JP2000102801A - 圧延チャンネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４方向成形ロール装置による成形による
製品後端部のチャンネル高さ方向Ｈへの規格大を解決す
る。 【解決手段】 ４方向成形ロール装置における左ロール
及び右ロールに幅調整機構を備えることにより、中間工
程後に先端予備成形工程を施し、かつ１回のみ加工する
１パス法により、製品後端部での成形不良を低減させる
ことができる圧延チャンネルの製造方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平行な一対のフラ
ンジ部と平坦状のウェブ部とからなる圧延チャンネルを
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に普通鋼などを素材としてチ
ャンネルを製造する場合には、孔型熱間圧延によって所
望形状に圧延加工している。しかし、ステンレス鋼中で
もＳＵＳ３０４などのオーストナイト系ステンレス鋼
は、前記普通鋼に比較して変形能が悪い。そのため、高
温での変形抵抗が大きく、圧延時に圧延ロールとの間で
焼付きが発生し易い。それ故、上記孔型熱間圧延により
圧延加工した場合、製品に表面疵が多く発生すると共
に、圧延ロールが早急に摩耗するという問題があった。

【０００３】そこで、これらの問題に対処するため、例
えば特開平７ー１６４００５号公報においては、図７〜
図９に示すごとき製造方法がしめされている。この方法
は、孔型熱間圧延により断面が略Ｗ形状の中間材９０を
圧延加工する中間工程（図７Ａ〜Ｇ）と、４方向成形ロ
ール装置により上記中間材９０における、湾曲凸状のウ
ェブ部９０１を上ロール及び下ロールで平坦状に成形加
工するウェブ部加工工程とフランジ部９０２を左ロール
及び右ロールで垂直状に成形加工するフランジ加工工程
（図８〜図９）とよりなる。

【０００４】即ち、この従来法においては、図７（Ａ）
〜（Ｇ）に示すごとく、ビレットなどの圧延素材９１
を、複数組の圧延ロールを用いて、同図に符号９２〜９
６で示すごとく、順次熱間圧延加工する。この圧延に用
いる圧延ロールは、上記図７（Ａ）〜（Ｇ）に示した各
圧延品の断面形状と同形状の孔型を有する。上記中間加
工工程により得た中間材９０は、図７（Ｇ）に示すごと
く、湾曲凸状のウェブ部９０１とその両側において傾斜
したフランジ部９０２、９０２とからなる。そして、そ
の断面は略Ｗ形状を有する。

【０００５】次に上記中間材９０におけるウェブ部９０
１を上下方向より成形加工する上ロール８１及び下ロー
ル８２と、上記中間材９０のフランジ部９０２を左右方
向より垂直状に成形加工する左ロール８５及び右ロール
８６とよりなる４方向成形成形ロール装置３により成形
加工を行う。これにより、図１０に示すごとく、平行な
フランジ部８３２と平坦なウェブ部８３１を有するチャ
ンネル８３が得られる。

【０００６】

【解決しようとする課題】しかしながら、上記従来方法
により得られたチャンネルは次の問題がある。図１１に
示したごとく、上記従来方法により得られたチャンネル
８３は、材料の長手方向に対し先端部８０７及び中間部
８０８に比べ材料後端部８０９での左右フランジ部８３
２の成形度合いが悪くなる。即ち、材料後端部より２０
０〜４００ｍｍの位置Ｃから後端部に向かうに従い、左
右フランジ部８３２の成形度合が段々と悪くなり、チャ
ンネル高さ寸法Ｈ規格に対し大きめとなる傾向がある。
そのため製品の寸法品質が低くなり、製品後端部を規格
内におさえるために、次工程での矯正加工を施す必要が
あるという問題がある。その理由はロール成形の場合、
材料はロール直下での直接成形に加え、その後続部分で
の成形加工の作用を受ける間接成形とで所定の成形寸法
を得る。しかし材料後端部では後続部がないため、間接
成形の影響が少なくなり、成形度合が悪くなると考えら
れる。

【０００７】一方、他の従来方法としては、図１２
（Ａ）〜（Ｂ）に示すごとく、直角アングル材８５１、
８５２を予め圧延加工しておき、次いでこれを溶接部８
６にて溶接を施し、チャンネル８５とする溶接法があ
る。しかし、この溶接法においては、チャンネル８５を
規格内におさえるために直角アングル材８５１、８５２
を選別して溶接する必要があるほか、溶接ビート８６１
を研削除去する工程が必要である。さらに、ウェブ部及
びフランジ部の寸法バラツキを生じ易く、溶接により歪
みを生ずることもあり、品質が低い。本発明は、かかる
従来の問題点に鑑み、ウェブ部が平坦で製品後端部でも
寸法品質に優れた圧延チャンネルの製造方法を提供しよ
うとするものである。

【０００８】

【課題の解決手段】本発明は、所定の孔型を形成した複
数組の圧延ロールを用いて圧延素材を熱間圧延加工によ
り断面が略Ｗ形状の中間工程と、その後刻中間材のウェ
ブ部を平坦状に成形加工するウェブ部加工工程とによ
り、平行なフランジ部と平坦状のウェブ部とからなる圧
延チャンネルを製造する方法であって、上記ウェブ部加
工工程においては、上記中間材におけるウェブ部を上下
方向より成形加工する上ロール及び下ロールと、上記中
間材のフランジ部を左右方向より垂直状に成形加工する
左ロール及び右ロールと、製品後端部の成形不良を改善
する左ロール及び右ロールに敷設された幅調整機構とよ
りなる左右ロール幅調整機構付４方向成形ロール装置を
用いて、上記中間、材を１回のみ成形加工する１パス法
により成形加工することを特徴とする圧延チャンネルの
製造方法にある。

【０００９】本発明において最も注目することは、左ロ
ール及び右ロールに敷設された幅調整機構を用いて、製
品後端部での成形不良を低減させたことである。その仕
組みは、４方向成形ロール装置の材料入り口側で材料の
後端をセンサーで感知し、材料の長さ方向の所定の位置
で幅調整機構を作動させ、左ロール及び右ロールとを材
料断面中心方向に押し込むことにより、材料後端部で少
なくなる間接成形の影響分を補うことにある。これによ
り、所定の成形寸法を得ることができ、材料後端部での
成形不良を低減させる。また幅調整機構を材料の長手方
向に対しどの位置から作動させるか、左ロール及び右ロ
ールの押し込み速度、押し込み量は製品サイズにより条
件は変化するので、それに対応出来ることは勿論であ
る。尚、左ロール及び右ロールの形状がフラット形状で
あれば、左ロール及び右ロールの軸芯を内側に傾斜させ
るか、ロール自体の形状が内側テーパー形状にすること
が望ましい。その理由はテーパー形状の方が押し込みの
際、フランジ部により効果的に作用するからである。

【００１０】本発明で使用する左右ロール幅調整機構付
４方向成形ロールは、ウェブ部を上下方向より成形加工
する上ロール及び下ロールと、フランジ部を左右方向よ
り垂直状に成形加工する左ロール及び右ロールと、製品
後端部の成形不良を改善す左右ロール幅調整機構を有す
る。上記中間材は、上記左右ロール幅調整機構付４方向
成形ロール装置に挿入する以前に、その先端部を断面略
コ字形状に成形する先端予備成形工程により予備加工し
ておくことが好ましい。これにより、中間材を左右ロー
ル幅調整機構付４方向成形ロール装置へ挿入する操作が
円滑となり、また成形加工が容易となる。また得られる
圧延チャンネルの寸法精度も高くなる。上記先端予備成
形は、例えばプレス加工などにより行なう。

【００１１】次に、左右ロール幅調整機構付４方向成形
ロール装置により成形加工する際して、中間材のフラン
ジ部の内側は、上ロール側面に接触させないことが好ま
しい。この場合には、圧延チャンネルのフランジ部の内
面が傷つくことがない。上記左右ロール幅調整機構付４
方向成形ロール装置による成形加工は、冷間加工又は温
間加工により行うことが好ましい。ここに冷間加工と
は、特に加熱することなく成形加工することをいう。温
間加工とは、３００〜７００℃で成形加工することを言
う。前者の場合には省熱エネルギーとなり、後者の場合
には加工容易となる。

【００１２】また、上記左右ロール幅調整機構付４方向
成形ロール装置による成形加工は、熱間でも行うことが
出来る。この場合には、上記中間材の加工、即ち熱間で
行う中間工程に続けて、中間材の保有する熱と若干の加
熱とによりウェブ部成形加工工程を行うことが出来る。
そのため、この場合にも、省熱エネルギーを図ることが
出来、また成形加工も容易となる。上記の熱間加工は、
例えば８００〜１２００℃で行なう。

【００１３】上記ウェブ部成形加工工程においては、ウ
ェブ部の厚みは、成形加工前の厚み（１００％）よりも
１．０〜３．０％減少するよう加工することが好まし
い。１．０％未満では、圧延成形状態が小さく平坦状に
なり難い場合がある。一方、３．０％を越えると、圧延
成形により変形量が大きく、逆にフランジ部が圧延され
ない為、上曲がりが発生するおそれがある。また、本発
明は、圧延成形素材（圧延チャンネルの材料）として、
ステンレス鋼、耐熱鋼、構造用鋼、普通鋼等の金属材料
を用いる。特にステンレス鋼や耐熱鋼の場合は、その効
果が大きく、従来の方法では優れた品質の製品を得難い
材料であるからである。

【００１４】また、前半の中間工程においては、圧延素
材を熱間加工により圧延加工して、中間材とする。刻中
間材は、一対のフランジ部がそれぞれ垂線に対して外側
に傾斜し、またウェブ部は湾曲凸状で、ウェブ部の肉厚
は得ようとする圧延チャンネル製品よりも若干大きい厚
さである。中間材は略Ｗ形状を有する。かかる中間材
は、例えば前記従来技術の中間工程により得ることが出
来る。

【００１５】中間工程で製作される上記中間材における
フランジ部の傾斜角は、垂線に対して２０度〜４５度と
することが好ましい。２０度未満ではウェブ部における
ロール周速差が大きくなり、ウェブ部に焼付きを生ずる
おそれがある。また、傾斜角が大きくなるほどウェブ部
下面の曲率半径が小さくなり、左右ロール幅調整機構付
４方向成形ロール装置での成形加工が困難となる。

【００１６】上記ウェブ部成形加工工程を冷間又は温間
で行なう場合には、中間材の製作後に、刻中間材を矯正
し、歪除去のために熱処理し、表面のスケールを除去す
るために酸洗を行ない、更に歪矯正する工程を経た後、
左右ロール幅調整機構付４方向成形ロール装置に挿入す
ることが好ましい。また、ウェブ部成形加工工程を熱間
加工する場合には、上記の歪矯正は行ない熱間加工され
て高温にある中間材を左右ロール幅調整機構付４方向成
形ロール装置に挿入する。この際、中間材は上記のごと
く先端予備成形しておくことが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施例１ 本発明の実施例にかかる圧延チャンネルの製造方法につ
いて図１〜図６を用いて説明する。本例の製造方法は、
中間工程と、これにより得られた中間材９０を圧延チャ
ンネル１に成形するウェブ部加工工程とよりなる。上記
中間材９０は図４に示すごとく、一対のフランジ部９０
２が外側に傾斜し、またウェブ部９０１は湾曲凸状をな
し、その断面は略Ｗ形状である。

【００１８】中間材９０におけるの肉厚は、本例におい
て得られる圧延チャンネル１（図６）よりも若干大き
い。また、フランジ部は、両者とも略同じである。刻中
間材９０は、前記の従来技術に示した図７（Ａ）〜
（Ｇ）の工程により得られる。即ち、上記中間工程にお
いては、所定の孔型を形勢した複数組の圧延ロールを用
いて、圧延素材を熱間圧延により、断面が略Ｗ形状の中
間材９０（図４）に加工する。

【００１９】次に、上記ウェブ部成形加工工程において
は、図１に示すごとく、左右ロール幅調整機構付４方向
成形ロール装置２により、上記中間材９０を１パス法に
より成形加工する。上記左右ロール幅調整機構付４方向
成形ロール装置２は、図１〜図３に示すごとく、中間材
９０におけるウェブ部９０１の上面９０１１を押圧する
上ロール２１と、ウェブ部９０１の下面９０１２を押圧
する下ロール２２と、フランジ部９０２の左外面９０２
１を押圧する左ロール２５と、他方のフランジ部９０２
の右外面９０２３を押圧する右ロール２６と、材料後端
部で左ロール２５及び右ロール２６を押し込む幅調整機
構２７とよりなる。

【００２０】図２の左右ロール幅調整機構のしくみを示
す。材料後端を感知する後端感知センサ２８、左ロール
２５及び右ロール２６は圧下ネジ２７１とそれに接続さ
れたギヤボックス２７３及び可変速モーター２７２によ
り、押し込み作動させ、その動作は制御装置２７４によ
って制御する構成となっている（左ロールは図示略）。
実際に材料を成形する場合では、左右ロールのロール隙
間は中間材９０の長手方向に対する先端部９０７及び中
間部９０８では隙間寸法Ａｍｍで成形される。成形が進
み後端感知センサ２８が後端部９０７を感知すると、条
件設定位置Ｄを割りだし、成形ロール直下に条件設定位
置Ｄ来た時左右ロールの作動を開始しする。そして、材
料最後端部で押し込み量Ｂｍｍとなるよう作動する。ま
た、左ロール及び右ロールの押し込み速度、押し込み量
Ｂ、条件設定位置Ｄは製品サイズにより異なるなるの
で、制御装置２７４により任意の条件で設定が可能であ
る。

【００２１】また、上ロール２１の左右側面は、中間材
９０のフランジ部９０２の左右の内側面９０２２、９０
２４には接触してない。しかし、成形加工時に両者が時
折り接触することは問題ない。上記上ロール２１及び下
ロール２２は、駆動モータ（図示略）に連結されてい
る。一方、左ロール２５、右ロール２６は空転可能に設
けてある。

【００２２】次に、本例における作用効果につき説明す
る。上記成形加工に当たっては、上記左右ロール幅調整
機能付４方向成形ロール装置、上記上ロール２１、下ロ
ール２２、左ロール２５、右ロール２６で囲まれる成形
空間へ、中間材９０を挿入する。これにより、中間材９
０は、１回のみの加工、つまり１パス法により図６に示
すごとき圧延チャンネル１に成形加工される。

【００２３】上記成形加工時においては、中間材９０の
ウェブ部９０１は、上ロール２１、下ロール２２により
成形加工されて平坦状になる。また両側のフランジ部９
０２は、上記ウェブ部９０１の平坦化によって立ち上が
ると共に、左ロール２５、右ロール２６によっても左右
方向から押圧されて立ち上がる。

【００２４】そして、ここに重要なことは、中間材９０
の長手方向に対し、条件設定位置Ｄから後端部にかけ
て、幅調整機構により上記左ロール２５、右ロール２６
を左右からフランジ部９０２の左外面９０２１及びフラ
ンジ部９０２の右外面９０２３を材料中心方向に押し込
むことにより、材料後端部での成形不良を改善すること
である。

【００２５】また、上記成形加工時においては、中間材
９０のウェブ部９０１は上ロール２１、下ロール２２に
よって上下方向より圧延成形され、その厚みが若干減少
する。一方、フランジ部９０２は、直角状に立ち上げ成
形されるのみで、その厚みの減少はない。また、フラン
ジ部９０２の内側９０２２、９０２４は、上ロール２１
の側面と接触しないので、ロール傷の発生も殆どない。

【００２６】また、本例においては、中間材９０を左右
ロール幅調整機構付４方向成形ロール装置２に挿入する
以前において、図５に示すごとく、その先端部９０７を
断面略コ字形状に成形する先端予備成形工程を行ない、
予備成形をしてく。この先端予備成形は、中間材９０の
先端部９０７を、断面略コ字形状の成形面を有するため
の、プレス成形（図示略）により、プレス加工すること
により行った。この断面略コ字形状は、上記左右ロール
幅調整機能付４方向成形ロール装置２における成形空間
と略等しい形状である。

【００２７】上記のごとく、本例によれば、断面が略Ｗ
形状の中間材９０（図４）を上記左右ロール幅調整機構
付４方向成形ロール装置２（図１〜３）により、１パス
法で成形加工することにより、平坦なウェブ部１１と左
右に直角状に立設したフランジ部１２とを有する、品質
に優れた圧延チャンネル１（図６）を容易に製造するこ
とが出来る。

【００２８】実施例２ 本例においては、実施例１に示した、圧延チャンネルの
製造方法における具体例を示す。本例において、サイズ
は１５０×７５×９ｍｍの製造事例について示す。圧延
素材は、ステンレス鋼のＳＵＳ３０４を用い、製品この
圧延素材を、上記従来法に示すごとく、中間材９０に圧
延加工した。刻中間材９０は、断面略Ｗ形状を有し、弧
状のウェブ部は厚み６．１５ｍｍ、フランジ部の厚みは
６．０ｍｍであった。またウェブ部の下面の曲率半径は
約２５．０ｍｍであった。また、ウェブ部とフランジ部
との接続付近においては、両者は略直角を呈していた。

【００２９】次に、上記中間材９０を左右ロール幅調整
機構付４方向成形ロール装置２に挿入し、常温約２５℃
において冷間加工を行なった。このとき、上ロール２１
と下ロール２２の周速は１０．０ｍ／分とした、左右ロ
ール幅調整機能の押し込み開始位置は材料長手方向の後
端部より３００．０ｍｍ、押し込み速度は１．７ｍｍ／
秒、押し込み量は左右ロールとも各３．０ｍｍとした。
これにより、品質の優れた圧延チャンネル１（図６）が
得られた。なお、圧延チャンネル１において、ウェブ部
の厚みは６．０ｍｍ、フランジ部の厚みは６．０ｍｍで
あった。このことにより、ウェブ部は上記圧延成形によ
り２．５％の厚み減少があったことが分かる。また成形
後の左右フランジ部間の幅寸法は左右ロール幅調整機構
を作動させない場合、材料長手方向の後端部より約３０
０．０ｍｍの位置までは１５０．０ｍｍであり、その後
チャンネル高さ寸法は段々と大きくなり後端では１５
６．０ｍｍとなり、規格を外れてしまった。左右ロール
幅調整機構を作動させた場合は、後端部でも左右フラン
ジ部間の幅寸法は１５０．０ｍｍとなり、左右ロール幅
調整機構が有効に作用していることが分かった。

【００３０】実施例３ 本例においては、左右ロール幅調整機構付４方向成形ロ
ール装置による成形加工を約４５０℃の温間加工でおこ
なった。この加工時の加熱はバーナー加熱炉により行っ
たその他は、実施例２と同様である。本例においても、
実施例２と同様の結果が得られた。

【００３１】実施例４ 本例においては、左右ロール幅調整機構付４方向成形ロ
ール装置による成形加工を約９５０℃の熱間加工でおこ
なった。この熱間加工は、熱間圧延において加工された
中間材９０を、熱間のまま左右ロール幅調整機構付４方
向成形ロール装置に挿入することによって行なった。そ
の他は、実施例２と同様である。本例においても、実施
例２と同様の結果が得られた。

【００３２】

【発明の効果】本発明においては、中間工程により前記
略Ｗ形状の中間材を得る。次いで、ウェブ部成形加工工
程において、刻中間材を左右ロール幅調整機構付４方向
成形ロール装置により１回のみ成形加工する。この際、
中間材は、そのウェブ部が上ロールと下ロールとにより
成形加工されて平坦状となる。また、ウェブ部の厚みも
若干減少する。また、これと同時に両側のフランジ部も
垂直に成形加工され、左ロール及び右ロールに敷設され
た幅調整機構で、製品後端部での成形不良も改善され
る。このため、ウェブ部が平坦で品質に優れた圧延チャ
ンネルを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における左右ロール幅調整機構付４
方向成形ロール装置の斜視図である。

【図２】 実施例１における左右ロール幅調整機構付４
方向成形ロール装置による成形時の平面説明図である。

【図３】 実施例１における左右ロール幅調整機構付４
方向成形ロール装置の正面図である。

【図４】 実施例１における中間材の斜視図である。

【図５】 実施例１における先端予備成形した中間材の
斜視図である。

【図６】 実施例１において、製造された圧延チャンネ
ルの斜視図である。

【図７】 従来例における中間材の圧延加工工程を示す
説明図である。

【図８】 従来例における４方向成形ロール装置の斜視
図である。

【図９】 従来例における４方向成形ロール装置による
成形時の平面説明図である。

【図１０】 従来例において、製造された圧延チャンネ
ルの斜視図である。

【図１１】 従来例におけるチャンネルの問題点を示す
説明図である。

【図１２】 他の従来例における溶接チャンネルの製造
法の説明図である。

【符号の説明】

１ 圧延チャンネル、２ 左右ロール幅調整機構付４方
向成形ロール装置、２１ 上ロール、２２ 下ロール、
２５ 左ロール、２６ 右ロール、２７ 幅調整機構、
２８ 後端感知センサ、１１ ウェブ部、１２ フラン
ジ部、９０ 中間材、９０１ ウェブ部、９０２ フラ
ンジ部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の孔型を形成した複数組の圧延ロー
   ルを用いて、圧延素材を熱間加工により断面が略Ｗ形状
   の中間材に圧延加工する中間工程と、その後刻中間材の
   ウェブ部を平坦状に成形加工するウェブ部加工工程とに
   より、平行なフランジ部と平坦状のウェブ部とからなる
   圧延チャンネルを製造する方法であって、 上記ウェブ部加工工程においては、上記中間材における
   ウェブ部を上下方向より成形加工する上ロール及び下ロ
   ールと、上記中間材のフランジ部を左右方向より垂直状
   に成形加工する幅調整機構を備えた左ロール及び右ロー
   ルとよりなる左右ロール幅調整機構付４方向圧延成形ロ
   ール装置を用いて上記中間材を１回のみ加工する１パス
   法により成形加工することを特徴とする圧延チャンネル
   の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記中間材は、上記
   左右ロール幅調整機構付４方向成形ロール装置に挿入す
   る以前に、その先端部を断面略コ字形状に成形加工する
   先端予備成形加工工程により予備加工しておくことを特
   徴とする圧延チャンネルの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、左右ロール幅
   調整機構付４方向成形ロール装置により成形加工するに
   際して、中間材のフランジ部の内側は、上ロールの側面
   に接触させないことを特徴とする圧延チャンネルの製造
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３において、左右ロー
   ル幅調整機構付４方向成形ロール装置により成形加工す
   るに際して、中間材のフランジ部を左右方向より垂直状
   に成形する左ロール及び右ロールはフランジ部の端部側
   がウェブ部側の内側に傾斜を有することを特徴とする圧
   延チャンネルの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜３又は４において、左右ロー
   ル幅調整機構付４方向成形ロール装置による成形加工
   は、冷間加工により行うことを特徴とする圧延チャンネ
   ルの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜３又は４において、左右ロー
   ル幅調整機構付４方向成形ロール装置による成形加工
   は、温間加工により行うことを特徴とする圧延チャンネ
   ルの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜３又は４において、左右ロー
   ル幅調整機構付４方向成形ロール装置による成形加工
   は、熱間加工により行うことを特徴とする圧延チャンネ
   ルの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜６又は７において、ウェブ部
   加工工程においては、ウェブ部の厚みは、成形前の厚み
   より１．０〜３．０％減少させることを特徴とする圧延
   チャンネルの製造方法。