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JP6855885B2 - H-section steel manufacturing method and H-section steel products - Google Patents

H-section steel manufacturing method and H-section steel products Download PDF

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JP6855885B2 JP2017076040A JP2017076040A JP6855885B2 JP 6855885 B2 JP6855885 B2 JP 6855885B2 JP 2017076040 A JP2017076040 A JP 2017076040A JP 2017076040 A JP2017076040 A JP 2017076040A JP 6855885 B2 JP6855885 B2 JP 6855885B2
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Description

本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材としてH形鋼を製造する製造方法及びH形鋼製品に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing H-shaped steel using, for example, a slab having a rectangular cross section as a material, and an H-shaped steel product.

H形鋼を製造する場合には、加熱炉から抽出されたスラブやブルーム等の素材を粗圧延機(BD)によって粗形材(所謂ドッグボーン形状の被圧延材)に造形し、中間ユニバーサル圧延機によって上記粗形材のウェブやフランジの厚さを圧下し、併せて前記中間ユニバーサル圧延機に近接したエッジャー圧延機によって被圧延材のフランジに対し幅圧下や端面の鍛錬と整形が施される。そして、仕上ユニバーサル圧延機によってH形鋼製品が造形される。 When producing H-beams, materials such as slabs and blooms extracted from the heating furnace are formed into rough-shaped materials (so-called dogbone-shaped materials to be rolled) by a rough rolling mill (BD), and intermediate universal rolling is performed. The machine reduces the thickness of the web and flange of the rough-shaped material, and at the same time, the edger rolling mill close to the intermediate universal rolling mill applies width rolling and forging and shaping of the end face to the flange of the material to be rolled. .. Then, the H-shaped steel product is formed by the finishing universal rolling mill.

近年、建築構造物の大型化や海洋構造物への利用に伴い、従来に比べ大型のH形鋼製品の製造が求められており、特に、フランジ幅やフランジ厚を増した製品が望まれている。スラブ等の矩形断面素材を用いた製造工程において、フランジ幅及びフランジ厚を増やす技術としては、被圧延材の上下端面(スラブ端面)に割り込みを形成させて当該割り込みを押し広げる技術(所謂ウェッジ法)が知られている。 In recent years, with the increase in size of building structures and their use in marine structures, there has been a demand for the production of larger H-section steel products than before, and in particular, products with increased flange width and flange thickness are desired. There is. In the manufacturing process using a rectangular cross-section material such as a slab, as a technique for increasing the flange width and the flange thickness, a technique for forming an interrupt on the upper and lower end surfaces (slab end faces) of the material to be rolled and spreading the interrupt (so-called wedge method). )It has been known.

例えば特許文献1には、H形鋼の製造として矩形断面であるスラブ素材から所謂ドッグボーン形状の粗形材を造形する際には、粗圧延工程の第1の孔型においてスラブ端面に割り込みを入れた後、第2以降の孔型において当該割り込みを押し拡げる、又は、割り込み深さを深くさせ、それ以降の孔型にてスラブ端面の割り込みを消去する技術が知られている。 For example, Patent Document 1 states that when a so-called dogbone-shaped rough material is formed from a slab material having a rectangular cross section in the production of H-shaped steel, an interrupt is interrupted at the slab end face in the first hole mold of the rough rolling process. A technique is known in which the interrupt is expanded or the interrupt depth is deepened in the second and subsequent hole types after the insertion, and the interrupt on the slab end face is eliminated in the subsequent hole types.

また、例えば特許文献2には、孔型ロールを用いてスラブからH形鋼を造形する技術において、フランジ相当部分の幅や厚さを確保する技術が開示されている。加えて、特許文献2には、複数の孔型に共用部分を設けロール胴幅の効率化を図るといった工夫もみられる。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a technique for ensuring the width and thickness of a flange-corresponding portion in a technique for forming H-shaped steel from a slab using a hole-shaped roll. In addition, in Patent Document 2, a device such as providing a common portion in a plurality of hole types to improve the efficiency of the roll body width can be seen.

特開平07−164003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-164003 特開2013−202621号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-202621

しかしながら、例えば上記特許文献1、2に開示されているような、スラブ等の素材の端面(スラブ端面)に割り込みを入れ、当該端面をエッジングし、その幅拡がりを利用して粗圧延を行う方法では、フランジの広幅化に限界がある。即ち、従来の粗圧延方法においてフランジの広幅化を図るためにはウェッジ設計(割り込み角度の設計)、圧下調整、潤滑調整といった技術により幅拡がりの向上が図られるが、いずれの方法もフランジ幅に大幅に寄与するものではないため、エッジング量に対するフランジ幅の拡がり量の比率を示す幅拡がり率は、エッジングの初期段階の効率が最も高い条件でも0.8程度であり、同一孔型でエッジングを繰り返すにつれて低下し、最終的には0.5程度になることが知られている。また、スラブ等の素材自体を大型化し、エッジング量を大きくすることも考えられるが、粗圧延機の設備規模や圧下量等には装置限界があるため十分な製品フランジの広幅化が実現されないといった事情がある。 However, for example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a method of interrupting an end face (slab end face) of a material such as a slab, edging the end face, and performing rough rolling by utilizing the width expansion thereof. Then, there is a limit to widening the flange. That is, in the conventional rough rolling method, in order to widen the flange, the width expansion can be improved by techniques such as wedge design (interrupt angle design), reduction adjustment, and lubrication adjustment. Since it does not contribute significantly, the width expansion ratio, which indicates the ratio of the flange width expansion amount to the edging amount, is about 0.8 even under the condition where the efficiency at the initial stage of edging is the highest. It is known that it decreases as it is repeated, and finally reaches about 0.5. It is also conceivable to increase the size of the material itself such as slabs and increase the edging amount, but it is said that the product flange cannot be widened sufficiently because there are equipment limits on the equipment scale and rolling amount of the rough rolling mill. There are circumstances.

また、スラブ等の素材に対し孔型ロールを用いて圧延造形を行うに際しては、上記特許文献1、2に示すように同一の孔型ロールに複数の孔型を刻設してロール胴幅の効率化を図っている。しかしながら、フランジの広幅化といったH形鋼の大型化を目指す場合、1つの孔型ロールに刻設できる孔型数には設備限界があり、製造するH形鋼の大型化に伴い更なる操業設計条件の効率化が求められている。 Further, when rolling and modeling a material such as a slab using a hole-shaped roll, as shown in Patent Documents 1 and 2, a plurality of hole-shaped rolls are engraved on the same hole-shaped roll to obtain a roll body width. We are trying to improve efficiency. However, when aiming to increase the size of H-section steel such as widening the flange, there is a limit to the number of hole types that can be engraved on one hole-type roll, and further operational design will be made as the size of H-section steel to be manufactured increases. There is a need for more efficient conditions.

上記事情に鑑み、本発明の目的は、H形鋼を製造する際の孔型を用いた粗圧延工程において、スラブ等の素材の端面に鋭角の先端形状をした突起部で深く割り込みを入れ、それによって形成されたフランジ部を順次折り曲げるといった工程を行う際に、孔型ロールに刻設できる孔型数に設備限界がある場合でも、2ヒート圧延とすることで、従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼製品を製造する事が可能なH形鋼の製造技術を提供することにある。また、2ヒート圧延を実現する際に課題となる圧延造形時の噛み込み性を向上させ、製品疵の発生を抑制させることを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to deeply interrupt the end face of a material such as a slab with a protrusion having a sharp tip shape in a rough rolling process using a hole mold when manufacturing an H-beam. Even if there is an equipment limit on the number of holes that can be engraved on the hole rolls when performing processes such as sequentially bending the flanges formed thereby, the flange width is larger than before by performing 2-heat rolling. The purpose of the present invention is to provide a manufacturing technique for H-shaped steel capable of manufacturing H-shaped steel products. Another object of the present invention is to improve the biting property during rolling molding, which is a problem in realizing two-heat rolling, and to suppress the occurrence of product defects.

前記の目的を達成するため、本発明によれば、粗圧延工程、中間圧延工程、仕上圧延工程を備えたH形鋼の製造方法であって、前記粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する複数の孔型が刻設され、当該複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れて被圧延材端部に分割部位を形成させる突起部が形成された複数の割り込み孔型と、前記割り込みに当接し、前記割り込み孔型において形成された分割部位を順次折り曲げる突起部が形成された複数の折り曲げ孔型と、を含み、前記複数の孔型による粗圧延工程は2ヒート圧延によって行われ、当該2ヒート圧延での2ヒート目の造形には、折り曲げ造形を行う前記複数の折り曲げ孔型のうちの少なくとも1つ以上の折り曲げ孔型による折り曲げ造形が含まれることを特徴とする、H形鋼の製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an H-shaped steel manufacturing method including a rough rolling step, an intermediate rolling step, and a finish rolling step is provided, and a rolling mill performing the rough rolling step is subjected to a coating. A plurality of hole molds for forming the rolled material are engraved, and the plurality of hole molds are formed with protrusions that vertically interrupt the width direction of the material to be rolled to form a divided portion at the end of the material to be rolled. The plurality of hole types include a plurality of interrupted hole types formed and a plurality of bent hole types having protrusions formed in which the divided portions formed in the interrupted hole type are sequentially bent in contact with the interrupted hole type. The rough rolling step is performed by two-heat rolling, and in the second heat molding in the two-heat rolling, bending molding by at least one or more of the plurality of folding hole molds for bending molding is performed. Provided is a method for producing H-shaped steel, which is characterized by being included.

前記複数の折り曲げ孔型は、前記分割部位の折り曲げ角度が異なる2種類の折り曲げ孔型から構成され、当該2種類の折り曲げ孔型では、前記分割部位の折り曲げ角度が順に広がるように折り曲げ造形が行われ、前記2ヒート圧延における2ヒート目の開始孔型は、2種類の折り曲げ孔型のうち折り曲げ角度が狭角である孔型であっても良い。 The plurality of bending hole molds are composed of two types of bending hole molds having different bending angles of the divided portions, and in the two types of bending hole molds, bending molding is performed so that the bending angles of the divided portions are sequentially widened. The start hole type for the second heat in the two-heat rolling may be a hole type having a narrow bending angle among the two types of bending hole types.

前記2ヒート圧延において、2ヒート目の開始孔型における造形は複数パスで行われ、当該複数パスのうち1パス目の造形は被圧延材フランジ面の接触幅が50%未満となるように行われても良い。 In the two-heat rolling, the molding in the start hole mold of the second heat is performed in a plurality of passes, and the molding in the first pass among the plurality of passes is performed so that the contact width of the flange surface of the material to be rolled is less than 50%. You may be rolled.

前記複数の割り込み孔型に形成される突起部の先端角度は25°以上40°以下であり、前記2種類の折り曲げ孔型の折り曲げ角度は、順に、70°以上110°以下、130°以上170°以下であり、前記割り込み孔型に形成される突起部の先端角度と前記2種類の折り曲げ孔型のうち前段の折り曲げ孔型の折り曲げ角度との差は30°超であっても良い。 The tip angles of the protrusions formed in the plurality of interrupt hole types are 25 ° or more and 40 ° or less, and the bending angles of the two types of bending hole types are 70 ° or more and 110 ° or less and 130 ° or more and 170, respectively. The difference between the tip angle of the protrusion formed in the interrupt hole type and the bending angle of the bending hole type in the previous stage of the two types of bending hole types may be more than 30 °.

本発明によれば、H形鋼を製造する際の孔型を用いた粗圧延工程において、スラブ等の素材の端面に鋭角の先端形状をした突起部で深く割り込みを入れ、それによって形成されたフランジ部を順次折り曲げるといった工程を行う際に、孔型ロールに刻設できる孔型数に設備限界がある場合でも、2ヒート圧延とすることで、従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼製品を製造する事ができる。また、2ヒート圧延を実現する際に課題となる圧延造形時の噛み込み性を向上させ、製品疵の発生を抑制させることができる。 According to the present invention, in a rough rolling process using a hole mold when manufacturing an H-shaped steel, a protrusion having a sharp tip shape deeply interrupts the end face of a material such as a slab, thereby forming the rough rolling process. Even if there is an equipment limit on the number of hole molds that can be engraved on the hole mold roll when performing processes such as sequentially bending the flange portion, by performing 2-heat rolling, H-shaped steel products with a larger flange width than before can be produced. Can be manufactured. In addition, it is possible to improve the biting property during rolling molding, which is a problem in realizing two-heat rolling, and suppress the occurrence of product defects.

H形鋼の製造ラインについての概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing about the production line of H-section steel. 第1孔型の概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the 1st hole type. 第2−1孔型の概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the 2-1 hole type. 第2−2孔型の概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the 2-2 hole type. 第3孔型の概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the 3rd hole type. 第4孔型の概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the 4th hole type. 第5孔型(平造形孔型)の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the 5th hole type (flat molding hole type). 2ヒート圧延の開始孔型を第3孔型とした場合の圧下量の違いによる被圧延材と孔型ロールとの位置関係に関する概略説明図である。2 is a schematic explanatory view of the positional relationship between the material to be rolled and the hole type roll due to the difference in the amount of rolling when the start hole type of the two heat rolling is the third hole type. 2ヒート圧延の開始孔型を第4孔型とした場合の圧下量の違いによる被圧延材と孔型ロールとの位置関係に関する概略説明図である。2 is a schematic explanatory view of the positional relationship between the material to be rolled and the hole type roll due to the difference in the amount of rolling when the start hole type of 2 heat rolling is the 4th hole type. 第4孔型での折り曲げ角度(θ3−θ2)とフランジ厚偏差(フランジ厚バラツキ)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bending angle (θ3-θ2) and the flange thickness deviation (flange thickness variation) in the 4th hole type. 第3孔型における先端部角度θ2を変化させた場合のフランジ相当部の先端の厚み変化量(フランジ先端つぶし量)を示すグラフである。It is a graph which shows the thickness change amount (flange tip crushing amount) of the tip of the flange corresponding part when the tip angle θ2 in the 3rd hole type is changed. 本実施の形態に係る方法で第3孔型の突起部の先端部角度θ2を110°超とした場合の、造形後の被圧延材の形状を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing the shape of the material to be rolled after molding when the tip angle θ2 of the third hole type protrusion is set to more than 110 ° by the method according to the present embodiment. 第4孔型の先端部角度θ3を変化させた場合の、製品疵深さの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the product defect depth when the tip angle θ3 of the 4th hole type is changed. ウェブ減厚孔型におけるウェブ減厚に関する概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing about the web thickening in the web thickening hole type. θ2とθ3の好適な設計範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the preferable design range of θ2 and θ3.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

図1は、本実施の形態にかかる圧延設備1を含むH形鋼の製造ラインTについての説明図である。図1に示すように、製造ラインTには上流側から順に、加熱炉2、粗圧延機4、中間ユニバーサル圧延機5、仕上ユニバーサル圧延機8が配置されている。また、中間ユニバーサル圧延機5に近接してエッジャー圧延機9が設けられている。なお、以下では、説明のために製造ラインTにおける鋼材を、総称して「被圧延材A」と記載し、各図において適宜その形状を破線・斜線等を用いて図示する場合がある。 FIG. 1 is an explanatory diagram of an H-section steel production line T including the rolling equipment 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a heating furnace 2, a rough rolling mill 4, an intermediate universal rolling mill 5, and a finishing universal rolling mill 8 are arranged in this order from the upstream side in the production line T. Further, an edger rolling mill 9 is provided in the vicinity of the intermediate universal rolling mill 5. In the following, for the sake of explanation, the steel materials in the production line T are collectively referred to as “material to be rolled A”, and the shape may be appropriately illustrated by using broken lines, diagonal lines, etc. in each drawing.

図1に示すように、製造ラインTでは、加熱炉2から抽出された例えばスラブ11等の被圧延材Aが粗圧延機4において粗圧延される。次いで、中間ユニバーサル圧延機5において中間圧延される。この中間圧延時には、必要に応じてエッジャー圧延機9によって被圧延材の端部等(後述するフランジ部80)に対して圧下が施される。通常の場合、粗圧延機4のロールには、複数の孔型が刻設されており、これらを経由して複数パス程度のリバース圧延でH形粗形材13が造形され、該H形粗形材13を前記中間ユニバーサル圧延機5−エッジャー圧延機9の2つの圧延機からなる圧延機列を用いて、複数パスの圧下が加えられ、中間材14が造形される。そして中間材14は、仕上ユニバーサル圧延機8において製品形状に仕上圧延され、H形鋼製品16が製造される。 As shown in FIG. 1, in the production line T, the material A to be rolled, such as the slab 11 extracted from the heating furnace 2, is roughly rolled in the rough rolling machine 4. Next, intermediate rolling is performed in the intermediate universal rolling mill 5. During this intermediate rolling, the edger rolling mill 9 applies rolling reduction to the end portion of the material to be rolled (flange portion 80, which will be described later), if necessary. Normally, a plurality of hole molds are engraved on the roll of the rough rolling mill 4, and the H-shaped rough material 13 is formed by reverse rolling for about a plurality of passes via these, and the H-shaped rough shape material 13 is formed. A plurality of passes of rolling are applied to the profile 13 using a rolling mill train consisting of two rolling mills of the intermediate universal rolling mill 5-edger rolling mill 9, and the intermediate scrap 14 is formed. Then, the intermediate material 14 is finished and rolled into a product shape by the finishing universal rolling mill 8, and the H-shaped steel product 16 is manufactured.

次に、以下では図1に示した粗圧延機4に刻設される孔型構成や孔型形状について図面を参照して説明する。図2〜図7は粗圧延工程を行う粗圧延機4に刻設される孔型についての概略説明図である。ここで、説明する第1孔型〜第4孔型は、粗圧延機4の孔型ロールに刻設されるが、後述するように本願発明では2ヒート圧延を実施するため、以下に説明する第1孔型〜第5孔型の5つの孔型は、入れ替え可能な2つの孔型ロールに分けて刻設されても良い。なお、2ヒート圧延を実施する際の好適な孔型設計条件などに関しては、図面・表等を参照して後述する。
2ヒート圧延とは、粗圧延機4において第1の孔型ロールを用いて圧延造形を実施した後、粗圧延機4において孔型ロールの入れ替えを行い、被圧延材Aを加熱炉2において再度加熱した後、入れ替えた第2の孔型ロールを用いて圧延造形を実施する工程である。
通常のH形鋼の製造における粗圧延工程では、以下に説明する各孔型において1又は複数パスでの造形が行われる。
Next, the hole shape configuration and the hole shape formed in the rough rolling mill 4 shown in FIG. 1 will be described below with reference to the drawings. 2 to 7 are schematic explanatory views of a hole type engraved in the rough rolling mill 4 that performs the rough rolling step. Here, the first hole type to the fourth hole type to be described are engraved on the hole type roll of the rough rolling mill 4, but as will be described later, in the present invention, two heat rolling is performed, so the description will be described below. The five hole types of the first hole type to the fifth hole type may be separately engraved into two replaceable hole type rolls. The suitable hole type design conditions for performing 2-heat rolling will be described later with reference to drawings, tables, and the like.
In 2 heat rolling, after performing rolling molding using the first hole-shaped roll in the rough rolling mill 4, the hole-shaped rolls are replaced in the rough rolling mill 4, and the material A to be rolled is again in the heating furnace 2. This is a step of performing rolling molding using a second hole-shaped roll that has been replaced after heating.
In the rough rolling process in the production of ordinary H-section steel, molding with one or more passes is performed in each of the hole molds described below.

また、本実施の形態では刻設される孔型の基本的な構成が6孔型である場合を例示して説明するが、その孔型数は必ずしも6孔型である必要はない。即ち、H形粗形材13を造形するために好適な孔型構成であれば良い。なお、図2〜図7では、各孔型における造形時の被圧延材Aの概略最終パス形状を破線にて図示している。 Further, in the present embodiment, the case where the basic configuration of the hole type to be engraved is the 6-hole type will be described as an example, but the number of the hole types does not necessarily have to be the 6-hole type. That is, any hole-shaped structure suitable for modeling the H-shaped rough shape member 13 may be used. In addition, in FIGS. 2 to 7, the approximate final path shape of the material A to be rolled at the time of molding in each hole type is shown by a broken line.

図2は第1孔型K1の概略説明図である。第1孔型K1は、一対の水平ロールである上孔型ロール20と下孔型ロール21に刻設され、これら上孔型ロール20と下孔型ロール21のロール隙において被圧延材Aが圧下・造形される。また、上孔型ロール20の周面(即ち、第1孔型K1の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部25が形成されている。更に、下孔型ロール21の周面(即ち、第1孔型K1の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部26が形成されている。これら突起部25、26はテーパー形状を有しており、その突出長さ等の寸法は、突起部25と突起部26とでそれぞれ等しく構成されている。突起部25、26の高さ(突出長さ)をh1とし、先端部角度をθ1aとする。 FIG. 2 is a schematic explanatory view of the first hole type K1. The first hole type K1 is engraved on the upper hole type roll 20 and the prepared hole type roll 21 which are a pair of horizontal rolls, and the material A to be rolled is formed in the roll gap between the upper hole type roll 20 and the prepared hole type roll 21. Rolled and shaped. Further, a protrusion 25 projecting toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the upper hole type roll 20 (that is, the upper surface of the first hole type K1). Further, a protrusion 26 projecting toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the prepared hole type roll 21 (that is, the bottom surface of the first hole type K1). These protrusions 25 and 26 have a tapered shape, and the protrusion length and other dimensions are the same for the protrusion 25 and the protrusion 26, respectively. The height (protrusion length) of the protrusions 25 and 26 is h1, and the tip angle is θ1a.

この第1孔型K1においては、突起部25、26が被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に押し当てられ、割り込み28、29が形成される。第1孔型K1は、スラブ端面に溝(割り込み28、29)を付与する孔型であることから「溝付け孔型」とも呼称される。ここで、突起部25、26の先端部角度(ウェッジ角度とも呼称される)θ1aは例えば25°以上40°以下であることが望ましい。 In the first hole type K1, the protrusions 25 and 26 are pressed against the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled, and interrupts 28 and 29 are formed. The first hole type K1 is also called a "grooved hole type" because it is a hole type that imparts grooves (interrupts 28 and 29) to the end face of the slab. Here, it is desirable that the tip angle (also referred to as a wedge angle) θ1a of the protrusions 25 and 26 is, for example, 25 ° or more and 40 ° or less.

ここで、第1孔型K1の孔型幅は、被圧延材Aの厚み(即ち、スラブ厚)とほぼ等しいことが好ましい。具体的には、第1孔型K1に形成された突起部25、26の先端部における孔型の幅と、スラブ厚を同一にすることで、被圧延材Aの左右センタリング性が好適に確保される。また、このような孔型寸法の構成とすることで、図2に示すように、第1孔型K1での造形時において、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)においては、上記突起部25、26及び孔型側面(側壁)の一部が被圧延材Aと接していて、割り込み28、29により4つの要素(部位)に分割されたスラブ上下端部に対して、第1孔型K1の上面及び底面にて積極的な圧下が行われない方が好ましい。孔型の上面及び底面による圧下は、被圧延材Aの長手方向への伸びを生じさせてしまい、フランジ(後述するフランジ部80)の生成効率を低下させてしまうからである。即ち、第1孔型K1においては、突起部25、26が被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に押し当てられ、割り込み28、29が形成される際の突起部25、26における圧下量(ウェッジ先端圧下量)は、スラブ上下端部における圧下量(スラブ端面圧下量)よりも十分に大きなものとされ、これにより割り込み28、29が形成される。 Here, it is preferable that the hole shape width of the first hole type K1 is substantially equal to the thickness of the material A to be rolled (that is, the slab thickness). Specifically, by making the width of the hole type at the tips of the protrusions 25 and 26 formed in the first hole type K1 and the slab thickness the same, the left-right centering property of the material A to be rolled is suitably ensured. Will be done. Further, by adopting such a hole-shaped size configuration, as shown in FIG. 2, the protrusions on the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled during molding with the first hole-shaped K1. The first hole is provided with respect to the upper and lower ends of the slab which are in contact with the material A to be rolled and are divided into four elements (parts) by interrupts 28 and 29. It is preferable that active rolling is not performed on the upper surface and the bottom surface of the mold K1. This is because the rolling reduction by the upper surface and the bottom surface of the hole type causes the material A to be rolled to stretch in the longitudinal direction, and lowers the production efficiency of the flange (flange portion 80 described later). That is, in the first hole type K1, the protrusions 25 and 26 are pressed against the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled, and the protrusions 25 and 26 are rolled down when the interrupts 28 and 29 are formed. The amount (wedge tip rolling down amount) is set to be sufficiently larger than the rolling down amount (slab end face rolling down amount) at the upper and lower ends of the slab, whereby interrupts 28 and 29 are formed.

図3は第2−1孔型K2−1の概略説明図である。第2−1孔型K2−1は、一対の水平ロールである上孔型ロール30と下孔型ロール31に刻設される。上孔型ロール30の周面(即ち、第2−1孔型K2−1の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部35が形成されている。更に、下孔型ロール31の周面(即ち、第2−1孔型K2−1の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部36が形成されている。これら突起部35、36はテーパー形状を有しており、その突出長さ等の寸法は、突起部35と突起部36とでそれぞれ等しく構成されている。これら突起部35、36の先端部角度は25°以上40°以下のウェッジ角度θ1bであることが望ましい。 FIG. 3 is a schematic explanatory view of the 2-1 hole type K2-1. The second 2-1 hole type K2-1 is engraved on a pair of horizontal rolls, an upper hole type roll 30 and a lower hole type roll 31. On the peripheral surface of the upper hole type roll 30 (that is, the upper surface of the second 2-1 hole type K2-1), a protrusion 35 protruding toward the inside of the hole type is formed. Further, a protrusion 36 protruding toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the prepared hole type roll 31 (that is, the bottom surface of the 2-1 hole type K2-1). These protrusions 35 and 36 have a tapered shape, and the protrusion length and other dimensions are the same for the protrusion 35 and the protrusion 36, respectively. It is desirable that the tip angle of these protrusions 35 and 36 is a wedge angle θ1b of 25 ° or more and 40 ° or less.

ここで、上記第1孔型K1のウェッジ角度θ1aは、フランジ相当部の先端部厚みを確保し、誘導性を高め、圧延の安定性を担保するために、後段の第2−1孔型K2−1のウェッジ角度θ1bと同じ角度であることが好ましい。 Here, the wedge angle θ1a of the first hole type K1 is the second 2-1 hole type K2 in the latter stage in order to secure the thickness of the tip portion of the flange corresponding portion, enhance the inductivity, and ensure the stability of rolling. It is preferable that the wedge angle is the same as the wedge angle θ1b of -1.

突起部35、36の高さ(突出長さ)h2aは、上記第1孔型K1の突起部25、26の高さh1より高く構成されており、h2a>h1となっている。また、突起部35、36の先端部角度は上記第1孔型K1の突起部25、26の先端部角度と同じであることが圧延寸法精度上、好ましい。これら上孔型ロール30と下孔型ロール31のロール隙において、上記第1孔型K1通材後の被圧延材Aが更に造形される。 The height (protrusion length) h2a of the protrusions 35 and 36 is higher than the height h1 of the protrusions 25 and 26 of the first hole type K1, and h2a> h1. Further, it is preferable that the tip angle of the protrusions 35 and 36 is the same as the tip angle of the protrusions 25 and 26 of the first hole type K1 in terms of rolling dimensional accuracy. In the roll gap between the upper hole type roll 30 and the lower hole type roll 31, the material A to be rolled after the first hole type K1 material is further formed.

ここで、第1孔型K1に形成される突起部25、26の高さh1より、第2−1孔型K2−1に形成される突起部35、36の高さh2aの方が高く、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)への侵入長さも同様に第2−1孔型K2−1の方が長くなる。第2−1孔型K2−1での突起部35、36の被圧延材Aへの侵入深さは、突起部35、36の高さh2aと同じである。即ち、第1孔型K1での突起部25、26の被圧延材Aへの侵入深さh1’と、第2−1孔型K2−1での突起部35、36の被圧延材Aへの侵入深さh2aはh1’<h2aとの関係になっている。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面30a、30b及び孔型底面31a、31bと、突起部35、36の傾斜面とのなす角度θfは、図3に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
Here, the height h2a of the protrusions 35 and 36 formed on the 2-1 hole type K2-1 is higher than the height h1 of the protrusions 25 and 26 formed on the first hole type K1. Similarly, the penetration length of the material A to be rolled into the upper and lower ends (slab end faces) is longer in the 2-1 hole type K2-1. The penetration depth of the protrusions 35 and 36 into the material A to be rolled in the 2-1 hole type K2-1 is the same as the height h2a of the protrusions 35 and 36. That is, the penetration depth h1'of the protrusions 25 and 26 in the first hole type K1 into the material A to be rolled and the depth h1'of the protrusions 35 and 36 in the second hole type K2-1 into the material A to be rolled. The penetration depth h2a is related to h1'<h2a.
Further, the angle θf formed by the hole-shaped upper surfaces 30a and 30b and the hole-shaped bottom surfaces 31a and 31b facing the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the inclined surfaces of the protrusions 35 and 36 is shown in FIG. All of the four locations shown are configured at approximately 90 ° (approximately right angles).

図3に示すように、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)へ押し当てられた時の突起部の侵入長さが長いことから、第2−1孔型K2−1においては、第1孔型K1において形成された割り込み28、29が更に深くなるように造形が行われ、割り込み38、39が形成される。この第2−1孔型K2−1は、「割り込み孔型」とも呼称される。 As shown in FIG. 3, since the penetration length of the protrusion when pressed against the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled is long, in the 2-1 hole type K2-1, the first The interrupts 28 and 29 formed in the one-hole type K1 are shaped so as to be deeper, and the interrupts 38 and 39 are formed. This 2-1 hole type K2-1 is also referred to as an "interrupt hole type".

また、第2−1孔型K2−1での造形は多パスにより行われるが、当該多パス造形においては、最終パスにて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と、それに対向する孔型上面30a、30b及び孔型底面31a、31bとが接触するような造形が行われる。これは、第2−1孔型K2−1での全てのパスにおいて被圧延材Aの上下端部と孔型内部とを非接触とすると、フランジ相当部(後述するフランジ部80に対応する部位)が左右非対称に造形されるといった形状不良が生じる恐れがあり、通材性の面で問題があるからである。 Further, the molding with the 2-1 hole type K2-1 is performed by multiple passes, and in the multi-pass molding, the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the upper and lower ends (slab end faces) of the material to be rolled A face each other in the final pass. The molding is performed so that the hole-shaped upper surfaces 30a and 30b and the hole-shaped bottom surfaces 31a and 31b are in contact with each other. This is because when the upper and lower ends of the material A to be rolled and the inside of the hole are not in contact with each other in all the passes in the 2-1 hole type K2-1, the flange corresponding portion (the portion corresponding to the flange portion 80 described later). ) May be shaped asymmetrically, which may cause a problem in terms of material permeability.

図4は第2−2孔型K2−2の概略説明図である。第2−2孔型K2−2は、一対の水平ロールである上孔型ロール40と下孔型ロール41に刻設される。上孔型ロール40の周面(即ち、第2−2孔型K2−2の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部45が形成されている。更に、下孔型ロール41の周面(即ち、第2−2孔型K2−2の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部46が形成されている。これら突起部45、46はテーパー形状を有しており、その突出長さ等の寸法は、突起部45と突起部46とでそれぞれ等しく構成されている。これら突起部45、46の先端部角度は25°以上40°以下のウェッジ角度θ1bであり、上記第2−1孔型K2−1のウェッジ角度と同じ角度に設計されることが望ましい。 FIG. 4 is a schematic explanatory view of the 2-2 hole type K2-2. The 2-2 hole type K2-2 is engraved on a pair of horizontal rolls, an upper hole type roll 40 and a lower hole type roll 41. A protrusion 45 that protrudes toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the upper hole type roll 40 (that is, the upper surface of the 2-2 hole type K2-2). Further, a protrusion 46 protruding toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the prepared hole type roll 41 (that is, the bottom surface of the 2-2 hole type K2-2). These protrusions 45 and 46 have a tapered shape, and the protrusion length and other dimensions are the same for the protrusion 45 and the protrusion 46, respectively. The tip angle of these protrusions 45 and 46 is a wedge angle θ1b of 25 ° or more and 40 ° or less, and it is desirable that the wedge angle is the same as the wedge angle of the 2-1 hole type K2-1.

突起部45、46の高さ(突出長さ)h2bは、上記第2−1孔型K2−1の突起部35、36の高さh2aより高く構成されており、h2b>h2aとなっている。これら上孔型ロール40と下孔型ロール41のロール隙において、上記第2−1孔型K2−1通材後の被圧延材Aが更に造形される。 The height (protrusion length) h2b of the protrusions 45 and 46 is higher than the height h2a of the protrusions 35 and 36 of the 2-1 hole type K2-1, and h2b> h2a. .. In the roll gap between the upper hole type roll 40 and the lower hole type roll 41, the material A to be rolled after passing the second 2-1 hole type K2-1 material is further formed.

ここで、第2−1孔型K2−1に形成される突起部35、36の高さh2aより、第2−2孔型K2−2に形成される突起部45、46の高さh2bの方が高く、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)への侵入長さも同様に第2−2孔型K2−2の方が長くなる。第2−2孔型K2−2での突起部45、46の被圧延材Aへの侵入深さは、突起部45、46の高さh2bと同じである。即ち、第2−1孔型K2−1での突起部35、36の被圧延材Aへの侵入深さh2aと、第2−2孔型K2−2での突起部45、46の被圧延材Aへの侵入深さh2bはh2a<h2bとの関係になっている。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面40a、40b及び孔型底面41a、41bと、突起部45、46の傾斜面とのなす角度θfは、図4に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
Here, from the height h2a of the protrusions 35 and 36 formed in the 2-1 hole type K2-1, the height h2b of the protrusions 45 and 46 formed in the 2-2 hole type K2-2. The length of penetration into the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled is also higher for the 2-2 hole type K2-2. The penetration depth of the protrusions 45 and 46 into the material A to be rolled in the 2-2 hole type K2-2 is the same as the height h2b of the protrusions 45 and 46. That is, the penetration depth h2a of the protrusions 35 and 36 in the 2-1 hole type K2-1 into the material A to be rolled and the protrusions 45 and 46 in the 2-2 hole type K2-2 to be rolled. The penetration depth h2b into the material A has a relationship with h2a <h2b.
Further, the angle θf formed by the hole-shaped upper surfaces 40a and 40b and the hole-shaped bottom surfaces 41a and 41b facing the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the inclined surfaces of the protrusions 45 and 46 is shown in FIG. All of the four locations shown are configured at approximately 90 ° (approximately right angles).

図4に示すように、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)へ押し当てられた時の突起部の侵入長さが長いことから、第2−2孔型K2−2においては、第2−1孔型K2−1において形成された割り込み38、39が更に深くなるように造形が行われ、割り込み48、49が形成される。この第2−2孔型K2−2は、「割り込み孔型」とも呼称される。
なお、ここで形成される割り込み48、49の寸法に基づき粗圧延工程でのフランジ造形工程終了時のフランジ片幅が決定される。
As shown in FIG. 4, since the penetration length of the protrusion when pressed against the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled is long, in the 2-2 hole type K2-2, the second is The interrupts 38 and 39 formed in the 2-1 hole type K2-1 are shaped so as to be deeper, and the interrupts 48 and 49 are formed. This 2-2 hole type K2-2 is also referred to as an "interrupt hole type".
The width of the flange piece at the end of the flange molding process in the rough rolling process is determined based on the dimensions of the interrupts 48 and 49 formed here.

また、第2−2孔型K2−2での造形は多パスにより行われるが、当該多パス造形においては、最終パスにて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と、それに対向する孔型上面40a、40b及び孔型底面41a、41bとが接触するような造形が行われる。これは、第2−2孔型K2−2での全てのパスにおいて被圧延材Aの上下端部と孔型内部とを非接触とすると、フランジ相当部(後述するフランジ部80に対応する部位)が左右非対称に造形されるといった形状不良が生じる恐れがあり、通材性の面で問題があるからである。 Further, the molding with the 2-2 hole type K2-2 is performed by multiple passes, and in the multi-pass molding, the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the upper and lower ends (slab end faces) of the material to be rolled A face each other in the final pass. The molding is performed so that the hole-shaped upper surfaces 40a and 40b and the hole-shaped bottom surfaces 41a and 41b are in contact with each other. This is because when the upper and lower ends of the material A to be rolled and the inside of the hole are not in contact with each other in all the passes in the 2-2 hole type K2-2, the flange corresponding portion (the portion corresponding to the flange portion 80 described later). ) May be shaped asymmetrically, which may cause a problem in terms of material permeability.

図5は第3孔型K3の概略説明図である。第3孔型K3は、一対の水平ロールである上孔型ロール50と下孔型ロール51に刻設される。上孔型ロール50の周面(即ち、第3孔型K3の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部55が形成されている。更に、下孔型ロール51の周面(即ち、第3孔型K3の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部56が形成されている。これら突起部55、56はテーパー形状を有しており、その突出長さ等の寸法は、突起部55と突起部56とでそれぞれ等しく構成されている。 FIG. 5 is a schematic explanatory view of the third hole type K3. The third hole type K3 is engraved on a pair of horizontal rolls, an upper hole type roll 50 and a lower hole type roll 51. A protrusion 55 projecting toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the upper hole type roll 50 (that is, the upper surface of the third hole type K3). Further, a protrusion 56 protruding toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the prepared hole type roll 51 (that is, the bottom surface of the third hole type K3). These protrusions 55 and 56 have a tapered shape, and the protrusion length and other dimensions are the same for the protrusion 55 and the protrusion 56, respectively.

上記突起部55、56の先端部角度θ2は、上記角度θ1bに比べ広角に構成され、突起部55、56の被圧延材Aへの侵入深さh3は、上記突起部45、46の侵入深さh2bよりも短くなっている(即ち、h3<h2b)。この角度θ2は例えば70°以上110°以下が好ましい。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面50a、50b及び孔型底面51a、51bと、突起部55、56の傾斜面とのなす角度θfは、図5に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
The tip angle θ2 of the protrusions 55 and 56 is wider than the angle θ1b, and the penetration depth h3 of the protrusions 55 and 56 into the material to be rolled is the penetration depth of the protrusions 45 and 46. It is shorter than h2b (that is, h3 <h2b). The angle θ2 is preferably 70 ° or more and 110 ° or less, for example.
Further, the angle θf formed by the hole-shaped upper surfaces 50a and 50b and the hole-shaped bottom surfaces 51a and 51b facing the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the inclined surfaces of the protrusions 55 and 56 is shown in FIG. All of the four locations shown are configured at approximately 90 ° (approximately right angles).

図5に示すように、第3孔型K3では、第2−2孔型K2−2通材後の被圧延材Aに対し、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)において第2−2孔型K2−2において形成された割り込み48、49が、突起部55、56が押し当てられることにより、割り込み58、59となる。即ち、第3孔型K3での造形における最終パスでは、割り込み58、59の最深部角度(以下、割り込み角度とも呼称する)がθ2となる。換言すると、第2−2孔型K2−2において割り込み48、49の形成と共に造形された分割部位(後述するフランジ部80に対応する部位)が外側に折り曲げられるような造形が行われる。この第3孔型K3は「折り曲げ孔型」とも呼称される。 As shown in FIG. 5, in the third hole type K3, in the upper and lower end portions (slab end faces) of the material to be rolled A with respect to the material A to be rolled after passing through the second hole type K2-2, the second The interrupts 48 and 49 formed in the two-hole type K2-2 become interrupts 58 and 59 when the protrusions 55 and 56 are pressed against them. That is, in the final pass in the modeling with the third hole type K3, the deepest angle of the interrupts 58 and 59 (hereinafter, also referred to as the interrupt angle) is θ2. In other words, in the 2-2 hole type K2-2, the divided portion formed together with the formation of the interrupts 48 and 49 (the portion corresponding to the flange portion 80 described later) is bent outward. This third hole type K3 is also referred to as a "bent hole type".

また、図5に示す第3孔型K3での造形は少なくとも1パス以上によって行われ、このうちの少なくとも1パス以上は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部(第3孔型K3の上面及び底面)が接触した状態で行われる。この被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部が接触した状態においては、当該端部の軽圧下が行われることが好ましい。 Further, the molding with the third hole type K3 shown in FIG. 5 is performed by at least one pass or more, and at least one pass or more of these is the upper and lower end portions (slab end face) of the material A to be rolled and the inside of the hole type (the first). It is performed in a state where the upper surface and the bottom surface of the 3-hole type K3 are in contact with each other. In a state where the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled are in contact with the inside of the hole mold, it is preferable that the end portion is lightly rolled.

図6は第4孔型K4の概略説明図である。第4孔型K4は、一対の水平ロールである上孔型ロール60と下孔型ロール61に刻設される。上孔型ロール60の周面(即ち、第4孔型K4の上面)には、孔型内部に向かって突出する突起部65が形成されている。更に、下孔型ロール61の周面(即ち、第4孔型K4の底面)には、孔型内部に向かって突出する突起部66が形成されている。これら突起部65、66はテーパー形状を有しており、その突出長さ等の寸法は、突起部65と突起部66とでそれぞれ等しく構成されている。 FIG. 6 is a schematic explanatory view of the fourth hole type K4. The fourth hole type K4 is engraved on a pair of horizontal rolls, an upper hole type roll 60 and a lower hole type roll 61. A protrusion 65 projecting toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the upper hole type roll 60 (that is, the upper surface of the fourth hole type K4). Further, a protrusion 66 projecting toward the inside of the hole type is formed on the peripheral surface of the prepared hole type roll 61 (that is, the bottom surface of the fourth hole type K4). These protrusions 65 and 66 have a tapered shape, and the protrusion length and other dimensions are the same for the protrusion 65 and the protrusion 66, respectively.

上記突起部65、66の先端部角度θ3は、上記角度θ2に比べ広角に構成され、突起部65、66の被圧延材Aへの侵入深さh4は、上記突起部55、56の侵入深さh3よりも短くなっている(即ち、h4<h3)。この角度θ3は例えば130°以上170°以下が好ましい。
また、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に対向する孔型上面60a、60b及び孔型底面61a、61bと、突起部65、66の傾斜面とのなす角度θfは、上記第3孔型K3と同様に、図6に示す4箇所ともに約90°(略直角)に構成されている。
The tip angle θ3 of the protrusions 65 and 66 is wider than the angle θ2, and the penetration depth h4 of the protrusions 65 and 66 into the material to be rolled is the penetration depth of the protrusions 55 and 56. It is shorter than h3 (that is, h4 <h3). The angle θ3 is preferably 130 ° or more and 170 ° or less, for example.
Further, the angle θf formed by the hole-shaped upper surfaces 60a and 60b and the hole-shaped bottom surfaces 61a and 61b facing the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the inclined surfaces of the protrusions 65 and 66 is the third. Similar to the hole type K3, all four locations shown in FIG. 6 are configured at about 90 ° (substantially right angles).

第4孔型K4では、第3孔型K3通材後の被圧延材Aに対し、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)において第3孔型K3において形成された割り込み58、59が、突起部65、66が押し当てられることにより押し広げられ、割り込み68、69となる。即ち、第4孔型K4での造形における最終パスでは、割り込み68、69の最深部角度(以下、割り込み角度とも呼称する)がθ3となる。換言すると、第3孔型K3において割り込み58、59の形成と共に造形された分割部位(後述するフランジ部80に対応する部位)が更に外側に折り曲げられるような造形が行われる。この第4孔型K4は「折り曲げ孔型」とも呼称される。
このようにして造形された被圧延材Aの上下端部の部位は、後のH形鋼製品のフランジに相当する部位であり、ここではフランジ部80と呼称する。
In the fourth hole type K4, interrupts 58 and 59 formed in the third hole type K3 at the upper and lower ends (slab end faces) of the material to be rolled A with respect to the material A to be rolled after passing through the third hole type K3. , The protrusions 65 and 66 are pressed against each other to be expanded and become interrupts 68 and 69. That is, in the final pass in the modeling with the fourth hole type K4, the deepest angle of the interrupts 68 and 69 (hereinafter, also referred to as the interrupt angle) is θ3. In other words, in the third hole type K3, the divided portion (the portion corresponding to the flange portion 80 described later) formed with the formation of the interrupts 58 and 59 is further bent outward. This fourth hole type K4 is also referred to as a "folded hole type".
The portion of the upper and lower ends of the material A to be rolled formed in this way is a portion corresponding to the flange of the later H-shaped steel product, and is referred to here as the flange portion 80.

図6に示す第4孔型K4での造形は少なくとも1パス以上によって行われ、このうちの少なくとも1パス以上は、被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部(第4孔型K4の上面及び底面)が接触した状態で行われる。この被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)と孔型内部が接触した状態においては、当該端部の軽圧下が行われることが好ましい。 The molding with the fourth hole type K4 shown in FIG. 6 is performed by at least one pass, and at least one pass or more of these is the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled and the inside of the hole type (fourth hole). The upper surface and the lower surface of the mold K4 are in contact with each other. In a state where the upper and lower ends (slab end faces) of the material A to be rolled are in contact with the inside of the hole mold, it is preferable that the end portion is lightly rolled.

図7は第5孔型K5の概略説明図である。第5孔型K5は、一対の水平ロールである上孔型ロール85と下孔型ロール86から構成される。図7に示すように、第5孔型K5では、第4孔型K4までに造形された被圧延材Aが90°あるいは270°回転させられ、第4孔型K4までは被圧延材Aの上下端に位置していたフランジ部80が、圧延ピッチライン上に来るような配置となる。そして、第5孔型K5では、2か所のフランジ部80を繋ぐ接続部であるウェブ部82の圧下及びフランジ部80のフランジ先端部を圧下することでフランジ幅の寸法調整が行われる。このようにしていわゆるドッグボーン形状のH形粗形材(図1に示すH形粗形材13)が造形される。なお、この第5孔型K5はウェブ部82を圧下して減厚させることから、「ウェブ減厚孔型」あるいは「平造形孔型」とも呼称される。なお、この平造形孔型(第5孔型K5)における圧延造形は、1又は任意の複数パスで行われる。 FIG. 7 is a schematic explanatory view of the fifth hole type K5. The fifth hole type K5 is composed of a pair of horizontal rolls, an upper hole type roll 85 and a lower hole type roll 86. As shown in FIG. 7, in the fifth hole type K5, the material A to be rolled formed up to the fourth hole type K4 is rotated by 90 ° or 270 °, and the material A to be rolled is up to the fourth hole type K4. The flange portions 80 located at the upper and lower ends are arranged so as to be on the rolling pitch line. Then, in the fifth hole type K5, the dimensional adjustment of the flange width is performed by reducing the web portion 82, which is a connecting portion connecting the two flange portions 80, and the flange tip portion of the flange portion 80. In this way, a so-called dogbone-shaped H-shaped rough material (H-shaped rough material 13 shown in FIG. 1) is formed. Since the fifth hole type K5 presses down the web portion 82 to reduce the thickness, it is also called a "web thickening hole type" or a "flat shaped hole type". The rolling molding in the flat molding hole type (fifth hole type K5) is performed by one or an arbitrary plurality of passes.

このように造形されたH形粗形材13に対し、既知の圧延機である中間ユニバーサル圧延機5−エッジャー圧延機9の2つの圧延機からなる圧延機列を用いて、複数パスのリバース圧延が加えられ、中間材14が造形される。そして中間材14は、仕上ユニバーサル圧延機8において製品形状に仕上圧延され、H形鋼製品16が製造される(図1参照)。 The H-shaped rough material 13 formed in this way is reverse-rolled in a plurality of passes using a rolling mill consisting of two rolling mills, an intermediate universal rolling mill 5-edger rolling mill 9, which is a known rolling mill. Is added, and the intermediate material 14 is formed. Then, the intermediate material 14 is finished and rolled into a product shape by the finishing universal rolling mill 8, and an H-shaped steel product 16 is manufactured (see FIG. 1).

上述したように、本実施の形態にかかる第1孔型K1〜第4孔型K4を用いて被圧延材Aの上下端部(スラブ端面)に割り込みを入れ、それら割り込みによって左右に分かれた各部分を左右に折り曲げる加工を行い、フランジ部80を形成するといった造形をすることで、従来行われていたスラブ端面を常に圧下する粗圧延方法に比べ、フランジ幅を広幅化させてH形粗形材13を造形することが可能となり、その結果、フランジ幅の大きな最終製品(H形鋼)を製造することができる。 As described above, the first-hole type K1 to the fourth-hole type K4 according to the present embodiment are used to insert an interrupt into the upper and lower end portions (slab end faces) of the material A to be rolled, and each of them is divided into left and right by the interruption. By forming the flange portion 80 by bending the portion to the left and right, the flange width is widened and the H-shaped rough shape is made compared to the conventional rough rolling method in which the end face of the slab is always pressed down. The material 13 can be molded, and as a result, a final product (H-shaped steel) having a large flange width can be manufactured.

ここで、上述した第1孔型K1〜第5孔型K5での孔型圧延造形によって実施される本実施の形態に係るH形鋼の製造方法においては、ロール設計上あるいは粗圧延機4の設備構成上の寸法制約により、第1孔型K1〜第5孔型K5の全ての孔型を1つの孔型ロールに刻設できないことが懸念される。特に、例えば400mm幅以上のフランジ幅を有するような大型のH形鋼製品を製造する場合には、孔型寸法が大型化し、寸法制約はより厳しいものとなる。 Here, in the method for producing H-section steel according to the present embodiment, which is carried out by the hole-type rolling molding in the first-hole type K1 to the fifth-hole type K5 described above, the roll design or the rough rolling mill 4 is used. Due to dimensional restrictions on the equipment configuration, there is a concern that all the hole types of the first hole type K1 to the fifth hole type K5 cannot be engraved on one hole type roll. In particular, in the case of manufacturing a large H-shaped steel product having a flange width of, for example, 400 mm or more, the hole shape becomes large and the dimensional restrictions become stricter.

そこで本発明者らは、粗圧延機4において上記第1孔型K1〜第5孔型K5による粗圧延工程を行うにあたり、粗圧延機4において第1の孔型ロールを用いて圧延造形を実施した後、粗圧延機4において孔型ロールの入れ替えを行い、被圧延材Aを加熱炉2において再度加熱した後、入れ替えた第2の孔型ロールを用いて圧延造形を実施する、いわゆる2ヒート圧延を行うこととし、その際に求められる孔型設計条件やパススケジュール条件について鋭意検討を行った。以下、本検討について図面や表等を参照して説明する。 Therefore, the present inventors carry out rolling molding using the first hole type roll in the rough rolling machine 4 when performing the rough rolling step by the first hole type K1 to the fifth hole type K5 in the rough rolling machine 4. After that, the hole-shaped rolls are replaced in the rough rolling mill 4, the material A to be rolled is heated again in the heating furnace 2, and then rolling molding is performed using the replaced second hole-shaped rolls, so-called two-heat. We decided to perform rolling, and diligently examined the hole type design conditions and path schedule conditions required at that time. Hereinafter, this study will be described with reference to drawings, tables, and the like.

上記第1孔型K1〜第5孔型K5を用いて2ヒート圧延による粗圧延工程を実施する場合、2ヒート圧延の特性として被圧延材Aを加熱炉2において再加熱するために、被圧延材Aの表面にスケール(1次スケール)が付着し、孔型ロールによる噛み込み性の悪化やスケール巻き込みによる製品疵(スケール疵)の発生が懸念される。即ち、2ヒート圧延を実施するに際しては、このようなスケールの付着による噛み込み性の悪化や製品疵の発生を防止できるような条件で圧延を2ヒートプロセス化する必要がある。このような観点から、本発明者らは、2ヒート圧延時における2ヒート目の開始孔型を適正な孔型にすべく、2ヒート圧延時の2ヒート目開始孔型と、圧延可否、スケール剥離性、スケール疵の有無、圧延噛み込み性について検証を行った。 When the rough rolling process by two-heat rolling is carried out using the first-hole type K1 to the fifth-hole type K5, the material A to be rolled is reheated in the heating furnace 2 as a characteristic of the two-heat rolling. Scale (primary scale) adheres to the surface of the material A, and there is a concern that the biteability may be deteriorated due to the hole-shaped roll and product defects (scale defects) may occur due to scale entrainment. That is, when carrying out two-heat rolling, it is necessary to carry out the two-heat process under conditions that can prevent deterioration of biting property and occurrence of product defects due to the adhesion of such scales. From this point of view, the present inventors, in order to make the start hole type of the second heat in the second heat rolling into an appropriate hole type, the second heat start hole type in the second heat rolling, the rolling possibility, and the scale. The peelability, the presence or absence of scale flaws, and the rolling biting property were verified.

以下の表1は検証結果を示したものであり、ケース1〜9として2ヒート目の開始孔型を第2−1孔型K2−1、第2−2孔型K2−2、第3孔型K3、第4孔型K4、第5孔型K5とした場合の、スケール剥離性、スケール疵の有無、圧延噛み込み性に関する検証結果を示しており、これらの検証結果に伴う圧延可否も示している。
なお、表1に示す検証結果では、ウェブ厚20mm未満、又は、フランジ厚が40mm未満であるような通常H形鋼を製造する場合と、ウェブ厚20mm以上、又は、フランジ厚40mm以上の極厚H形鋼を製造する場合と、を示し、ケース1、3は通常H形鋼の製造、ケース2、4は極厚H形鋼の製造に関する検証結果である。また、ケース5〜9は通常H形鋼と極厚H形鋼の両方に関する検証結果である。
Table 1 below shows the verification results. In cases 1 to 9, the start hole type of the second heat was 2-1 hole type K2-1, 2-2 hole type K2-2, and 3rd hole. The verification results regarding scale peelability, presence / absence of scale flaws, and rolling biteability when the mold K3, the fourth hole type K4, and the fifth hole type K5 are used are shown, and whether or not rolling is possible according to these verification results is also shown. ing.
According to the verification results shown in Table 1, there are cases where a normal H-beam having a web thickness of less than 20 mm or a flange thickness of less than 40 mm is manufactured, and an extra-thickness of a web thickness of 20 mm or more or a flange thickness of 40 mm or more. The case of manufacturing H-beams is shown, and cases 1 and 3 are verification results relating to the manufacture of normal H-beams, and cases 2 and 4 are verification results relating to the manufacture of extra-thick H-beams. Cases 5 to 9 are verification results for both normal H-beams and extra-thick H-beams.

ここで、表1中に記載の「スケール剥離性」とは、スケール疵の有無に関係する検証結果であり、スケール剥離性が良好であると被圧延材表面にスケールが残存しないためスケール疵が発生しにくく、スケール剥離性が悪いと被圧延材表面にスケールが残存し、そのままの状態で圧延が進行してしまいスケール疵が発生してしまうことが分かっている。
また、表1中の「軽圧下圧延」との記載は、圧下量が110mm以下の圧延を示し、「通常圧延」とは、圧下量が110mm超の圧延を示している。但し、ここでの圧下量とは、エッジング圧延による圧下量のみを指し、平造形圧延による圧下量は含まれない。
Here, the "scale peelability" described in Table 1 is a verification result related to the presence or absence of scale defects, and if the scale peelability is good, scale defects do not remain on the surface of the material to be rolled, resulting in scale defects. It is known that if it is difficult to occur and the scale peelability is poor, scale remains on the surface of the material to be rolled, rolling proceeds as it is, and scale defects occur.
Further, the description of "light reduction rolling" in Table 1 indicates rolling with a reduction amount of 110 mm or less, and "normal rolling" indicates rolling with a reduction amount of more than 110 mm. However, the reduction amount here refers only to the reduction amount due to edging rolling, and does not include the reduction amount due to flat molding rolling.

Figure 0006855885
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表1に示すように、ケース1〜4では、圧延噛み込み性(以下、単に噛み込み性とも記載)は良好であるが、いずれのケースもスケール剥離性が悪い。これは、第1孔型K1の突起部形状と第2−1孔型K2−1や第2−2孔型K2−2の突起部形状とが相似形であることに起因し、被圧延材表面のスケールが圧延時に巻き込まれてしまう。
ケース1、3に示すように、通常H形鋼ではスケール剥離性が悪い場合でも、その後の圧下率が大きいためにスケールが圧延途中で剥離し、圧下痕も消去されるために圧延が可能であった。
一方、ケース2、4に示すように、極厚H形鋼では、スケールによって生じた圧下痕がスケール剥離後の圧下率が小さいために、消去されにくく、圧下痕が残るため圧延不可であった。
As shown in Table 1, in Cases 1 to 4, the rolling biteability (hereinafter, also simply referred to as biteability) is good, but the scale peelability is poor in all cases. This is because the shape of the protrusion of the first hole type K1 and the shape of the protrusion of the second hole type K2-1 and the second hole type K2-2 are similar to each other. The scale on the surface gets caught during rolling.
As shown in Cases 1 and 3, even if the scale peelability of H-section steel is poor, rolling is possible because the scale peels off during rolling due to the large rolling reduction rate and the rolling marks are also eliminated. there were.
On the other hand, as shown in Cases 2 and 4, in the extra-thick H-section steel, the indentation marks generated by the scale are difficult to be erased because the indentation rate after the scale is peeled off, and the indentation marks remain, so that rolling is not possible. ..

また、ケース5〜8では、スケール剥離性は良好であった。これは、折り曲げ孔型である第3孔型及び第4孔型では、折り曲げ造形による引張力が被圧延材Aに作用するためスケールが剥離しやすいからである。しかしながら、ケース5、7に示すように、通常圧延では噛み込み性が悪い。これは、折り曲げ造形開始前にはスケールが付着した状態であり、スケールにより摩擦係数が低くなり十分な噛み込みが図られないからである。
即ち、ケース5、7に示すように、通常圧延では噛み込み性が悪いことから、圧下量を変えて軽圧下圧延とすることで、スケール剥離を促進させて噛み込み性の改善を図り、圧延可能にすることができると推定される。表1に記載のケース6、8はこのような噛み込み性の改善を図った場合の検証結果である。なお、ケース6、8に関するより詳細な条件(パススケジュール等)については、表を参照し後述する。
Further, in cases 5 to 8, the scale peelability was good. This is because in the third hole type and the fourth hole type, which are the folding hole types, the tensile force due to the bending forming acts on the material A to be rolled, so that the scale is easily peeled off. However, as shown in Cases 5 and 7, the biting property is poor in normal rolling. This is because the scale is in a state of being attached before the start of the bending molding, and the friction coefficient is lowered by the scale, so that sufficient biting cannot be achieved.
That is, as shown in Cases 5 and 7, since the biting property is poor in normal rolling, by changing the rolling reduction amount to perform light rolling, scale peeling is promoted to improve the biting property, and rolling is performed. It is presumed that it can be made possible. Cases 6 and 8 shown in Table 1 are verification results when such improvement in biting property is achieved. More detailed conditions (pass schedule, etc.) regarding cases 6 and 8 will be described later with reference to the table.

また、ケース9では、噛み込み性は良好であるものの、通常H形鋼、極厚H形鋼のいずれの圧延造形においてもスケールの圧下痕が残り、製品疵が残存するため、圧延不可であった。なお、折り曲げ造形完了後(第4孔型K4での圧延造形完了後)には、被圧延材Aのフランジ相当部(被圧延材フランジ幅)が例えば600mm超といったように大きく広幅化されており、設備制約上、加熱炉2に挿入することが難しいといった事情も考えられることから、第5孔型K5を2ヒート圧延の2ヒート目の開始孔型に設定することは現実的ではない。 Further, in the case 9, although the biting property is good, rolling is not possible because the scale reduction marks remain and the product defects remain in the rolling molding of both the normal H-shaped steel and the extra-thick H-shaped steel. It was. After the bending molding is completed (after the rolling molding with the 4th hole type K4 is completed), the flange corresponding portion (rolled material flange width) of the material A to be rolled is greatly widened, for example, over 600 mm. Since it may be difficult to insert the fifth hole type K5 into the heating furnace 2 due to equipment restrictions, it is not realistic to set the fifth hole type K5 as the start hole type of the second heat of the two-heat rolling.

以上、表1を参照して説明した検証結果によれば、通常H形鋼の製造及び極厚H形鋼製造の両方において2ヒート圧延を実施する場合には、2ヒート目の開始孔型を第3孔型K3あるいは第4孔型K4とすることで圧延可能となることが分かった。加えて、2ヒート目の開始孔型を第3孔型K3あるいは第4孔型K4とする場合には、当該第3孔型K3あるいは第4孔型K4での圧延造形の例えば1パス目の圧下量を減ずることで噛み込み性の改善を図ることが望ましいことが分かった。 As described above, according to the verification results described with reference to Table 1, when two-heat rolling is carried out in both the production of normal H-section steel and the production of extra-thick H-section steel, the start hole type of the second heat is used. It was found that rolling is possible by using the third hole type K3 or the fourth hole type K4. In addition, when the start hole type of the second heat is the third hole type K3 or the fourth hole type K4, for example, the first pass of rolling molding with the third hole type K3 or the fourth hole type K4. It was found that it is desirable to improve the biting property by reducing the rolling amount.

次に、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いる粗圧延工程を1ヒート圧延で行う場合と2ヒート圧延で行う場合のそれぞれのパススケジュールについて説明する。なお、以下に示す表2〜表4のパススケジュールはいずれも同じ寸法形状のH形鋼を製造する際の粗圧延工程(第1孔型K1〜第4孔型K4)を示すものである。 Next, the pass schedules of the case where the rough rolling process using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment is performed by 1 heat rolling and the case where the rough rolling process is performed by 2 heat rolling will be described. The pass schedules shown in Tables 2 to 4 below show the rough rolling steps (first-hole type K1 to fourth-hole type K4) when producing H-section steels having the same dimensions and shapes.

以下に示す表2は、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いる粗圧延工程を1ヒート圧延で圧延造形する場合のパススケジュールの1例であり、全部で14パスで第4孔型K4までの圧延造形を行う場合のスケジュールである。なお、ここでロール隙とは、ロール孔型のウェッジ先端部の上下間の距離を示す。表2に示すように、1ヒート圧延では、折り曲げ孔型である第3孔型K3と第4孔型K4での圧延造形の各第1パスでは、折り曲げを開始するために前パスのロール隙をプラスし、圧下量の値を前段パスよりマイナスの値としている。例えば表2に示す例では、第11パスで−200mmの圧下量を採り、第13パスで−120mmの圧下量を採っているが、被圧延材のフランジ先端部はロールと接触しており、部分的に折り曲げる加工が行われている。 Table 2 shown below is an example of a pass schedule when the rough rolling process using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment is rolled by one heat rolling, and a total of 14 This is a schedule for rolling and modeling up to the 4th hole type K4 with a pass. Here, the roll gap indicates the distance between the upper and lower sides of the tip of the roll hole type wedge. As shown in Table 2, in 1-heat rolling, in each of the first passes of rolling molding in the third hole type K3 and the fourth hole type K4, which are the folding hole type, the roll gap of the front pass is used to start bending. Is added, and the value of the rolling amount is set to a negative value from the previous pass. For example, in the example shown in Table 2, the reduction amount of -200 mm is taken in the 11th pass and the reduction amount of -120 mm is taken in the 13th pass, but the flange tip of the material to be rolled is in contact with the roll. It is partially bent.

Figure 0006855885
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表2に示すパススケジュールによって圧延造形を行う場合に、1ヒート圧延であれば、第11パスや第13パスでの折り曲げ造形開始時において被圧延材Aの表面にスケールは付着していないため、圧下量がそれぞれ−200mm、−120mmの設定でK3及びK4孔型共に2パスで圧延が可能であった。 When rolling molding is performed according to the pass schedule shown in Table 2, in the case of 1-heat rolling, scale does not adhere to the surface of the material A to be rolled at the start of bending molding in the 11th pass and the 13th pass. Both the K3 and K4 hole types could be rolled in 2 passes with the rolling amount set to -200 mm and -120 mm, respectively.

しかしながら、同じ孔型構成でもって2ヒート圧延を行う場合には、上述したように、折り曲げ造形開始時にスケールが付着した状態であるために噛み込み性が悪い。そこで、本発明者らは、2ヒート圧延を行う場合には、2ヒート目の開始孔型での1パス目に軽圧下圧延を行うことで、噛み込み性の悪化を防止する技術を創案した。 However, when two-heat rolling is performed with the same hole-shaped structure, as described above, the scale is in a state of being attached at the start of the bending molding, so that the biting property is poor. Therefore, the present inventors have devised a technique for preventing deterioration of biting property by performing light rolling in the first pass in the start hole type of the second heat when performing two-heat rolling. ..

以下に示す表3は、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いる粗圧延工程を2ヒート圧延で圧延造形する場合のパススケジュールの一例であり、第3孔型K3を2ヒート目の開始孔型とした場合のスケジュールである。 Table 3 shown below is an example of a pass schedule when the rough rolling process using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment is rolled by two heat rolling, and is an example of the third hole type. This is the schedule when K3 is the start hole type for the second heat.

Figure 0006855885
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表3に示すパススケジュールでは、2ヒート圧延において2ヒート目の開始孔型を第3孔型K3とした場合において、当該第3孔型K3での1パス目(表3中の第11パス)の圧下量を−310mmとし、パス回数を1パス増やすことで軽圧下圧延が行われることになる。 In the pass schedule shown in Table 3, when the start hole type of the second heat is the third hole type K3 in the two-heat rolling, the first pass in the third hole type K3 (the eleventh pass in Table 3). Light rolling is performed by setting the rolling reduction amount of -10 mm and increasing the number of passes by one pass.

また、以下に示す表4は、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いる粗圧延工程を2ヒート圧延で圧延造形する場合のパススケジュールの一例であり、第4孔型K4を2ヒート目の開始孔型とした場合のスケジュールである。 Further, Table 4 shown below is an example of a pass schedule in the case of rolling and modeling the rough rolling process using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment by two heat rolling. This is a schedule when the hole type K4 is used as the start hole type for the second heat.

Figure 0006855885
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表4に示すパススケジュールでは、2ヒート圧延において2ヒート目の開始孔型を第4孔型K4とした場合において、当該第4孔型K4での1パス目(表4中の第13パス)の圧下量を−220mmとし、パス回数を1パス増やすことで軽圧下圧延が行われることになる。 In the pass schedule shown in Table 4, when the start hole type of the second heat is the fourth hole type K4 in the two-heat rolling, the first pass in the fourth hole type K4 (the thirteenth pass in Table 4). Light rolling is performed by setting the rolling reduction amount to −220 mm and increasing the number of passes by one pass.

以上表3、表4に一例を挙げた2ヒート圧延のパススケジュールと、表2に挙げた1ヒート圧延のパススケジュールを比較すると、2ヒート圧延時に2ヒート目を開始する孔型の1パス目において軽圧下圧延を実施している。この2ヒート目開始時1パス目の軽圧下圧延により噛み込み性の悪化が防止され、通材不良等を発生させることなく1ヒート圧延時と同様の寸法精度で粗圧延工程を実施することが可能となる。 Comparing the two-heat rolling pass schedule shown in Tables 3 and 4 with the one-heat rolling pass schedule shown in Table 2, the first hole-shaped pass that starts the second heat during two-heat rolling. Light rolling is carried out in. At the start of the second heat, the light rolling under the first pass prevents the biting property from deteriorating, and the rough rolling process can be carried out with the same dimensional accuracy as during the first heat rolling without causing poor material passage. It will be possible.

なお、表2〜表4に示したパススケジュールは具体的な一例であり、適宜変更が可能である。本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いる粗圧延工程において重要なのは、表3、表4に示したように、2ヒート圧延時において2ヒート目の開始孔型において1パス目にロール隙を通常圧延よりも開放させた状態で軽圧下圧延を行うことである。その際の軽圧下圧延は、例えば圧下量が110mm以下、あるいは、被圧延材−ロール間のフランジ面接触幅が50%未満の圧延である。 The path schedules shown in Tables 2 to 4 are specific examples and can be changed as appropriate. As shown in Tables 3 and 4, what is important in the rough rolling step using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment is the start hole type of the second heat during the second heat rolling. In the first pass, light rolling is performed with the roll gap more open than in normal rolling. The light rolling under rolling at that time is, for example, rolling in which the rolling reduction amount is 110 mm or less, or the flange surface contact width between the material to be rolled and the roll is less than 50%.

2ヒート圧延では、折り曲げ造形開始時にスケール(1次スケール)が付着した状態であるために噛み込み性が悪いが、これは、スケールとロールとの間の摩擦係数が小さいことを意味している。スケールが剥離した状態で、地金とロールが接触した状態で圧延が実施されると、摩擦係数が大きくなり、噛み込み性の向上が図られる。即ち、噛み込み性の向上のためには、いかにして被圧延材表面から1次スケールを除去するかが重要となる。被圧延材表面からスケールを剥離させる技術としては、高圧水を利用したデスケーリング法等が知られているが、本実施の形態に係る粗圧延方法では、スケール剥離を必要とする対象部位は突起部内面(ウェッジ内面)であることから、高圧水を表面に垂直に噴射するといった事が困難である。そこで、本発明者らは、圧延時における圧下量の調整によりスケール除去を行うことができるような技術について試行を行った。 In 2-heat rolling, the biteability is poor because the scale (primary scale) is attached at the start of bending and molding, which means that the coefficient of friction between the scale and the roll is small. .. If rolling is performed with the scale peeled off and the metal and the roll are in contact with each other, the coefficient of friction is increased and the biting property is improved. That is, in order to improve the biteability, it is important how to remove the primary scale from the surface of the material to be rolled. As a technique for peeling scale from the surface of the material to be rolled, a descaling method using high-pressure water or the like is known, but in the rough rolling method according to the present embodiment, the target portion requiring scale peeling is a protrusion. Since it is the inner surface of the part (inner surface of the wedge), it is difficult to inject high-pressure water perpendicularly to the surface. Therefore, the present inventors have tried a technique capable of removing scale by adjusting the amount of reduction during rolling.

被圧延材表面に1次スケールが付着した状態で圧下量の大きな圧延を行った場合、被圧延材−ロール間の面圧が高くなり、1次スケールが剥離する前にスケールを被圧延材に押し込む状態となってしまう。従って、摩擦係数が小さい状態で圧延されるため、噛み込み性が低下する。
一方、被圧延材表面に1次スケールが付着した状態で圧下量の小さい圧延(軽圧下圧延)を行うと、被圧延材−ロール間の面圧が低く抑えられ、ロールと被圧延材の接触開始位置において、スケールを押し込むことなく、スケールの剥離が行われた後にロールと被圧延材の地金部分との接触が開始されるため、噛み込み性が良好となる。
When rolling with a large rolling amount while the primary scale is attached to the surface of the material to be rolled, the surface pressure between the material to be rolled and the roll becomes high, and the scale is used as the material to be rolled before the primary scale is peeled off. It will be pushed in. Therefore, since the rolling is performed in a state where the friction coefficient is small, the biting property is lowered.
On the other hand, when rolling with a small rolling reduction (light rolling) with the primary scale attached to the surface of the material to be rolled, the surface pressure between the material to be rolled and the roll is suppressed to a low level, and the roll and the material to be rolled come into contact with each other. At the start position, contact between the roll and the bare metal portion of the material to be rolled is started after the scale is peeled off without pushing the scale, so that the biting property is improved.

図8は、2ヒート圧延の開始孔型を第3孔型K3とした場合の圧下量の違いによる被圧延材Aと孔型ロールとの位置関係に関する概略説明図であり、(a)が通常圧延、(b)が軽圧下圧延を示している。また、図9は、2ヒート圧延の開始孔型を第4孔型K4とした場合の圧下量の違いによる被圧延材Aと孔型ロールとの位置関係に関する概略説明図であり、(a)が通常圧延、(b)が軽圧下圧延を示している。なお、図8、9には説明のために被圧延材Aのフランジ相当部の一部を拡大して図示している。 FIG. 8 is a schematic explanatory view of the positional relationship between the material A to be rolled and the hole roll due to the difference in the amount of rolling when the start hole type of the two-heat rolling is the third hole K3, and FIG. 8 (a) is usually Rolling, (b) shows light rolling. Further, FIG. 9 is a schematic explanatory view of the positional relationship between the material A to be rolled and the hole roll due to the difference in the amount of rolling when the start hole type of the two-heat rolling is the fourth hole K4. Indicates normal rolling, and (b) indicates light rolling. In addition, in FIGS. 8 and 9, a part corresponding to the flange of the material A to be rolled is enlarged and shown for the sake of explanation.

図8、9の(a)と(b)を比較して分かるように、軽圧下圧延ではフランジ相当部の先端におけるロールとの接触面積(接触弧長)が小さく局所的になっている。これにより、孔型ロールとスケールの付着した被圧延材A(フランジ相当部の先端)との摩擦係数の低下が抑制され、噛み込み性の向上が見込まれる。 As can be seen by comparing (a) and (b) of FIGS. 8 and 9, in the light rolling under-rolling, the contact area (contact arc length) with the roll at the tip of the flange corresponding portion is small and local. As a result, a decrease in the coefficient of friction between the hole-shaped roll and the material A to be rolled (the tip of the flange corresponding portion) to which the scale is attached is suppressed, and the biteability is expected to be improved.

上述したように、被圧延材表面に1次スケールが付着した状態で圧下量の小さい圧延(軽圧下圧延)を行うと、被圧延材−ロール間の面圧が低く抑えられ、噛み込み性が向上するが、その際の好適な面圧の基準として、フランジ面(突起部内面)とロールとの接触幅を50%未満とすることが望ましい。図8、9の(a)と(b)を比較すると、通常圧延に比べ、軽圧下圧延時にはフランジ面とロールとの接触幅が小さくなっていることが分かる。なお、接触幅50%未満が望ましいのは、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いる粗圧延工程を1ヒート圧延で行う場合に、折り曲げ造形の1パス目では、フランジ面とロールの接触幅がほぼ50%となっており、スケールの剥離が実現できているからである。 As described above, when rolling with a small rolling reduction amount (light rolling under rolling) is performed with the primary scale attached to the surface of the material to be rolled, the surface pressure between the material to be rolled and the roll is suppressed to a low level, and the biting property is improved. However, as a standard of suitable surface pressure at that time, it is desirable that the contact width between the flange surface (inner surface of the protrusion) and the roll is less than 50%. Comparing (a) and (b) of FIGS. 8 and 9, it can be seen that the contact width between the flange surface and the roll is smaller during light rolling under light rolling than in normal rolling. The contact width of less than 50% is desirable in the first pass of bending molding when the rough rolling step using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment is performed by one heat rolling. This is because the contact width between the flange surface and the roll is approximately 50%, and the scale can be peeled off.

以上表2〜4や図8、9を参照して説明したように、本実施の形態に係る第1孔型K1〜第4孔型K4を用いた粗圧延工程では、2ヒート圧延を採用し、2ヒート目の開始孔型を例えば第3孔型K3あるいは第4孔型K4とし、当該開始孔型の1パス目の圧延を軽圧下圧延としたパススケジュール設計を行うことが望ましい。このような工程を採ることにより、2ヒート圧延時に問題となる被圧延材表面へのスケールの付着に伴う噛み込み性の悪化を防止し、製品疵の発生を抑制させてH形鋼の製造を実施することが可能となる。
また、フランジの広幅化といったH形鋼の大型化を目指す場合、1つの孔型ロールに刻設できる孔型数には設備限界があるといった観点から、2ヒート圧延を採用することで従来に比べ操業設計条件を効率化することができる。
As described above with reference to Tables 2 to 4 and FIGS. 8 and 9, in the rough rolling step using the first hole type K1 to the fourth hole type K4 according to the present embodiment, two heat rolling is adopted. It is desirable to design a pass schedule in which the start hole type of the second heat is, for example, the third hole type K3 or the fourth hole type K4, and the first pass of the start hole type is light rolling. By adopting such a process, it is possible to prevent deterioration of biting property due to scale adhesion to the surface of the material to be rolled, which is a problem during 2-heat rolling, and suppress the occurrence of product defects to produce H-section steel. It will be possible to carry out.
In addition, when aiming to increase the size of H-section steel such as widening the flange, from the viewpoint that there is a limit to the number of holes that can be engraved on one hole roll, by adopting 2-heat rolling, compared to the conventional method. Operation design conditions can be streamlined.

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although an example of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the ideas described in the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood as a thing.

例えば、上記実施の形態においては、第1孔型K1、第2−1孔型K2−1、第2−2孔型K2−2のウェッジ角度θ1a、θ1bを25°以上40°以下、第3孔型K3のウェッジ角度θ2を70°以上110°以下、第4孔型K4のウェッジ角度θ3を130°以上170°以下、として説明している。この点に関し、本発明において2ヒート圧延を適用するに際し、被圧延材表面に付着するスケールの剥離性が噛み込み性に影響を及ぼすことから、上記各ウェッジ角度には更なる好適な数値範囲が存在することが分かっている。特に、2ヒート圧延時における1ヒート目終了孔型のウェッジ角度と、2ヒート目開始孔型のウェッジ角度との関係がスケール剥離性に影響することが分かっている。 For example, in the above embodiment, the wedge angles θ1a and θ1b of the first hole type K1, the 2-1 hole type K2-1, and the 2-2 hole type K2-2 are set to 25 ° or more and 40 ° or less, and the third. The wedge angle θ2 of the hole type K3 is 70 ° or more and 110 ° or less, and the wedge angle θ3 of the fourth hole type K4 is 130 ° or more and 170 ° or less. In this regard, when two-heat rolling is applied in the present invention, the peelability of the scale adhering to the surface of the material to be rolled affects the biting property, so that each wedge angle has a more suitable numerical range. It is known to exist. In particular, it is known that the relationship between the wedge angle of the first heat end hole type and the wedge angle of the second heat start hole type during the second heat rolling affects the scale peelability.

以下に示す表5は、上記実施の形態で説明した第1孔型K1〜第5孔型K5を用いた粗圧延工程において2ヒート圧延を適用した場合に、1ヒート目の終了孔型のウェッジ角度(ウェッジ先端角度)と2ヒート目の開始孔型ウェッジ角度をケース1〜11で変えた場合のスケール剥離性についての検証結果である。なお、上記実施の形態で説明したように、2ヒート目の開始孔型は第3孔型K3あるいは第4孔型K4が望ましいことから、表5に示す検証でも2ヒート目の開始孔型を第3孔型K3あるいは第4孔型K4としている。 Table 5 shown below shows the end hole type wedges of the first heat when two heat rolling is applied in the rough rolling step using the first hole type K1 to the fifth hole type K5 described in the above embodiment. This is the verification result of the scale peelability when the angle (wedge tip angle) and the start hole type wedge angle of the second heat are changed in cases 1 to 11. As described in the above embodiment, the start hole type of the second heat is preferably the third hole type K3 or the fourth hole type K4. Therefore, in the verification shown in Table 5, the start hole type of the second heat is also used. The third hole type K3 or the fourth hole type K4 is used.

Figure 0006855885
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表5に示すように、ケース1〜7、9はスケール剥離性が担保され、圧延可能となっている。一方、ケース8、10、11はスケール剥離性が悪く圧延できない条件である。
表5に示す検証結果によれば、2ヒート目開始孔型が第3孔型K3である場合(ケース1〜4)には、いずれの場合でもスケール剥離性が良好であり、圧延可能であることが分かる。
また、2ヒート目開始孔型が第4孔型K4である場合には、1ヒート目終了孔型とのウェッジ角度の差が40°以上である場合にはスケール剥離性が良好であり、1ヒート目終了孔型とのウェッジ角度の差が40°未満(30°以下)であるとスケール剥離性が悪化することが分かる。
1ヒート目終了孔型と2ヒート目開始孔型とのウェッジ角度の差(角度変化量)が大きいと、折り曲げ造形時にフランジ部に引張力が作用し、表面のスケールに引張ひずみが発生することでスケール剥離性が良好になると考えられる。
As shown in Table 5, cases 1 to 7 and 9 are guaranteed to be scale-peelable and can be rolled. On the other hand, cases 8, 10 and 11 have poor scale peelability and cannot be rolled.
According to the verification results shown in Table 5, when the second heat start hole type is the third hole type K3 (cases 1 to 4), the scale peelability is good and rolling is possible in any case. You can see that.
Further, when the second heat start hole type is the fourth hole type K4, the scale peelability is good when the wedge angle difference from the first heat end hole type is 40 ° or more, and 1 It can be seen that the scale peelability deteriorates when the difference in wedge angle from the heat end hole type is less than 40 ° (30 ° or less).
If the difference in wedge angle (angle change amount) between the 1st heat end hole type and the 2nd heat start hole type is large, a tensile force acts on the flange portion during bending molding, and tensile strain is generated on the surface scale. It is considered that the scale peelability is improved.

2ヒート目開始孔型が第3孔型K3である場合、第3孔型K3のウェッジ角度が第4孔型K4のウェッジ角度に比べ小さいため、スケールをロール軸方向に押し広げる作用が大きく、スケールを巻き込みにくく、1ヒート目終了孔型とのウェッジ角度の差が30°以上である場合にスケール剥離性が良好であると考えられる。
即ち、2ヒート目開始孔型が第3孔型K3である場合と、第4孔型K4である場合と、の両方を考えた場合に、ウェッジ角度変化量が30°超との条件を満たすことで、スケール剥離性は良好となる。
When the second heat start hole type is the third hole type K3, the wedge angle of the third hole type K3 is smaller than the wedge angle of the fourth hole type K4, so that the action of spreading the scale in the roll axis direction is large. It is considered that the scale peelability is good when it is difficult for the scale to get caught and the difference in wedge angle from the first heat end hole type is 30 ° or more.
That is, when both the case where the second heat start hole type is the third hole type K3 and the case where the second heat start hole type is the fourth hole type K4, the condition that the wedge angle change amount exceeds 30 ° is satisfied. As a result, the scale peelability becomes good.

以上、表5を参照して説明したように、第1孔型K1〜第5孔型K5を用いた粗圧延工程において2ヒート圧延を適用した場合に、2ヒート目の開始孔型を第3孔型K3あるいは第4孔型K4とし、ウェッジ角度に関する設計を、2ヒート目開始孔型と、1ヒート目終了孔型とのウェッジ角度の差を30°超とすることが好ましいことが分かる。 As described above with reference to Table 5, when the two-heat rolling is applied in the rough rolling step using the first hole type K1 to the fifth hole type K5, the start hole type of the second heat is the third hole type. It can be seen that it is preferable to use the hole type K3 or the fourth hole type K4 and design the wedge angle so that the difference in wedge angle between the second heat start hole type and the first heat end hole type is more than 30 °.

また、上記実施の形態においては、第3孔型K3のウェッジ角度θ2を70°以上110°以下、第4孔型K4のウェッジ角度θ3を130°以上170°以下、として説明している。このように規定することで、被圧延材における形状不良の発生を抑制させ、従来に比べフランジ幅の大きなH形鋼製品を効率的且つ安定的に製造することが可能となる。以下では上記θ2及びθ3の好適な角度の範囲が規定される根拠について説明する。 Further, in the above embodiment, the wedge angle θ2 of the third hole type K3 is 70 ° or more and 110 ° or less, and the wedge angle θ3 of the fourth hole type K4 is 130 ° or more and 170 ° or less. By defining in this way, it is possible to suppress the occurrence of shape defects in the material to be rolled and to efficiently and stably manufacture an H-shaped steel product having a larger flange width than the conventional one. In the following, the grounds for defining the range of suitable angles of θ2 and θ3 will be described.

先ず、本発明者らは、第3孔型K3で造形が完了した被圧延材Aに対し、第4孔型K4において実施される折り曲げ加工の加工限界(加工限界角度)について検討を行った。図10は、第4孔型K4での折り曲げ角度(即ち、θ3−θ2)とフランジ厚偏差(フランジ厚バラツキ)との関係を示すグラフである。ここで、図10のグラフの縦軸であるフランジ厚偏差は、割り広げて造形された4つのフランジ相当部の平均フランジ厚からのバラツキ3σを示している。 First, the present inventors examined the processing limit (processing limit angle) of the bending process performed in the fourth hole type K4 with respect to the material A to be rolled, which has been formed in the third hole type K3. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the bending angle (that is, θ3-θ2) and the flange thickness deviation (flange thickness variation) in the fourth hole type K4. Here, the flange thickness deviation on the vertical axis of the graph of FIG. 10 indicates a variation of 3σ from the average flange thickness of the four flange-corresponding portions formed by expanding.

図10に示すように、第4孔型K4において、折り曲げ角度(即ち、θ3−θ2)が60°を超えると、フランジ厚偏差が5%を超えるため、粗圧延工程の後工程である中間圧延工程や仕上圧延工程において寸法を収束させることが困難となり、好適な寸法精度でもって造形を実施することができなくなる。 As shown in FIG. 10, in the fourth hole type K4, when the bending angle (that is, θ3-θ2) exceeds 60 °, the flange thickness deviation exceeds 5%, so that intermediate rolling is a subsequent step of the rough rolling step. It becomes difficult to converge the dimensions in the process and the finish rolling process, and it becomes impossible to carry out modeling with suitable dimensional accuracy.

なお、左右のフランジ相当部の厚みバラツキは5%以下に抑えられることが好ましい理由は以下の通りである。大型サイズのH形鋼の形状寸法の許容差は、JIS規格(JIS G 3192)によると、フランジ厚が40mmを超える場合、当該フランジ厚の公差範囲は4mm(即ち、±2mm)であり、製品のフランジ厚の10%に相当する。製品のフランジ寸法が上記公差から外れた場合、加工修正は困難であり、所定品質の製品として認められないため、製造効率やコストの面で問題が大きい。従って、各造形工程の工程能力を十分とし、左右のフランジ相当部の厚みバラツキを抑えてH形鋼製品を製造する必要がある。通常、各造形工程の工程能力を十分とするためには、フランジ厚の公差範囲を6σに設定することが望ましい。上記JIS規格に基づき、H形鋼製品のフランジ厚の10%を6σに合わせるため、左右のフランジ相当部の厚みバラツキ3σの目標値は5%以下とすることが望ましい。 The reason why it is preferable that the thickness variation of the left and right flange corresponding portions is suppressed to 5% or less is as follows. According to the JIS standard (JIS G 3192), when the flange thickness exceeds 40 mm, the tolerance range of the flange thickness is 4 mm (that is, ± 2 mm), and the tolerance of the shape and dimension of the large size H-section steel is 4 mm (that is, ± 2 mm). Corresponds to 10% of the flange thickness of. If the flange size of the product deviates from the above tolerance, it is difficult to modify the processing and it is not recognized as a product of predetermined quality, so that there is a big problem in terms of manufacturing efficiency and cost. Therefore, it is necessary to manufacture H-shaped steel products by making the process capability of each molding process sufficient and suppressing the thickness variation of the left and right flange corresponding portions. Normally, it is desirable to set the flange thickness tolerance range to 6σ in order to make the process capability of each molding process sufficient. Based on the above JIS standard, in order to match 10% of the flange thickness of H-section steel products to 6σ, it is desirable that the target value of the thickness variation of 3σ of the left and right flange corresponding parts is 5% or less.

図10に示すように、第4孔型K4での加工角度は60°以下である必要がある。即ち、第3孔型K3の突起部55、56の先端部角度θ2と、第4孔型K4の突起部65、66の先端部角度θ3との差は60°以下とする必要があり、以下の式(1)を満たす条件に設計される必要がある。
θ3−θ2≦60° ・・・(1)
As shown in FIG. 10, the machining angle of the fourth hole type K4 needs to be 60 ° or less. That is, the difference between the tip angle θ2 of the protrusions 55 and 56 of the third hole type K3 and the tip angle θ3 of the protrusions 65 and 66 of the fourth hole type K4 must be 60 ° or less. It is necessary to be designed under the condition that satisfies the equation (1) of.
θ3-θ2 ≦ 60 ° ・ ・ ・ (1)

次に、本発明者らは、第3孔型K3の突起部55、56の先端部角度θ2の上限値について検討を行った。図11は、第3孔型K3における先端部角度θ2を変化させた場合のフランジ相当部の先端における幅変化量(フランジ先端つぶし量)を示すグラフである。
フランジ先端つぶし量は、第3孔型K3において折り曲げられたフランジ相当部の先端幅方向に関する潰された距離Δi(i=1〜4:4箇所の先端に対応)の平均値によって定義される。なお、以下に説明する図11には、このフランジ先端つぶし量Δ1〜Δ4を図示している。
Next, the present inventors examined the upper limit of the tip angle θ2 of the protrusions 55 and 56 of the third hole type K3. FIG. 11 is a graph showing the amount of width change (flange tip crushing amount) at the tip of the flange corresponding portion when the tip angle θ2 in the third hole type K3 is changed.
The flange tip crushing amount is defined by the average value of the crushed distance Δi (corresponding to the tips of i = 1 to 4: 4 points) with respect to the tip width direction of the bent flange corresponding portion in the third hole type K3. Note that FIG. 11 described below illustrates the flange tip crushing amounts Δ1 to Δ4.

図11に示すように、上記角度θ2が100°以下であれば、フランジ相当部の先端幅変化量は5mm以下の小さなレベルで留まる。しかしながら、角度θ2が110°以上になると、フランジ相当部の先端幅変化量も大きくなり、4箇所のフランジ相当部の肉量アンバランスが生じてしまう(以下に説明する図12参照)。 As shown in FIG. 11, when the angle θ2 is 100 ° or less, the amount of change in the tip width of the flange corresponding portion remains at a small level of 5 mm or less. However, when the angle θ2 is 110 ° or more, the amount of change in the tip width of the flange corresponding portion also becomes large, and the wall amount imbalance of the four flange corresponding portions occurs (see FIG. 12 described below).

図12は、本実施の形態に係る方法で第3孔型K3の突起部55、56の先端部角度θ2を110°超とした場合の、造形後の被圧延材の形状を示す概略図である。図12に示すように、角度θ2を110°超に設定して第3孔型K3での造形を実施すると、曲げ加工による変形よりもフランジ相当部の外側面が押し潰される変形の方が容易となり、フランジ相当部の外側のメタルが削がれる変形モードとなってしまうことが確認される。
以上、図11、12を参照して説明したことから、第3孔型K3の突起部55、56の先端部角度θ2は以下の式(2)を満たす条件に設計される必要がある。
θ2≦110° ・・・(2)
FIG. 12 is a schematic view showing the shape of the material to be rolled after molding when the tip angle θ2 of the protrusions 55 and 56 of the third hole type K3 is set to more than 110 ° by the method according to the present embodiment. is there. As shown in FIG. 12, when the angle θ2 is set to more than 110 ° and the molding is performed with the third hole type K3, the deformation in which the outer surface of the flange corresponding portion is crushed is easier than the deformation due to the bending process. Therefore, it is confirmed that the deformation mode is such that the metal on the outside of the flange corresponding portion is scraped off.
As described above with reference to FIGS. 11 and 12, the tip angle θ2 of the protrusions 55 and 56 of the third hole type K3 needs to be designed under the condition of satisfying the following equation (2).
θ2 ≤ 110 ° ・ ・ ・ (2)

続いて、本発明者らは、ウェブ減厚孔型での造形に基づき、第4孔型K4の突起部65、66の先端部角度θ3の上限値ならびに下限値について検討を行った。図13は、第4孔型K4の突起部65、66の先端部角度θ3を変化させた場合の、ウェブ減厚孔型において実施される後段の工程での肉溜まりの発生に伴って生じる製品疵深さを示すグラフである。なお、ウェブ減厚孔型で生じる肉溜まりとは、フランジ相当部の外面において生じる突起状の形状不良であり、その詳細は図14を参照して後述する。 Subsequently, the present inventors examined the upper limit value and the lower limit value of the tip angle θ3 of the protrusions 65 and 66 of the fourth hole type K4 based on the modeling with the web thickening hole type. FIG. 13 shows a product generated by the occurrence of meat accumulation in the subsequent step performed in the web thickening hole type when the tip angles θ3 of the protrusions 65 and 66 of the fourth hole type K4 are changed. It is a graph which shows the defect depth. The meat pool generated in the web-thickened hole type is a protrusion-like shape defect that occurs on the outer surface of the flange corresponding portion, and the details thereof will be described later with reference to FIG.

図13に示すように、上記角度θ3が130°未満である場合には、製品疵が生じてしまい、その製品疵深さは角度θ3が小さければ小さい程、増大してしまう。そして、最終製品のフランジ外面にこの製品疵が残ってしまう。 As shown in FIG. 13, when the angle θ3 is less than 130 °, a product defect occurs, and the product defect depth increases as the angle θ3 becomes smaller. Then, this product defect remains on the outer surface of the flange of the final product.

図14はウェブ減厚孔型におけるウェブ減厚に関する概略説明図であり、(a)は上記角度θ3が170°超である場合にフランジ部の外面に形状不良が生じている場合を示し、(b)は上記角度θ3が130°未満である場合にフランジ部の外面に形状不良が生じている場合を示し、(c)は製品疵を示している。 FIG. 14 is a schematic explanatory view of web thickening in the web thickening hole type, and FIG. 14A shows a case where a shape defect occurs on the outer surface of the flange portion when the angle θ3 exceeds 170 °. b) shows a case where the outer surface of the flange portion has a shape defect when the angle θ3 is less than 130 °, and (c) shows a product defect.

図14(a)に示すように、ウェブ減厚孔型においてウェブ減厚を行った場合、ウェブ部81の減厚に伴い、フランジ部80の外側(図中左右方向)へのメタルの拡がり量が大きくなる。全断面に対するウェブ部81の断面割合が大きい程、その拡がり量は大きくなる。これにより、図中の破線部に示す突起上の膨らみ部160が形成される。この膨らみ部160は形状不良の要因であるため、対応策として、フランジ部80の外面に拡がりを見込んで凹みを設けておくことが考えられる。その凹み量を調整するために、第4孔型K4の突起部65、66の先端部角度θ3を好適に定めることが有効である。実験上、角度θ3を170°超とした場合に、図14(a)に示すような形状不良が生じることが分かっており、角度θ3の上限値は170°となる。
また、上記式(1)及び式(2)から、角度θ2の上限値は110°であり、角度θ3と角度θ2の差は最大で60°であることからも、角度θ3の上限値は170°と定まる。
As shown in FIG. 14A, when the web is thickened in the web thickening hole type, the amount of metal spreading to the outside of the flange portion 80 (in the left-right direction in the figure) as the web portion 81 is thickened. Becomes larger. The larger the cross-sectional ratio of the web portion 81 to the entire cross section, the larger the amount of expansion. As a result, the bulging portion 160 on the protrusion shown by the broken line portion in the drawing is formed. Since the bulging portion 160 is a cause of poor shape, it is conceivable to provide a dent on the outer surface of the flange portion 80 in anticipation of expansion as a countermeasure. In order to adjust the amount of the dent, it is effective to preferably determine the tip angle θ3 of the protrusions 65 and 66 of the fourth hole type K4. Experimentally, it has been found that when the angle θ3 exceeds 170 °, a shape defect as shown in FIG. 14A occurs, and the upper limit of the angle θ3 is 170 °.
Further, from the above equations (1) and (2), the upper limit of the angle θ2 is 110 °, and the difference between the angle θ3 and the angle θ2 is 60 ° at the maximum. Therefore, the upper limit of the angle θ3 is 170. Determined as °.

また、図14(b)に示すように、ウェブ減厚孔型では、ウェブ部81の減厚と同時にフランジ部80の幅圧下も行われ、フランジ部80の幅圧下により、当該フランジ部80の中央部に上下からの圧下歪が加わるが、角度θ3が130°未満になるとフランジ部80の外側面中央部(図中破線で囲んだ部分)に形成されている溝161が消えずに疵として残存し、それに伴う製品疵が発生し、最終製品であるH形鋼において当該製品疵が残存してしまう。実験上、角度θ3を130°未満とした場合に、図14(b)に示す溝161が疵の起点となり残存し、図14(c)のような製品疵163が生じてしまうことが分かっている。
以上、図13、14を参照して説明したことから、第4孔型K4の突起部65、66の先端部角度θ3は上限値を170°とすることが望ましく、下限値を130°とすることが望ましい。
特に、図13に基づき、角度θ3は以下の式(3)を満たす条件に設計される必要がある。
θ3≧130° ・・・(3)
Further, as shown in FIG. 14B, in the web thickening hole type, the width of the flange portion 80 is reduced at the same time as the thickness of the web portion 81 is reduced, and the width reduction of the flange portion 80 causes the flange portion 80 to be reduced in width. Reduction strain from above and below is applied to the central portion, but when the angle θ3 is less than 130 °, the groove 161 formed in the central portion of the outer surface of the flange portion 80 (the portion surrounded by the broken line in the figure) does not disappear and becomes a flaw. It remains, and product defects are generated due to it, and the product defects remain in the final product, H-section steel. From the experiment, it was found that when the angle θ3 is less than 130 °, the groove 161 shown in FIG. 14 (b) becomes the starting point of the flaw and remains, and the product flaw 163 as shown in FIG. 14 (c) occurs. There is.
As described above with reference to FIGS. 13 and 14, it is desirable that the upper limit value of the tip angle θ3 of the protrusions 65 and 66 of the fourth hole type K4 is 170 °, and the lower limit value is 130 °. Is desirable.
In particular, based on FIG. 13, the angle θ3 needs to be designed under the condition of satisfying the following equation (3).
θ3 ≧ 130 ° ・ ・ ・ (3)

以上説明した式(1)〜(3)を同時に満たすような設計条件を構成する場合、θ2の下限値は70°(=130°−60°)となり、θ3の上限値は170°(=110°+60°)となる。図15は、上記式(1)〜(3)に示した設計条件をまとめたグラフであり、θ2とθ3の好適な設計範囲を示すものである。図15中の各条件を示す線(図中破線)に囲まれた範囲が好適な設計範囲となる。即ち、角度θ2は以下の式(4)を満たす条件に設計される必要があり、角度θ3は以下の式(5)を満たす条件に設計される必要があり、且つ、上記式(1)を満たすことが必要となる。
70°≦θ2≦110° ・・・(4)
130°≦θ3≦170° ・・・(5)
When design conditions that satisfy the above equations (1) to (3) at the same time are configured, the lower limit of θ2 is 70 ° (= 130 ° -60 °), and the upper limit of θ3 is 170 ° (= 110). ° + 60 °). FIG. 15 is a graph summarizing the design conditions shown in the above equations (1) to (3), and shows suitable design ranges of θ2 and θ3. The range surrounded by the line (broken line in the figure) indicating each condition in FIG. 15 is a suitable design range. That is, the angle θ2 needs to be designed under the condition satisfying the following equation (4), the angle θ3 needs to be designed under the condition satisfying the following equation (5), and the above equation (1) is used. It will be necessary to meet.
70 ° ≤ θ2 ≤ 110 ° ・ ・ ・ (4)
130 ° ≤ θ3 ≤ 170 ° ・ ・ ・ (5)

上記式(1)、(4)、(5)を満たすような設計条件によって第3孔型K3の突起部55、56の先端部角度θ2、ならびに第4孔型K4の突起部65、66の先端部角度θ3が定められる。これにより、左右のフランジ部80の変形アンバランスが生じることなく造形が実施され、更に、フランジ相当部の外側面が押し潰される変形といった形状不良(図12参照)や、ウェブ減厚孔型においてフランジ部80の外側面中央部が肉溜まり形状となり製品疵が発生してしまうといった形状不良(図14参照)が生じることなく、各造形工程を実施することが可能となる。 Depending on the design conditions that satisfy the above formulas (1), (4), and (5), the tip angles θ2 of the protrusions 55 and 56 of the third hole type K3 and the protrusions 65 and 66 of the fourth hole type K4 The tip angle θ3 is determined. As a result, modeling is performed without causing deformation imbalance of the left and right flange portions 80, and further, in the case of shape defects such as deformation in which the outer surface of the flange corresponding portion is crushed (see FIG. 12) and the web thickened hole type. It is possible to carry out each molding process without causing a shape defect (see FIG. 14) such that the central portion of the outer surface of the flange portion 80 becomes a wall-filled shape and product defects occur.

なお、上記実施の形態等において、H形鋼を製造する際の素材としてはスラブを例示して説明したが、類似形状のその他素材についても本発明は当然適用可能である。 In the above-described embodiment and the like, the slab has been described as an example of the material for producing the H-section steel, but the present invention is naturally applicable to other materials having a similar shape.

本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材としてH形鋼を製造する製造方法に適用できる。 The present invention can be applied to a manufacturing method for manufacturing H-shaped steel using, for example, a slab having a rectangular cross section as a material.

1…圧延設備
2…加熱炉
4…粗圧延機
5…中間ユニバーサル圧延機
8…仕上ユニバーサル圧延機
9…エッジャー圧延機
11…スラブ
13…H形粗形材
14…中間材
16…H形鋼製品
20…上孔型ロール(第1孔型)
21…下孔型ロール(第1孔型)
25、26…突起部(第1孔型)
28、29…割り込み(第1孔型)
30…上孔型ロール(第2−1孔型)
31…下孔型ロール(第2−1孔型)
35、36…突起部(第2−1孔型)
38、39…割り込み(第2−1孔型)
40…上孔型ロール(第2−2孔型)
41…下孔型ロール(第2−2孔型)
45、46…突起部(第2−2孔型)
48、49…割り込み(第2−2孔型)
50…上孔型ロール(第3孔型)
51…下孔型ロール(第3孔型)
55、56…突起部(第3孔型)
58、59…割り込み(第3孔型)
60…上孔型ロール(第4孔型)
61…下孔型ロール(第4孔型)
65、66…突起部(第4孔型)
68、69…割り込み(第4孔型)
80…フランジ部
82…ウェブ部
85…上孔型ロール(第5孔型)
86…下孔型ロール(第5孔型)
K1…第1孔型
K2−1…第2−1孔型
K2−2…第2−2孔型
K3…第3孔型
K4…第4孔型
K5…第5孔型(平造形孔型)
T…製造ライン
A…被圧延材
1 ... Rolling equipment 2 ... Heating furnace 4 ... Rough rolling mill 5 ... Intermediate universal rolling mill 8 ... Finishing universal rolling mill 9 ... Edger rolling mill 11 ... Slab 13 ... H-shaped rough shape material 14 ... Intermediate material 16 ... H-shaped steel products 20 ... Top hole type roll (first hole type)
21 ... Pilot hole type roll (first hole type)
25, 26 ... Protrusion (first hole type)
28, 29 ... Interrupt (1st hole type)
30 ... Top hole type roll (2-1 hole type)
31 ... Pilot hole type roll (2-1 hole type)
35, 36 ... Protrusions (2-1 hole type)
38, 39 ... Interrupt (2-1 hole type)
40 ... Top hole type roll (2-2 hole type)
41 ... Pilot hole type roll (2-2 hole type)
45, 46 ... Protrusions (2-2 hole type)
48, 49 ... Interrupt (2-2 hole type)
50 ... Upper hole type roll (third hole type)
51 ... Pilot hole type roll (third hole type)
55, 56 ... Protrusion (third hole type)
58, 59 ... Interrupt (3rd hole type)
60 ... Top hole type roll (4th hole type)
61 ... Pilot hole type roll (4th hole type)
65, 66 ... Protrusion (4th hole type)
68, 69 ... Interrupt (4th hole type)
80 ... Flange part 82 ... Web part 85 ... Top hole type roll (fifth hole type)
86 ... Pilot hole type roll (fifth hole type)
K1 ... 1st hole type K2-1 ... 2nd hole type K2-2 ... 2nd hole type K3 ... 3rd hole type K4 ... 4th hole type K5 ... 5th hole type (flat hole type)
T ... Production line A ... Material to be rolled

Claims (4)

粗圧延工程、中間圧延工程、仕上圧延工程を備えたH形鋼の製造方法であって、
前記粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する複数の孔型が刻設され、
当該複数の孔型は、
被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れて被圧延材端部に分割部位を形成させる突起部が形成された複数の割り込み孔型と、
前記割り込みに当接し、前記割り込み孔型において形成された分割部位を順次折り曲げる突起部が形成された複数の折り曲げ孔型と、を含み、
前記複数の孔型による粗圧延工程は2ヒート圧延によって行われ、
当該2ヒート圧延での2ヒート目の造形には、折り曲げ造形を行う前記複数の折り曲げ孔型のうちの少なくとも1つ以上の折り曲げ孔型による折り曲げ造形が含まれることを特徴とする、H形鋼の製造方法。
A method for producing H-section steel including a rough rolling process, an intermediate rolling process, and a finishing rolling process.
The rolling mill that performs the rough rolling step is engraved with a plurality of hole molds for forming the material to be rolled.
The plurality of hole types are
A plurality of interrupt hole types in which protrusions are formed to form a split portion at the end of the material to be rolled by vertically interrupting the material to be rolled.
A plurality of bent hole types having protrusions formed which abut on the interrupt and sequentially bend the divided portion formed in the interrupt hole type are included.
The rough rolling process using the plurality of hole molds is performed by two-heat rolling.
The second heat molding in the two-heat rolling includes a bending molding by at least one or more folding hole molds among the plurality of bending hole molds for performing the bending molding. Manufacturing method.
前記複数の折り曲げ孔型は、前記分割部位の折り曲げ角度が異なる2種類の折り曲げ孔型から構成され、
当該2種類の折り曲げ孔型では、前記分割部位の折り曲げ角度が順に広がるように折り曲げ造形が行われ、
前記2ヒート圧延における2ヒート目の開始孔型は、2種類の折り曲げ孔型のうち折り曲げ角度が狭角である孔型であることを特徴とする、請求項1に記載のH形鋼の製造方法。
The plurality of bending hole molds are composed of two types of bending hole molds having different bending angles of the divided portions.
In the two types of bending hole types, bending molding is performed so that the bending angle of the divided portion gradually increases.
The production of the H-section steel according to claim 1, wherein the start hole type of the second heat in the two-heat rolling is a hole type having a narrow bending angle among the two types of bending hole types. Method.
前記2ヒート圧延において、2ヒート目の開始孔型における造形は複数パスで行われ、
当該複数パスのうち1パス目の造形は被圧延材フランジ面の接触幅が50%未満となるように行われることを特徴とする、請求項1又は2に記載のH形鋼の製造方法。
In the two-heat rolling, the molding in the start hole mold of the second heat is performed in a plurality of passes.
The method for producing an H-section steel according to claim 1 or 2, wherein the molding of the first pass among the plurality of passes is performed so that the contact width of the flange surface of the material to be rolled is less than 50%.
前記複数の割り込み孔型に形成される突起部の先端角度は25°以上40°以下であり、
前記2種類の折り曲げ孔型の折り曲げ角度は、順に、70°以上110°以下、130°以上170°以下であり、
前記割り込み孔型に形成される突起部の先端角度と前記2種類の折り曲げ孔型のうち前段の折り曲げ孔型の折り曲げ角度との差は30°超であることを特徴とする、請求項2に記載のH形鋼の製造方法。
The tip angle of the protrusions formed in the plurality of interrupt hole types is 25 ° or more and 40 ° or less.
The bending angles of the two types of bending hole types are, in order, 70 ° or more and 110 ° or less, and 130 ° or more and 170 ° or less.
The second aspect of the present invention is characterized in that the difference between the tip angle of the protrusion formed in the interrupt hole type and the bending angle of the bending hole type in the previous stage of the two types of bending hole types is more than 30 °. The method for producing an H-section steel described above.
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