕上圧延を行うH形鋼の製造において、粗ユニバーサ
ルミルの出側と仕上ユニバーサルミルの入側および出側
にそれぞれ配設される複数の水冷バンクを有する水冷ゾ
ーンを用いてH形鋼のウエブ部とフランジ部を冷却する
に際し、前記仕上ユニバーサルミル出側の水冷ゾーン出
側でのウエブ部とフランジ部の温度と、予め断面形状お
よび材質が良好になるように、断面寸法および製品規格
ごとに定めたフランジおよびウエブの目標温度から定め
られる下記式 F=(TFA −TFT 2 +(TWA −TWT 2 (ここで、TFA ;水冷ゾーン出側でのフランジ温度、
TWA ;水冷ゾーン出側でのウエブ温度、TFT ;フラ
ンジ目標温度、TWT ;ウエブ目標温度である。)に示
す評価関数Fがもっとも小さくなるように、前記水冷ゾ
ーンの水冷バンクのオン・オフパターンおよび当該水冷
ゾーン中の搬送速度を決定して水冷することを特徴とす
る形状の良好なH形鋼の製造方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態について、図面を参照しながら詳しく説明する。図1
は、本発明の一実施例を示す概要図であり、1は粗ユニ
バーサルミル、2は粗ユニバーサルミル1の下流に設け
られる仕上ユニバーサルミルである。3は粗ユニバーサ
ルミル1の出側に設けられる粗ユニバーサルミル後面水
冷ゾーン、4は仕上ユニバーサルミル2の入側に設けら
れる仕上ユニバーサルミル前面水冷ゾーン、5は仕上ユ
ニバーサルミル2の出側に設けられる仕上ユニバーサル
ミル後面水冷ゾーンで、それぞれ複数(たとえば4つ)
の水冷バンクで構成される。6a〜6cは各水冷ゾーン
3〜5に冷却水を供給する冷却水供給管、7a〜7cは
各冷却水供給管6a〜6cに取り付けられる調節弁であ
る。8a,8bは粗ユニバーサルミル1の出側に設けら
れる輻射式などの鋼材温度計で、それぞれフランジおよ
びウエブの温度を測定する。9a,9bは粗ユニバーサ
ルミル後面水冷ゾーン3と仕上ユニバーサルミル前面水
冷ゾーン4との間に取り付けられる鋼材温度計、10a,
10bは仕上ユニバーサルミル2の出側に取り付けられる
鋼材温度計、11は仕上ユニバーサルミル後面水冷ゾーン
5の出側に取り付けられる鋼材温度計である。12は鋼材
温度制御装置で、各鋼材温度計8a,8b,9a,9
b,10a,10b,11の測定信号を入力するとともに、調
節弁7a〜7cを調整することによって各水冷ゾーン3
〜5の水冷バンクへ供給する冷却水の流量をオン・オフ
制御する。13は被圧延材である。
【0008】つぎに、鋼材温度制御装置9による水冷ゾ
ーンの水冷バンクのオン・オフパターンの制御動作につ
いて、以下に説明する。 予め冷却される被圧延材13ごとに水冷バンク中の搬
送速度と水冷バンクのオン・オフパターンを決めてお
き、フランジ目標温度TFT およびウエブ目標温度TW
T を設定しておく。また、下記(1) , (2) 式に示すよう
な一般的な温度モデルを予め与えておく。
【0009】
【数1】
【0010】 粗ユニバーサルミル1の出側に設置し
た鋼材温度計8a,8bを用いて、鋼材長手方向先頭部
のフランジの幅方向中央部およびウエブの高さ方向中央
部をそれぞれ測温する。 ステップで得られた鋼材温度から、前記した鋼材
温度計算を行う温度モデルを用いて仕上ユニバーサルミ
ル後面水冷ゾーン5出側での鋼材の厚み平均温度を予測
する。この際、水冷バンクのオン・オフパターン、冷却
水流量は、予め製品断面サイズや規格ごとに定めておい
たものを用いる。 水冷バンク中の搬送速度を換えてステップの温度
計算を繰り返し、得られた水冷ゾーン出側でのフランジ
温度;TFA およびウエブ温度;TWA を用いて、評価
関数Fを下記(3) 式で演算する。
【0011】 F=(TFA −TFT 2 +(TWA −TWT 2 ………………(3) そして、評価関数Fがもっとも小さくなるような搬送速
度を決定する。なお、この搬送速度の決定には、評価関
数Fの微係数が零になる搬送速度を二分法で探索する方
法を用いた。 さらに、水冷バンクのオン・オフパターンを変更し
て、ステップの演算を行い、評価関数Fがもっとも小
さくなる水冷バンクのオン・オフパターンおよび搬送速
度を決定する。
【0012】
【実施例】フランジ幅;200 mm×ウエブ高さ;700 mm×
フランジ厚さ;22mm×ウエブ厚さ;9mmのH形鋼を冷却
する際に、仕上ユニバーサルミル後面水冷ゾーン5での
水冷バンクのオン・オフパターンおよび搬送速度の決定
に、本発明を適用した。粗ユニバーサルミル後面水冷ゾ
ーン3、仕上ユニバーサルミル前面水冷ゾーン4、仕上
ユニバーサルミル後面水冷ゾーン5はいずれも4つの水
冷バンクを有しており、フランジ目標温度TFT ;600
℃、ウエブ目標温度TWT ;610 ℃とし、測温には放射
温度計を用いた。
【0013】最初に、粗ユニバーサルミル後面水冷ゾー
ン3を4バンク、仕上ユニバーサルミル前面水冷ゾーン
4を2バンク、仕上ユニバーサルミル後面水冷ゾーン5
を3バンクを使用し、搬送速度を0.8 から5.0m/secの間
を二分法によって種々変化させてみたところ、図2の曲
線Aが得られ、フランジ目標温度TFT とウエブ目標温
度TWT の交点を通る基準線Sとの間にかなりの差が生
じた。そこで、仕上ユニバーサルミル後面水冷ゾーン5
を1バンク減らして2バンクにしたところ、曲線Bの特
性が得られ、基準線Sとよく合致する結果が得られた。
このときの水冷バンクのオン・オフパターンは、粗ユニ
バーサルミル後面水冷ゾーン3の4バンク全部、仕上ユ
ニバーサルミル前面水冷ゾーン4の4バンク中3バン
ク、仕上ユニバーサルミル後面水冷ゾーン5の4バンク
中2バンクを使用するパターンであり、また搬送速度は
2.0m/secであった。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水冷ゾーン入側でのフランジ部とウエブ部の温度から鋼
材の冷却過程の温度効果を計算する温度モデルを用いて
水冷ゾーン出側までの温度降下計算を搬送速度を変えて
繰り返し行うことにより、水冷ゾーン出側でのフランジ
部とウエブ部の鋼材温度がそれぞれ目標温度にもっとも
近くなる搬送速度を決定し、その搬送速度で水冷ゾーン
中を搬送するようにしたから、目標の断面形状および材
質を満足するH形鋼を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概要図である。
【図2】本発明を適用したときのウエブ厚み平均温度と
フランジ厚み平均温度の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1 粗ユニバーサルミル 2 仕上ユニバーサルミル 3 粗ユニバーサルミル後面水冷ゾーン 4 仕上ユニバーサルミル前面水冷ゾーン 5 仕上ユニバーサルミル後面水冷ゾーン 6a〜6c 冷却水供給管 7a〜7c 調節弁 8a,8b 鋼材温度計 9a,9b 鋼材温度計 10a,10b 鋼材温度計 11 鋼材温度計 12 鋼材温度制御装置 13 被圧延材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗ユニバーサルミルによる粗圧延を経た
    後仕上ユニバーサルミルによる仕上圧延を行うH形鋼の
    製造において、粗ユニバーサルミルの出側と仕上ユニバ
    ーサルミルの入側および出側にそれぞれ配設される複数
    の水冷バンクを有する水冷ゾーンを用いてH形鋼のウエ
    ブ部とフランジ部を冷却するに際し、前記仕上ユニバー
    サルミル出側の水冷ゾーン出側でのウエブ部とフランジ
    部の温度と、予め断面形状および材質が良好になるよう
    に、断面寸法および製品規格ごとに定めたフランジおよ
    びウエブの目標温度から定められる下記式 F=(TFA −TFT 2 +(TWA −TWT 2 (ここで、TFA ;水冷ゾーン出側でのフランジ温度、
    TWA ;水冷ゾーン出側でのウエブ温度、TFT ;フラ
    ンジ目標温度、TWT ;ウエブ目標温度である。)に示
    す評価関数Fがもっとも小さくなるように、前記水冷ゾ
    ーンの水冷バンクのオン・オフパターンおよび当該水冷
    ゾーン中の搬送速度を決定して水冷することを特徴とす
    る形状の良好なH形鋼の製造方法。
JP8105118A 1996-04-25 1996-04-25 形状の良好なh形鋼の製造方法 Pending JPH09285810A (ja)

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Cited By (5)

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