JPWO2017119196A1 - H形鋼の製造方法及び圧延装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年1月7日に日本国に出願された特願2016−002066号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。
ウェッジ角度の下限値は通常ロールの強度により決まる。被圧延材Aがロール(第1孔型K1では上孔型ロール20及び下孔型ロール21)と接触し、その間に受ける熱によりロールが膨張し、被圧延材Aがロールから離れるとロールが冷却され収縮する。造形中はこれらのサイクルが繰り返されるが、ウェッジ角度が小さすぎると、突起部(第1孔型K1では突起部25、26)の厚みが薄いために被圧延材Aからの入熱が当該突起部の左右から入りやすくなり、ロールがより高温になり易い。ロールが高温になると熱振れ幅が大きくなるためにヒートクラックが入り、ロール破損に至る恐れがある。
一方、ウェッジ角度が大きくなると、各孔型における割り込み(第1孔型K1では割り込み28、29)形成時に幅拡がりによる変形が生じ、特に、以下に説明する第2孔型K2以降での造形においてフランジの生成効率が低下する。
以上のような観点から、本発明者らが鋭意解析評価を行った結果、本実施の形態にかかる孔型構成においては、ウェッジ角度θ1aの範囲は25°以上40°以下であることが望ましい。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面30a、30b及び孔型底面31a、31bと、突起部35、36の傾斜面とのなす角度θfは、図3に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
また、この第2孔型K2−1での造形は多パスにより行われるが、当該多パス造形においては、最終パスにて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と、それに対向する孔型上面30a、30b及び孔型底面31a、31bとが接触するような造形が行われる。これは、第2孔型K2−1での全てのパスにおいて被圧延材Aの上下端部と孔型内部とを非接触とすると、フランジ相当部(後述するフランジ部100)が左右非対称に造形されるといった形状不良が生じる恐れがあり、通材性の面で問題があるからである。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面40a、40b及び孔型底面41a、41bと、突起部45、46の傾斜面とのなす角度θfは、図4に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
また、この第2孔型K2−2での造形は多パスにより行われるが、当該多パス造形においては、最終パスにて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と、それに対向する孔型上面40a、40b及び孔型底面41a、41bとが接触するような造形が行われる。これは、第2孔型K2−2での全てのパスにおいて被圧延材Aの上下端部と孔型内部とを非接触とすると、フランジ相当部(後述するフランジ部100)が左右非対称に造形されるといった形状不良が生じる恐れがあり、通材性の面で問題があるからである。
なお、以上説明した第1孔型K1ならびに第2孔型K2−1、K2−2は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に割り込みを形成させるものであることから、割り入れ孔型とも呼称される。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面50a、50b及び孔型底面51a、51bと、突起部55、56の傾斜面とのなす角度θfは、図5に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
即ち、同一のロールチャンスでもって2種類のフランジ幅が異なる製品を製造する場合において、第3孔型K3−1はフランジ幅の短い製品を製造する際に用いられ、第3孔型K3−2はフランジ幅の長い製品を製造する際に用いられる。当然、図5と図6を比較して分かるように、第3孔型K3−1で造形されたフランジ相当部(後述するフランジ部100)よりも、第3孔型K3−2で造形されたフランジ相当部(後述するフランジ部100)の方が、フランジ片幅が長くなるように造形される。
以上のような観点から、本発明者らが鋭意解析評価を行った結果、本実施の形態にかかる孔型構成においては、割り込み角度θ2の範囲は70°以上110°以上であることが望ましい。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面70a、70b及び孔型底面71a、71bと、突起部75、76の傾斜面とのなす角度θfは、図7に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
即ち、同一のロールチャンスでもって2種類のフランジ幅が異なる製品を製造する場合において、第4孔型K4−1はフランジ幅の短い製品を製造する際に用いられ、第4孔型K4−2はフランジ幅の長い製品を製造する際に用いられる。当然、図7と図8を比較して分かるように、第4孔型K4−1で造形されたフランジ部100よりも、第4孔型K4−2で造形されたフランジ部100の方が、フランジ片幅が長くなるように造形される。
なお、以上説明した第3孔型K3−1、K3−2ならびに第4孔型K4−1、K4−2は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に形成された分割部位(後のフランジ部100)を外側に折り曲げる造形を行うことから、折り曲げ孔型とも呼称される。
ここで、第1のH形鋼製品のフランジ片幅L1は、第2孔型K2−1での割り込み38、39の形成と共に造形されるフランジ相当部の片幅に依存する。
ここで、第2のH形鋼製品のフランジ片幅L2は、第2孔型K2−2での割り込み48、49の形成と共に造形されるフランジ相当部の片幅に依存する。
また、第1のH形鋼製品(狭幅製品)に関する1〜4の番号ならびに第2のH形鋼製品(広幅製品)に関する1〜5の番号は、通材させる孔型とその順序を示している。
一般的なH形鋼製品のフランジ幅の寸法ピッチは50mmであることが知られており、フランジ幅が50mm異なる2種類のH形鋼製品を造り分ける場合には、同一孔型でのパススケジュールの調整等でも行うことが可能である。しかしながら、フランジ幅が50mm超(例えば100mm)異なる2種類のH形鋼製品を造り分ける場合には、中間圧延工程等で被圧延材の変形に支障をきたし、粗形材の造形段階からフランジ幅の調整が必要となる。従って、そのような場合には、上記実施の形態に係る方法を用いることで同一のロールチャンスでの造り分けにより2種類の異なるフランジ幅のH形鋼製品が製造される。
2…加熱炉
3…サイジングミル
4…粗圧延機
5…中間ユニバーサル圧延機
8…仕上ユニバーサル圧延機
9…エッジャー圧延機
11…スラブ
12…フランジ対応部
13…H形粗形材
14…中間材
16…H形鋼製品
20…上孔型ロール(第1孔型K1)
21…下孔型ロール(第1孔型K1)
25、26…突起部(第1孔型K1)
28、29…割り込み(第1孔型K1)
30…上孔型ロール(第2孔型K2−1)
31…下孔型ロール(第2孔型K2−1)
35、36…突起部(第2孔型K2−1)
38、39…割り込み(第2孔型K2−1)
40…上孔型ロール(第2孔型K2−2)
41…下孔型ロール(第2孔型K2−2)
45、46…突起部(第2孔型K2−2)
48、49…割り込み(第2孔型K2−2)
50…上孔型ロール(第3孔型K3−1)
51…下孔型ロール(第3孔型K3−1)
55、56…突起部(第3孔型K3−1)
58、59…割り込み(第3孔型K3−1)
60…上孔型ロール(第3孔型K3−2)
61…下孔型ロール(第3孔型K3−2)
65、66…突起部(第3孔型K3−2)
68、69…割り込み(第3孔型K3−2)
70…上孔型ロール(第4孔型K4−1)
71…下孔型ロール(第4孔型K4−1)
75、76…突起部(第4孔型K4−1)
78、79…割り込み(第4孔型K4−1)
80…上孔型ロール(第4孔型K4−2)
81…下孔型ロール(第4孔型K4−2)
85、86…突起部(第4孔型K4−2)
88、89…割り込み(第4孔型K4−2)
100…フランジ部
A…被圧延材
T…製造ライン
Claims (12)
- 粗圧延工程、中間圧延工程、仕上圧延工程を備えたH形鋼の製造方法であって、
前記粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する7以上の複数の孔型が刻設され、
前記複数の孔型では被圧延材の1又は複数パス造形が行われ、
前記複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れる突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、
前記割り入れ孔型は、長さの異なる2種類の割り込みを入れる孔型を有し、
前記折り曲げ孔型は、前記割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる2種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、
前記折り曲げ孔型では、少なくとも1パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触した状態で圧下が行われることを特徴とする、H形鋼の製造方法。 - 複数の前記折り曲げ孔型には、前記割り入れ孔型によって形成されたフランジ相当部に押し当てることで当該フランジ相当部を折り曲げる突起部がそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項1に記載のH形鋼の製造方法。
- 複数の前記割り入れ孔型に設けられた突起部の先端角度はいずれも25°以上40°以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のH形鋼の製造方法。
- 複数の前記折り曲げ孔型においては、長さの異なる2種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型のそれぞれについて、先端角度の異なる2種類の突起部が設けられた構成で2段に設けられ、
当該2段に設けられた折り曲げ孔型のうち、一方の孔型の突起部の先端角度は70°以上110°以下であり、
他方の突起部の先端角度は130°以上170°以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のH形鋼の製造方法。 - 前記粗圧延工程は、サイジングミル及び粗圧延機において行われ、
複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型は前記サイジングミルのロールに刻設され、
複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型は前記粗圧延機のロールに刻設されることを特徴とする、請求項4に記載のH形鋼の製造方法。 - 前記粗圧延工程は、1基の粗圧延機において行われ、
複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型による造形は、当該粗圧延機の1ヒート目にて行われ、
複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型による造形は、当該粗圧延機の2ヒート目にて行われることを特徴とする、請求項4に記載のH形鋼の製造方法。 - 厚みが同一且つ幅の異なる素材を用い、
ウェブ高さが同一であり、且つフランジ幅が異なるH形鋼を製造する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のH形鋼の製造方法。 - H形鋼の製造における粗圧延工程を行う圧延装置であって、
被圧延材の1又は複数パス造形を行う7以上複数の孔型が刻設され、
前記複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れる突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、
前記割り入れ孔型は、長さの異なる2種類の割り込みを入れる孔型を有し、
前記折り曲げ孔型は、前記割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる2種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、
前記折り曲げ孔型は、少なくとも1パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触する構成を有することを特徴とする、圧延装置。 - 複数の前記折り曲げ孔型には、前記割り入れ孔型によって形成されたフランジ相当部に押し当てることで当該フランジ相当部を折り曲げる突起部がそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項8に記載の圧延装置。
- 複数の前記割り入れ孔型に設けられた突起部の先端角度はいずれも25°以上40°以下であることを特徴とする、請求項8又は9に記載の圧延装置。
- 複数の前記折り曲げ孔型においては、長さの異なる2種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型のそれぞれについて、先端角度の異なる2種類の突起部が設けられた構成で2段に設けられ、
当該2段に設けられた折り曲げ孔型のうち、一方の孔型の突起部の先端角度は70°以上110°以下であり、
他方の突起部の先端角度は130°以上170°以下であることを特徴とする、請求項8〜10のいずれか一項に記載の圧延装置。 - サイジングミル及び粗圧延機から構成され、
複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型は前記サイジングミルのロールに刻設され、
複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型は前記粗圧延機のロールに刻設されることを特徴とする、請求項11に記載の圧延装置。
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