JPS6293008A - ウエブ高さの調整可能なｈ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〕 本発明はウェブ高さの調整可能なＨ形鋼の圧延方法に係
り、待にウェブ高さの寸法精度が優れ、しかもロール交
換することなくウェブ高さを自由に調整できるＨ＠鋼の
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〕

一般にＨ形鋼の熱間圧延は第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す
如き工程で、ブレークダウン圧延機１２、粗ユニバーサ
ル圧延機１４、エツジヤ−圧延機】６および仕上げユニ
バーサル圧延機１８の組合せによって行われる。すなわ
ち、第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）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４図（Ａ）
、（Ｂ）に示す開孔形８あるいは開孔形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、順次各複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５図（Ａ）に示す如きロール形状の
１基以上の租ユニ、＜−サ、し圧延機１４と第５図（Ｂ
）に示す如きロール形状の１基以上のエツジヤ−圧延機
１６により１パスあるいはγｌ数パスの中間圧延後、第
５図（Ｃ）に示す如き。

−外形状の仕上げユニバーサル圧延機１８において１パ
スでＨ形鋼製品に圧延される。製品寸法が決れば仕上げ
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る。すなわち第４図（Ａ）の（イ）
、第５図（Ａ）の（ロ）、第５図（Ｃ）の（ニ）等の寸
法はほぼ等しくなるよう設計されている。

このように特にブレークダウン圧延後の形状変化は限定
されたものである。つまり特定のシリーズ（たとえばＨ
６００Ｘ３００）の圧延には特定幅の水平ロールが使用
される。このため圧延されたＨ形鋼はウェブ内幅が一定
であるので、サイズによるフランジ厚みの変化分だけウ
ェブ高さが変化することになる。１つのシリーズは多く
のサイズを有し、水平ロールと垂直ロールの間隔を変え
て圧延することにより製造されるが、製品フランジ最大
厚と最小厚との差は通常１５１前後であるなめ、その２
倍、つまり３０ｍｍ程度ウェブ高さが変化することにな
る。

同一シリーズ内でのウェブ高さの変化は従来の圧延法で
は避けられないものであるが、たとえば建築物の梁を同
一シリーズ内の数サイズＨ形鋼を接合して作る場合、通
常一方のフランジ外面を合せるため、他方にフランジ厚
み差の２倍のずれを生じ、施工上問題となる。また、鉄
骨鉄筋コンクリート造の建築物の場合、柱や梁の寸法は
外寸が規制されるため、従来のＨ形鋼を用いるとコンク
リートのかぶり厚がサイズによって異なり、設計上も問
題となる。

さらに、圧延Ｈ形鋼には寸法精度上の問題もある。つま
り、Ｈ形鋼圧延においては第６図に示すように粗ユニバ
ーサル圧延機１４の水平ロール２゜の側面部２２が圧延
本数の増加とともに摩耗して水平ロール２０の幅が減少
する傾向がある。このため第７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の摩耗分だけ小さくなるので、通常
は寸法公差が許す範囲でフランジ厚み（ホ）を厚くして
ウェブ高さくへ）を確保している。したがって、使用す
る水平ロール２０の幅によってフ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る。当然圧延チャンス毎に使
用するロール幅が変ることに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の摩耗に基づくフ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。

圧延Ｈ形鋼には以上のような問題があるため、建築用に
はフランジ厚が変化してもウェブ高さが一定になるよう
に鋼板を溶接して作ったＨ形鋼が多く用いれらているが
、この場合鋼板の切断、溶接、検査等のため、圧延Ｈ形
鋼より製造コストが高くなる点が欠点である。

従来の問題点は第４図（Ａ）の（イ）、第５図ＦＡ）の
（ロ）、第５図（Ｂ）の（ハ）、第５図（Ｃ）の（ニ）
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。本発明者らは圧延ライン内において
、上記の（イ）（ロ）（ハ）　　（＝）の寸法の変更が
可能であれば、製品寸法に応じて（イ）（ロ）（ハ）（
ニ）の寸法を変更して圧延することによって上記の問題
を解決できることを見出し、この知見に基づいて先に特
開昭５９−１３３９０２および特開昭６０−８２２０１
を開示した。すなわち、前者の特開昭５９−１３３９０
２は軸方向の位置を変更できる分割ロールを粗ユニバー
サル圧延機１４、エツジヤ−圧延機１６、仕上げユニバ
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法である。後
者の特開昭６０−８２２０１は軸方向の位置を変更でき
る分割ロールを１次組ユニバーサル圧延機１４Ａ１エツ
ジヤ−圧延機１６．２次粗ユニバーサル圧延機１４Ｂ１
仕上げ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、フランジ幅サイズの圧延あ
るいは、軸方向の位置を変更できる分割ロールを１次粗
ユニバーサル圧ｇｔｆｉ１４Ａ。

２次粗ユニバーサル圧延機１４Ｂ、（ｆ上ｔｆユニノ（
−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。

これらの先願技術はウェブ高さを大きな範囲°Ｌこわた
って変更でき、数シリーズを連続して圧延できるので、
従来の圧延に比べてロール交換頻度の減少等多くの効果
を有する。ただし同一シリーズ内の全サイズのウェブ高
さを一定にすること番と対しては、分割ロール間隔の調
整量は３０１１１１程度でよく、そのために粗ユニバー
サル圧延機、工・ソジャー圧延機、および仕上げユニバ
ーサル圧延機の総ての水平ロールに軸方向可動の分割ロ
ールを用いるとするとその設備投資額が非常に大きし１
ものとなる欠点があった。

ここでフランジを有する形材のウェブ高さを調整可能な
圧延方法として特開昭５９−２０２１０１がある。これ
は中間圧延工程と仕上げ圧延工程間に材料のフランジ内
側に接し、且つロール軸心が圧延方向と水平°な直角方
向に対し所定の角度を有するロールを配置し、材料のウ
ェブを幅方向に拡げることによりウェブ高さを調整しよ
うとするものである。ただしこの方法では中間圧延工程
においてウェブの拡幅に必要な屈曲をウェブに加工する
ためにロールの加工が必要であり、また圧延中にデスケ
ーラ−等の水が局部的に溜るためにウェブの幅方向の温
度不均一を招くほか、最大の拡幅を必要とするサイズ以
外においては仕上げ圧延（こおいて屈曲を強制的に圧下
することになり、ウェブ波が生じやすい圧延となるとと
もに、噛み込み不良、ウェブ表面の皺疵、模様等を生じ
やすいといった問題が生じろ。さらに中間圧延工程にお
ける水平ロールの屈曲形状が同一である以上、製品のウ
エケ厚が異なることにウェブには厚み分布が残ることに
なり、寸法精度上問題となる。このように仕上げ圧延工
程で大きいメタルフローを強いるウェブ高さの変更は非
常に、不安定とな秒、製品化が困難な圧延法と言える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、粗ユ
ニバーサル圧延後のウェブ内幅力官一定の材料を使用し
、材料の延伸によるウェブの幅縮みという材料の自然な
変形を利用すること１とよってウェブ内幅を変更し、ウ
ェブ高さカを一定のＨ形鋼製品を圧延できる安定した圧
延方法を提供することにある。

〔問題点を解決するｔこめの手段および作用〕本発明者
らは、通常の中間圧延工程によって圧延きれたＨ形鋼に
対し、フランジのみを圧下することによって材料全体を
伸延し、以てウェブ内幅の縮小を行うことにより３０＋
ｍ程度のウェブ高さの変更が可能であ艷、これを水平ロ
ールζこロール幅方向に位置が可変な分割ロールを組み
込んだ仕上げユニバーサル圧延機において仕上げ圧延す
ることにより、ロール交換することなし也とウェブ高さ
の異なる製品を安定に圧延しうろことを見出した。

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、１基あるいは複数基の粗ユニバーサル圧延機
およびエツジヤ−圧延機から成る粗圧延機列と仕上ユニ
バーサル圧延機から成る圧延機列によるＨ形鋼の熱間圧
延方法において、前記粗圧延機列と仕上ユニバーサル圧
延機との間に配置されたフランジ内側に接触する２組の
垂直ローラとフランジ外側に接触する１組の垂直ロール
を有し該垂直ローラと垂直ロールの圧延方法の位置が相
対的に移動可能な幅変更圧延機にて前記粗圧延機列で圧
延された材料のフランジを圧延することによりウェブ内
幅を縮小調整する段階と、前記ウェブ内幅を調整した材
料を水平ロールにロール軸方向の位置がパス毎に可変な
分割ロールを有する前記仕上ユニバーサル圧延機にて該
分割ロールの間隔を前記幅変更圧延機にて圧延された材
料のウェブ内幅と同一に調整して圧延する段階と、を有
することを特徴とするウェブ高さの調整可能なＨ形鋼の
圧延方法である。

本発明における圧延機の配列は粗ユニバーサル圧延機列
と仕上げユニバーサル圧延機との間に幅変更圧延機を配
置するもので、たとえば第２図（Ａ）の配列からなる圧
延機列に適用する場合、第８図に示す如くブレークダウ
ン圧延機１２、粗ユニバ゛　−サル圧延ｍｌ　４、エツ
ジヤ−圧延機１６、幅変更圧延機３４、仕上げユニバー
サル圧延機１８Ａの順の配置となる。

この発明に係るＨ形鋼の圧延方法を以下に説明する。

第１図（Ａ）、（Ｃ）、（ＤＪはそれぞれ粗ユニバーサ
ル圧延機１４、幅変更圧延機３４および仕上げユニバー
サル圧延機１８Ａのロールおよび各圧延材料形状を示し
たものであり、第１図ＣＢ）は幅変更圧延機３４での幅
変更方法を示したものである。

粗ユニバーサル圧延機１４は従来と同一のロールが用い
られているが、水平ロールの幅Ｂはウェブ高さを変更す
るサイズ中、最もフランジ厚の小さい製品のウェブ内幅
寸法に一致させである。幅変更圧延８ｊ３４はフランジ
内面および外面にそれぞれ接触する幅方向に移動可能な
垂直ローラ２６および垂直ロール２８からなり、垂直ロ
ーラ２６と垂直ロール２８との圧延方向の相対的な位置
は任意に設定しうる。なお圧延材出側にはガイドローラ
３６を配置し、材料先後端での非定常変形を防止する。

また仕上げユニバーサル圧延機１８Ａの水平ロールには
軸方向に可動な分割ロール３ｏが組み込まれている。

ブレークダウン圧延された材料は１基あるいは複数基の
粗ユニバーサル圧延機とエツジヤ−圧延機における複数
パスのリバース圧延により従来と同様に圧延されるが、
後述の幅変更圧延機３４での減厚を見込み、ウェブ内幅
の縮小量によってそれぞれ製品寸法より所定量だけ厚い
ウェブ厚およびフランジ厚に圧延される。粗ユニバーサ
ル圧延後の材料は幅変更圧延機３４でウェブ高さが一定
となるような種々のウェブ内幅寸法に調整される。

つまり、同一シリーズ内の最小フランジ厚サイズのウェ
ブ内幅を基準とし、それよりフランジ厚の厚いサイズに
ついては製品のフランジ厚差の２倍だけウェブ内幅を縮
小させる。すなわち、幅変更圧延機３４の垂直ロール２
８の間隔Ｄ２を目的とするウェブ高さに設定し、垂直ロ
ーラ２６との間でフランジを圧延することにより、ウェ
ブの＠縮みを生じさせる。ここで、フランジの圧下率ｒ
は圧延前後のフランジ厚ＴＯ１Ｔｌ、および圧ＫＮ後の
ウェブ内幅ＢＯ１Ｂ１に関し、少なくとも次の条件を満
たす必要がある。

ｒ　＝　１−　Ｔ　１　／　Ｔ　Ｏ２０−Ｂｌ／ＢＯこ
のようにフランジを圧下すると、フランジのみならずウ
ェブにも伸延が生じるが、この時ロールによる拘束がな
ければウェブはほぼ同率で減厚と幅縮みを起こす。この
変形は第１図（Ｂ）に示すように垂直ローラ２６の中心
を垂直ロール２８の中心より材料入側にずらすことによ
って容易に生じせしめることができるのである。なお、
垂直ローラ２６の外径間隔Ｄ１は材料の噛み込み性から
みて入側のウェブ内幅ＢＯとほぼ等しく設定することが
望ましいが、安定に圧延しうる範囲で垂直ローラ２６の
中心と垂直ロール２８の中心とを結ぶ線分の圧延材幅方
向に対する角度θは垂直ローラ２６と垂直ロール２８の
間隙Ｈをフランジ厚の圧延後厚みＴＩに保った状態で任
意に変更してもよい◇斯くしてウェブ内幅を所定量だけ
縮小することができる。なお、最小フランジ厚サイズを
圧延する場合は幅変更が不要であるので、粗ユニバーサ
ル圧延で従来と全く同様に圧延を行った後、幅調整は行
わずに直接仕上げユニバーサル圧延機１８Ａに搬送すれ
ばよい。

このようにウェブ高さ変更を行った材料に対し、仕上げ
ユニバーサル圧延機１８Ａの分割ロール３０の幅Ｄ３を
製品のウェブ内幅に等しく設定し、垂直ロール３２は目
標のフランジ厚ガ出せるように調整した状態で圧延して
製品に仕上げる。斯くして、同一シリーズ内のフランジ
厚の異なる複数サイズのＨ形鋼製品を同一圧延チャンス
においてロールを組み替えることなく、ウェブ高さ一定
に圧延しうるのである。

〔実施例〕

本発明をＨ６００ｘ２００シリーズの圧延に適用してシ
リーズ内のウェブ高さが一定であるＨ形鋼を第８図に示
した圧延機の配列を用いて製造した。第１表に製造した
８　６００　ｘ’２００シリーズのうちのフランジ厚最
小サイズおよびフランジ厚最大サイズの従来寸法と本発
明の適用により製造した寸法を示す。

第１表 第２表 第３表 粗ユニバーサル圧延機１４、幅変更圧延機３４、仕上げ
ユニバーサル圧延機１８Ａのロールは各々第１図（Ａ）
、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、に示した形状のものを用い
、各ロールの寸法は第２表に示す如くであった。なお、
粗ユニバーサル圧延機１４および幅変更圧延機３４のフ
ランジ面に当るロールあるいはローラの鉛直方向に対す
る角度は５度とした。ブレークダウン圧延後の材料を粗
ユニ／＜−サル圧延機列において１５パス圧延した後の
材料寸法は第３表に示す如くであった。

第１表に示した最小フランジ厚サイズを製造する時には
幅変更圧延機３４による圧延は行わず、直接仕上げユニ
バーサル圧延機１８Ａにおし１て分割ロー−ル幅Ｄ３を
５６８１１ＩＩ１１１垂直ロール３２とのロール間隙を
１６ｍとして圧延し、フランジを、　起こしてウェブ高
さ６００ｍの製品に仕上げた。

第１表に示した最大フランジ厚サイズを製造する時には
幅変更圧延機３４の垂直ローラ２６の外径間隔Ｄ　１は
５６８ｍで粗ユニバーサル圧延後の材料に一致させた。

また、垂直ロール２８の間隔Ｄ２は、製品ウェブ高さに
仕上げユニバーサル圧延機１８Ａでのフランジ厚の圧下
量の２倍を加算し、６０３ｍとした。また垂直ローラ２
６と垂直ロール２８との間隙Ｈは２９．５　ｍに設定し
な。なお、この時の垂直ローラ２６の中心と垂直ロール
２８の中心とを結ぶ線分の圧延材幅方向に対する角度θ
は約１０．８度であった。このよ、うにして圧延した後
の材料寸法は第３表に示す如くであり、ウェブ内幅は目
標の値まで縮小されており、続く仕上げユニバーサル圧
延機１８Ａにおいて分割ロール幅Ｄ３を５４４鵬、垂直
ロール３２とのロール間隙を２８ｍｍとして圧延し、フ
ランジを起こしてウェブ高さ６００＋ｍの製品に仕上げ
た。

なお、幅変更圧延機３４においては、垂直ローラ２６の
端面とウェブ表面とは接触しない限り近接させた方が寸
法精度上好ましく、０．５間程度とし、圧延機の前後で
ガイドにより材料を保持した。

上記の如く本発明法により圧延した）（６００ｘ２００
シリーズの２サイズのＨ形鋼はウェブ内幅の縮小にとも
なう疵は全く発生せず、ウェブの形状も良好で、いずれ
もウェブ高さが６００ｍｍ一定であった。また、Ｈ６０
０Ｘ２００シリーズの他のサイズ、あるいは他のシリー
ズのＨ形鋼についても、同様にウェブ高さ一定に圧延す
ることができた。

さらに、幅変更圧延機３４の垂直ロール２８の間隔Ｄ２
および仕上げユニバーサル圧延機１８Ａの位置可変分割
ロール３０の幅Ｄ３を微調整することにより、ユニバー
サル圧延における水平ロール側面の摩耗による寸法精度
の悪化もな（な抄、歩留りもすぐれていた。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如（、従来と同一の
粗ユニバーサル圧延機、幅変更圧延機およびロール軸方
向の位置が可変な分割ロールを組み込んだ仕上げユニバ
ーサル圧延機によってＨ形鋼を圧延することにより、１
シリーズ内の全サイズのウェブ高さが一定となるＨ形鋼
を製造することが可能となり、従来建築用として鋼板を
溶接して作られていたウェブ高さが一定のＨ形鋼を圧延
により製造することができ、製造コストを大幅に低減で
きた。当然ロール摩耗や仕上げ圧延温度のばらつきに基
づく寸法精度のばらつきも幅変更用垂直ロール間隔およ
び分割ロール幅の微調整により著しく小さくすることが
できた。

また幅変更圧延機の能力は大きい必要はなく、粗ユニバ
ーサル圧延機とエツジヤ−圧延機は分割ロールを用いろ
必要がないので設備投資も少なくてよい等、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図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はいずれも本発
明に用いるロール形状および圧延材料の形状を示す断面
図で、それぞれ（Ａ）は粗ユニバーサル圧延機、（Ｂ）
および（Ｃ）は幅変更圧延機、（ＤＪは仕上げユニバー
サル圧延機、 第２図（Ａ）、（Ｂ）はいずれもＨ形調圧延の工程図、
第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はいずれもＨ形鋼圧延素
材の形状を示す断面図、 第４図（Ａ）、（Ｂ）はロール孔形を示すロールの断面
図、 第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はいずれもＨ形鋼の圧延
の過程を示す断面図、 第６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７図はＨ形鋼の寸法を示す断面図、 第８図は本発明の圧延方法におけるＨ形調圧延の工程図
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［［ １４Ａ・・・１次粗ユニバーサル圧延機１４Ｂ・・・２
次粗ユニバーサル圧延機１６・・・エツジヤ−圧延機 １８．１８Ａ・・仕上げユニバーサル圧延機２０・・ユ
ニバーサル圧延機の水平ロール２２・・ユニバーサル圧
延機水平ロールの側面摩耗部２４・ユニバーサル圧延機
の垂直ロール２６・幅変更圧延機の垂直ローラ ２８・・・幅変更圧延機の垂直ロール ３０・・仕上げユニバーサル圧延機の分割ロール３２・
・・仕上げユニバーサル圧延機の垂直ロール３４・・幅
変更圧延機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）１基あるいは複数基の粗ユニバーサル圧延機およ
   びエッジャー圧延機から成る粗圧延機列と仕上ユニバー
   サル圧延機から成る圧延機列によるＨ形鋼の熱間圧延方
   法において、前記粗圧延機列と仕上ユニバーサル圧延機
   との間に配置されたフランジ内側に接触する２組の垂直
   ローラとフランジ外側に接触する１組の垂直ロールを有
   し該垂直ローラと垂直ロールの圧延方法の位置が相対的
   に移動可能な幅変更圧延機にて前記粗圧延機列で圧延さ
   れた材料のフランジを圧延することによりウェブ内幅を
   縮小調整する段階と、前記ウェブ内幅を調整した材料を
   水平ロールにロール軸方向の位置がパス毎に可変な分割
   ロールを有する前記仕上ユニバーサル圧延機にて該分割
   ロールの間隔を前記幅変更圧延機にて圧延された材料の
   ウェブ内幅と同一に調整して圧延する段階と、を有する
   ことを特徴とするウェブ高さの調整可能なＨ形鋼の圧延
   方法。