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技術 T形鋼の圧延方法および圧延設備

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 高嶋由紀雄
出願日 2007年7月23日 (11年11ヶ月経過) 出願番号 2007-190270
公開日 2009年2月5日 (10年5ヶ月経過) 公開番号 2009-022992
状態 特許登録済
技術分野 金属圧延一般
主要キーワード 圧下ローラ 寸法外れ ウェブ先端 フランジ先端 エッジング 目標寸法 ウェブ高 素材鋼片
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年2月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

本発明は寸法精度に優れるT形鋼圧延方法および圧延設備を提供する。

解決手段

粗圧延工程でT形形状に粗成形したT形鋼片を、中間圧延工程で粗ユニバーサル圧延機エッジャ圧延機を用いて圧延する際、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機の間に設けたローラーにより、ウェブ先端を圧下しつつ粗ユニバーサル圧延機およびエッジャ圧延機で圧延後、引き続き仕上ユニバーサル圧延工程で仕上ユニバーサル圧延機を用いて圧延して製品形状とする。粗ユニバーサル圧延機、中間圧延機群、仕上ユニバーサル圧延機を有し、前記中間圧延機群は、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機と両者の間でウェブ先端を圧下するローラーを有する圧延機群を少なくとも一つ以上有する圧延設備。

概要

背景

T形鋼は図1に示すように、ウェブ部11とフランジ部12を一体に成形した形鋼で、造船橋梁等の分野で広く使用され、様々な寸法の製品が必要とされている。

特許文献1はT形鋼の圧延方法に関し、多様な寸法(ウェブ厚フランジ厚ウェブ高さおよびフランジ厚)が要求されるT形鋼を効率よく製造する方法が記載されている。

特許文献1記載の発明は、図7に示すH形鋼圧延する設備を用いてT形鋼を製造するもので、略T形状の粗形鋼片中間圧延工程の粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4および仕上ユニバーサル圧延機5で圧延してT形鋼を製造する。

仕上げユニバーサル圧延機5の水平ロール竪ロール開度を調整することによって種々のフランジ厚、ウェブ厚の製品を圧延することが可能である。

また、特許文献2には、T形鋼を専用の圧延設備を用いて製造する方法が記載されている。特許文献2記載の発明では、ウェブとフランジの厚みは3つのロールを有する専用圧延機で圧延し、フランジ先端竪ロール圧延機で、ウェブの先端は多数の孔型を有するエッジャ圧延機で圧延する。
特公昭43−19671号公報
特開昭50−17356号公報

概要

本発明は寸法精度に優れるT形鋼の圧延方法および圧延設備を提供する。粗圧延工程でT形形状に粗成形したT形鋼片を、中間圧延工程で粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機を用いて圧延する際、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機の間に設けたローラーにより、ウェブ先端を圧下しつつ粗ユニバーサル圧延機およびエッジャ圧延機で圧延後、引き続き仕上ユニバーサル圧延工程で仕上ユニバーサル圧延機を用いて圧延して製品形状とする。粗ユニバーサル圧延機、中間圧延機群、仕上ユニバーサル圧延機を有し、前記中間圧延機群は、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機と両者の間でウェブ先端を圧下するローラーを有する圧延機群を少なくとも一つ以上有する圧延設備。

目的

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、熱間圧延によってウェブ高さ寸法を目標通りとし、ウェブ先端を良好な形状に整形することが可能なT形鋼の圧延方法と安価な圧延設備を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
0件

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請求項1

粗圧延工程でT形形状に粗成形したT形鋼片を、中間圧延工程で粗ユニバーサル圧延機エッジャ圧延機を用いて圧延する際、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機の間に設けたローラーにより、ウェブ先端を圧下しつつ粗ユニバーサル圧延機およびエッジャ圧延機で圧延後、引き続き仕上ユニバーサル圧延工程で仕上ユニバーサル圧延機を用いて圧延して製品形状とするT形鋼の圧延方法

請求項2

粗ユニバーサル圧延機、中間圧延機群、仕上ユニバーサル圧延機を有するT形鋼の圧延設備において、前記中間圧延機群は、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機と両者の間でウェブ先端を圧下するローラーを有する圧延機群を少なくとも一つ以上有することを特徴とする、T形鋼の圧延設備。

技術分野

0001

本発明は、H形鋼圧延設備を利用したT形鋼圧延方法および圧延設備に関し、ウェブ高さの調整が容易でウェブ先端形状の良好なT形鋼の圧延方法および圧延設備に関する。

背景技術

0002

T形鋼は図1に示すように、ウェブ部11とフランジ部12を一体に成形した形鋼で、造船橋梁等の分野で広く使用され、様々な寸法の製品が必要とされている。

0003

特許文献1はT形鋼の圧延方法に関し、多様な寸法(ウェブ厚フランジ厚、ウェブ高さおよびフランジ厚)が要求されるT形鋼を効率よく製造する方法が記載されている。

0004

特許文献1記載の発明は、図7に示すH形鋼を圧延する設備を用いてT形鋼を製造するもので、略T形状の粗形鋼片中間圧延工程の粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4および仕上ユニバーサル圧延機5で圧延してT形鋼を製造する。

0005

仕上げユニバーサル圧延機5の水平ロール竪ロール開度を調整することによって種々のフランジ厚、ウェブ厚の製品を圧延することが可能である。

0006

また、特許文献2には、T形鋼を専用の圧延設備を用いて製造する方法が記載されている。特許文献2記載の発明では、ウェブとフランジの厚みは3つのロールを有する専用圧延機で圧延し、フランジ先端竪ロール圧延機で、ウェブの先端は多数の孔型を有するエッジャ圧延機で圧延する。
特公昭43−19671号公報
特開昭50−17356号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、特許文献1に記載のT形鋼の圧延方法では、中間圧延工程と仕上圧延工程の両工程にてユニバーサル圧延機を用い、ユニバーサル圧延機によってウェブ厚を調整しかつフランジ厚を調整し、さらにフランジの先端を粗ユニバーサル圧延機の下流近傍に設置したエッジャ圧延機で圧下して成形するが、ウェブの先端はウェブ高さ方向にロールで圧下せずに熱間圧延を終了する。

0008

このため、ウェブ高さが必ずしも目標寸法通りにならない場合が多く、また製品の長手方向断面で見てウェブ先端が円弧状となってしまい、製品として好ましくない。

0009

そこで、熱間圧延の後でガス切断スリッター等でウェブの先端を切断して製品として出荷する場合があるが、熱間圧延の後で切断工程を経て製品とすると、T形鋼の製造コストの増加や納期遅れにつながる。

0010

また、仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールに切断部を設けて仕上圧延工程でウェブ先端を切断整形する方法も記載されているが、この方法では切断部にダレや丸みが生じるため、ウェブ先端の形状が悪化して、断面形状の良い製品を得ることができない。

0011

特許文献2記載の方法では、特殊な3ロール圧延機を用いるために設備費用が高価になる。また、ウェブをエッジングする際に座屈を防止するため、エッジャ圧延機に多数の孔型を設け、パスラインと直行方向に急速シフトさせてウェブ寸法に適合した孔型をセットする必要があり、シフト装置のために更に設備費用が増加する。

0012

さらに、ウェブが薄くなると孔型の幅も狭くせざるを得ず、特にウェブ高さが大きい場合には、圧延材がうまく孔型に入らずに圧延不良を引き起す可能性が大きい。

0013

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、熱間圧延によってウェブ高さ寸法を目標通りとし、ウェブ先端を良好な形状に整形することが可能なT形鋼の圧延方法と安価な圧延設備を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

本発明の課題は以下の手段で達成可能である。
1.粗圧延工程でT形形状に粗成形したT形鋼片を、中間圧延工程で粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機を用いて圧延する際、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機の間に設けたローラーにより、ウェブ先端を圧下しつつ粗ユニバーサル圧延機およびエッジャ圧延機で圧延後、引き続き仕上ユニバーサル圧延工程で仕上ユニバーサル圧延機を用いて圧延して製品形状とするT形鋼の圧延方法。
2.粗ユニバーサル圧延機、中間圧延機群、仕上ユニバーサル圧延機を有するT形鋼の圧延設備において、前記中間圧延機群は、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機と両者の間でウェブ先端を圧下するローラーを有する圧延機群を少なくとも一つ以上有することを特徴とする、T形鋼の圧延設備。

発明の効果

0015

本発明によれば、熱間圧延ままで、ウェブ高さの寸法が目標どおりになるとともに、ウェブ先端の形状が良好となるので、熱間圧延の後にウェブの先端部を切断する必要がない。その結果、T形鋼の製造コストを低減することができるとともに、納期遅れを防止することができる。

0016

また、一般的なH形鋼の圧延設備にローラーを加えただけの設備構成でT形鋼を製造することが可能で、設備費用を抑えることができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

本発明に係るT形鋼の圧延設備は、図7に示したH形鋼の圧延設備を利用するもので、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機の間に、ウェブ先端を圧下するローラーを設けたことを特徴とする。以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。

0018

図2に本発明に係るT形鋼圧延設備の一例を示す。図において1は粗造形圧延機、2は粗ユニバーサル圧延機、3はローラー、4はエッジャ圧延機、5は仕上げユニバーサル圧延機を示す。

0019

粗造形圧延機1は、孔型を有するロールが装備された二重式圧延機で、加熱炉を出た素材鋼片を断面形状が略T形のT形鋼片に圧延する。

0020

中間圧延設備は粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4が設置された圧延設備で、粗ユニバーサル圧延機2でウェブとフランジの厚みの圧下を行い、エッジャ圧延機4でフランジ先端を圧下してフランジ幅を制御する。

0021

本発明では、粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4の間に、ウェブ11の先端を圧下するローラー3を設置する。中間圧延工程ではこれらの圧延機およびローラー3を用いた往復圧延を実施する。

0022

図3は粗ユニバーサル圧延機2によるT形鋼の圧延状況を模式的に示し、水平ロール21でウェブ11の厚みを圧下し、また水平ロール21の側面と竪ロール22でフランジ12の厚みを圧下する。

0023

竪ロール22に対向する竪ロール23は、フランジ12を圧下することによって水平ロール21の軸方向に働くスラスト力押さえるために、水平ロール21の側面に押し付けた状態で圧延するのがよい。

0024

図4は粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4の間に設置したローラー31,32でT形鋼のウェブ11の先端を圧下する様子を示す模式図で、ウェブ11の先端側のローラー31は外周が平坦なローラーを用い、ウェブ厚に関わらずウェブ11の先端を平坦に圧下できるようにする。

0025

フランジ側のローラー32はフランジ12の傾斜に合わせてローラーの上下端に向けて直径が小さくなる傾斜を持たせる。ローラー32はウェブ11の先端の圧下力を受けて圧延材の位置がずれないようにするための抑えであり、フランジ12を圧下するものではない。

0026

フランジ側となるローラー32がなくてもウェブ11の先端の圧下が可能であるが、ウェブ高さを精度よく圧延するためローラー32を設けることが好ましい。ローラー31、32は駆動させても良いが、2基の圧延機、粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4の間に設置されているため、無駆動であっても圧延材を通過させる支障にはならず、設備を簡易化する観点から自由回転する無駆動ローラーで充分である。

0027

ただし、ウェブ11の先端の圧下量を調整するため、圧延方向と直角の水平方向に位置調整可能な構造とする。

0028

図5はエッジャ圧延機4によるT形鋼の圧延を模式的に示す図で、フランジ12の両端部を圧下する。エッジャ圧延機4の水平ロール41はフランジ12の先端のみを圧下し、ウェブ11は圧下しないようにウェブ11と水平ロール41の間に若干の隙間を設けた状態で圧延する。中間圧延工程ではフランジ12に5〜10°程度の傾斜角θをつけて圧延することが望ましい。

0029

図6は仕上ユニバーサル圧延機5によるT形鋼の圧延を模式的に示す図で、中間圧延工程で目標とするウェブ厚、フランジ厚、ウェブ高さおよびフランジ幅に圧延された被圧延材は、水平ロール51、竪ロール52、53でフランジ12が垂直に整形されて製品となる。

0030

本発明では、ウェブ11の先端を圧下するローラー31,32を隣り合う2基の圧延機、粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4の間に設置することにしているが、その理由を以下に述べる。

0031

T形鋼はウェブ11が薄くなり、また高さ寸法が大きくなるほど、ウェブ11の先端圧下時にウェブ11が座屈して所望の圧下量が得られなかったり、T形鋼の断面形状が悪化する可能性が大きくなる。

0032

本発明の中間圧延機群で用いる圧延機は粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4であり、いずれの圧延機もウェブ11を水平ロールで挟み込んで圧延している。

0033

このため、隣り合う2基の圧延機、粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4の間でウェブ11の先端をローラー31で圧下しても、被圧延材の前後は、粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4に噛み込まれ、ウェブ11がほぼ固定されているため、ウェブ11の座屈が生じにくい。

0034

圧延機の数を増やすことでより少ないパス数で効率よく圧延することが可能で、多くの圧延機を配置した場合には、中間圧延を1パスで終了させ、往復圧延が不要となるため、飛躍的に圧延能率が向上する。

0035

そのため、本発明において、中間圧延設備は粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4は少なくとも一基で、両者の間にウェブ先端を圧下するローラー31,32を備えた圧延機群とする。

0036

中間圧延設備における圧延機の配置は、例えば、上流から下流にかけて、粗ユニバーサル圧延機2、ローラー31,32、エッジャ圧延機4、粗ユニバーサル圧延機2、ローラー31,32、エッジャ圧延機4となる。

0037

本発明に係る圧延設備で、T形鋼を圧延する場合、まず、粗圧延工程でT形形状に粗成形したT形鋼片を、中間圧延工程で粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機を用いて圧延する。

0038

その際、粗ユニバーサル圧延機とエッジャ圧延機の間に設けたローラーにより、ウェブ先端を圧下し、引き続き仕上ユニバーサル圧延工程で仕上ユニバーサル圧延機を用いて製品形状とする。

0039

厚さ250mm、幅310mmの長方形断面を有するブルームから、目標寸法をウェブ高さ300mm、フランジ幅100mm、ウェブ厚9mm、フランジ厚16mmとするT形鋼を図2及び図7に示す形鋼圧延設備を用いて製造した。尚、図2は本発明例、図7は比較例で粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4を1基ずつとした。

0040

まず、いずれの形鋼圧延設備でも、孔型ロールを組み込んだ二重式圧延機1で圧延して、略T形断面形状のT形鋼片を圧延した。T形鋼片のウェブ厚は40mm、フランジ厚は75mmであった。

0041

図2に示す形鋼圧延設備を用いた場合は、粗ユニバーサル圧延機2とエッジャ圧延機4の間にウェブ先端圧下ローラー3を配置した中間圧延機群で5パスの往復圧延を行って、ウェブとフランジを圧下した。

0042

最後に、水平ロールと竪ロールを有する仕上ユニバーサル圧延機5でフランジの傾斜を鉛直に整形する1パスの圧延を行い、目標通りの寸法を有するT形鋼を得た(本発明例)。

0043

一方、ウェブ先端圧下ローラーを配置しない図7に示す形鋼圧延設備を用いた場合は、ウェブの先端を圧下することができないため、ウェブ高さが目標の300mmよりも大きく、306mm程度となって寸法外れが発生した。

0044

ウェブ高さは圧延材の先端と後端ほど大きくなり、寸法が一定にならなかった。ウェブ先端を切断するため製造コストが増加した。

図面の簡単な説明

0045

T形鋼を説明する模式図。
本発明例。
粗ユニバーサル圧延機によるT形鋼の圧延状況を模式的に示す図。
ローラーでT形鋼のウェブ先端を圧下する様子を示す模式図。
エッジャ圧延機によるT形鋼の圧延状況を模式的に示す図
仕上ユニバーサル圧延機によるT形鋼の圧延状況を模式的に示す図。
H形鋼の圧延設備を説明する図。

符号の説明

0046

1粗造形圧延機
2粗ユニバーサル圧延機
3ローラー
4エッジャ圧延機
5仕上げユニバーサル圧延機
11ウェブ
12フランジ
31、32 ローラー
41、51水平ロール
52,53 竪ロール

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