(57)【要約】【課題】孔型の側壁間の距離より圧延後の角鋼の一辺の長さが小さい圧延材であっても圧延後の角鋼の断面形状に倒れが生じない角鋼圧延方法を提供する。【解決手段】圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部を自由孔型１０ｂのロール軸方向両側の側壁９ｂ、９ｃのうち圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部側の側壁９ｂで拘束すると共に、圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部側の側壁９ｂの圧延材側面から圧延材Ｓのロール軸方向寸法分だけ離したサイドガイド５で圧延材Ｓのロール軸方向他方の端部をガイドしながら圧延材Ｓをロール軸直交方向に圧延することにより、倒れのない製品角鋼Ｔを取得することができる。また、圧延材Ｓの諸元及び圧延条件に応じて、圧延材Ｓのロール軸方向寸法を予めコンピュータ８に記憶し、記憶された圧延材Ｓのロール軸方向寸法に応じてサイドガイド５の位置を調整する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール軸直交面を有する側壁が外周面に形成された一対のロールを用いて正方形又は長方形断面の角鋼を圧延するにあたり、
圧延材のロール軸方向何れか一方の端部を前記側壁で拘束すると共に、
前記側壁の前記圧延材側面から前記圧延材のロール軸方向寸法分だけ離したサイドガイドで前記圧延材のロール軸方向何れか他方の端部をガイドしながら前記圧延材をロール軸直交方向に圧延することを特徴とする角鋼圧延方法。
【請求項２】
ロール外周面のうち、孔型のロール軸方向両側にロール軸直交面を有する側壁が形成された一対の孔型ロールを用いて前記孔型のロール軸方向両側の側壁間の距離より一辺の長さが小さい正方形又は長方形断面の角鋼を圧延するにあたり、
圧延材のロール軸方向何れか一方の端部を前記孔型のロール軸方向両側の側壁のうち前記圧延材のロール軸方向何れか一方の端部側の側壁で拘束すると共に、
前記圧延材のロール軸方向何れか一方の端部側の側壁の前記圧延材側面から前記圧延材のロール軸方向寸法分だけ離したサイドガイドで前記圧延材のロール軸方向何れか他方の端部をガイドしながら前記圧延材をロール軸直交方向に圧延することを特徴とする角鋼圧延方法。
【請求項３】
前記圧延材の諸元及び圧延条件に応じて、前記圧延材のロール軸方向寸法を予め圧延制御装置に記憶し、前記圧延制御装置は前記記憶された圧延材のロール軸方向寸法に応じて前記サイドガイドの位置を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の角鋼圧延方法。
【請求項４】
前記サイドガイドとは個別のサイドガイドを前記圧延材のロール軸方向何れか一方の端部を拘束する側壁と同じ位置に調整して前記圧延材のロール軸方向何れか一方の端部をガイドすることを特徴とする請求項３に記載の角鋼圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインゴットと呼ばれる大型の鋼塊をブルームとか鋼片と呼ばれる角鋼に圧延する方法に関し、例えば孔型ロールを用いて正方形又は長方形断面の製品角鋼に圧延するのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
孔型ロールは、外周面が平坦なフラットロールに対し、外周面に窪み（孔型：カリバーともいう）が形成されているものである。このような孔型ロールを用いた角鋼の圧延方法としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この角鋼圧延方法は、ボックス型の孔型が形成された一対の孔型ロールを用いて正方形又は長方形断面の角鋼を圧延するものである。ボックス型の孔型とは、例えば圧延材の外周全周又はほぼ全周が孔型に接触して圧延を行うものであるが、正方形又は長方形断面の角鋼を圧延する孔型ロールとしては、円柱状のロールの外周面にロール軸直交面を有する側壁が突出形成されているだけのものもある。この側壁は、圧延材のロール軸方向端部全面に接触するようなものではなく、圧延材のロール軸方向端部の角隅部を拘束する程度の高さしかない。この側壁で圧延材のロール軸方向両端部を拘束しながらロール軸直交方向に圧延を行って正方形又は長方形断面の角鋼を圧延する方法もある。なお、角鋼の圧延では、圧延材を９０°ずつ転回しながらロール軸方向寸法（幅）とロール軸直交寸法（厚さ）を調整する。この場合の転回とは、圧延材の幅方向と厚さ方向とが交互に圧延方向になるように圧延材を回転することを意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４０８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述のようにロール外周面に側壁のみが形成された孔型ロールを用いて正方形又は長方形断面の角鋼を圧延する場合、圧延後の角鋼の一辺の長さが孔型のロール軸方向両側の側壁間の距離に等しい場合には、最終的に圧延材のロール軸方向両端部が孔型のロール軸方向両側の側壁で拘束されるため、角鋼の断面形状は正方形又は長方形となる。一方、圧延後の角鋼の一辺の長さが孔型のロール軸方向両側の側壁間の距離に等しくない場合には、孔型のロール軸方向両側の側壁間の距離が圧延後の角鋼の一辺の長さより大きい孔型の外周面で圧延を行うしかない。つまり、孔型のロール軸方向両側の側壁間の距離より圧延後の一辺の長さが小さい角鋼を圧延する場合には、一般的に圧延機の入側及び出側の少なくとも一方に設けられている一対のサイドガイドで圧延材のロール軸方向両端部をガイドして圧延を行う。しかしながら、この角鋼圧延方法では、圧延後の角鋼の断面形状が菱形や平行四辺形といった形状になってしまう、所謂倒れが生じてしまうという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、ロール外周面に形成された孔型の側壁間の距離より圧延後の角鋼の一辺の長さが小さい圧延材であっても圧延後の角鋼の断面形状に倒れが生じない角鋼圧延方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、ロール軸直交面を有する側壁が外周面に形成された一対のロールを用いて正方形又は長方形断面の角鋼を圧延するにあたり、圧延材のロール軸方向一方の端部を前記側壁で拘束すると共に、側壁の圧延材側面から圧延材のロール軸方向寸法分だけ離したサイドガイドで圧延材のロール軸方向他方の端部をガイドしながら圧延材をロール軸直交方向に圧延することを特徴とする角鋼圧延方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の角鋼圧延方法によれば、ロール外周面の側壁間の距離より圧延後の角鋼の一辺の長さが小さい圧延材であっても圧延後の角鋼の断面形状に倒れが生じない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の角鋼圧延方法が適用された圧延設備の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の圧延設備により圧延材を転回する場合の説明図である。
【図３】図１の圧延設備により圧延材を転回する場合の説明図である。
【図４】図１の圧延設備により圧延材を転回する場合の説明図である。
【図５】図１の圧延設備により圧延材を転回する場合の説明図である。
【図６】図１の圧延設備で圧延される圧延後の製品角鋼の斜視図である。
【図７】図１の孔型ロールのうち大型拘束孔型を用いた角鋼圧延方法の説明図である。
【図８】図１の孔型ロールのうち小型拘束孔型を用いた角鋼圧延方法の説明図である。
【図９】図１の孔型ロールのうち自由孔型を用いた角鋼圧延方法の説明図である。
【図１０】図９の角鋼圧延方法を実施するためにコンピュータで実行される演算処理のフローチャートである。
【図１１】孔型ロールのうち自由孔型を用いた従来の角鋼圧延方法の説明図である。
【図１２】図１１の従来の角鋼圧延方法で圧延された圧延後の製品角鋼の斜視図である。
【図１３】図１１の従来の角鋼圧延方法の詳細説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の角鋼圧延方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、例えば角鋼製造のための圧延設備の一部を示しており、図１の圧延設備の中央部には粗圧延機として水平圧延機１が配置されている。この水平圧延機１は、従来と同様に、圧延用のロール２の軸が水平方向に配置されたものであり、圧延材Ｓを往復させて所謂リバース圧延が可能なものである。この水平圧延機１の入側及び出側には、圧延材Ｓを搭載して搬送するための搬送装置３が配置されている。この搬送装置３は、一般的な搬送ロール４に圧延材を搭載し、各搬送ロール４を回転させることで圧延材Ｓを搬送するものである。この実施形態では、これらの搬送装置３の搬送ロール４上にインゴットと呼ばれる大型の鋼塊を圧延材Ｓとして搭載し、圧延材Ｓを水平圧延機１に往復搬送して圧延を行う。なお、この実施形態で圧延する圧延材Ｓは、一般の圧延材と同じく、直方体又は立方体形状である。また、この実施形態では、後述するように、圧延用のロール２として孔型ロールを用いている。
【０００９】
搬送装置３の上方における圧延材Ｓの搬送方向と直交方向両側には、板状のサイドガイド５、６が圧延材搬送方向に沿って鉛直に立てて配置されている。このうち、図の左側のサイドガイド５は、搬送方向に沿って複数に分割され、分割されたサイドガイド５の間に予め設定された隙間が形成され、その夫々の隙間に爪部材７が配置されている。一方、図の右側のサイドガイド６は、搬送ロール４の数本分、搬送方向に沿って連続している。爪部材７は、後述するように、搬送装置３の搬送ロール４上に搭載されている圧延材Ｓの下側面の図示左側の辺縁部を引っ掛けて持ち上げ、圧延材Ｓを転回するためのものである。この爪部材７は、図示しない上昇装置によって上下方向に移動されると共に、図示しない移動装置によって図示左側のサイドガイド５と共に搬送ロール４の軸方向、つまり圧延材Ｓの搬送方向と直交する水平方向に移動される。
【００１０】
図２〜図５には、爪部材７による圧延材Ｓの転回方法の一例を示す。ここでは、長方形断面の圧延材Ｓが断面の短辺を上下面にして搬送装置３の搬送ロール４上に搭載されている状態から、断面の長辺を上下面にするように転回される様子を示している。なお、図では、搬送ロール４の上端面のみを搬送装置３と見なして表示している。このような場合には、図２に示すように圧延材Ｓの図示左端面に接触している爪部材７が圧延材Ｓの下側面の図示左端辺縁部に引っ掛かっている状態で爪部材７を上昇する。これに伴って圧延材Ｓの下側面の図示左端辺縁部が上昇し、図３に示すように、圧延材Ｓは下側面の図示右端辺縁部を中心として回転する。なお、爪部材７を上昇させるときには、圧延材Ｓとの引っ掛かりが外れてしまわないように、爪部材７を圧延材Ｓ側に移動させ続ける。
【００１１】
図示右側のサイドガイド６が予め設定された角度、例えば水平面から６０°の角度まで傾斜したら、図４に示すように、圧延材Ｓの重心が回転中心である図示斜め左下側面の図示右端辺縁部よりも図示右方に移動し、圧延材Ｓが自重で回転して転回しようとする。その結果、図５に示すように、圧延材Ｓは、断面の長辺を上下面にして転回する。水平圧延機１では、このように、圧延材Ｓを転回しながら圧延することで、圧延材Ｓの圧延面を変更し、要求される断面形状の鋼材を取得する。なお、圧延スケジュールや圧延条件、圧延材Ｓの転回は、圧延ライン全体を制御するコンピュータ８によって制御される。即ち、コンピュータ８は圧延制御装置である。
【００１２】
角鋼製造ラインでは、種々の角鋼を圧延するが、この実施形態では、その一例として、図６に示すように、断面が正方形のブルームとか鋼片と呼ばれる角鋼Ｔを圧延後の製品として取得する圧延を行う。そのため、例えば図７に示すような孔型ロール２を用いて角鋼の圧延を行う。この孔型ロール２は、円柱状のロール外周面に、ロール軸直交面を有する４つの側壁９ａ〜９ｄが予め設定されたロール軸方向寸法だけ離して突出形成されている。その結果、図示左端の側壁９ａと左から二番目の側壁９ｂとの間に大型拘束孔型１０ａが形成されている。また、図示左から二番目の側壁９ｂと図示右から二番目の側壁９ｃとの間に自由孔型１０ｂが形成されている。また、図示右から二番目の側壁９ｃと図示右端の側壁９ｄとの間に小型拘束孔型１０ｃが形成されている。
【００１３】
例えば、圧延後の製品角鋼Ｔにおける正方形断面の一辺の長さが図７の図示左端の側壁９ａと左から二番目の側壁９ｂとの間の距離に等しい場合には、圧延材Ｓを大型拘束孔型１０ａに通板して転回しながら往復圧延を行えば、要求される一辺の長さを有する正方形断面の角鋼を取得することができる。また、圧延後の製品角鋼Ｔにおける正方形断面の一辺の長さが図８の図示右端の側壁９ｄと右から二番目の側壁９ｃとの間の距離に等しい場合には、圧延材Ｓを小型拘束孔型１０ｃに通板して転回しながら往復圧延を行えば、要求される一辺の長さを有する正方形断面の角鋼を取得することができる。なお、何れの場合も、圧延材Ｓが大型拘束孔型１０ａや小型拘束孔型１０ｃより大きい場合には、それらの拘束孔型１０ａ、１０ｃに収まる大きさになるまで転回しながら自由孔型１０ｂで往復圧延を行う。
【００１４】
これに対し、圧延後の製品角鋼Ｔにおける正方形断面の一辺の長さが図７の図示左端の側壁９ａと左から二番目の側壁９ｂとの間の距離とも、図８の図示右端の側壁９ｄと右から二番目の側壁９ｃとの間の距離とも異なる場合には、左から二番目の側壁９ｂと右から二番目の側壁９ｃとの間の自由孔型１０ｂで圧延を行う。その際、図９に示すように、圧延材Ｓ（最終的には製品角鋼Ｔ）のロール軸方向端部のうち、例えば図示右方端部を右から二番目の側壁９ｃのロール軸直交面で拘束し、圧延材Ｓのロール軸方向左方端部は図示左側のサイドガイド５でガイドする。その場合、図示右側のサイドガイド６は右から二番目の側壁９ｃに一致させる。なお、圧延材Ｓのロール軸方向左方端部を左から二番目の側壁９ｂのロール軸直交面で拘束し、圧延材Ｓのロール軸方向右方端部を図示右側のサイドガイド６でガイドするようにしても良い。
【００１５】
図１０に示すフローチャートは、自由孔型１０ｂのロール軸方向両側の側壁９ｂ、９ｃ間の距離よりも製品角鋼Ｔにおける正方形断面の一辺の長さが小さい圧延材Ｓを圧延する場合に、コンピュータ８で実行される演算処理である。この演算処理は、圧延材Ｓの大きさ（断面形状）が製品角鋼Ｔの大きさ（断面形状）に或る程度近づいたときに実行されるものであり、先ずステップＳ１で、これから圧延しようとする圧延材Ｓは、適応する孔型のない製品角鋼Ｔのサイズであるか否か、つまり製品角鋼Ｔのサイズが大型拘束孔型１０ａ又は小型拘束孔型１０ｃに適合するか否かを判定し、適応する孔型のない製品角鋼Ｔのサイズである場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合には復帰して、適応する孔型で圧延を行う図示しない演算処理に移行する。
【００１６】
ステップＳ２では、自由孔型１０ｂのロール軸方向一方の側壁９ｂ、９ｃに同じ側（ロール軸方向一方側）のサイドガイド５、６の内側面、つまり圧延材Ｓ側面を一致させる。以下、自由孔型１０ｂのロール軸方向一方の側壁９ｂ、９ｃに一致させたサイドガイド５、６を側壁側サイドガイド５、６とも記す。
次にステップＳ３に移行して、例えば圧延材Ｓの諸元や圧延条件などに応じて予め記憶されたデータから、現在の圧延材Ｓの板幅（ロール軸方向寸法）を取得する。
【００１７】
次にステップＳ４に移行して、残り（ロール軸方向他方側）のサイドガイド６、５の内側面、つまり圧延材Ｓ側面を現在の圧延材Ｓの板幅分だけ側壁側サイドガイド５、６の内側面、つまり圧延材Ｓ側面より離す。
次にステップＳ５に移行して、図示しない個別の演算処理によって圧延制御を行う。
次にステップＳ６に移行して、ステップＳ５による圧延制御で圧延材Ｓが製品角鋼Ｔのサイズに仕上がっているか否かを判定し、製品サイズに仕上がっている場合には復帰し、そうでない場合にはステップＳ７に移行する。
【００１８】
ステップＳ７では、図示しない個別の演算処理によって圧延及び転回制御を行ってからステップＳ３に移行する。
この演算処理によれば、図９に示すように、ロール軸方向一方のサイドガイド６が自由孔型１０ｂのロール軸方向一方の側壁９ｃに一致され、ロール軸方向他方のサイドガイド５は、ロール軸方向一方のサイドガイド６、即ちロール軸方向一方の側壁９ｃから圧延材Ｓのロール軸方向寸法だけ離した位置にセットされる。従って、一対のサイドガイド５、６でガイドされる圧延材Ｓは、圧延時に、ロール軸方向一方の端部が自由孔型１０ｂのロール軸方向一方の側壁９ｃで拘束され、ロール軸方向他方の端部はロール軸方向他方側のサイドガイド５でガイドされる。そして、このような拘束及びガイド状態で、転回しながら圧延材Ｓを往復圧延することで、断面形状が正確に正方形な製品角鋼Ｔを取得することができる。
【００１９】
従来、適応する孔型のない製品サイズの圧延材Ｓは、図１１に示すように、圧延材Ｓのロール軸方向両端部を一対のサイドガイド５、６でガイドしながら自由孔型１０ｂのロール外周面のみで圧延を行っていた。つまり、側壁９ｂ、側壁９ｃによる圧延材Ｓのロール軸方向への拘束がない状態で圧延が行われていた。しかしながら、圧延後に取得される約半数の製品角鋼Ｔは、例えば図１２に示すように、断面が菱形か平行四辺形になる、倒れが生じてしまう。その原因の一つは、例えば図１３に示すように、サイドガイド５、６と圧延材Ｓとの間に隙間が生じるためである。サイドガイド５、６が圧延材Ｓのロール軸方向端部に強く当たると、製品角鋼Ｔに疵がついてしまうので、サイドガイド５、６を圧延材Ｓのロール軸方向端部に強く当たらないようにしなければならない。しかし、そのようにサイドガイド５、６の位置調整を行うと、どうしてもサイドガイド５、６と圧延材Ｓとの間に隙間が生じ易くなる。製品角鋼Ｔに倒れが生じる他の原因は、サイドガイド５、６と圧延のための孔型ロール２とが離れていることもある。サイドガイド５、６は、あくまでも圧延入側又は出側で圧延材Ｓのロール軸方向端部をガイドするものであって、圧延下の圧延材Ｓを拘束するものではない。そのため、実際の圧延時には、圧延材Ｓのロール軸方向への変形を規制することができず、その結果、製品角鋼Ｔに倒れが生じるものと考えられる。
【００２０】
これに対し、この実施形態のように、適応する孔型のないサイズの製品角鋼Ｔであっても、圧延時に、圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部を自由孔型１０ｂのロール軸方向一方の側壁９ｃで拘束すると共に、圧延材Ｓのロール軸方向他方の端部をロール軸方向他方側のサイドガイド５でガイドすれば、製品角鋼Ｔの倒れを皆無とすることができる。実際に、この実施形態の角鋼圧延方法により、製品角鋼Ｔの倒れによる不良率を０％とすることができた。
【００２１】
このように、この実施形態の角鋼圧延方法では、ロール外周面のうち、自由孔型１０ｂのロール軸方向両側にロール軸直交面を有する側壁９ｂ、９ｃが形成された一対の孔型ロール２を用いて圧延材Ｓを自由孔型１０ｂのロール軸方向両側の側壁９ｂ、９ｃ間の距離より一辺の長さが小さい正方形断面の製品角鋼Ｔに圧延する。その際、圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部を自由孔型１０ｂのロール軸方向両側の側壁９ｂ、９ｃのうち圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部側の側壁９ｃで拘束すると共に、圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部側の側壁９ｃの圧延材側面から圧延材Ｓのロール軸方向寸法分だけ離したサイドガイド５で圧延材Ｓのロール軸方向他方の端部をガイドしながら圧延材Ｓをロール軸直交方向に圧延する。これにより、倒れのない製品角鋼Ｔを取得することができる。
【００２２】
また、圧延材Ｓの諸元及び圧延条件に応じて、圧延材Ｓのロール軸方向寸法を予めコンピュータ８に記憶し、コンピュータ８は記憶された圧延材Ｓのロール軸方向寸法に応じてサイドガイド５の位置を調整する。これにより、倒れのない製品角鋼Ｔを確実に取得することができる。また、このようなサイドガイド５の位置制御によって、製品角鋼Ｔに疵がつくのも防止できる。
また、サイドガイド５とは個別のサイドガイド６を有する場合に、圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部を拘束する側壁９ｃと同じ位置にサイドガイド６を調整して圧延材Ｓのロール軸方向一方の端部をガイドする。これにより、より一層、倒れのない製品角鋼Ｔを確実に取得することができる。
【００２３】
前述した実施形態では、ロール軸方向両側に側壁が形成された自由孔型の何れか一方の側壁で圧延材のロール軸方向の同じ側の端部を拘束するようにすると共に圧延材の逆側の端部をサイドガイドでガイドしながら厚さ方向に圧延した。しかしながら、側壁で拘束されるのは圧延材のロール軸方向何れか一方の端部だけであるから、側壁は一対のロールの夫々に一つずつでもよく、側壁を孔型のロール軸方向両側に形成することも、ロールが孔型ロールであることも必須ではない。即ち、本発明の角鋼圧延方法は、ロール軸直交面を有する側壁が外周面に形成された一対のロールを用いて角鋼を直方体又は立方体断面形状の鋼材に圧延する場合に、圧延材のロール軸方向何れか一方の端部を側壁で拘束すると共に、側壁の圧延材側面から圧延材のロール軸方向寸法分だけ離したサイドガイドで圧延材のロール軸方向何れか他方の端部をガイドしながら圧延材をロール軸直交方向に圧延することが必須要件である。
【符号の説明】
【００２４】
１  水平圧延機
２  孔型ロール
３  搬送装置
４  搬送ロール
５  サイドガイド
６  サイドガイド
７  爪部材
８  コンピュータ
９ａ〜９ｄ  側壁
１０ａ〜１０ｃ  孔型
Ｓ  圧延材
Ｔ  製品角鋼
【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】
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