JPS61135404A - 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Ｈ形鋼の熱間圧延方法に係り、特に寸法精度が
すぐれ、ロール交換回数を減少できるＨ形鋼の熱間圧延
方法に関し、Ｈ形鋼の製造分野に利用される。

〔従来の技術〕

一般ＩＣＨ形鋼の熱間圧延は第１回置、■に示す如き工
程で、ブレークダウン圧延機１２、粗二二パーナル圧延
機１４、エツジヤ−圧延機１６および仕上エエバーサル
圧延機１８の組合わせｋよって行なわれる。すなわち、
第２回置、（２）、（Ｑに示す如きスラブ２、矩形鋼片
４、Ｈ形鋼用鋼片６等の素材を第３装置、＠に示す開孔
形８あるいは閉孔形１０を刻設した上下ロールを有する
２重式ブレークダウン圧延機１２で所定の形状に粗造形
する。ブレークダウン圧延機１２では複数個の孔形を使
用し順次各機数パスの圧延によって素材を以後の中間圧
延に適合した形状に加工する。

粗造形された素材は第４図（Ａ）ｔｃ示した如きロール
形状の１基以上の粗エニパーサル圧蔦機１４と第４図０
３）　Ｋ示した如きロール形状の１基以上のエツジヤ−
圧延機１６により１パスあるいは複数バスの中間圧延後
、第４図（Ｑに示した如きロール形状の仕上エニパーサ
ル圧延機１８に：おいて１バスでＨ形鋼製品に圧延され
る。

製品寸法が決まれば仕上ユニバーサル圧延機１８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。す
なわち、第３装置の（イ）、第４図（５）の（ロ）、第
４図００に）等の寸法はほぼ等しくなる如く設計されて
いる。このよ５＆Ｃ特忙ブレークダウン圧延後の形状変
化が限定されたものであるために特定幅の水平ロールを
使用するので、従来は製品寸法が変わる度に、水平ロー
ルのロール交換をする必要があった。

通常、Ｈ形鋼の圧延は多サイズ少量圧延であり、例えば
Ｈ形鋼の製品サイズはＪＩＳ規格で３３シリーズ、Ａ８
ＴＭ規格で４４シリーズ、合計で７７シリーズに及ぶ。

従来、あるサイズから他のサイズへのロール交換に要す
る時間としては通常２５〜３０分かかるので、多サイズ
のＨ形鋼を圧延するため忙はサイズ数に比例したロール
交換時間がかかり、この分稼動率を低下させている。当
然ロール交換時化も素材は加熱し、炉内で保熱しておく
ことになり、多大のエネルギーロスを生じている。

また従来一般に、Ｈ形鋼圧延においては第５図に示すよ
うに粗ユニバーサル圧延機１４の水平ロール２０の側面
部２２が圧延本数の増加ととも忙摩耗して水平ロール２
０の内幅寸法が減少する傾向がある。竪ロール２４も摩
耗するが、この場合は竪ロール２４の開度を摩耗分だけ
調整すればよく、それほど問題はない。このため第６図
で示す如くフランジ厚み（ホ）を一定にするとウェブ高
さくへ）が水平ロール２０の側面部２２の摩耗分だけ低
くなるので、通常は寸法公差が許す範囲で７ランジ厚み
（ホ）を厚くしてウェブ高さくへ）を確保している。

すなわち、材料のウェブ高さくへ）は水平ロール２００
幅の大小により影響されるので、通常ウェブ高さくへ）
の寸法許容差の範囲内で使用する有効ロール幅が決めら
れており、例えばウェブ高さ４００露未満では±３０ｍ
、同４００ｍ以上６００ｍ未満では±４．０　ｍ、同６
０００以上では±５．０■の許容差がＪＩ８Ｇ３１９２
に規定されている。

したがって、使用する水平ロール２００幅によって７ラ
ンジ厚みが異なり、特に摩耗して幅が減少した水平ロー
ル２０で圧延すると製品のフランジ厚は厚くなり歩留が
低下する。当然圧延チャンス毎に使用するロール幅が変
わること忙よるチャンス毎の製品寸法のばらつき、ある
いは同一圧延チャンス内でも水平ロール側面部２２の摩
耗に基づく７ランジ厚み変化を伴うことになり、これら
は寸法精度上好ましくない。

また、サイズ缶化ブレークダウンロール、粗エニパーサ
ルロール、エツジヤ−ロール、仕上ユニバーサルロール
を保有する必要があるので、ロールの保有数が必然的に
多くなる問題もあり、通常１サイズにつき予備のため２
〜３セツトを保有している。さら忙例えば、ウェブ高さ
が７００ｎと８００ｍの間の寸法の製品を要求されたと
しても、現有のロール幅の枠外であり製造は不可能であ
る。

どうしても製造するとなればブレークダウンロールから
ユニバーサルロール、エツジヤ−ロールまで新規化保有
する必要があり、当然ロール保有数がさらに増加するこ
とは避けられない。

この問題忙対して従来、特公昭５３−４０９４９１１Ｃ
開示されたようにユニバーサルロールの水平ロールをロ
ール軸と垂直方向に２分割して、その間にスペーサーを
挿入して圧延する方法がある。ただしこの方法はある範
囲のウェブ高さサイズに共用できるが、圧延サイズ毎に
専用のスペーサーが必要であり、また圧延開始時の水平
ロール側壁部２２の摩耗量に応じたロール幅調整ができ
ず、同一チャンス内の製品の７ランジ厚のばらつきは未
解決の問題として残る。

更にロール幅のセットは圧延ライン内ではなく、ライン
から離れた専用のロール交換場所で行うため、サイズ変
更ごとに必要なロール交換時間の損失は避けられない等
の幾多の欠点があった。従来の問題点は第３装置の信）
、第４図（４）の（ロ）、第４図（５）の（ハ）、第４
図００に）の寸法が少なくとも圧延ライン内においては
固定されているために生じる。

本発明者らは、従って圧延ライン白化おいて上記の９）
、（ロ）、ｅ→、に）の寸法の変更が可能であれば、製
品寸法に応じて（イ）、（ロ）、（ハ）、に）の寸法を
変更して圧延すること忙よって上記の問題を解決できる
ことを見い出し、この知見忙基づいて、先忙特願昭５８
−７５４２および特願昭５８−１８９６９１を開示した
。すなわち前者の特願昭５８−７５４２は第７回置、（
ト）、（ＱＩＣ示す如く軸方向の位置を変更できる分割
ロール２６，３２．３４を粗ユニバーサル圧延機１４、
エツジヤ−圧延機１６、仕上ユニバーサル圧延機１８に
配置してウェブの部分圧延、フランジ端部圧延を行うこ
とによって同一ロールで異なったウェブ高さサイズの圧
延を可能とする圧延方法である。この方法においてエツ
ジヤ−圧延で生じるウェブの幅広がりに応じてロール間
隔を増加させながら目標のウェブ高さく圧延できる。後
者の特願昭５８−１８９６９１は第８回置、（至）、（
Ｑ、■に示す如く軸方向の位置を変更できる分割ロール
２６．２８，３２．３４を１次粗ユニバーサル圧延機１
４Ａ、エツジヤ−圧延機１６．２次粗ユニバーサル圧延
機１４Ｂ、仕上ユニバーサル圧延機０に配置して、同一
ロールで異なったウェブ高さサイズ、フランジ幅サイズ
の圧延あるいは第９図区）、■、（ＯＫ示す如く、軸方
向の位置を変更できる分割ロール２６，３２．３４を１
次粗ユニバーサル圧延機１４Ａ、２次粗ユニバーサル圧
延機１４Ｂ、仕上ユニバーサル圧延機１８に：配置して
同一ロールで異なったウェブ高さサイズの圧延を可能と
する圧延方法に関するものである。

しかしこれらの先願技術はそれまでの従来の圧延に比し
てロール交換頻度の減少等多くの効果を有するが、上記
のユニバーサル圧延機で異なるウェブ高さ寸法のＨ形鋼
を圧延するための素材すなわちブレークダウン圧延後の
粗形鋼片の断面は異なり、ユニバーサル圧延機以降が同
一ロールで圧延できず同一ロールで圧延サイズを変更す
る場合にはブレークダウンロールを交換する必要があっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的はブレークダウン圧延後の断面が同一の素
材を使用して異なったウェブ高さの種々のＨ形鋼製品が
圧延できる熱間圧延方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。

すなわち、スラブ、矩形鋼片およびＨ形鋼用鋼片等を素
材とし、ロール軸方向の位置がパス毎に可変な分割ロー
ルを用いて圧延する段階を有して成るＨ形鋼の熱間圧延
方法において、ウェブ内幅の縮小量がウェブ厚の８０％
以内の量、もしくはウェブ内幅の拡大量が（ウェブ減面
量／ウェブ厚）の９０％以内の量となるように前記分割
ロールの間隔を調整し圧延することを特徴とするＨ形鋼
の熱間圧延方法である。

本発明者らはＨ形鋼の部分圧延について種々研究した結
果、ある条件のもとにユニバーサル圧延機の竪ロールに
よる素材ウェブ内幅の縮小と分割ロールによるウェブ内
幅の拡大が可能であることを見い出した。第９回置のユ
ニバーサル圧延機の分割ロール２６の間隔汐）を第６図
に示す材料のウェブ内幅（ヨ）より狭くして、竪ロール
で材料のウェブ内幅を縮小した場合、縮小する量が大き
いと第１０図（Ａ）１．ＣＢ）に示すような製品化に不
良な全体形状となる。第１０回置はウェブ内幅を縮小し
たと鎗にウェブと７ランジの境の８部近傍が幅方向に座
屈したのちに分割ロールで押え込まれて疵になったもの
であり、第１０図５３）はｆ８１０図囚の程度が小さい
もので、ウェブ上面側の８部が鋭角に変形し上下の７ラ
ンジ脚長（ホ）が不均一になったものである。

次に本発明の基礎になった実験について説明する。ユニ
バーサル圧延において種々の条件でウェブ内幅を縮少し
、ウェブ内幅縮少量（ΔＳ）とその時のウェブ厚（Ｈ６
）と不良全体形状の発生状況との関係を第１１図に示し
た。第１１図中Ｘ印が不都合現象を生じたもの、Ｏ印は
問題なかったものを示す。このようにウェブ厚の８０チ
以内の量であれば問題なくウェブ内側の縮少が行なえる
ことが判明した。従って本発明においては、ウェブ内幅
の縮少量をウェブ厚の８０チ以内に限定した。

また第９図０３）に示す２次粗ユニバーサル圧延機ある
いはエツジヤ−圧延機の分割ロールの間隔υ）を材料の
ウェブ内幅寸法より大きくしてウェブ内幅を拡大する場
合には、分割ロールの間隔が大館過ぎると材料の７ラン
ジ内側をロールで削り、疵を発生し製品化できなくなる
。第１２図は種々の実験を行なって得た疵発生の有無に
対するウェブ内幅の拡大量（ΔＬ）とウェブ減面量／ウ
ェブ厚Ｑの関係を示したものである。

ここでウェブ減面量とは第１３図に示す如く１次二二バ
ーサル圧延で非圧下となったウェブ中央部を２次二二パ
ーサル圧凰あるいはエツジヤ−圧延で圧下したときのウ
ェブの減面量で図中の斜線部−に相当する。ウェブ厚と
は圧下後のウェブ厚（労である。

第１２図の中でｘ印は疵を発生したもの、Ｑ印は問題な
くウェブ内幅の拡大が行えたものである。

これより（ウェブ減面量／ウェブ厚）の９０１ｉ以内の
量であれば問題なくウェブ内幅の拡大が行なえることが
判明し、本発明においては（ウェブ減面量／クエブ匍を
９０チ以内に限定した。

このことを次に更忙詳細に説明する。第１４図はブレー
クダウン圧延後の素材をユニバーサル圧延で部分圧延し
たときの材料のウェブ内幅変化を示したものである。左
側の縦軸にブレークダウン圧延後材料のウェブ内幅寸法
をとり、右側の縦軸にユニバーサル圧延後の製品のウェ
ブ内幅寸法をとり、横軸にユニバーサル圧延のパス番号
をとったものである。

先願技術の特願昭５８−７５４２の場合は直線（ａ）に
相当し、第７図β）のエツジヤ−圧延で材料のウェブ中
央部を圧下する際にウェブが幅広がりを生じるので、幅
広がりに応じて分割ロールの間隔を広げながら圧延し目
標の８のウェブ内幅寸法が得られる。

先願技術の特願昭５８−１８９６９１の場合は直線（ｂ
）　Ｋ相当し、ブレークダウン圧延後の材料と製品のウ
ェブ内幅寸法がｆｉ［等しい状態で圧延することになり
目標の８のウェブ内幅寸法が得られる。

これに対し本発明によるものは直線（ｃ）と曲線（ｄ）
で示される。直線（Ｃ）は分割ロールによるウェブ内幅
の拡大を積極的に、とり入れた場合であり、ｔのウェブ
内幅寸法が得られる。また曲線（ｄ）は竪ロールによる
ウェブ内幅の縮少を行なった場合であり、Ｕのウェブ内
幅寸法が得られる。

したがって、本発明により同一素材からウェブ内幅がｔ
からＵの範囲のＨ形鋼を作り分けることが可能となる。

従来はサイズごとくブレークダウンロールを持ち、圧延
の都度ロール交換を要していたが、本発明においてヲ龜
二二バーサル圧延用ロールだけでなくブレークダウンロ
ールも同一ロールで異なるサイズの王道が可能となり全
ラインロール交換なしに連続的に異サイズを圧延するこ
とができる。

〔実施例〕

本発明を第１５図に示した圧延機の配置により第９装置
、■、（Ｑに示した分割ロールを用いて実施した。

まず１次粗ユニバーサル圧延機１４−１において材料の
フランジ面が５度程度のテーパーを有する水平分割ロー
ル２６と竪ロールによりウェブとフランジを圧延し、ウ
ェブ中央部は非圧下状態で次に２次粗ユニバーサル圧延
機１４−２１Ｃおいてフランジ端部に５度程度のテーパ
ーを有する水平分割ロール３２でフランジ端部を、同時
に同一水平分割ロール３２と竪ロールで７ランジ圧下を
、固定ロール３０でウェブ中央の未臣下部をそれぞれ圧
延し、この両者の圧延を繰り返し行った。これらの１次
および２次粗ユニバーサル圧延機１４−１．１４−２に
おける中間圧延を終了後、第９図００如くテーパーのな
い分割ロール３４と竪ロールをそなえた仕上ユニバーサ
ル圧延機１８で５度のテーパーを有するフランジを起こ
して製品に仕上げ圧延した。

第１表に示す寸法のロールを使用し）ｌｓｏｏｘ３００
ＥＥ［用のブレークダウンロールでウェブ厚を９０ｍｋ
圧蔦し圧延形鋼用鋼片から呼称寸法７００Ｘ３００と９
００Ｘ３００のＨ形鋼を製造した。なおそれぞれの製品
のウェブ内幅寸法は６５６　ｗｓ　（７００Ｘ　３００
　）　、　　７５２　ｗｘ　（８００Ｘ３００）および
８５０ｓｏａ（９００Ｘ３０Ｇ）である。

第　　１　　表 すなわち７００Ｘ３００の場合は第１４図（ｄ）に示し
たように１次ユニバーサル圧延機の分割ロール幅を材料
のウェブ内幅より狭くし、同時に竪ロール間隔も同じ量
狭くするととくよりウェブ内幅を縮める圧延を行なった
。当然この場合、不具合を生じないようにロール幅を狭
くする量はウェブ厚みの８０％以内の量で行なった。た
だし２次ユニバーサル圧延機１４−２の分割ロール幅は
１次ユニバーサル圧延後の材料のウェブ内幅と同じにな
るようにし、強制的なウェブ高さ縮めは２次ユニバーサ
ル圧延では行なわれなかった。

すなわち、ブレークダウン圧延後のウェブ内幅７５２１
１１１、ウェブ厚９０５ｍの８００Ｘ３００圧蔦用素材
を使用しウェブ内幅が７５２ｆｉになるように１次粗ユ
ニバーサル圧延機の分割ロールをセットして圧延を開始
し、第２表に示すパススケジュール化より材料の内幅寸
法が７００Ｘ３００のウェブ内幅寸法忙なるまで１次、
２次粗ユニバーサル圧延機で圧延し、各パス毎に上記分
割ロール間隔を縮め、各パスの縮少量の合計が９６露、
つまり７５２ｍから６５６ｍまで９６ｍ縮少した。その
後、分割ロール幅を７００Ｘ３００のウェブ内幅に設定
した仕上ユニバーサル圧延機で７ランジを起こし７００
Ｘ３０ＧＩ／ｃ仕上げた。

９００Ｘ３００の場合は第１４図の（Ｑ忙示したよ５に
、２次ユニバーサル圧延機の分割ロール幅を材料のウェ
ブ内幅より広くし同時に竪ロール間隔も同じ量広くする
ことｋより、ウェブ内幅を拡大する圧延を行なった。当
然この場合不具合が生第　　２　　表 じたいようにロール幅を広くする量は、ウェブ減面量／
ウェブ厚の９０％以内の量で行なった。ただし１次ユニ
バーサル圧延機の分割ロール幅は２次ユニバーサル圧延
後の材料のウェブ内幅と同じに設定して圧廻し、強制的
なウェブ内幅の拡大は１次ユニバーサル圧延では行わな
かった。

すなわち、ウェブ内幅７５２■、ウェブ厚９０露の８０
０Ｘ３００圧延用素材を使用し、ウェブ内幅が７５２鵡
くなるように１次粗ユニバーサル圧延機の分割ロール間
隔を設定し、圧延を開始し、第３表に示すパススケジュ
ールにより、２次粗ユニバーサル圧延機の分割ロール間
隔を各パス毎に拡大しながら圧延しく２次粗ユニバーサ
ル圧延機後の１次粗ユニバーサル圧延機の分割ロール間
隔は既忙圧延した２次粗ユニバーサル圧延機の間隔と一
致させる）各パスの拡大量の合計が９８龍つまり７５２
關から８５０ｎまで合計９８籠とるよ５に圧延した。す
なわち、２次組ユニパーサ／Ｌ’圧延機のウェブ内幅の
拡大量は合計で９８．である。

材料のウェブ内幅寸法が９００Ｘ３００のウエプ第　　
３　　表 内幅寸法となるまで１次、２次ユニバーサル圧延機で圧
延したのち、１次、２次ユニバーサル圧延機の分割ロー
ル幅の拡大を止め、以降分割ロール幅が一定の状態で圧
延したのち、分割ロール幅を９００Ｘ３００のウェブ内
幅に設定した仕上ユニバーサル圧延機で７ランジを起こ
し９００　Ｘ　３００に仕上げた。

上記の如く本発明法により圧延した７００Ｘ３００およ
び９ＱＱＸ３００のＨ形鋼は、ウェブ内幅の拡大や縮少
くともなう７ランジ内面の疵やフランジとウェブの付は
根の疵を発生せず、表面状況は良好で位置可変分割ロー
ルの摩耗に対する位置の微調整により寸法精度も良好で
歩留もすぐれていた。当然本発明の適用により７００Ｘ
３００と９００Ｘ３００の間の８００Ｘ３００は容易に
製造でき、ウェブ高さが７００と９００の間の任意のウ
ェブ高さ寸法のＨ形鋼も容易に製造できる。

特にブレークダウン圧延後の一断面素材からウェブ高さ
の異なる多サイズのＨ形鋼の製造が可能になったことで
ブレークダウン圧延機以降仕上ユニバーサル圧延機まで
の全ラインをロール交換なしに圧延することが可能とな
り全ライン連続的に異なったサイズのＨ形鋼を圧延する
ことが可能となった。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、ロール軸方向
の位置が可変な分割ロールを使用してＨ形鋼を熱間圧延
するに際し、ウェブ内幅の縮少量がウェブ厚の８０俤以
内、もしくはウェブ内幅の拡大量が（ウェブ減面量／ウ
ェブ−の９０１以内忙白化して圧延することにより、−
断面素材から、ブレークダウン圧延機以降の仕上ユニバ
ーサル圧延機までのロール交換をすることなしく異なっ
たサイズＨ形−の圧延が可能となりブレークダウン圧延
機の四−ル交換回数は従来の約１／３に大幅な減少が可
能となり、プンータダウンロールの保有数が減少し材料
の加熱時間も短縮され、圧延能率も向上する等多くの効
果をあげることができた。

【図面の簡単な説明】

第１装置、（ＢｌはいずれもＨ形鋼熱間圧延の工程図、
第２回置、（至）、（ＱはいずれもＨ形鋼熱間圧延素材
の形状を示す断面図、ＷＩＪ３図囚、装置）はロール孔
形を示すロールの断面図、第４回置、ＣＢ）、（Ｑはい
ずれもＨ形鋼の熱間圧延の過程を示す断面図、第５図は
従来のユニバーサル圧延機の水平ロールの側面部の摩耗
を示す断面図、第６図はＨ形鋼の寸法を示す断面図、第
７図（８）、（５）、（ｑはいずれも先願技術（特願昭
５８−７５４２）のロール形状を示す断面図で、それぞ
れ囚は粗ユニバーサル圧延機、ＣＢ）はエツジヤ−圧延
機、（Ｑは仕上ユニバーサル圧延機、第８図（５）、（
ト）、（Ｑ、（ト）はいずれも先願技術（特願昭５８−
１８９６９１）のロールと材料の形状を示す断面図で、
囚は１次ユニパーナル圧延機、β）はエツジヤ−圧延機
、（Ｑは２次ユニバーサル圧延機、（至）は仕上ユニバ
ーサル圧延機、第９装置、（Ｂ）、（Ｑもいずれも先願
技術（特願昭５８−１８９６９１）のロール材料の形状
を示すｔＦ１図で、それぞれ囚は１次ユニパーナル圧延
機、但）は２次ユニバーサル圧延機、（Ｑは仕上ユニバ
ーサル圧延機、第１０装置、の）はいずれもウェブ高さ
を縮少時ＫＲ，部の異常変形を生じた材料の断面図、第
１１図はウェブ内幅縮少時の不具合現象発生の有無に対
するウェブ内幅縮少量とその時のウェブ厚との関係を示
す線図、第１２図はウェブ高さ拡大時の疵発生の有無に
対するウェブ内幅の拡大量と（ウェブ減面量／ウェブ厚
）との関係を示す線図、第１３図はウェブ減面量とウェ
ブ厚を説明した断面図、第１４図は先願技術と本発明に
よるユニバーサル部分圧延でのウェブ内幅寸法の変化を
示す線図、第１５図は本発明実施例忙おけるＨ形鋼熱間
圧延を示す工程図である。 ２・・・スラブ、　　　　４・・・矩形鋼片６・・・Ｈ
形鋼用鋼材、１２・・・ブレークダウン圧延機、１４・
・・粗ユニバーサル圧延機、 １４−１・・・１次組ユニパーサル圧延機、１４−２・
・・２次組エニパーサル圧延機、１６・・・エツジヤ−
圧延機、 １８・・・仕上エニパーサル圧延機、 ２６．２８，３２，３４・・・分割プール。 代理人　弁理士　中　路　武　雄 第１図 ＩＩ２　図 第３凶 第４区　　　　　第５図 ９Ｍ７図 第９図 ＊　ｔｏ　ｍ （Ａ）（Ｂ） 第１１１！に つｘ７Ｌ　　Ｈｏ　　（ｍｍ） ｊ１１２聞 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スラブ、矩形鋼片およびＨ形鋼用鋼片等を素材と
   し、ロール軸方向の位置がパス毎に可変な分割ロールを
   用いて圧延する段階を有して成るＨ形鋼の熱間圧延方法
   において、ウェブ内幅の縮小量がウェブ厚の８０％以内
   の量、もしくはウェブ内幅の拡大量が（ウェブ減面量／
   ウェブ厚）の９０％以内の量となるように前記分割ロー
   ルの間隔を調整し圧延することを特徴とするＨ形鋼の熱
   間圧延方法。