JPH07214101A - フランジを有する形鋼の自在圧延方法 - Google Patents
フランジを有する形鋼の自在圧延方法Info
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- JPH07214101A JPH07214101A JP1293894A JP1293894A JPH07214101A JP H07214101 A JPH07214101 A JP H07214101A JP 1293894 A JP1293894 A JP 1293894A JP 1293894 A JP1293894 A JP 1293894A JP H07214101 A JPH07214101 A JP H07214101A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フランジを有する形鋼の圧延方法に関し、特
にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不良なく効率的かつ自在
に造り分ける圧延方法に関する。 【構成】 フランジを有する形鋼の圧延プロセスの中間
圧延工程と仕上げ圧延工程の間に斜行ロールを設置して
ウェブ高さを拡幅する圧延法において、被圧延材のフラ
ンジ１ａの内側面と接触するロール外側面が截頭円錐状
に形成されるとともに、該ロール外側面とロールの中心
軸線に垂直な面とがなす角度γを１５〜４５°に形成し
た斜行ロール１５，１５′，１６，１６′を用いて、被
圧延材の余肉部１８を圧下しながらウェブ高さを拡幅す
ることにより、ウェブのくびれの発生原因である余肉１
８を圧下した後のウェブ高さの拡幅量を低減させ、大拡
幅圧延時のウェブのくびれを抑制する。
にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不良なく効率的かつ自在
に造り分ける圧延方法に関する。 【構成】 フランジを有する形鋼の圧延プロセスの中間
圧延工程と仕上げ圧延工程の間に斜行ロールを設置して
ウェブ高さを拡幅する圧延法において、被圧延材のフラ
ンジ１ａの内側面と接触するロール外側面が截頭円錐状
に形成されるとともに、該ロール外側面とロールの中心
軸線に垂直な面とがなす角度γを１５〜４５°に形成し
た斜行ロール１５，１５′，１６，１６′を用いて、被
圧延材の余肉部１８を圧下しながらウェブ高さを拡幅す
ることにより、ウェブのくびれの発生原因である余肉１
８を圧下した後のウェブ高さの拡幅量を低減させ、大拡
幅圧延時のウェブのくびれを抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フランジを有する形鋼
の圧延方法に関し、特にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不
良なく効率的かつ自在に造り分ける圧延方法に関するも
のである。
の圧延方法に関し、特にＨ形鋼のウェブ高さを形状の不
良なく効率的かつ自在に造り分ける圧延方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】現在、圧延にて製造されている形鋼は、
品種、サイズの数が非常に多いのが特徴であり、需要家
ニーズの多様化に伴い、さらに多品種、多サイズ化の傾
向が強まりつつある。従来圧延方法で、これらの多品
種、多サイズの形鋼を製造するためには、その形鋼に対
応した多数の専用圧延ロールおよび専用ガイドが必要で
あり、ロール・ガイドの組替え回数が多くなるため、時
間損失が増大し、生産性を著しく損なうことになる。
品種、サイズの数が非常に多いのが特徴であり、需要家
ニーズの多様化に伴い、さらに多品種、多サイズ化の傾
向が強まりつつある。従来圧延方法で、これらの多品
種、多サイズの形鋼を製造するためには、その形鋼に対
応した多数の専用圧延ロールおよび専用ガイドが必要で
あり、ロール・ガイドの組替え回数が多くなるため、時
間損失が増大し、生産性を著しく損なうことになる。
【０００３】この具体例としてＨ形鋼の場合を以下に述
べる。図１０（ａ）は、従来のＨ形鋼圧延設備列の代表
例を示したものであるが、１台のブレークダウン圧延機
１（ＢＤ）、その後引続いて４ロールユニバーサル圧延
機（ＲＵ）とエッジャー圧延機（Ｅ）からなる単数また
は複数のＲＵ−Ｅ群２、および仕上げ用４ロールユニバ
ーサル圧延機３（ＦＵ）で構成されている。
べる。図１０（ａ）は、従来のＨ形鋼圧延設備列の代表
例を示したものであるが、１台のブレークダウン圧延機
１（ＢＤ）、その後引続いて４ロールユニバーサル圧延
機（ＲＵ）とエッジャー圧延機（Ｅ）からなる単数また
は複数のＲＵ−Ｅ群２、および仕上げ用４ロールユニバ
ーサル圧延機３（ＦＵ）で構成されている。
【０００４】図１０（ｂ）は図１０（ａ）における各圧
延機１，２，３で造形された圧延材料の各々の形状４，
５，６を示す。図１１はＨ形鋼を圧延するユニバーサル
圧延法の圧延用ロールと圧延される材料の関係を示して
おり、ユニバーサル圧延機の機能上、圧延中に同一セッ
トのロール対で自由に変化が可能となる寸法は、上水平
ロール７と下水平ロール８の間の隙間９および左右垂直
ロール１０，１１の間の隙間１２，１３のみとなる。し
たがって、Ｈ形鋼のウェブ厚９とフランジ厚１２，１３
については変化させることができるが、ウェブ内幅ＩＷ
は一定にならざるを得ない。その結果、Ｈ形鋼製品の厚
み９が異なるシリーズを圧延するに際し、左右のフラン
ジ厚１２，１３を変化させれば当然ウェブ内幅ＩＷと左
右のフランジ厚１２，１３を合計したウェブ高さＯＷは
種々の寸法に変化せざるを得ないことになる。
延機１，２，３で造形された圧延材料の各々の形状４，
５，６を示す。図１１はＨ形鋼を圧延するユニバーサル
圧延法の圧延用ロールと圧延される材料の関係を示して
おり、ユニバーサル圧延機の機能上、圧延中に同一セッ
トのロール対で自由に変化が可能となる寸法は、上水平
ロール７と下水平ロール８の間の隙間９および左右垂直
ロール１０，１１の間の隙間１２，１３のみとなる。し
たがって、Ｈ形鋼のウェブ厚９とフランジ厚１２，１３
については変化させることができるが、ウェブ内幅ＩＷ
は一定にならざるを得ない。その結果、Ｈ形鋼製品の厚
み９が異なるシリーズを圧延するに際し、左右のフラン
ジ厚１２，１３を変化させれば当然ウェブ内幅ＩＷと左
右のフランジ厚１２，１３を合計したウェブ高さＯＷは
種々の寸法に変化せざるを得ないことになる。
【０００５】すなわち、従来の圧延法で圧延されるＨ形
鋼は、図１２に示すごとくウェブ内幅ＩＷが一定であ
り、フランジ厚Ｔf1がＴf2に変化することによってウェ
ブ高さＯＷ1 がＯＷ2 に変化する、いわゆるウェブ内幅
一定の製品シリーズとなる。もし、ウェブ高さ一定のＨ
形鋼製品シリーズをユニバーサル圧延機を用いた従来圧
延法で製造しようとすると、ウェブ内幅の変化に応じ
て、粗圧延〜中間圧延〜仕上げ圧延の全工程における上
下水平ロールの大半を準備することになり、大量のロー
ル本数を必要とするとともに頻繁なロール組替え作業を
行わなければならず、著しい製造コスト高を招くので、
実質的にこの方法を採用することは不可能である。
鋼は、図１２に示すごとくウェブ内幅ＩＷが一定であ
り、フランジ厚Ｔf1がＴf2に変化することによってウェ
ブ高さＯＷ1 がＯＷ2 に変化する、いわゆるウェブ内幅
一定の製品シリーズとなる。もし、ウェブ高さ一定のＨ
形鋼製品シリーズをユニバーサル圧延機を用いた従来圧
延法で製造しようとすると、ウェブ内幅の変化に応じ
て、粗圧延〜中間圧延〜仕上げ圧延の全工程における上
下水平ロールの大半を準備することになり、大量のロー
ル本数を必要とするとともに頻繁なロール組替え作業を
行わなければならず、著しい製造コスト高を招くので、
実質的にこの方法を採用することは不可能である。
【０００６】本願出願人は、このような従来法における
欠点を解消する一つの方法として、特公平３−４２１２
２号公報の斜行ロール方式によるフランジを有する形材
の圧延方法を先に提案している。この『斜行ロール方式
圧延方法』の特徴は、図７（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、上下各２個の斜行ロール１５，１５′および１
６，１６′の外側面１９，１９′，２０，２０′が材料
１７のフランジ内側２１，２２に接し、かつロール軸Ｓ
が圧延方向と水平な面内において圧延方向と垂直な面に
対してθH 、また圧延方向と垂直な面内において圧延方
向と水平な面に対してθV の角度を保ちつつ、前工程に
おいてウェブ中央部より厚く形成した余肉部１８を圧下
することによって、圧下された部分の材料を幅方向へ流
動せしめ、ウェブ波などを全く生じさせずに、ウェブを
幅方向に拡げることができる機能を有する。
欠点を解消する一つの方法として、特公平３−４２１２
２号公報の斜行ロール方式によるフランジを有する形材
の圧延方法を先に提案している。この『斜行ロール方式
圧延方法』の特徴は、図７（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、上下各２個の斜行ロール１５，１５′および１
６，１６′の外側面１９，１９′，２０，２０′が材料
１７のフランジ内側２１，２２に接し、かつロール軸Ｓ
が圧延方向と水平な面内において圧延方向と垂直な面に
対してθH 、また圧延方向と垂直な面内において圧延方
向と水平な面に対してθV の角度を保ちつつ、前工程に
おいてウェブ中央部より厚く形成した余肉部１８を圧下
することによって、圧下された部分の材料を幅方向へ流
動せしめ、ウェブ波などを全く生じさせずに、ウェブを
幅方向に拡げることができる機能を有する。
【０００７】図８（ａ）に、この『斜行ロール方式圧延
方法』を採用した圧延機１４を、Ｈ形鋼の熱間圧延設備
列に組込んだ例を示す。図中の中間ユニバーサル圧延機
（ＲＵ−Ｅ）２と斜行ロール方式圧延機（ＳＳ）１４と
水平ロールの胴幅が可変な仕上げ圧延機（ＦＵ）３を組
合わせることによって、前述の代表的ニーズである同図
（ｃ）の「ウェブ高さ（ＯＷ）一定のＨ形鋼製品シリー
ズ」を少ないロール数で製造することが基本的に可能と
なる。
方法』を採用した圧延機１４を、Ｈ形鋼の熱間圧延設備
列に組込んだ例を示す。図中の中間ユニバーサル圧延機
（ＲＵ−Ｅ）２と斜行ロール方式圧延機（ＳＳ）１４と
水平ロールの胴幅が可変な仕上げ圧延機（ＦＵ）３を組
合わせることによって、前述の代表的ニーズである同図
（ｃ）の「ウェブ高さ（ＯＷ）一定のＨ形鋼製品シリー
ズ」を少ないロール数で製造することが基本的に可能と
なる。
【０００８】さらに、同図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に
より、ウェブ高さ（ＯＷ）一定のＨ形鋼製品シリーズの
製造に斜行ロール方式を適用した例を詳細に説明する。
まず、中間ユニバーサル圧延機群２（ＲＵ−Ｅ）で、粗
圧延機１（ＢＤ）から供給されるビームブランク４をウ
ェブ両端部に余肉部１８を有する断面形状２５まで造形
する。すなわち、中間ユニバーサル圧延機（ＲＵ）の上
下水平ロールの左右両端周面には凹部が設けられ、この
凹部に鋼材を充満させるように圧延し、断面形状２５ま
で造形するのである。このように成形される断面形状２
５の種類の数は限定されるものではない。すなわち、素
材は中間工程においてユニバーサル圧延機で圧延し造形
されるから、ウェブ厚とフランジ厚を自由に変化させる
ことが可能であり、製品シリーズに応じて必要な数の異
なる断面形状が造形される。ウェブ内幅ＩＷ1 は一定で
ありウェブ高さＯＷ1 は必ずしも一定とはならない。中
間ユニバーサル圧延機群２で造形された断面形状２５、
あるいは必要に応じてウェブ厚とフランジ厚がさらに異
なる断面形状に造形された圧延素材は、斜行ロール方式
圧延機１４（ＳＳ）に送り込まれる。これら圧延素材は
各々斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）によって製品シ
リーズに応じた必要な種々のウェブ内幅寸法ＩＷ2 に拡
幅圧延された断面形状２７となる。
より、ウェブ高さ（ＯＷ）一定のＨ形鋼製品シリーズの
製造に斜行ロール方式を適用した例を詳細に説明する。
まず、中間ユニバーサル圧延機群２（ＲＵ−Ｅ）で、粗
圧延機１（ＢＤ）から供給されるビームブランク４をウ
ェブ両端部に余肉部１８を有する断面形状２５まで造形
する。すなわち、中間ユニバーサル圧延機（ＲＵ）の上
下水平ロールの左右両端周面には凹部が設けられ、この
凹部に鋼材を充満させるように圧延し、断面形状２５ま
で造形するのである。このように成形される断面形状２
５の種類の数は限定されるものではない。すなわち、素
材は中間工程においてユニバーサル圧延機で圧延し造形
されるから、ウェブ厚とフランジ厚を自由に変化させる
ことが可能であり、製品シリーズに応じて必要な数の異
なる断面形状が造形される。ウェブ内幅ＩＷ1 は一定で
ありウェブ高さＯＷ1 は必ずしも一定とはならない。中
間ユニバーサル圧延機群２で造形された断面形状２５、
あるいは必要に応じてウェブ厚とフランジ厚がさらに異
なる断面形状に造形された圧延素材は、斜行ロール方式
圧延機１４（ＳＳ）に送り込まれる。これら圧延素材は
各々斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）によって製品シ
リーズに応じた必要な種々のウェブ内幅寸法ＩＷ2 に拡
幅圧延された断面形状２７となる。
【０００９】斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）で造り
分けられた断面形状２７は、水平ロールの胴幅が可変な
仕上げ圧延機３（ＦＵ）によって製品シリーズに応じた
種々のウェブ内幅ＩＷ4 を持った断面形状２８に整形圧
延され、ウェブ高さＯＷが一定でかつ製品シリーズに応
じたウェブ内幅ＩＷ6 を持つ製品２９となる。また、製
品シリーズの中でフランジ厚が最大でウェブ内幅が最小
の製品３１は、斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）によ
るウェブ拡幅を行わずに、水平ロールの胴幅が可変な仕
上げ圧延機３（ＦＵ）に直接中間ユニバーサル圧延機群
２の断面形状２５を用いることによって製造可能であ
る。ただし、この場合には製品ウェブ内幅ＩＷ5 に対応
する断面形状３０のウェブ内幅ＩＷ3 と、中間ユニバー
サル圧延機群２の断面形状２５のウェブ内幅ＩＷ1 とは
相互に適合した値に設定される。
分けられた断面形状２７は、水平ロールの胴幅が可変な
仕上げ圧延機３（ＦＵ）によって製品シリーズに応じた
種々のウェブ内幅ＩＷ4 を持った断面形状２８に整形圧
延され、ウェブ高さＯＷが一定でかつ製品シリーズに応
じたウェブ内幅ＩＷ6 を持つ製品２９となる。また、製
品シリーズの中でフランジ厚が最大でウェブ内幅が最小
の製品３１は、斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）によ
るウェブ拡幅を行わずに、水平ロールの胴幅が可変な仕
上げ圧延機３（ＦＵ）に直接中間ユニバーサル圧延機群
２の断面形状２５を用いることによって製造可能であ
る。ただし、この場合には製品ウェブ内幅ＩＷ5 に対応
する断面形状３０のウェブ内幅ＩＷ3 と、中間ユニバー
サル圧延機群２の断面形状２５のウェブ内幅ＩＷ1 とは
相互に適合した値に設定される。
【００１０】このように、特公平３−４２１２２号公報
の斜行ロール方式圧延方法は良好なウェブ拡幅機能を有
するが、異なるシリーズの製品を同一セットのロールか
ら製造するために、大きなウェブ拡幅を行おうとする
と、（イ）図９に示すようなコーナーＲ部４１、余肉部
と中央部４２の境界４３における局所的な厚み減少（以
下、くびれと称する）を発生させないために多量の余肉
が必要である、（ロ）余肉の量が形材の各サイズに対し
て同一量であるためウェブ高さを拡幅しない場合につい
ては非常に大きな余肉を仕上げ圧延機で圧下しなくては
ならない、（ハ）仕上げ圧延機は形材のウェブ内幅の変
化に対応して水平ロールの胴幅が可変な構造とする必要
があり従来の一体ロールに比較してロールの剛性と強度
が低くならざるを得ない、以上３つの理由から、製品ウ
ェブに余肉が残存するという問題が生じる。
の斜行ロール方式圧延方法は良好なウェブ拡幅機能を有
するが、異なるシリーズの製品を同一セットのロールか
ら製造するために、大きなウェブ拡幅を行おうとする
と、（イ）図９に示すようなコーナーＲ部４１、余肉部
と中央部４２の境界４３における局所的な厚み減少（以
下、くびれと称する）を発生させないために多量の余肉
が必要である、（ロ）余肉の量が形材の各サイズに対し
て同一量であるためウェブ高さを拡幅しない場合につい
ては非常に大きな余肉を仕上げ圧延機で圧下しなくては
ならない、（ハ）仕上げ圧延機は形材のウェブ内幅の変
化に対応して水平ロールの胴幅が可変な構造とする必要
があり従来の一体ロールに比較してロールの剛性と強度
が低くならざるを得ない、以上３つの理由から、製品ウ
ェブに余肉が残存するという問題が生じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、異なるシリ
ーズの製品を上記のような問題を発生させずに同一セッ
トのロールから製造するために、余肉の量を大きくする
ことなく、斜行ロール圧延機で大きなウェブ拡幅を行う
方法を提供することを目的とする。
ーズの製品を上記のような問題を発生させずに同一セッ
トのロールから製造するために、余肉の量を大きくする
ことなく、斜行ロール圧延機で大きなウェブ拡幅を行う
方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、（１）
粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上げ圧延工程から
なる形鋼圧延プロセスの前記中間圧延工程と仕上げ圧延
工程との間で、その中心軸線が圧延方向に水平な面内で
かつ圧延方向に垂直な面に対して所定の角度θH を有す
る左右一対の斜行ロールを被圧延材の上下フランジ内側
に配置して、該斜行ロールでウェブ両端部の余肉を圧下
しながらウェブ高さの拡幅を行う形鋼の圧延法におい
て、被圧延材のフランジ内側面と接触するロール外側面
が截頭円錐状に形成されるとともに、該ロール外側面と
ロールの中心軸線に垂直な面とがなす角度γを１５°〜
４５°に形成した斜行ロールを用いて、ウェブ高さの拡
幅を行うフランジを有する形鋼の自在圧延方法、（２）
斜行ロールの中心軸線とウェブに平行な面との角度θV
と該斜行ロールの中心軸線に垂直な面と前記斜行ロール
の外周に接する面との角度γとの差（γ−θV ）を０°
〜２０°に設定し、ウェブ高さの拡幅を行う前記（１）
項に記載のフランジを有する形鋼の自在圧延方法、
（３）斜行ロールによりウェブ高さの拡幅を行った後、
左右一対の竪ローラーでフランジ外側面を押圧し、フラ
ンジ角度を矯正する前記（１）および（２）項に記載の
フランジを有する形鋼の自在圧延方法、にある。
粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上げ圧延工程から
なる形鋼圧延プロセスの前記中間圧延工程と仕上げ圧延
工程との間で、その中心軸線が圧延方向に水平な面内で
かつ圧延方向に垂直な面に対して所定の角度θH を有す
る左右一対の斜行ロールを被圧延材の上下フランジ内側
に配置して、該斜行ロールでウェブ両端部の余肉を圧下
しながらウェブ高さの拡幅を行う形鋼の圧延法におい
て、被圧延材のフランジ内側面と接触するロール外側面
が截頭円錐状に形成されるとともに、該ロール外側面と
ロールの中心軸線に垂直な面とがなす角度γを１５°〜
４５°に形成した斜行ロールを用いて、ウェブ高さの拡
幅を行うフランジを有する形鋼の自在圧延方法、（２）
斜行ロールの中心軸線とウェブに平行な面との角度θV
と該斜行ロールの中心軸線に垂直な面と前記斜行ロール
の外周に接する面との角度γとの差（γ−θV ）を０°
〜２０°に設定し、ウェブ高さの拡幅を行う前記（１）
項に記載のフランジを有する形鋼の自在圧延方法、
（３）斜行ロールによりウェブ高さの拡幅を行った後、
左右一対の竪ローラーでフランジ外側面を押圧し、フラ
ンジ角度を矯正する前記（１）および（２）項に記載の
フランジを有する形鋼の自在圧延方法、にある。
【００１３】
【作用】本発明の基本圧延プロセスは、図１（ａ），
（ｂ）に示すように、ビームブランク４を供給する粗圧
延機１（ＢＤ）、このビームブランク４を大略Ｈ形状に
圧延するとともにウェブ２ａの両端部に余肉部１８を成
形するユニバーサル圧延機２−１（ＲＵ）、フランジ部
１ａの幅Ｆを成形するエッジャー圧延機２−２（Ｅ）、
中間圧延工程後に設置されウェブ高さを調整する機能を
持つ斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）、そして最終製
品まで圧延する仕上げ圧延機３（ＦＵ）により構成され
る。
（ｂ）に示すように、ビームブランク４を供給する粗圧
延機１（ＢＤ）、このビームブランク４を大略Ｈ形状に
圧延するとともにウェブ２ａの両端部に余肉部１８を成
形するユニバーサル圧延機２−１（ＲＵ）、フランジ部
１ａの幅Ｆを成形するエッジャー圧延機２−２（Ｅ）、
中間圧延工程後に設置されウェブ高さを調整する機能を
持つ斜行ロール方式圧延機１４（ＳＳ）、そして最終製
品まで圧延する仕上げ圧延機３（ＦＵ）により構成され
る。
【００１４】以下では、本圧延プロセスで余肉の量を増
大することなく大きなウェブ高さの拡幅を行う方法につ
いて説明する。図１３に、斜行ロールでウェブ高さを拡
幅する際のくびれ発生状況を示した。ウェブ高さの拡幅
過程は、領域Ｉ、領域II、および領域III の３つの領域
から構成される。領域Ｉは、フランジ内側面とロール外
側面との接触に伴いウェブが内側から押し広げられるこ
とにより、余肉圧下前にウェブ高さが若干拡幅される領
域である。領域IIは、フランジを介してウェブに幅方向
の張力が作用させられつつ余肉が斜め方向に圧延される
ことによりウェブ高さが大幅に拡幅される領域である。
領域III は、領域Ｉと同様な作用で余肉圧下後にウェブ
高さが拡幅される領域である。以上の拡幅過程の内、く
びれは、領域III において発生し、断面内での発生部位
は図９に示したようにコーナーＲ部４１、余肉部と中央
部４２の境界４３である。すなわち、くびれは領域III
での拡幅量に起因し、領域III での拡幅量がある許容値
より大きくなると高温で断面形状が急激に変化する部分
で発生する。
大することなく大きなウェブ高さの拡幅を行う方法につ
いて説明する。図１３に、斜行ロールでウェブ高さを拡
幅する際のくびれ発生状況を示した。ウェブ高さの拡幅
過程は、領域Ｉ、領域II、および領域III の３つの領域
から構成される。領域Ｉは、フランジ内側面とロール外
側面との接触に伴いウェブが内側から押し広げられるこ
とにより、余肉圧下前にウェブ高さが若干拡幅される領
域である。領域IIは、フランジを介してウェブに幅方向
の張力が作用させられつつ余肉が斜め方向に圧延される
ことによりウェブ高さが大幅に拡幅される領域である。
領域III は、領域Ｉと同様な作用で余肉圧下後にウェブ
高さが拡幅される領域である。以上の拡幅過程の内、く
びれは、領域III において発生し、断面内での発生部位
は図９に示したようにコーナーＲ部４１、余肉部と中央
部４２の境界４３である。すなわち、くびれは領域III
での拡幅量に起因し、領域III での拡幅量がある許容値
より大きくなると高温で断面形状が急激に変化する部分
で発生する。
【００１５】そこで、本発明では斜行ロールの形状を改
善することにより領域III での拡幅量を低減することを
創案した。図４〜図６に斜行ロール形状の模式図を示し
た。これらの図を用いてロール外側面の形状を求める式
（１）〜（７）を導出する。
善することにより領域III での拡幅量を低減することを
創案した。図４〜図６に斜行ロール形状の模式図を示し
た。これらの図を用いてロール外側面の形状を求める式
（１）〜（７）を導出する。
【００１６】まず、図４（ａ）〜（ｃ）は基準となる本
発明斜行ロール１５ｍの角度θH ＝０°，θV ＝０°の
場合の斜行ロール形状を模式的に示したものである。図
４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図であり、図４
（ｃ）にはＡ−Ａ断面を示した。Ａ−Ａ断面において、
原点０からロール端面までの距離Ｌ1 、および原点から
距離Ｘにおける斜行ロール１５ｍの張り出し量Ｌ
2 （Ｘ）は、図４（ａ）〜（ｃ）の記号を使用して
（１）〜（３）式で表すことができる。
発明斜行ロール１５ｍの角度θH ＝０°，θV ＝０°の
場合の斜行ロール形状を模式的に示したものである。図
４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は側面図であり、図４
（ｃ）にはＡ−Ａ断面を示した。Ａ−Ａ断面において、
原点０からロール端面までの距離Ｌ1 、および原点から
距離Ｘにおける斜行ロール１５ｍの張り出し量Ｌ
2 （Ｘ）は、図４（ａ）〜（ｃ）の記号を使用して
（１）〜（３）式で表すことができる。
【００１７】
【数１】
【００１８】ここで、Ｒは斜行ロールの半径、γは斜行
ロール側面角度、その他の記号は図４（ａ）〜（ｃ）の
ように定義した。なお、斜行ロール側面角度γはロール
の軸線Ｓに直交する面に対し、被圧延材のフランジ内側
面と接触するロール外側面がなす角度である。本発明に
おいて斜行ロールの形状を截頭円錐状と称するのは、後
述するように特定の斜行ロール側面角度γ範囲に設定し
た本発明で用いる斜行ロールの形状は、被圧延材のフラ
ンジ内側面と接触するロール外側面が、頭部の部分が尖
っていない円錐状ロールに形成されているためである。
ロール側面角度、その他の記号は図４（ａ）〜（ｃ）の
ように定義した。なお、斜行ロール側面角度γはロール
の軸線Ｓに直交する面に対し、被圧延材のフランジ内側
面と接触するロール外側面がなす角度である。本発明に
おいて斜行ロールの形状を截頭円錐状と称するのは、後
述するように特定の斜行ロール側面角度γ範囲に設定し
た本発明で用いる斜行ロールの形状は、被圧延材のフラ
ンジ内側面と接触するロール外側面が、頭部の部分が尖
っていない円錐状ロールに形成されているためである。
【００１９】図５は、図４を基準にして、回転中心の回
りに回転半径ＣR でθH （＞０°）だけ回転した場合の
斜行ロール１５ｍの形状を模式的に示したものである。
図５および前記の（３）式より、回転後の座標系
（Ｘ′，Ｙ′）での斜行ロール１５ｍの外形は、（４）
式で表すことができる。 Ｙ′＝Ｌ2 （Ｘ′） （−Ｌ1 ≦Ｘ′≦Ｌ1 ） （４）
りに回転半径ＣR でθH （＞０°）だけ回転した場合の
斜行ロール１５ｍの形状を模式的に示したものである。
図５および前記の（３）式より、回転後の座標系
（Ｘ′，Ｙ′）での斜行ロール１５ｍの外形は、（４）
式で表すことができる。 Ｙ′＝Ｌ2 （Ｘ′） （−Ｌ1 ≦Ｘ′≦Ｌ1 ） （４）
【００２０】ここで、（４）式を回転前の座標系（Ｘ，
Ｙ）で表すためには、（５）式で座標変換すればよい。
Ｙ）で表すためには、（５）式で座標変換すればよい。
【数２】
【００２１】図６は、図５に示した回転に合わせて、ウ
ェブ面に垂直な面内で回転中心の回りに回転半径ＣR ′
でθV （＞０°）だけ回転した場合の斜行ロール形状を
模式的に示したものである。図６により、斜行ロール外
径は、（６）式で表すことができる。
ェブ面に垂直な面内で回転中心の回りに回転半径ＣR ′
でθV （＞０°）だけ回転した場合の斜行ロール形状を
模式的に示したものである。図６により、斜行ロール外
径は、（６）式で表すことができる。
【数３】
【００２２】ここでＹ″としては（４），（５）式で求
めたＹを代入し、Ｘ座標はウェブ面に垂直な面内でロー
ルを回転しても変化しないので、（５）式のＸをそのま
ま用いればよい。
めたＹを代入し、Ｘ座標はウェブ面に垂直な面内でロー
ルを回転しても変化しないので、（５）式のＸをそのま
ま用いればよい。
【００２３】また、図６の回転を行うことにより、スラ
イス面（Ａ−Ａ断面）の位置がずれるので、（６）式で
は（７）式のようにｈ0 を補正したｈ0 ′を用いる。 ｈ0 ′＝ｈ0 ・cos θV ／cos （γ−θV ） （７） 以上の（１）〜（７）式により、斜行ロール外形の座標
（Ｘ，Ｙ）を求めることができる。
イス面（Ａ−Ａ断面）の位置がずれるので、（６）式で
は（７）式のようにｈ0 を補正したｈ0 ′を用いる。 ｈ0 ′＝ｈ0 ・cos θV ／cos （γ−θV ） （７） 以上の（１）〜（７）式により、斜行ロール外形の座標
（Ｘ，Ｙ）を求めることができる。
【００２４】図３に、斜行ロール１５ｍ（１５ｍ′，１
６ｍ，１６ｍ′）をウェブ面に平行でかつウェブ面から
距離ｈ0 ＝３０mmだけ離れた面でカットした場合の斜行
ロールの外形を前記（１）〜（７）式を用いて計算した
一例を示した。ただし、θH＝１０°，γ＝２５°，θ
V ＝５°，Ｒ＝４５０mmと設定した。被圧延材はほぼロ
ールに沿って拡幅されるため、この場合の領域III での
拡幅量（余肉圧下終了後の拡幅量）は、図３のΔＷIII
に相当する。図２は、斜行ロールの角度θH が５°およ
び１０°の場合について斜行ロール側面角度γおよび斜
行ロールの角度θV を変えて斜行ローの外形を算出した
後、図３に示した要領で領域III での拡幅量を求めて、
斜行ロール側面角度γおよび斜行ロールの角度θV と領
域III での拡幅量との関係を示した図である。この図よ
り、斜行ロール側面角度γが大きいほど領域III での拡
幅量は低減し、くびれ防止に効果的であることがわか
る。また、斜行ロールの角度θV を変えても領域III で
の拡幅量は変化しないことがわかる。なお、目標拡幅
量、斜行ロールの角度θH 、斜行ロールの直径などによ
り斜行ロール側面角度γの適正値が決まるが、各種水準
で実験を重ねた結果、斜行ロール側面角度γを１５°〜
４５°の範囲内で選択すれば、くびれを十分に抑制でき
ることが判明した。すなわち、γが１５°未満では領域
III での拡幅量が許容量を超え、くびれが発生し、４５
°を超えると領域III での拡幅量の低減効果は飽和状態
となり、フランジを外側方向に必要以上に倒すこととな
って造形上の問題が生ずるためである。
６ｍ，１６ｍ′）をウェブ面に平行でかつウェブ面から
距離ｈ0 ＝３０mmだけ離れた面でカットした場合の斜行
ロールの外形を前記（１）〜（７）式を用いて計算した
一例を示した。ただし、θH＝１０°，γ＝２５°，θ
V ＝５°，Ｒ＝４５０mmと設定した。被圧延材はほぼロ
ールに沿って拡幅されるため、この場合の領域III での
拡幅量（余肉圧下終了後の拡幅量）は、図３のΔＷIII
に相当する。図２は、斜行ロールの角度θH が５°およ
び１０°の場合について斜行ロール側面角度γおよび斜
行ロールの角度θV を変えて斜行ローの外形を算出した
後、図３に示した要領で領域III での拡幅量を求めて、
斜行ロール側面角度γおよび斜行ロールの角度θV と領
域III での拡幅量との関係を示した図である。この図よ
り、斜行ロール側面角度γが大きいほど領域III での拡
幅量は低減し、くびれ防止に効果的であることがわか
る。また、斜行ロールの角度θV を変えても領域III で
の拡幅量は変化しないことがわかる。なお、目標拡幅
量、斜行ロールの角度θH 、斜行ロールの直径などによ
り斜行ロール側面角度γの適正値が決まるが、各種水準
で実験を重ねた結果、斜行ロール側面角度γを１５°〜
４５°の範囲内で選択すれば、くびれを十分に抑制でき
ることが判明した。すなわち、γが１５°未満では領域
III での拡幅量が許容量を超え、くびれが発生し、４５
°を超えると領域III での拡幅量の低減効果は飽和状態
となり、フランジを外側方向に必要以上に倒すこととな
って造形上の問題が生ずるためである。
【００２５】なお、本発明の斜行ロール側面角度γの範
囲内であっても、γを大きく設定してウェブ高さを拡幅
した後のフランジ倒れが増大し、後工程の仕上げ圧延機
に被圧延材が噛込まないという問題が生じた場合、本発
明では斜行ロール角度θV を大きくする方法、すなわち
角度（γ−θV ）を小さくしてフランジ倒れを許容値内
に抑える方法（図３に示したようにθV を大きくしても
領域III での拡幅量は変化しない）、または斜行ロール
での拡幅圧延後に竪ローラーを設けてフランジ倒れを矯
正する手段を適用すればよい。
囲内であっても、γを大きく設定してウェブ高さを拡幅
した後のフランジ倒れが増大し、後工程の仕上げ圧延機
に被圧延材が噛込まないという問題が生じた場合、本発
明では斜行ロール角度θV を大きくする方法、すなわち
角度（γ−θV ）を小さくしてフランジ倒れを許容値内
に抑える方法（図３に示したようにθV を大きくしても
領域III での拡幅量は変化しない）、または斜行ロール
での拡幅圧延後に竪ローラーを設けてフランジ倒れを矯
正する手段を適用すればよい。
【００２６】
【実施例】ウェブ高さ６００mm、フランジ幅２００mmの
Ｈ形材とウェブ高さ７００mm、フランジ幅２００mmのＨ
形材を同一ロールにて製造する場合を例にとって、従来
法を用いた場合と本発明を適用した場合とを比較し、本
発明の有効性を説明する。
Ｈ形材とウェブ高さ７００mm、フランジ幅２００mmのＨ
形材を同一ロールにて製造する場合を例にとって、従来
法を用いた場合と本発明を適用した場合とを比較し、本
発明の有効性を説明する。
【００２７】表１は、斜行ロール側面角度γが０°の従
来法を適用した場合である。本実施例では、余肉残存を
許容値内に抑えるために、余肉断面積を最大必要量の５
０％に設定したため、大拡幅圧延時のくびれは極端に大
きくなり、仕上げ圧延後も残存した。
来法を適用した場合である。本実施例では、余肉残存を
許容値内に抑えるために、余肉断面積を最大必要量の５
０％に設定したため、大拡幅圧延時のくびれは極端に大
きくなり、仕上げ圧延後も残存した。
【００２８】
【表１】
【００２９】これに対して、表２は本発明を適用した場
合であり、上記と同じ条件で圧延しても、斜行ロール側
面角度γを３５°とし、領域III での拡幅量を低減した
ことにより、くびれは許容値内に抑えられ、良好な寸法
精度の製品が得られることを確認した。
合であり、上記と同じ条件で圧延しても、斜行ロール側
面角度γを３５°とし、領域III での拡幅量を低減した
ことにより、くびれは許容値内に抑えられ、良好な寸法
精度の製品が得られることを確認した。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【発明の効果】本発明を斜行ロール方式によるフランジ
を有する形材の製造プロセスに適用することにより、斜
行ロールにより極端に大きなウェブ拡幅を行ってもウェ
ブくびれは発生せず、また、ウェブ拡幅を行わない場合
でも良好なウェブ厚み分布を有する製品に仕上げ圧延が
可能であり、任意のウェブ高さのＨ形材製品シリーズを
良好な品質でかつ極めて少ないロール数で製造すること
ができる。
を有する形材の製造プロセスに適用することにより、斜
行ロールにより極端に大きなウェブ拡幅を行ってもウェ
ブくびれは発生せず、また、ウェブ拡幅を行わない場合
でも良好なウェブ厚み分布を有する製品に仕上げ圧延が
可能であり、任意のウェブ高さのＨ形材製品シリーズを
良好な品質でかつ極めて少ないロール数で製造すること
ができる。
【図１】（ａ），（ｂ）：本発明によるＨ形材の圧延方
法の概略図。
法の概略図。
【図２】斜行ロール側面角度γと領域III での拡幅量と
の関係の説明図。
の関係の説明図。
【図３】斜行ロール外形の説明図。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）：斜行ロールの角度θ
H ，θV が０°の場合の斜行ロール形状を示す模式図。
H ，θV が０°の場合の斜行ロール形状を示す模式図。
【図５】斜行ロールの角度θH ＞０°，θV ＝０°の場
合の斜行ロール形状を示す模式図。
合の斜行ロール形状を示す模式図。
【図６】斜行ロールの角度θH ＞０°，θV ＞０°の場
合の斜行ロール形状を示す模式図。
合の斜行ロール形状を示す模式図。
【図７】（ａ），（ｂ）：斜行ロール方式圧延法の説明
図。
図。
【図８】（ａ），（ｂ）：斜行ロール方式圧延の装置お
よび圧延機の機能説明図。（ｃ）：斜行ロール方式圧延
法による製品の略図。
よび圧延機の機能説明図。（ｃ）：斜行ロール方式圧延
法による製品の略図。
【図９】ウェブくびれの説明図。
【図１０】（ａ），（ｂ）：従来のＨ形材圧延装置列の
代表例と、粗，中間，仕上げの各圧延機で圧延された各
材料断面形状の説明図。
代表例と、粗，中間，仕上げの各圧延機で圧延された各
材料断面形状の説明図。
【図１１】Ｈ形材を圧延するユニバーサル圧延ロールと
被圧延材との関係に基づくユニバーサル圧延機の機能説
明図。
被圧延材との関係に基づくユニバーサル圧延機の機能説
明図。
【図１２】ウェブ内幅一定の製品シリーズの説明図。
【図１３】ウェブくびれ発生状況を示す説明図。
１ ブレークダウン圧延機 ２ ＲＵ−Ｅ群 ２−１ 中間ユニバーサル圧延機 ２−２ エッジャー圧延機 ３ 仕上げユニバーサル圧延機 ４〜６ 圧延材 １４ 斜行ロール方式圧延機 １５，１５′ 斜行ロール（従来） １６，１６′ 斜行ロール（従来） １５ｍ，１５ｍ′ 斜行ロール（本発明） １６ｍ，１６ｍ′ 斜行ロール（本発明） １７ 形材 １８ 余肉部
Claims (3)
- 【請求項１】 粗圧延工程、中間圧延工程、および仕上
げ圧延工程からなる形鋼圧延プロセスの前記中間圧延工
程と仕上げ圧延工程との間で、その中心軸線が圧延方向
に水平な面内でかつ圧延方向に垂直な面に対して所定の
角度θH を有する左右一対の斜行ロールを被圧延材の上
下フランジ内側に配置して、該斜行ロールでウェブ両端
部の余肉を圧下しながらウェブ高さの拡幅を行う形鋼の
圧延法において、被圧延材のフランジ内側面と接触する
ロール外側面が截頭円錐状に形成されるとともに、該ロ
ール外側面とロールの中心軸線に垂直な面とがなす角度
γを１５°〜４５°に形成した斜行ロールを用いて、ウ
ェブ高さの拡幅を行うことを特徴とするフランジを有す
る形鋼の自在圧延方法。 - 【請求項２】 斜行ロールの中心軸線とウェブに平行な
面との角度θV と該斜行ロールの中心軸線に垂直な面と
前記斜行ロールの外周に接する面との角度γとの差（γ
−θV ）を０°〜２０°に設定し、ウェブ高さの拡幅を
行うことを特徴とする請求項１記載のフランジを有する
形鋼の自在圧延方法。 - 【請求項３】 斜行ロールによりウェブ高さの拡幅を行
った後、左右一対の竪ローラーでフランジ外側面を押圧
し、フランジ角度を矯正することを特徴とする請求項１
または請求項２記載のフランジを有する形鋼の自在圧延
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293894A JPH07214101A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | フランジを有する形鋼の自在圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1293894A JPH07214101A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | フランジを有する形鋼の自在圧延方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214101A true JPH07214101A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=11819232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1293894A Withdrawn JPH07214101A (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | フランジを有する形鋼の自在圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07214101A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009262157A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Nippon Steel Corp | フランジを有する形鋼の圧延方法 |
| CN111299323A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-19 | 北京科技大学 | 一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机 |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP1293894A patent/JPH07214101A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009262157A (ja) * | 2008-04-21 | 2009-11-12 | Nippon Steel Corp | フランジを有する形鋼の圧延方法 |
| CN111299323A (zh) * | 2020-02-27 | 2020-06-19 | 北京科技大学 | 一种双转轴式电动伺服柔性斜轧机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |