JPS5837042B2 - 形鋼の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間圧延によるＨ形鋼もしくは■形鋼の圧延方
法に関するものである。

周知の通り一般にＨ形鋼および■形鋼などを圧延方法に
よって製造するには、角形鋼塊を方形もしくは矩形断面
のブルームあるいはスラブまたは粗形鋼片に分塊圧延し
たのち粗および仕上圧延する工程が採用されており、ま
た連続鋳造によってブルームあるいはスラブもしくは粗
形鋼片を直接鋳造する手段も採用されるようになった。

ところで近時フランジ幅の広い大断面積Ｈ形鋼の需要が
多くなったことやーたん粗形鋼片にして冷却し冷間疵手
入れする工程が熱的に極めて損失が大きいため、鋼塊か
ら製品まで通して一気に熱間圧延する手段が採用される
ようになったことから、周知の粗形鋼片製造方法では次
のような問題点が生ずるようになった。

（１）周知の分塊圧延による製造方法は第１図に示すよ
うに角形鋼塊１を上ロール２、下ロール３からなる水平
ミルでウエブ圧下を主体に行ない鋼塊１を被圧延材ａの
ように圧延し、同様にして逐次ロール組２′〜３′，２
“〜３“ ２ ｎｔ〜３″′で粗形鋼片ｄに仕上げる
訳であるが、第１図から明らかなようにかかる圧延法で
はフランジの幅方向の延びがないので、フランジ幅の広
い粗形鋼片（最終的には製品）を得るためには厚みの大
きい鋼塊が必要になる。

このため鋼塊１から粗形鋼片ｄを得るにはパス回数が多
くなり分塊能力が低くなる。

また分塊能率が良いブルームまたはスラブを分塊工程で
製造し、粗圧延工程で粗形鋼片を得る場合は第３図アに
示す矩形鋼片４（これは矩形鋼塊であってもよく、それ
を含めて以下単に矩形鋼片と云う）のフランジ相当側面
５の巾ｆは第３図イの粗形鋼片６のフランジ幅ｇより必
ず大きくなければならず、フランジ幅の広い粗形鋼片を
製造するには厚い鋼片を加熱せねばならない。

そのため加熱炉での加熱時間が長くなるのみならず圧延
パス回数が増加して、圧延能率が著しく低下する。

（２）前述のように鋼塊から製品まで途中冷却すること
なく熱間圧延する場合、特に既設の設備では前項（１）
の事情も加わって粗形鋼片化するまでの工程に時間がか
かりすぎて後工程での粗および仕上圧延との能力的アン
バランスを生じやすく、生産性があがらないという問題
がある。

（３）連続鋳造によってフランジ幅の広い粗形鋼片をつ
くることは鋳型の熱歪や鋳造欠陥が発生しやすいこと、
およびフランジ部の鍛錬不足を招きやすいことなどの問
題が残る。

（４）さらに上記（１）項に関連し、分塊圧延で矩形鋼
片としたのち粗圧延工程で粗形鋼片とする方法では、第
３図アの矩形鋼片４の厚みｆに比較して第３図工の粗形
鋼片８のウエブ厚Ｓが小さいため或品までのウエブの延
伸は分塊圧延で粗形鋼片としたのち粗圧延を行なう方法
に比べて極度に大きくなる。

このためクロツプ長さが増大するわけであり、歩留低下
は著しい。

本発明は前述のような問題点のない能率的でしかも歩留
の良い形鋼製造法の提供を目的とするものでその要旨は
、中央膨出部を中心として対称の溝部からなる抑圧面を
有するロール対、もしくはロール対群について前記中央
膨出部の頂部角度を異にする複数の押圧面を設け、つい
で方形もしくは矩形断面被圧延材のフランジ相当側面を
前記中央膨山部中心を前記被圧延材のウエブ中心対応軸
に一致せしめて前記頂部角度の順に圧延して、フランジ
相尚側面を割りひろげたのち、千頂部と外傾斜部からな
るウエブ押圧膨出部と前記ウエブ押圧膨出部を中心とし
て両側に被圧延材のフランジと接触しない深溝を有する
ロール対によって被圧延材のフランジ部を拘束すること
なくウエブ部をくりかえし圧下してフランジ部へのメタ
ルフローを行なわしめつつ粗圧延を行ない、ついで仕上
圧延を行なうことを特徴とする形鋼の製造法にある。

以下図面に従って本発明をさらに詳細に説明する。

さて第１図で得られた粗形鋼片ｄはＨもしくはＩ形鋼の
場合第２図のようにカリバーｈ． ｉ．ｊの順に水平ロ
ールによって粗造形され、ついで図示していない仕上圧
延工程に送られる。

本発明において得られた粗形鋼片も同様にして冷却過程
を経て疵手入されたのち製品化されるが、もしくは冷却
過程を通ることなく直接熱間粗、仕上圧延工程を通り製
品化されるものである。

前述したように粗形鋼片となったのち、フランジ幅の絶
対長さを大きくすることは周知の圧延技術では種々の問
題があるために通常、第３図ウ、工に示すように粗圧延
された時点での被圧延鋼片７，８のフランジ幅ｔ，ｕは
矩形鋼片４、粗形鋼片６のフランジ相当側面５の幅ｆ、
フランジ幅ｇよりも小さいのが普通である。

そこで本発明者等はたとえば矩形鋼片４のフランジ相当
側面５の幅ｆよりも絶対値の大きいフランジ幅を有する
粗形鋼片を前記鋼片４から得る方法を研究した結果、本
発明方法を開発することによってそれに成功し、結果と
して前記幅ｆ換言すると厚みのうすい方形もしくは矩形
断面の鋼塊もしくは鋼片からなる被圧延材から幅広のフ
ランジを有する形鋼を製造することを可能ならしめたも
のである。

而して本発明の説明の便宜上、被圧延材の各部名称につ
いて第４図、第５図のように定義する。

第４図、第５図において被圧延材９，９′の中心を通る
Ｘ軸をウエブ中心対応軸と云いこれと直交するＹ軸を中
心軸と云う。

Ｙ軸と平行な両側面１０．１０’をフランジ相当側面と
称し、Ｘ軸と平行な両側面１１，１１′をウエブ相当側
面と云う。

さて前記被圧延材９を第６図に示すロール対１ ２ ．
１ ２’で圧延するが、前記ロール対１ ２ ． １
２’は中央膨山部１３．１３′，該中央膨出部１ ３
． １ ３’を中心として対称に設けられた溝部１４
，１５，１４’，１５’から構威される押圧面を有して
おり、圧延にあたっては前記中央膨山部１３．１３’を
通るロール軸心１ ６ ． １ ６’に直交する軸線１
７．１７’を前記Ｘ軸と一致せしめる。

第６図は説明の便宜上ロール対１ ２ ． １ ２’を
離隔して表示しているが、両ロール１ ２ ． １ ２
’で被圧延材９を同時圧下して圧延するモノテ、ロール
対１２．１２’は垂直ロールあるいは水平ロールであっ
ても差しつかえない。

次に圧延要領の詳細を第７図ア、イ、ウに示す前述のよ
うにロール対１ ２ ． １ ２’で被圧延材９のウエ
ブ中心対応軸Ｘと一致するように中央膨出部１３．１３
’の中心をあわせてフランジ相当側面を押圧するとフラ
ンジ相当側面は第７図アのように割りひろげられ、溝部
１４，１５．１４’，１５’に充満する。

この場合前記中央膨出部１ ３ ． １ ３’のロール
軸心に平行な縦断面は図に示すように頂および辺がやや
まるみを帯びた２等辺山角形をした山形でその頂部角度
即ち頂角を２αとした場合、最初の押圧而では小さい方
がよく、ついで第７図イ、ウの順にパスにつれて大きく
なる方が好ましい。

即ち２αく２βく２γの如く頂角が大きくなる順に被圧
延材９を押圧するとフランジ相当側面は無理なくおしひ
ろげられる。

この場合溝部はたとえば第７図イ、ウの１５ａ，１５ｂ
のように変化する。

而して本発明にかかる前記中央膨出部および溝部の形状
および寸法は前述の説明に限定されるものではなく、本
発明の目的を逸脱しない範囲において設計することがで
きる。

たとえば中央膨山部の形状は断面で表現すると半円形、
台形、正三角形、矩形など圧延上必要な角部のまるみを
有するものであれば適宜な形状のものを同種類用いるか
あるいは組合せて使用することができる。

溝部についても同様で、目的とする形鋼にあわせて設計
されるべきである。

而してこのような抑圧面は同一ロールに設けてもよく、
ロールを異にしてもよい。

本発明では押圧面を異にする複数のロール対を用いる場
合を指してロール対群を用いると云い、押圧面の種類と
数については製品種別と圧延および品質条件に従って設
計することが好ましい。

さて第７図ウの工程を経た被圧延９のウエブ相当側面１
１ ．１１’をさらに第８図に示すロール対２３．２３
’によって圧延する。

該ロール対２３，２３′は中心軸Ｙを中心にして左右対
称に形成されており、ウエブ中心対応軸Ｘに平行な平頂
部２４，２４′と外傾斜部２５．２５’からなるウエブ
押圧膨出部２６．２６’及び深溝部２７．２７’よりな
っている。

かかる形状のロール対を用いる目的は圧下に際しウエブ
押圧膨出部２６，２６’の外傾斜部２５．２５’によっ
て被圧延材９のフランジ相当側面１０．１０’へ積極的
なメタルフローを生じせしめるためであり、その効果を
高めるために本発明者等は実験の結果、ロール形状の条
件に次の要件を見出した。

但し Ｕ ：ウエブ押圧膨出部の底部長さＵｏ＝製品の
ウエブ内法（第９図参照） Ｕ１ ：ブレークダウン仕上ウエブ内法 Ｓ ：平頂部長さ 第８図において被圧延材９を所要のウエブ厚ｔ，ブレー
クダウン仕上ウエブ内法Ｕ１に仕上げる際、ウエブ押圧
膨出部の底部長さＵをＵくＵ。

＜Ｕ１なる関係に設計する理由は、次段の粗ユニバーサ
ルミルへの被圧延材９の誘導を容易に行なうためであり
、また、次段の粗ユニバーサルミルでフランジを圧下し
てつぶさないためであり、また乎頂部長さＳがウエブ押
圧膨出部の底部長さＵに等しい場合は従来の袋孔型によ
る圧延方式と同じ構戎になり、膨出部の底部長さＵに等
しい被圧延材９のウエブ部は長さ方向に伸ばされること
になって、フランジ相当側面１ ０ ． １ ０’方向
へのメタルフローは少なくなる。

さらに平頂部長さＳがウエブ押圧膨出部の底部長さＵの
１／３より小さい場合は外斜傾部２５，２５′の面がウ
エブ中心対応軸Ｘとなす傾斜角は小さくなり、その分だ
け被圧延材９のウエブ相当側面に余肉が残存し、次段の
粗ユニバーサルミルでの圧下量が増加し工程バランス上
好ましくない理由にもとすくものである。

なお、ウエブ押圧膨出部２６，２６’の基部Ｐ，Ｐ′か
ら平頂部２４，２４’までの高さｈはブレークダウンミ
ルでの所要ウエブ仕上寸法ｔ及び前記ウエブ押圧膨出部
の底部長さＵとの関係で自ら定まる。

また深溝部２７．２７’はフランジ相当側面１０，１０
′方向へのメクルフローによるウエブ中心対応軸Ｘ及び
中心軸Ｙ方向に沿う伸びを拘束しない範囲で適宜設計し
て差支えない。

さらにロール２３．２３’は垂直ロールあるいは水平ロ
ールであってもよく、前記の中央膨出部と溝部を有する
ロール対１２．１２’と同一ロールに設けてもよく、ロ
ールを異にしても差支えない。

第１０図イは本発明法を実施するロールの構或例であり
、上ロール２８、下ロール２８′からなる一対のロール
にｋａｔ１〜ｋａｔ４が設けられている６ｋａ７１〜ｋ
ａｔ３を形成する孔型は上ロール２８に中央膨出部１３
，１３ａ．１３ｂ同様に下ロール２８′には中央膨出部
１３’，１３ａ’．１３ｂ’及び上下各ロールに溝部１
５．１５ａ，１５ｂを有してなる。

又、ｋａ７ ４は平頂部２４，２４’、外斜傾部２５，
２５’、深溝２７．２７’からなっている。

第１０図口は上下水平ロール２９．２９’及び左右竪ロ
ール３０．３０’からなる周知の中間ユニバーサルミル
であり、第１０図ハは上下水平ロール３１ ，３１’及
び左右竪ロール３２．３２’からなる周知の仕上ユニバ
ーサルミルである。

以上のような構成になる圧延装置列でウエブ高さ３００
ｍｍ、フランジ幅３００皿、ウエブ厚１０ｍｍ、フラン
ジ厚１５泪のＨ形鋼を圧延した実施例を第１表に示す。

比較の対象とする従来の粗圧延法は第１図に示す矩形鋼
塊（又は鋼片）１を上下一対のロール２−３ ．２’−
３’，２“−３“ ＊２／／／ ３ ／ｌ／で圧延
し粗形鋼片ｄとしさらに第２図のカリバーｈ，ｉ，ｊの
順で仕上げた後第１０図口の中間ユニバーサルミル、第
１０図八の仕上ユニバーサルミルで圧延する方法である
。

第１表から明らかなように本発明は厚みのうすい方形も
しくは矩形断面の鋼片から幅広のフランジを有する形鋼
を極めて能率よく、しかも歩留よく製造する方法を提供
するもので実用上極めて有用なものである。

而して本発明は分塊圧延機に続き粗仕上圧延機を有する
周知の圧延機列からなるプロセスに適用して直ちに高能
率を得ることができる。

つまり分塊圧延機で被圧延材を方形もしくは矩形断面に
圧延することは極めて容易であり、それに続き粗の水平
ミルで本発明方法を適用して粗形鋼片をつくることは圧
延バランス上極めて有利となるためであり、また同一の
方形もしくは矩形鋼片から各部寸法の異なった粗形鋼片
を容易に製造できることは、これまた圧延スケジュール
上著しく有利であり、生産性向上を可能ならしめる。

また再加熱工程を採用する場合つまり一たん冷却手入れ
工程を経た矩形断面の被圧延材を利用する場合、より厚
みのうすいものを活用できるため再加熱が容易で、能率
も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は周知のウエブ圧下方式による圧延方法の概略説
明図、第２図は周知の粗形鋼片以降のロール力リバー説
明図、第３図ア、イ、ウ、工は周知の被圧延材と粗形鋼
片の寸法比較説明図、第４図、第５図は本発明にかかる
各部名称説明図、第６図は本発明にかかる圧延要領説明
図、第７図ア、イ、ウは本発明にかかるフランジ相当側
面の圧延手順説明図、第８図は本発明にかかる圧延要領
説明図、第９図はＨ形鋼の断面概略図、第１０図は本発
明の圧延実施例を示す説明図である。 １・・・・・・鋼塊、２・・・・・・上ロール、３・・
・・・・下ロール、４・・・・・・矩形鋼片、５・・・
・・・フランジ相当側面、６・・・・・・粗形鋼片、７
，８・・・・・・被圧延鋼片、９，９／−・・・・・被
圧延材、１２，１２’・・・・・・ロール、１ ３ ，
１ ３’・・・・・・中央膨出部、１４，１４’，１
５．１５’・・・・・・溝部、１ ６ ． １ ６’・
・・・・・ロール軸心、１ ７ ， １ ７’・・・・
・・軸線、１ ８ ． １ ８’・・・・・・ウエブ圧
下用ロール、１ ９ ， １ ９’・・・・・・膨出部
、２０，２０’・・・・・・頂部押圧面、２１・・・・
・・フランジ部、２２・・・・・・ウエブ部、２３．２
３’・・・・・・ロール、２４．２４’・・曲乎頂部、
２５，２５’・・・・・・外傾斜部、２６，２６’・曲
・ウェブ押圧膨出部、２７，２７’・・・・・・深溝部
、２Ｂ，２８′・・・・・・ロール、２９，２９’，３
１ ，３１’・・・・・・水平ロール、３０．３０’，
３２．３２’・・聞竪ロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中央膨山部を中心として対称の溝部からなる抑圧面
   を有するロール対、もしくはロール対群について前記中
   央膨出部の頂部角度を異にする複数の押圧面を設け、つ
   いで方形もしくは矩形断面被圧延材のフランジ相当側面
   を、前記中央膨山部中心を前記被圧延材のウエフ沖心対
   応軸に一致せしめ前記頂部角度の順に圧延して、フラン
   ジ相当側面を割りひろげたのち、乎頂部と外傾斜部から
   なるウエブ押圧膨出部と前記ウエブ押圧膨山部を中心と
   して両側に被圧延材のフランジと接触しない深溝を有す
   るロール対によって被圧延材のフランジ部を拘束するこ
   となくウエブ部をくりかえし圧下してフランジ部へのメ
   タルフローを行なわしめつつ粗圧延を行ない、ついで仕
   上圧延を行なうことを特徴とする形鋼の製造法。