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CN103249501A - 不等边角钢的短边端部的成形方法及其装置 - Google Patents

不等边角钢的短边端部的成形方法及其装置 Download PDF

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Abstract

一种短边端部成形装置，具有成形辊(20)，在成形辊(20)的外周面(21)上形成有成形部(22)，在不等边角钢的热轧工序中，使经过了中轧工序或精轧工序的不等边角钢(200)的短边(201)的端部(201b)，一边沿成形辊的周向在成形部(22)上通过一边被该成形部(22)按压而成形，成形部(22)形成为在成形辊(20)的外周面(21)的整周范围内呈凹状，并且成形部(22)的沿成形辊(20)的轴向形状为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位(22a)邻接的直线形状，直线形状的部位(22b)与圆弧形状的部位(22a)中的所述邻接的端部(22c)的切线(t)一致。

Description

不等边角钢的短边端部的成形方法及其装置
技术领域
本发明涉及在造船中经常使用的不等边不等厚角钢等不等边角钢的短边端部的成形技术。
背景技术
一直以来，在造船中经常使用的不等边不等厚角钢通过热轧而制造。具体而言，在热轧工序中，在加热工序中对作为坯料的钢坯进行加热，然后，在粗轧工序及中轧工序中通过各个轧钢机进行多道次成形轧制，从而形成为接近角形的截面形状。然后，在精轧工序中进行一道次成形轧制，从而加工成规定的截面形状。
图9是表示不等边不等厚角钢200的形状的立体图。
如图9所示，不等边不等厚角钢200由短边(翼缘)201和长边(腹板)202构成，截面呈大致L字形。在此，短边比长边厚。
在对这样的不等边不等厚角钢200实施涂装的情况下，也需要对短边201的端部201b的端面201b1适当地进行涂装。
在此，图10A及图10B示出了短边的端部的形状。
如图10A(圆圈所圈的部位)所示，在短边201上，若端面201b1和外侧面201a不连续而形成有棱边，则容易在涂装时产生涂装不均。此外，如图9所示，短边201及长边202的外侧面201a、202a是经由弯曲部203的外侧部203a而在短边201及长边202上邻接的侧面。
为了不产生这样的涂装不均，如图10B(圆圈所圈的部位)所示，要求在短边201上，使端面201b1和外侧面201a圆滑地相连来抑制棱边的成形(优选不产生棱边)。
因此，对于角钢制品，要求严格管理短边的端部形状。尤其是，将对短边端部的棱边容许量要求严格的产品送入修整线，为了使棱边在冷加工中成为容许量以下，通过磨床等设备在全长范围内对短边的端部进行修整。
在此，如专利文献1所公开的耳状突起物成形方法，存在在冷加工工序中通过磨削加工来去除耳状突起物的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-290185号公报
发明内容
但是，在专利文献1所公开的方法中，为了去除棱边，需要具有磨头以及用于检测端部位置的控制器的大型装置。
本发明的目的在于，以简单的结构使短边的端面的棱边圆滑地成形。
为了解决上述技术课题，本发明的技术方案1为一种不等边角钢的短边端部的成形方法，在不等边角钢的热轧工序中，使经过了中轧工序或精轧工序的上述不等边角钢的短边的端部，一边沿成形辊的周向在成形部上通过一边被该成形部按压而成形，其中，上述成形部形成于成形辊的外周面上，上述成形部形成为在上述成形辊的外周面的整周范围内呈凹状，并且上述成形部的沿上述成形辊的轴向形状为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位邻接的直线形状，上述直线形状的部位与上述圆弧形状的部位中的上述邻接的端部的切线一致。
另外，本发明的技术方案2的特征在于，在技术方案1所记载的不等边角钢的短边端部的成形方法中，在约束上述不等边角钢的长边的端部并通过上述成形辊进行上述短边的端部的成形之前，进行对经过了上述中轧工序或精轧工序的上述不等边角钢向上述成形辊的引导。
另外，本发明的技术方案3为一种不等边角钢的短边端部的成形装置，具有成形辊，在该成形辊的外周面上形成有成形部，在不等边角钢的热轧工序中，使通过中轧工序或精轧工序而得到的上述不等边角钢的短边的端部，一边沿成形辊的周向在成形部上通过一边被该成形部按压而成形，上述成形部形成为在上述成形辊的外周面的整周范围内呈凹状，并且上述成形部的沿上述成形辊的轴向形状为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位邻接的直线形状，上述直线形状的部位与上述圆弧形状的部位中的上述邻接的端部的切线一致。
另外，本发明的技术方案4的特征在于，在技术方案3所记载的不等边角钢的短边端部的成形装置中，还具有引导部，上述引导部在经过了上述中轧工序或精轧工序的上述不等边角钢的输送路径中，相对于上述成形辊配置在上游侧，约束上述不等边角钢的长边的端部并进行对上述不等边角钢向上述成形辊的引导。
发明效果
根据本发明，由于成形辊具有成形部，该成形部形成为在成形辊的外周面的整周范围内呈凹状，并且成形部的沿成形辊的轴向形状为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位邻接的直线形状，直线形状的部位与圆弧形状的部位中的邻接的端部的切线一致，因此，在热轧工序中，仅通过将具有成形部的成形辊按压于短边的端部来使短边的端部成形，就能够以简单的结构使短边的端面的棱边圆滑地成形。
附图说明
图1是表示本实施方式的短边端部成形装置的结构的俯视图。
图2是表示成形辊的形状的主视图。
图3是表示导辊的形状的主视图。
图4是表示通过设置有短边端部成形装置的热轧设备而进行的热轧工序的一例的图。
图5A是表示在通过短边端部成形装置而进行的短边端部的成形工序中，通过导辊来约束长边的端部的状态图。
图5B是表示从图5A所示的状态通过成形辊来约束短边的端部的状态图。
图6是短边的端部在被成形辊约束并通过成形辊时，成为与成形部的圆弧部及平面部相吻合的形状的说明图。
图7是表示仅通过成形辊的圆弧部来使短边的端部成形的情况下的比较例的图。
图8是表示成形辊的上方部位与短边的外侧面接触的情况下的比较例的图。
图9是表示不等边不等厚角钢的形状的立体图。
图10A示出了短边的端部形状，是表示端面和外侧面不连续而形成有棱边的状态图。
图10B示出了短边的端部形状，是表示端面和外侧面圆滑地相连的状态图。
具体实施方式
(结构)
本实施方式为不等边不等厚角钢的短边的端部成形装置(以下，仅称作短边端部成形装置)。
图1是表示在用于实施精轧工序的精轧装置100的后级设置的短边端部成形装置10的结构的俯视图。
如图1所示，短边端部成形装置10具有：短边输出侧引导部11、长边输出侧引导部12、成形辊(棱边成形辊、成形轧辊)20、以及导辊30。
短边输出侧引导部11及长边输出侧引导部12以在精轧工序(精轧装置100)的输出侧彼此相对的方式配置，分别对从精轧工序输送来的不等边不等厚角钢的短边及长边进行引导。
成形辊20用于使不等边不等厚角钢的短边的端部成形。成形辊20旋转自如地组装在短边输出侧引导部11上。在此，成形辊20设置成使旋转轴垂直。
图2是表示成形辊20的形状的主视图。
如图2所示，成形辊20以外周直径随着从上端部趋向于下端部附近而逐渐减小的方式缩径(收细)。在该成形辊20中，外周面21的缩径部位的下端部为用于使短边的端面成形的成形部22。而且，成形辊20的下端部24相对于缩径部位的下端部(成形部22)扩径，呈大致圆盘形状。该下端部24随着趋向于旋转轴O而厚度逐渐增加，其上表面24a倾斜。
为了使短边的端部成形，成形部22具有大圆弧形状。具体而言，成形部22形成为在成形辊20的外周面21的整周范围内呈凹状，成形部22的沿成形辊20的轴向形状(沿外周面21的上下方向的形状)为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位(以下，称作圆弧部)22a邻接的直线形状。而且，直线形状的部位(以下，称作平面部)22b与在圆弧部22a上邻接的端部22c的切线t一致。
在此，圆弧部22a具有预先确定的半径，以使得要成形的短边的端面(201b1)成为所期望的形状。另外，平面部22b具有预先确定的斜度(角度)，从而与后述的不等边不等厚角钢的约束姿势中的短边(短边的外侧面201a)的倾斜角度大致相等。此外，在本实施方式中，平面部22b的、圆弧部22a的端部22c的附近部位(下方部位)22b1是实际有助于短边的端部成形的部位，平面部22b的其他部位(上方部位)22b2实际无助于短边的端部成形，是为了具有余量而设置的部位。
另外，成形辊20的缩径部位中的与成形部22邻接的上方部位(与平面部22b邻接的上方部位)为，具有预先确定的斜度(角度)而形成的避让部23。这里所说的预先确定的斜度是指，为了在短边的端部成形时不会使避让部23与该短边的外侧面接触而具有避让角的斜度。
如上所述，在成形辊20的外周面上形成有圆弧部22a、平面部22b、以及避让部23这样的、大致三个不同的缩径部(收细部)。
另一方面，导辊30在成形辊20使短边的端部成形时对不等边不等厚角钢进行引导。导辊30以相对于成形辊20位于输送方向上游侧的方式组装在长边输出侧引导部12上。此时，导辊30旋转自如地组装在长边输出侧引导部12上。在此，导辊30设置成使旋转轴垂直。
像这样，通过在长边输出侧引导部12上组装导辊30，能够根据不等边不等厚角钢的形状使该导辊30和成形辊20仅相互隔开预先确定的距离地设置。
图3是表示导辊30的形状的主视图。
如图3所示，导辊30以外周直径随着分别从上下端趋向于中央部而逐渐减小的方式缩径，呈大致鼓型或沙漏型的形状。导辊30通过下侧的呈大致圆柱形状的部位31的外周面31a来约束(支承)不等边不等厚角钢的长边的端部，从而对不等边不等厚角钢进行引导。
(作用、效果等)
图4示出了通过设置有短边端部成形装置10的热轧设备而进行的热轧工序的一例。
如图4所示，热轧工序具有：加热工序(步骤S1)、粗轧工序(步骤S2)、中轧工序(步骤S3)、以及精轧工序(步骤S4)。而且，在本实施方式中，在热轧工序中，在精轧工序(步骤S4)后实施短边的端部成形(步骤S5)。
在热轧工序中，在加热工序(步骤S1)中对作为坯料的钢坯进行加热，然后，在粗轧工序(步骤S2)及中轧工序(步骤S3)中通过各个轧钢机进行多道次成形轧制，从而形成为接近角形的截面形状。然后，在精轧工序(步骤S4，图1所示的精轧装置100)中进行一道次成形轧制，从而加工成规定的截面形状。例如，在各成形轧制中，主要使用孔型轧辊。而且，在精轧工序(步骤S4)后，通过短边端部成形装置10来使短边的端部成形(步骤S5)。
图5A及图5B示出了通过短边端部成形装置10而进行的短边端部的成形工序(步骤S5)。
如图5A所示，首先，导辊30约束不等边不等厚角钢200的长边202的端面202b(尤其是端面202b1)。由此，与通过短边输出侧引导部11及长边输出侧引导部12而进行的引导相结合来约束不等边不等厚角钢200的长边202。其结果为，确定了短边201的轧制线(pass line)。也就是说，通过使导辊30约束长边202的端部202b，能够确定短边201的端部201b的轧制线。
然后，如图5B所示，沿轧制线输送的不等边不等厚角钢200的短边201的端部201b被相对于导辊30位于输送方向下游侧的成形辊20约束。即，不等边不等厚角钢的长边202的端部202b被导辊30约束，并且不等边不等厚角钢的短边201的端部201b被成形辊20约束。
而且，在短边201的端部201b被成形辊20约束并通过成形辊20时，如图6所示，短边201的端部201b由于被成形辊20的由圆弧部22a及平面部22b构成的成形部22按压，所以成为与圆弧部22a及平面部22b(具体而言为平面部22b的下方部位22b1)相吻合的形状。即，短边201的端面201b1在全长范围内形成为弧面，该弧面中的与外侧面201a邻接的端部的切线与该外侧面201a一致。也就是说，短边201的端面201b1在全长范围内不会产生棱边而成为圆滑的形状。
另外，如上所述，在本实施方式中，相对于成形辊20将导辊30配置在输送路径上游侧。即，在通过成形辊20进行短边的端部成形之前，进行对经过了精轧工序的不等边不等厚角钢200向成形辊20的引导。
例如，若相对于成形辊20将导辊30配置在输送路径下游侧，则不等边不等厚角钢的轧制线变得不稳定，在端部的成形工序中，无法使短边的端部稳定地成形。由此，在本实施方式中，通过相对于成形辊20将导辊30配置在输送路径上游侧，实现了短边端部的稳定的成形。
另外，如上所述，在成形辊20中，避让部23形成为相对于短边的外侧面具有避让角。因此，能够防止由于成形辊20的上方部位和短边的外侧面的接触而导致的短边端部的成形精度的下降。
另外，本申请的发明人发现短边的端部的棱边是在热轧工序中产生的，通过像本实施方式那样在热轧工序内加入短边端部的成形工序，即、作为热轧工序的一环，通过在精轧成形后紧接着使短边的端部成形，能够高效地防止棱边的产生。
另外，由于精轧后的不等边不等厚角钢的轧制材料温度为700℃～800℃左右，因此，以成形辊20与短边端面接触的程度就能够形成为十分圆滑的端面形状。
图7及图8示出了相对于本实施方式的比较例(不具有本实施方式那样的上述结构的例子)。
图7为仅通过成形辊20的圆弧部22a来使短边201的端部201b成形的情况。该情况下，在短边201的端部201b产生图10A所示那样的棱边。
图8为成形辊20的上方部位25与短边201的外侧面201a接触的情况。该情况下，即使使成形辊20的成形部22的形状为不会在端部产生棱边那样的形状，也会由于这样的接触而无法得到所期望的端面形状。
此外，在本实施方式中，例如，导辊30实现了引导部。
(本实施方式的变形例)
本实施方式不限于不等边不等厚角钢，也能够适用于短边的厚度与长边的厚度相等的不等边角钢。
另外，在本实施方式中，将短边端部成形装置设置在精轧装置的后级，但在难以实现这种设置的情况等下，也可以设置在中轧工序的孔型的输出侧，在这样的情况下，也能够得到与设置在精轧装置的后级的情况相同的效果。
此外，通常情况下，角钢以短边及长边的外侧面(201a、202a)为上方而进行热轧，因此，在以上例子中，虽然将短边端部成形装置10设置成图1所示的朝向，但能够自由地根据被轧制的角钢的朝向对短边端部成形装置10的设置朝向进行适当调整。
实施例
使用截面形状中的长边尺寸为350mm、短边尺寸为100mm的不等边不等厚角钢并通过本实施方式的成形方法来使短边端部成形。
其结果为，在制造对棱边的容许量要求严格的不等边不等厚角钢制品时，无需送入修整线就能够使棱边在全长范围内为容许量以下。
附图标记说明
10  短边端部成形装置
11  短边输出侧引导部
12  长边输出侧引导部
20  成形辊
21  外周面
22  成形部
22a  圆弧部
22b  平面部
30  导辊

Claims (4)

1.一种不等边角钢的短边端部的成形方法，其特征在于，
在不等边角钢的热轧工序中，使经过了中轧工序或精轧工序的所述不等边角钢的短边的端部，一边沿成形辊的周向在所述成形部上通过一边被该成形部按压而成形，其中，所述成形部形成于成形辊的外周面，
所述成形部形成为在所述成形辊的外周面的整周范围内呈凹状，并且所述成形部的沿所述成形辊的轴向形状为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位邻接的直线形状，
所述直线形状的部位与所述圆弧形状的部位中的所述邻接的端部的切线一致。
2.如权利要求1所述的不等边角钢的短边端部的成形方法，其特征在于，
在约束所述不等边角钢的长边的端部并通过所述成形辊进行所述短边的端部的成形之前，进行对经过了所述中轧工序或精轧工序的所述不等边角钢向所述成形辊的引导。
3.一种不等边角钢的短边端部的成形装置，其特征在于，
具有成形辊，在所述成形辊的外周面上形成有成形部，在不等边角钢的热轧工序中，使通过中轧工序或精轧工序而得到的所述不等边角钢的短边的端部，一边沿所述成形辊的周向在所述成形部上通过一边被该成形部按压而成形，
所述成形部形成为在所述成形辊的外周面的整周范围内呈凹状，并且所述成形部的沿所述成形辊的轴向形状为圆弧形状以及与该圆弧形状的部位邻接的直线形状，
所述直线形状的部位与所述圆弧形状的部位中的所述邻接的端部的切线一致。
4.如权利要求3所述的不等边角钢的短边端部的成形装置，其特征在于，
还具有引导部，所述引导部在经过了所述中轧工序或精轧工序的所述不等边角钢的输送路径中，相对于所述成形辊配置在上游侧，约束所述不等边角钢的长边的端部并进行对所述不等边角钢向所述成形辊的引导。
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