(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚ断面シートパイルを半完成のＨビームから熱間圧延する方法であって、
前記半完成Ｈビームは１つのウェブ（１２）と４つのフランジティップを有し、これらのフランジティップはＨ断面のまわりをまわってＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と番号が付けられており、
前記圧延方法は、前記半完成のＨビームのウェブ（１２）と実質的に平行な圧延面（８）を画成している圧延手段を使用するものであり、
前記Ｚ断面シートパイルは、前記処理行程の終わりにおいて、前記圧延面（８）と角度α0をなす平面ウェブ（４０）と、前記圧延面（８）と角度β0をなす２つの側方フランジ（４２′、４２″）と、前記２つの側方フランジの各々の終端をなす爪部（４４′、４４″）とを有している圧延方法において、
該圧延方法は、前記圧延面（８）と実質的に平行な２つのフランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）を有するシートパイルのプリフォームを形成する段階を含み、これらの２つのフランジ／ウェブ遷移セクションは、シートパイル（２４′、２４″）のフランジのための粗圧延された部分を、前記圧延面（８）に対して傾斜した中央セクション（２０）に接続していることを特徴とするＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項２】
前記２つのフランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）および前記中央セクション（２０）が、前記シートパイルのウェブのプリフォームであって、カーブしたプリフォームを形成していることを特徴とする請求項１に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項３】
圧延処理行程の終わり近くにおいて、前記カーブしたウェブのプリフォームは、シートパイルの最終平面ウェブ（４０）を形成するために平坦化されることを特徴とする請求項２に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項４】
各フランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）がその一方の側を実質的に平面状の表面（２３′、２３″）から画成され、その他方の側をカーブした凹状表面（２６′、２６″）によって画成されているシートパイルのプリフォームを形成する段階を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項５】
半完成Ｈビームの前記粗圧延段階において、
フランジティップＡ２およびＡ４の材料の大部分が前記フランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）に変化し、
フランジティップＡ１およびＡ３の材料が２つの側方フランジのプリフォームおよび爪部のプリフォームに変化し、
前記中央セクション（２０）は、ほぼ全体的に、半完成Ｈビームのウェブ（１２）の部分の材料から形成されることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項６】
前記２つのフランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）を接続する前記中央セクション（２０）は、前記圧延面（８）と角度αをなし、該角度αはその最大値αmax（＞α0）まで漸増し、
圧延処理行程の終わり近くにおいて、この角度αmaxが最終値α0まで減少することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項７】
圧延の第１の段階において、得られる主要効果はフランジティップＡ２およびＡ４の平坦化並びにフランジティップＡ１およびＡ３の更なる横方向への分離であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項８】
フランジ用に粗圧延される２つの部分の各々のために、爪部のプリフォーム、圧延面（８）と実質的に平行な爪／フランジ遷移セクション（３０′、３０″）、および爪／フランジ遷移セクション（３０′、３０″）とフランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）との間の接続セクション（３２′、３２″）が圧延されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項９】
圧延処理行程の終わり近くにおいて、前記爪／フランジ遷移セクション（３０′、３０″）、および同セクション（３０′、３０″）とフランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）との間の前記接続セクション（３２′、３２″）が、前記圧延面（８）と前記角度β0をなす平面フランジ（４２′、４２″）を形成するように平坦化されることを特徴とする請求項８に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項１０】
実質的に圧延面（８）と平行をなす爪／フランジ遷移セクション（３０′、３０″）を圧延した後に、前記爪部のプリフォーム内には前記圧延面と垂直をなす方向に溝（３４）が圧延されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【請求項１１】
前記圧延面（８）と実質的に平行をなすフランジ／ウェブ遷移セクション（２２′、２２″）の幅はウェブ（４０）の最終幅の少なくとも１５％を超えていることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のＺ断面シートパイル圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＺ断面のシートパイルを半完成のＨビームから、とりわけ連続鋳造されたビーム素材乃至ブランクから熱間圧延する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
最近迄ビーム、シートパイルおよびアングル鋼のようなスチールセクション材乃至スチール断面材は最初の長方形断面部材から圧延されていたが、現在の傾向は連続鋳造によって得られるプリフォームを使用するので、完成されたスチールセクションに到達するのに必要とされる圧延段階が限定される。かくしてすでにＨ形状をした連続鋳造ビームからＨビームを熱間圧延するこの方法が増々普通になってきている。加えるに、これらのビームブランクの連続鋳造に用いられる方法は完全に習得されている。
【０００３】
シートパイルに関しては、特定のプリフォームを連続鋳造する方法はまだ存在していない。ビームのようにＨ形状の横断面が２つの対称面を有しているのと異なり、シートパイルの横断面はＵ断面シートパイルの場合には実際には１つの対称面を有しているだけであり、Ｚ断面シートパイルの場合には何らの対称面も有していない。従って完成されたシートパイルの形状に近い形状を有するスチールセクションを連続鋳造することはビームに対して２つの対称面を有するビーム素材を連続鋳造する程技術的観点からして容易ではない。
【０００４】
これに対してシートパイルがしばしばビームと同一のロール列上で圧延されることを考えると、シートパイル、特にＺ断面シートパイルをＨ断面ビーム素材から製造して、一方において連続鋳造されるビーム素材セクションの数を制限するとともに、他方において同時にシートパイルのための特殊セクションを連続鋳造することに関連した問題点を解消することは魅力的であろう。
【０００５】
ビーム素材からＺ断面シートパイルを圧延する方法は特許出願ＪＰ−Ａ−４／２８８９０３において記載されている。この圧延方法は圧延の第１段階において半完成のＨビームをして、すでに爪のプリフォームを別にすればシートパイルの最終幾何形状を備えているＺ断面シートパイルのプリフォームへと変換するものである。この圧延方法の第２の段階は主としてウェブおよびフランジを減厚して爪を圧延することに向けられている。Ｚ断面の全体形状は更なる変更を殆んど示さない。この圧延方法は材料の据込みが複雑なものとなるので、例えばシートパイルのウェブおよびフランジ間の角度部内のラップ（折れ込み）のような欠陥が生ずる。
【０００６】
本発明の目的はかくしてＺ断面のシートパイルを半完成のＨビームから熱間圧延するのにより適した圧延方法を提案することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この問題は特許請求の範囲の請求項１に係る方法を用いることによって解決される。
【０００８】
半完成したＨビームから、幾何学的にＺ断面のシートパイルに類似したプリフォームを圧延する代りに、本方法は圧延面（圧延機ロールの回転軸線と平行をなす面）と実質的に平行をなす２つのフランジ／ウェブ遷移セクションを有するプリフォームを形成するパスを有している。これらの２つのフランジ／ウェブ遷移セクションはシートパイルのフランジに対する粗圧下された部分を前記圧延面と傾斜した中央セクションに接続している。このような工程を採用することにより半完成Ｈビームのフランジティップからの材料をしてフランジ／爪のための粗圧下部分内へと、または前記２つのフランジ／ウェブ遷移セクションへと配分することが極めて簡単に出来る。
【０００９】
前記２つのフランジ／ウェブ遷移セクション並びに前記中央セクションは好適には前記シートパイルのウェブのカーブしたプリフォームを形成している。圧延工程を単純化するために、このカーブしたプリフォームは全圧下段階中を通して維持される。ウェブのカーブしたプリフォームが平坦化されてシートパイルの最終ウェブを形成するのは圧延プロセスの終端に向けてのみである。かくして、圧延の必要幅を減少させることが可能である。このことはまたあまり幅の広くない圧延機ロールを使って作業するか、または所定の圧延機においてより幅の広いシートパイルを圧延することを可能ならしめる。この点に関して、所定の弾性率においては、より幅の広いシートパイルを使用すればシートパイルの重量は毎平米当り約１５％減少させることが可能となる。したがって、より広い断面のシートパイルを既存の圧延機において圧延可能となすことにより、本発明はまた顕著な経済的利点をも提供することになる。
【００１０】
圧延の第１段階においては、主としてフランジティップＡ２およびＡ４の平坦化並びにフランジティップＡ１およびＡ３の更なる分離を計るのが好適である。注意すべきは、この場合半完成ＨビームのフランジティップはＨ断面のまわりを引続いてまわるようＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の番号が付されているということである。
【００１１】
圧下工程中における前記半完成Ｈビーム材の据込みプロセスは次のように特徴付けられる。
フランジティップＡ２およびＡ４の主要部分は遷移セクション内へと通って行く。
フランジティップＡ１およびＡ３からの材料は２つの横方向フランジのプリフォーム内へと、かつまた爪のプリフォーム内へと通過して行く。
前記中央セクションは殆んど完全に半完成されたＨビームのウェブにおいて派生した材料から形成されている。
【００１２】
好ましくは、前記２つのフランジ／ウェブ遷移セクションを接続する中央セクションの圧延は、前記圧延面と角度αをなすように行なわれるのが良い。ここで角度αは最大値α（ｍａｘ）＞α0 へと漸増するように選ばれており、α0 は最終ウェブが圧延面となす角度である。圧延プロセスの終端に向けてこの角度α（ｍａｘ）は最終値α0 へと減少させられる。このような圧下プロセスの方法により圧延の幅に関する限り最大のスペースを確保することが可能となる。
【００１３】
理解されるように、本発明はまたシートパイルのフランジおよび爪の圧延を最適化することを可能ならしめる方法を記述している。好ましくは、フランジのための２つの粗圧下部分の各々に対して爪のプリフォーム、実質的に圧延面と平行をなす爪／フランジ遷移セクションおよび爪／フランジセクションとフランジ／ウェブ遷移セクションの間の接続セクションが圧延される。実質的に圧延面と平行をなす爪／フランジ遷移セクションはフランジ／爪プリフォームの領域における据込みを著しく単純化するとともに、爪の圧延をも容易ならしめる。後者すなわち爪の圧延は圧延面と垂直をなす方向において爪のプリフォーム内に溝を圧延することによって開始される。圧延プロセスの終端に向けて、前記爪／フランジ遷移セクション並びに爪／フランジ遷移セクションとフランジ／ウェブ遷移セクション間の接続セクションは次に平坦化され、圧延面と角度β0 をなす平面フランジを形成するよう配向される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の例示的一実施例として、図１に示した連続鋳造により作成したＨ型断面ビーム素材乃至ブランク１０より（商標登録）ＬＡＲＳＳＥＮタイプの噛合い爪を有する「ＡＺ３６」シートを圧延する際の圧延製品の工程図を示している。最初のビームブランク１０は２つの対称面を有しており、５つの部分に分割することが出来る。すなわち、その１つはウェブ１２であり、これは圧延された時に圧延面８（図示せぬ圧延機の回転軸線と平行な面）と平行に配向される。残りが４つのフランジティップ片であり、これらはビームブランクをぐるっとまわって順次Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と符号がつけられる。フランジティップＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は丸味の付けられた部分１４によってウェブ１２に接続されている。Ｈ字の２つの分枝の外側横断面１６は平面であり、ウェブと垂直をなしている。注目すべきは４つの前記フランジティップの集積横断面積はウェブの横断面積よりもわずかに大きいということである。
【００１５】
第１の圧延パス中において、ビームブランクのウェブ１２の中央部分はわずかに薄肉にされており、圧延面８に関して傾斜した配向を受けている。フランジティップＡ２およびＡ４は圧延面に対して平行になるよう平坦化されている。フランジティップＡ１およびＡ３は丸味を付けられている。ビームブランク１０の横断面の中心においてはわずかなバルジ（ふくれ）が発生している。
【００１６】
圧延パス２において、フランジティップＡ２およびＡ４は更に平坦化されており、圧延面と平行をなす平面表面１８が得られている。フランジティップＡ１およびＡ３は外側に向けて更に横方向に離れるよう移動している。横断面部における全ての凹状接続部は大きな曲率半径を有するカーブを用いて作成されている。
【００１７】
パス３の後においては斜め中央セクション２０、２つのフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″および最終のシートパイルに予定されるフランジおよび爪に対応する粗圧下された部分２４′、２４″を識別することが可能である。２つのフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″はフランジティップＡ２およびＡ４によって占められる位置に配置されており、圧延面と実質的に平行をなしている。注目すべきは、凸側において前記フランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″は実質的に平面表面２３′、２３″を有しており、反対側上には大きな曲率半径を有する凹状接続部２６′、２６″のための十分なスペースが存在しているということである。これらの凹状接続部２６′、２６″は傾斜した中央セクション２０をして最終シートパイルに予定されたフランジおよび爪のための粗圧延部分２４′、２４″へと接続せしめている。注目すべきは角度αがパス３においては増大しており、フランジティップＡ２およびＡ４が完全に消失しているということである。それらティップ内の材料は主としてフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″へと入り込んでいるが、フランジのための粗圧延部分２４′、２４″内へも入り込んでいる。フランジティップＡ２およびＡ４を圧延面と平行になるよう漸進的に平坦化することで、フランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″および大きな曲率半径を有する凹状接続部２６′、２６″が作成されるが、その際ラップのような表面欠陥が形成されるリスクが顕著に解消される。
【００１８】
パス４は圧延の第１段階の終端を形成しており、Ｈ断面ビームブランクを折りたたみＺの形状のシートパイルのプレフォームへと通過させることからなっている。かくして、圧延面８となす角度αを有する傾斜中央部分２０と圧延面に平行なフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″とをはっきり識別することが可能である。最終のシートパイルの予定されたフランジおよび爪のための圧延部分２４′、２４″は更に薄肉化されている。圧延面８と垂直をなして溝３４が爪のプリフォーム内に圧延成形されている。実質的に圧延面と平行をなす爪／フランジ遷移セクション３０′、３０″と爪／フランジ遷移セクション３０′、３０″をフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″に接続し、圧延面８と角度βをなしている接続セクション３２′、３２″との間は明瞭に識別可能な状態となってきている。
【００１９】
注目すべきは、前記２つのフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″と、傾斜した中央セクション２０は最終シートパイルのウェブのカーブしたプリフォームを構成している一方、１つの爪／フランジ遷移セクション３０′、３０″および１つの接続セクション３２′、３２″からなる各セクション対は最終シートパイルのフランジのカーブしたプリフォームを構成しているということである。
【００２０】
（パス９迄の）以下のパス段階は主としてシートパイルのカーブしたか折れ曲ったプリフォームの漸進的圧下および爪の圧延を目的として行なわれている。Ｚ断面のシートパイルにおける慣用圧延スケジュールの場合と異なり、圧下は完全にＺ断面シートパイルのカーブしたプリフォーム上において行なわれる。かくして、とりわけシートパイルの凸状部分に関して接続部の半径の利点を利用することが可能である。フランジ予定部のカーブ形状はとりわけ爪の圧延を容易ならしめる。何故ならば、爪は殆んど圧延面８と平行をなしており、極めて接近性が良いからである。カーブしたウェブの減厚を行なう際には、角度αは殆んど一定に維持され、最終シートパイル上で測定した角度α0 （図３および図４を参照）よりも著しく大きい。
【００２１】
パス９に至る迄に、爪のプリフォームは開口形状を有することになるので、その圧下作業は容易になる。パス９において、圧下が終了すると、爪はそれらにしっかりした形状を付与するために閉じられる。加えるに、パス９中において、種々の壁は実質的にそれらの最終厚味を得ている。最終の圧延パスはシートパイルを真直化するためだけに用いられる（図３および図４参照）。圧延面に平行をなす２つのフランジ／ウェブ遷移セクション２２′、２２″（これらの累計長さはシートパイルのウェブの最終長さの１５％〜７５％を占める）および中央セクション２０はシートパイルの最終ウェブ４０を形成する真直セクションを形成するべく真直化される。この変形にともない角度αがα0 へと減少する（この角度は最終パイルのウェブ４０と圧延面の間に作られる角度である）。同様にして、爪／フランジ遷移セクション３０′、３０″および接続セクション３２′、３２″が真直化されて、最終シートパイルのフランジ４２′、４２″が形成される。なおこの際角度βはその最終値β0 へと増加している。
【００２２】
種々異なるビームブランクを用いて本発明に係る圧延方法を使用することが可能であることに注目されたい。圧延されるシートパイルの幅に依存して、それぞれの圧延作業を実施する以前に、ビームブランクの高さを当該鋼セクションの幅に調節することを可能ならしめるアプセット（据込み）工程を実施する必要があるかもしれない。
【００２３】
前述の記載においては、本発明はＬＡＲＳＳＥＮ型式の爪４４′、４４″を備えたＺ字セクションのシートパイルに対して適用されてきた。しかしながら、本発明はいかなる他の型式の爪を備えたＺ断面シートパイルを圧延するのにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】初期ブランクの端面図。
【図２】本発明に係る圧延方法により圧延製品の横断面を漸進的に変化させて行く諸段階を示す図。
【図３】シートパイルの最終形状を形成する圧延段階の以前の本発明に係る、シートパイルのプリフォームの横断面図。
【図４】Ｚ断面シートパイルの最終形状を示す図。
【符号の説明】
１２  ウェブ
８  圧延面
４０  平面ウェブ
４２′、４２″  横方向フランジ
４４′、４４″  爪
２２′、２２″  ２つのフランジ／ウェブ遷移セクション
２４′、２４″  シートパイル
２０  中央セクション
４０  最終平面ウェブ
２３′、２３″  実質的な平面表面
２６′、２６″  カーブした凹状表面
３０′、３０″  爪／フランジ遷移セクション
３２′、３２″  接続セクション
３４  溝
【図１】
0003707842.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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