(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を有する形鋼の圧延設備において、粗ユニバーサル圧延機が第１の粗ユニバーサル圧延機と第２の粗ユニバーサル圧延機からなり、第１の粗ユニバーサル圧延機の水平ロール軸と第２の粗ユニバーサル圧延機の水平ロール軸との距離が第１の粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの直径の３．０  倍以下であることを特徴とする形鋼の圧延設備。
【請求項２】
前記第１の粗ユニバーサル圧延機と第２の粗ユニバーサル圧延機のいずれか一方が分割型幅可変式水平ロールと垂直ロールを有し、他方が一体型固定式水平ロールと垂直ロールを有することを特徴とする請求項１記載の形鋼の圧延設備。
【請求項３】
前記第１の粗ユニバーサル圧延機と前記第２の粗ユニバーサル圧延機が一つのハウジング内に収容されていることを特徴とする請求項１または２に記載の形鋼の圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形鋼の圧延設備に関し、特に、ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を有する形鋼の圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を有する形鋼の圧延設備では、例えばＨ形鋼に対し、ロール交換なしに異なるウエブ高さのＨ形鋼を安価、高能率かつ高精度に製造する目的で種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、特開平７−１２４６０１号公報には、図６に示すような、ブレークダウンミル（ＢＤ），第１ユニバーサルミル（１ＵＲ，固定式水平ロール），エッジャーミル（Ｅ），第２ユニバーサルミル（２ＵＲ，幅可変式水平ロール），仕上ユニバーサルミル（ＵＦ）を順次配置した圧延機列を用いてリバース圧延を行い、第２ユニバーサルミルの幅可変式水平ロールによりウエブ中央部に突起を付け、この突起に引張力を加えて突起の減厚とウエブ高さの増加を図る技術が開示されている。なお、「ミル」と「圧延機」とは同義である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によれば、粗ユニバーサルミルを２スタンド備えることでロール交換なしに異なるウエブ高さのＨ形鋼を製造することができるのであるが、圧延材長手方向先尾端で寸法不良が発生しやすいという問題があり、この寸法不良部（非定常部という）の発生を抑えて歩留りを向上させることが望まれている。しかしながら、前記特開平７−１２４６０１号公報にこの点に関する記載はなく、また、これ以外の形鋼の圧延設備に関する多くの従来技術を参照しても、上記問題点に着目して非定常部の長さの短縮を意図したものは見当たらない。
【０００５】
そこで、本発明は、非定常部の長さを短縮でき、そのうえで、ロール交換なしに異なるウエブ高さのＨ形鋼を安価、高能率かつ高精度に製造でき、しかも設備費も安くできる形鋼の圧延設備を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を有する形鋼の圧延設備において、粗ユニバーサル圧延機が第１の粗ユニバーサル圧延機と第２の粗ユニバーサル圧延機からなり、第１の粗ユニバーサル圧延機の水平ロール軸と第２の粗ユニバーサル圧延機の水平ロール軸との距離が第１の粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの直径の３．０  倍以下であることを特徴とする形鋼の圧延設備である。
【０００７】
本発明では、前記第１の粗ユニバーサル圧延機と第２の粗ユニバーサル圧延機のいずれか一方が分割型幅可変式水平ロールと垂直ロールを有し、他方が一体型固定式水平ロールと垂直ロールを有することが好ましい。
また、本発明では、前記第１の粗ユニバーサル圧延機と前記第２の粗ユニバーサル圧延機が一つのハウジング内に収容されていることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の圧延設備は、ブレークダウン圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、および仕上ユニバーサル圧延機を有する点に関しては、例えばＨ形鋼のユニバーサル圧延法で常用されている圧延設備と同じである。また、粗ユニバーサル圧延機が第１の粗ユニバーサル圧延機と第２の粗ユニバーサル圧延機からなる点については、たとえば前記特開平７−１２４６０１号公報に記載されているように公知である。
【０００９】
本発明のポイントは、第１の粗ユニバーサル圧延機（以下１ＵＲと称す）の水平ロール軸と第２の粗ユニバーサル圧延機（以下２ＵＲと称す）の水平ロール軸との距離、いわゆるスタンド間距離が第１の粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの直径の３．０  倍以下である点にある。
この点について説明する。
【００１０】
本発明者らは、非定常部の発生を抑制する手段を鋭意検討し、その過程で、１ＵＲ，２ＵＲをタンデムに配置してＨ形鋼を圧延すると、圧延材先端では、図５に示すように、粗ユニバーサル圧延中に何かの拍子にウエブに反り（上曲がり）等が発生し、次のミルに噛み込む時パスライン高さがずれるとＨ形鋼のウエブ位置がずれて寸法不良が発生し、その寸法不良部（非定常部）の長さはスタンド間距離に略等しくなることを知った。なお、図５において、１は水平ロール、２は垂直ロールである。そして、さらに検討を重ねた結果、スタンド間距離を１ＵＲの水平ロール直径の３．０  倍以下にすれば、非定常部が発生しても、圧延サイズにかかわらずその非定常部の長さがスタンド間距離以内に収まり、しかも、高い確率でスタンド間距離よりも短くなることがわかった。
【００１１】
本発明では、この知見に基づいて、図１に示すように、１ＵＲと２ＵＲとのスタンド間距離Ｌを、１ＵＲの水平ロールの直径Ｄ１  の３．０  倍以下に限定した。
本発明は、Ｈ形鋼での検討結果に基づいて構成されたものであるが、Ｈ形鋼に限らず、ユニバーサル圧延機を用いるものであれば、鋼矢板や溝形鋼に対して適用しても同様の効果が得られる。
【００１２】
また、本発明では、図２に示すように、１ＵＲと２ＵＲのいずれか一方の水平ロールが分割型幅可変式水平ロール１Ｂ  （図２（ａ）  ）であり、他方の水平ロールが一体型固定式水平ロール１Ａ  （図２（ｂ）  ）であることが好ましい。前者でウエブの部分圧延を行い、後者で前者で圧下されなかったウエブの未圧下部を圧延してウエブ高さを調整する。これにより、水平ロールの保有数を節減できるとともに、ロール交換回数を減らすことができる。
【００１３】
例えば、ウエブ高さ（フランジ厚を除くウエブ内側寸法）を３００ｍｍ  から９００ｍｍ  まで５０ｍｍピッチで１３水準有するＨ形鋼を一体型固定式水平ロールのみで圧延するには、１３種類のロール幅の水平ロールを保有し、ウエブ高さの変更毎にロール交換する必要があるが、図２の形態とすることにより、例えば３種類のロール幅（ＷＡ；  ３００ｍｍ，  ５００ｍｍ，  ７００ｍｍ）の一体型固定式水平ロール１Ａ  と１種類のロール幅（左右各ＷＢ；  １００ｍｍ）の分割型幅可変式水平ロール１Ｂ  との計４種類を保有するだけで間に合う。この場合、表１（１ＵＲに分割型幅可変式水平ロールを使用し２ＵＲに一体型固定式水平ロールを使用した例）に示すように、ウエブ高さ３００  〜４５０  ｍｍ級、５００  〜６５０ｍｍ  級、７００  〜９００ｍｍ  級の各級内ではウエブ高さの変更毎に１ＵＲの左右の分割ロール間隔（ＳＢ  ）を拡縮することでロール交換なしに圧延することができ、級間では２ＵＲの一体型固定式水平ロールを交換するのみでよい。
【００１４】
なお、本発明では一体型固定式水平ロールを使用する圧延機ではフランジを圧延しない場合があるが、その場合でも、図２（ｂ）  に示すように、垂直ロール２によりフランジ外面を拘束すればウエブ未圧下部圧延によるウエブ高さの拡大を防止することができる。
【００１５】
【表１】
0003589046.tif 000002
【００１６】
ところで、１ＵＲと２ＵＲのスタンド間距離を１ＵＲの水平ロールの直径の３．０  倍以下とするには、１ＵＲと２ＵＲとを一つのハウジング内に収容することが好ましい（図３（ａ）  参照）。なお、図３において、１は水平ロール、２は垂直ロール、３はハウジング、４はガイド、５は車輪、６はエッジャーロールである。これにより、１ＵＲと２ＵＲのスタンド間距離を約２．５  ｍにまで縮めることができ、非定常部の短縮化に極めて有効である。しかも、ロール交換（＝スタンド交換）のための装置（レール、ドローイングカー、配管・電気のオートカプラー等）が１セットで済み、設備費を節減できるともに、ロール交換の所要時間も短縮して圧延能率が向上する。
【００１７】
また、通常のＨ形鋼圧延では、粗ユニバーサル圧延後にエッジャー圧延が行われ、その圧延工程順に各圧延機を配置するほうがマスフローに無駄が少ないことから、本発明では、図３に示すように、１ＵＲ（分割型幅可変式水平ロール１Ｂ  を有す），２ＵＲ（一体型固定式水平ロール１Ａ  を有す）の下流にエッジャー圧延機Ｅを有していることが好ましい。
【００１８】
このとき、図４に示すように、２ＵＲの水平ロールは無駆動ロールとすることができるが、その場合、１ＵＲの水平ロールとＥ（エッジャー圧延機）のエッジャーロール６とは駆動ロールとすることが望ましい。このように無駆動ロールの前後に駆動ロールを配置することで、無駆動ロールでの材料尾端抜け時の噛止りを防止することができる。なお、図４において、７はチョック、８は幅可変駆動装置、９はロールワブラー、１０は駆動スピンドルであり、図２〜図３と同一または相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
【００１９】
また、２ＵＲの水平ロールを必要に応じて駆動ロールとすることは一向にかまわない。
【００２０】
【実施例】
表２に示す種々の圧延機列を用い、１ＵＲ、２ＵＲのスタンド間距離Ｌと１ＵＲの水平ロール直径Ｄ１  の比（Ｌ／Ｄ１  ）を同表に示すように変更し、ＵＦ（仕上ユニバーサル圧延機）前寸法がウエブ高さ６００ｍｍ  ×ウエブ厚１５ｍｍ×フランジ幅３００ｍｍ  ×フランジ厚２６ｍｍのＨ形鋼を圧延し、ＵＦ圧延後に非定常部の長さを調査した。ここでは、１ＵＲの水平ロールは分割型幅可変式、２ＵＲの水平ロールは一体型固定式とし、非定常部の判定指標としては中心偏りを採用し、材料の長手方向先端から内部にかけて中心偏りが許容範囲を逸脱している領域を非定常部と判定した。また、本発明の実施例では１ＵＲ、２ＵＲでハウジングを共用し、本発明を外れる比較例では１ＵＲ、２ＵＲをそれぞれ別のハウジングに収容した。
【００２１】
その結果、同表に示すように、Ｌ／Ｄ１  を３．０  超とした比較例では、非定常部の長さが３例ともスタンド間距離に等しくなったのに対し、Ｌ／Ｄ１  を３．０  以下とした実施例では、非定常部の長さが、３例中１例ではスタンド間距離に等しくなったが、３例中２例でスタンド間距離よりも短くなった。このように、本発明によれば非定常部の長さを顕著に短縮することができる。
【００２２】
【表２】
0003589046.tif 000003
【００２３】
【発明の効果】
かくして本発明によれば、非定常部の長さを短縮でき、そのうえで、ロール交換なしに異なるウエブ高さのＨ形鋼を安価、高能率かつ高精度に製造でき、しかも設備費も安くできるという優れた効果を奏する。また、本発明は、Ｈ形鋼以外の形鋼（鋼矢板、溝形鋼など）に対しても同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１ＵＲ、２ＵＲのスタンド間距離と１ＵＲの水平ロール直径との関係を示す側面模式図である。
【図２】図１における好適形態を示すＡＡ矢視図（ａ）  およびＢＢ矢視図（ｂ）  である。
【図３】本発明に係る粗圧延機要素の配置とハウジング収容形態を示す側面模式図である。
【図４】本発明に係る粗圧延機のロール駆動様式の一例を示す平面模式図である。
【図５】非定常部の発生原因の説明図である。
【図６】形鋼圧延設備の従来例を示す平面模式図である。
【符号の説明】
１  水平ロール
１Ａ  一体型固定式水平ロール
１Ｂ  分割型幅可変式水平ロール
２  垂直ロール
３  ハウジング
４  ガイド
５  車輪
６  エッジャーロール
７  チョック
８  幅可変駆動装置
９  ロールワブラー
１０  駆動スピンドル
【図１】
0003589046.tif 000004
【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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