JPS62101302A - 形鋼の圧延方法 - 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） 本発明は形鋼の圧延方法に係シ、詳しくは同一孔型中を
複叙回往復して圧延するに際して、ｆＩｌＴ面内の各部
の延伸釣合を保つこと全可能とするロール孔型の構成方
法に関する。

（従来の技術） 旧来、Ｕ型鋼矢板に代表される一般の形鋼（いわゆるＨ
形鋼および類似形鋼以外のものりはロールカリバーをＭ
する上・下水平ロールからなる二重式あるいは三重式圧
延機全数基用いて製造されてきたが、生産性１歩留りお
よびロール原単位な　　”どの面で問題が多いという欠
点があった〇−一般鋼の中で、生ａｔが多く断面的にも
複雑なもの、即ち典型的な形鋼としてＵ形鋼矢板があげ
られるので、・以下Ｕ形鋼矢板全例にとって説明する。

長年にわたクニＭ、１ｌｆ５るいは三重ロールによるい
わゆる孔型法にて圧延されてぎたＵ形鋼矢板は。

その後、特公昭４７−４７７８４号公報に詳述されてい
る鋼矢板の圧延方法、即ち品質のすぐれた鋼矢板の経済
的な圧延法として、ユニバ−サルミルあるいはユニバー
サルミルとエツジフグミルの対を用いたいわゆるユニバ
ーサル圧延法を鋼矢板の圧延に適用し、前述の欠点を大
幅に改善する製造法も採用されている。

このユニバーサル圧延法を、Ｕ形鋼矢板の製造に適用し
ｆｃｘ体例を第４図、第５図および第６図に示す。第４
図は具体例の工程図でａ５ｐ、形鋼の中の主力品種であ
るＨ形鋼を圧延するためのユニパーチルミル（Ｈ形鋼以
外の形鋼製造時には２Ｘ式圧処機として使用”ＴＨＱ）
を備えた形鋼製造設備としての一般的な工程への適用Ｎ
と示す。第５図および第６図の粗圧延工程に、また第１
図の中間工程のユニパーチルミルＵとエツジヤ−ミルＥ
の対において、同一カリバー内を数表くり返して圧ｉＡ
造形が行われる。

第５図、第６図に示すこと（、ＬＪ形鋼矢板の最ＩＰ：
製品をうるために、各圧延機Ｂ、Ｄ、　　（粗圧延工程
）、ＭｌおよびＣＩ−Ｅ（中間圧延工程）、ＦまたはＦ
ｌ、Ｆ２およびＦ３（仕上圧延工程）の各ロール胴長内
に、必安なロール孔型が配置され。

各圧延慎毎にノセス回数＜０ＲＪ４回数ノが分配される
。

６圧延機のロールに対する孔型数はロール胴長の制約内
で配置され、かつ１孔型の１パス当たりの延伸（又ｖｉ
断面縮少率）は、形状造形性、圧延所要動力及び圧延荷
重、ロール強度等を考慮した値に設定きれ１便用索材の
断面を所要の製品断面迄輻小するに必要な全延伸（又は
全断面縮少率）によって、全パス回数が決定される。

Ｕ形鋼矢板の場合、その製品断面は第７崗（イ）。

（ｌ：９に示すごとく、軸心Ｙ−Ｙに対し５右対称形で
あるが、＠心Ｘ−Ｘに対し上下非対称で、かつ７ランジ
ｆ　Ｖ（、複雑な継手都Ｇを有している。さらに周知の
ごとく、製品の断面効率（断面係数／断酊積／単位＠尚
た夛］を高めるよシ経済的な形状が要求式れるため、ク
エブＷの厚みｔｗに対し、７２ンジｆの厚みｔｆは薄く
、かつ製品幅Ｗは通常４００■以上の広いｒ＠倉／Ｎす
る。

このためＵ形銅矢板を圧延によって製造するに際しては
、ロール設計技術や圧延操業技術面で細心の８：ｔを必
要とする。しかるにＵ型鋼矢板をより経隣的に効率良く
製造するためには。

（Ｌ）　　使用する木材に製造コスト上前も有オリな連
続鋳造駒片を便用し、かつ少量多品種の形鋼に使用する
駒片は、その駒片サイズ即ち製鋼工程のモールドサイズ
の果ＦＪを考慮した＃ｒ面寸法を採用する。

る、 ■　良好な歩留を得るために、設備条件のなかで最大限
の伸び、長さを確保し、かつ良品質の製品を得る。

■　能率を最大限に発揮させるために、各スタンドのパ
ス回数に不釣合がなく適正に分配されている。

■　被圧延材の温度降下とロールの消耗が少なく、かつ
安定した圧延作東金可能とする適正なパス回数と、延伸
の配分が行われている。

等を満足式せる必要がある。そのためには圧延設備の制
約条件即ち圧延機台数、各１：Ｅ延慎の配列とロールの
胴長、各圧延機における許容圧延荷重や許容動力および
ロールｇｉ腿限界などから、圧延のために必要な孔ｍ数
とパス（ロ）数を決定するＶこ際し。

同一孔型内での多パス（往復）圧延の必要性が生じる。

同一孔型内をａ数回往復させて圧延する方法は。

周知のごとく分塊５匙工程、あるいｖｉ第５図、第６図
の粗圧延工程（Ｂ、Ｄ）に示す具体例のように。

粗造形孔型において採用されている。この場合。

圧延材の圧延温度が高く、かつまた孔型断面が大きく単
列な形状であることから、ロール孔型内において圧延材
のメタル７０−（塑性流動）が容易であること、さらに
は圧延された材料の熱間断面・寸法に変動があっても、
後工程即ち中間圧延工程〜仕上圧延工程で完全に修正さ
れ、最終製品の品質（形状・寸法・疵など）に問題を生
じることがない。

Ｕ形鋼矢板の場合、仕上圧延工程は％継手郁Ｇを形成す
るための曲げ変形を主体にした整形と造形を目的として
いるために、同一孔型内の複数回往復圧延は不６Ｊ能で
、１孔型１パスとなる。

そこでＵ形鋼矢板の圧延に際し、１５！用索材断面の集
約化、および歩留・能率の同上、さらには大きな圧延負
荷（圧延荷亘拳圧延鯛カッを妥する広ｌ１１ｇ鋼矢板の
製造を９筋とする方求として、限られ次圧延機台数にお
いて、各圧延機に対する適正な孔型数とパス回数の配分
、および適正ｌ負荷配分のために、粗圧延工程のみでな
く、中間圧延工程において、同一孔型内を複数回往復さ
せ圧延する方法の採用が必要となる。

Ｕ形鋼矢板を圧延するのに際し、中間８Ｅａ工程におい
て同一孔型内を複数回往復させる場合、粗８Ｅ処工程の
孔型断面に比威し、−ｆ：の孔型断面は製品形状に近い
断面配分と、肉厚の減少が行われた形状で榊＆されると
ともに、圧延材の温度も低下するため、ロール孔型内に
おいて圧延材のメタル７０−（塑性流動）が困難であり
、さらに圧延延れた材料の熱間断面寸法に、もし変動が
発生し次場合、後工程（仕上圧延工程）で修正されず最
終製品の品買（形状・寸法・疵ｌど）不良を惹起する。

即ち中間圧延工程の孔型形状は、第７図（イ）、に）に
示した製品断面に対応して、第８図（イ）、（すにその
？ｌＪ　（右半分は１示省略）ｋ示すごとく、上・丁卯
対称断面でかつ腑線部で示したウエブＷと、７ランジｆ
ＯＩＨｒ面槓は全体断面績の８Ｏ矛以上を占ってシフ、
同一ロール孔型内で複数回往復通過させ圧延する場合、
このウェブＷと７ランジｆＣＤ姑伸釣合いが保たれねば
ならない。図中１０はＪ：水平’　−”　ｓ　　１１　
ｄ　下７１Ｋ　’Ｆクロール１２ｄ！ロールを示す。

しかし、第８図に示すごとき中間圧延工程における複雑
な非対称形状の孔型内と、複数回往復させ圧延する場合
、被圧延材のウエブと７２／ジ間において、４正な延伸
の釣合い条件を充分満足させることが内扇であることか
ら圧延状態が不安定（圧延材の曲ジや波打ち）となシ、
継手都Ｇの寸法変動や作業率の低下、逝らＶＣは変形エ
ネルギーロスにもとづく消費動力が増大するなどの欠点
があった。

この対策としてｈ％開［６０−４４１０１号公報呂己載
の方法がある。この方法は、既存設備全判ら改造するこ
となく、孔型ロールの紋針上の工夫のみで通用できると
いうオリ点はあるが、他方、このため孔型の屈曲が大き
くなシ、以降の仕上圧延工程での曲ｒ７喪形加工の必要
蓋が大きくなるという欠点を伴う。

（発明が解決しようとする問題点〕 本発明は二次元的なロール圧下手段によｐ上述の欠点を
改善して、安定した圧延作業で高品質（形状・寸法およ
び疵）のＵ形鋼矢板および類似の一般形鋼を経済的に製
造すると共に、同一ロール工具で各種のウェブと７ラン
ジ厚みの形鋼を製造する方法を提供する。

（問題点を解決するための手段） 本発明の要旨とする処は、ロールを被圧延材と接触する
孔型領域内でロール軸方向において分割し、少なくとも
一方のロールを軸方向に変位自在に構成し、被圧延材＠
直円各部の４妊に応じて前記軸方向に変位自在なロール
を軸方向に変位せしりで、被圧砥材の７う／ジとウェブ
の各部延伸比が適正ＩＩｊｉを珠るように調整して同一
孔型で往復多パス圧延全行なうことを特徴とする形鋼の
圧延方法である。

（作用） 以下図面に従って本発明の方法につｈて説明する。

第９区ｒｉｈ第４図に示す圧延工程において、当該方法
が実施される場合で、継手部の爪が２本で構成されるＵ
形鋼矢板の圧延状態を示し、第１０図および第１１図は
、同様にして継手部の爪が１本で構成されるＵ形鋼矢板
の圧延状態を示す。

第４図に示す粗圧延工程のＢＤミルにおいては、従来方
法と四じく、第９図に示すロール孔型（Ｋａを８、Ｋａ
を９，Ｋａを１０）および４１０図と第１１図に示すロ
ール孔型（Ｋａｌ−−９＊　Ｋａを１０゜Ｋａ４−１１
　）が配置をれ、前工程から送られて米たプルーム素材
ｍを粗圧延造形し１次の中間圧延工程に移送する。

引き続き第４図に示す中間圧延第１工程のＭｌミルにお
いては、第９図に示すロール孔型（Ｋａを７、Ｋａｌ−
−６）および第１Ｏ図と第１１１Ｗに示すロール孔型（
ＫａＬ−８、Ｋａを７、Ｋａ４−６　）が配ｔｉｔ避れ
、粗圧延工程から送られて米た被圧延材の中間圧延造形
（前ぎ）全行なう。こり工程において、第９１の中に（
イ）で示したに、ｉｔ　−７が本発明方法の適用ロール
孔型配置例である。

次いで第４図に示す中間圧延４２工程のＵ−Ｅミルにお
いて、第９図、第１０図および第１１図にそれぞれ（ロ
）、ビラおよびに）で示したロール孔型（Ｋａｌ−−５
＊　ＫａＺ　−４）も本発明方法の通用ロール孔型配置
例であり、中間圧延第１工程で造形された被圧延材の中
間圧延造形（後段）全行なう。

最後に第４図に示す仕上圧延工程のＦｌ又はＦｌ。

Ｐ２．Ｐ３ミルにおいて、従来方法と同じく第９図、第
１Ｏ図および４１１図に示ナロール孔型（ＫａＬ　−３
，ＫａＬ　−２，ＫａＬ　−１）によって仕上は圧延造
形が行われ、Ｕ形鋼矢板の熱間成品として完成した形状
・寸法となる。

上記のなかでＵ形鋼矢板の中間圧延造形において、パス
毎に垂直及び水平方向のロール圧下が９変の町逆式圧姑
機Ｍｌ、またはＵ−Ｆ、の２台金組合せて使用するに際
し１本発明方法になる適用ロール孔型？！Ｉ　ｉ示した
が１本発明の目的はもともと被圧延材金回−ロール孔型
内にて俵数回往復通材し、かつ通材毎に圧下全卵えるに
際し、ウエブと７ランジの延伸が釣合う適正な条件’ｋ
Ａ備することを９罷とするロール孔型圧下ノぞススケジ
ュールの構成方法であり１Ｍｌ凶を用いて詳細に説明す
る。

第１図はＵ形鋼矢板の中間圧延工程ｅこおいて。

本発明が適用される第９図乃至第１１図に示ナロール孔
型ｆ′ｒ）、　（吻ｔ　？ｊおよびに）の谷ロール孔型
の全断面積のうち、８０％以上の断面積を占有するウエ
ブＷと７う／ジｆの孔型構成部分（右半分は省略１承り
を模式図として示したもので、′４発明の基本原理を具
体的に説明するためのものである。

第１図中に１本兄明法に用いるロール孔型構成を算出す
るために必要な数値をｄＣ号で示し、まずその定咲と他
の算定条件設定のための記号の定義？説明する。

ｔＷ：当該ロール孔型における被圧延材の出稠りのクエ
／厚与 ｔｆ：尚跋ロール孔型における被圧延材の出側の７う／
ジの厚み （７ランジ厚＋が巾方向に変化する場合は７２７ジ中心
１編の厚み〕 ΔｔＷ：同一孔型内在狽圧処時のウェブ厚み方向圧下量 Δｔｆ：同一孔型内往復圧延時の７う／ジ厚み方向圧下
量 λｗ：’：）ニブの厚み延伸 λｆ、７ランジの厚み延伸 α　：７ランジとウエブの適正延伸比率、７う／ノとウ
ェブの厚み比・断面積比・巌長比・漉反差などの圧延条
件によって決まる足載で通常０．９６〜１．０８の範囲 ｘ−ｘ　；ロール軸心に平行な水平融 ｙｙ：ロール軸心に垂直な垂直線 ＵＷ、ウエブ中心巌と垂直ｍｙ−ｙのな丁角度θｆ：７
ランジ中心腺と垂直線ｙ−ｙのなす角度θ　：ウエブ中
心線と７２ンジ中心線のなす角度θ　＝　θＷ十〇ｆ Δ５ｙ−ｙ　：同一孔型内往復圧延時の画直方同ロール
変位量 Δ５ｘ−ｘ：同一孔型内往復圧延時の水平方向ロール変
位量 第１図において、上水平ロールｌ、２は下水平ロール３
に対してｙ−ｙ方向にＳ動設定可能であり。

かつ上水平ロール１は上水平ロール２に対して中心軸を
共有してｙ−ｙ方向に同一量だけ移動すると共に、ｘ−
ｘ方向に対しても相対的に移動８定可能となっている。

このｘ−ｘ方向の移動固定の千成としては特開昭６０−
７２６０３号公＠ｉ記載の技術等がある。

ロール孔型のσＷ、θｆ等の践形は、ロールの耐用。

加、工性などの圧延特性を勘案して決められる。

ウエブと７ランジの延伸は。

λｗ＝ｌ＋−−■ ｔｗ ｔｆ 通材申にウエブと７ランジの延伸がバランスする条件は
。

λｆ＝αλＷ　　　　　−〇 ■、■、０式より、゛まずウエブのｊＵ甲λＷを決め。

ウエブ圧’ｌ’−ｔＪ　ｔｗの値を設定すると、７う／
ジの適正圧下ｆｉｌｔ（は。

Δｔｆ＝百（α（１＋−］１０　　□■ロールの垂直方
向の圧下量Δ５ｙ−ｙは、ウェブの中心線とロール軸心
に対する垂直線ｙ−ｙのなす角度θＷであるから。

Δ５ｙ−ｙ　””Δｔｗ／　ｓ　ｉ　ｏθＷ　　　　　
−■７ランジの適正圧下量Δｔｆよシ、水平ロールｌの
必要相対横移動量ΔＳ）’−）’は、７ランジの中心線
とロール軸に対する垂直線ｙ−ｙのなす角度がθｆであ
るから。

Δ５ｘ−ｘ＝（Δ　ｉｆ−Δ５ｙ−ｙ・ｓｉｎ　　θｆ
）／　ｃ　ｏ　ｓ　　θｆ　−■となる。

以上の如く■、■および０式によって本発明の目的とす
るウエブと７ランジの延伸が釣合う条件を具備したロー
ル孔型の基本構成のための水平ロールの上下、左右の圧
下設定条件が決定される。

また、ここでは複雑な断面を有するＵ形鋼矢板を例にあ
げてはいるが１本発明は第２−の牌形鋼や第３図の山形
鋼の如く、他の類似の一般形鋼にも適用できる。また１
本例ではいずれも上水平ロールで上下と左右の圧下量す
る様にしているが。

−万のロールはＥ有圧下の与、他方のロールは上下圧下
のみと機能分離してもよい。

（実施例） 本発明を実圧延工程に適用し１本発明の効果を確かめえ
た実例として、第１Ｏ！１４．１〜りのＫａＬ　−５相
当部分のロール孔型において、クエグと７２７ジの延伸
釣合金床つロール孔型の基本ｇＭ、決定の具体例を示す
。

同一孔型内において、３回往復圧＃；を行なうＫａＬ　
−５の３バス目のりニブ厚ｔｗ　、　７う／ジ厚ｔｆ。

ウェブと７ランジのなす角度θ、および７う／ジとウエ
ブの延伸比率αの容置は、製造する成品の断面・寸法に
もとづき、まず仕上圧延工程のＫａＬ−１を設計し、）
＠次適正なりニブと７ランジおよび継手部の延伸と、そ
のパ之ンス壓形のための曲げ刀ロエを考慮してＫａＬ　
−２、ＫａＬ　−３、Ｋａｔ　−４の順に設計さｎたの
ち決定賂れる。

本実施例の場合、ＫａＬ−５の３パス目のロール孔型構
成決定に必要な初勘設足数値は、ｔｗ＝１８０ｍｍ、　
ｔｆ　＝　１１．１　ｍｍ　、　　（／　＝　８８°、
α＝　１．０２であった。

次にＫａｌ　−１＝　ＫａＬ　−４までを設計した手ｊ
＠と同じく、まずＫａＡ　−５の３／＃ス目に対するウ
ェブの圧下量Δｔｗの値（ＫａＬ　−５の２パス目のウ
ェブ厚と３７ゼス目のウェブ厚との差〕が最初に決定さ
れる。この場合ウエブの圧下量の値は、負荷（圧延圧力
、圧延動力、およびロール強度等）を考慮し、かつ全孔
型上材時の全バスに対する負荷配分のなかで適正な値が
決定される。

以上のようにして、３ノぐス目のｔＷ、ｔｆおよび＆２
．１ノ七ス目の各々の適正延伸比α、ウエブ延伸λｗｆ
設定すると、前記のＱ、■および０式から第１表が得ら
れる。

第１表　　同一孔型の３バス往復圧延ノ伐スケジユール
即チ、ロールｌをロール軸方向に、ｌｚ（’ス目２．５
９　ｍｍ、２パス目２．ｌ　Ｏｍｍ、　３バス目１．６
０馴移動させることにより、！７エブ厚み３　’Ｊ−Ｏ
ｍｍ。

７ランジ厚み２０．７　ｍｙｎ（ＤＫａＬ　６の被圧延
材Ｐ）を用いて、良好な圧延状態で３バスの同一孔型往
復圧延を行うことができた。

向、第２図の如く、ロールの開口ＭｏＳがΔ５ｘ−ｘに
対応して頂角部に発生するが、当該部位は通常欠肉を発
生しやすい個所であり、むしろ好都合であ、６゜更に、
ＫａＬ−４の二ソジ／グにて上下方向からの直動加圧を
加えることができるので問題ない。

この様にして、ロール孔型Ｋａを６とＫａＬ　−５の骨
格として重要なりニブと７２ンジの構成を決定したあと
、他の継手部などの形状を構成して付加することによっ
て、完成延れた孔型形状と水平ロール１．２の適正比下
パススケジュールが得られた。

（発明の効果） 本発明によれば、従来−次元的な調整法でめつたロール
が、上下左右の二次元的な調整によシ断面内各部寸法の
コントロールが５ｒ能となるので１０−ル孔型で構成さ
れるウエブと７ランジの厚みが各々単独に設定できる。

従って、被圧延材の７ランジ延伸とウエブ延伸を適正な
延伸バランスにして同一孔型での往復多パス化が可能と
なるので。

限られた圧ｉＩ＆機の配ｄと台数及び前後ｒＢＪ設備長
の制約の中で、索材ｔ４ＲｒｆＪの集約化、製品圧延長
の長尺化、能率同上、製品形状の大型化、材質の高級化
および圧延中の温度ｆ１ｉＩＪ御圧延法が有効に実行で
さる保になる。

更に、同一ロールでクエブと７ランジが互に独立して製
品庫みの造夛分けが可能となるので、市場のユーティリ
ティの多様化に伴プ少証多丈イズの要請Ｖこも、より経
埼的に効率よく対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法に使用するロール孔型のｇＭ。 全具体的に説明するための模式図。 第２図は不発明の籍形鋼への適用例を説明する図。 第３図は不発明の山形鋼への適用ｖｔ＋を説明する図。 第４凶、第５図および第６図は、ユニバーチル圧延法を
Ｕ形鋼矢板の製造に適用した具体例を示し、第４図はそ
の工程図、第５因は継手部の爪が２本で構成されるＵ形
鋼矢板の各ロール孔型側全パススケジュール説明図、第
６図は継手部の爪が１本で構成されるＵ形鋼矢板の各ロ
ール孔型？ｌｌをパススケジュール説明図。 第７図（イ）は継手部の爪が２本で構成式れるＵ形鋼矢
板の製品断面−形状の模式図、第７図（ロ）ｒｌ：継手
部の爪が１本で＃４戟さｎるＵ形鋼矢板の製品断面・形
状の模式図。 第８図（イ）は継手部の爪が２本で構成されるＵ形鋼矢
板を製造する圧延工程のうち、中間圧延工程のロール孔
型形状の模式図、第８１仲は継手部の爪が１本で構成さ
れるＵ形鋼矢板を製造する圧延工程のうち、中間圧延工
程のロール孔型形状の模式図。 第９図、第１０図および第１１図は本発明方法が実施適
用されるロール孔型の部位を示すパススケジュールの説
明図である。 Ｋａｌ・・・ロールＪｕ１．　　Ｂ、肌・・・プレーク
ダクンミル、Ｍｌ・・・中間圧延第１工程用ロール圧下
町変の可逆式圧延機、Ｕ・・・中間圧ｉＩ＆第２工程用
ユニバーサルミルで２Ｈｊミルとしても使用される圧１
ｔＡ＊、Ｅ−・・中間圧延第２工程用エツジヤ−ミル、
１，２・・・上７に半ロール、３゛・・下７１’Ｃ”Ｆ
ロール。。 代理人　弁理士　　秋　沢　政　元 他２名 ７ｉ′４図 弁６品 π７Ｉ２］ ＷＢ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロールを被圧延材と接触する孔型領域内でロール
   軸方向において分割し、少なくとも一方のロールを軸方
   向に変位自在に構成し、被圧延材断面内各部の厚さに応
   じて前記軸方向に変位自在なロールを軸方向に変位せし
   めて、被圧延材のフランジとウエブの各部延伸比が適正
   値を採るように調整して同一孔型で往復多パス圧延を行
   なうことを特徴とする形鋼の圧延方法。