JP2720750B2 - Ｈ形鋼の圧延機列 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば建築、土木等の
分野において用いられるＨ形鋼の圧延機列に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｈ形鋼の熱間圧延は、図10に示
すように、ブレークダウン圧延機10と、粗ユニバーサル
圧延機11及びエッジャー圧延機12からなる中間圧延機群
15と、仕上ユニバーサル圧延機13とを組み合わせて行わ
れている。ここでは、スラブ、矩形鋼片、Ｈ形鋼片等の
被圧延材をブレークダウン圧延機10で所定の形状に粗造
形した後、粗ユニバーサル圧延機11によるフランジ厚及
びウエブ厚の圧下及びエッジャー圧延機12によるフラン
ジ幅の圧下からなる複数パスの中間圧延を経て、仕上ユ
ニバーサル圧延機13において１パスでＨ形鋼製品を得て
いる。

【０００３】この圧延工程では、図11に示すように、粗
ユニバーサル圧延機11においてＨ形鋼のウエブ２が水平
ロール20で圧下され、フランジ1a、1bが垂直ロール21で
テーパを付けて圧下される。ついで、エッジャー圧延機
12のエッジャーロール22で各フランジ1a，1bの上下端部
が圧下され、さらに、粗ユニバーサル圧延機11とエッジ
ャー圧延機12とによる圧下が交互に繰り返される。最後
に仕上ユニバーサル圧延機13の水平ロール23と垂直ロー
ル24との協同によってフランジ1a，1bが起こされる。

【０００４】また、特公昭50−21984 号には、図12に示
すように、ブレークダウン圧延機10と、２基の粗ユニバ
ーサル圧延機11、14とその間に配置されたエッジャー圧
延機12とを同時噛み込み可能に串型に近接して配置した
中間圧延機群と、仕上ユニバーサル圧延機13とを組み合
わせた高能率なＨ形鋼の圧延機列が開示されている。こ
こでは、図13に示すように、ブレークダウン圧延機10で
粗造形された被圧延材に対して粗ユニバーサル圧延機1
1、エッジャー圧延機12、粗ユニバーサル圧延機14の間
で可逆複数パス圧延が行われ、最後に、仕上ユニバーサ
ル圧延機でＨ形鋼製品に圧延される。

【０００５】さらに、図14に示すように、粗ユニバーサ
ル圧延機14の代わりに仕上ユニバーサル圧延機13を配置
した高能率なＨ形鋼の圧延機列も知られている。ここで
は、図15に示すように、ブレークダウン圧延機10で粗造
形された被圧延材に対して粗ユニバーサル圧延機11、エ
ッジャー圧延機12、仕上ユニバーサル圧延機13の間で可
逆複数パス圧延が行われ、仕上ユニバーサル圧延機13の
最終パスでＨ形鋼製品に圧延される。

【０００６】図10に示した前者のＨ形鋼の圧延機列で
は、中間圧延工程において、奇数パスで粗ユニバーサル
圧延、エッジャー圧延の順に、偶数パスでエッジャー圧
延から粗ユニバーサル圧延の順に圧延が行われる。この
ため、トータルの粗ユニバーサル圧延パス回数と、エッ
ジャー圧延パス回数とは常に同じである。

【０００７】一方、図12、図14に示した後者の２種の高
能率のＨ形鋼の圧延機列では、中間圧延工程において、
奇数パス偶数パスのいずれも粗ユニバーサル圧延、エッ
ジャー圧延、粗ユニバーサル圧延の順に圧延が行われ
る。このため、トータルの粗ユニバーサル圧延パス回数
と、エッジャー圧延パス回数とは、常に２：１の比率に
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、後者の圧延
機列ではユニバーサル圧延機の台数が前者に比べて２倍
になったことで前者に比べて２倍の圧下量にできる。従
って高効率化を図るため、トータルの圧延パス回数を削
減しようとすれば、エッジング回数は、圧延パス回数に
応じて減少することになる。このため、被圧延材のフラ
ンジ幅を所定の寸法に仕上げるために１パス当たりのエ
ッジング量（複数パス幅圧下量）を増やさなければなら
ない。エッジング量を増やすと図16に示すようなフラン
ジ１の倒れや座屈を誘発しやすくなり、被圧延材の全長
にわたって均一なフランジ幅に仕上げることが困難にな
る。このため、主に圧延トップやボトムでの製品寸法の
公差外れが生じやすくなる。また、エッジング時のフラ
ンジの倒れや座屈が上下左右で異なる場合には、製品に
ウエブ中心偏りとなって残ることが多くみられる。

【０００９】以上のように、従来の後者の圧延機列で
は、十分なフランジ幅の制御が行えないのが現状であ
る。このため、圧延パス回数を削減できないほか、無理
に圧延パス回数を削減しようとすると、エッジング圧延
時に被圧延材のフランジを限界以上に強圧下せざるを得
なくなり、フランジの倒れや座屈を招いて製品のフラン
ジ幅変動やフランジ波打ち不良またはウエブ中心偏りを
発生させる。

【００１０】しかし、現在ユーザーのＨ形鋼の形状・寸
法に対する要求はますます厳しくなっており、溶接によ
るビルトアップＨ形鋼に対抗するには、特にフランジ幅
の変動やウエブ中心偏りを防止することが極めて重要と
なってきている。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、本発明の目的は、Ｈ形鋼のフランジ幅の圧下を行う
に際して、フランジの座屈の発生を防止して、しかもウ
エブ中心偏りを抑制して効率よくフランジ幅を減少させ
ることが可能であり、かつ比較的安価なＨ形鋼の圧延機
列を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は種々検討を行った結果、以下に述べるよ
うにしてフランジの圧下を行うことにより、上記課題を
解決できることを知り、本発明を完成した。

【００１３】すなわち、１パスでフランジ幅の強圧下を
行うとフランジの倒れや座屈を招く場合には、１パスの
エッジングの際にフランジの座屈変形を起こさない程度
の圧下量にて、複数回のフランジ幅圧下（エッジング）
を連続して行えば、トータルのフランジ幅圧下量を大き
くすることができることが明らかになった。そこで、本
発明者はこの知見を利用して次に述べる発明を完成する
に至ったのである。

【００１４】すなわち、第１の発明に係るＨ形鋼の圧延
機列は、ブレークダウン圧延機と、第１及び第２のユニ
バーサル圧延機及び該第１及び第２のユニバーサル圧延
機の間に配置されたエッジャー圧延機を有する中間圧延
機群と、前記中間圧延機群に続く仕上げユニバーサル圧
延機とを備え、被圧延材をＨ形鋼に圧延する圧延機列で
あって、エッジャー圧延機と、第１及び第２のユニバー
サル圧延機の少なくとも一方との間に配置され、被圧延
材のフランジを両端から圧下する無駆動のエッジングロ
ールを備えたことを特徴とする。

【００１５】第２の発明に係るＨ形鋼の圧延機列は、ブ
レークダウン圧延機と、ユニバーサル圧延機及び該ユニ
バーサル圧延機に続くエッジャー圧延機を有する中間圧
延機群と、前記中間圧延機群に続く仕上げユニバーサル
圧延機とを備えた圧延機列であって、エッジャー圧延機
と、ユニバーサル圧延機及び仕上げユニバーサル圧延機
の少なくとも一方との間に配置され、被圧延材のフラン
ジを両端から圧下する無駆動のエッジングロールを備え
たことを特徴とする。

【００１６】

【作用】第１の発明に係るＨ形鋼の圧延機列では、ブレ
ークダウン圧延機で粗造形された被圧延材に対して、ウ
エブが第１ユニバーサル圧延機の水平ロールで圧下さ
れ、フランジが垂直ロールでテーパを付けて圧下され
る。ついで、無駆動のエッジンクロール及びエッジャー
圧延機のエッジャーロールでフランジの上下端部が順次
圧下され、さらに、ウエブが第２ユニバーサル圧延機の
水平ロールで圧下され、フランジが垂直ロールでテーパ
を付けて圧下される。これらの中間圧延機群による圧下
が可逆的に交互に繰り返される。最後に、仕上ユニバー
サル圧延機でＨ形鋼製品に圧延される。

【００１７】ここでは、無駆動のエッジングロールによ
りフランジの上下端部が圧下されるので、ユニバーサル
圧延機において生じたフランジ幅拡がりをエッジングロ
ール及びエッジャー圧延機のエッジャーロールでの連続
圧延で吸収できる。このため、フランジの座屈の発生を
防止して、しかもウエブ中心偏りを抑制して効率よくフ
ランジ幅を減少させることでき、かつ無駆動でよいの
で、比較的安価に圧延できる。

【００１８】第２の発明に係るＨ形鋼の圧延機列では、
ブレークダウン圧延機で粗造形された被圧延材に対し
て、ウエブがユニバーサル圧延機の水平ロールで圧下さ
れ、フランジが垂直ロールでテーパを付けて圧下され
る。ついで、無駆動のエッジンクロール及びエッジャー
圧延機のエッジャーロールでフランジの上下端部が順次
圧下され、さらに、ウエブが仕上ユニバーサル圧延機の
水平ロールで圧下され、フランジが垂直ロールでテーパ
を付けて圧下される。これらの圧延機群による圧下が可
逆的に交互に繰り返される。最後に、仕上ユニバーサル
圧延機でＨ形鋼製品に圧延される。

【００１９】ここでは、無駆動のエッジングロールによ
りフランジの上下端部が圧下されるので、第１の発明と
同様にユニバーサル圧延機において生じたフランジ幅拡
がりをエッジングロール及びエッジャー圧延機のエッジ
ャーロールでの連続圧延で吸収できる。このため、フラ
ンジの座屈の発生を防止して、しかもウエブ中心偏りを
抑制して効率よくフランジ幅を減少させることでき、か
つ無駆動でよいので、比較的安価に圧延できる。

【００２０】なお、無駆動のエッジングロールを用いる
圧延機列は、例えば特公平４−59961 号公報に開示され
ているが、鼓型とすることでロール交換を不要にすると
いう目的において本発明とは異なり、またその前提とな
る圧延機列の構成も異なる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。図１は、本発明の一実施例によるＨ形鋼
の圧延機列をしめす圧延ライン構成図である。

【００２２】図において、Ｈ形鋼の圧延機列は、ブレー
クダウン圧延機１０と、第１粗ユニバーサル圧延機１
１、エッジャー圧延機１２及び第２粗ユニバーサル圧延
機１４からなる中間圧延機群１５と、仕上ユニバーサル
圧延機１３とこの順に配置した構成である。エッジャー
圧延機１２と第２粗ユニバーサル圧延機１４との間に
は、無駆動のエッジングロール１６が配置されている。
ブレークダウン圧延機１０は、スラブ、矩形鋼片、Ｈ形
鋼片等の被圧延材を所定の形状に粗造形する。

【００２３】図２に示すように、第１粗ユニバーサル圧
延機１１及び第２粗ユニバーサル圧延機１４は、上下１
対の水平ロール１７と左右１対の垂直ロール１８とを有
しており、被圧延材３のフランジ厚及びウエブ厚を圧下
する。

【００２４】エッジングロール１６は、図３に示すよう
に鼓型の圧下ロール２５とウエブ・フランジガイド２６
とを有する水平ロールであり、フランジ１ａ，１ｂ先端
の圧下部分が水平軸に対して５度前後傾斜している。エ
ッジャー圧延機１２及びエッジングロール１６は、フラ
ンジ幅を順次圧下する。中間圧延機群１５では、複数パ
スの中間圧延を行う。仕上ユニバーサル圧延機１３は、
１パスでＨ形鋼製品を得る。

【００２５】次に、上述の実施例の動作を説明する。ブ
レークダウン圧延機１０でスラブ、矩形鋼片、Ｈ形鋼片
等の被圧延材が所定の形状に粗造形されると、中間圧延
機群１５では、複数パスの中間圧延が行われる。ここで
は、まず第１粗ユニバーサル圧延機１１が被圧延材のフ
ランジ１ａ，１ｂ厚及びウエブ２厚を圧下する。続い
て、エッジャー圧延機１２及びエッジングロール１６
が、隣接する２つの粗ユニバーサル圧延機１１，１４で
生じたフランジ幅拡がりを連続圧延の各パスで吸収し、
フランジ１ａ，１ｂを両端から圧下する。この無駆動の
エッジングロール１６における圧下は、隣接する粗ユニ
バーサル圧延機１１，１４又はエッジャー圧延機１２に
よって被圧延材３に生じる圧延方向の押し込み力、引き
抜き力又はこれらの複合力によって行われる。フランジ
幅の圧下が終わると第２粗ユニバーサル圧延機１４が再
度被圧延材３のフランジ１ａ，１ｂ厚及びウエブ２厚を
圧下する。そして被圧延材３が逆に搬送されて次のパス
が第２粗ユニバーサル圧延機１４から開始される。そし
て可逆パスによる中間圧延が所定パス実施される。中間
圧延が終了すると、仕上ユニバーサル圧延機１３による
１パスの圧延で所望のＨ形鋼製品が得られる。

【００２６】次に、本発明の圧延機列による圧延結果を
比較のために行った従来の圧延機列による圧延結果とと
もに説明する。

【００２７】ここでは、鋼片を６００×２００×１１／
１７のＨ形鋼に圧延した。ブレークダウン圧延機１０で
圧延された被圧延材（ビームブランク）の寸法は、ウエ
ブ厚は８５ｍｍ、フランジ厚は１２５ｍｍであった。こ
の被圧延材を２基の粗ユニバーサル圧延機１１，１４
（Ｕ１，Ｕ２）とエッジャー圧延機１２（Ｅ）と無駆動
のエッジングロール１６（ＦＲＧ）からなる中間圧延機
群１５で７パスの可逆連続圧延を、その後仕上ユニバー
サル圧延機１３（ＵＦ）で、フランジの角度おこしと同
時に最終フランジ厚＝１７ｍｍ，ウエブ厚み＝１１ｍｍ
に仕上げた。なお、従来の圧延機列としては、エッジン
グロール１６（ＦＲＧ）の圧下量を０にした。

【００２８】図４は、本発明の圧延機列による中間圧延
から仕上げ圧延に至るまでの被圧延材の寸法変化の測定
結果を示すグラフ、図５は、従来の圧延機列による測定
結果を示すグラフである。ここでは縦軸にフランジ厚、
ウエブ厚及びフランジ幅をとり、横軸に圧延パスをとっ
ている。また、白抜き四角は、フランジ厚の変化を、白
抜き三角はウエブ厚を、黒丸は、フランジ幅を示してい
る。図４から明らかなように、本発明の圧延機列では、
被圧延材のフランジ幅はエッジャー圧延機１２（Ｅ）及
びエッジングロール１６（ＦＲＧ）を用いたエッジング
圧延において、２基の粗ユニバーサル圧延機１１，１４
で生じるフランジ幅拡がりを吸収する形で目標フランジ
幅（熱間寸法で２０２ｍｍ）に仕上がっていることが判
る。

【００２９】一方、従来の圧延機列では、５パスから７
パス目までのエッジャー圧延機１２によるフランジ幅圧
下時に、１パス当たりの圧下量が大きいために被圧延材
のフランジが座屈する現象が見られ、最終フランジ幅
は、２０８ｍｍとなり、目標寸法に仕上げられなかっ
た。さらに、製品のフランジ幅変動及びウエブ中心偏り
も大きかった。

【００３０】本発明にあっても多くの変更例も考えら
れ、例えば次のようなものであって、それらはいずれも
本発明の範囲内である。 （ａ） 無駆動のエッジングロール１６ａを、図６に示
すように、エッジャー圧延機１２の両側に配置してもよ
い。 （ｂ） 無駆動のエッジングロール１６ｂとして、図７
に示すように、胴部付きの水平ロール２７を用いてもよ
い。ここでも同様にフランジ１ａ，１ｂ先端圧下部分が
水平軸に対して５度前後傾斜している。

【００３１】（ｃ） 図８に示すように、ブレークダウ
ン圧延機１０と、粗ユニバーサル圧延機１１、エッジャ
ー圧延機１２及び無駆動のエッジングロール１６からな
る中間圧延機群１５と、中間圧延機群１５と同時噛み込
み可能に配置された仕上ユニバーサル圧延機１３とを有
する圧延機列にも本発明を適用できる。この場合、中間
圧延機群１５と仕上ユニバーサル圧延機１３とで複数パ
スの可逆中間圧延を行う。ここでも同様にエッジャー圧
延機１２とエッジングロール１６とにより、粗ユニバー
サル圧延機１１で生じるフランジ幅拡がりを吸収する形
で目標フランジ幅に仕上げることができる。

【００３２】（ｄ） ユニバーサル圧延機の水平ロール
として２分割又は３分割のオンラインで幅可変できる水
平ロールを用いてもよい。 （ｅ） Ｈ形鋼のフランジ圧下の際のフランジ倒れや座
屈変形やフランジ先端部のドックボーン変形を抑制し
て、フランジ強圧下とフランジ幅圧下効率の向上をもの
として、本出願人による特開平４−１７２１０６号公報
に開示された発明のロールをエッジングロール１６に用
いてもよい。このロールは、図９に示すように、スリー
ブ３０を分割し、オンラインで孔型幅が調整可能な構造
である。このロールを用いれば、中間圧延機列における
Ｈ形鋼のフランジ幅の制御能力が高まり、製品品質が安
定し、中間圧延工程の圧延パス数を削減でき、圧延能率
を向上できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば無
駆動のエッジングロールをエッジャー圧延機と、２つの
ユニバーサル圧延機の少なくとも一方との間に配置した
ので、無駆動のエッジングロールによりフランジの上下
端部が圧下され、ユニバーサル圧延機において生じたフ
ランジ幅拡がりをエッジングロール及びエッジャー圧延
機のエッジャーロールでの連続圧延で吸収できる。この
ため、フランジの座屈の発生を防止して、しかもウエブ
中心偏りを抑制して効率よくフランジ幅を減少させるこ
とでき、かつ無駆動でよいので、比較的安価に圧延でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるＨ形鋼の圧延機列のラ
イン構成図である。

【図２】本発明のＨ形鋼の中間圧延機群の側面図であ
る。

【図３】そのエッジングロールの形状を示す略式断面図
である。

【図４】本発明の圧延機列によるパス毎の被圧延材の寸
法変化を示すグラフである。

【図５】従来の圧延機列によるパス毎の被圧延材の寸法
変化を示すグラフである。

【図６】本発明の他の実施例による中間圧延機群の側面
図である。

【図７】エッジングロールの別の実施例の形状を示す略
式断面図である。

【図８】本発明の他の実施例によるＨ形鋼の圧延機列の
ライン構成図である。

【図９】エッジングロールのさらに別の実施例の形状を
示す略式断面図である。

【図１０】従来のＨ形鋼の圧延機列のライン構成図であ
る。

【図１１】図１１の圧延ラインのＨ形鋼の圧延の過程を
示す断面図である。

【図１２】従来の別のＨ形鋼の圧延機列のライン構成図
である。

【図１３】図１３の圧延ラインのＨ形鋼の圧延の過程を
示す断面図である。

【図１４】従来のさらに別のＨ形鋼の圧延機列のライン
構成図である。

【図１５】図１５の圧延ラインのＨ形鋼の圧延の過程を
示す断面図である。

【図１６】エッジングにおける座屈の状況を説明する略
式断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ フランジ １０ ブレークダウン圧延機 １１ 粗ユニバーサル圧延機 １２ エッジャー圧延機 １３ 仕上ユニバーサル圧延機 １４ 粗ユニバーサル圧延機 １５ 中間圧延機群 １６ エッジングロール

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレークダウン圧延機10と、第１及び第
   ２のユニバーサル圧延機11、14及び該第１及び第２のユ
   ニバーサル圧延機の間に配置されたエッジャー圧延機12
   を有する中間圧延機群と、前記中間圧延機群に続く仕上
   げユニバーサル圧延機13とを備え、被圧延材をＨ形鋼に
   圧延するＨ形鋼の圧延機列において、 前記エッジャー圧延機12と、前記第１及び第２のユニバ
   ーサル圧延機11、14の少なくとも一方との間に配置さ
   れ、前記被圧延材のフランジを両端から圧下する無駆動
   のエッジングロール16を備えたことを特徴とするＨ形鋼
   の圧延機列。
2. 【請求項２】 ブレークダウン圧延機10と、ユニバーサ
   ル圧延機11及び該ユニバーサル圧延機12に続くエッジャ
   ー圧延機を有する中間圧延機群と、前記中間圧延機群に
   続く仕上げユニバーサル圧延機13とを備えたＨ形鋼の圧
   延機列において、 前記エッジャー圧延機12と、前記ユニバーサル圧延機11
   及び仕上げユニバーサル圧延機13の少なくとも一方との
   間に配置され、前記被圧延材のフランジを両端から圧下
   する無駆動のエッジングロール16を備えたことを特徴と
   するＨ形鋼の圧延機列。