(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｔ形鋼の寸法が変化しても曲がりや反りを発生させることなく、現状のＨ形鋼の水冷設備を流用し、低コストで水冷できる冷却方法および冷却装置を提供する。【解決手段】Ｔ形鋼１２の搬送経路にパスラインを挟んで設けられ、互いに接離する方向に移動する一対のサイドガイド１４と、サイドガイド１４に組み込まれＴ形鋼１２のウエブ１２ａを略水平に支持するためのウエブ支承ローラー１３と、Ｔ形鋼１２のウエブ１２ａの上方および下方にパスラインに沿って設けられ、Ｔ形鋼１２のフランジ１２ｂ内面を冷却する冷却ノズル１６ａ、１６ｂと、Ｔ形鋼１２のフランジ１２ｂ外面と対峙する位置にパスラインに沿って設けられ、フランジ１２ｂ外面を冷却する冷却ノズル１５ｂとを備える冷却装置１１を用いて、Ｔ形鋼１２のウエブ１２ａを略水平に維持し、かつ当該Ｔ形鋼をその長手方向に移動させつつ、フランジ外面、または、フランジ内面および外面を水冷する。【選択図】図１
2008126259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延を終了したＴ形鋼を、ウエブが略水平方向を指向する姿勢で長手方向へ搬送しながら、当該Ｔ形鋼のフランジの外面、または、該フランジの内面および外面を水冷することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
【請求項２】
熱間圧延を終了したＴ形鋼を、ウエブの先端部およびフランジの一方の端部がともに搬送テーブルに接触する姿勢で長手方向へ搬送しながら、設置高さが下流に向かうに連れて段階的に高くなるように前記長手方向へ並設される複数のウエブ支持部材を用いて、該Ｔ形鋼の姿勢をウエブが略水平方向を指向する姿勢に変更し、当該姿勢で長手方向へ搬送しながら、当該Ｔ形鋼のフランジの内面、または、前記フランジの内面および外面を水冷することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
【請求項３】
ウエブの先端部およびフランジの一方の端部がともに搬送テーブルに接触する姿勢で長手方向へ搬送されるＴ形鋼の搬送経路にパスラインを挟んで設けられ、互いに接離する方向に移動する一対のサイドガイドと、
設置高さが下流に向かうに連れて段階的に高くなるように前記長手方向へ並設されて前記サイドガイドに収納可能に組み込まれ、前記Ｔ形鋼の姿勢をウエブが略水平方向を指向する姿勢に変更するための複数のウエブ支持部材と、
ウエブが略水平方向を指向する姿勢の前記Ｔ形鋼のウエブの上方および下方に設けられ、前記Ｔ形鋼のフランジの内面を冷却する複数の冷却ノズルと、前記Ｔ形鋼のフランジの外面と対峙する位置に前記パスラインに沿って設けられ、当該フランジの外面を冷却する複数の冷却ノズルと
を備えることを特徴とするＴ形鋼の冷却装置。
【請求項４】
前記ウエブ支持部材は、ウエブ支承ローラーである請求項３に記載されたＴ形鋼の冷却装置。
【請求項５】
さらに、前記フランジの内面を冷却する複数の冷却ノズルの噴射角度を調整する噴射角度調整機構と、前記フランジの外面を冷却する複数の冷却ノズルの噴射角度を調整する噴射角度調整機構とを備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載されたＴ形鋼の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延されたＴ形鋼を均一にかつ低コストで冷却することができるＴ形鋼の製造方法および冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｔ形鋼を製造する方法として、以下に説明する２種類の製造方法が知られる。
一つの製造方法は、建築用鋼材として用いられてきた、例えば１５０×９〜３００×３２といった小寸法のＴ形鋼の製造方法である。この製造方法は、２重式圧延機の圧延ロールに設けられる多数の孔型を用いる孔型圧延法によってブルームから圧延Ｔ形鋼を直接製造するものである。
【０００３】
もう一つの製造方法は、ユニバーサルミルによってＨ形鋼またはＩ形鋼を仕上げ圧延すると同時に、そのＨ形鋼またはＩ形鋼のウエブを長手方向へ切断することによって、２条のＴ形鋼を製造する方法である。この製造方法によれば、主に生産性の向上が図られる。
【０００４】
しかし、後者の製造方法では、熱間のＴ形鋼を冷却する際におけるウエブ厚みがフランジ厚みに比べて非常に薄いため、ウエブを切断した後の冷却の際に、ウエブが座屈して曲がりを生じたり、ウエブの面外変形からウエブ波といわれる永久変形が発生することがある。これを防ぐために、例えば特許文献１〜４には、Ｈ形鋼、特にウエブ厚みの薄いＨ形鋼の製造に際してフランジの外面を水冷する方法が開示される。
【０００５】
これらの発明では、いずれもユニバーサルミルによってＨ形鋼またはＩ形鋼を仕上げ圧延すると同時にそのウエブを長手方向に切断して２条のＴ形鋼を得た後に各々のＴ形鋼のフランジの外面、または、フランジの内面および外面を冷却する。
【０００６】
しかし、特許文献１〜４により開示されたＴ形鋼のフランジ冷却方法では、仕上圧延ならびにウエブ切断工程においてはウエブが水平方向を指向するとともにフランジが鉛直方向を指向する姿勢で支持されるのに対し、フランジ冷却工程ではフランジがウエブよりも下に位置する姿勢でフランジの冷却を行う必要がある。このため、冷却工程に搬送される前に長尺かつ大質量のＴ形鋼を転回して姿勢を変更する必要がある。
【０００７】
また、特許文献４により開示された発明では、冷却工程に搬送される前に２条のＴ形鋼のウエブ同士を上下に重ね合わせておく必要があるため、専用の転回装置や重ね合わせ装置を設置する必要がある。また、冷却装置についてもＴ形鋼専用のものを新たに設ける必要があるなど、Ｔ形鋼の製造のための設備費用が著しく嵩む。
【０００８】
さらに、特許文献１〜３により開示された発明では、フランジに垂直な方向の曲がりである上下反りにはフランジの外面への冷却水量を調整することにより対応できるが、フランジの幅方向の曲がりである左右曲がりには対応できない。また、被水冷材であるＴ形鋼の寸法、特にフランジの幅が変化した際に、スプレーノズルの方向や位置の変更等といった水冷条件を適切にするための調整を行うことができない。
【０００９】
また、特許文献４により開示された発明では、フランジに垂直な方向の曲がりである左右曲がりにはフランジの外面への冷却水量を調整することにより対応できるが、フランジの幅方向の曲がりである上下反りには対応できない。また、被水冷材であるＴ形鋼の寸法、特にフランジの幅が変化した際に、スプレーノズルの方向や位置の変更等といった水冷条件を適切にするための調整を行うことができない。さらに、冷却中にＴ形鋼を側面から支持するガイドが存在しないため、Ｔ形鋼の左右曲がり状況によってはＴ形鋼が自重で転倒したり、搬送ラインから飛び出したりする危険性がある。
【００１０】
ところで、本出願人は、図７に示すように、特許文献５により、Ｈ形鋼１のウエブ１ａの上方および下方にパスラインに沿って設けられ、Ｈ形鋼１のフランジ１ｂの内面を冷却する４つの冷却ノズル２ａ〜２ｄと、Ｈ形鋼１のフランジ１ｂの外面と対峙する位置にパスラインに沿って設けられ、フランジ１ｂの外面を冷却する２つの冷却ノズル３ａ、３ｂとを少なくとも備えるＨ形鋼１の冷却装置４を用い、Ｈ形鋼１や平行フランジ溝形鋼（図示しない）等の形鋼を中間圧延あるいは仕上げ圧延等の熱間圧延後に冷却する際に、ウエブ１ａの内幅が小さい形鋼１であってもそのフランジ１ｂおよびフィレット（ウエブ１ａおよびフランジ１ｂの接合部）の内面を効果的に冷却することができ、また、冷却水の噴射により落下したスケールがノズル等に堆積するのを防止することができることを、開示した。
【００１１】
本出願人はさらに、図８に示すように、特許文献６により、搬送用ローラ５の下方で圧延方向とそれぞれ平行に、かつ、搬送用ローラ５によって搬送されるＨ形鋼６の両フランジ６ｂ間に配置した３本のヘッダー管７に設けたノズル８の、一方のフランジ６ｂ側に配置したヘッダー管７のノズル８から一方のフランジ６ｂの下部内面へ向けて、また、他方のフランジ６ｂ側に配置したヘッダー管７のノズル８から他方のフランジ６ｂの下部内面へ向けて、両ヘッダー管７の間に配置したヘッダー管７のノズル８からウエブ６ａの下面へ向けて、それぞれ冷却水を噴射することにより、極厚Ｈ形鋼やフランジ厚さに比べてウエブ厚さが相対的に厚いＨ形鋼９に対してそのウエブ高さが増加しても、フランジ６ｂおよびウエブ６ａを均一に冷却することができ、不均一冷却に伴う形状不良の発生を抑制できることを開示した。
【００１２】
特許文献５、６に記載された冷却装置４，１０を用いて冷却を行うことにより、搬送されるＨ形鋼や溝形鋼等のウエブ高さやフランジ幅が変更された場合にあっても、被冷却材を均一に冷却できる。
【特許文献１】特開平１０−２０２３０１号公報
【特許文献２】特開平１０−２１６８２５号公報
【特許文献３】特開平１０−２１６８２６号公報
【特許文献４】特開平１０−２３５４０７号公報
【特許文献５】特開２００３−１９５１０号公報
【特許文献６】特開２００５−２３８２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献５、６に開示されたＨ形鋼の冷却装置４，１０を流用してＴ形鋼を冷却すれば、搬送されるＴ形鋼のウエブ高さやフランジ幅が変更された場合にも均一に冷却することができるのではと一見考えられる。
【００１４】
しかし、Ｔ形鋼にはＨ形鋼の片側のフランジが存在しないので、そのまま図６に示すＨ形鋼の冷却装置４に搬送すると、ウエブが水平面（搬送テーブル面）に対して傾いた状態で冷却されることとなる。このようにウエブが傾いているため必然的にフランジも鉛直面に対して傾斜し（図７で言えばウエブ１ａが時計方向に回転して傾斜する）、上フランジ内面冷却用ノズル２ａ、２ｃおよび下フランジ内面冷却用ノズル２ｂ、２ｄから噴射された冷却水が上フランジ内面および下フランジ内面に対して適切に当たらないことになる。したがって、Ｔ形鋼１の横断面内において上下対称かつ均一に冷却することが難しい。
【００１５】
これを改善するためには、例えば、上下のノズル２ａ〜２ｄを可動式として、フランジ１ａの傾斜の程度に合わせて噴射位置および噴射角度を調整する必要がある。しかし、フランジ１ｂの高さおよびウエブ１ａの幅によって傾斜角度が変化するために、噴射位置および噴射角度を製品の寸法毎に調整する必要があるので、冷却装置４の構造が複雑になって設備投資が嵩む。さらに、フランジ１ｂの外面についても、フランジ１ｂが傾斜していることから、冷却ノズル３ａ、３ｂからフランジ１ｂの外面各部までの距離が一定ではなくなり、これを調整する機構を設ける必要も生じ、設備投資が著しく嵩む。
【００１６】
また、上記問題点を解決するために、Ｔ形鋼のウエブを搬送テーブルから持ち上げた後にＨ形鋼の冷却装置４に進入させ、ウエブを持ち上げた状態で冷却するという発想はできなくはないが、一旦Ｔ形鋼の移動を停止し持ち上げることになり生産性が低下することになる。また、移動させながら持ち上げた場合、搬送テーブルの下に新たにウエブ昇降装置を設けると、Ｔ形鋼がこの昇降装置へ進入する際に昇降装置にウエブが引っ掛かり、Ｔ形鋼が搬送不能になるおそれがあり、実現が困難であった。さらには、上述した搬送テーブルの下にウエブ昇降装置を設けると、Ｔ形鋼の製造ラインを用いてＨ形鋼を製造する際に、新たに設けたウエブ昇降装置が障害になってＨ形鋼の搬送や冷却に支障を来す可能性があった。
【００１７】
このような課題は、船体補強部材であるロンジ材として圧延Ｔ形鋼を用いる場合に、特に顕著になる。すなわち、ロンジ材として用いられる圧延Ｔ形鋼は、ウエブの高さが３５０ｍｍ以上であるとともにフランジの幅が２００ｍｍ以下であり、かつ、ウエブの先端面が圧延ロールによる圧下をされた圧延面であるという特徴、すなわちフランジの幅に対してウエブの高さが極端に大きいという特徴を有するので、上述した建築用鋼材用の小寸法のＴ形鋼に比較すると、ウエブがフランジに対し上下左右に変形し易いからである。
【００１８】
本発明は、上述した従来の熱間圧延Ｔ形鋼の製造方法、とりわけＨ形鋼のウエブを切断し２条のＴ形鋼とした後の水冷時に発生する曲がりを防止するためのフランジ水冷方法や水冷装置における問題に鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、例えば特許文献５、６により開示された従来のＨ形鋼の水冷装置４，１０を流用してＨ形鋼や溝形鋼同様に曲がり、反りさらには捩れ等を生じることなく熱間圧延Ｔ形鋼を均一に冷却することを検討した結果、熱間圧延されたＴ形鋼を水冷する際には、ウエブが略水平を指向する姿勢でＴ形鋼を搬送すればよいことを知見し、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００２０】
すなわち、本発明は以下の通りである。
（ｉ）熱間圧延を終了したＴ形鋼を、ウエブが略水平方向を指向する姿勢で長手方向へ搬送しながら、このＴ形鋼のフランジの外面、または、このフランジの内面および外面を水冷することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
（ｉｉ）熱間圧延を終了したＴ形鋼を、ウエブの先端部およびフランジの一方の端部がともに搬送テーブルに接触する姿勢で長手方向へ搬送しながら、設置高さが下流に向かうに連れて段階的に高くなるように長手方向へ並設される複数のウエブ支持部材を用いて、Ｔ形鋼の姿勢をウエブが略水平方向を指向する姿勢に変更し、この姿勢で長手方向へ搬送しながら、Ｔ形鋼のフランジの内面、または、フランジの内面および外面を水冷することを特徴とするＴ形鋼の製造方法。
（ｉｉｉ）ウエブの先端部およびフランジの一方の端部がともに搬送テーブルに接触する姿勢で長手方向へ搬送されるＴ形鋼の搬送経路にパスラインを挟んで設けられ、互いに接離する方向に移動する一対のサイドガイドと、設置高さが下流に向かうに連れて段階的に高くなるように長手方向へ並設されてサイドガイドに収納可能に組み込まれ、Ｔ形鋼の姿勢をウエブが略水平方向を指向する姿勢に変更するための複数のウエブ支持部材と、ウエブが略水平方向を指向する姿勢のＴ形鋼のウエブの上方および下方に設けられ、Ｔ形鋼のフランジの内面を冷却する複数の冷却ノズルと、Ｔ形鋼のフランジの外面と対峙する位置にパスラインに沿って設けられ、フランジの外面を冷却する複数の冷却ノズルとを備えることを特徴とするＴ形鋼の冷却装置。
（ｉｖ）ウエブ支持部材が、ウエブ支承ローラーである上記（ｉｉｉ）のＴ形鋼の冷却装置。
（ｖ）さらに、フランジの内面を冷却する複数の冷却ノズルの噴射角度を調整する噴射角度調整機構と、フランジの外面を冷却する複数の冷却ノズルの噴射角度を調整する噴射角度調整機構とを備える上記（ｉｉｉ）または（ｉｖ）のＴ形鋼の冷却装置。
【００２１】
これらの本発明では、Ｔ形鋼が船体補強部材であるロンジ材として用いられる圧延Ｔ形鋼であることが例示される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）被冷却材であるＴ形鋼の寸法が変化しても、Ｈ形鋼と同一設備を用いて曲がりや反りを発生させることなく、Ｔ形鋼を水冷することができる。
（２）既存のＨ形鋼の水冷設備を改造することにより、設備投資を可及的に抑制しながら、Ｔ形鋼を適切に水冷するための冷却方法を実現するとともに、冷却装置を構築することができる。
（３）従来のＴ形鋼の水冷方法や水冷装置では必要であったＴ形鋼の転回装置や、２条Ｔ形鋼のウエブ同士の重ね合せ装置等を用いる必要がなくなるので、設備投資を抑制できる。
【００２３】
このように、本発明によれば、Ｔ形鋼の寸法が変化しても曲がりや反りを発生させることなく適切な水冷が可能であり、さらには、新たな水冷設備を設置する必要なく、現状のＨ形鋼の水冷設備を流用することにより低コストでＴ形鋼を適切に水冷することができる冷却方法および冷却装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係るＴ形鋼の製造方法および冷却装置を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本出願人が特許文献５により開示した図７に示すＨ形鋼１の冷却装置４をベースに改造を加えたＴ形鋼の冷却装置１１の構成を例示する説明図である。この冷却装置１１は、熱間圧延を終了して搬送テーブル（ローラー）１７上を搬送されるＴ形鋼１２のフランジ１２ｂの内外面の水冷を行う。また、図２は、この冷却装置１１を用いてＴ形鋼１２を冷却する状況を示す上面図である。
【００２５】
本実施の形態の冷却装置１１では、熱間圧延を終了して搬送テーブル（ローラー）１７上を搬送されるＴ形鋼１２のウエブ１２ａを略水平に保って水冷を行う点に特徴がある。これにより、特許文献５、６により開示したＨ形鋼の冷却装置４、１０と同様に設けられる上下のフランジ内面冷却用ノズル１６ａ、１６ｂから噴射される冷却水を、正確にウエブ１２ａの目的部位に均等に噴射することができ、均一に冷却することができる。また、Ｔ形鋼１２のフランジ１２ｂの上下の部分へのノズル１５ｂからの距離が等しくなるので、フランジ１２ｂを均一に冷却することができる。
【００２６】
水冷時のＴ形鋼１２のウエブ１２ａを略水平に保つためのウエブ支持部材は特定のものに限定されるものではなく、フランジ１２ｂやウエブ１２ａを例えば回動自在の支持ロール等により支持することが例示される。
【００２７】
また、本実施の形態は、Ｈ形鋼またはＩ形鋼からＴ形鋼１２を半裁して製造する場合や、ユニバーサル圧延機で直接Ｔ形鋼１２を製造する場合等といった、Ｔ形鋼１２の製造時に幅広く使用することができる。以下、ウエブ１２ａを支持するウエブ支持部材について、説明する。
【００２８】
図１に示すように、Ｔ形鋼１２のウエブ１２ａの端部のうちフランジ１２ｂが存在しない側を支承するウエブ支承ローラー１３を図６に示す冷却装置４に加えて、冷却時のＴ形鋼１２のウエブ１２ａが略水平になるように支持しながらフランジ１２ｂの内外面の水冷を行う。すなわち、本実施の形態ではウエブ支持部材としてウエブ支承ローラー１３を用いる。これにより、Ｈ形鋼に比較しても遜色なくＴ形鋼１２を均一に冷却することができる。
【００２９】
図１に示す冷却装置１１では、右側のサイドガイド１４ａに組込まれたフランジ外面冷却ノズル１５ａならびに左側のサイドガイド１４ｂの上下方向に配置されたフランジ内面冷却用ノズル１６ｃ、１６ｄからの冷却水は、Ｔ形鋼１２には右フランジが存在しないため噴射しない。
【００３０】
また、ウエブ支承ローラー１３は可動式であって、Ｈ形鋼や溝形鋼といった図１の右側にもフランジが存在する形鋼を冷却する際に支障を来さないように、サイドガイド１４ａ内に収納可能な（リトラクタブルな）構造とすることが望ましい。
【００３１】
図３は、このウエブ支承ローラー１３のリトラクタブル構造の一例を示す説明図である。なお、図３では、フランジ１２ｂの左方に配置される、上下フランジ内面冷却用ノズル、サイドガイドおよび、フランジ外面冷却用ノズルは、図面を簡略化するために省略してある。
【００３２】
本実施の形態では、図３に示すように、ウエブ支承ローラー１３は円筒状であり、Ｔ形鋼１２のウエブ１２ａと線接触するように構成される。このウエブ支承ローラー１３は、サイドガイド１４ａにより図１中の両向き矢印方向へ回動自在に支持されるウエブ支承ローラー架台１８の端面に回転自在に搭載される。ウエブ支承ローラー架台１８を回動することによりウエブ支承ローラー１３を出し入れするための駆動源には、小型モータ、油圧若しくは空圧シリンダー等を用いることができ、特定の型式の駆動源には限定されない。
【００３３】
図４（ａ）および図４（ｂ）は、図１〜３に示す円筒状のウエブ支承ローラー１３の替わりに球面状のウエブ支承ローラー１３−１を用いた場合を示す説明図である。図４（ａ）は比較的フランジ幅Ｂ１が大きなＴ形鋼１２を冷却する場合を示し、図４（ｂ）は比較的フランジ幅Ｂ２が小さなＴ形鋼１２を冷却する場合を示す。図４においても、フランジ１２ｂの左方に配置される、上下フランジ内面冷却用ノズル、サイドガイドおよび、フランジ外面冷却用ノズルは、図面を簡略化するために省略してある。
【００３４】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、球面状のウエブ支承ローラー１３−１をウエブ支承ローラー架台１８に回転自在に搭載することにより、Ｔ形鋼１２とウエブ支承ローラー１３−１とが点接触する。このため、サイドガイド１４ａに対するウエブ支承ローラー１３−１の出し入れ程度、すなわちサイドガイド１４ａに対するウエブ支承ローラー架台１８の回動角度を例えば図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように異ならせることにより、Ｔ形鋼１２のフランジ１２ｂの幅Ｂが変更されても、常にウエブ１２ａが略水平になるように支持することができる。
【００３５】
図５は、図３または図４に示す冷却装置１１を、左側から右側に向かって見た状態を示す側面図である。ただし、図５に示すフランジ外面水冷ノズル１５ｂは、図３および図４では上下方向に１段配置しているが、本図では上下方向に３段配置する場合を示す。
【００３６】
図５に示すように、ウエブ支承ローラー１３（１３−１）を固定しているウエブ支承ガイド１８は、Ｔ形鋼１２の搬送時にウエブ１２ａが突掛けたり、ウエブ１２ａの変形を防止するため、Ｔ形鋼１２の進入側（図５における右側部分）を曲線状に滑らかに構成することが望ましい。
【００３７】
また、各ウエブ支承ローラー１３（１３−１）は、その設置高さが進行方向に向かって段階的に高くなるように配置することにより、Ｔ形鋼１２の搬送時の姿勢を変更することに起因するＴ形鋼のねじれを抑制でき、これにより、寸法精度に優れたＴ形鋼を製造することができる。このような観点から、図５ではウエブ１２ａが略水平状態になるまで４個のウエブ支承ローラー１３（１３−１）で段階的にウエブ１２ａの端部が持ち上がるようにしているが、一般的には各ウエブ支承ローラー１３（１３−１）の設置高さは、フランジ１２ｂの幅の大きさによって異なるが、２〜５個のウエブ支承ローラー１３（１３−１）を用いてウエブ１２ａが略水平状態になるまで段階的に持ち上げるよう、すなわちＴ形鋼１２のフランジ１２ｂの幅の１／２の高さ÷ウエブ端部の持ち上げに関わるウエブ支承ローラー１３（１３−１）の個数（＝２〜５）に相当する分、Ｔ形鋼１２のウエブ１２ａの端部が各ウエブ支承ローラー１３（１３−１）を通過する度に持ち上がる程度に段階的に設けることが望ましい。
【００３８】
以上説明した本実施の形態の冷却装置１１を用いてＴ形鋼１２を水冷して製造すれば、Ｔ形鋼１２の寸法（特にフランジ幅）が変化しても、Ｈ形鋼と同一設備を用いて曲がりや反りを発生させることなく、Ｔ形鋼１２を水冷することができる。また、この冷却装置１１は、既存のＨ形鋼の水冷設備を改造することにより、設備投資を可及的に抑制しながら、Ｔ形鋼１２を適切に水冷するための冷却方法を実現するとともに、冷却装置を構築することができる。さらに、この冷却装置１１を用いれば、従来のＴ形鋼１２の水冷方法や水冷装置では必要であったＴ形鋼１２の転回装置や、２条のＴ形鋼１２のウエブ同士の重ね合せ装置等を用いる必要がなくなり、簡便な装置で実施でき設備投資を抑制できる。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、Ｔ形鋼１２の寸法が変化しても曲がりや反りを発生させることなく適切な水冷が可能であり、さらには、新たな水冷設備を設置する必要なく、現状のＨ形鋼の水冷設備を流用することにより低コストでＴ形鋼１２を適切に水冷することができる。
【００４０】
なお、以上の説明では、Ｔ形鋼１２のフランジ１２ｂの内外面を冷却する場合について説明したが、Ｔ形鋼１２の寸法や形状等に応じてフランジ１２ｂの内面冷却を省略してもよい。すなわち、フランジ１２ｂ厚／ウエブ１２ａ厚が比較的大きく、またフランジ幅／ウエブ高さが比較的大きいＴ形鋼ほど、仕上圧延の終了後のフランジ１２ｂとウエブ１２ａの温度差に起因するＴ形鋼１２の放冷課程におけるウエブ高さ方向（フランジに垂直な方向）の反りが発生し易いものの、逆に、フランジ１２ｂ厚／ウエブ１２ａ厚が比較的小さく、またフランジ幅／ウエブ高さが比較的小さいＴ形鋼では、フランジ１２ｂの内面の水冷を省略しフランジ１２ｂの外面のみ水冷するようにしてもよい。フランジ１２ｂの外面冷却ではなく内面冷却を省略するほうが望ましいのは、フランジ１２ｂの内面を冷却する際にウエブ１２ａの上面あるいは下面に冷却水が多少流れるため、フランジ１２ｂとウエブ１２ａとの間の温度差を縮小するためには有利だからである。
【００４１】
また、以上の実施の形態の説明におけるＴ形鋼が船体補強部材であるロンジ材として用いられる圧延Ｔ形鋼であることが望ましい。このような圧延Ｔ形鋼は、上述したように、フランジの幅に対してウエブの高さが極端に大きいという特徴を有するのでウエブがフランジに対し上下左右に変形し易いため、本実施の形態の製造方法を適用することにより、歩留りの低下をできるだけ抑制しながらロンジ材用の圧延Ｈ形鋼を確実に量産できるようになるからである。
【実施例１】
【００４２】
次に、本発明を、実施例を参照しながら、さらに具体的に説明する。
図６に示す熱間圧延設備列２０の仕上ユニバーサルミルの下流側に本発明の冷却装置１１を配置した。すなわち、二重式圧延機（図示しない）により構成される粗圧延機ＢＤによりスラブに複数パスのリバース圧延を行ってＴ形鋼の粗形鋼片とする。次に、上下の水平ロール２１ａ、２１ｂおよび左右の竪ロール２２ａ、２２ｂを備える粗ユニバーサル圧延機ＵＲ、上下のロールを備えるエッジャー圧延機Ｅおよび、上下の水平ロール２１ａ、２１ｂおよび左右の竪ロール２２ａ、２２ｂを備える仕上ユニバーサル圧延機ＵＦにより構成される。
【００４３】
なお、本実施例で用いる冷却装置１１は、外面冷却ノズル１５ｂが設けられたヘッダーを上下方向に３段備える以外は図１および図２に示す構造とした。また，冷却ゾーン長は１０ｍである。
【００４４】
この熱間圧延設備列２０により、幅１０００ｍｍ、厚さ２５０ｍｍの連続鋳造スラブを加熱炉で１２５０〜１３００℃に加熱し、ブレークダウンミルＢＤにより１０数パスの往復圧延を行って粗形鋼片とし、続いて粗ユニバーサルミルＵＲ、エッジャーミルＥにより７パスの往復圧延を行って中間圧延材とし、その後、仕上げユニバーサルミルＵＦにより１パスの整形圧延を行い、ウエブ高さ５００ｍｍ、フランジ幅１５０ｍｍ、フランジ厚み２５ｍｍ、ウエブ厚み１５ｍｍのＴ形鋼を製造した。この圧延Ｔ形鋼は、上述したロンジ材用の圧延Ｔ形鋼である。
【００４５】
なお、図６における仕上げユニバーサルミルＵＦの水平ロール２４ａ、２４ｂには、ロール幅が変更可能なロールが組込んだが、幅固定の水平ロールを用いるようにしてもよい。ロール幅変更可能なロールを使用することが望ましいのは、圧延する製品のフランジ厚に応じてロール幅を変更して圧延することで、フランジ厚の大小にかかわらずウエブ高さが一定のＴ形鋼を製造することができるからである。例えば、主に造船向けのロンジ材として用いられる、厚板同士を溶接して造られるＴ形鋼はフランジ厚にかかわらずウエブ高さが一定である。
【００４６】
上記の仕上ユニバーサルミルＵＦ終了後、図１〜５の冷却装置１１によりフランジ外面およびフランジ内面側に位置する２個所のフィレット（上下フィレット）を冷却した。
本実施例では、図５における各ウエブ支承ローラー１３（１３−１）の設置高さが、Ｔ形鋼１２の長手方向へ３ｍの範囲で進行方向に向かって１５〜２０ｍｍずつ段階的に高くなるように配置した。
【００４７】
また、冷却条件は次のようにした。フランジ外面冷却の冷却範囲（フランジ幅方向）：１５０ｍｍ、フランジ１個所当たりの外面冷却の冷却水量：３００リットル／ｍ２／分、フィレット冷却の冷却範囲：１００ｍｍ、フィレット１個所当たりの冷却水量：１３０リットル／ｍ２／分、冷却時の材料搬送速度：３ｍ／秒で冷却装置１１内を１パス通材した。
【００４８】
比較のために、仕上ユニバーサル圧延後、本発明の水冷装置において水冷をせずにそのまま通過させ、その後空冷する方法（比較例）により、同一寸法のＴ形鋼を製造した。
その結果、本発明の冷却装置により冷却を行ったＴ形鋼は常温まで冷却された状態で左右曲がり、上下反りが見られなかったのに対して、比較例の方法により製造されたＴ形鋼は、常温まで冷却された状態で特に左右曲がりが大きい製品となり、その後の矯正工程により多くの工数を要した。
【００４９】
なお、本実施例では本発明の水冷装置１１を仕上ユニバーサルミルＵＦの下流側に設置したが、本発明の水冷装置１１を中間圧延工程、すなわち図６の粗ユニバーサルミルＵＲの上流側および／またはエッジャーミルＥの下流側に設置し、本発明の冷却方法を適用するようにしてもよい。
【００５０】
また、Ｔ形鋼の製造プロセスとして図６に示すようなＴ形鋼の状態で熱間圧延するプロセス以外に、熱間圧延したＨ形鋼のウエブを切断して２条のＴ形鋼を製造するプロセスにおいて、得られたＴ形鋼に本発明の水冷方法を適用することも可能である。
【００５１】
さらに、上記実施例で採用した図１および図２に示す冷却装置以外に本発明の技術的範囲において様々な構造を有する冷却装置を実用に供することが可能であり、例えばＴ形鋼のウエブ内面冷却ノズル・ヘッダーとして、特許文献６により開示されたＨ形鋼の水冷装置のノズルヘッダー（図８参照）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】熱間圧延を終了して搬送テーブル（ローラー）上を搬送されるＴ形鋼のフランジの内外面の水冷を行う実施の形態の冷却装置の構成を例示する説明図である。
【図２】実施の形態の冷却装置を用いてＴ形鋼を冷却する状況を示す上面図である。
【図３】ウエブ支承ローラーのリトラクタブル構造の一例を示す説明図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は、図１〜３に示す円筒状のウエブ支承ローラーの替わりに球面状のウエブ支承ローラーを用いた場合を示す説明図である。
【図５】図３または図４に示す冷却装置を、左側から右側に向かって見た状態を示す側面図である。
【図６】実施例における熱間圧延設備列を示す説明図である。
【図７】特許文献５により開示されたＨ形鋼の水冷装置を示す説明図である。
【図８】特許文献６により開示されたＨ形鋼の水冷装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
４，１０  冷却装置
１１  冷却装置
１２  Ｔ形鋼
１２ａ  ウエブ
１２ｂ  フランジ
１３，１３−１  ウエブ支承ローラー
１４ａ、１４ｂ  サイドガイド
１５ａ、１５ｂ  フランジ外面冷却ノズル
１６ａ〜１６ｄ  上下のフランジ内面冷却用ノズル
１７  搬送テーブル（ローラー）
１８  ウエブ支承ローラー架台
２０  熱間圧延設備列
ＢＤ  粗圧延機
ＵＲ  粗ユニバーサル圧延機
Ｅ  エッジャー圧延機
ＵＦ  仕上ユニバーサル圧延機
【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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