(57)【要約】【課題】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従来に比べフランジ幅の大きなＨ形鋼製品を製造する。【解決手段】スラブを素材とするＨ形鋼の製造方法であって、粗圧延工程を行う圧延機には、被圧延材を造形する３以上の複数の孔型と、当該複数の孔型において造形された後の被圧延材のウェブを減厚させるウェブ減厚孔型が刻設され、当該複数の孔型の一部又は全部では被圧延材の複数パス造形が行われ、複数の孔型のうち第１孔型及び第２孔型には、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形成され、複数の孔型のうち第３孔型以降では前記割り込みによって成形された分割部位を順次折り曲げる工程が行われ、第１孔型及び第２孔型に形成される前記突起部の先端角度は４０°以下である。【選択図】図１７
2019111584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅１９２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１０５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項２】
幅２０２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１１５０ｍｍ以上１２５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項３】
幅２１２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１２５０ｍｍ以上１３５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項４】
幅２２２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１３５０ｍｍ以上１４５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項５】
幅２３２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１４５０ｍｍ以上１５５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項６】
幅２４２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１５５０ｍｍ以上１６５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項７】
幅１９３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ９５０ｍｍ以上１０５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項８】
幅２０３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１０５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項９】
幅２１３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１１５０ｍｍ以上１２５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１０】
幅２２３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１２５０ｍｍ以上１３５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１１】
幅２３３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１３５０ｍｍ以上１４５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１２】
幅２４３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１４５０ｍｍ以上１５５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１３】
幅２５３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１５５０ｍｍ以上１６５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１４】
幅２０５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ９５０ｍｍ以上１０５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１５】
幅２１５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１０５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１６】
幅２２５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１１５０ｍｍ以上１２５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１７】
幅２３５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１２５０ｍｍ以上１３５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１８】
幅２４５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１３５０ｍｍ以上１４５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項１９】
幅２５５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１４５０ｍｍ以上１５５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【請求項２０】
幅２６５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１５５０ｍｍ以上１６５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【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、２０１５年３月１９日に日本国に出願された特願２０１５−０５６６３２号、特願２０１５−０５６６３４号、特願２０１５−０５６６５０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製造される圧延Ｈ形鋼に関する。  
【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、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、上記技術の変形例としては、例えば特許文献２に被圧延材の端部両側（スラブ端面の両端部）を拘束せずに圧下を加えて造形を行う技術が開示されている。また、例えば特許文献３には、孔型に形成された突起部の頂角を変えずに、突起部の高さを高くしていくような孔型構成にて圧延を行う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２０００−２４６３０４号公報
【特許文献２】特開平１１−３４７６０１号公報
【特許文献３】特開平７−１６４００３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１〜３に開示されているような、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】
上記事情に鑑み、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従来に比べフランジ幅の大きなＨ形鋼製品を製造することが可能なＨ形鋼の製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的に鑑み、本発明によれば、以下の（１）〜（２０）に係る発明が提供される。
（１）幅１９２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１０５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（２）幅２０２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１１５０ｍｍ以上１２５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（３）幅２１２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１２５０ｍｍ以上１３５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（４）幅２２２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１３５０ｍｍ以上１４５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（５）幅２３２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１４５０ｍｍ以上１５５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（６）幅２４２０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１５５０ｍｍ以上１６５０ｍｍ未満、フランジ幅３５０ｍｍ以上４５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（７）幅１９３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ９５０ｍｍ以上１０５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（８）幅２０３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１０５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（９）幅２１３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１１５０ｍｍ以上１２５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１０）幅２２３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１２５０ｍｍ以上１３５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１１）幅２３３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１３５０ｍｍ以上１４５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１２）幅２４３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１４５０ｍｍ以上１５５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１３）幅２５３０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１５５０ｍｍ以上１６５０ｍｍ未満、フランジ幅４５０ｍｍ以上５５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１４）幅２０５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ９５０ｍｍ以上１０５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１５）幅２１５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１０５０ｍｍ以上１１５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１６）幅２２５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１１５０ｍｍ以上１２５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１７）幅２３５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１２５０ｍｍ以上１３５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１８）幅２４５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１３５０ｍｍ以上１４５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（１９）幅２５５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１４５０ｍｍ以上１５５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
（２０）幅２６５０ｍｍ以下、厚み２９０ｍｍ以上３１０ｍｍ以下のスラブを素材として用いて造形され、
ウェブ高さ１５５０ｍｍ以上１６５０ｍｍ未満、フランジ幅５５０ｍｍ以上６５０ｍｍ未満であることを特徴とする、圧延Ｈ形鋼。
【発明の効果】
【００１１】
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従来に比べフランジ幅の大きなＨ形鋼製品を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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孔型の概略説明図である。
【図４】第３孔型の概略説明図である。
【図５】第４孔型の概略説明図である。
【図６】第５孔型の概略説明図である。
【図７】第６孔型の概略説明図である。
【図８】第７孔型の概略説明図である。
【図９】第２孔型における造形の様子を説明する概略説明図であり、図３の一部を拡大したものである。
【図１０】第６孔型において造形された後の被圧延材のフランジ部の拡大図である。
【図１１】最終製品であるＨ形鋼の寸法に関する説明図である。
【図１２】被圧延材のウェブ部の内法を拡幅圧延する際の孔型の一例を示す概略説明図である。
【図１３】第２孔型における造形の様子を説明する概略説明図であり、図３の一部を拡大したものである。
【図１４】第５孔型において造形された後の被圧延材のフランジ部の拡大図である。
【図１５】最終製品であるＨ形鋼の寸法に関する説明図である。
【図１６】実施例３の検討結果を示すグラフである。
【図１７】実施例３の検討結果について、製造されるＨ形鋼製品のフランジ幅とウェブ高さをグループ化してプロットしたグラフである。
【図１８】ウェッジ角度θ１を変えた場合のフランジ幅・フランジ厚の数値との関係を示すグラフである。
【図１９】第１孔型の途中パスの概略断面図である。
【図２０】ウェッジ角度θ１を変えた場合のフランジ幅の数値との関係を示すグラフである。
【図２１】第１孔型において、従来より知られた寸法の突起部を用いて被圧延材の上下端部に溝付けを行い、その後、第２孔型を用いて割り込みを形成させる場合の途中パス（ａ）及び最終パス（ｂ）を示す概略説明図である。
【図２２】厚み３００ｍｍ・幅２３００ｍｍのスラブを素材とした場合の第１孔型のウェッジ高さと第４孔型圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキの関係を示すグラフである。
【図２３】厚み３００ｍｍ・幅１８００ｍｍのスラブを素材とした場合の第１孔型のウェッジ高さと第４孔型圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキの関係を示すグラフである。
【図２４】厚み２５０ｍｍ・幅１２００ｍｍのスラブを素材とした場合の第１孔型のウェッジ高さと第４孔型圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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１０数パス程度のリバース圧延で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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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７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７孔型の７つの孔型が分けて刻設されても良い。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多パス圧延が行われる。なお、圧延工程を行う孔型の数はこれに限られるものではない。即ち、第１孔型〜第７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。
【００１８】
また、本実施の形態では刻設される孔型が７つの場合を例示して説明するが、その孔型数についても、必ずしも７孔型である必要はなく、Ｈ形粗形材１３を造形するために好適な孔型構成であれば良い。なお、図２〜図８では、各孔型における造形時の被圧延材Ａの概略形状を破線にて図示している。
【００１９】
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θ１とする。
【００２０】
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）θ１は例えば２５°以上４０°以下であることが望ましく、更に好ましくは、ウェッジ角度の範囲は２５°以上３５°以下でも良い。
【００２１】
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限端部に対して、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８０）の生成効率を低下させてしまうからである。
【００２２】
図３は第２孔型Ｋ２の概略説明図である。第２孔型Ｋ２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θ１（ウェッジ角度θ１）は、２５°以上４０°以下であることが望ましく、更には２５°以上３５°以下であることが望ましい。
【００２３】
ここで、突起部３５、３６のウェッジ角度θ１の好適な数値範囲を２５°以上４０°以下（より好ましくは、２５°以上３５°以下）とすべき理由と、それに合わせて上記第１孔型Ｋ１のウェッジ角度θ１の数値も好適な数値範囲とする理由について図面（グラフ）を参照して説明する。
【００２４】
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２孔型Ｋ２では上孔型ロール３０及び下孔型ロール３１、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２孔型Ｋ２では突起部３５、３６、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。このような理由によりウェッジ角度θ１は２５°以上であることが望ましい。
【００２５】
一方、ウェッジ角度θ１が大きくなると、ウェッジ傾斜角が拡大するために、被圧延材Ａに対して摩擦力による上下方向への押し下げ力が作用し易く、割り込み形成時にフランジ相当部の内面部において肉引けが生じ、特に第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。ここで、図１８を参照し、第２孔型Ｋ２のウェッジ角度θ１と最終的に造形される被圧延材Ａのフランジ幅との関係について説明し、好適なウェッジ角度θ１の上限値について説明する。
【００２６】
図１８はＦＥＭによる解析結果であり、第２孔型Ｋ２のウェッジ角度θ１を変えた場合の後段の工程（以下に説明する第３孔型Ｋ３での工程）におけるフランジ厚・フランジ幅の数値との関係を示すグラフである。計算条件としては素材のスラブ幅２３００ｍｍ、スラブ厚３００ｍｍとし、本実施の形態にて説明する方法を用いた際に、ウェッジ角度θ１を所定の角度である約２０°〜約７０°で変化させて被圧延材Ａの造形を行うものとした。
【００２７】
図１８に示すように、ウェッジ角度θ１を４０°超として粗圧延工程を実施し、Ｈ形鋼製品を造形した場合、フランジ幅・フランジ厚ともに顕著に低下するようなグラフとなっており、フランジ生成効率が低下していることが分かる。即ち、ウェッジ角度θ１を４０°超とした場合には、グラフの傾きが顕著に上昇しており、ウェッジ角度θ１が４０°以下の場合と比べてフランジ幅・フランジ厚が大きく低下している。ウェッジ角度θ１の鈍角化によりフランジ相当部の肉引け（被圧延材Ａの長手方向へのメタルフローの誘起）が大きくなる。このような観点から、ウェッジ角度θ１を４０°以下とすることで高いフランジ生成効率を実現することが可能であることが分かる。また、図１８からは、より高いフランジ生成効率を実現させるためには、ウェッジ角度θ１を３５°以下とすることが望ましいことも分かる。
【００２８】
また、上記第１孔型Ｋ１のウェッジ角度θ１は、誘導性を高め、圧延の安定性を担保するために、後段の第２孔型Ｋ２のウェッジ角度θ１と同じ角度であることが好ましい。
第１孔型Ｋ１のウェッジ角度θ１はフランジ相当部（後のフランジ部８０）の先端部厚みに大きく寄与することが知られており、その点からは、ウェッジ角度θ１はできるだけ小さくすることが好ましい。図１９は、第１孔型Ｋ１の途中パスの概略断面図であり、一方のスラブ端面（図２における上方端部）に割り込み２８、２９を付与している状態を示している。図１９では割り込み２８、２９を付与する際のウェッジ角度θ１の大小による差異について記載しており、それぞれの場合の割り込み形状を図示している。また、図２０は第１孔型Ｋ１のウェッジ角度θ１とフランジ相当部の先端厚み（フランジ先端厚）との関係を示すグラフであり、一例としてウェッジ高さが１００ｍｍ、スラブ厚が３００ｍｍの場合を示している。
【００２９】
図１９、２０に示すように、ウェッジ角度θ１が小さい場合の断面に比べ、ウェッジ角度θ１が大きい場合の断面では、スラブ端面のメタルがそがれ、スラブ端面のフランジ相当部（後のフランジ部８０）の先端部厚みが減厚される。フランジ相当部（後のフランジ部８０）の先端部厚みが減厚されることは後のＨ形鋼製品の形状に鑑みて好ましくないため、フランジ相当部の先端部厚みを確保するためには、好適なウェッジ角度θ１の上限値を定める必要がある。
【００３０】
以上説明したように、第２孔型Ｋ２のウェッジ角度θ１を２５°以上４０°以下とすることに加え、フランジ相当部の先端部厚みを確保し、且つ、誘導性や圧延安定性を担保するといった観点から第１孔型Ｋ１のウェッジ角度θ１も同じ角度、即ち、２５°以上４０°以下とすることが望ましい。
【００３１】
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。また、突起部３５、３６の先端部角度は上記第１孔型Ｋ１の突起部２５、２６の先端部角度と同じ（即ち、θ１）であることが圧延寸法精度上、好ましい。これら上孔型ロール３０と下孔型ロール３１のロール隙において、上記第１孔型Ｋ１通材後の被圧延材Ａが更に造形される。
【００３２】
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の方が長くなる。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。
【００３３】
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。なお、ここで形成される割り込み３８、３９の寸法に基づき粗圧延工程でのフランジ造形工程終了時のフランジ片幅が決定される。割り込み３８、３９の寸法に関しては図面を参照してより詳細に後述する。
【００３４】
なお、図３に示すように第２孔型Ｋ２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３５、３６を除き孔型と被圧延材Ａは接触しておらず、第２孔型Ｋ２において被圧延材Ａの積極的な圧下は行われない。これは上記第１孔型Ｋ１の場合と同様に、圧下により被圧延材Ａの長手方向への伸びを生じさせ、フランジ（後述するフランジ部８０）の生成効率を低下させてしまうからである。
【００３５】
図４は第３孔型Ｋ３の概略説明図である。第３孔型Ｋ３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３孔型Ｋ３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３孔型Ｋ３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、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。
【００３６】
上記突起部４５、４６の先端部角度θ２は、上記角度θ１に比べ広角に構成され、突起部４５、４６の被圧延材Ａへの侵入深さｈ３’は、上記突起部３５、３６の侵入深さｈ２’よりも短くなっている（即ち、ｈ３’＜ｈ２’）。
【００３７】
図４に示すように、第３孔型Ｋ３では、第２孔型Ｋ２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において形成された割り込み３８、３９が、突起部４５、４６が押し当てられることにより、割り込み４８、４９となる。即ち、第３孔型Ｋ３での造形における最終パスでは、割り込み４８、４９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８０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。
【００３８】
なお、図４に示すように第３孔型Ｋ３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４５、４６を除き孔型と被圧延材Ａは接触しておらず、第３孔型Ｋ３において被圧延材Ａの積極的な圧下は行われない。これは上記第１孔型Ｋ１等の場合と同様に、圧下により被圧延材Ａの長手方向への伸びを生じさせ、フランジ（後述するフランジ部８０）の生成効率を低下させてしまうからである。
【００３９】
図５は第４孔型Ｋ４の概略説明図である。第４孔型Ｋ４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４孔型Ｋ４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４孔型Ｋ４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。
【００４０】
上記突起部５５、５６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５５、５６の被圧延材Ａへの侵入深さｈ４’は、上記突起部４５、４６の侵入深さｈ３’よりも短くなっている（即ち、ｈ４’＜ｈ３’）。
【００４１】
第４孔型Ｋ４では、第３孔型Ｋ３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において形成された割り込み４８、４９が、突起部５５、５６が押し当てられることにより押し広げられ、割り込み５８、５９となる。即ち、第４孔型Ｋ４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θ３となる。換言すると、第３孔型Ｋ３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８０に対応する部位）が更に外側に折り曲げられるような造形が行われる。
【００４２】
なお、図５に示すように第４孔型Ｋ４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５５、５６を除き孔型と被圧延材Ａは接触しておらず、第４孔型Ｋ４において被圧延材Ａの積極的な圧下は行われない。これは上記第１孔型Ｋ１等の場合と同様に、圧下により被圧延材Ａの長手方向への伸びを生じさせ、フランジ（後述するフランジ部８０）の生成効率を低下させてしまうからである。
【００４３】
図６は第５孔型Ｋ５の概略説明図である。第５孔型Ｋ５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５孔型Ｋ５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５孔型Ｋ５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。
【００４４】
上記突起部６５、６６の先端部角度θ４は、上記角度θ３に比べ広角に構成され、突起部６５、６６の被圧延材Ａへの侵入深さｈ５’は、上記突起部５５、５６の侵入深さｈ４’よりも短くなっている（即ち、ｈ５’＜ｈ４’）。
【００４５】
第５孔型Ｋ５では、第４孔型Ｋ４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４孔型Ｋ４において形成された割り込み５８、５９が、突起部６５、６６が押し当てられることにより押し広げられ、割り込み６８、６９となる。即ち、第５孔型Ｋ５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θ４となる。換言すると、第４孔型Ｋ４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８０に対応する部位）が更に外側に折り曲げられるような造形が行われる。
【００４６】
なお、図６に示すように第５孔型Ｋ５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６５、６６を除き孔型と被圧延材Ａは接触しておらず、第５孔型Ｋ５において被圧延材Ａの積極的な圧下は行われない。これは上記第１孔型Ｋ１等の場合と同様に、圧下により被圧延材Ａの長手方向への伸びを生じさせ、フランジ（後述するフランジ部８０）の生成効率を低下させてしまうからである。
【００４７】
図７は第６孔型Ｋ６の概略説明図である。第６孔型Ｋ６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から構成される。これら上孔型ロール７０、下孔型ロール７１は、被圧延材Ａに対して水平なロール周面を有している。この第６孔型Ｋ６では、上記第５孔型Ｋ５において形成された割り込み６８、６９が消去できる程度の圧下が行われる。具体的には、上記第５孔型Ｋ５において形成された割り込み６８、６９の深さ（即ち、突起部６５、６６の被圧延材Ａへの侵入深さｈ５’）よりも１パス分約５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度多く圧下を加えることが好ましい。
【００４８】
図７に示す第６孔型Ｋ６においては、第５孔型Ｋ５通材後の被圧延材Ａに対し、形成された割り込み６８、６９を押し広げ、分割部位（後のフランジ部８０）が更に外側に折り曲げられ、最終パスにおいては略平坦面となるような造形が行われる。即ち、第５孔型Ｋ５で造形された割り込み６８、６９の最深部角度θ４が、第６孔型Ｋ６での造形によってほぼ１８０°となるような造形が実施される。以下では、このようにして造形された略平坦となった被圧延材Ａの上下端部をフランジ部８０と呼称する。
【００４９】
図８は第７孔型Ｋ７の概略説明図である。第７孔型Ｋ７は、一対の水平ロールである上孔型ロール９０と下孔型ロール９１から構成される。図８に示すように、第７孔型Ｋ７では、第６孔型Ｋ６までに造形された被圧延材Ａが９０°あるいは２７０°回転させられ、第６孔型Ｋ６までは被圧延材Ａの上下端に位置していたフランジ部８０が、圧延ピッチライン上に来るような配置となる。そして、第７孔型Ｋ７では、２か所のフランジ部８０を繋ぐ接続部であるウェブ部８９の圧下や拡幅圧延が行われる。このようにしていわゆるドッグボーン形状のＨ形粗形材（図１に示すＨ形粗形材１３）が造形される。なお、この第７孔型Ｋ７はウェブ部８９を圧下して減厚させることから、ウェブ減厚孔型とも呼称される。
【００５０】
このように造形された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。
【００５１】
上述したように、本実施の形態にかかる第１孔型Ｋ１〜第６孔型Ｋ６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８０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エッジングして粗圧延する方法に比べ、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。また、サイジングミル３あるいは粗圧延機４における圧下量や設備規模に装置限界があるといったことに影響されずにＨ形粗形材１３の造形を行うことができるため、素材のスラブサイズを従来に比べ小型化（スラブ幅の縮小）させることができ、フランジ幅の大きな最終製品を効率的に製造することができる。
【００５２】
ここで、本発明者らは、第１孔型Ｋ１〜第６孔型Ｋ６での被圧延材Ａの造形に関し、安定的にフランジ部を造形させるための条件について鋭意検討を行った。本検討の結果、本実施の形態にかかる方法によってフランジ幅の大きい所定の寸法（目標寸法）のＨ形鋼製品を製造するためには、上記第２孔型Ｋ２におけるフランジに対応する箇所の造形を所定の条件下において行うことが好適であるとの知見を得た。そこで以下では本知見について図面を参照して説明する。
【００５３】
図９は、第２孔型Ｋ２における造形の様子を説明する概略説明図であり、図３の一部（上半分）を拡大したものである。具体的には、図３に示す第２孔型Ｋ２の上半分を拡大して図示したものである。また、図１０は、第６孔型Ｋ６において造形された後の被圧延材Ａのフランジ部８０の拡大図である。また、図１１は最終製品であるＨ形鋼の寸法に関する説明図である。なお、図９、１０に示す構成要素については、図３〜７と同様の符号を付して説明する場合がある。
【００５４】
図９に示すように、第２孔型Ｋ２での造形において形成される割り込み３８は、図４〜図７を参照して説明したように、第３孔型Ｋ３〜第６孔型Ｋ６での造形によって押し広げられ、最終的には、図１０に示すようなフランジ部８０が形成される。ここでフランジ部８０の長さフランジ幅ｂは、上記割り込み３８の割り込み線長Ｌの長さに基いて定まり、また同様に、図１０に示す第１〜第６孔型での造形（即ち、スラブを立てた状態でのフランジ造形工程、以下、単にフランジ造形工程とも記載）終了時のフランジ片幅ｈは、この割り込み線長Ｌの値の基いて定まる。
【００５５】
割り込み線長Ｌは、割り込み３８の両側の側壁における直線部の長さＬ１及びＬ３と、割り込み３８の深さ端部の曲率を有する部位の曲線長さＬ２の合計である。即ち、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である。一方で、フランジ造形工程終了時のフランジ片幅ｈはフランジ造形工程終了時のフランジ幅ｂ及びスラブ厚ｔを用いてｈ＝（ｂ−ｔ）／２と定まる。
【００５６】
また、図１１に示すように、最終製品であるＨ形鋼製品の目標寸法を、製品フランジ幅Ｂ、製品ウェブ厚Ｔ、製品フランジ片幅Ｈとする。以上のように規定した場合の孔型における好適な造形条件について以下に説明する。
【００５７】
先ず、前提としては所望サイズ（所望の寸法）の最終製品としてのＨ形鋼製品の製品フランジ幅Ｂと製品ウェブ厚Ｔから、以下の式（１）に基づき製品フランジ片幅Ｈが計算される。
Ｈ＝（Ｂ−Ｔ）／２  ・・・（１）
【００５８】
次に、フランジ造形工程終了時のフランジ片幅ｈが、上記式（１）にて定まる製品フランジ片幅Ｈの長さ以上となるようなフランジ造形工程終了時のフランジ片幅ｈが定められる。即ち、以下の式（２）が満たされるようなフランジ造形工程終了時のフランジ片幅ｈが定められる。
ｈ≧Ｈ  ・・・（２）
これは、第１孔型Ｋ１〜第６孔型Ｋ６での孔型造形にて形成されるフランジ片幅ｈが、製品のフランジ片幅Ｈ以上の長さである場合には、安定的にＨ形鋼製品のフランジ部を造形できることが分かっているからである。フランジ造形工程終了後の圧延工程としては、スラブを横にした状態で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を減厚する工程（ウェブ減厚工程）や、中間ユニバーサル圧延が挙げられる。フランジ造形工程終了時にフランジ片幅ｈが製品フランジ幅Ｈまで確保されていることで、上記平造形孔型でのウェブ厚減厚工程において同時にフランジ幅が同じ量だけ減少し、安定して所定寸法のフランジ部を造形してＨ形鋼製品を製造することができる。なお、例えばフランジ幅１０００ｍｍ程度の大型Ｈ形鋼製品であれば、上記平造形孔型でのウェブ厚の変化量とフランジ幅の減少量がほぼ等しくなることが知見されている。また、中間ユニバーサル圧延では、既に平造形孔型においてウェブ厚とフランジ幅がほぼ製品の厚みの比率と同様の値とされているため各部の伸びが同一となり、安定したフランジ部の造形が実現される。
【００５９】
続いて、上記式（２）を満たすように定まったフランジ造形工程終了時のフランジ片幅ｈと、フランジ造形工程終了時のスラブ厚ｔから以下の式（３）を用いてフランジ造形工程終了時のフランジ幅ｂが求められる。
ｈ＝（ｂ−ｔ）／２  ・・・（３）
【００６０】
そして、上記式（３）を用いて求められた、フランジ造形工程終了時のフランジ幅ｂに基いて、第２孔型Ｋ２での造形において形成される割り込み３８の割り込み線長Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）が決定される。このように決定された条件にて第１孔型Ｋ１〜第６孔型Ｋ６での造形、特に第２孔型Ｋ２における割り込み３８の形成を所定条件に沿って行うことで、所望サイズ（所望の寸法）の最終製品としてのＨ形鋼製品が安定的に造形される。
【００６１】
以上説明したような方法によって第２孔型Ｋ２にて形成される割り込み３８の割り込み線長Ｌを所定の長さとすることで、所望の寸法、特にフランジ幅が従来に比べて大きなＨ形鋼製品を安定して製造することができる。即ち、従来のスラブ端面をエッジング圧延して幅拡がりを図る技術とは全く異なる技術によってエッジング圧延せずに被圧延材Ａの造形を好適に行い、その際の条件を所定条件とすることで、フランジ幅を従来よりも大きい所望の長さとし、フランジ幅の大きなＨ形鋼製品を製造することができる。
【００６２】
また、本技術においては、被圧延材Ａのフランジ部に対するエッジング圧延が行われず、第２孔型Ｋ２の最終パス後（仕上がり段階）での被圧延材Ａの高さは、割り込み３８、３９を入れることによって生じる引け量を差し引いた値となるが、その量は例えば高さの約２％程度であり、被圧延材Ａの高さはスラブ幅とほぼ等しい。つまり、当該フランジ部の長手方向伸びに伴うフランジ減肉を防止することが可能となり、フランジ幅を大きく保った状態でＨ形鋼製品を製造することができる。
【００６３】
また、本実施の形態にかかる技術によれば、同じフランジ幅を有するＨ形鋼製品を製造する場合であっても、粗圧延工程の段階でフランジ部８０の肉量を十分に確保することができるため、粗圧延工程におけるエッジング圧延後にフランジ幅出し圧延を行う必要が無く、ウェブ部８９の内法拡幅圧延における拡幅量を最小限に抑えることが可能となる。以下では、このウェブ部８９の内法拡幅量を最小限にする点について説明する。
【００６４】
従来のＨ形鋼製造技術においては、例えば特許文献「特開２００３−１０９０２号公報」、「特開２００５−８８０２７号公報」に記載されているように、第７孔型Ｋ７によるウェブ減厚を行った後に、粗圧延工程の後段や中間圧延工程においてウェブ内法の拡幅圧延が行われることが知られている。図１２は、被圧延材Ａのウェブ部８９の内法を拡幅圧延する際の孔型の一例を示す概略説明図であり、（ａ）は断面全体の概略を示し、（ｂ）はその一部拡大図（（ａ）中の破線部）である。図１２（ａ）に示すように、ウェブ部８９の内法拡幅圧延は、当該内法を拡幅するための上水平ロール１００と下水平ロール１０１によって行われる。なお、ウェブ部８９の内法拡幅圧延は通常粗圧延工程、中間圧延工程に係る複数の圧延機（即ち、ウェブ減厚孔型以降の圧延機群）によって行われ、それぞれにおいてウェブ部８９の内法拡幅圧延が行われる。図１２に示す構成は、それらの内法拡幅圧延のうちの１箇所を図示したものである。
【００６５】
図１２（ａ）に示すような構成の上水平ロール１００及び下水平ロール１０１によって行われるウェブ部８９の内法拡幅圧延を安定して実施するためには、上水平ロール１００の両側端部に形成される曲率を有する部分１００ａ、１００ｂ（以下、コーナー部１００ａ、１００ｂとも呼称する）の各水平方向長さを、片側のウェブ内法面にて誘導できる程度の拡幅量とすれば良い。下水平ロール１０１についても、同様に、コーナー部１０１ａ、１０１ｂの各水平方向長さを、片側のウェブ内法面にて誘導できる程度の拡幅量とすれば良い。以下、このように誘導できる程度の拡幅量として好適に設定される内法拡幅圧延の条件について図１２（ｂ）を参照してより詳細に説明する。
【００６６】
図１２（ｂ）に示すように、被圧延材Ａの各部位を詳細に区分した場合、フランジ部８０とウェブ部８９と、それらの連結箇所である曲線部１０３から構成される。一方、上水平ロール１００には、フランジ対応部１０５、ウェブ対応部１０６とそれらの連結箇所であるコーナー部（以下に説明するコーナー部１００ａ、１００ｂ）から構成される。ここで、上水平ロール１００のウェブ対応部１０６とコーナー部１００ｂとの境界点をウェブ対応部の終端部１０８とし、被圧延材Ａのフランジ部８０と曲線部１０３との境界点をフランジ終端部１１１とした場合に、上水平ロール１００のウェブ対応部の終端部１０８が、被圧延材Ａのフランジ終端部１１１よりも内側（幅方向内側）にある状態で内法拡幅圧延が行われることがセンタリング性等の安定化の観点から望ましい。
【００６７】
また、図１２（ｃ）は上水平ロール１００のウェブ対応部の終端部１０８がフランジ終端部１１１よりも外側にある場合の説明図である。このような場合、上水平ロール１００のウェブ対応部の終端部１０８とフランジ終端部１１１との水平方向距離（図中左右方向距離）Ｑは、拡幅圧延時の内法拡幅量の１／２の長さとなる。なお、上記水平方向距離Ｑが負の値である場合は、そこでの内法拡幅量は０として取り扱われる。
【００６８】
ウェブ部８９の内法拡幅圧延が複数の圧延機において行われる際には、各圧延機のそれぞれにおいて図１２を参照して説明したような条件を満たすように所定の拡幅量とすれば良い。即ち、内法拡幅圧延工程における拡幅量の合計が、当該拡幅工程を実施する孔型に設けられた水平ロールのコーナー部の長さ（コーナー部の水平方向長さ）の合計を超えないような条件に設定されることが望ましく、これにより安定したウェブ内法拡幅圧延が可能となる。なお、このようにして定まる条件によって行われるウェブ内法拡幅圧延での内法拡幅量の合計は「後段ミルでの内法拡幅量Δ」とされる。
【００６９】
また、上述したように、本実施の形態にかかる技術によれば、効率的にフランジ部８０を造形することができるため、寸法精度上、不利なウェブ部８９の内法拡幅量を最小限にすることが可能となると同時に、素材として用いるスラブの幅を従来に比べて小型化することができる。そこで本発明者らは、本発明技術を適用する際のスラブ幅の好適な範囲について鋭意検討を行った。以下では、そのスラブ幅の好適な範囲について説明する。
【００７０】
先ず、スラブ幅を定めるに際し必要な各種寸法について説明する。図１３は、第２孔型Ｋ２における造形の様子を説明する概略説明図であり、図３の一部（上半分）を拡大したものである。具体的には、図３に示す第２孔型Ｋ２の上半分を拡大して図示したものである。また、図１４は、第５孔型Ｋ５において造形された後の被圧延材Ａのフランジ部８０の拡大図である。また、図１５は最終製品であるＨ形鋼の寸法に関する説明図である。なお、図１３、１４に示す構成要素については、図３〜図７と同様の符号を付して説明する場合がある。
【００７１】
第２孔型Ｋ２での造形において形成される割り込み３８は、図４〜図７を参照して説明したように、第３孔型Ｋ３〜第６孔型Ｋ６での造形によって押し広げられ、最終的には、フランジ部８０が造形される。ここで図１４に示す第１〜第５孔型での造形終了時のフランジ部８０の長さフランジ幅ｂは、上記割り込み３８の割り込み線長Ｌの長さに基いて定まり、また同様に、第１〜第５孔型での造形終了時（以下、エッジング孔型造形終了時とも記載する）のフランジ片幅ｈは、この割り込み線長Ｌの値の基いて定まる。なお、スラブ厚ｔは操業設計に応じて定まる素材スラブの厚みである。
【００７２】
図１３に示すように、割り込み線長Ｌは、割り込み３８の両側の側壁における直線部の長さＬ１及びＬ３と、割り込み３８の深さ端部の曲率を有する部位の曲線長さＬ２の合計である。即ち、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３である。
また、割り込み３８の深さＡｈ（以下、ウェッジ高さＡｈとも記載する）は、上記割り込み線長Ｌと割り込み３８の割り込み角度θ１を用いて以下の式（４）のように定まることが知られている。
ウェッジ高さＡｈ＝｛割り込み線長Ｌ×ｃｏｓ（θ１／２）｝／（２×α）  ・・・（４）
ここで、ウェッジ高さＡｈは、幾何学的に上記式（４）で示されるが、このうち分母の係数αは、第２孔型Ｋ２にて割り込み３８を入れた後、第３孔型Ｋ３以降の孔型で割り込み線長が伸びる現象を考慮して定まる値であり、割り込み線長がα倍に伸びることを意味している。係数αはスラブの幅や厚み、造形を行う孔型の形状等（例えばウェッジ角度θ１）によって変化するが、通常１．１〜１．３の範囲内に収まる値である。なお、例えばウェッジ角度θ１が２５°以上４０°以下の範囲内では、この係数αの平均値は１．２９である。
【００７３】
また、図１５に示すように、最終製品であるＨ形鋼製品の目標寸法を、製品フランジ幅Ｂ、製品ウェブ厚Ｔ、製品フランジ片幅Ｈ、製品ウェブ内法Ｕとする。以上のように規定した場合の本発明技術を適用する際のスラブ幅の好適な範囲について以下に説明する。
【００７４】
素材として用いるスラブのスラブ幅の下限値Ｗ下限（以下、下限スラブ幅Ｗ下限）は、上記説明したＨ形鋼製品の寸法、ならびに各粗圧延工程での寸法に基づき、以下の式（５）によって定まる。
下限スラブ幅Ｗ下限＝（製品ウェブ内法Ｕ＋ウェッジ高さＡｈ×２＋スラブ厚ｔ）−後段ミルでの内法拡幅量Δ  ・・・（５）
【００７５】
一方、素材として用いるスラブのスラブ幅の上限値Ｗ上限（以下、上限スラブ幅Ｗ上限）は、以下の式（６）によって定まる。
上限スラブ幅Ｗ上限＝スラブエッジング量＋製品ウェブ内法Ｕ＋後段ミルでの内法拡幅量Δ  ・・・（６）
ここで、スラブエッジング量は、素材として用いるスラブ幅から、第２孔型Ｋ２の突起部３５、３６先端部が割り込んだ深さ（図３に示す侵入深さｈ２’）の合計で示される。即ち、スラブ幅から２×ｈ２’を引いた値となる。
素材として用いるスラブの幅がこのように定められるスラブ幅上限値Ｗ上限を超えたものである場合、被圧延材Ａの上限端部（後のフランジ部８０）の先端部分が、被圧延材Ａの中央部分よりも厚くなるといった形状不良が生じ、以降の工程において疵等が発生してしまう恐れがある。
【００７６】
以上説明した式（５）にて定まる値を下限値、式（６）にて定まる値を上限値としてスラブ幅を決定することで、従来よりスラブ幅の小さいスラブ素材を用いて、従来と同一寸法もしくは従来よりもフランジ幅の大きなＨ形鋼製品を製造することが可能となる。即ち、素材の大型化等を行うことなくフランジ幅の大きなＨ形鋼製品を安定して製造することができる。なお、具体的なスラブ幅については、実施例において後述する。
【００７７】
また、上述してきたＨ形鋼製品１６の製造において、図２に示す第１孔型Ｋ１での突起部２５、２６による割り込み２８、２９の形成、及び、図３に示す第２孔型Ｋ２での突起部３５、３６による割り込み３８、３９の形成は、被圧延材Ａの４箇所に造形されるフランジ相当部（フランジ部８０）の肉量の均一化や、第２孔型Ｋ２での通材性の向上を図るために所定の条件を満たすように実施されることが望ましい。そこで、本発明者らは、第２孔型Ｋ２やそれ以降の孔型（第３孔型Ｋ３〜第５孔型Ｋ５）での造形においてフランジ相当部の肉量の均一化や通材性の向上が実現される条件について鋭意検討を行った。以下では、図面を参照して本検討について説明する。
【００７８】
図２１は、第１孔型Ｋ１において、例えば特許文献「特許第２０６２４６１号」、「特許第２０３６４７６号」に記載されているような、従来より知られた寸法の突起部を用いて被圧延材Ａの上下端部（スラブ端面）に溝付けを行い、その後、図３に示す第２孔型Ｋ２を用いて割り込み３８、３９を形成させる場合の途中パス（ａ）及び最終パス（ｂ）を示す概略説明図である。なお、図２１における実線が被圧延材の概略図であり、所望の被圧延材形状をメッシュにて図示している。
【００７９】
図２１（ａ）に示すように、従来法に係る割り込み形成では、第２孔型Ｋ２での割り込み形成時の途中パスにおいて、スラブ端面ならびにスラブ厚みが左右不均一となっており（図中、点線部参照）、所望の被圧延材形状と実際の形状が異なっている。更に、このような途中パスを経て、最終パス段階となると、図２１（ｂ）に示すように、スラブ端面ならびにスラブ厚みの左右不均一性は顕著となる（図中、点線部参照）。なお、ここでの従来法に係る割り込み形成での突起部高さは例えば約８０ｍｍ程度である。
【００８０】
このような図２１に示される問題点に鑑み、本発明者らは、従来法に係る第１孔型での割り込み形成に問題があることを見出し、また、特にスラブ幅の大きな被圧延材Ａについては、スラブが所望の位置から回転した状態で孔型に噛み込むことにより、斜めに割り込み形成が行われてしまう点を見出した。また、第２孔型以降の造形では、図３〜図６を参照して分かるように、被圧延材Ａの左右が非拘束の状態で折り曲げ造形が進むため、図２１に示すような問題が修正されることなく造形が進んでいくことになる。
【００８１】
ここで本発明者らは、図２１（ａ）に示すように、従来の技術では、第２孔型Ｋ２の途中パスにおいて既にスラブ端面ならびにスラブ厚みが左右不均一となっていることに鑑み、より前段の孔型である第１孔型Ｋ１における造形に関して鋭意検討を行い、第１孔型Ｋ１における突起部２５、２６の高さ（以下、ウェッジ高さとも記載）を従来に比べて高くし、以降の孔型（第２孔型Ｋ２以降）での被圧延材Ａの誘導性を向上させることが有効であるとの知見を得た。また、第１孔型Ｋ１においてウェッジ高さを高くする際に所定の条件を満たすような高さとすることが好ましいことも併せて知見した。以下、本知見について説明する。
【００８２】
本発明者らは、被圧延材Ａとしての素材スラブとして、スラブ厚３００ｍｍ・スラブ幅が２３００ｍｍ、スラブ厚３００ｍｍ・１８００ｍｍ、スラブ厚２５０ｍｍ・１２００ｍｍの３種のスラブを用いてＨ形鋼の造形を行う場合について検討を行った。具体的には、図２〜図６を参照して説明した５つの孔型を用いた造形プロセスにおいて、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを変動させた際の、第４孔型Ｋ４での圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキを測定した。
【００８３】
図２２は厚み３００ｍｍ・幅２３００ｍｍのスラブを素材とした場合の第１孔型Ｋ１のウェッジ高さと第４孔型Ｋ４圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキ（フランジ厚バラツキ）の関係を示すグラフである。ここで、図２２のグラフの縦軸であるフランジ厚バラツキは、割り広げて造形された４つのフランジ相当部の平均フランジ厚からのバラツキ３σを示している。
【００８４】
図２２に示すように、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを１００ｍｍ以上とした場合には、フランジ厚バラツキが大きく低減されていることが分かる。即ち、厚み３００ｍｍ・幅２３００ｍｍのスラブを素材として本実施の形態に係るＨ形鋼の造形を行う場合には、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを１００ｍｍ以上とすることで後段の造形時のフランジ厚バラツキを低減させることが可能であることが分かる。
【００８５】
なお、左右のフランジ相当部の厚みバラツキは５％以下に抑えられることが好ましい。大型サイズのＨ形鋼の形状寸法の許容差は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ  Ｇ  ３１９２）によると、フランジ厚が４０ｍｍを超える場合、当該フランジ厚の公差範囲は４ｍｍ（即ち、±２ｍｍ）であり、製品のフランジ厚の１０％に相当する。製品のフランジ寸法が上記公差から外れた場合、加工修正は困難であり、所定品質の製品として認められないため、製造効率やコストの面で問題が大きい。従って、各造形工程の工程能力を十分とし、左右のフランジ相当部の厚みバラツキを抑えてＨ形鋼製品を製造する必要がある。通常、各造形工程の工程能力を十分とするためには、フランジ厚の公差範囲を６σに設定することが望ましい。上記ＪＩＳ規格に基づき、Ｈ形鋼製品のフランジ厚の１０％を６σに合わせるため、左右のフランジ相当部の厚みバラツキ３σの目標値は５％以下とすることが望ましい。
【００８６】
図２３は厚み３００ｍｍ・幅１８００ｍｍのスラブを素材とした場合の第１孔型Ｋ１のウェッジ高さと第４孔型Ｋ４圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキ（フランジ厚バラツキ）の関係を示すグラフである。図２３に示すように、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを１００ｍｍ以上とした場合には、フランジ厚バラツキが大きく低減され、５％以下となっていることが分かる。即ち、厚み３００ｍｍ・幅１８００ｍｍのスラブを素材として本実施の形態に係るＨ形鋼の造形を行う場合には、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを１００ｍｍ以上とすることで後段の造形時のフランジ厚バラツキを低減させることが可能であることが分かる。
【００８７】
図２４は厚み２５０ｍｍ・幅１２００ｍｍのスラブを素材とした場合の第１孔型Ｋ１のウェッジ高さと第４孔型Ｋ４圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキ（フランジ厚バラツキ）の関係を示すグラフである。図２４に示すように、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを６０ｍｍ以上としたいずれの場合においても、フランジ厚バラツキは５％以下となっていることが分かる。即ち、厚み２５０ｍｍ・幅１２００ｍｍのスラブを素材として本実施の形態に係るＨ形鋼の造形を行う場合には、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを６０ｍｍ以上とすることで後段の造形時のフランジ厚バラツキを低減させることが可能であることが分かる。
【００８８】
上記知見に示すように、所定の各寸法のスラブを素材として本実施の形態に係るＨ形鋼の造形を実施する場合には、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを所定の高さ以上とすることで後段の造形時のフランジ厚バラツキを低減させ、例えば第４孔型Ｋ４圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキを５％以下とすることができる。
【００８９】
本発明者らの検討によれば、素材スラブの幅と厚みの比（＝スラブ幅／スラブ厚）が、造形時のフランジ厚バラツキに関係することが分かっている。即ち、素材スラブのスラブ幅／スラブ厚の比率が、孔型内における被圧延材の回転のし易さに関連していることが分かっており、例えばスラブ幅／スラブ厚が大きい程、回転し易くなり、小さい程回転しにくくなる。図２２〜図２４に示した場合のスラブ幅／スラブ厚はそれぞれ、６．０、７．７、４．８である。
【００９０】
図２４に示すようなスラブ幅／スラブ厚が小さい場合には、被圧延材の回転が抑えられ、圧延が安定化する結果、造形時のフランジ厚バラツキは生じにくい。即ち、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さがある程度低い高さであっても、造形時のフランジ厚バラツキが顕著となることはない。
一方で、図２２、２３に示すようなスラブ幅／スラブ厚が大きい場合には、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを所定の条件より高くすることで、被圧延材の回転を抑え、造形時のフランジ厚バラツキを低減させることができる。
【００９１】
図２２〜図２４に示すように、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さは、いずれの場合も１００ｍｍ以上とした場合に後段の造形時のフランジ厚バラツキを低減させることが可能であることが分かっている。特に、図２２、２３からは、素材スラブのスラブ幅／スラブ厚が６．０以上７．７以下である場合において、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを１００ｍｍ以上とすることで、第４孔型Ｋ４圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキが５％以下に抑えられていることが分かる。
以上のことから、素材スラブのスラブ幅／スラブ厚が６．０以上７．７以下であり、且つ、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを１００ｍｍ以上とすることで後段の造形時のフランジ厚バラツキを低減させ、例えば第４孔型Ｋ４圧延後の左右フランジ相当部の厚みバラツキを５％以下にできることが分かる。
【００９２】
以上のように、所定寸法のスラブを素材として用い、第１孔型Ｋ１のウェッジ高さを従来よりも高くし、好適な範囲内の高さとすることで、後段の孔型（例えば第２孔型Ｋ２、第３孔型Ｋ３、第４孔型Ｋ４）での被圧延材Ａの造形において、左右フランジ相当部の肉量差を低減して厚みのバラツキを低減させ、且つ、通材性の向上を図ることができる。これにより、造形後のＨ形鋼製品の寸法精度の向上が実現される。
【００９３】
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。
【００９４】
例えば、上記実施の形態において、第１孔型Ｋ１〜第７孔型Ｋ７の７つの孔型を刻設して被圧延材Ａの造形を行うものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。即ち、サイジングミル３や粗圧延機４に刻設される孔型の数は任意に変更可能であり、好適に粗圧延工程を実施することができる程度に適宜変更される。
【００９５】
また、Ｈ形鋼製品の製造に係る粗圧延工程においては、必ずしも上記実施の形態で説明した第１孔型Ｋ１〜第６孔型Ｋ６の全てを用いる必要はない。例えば、所望されるＨ形粗形材の形状に応じて第１孔型Ｋ１〜第５孔型Ｋ５のみを用い、上記実施の形態で説明した略平坦形状のフランジ部８０を造形しないような粗圧延工程を実施することも可能である。
【００９６】
また、上記実施の形態で図示・説明した孔型ロール形状における突起部（図２〜図６に示すウェッジ角度θ１〜θ４を有する先端部）の先端部形状は任意に設計される。即ち、当該先端部におけるコーナー部曲率（Ｒ）は、通常ロール設計する際に付与されるＲ：１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の範囲が好ましい。
【００９７】
また、上記実施の形態に説明において、第１孔型Ｋ１〜第５孔型Ｋ５において被圧延材Ａの積極的な圧下は行われないことが望ましい旨を説明したが、これは孔型形状と被圧延材形状との関係等により被圧延材Ａの一部が孔型に接触し圧下が行われてしまう場合を否定するものではない。上記各孔型Ｋ１〜Ｋ５において圧下が行われると、被圧延材Ａの長手方向への伸びを生じさせてしまい、フランジ部の生成効率が低下してしまうといった観点からはスラブ端面が孔型に非接触とされることが望ましいが、孔型造形では造形過程において被圧延材Ａ断面の非対称変形等が生じる場合があり、その非対称変形等に起因して被圧延材Ａの一部又は全部が孔型に接触するといった事象が一般的に見られる。そのような孔型造形において一般的に見られる程度の圧下については、上記実施の形態に記載した積極的な圧下は行わないといった技術の範疇である。
【００９８】
なお、Ｈ形鋼を製造する際の素材（被圧延材Ａ）としては例えばスラブを例示して説明したが、その他素材についても適用可能である。即ち、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。
【実施例】
【００９９】
本発明にかかる実施例１として、実際のＨ形鋼の粗圧延工程において本発明技術を適用した具体例について説明する。なお、本実施例では、上記実施の形態で説明した第１孔型〜第６孔型を用いて粗圧延を行った場合を説明する。
【０１００】
（実施例１）
断面が幅２３００ｍｍ×厚み３００ｍｍのスラブ素材を先ず、第１孔型において割り込みを入れた。ここで、第１孔型の孔型幅は約３００ｍｍとし、圧下は行われなかった。また、ウェッジ角度は３０°とした。
【０１０１】
続いて、第２孔型において第１孔型と同じウェッジ角度３０°で深さ３９０ｍｍの深い割り込みを形成させた。その後、第３孔型〜第６孔型において上記実施の形態で説明したように被圧延材の造形を行った。ここで、各孔型における突起部のウェッジ角度は、第３孔型：６０°、第４孔型：９０°、第５孔型：１２０°、第６孔型：１８０°（平坦）とした。
【０１０２】
このような造形において、各孔型での割り込み線長は、第２孔型：８７０ｍｍ、第３孔型：９００ｍｍ、第４孔型：９７４ｍｍ、第５孔型：１０２８ｍｍ、第６孔型：１１２３ｍｍとなった。最終孔型の第６孔型での造形後にはフランジ幅１１２３ｍｍとなっており、この段階における被圧延材のフランジ片幅は４１２ｍｍである。
【０１０３】
一方、従来よりもフランジ幅の大きい、製品フランジ幅８５０ｍｍの寸法を有するＨ形鋼製品を製造する場合には、製品ウェブ厚を２６ｍｍとすると、フランジ片幅は４１２ｍｍである。即ち、上記説明した条件にて製造されるフランジ片幅４１２ｍｍの被圧延材を用いることで、製品フランジ幅が８５０ｍｍと大きなＨ形鋼製品を製造することが可能であることが分かった。
【０１０４】
また、本発明にかかる実施例２、３として、所定のフランジ幅のＨ形鋼製品を製造する際に好適な素材スラブのスラブ幅について検討を行い、本発明技術を適用した場合と、従来法による場合とのそれぞれにおける適正なスラブ幅を算出した。
【０１０５】
（実施例２）
スラブ厚３００ｍｍの素材スラブを用いて、ウェブ高さ１０５０ｍｍ〜１６５０ｍｍ、フランジ幅６５０ｍｍ、ウェブ厚１９ｍｍ、フランジ厚３１ｍｍのＨ形鋼製品を製造する場合において、従来法を用いて製造した場合の適正なスラブ幅（比較例）と、本発明技術を適用して製造した場合の適正なスラブ幅（実施例）をそれぞれ算出した。なお、本発明技術を適用した場合のスラブ幅の算出については、ウェッジ角度は３０°とし、ウェブ減厚後のウェブ内法拡幅量は３６０ｍｍとして、上記実施の形態において説明した式（５）を用いて下限値を算出した。
【０１０６】
表１は実施例１（本発明）の算出結果を示す表であり、それぞれの場合の製品ウェブ高さ（表中は単にウェブ高と記載）、製品フランジ幅（表中は単にフランジ幅と記載）、用いた素材のスラブ厚ならびにスラブ幅を示すものである。なお、以下の表中の単位は全てｍｍである。
【表１】
2019111584.tif 000003
【０１０７】
また、表２は比較例（従来法）の算出結果を示す表であり、それぞれの場合の製品ウェブ高さ、製品フランジ片幅、用いた素材のスラブ厚ならびにスラブ幅を示すものである。
【表２】
2019111584.tif 000004
【０１０８】
表１と表２を比較すると、ウェブ高さ１０５０ｍｍ〜１６５０ｍｍのいずれのサイズのＨ形鋼製品の製造においても、実施例の場合（即ち、本発明技術を適用した場合）に用いる素材スラブのスラブ幅の方が、比較例の場合（即ち、従来法を用いた場合）に用いる素材スラブのスラブ幅よりも小さい値となっていることが分かる。この結果から、本発明技術を適用することで、より小さい寸法の素材スラブから従来と同じサイズのＨ形鋼製品を製造することが可能であることが分かり、素材の大型化を回避して低コストで従前と同寸法のＨ形鋼製品を製造できることが分かった。
【０１０９】
（実施例３）
スラブ厚３００ｍｍの素材スラブを用いて、ウェブ高さ１０５０ｍｍ〜１６５０ｍｍ、フランジ幅３５０ｍｍ〜６５０ｍｍ、ウェブ厚２０ｍｍ、フランジ厚５０ｍｍのＨ形鋼製品を製造する場合において、本発明技術を適用した場合に製造されるＨ形鋼製品のサイズの範囲について実施例３として検討を行った。
【０１１０】
図１６は実施例３の検討結果を示すグラフであり、フランジ幅が３５０ｍｍ、４５０ｍｍ、５５０ｍｍ、６５０ｍｍのＨ形鋼製品のウェブ高さと素材のスラブ幅との関係をそれぞれ示している。また、図１７は実施例３の検討結果について、製造されるＨ形鋼製品のフランジ幅とウェブ高さをグループ化してプロットしたグラフであり、本発明の実施可能な範囲の一例を示すものである。
【０１１１】
Ｈ形鋼製品の製造においては、通常、粗圧延機の後段に位置する中間ユニバーサル圧延機及びエッジャー圧延機での圧延造形において、被圧延材のフランジ幅は約１００ｍｍ程度の範囲内でコントロール可能である。また、粗圧延機や中間ユニバーサル圧延機では、被圧延材のウェブ内法を拡幅あるいは縮小する技術が知られており、このような技術を用いることで、図１７の破線で示す範囲内の寸法のＨ形鋼製品を本発明を適用して製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、例えば矩形断面であるスラブ等を素材として製造される圧延Ｈ形鋼に適用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
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）
２１…下孔型ロール（第１孔型）
２５、２６…突起部（第１孔型）
２８、２９…割り込み（第１孔型）
３０…上孔型ロール（第２孔型）
３１…下孔型ロール（第２孔型）
３５、３６…突起部（第２孔型）
３８、３９…割り込み（第２孔型）
４０…上孔型ロール（第３孔型）
４１…下孔型ロール（第３孔型）
４５、４６…突起部（第３孔型）
４８、４９…割り込み（第３孔型）
５０…上孔型ロール（第４孔型）
５１…下孔型ロール（第４孔型）
５５、５６…突起部（第４孔型）
５８、５９…割り込み（第４孔型）
６０…上孔型ロール（第５孔型）
６１…下孔型ロール（第５孔型）
６５、６６…突起部（第５孔型）
６８、６９…割り込み（第５孔型）
７０…上孔型ロール（第６孔型）
７１…下孔型ロール（第６孔型）
８０…フランジ部
８９…ウェブ部
９０…上孔型ロール（第７孔型）
９１…下孔型ロール（第７孔型）
１００…上水平ロール
１００ａ、１００ｂ…コーナー部
１０１…下水平ロール
１０１ａ、１０１ｂ…コーナー部
Ｋ１…第１孔型
Ｋ２…第２孔型
Ｋ３…第３孔型
Ｋ４…第４孔型
Ｋ５…第５孔型
Ｋ６…第６孔型
Ｋ７…第７孔型
Ｔ…製造ライン
Ａ…被圧延材
【図１】
2019111584.tif 000005
【図２】
2019111584.tif 000006
【図３】
2019111584.tif 000007
【図４】
2019111584.tif 000008
【図５】
2019111584.tif 000009
【図６】
2019111584.tif 000010
【図７】
2019111584.tif 000011
【図８】
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【図９】
2019111584.tif 000013
【図１０】
2019111584.tif 000014
【図１１】
2019111584.tif 000015
【図１２】
2019111584.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
2019111584.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
2019111584.tif 000020
【図１７】
2019111584.tif 000021
【図１８】
2019111584.tif 000022
【図１９】
2019111584.tif 000023
【図２０】
2019111584.tif 000024
【図２１】
2019111584.tif 000025
【図２２】
2019111584.tif 000026
【図２３】
2019111584.tif 000027
【図２４】
2019111584.tif 000028