(57)【要約】【課題】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と共に、フランジ幅の大きなＨ形鋼製品においてフランジ幅の異なるＨ形鋼を同一のロールでもって造り分ける。【解決手段】粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する７以上の複数の孔型が刻設され、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る突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、割り入れ孔型は、長さの異なる２種類の割り込みを入れる孔型を有し、折り曲げ孔型は、割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、折り曲げ孔型では、少なくとも１パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触した状態で圧下が行われる。
2017119196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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７以上の複数の孔型が刻設され、
前記複数の孔型では被圧延材の１又は複数パス造形が行われ、
前記複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れる突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、
前記割り入れ孔型は、長さの異なる２種類の割り込みを入れる孔型を有し、
前記折り曲げ孔型は、前記割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、
前記折り曲げ孔型では、少なくとも１パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触した状態で圧下が行われることを特徴とする、Ｈ形鋼の製造方法。
【請求項２】
複数の前記折り曲げ孔型には、前記割り入れ孔型によって形成されたフランジ相当部に押し当てることで当該フランジ相当部を折り曲げる突起部がそれぞれ設けられ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。
【請求項３】
複数の前記割り入れ孔型に設けられた突起部の先端角度はいずれも２５°以上４０°以下であ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。
【請求項４】
複数の前記折り曲げ孔型においては、長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型のそれぞれについて、先端角度の異なる２種類の突起部が設けられた構成で２段に設けられ、
当該２段に設けられた折り曲げ孔型のうち、一方の孔型の突起部の先端角度は７０°以上１１０°以下であり、
他方の突起部の先端角度は１３０°以上１７０°以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＨ形鋼の製造方法。
【請求項５】
前記粗圧延工程は、サイジングミル及び粗圧延機において行われ、
複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型は前記サイジングミルのロールに刻設され、
複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型は前記粗圧延機のロールに刻設されることを特徴とする、請求項４に記載のＨ形鋼の製造方法。
【請求項６】
前記粗圧延工程は、１基の粗圧延機において行われ、
複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型による造形は、当該粗圧延機の１ヒート目にて行われ、
複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型による造形は、当該粗圧延機の２ヒート目にて行われることを特徴とする、請求項４に記載のＨ形鋼の製造方法。
【請求項７】
厚みが同一且つ幅の異なる素材を用い、
ウェブ高さが同一であり、且つフランジ幅が異なるＨ形鋼を製造する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＨ形鋼の製造方法。
【請求項８】
Ｈ形鋼の製造における粗圧延工程を行う圧延装置であって、
被圧延材の１又は複数パス造形を行う７以上複数の孔型が刻設され、
前記複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れる突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、
前記割り入れ孔型は、長さの異なる２種類の割り込みを入れる孔型を有し、
前記折り曲げ孔型は、前記割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、
前記折り曲げ孔型は、少なくとも１パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触する構成を有することを特徴とする、圧延装置。
【請求項９】
複数の前記折り曲げ孔型には、前記割り入れ孔型によって形成されたフランジ相当部に押し当てることで当該フランジ相当部を折り曲げる突起部がそれぞれ設けられることを特徴とする、請求項８に記載の圧延装置。
【請求項１０】
複数の前記割り入れ孔型に設けられた突起部の先端角度はいずれも２５°以上４０°以下であることを特徴とする、請求項８又は９に記載の圧延装置。
【請求項１１】
複数の前記折り曲げ孔型においては、長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型のそれぞれについて、先端角度の異なる２種類の突起部が設けられた構成で２段に設けられ、
当該２段に設けられた折り曲げ孔型のうち、一方の孔型の突起部の先端角度は７０°以上１１０°以下であり、
他方の突起部の先端角度は１３０°以上１７０°以下であることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の圧延装置。
【請求項１２】
サイジングミル及び粗圧延機から構成され、
複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型は前記サイジングミルのロールに刻設され、
複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型は前記粗圧延機のロールに刻設されることを特徴とする、請求項１１に記載の圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１月７日に日本国に出願された特願２０１６−００２０６６号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。【０００２】
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圧延装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
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。【０００４】
このようなＨ形鋼の製造方法において、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割広げる、又は、割り込み深さを深くさせエッジング圧延を行い、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（例えば特許文献１参照）。【０００５】
また、例えば特許文献２には、スラブ端面に割り込みを入れ当該割り込みを順次深くし、その後ボックス孔型において押し拡げ、Ｈ形鋼のフランジ相当部を形成させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−８８５０１号公報
【特許文献２】特開昭６０−２１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、構造物等の大型化に伴い大型のＨ形鋼製品の製造が望まれている。特にＨ形鋼の強度・剛性に大きく寄与するフランジを従来に比べて広幅化した製品が望まれている。フランジが広幅化されたＨ形鋼製品を製造するためには、粗圧延工程における造形から従来に比べフランジ幅の大きな被圧延材を造形する必要がある。【０００８】
しかしながら、例えば上記特許文献１に開示されている技術では、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条件では、フランジ幅の拡がり量が大きくなるにつれて低下し、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。【０００９】
また、例えば特許文献２に開示されている技術では、割り込みを入れたスラブ等の素材に対して、特に割り込み形状の変遷等を経ずに、即座に底面がフラット形状のボックス孔型によってエッジング圧延を行い、フランジ相当部を造形しており、このような方法では被圧延材の形状を急激に変化させることに伴う形状不良が生じやすい。特に、このような造形における被圧延材の形状変化は、被圧延材とロールとの接触部の力と、被圧延材の曲げ剛性との関係によって定まるものであり、従来に比べフランジ幅の大きなＨ形鋼を製造する場合には形状不良がより生じやすいといった問題がある。【００１０】
更に、近年では、フランジを従来に比べて広幅化した製品においても、種々のサイズ（寸法）が望まれており、例えば、同一の厚みを有するスラブ素材からフランジ幅の異なるＨ形鋼を同一のロールでもって造り分けるといった技術が望まれている。【００１１】
このような事情に鑑み、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ことによって、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と共に、フランジ幅の大きなＨ形鋼製品においてフランジ幅の異なるＨ形鋼を同一のロールでもって造り分けることが可能なＨ形鋼の製造方法及び圧延装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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７以上の複数の孔型が刻設され、前記複数の孔型では被圧延材の１又は複数パス造形が行われ、前記複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れる突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、前記割り入れ孔型は、長さの異なる２種類の割り込みを入れる孔型を有し、前記折り曲げ孔型は、前記割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、前記折り曲げ孔型では、少なくとも１パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触した状態で圧下が行われることを特徴とする、Ｈ形鋼の製造方法が提供される。【００１３】
複数の前記折り曲げ孔型には、前記割り入れ孔型によって形成されたフランジ相当部に押し当てることで当該フランジ相当部を折り曲げる突起部がそれぞれ設けられても良い。【００１４】
複数の前記割り入れ孔型に設けられた突起部の先端角度はいずれも２５°以上４０°以下であっても良い。【００１５】
複数の前記折り曲げ孔型においては、長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型のそれぞれについて、先端角度の異なる２種類の突起部が設けられた構成で２段に設けられ、当該２段に設けられた折り曲げ孔型のうち、一方の孔型の突起部の先端角度は７０°以上１１０°以下であり、他方の突起部の先端角度は１３０°以上１７０°以下であっても良い。【００１６】
前記粗圧延工程は、サイジングミル及び粗圧延機において行われ、複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型は前記サイジングミルのロールに刻設され、複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型は前記粗圧延機のロールに刻設されても良い。【００１７】
前記粗圧延工程は、１基の粗圧延機において行われ、複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型による造形は、当該粗圧延機の１ヒート目にて行われ、複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型による造形は、当該粗圧延機の２ヒート目にて行われても良い。【００１８】
厚みが同一且つ幅の異なる素材を用い、ウェブ高さが同一であり、且つフランジ幅が異なるＨ形鋼を製造しても良い。【００１９】
別な観点からの本発明によれば、Ｈ形鋼の製造における粗圧延工程を行う圧延装置であって、被圧延材の１又は複数パス造形を行う７以上複数の孔型が刻設され、前記複数の孔型は、被圧延材の幅方向に対し鉛直に割り込みを入れる突起部が設けられた前段孔型としての複数の割り入れ孔型と、当該割り入れ孔型によって形成された被圧延材のフランジ相当部を折り曲げる後段孔型としての複数の折り曲げ孔型から構成され、前記割り入れ孔型は、長さの異なる２種類の割り込みを入れる孔型を有し、前記折り曲げ孔型は、前記割り入れ孔型において被圧延材に形成された長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型を有し、前記折り曲げ孔型は、少なくとも１パス以上の造形において被圧延材の端面と孔型周面とが接触する構成を有することを特徴とする、圧延装置が提供される。【００２０】
複数の前記折り曲げ孔型には、前記割り入れ孔型によって形成されたフランジ相当部に押し当てることで当該フランジ相当部を折り曲げる突起部がそれぞれ設けられても良い。【００２１】
複数の前記割り入れ孔型に設けられた突起部の先端角度はいずれも２５°以上４０°以下であっても良い。【００２２】
複数の前記折り曲げ孔型においては、長さの異なる２種類のフランジ相当部に対応した寸法の孔型のそれぞれについて、先端角度の異なる２種類の突起部が設けられた構成で２段に設けられ、当該２段に設けられた折り曲げ孔型のうち、一方の孔型の突起部の先端角度は７０°以上１１０°以下であり、他方の突起部の先端角度は１３０°以上１７０°以下であっても良い。【００２３】
サイジングミル及び粗圧延機から構成され、複数の前記割り入れ孔型及び複数の前記折り曲げ孔型のうちの前段孔型は前記サイジングミルのロールに刻設され、複数の前記折り曲げ孔型のうちの後段孔型は前記粗圧延機のロールに刻設されても良い。
【発明の効果】
【００２４】
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ことによって、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と共に、フランジ幅の大きなＨ形鋼製品においてフランジ幅の異なるＨ形鋼を同一のロールでもって造り分けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】Ｈ形鋼の製造ラインについての概略説明図である。
【図２】第１孔型の概略説明図である。
【図３】第２−１孔型の概略説明図である。
【図４】第２−２孔型の概略説明図である。
【図５】第３−１孔型の概略説明図である。
【図６】第３−２孔型の概略説明図である。
【図７】第４−１孔型の概略説明図である。
【図８】第４−２孔型の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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、サイジングミル３、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。
【００２８】
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がサイジングミル３ならびに粗圧延機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（フランジ対応部１２）に対して圧下が施される。通常の場合、サイジングミル３及び粗圧延機４のロールには、合わせて４〜６個程度の孔型が刻設されており、これらを経由して複数パスのリバース圧延で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。
【００２９】
次に、以下では図１に示したサイジングミル３及び粗圧延機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。なお、通常、粗圧延機４には、以下に説明する第１孔型〜第４孔型に加え、それら孔型にて造形された被圧延材Ａをいわゆるドッグボーン形状のＨ形粗形材１３とする孔型が更に設けられているが、この孔型は従来より既知のものであるため本明細書での図示・説明は省略する。また、製造ラインＴにおける加熱炉２や中間ユニバーサル圧延機５、仕上ユニバーサル圧延機８、エッジャー圧延機９等は、従来よりＨ形鋼の製造に用いられている一般的な装置であり、その装置構成等は既知であるため本明細書では説明を省略する。
【００３０】
図２〜図８は粗圧延工程を行うサイジングミル３及び粗圧延機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、例えばサイジングミル３に全て刻設されても良く、サイジングミル３及び粗圧延機４に第１孔型〜第４孔型が分けて刻設されても良い。即ち、第１孔型〜第４孔型はサイジングミル３及び粗圧延機４の両方に亘って刻設されても良く、どちらか一方の圧延機に刻設されても良い。通常のＨ形鋼の製造における粗圧延工程では、これら各孔型において１又は複数パスでの造形が行われる。
【００３１】
本実施の形態において、第２孔型、第３孔型、第４孔型は、それぞれ寸法形状の異なる２種類の孔型で構成され、第２孔型は第２−１孔型及び第２−２孔型、第３孔型は第３−１孔型及び第３−２孔型、第４孔型は第４−１孔型及び第４−２孔型からなる。なお、図２〜図５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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。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。
ウェッジ角度の下限値は通常ロールの強度により決まる。被圧延材Ａがロール（第１孔型Ｋ１では上孔型ロール２０及び下孔型ロール２１）と接触し、その間に受ける熱によりロールが膨張し、被圧延材Ａがロールから離れるとロールが冷却され収縮する。造形中はこれらのサイクルが繰り返されるが、ウェッジ角度が小さすぎると、突起部（第１孔型Ｋ１では突起部２５、２６）の厚みが薄いために被圧延材Ａからの入熱が当該突起部の左右から入りやすくなり、ロールがより高温になり易い。ロールが高温になると熱振れ幅が大きくなるためにヒートクラックが入り、ロール破損に至る恐れがある。
一方、ウェッジ角度が大きくなると、各孔型における割り込み（第１孔型Ｋ１では割り込み２８、２９）形成時に幅拡がりによる変形が生じ、特に、以下に説明する第２孔型Ｋ２以降での造形においてフランジの生成効率が低下する。
以上のような観点から、本発明者らが鋭意解析評価を行った結果、本実施の形態にかかる孔型構成においては、ウェッジ角度θ１ａの範囲は２５°以上４０°以下であることが望ましい。
【００３４】
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１００）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ΔＴ）は、スラブ上下端部における圧下量（スラブ端面圧下量ΔＥ）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。
【００３５】
図３は第２孔型Ｋ２−１の概略説明図である。第２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。
【００３６】
また、突起部３５、３６の高さ（突出長さ）ｈ２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、ｈ２＞ｈ１となっている。ここで、上述したように、突起部３５、３６の先端部角度（ウェッジ角度θ１ｂ）は上記第１孔型Ｋ１の突起部２５、２６の先端部角度と同じ（即ち、θ１ａ＝θ１ｂ）であることが好ましい。
【００３７】
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孔型Ｋ２−１に形成される突起部３５、３６の高さｈ２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孔型Ｋ２−１の方が長くなる。第２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ｈ２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孔型Ｋ２−１での突起部３５、３６の被圧延材Ａへの侵入深さｈ２はｈ１’＜ｈ２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。
【００３８】
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。
また、この第２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１００）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。
【００３９】
図４は第２孔型Ｋ２−２の概略説明図である。第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、第２孔型Ｋ２−１の突起部４５と突起部４６とでそれぞれ等しく構成されている。
【００４０】
また、これら突起部４５、４６の形状は、上記第２孔型Ｋ２−１の突起部３５、３６の形状と相似形となっており、先端部角度は同じく２５°以上４０°以下のウェッジ角度θ１ｂとなっている。また、突起部４５、４６の高さｈ２’は、上記突起部３５、３６の高さｈ２よりも高く（即ち、ｈ２＜ｈ２’）構成されている。
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。
【００４１】
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４５、４６の侵入長さが、第１孔型Ｋ１、第２孔型Ｋ２−１のいずれよりも長く構成されているため、第２孔型Ｋ２−２では、更に深い割り込み４８、４９が形成されることとなる。
また、この第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１００）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。
【００４２】
これら第２孔型Ｋ２−１、Ｋ２−２は、必要に応じて使い分けることが可能であり、例えば、第１孔型Ｋ１通材後の被圧延材Ａを、第２孔型Ｋ２−１のみに通材させて造形を行う場合と、第２孔型Ｋ２−１及び第２孔型Ｋ２−２の両方に通材させて造形を行う場合とが考えられる。なお、図３には、第２孔型Ｋ２−１のみに通材させてフランジ対応部（後述するフランジ部１００に対応する部位）のフランジ片幅が短いＨ形粗形材を造形する場合の被圧延材形状を示し、図４には、図３に示した場合よりもスラブ幅の大きい（素材断面の異なる）素材を使用し、第２孔型Ｋ２−１及び第２孔型Ｋ２−２の両方に通材させてフランジ対応部（後述するフランジ部１００に対応する部位）のフランジ片幅が長いＨ形粗形材を造形する場合の被圧延材形状を示している。このように使い分けることで、被圧延材Ａの上下端部（スラブ端面）に割り込みを形成して造形されるフランジ対応部（後述するフランジ部１００に対応する部位）のフランジ片幅が短い場合・長い場合に分けて造形を実施することができる。即ち、これら２つの孔型（第２孔型Ｋ２−１、Ｋ２−２）を用いることで、スラブ厚が同一であり、幅が異なる素材から最終製品であるＨ形鋼として、２種類のフランジ幅が異なる製品を製造するための造形を実施することができる。
【００４３】
上述したように、フランジ対応部（後述するフランジ部１００に対応する部位）のフランジ片幅が短い場合・長い場合に分けて造形を実施する際に、素材として用いられるスラブは同一の厚みであり、幅（スラブ幅）が異なる素材である。従って、上述した第２孔型Ｋ２−１のみに通材させて造形を行う場合には、スラブ幅の短い素材を用い、第２孔型Ｋ２−１及び第２孔型Ｋ２−２の両方に通材させて造形を行う場合には、スラブ幅の長い素材を用いることで、フランジ片幅が短い場合（図３参照）と、長い場合（図４参照）に分けて造形を行うことができる。
なお、以上説明した第１孔型Ｋ１ならびに第２孔型Ｋ２−１、Ｋ２−２は、被圧延材Ａの上下端部（スラブ端面）に割り込みを形成させるものであることから、割り入れ孔型とも呼称される。
【００４４】
図５は第３孔型Ｋ３−１の概略説明図である。第３孔型Ｋ３−１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Ｋ３−１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Ｋ３−１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。
【００４５】
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、上記第２孔型Ｋ２−１の突起部３５、３６の侵入深さｈ２よりも短くなっている（即ち、ｈ３＜ｈ２）。
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。
【００４６】
図５に示すように、第３孔型Ｋ３−１では、第２孔型Ｋ２−１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孔型Ｋ２−１において形成された割り込み３８、３９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Ｋ３−１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孔型Ｋ２−１において割り込み３８、３９の形成と共に造形された分割部位（後述するフランジ部１００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。
【００４７】
また、この第３孔型Ｋ３−１での造形は少なくとも１パス以上によって行われ、当該造形においては、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５０ａ、５０ｂ及び孔型底面５１ａ、５１ｂとが接触するような造形が行われる。これは、第３孔型Ｋ３−１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１００）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。
【００４８】
図６は第３孔型Ｋ３−２の概略説明図である。第３孔型Ｋ３−２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３孔型Ｋ３−２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３孔型Ｋ３−２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。
【００４９】
また、これら突起部６５、６６の形状は、上記第３孔型Ｋ３−１の突起部５５、５６の形状と相似形となっており、先端部角度は同じくウェッジ角度θ２であり、突起部６５、６６の高さｈ３’は、上記突起部５５、５６の高さｈ３よりも高く（即ち、ｈ３＜ｈ３’）構成されている。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、図６に示す４箇所ともに約９０°（略直角）に構成されている。
【００５０】
図６に示すように、第３孔型Ｋ３−２では、第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孔型Ｋ２−２において形成された割り込み４８、４９が、突起部６５、６６が押し当てられることにより、割り込み６８、６９となる。即ち、第３孔型Ｋ３−２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θ２となる。換言すると、第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１００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。
【００５１】
また、この第３孔型Ｋ３−２での造形は少なくとも１パス以上によって行われ、当該造形においては、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６０ａ、６０ｂ及び孔型底面６１ａ、６１ｂとが接触するような造形が行われる。これは、第３孔型Ｋ３−２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１００）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。
【００５２】
図５、図６を参照して説明した第３孔型Ｋ３−１と第３孔型Ｋ３−２は、共に割り込みによって造形された分割部位（後述するフランジ部１００に対応する部位）を外側に折り曲げるための孔型であるが、第３孔型Ｋ３−１は、前段階の孔型として第２孔型Ｋ２−１のみを用いて造形された被圧延材Ａに対して造形を行うものであるのに対し、第３孔型Ｋ３−２は、前段階の孔型として第２孔型Ｋ２−１及びＫ２−２を用いて造形された被圧延材Ａに対して造形を行うものである。
即ち、同一のロールチャンスでもって２種類のフランジ幅が異なる製品を製造する場合において、第３孔型Ｋ３−１はフランジ幅の短い製品を製造する際に用いられ、第３孔型Ｋ３−２はフランジ幅の長い製品を製造する際に用いられる。当然、図５と図６を比較して分かるように、第３孔型Ｋ３−１で造形されたフランジ相当部（後述するフランジ部１００）よりも、第３孔型Ｋ３−２で造形されたフランジ相当部（後述するフランジ部１００）の方が、フランジ片幅が長くなるように造形される。
【００５３】
なお、第３孔型Ｋ３−１、Ｋ３−２の割り込み角度θ２は、例えば７０°以上１１０°以下に設定されることが望ましい。当該割り込み角度θ２が７０°未満あるいは１１０°超である場合には、左右のフランジ部８０の変形アンバランスや、フランジ部８０の外側面が押し潰されるといった形状不良が生じる恐れがあり、また、既知の平造形孔型におけるドッグボーン形状の造形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が生じる恐れがある。
以上のような観点から、本発明者らが鋭意解析評価を行った結果、本実施の形態にかかる孔型構成においては、割り込み角度θ２の範囲は７０°以上１１０°以上であることが望ましい。
【００５４】
図７は第４孔型Ｋ４−１の概略説明図である。第４孔型Ｋ４−１は、一対の水平ロールである上孔型ロール７０と下孔型ロール７１に刻設される。上孔型ロール７０の周面（即ち、第４孔型Ｋ４−１の上面）には、孔型内部に向かって突出する突起部７５が形成されている。更に、下孔型ロール７１の周面（即ち、第４孔型Ｋ４−１の底面）には、孔型内部に向かって突出する突起部７６が形成されている。これら突起部７５、７６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７５と突起部７６とでそれぞれ等しく構成されている。
【００５５】
上記突起部７５、７６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７５、７６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）。
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７０ａ、７０ｂ及び孔型底面７１ａ、７１ｂと、突起部７５、７６の傾斜面とのなす角度θｆは、図７に示す４箇所ともに約９０°（略直角）に構成されている。
【００５６】
図７に示すように、第４孔型Ｋ４−１では、第３孔型Ｋ３−１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Ｋ３−１において形成された割り込み５８、５９が、突起部７５、７６が押し当てられることにより、割り込み７８、７９となる。即ち、第４孔型Ｋ４−１での造形における最終パスでは、割り込み７８、７９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Ｋ３−１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１００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。
【００５７】
また、この第４孔型Ｋ４−１での造形は少なくとも１パス以上によって行われ、当該造形においては、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７０ａ、７０ｂ及び孔型底面７１ａ、７１ｂとが接触するような造形が行われる。これは、第４孔型Ｋ４−１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１００）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。
【００５８】
図８は第４孔型Ｋ４−２の概略説明図である。第４孔型Ｋ４−２は、一対の水平ロールである上孔型ロール８０と下孔型ロール８１に刻設される。上孔型ロール８０の周面（即ち、第４孔型Ｋ４−２の上面）には、孔型内部に向かって突出する突起部８５が形成されている。更に、下孔型ロール８１の周面（即ち、第４孔型Ｋ４−２の底面）には、孔型内部に向かって突出する突起部８６が形成されている。これら突起部８５、８６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８５と突起部６６とでそれぞれ等しく構成されている。
【００５９】
また、これら突起部８５、８６の形状は、上記第４孔型Ｋ４−１の突起部７５、７６の形状と相似形となっており、先端部角度は同じくウェッジ角度θ３であり、突起部８５、８６の高さｈ３’は、上記突起部７５、７６の高さｈ４よりも高く（即ち、ｈ４＜ｈ４’）構成されている。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８０ａ、８０ｂ及び孔型底面８１ａ、８１ｂと、突起部８５、８６の傾斜面とのなす角度θｆは、図８に示す４箇所ともに約９０°（略直角）に構成されている。
【００６０】
図８に示すように、第４孔型Ｋ４−２では、第３孔型Ｋ３−２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３孔型Ｋ３−２において形成された割り込み６８、６９が、突起部８５、８６が押し当てられることにより、割り込み８８、８９となる。即ち、第４孔型Ｋ４−２での造形における最終パスでは、割り込み８８、８９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Ｋ３−２において割り込み６８、６９の形成と共に造形された分割部位（後述するフランジ部１００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１００と呼称する。
【００６１】
また、この第４孔型Ｋ４−２での造形は少なくとも１パス以上によって行われ、当該造形においては、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８０ａ、８０ｂ及び孔型底面８１ａ、８１ｂとが接触するような造形が行われる。これは、第４孔型Ｋ４−２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、フランジ部１００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。
【００６２】
なお、第４孔型Ｋ４−１、Ｋ４−２の割り込み角度θ３は１８０°よりもやや小さい角度に設定されることが望ましく、例えば１３０°以上１７０°以下に設定されることが望ましい。これは、割り込み角度θ３を１８０°としてしまうと、次工程である平造形孔型においてウェブ厚の減厚を行う際に、フランジ部１００の外側に拡がりが生じ、平造形孔型での圧延においてかみ出しが生じやすいからである。即ち、次工程の平造形孔型の形状及びウェブ厚の圧下量に応じてフランジ部１００の外側での拡がり量が決まるため、ここでの割り込み角度θ３は、平造形孔型の形状及びウェブ厚の圧下量を勘案して好適に定められることが望ましい。
【００６３】
図７、図８を参照して説明した第４孔型Ｋ４−１と第４孔型Ｋ４−２は、共に割り込みによって造形された分割部位（後のフランジ部１００）を外側に折り曲げるための孔型であるが、第４孔型Ｋ４−１は、前段階の孔型として第３孔型Ｋ３−１を用いて造形された被圧延材Ａに対して造形を行うものであるのに対し、第４孔型Ｋ４−２は、前段階の孔型として第３孔型Ｋ３−２を用いて造形された被圧延材Ａに対して造形を行うものである。
即ち、同一のロールチャンスでもって２種類のフランジ幅が異なる製品を製造する場合において、第４孔型Ｋ４−１はフランジ幅の短い製品を製造する際に用いられ、第４孔型Ｋ４−２はフランジ幅の長い製品を製造する際に用いられる。当然、図７と図８を比較して分かるように、第４孔型Ｋ４−１で造形されたフランジ部１００よりも、第４孔型Ｋ４−２で造形されたフランジ部１００の方が、フランジ片幅が長くなるように造形される。
なお、以上説明した第３孔型Ｋ３−１、Ｋ３−２ならびに第４孔型Ｋ４−１、Ｋ４−２は、被圧延材Ａの上下端部（スラブ端面）に形成された分割部位（後のフランジ部１００）を外側に折り曲げる造形を行うことから、折り曲げ孔型とも呼称される。
【００６４】
以上説明した第１孔型Ｋ１〜第４孔型Ｋ４−１、Ｋ４−２によって造形された被圧延材Ａに対し、既知の孔型（平造形孔型）を用いて更に圧下・造形が行われ、いわゆるドッグボーン形状であるＨ形粗形材１３が造形される。通常はこの後、スラブ厚に相当する部分を減厚する平造形孔型でウェブ厚が減厚される。その後、図１に示す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。
【００６５】
このようなＨ形粗形材１３の第１孔型Ｋ１〜第４孔型Ｋ４−１、Ｋ４−２での圧延造形において、同一の厚みを有し、幅が異なるスラブ素材から、フランジ部１００の片幅が異なる２種類のＨ形鋼製品を製造する場合の工程について以下に簡単に説明する。具体的には、フランジ片幅がＬ１である第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）と、フランジ片幅がＬ２（＞Ｌ１）である第２のＨ形鋼製品（広幅製品）を製造する場合のＨ形粗形材の造形について説明する。
【００６６】
先ず、加熱炉２から抽出されたスラブ素材１１に対し、第１孔型Ｋ１においてその上下端部に割り込み２８、２９の形成が行われる（図２参照）。続いて、第２孔型Ｋ２−１において、割り込み２８、２９を更に深くするような造形が行われ、割り込み３８、３９が形成される。これら第１孔型Ｋ１及び第２孔型Ｋ２−１での工程は第１のＨ形鋼製品と第２のＨ形鋼製品とで共通して行われる（図３参照）。この時、用いられるスラブ素材１１の厚みは両者で同じであるが、スラブ幅は第２のＨ形鋼製品に対応する素材の方が長い。
【００６７】
第１のＨ形鋼製品の製造においては、被圧延材Ａは第３孔型Ｋ３−１にて造形され、割り込み３８、３９が押し広げられ、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１００に対応する部位）が外側に折り曲げられる（図５参照）。そして、被圧延材Ａは、第３孔型Ｋ３−１での造形後、第４孔型Ｋ４−１において更に造形され、割り込み７８、７９の形成と共に造形された分割部位（後述するフランジ部１００に対応する部位）が更に外側に折り曲げられる（図７参照）。
ここで、第１のＨ形鋼製品のフランジ片幅Ｌ１は、第２孔型Ｋ２−１での割り込み３８、３９の形成と共に造形されるフランジ相当部の片幅に依存する。
【００６８】
一方、第２のＨ形鋼製品の製造においては、第２孔型Ｋ２−１で造形された被圧延材Ａの上下端面の整形を行った後、被圧延材Ａは第２孔型Ｋ２−２にて、形成されている割り込み３８、３９を更に深くするような造形が行われ、割り込み４８、４９が形成される（図４参照）。そして、被圧延材Ａは、第２孔型Ｋ２−２での造形後、第３孔型Ｋ３−２において更に造形され、割り込み４８、４９が押し広げられ、割り込み６８、６９の形成と共に造形された分割部位（後述するフランジ部１００に対応する部位）が外側に折り曲げられる（図６参照）。続いて、被圧延材Ａは、第３孔型Ｋ３−２での造形後、第４孔型Ｋ４−２において更に造形され、割り込み８８、８９の形成と共に造形された分割部位（後述するフランジ部１００に対応する部位）が更に外側に折り曲げられる（図８参照）。
ここで、第２のＨ形鋼製品のフランジ片幅Ｌ２は、第２孔型Ｋ２−２での割り込み４８、４９の形成と共に造形されるフランジ相当部の片幅に依存する。
【００６９】
このようにして造形された２種類のＨ形粗形材は、上述したようにフランジ片幅がＬ１とＬ２で異なっている。一方でＨ形粗形材の幅において、ウェブに相当する部位の幅はほぼ等しくなっている。このような構成でＨ形粗形材を造形することで、後段の中間ユニバーサル圧延機５−エッジャー圧延機９や仕上ユニバーサル圧延機８での圧延造形において、同一のロールチャンスで２種類のＨ形粗形材の圧延造形を実施することができる。
【００７０】
表１は、上述したフランジ片幅がＬ１である第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）と、フランジ片幅がＬ２（＞Ｌ１）である第２のＨ形鋼製品（広幅製品）を製造する場合のＨ形粗形材の造形プロセスをまとめた表である。なお、表１中の孔型名称Ｇ１〜Ｇ４−２は、上記第１孔型Ｋ１〜第４孔型Ｋ４−２に相当し、スタンドＮｏは孔型を刻設する圧延機を２基に分けた場合の一例であり、１回目、２回目との記載は、粗圧延を行う圧延スタンドが１基しかない場合に、ロール胴長が不足することを補うために２回のロールチャンスに分けて２ヒート加熱して操業を実施する場合における圧延孔型とその順序の一例を示している。
また、第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）に関する１〜４の番号ならびに第２のＨ形鋼製品（広幅製品）に関する１〜５の番号は、通材させる孔型とその順序を示している。
【００７１】
【表１】
2017119196.tif 000003
【００７２】
表１に示すような造形プロセスにより、第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）と第２のＨ形鋼製品（広幅製品）が造り分けられる。なお、表１ならびに本実施の形態における説明でも記載したように、第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）と第２のＨ形鋼製品（広幅製品）を造り分ける場合において、第２孔型２−１（表中のＧ２−１）は、両方の製品において用いられる。これは、第１孔型Ｋ１において被圧延材Ａの上下端部に形成された割り込み２８、２９を更に深くする際に、フランジ相当部の左右不均一や通材不良等を生じさせることなく、安定的に割り込みを形成させるためである。特に、例えばフランジ幅が３００ｍｍ以上であるようなフランジ幅の大きなＨ形鋼製品を製造する場合には、フランジ相当部が左右不均一に造形される前に、一度フランジ相当部の形状修正を行うために第２孔型２−１を用いることで、安定したフランジ相当部の造形や割り込みの形成が実施される。
【００７３】
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Ｋ４−２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１００を形成するといった造形をすることで、被圧延材Ａ（スラブ）の上下端面を上下方向に圧下することなくＨ形粗形材１３の造形を行うことができる。即ち、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。
【００７４】
更には、第１孔型Ｋ１〜第４孔型Ｋ４−２を用いた、例えば表１に示したような造形方法においては、厚みが同じで幅の異なるスラブ素材を用いて、第３孔型Ｋ３−１及び第４孔型Ｋ４−１を用いて造形されるフランジ部１００の片幅が短いものと、第３孔型Ｋ３−２及び第４孔型Ｋ４−２を用いて造形されるフランジ部１００の片幅が長いものと、の２種類の粗形材が造形され、それらが既知の平造形孔型（ウェブ減厚孔型）によっていわゆるドッグボーン形状に造形され、フランジ部の寸法が異なるＨ形粗形材１３が造形される。
【００７５】
即ち、本実施の形態に係る造形方法によれば、同一の厚みを有し、幅が異なるスラブ素材から、同一のロールチャンスにおいて２種類の異なるフランジ幅を有するＨ形粗形材１３が造形され、その２種類のＨ形粗形材１３に対し、図１に示す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。ここで、中間圧延工程や仕上圧延工程では、フランジ片幅が大きく変わるような圧延・造形は行われないため、２種類の異なるフランジ幅を有するＨ形粗形材１３からは、２種類の異なるフランジ幅のＨ形鋼製品が製造される。
【００７６】
また、本実施の形態に係る造形方法では、第２孔型Ｋ２−１〜第４孔型Ｋ４−２において、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及び孔型底面とが接触するような造形を行っている。即ち、被圧延材Ａは、各孔型圧延工程において、その孔型形状に沿った形に高精度で寸法を維持しつつ造形される。よって、第３孔型Ｋ３−１及び第４孔型Ｋ４−１を用いて造形される第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）に対応する粗形材と、第３孔型Ｋ３−２及び第４孔型Ｋ４−２を用いて造形される第２のＨ形鋼製品（広幅製品）に対応する粗形材は、それぞれの孔型形状に沿った形状に造形される。このように造形することで、第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）に対応する粗形材、ならびに第２のＨ形鋼製品（広幅製品）に対応する粗形材を、左右のフランジ相当部（後のフランジ部１００）の肉量が不均一になるといった形状不良を抑制しつつ効率的で安定して造形することができる。
【００７７】
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。
【００７８】
上記実施の形態においては、フランジ片幅がＬ１である第１のＨ形鋼製品（狭幅製品）と、フランジ片幅がＬ２（＞Ｌ１）である第２のＨ形鋼製品（広幅製品）を、同一の厚みを有するスラブ素材から同一のロールチャンスでもって造形するとの説明を行ったが、このように製造される２種類のフランジ幅を有するＨ形鋼製品としては以下のような寸法が例示される。即ち、例えば、同一厚みのスラブ素材から、フランジ幅３００ｍｍと４００ｍｍの製品を製造する場合、フランジ幅４００ｍｍと５００ｍｍの製品を製造する場合等が考えられる。
一般的なＨ形鋼製品のフランジ幅の寸法ピッチは５０ｍｍであることが知られており、フランジ幅が５０ｍｍ異なる２種類のＨ形鋼製品を造り分ける場合には、同一孔型でのパススケジュールの調整等でも行うことが可能である。しかしながら、フランジ幅が５０ｍｍ超（例えば１００ｍｍ）異なる２種類のＨ形鋼製品を造り分ける場合には、中間圧延工程等で被圧延材の変形に支障をきたし、粗形材の造形段階からフランジ幅の調整が必要となる。従って、そのような場合には、上記実施の形態に係る方法を用いることで同一のロールチャンスでの造り分けにより２種類の異なるフランジ幅のＨ形鋼製品が製造される。
【００７９】
例えば、上記実施の形態において、第１孔型Ｋ１〜第４孔型Ｋ４−２はサイジングミル３及び粗圧延機４の両方に亘って刻設されても良く、どちらか一方の圧延機に刻設されても良いとして説明したが、表１を参照して説明したように、第１孔型Ｋ１〜第３孔型Ｋ３−２を第１の圧延機としてのサイジングミル３に刻設し、第４孔型Ｋ４−１及びＫ４−２を第２の圧延機としての粗圧延機４に刻設することがより望ましい。
【００８０】
また、粗圧延工程を行う圧延機を１基のみ有する圧延設備においては、１ヒート目に第１孔型Ｋ１〜第３孔型Ｋ３−２を刻設したロールを用いて造形を行い、その後、ロール組み替えを行い、２ヒート目に第４孔型Ｋ４−１及びＫ４−２を刻設したロールを用いて造形を行っても良い。
【００８１】
また、Ｈ形鋼を製造する際の素材として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。即ち、例えばビームブランク素材を造形してＨ形鋼を製造する場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
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技術に適用できる。
【符号の説明】
【００８３】
１…圧延設備
２…加熱炉
３…サイジングミル
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
１２…フランジ対応部
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Ｋ１）
２１…下孔型ロール（第１孔型Ｋ１）
２５、２６…突起部（第１孔型Ｋ１）
２８、２９…割り込み（第１孔型Ｋ１）
３０…上孔型ロール（第２孔型Ｋ２−１）
３１…下孔型ロール（第２孔型Ｋ２−１）
３５、３６…突起部（第２孔型Ｋ２−１）
３８、３９…割り込み（第２孔型Ｋ２−１）
４０…上孔型ロール（第２孔型Ｋ２−２）
４１…下孔型ロール（第２孔型Ｋ２−２）
４５、４６…突起部（第２孔型Ｋ２−２）
４８、４９…割り込み（第２孔型Ｋ２−２）
５０…上孔型ロール（第３孔型Ｋ３−１）
５１…下孔型ロール（第３孔型Ｋ３−１）
５５、５６…突起部（第３孔型Ｋ３−１）
５８、５９…割り込み（第３孔型Ｋ３−１）
６０…上孔型ロール（第３孔型Ｋ３−２）
６１…下孔型ロール（第３孔型Ｋ３−２）
６５、６６…突起部（第３孔型Ｋ３−２）
６８、６９…割り込み（第３孔型Ｋ３−２）
７０…上孔型ロール（第４孔型Ｋ４−１）
７１…下孔型ロール（第４孔型Ｋ４−１）
７５、７６…突起部（第４孔型Ｋ４−１）
７８、７９…割り込み（第４孔型Ｋ４−１）
８０…上孔型ロール（第４孔型Ｋ４−２）
８１…下孔型ロール（第４孔型Ｋ４−２）
８５、８６…突起部（第４孔型Ｋ４−２）
８８、８９…割り込み（第４孔型Ｋ４−２）
１００…フランジ部
Ａ…被圧延材
Ｔ…製造ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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