JP2522059C

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Publication number: JP2522059C
Authority: JP
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Publication date: 1998-03-04

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、建設、土木などの分野で用いられるＨ形鋼や溝形鋼に代表されるフ
ランジを有する形材の熱間圧延方法に関するものである。（従来の技術）Ｈ形鋼や平行フランジ溝形鋼などの平行フランジ部を供えた形鋼（以下、「平
行フランジ形鋼」と総称する」）は、従来、ほとんどが圧延方法によって製造さ
れている。これらの平行フランジ形鋼の各部の名称は、第１図(a)および(b)にその代表例
であるＨ形鋼および平行フランジ溝形鋼を例にとって説明する。すなわち、図示
のように、互いに平行なフランジ部10、10はその間を結合部12によって接続され
一体化している。第１図(a)のＨ形鋼の場合は結合部12はフランジ部10の中心に
、第１図(b)の溝形鋼の場合はフランジ部10の一端にくる。この結合部12はＨ形
鋼およびフランジ溝形鋼のときはウェブ(web)14とも称する。各フランジ部10の
長さをフランジ幅(flange length、L₀)といい、平行フランジ部の距離をウェブ
高さ(web height，H₀)、そして図中のようにフランジ内法(S₀)、フランジ内幅(W
₀)を定義する。JIS規定によれば、Ｈ形鋼の場合、ウェブ高さ(H₀)が25〜100mm間
隔で100〜900mmの範囲で約33種のサイズが規定されている。しかしながら、例えば、Ｈ形鋼の場合、従来の圧延方法には次のような問題が
あった。すなわち、従来のＨ形鋼圧延方法は、溝形鋼の場合も同様であるが、第２図に
示すように、ブレークダウンミル20による粗圧延、ユニバーサル粗ミル22と２Hi
のエッジャーミル24から成るユニバーサル粗ミル群26による中間圧延、そしてユ
ニバーサル仕上ミル28による仕上圧延により行われてきた。粗圧延では加熱された鋼塊、連続鋳造鋳片等の圧延素材を２重可逆式粗圧延機
であるブレークダウンミル20の２Hiの孔型により圧延成形しビームブランクを造
形し、造形素材とする。次いで行う中間圧延ではまずユニバーサル粗ミル22と２重式のエッジャーミル
24からなるミル群26において前記造形素材の圧延を行い、中間圧延Ｈ形鋼とする
。すなわち、まず第３図の略式側面図に示すようにユニバーサル粗ミル22でその
水平ロール(H roll)30により中間圧延Ｈ形鋼31のウェブ厚さを減じるとともに、
この水平ロール30の側面と竪ロール(V roll)32によりフランジ厚さを減じ、複数
パスで前述の造形素材の中間圧延Ｈ形鋼への延伸圧延を行う。そしてこの中間圧
延の段階での各パスにおいて中間圧延Ｈ形鋼31のフランジ先端をエッジャーミル24
の孔型ロール(E roll)42で圧下し、フランジ幅(L₀)を所定の値とする。このとき
の様子を第４図に略式側面図で示す。次いで、ユニバーサル仕上ミル28による仕上圧延では、第５図に示すように、
ユニバーサル仕上ミル28の水平ロール52と竪ロール54とにより１パスあるいは複
数パスでユニバーサル粗ミル22の場合と同様にウェブ56およびフランジ58の厚さ
をそれぞれ減じ、かつフランジ外面を平坦にし、さらにフランジ58とウェブ56と
の角度を直角とするのである。このように、従来の圧延方法にあっては、仕上げ圧延にあっても中間圧延のユ
ニバーサル粗ミルと同様にフランジ58の内面を水平ロール52の側面で、フランジ
58の外面を竪ロール54でそれぞれ圧下するのである。もちろん、水平ロール52に
よるウェブ圧下も同様に行われる。したがって、圧延されるＨ形鋼のウエブ内幅
(W₀)は、ユニバーサル仕上ミルの水平ロール52の幅で決定される。したがって、このことから、従来のＨ形鋼の圧延方法にあっては次のような問
題が生じる。 (1)第６図には、フランジ幅(L₀)が同一であるＨ型鋼60の１つのシリーズ(例えば
Ｈ600×200)における断面形状の変化を説明する。現在の規格では同一シリーズ
ではフランジ内幅(W_n)が一定であるためフランジ厚さ(tf₀、tf₁、tf₂)がそれぞ
れ異なることになり、また各サイズにおいてウェブ高さ(H₀)の外寸法（第６図の
H₀、H₁、H₂）もそれぞれ異った値となる。すなわち、tf₀＜tf₁＜tf₂、H₀＜H₁＜H
₂となる。このような関係は同じく第７図に示す溝形鋼70であっても同様である。 (2)フランジ内幅(W₀)のサイズが異った形鋼を圧延する場合は、当然にユニバー
サル仕上ミルの水平ロールを交換しなければならない。例えばJIS規格では33シ
リーズ、ASTM規格では14シリーズのＨ形鋼があり、これらすべてのＨ形鋼を製造
する場合、47種類の水平ロールを少なくとも２組以上保有する必要がある。これ
に要するロール費用は現在の価格でも数億円にも達し、これを常時保有するため
には圧延用の建屋に匹敵する広いスペースを必要とするためロールショップ棟に
も大きな投資を必要とする。 (3)同一のユニバーサル仕上ミルの水平ロールでは一つのシリーズのＨ形鋼を200
0トン／圧延チャンス×３回＝6000トンしか圧延できない。これは1000トン当り
水平ロールの幅が約１mm摩耗するためであり、ロールの使用幅は公差を有効に利
用しても６mmである。そのためあるシリーズで使用できなくなった水平ロールは
、幅を数十mm切削し、ウェブ高さの小さい次のシリーズ用に改削される。そのた
め鋼板用のロールの場合に比べ、ロール１本当りの製品圧延量は著しく少ない。
つまり製品トン当りのロール費用が高くなっている。 (4)ウェブ高さ(H₀)が規格外の場合、当然専用のユニバーサル仕上ミルの水平ロ
ールを準備し、ロール替えを行う必要があるため、小ロットのオーダについては
経済的に採算がとれず、受注を辞退することが多い。（発明が解決しようとする課題）以上をまとめると、従来法にあっては、Ｈ形鋼およびフランジ溝形鋼のような
フランジを有する形材の圧延にあっては、ユニバーサル仕上ミルの水平ロールと
竪ロールでフランジ部を圧下するため、次のような問題点がみられる。ユニバーサル仕上ミルにおいて、シリーズ毎にそのフランジ内幅(W₀)に相当す
る寸法の水平ロールを準備する必要がある。同一圧延チャンスでは、同一の１シリーズしか圧延できない。シリーズ毎にロール替えが必要である。ロール保有数が莫大となる。ユーザの希望する規格外のウェブ高さ寸法のフランジ形材を経済的に製造でき
ない。同一シリーズでもウェブ高さ(H₀)の外寸法が異なる。製品コストに占めるロール費用がかなり高くなる。このような事情から、Ｈ形鋼の場合、特に近年に至っては、厚板をスリットし
、３枚のスリット板を溶接してＨ形鋼とするビルドアップＨ形鋼が普及し、その
使用量が特に増大しつつある。鋼板のスリット費用および溶接費用が必要なため
、圧延法によるＨ形鋼に比べ高価となるが、このビルドアップＨ形鋼の長所は、
丁度前述の圧延法によるＨ形鋼の短所を補うような点であって、例えばサイズフ
リーであること、寸法精度が圧延法によるＨ形鋼に比べ良いことである。このような事情は平行フランジ溝形鋼の場合にあっても同様であるが、特に平
行フランジ溝形鋼の場合には、次のような事情がさらにみられる。鉄骨ビル建築の柱材としてＨ形鋼が従来より用いられているが、断面方向の機
械的性能に方向性があるため柱材としては最適ではなかった。そのため近年Ｈ形
鋼にかわりボックス断面材が採用されてきた。そのようなボックス断面材は中低
層鉄骨ビル用の柱材としては電縫管を断面ボックス形に成形したものが主である
のに対し、高層鉄骨ビル用では大型の溝形鋼（チャンネル）を溶接して得たボッ
クス断面材が用いられている。この場合、フランジ幅(L₀)、ウェブ高さ(H₀)の比
は外寸法で１：２となっており、溶接すると正方形のボックス断面となる。第７図に関連してすでに述べたように、同一シリーズ（例えば400×400シリー
ズ）においてはフランジ厚の異なる多くのサイズであるが、圧延の性質上製品の
ウェブ内幅(W₀)が一定であるためフランジ厚が異なるとウェブ高さ(H₀)の外寸法
は、サイズ毎に異なってくる。また、第８図に示すようにユニバーサル仕上ミルの圧延加工の性質上、水平ロ
ールおよび垂直ロールとでは外コーナ部の突起部72（第７図参照）を消去するこ
とが困難であるためこれを残したまま製品として用いられている。高層ビルの柱材の場合、下層階より上層階に向けて同一シリーズのボックス材
を用い徐々に厚みを薄くしてゆくため、ウェブ高さ(H₀)の外寸法が徐々に小さく
なり、サイズとサイズの継ぎ目において段差が生じる。又外コーナの突起部72に
ついてもサイズ毎にづれるため、外観上または溶接上きわめて使いづらい形状と
なっている。梁との結合を行う場合にも不都合が生じる。従来の圧延法においてサイズ別にユニバーサル水平ロールを変更すれば、同一
シリーズでウェブ高さ外寸法を一定とすることは可能であるが、これについては
、Ｈ形鋼に関連してすでに述べたように、ロール保有数が数倍となることまたロ
ール替回数が数倍となることにより製造コストが大幅に上昇し、経済上成り立た
ないため実現されていない。本発明の目的は、ウェブ内幅寸法を変更自在として、複数シリーズのＨ形鋼お
よび平行フランジ溝形鋼等に代表されるフランジを有する形材を同じ仕上ユニバ
ーサル圧延機で製造できる実用化可能な熱間圧延方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、仕上ユニバーサル圧延機において１種類の水平ロ
ールで２シリーズ以上のフランジ付き形材を圧延でき、ロール保有数を半減させ
、さらに同一シリーズでウェブ高さの外寸法を一定にでき、そしてその外寸法が
規格外でも他のシリーズの圧延チャンスで低コストで製造できるフランジを有す
る形材の熱間圧延方法を提供することである。本発明の更に別の目的は、同一の仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールを用い
て、厚みの異なるサイズについてもウェブ高さ外寸法を一定とすること、外コー
ナを直角とすること、および規格外寸法のサイズでも低コストで製造を可能とす
る平行フランジ溝形鋼の熱間圧延方法を提供することである。本発明のなお更に別の目的は、仕上ユニバーサル圧延機において、１種類の水
平ロールを用いて異なるシリーズのＨ形鋼が圧延でき、同一シリーズでウェブ高
さの外寸法が一定化でき、また規格外サイズでも規格サイズと同じコストで製造
でき、かつロール保有数が大幅に削減できるＨ形鋼の圧延方法を提供することで
ある。（課題を解決するための手段）かくして、本発明者はかかる課題解決を目指し、種々検討を重ね、各種サイズ
における次のような実験を繰り返した。その代表例を挙げる。すなわち、第２図に示すユニバーサル粗圧延(UR)ミル群においてJISのＨ450×
300(H440×300×11/18)のＨ形鋼の中間圧延を行った。第３図参照。このときの
ユニバーサルミルの水平ロール30のロール幅は408.5mm、フランジテーパ５°で
あった。この中間圧延ミル群での仕上げ寸法は下掲第１表の通りであった。【第１表】これを水平ロール幅360mmのユニバーサル仕上ミルにおいて３パスでウェブ厚
さを11.1mm、ウェブ高さ外寸法405mmにまで圧下した。このときの材料のウェブ
内幅(W₀)は368.6mmであったから、水平ロールと材料フランジの内面は約４mm程
離れていた。しかし、竪ロールによりウエブ高さを約40mm圧下したことによりフ
ランジの外面は従来の圧延の場合と同様平坦でかつウェブに対して直角となって
いた。またウェブの水平ロール圧下未圧下の境界はコーナＲにかかっており判断
困難であった。これらの一連の実験から次のことが知見された。 (1)ユニバーサル粗ミルの水平ロール幅に対し、ユニバーサル仕上ミルの水平ロ
ール幅を10〜50mm程度小さくしておき、ユニバーサル粗ミル群で圧延された中間
圧延形鋼をユニバーサル仕上ミルで１パスまたは複数パスでウェブ高さ(H₀)を圧
下し、ウェブ高さの異なる種々のＨ形鋼を圧延することができる。 (2)このときフランジ厚さは圧下されないのでユニバーサル粗ミル群で目標の厚
みにしておくことによって仕上圧延での圧下を不要とすることができる。 (3)ユニバーサル仕上ミルの水平ロール幅に関係なく、ウェブ高さを自由にでき
ることになり、１つのユニバーサル仕上ミルにより、ウェブ厚さ、フランジ厚さ
、ウェブ高さ、そしてフランジ幅の異なる多サイズのＨ形鋼の圧延が可能となる
。 (4)従来のユニバーサルミルによる圧延においては、水平ロールの幅を用いて圧
延材のウェブ内幅を固定してしまうことが必要であると考えられていた。これは
、フランジ内面が水平ロール側面に接していないとフランジの角度が一定しない
と思われていたためである。ところが、水平ロール幅を小さくし、フランジ内面
と水平ロール側面とを接することなく、フランジ外面を強圧下し、ウェブ高さを
縮めても、フランジ外面は竪ロールに接しておりフランジ角度は一定している。
つまりウェブ高さの外寸法は、竪ロール開度を変化させることにより数十mmの範
囲で自由に変更できる。 (5)一般的にユニバーサルミルにおいては、水平ロールが駆動、竪ロールは非駆
動となっているので、材料を圧延するためには、駆動水平ロールによるウェブの
圧下が必要となる。このためウェブのロール圧下、未圧下境界面に段差が生じる
。但し、本発明によるＨ形鋼等の圧延においては、ウェブ高さ外寸法の縮小過程で
ウェブとフランジの結合部近辺に増肉が生じ、この増肉部を上記水平ロールで圧
下することで段差が目立なくなる。また、ウェブ面のロール圧下、未圧下部をパ
ス毎に組合せることで段差を解消することも可能である。なお、溝形鋼の場合上
記段差部はウェブ内面のみで、ウェブ外面については、水平ロール幅を大きくと
れるので問題はない。そのため溶接後の外観上このウェブ内面段差は大きな問題
とはならない。次いで、本発明者は、前述のフランジを有する形材を製造する際
に第９図(a)、(b)に示すような分割可変水平ロールを有するユニバーサル圧延機
を用いた圧延実験を行い以下の知見を得た。 (1)ウエブ外寸法H₀、ウエブ厚tw、フランジ厚tfのＨ形鋼を、第９図(a)に示すよ
うな分割可変水平ロールを有するユニバーサル圧延機で熱間圧延することにより
、素材のフランジ厚tf、フランジ幅Ｂに影響を与えることなく、ウエブ外寸法H₀
をH₁にまで縮小することが可能である。 (2)分割可変水平ロール幅をH₁−２tfに設定し、圧延機出口の付近でフランジ内
面を水平ロール側面に接触させ、かつ該水平ロールの上下開度（ギャップ）をtw
−α（αはミル剛性およびウエブ外寸法縮小量により変化する。例えばミル剛性
大またはウエブ外寸法縮小量小→α小、ミル剛性小またはウエブ外寸法縮小量大
→α大）に初期設定しておくことで、第10図(a)から(e)に示すように、順次行わ
れるウエブ高さの縮小圧延過程で生じるウエブ両端近辺での増肉が水平ロールの
上下外周面で押え込まれ(C−C'断面)、結果として圧延機出側(E−E'断面)では、
ウエブに段差が生じることなくほぼ一定厚twでウエブ高さのみH₁に変化したＨ形
鋼となる。 (3)ウエブ外寸法を縮小する際に、フランジ外面と垂直ロールとの接触開始点(B
−B'断面)の方が、ウエブ面と水平ロール外周面との接触開始点(C−C断面)に比
べて入側にあるが、通常のＨ形鋼等の圧延材先端部では、トングと称されるよう
にウエブ部がフランジ部よりも突出しており、この突出したウエブ部が水平ロー
ル間に最初に噛込むことで、噛込み不良等のトラブルは防止できる。 (4)但し、ウエブ外寸法の縮小量ΔH(＝H₀−H₁）を徐々に大きくしていくと、ウ
エブ両端の増肉部に座屈が生じるようになり、さらに縮小量ΔHを大きくしてい
くと、水平ロールによる押え込みによる座屈矯正が不可能となり、第11図に略式断
面図で示すように圧延終了後の材料のウエブに座屈が残存するようになる。 (5)第12図に、本発明者が行ったＨ形鋼を用いた圧延実験結果を整理して示すが
、ウエブ外寸法の１パス圧延による縮小限界量（ΔＨ）は素材のウエブ厚twの約
３倍であることが明らかとなった。なお、以上の知見は平行フランジ溝形鋼等のＨ形鋼以外のフランジを有する形
材のウエブ外寸法の縮小圧延についても同様に適用できる事項である。かくして、本発明の要旨とするとことは、ブレークダウン圧延機、粗ユニバー
サル圧延機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を経て行うフラ
ンジを有する形材の熱間圧延方法において、前記仕上ユニバーサル圧延機の水平
ロール幅を２分割し、オンラインで幅調整可能な構造とし、フランジ部内面を該
水平ロール側面に接するようにして該仕上ユニバーサル圧延機における複数パス
のレバース圧延によって１パス当たりのウエブ高さの縮小量をウエブ厚さの３倍
以下としてウエブ高さの縮小を行い、少なくとも最終パスにおいてフランジ厚さ
を未圧下とすることを特徴とするフランジを有する形材の熱間圧延方法である。また、別の面からは、本発明は、ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延
機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を経て行うフランジを有
する形材の熱間圧延方法において、前記仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール幅
を２分割し、オンラインで幅調整可能な構造とし、フランジ部内面を該水平ロー
ル側面に接するようにして、１パス当たりのウエブ高さの縮小量をウエブ厚さの
３倍以下として該仕上ユニバーサル圧延機における１パスの圧延によってウエブ
高さの縮小を行い、前記仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端の
ｒ寸法を粗ユニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法を越えない値に
するか、または前記仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のＣ寸
法を粗ユニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のＣ寸法を越えない値にする
ことを特徴とするフランジを有する形材の熱間圧延方法である。前記仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のｒ寸法は、粗ユニ
バーサル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法を越えない値にするか、または前記仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のＣ寸法は、粗ユニバ
ーサル圧延機の水平ロール側面外周端のＣ寸法を越えない値としてもよい。さらに、前記仕上ユニバーサル圧延機の垂直ロールを補助駆動とすることによ
って、噛込み不良を防止するようにしてもよい。ここで、別の面から言えば、本発明の要旨とするところは、ブレークダウン圧
延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機および仕上ユニバーサル圧延機
を経て行うフランジを有する形材の熱間圧延方法において、第１および第２の仕
上ユニバーサル圧延機を設け、エッジャー圧延後の被圧延材を固定幅の水平ロー
ルを有する第１の仕上ユニバーサル圧延機で圧延する際に、フランジ部内面を該
仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール側面に接することなく、垂直ロールにより
フランジ部外面を圧下することにより、１パスもしくは複数パスでウェブ高さの
縮小圧延を行う工程と、またはロール軸方向の位置が可変の２分割水平ロールか
らなる第２の仕上ユニバーサル圧延機で、１パスでの整形圧延または１パスもし
くは複数パスでウェブ高さの縮小圧延を行う工程と、またはこれら両工程の組合
せからなる工程を経ることを特徴とするフランジを有する形材の熱間圧延方法で
ある。なお、上記方法において第２の仕上ユニバーサル圧延機の２分割水平ロールの
側面を少なくとも最終パスを除く途中パスにおいてはフランジ部内面に接するこ
となく、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下するようにしてもよい。また、前記第２の仕上ユニバーサル圧延機の２分割水平ロールの幅を１パス毎
に所定の値に調整し、フランジ内面が該水平ロール側面に接触するまで垂直ロー
ルによりフランジ外面を圧下するようにしてもよい。そして、前記粗ユニバーサル圧延機、第１の仕上ユニバーサル圧延機、第２の
仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法またはｃ寸法を各々r₀
、r₁、r₂あるいはc₀、c₁、c₂とするとき、r₂≦r₁≦r₀またはc₂≦c₁≦c₀の関係を
満足させるようにして、各ユニバーサルミルの水平ロール形状を設計しウェブ高
さの縮小圧延をすることが好ましい。（作用）次に、添付図面を参照して本発明をさらに具体的に説明する。Ｈ形鋼を例にとって説明するが、本発明がそれにのみ制限されるものではない。第13図(a)、(b)には、本発明にかかる圧延方法を実現するための圧延ラインの
一例を示している。まず、第13図(a)に示すように、本発明にかかる圧延方法に
よれば、ブレークダウン圧延機による圧延は従来法と同様に行えばよく、それに
より圧延素材をビームブランクにまで圧延する。その後の粗ユニバーサル圧延機
およびエッジャー圧延機を用いた中間圧延で、圧延素材は最終寸法に近いフラン
ジ幅、フランジ厚、ウェブ厚にまで仕上げられる。第13図(b)は２次粗ユニバー
サル圧延機を採用する圧延ラインを示す。このようにして得られた中間圧延形鋼は、２分割水平ロールと垂直ロールとか
らなる仕上ユニバーサル圧延機によりウェブ高さ(H₀)が調整される。つまり、垂
直ロール開度、可変水平ロール幅および開度を所定の値に設定することにより、
１パス当りウエブ厚の３倍の範囲内でＨ形鋼のウエブ高さの外寸法を自由に変更
できる。さらに、本発明の圧延方法によれば、上述の仕上ユニバーサル圧延機によるウ
エブ高さ縮小圧延を同様にして複数パス繰り返すことによって、素材ウエブ厚の
３倍を越える大幅なウエブ高さ縮小圧延も可能となる。但し、この場合において
は、１パス毎に垂直ロール開度、水平ロール開度の他に、水平ロール側面がクラ
ンジ内面に接触するように分割可変水平ロール幅を所定の値まで迅速に変更しう
るような機構を仕上ユニバーサル圧延機に必要とされる。第14図(a)〜(c)について説明すると、第14図(b)には、第10図の圧延機出口面(
D−D'断面)のウエブとフランジの結合部分（フィレット部）の拡大図を示すが、
本発明の圧延方法においては、ウエブ高さの縮小量が大きい場合には、前記仕上
げユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のｒ寸法（第14図のr₁）が該
圧延機入側の素材形状のｒ寸法（第14図のr₀）よりも大きいときに、第14図(c)
に示す如く、ロール間隙への材料の未充満により、フィレット部への線状疵が製
品に発生する可能性がある。従って第14図(a)に示すように、r₁≦r₀すなわち、
仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のｒ寸法は、粗ユニバーサ
ル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法を越えない値にすることが望ましい。
なおｒ寸法に代えて面取り寸法をC₁≦C₀に規定してもよい。ここで、C₀はURの水
平ロール側面外周端の面取り、C₁はUFの水平ロール側面外周端の面取りである。なお、平行フランジ溝形鋼の圧延時には、第７図に示す外コーナー部の突起部
72の生成が問題となるが、本発明の圧延方法によれば、第15図(a)に示すように
粗ユニバーサル圧延で生じたコーナー部の突起は、第15図(b)に示すように仕上
ユニバーサル圧延機において分割水平ロールの下ロール幅を垂直ロール間隔にセ
ットしておくことで解消し、外コーナー部の直角化が実現できる。また、必要に
より仕上ユニバーサル圧延機に先立って、エッジャー圧延機で外コーナー部の面
取りを行ってもよい。このように本発明によれば、非常に簡便にＨ形鋼などのフランジを有する形材
が圧延でき、例えば、JISに規定されたサイズのＨ形鋼のみの製造を考えた場合
、ユニバーサル粗ミルの水平ロールは33種類×２セット＝66セット必要であった
のが、ユニバーサル仕上げミルでウエブ高さを最大50mmまで制御できるとすると
、ユニバーサル粗ミルでは12種類の水平ロールで済み、42セットのロール保有数
削減となる。従来より同一シリーズのフランジ厚さの厚み違いサイズについて、Ｈ形鋼誕生
以来ウエブ高さ(H₀)の一定化の要望があったが、従来ロール保有数の増大とロー
ル替え回数の増大により、製造コストが大幅にアップするため困難があった。し
かし、上述のような本発明にかかる圧延方法により、仕上ユニバーサル圧延機に
おいてウエブ高さの外寸法が自由に調整可能となることから、同一シリーズのウ
エブ高さの外寸法一定化は極めて容易となる。以上は特にＨ形鋼について述べたが、平行フランジ溝形鋼についても事情は同
様である。すなわち、まず従来と同様、ブレークダウン圧延機により複数パスでチャンネ
ル状の粗形鋼片を圧延する。次に粗ユニバーサル圧延機において、水平ロールは
同一シリーズで厚みの最も薄いサイズにあわせたロール幅とする。つまり、最小
厚みサイズについてのみ従来の圧延と同じようにし、その他の厚いサイズについ
ては、粗ユニバーサル圧延機群で目標のウエブ高さ（外寸法＝粗ユニバーサル圧
延機水平ロール幅＋最小厚み×２）よりも大きい形状で圧延する。仕上ユニバー
サル圧延機においては、垂直ロール開度、分割可変水平ロール開度およびロール幅を所定の値に設定して、１パスまたは複数パスでウエブ高さ外寸法を目標値に
仕上げる。例えば厚みが20〜50mmまであれば、粗ユニバーサル圧延機の水平ロー
ル幅と仕上ユニバーサル圧延機の可変水平ロール幅は60mm異なってくることにな
る。また、本発明の圧延方法においては、前述の通り圧延材の先端部に通常トング
と称されるウエブ突出部が仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール間にまず第１に
噛込む限り、噛込みトラブル等の心配はないが、ウエブ高さの縮小量が特に大き
い等により噛込みトラブルが懸念される場合には、第９図において図示しない補
助駆動装置により垂直ロールを補助的に回転させる噛込み対策を施してもよい。なお、以上の説明は第13図(a)に示す圧延ラインでフランジを有する形材を製
造する場合を例にとったが、本発明の圧延方法はその趣旨を変更せぬ限りにおい
ては、ブレークダウン圧延〜中間圧延に関しては他のレイアウトの圧延ラインに
適用でき、例えば第13図(b)に示すような圧延ラインでフランジを有する形材を
製造する場合にも適用可能である。さらに、第16図には、本発明で用いる仕上ユニバーサル圧延機の分割可変水平
ロール100の拡大図を１例として示す。図中、明らかなように、水平ロール100は
軸方向に２つの部分101aおよび101bに２分割されている。ロール中央部内面にネ
ジ103a、103bが刻設されており、各々左ネジ、右ネジとなっている。一方、中心
軸104の中央部外面には、ロール内面ネジ103a、103bに噛合うネジ105a、105bが
刻設されている。また、ロール軸端部および中心軸端部には位置変更用の円板10
6、107がそれぞれ嵌合されており、軸受け108、109および軸方向位置決め装置11
0がそれぞれ設けられている。ロール幅変更のためには、中心軸の端部に設置された円板107に対してロール
軸端部円板106を回転すると中心軸ネジ105bとロール内面ネジ103bとによりロー
ル101bの軸方向位置が変わる。同時にロール101bの回転は軸方向に摺動可能な連
結ピン112を介してロール101aに伝達され、ロール101bと同様に同じ距離だけ反
対軸方向に移動させることができる。位置決め後に円板106、107を連結ピン120
で止めることにより位置が固定される。図示例ではロール位置変更用円板106の
駆動は手動であるが、駆動装置を付けることによって遠隔操作も可能となる。また、第16図の水平ロールは図示しない駆動軸を中心軸104の左端に連結する
ことで駆動するようになっている。ところで、すでに述べたように、水平ロールの幅を可変とすることなく、垂直
ロールの開度を変更するだけでも、数十mmの範囲内でＨ形鋼のウェブ高さの外寸
法を自由に変更できる。したがって、仕上ユニバーサル圧延機を二段に設け、その一方を２分割幅可変
タイプとしてもよい。第17図は本発明にかかる熱間圧延方法を実施する別の圧延ラインを示す略式説
明図である。なお、第17図の圧延ラインにおいては、第１の仕上げユニバーサル圧延機(UF1
)96を粗ユニバーサル圧延機92とエッジャー圧延機94の下流に隣接し、UR-E-UF1
の形で配置したが、UF1ミルを中間圧延群(UR-E)の下流側に離して設置してもよ
い。また中間圧延機群はUR-E配置にこだわらず、UR-E-URのほかURとEを交互に複
数スタンドタンデム配置したものでもよい。以上のようにUF1で、フランジ内部面を該ユニバーサル圧延機96の水平ロール
側面に接することなく、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下することにより
、１パスもしくは複数パスでウェブ高さの縮小圧延を行った後に、圧延材は第17
図に示す第２仕上げユニバーサル圧延機(UF2)98に送られる。 UF2ミルは、ロール軸方向の位置が可変となる機構を有する２分割水平ロール
からなり、ここで圧延材は１パスでウェブ高さを縮小することなく整形圧延され
るか、あるいは１パスもしくは複数パスでウェブ高さ外寸法の縮小圧延がなされ
、最終目標寸法に仕上げられる。このUF2における複数パスによるウェブ高さ縮
小圧延の際には、少なくとも最終パスを除く途中パスでUF1におけるウェブ高さ
縮小圧延に同じく、水平ロール側面をフランジ部内面に接することなく、垂直ロ
ールでフランジ部外面を圧下する方法と、他方２分割水平ロールの幅を１パス毎
に所定の値に調整し、フランジ内面が該水平ロール側面に接触するまで垂直ロー
ルでフランジ外面を圧下する方法の２通りがある。後者の方が、前者の方法に比
較して圧延材の整形性に優れており、製品の寸法精度が向上する反面、各パス毎
に分割水平ロールの幅調整を迅速に行う必要があり、然るべき幅調整機構が必須と
なる。以上に述べた本発明にかかるフランジを有する形材の圧延方法を圧延ラインに
従って簡略化して示したのが第17図の下方の圧延工程フローである。図中の○印
は空パス（ロールギャップを開いて通す）であり、●印は圧延パスを示す。本発
明の場合は、第17図に示すように主に３通りの工程フローが考えられ、各々のフ
ローをCASEＩ、CASEII、CASEIIIとして示している。ここでCASEII、CASEIIIに記
すｎ、ｍは、ともに３以上の奇数を指している。以上は、特にＨ形鋼について述べたが、平行フランジ溝形鋼についても事情は
同様である。すなわち、まず従来と同様、ブレークダウン圧延機90により複数パスでチャン
ネル状の粗形鋼片を圧延する。次に粗ユニバーサル圧延機92において、水平ロー
ルは同一シリーズで厚みの最も薄いサイズにあわせたロール幅とする。つまり最
小厚みサイズについてのみ従来の圧延と同じようにし、その他の厚いサイズにつ
いては、URミル群において目標のウェブ高さ外寸法よりも大きい形状で圧延する
。次いで、第１のユニバーサル仕上圧延機96においては、水平ロール幅を一番厚
みの厚いサイズにあわせたロール幅とする。而してUF1ミルにおいて、垂直ロー
ルの圧下量に応じて１パスまたは複数パスでウェブ高さ外寸法を製品のそれに等
しいか、もしくは近い値にまで縮小する。その後に、第２の仕上げユニバーサル
圧延機(UF2)98でもって、１パスでの整形圧延また１パスもしくは複数パスでの
ウェブ高さ縮小圧延を行い製品寸法形状に仕上げられる。さらに第18図には、本発明の別の実施態様として考えられるフランジを有する
形材の圧延ラインを示した。この圧延ラインの特徴は、前述の第１の仕上げユニ
バーサル圧延機を第２の仕上げユニバーサル圧延機の上流側に隣接配置し、UF1
−UF2のタンデムレバース圧延を可能にした点にある。第18図の圧延ラインにお
いては、ブレークダウン圧延機90、粗ユニバーサル圧延機92、およびエッジャー
圧延機94を通じて圧延素材は最終寸法に近いフランジ幅、フランジ厚、ウェブ厚
に仕上げられ、これらの工程は第17図の粗圧延におよび中間圧延工程と同じであ
る。このようにして得られた中間圧延形鋼は、第１の仕上ユニバーサル圧延機 (UF1)96でフランジ部内面を該ユニバーサル圧延機96の水平ロール側面に接する
ことなく、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下することにより１パスもしく
は複数パスでウェブ高さの縮小が行われる。その後、引続き下流に位置する第２
の仕上ユニバーサル圧延機(UF2)98でウェブ高さを縮小することなく１パスでの
整形圧延あるいはウェブ高さ外寸法の１パスでの縮小が行われ最終目標寸法に仕
上げられる。以上の圧延工程フローを第18図の下方に各々CASEＩ、CASEIIとして示す。さら
に同図にCASEIIIとして示したように、UF1でのウェブ高さ外寸法縮小圧延とUF2
でのウェブ高さ縮小圧延とを連続し、かつレバースさせて行い、高能率圧延を実
現することも可能である。ここでｎは３以上の奇数、ｍは２以上の整数である。第18図の場合についても、UF2における複数パスによるウェブ高さ縮小圧延の
際には、少なくとも最終パスを除く、途中パスでUF1におけるウェブ高さ縮小圧
延に同じく、水平ロール側面をフランジ部内面に接することなく、垂直ロールで
フランジ部外面を圧下する方法と、２分割水平ロールの幅を１パス毎に所定の値
に調整し、フランジ内面が該水平ロール側面に接触するまで垂直ロールでフラン
ジ外面を圧下する方法の２通りがある。これら両方法の各々のメリット、デメリ
ットについては既に述べた通りである。なお、第18図に示す圧延ラインにおいて
も、中間圧延機群はUR-E配置にこだわらず、UR-E-URの他にURとEを交互に複数ス
タンドタンデムに配置することが可能で、本発明の趣旨に反するものではない。以上の第17図の圧延ラインによる本発明にかかる熱間圧延方法と第18図の圧延
ラインによる本発明にかかる熱間圧延方法を比較した場合、圧延能率の面から見
ればウェブ高さ外寸法の縮小量が大きいほど後者の方法が優れていると言える。
一方、前者の圧延方法においては、UF1に前置するエッジャー圧延機をウェブ高
さに応じて自在にロール幅を変更しうる構造に改造し（例えば特開昭63-303604
号参照）、かつUF1でのウェブ高さ縮小圧延のパス毎に形材のフランジ幅方向の
拘束を行うことにより、フランジ幅の寸法精度向上が図れるほか、ウェブの中心
偏りも防止できるといった利点がある。第18図に示す例にあっても、本発明にかかるフランジを有する形材の熱間圧延
方法において、粗ユニバーサル圧延機92、第１の仕上げユニバーサル圧延機96、第２の仕上げユニバーサル圧延機98の水平ロール側面外周端のｒ寸法またはＣ寸
法を各々r₀、r₁、r₂あるいはc₀、c₁、c₂とするとき、r₂≦r₁≦r₀の関係もしくは
c₂≦c₁≦c₀の関係を満足させることが望ましい。実施例１本実施例では、第13図(a)に示す圧延ラインでＨ形鋼および平行フランジ溝形
鋼の圧延を行った。H450×300シリーズの圧延ラインにおいて、本発明方法を適
用してH400×300シリーズの製品を製造する場合を例にとり説明する。まず、ブレークダウン圧延機80においては、CCブルーム、スラブ等の圧延素材
を加熱後、複数パスでＨ形鋼の形状に近いビームブランクに圧延する。次に、水
平ロール幅404mmの粗ユニバーサル圧延機82とエッジャー圧延機84からなる粗ユ
ニバーサル圧延機群においてH450×300シリーズの中間圧延を行う。このときの水平ロール側面テーパは、従来の仕上げ圧延機の場合と同じ0.3°
にしておく。また当該水平ロール側面外周端ｒ寸法(＝ｒ₀)は13mmとする。サイ
ズH450×300のＨ形鋼を圧延する場合は、ここで仕上圧延を行ってしまい、仕上
げユニバーサル圧延機86は空パスとする。次に、同一圧延ラインでH400×300シリーズを圧延する際は、前記中間圧延に
おいてウエブ厚、フランジ厚、フランジ幅を所定の値に変更したのち、仕上ユニ
バーサル圧延機86にて３パスでウエブ高さを約50mm縮小し製品とする。このとき
の仕上げユニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法（＝r₁）は13mmと
する。このシリーズにはH386×299×9/14、H390×300×10/14の２サイズがあるが、
以上からも明らかのように、ユーザーの要望に応じて公称寸法のH400×299×9/1
4、H400×300×10/16とすることは容易である。また、ウエブ高さが400〜450mm
の間であれば、ウエブ高さは自由に変更しうる。400mm以下、450mm以上について
も同様のウエブ高さの調整が可能である。実施例２実施例１の圧延ラインを用いた平行フランジ溝形鋼の製造において、本発明の
圧延寸法を適用してウエブ高さ外寸法一定の製品を実現する場合につき説明する
。例として500×250の場合、厚みは13〜50mmとした。粗ユニバーサル圧延機82 の水平ロール幅は474mmとし、ロール側面テーパ角は0.3°と従来の仕上げユニバ
ーサル圧延機のそれと同一にした。また当該水平ロール側面外周端のＣ寸法(＝
Ｃ₀)は15mmとする。このときのエッジャー圧延機84のロール孔型は、フランジ、
ウエブの外コーナーが直角となるようにした。最小厚の13mmサイズの場合は、仕
上ユニバーサル圧延機86ではウエブ高さの縮小を行わず、整形圧延のみとした。
このときの仕上げユニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のＣ寸法(＝Ｃ₁)
は15mmとする。中間厚みの30mmサイズの場合、粗ユニバーサル圧延機群における仕上寸法は、
フランジ厚30mm、ウエブ厚30mm、ウエブ高さ外寸法は534mmとした。次に仕上ユニバーサル圧延機86においては、垂直ロール開度を500mm、可変水
平ロールの上ロール幅を440mm、下ロール幅を500mmとし、ウエブ高さ外寸法を１
パスで34mm縮小し、同時にフランジの角度修正を行うとともにウエブの平坦化、
コーナーの直角化を行った。さらに最大厚みサイズ50mmについては、粗ユニバーサル圧延機群放し寸法をフ
ランジ厚50mm、ウエブ厚50mm、ウエブ高さ外寸法を574mmとした。これを仕上ユ
ニバーサル圧延機86において３パスでウエブ高さ外寸法を500mmとすると同時に
、フランジの角度修正とウエブの平坦化、コーナーの直角化を行った。このようにして、製造された一連の平行フランジ溝形鋼の形状を第19図に示す
。ウエブ高さ外寸法は500mmと一定とし、フランジ厚さを順次変更することが可
能であるのが分かる。実施例３ (1)H400×200シリーズＨ形鋼のウエブ高さ外寸法一定化への本発明の適用例連続鋳造ブルーム（300mm厚×670mm幅）を加熱炉において1250℃にで加熱した
。次いで、第13図(a)に示すように、ロール孔型をもつブレークダウン圧延機80
で17パスのレバース圧延を行い、ウエブ厚40mmのビームブランクを造形した。H4
00×200シリーズのJIS規格では、H396×199×7/11、H400×200×8/13、H404×20
1×9/15の３シリーズがあり、すべてウエブ高さ内寸法は374mmである。粗ユニバーサル圧延機82の水平ロール幅は従来より大きく378mmとし、また当
該水平ロール側面外周端のr寸法(＝r₀)は12mmとした。７パスで各サイズとも上記寸法に近い形状とした。ただし、UR-Eミル群ではフランジは５°のテーパを
持っていた。次いで、幅可変水平ロールを有する仕上ユニバーサル圧延機86では
各サイズ別にユニバーサル水平ロール幅をオンラインで変化させた。またこのと
きの仕上げユニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のr寸法(＝r₁)は８mmと
した。H396×199×7/11では、該水平ロール幅を378mmとし、フランジを起こすの
みでウエブ高さ外寸法の縮小はせず、H400×199×7/11に仕上げた。またH400×2
00×8/13のサイズについては、仕上ユニバーサル圧延機86の水平ロール幅は37mm
とし、ウエブ高さを４mm縮小すると同時にフランジを起こしH400×200×8/13の
製品とした。次いで、H404×201×9/15では上記水平ロール幅を370mmとし、ウエ
ブ高さを８mm縮小すると同時にフランジを起こしH400×201×9/15とした。以上
の方法で得られたウエブ高さ外寸法一定Ｈ形鋼の形状、寸法を第20図に示す。な
お、粗ユニバーサル圧延機82、仕上ユニバーサル圧延機86の各水平ロール幅許容
摩耗量は、仕上ユニバーサル圧延機86の水平ロール幅可変機構導入により、従来
の６mm程度から10mm以上となり、ロール原単位が大幅に向上した。 (2)H900×300シリーズＨ形鋼のウエブ高さ外寸法一定化への本発明の適用例このシリーズは、H890×299×15/23〜H918×303×19/37まで４サイズある。そ
こで粗ユニバーサル圧延機82の水平ロール幅を従来の844mmから854mmと広くし、
ブレークダウン圧延機放しビームブランク材のウエブ高さ内寸法も従来より10mm
広くしておく。H890×299×15/23サイズの場合は、粗ユニバーサル圧延機放しの
ウエブ高さ外寸法は854＋23＋23＝900(mm)であり、仕上ユニバーサル圧延機86で
は可変水平ロール幅を854mmとし、ウエブ高さ縮小は行わず整形圧延を行い製品
とする。またH918×303×19/37の場合は、粗ユニバーサル圧延機放しのウエブ高
さ外寸法は854＋37＋37＝928(mm)であり、仕上ユニバーサル圧延機86では可変水
平ロール幅を826mmとし、１パスでウエブ高さ外寸法を28mm縮小してH900×303×
19/37を製造できた。なお、粗ユニバーサル圧延機82の水平ロール側面外周端のｒ寸法（＝r₀）は30
mmとし、仕上ユニバーサル圧延機86の水平ロール側面外周端のｒ寸法（＝r₁）は
28mmとすることで、得られた製品のフィレット部には線状疵などの不良が見られ
ず、品質良好であった。実施例４本発明方法をH400×200シリーズＨ形鋼の熱間圧延に適用し、ウェブ高さ外寸
法一定化を図った例を以下に記す。本実施例では、第17図に示す圧延ラインで圧
延を行った。まず、連続鋳造ブルーム(300mm厚×670mm幅)を加熱炉において1250℃にまで加
熱した。次いでロール孔型をもつブレークダウン圧延機90で17パスのレバース圧
延を行い、ウェブ厚40mmのビームブランクを造形した。H400×200シリーズのJIS
規格では、H396×199×7/11、H400×200×8/13、H404×201×9/15の３シリーズ
があり、すべてウェブ高さ内寸法は374mmである。粗ユニバーサル圧延機(UR)92の水平ロール幅は、本発明方法によれば目標ウェ
ブ高さ外寸法H₁からシリーズ内の最小フランジ厚t_{f min}の２倍を差し引いた値、
すなわち400−２×11＝378(mm)に等しくしておけばよい。但し、本実施例では、
水平ロール側面の摩耗を考慮して６mm上乗せし、該水平ロール幅を384mmとした
。次に、第１の仕上げユニバーサル圧延機(UF1)96の水平ロール幅は、目標ウェ
ブ高さ外寸法H₁からシリーズ内の最大フランジ厚t_{f max}の２倍を差し引いた値、
すなわち400−２×15(mm)に等しくしておけばよく、本ロールにあつては側面の
摩耗はさほど生じないと考えられるため、本実施例では370mmとした。上記ビームブランクからH400×199×7/11を製造する場合、粗ユニバーサル圧
延機(UR)94で７パスでウェブ厚7.5mm、フランジ厚11mm、ウェブ高さ外寸法＝406
mmにまで造形しておく。ここでUR-Eミル群では、フランジは５°テーパを持って
いる。次いで第１仕上ユニバーサル圧延機(UF1)96でウェブ高さ外寸法を400mmま
で６mm縮小圧延を行った。そして第２仕上ユニバーサル圧延機(UF2)98では、ウ
ェブ高さの縮小は行わず、ウェブ厚の均一化およびフランジとウェブの直角度の
矯正を主目的とした整形圧延を行い製品とした。以上の工程を模式的に示したの
が第21図(a)である。さらに同圧延ラインでH400×201×9/15サイズの製造を行う方法を第21図(b)に
示すが、この場合は粗ユニバーサル圧延機(UR)でウェブ厚9.5mm、フランジ厚15m
m、ウェブ高さ外寸法414mmにまで造形しておく。そして、UF1でウェブ高さ外寸
法を８mm縮小し406mmとし、さらにUF2でウェブ高さを６mm縮小し製品とした。以上の寸法で得られたウェブ高さ外寸法一定Ｈ形鋼の形状、寸法を第22図に示
す。なお、粗ユニバーサル圧延機、および第１の仕上ユニバーサル圧延機の水平
ロール幅許容摩耗量は、第２の仕上ユニバーサル圧延機(UF2)の水平ロール幅可
変機構導入により、従来の６mm程度から10mm以上となり、ロール原単位が大幅に
向上した。実施例５本発明方法をH900×300シリーズＨ形鋼の熱間圧延に適用し、ウェブ高さ外寸
法一定化を図った例を以下に記す。本実施例についても第17図に示す圧延ライン
で圧延を行った。このシリースでは、H890×299×15/23〜H918×303×19/37まで４サイズある。
そこで粗ユニバーサル圧延機(UR)92の水平ロール幅は従来の844mmから860mm（＝
目標ウェブ高さ外寸法900mm−２×最小フランジ厚23mm＋摩耗補正６mm）と広く
し、ブレークダウン圧延機放しビームブランク材のウェブ高さ内寸法も従来より
16mm広くしておく。また第１の仕上ユニバーサル圧延機(UF1)96の水平ロール幅
は826mm（＝目標ウェブ高さ外寸法900mm−２×最大フランジ厚37mm）にしておく
。第20図(a)に示すように、H900×299×15/23を製造する場合、粗ユニバーサル
圧延機(UR)でウェブ厚15.5mm、フランジ厚23mm、ウェブ高さ外寸法906mmに造形
しておき、第１の仕上ユニバーサル圧延機(UF1)でウェブ高さ外寸法を６mm縮め
て900mmとし、第２の仕上ユニバーサル圧延機(UF2)では整形圧延のみ行って製品
に仕上げた。また第23図(b)に示すように、H900×300×19/37を製造する場合に
は、粗ユニバーサル圧延機(UR)でウェブ厚20.5mm、フランジ厚37mm、ウェブ高さ
外寸法934mmに造形しておく。そして続く仕上ユニバーサル圧延機(UF1)では３パ
スでウェブ高さ外寸法を28mm縮めて最終ウェブ高さ外寸法を906mmとする。さら
に仕上ユニバーサル圧延機(UF2)では１パスでウェブ高さ外寸法を６mmに縮小し9
00mmとし、製品形状・寸法に仕上げられた。実施例６ H450×300シリーズの圧延ラインにおいて、本発明方法を適用してH400×300シ
リーズの製品を製造する場合を例にとり以下に説明する。まず、第17図に示す圧延ラインを使用してＨ形鋼の圧延を行った。ブレークダ
ウン圧延機90においては、CCブルーム、スラブ等の素材を加熱後、複数パスでＨ
形鋼の形状に近いビームブランクに圧延する。次に水平ロール幅404mmの粗ユニ
バーサル圧延機(UR)とエッジヤ圧延機からなる中間圧延機群において、H450×30
0シリーズの中間圧延を行う。このときの水平ロールの側面テーパは従来通り５
°とした。H450×300シリーズのＨ形鋼を圧延する際は、上記中間圧延で製品に
近い形状・寸法に造形されたのち、仕上ユニバーサル圧延機(UF1)でフランジ面
が起こされ、さらに仕上ユニバーサル圧延機(UF2)で所定の形状・寸法に整形圧
延されて製品となる。次に同じ圧延ラインでH400×300シリーズを圧延する場合、例えばH386×297×
9/14サイズの製造を行う場合には、第24図(a)に示すように粗ユニバーサル圧延
機(UR)でウェブ厚10.5mm、フランジ厚14mm、ウェブ高さ外寸法432mmに造形する
。しかるのちに仕上ユニバーサル圧延機(UF1)で３パスで、各パス毎に10mmずつ
ウェブ高さの縮小を行い、ウェブ高さ外寸法を402mmとする。さらに、仕上ユニ
バーサル圧延機(UF2)では１パス、２パス目で各々８mmずつウェブ高さの縮小を
行い、最終３パス目で整形圧延を行って製品に仕上げる。第24図(a)の場合は、
仕上ユニバーサル圧延機(UF2)の１パス目ではフランジ内面と水平ロール側面と
は接していない圧延を行っている。第24図(b)も第24図(a)と同様にH386×297×9
/14サイズのＨ形鋼を圧延する工程を示しているが、本実施例では仕上ユニバー
サル圧延機(UF2)の分割水平ロール幅の調整を行って、１パス目からフランジ内
面を水平ロール側面に接触させるようにしているのが特徴である。さらにまた本実施例を第18図の圧延ラインで実現した場合につき以下に記す。ブレークダウン圧延(BD)〜粗ユニバーサル圧延機(UR)(エッジャ圧延機)までは
前述の実施例と同様の工程で中間圧延を行ったのち、第18図のUF1−UF2のタンデ
ムミルで３パス圧延でウェブ高さ外寸法の縮小および整形が行われる。本工程を
第24図(c)および第24図(d)に示す。両者とも１パス、２パス目でウェブ高さを18
mm(UF1で10mm、UF2で８mm)縮小し、３パス目では仕上ユニバーサル圧延機(UF1)
でのウェブ高さ縮小圧延後、仕上ユニバーサル圧延機(UF2)での整形工程を経て
製品の寸法、形状に仕上げられた。但し、第24図(c)の場合は、仕上ユニバーサル圧延機(UF2)の水平ロール幅が最終パスの幅358mmに初期設定したままで一定
なのに対し、第24図(d)の場合は該水平ロール幅を各パス毎に所定の値に調整し
、圧延材のフランジ内面が水平ロール側面に接触するようにした点で両者は異な
っている。実施例７本実施例では、第17図の圧延ラインによって本発明を実施し、平行フランジ溝
形鋼を製造した。例として500×250の場合、厚みは13〜50mmとした。粗ユニバーサル圧延機（UR
）92の水平ロール幅は480mm(＝目標ウェブ高さ外寸法500mm−２×最小フランジ
厚13mm＋ロール幅摩耗代６mm)とした。ここで７パスにより、フランジ厚を13mm
、ウェブ厚を13.5mmとし、ウェブ高さ外寸法を506mmとした。このときの水平ロ
ールの側面テーパは0.3°であり、従来の仕上げユニバーサルミルのそれと同じ
である。最小厚の13mmサイズの場合、仕上ユニバーサル圧延機(UF1)でウェブ高
さ外寸法を６mm縮小し500mmとした後、仕上ユニバーサル圧延機(UF2)でウェブ厚
の均一化およびフランジとウェブの直角化、さらにはコーナの直角化を目的とす
る整形圧延を実施し製品とした。第25図(a)にこの時の工程の概略を示す。次に、中間厚みの30mmサイズの場合、URミル群における仕上寸法は、フランジ
厚30mm、ウェブ厚31.5mm、ウェブ高さ外寸法540mmである。この材料を仕上ユニ
バーサル圧延機(UF1)において３パスで40mmのウェブ高さ縮小圧延を行い、最終
ウェブ高さ外寸法を500mmとする。さらに、次の仕上ユニバーサル圧延機(UF2)で
は、水平ロール上幅を440mm、下幅を500mmに設定し、整形圧延を行い製品に仕上
げた。13mmサイズの場合と同様に、フランジはロールに材料が接するのみであり
、またウェブはとくにフィレット部と外コーナ部中心に軽圧下することで平坦化
された。以上の圧延工程の概要を第25図(b)に示す。さらに、最大厚みサイズ50mmについては、粗ユニバーサル圧延機(UR)による圧
延後の寸法をフランジ厚50mm、ウェブ厚＝51.5mm、ウェブ高さ外寸法を580mmと
した。これを仕上ユニバーサル圧延機(UF1)で３パス圧延でウェブ高さ60mmの縮
小を行い、次いで仕上ユニバーサル圧延機(UF2)でも２パスでウェブ高さ20mmの
縮小を行い、最終パスで整形圧延を行って製品に仕上げた。なお、仕上ユニバーサル圧延機(UF2)では、ウェブ高さの圧下の際には各パス毎に水平ロール幅の調
整を行い、フランジ内面が水平ロール側面に接するようにした。第25図(c)参照
。このようにして製造された一連の平行フランジ溝形鋼の形状を第26図に示す。
ウェブ高さ外寸法は500mmの一定とし、フランジ厚さを順次変更することが可能
であることが分かる。なお、本例のような溝形鋼の圧延においても、第18図の圧延ラインによって本
発明を実施し、上記実施例と同様のウェブ高さ外寸法の等しい製品を得ることが
可能であることは言うまでもない。（発明の効果）以上、詳述したように、本発明によれば１種類のロールで同一シリーズの平行
フランジ形鋼等フランジを有する形材のウェブ高さ外寸法を一定化することが可
能となる。また、溝形鋼に従来見られた外コーナの突起部が解消され、外コーナを直角に
することが可能となり、かつ規格外のサイズについても低コストで製造可能とな
る。さらにまた、本発明によれば、粗ユニバーサル圧延機の水平ロール幅に制約さ
れることなく、自由なウェブ高さのＨ形鋼や溝形鋼などが同一圧延チャンスで同
一ロールで製造でき、ロール保有数の大幅削減、ロール原単位の大幅向上が実現
できる。

【図面の簡単な説明】第１図(a)および第１図(b)は、各々Ｈ形鋼、平行フランジ溝形鋼の各部の名称
説明図；第２図は、従来の平行フランジ形鋼の圧延ミルレイアウト；第３図は、従来法の粗ユニバーサルミルの圧延の様子の説明図；第４図は、従来法のエッジャーミルの様子の説明図；第５図は、従来法のユニバーサル仕上ミルの圧延の様子の説明図；第６図および第７図は、各々Ｈ形鋼および平行フランジ溝形鋼の現状の製品寸
法体系の説明図；第８図は、従来法によるユニバーサル仕上ミルの圧延の様子を
示す説明図；第９図は、本発明にかかる方法によるＨ形鋼の圧延の様子を示すそれぞれ略式説明図；第10図(a)〜(e)は、各々本発明にかかる分割水平ロールを有する仕上ユニバー
サル圧延機での圧延の様子を説明する略式断面図；第11図は、ウエブ座屈の様子の略式説明図；第12図は、本発明にかかる方法によるウエブ高さ圧下量限界を示すグラフ；第13図(a)および(b)は、本発明にかかる方法を実施する圧延ラインの説明図；第14図(a)〜(c)は、仕上ユニバーサル圧延機によるウエブ連結部のフィレット
疵発生状況の略式説明図；第15図(a)および(b)は、それぞれ粗ユニバーサル圧延機および仕上ユニバーサ
ル圧延機によるコーナ圧延の様子の説明図；第16図は、本発明で用いる仕上げユニバーサル圧延機の幅可変タイプ水平ロー
ルの説明図；第17図および第18図は、本発明の別の変更例の圧延ラインレイアウトと圧延工
程フロー図；第19図および第20図は、実施例によって製造されたそれぞれ溝形鋼およびＨ形
鋼の成品寸法体系の説明図；第21図(a)および(b)は、実施例におけるＨ形鋼の圧延の様子の略式説明図；第22図は、実施例によって製造されたＨ形鋼の形状寸法の説明図；第23図(a)および(b)、ならびに第24図(a)ないし第24図(d)、および第25図(a)
ないし(c)は、本発明の実施例における圧延工程説明図；および第26図は、本発明の実施例で得られた平行フランジ溝形鋼の製品寸法体系の説
明図である。 80,90: ブレークダウン圧延機 82,92: 粗ユニバーサル圧延機 84,94: エッジャー圧延機 86 : 仕上ユニバーサル圧延機（２分割可変水平ロール） 96 : 第１仕上ユニバーサル圧延機 98 : 第２仕上ユニバーサル圧延機（２分割可変水平ロール）

Claims

【特許請求の範囲】 (1) ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および
仕上ユニバーサル圧延機を経て行うフランジを有する形材の熱間圧延方法におい
て、前記仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール幅を２分割し、オンラインで幅調
整可能な構造とし、フランジ部内面を該水平ロール側面に接するようにして、該
仕上ユニバーサル圧延機における複数パスのレバース圧延によって１パス当たり
のウエブ高さの縮小量をウエブ厚さの３倍以下としてウエブ高さの縮小を行い、
少なくとも最終パスにおいてフランジ厚さを未圧下とすることを特徴とするフラ
ンジを有する形材の熱間圧延方法。 (2) ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および
仕上ユニバーサル圧延機を経て行うフランジを有する形材の熱間圧延方法におい
て、前記仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール幅を２分割し、オンラインで幅調
整可能な構造とし、フランジ部内面を該水平ロール側面に接するようにして、１
パス当たりのウエブ高さの縮小量をウエブ厚さの３倍以下として該仕上ユニバー
サル圧延機における１パスの圧延によってウエブ高さの縮小を行い、前記仕上ユ
ニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のｒ寸法を粗ユニバーサル圧延機
の水平ロール側面外周端のｒ寸法を越えない値にするか、または前記仕上ユニバ
ーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のＣ寸法を粗ユニバーサル圧延機の水
平ロール側面外周端のＣ寸法を越えない値にすることを特徴とするフランジを有
する形材の熱間圧延方法。 (3) 前記仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のｒ寸法を粗ユニ
バーサル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法を越えない値にするか、または
前記仕上ユニバーサル圧延機の分割水平ロール側面外周端のＣ寸法を粗ユニバー
サル圧延機の水平ロール側面外周端のＣ寸法を越えない値にすることを特徴とす
る請求項１記載のフランジを有する形材の熱間圧延方法。 (4) 前記仕上ユニバーサル圧延機の垂直ロールを補助駆動とすることを特徴とする請求項１または２記載のフランジを有する形材の熱間圧延方法。 (5) ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機および仕
上ユニバーサル圧延機を経て行うフランジを有する形材の熱間圧延方法において
、第１および第２の仕上ユニバーサル圧延機を設け、エッジャー圧延後の被圧延
材を固定幅の水平ロールを有する第１の仕上ユニバーサル圧延機で圧延する際に
、フランジ部内面を該仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール側面に接することな
く、垂直ロールによりフランジ部外面を圧下することにより、１パスもしくは複
数パスでウェブ高さの縮小圧延を行う工程と、またはロール軸方向の位置が可変
の２分割水平ロールからなる第２の仕上ユニバーサル圧延機で、１パスでの整形
圧延または１パスもしくは複数パスでウェブ高さの縮小圧延を行う工程と、また
はこれら両工程の組合せからなる工程を経ることを特徴とするフランジを有する
形材の熱間圧延方法。 (6) 前記第２の仕上ユニバーサル圧延機の２分割水平ロールの側面を少なくとも
最終パスを除く途中パスにおいてはフランジ部内面に接することなく、垂直ロー
ルによりフランジ部外面を圧下することを特徴とする請求項５に記載のフランジ
を有する形材の熱間圧延方法。 (7) 前記第２の仕上ユニバーサル圧延機の２分割水平ロールの幅を１パス毎に所
定の値に調整し、フランジ内面が該水平ロール側面に接触するまで垂直ロールに
よりフランジ外面を圧下することを特徴とする請求項５に記載のフランジを有す
る形材の熱間圧延方法。 (8) 前記粗ユニバーサル圧延機、第１の仕上ユニバーサル圧延機、第２の仕上ユ
ニバーサル圧延機の水平ロール側面外周端のｒ寸法またはｃ寸法を各々r₀、r₁、
r₂あるいはc₀、c₁、c₂とするとき、r₂≦r₁≦r₀またはc₂≦c₁≦c₀の関係を満足さ
せることを特徴とする請求項５、６または７記載のフランジを有する形材の熱間
圧延方法。