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JP7280503B2 - Method for manufacturing asymmetric H-beam steel with different left and right flange thicknesses - Google Patents
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Method for manufacturing asymmetric H-beam steel with different left and right flange thicknesses Download PDF

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Description

本発明は、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼をユニバーサル圧延によって製造する製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing asymmetric H-section steel having left and right flanges with different thicknesses by universal rolling.

例えばH形鋼や軌条といった各種形鋼の製造は、一般的に孔型圧延法(カリバー法)やユニバーサル圧延法によって行われることが知られている。特に近年では、均質な変形が期待でき、材質の向上や寸法精度の高精度化が図れるといった観点から、中間ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、仕上圧延機を備えた圧延機列によってユニバーサル圧延法が行われている。 For example, it is known that various shaped steels such as H-shaped steel and rails are generally manufactured by groove rolling (caliber rolling) or universal rolling. Especially in recent years, the universal rolling method has been adopted by a series of rolling mills equipped with an intermediate universal rolling mill, an edger rolling mill, and a finishing rolling mill, from the viewpoint of uniform deformation, improvement of material quality, and high dimensional accuracy. It is done.

左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼は力学的利点が大きいため建築構造物や橋梁等の梁材に好適に用いられる。具体的には、地面や床面に対し一方のフランジを接地させ、他方のフランジを上方に位置するような設置態様を採った場合に、厚みが薄いフランジを接地面とし、厚みの厚いフランジを上方とすることが知られている。これは、接地面ではフランジが接地された地面(あるいは床面等)を含めた剛性となるのに対し、上方のフランジはそれ単体での剛性が求められるために、上方のフランジをより厚いものとすることが望ましいからである。このような態様により、所望の剛性の梁材を、軽量且つ少量の材料でもって製造できるため、生産性の向上やコスト削減が図られる。 Asymmetrical H-shaped steel with different left and right flange thicknesses has great mechanical advantages, and is therefore suitable for use as a beam material for building structures, bridges, and the like. Specifically, when adopting an installation mode in which one flange is grounded on the ground or floor surface and the other flange is positioned above, the thinner flange is used as the ground surface and the thicker flange is used as the ground surface. known to be upwards. This is because the rigidity of the ground surface (or floor surface, etc.) includes the rigidity of the flange on the ground, while the rigidity of the upper flange alone is required, so the upper flange should be made thicker. This is because it is desirable to According to this aspect, a beam member having desired rigidity can be manufactured with a light weight and a small amount of material, so productivity can be improved and costs can be reduced.

しかしながら、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼は断面が非対称であるがゆえ、その製造過程において歪みや曲がりといった通材不良が生じることが多く、その改善を図るために様々な技術が創案されている。 However, since the asymmetrical H-section steel with different left and right flange thicknesses has an asymmetrical cross section, it often causes defects such as distortion and bending in the manufacturing process, and various technologies have been invented to improve it. there is

例えば特許文献1には、非対称H形鋼の圧延方法が開示され、その製造の際には曲がりが生じることが記載されている。特許文献1の技術では、一般的には非駆動である左右竪ロールを個別駆動させ、左右独立に回転速度(回転数)を調整して曲がりを抑制させている。 For example, Patent Literature 1 discloses a rolling method for asymmetric H-section steel, and describes that bending occurs during the production thereof. In the technique of Patent Literature 1, the left and right vertical rolls, which are generally not driven, are individually driven, and the left and right rotation speeds (number of rotations) are independently adjusted to suppress bending.

また、例えば特許文献2には、非対称H形鋼のユニバーサル圧延での左右竪ロールの圧延荷重が左右不均一となることで水平ロールに対するスラスト荷重がかかり、スラスト変位が生じるのを抑制する技術が開示されている。具体的には、左右のフランジの一方(片側)を冷却することで、当該フランジの圧延荷重を増加させ、水平ロールに働くスラスト荷重を低減させている。 In addition, for example, Patent Document 2 discloses a technique for suppressing thrust displacement caused by a thrust load applied to horizontal rolls due to non-uniform rolling loads on the left and right vertical rolls in universal rolling of asymmetric H-section steel. disclosed. Specifically, by cooling one (one side) of the left and right flanges, the rolling load of the flange is increased and the thrust load acting on the horizontal rolls is reduced.

特開平5-177201号公報JP-A-5-177201 特開2006-68777号公報JP 2006-68777 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、一般的には非駆動で従動ロールである竪ロールを駆動させるための設備の新設や改造が必要となり、設備コストの増加や設備構成の煩雑化が懸念される。また、上記特許文献2に記載の技術は、左右竪ロールの圧延荷重を揃えることを目的としており、非対称H形鋼の圧延を歪みや曲がりを生じさせることなく行うための適正条件については何ら開示されていない。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is generally necessary to newly install or modify equipment for driving the vertical rolls that are non-driven and driven rolls, which increases equipment costs and complicates the equipment configuration. Concerned. In addition, the technique described in Patent Document 2 aims to equalize the rolling loads of the left and right vertical rolls, and does not disclose any appropriate conditions for rolling an asymmetric H-section steel without causing distortion or bending. It has not been.

上記事情に鑑み、本発明の目的は、既存の製造設備で左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼を製造する場合に、被圧延材に発生する曲がり等の通材不良を抑制させ、安定的に非対称H形鋼を製造することができる技術を提供することにある。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to suppress defects such as bending that occur in the rolled material when manufacturing asymmetric H-shaped steel with different left and right flange thicknesses with existing manufacturing equipment, and to stably It is to provide a technique capable of manufacturing an asymmetric H-section steel.

前記の目的を達成するため、本発明によれば、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼の製造方法であって、1又は複数の中間ユニバーサル圧延機を有する中間圧延機列で行われる中間圧延工程と、仕上ユニバーサル圧延機で行われる仕上圧延工程と、を含み、前記中間圧延工程及び前記仕上圧延工程でのユニバーサル圧延において被圧延材の左右フランジ部に対する厚み圧下率が等しい圧延条件下で、ユニバーサル圧延の圧延条件が以下の式(1)を満たす場合には当該圧延条件下のままユニバーサル圧延を行い、ユニバーサル圧延の圧延条件が以下の式(1)を満たさない場合には被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段を適用してユニバーサル圧延を行うことを特徴とする、非対称H形鋼の製造方法が提供される。
0<ΔBi≦0.2tf ・・・(1)
但し、ΔBi:各圧延機でのウェブ内法拡幅量、tf:各圧延機での圧延前の薄手側フランジ厚である。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing an asymmetric H-section steel having left and right flanges with different thicknesses, wherein the intermediate rolling process is performed in an intermediate rolling mill train having one or more intermediate universal rolling mills. and a finish rolling step performed by a finish universal rolling mill, wherein universal rolling is performed in the intermediate rolling step and the finish rolling step under rolling conditions in which the thickness reduction rate for the left and right flange portions of the material to be rolled is equal, universal When the rolling conditions for rolling satisfy the following formula (1), universal rolling is performed under the relevant rolling conditions, and when the rolling conditions for universal rolling do not satisfy the following formula (1), the thickness of the material to be rolled is thin. A method for producing an asymmetric H-beam is provided, characterized in that universal rolling is performed by applying means for promoting side flange width widening.
0<ΔBi≦0.2tf (1)
However, ΔBi: web inner width widening amount in each rolling mill, tf: thin side flange thickness before rolling in each rolling mill.

前記被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段は、被圧延材の薄肉フランジ部に当接する水平ロール側面に潤滑材を供給する潤滑手段であっても良い。 The means for promoting the widening of the width of the thin-walled flange of the material to be rolled may be a lubricating means for supplying a lubricant to the side surface of the horizontal roll that contacts the thin-walled flange portion of the material to be rolled.

前記被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段は、被圧延材の薄肉フランジ部を圧下する竪ロール径と、被圧延材の厚肉フランジ部を圧下する竪ロール径と、を異なる径とするロール構成であり、薄手側の竪ロール径は、厚手側の竪ロール径の0.33倍以上0.4倍以下に設計されても良い。 The means for promoting the widening of the thin-walled flange width of the material to be rolled is a vertical roll diameter that presses down the thin-walled flange portion of the material to be rolled, and a vertical roll diameter that presses down the thick-walled flange portion of the material to be rolled. The diameter of the vertical roll on the thin side may be designed to be 0.33 to 0.4 times the diameter of the vertical roll on the thick side.

前記被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段は、ユニバーサル圧延において以下の式(2)を満たす圧延条件を適用する圧延条件設計であっても良い。
rf-0.2≦rw≦rf-0.1 ・・・(2)
但し、rw:ウェブ厚み圧下率、rf:フランジ厚み圧下率である。
The means for promoting the widening of the thin-walled side flange width of the material to be rolled may be a rolling condition design that applies a rolling condition that satisfies the following formula (2) in universal rolling.
rf−0.2≦rw≦rf−0.1 (2)
However, rw: web thickness reduction rate, rf: flange thickness reduction rate.

前記中間圧延工程及び前記仕上圧延工程は、1方向での1圧延機1パス圧延で行われても良い。 The intermediate rolling step and the finish rolling step may be performed by one rolling mill pass rolling in one direction.

本発明によれば、既存の製造設備で左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼を製造する場合に、被圧延材に発生する曲がり等の通材不良を抑制させ、安定的に非対称H形鋼を製造することができる。 According to the present invention, when manufacturing an asymmetric H-section steel having left and right flanges with different thicknesses using existing manufacturing equipment, it is possible to stably produce an asymmetric H-section steel by suppressing through-material defects such as bending that occur in the rolled material. can be manufactured.

非対称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 asymmetrical H-section steel. 中間圧延機列の構成の一例を示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing an example of the configuration of an intermediate rolling mill train; 中間ユニバーサル圧延機のロール構成についての概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing about the roll structure of an intermediate|middle universal rolling mill. エッジャー圧延機のロール構成についての概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing about the roll structure of an edger rolling mill. 被圧延材に対し、厚肉フランジ部の圧下率0.34、ウェブ圧下率0.31、内法拡幅8mmと固定した条件で薄肉フランジ部の圧下率を変えた場合の圧延時の曲がりを数値解析したグラフである。Numerical bending during rolling when the reduction ratio of the thin flange portion is changed under the fixed conditions of 0.34 reduction ratio of the thick flange portion, 0.31 reduction ratio of the web, and 8 mm internal width expansion for the material to be rolled. It is an analyzed graph. 厚肉フランジ部の圧下率と薄肉フランジ部の圧下率を等しくした条件下における、被圧延材Aの各部位の幅方向移動量の推移と、各フランジ幅の広がり量の推移を示したグラフである。Graph showing changes in the amount of movement in the width direction of each part of the material A to be rolled and the amount of expansion of each flange width under the condition that the reduction ratio of the thick flange portion and the reduction ratio of the thin flange portion are equal. be. 薄肉フランジ部にのみ押し下げが生じた場合の被圧延材の変形に関する概略説明図である。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of deformation of a material to be rolled when only a thin flange portion is pushed down; 一般的な略H形形状の被圧延材に対し拡幅を伴うユニバーサル圧延を行う際の、片側内法拡幅量/フランジ厚とフランジ幅減少率との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between one-side inner width widening amount/flange thickness and flange width reduction rate when performing universal rolling accompanied by width widening on a generally H-shaped material to be rolled. 被圧延材に対し、左右フランジ部の圧下率0.34、ウェブ圧下率0.31、内法拡幅量8mmと固定した条件で薄肉フランジ部に当接する水平ロール側面のみを潤滑した場合の圧延時の曲がりを数値解析したグラフである。Rolling when lubricating only the side surface of the horizontal roll contacting the thin flange under the conditions of 0.34 rolling reduction of the left and right flanges, 0.31 web rolling reduction, and 8 mm internal widening of the material to be rolled. It is a graph obtained by numerically analyzing the bending of . 被圧延材に対し、左右フランジ部の圧下率0.34、ウェブ圧下率0.31、内法拡幅量8mmと固定した条件で薄肉フランジ部を圧下する竪ロール径と厚肉フランジ部を圧下する竪ロール径との比率を変えた場合の圧延時の曲がりを数値解析したグラフである。The diameter of the vertical roll and the thickness of the thick flange are reduced under the conditions of a fixed rolling reduction of 0.34 for the left and right flanges, a rolling reduction of 0.31 for the web, and an inner widening amount of 8 mm. It is the graph which numerically analyzed bending at the time of rolling when the ratio with a vertical roll diameter was changed. 被圧延材に対し、左右フランジ部の圧下率0.34、内法拡幅量8mmと固定した条件で、曲がりに対するウェブ圧下率の影響を数値解析したグラフである。3 is a graph obtained by numerically analyzing the influence of the web reduction rate on bending under the conditions of a fixed rolling reduction rate of 0.34 for left and right flange portions and an inner width expansion amount of 8 mm for a material to be rolled.

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。なお、本明細書における「ユニバーサル圧延機」とは、形鋼圧延時に水平ロールと竪ロールを用いて大きな延伸を伴う圧延を行う圧延機を指し、「エッジャー圧延機」とはユニバーサル圧延機と併せて用いられ極めて軽圧下な圧延を行う圧延機を指すものとし、本明細書では、それら圧延機を「圧延スタンド」あるいは単に「スタンド」と呼称する場合もある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description. In this specification, the “universal rolling mill” refers to a rolling mill that performs rolling with large stretching using horizontal rolls and vertical rolls when rolling shaped steel, and the “edger rolling mill” is combined with the universal rolling mill. In this specification, these rolling mills are sometimes referred to as "rolling stands" or simply "stands".

(製造ラインの概要)
図1は、本実施の形態にかかる圧延設備1を含む、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼(いわゆる異厚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、粗圧延機列4、中間圧延機列5、仕上ユニバーサル圧延機8が配置されている。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。また、本明細書では、被圧延材Aは圧延方向左右にフランジ部が位置するいわゆる「H姿勢」にて圧延造形されるものとして説明する。また、被圧延材Aの各圧延段階において、最終H形鋼製品のフランジに相当する部位をフランジ部12と呼称し、そのフランジ部12の一方を薄肉フランジ部12a、他方を厚肉フランジ部12bと呼称する場合がある。また、ウェブに相当する部分をウェブ部20と呼称する場合がある。
(Overview of production line)
FIG. 1 is an explanatory view of a production line T for asymmetric H-section steel (so-called different thickness H-section steel) having different left and right flange thicknesses, including a rolling facility 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a heating furnace 2, a row of roughing mills 4, a row of intermediate rolling mills 5, and a finishing universal rolling mill 8 are arranged in order from the upstream side of the production line T. As shown in FIG. In the following description, the steel materials in the production line T are collectively referred to as "rolled material A", and their shapes may be indicated by dashed lines, oblique lines, etc. in each figure. Further, in this specification, it is assumed that the material A to be rolled is formed by rolling in a so-called "H posture" in which the flange portions are positioned on the left and right sides in the rolling direction. In addition, in each rolling stage of the material A to be rolled, the portion corresponding to the flange of the final H-shaped steel product is called a flange portion 12, one of which is a thin flange portion 12a, and the other is a thick flange portion 12b. is sometimes called. Also, the portion corresponding to the web may be called a web portion 20 .

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やブルームといった素材11である被圧延材Aが粗圧延機列4において粗圧延される。次いで、中間圧延機列5において中間ユニバーサル圧延される。通常の場合、粗圧延機列4には例えばブレイクダウンミルや粗圧延機等が複数スタンド配置され、それらスタンドのロールには、例えば合計で4~6個程度の孔型が刻設されている。これら孔型を経由して数10パス程度のリバース圧延を行うことで左右非対称のドッグボーン形状のH形粗形材13が造形される。ここで造形されるH形粗形材13の左右のフランジに相当する部位の厚み比は、最終製品の左右フランジ厚み比を中間圧延以降で造形するに好適な比率とされる。次いで、H形粗形材13に対し中間圧延機列5において所定の圧延が行われ、左右非対称の中間材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での1方向1パス圧延の仕上圧延により最終製品形状となり、非対称H形鋼製品16が製造される。 As shown in FIG. 1 , in the production line T, a material to be rolled A, which is a material 11 such as a slab or a bloom, extracted from a heating furnace 2 is roughly rolled in a row of rough rolling mills 4 . Then, it is subjected to intermediate universal rolling in the intermediate rolling mill train 5 . Usually, a plurality of stands such as breakdown mills and roughing mills are arranged in the roughing mill row 4, and the rolls of these stands are engraved with, for example, a total of about 4 to 6 grooves. . By performing several tens of passes of reverse rolling via these calibers, an asymmetrical dog-bone shaped H-shaped blank 13 is formed. The thickness ratio of the portions corresponding to the left and right flanges of the H-shaped blank 13 formed here is set to a ratio suitable for forming the left and right flange thickness ratio of the final product after intermediate rolling. Next, the H-shaped blank 13 is subjected to predetermined rolling in the row of intermediate rolling mills 5 to form an asymmetric intermediate blank 14 . Then, the intermediate material 14 is subjected to finish rolling in one-direction, one-pass rolling in the finishing universal rolling mill 8 to obtain a final product shape, and an asymmetric H-section steel product 16 is manufactured.

(中間圧延機列の構成の概要)
次に、図1に示した中間圧延機列5の構成の概要について説明する。図2は中間圧延機列5の構成の一例を示す概略説明図である。なお、図2に示す構成は一例であり、本発明における中間圧延機列5の構成はこれに限定されるものではない。
(Outline of configuration of intermediate rolling mill row)
Next, an overview of the configuration of the intermediate rolling mill row 5 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing an example of the configuration of the intermediate rolling mill row 5. As shown in FIG. The configuration shown in FIG. 2 is an example, and the configuration of the intermediate rolling mill train 5 in the present invention is not limited to this.

図2に示すように、中間圧延機列5は7基の中間ユニバーサル圧延機U1~U7と、4基のエッジャー圧延機E1~E4から構成されている。中間ユニバーサル圧延機U1~U7は水平ロールでウェブ厚、竪ロールでフランジ厚を圧下し、最終的に略製品の厚みに圧延造形するユニバーサル圧延機である。また、エッジャー圧延機E1~E4はユニバーサル圧延機で未圧下となるフランジ先端部を整形する補助的な役割を有する圧延機である。図示の構成では、上流から順にU1~U7を配置した構成において、U1とU2の間にE1が配置され、U3とU4の間にE2が配置され、U5とU6の間にE3が配置され、U6とU7の間にE4が配置されている。このように構成される中間圧延機列5において被圧延材Aに対し1方向での1圧延機1パス圧延を施すことで中間材14は造形される。 As shown in FIG. 2, the intermediate rolling mill train 5 comprises seven intermediate universal rolling mills U1 to U7 and four edger rolling mills E1 to E4. Intermediate universal rolling mills U1 to U7 are universal rolling mills that reduce the thickness of the web with horizontal rolls and the thickness of flanges with vertical rolls, and finally roll and shape the product to approximately the thickness of the product. Further, the edger rolling mills E1 to E4 are rolling mills having an auxiliary role of shaping the tip of the flange which is not rolled down by the universal rolling mill. In the illustrated configuration, in a configuration in which U1 to U7 are arranged in order from upstream, E1 is arranged between U1 and U2, E2 is arranged between U3 and U4, E3 is arranged between U5 and U6, E4 is arranged between U6 and U7. In the intermediate rolling mill row 5 configured in this way, the intermediate material 14 is shaped by subjecting the material A to be rolled in one direction to rolling in one rolling mill and one pass.

(中間ユニバーサル圧延機の概略的な構成)
次に、図2に示した中間圧延機列5を構成する中間ユニバーサル圧延機U1~U7について説明する。図3は中間ユニバーサル圧延機U1のロール構成についての概略説明図(正面断面図)であり、(a)がロール構成の概略、(b)が圧延時の断面概略を示している。図3に示すように、中間ユニバーサル圧延機U1には、上下一対の水平ロール21、22と、左右一対の竪ロール31、32が設けられている。水平ロール21、22は、そのロール周面が被圧延材Aのウェブ部20に当接可能に構成され、そのロール側面の一部がフランジ部12(12a、12b)の内面に当接可能に構成されている。また、竪ロール31、32は、そのロール周面がフランジ部12(12a、12b)の外面に当接可能に構成されている。図示の構成では、一方の竪ロール31の周面が薄肉フランジ部12aの外面に当接し、他方の竪ロール32の周面が厚肉フランジ部12bの外面に当接する構成となっている。なお、図3では、各ロールのロール軸や圧延機筐体等の構成は図示を省略している。
(Schematic configuration of intermediate universal rolling mill)
Next, the intermediate universal rolling mills U1 to U7 constituting the intermediate rolling mill row 5 shown in FIG. 2 will be described. FIG. 3 is a schematic illustration (front cross-sectional view) of the roll configuration of the intermediate universal rolling mill U1, where (a) shows an outline of the roll configuration and (b) shows an outline of the cross section during rolling. As shown in FIG. 3, the intermediate universal rolling mill U1 is provided with a pair of upper and lower horizontal rolls 21 and 22 and a pair of left and right vertical rolls 31 and 32 . The horizontal rolls 21 and 22 are configured so that their peripheral surfaces can come into contact with the web portion 20 of the material A to be rolled, and part of the roll side surfaces can come into contact with the inner surfaces of the flange portions 12 (12a and 12b). It is configured. Further, the vertical rolls 31 and 32 are configured such that the roll peripheral surfaces can contact the outer surfaces of the flange portions 12 (12a and 12b). In the illustrated configuration, the peripheral surface of one vertical roll 31 is in contact with the outer surface of the thin flange portion 12a, and the peripheral surface of the other vertical roll 32 is in contact with the outer surface of the thick flange portion 12b. In addition, in FIG. 3, illustration of the roll shaft of each roll, the housing of the rolling mill, and the like is omitted.

図3に示す中間ユニバーサル圧延機U1では、被圧延材Aのウェブ部20に対し、水平ロール21、22の周面が当接し、当該ウェブ部20の厚み方向に対して圧下が加えられる。また、被圧延材Aのフランジ部12(12a、12b)に対し、水平ロール21、22の側面の一部が当該フランジ部12(12a、12b)の内面に当接し、フランジ部12の内側面を押し広げるような、いわゆる内法拡幅が行われる。加えて、被圧延材Aのフランジ部12(12a、12b)に対し、水平ロール21、22の側面の一部が当該フランジ部12(12a、12b)の内面に当接し、竪ロール31、32の周面がフランジ部12(12a、12b)の外面に当接し、当該フランジ部12(12a、12b)の厚み方向に対して圧下が加えられる。このようにして、被圧延材Aのフランジ部12(12a、12b)及びウェブ部20が所定の厚みに圧下される。 In the intermediate universal rolling mill U1 shown in FIG. 3, the peripheral surfaces of the horizontal rolls 21 and 22 are in contact with the web portion 20 of the material A to be rolled, and the thickness direction of the web portion 20 is reduced. Further, part of the side surfaces of the horizontal rolls 21 and 22 contact the inner surface of the flange portion 12 (12a, 12b) of the material A to be rolled, and the inner surface of the flange portion 12 So-called internal widening is performed, which pushes the In addition, with respect to the flange portions 12 (12a, 12b) of the material A to be rolled, part of the side surfaces of the horizontal rolls 21, 22 are in contact with the inner surfaces of the flange portions 12 (12a, 12b), and the vertical rolls 31, 32 contact with the outer surface of the flange portion 12 (12a, 12b), and a pressure is applied to the thickness direction of the flange portion 12 (12a, 12b). In this manner, the flange portions 12 (12a, 12b) and the web portion 20 of the material A to be rolled are rolled down to a predetermined thickness.

図3には、中間ユニバーサル圧延機U1の概略的構成を例として図示したが、中間圧延機列5に配置される7基の中間ユニバーサル圧延機U1~U7はいずれも同じようなロール構成を有している。これら中間ユニバーサル圧延機U1~U7では原則として1方向での1圧延機1パス圧延が行われ、後段の圧延機(圧延スタンド)に被圧延材Aは順次送られる。 Although the schematic configuration of the intermediate universal rolling mill U1 is illustrated as an example in FIG. 3, the seven intermediate universal rolling mills U1 to U7 arranged in the intermediate rolling mill row 5 all have the same roll configuration. are doing. In these intermediate universal rolling mills U1 to U7, in principle, one rolling mill pass rolling is performed in one direction, and the material A to be rolled is sequentially sent to the subsequent rolling mills (rolling stands).

一般的なH形鋼のユニバーサル圧延では、左右フランジ部の圧下率を等しくすることで、ユニバーサル圧延での被圧延材Aの曲がりは抑制できると考えられていた。しかしながら、本発明者らの検討によれば、圧延条件によっては左右フランジ部の圧下率が等しくても大きな曲がりが発生し、通材不良となる場合があることが分かっている。そこで本発明者らは、これら中間ユニバーサル圧延機U1~U7での圧延に関し、数値解析によって左右フランジ厚みの異なる非対称な被圧延材Aに対する圧延特性を調査し、適正な圧延条件を見出すべく鋭意検討を行った。本検討結果については、グラフ等を参照して後述する。 In universal rolling of general H-section steel, it was thought that bending of the material A to be rolled in universal rolling could be suppressed by equalizing the rolling reduction of the left and right flange portions. However, according to the studies of the present inventors, it has been found that depending on the rolling conditions, large bending may occur even if the rolling reduction of the left and right flange portions is the same, resulting in a defective threading. Therefore, the present inventors investigated the rolling characteristics of the asymmetrical rolled material A having different left and right flange thicknesses by numerical analysis regarding rolling in these intermediate universal rolling mills U1 to U7, and made earnest studies to find appropriate rolling conditions. did The results of this study will be described later with reference to graphs and the like.

(エッジャー圧延機の概略的な構成)
次に、エッジャー圧延機E1~E4の概略的な構成について説明する。図4はエッジャー圧延機E1のロール構成についての概略説明図(正面断面図)である。図4に示すように、エッジャー圧延機E1には、上下一対の水平ロール41、42が設けられている。水平ロール41、42は、そのロール周面の一部が左右のフランジ部12(12a、12b)のフランジ幅方向先端部のみに当接可能に構成されている。
(Schematic configuration of edger rolling mill)
Next, a schematic configuration of the edger rolling mills E1 to E4 will be described. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram (sectional front view) of the roll configuration of the edger rolling mill E1. As shown in FIG. 4, the edger rolling mill E1 is provided with a pair of upper and lower horizontal rolls 41 and 42 . The horizontal rolls 41 and 42 are configured such that a part of the roll peripheral surface thereof can contact only the flange width direction tip portions of the left and right flange portions 12 (12a and 12b).

図4に示すエッジャー圧延機E1では、被圧延材Aの左右フランジ部12(12a、12b)の幅方向先端部のみに対し上下水平ロール41、42の周面が当接し、中間ユニバーサル圧延機U1~U7で未圧下となるフランジ部12の先端部の整形が軽圧下によって行われる。図4には、エッジャー圧延機E1の概略的構成を例として図示したが、4基のエッジャー圧延機E1~E4はいずれも同じようなロール構成を有している。このようなエッジャー圧延は、中間ユニバーサル圧延機U1~U7からなる圧延機列の任意のスタンド間で1方向1パス圧延にて行われ、一例として、図2の構成ではU1とU2の間、U3とU4の間、U5とU6の間、U6とU7の間、でそれぞれ行われる。 In the edger rolling mill E1 shown in FIG. 4, the peripheral surfaces of the upper and lower horizontal rolls 41 and 42 are in contact only with the widthwise leading ends of the left and right flange portions 12 (12a and 12b) of the material A to be rolled, and the intermediate universal rolling mill U1 In ∼U7, the tip of the flange portion 12, which is to be unreduced, is shaped by light reduction. FIG. 4 shows the schematic configuration of the edger rolling mill E1 as an example, but all of the four edger rolling mills E1 to E4 have the same roll configuration. Such edger rolling is performed by one-direction, one-pass rolling between arbitrary stands of a rolling mill train composed of intermediate universal rolling mills U1 to U7. and U4, between U5 and U6, and between U6 and U7, respectively.

(非対称な被圧延材Aのユニバーサル圧延での圧延特性)
本発明者らは、略H形形状の非対称な被圧延材Aに対し、例えば中間ユニバーサル圧延機U1~U7において内法拡幅を伴うユニバーサル圧延を行う場合に関し、その圧延特性の検討を行った。図5は、ウェブ内法448mm、フランジ厚32mm/16mm、ウェブ厚14mmの被圧延材A(H形粗形材13)に対し、厚肉フランジ部の圧下率0.34、ウェブ圧下率0.31、内法拡幅量8mmと固定した条件で薄肉フランジ部の圧下率を変えた場合の圧延時の曲がりを数値解析したグラフである。なお、図5のグラフでは、曲がりの評価は、被圧延材Aのロールバイト出口からの距離に応じたウェブ高さ中心位置のずれによって行い、参考として内法拡幅を行わない場合のグラフも記載している。
(Rolling characteristics in universal rolling of asymmetric rolled material A)
The present inventors studied the rolling characteristics of a substantially H-shaped asymmetrical material A to be universally rolled, for example, in the intermediate universal rolling mills U1 to U7 with inner widening. FIG. 5 shows the thickness reduction ratio of the thick flange portion of 0.34 and the web reduction ratio of 0.34 for a rolled material A (H-shaped coarse material 13) having a web width of 448 mm, a flange thickness of 32 mm/16 mm, and a web thickness of 14 mm. 31 is a graph obtained by numerically analyzing the bending during rolling when the rolling reduction of the thin flange portion is changed under the condition that the inner widening amount is fixed at 8 mm. In the graph of FIG. 5, the bending is evaluated by the deviation of the web height center position according to the distance from the roll bite exit of the material A to be rolled. are doing.

図5に示すように、厚肉フランジ部の圧下率と薄肉フランジ部の圧下率を等しくした場合(両方0.34とした場合)、被圧延材Aは厚肉フランジ方向(以下、厚手側とも記載)に大きく曲がっていることが分かる。そして、薄肉フランジ部12aの圧下率が小さくなるにつれて厚手側への曲がりが抑制され、薄肉フランジ部12aの圧下率を0.28とした条件でほぼ曲がりが解消されている。なお、薄肉フランジ部12aの圧下率を0.26とした条件では薄肉フランジ方向(以下、薄手側とも記載)への曲がりが生じていることが分かる。 As shown in FIG. 5, when the rolling reduction ratio of the thick flange portion and the rolling reduction ratio of the thin flange portion are equal (both set to 0.34), the material A to be rolled is in the direction of the thick flange (hereinafter, both the thick side and description) is greatly curved. As the rolling reduction of the thin flange portion 12a decreases, bending toward the thick side is suppressed, and the bending is almost eliminated under the condition that the rolling reduction of the thin flange portion 12a is set to 0.28. In addition, it can be seen that bending in the direction of the thin flange portion (hereinafter also referred to as the thin side) occurs under the condition that the rolling reduction of the thin flange portion 12a is 0.26.

このように、厚肉フランジ部12bの圧下率と薄肉フランジ部12aの圧下率に差をつけることで、被圧延材Aの曲がりの抑制を図ることができる一方、H形粗形材のフランジ厚み比を製品のフランジ厚み比に比べ大きくしなくてはならないことや、圧下率差に応じて左右フランジ幅差が大きくなることなどの問題点があり、所望形状の最終製品を得ることが困難である。 In this way, by making a difference between the reduction ratio of the thick flange portion 12b and the reduction ratio of the thin flange portion 12a, it is possible to suppress the bending of the rolled material A, while the flange thickness of the H-shaped raw material There are problems such as the fact that the ratio must be larger than the flange thickness ratio of the product, and the difference in width between the left and right flanges increases according to the difference in rolling reduction, making it difficult to obtain a final product with a desired shape. be.

このような事情に鑑み、本発明者らは、厚肉フランジ部12bの圧下率と薄肉フランジ部12aの圧下率を等しくした場合に、厚手側に曲がりが生じる現象について更なる検証を行った。図6は、厚肉フランジ部12bの圧下率と薄肉フランジ部12aの圧下率を等しくした条件下における、被圧延材Aの各部位(厚手側フランジ、ウェブ中央、薄手側フランジ)の幅方向移動量の推移(ウェブ高方向移動量)と、各フランジ(厚手側フランジ、薄手側フランジ)幅の広がり量の推移(フランジ幅広がり)を示したグラフである。なお、図6のグラフの横軸は対象ロールの最圧下点を0とした時の距離を示す。 In view of such circumstances, the present inventors further verified the phenomenon that bending occurs on the thick side when the rolling reduction ratio of the thick flange portion 12b and the thin flange portion 12a are made equal. FIG. 6 shows the widthwise movement of each portion (thick side flange, web center, thin side flange) of the material A to be rolled under the condition that the rolling reduction ratio of the thick flange portion 12b and the thin flange portion 12a are made equal. Fig. 10 is a graph showing changes in the amount (amount of movement in the high direction of the web) and changes in the amount of widening of each flange (thick side flange, thin side flange) (flange width widening). The horizontal axis of the graph in FIG. 6 indicates the distance when the lowest rolling point of the target roll is set to 0.

図6に示すように、薄手側フランジ幅が一旦減少した後に、竪ロールの当接により幅広がりしているのに対し、厚手側フランジ幅は減少することなく竪ロールの当接により幅広がりしている。この結果から、ユニバーサル圧延時時に拡幅圧延を伴う場合、水平ロール側面によりフランジ内側面を押し広げる圧延造形が行われるが、その際に薄手側フランジのフランジ幅のみが減少していることが分かった。即ち、厚肉フランジ部12bの圧下率と薄肉フランジ部12aの圧下率を等しくしたとしても、両者の減面率は等しくならず薄肉フランジ部12aの減面率の方が大きくなるとの現象が見られる。このような現象は、フランジ厚が薄い場合、水平ロール側面の摩擦力により薄肉フランジ部12a全体が下方に押圧されるように圧延造形されることに起因すると考えられる。 As shown in FIG. 6, after the width of the thin flange narrows once, it widens due to contact with the vertical rolls, whereas the width of the thick flange widens without reducing due to contact with the vertical rolls. ing. From this result, it was found that when widening rolling is performed during universal rolling, the inner side of the flange is expanded by the side of the horizontal roll, but only the flange width of the thin side flange is reduced at that time. . That is, even if the rolling reduction ratio of the thick flange portion 12b and the thin flange portion 12a are made equal, the reduction ratios of the two are not equal, and the phenomenon is observed that the reduction ratio of the thin flange portion 12a is larger. be done. Such a phenomenon is considered to be caused by roll shaping so that the entire thin flange portion 12a is pressed downward by the frictional force of the side surface of the horizontal roll when the flange thickness is thin.

図7は、薄肉フランジ部12aにのみ押し下げが生じた場合の被圧延材の変形に関する概略説明図である。図7に示すように、左右のフランジ厚が異なる被圧延材Aに対し拡幅圧延を伴うユニバーサル圧延を行う場合、上述したように、薄手側フランジのフランジ幅のみが減少し、薄肉フランジ部12aの減面率の方が大きくなる(図7中の斜線部参照)。薄肉側フランジ幅の減少した分の肉量は、被圧延材Aの長手方向(圧延方向)への伸びに転嫁されるため、薄手側のフランジ延伸が厚手側に比べ大きくなり、その結果として曲がりが生じているものと考えられる。 FIG. 7 is a schematic illustration of deformation of the material to be rolled when only the thin flange portion 12a is pushed down. As shown in FIG. 7, when universal rolling with widening rolling is performed on a material A to be rolled having different left and right flange thicknesses, as described above, only the flange width of the thin side flange is reduced, and the thin flange portion 12a is reduced. The rate of area reduction is larger (see the shaded area in FIG. 7). The reduced thickness of the flange width on the thin side is transferred to the elongation in the longitudinal direction (rolling direction) of the material A to be rolled, so the elongation of the flange on the thin side becomes greater than that on the thick side, resulting in bending. is thought to have occurred.

(曲がりの発生しない適正な圧延条件)
以上検討したような圧延特性に鑑み、本発明者らは、左右のフランジ厚が異なる被圧延材Aに対し拡幅圧延を伴うユニバーサル圧延を行う場合の、内法拡幅量とフランジ幅の減少率との関係を数値解析により調査し、適正な圧延条件について鋭意検討を行った。
(Appropriate rolling conditions that do not cause bending)
In view of the rolling characteristics as discussed above, the present inventors have found that when universal rolling with widening rolling is performed on a material A to be rolled having different left and right flange thicknesses, the amount of inner widening and the reduction rate of the flange width was investigated by numerical analysis, and the appropriate rolling conditions were earnestly investigated.

本発明者らは、上述したように、被圧延材Aの曲がりの発生の原因がフランジ幅の減少にあることに鑑み、一般的な略H形形状の被圧延材に対し内法拡幅を伴うユニバーサル圧延を行う際の、内法拡幅量とフランジ幅減少率との関係を数値解析により調査した。図8は、一般的な略H形形状の被圧延材に対し拡幅を伴うユニバーサル圧延を行う際の、片側内法拡幅量/フランジ厚とフランジ幅減少率との関係を示すグラフであり、フランジ厚が16.0mm~32.0mmの各値である場合についての調査結果である。なお、フランジ厚16.0mmの場合のみ圧下率0.2(20%)、0.25(25%)、0.3(30%)での数値を算出し、その他のフランジ厚については圧下率0.25(25%)での数値を算出した。 In view of the fact that the cause of the bending of the rolled material A is the decrease in the flange width, as described above, the present inventors have found that the inner width of a general substantially H-shaped rolled material is expanded. Numerical analysis was conducted to investigate the relationship between the amount of internal widening and the rate of reduction in flange width during universal rolling. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the one-side inner widening amount/flange thickness and the flange width reduction rate when performing universal rolling with widening on a general substantially H-shaped rolled material. These are the investigation results for the thickness values of 16.0 mm to 32.0 mm. In addition, only when the flange thickness is 16.0 mm, the numerical values are calculated at the rolling reduction rate of 0.2 (20%), 0.25 (25%), and 0.3 (30%), and for the other flange thicknesses, the rolling reduction rate A value at 0.25 (25%) was calculated.

図8に示すように、フランジ幅の減少率は圧下率によらず内法拡幅量とフランジ厚の比で整理され、いずれの条件でも概ね同様の傾向となることが分かる。そして、いずれの条件下においても片側内法拡幅量/フランジ厚が0.1を超えると急激にフランジ幅が減少する傾向がある。図8の解析結果に基づき、内法拡幅を伴うユニバーサル圧延では、内法拡幅量/フランジ厚が0.2を超えるとフランジ幅が減少するとの結果が得られたため、内法拡幅量/フランジ厚を0.2以下(20%以下)とすることでフランジ幅の減少が抑えられ、フランジ幅の減少に伴う減面率の左右差の影響なく通材させることが可能となる。 As shown in FIG. 8, the reduction rate of the flange width is arranged by the ratio of the internal widening amount and the flange thickness regardless of the reduction rate, and it can be seen that the tendency is generally the same under any conditions. Under any conditions, when the ratio of one-side inner widening/flange thickness exceeds 0.1, the flange width tends to decrease sharply. Based on the analysis results of FIG. 8, it was found that in universal rolling with inner widening, the flange width decreases when the inner widening amount/flange thickness exceeds 0.2, so the inner widening amount/flange thickness is 0.2 or less (20% or less), the reduction in the flange width is suppressed, and it is possible to pass the material without being affected by the lateral difference in area reduction rate due to the reduction in the flange width.

以上の図8に示す解析結果から、左右のフランジ厚が異なる被圧延材Aに対し内法拡幅を伴うユニバーサル圧延を行う際の、各圧延機でのウェブ内法拡幅量をΔBi、各圧延機での圧延前の薄手側フランジ厚をtfとすると、以下の式(1)を満たす圧延条件とすることで曲がり等の通材不良を抑制させ、安定的に圧延造形を実施することが可能であることが示された。
0<ΔBi≦0.2tf ・・・(1)
ここで、ΔBiの値が0超なのは、式(1)はウェブ内法拡幅を行う条件下での圧延特性を規定しているからである。
From the analysis results shown in FIG. 8 above, when performing universal rolling with inner width widening on the material A to be rolled with different left and right flange thicknesses, the inner web width widening amount at each rolling mill is ΔBi, and each rolling mill Assuming that the thickness of the thin side flange before rolling is tf, it is possible to stably perform rolling molding by suppressing defects such as bending by setting rolling conditions that satisfy the following formula (1). It was shown that there is
0<ΔBi≦0.2tf (1)
Here, the reason why the value of ΔBi is greater than 0 is that the expression (1) defines the rolling characteristics under the conditions in which the inner web widening is performed.

なお、被圧延材Aに対し内法拡幅を伴うユニバーサル圧延を行う際の内法拡幅量は左右フランジ厚の合計未満とすることが好ましい。これは、フランジ厚以上の内法拡幅量を採ろうとすると、水平ロール側面でフランジ内面を押し広げる(拡幅する)前に、水平ロール平行部(周面部)でフランジ先端を圧下してしまう懸念があるからである。即ち、水平ロール平行部でフランジを幅方向に過剰に圧下することになり、フランジ座屈やフランジを押し潰すといった形状不良を伴う圧延造形となってしまう恐れがあるからである。 In addition, it is preferable that the inner widening amount when performing universal rolling with inner widening on the material A to be rolled is less than the sum of the thicknesses of the right and left flanges. This is because if you try to widen the inside of the flange more than the thickness of the flange, there is a concern that the parallel part of the horizontal roll (surrounding surface) will press down the tip of the flange before the inner surface of the flange is pushed out (widened) by the side surface of the horizontal roll. Because there is That is, the flanges are excessively pressed down in the width direction at the parallel portions of the horizontal rolls, and there is a risk that the rolling molding will be accompanied by shape defects such as flange buckling or crushing of the flanges.

(曲がり等の通材不良を抑制させる手段)
上記の通り、式(1)を満たす圧延条件でユニバーサル圧延を行うことで、左右のフランジ厚が異なる被圧延材Aに対し、曲がり等の通材不良を抑制させ、安定的に圧延造形を実施することができるが、一方で、設備条件等の理由により、上記式(1)を満たす圧延条件が実現されない場合には、左右のフランジ部(薄肉フランジ部12a及び厚肉フランジ部12b)に対する厚み圧下率を等しくした上で、薄肉フランジ部12aのフランジ幅拡がりを、厚肉フランジ部12bのフランジ幅拡がりに比べ促進させるような手段(薄肉側フランジ幅拡がり促進手段)を講じることが望ましい。薄肉フランジ部12aのフランジ幅拡がりを促進させることで、薄肉側と厚肉側のフランジ幅拡がりがなるべく同じになるように調整することが可能となり、その結果、曲がり等の通材不良が抑制されることになる。以下、その具体的な手段について説明する。
(Means for suppressing poor threading such as bending)
As described above, by performing universal rolling under the rolling conditions that satisfy formula (1), rolling and shaping can be stably performed by suppressing defects such as bending for the material A to be rolled, which has different flange thicknesses on the left and right sides. However, on the other hand, if the rolling conditions that satisfy the above formula (1) cannot be realized due to reasons such as equipment conditions, the thickness for the left and right flange portions (thin flange portion 12a and thick flange portion 12b) It is desirable to provide means (thin-side flange width expansion promoting means) for promoting the flange width expansion of the thin flange portion 12a more than the flange width expansion of the thick flange portion 12b, while making the rolling reduction equal. By accelerating the expansion of the flange width of the thin flange portion 12a, it is possible to adjust the expansion of the flange width on the thin side and the thick side so that they are the same as much as possible, and as a result, defective material passing such as bending is suppressed. will be Specific means for this will be described below.

(第1の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段)
先ず、第1の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段として、薄肉フランジ部12aに当接する水平ロール側面に潤滑材を付加する潤滑手段を用いることが考えられる。即ち、厚肉フランジ部12bに当接する水平ロール側面には潤滑を行わず、薄肉フランジ部12aに当接する水平ロール側面にのみ潤滑を行うことで、水平ロール側面における被圧延材Aとの間の摩擦係数を左右不均一とすることが考えられる。その際に用いられる潤滑材は特に限定されるものではないが、一般的なノズル等から吐出される潤滑油を用いれば良い。以下では、上記のように通常の圧延状態に付加的な潤滑材を供給する場合を「潤滑有」、供給しない場合を「潤滑無」と呼称する。
(First Thin Side Flange Widening Promoting Means)
First, as the first means for promoting widening of the width of the thin-walled side flange, it is conceivable to use a lubricating means for adding a lubricant to the side surface of the horizontal roll that contacts the thin-walled flange portion 12a. That is, the side surface of the horizontal roll that contacts the thick flange portion 12b is not lubricated, and only the side surface of the horizontal roll that contacts the thin flange portion 12a is lubricated. It is conceivable to make the friction coefficient non-uniform on the left and right. The lubricating material used at that time is not particularly limited, but lubricating oil discharged from a general nozzle or the like may be used. Hereinafter, the case where additional lubricant is supplied to the normal rolling state as described above is called "lubricated", and the case where it is not supplied is called "no lubrication".

図9は、ウェブ内法448mm、フランジ厚32mm/16mm、ウェブ厚14mmの被圧延材A(H形粗形材13)に対し、左右フランジ部の圧下率0.34、ウェブ圧下率0.31、内法拡幅量8mmと固定した条件で薄肉フランジ部に当接する水平ロール側面のみを潤滑した場合の圧延時の曲がりを数値解析したグラフである。図9には、潤滑を行わない場合(潤滑無)と、潤滑により摩擦係数を0.1とする範囲(潤滑範囲)を図示の通りに変えた場合(図中の3つの条件)において、左右(厚肉側と薄肉側)の摩擦係数の差に伴うフランジ幅差(mm)と、下流側に生じた曲がり量(mm)を図示している。なお、図9に示したグラフの解析条件では、厚肉側の摩擦係数は0.3とした。 FIG. 9 shows the rolling reduction ratio of the left and right flanges of 0.34 and the web reduction ratio of 0.31 for the rolled material A (H-shaped coarse material 13) with a web width of 448 mm, a flange thickness of 32 mm/16 mm, and a web thickness of 14 mm. 3 is a graph obtained by numerical analysis of bending during rolling when only the side surface of a horizontal roll in contact with a thin flange portion is lubricated under the condition that the internal width is fixed to 8 mm. FIG. 9 shows a case where lubrication is not performed (no lubrication) and a case where the range (lubrication range) where the coefficient of friction is 0.1 by lubrication is changed as shown (three conditions in the figure). The flange width difference (mm) associated with the difference in coefficient of friction (thick side and thin side) and the bending amount (mm) occurring on the downstream side are illustrated. In addition, under the analysis conditions of the graph shown in FIG. 9, the coefficient of friction on the thick side was set to 0.3.

図9に示すように、薄肉フランジ部に当接する水平ロール側面のみを潤滑することで、フランジ幅差は減少する傾向にあり、フランジ幅差が減少するに伴い、発生する曲がり量も減少していることが分かる。また、図中の3条件の比較から、薄肉フランジ部の内面における直線部よりもコーナー部(曲率を有する範囲)を潤滑した方が、潤滑効果が大きく、曲がり量の減少(曲がり抑制効果)が大きいことが分かる。潤滑による摩擦係数の低減効果は、潤滑無の摩擦係数に対して30~50%程度と推定され、圧延条件によっても曲がり抑制効果は変化するので、確実に曲がりを抑制させるためには、薄肉フランジ部の内面において少なくともコーナー部を含むような範囲を潤滑することが望ましい。 As shown in FIG. 9, by lubricating only the side surface of the horizontal roll that contacts the thin flange portion, the flange width difference tends to decrease, and as the flange width difference decreases, the amount of bending that occurs also decreases. I know there is. In addition, from the comparison of the three conditions in the figure, lubrication of the corner portion (area having curvature) is greater than that of the straight portion on the inner surface of the thin flange portion, and the amount of bending is reduced (bending suppression effect). I know it's big. The effect of reducing the friction coefficient by lubrication is estimated to be about 30 to 50% of the friction coefficient without lubrication, and the bending suppression effect varies depending on the rolling conditions. It is desirable to lubricate an area of the inner surface of the part that includes at least the corners.

以上、図9を参照して説明したように、第1の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段として、薄肉フランジ部12aに当接する水平ロール側面のみに潤滑材を供給し、水平ロール側面における被圧延材Aとの間の摩擦係数を左右不均一にすることで、曲がり等の通材不良を抑制させ、安定的に圧延造形を実施できるとの知見が得られた。 As described above with reference to FIG. 9, as the first thin-walled flange width widening promotion means, the lubricant is supplied only to the horizontal roll side surface in contact with the thin-walled flange portion 12a, and the material to be rolled is supplied to the horizontal roll side surface. It was found that by making the coefficient of friction between A and A nonuniform on the left and right, it is possible to suppress defects such as bending and to stably carry out rolling molding.

(第2の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段)
また、第2の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段として、ユニバーサル圧延において薄肉フランジ部12aを圧下する竪ロール径と、厚肉フランジ部12bを圧下する竪ロール径と、を異なる径とするロール構成を用いることが考えられる。ユニバーサル圧延においては、水平ロール径が一定である場合に、竪ロール径を変えると、被圧延材Aと竪ロールとの間での接触弧長が異なることに起因し、フランジ幅拡がり量が異なる傾向があることが分かっている。具体的には、小径の竪ロールで圧下を行う場合の方が、大径の竪ロールで圧下を行う場合に比べ、フランジ幅拡がり量が大きくなることが分かっている。
(Second Thin Side Flange Widening Promoting Means)
Further, as a second thin-walled side flange width widening promotion means, a roll configuration in which the diameter of the vertical rolls for pressing down the thin-walled flange portion 12a and the diameter of the vertical rolls for pressing-down the thick-walled flange portion 12b in universal rolling are different. It is conceivable to use In universal rolling, when the diameter of the horizontal roll is constant, if the diameter of the vertical roll is changed, the amount of flange width expansion varies due to the difference in the contact arc length between the material A to be rolled and the vertical roll. I know there is a trend. Specifically, it is known that the amount of expansion of the flange width is greater when the reduction is performed using the small-diameter vertical rolls than when the reduction is performed using the large-diameter vertical rolls.

図10は、ウェブ内法448mm、フランジ厚32mm/16mm、ウェブ厚14mmの被圧延材A(H形粗形材13)に対し、左右フランジ部の圧下率0.34、ウェブ圧下率0.31、内法拡幅量8mmと固定した条件で薄肉フランジ部を圧下する竪ロール径と厚肉フランジ部を圧下する竪ロール径との比率を変えた場合の圧延時の曲がりを数値解析したグラフである。図10では、竪ロール径(厚手側/薄手側)に係る条件を、475/900(mm)、950/950(mm)、950/475(mm)、950/360(mm)、の4つの条件とした場合の、左右(厚肉側と薄肉側)の竪ロール径の差に伴うフランジ幅差(mm)と、下流側に生じた曲がり量(mm)を図示している。 FIG. 10 shows the rolling reduction ratio of the left and right flanges of 0.34 and the web reduction ratio of 0.31 for the rolled material A (H-shaped rough material 13) with a web width of 448 mm, a flange thickness of 32 mm/16 mm, and a web thickness of 14 mm. 4 is a graph showing numerical analysis of bending during rolling when the ratio between the diameter of the vertical roll that presses down the thin flange portion and the diameter of the vertical roll that presses down the thick flange portion is changed under the condition that the inner width widening amount is fixed at 8 mm. . In FIG. 10, the conditions for the vertical roll diameter (thick side/thin side) are set to 475/900 (mm), 950/950 (mm), 950/475 (mm), and 950/360 (mm). The flange width difference (mm) associated with the difference in the diameter of the vertical rolls on the left and right (thick side and thin side) and the amount of bending (mm) occurring on the downstream side are shown.

図10に示すように、薄手側の竪ロール径を厚手側の竪ロール径に対して小径とすることで、フランジ幅差が小さくなり(即ち、左右のフランジ幅拡がり量がほぼ等しくなり)、その結果、曲がり等の通材不良が抑制され、安定的に圧延造形を実施できるとの知見が得られた。 As shown in FIG. 10, by making the diameter of the vertical roll on the thin side smaller than the diameter of the vertical roll on the thick side, the flange width difference is reduced (that is, the amount of expansion of the width of the left and right flanges is almost equal). As a result, it has been found that rolling defects such as bending can be suppressed and rolling molding can be carried out stably.

左右の竪ロール径の径差としては、薄手側の竪ロール径を厚手側の竪ロール径に対して小径とすれば曲がり抑制効果は得られるが、より具体的には、薄手側の竪ロール径を厚手側の竪ロール径の0.4倍以下とすることが望ましい。即ち、例えば図10に示す竪ロール径(厚手側/薄手側)が950/360(mm)である場合には曲がりが抑制され、その条件より薄手側の竪ロール径が大きい場合には曲がり量が増大する傾向が分かっていることから、薄手側の竪ロール径を厚手側の竪ロール径の0.4倍以下にすることで、曲がり量の抑制がある程度実現されることが分かる。
一方で、薄手側の竪ロール径を厚手側の竪ロール径の0.33倍未満に設計すると、ロールの耐荷重が低下し、圧延荷重を下回る恐れがある。
従って、薄手側の竪ロール径は、厚手側の竪ロール径の0.33倍以上0.4倍以下に設計することが好ましい。
As for the difference between the diameters of the left and right vertical rolls, if the diameter of the vertical roll on the thin side is smaller than the diameter of the vertical roll on the thick side, the effect of suppressing bending can be obtained. It is desirable that the diameter is 0.4 times or less the diameter of the vertical roll on the thick side. That is, for example, when the vertical roll diameter (thick side/thin side) shown in FIG. 10 is 950/360 (mm), bending is suppressed. increases, it can be seen that the amount of bending can be suppressed to some extent by setting the diameter of the vertical roll on the thin side to 0.4 times or less that of the vertical roll on the thick side.
On the other hand, if the diameter of the vertical rolls on the thin side is designed to be less than 0.33 times the diameter of the vertical rolls on the thick side, the load bearing capacity of the rolls may decrease and fall below the rolling load.
Therefore, it is preferable to design the vertical roll diameter on the thin side to be 0.33 to 0.4 times the diameter of the vertical roll on the thick side.

(第3の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段)
また、本発明者らは、ユニバーサル圧延では、被圧延材Aのフランジ部12とウェブ部20は一体的に圧延されることに着目し、被圧延材Aの断面全体における左右の断面積延伸を考慮すると、フランジの厚み圧下率(フランジ圧下率)>ウェブの厚み圧下率(ウェブ圧下率)、となるほど厚手側の減面率が大きくなる傾向があることを見出した。このような傾向に鑑み、ユニバーサル圧延におけるフランジ圧下率とウェブ圧下率の比率に着目し、ウェブ圧下率を小さくするように圧延条件設計を行うことで、曲がり等の通材不良が抑制されることが推定される。
(Third Thin Side Flange Widening Promoting Means)
Further, the present inventors focused on the fact that in universal rolling, the flange portion 12 and the web portion 20 of the material A to be rolled are rolled integrally, and the left and right cross-sectional areas of the entire cross section of the material A to be rolled are stretched. Taking this into account, it was found that the thickness reduction ratio of the flange (flange reduction ratio)>the thickness reduction ratio of the web (web reduction ratio) tends to increase the area reduction on the thick side. In view of this trend, focusing on the ratio of the flange reduction rate and the web reduction rate in universal rolling, rolling conditions are designed to reduce the web reduction rate, thereby suppressing defects such as bending. is estimated.

図11は、ウェブ内法448mm、フランジ厚32mm/16mm、ウェブ厚14mmの被圧延材A(H形粗形材13)に対し、左右フランジ部の圧下率0.34、内法拡幅量8mmと固定した条件で、曲がりに対するウェブ圧下率の影響を数値解析したグラフである。図11では、ウェブ圧下率を0.17~0.31まで変化させた場合の、フランジ圧下率-ウェブ圧下率に伴う圧延曲がり及び左右フランジ幅差を解析している。 Fig. 11 shows a case where the rolling reduction ratio of the left and right flange portions is 0.34 and the inner width widening amount is 8 mm for the rolled material A (H-shaped rough material 13) with an inner web width of 448 mm, a flange thickness of 32 mm/16 mm, and a web thickness of 14 mm. 4 is a graph obtained by numerically analyzing the influence of web reduction rate on bending under fixed conditions. FIG. 11 analyzes the rolling deflection and the width difference between the left and right flanges that accompany the flange reduction ratio-web reduction ratio when the web reduction ratio is varied from 0.17 to 0.31.

図11に示すように、ウェブ圧下率をフランジ圧下率に比べ小さくすることで、曲がり等の通材不良が抑制されていることが分かる。図11によれば、フランジ圧下率とウェブ圧下率の差が大きい値である程、曲がりが抑制されていることが分かる。図11の解析結果においては、例えば、フランジ圧下率-ウェブ圧下率>0.1であれば通材可能な曲がり量であると言える。一方で、ユニバーサル圧延において、ウェブ圧下率を小さくし過ぎると、ウェブ厚が圧延前に減少し、ウェブ部20が未圧下となる恐れがあることから、フランジ圧下率とウェブ圧下率との圧下率差は最大でも0.2にとどめることが好ましい。以上の図11に基づく解析結果等を、ウェブ厚み圧下率をrw、フランジ厚み圧下率をrfとしてまとめると、以下の式(2)に示す条件となる。
rf-0.2≦rw≦rf-0.1 ・・・(2)
この式(2)を満たす条件下でもってウェブ圧下率をフランジ圧下率に比べ小さくすることで、曲がり等の通材不良が抑制され、安定的に圧延造形を実施できる。ここで、上記rfやrwといった厚み圧下率は、「(圧延前厚み-圧延後厚み)/圧延前厚み」で表される値である。
As shown in FIG. 11, it can be seen that by making the web reduction rate smaller than the flange reduction rate, defective material passing such as bending is suppressed. According to FIG. 11, it can be seen that bending is suppressed as the difference between the flange rolling reduction and the web rolling reduction increases. In the analysis result of FIG. 11, for example, if the flange reduction rate-web reduction rate>0.1, it can be said that the bending amount is passable. On the other hand, in universal rolling, if the web reduction ratio is too small, the web thickness will decrease before rolling, and there is a risk that the web portion 20 will not be rolled. It is preferable to limit the difference to 0.2 at most. The analysis results and the like based on FIG. 11 are summed up with the web thickness reduction rate rw and the flange thickness reduction rate rf, and the conditions shown in the following equation (2) are obtained.
rf−0.2≦rw≦rf−0.1 (2)
By making the web reduction rate smaller than the flange reduction rate under the condition that satisfies this formula (2), it is possible to suppress defects such as bending and to stably carry out roll shaping. Here, the thickness reduction rate such as rf and rw is a value represented by "(thickness before rolling-thickness after rolling)/thickness before rolling".

なお、以上説明した第1~第3の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を、製品と同じ左右フランジ厚み比を有するH形粗形材13に対し、左右同じ圧下率でもってユニバーサル圧延を行う際に適用する場合に、それぞれの手段を単独で適用しても良く、これら第1~第3の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を組み合わせて適用しても良い。例えば、あるユニバーサル圧延パスにおいて、左右竪ロールの径比を異径とし、ウェブ圧下率をフランジ圧下率に比べ小さくした条件で、通材状況に応じて薄肉側の水平ロール側面の潤滑の有無を調整するといった事も可能である。 It should be noted that the above-described first to third thin-walled side flange width expansion promotion means are used when universal rolling is performed on the H-shaped blank 13 having the same right and left flange thickness ratio as the product with the same right and left rolling reduction. When applied, each means may be applied alone, or these first to third thin side flange width expansion promoting means may be applied in combination. For example, in a certain universal rolling pass, under the condition that the diameter ratio of the left and right vertical rolls is different and the web reduction ratio is smaller than the flange reduction ratio, depending on the condition of the rolled material, the presence or absence of lubrication on the side surface of the horizontal roll on the thin side is controlled. Adjustment is also possible.

(作用効果)
以上、図8に示す解析結果に基き算出された式(1)で示す圧延条件下で、左右のフランジ厚が異なる被圧延材Aに対し内法拡幅を伴うユニバーサル圧延を行うことで、圧下率によらずフランジ幅の減少が抑えられ、フランジ幅の減少に伴う減面率の左右差の影響なく通材させることができる。例えば、製品と同じ左右フランジ厚み比を有するH形粗形材13に対し、左右同じ圧下率でもってユニバーサル圧延を施し、最終製品である非対称H形鋼製品を製造する場合に、各ユニバーサル圧延の圧延条件を式(1)で示す圧延条件とすることで通材不良を抑えることができる。
即ち、既存の設備(既存の構成のユニバーサル圧延機)において非対称H形鋼製品を製造するにあたり、圧延条件を調整するだけで、圧延造形時の被圧延材Aの曲がりの発生を抑え、通材性を向上させ、圧延の安定化を実現させることができる。これにより安定的に非対称H形鋼を製造することができ、生産性の向上が図られる。
(Effect)
As described above, under the rolling conditions represented by the formula (1) calculated based on the analysis results shown in FIG. The reduction in the flange width is suppressed regardless of the width of the flange, and the material can be passed through without being affected by the difference in area reduction rate between the left and right sides due to the reduction in the flange width. For example, when an H-shaped blank 13 having the same thickness ratio of left and right flanges as the product is subjected to universal rolling with the same left and right rolling reduction to produce an asymmetric H-shaped steel product as the final product, each universal rolling By setting the rolling condition to the rolling condition represented by the formula (1), it is possible to suppress the failure of the through-material.
That is, when manufacturing an asymmetric H-section steel product in an existing facility (universal rolling mill with an existing configuration), by simply adjusting the rolling conditions, the occurrence of bending of the material A to be rolled during rolling and shaping can be suppressed. It is possible to improve rolling properties and realize stabilization of rolling. As a result, the asymmetric H-section steel can be stably manufactured, and the productivity is improved.

また、製品と同じ左右フランジ厚み比を有するH形粗形材13に対し、左右同じ圧下率でもってユニバーサル圧延を施すにあたり、上記式(1)を満たさないような圧延条件下であっても、上述した第1~第3の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用してユニバーサル圧延を行うことで、圧延造形時の被圧延材Aの曲がりの発生を抑え、通材性を向上させ、圧延の安定化を実現させることができる。これにより安定的に非対称H形鋼を製造することができ、生産性の向上が図られる。 Further, when universally rolling the H-shaped blank 13 having the same right and left flange thickness ratio as the product with the same left and right rolling reduction, even under rolling conditions that do not satisfy the above formula (1), By performing universal rolling by applying the above-described first to third thin-wall side flange width expansion promoting means, the occurrence of bending of the rolled material A during rolling and shaping is suppressed, the material passing property is improved, and the rolling process is improved. Stabilization can be achieved. As a result, the asymmetric H-section steel can be stably manufactured, and the productivity is improved.

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 form. It is obvious that a person skilled in the art can conceive various modifications or modifications within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. understood as a thing.

例えば、上記実施の形態では、本発明技術を中間ユニバーサル圧延機U1~U7に適用する場合を例示して説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、本発明技術はユニバーサル圧延機に全般的に適用可能であり、中間ユニバーサル圧延機U1~U7に限らず、仕上ユニバーサル圧延機8に適用することも可能である。また、中間圧延機列5を構成する任意のスタンドに適用しても良く、全てのスタンドに適用しても良い。また、エッジャー圧延機E1~E4の構成についても、図4に例示した構成以外のものを用いる場合にも適用できる。また、素材としては矩形断面のスラブやブルームのほか、連続鋳造されたビームブランクといった素材を使用して非対称H形鋼を製造する場合にも適用できる。 For example, in the above embodiment, the case where the technology of the present invention is applied to the intermediate universal rolling mills U1 to U7 has been described as an example, but the scope of application of the present invention is not limited to this. That is, the technology of the present invention can be generally applied to universal rolling mills, and can be applied not only to the intermediate universal rolling mills U1 to U7 but also to the finishing universal rolling mill 8. Moreover, it may be applied to any stand that constitutes the intermediate rolling mill row 5, or may be applied to all the stands. In addition, the configuration of the edger rolling mills E1 to E4 can also be applied to the case where a configuration other than the configuration illustrated in FIG. 4 is used. In addition to slabs and blooms with rectangular cross sections, the method can also be applied to the production of asymmetric H-beams using materials such as continuously cast beam blanks.

上記実施の形態で図1~4を参照して説明した構成の製造ラインTにおいて、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼(幅492mmウェブ厚6mm厚肉フランジ厚12mm薄肉フランジ厚8mm)を製造する場合に、実施例1では上記式(1)を満たすような圧延条件で圧延を行い、実施例2-1では上記式(1)を満たさない圧延機においては上記第2の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用させ、実施例2-2では上記式(1)を満たさない圧延機においては上記第1の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用させて圧延造形を行った。一方で、比較例1、2では上記式(1)を満たさない圧延機において何も対策を講じずに圧延を行った。以下の表1は、実施例1、比較例1、2、実施例2-1、2-2における中間ユニバーサル圧延機U1~U7での圧延条件(ウェブ内法(mm)、内法拡幅量ΔBi(mm)、ΔBi/tf)と水平ロール潤滑の有無、竪ロール径(mm)を示したものである。なお、表1には、各実施例及び比較例のいずれにも共通する、各圧延段階での被圧延材寸法(mm)も併せて記載している。 In the production line T configured as described with reference to FIGS. 1 to 4 in the above embodiment, an asymmetrical H-section steel (width 492 mm web thickness 6 mm thick flange thickness 12 mm thin flange thickness 8 mm) with different left and right flange thicknesses is manufactured. In this case, in Example 1, rolling is performed under rolling conditions that satisfy the above formula (1), and in Example 2-1, in a rolling mill that does not satisfy the above formula (1), the width of the second thin-walled side flange is expanded. In Example 2-2, rolling molding was performed by applying the first thin side flange widening promoting means to the rolling mill that did not satisfy the above formula (1). On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, rolling was performed in a rolling mill that did not satisfy the above formula (1) without taking any measures. Table 1 below shows the rolling conditions (inner web width (mm), inner width widening amount ΔBi (mm), ΔBi/tf), the presence or absence of horizontal roll lubrication, and the vertical roll diameter (mm). Table 1 also shows the dimensions (mm) of the material to be rolled at each rolling stage, which are common to both Examples and Comparative Examples.

Figure 0007280503000001
Figure 0007280503000001

実施例1では、H形粗形材のウェブ内法を455mmとし、U1~U7での内法拡幅量ΔBiをそれぞれ6mm、4mm、2mm、2mm、1mm、1mm、1mmとした圧延条件設定とし、U1~U7のいずれのスタンドでもΔBi/tfが0.2以下となるような圧延条件設計(式(1)を満たす条件)とした。その結果、実施例1では通材不良が生じることなく圧延が実施できた。 In Example 1, the inner width of the web of the H-shaped coarse material is set to 455 mm, and the inner width widening amount ΔBi in U1 to U7 is set to 6 mm, 4 mm, 2 mm, 2 mm, 1 mm, 1 mm, and 1 mm, respectively. The rolling conditions were designed so that ΔBi/tf was 0.2 or less (conditions satisfying formula (1)) in any of the stands U1 to U7. As a result, in Example 1, the rolling could be carried out without any defects in the rolling material.

また、比較例1では、H形粗形材のウェブ内法を445mmとし、U1~U7での内法拡幅量ΔBiをそれぞれ8mm、8mm、6mm、2mm、1mm、1mm、1mmとし、U2、U3でΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件設計(式(1)を満たさない条件)とした。その結果、比較例1ではU2での被圧延材の曲がりが大きく通材不良となり、U3以降の圧延が実施不可能であった。 Further, in Comparative Example 1, the inner width of the web of the H-shaped coarse material was set to 445 mm, the inner width widening amount ΔBi of U1 to U7 was set to 8 mm, 8 mm, 6 mm, 2 mm, 1 mm, 1 mm, and 1 mm, respectively, and U2 and U3 The rolling conditions were designed so that ΔBi/tf exceeded 0.2 (conditions not satisfying formula (1)). As a result, in Comparative Example 1, the material to be rolled was greatly bent at U2, resulting in a material failure, and the rolling after U3 was impossible.

また、比較例2では、H形粗形材のウェブ内法を455mmとし、U1~U7での内法拡幅量ΔBiをそれぞれ3mm、3mm、3mm、3mm、3mm、1mm、1mmとし、U5でΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件設計(式(1)を満たさない条件)とした。その結果、比較例2ではU5での被圧延材の曲がりが大きく通材不良となり、U6以降の圧延が実施不可能であった。 In Comparative Example 2, the width of the inner web of the H-shaped coarse material was set to 455 mm, the inner width widening amount ΔBi in U1 to U7 was set to 3 mm, 3 mm, 3 mm, 3 mm, 3 mm, 1 mm, and 1 mm, respectively, and ΔBi in U5 The rolling conditions were designed so that /tf exceeded 0.2 (conditions not satisfying the formula (1)). As a result, in Comparative Example 2, the material to be rolled was greatly bent at U5, resulting in a material failure, and the rolling after U6 was impossible.

また、実施例2-1では、H形粗形材のウェブ内法を455mmとし、U1~U7での内法拡幅量ΔBiをそれぞれ3mm、3mm、3mm、3mm、3mm、1mm、1mmとし、U5でΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件設計(式(1)を満たさない条件)とし、当該U5において竪ロール径を厚手側950mm、薄手側360mmとし、薄手側の竪ロール径を厚手側の竪ロール径に対して小径とした(上記第2の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用)。その結果、実施例2-1では通材不良が生じることなく圧延が実施できた。 Further, in Example 2-1, the inner width of the web of the H-shaped raw material was set to 455 mm, the inner width widening amount ΔBi in U1 to U7 was set to 3 mm, 3 mm, 3 mm, 3 mm, 3 mm, 1 mm, 1 mm, respectively, and U5 The rolling conditions are designed so that ΔBi / tf exceeds 0.2 (conditions that do not satisfy formula (1)), and the vertical roll diameter is set to 950 mm on the thick side and 360 mm on the thin side in U5, and the vertical roll diameter on the thin side is made smaller than the diameter of the vertical roll on the thick side (the second thin-wall side flange width expansion promoting means is applied). As a result, in Example 2-1, the rolling could be carried out without any defects in the rolling material.

また、実施例2-2では、H形粗形材のウェブ内法を455mmとし、U1~U7での内法拡幅量ΔBiをそれぞれ3mm、3mm、3mm、3mm、3mm、1mm、1mmとし、U5でΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件設計(式(1)を満たさない条件)とし、当該U5において薄肉側の水平ロール側面のみに潤滑を施した(上記第1の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用)。その結果、実施例2-2では通材不良が生じることなく圧延が実施できた。 Further, in Example 2-2, the inner width of the web of the H-shaped raw material was set to 455 mm, the inner width widening amount ΔBi in U1 to U7 was set to 3 mm, 3 mm, 3 mm, 3 mm, 3 mm, 1 mm, and 1 mm, respectively, and U5 The rolling conditions were designed so that ΔBi/tf exceeded 0.2 (conditions not satisfying formula (1)), and lubrication was applied only to the horizontal roll side surface on the thin side in U5 (the first thin side (applied means for promoting flange width expansion). As a result, in Example 2-2, the rolling could be carried out without any defects in the rolling material.

また、実施例3として、上記実施の形態で図1~4を参照して説明した構成の製造ラインTにおいて、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼(幅492mmウェブ厚6mm厚肉フランジ厚12mm薄肉フランジ厚8mm)を製造する場合に、上記式(1)を満たさない圧延機においては上記第3の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用させて圧延造形を行った。以下の表2は、実施例3における中間ユニバーサル圧延機U1~U7での圧延条件(ウェブ内法(mm)、内法拡幅量ΔBi(mm)、ΔBi/tf)と、ウェブ厚(mm)、水平ロール潤滑の有無、竪ロール径(mm)を示したものである。なお、表2には、各圧延段階での被圧延材寸法(mm)として左右(厚手側・薄手側)のフランジ厚を記載している。 Further, as Example 3, in the production line T having the configuration described with reference to FIGS. In the case of manufacturing a flange having a thickness of 8 mm, rolling molding was performed by applying the third thin-wall side flange widening promotion means in a rolling mill that does not satisfy the above formula (1). Table 2 below shows the rolling conditions (inner web width (mm), inner width widening amount ΔBi (mm), ΔBi/tf), web thickness (mm), The presence or absence of horizontal roll lubrication and vertical roll diameter (mm) are shown. In Table 2, the thickness of the left and right flanges (thick side/thin side) is described as the size (mm) of the material to be rolled at each rolling stage.

Figure 0007280503000002
Figure 0007280503000002

実施例3では、比較例1と同様に、H形粗形材のウェブ内法を445mmとし、U1~U7での内法拡幅量ΔBiをそれぞれ8mm、8mm、6mm、2mm、1mm、1mm、1mmとし、U2、U3でΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件設計(式(1)を満たさない条件)とした。一方で、実施例3においては、比較例1と被圧延材のウェブ厚寸法を異なるものとし、粗仕上~U3までのウェブ圧下率を比較例1に比べ小さく設定した(上記第3の薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用)。その結果、実施例3では通材不良が生じることなく圧延が実施できた。 In Example 3, as in Comparative Example 1, the inner width of the web of the H-shaped raw material was 445 mm, and the inner width widening amount ΔBi in U1 to U7 was 8 mm, 8 mm, 6 mm, 2 mm, 1 mm, 1 mm, and 1 mm, respectively. , and the rolling conditions were designed so that ΔBi/tf exceeded 0.2 for U2 and U3 (conditions not satisfying formula (1)). On the other hand, in Example 3, the web thickness dimension of the material to be rolled was different from that in Comparative Example 1, and the web reduction ratio from rough finish to U3 was set smaller than in Comparative Example 1 (the third thin side (applied means for promoting flange width expansion). As a result, in Example 3, the rolling could be carried out without any defects in the rolling material.

以上の通り、実施例1では、U1~U7のいずれのスタンドでもΔBi/tfが0.2以下となるような圧延条件設計としたことで被圧延材に曲がりが抑えられ、安定した圧延が実現された。また、実施例2-1、2-2、3では、ΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件においては、上記実施の形態で説明した薄肉側フランジ幅拡がり促進手段を適用することで、被圧延材に曲がりが抑えられ、安定した圧延が実現された。一方で、比較例1、2ではΔBi/tfが0.2超となるような圧延条件設計のスタンドがあり、好適な対策を講じる事もなかったため、被圧延材に曲がりが生じ、安定した圧延が実現されなかった。 As described above, in Example 1, the rolling conditions were designed so that ΔBi / tf was 0.2 or less in any of the stands U1 to U7, so that bending of the material to be rolled was suppressed and stable rolling was realized. was done. Further, in Examples 2-1, 2-2, and 3, under the rolling conditions where ΔBi/tf exceeds 0.2, the thin-side flange width expansion promoting means described in the above embodiment is applied. Therefore, bending of the material to be rolled was suppressed, and stable rolling was realized. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, there were stands designed for rolling conditions such that ΔBi/tf exceeded 0.2, and no suitable countermeasures were taken. was not realized.

本発明は、左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼をユニバーサル圧延によって製造する製造方法に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a manufacturing method for manufacturing an asymmetric H-section steel having left and right flanges with different thicknesses by universal rolling.

1…圧延設備
2…加熱炉
4…粗圧延機列
5…中間圧延機列
8…仕上ユニバーサル圧延機
11…素材
12…フランジ部
12a…薄肉フランジ部
12b…厚肉フランジ部
13…H形粗形材
14…中間材
16…非対称H形鋼製品
20…ウェブ部
21、22…(中間ユニバーサル圧延機の)水平ロール
31、32…(中間ユニバーサル圧延機の)竪ロール
41、42…(エッジャー圧延機の)水平ロール
U1~U7…中間ユニバーサル圧延機(中間ユニバーサル圧延スタンド)
E1~E4…エッジャー圧延機
A…被圧延材
T…製造ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rolling equipment 2... Heating furnace 4... Rough rolling mill row 5... Intermediate rolling mill row 8... Finishing universal rolling mill 11... Material 12... Flange part 12a... Thin flange part 12b... Thick flange part 13... H-shaped rough shape Material 14... Intermediate material 16... Asymmetrical H-section steel product 20... Web portion 21, 22... Horizontal rolls (of intermediate universal rolling mill) 31, 32... Vertical rolls (of intermediate universal rolling mill) 41, 42... (Edger rolling mill ) Horizontal rolls U1 to U7 ... Intermediate universal rolling mill (intermediate universal rolling stand)
E1 to E4... Edger rolling mill A... Material to be rolled T... Production line

Claims (5)

左右フランジ厚みの異なる非対称H形鋼の製造方法であって、
1又は複数の中間ユニバーサル圧延機を有する中間圧延機列で行われる中間圧延工程と、
仕上ユニバーサル圧延機で行われる仕上圧延工程と、を含み、
前記中間圧延工程及び前記仕上圧延工程でのユニバーサル圧延において被圧延材の左右フランジ部に対する厚み圧下率が等しい圧延条件下で、
ユニバーサル圧延の圧延条件が以下の式(1)を満たす場合には当該圧延条件下のままユニバーサル圧延を行い、
ユニバーサル圧延の圧延条件が以下の式(1)を満たさない場合には被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段を適用してユニバーサル圧延を行うことを特徴とする、非対称H形鋼の製造方法。
0<ΔBi≦0.2tf ・・・(1)
但し、ΔBi:各圧延機でのウェブ内法拡幅量、tf:各圧延機での圧延前の薄手側フランジ厚である。
A method for manufacturing an asymmetric H-section steel with different left and right flange thicknesses,
an intermediate rolling process performed in an intermediate rolling mill train having one or more intermediate universal rolling mills;
a finishing rolling step performed in a finishing universal rolling mill;
In the universal rolling in the intermediate rolling step and the finish rolling step, under rolling conditions where the thickness reduction rate for the left and right flange portions of the material to be rolled is equal,
When the rolling conditions for universal rolling satisfy the following formula (1), universal rolling is performed under the rolling conditions,
When the rolling conditions for universal rolling do not satisfy the following formula (1), universal rolling is performed by applying means for promoting the width expansion of the thin-walled side flange of the material to be rolled. Production method.
0<ΔBi≦0.2tf (1)
However, ΔBi: web inner width widening amount in each rolling mill, tf: thin side flange thickness before rolling in each rolling mill.
前記被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段は、被圧延材の薄肉フランジ部に当接する水平ロール側面に潤滑材を供給する潤滑手段であることを特徴とする、請求項1に記載の非対称H形鋼の製造方法。 2. The method according to claim 1, wherein the means for promoting the widening of the width of the thin-walled flange of the material to be rolled is a lubricating means for supplying a lubricant to the side surface of the horizontal roll that contacts the thin-walled flange portion of the material to be rolled. asymmetric H-beam manufacturing method. 前記被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段は、被圧延材の薄肉フランジ部を圧下する竪ロール径と、被圧延材の厚肉フランジ部を圧下する竪ロール径と、を異なる径とするロール構成であり、薄手側の竪ロール径は、厚手側の竪ロール径の0.33倍以上0.4倍以下に設計されることを特徴とする、請求項1に記載の非対称H形鋼の製造方法。 The means for promoting the widening of the thin-walled flange width of the material to be rolled is a vertical roll diameter that presses down the thin-walled flange portion of the material to be rolled, and a vertical roll diameter that presses down the thick-walled flange portion of the material to be rolled. Asymmetrical H according to claim 1, characterized in that the roll configuration is such that the diameter of the vertical roll on the thin side is designed to be 0.33 to 0.4 times the diameter of the vertical roll on the thick side How to make shaped steel. 前記被圧延材の薄肉側フランジ幅拡がりを促進させる手段は、ユニバーサル圧延において以下の式(2)を満たす圧延条件を適用する圧延条件設計であることを特徴とする、請求項1に記載の非対称H形鋼の製造方法。
rf-0.2≦rw≦rf-0.1 ・・・(2)
但し、rw:ウェブ厚み圧下率、rf:フランジ厚み圧下率である。
2. The asymmetry according to claim 1, wherein the means for promoting the widening of the thin-walled side flange width of the material to be rolled is a rolling condition design that applies rolling conditions that satisfy the following formula (2) in universal rolling: A method for manufacturing H-shaped steel.
rf−0.2≦rw≦rf−0.1 (2)
However, rw: web thickness reduction rate, rf: flange thickness reduction rate.
前記中間圧延工程及び前記仕上圧延工程は、1方向での1圧延機1パス圧延で行われることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の非対称H形鋼の製造方法。 The method for manufacturing an asymmetric H-section steel according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the intermediate rolling step and the finish rolling step are performed by one rolling mill pass rolling in one direction. .
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