(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ形鋼の熱間圧延設備に用いられるユニバーサル圧延機の堅ロールであって、ロール幅方向の両端部にロール軸を中心に自由回転し、水平ロールの側面を支持する大径部を有し、ロール幅方向の中央部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転し、Ｔ形鋼のウェブ先端面を圧下する小径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能であることを特徴とする堅ロール。
【請求項２】
Ｔ形鋼の熱間圧延設備に用いられるユニバーサル圧延機の堅ロールであって、ロール幅方向の中央部にロール軸を中心に自由回転し、Ｔ形鋼のウェブ先端面を圧下する小径部を有し、ロール幅方向の両端部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転し、水平ロールの側面を支持する大径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能であることを特徴とする堅ロール。
【請求項３】
Ｔ形鋼の熱間圧延設備に用いられるユニバーサル圧延機であって、左右の堅ロールのうち、一方の堅ロールが、ロール幅方向の両端部にロール軸を中心に自由回転し、水平ロールの側面を支持する大径部を有し、ロール幅方向の中央部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転し、Ｔ形鋼のウェブ先端面を圧下する小径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能なロールであることを特徴とする形鋼圧延用のユニバーサル圧延機。
【請求項４】
Ｔ形鋼の熱間圧延設備に用いられるユニバーサル圧延機であって、左右の堅ロールのうち、一方の堅ロールが、ロール幅方向の中央部にロール軸を中心に自由回転し、Ｔ形鋼のウェブ先端面を圧下する小径部を有し、ロール幅方向の両端部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転し、水平ロールの側面を支持する大径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能なロールであることを特徴とする形鋼圧延用のユニバーサル圧延機。
【請求項５】
粗ユニバーサル圧延機の左右の堅ロールの一方でウェブの先端面を圧下し、他方でフランジをその板厚方向に圧下するＴ形鋼の製造方法であって、前記粗ユニバーサル圧延機のウェブ先端面を圧下する側の堅ロールに、ウェブの先端面を圧下する小径部と水平ロールの側面を支持する大径部とを備えるとともに、その小径部と大径部との段差量を調整することが可能な堅ロールを用い、圧延するＴ形鋼のウェブ内法寸法に応じて前記段差量を調節することにより、粗ユニバーサル圧延機のロールを組替えることなくウェブ内法寸法の異なるＴ形鋼を圧延することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＴ形鋼の熱間圧延設備に用いられるユニバーサル圧延機の竪ロール、ユニバーサル圧延機およびＴ形鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２にＴ形鋼の断面形状を示す。Ｔ形鋼Ｈはウェブ５０とフランジ６０からなる断面がＴ字形状の形鋼であり、造船や橋梁等の分野で広く使用され、その用途や使用条件、使用箇所等によって様々な寸法の製品が製造されている。図１２においてＡｏ：ウェブ高さ、
ｔｗ：ウェブ厚、Ａｉ：ウェブ内法寸法、Ｗｆ：フランジ幅、ｔｆ：フランジ厚とする。
【０００３】
通常用いられるＴ形鋼の寸法は、ウェブ高さ：２００〜１０００ｍｍ程度、ウェブ厚：８〜２５ｍｍ程度、ウェブ内法寸法：１９０〜９８０ｍｍ程度、フランジ幅：８０〜３００ｍｍ程度、フランジ厚：１２〜４０ｍｍ程度である。さらに、造船用として用いられるＴ形鋼の場合、ウェブ高さはフランジ幅の２倍以上であることが多い。
【０００４】
ウェブ高さとフランジ幅がほぼ同じであっても、ウェブ厚とフランジ厚が異なる複数のサイズのＴ形鋼が、必要とされる強度に応じて選択され、構造物に適用される。図１９に示すように、ウェブ高さの基準として、ウェブの内法寸法Ａｉとウェブの外法寸法Ａｏ（図１２のウェブ高さ（Ａｏ）と同じ）を使用する場合があり、サイズが変わってもウェブ内法寸法Ａｉが同じ場合をウェブ内法一定、ウェブ外法寸法Ａｏが同じ場合をウェブ外法一定と呼ぶ。
【０００５】
ウェブ内法一定の場合、図１９（ａ）のようにフランジ厚ｔｆがｔｆ１、ｔｆ２、ｔｆ３と変化すると、Ａｉが一定でＡｏがＡｏ１、Ａｏ２、Ａｏ３と変化する。また、ウェブ外法一定の場合、図１９（ｂ）のようにフランジ厚ｔｆがｔｆ１、ｔｆ２、ｔｆ３と変化すると、Ａｏが一定でＡｉがＡｉ１、Ａｉ２、Ａｉ３と変化する。
【０００６】
サイズの異なるＴ形鋼を長さ方向に接続すると、ウェブ内法一定の場合はフランジの内面（ウェブ側の面）が同じ高さになり、フランジの外面に段差が生じる。逆にウェブ外法一定の場合には、長さ方向に接続するとフランジの外面が同じ高さで内面に段差が生じる。どちらを使用するかは、用途や使用部位に応じて施工性の観点で選択される。
【０００７】
Ｔ形鋼はウェブとフランジとを溶接して製造されることが一般的であるが、圧延により一体成形する技術も提案されている。
【０００８】
例えば、ウェブ厚、フランジ厚、ウェブ高さおよびフランジ幅が様々な寸法のＴ形鋼を効率よく製造するため、ユニバーサル圧延機を中間圧延工程に２基、仕上圧延工程に１基配置した熱間圧延設備が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００９】
図１３はその一例を示し、図において１００は粗造形圧延機、２００は第１の粗ユニバーサル圧延機、３００はエッジャ圧延機、４００は第２の粗ユニバーサル圧延機、５００は仕上圧延機を示す。加熱炉（図示せず）から搬出された素材鋼片（図示せず）は粗造形圧延機１００によって断面形状が略Ｔ形のＴ形鋼片に圧延される。
【００１０】
得られたＴ形鋼片を、第１の粗ユニバーサル圧延機２００とエッジャ圧延機３００と第２の粗ユニバーサル圧延機４００が近接して配置された圧延設備列で圧延を行って、ウェブとフランジの圧下を行う。
【００１１】
第１の粗ユニバーサル圧延機２００は図１４に示すように、水平軸上を回転する水平ロール２１ａ、２１ｂと、垂直軸上を回転する竪ロール２７ａ、２７ｂを有する。水平ロール２１ａ、２１ｂの圧下面の幅Ｗ１は、ウェブ５０の内法寸法Ａｉ（フランジ内面からウェブ先端部までの距離）より大きくする。
【００１２】
第１の粗ユニバーサル圧延機２００では、水平ロール２１ａ、２１ｂによりウェブ５０の高さ方向の全面をその板厚方向に圧下し、竪ロール２７ａと、水平ロール２１ａ、２１ｂの側面でフランジ６０をその板厚方向に圧下する。フランジ６０を圧下する際、竪ロール２７ａにより、水平ロール２１ａ、２１ｂの一方の側面から軸方向にスラスト力が作用するので、竪ロール２７ｂを水平ロール２１ａ、２１ｂの、他方の側面に押圧して、水平ロール２１ａ、２１ｂが軸方向に移動しないようにする方法が開示されている。
【００１３】
エッジャ圧延機３００は図１５に示すように、水平軸方向に大径ロール部３３と小径ロール部３２を備えた水平ロール３１ａ、３１ｂを有し、大径ロール部３３が被圧延材Ｈのウェブ５０を誘導し、小径ロール部３２のロール表面３２ａがフランジ６０の端面６０ａをその幅方向に圧下する。
【００１４】
第２の粗ユニバーサル圧延機４００は、図１６に示すように、水平軸上を回転する水平ロール４１ａ、４１ｂと、垂直軸上を回転する竪ロール４２ａ、４２ｂを有する。水平ロール４１ａ、４１ｂのロール面の幅Ｗ２は、ウェブ５０の内法寸法Ａｉ（フランジ内面からウェブ先端部５０ａまでの距離）より小さくする。被圧延材Ｈのフランジ６０を水平ロール４１ａ、４１ｂの側面に押し付けた場合、ウェブ先端部５０ａは、水平ロール４１ａ、４１ｂのロール面より外側に突出するので、竪ロール４２ｂでウェブ５０をその高さ方向に圧下することが可能となる。
【００１５】
第２の粗ユニバーサル圧延機４００では、水平ロール４１ａ、４１ｂのロール開度を調整して、ウェブ５０の板厚を調整し、竪ロール４２ａと水平ロール４１ａ、４１ｂの一方の側面との開度を調整することによりフランジ６０の板厚を調整し、竪ロール４２ｂと水平ロール４１ａ、４１ｂの他方の側面との開度を調整することによりウェブ５０の高さと、端部の形状を調整する。
【００１６】
図１６のロール形状を用いた第２の粗ユニバーサル圧延機４００では、水平ロール４１ａ、４１ｂの軸方向移動をウェブ先端側の竪ロール４２ｂで抑えることができないため、水平ロール４１ａ、４１ｂのロール軸に水平方向の移動を抑える機構を組み込む必要がある。
【００１７】
ただし、被圧延材Ｈのフランジ６０を圧延する際の圧延荷重が大きくなると、水平ロール４１ａ、４１ｂのロール軸に加わる水平方向の荷重も大きくなり、水平ロール４１ａ、４１ｂの水平方向の移動を抑える機構が大規模なものとなって設備費が過大になる場合がある。
【００１８】
そこで、図１７に示すように、ウェブ先端部側の竪ロール４２ｃの高さ方向中央部に溝部４３を設けた設備が開示されている。溝部４３以外の竪ロール外周４３ａを水平ロール４１ａ、４１ｂの側面に接触させる構造にすれば、特別な機構を設けることなく水平ロール４１ａ、４１ｂの軸方向移動を抑えることができる。
【００１９】
中間圧延工程で得られたＴ形鋼は、仕上圧延工程で製品寸法に圧延する。仕上ユニバーサル圧延機５００は、図１８に示すように、水平軸上を回転する水平ロール５１ａ、５１ｂと垂直軸上を回転する竪ロール５２ａ、５２ｂを有し、水平ロール５１ａ、５１ｂの側面はロール面と直交させる。
【００２０】
竪ロール５２ａで被圧延材Ｈのフランジ６０を圧延すると、ウェブ５０に対し、フランジ６０が垂直に整形される。竪ロール５２ｂを水平ロール５１ａ、５１ｂのフランジ６０と対向しない側の側面に押圧することで水平ロール５１ａ、５１ｂが軸方向に移動しないようにできる。なお、水平ロール５１ａ、５１ｂの圧下面の幅は、ウェブ内法寸法より大きくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第４４５３７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところで、例えばウェブ高さが５０ｍｍ異なるＴ形鋼を一つのロールで圧延できれば、広範囲にウェブ高さを変化させたＴ形鋼製品をロール交換することなく製造できるため、ロール準備費用の削減による製造コスト低減やロール交換時間の短縮による生産性の向上が期待できる。
【００２３】
特許文献１に開示されたＴ形鋼の圧延方法と圧延設備によれば、ウェブ厚やフランジ厚の異なるＴ形鋼を一つのユニバーサル圧延ロールで造り分けることができるが、第２の粗ユニバーサル圧延機４００を図１６に示す構造とする場合、水平ロール４１ａ、４１ｂの水平方向の移動を抑える機構が必要となる。しかし、軸方向のスラスト荷重を受ける構造として例示されているロール軸にスラスト玉軸受やスラストころ軸受けを設けることは設備費が過大になる場合があり、特に既存の粗ユニバーサル圧延機を改造しようとすると多額の費用が必要となる。
【００２４】
一方、第２の粗ユニバーサル圧延機４００の水平ロール４１ａ、４１ｂのロール軸に水平方向への移動を抑える機構を組み込まない場合は、図１７に示すようにウェブ先端部側の竪ロール４２ｃに溝部４３を設けて、溝部４３以外の竪ロール外周を水平ロール４１ａ、４１ｂの側面に接触させながら圧延することになるが、圧延されるＴ形鋼のウェブ内法が一定の寸法となるため、フランジ厚を変えるとウェブ高さが変化し、図１９（ｂ）に示すウェブ外法が一定のＴ形鋼を製造することができない。
【００２５】
本発明は上記課題を解決するため、一般的な水平ロール軸受を使用してもウェブ内法寸法が異なるＴ形鋼を製造できる圧延設備およびそれを用いたＴ形鋼の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
１．ユニバーサル圧延機の竪ロールであって、ロール幅方向の両端部にロール軸を中心に自由回転する大径部を有し、ロール幅方向の中央部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転する小径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能であることを特徴とする竪ロール。
２．ユニバーサル圧延機の竪ロールであって、ロール幅方向の中央部にロール軸を中心に自由回転する小径部を有し、ロール幅方向の両端部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転する大径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能であることを特徴とする竪ロール。
３．左右の竪ロールのうち、一方の竪ロールが、ロール幅方向の両端部にロール軸を中心に自由回転する大径部を有し、ロール幅方向の中央部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転する小径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能なロールであることを特徴とする形鋼圧延用のユニバーサル圧延機。
４．左右の竪ロールのうち、一方の竪ロールが、ロール幅方向の中央部にロール軸を中心に自由回転する小径部を有し、ロール幅方向の両端部には前記ロール軸に対して偏心して取り付けられる偏心リングと、前記偏心リングの外側にベアリングを介して回転する大径部を有し、前記偏心リングのロール軸に対する取付位置が調整可能なロールであることを特徴とする形鋼圧延用のユニバーサル圧延機。
５．粗ユニバーサル圧延機の左右の竪ロールの一方でウェブの先端面を圧下し、他方でフランジをその板厚方向に圧下するＴ形鋼の製造方法であって、前記粗ユニバーサル圧延機のウェブ先端面を圧下する側の竪ロールに、ウェブの先端面を圧下する小径部を備えるとともに、その小径部の段差量を調整することが可能な竪ロールを用い、圧延するＴ形鋼のウェブ内法寸法に応じて前記段差量を調節することにより、粗ユニバーサル圧延機のロールを組替えることなくウェブ内法寸法の異なるＴ形鋼を圧延することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は竪ロールのロール軸に偏心機構を適用して、竪ロールにおいて、ウェブ先端を圧下する部分の水平ロール側面に対する深さを調整可能としたので、一つのロールでウェブ内法寸法を変化させたＴ形鋼を圧延できるようになり、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係るユニバーサル圧延機の竪ロールの側方外観図。
【図２】図１に示す竪ロールのロール軸心に垂直な平面のＡ−Ａ´断面図で、（ｂ）は（ａ）に対して偏心リングを１８０°回転させた場合を示す図。
【図３】図２に示す竪ロールのロール軸心を通るＢ−Ｂ´平面の断面図で、（ｂ）は（ａ）に対して偏心リングを１８０°回転させた位置の断面図。
【図４】本発明の他の実施例に係るユニバーサル圧延機の竪ロールの側方外観図。
【図５】図４に示す竪ロールのロール軸心に垂直な平面のＡ−Ａ´断面図で、（ｂ）は（ａ）に対して偏心リングを１８０°回転させた場合を示す図。
【図６】図５に示す竪ロールのロール軸心を通るＢ−Ｂ´平面の断面図で、（ｂ）は（ａ）に対して偏心リングを１８０°回転させた位置の断面図。
【図７】図１に示した竪ロールを第２の粗ユニバーサル圧延機に適用してＴ形鋼を圧延する場合を説明する図。
【図８】図１に示した竪ロールを第２の粗ユニバーサル圧延機に適用してＴ形鋼を圧延する場合を説明する図で、図７における偏心ロールのロール軸への取付け位置を１８０°回転させた場合を示す図。
【図９】図１に示した竪ロールにおいて偏心リングのロール軸に対する回転位置を変更し固定する装置の一例の構成を説明する図。
【図１０】図１に示した竪ロールにおいて偏心リングのロール軸に対する回転位置を変更し固定する装置の他の例の構成を説明する図。
【図１１】図４に示した竪ロールにおいて偏心リングのロール軸に対する回転位置を変更し固定する装置の一例の構成を説明する図。
【図１２】Ｔ形鋼の断面形状を説明する図。
【図１３】Ｔ形鋼の圧延ラインの設備配置を示す図。
【図１４】Ｔ形鋼圧延設備の第１の粗ユニバーサル圧延機の圧延状態を説明する図。
【図１５】Ｔ形鋼圧延設備のエッジャ圧延機の圧延状態を説明する図。
【図１６】Ｔ形鋼圧延設備の第２の粗ユニバーサル圧延機の圧延状態を説明する図。
【図１７】Ｔ形鋼圧延設備の第２の粗ユニバーサル圧延機において水平ロール側面を竪ロールで支持する圧延状態を説明する図。
【図１８】Ｔ形鋼圧延設備の仕上ユニバーサル圧延機の圧延状態を説明する図。
【図１９】Ｔ形鋼の断面形状を説明する図で、（ａ）は内法一定の場合、（ｂ）は外法一定の場合のＴ形鋼の断面形状の変化を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１〜３は本発明に係る、ユニバーサル圧延機の竪ロールの構成の一例を説明する図で、図１は側方外観図、図２（ａ）（ｂ）のうち（ａ）は図１のＡ−Ａ´断面図、（ｂ）は（ａ）に対して後述する偏心リング１４を１８０°回転した場合のＡ−Ａ´断面図、図３（ａ）（ｂ）のうち（ａ）は図１の竪ロールを図２（ａ）のＢ−Ｂ´線の位置で切断した断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ´線の位置で切断した断面図を示す。
【００３０】
これらの図において１は竪ロール、１１はＴ形鋼のウェブ先端面（図示しない）を圧下する小径部、１２ａ、１２ｂは、竪ロール１とともにユニバーサル圧延機を構成する水平ロール（図示しない）の側面を支持する大径部、１３は竪ロールのロール軸、１４はロール軸１３と小径部１１の間に嵌入された偏心リング、１５ａ（１５ｂ）はロール軸１３の外周に嵌入した大径部１２ａ（１２ｂ）の軸受、１６は偏心リング１４の外周に嵌入した小径部１１の軸受、ａはロール軸１３の中心軸、ｂは偏心リング１４の中心軸を示す。なお、本例においては、ａは大径部１２ａ（１２ｂ）の回転中心軸と、ｂは小径部１１の回転中心軸と一致する。
【００３１】
竪ロール１は、ウェブ先端面（図示しない）を圧延するための小径部１１とウェブを圧延する水平ロールの側面（図示しない）を支持するための大径部１２ａ、１２ｂを有し、ロール幅方向に大径部１２ａ、小径部１１、大径部１２ｂの順に配置されている。
【００３２】
大径部１２ａ、１２ｂは、ロール軸１３の中心軸ａが大径部１２ａ、１２ｂの円中心となるようにロール軸１３に軸受１５ａ（１５ｂ）を介して取り付けられている。
【００３３】
小径部１１は環状で、その中心部に同心に取り付けた偏心リング１４を介してロール軸１３に取り付けられている。偏心リング１４は環状で、ロール軸１３が挿通する開口部が、偏心リング１４の円中心ｂから偏心して設けられている。小径部１１は軸受１６を介して取り付けられている。  
【００３４】
小径部１１の回転中心軸ｂとロール軸１３の中心軸ａは偏心（図２（ａ）（ｂ）の距離ｃが偏心量）しているので、ロール軸１３に対して偏心リング１４の取り付け位置を変えることで、水平ロール（図示しない）の側面が大径部１２ａ（１２ｂ）に当る位置において、小径部１１の外周と大径部１２ａ（１２ｂ）の外周との間隔（図３（ａ）（ｂ）に示す距離ｄ：小径部１１と水平ロール（図示しない）の側面の位置を示す直線ｅとの間隔）を変えることが可能となる。
【００３５】
例えば、図２（ａ）に示す偏心リング１４の中心軸ｂが、ロール軸１３の中心軸ａに対して最も右側に偏心して位置した場合（すなわち、図３に示す小径部１１と水平ロールの側面の位置を示す直線ｅとの間隔ｄが最小となる位置）を偏心リング１４の回転角度０度とし、図２（ｂ）に示す偏心リング１４の中心軸ｂが、ロール軸１３の中心軸ａに対して最も左側に偏心して位置した場合（すなわち、図３に示す小径部１１と水平ロールの側面の位置を示す直線ｅとの間隔ｄが最大となる位置）を偏心リング１４の回転角度１８０度と定義した場合に、偏心リング１４の回転角度を０〜１８０度（あるいは０〜３６０度）の範囲で任意の角度に調整できるものとする。これにより、小径部１１と水平ロールの側面の位置を示す直線ｅとの間隔ｄを任意に変更可能となる。
【００３６】
なお、偏心リング１４をロール軸１３に取り付ける機構は、偏心リング１４がロール軸１３に対して回転可能で且つ所望の位置で固定できるものとする。その構造は特に限定しないが、後述する構造とすることが好ましい。
【００３７】
また、大径部１２ａ、１２ｂがロール軸１３の中心軸ａを回転中心として小径部１１と接触せずに自由に回転することができ、小径部１１が偏心リング１４に対して自由に回転することができるように、小径部１１と大径部１２ａ（１２ｂ）との間、軸受１５（１６）と偏心リング１４（大径部１２ａ、１２ｂ）との間には適宜の空隙を設ける。
【００３８】
図４〜６は本発明に係る、ユニバーサル圧延機の竪ロールの構成の他の例を説明する図で、図４は側方外観図、図５（ａ）（ｂ）のうち（ａ）は図４のＡ−Ａ´断面図、（ｂ）は（ａ）に対して後述する偏心リング１７ａ、１７ｂを１８０°回転した場合のＡ−Ａ´断面図、図６（ａ）（ｂ）のうち（ａ）は図４の竪ロールを図５（ａ）のＢ−Ｂ´線の位置で切断した断面図、（ｂ）は図５（ｂ）のＢ−Ｂ´線の位置で切断した断面図を示す。
【００３９】
これらの図において、１７ａ、１７ｂは大径部１２ａ、１２ｂとロール軸１３の間の偏心リング、１８ａ、１８ｂは偏心リング１７ａ、１７ｂの外周に嵌入した大径部１２ａ（１２ｂ）の軸受、１９はロール軸１３の外周に嵌入した小径部１１の軸受、図１〜３と同じ符号が付与されたものは図１〜３と同じものを指す。但し、ａはロール軸１３の中心軸、ｂは偏心リング１７ａ、１７ｂの中心軸を示すものであって、本例においては、ａは小径部１１の回転中心軸と、ｂは大径部１２ａ（１２ｂ）の回転中心軸と一致する。
【００４０】
竪ロール２の大径部１２ａ（１２ｂ）は環状で、その中心部に同心に取り付けた偏心リング１７ａ（１７ｂ）を介してロール軸１３に取り付けられている。偏心リング１７ａ（１７ｂ）は環状で、ロール軸１３が挿通する開口部が、偏心リング１７ａ（１７ｂ）の円中心ｂから偏心して設けられている。大径部１２ａ（１２ｂ）は偏心リング１７ａ（１７ｂ）に軸受１８ａ（１８ｂ）を介して取り付けられている。小径部１１は、ロール軸１３の中心軸ａが小径部１１の円中心となるようにロール軸１３に軸受１９を介して取り付けられている。
【００４１】
小径部１１は、ロール軸１３との間の軸受１９によりロール軸１３に対して自由に回転する。
【００４２】
大径部１２ａ（１２ｂ）の回転中心軸ｂとロール軸１３の中心軸ａは偏心（図５（ａ）（ｂ）の距離ｃが偏心量）しているので、ロール軸１３に対して偏心リング１７ａ（１７ｂ）の取り付け位置を変えることで、水平ロール（図示しない）の側面が大径部１２ａ（１２ｂ）に当る位置において、小径部１１の外周と大径部１２ａ（１２ｂ）の外周との間隔（図６（ａ）（ｂ）に示す距離ｄ：小径部１１と水平ロール（図示しない）の側面の位置を示す直線ｅとの間隔）を変えることが可能となる。
【００４３】
偏心リング１７ａ（１７ｂ）をロール軸１３に取り付ける機構は、偏心リング１７ａ（１７ｂ）がロール軸１３に対して回転可能で且つ所望の位置で固定できるものとする。その構造は特に限定しないが、後述する構造とすることが好ましい。
【００４４】
大径部１２ａ（１２ｂ）が回転中心軸ｂを回転中心として小径部１１と接触せずに自由に回転することができ、小径部１１がロール軸１３の中心軸ａを回転中心として自由に回転することができるように、小径部１１と大径部１２ａ（１２ｂ）との間、軸受１９と偏心リング１７ａ（１７ｂ）との間には適宜の空隙を設ける。
【００４５】
なお、竪ロール２において偏心リング１７ａと偏心リング１７ｂは小径部１１と大径部１２ａの距離ｄと、小径部１１と大径部１２ｂとの距離ｄが同じとなるようロール軸１３に取り付ける。
【００４６】
図７に図１に示した竪ロール１を第２の粗ユニバーサル圧延機４に適用してＴ形鋼５０を圧延する場合を示す。
【００４７】
小径部１１が偏心リング（図示しない）の中心軸ｂを回転中心として、大径部１２ａ、１２ｂがロール軸１３の中心軸ａを回転中心として回転する。
【００４８】
小径部１１がＴ形鋼５０のウェブ先端を圧下し、大径部１２ａが上水平ロール４１ａの側面を、大径部１２ｂが下水平ロール４１ｂの側面を支持して回転する。小径部１１は偏心リング（図示しない）のロール軸１３に対する取り付け位置を変えることによって大径部１２ａ（１２ｂ）に対する段差Ｌが調整できる。Ｔ形鋼のフランジ部６０は竪ロール４２ａで圧延する。図８に図７に示したＴ形鋼よりもウェブ内法寸法が大きなものを圧延する場合を示す。
【００４９】
本発明によれば、偏心リング１４（１７ａ、１７ｂ）のロール軸１３への取り付け位置を変えて、外周の段差Ｌを連続的に変化させることができるため、その範囲内においてＴ形鋼のウェブ内法寸法Ａｉを自由に造り分けて、外法一定Ｔ形鋼（図１９（ｂ）に示すようなフランジ厚ｔｆが異なりウェブ高さＡ０が一定）をロール交換することなく圧延することができる。外周の段差Ｌを変更しても大径部（１２ａ、１２ｂ）と上下の水平ロール（４１ａ、４１ｂ）の側面との位置関係が変化しないので、大径部（１２ａ、１２ｂ）により上下の水平ロール（４１ａ、４１ｂ）の側面を支持することができる。
【００５０】
図９に偏心リング１４をロール軸１３に対して回転させ、且つ回転させたその位置で偏心リング１４を保持する偏心リング回転保持機構の１例を示す。図９は竪ロールの垂直断面を示す。小径部１１と大径部１２ａ（１２ｂ）との間に歯車２０が設けられ、偏心リング１４にロール軸１３の軸心を回転中心として歯車２０が固定されている。歯車２０は大径部１２ａ（１２ｂ）及び小径部１１には固定しない。歯車２０の直径は小径部１１より大きくする。駆動装置２２と歯車２０の間に小径の歯車２６を設ける。
【００５１】
駆動装置２２によって小径の歯車２６が回転し、さらに歯車２０が回転して偏心リング１４の回転角度を調整する。駆動装置２２を停止して小径の歯車２６の回転を固定することにより、偏心リング１４の回転角度が固定される。
【００５２】
駆動装置２２には例えば電動モータとウォーム歯車を組合わせた機構が適用できる。なお、偏心リング１４とロール軸１３および歯車２０とロール軸１３の間に軸受２５を設ければ、偏心リング１４の角度設定が円滑に実施できる。図１０に歯車２０の直径を小径部１１よりも小さくし、小径の歯車２６の直径を図９よりも大きくした例を示す。
【００５３】
図１１に大径部１２ａ（１２ｂ）に偏心リング１７ａ（１７ｂ）を設けた場合の偏心リング回転保持機構の例を示す。上方の大径部１２ａの偏心リング１７ａと歯車２３ａ、下方の大径部１２ｂの偏心リング１７ｂと歯車２３ｂが接続されており、駆動装置２２により歯車２６を回転させることにより、歯車２３ａと歯車２３ｂが回転して偏心リング１７ａ（１７ｂ）の回転角度を調整する。歯車２３ａと歯車２３ｂはロール軸１３の軸心を回転中心として偏心リング１７ａ（１７ｂ）に固定されている。
【００５４】
図９、１０に示した偏心リング回転保持機構において歯車２０は小径部１１と上下の大径リング１２ａ（１２ｂ）の間に２枚設けられているが、いずれかの１枚でも良い。また、図１０における歯車２６も歯車２０に電動モータの駆動力が伝達されれば１枚でもよい。
【００５５】
なお、偏心リングの角度設定装置はこれらの例に限定されるものではなく、偏心リングを所定の角度に回転させ、その回転角度を保持することが可能な機構であればよい。
【００５６】
また、本発明に係る形鋼圧延用のユニバーサル圧延機は、上記で説明した本発明に係る竪ロールを、図７および図８に示すように、左右の竪ロールのうちの一方の竪ロールとして設置する。本発明に係る竪ロールを設置する側は、Ｔ形鋼を圧延する際に被圧延材Ｈのウェブ先端を圧延する側とする。
【００５７】
このようなユニバーサル圧延機の構成にすることにより、以下に説明するとおり、ロール交換することなくウェブ内法寸法の異なるＴ形鋼を圧延することが可能となる。
【００５８】
また、圧延するＴ形鋼のウェブ内法寸法が変化しても、ユニバーサル圧延機のウェブ先端側の水平ロール側面を竪ロールで支持することが可能となるため、軸方向のスラスト荷重を受けるための特別な機構が不要となり、設備費を低減することができる。
【００５９】
本発明に係る竪ロールを図１３に示すＴ形鋼熱間圧延設備の第２の粗ユニバーサル圧延機４００のウェブ先端側竪ロールに適用して、図１９（ｂ）に示すウェブ外法一定のＴ形鋼をロール交換することなく内法寸法を変えて圧延する方法を説明する。
【００６０】
まず、フランジ厚がｔｆ１、ウェブ内法がＡｉ１のＴ形鋼を圧延するため、ウェブ先端側竪ロールの偏心リングを回転させて小径部と大径部の段差を調整し、偏心リングを固定してＴ形鋼の圧延を行う。
【００６１】
次にフランジ厚がｔｆ２、ウェブ内法がＡｉ２のＴ形鋼を圧延する場合には、ウェブ先端側竪ロールの偏心リングを再び回転させて小径部と大径部の段差を小さくする。段差の調整量はｔｆ２−ｔｆ１の値とほぼ同じ量とすればよいが、粗造形圧延機１で圧延された後のＴ形鋼片の断面形状によっては、ウェブ内法寸法がＡｉ２になるように段差量をさらに調整する必要が生じる場合がある。
【００６２】
さらに、引き続きフランジ厚がｔｆ３、ウェブ内法がＡｉ３のＴ形鋼を圧延する場合には、フランジ厚がｔｆ２のＴ形鋼の圧延が終了した後に、さらに偏心リングを回転させて小径部と大径部の段差をｔｆ３−ｔｆ２の値だけ小さくする。
【００６３】
上述したように本発明に係る竪ロールをユニバーサル圧延機の竪ロールに適用すれば、竪ロールを交換することなく、上下水平ロールの側面を支持しつつウェブ内法寸法の異なる外法寸法が一定のＴ形鋼を圧延することができる。
【００６４】
偏心リングにより調整可能な小径部と大径部の段差量の範囲内であれば、ロールを交換することなくウェブ高さが大きく異なるＴ形鋼であっても、圧延することが可能であることは言うまでもない。
【００６５】
なお、ここでは、本発明に係る竪ロールを、図１３に示すＴ形鋼熱間圧延設備の第２の粗ユニバーサル圧延機４００のウェブ先端側竪ロールに適用して、図１９（ｂ）に示すウェブ外法一定のＴ形鋼を圧延する実施形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、本発明の竪ロールは、第２の粗ユニバーサル圧延機４００のようにウェブ先端面を竪ロールで圧下するユニバーサル圧延機であれば、どのような圧延機にも適用できる。また、本発明のＴ形鋼の圧延方法の実施に供する熱間圧延設備における粗ユニバーサル圧延機の配置は、他のどのような配置であってもよく、例えば、図１３に示す第１の粗ユニバーサル圧延機２００、エッジャ圧延機３００および第２の粗ユニバーサル圧延機４００のいずれかの圧延機を２基以上連続して配置してもよいし、これらの圧延機の配置順を変更してもよい。そして、その中のウェブ先端面を圧延する粗ユニバーサル圧延機のウェブ先端側竪ロールとして、本発明に係る竪ロールを適用すればよい。
【実施例】
【００６６】
第２の粗ユニバーサル圧延機４００のウェブ先端側竪ロールに、図１０に示した竪ロールを用いた圧延設備（図１３）を用いて、ウェブ外法寸法一定（ウェブ高さ３００ｍｍ）でウェブ内法寸法を２種類に変えたＴ形鋼と、ウェブ高さ３５０ｍｍのＴ形鋼を圧延した。
【００６７】
竪ロールにおいてＴ形鋼のウェブ先端を圧下する小径部１１の直径は６６０ｍｍ、幅は９０ｍｍとした。また、大径部１２ａおよび１２ｂの直径は７８０ｍｍ、幅は７５ｍｍとした。
【００６８】
偏心リング１４は直径が４５０ｍｍであり、その軸心がロール軸１３の中心軸に対し３０ｍｍ離れた位置になるようにリングの偏心形状を設計した。Ｔ形鋼のウェブ先端を小径部１１が圧延する位置において、大径部１２ａおよび１２ｂの外周面に対する小径部１１の外周面の段差は、偏心リング１４のロール軸１３に対する回転位置を調整することにより最大で９０ｍｍ、最小で３０ｍｍで、６０ｍｍの範囲内で調整可能とした。
【００６９】
ウェブ高さ３００ｍｍ、フランジ幅１２５ｍｍ、ウェブ厚が１０ｍｍで、フランジ厚が１９ｍｍと２２ｍｍのＴ形鋼（ウェブ内法寸法はフランジ厚１９ｍｍの場合、２８１ｍｍ、フランジ厚２２ｍｍの場合、２７８ｍｍである）を製造した。
【００７０】
まず、フランジ厚が１９ｍｍの製品を圧延するに際し、駆動装置２２によって小径歯車２６、歯車２０を回転させて、大径部１２ａ（１２ｂ）と小径部１１の段差が３６ｍｍとなるように偏心リング１４の回転位置を調整した。
【００７１】
この状態で大径部１２ａ（１２ｂ）を水平ロール（図示しない）の側面に接触させ、１０本のＴ形鋼の圧延を行ったところ、ウェブ内法寸法は目標の２８１ｍｍに対して±１．０ｍｍの範囲となり、ウェブ高さが３００ｍｍの製品を寸法公差内で製造することができた。
【００７２】
次に、フランジ厚が２２ｍｍのＴ形鋼を圧延するため、駆動装置２２を回転させて偏心リング１４の位置を調整し、大径部１２ａ（１２ｂ）と小径部１１の段差を３３ｍｍとした。
【００７３】
大径部１２ａ（１２ｂ）を水平ロール（図示しない）の側面に接触させた状態で１０本のＴ形鋼を圧延して各部の寸法を測定したところ、ウェブ内法寸法は目標とする２７８ｍｍに対して±１．０ｍｍの範囲で、ウェブ高さが３００ｍｍのＴ形鋼を寸法公差内で製造できた。
【００７４】
上述したように、本発明に係る竪ロールを用いることにより、ロールを組み替えることなく、水平ロールの軸方向荷重を支持しつつフランジ厚が異なりウェブ高さが等しい外法一定Ｔ形鋼を製造することができた。
【００７５】
また、同じ圧延設備を用いてウェブ高さ３５０ｍｍ、フランジ幅１２５ｍｍ、ウェブ厚１０ｍｍ、フランジ厚１９ｍｍのＴ形鋼を圧延した。製品のウェブ内法寸法が３３１ｍｍであることから、偏心リング１４のロール軸１３に対する回転位置を調整し、大径部１２ａ（１２ｂ）と小径部１１の段差を８６ｍｍに設定した。大径部１２ａ（１２ｂ）を水平ロール（図示しない）の側面に接触させた状態で、１０本のＴ形鋼を圧延したところ、製品のウェブ内法寸法は目標±１．０ｍｍの範囲であり、ウェブ高さが３５０ｍｍのＴ形鋼も前述の竪ロールを交換することなく製造できることが確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１                          竪ロール
１１                        小径部
１２ａ、１２ｂ              大径部
１３                        ロール軸
１４、１７ａ、１７ｂ        偏心リング
１５ａ、１５ｂ              大径部の軸受
１６                        小径部の軸受
２０、２６                  歯車
２２                        駆動装置
３                          エッジャ圧延機
２１ａ、２１ｂ、３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ              水平ロール
２７ａ、２７ｂ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ              竪ロール
３２                        小径ロール部
３３                        大径ロール部              
５０                        ウェブ
６０                        フランジ
１００                      粗造形圧延機
２００                      第１の粗ユニバーサル圧延機
３００                      エッジャ圧延機
４００                      第２の粗ユニバーサル圧延機
５００                      仕上圧延機
ａ                          ロール軸の中心軸
ｂ                          偏心リングの中心軸
Ａｏ                        ウェブ高さ
ｔｗ                        ウェブ厚
Ａｉ                        ウェブ内法寸法
Ｗｆ                        フランジ幅
ｔｆ                        フランジ厚
Ｈ                          被圧延材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005853561.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005853561.tif 000017
【図１７】
0005853561.tif 000018
【図１８】
0005853561.tif 000019
【図１９】
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