(57)【要約】【課題】山形鋼の製造途中における捻れを防止すると共に脚長のバラツキを小さくすることが可能な山形鋼の圧延装置を提供することを目的とする。【解決手段】山形鋼の圧延装置であって、カリバ３の圧延機とカリバ２の圧延機との間に配置され、カリバ３の圧延機から搬出された山形鋼１のコーナ部１ａの外側と両脚部１ｂの外側とを抑える第１のロール６と、第１のロールと対向して配置され山形鋼のコーナ部の内側と両脚部の内側とを抑える第２のロール７と、第２のロールの両側に山形鋼の両脚部の端面と対向して配置され、両脚部の先端を規制する一対の第３のロール８、８とから成るサイジングガイド装置５を備えた構成としたものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山形鋼の圧延方法であって、
圧延工程のカリバ３とカリバ２との間において前記カリバ３から搬出された山形鋼のコーナ部の外側と両脚部の外側とを第１のロールにより抑え、
前記山形鋼のコーナ部の内側と両脚部の内側とを前記第１のロールと対向して配置された第２のロールにより抑え、
前記山形鋼の両脚部先端を前記第２のロールの両側に配置された一対の第３のロールにより抑えて前記山形鋼をセンタリングすると共に前記両脚部の脚長を調整することを特徴とする山形鋼の圧延方法。
【請求項２】
山形鋼の圧延装置であって、
カリバ３の圧延機とカリバ２の圧延機との間に配置され、前記カリバ３の圧延機から搬出された山形鋼のコーナ部の外側と両脚部の外側とを抑える第１のロールと、
前記第１のロールと対向して配置され前記山形鋼のコーナ部の内側と両脚部の内側とを抑える第２のロールと、
前記第２のロールの両側に前記山形鋼の両脚部の端面と対向して配置され、前記両脚部の先端を規制する一対の第３のロールとから成るサイジングガイド装置
を備えたことを特徴とする山形鋼の圧延装置。
【請求項３】
前記第２のロールは、前記第１のロールに対して前記山形鋼の搬入側にオフセットされて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の山形鋼の圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山形鋼の圧延製造において捻れを抑え、脚長の寸法精度を高めるようにした山形鋼の圧延方法及び圧延装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス製山形鋼（アングル材）は、耐蝕性を有し、比較的綺麗な表面を有することで多方面に使用されている。これに伴いコーナ部の直角度、脚長寸法精度、表面荒さ（肌荒れ）等の品質の要求が厳しくなってきている。
山形鋼の圧延方法としては、閉式孔型と開式孔型があり、閉式孔型は、寸法精度が高い利点があるが、サイズ毎に専用の孔型（カリバＫ）を使用することが必要であり、孔型交換のために生産性が悪く、また、多数の孔型が必要であるという欠点がある。開式孔型は、孔型の共用範囲が広く、生産性が高いという利点がある反面、寸法精度が悪いという欠点がある。
【０００３】
山形鋼の圧延方法及び圧延装置として、素材としての山形鋼の搬送方向に沿って３方ロールと、３方ガイドロール、及び少なくとも２ロール以上のロールからなる山形鋼保持兼圧延部材を互いに接近させて配置し、前記３方ロールと山形鋼保持兼圧延部材とにより山形鋼の面方向のスキンパス圧延を行い、前記３方ガイドロールにより山形鋼の脚長方向のスキンパス圧延を行うようにしたアングル材の圧延方法及び圧延装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
或いは、アングル圧延工程の最後において、アングル断面に関して、両辺の外側及び内側を夫々ロールで抑えて圧延成形する曲げ成形工程と、両辺の縁及びコーナ部外側を夫々ロールで抑えて両辺の幅（脚長）が所定範囲内に入るように調整する脚長精圧工程と、両辺の外側及び内側を夫々のロールで抑えて脚長精圧において生じた両辺の縁の変形を矯正し、且つ両辺の厚さを所定値に調整する脚先整形・厚さ精圧工程とから成り、脚長の精度及び肉厚の精度を向上させるようにしたアングル材の製造方法及び製造装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００―１６７６０１号公報
【特許文献２】
特開２０００―４２６４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に山形鋼は、両側部の長さ（脚長）が同じの等辺山形鋼とされ、その長さが数十乃至数百メートルにも及ぶ長尺物として製造される。このため、上記特許文献１に記載されているアングル材の圧延装置及び特許文献２に記載されているアングル材の製造装置ではセンタリングが困難であり、製造途中において山形鋼が傾いて（捻れて）しまい、次パスでの通材トラブルにより安定生産が不可能であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、山形鋼の製造途中における捻れを防止すると共に脚長のバラツキを小さくすることが可能な山形鋼の圧延方法及び圧延装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、山形鋼の圧延方法であって、圧延工程のカリバ３とカリバ２との間において前記カリバ３から搬出された山形鋼のコーナ部の外側と両脚部の外側とを第１のロールにより抑え、
前記山形鋼のコーナ部の内側と両脚部の内側とを前記第１のロールと対向して配置された第２のロールにより抑え、前記山形鋼の両脚部先端を前記第２のロールの両側に配置された一対の第３のロールにより抑えて前記山形鋼をセンタリングすると共に前記両脚部の脚長を調整することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、山形鋼を圧延する山形鋼の圧延装置であって、カリバ３の圧延機とカリバ２の圧延機との間に配置され、前記カリバ３の圧延機から搬出された山形鋼のコーナ部の外側と両脚部の外側とを抑える第１のロールと、前記第１のロールと対向して配置され前記山形鋼のコーナ部の内側と両脚部の内側とを抑える第２のロールと、前記第２のロールの両側に前記山形鋼の両脚部の端面と対向して配置され、前記両脚部の先端を規制する一対の第３のロールとから成るサイジングガイド装置を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、前記第２のロールは、前記第１のロールに対して前記山形鋼の搬入側にオフセットされて配置されていることを特徴とする。
圧延工程のカリバ３で圧延されて搬出されてきた山形鋼は、サイジングガイド装置のコーナ部の外側と両脚部の外側とを第１のロールにより抑えられ、コーナ部の内側と両脚部の内側とが前記第１のロールと対向して配置された第２のロールにより抑えられ、両脚部先端が前記第２のロールの両側に配置された一対の第３のロールにより抑えられてカリバ２の圧延工程に搬送される。山形鋼は、第１のロールと対向して配置された第２のロールによりコーナ部の内側と両脚部の内側とを抑えられることで、センタリングされて搬送方向に対する捻れが防止され、更に、第３のロールにより両側部の長さ（脚長）が調整されてカリバ２に搬送される。これにより、脚長が調節された真っ直ぐな山形鋼が圧延製造される。
【００１１】
また、第２ロールを第１のロールに対して山形鋼の搬入側にオフセットさせて配置することで、山形鋼をセンタリングした直後に第１ロールに搬送することができ、山形鋼の捻れを有効に矯正することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した山形鋼の圧延方法の説明図である。図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、圧延材としての丸棒状の素材１は、山形鋼の圧延装置の圧延工程カリバＫ４（以下「カリバＫ４」という、以下同じ）において、厚肉の山形鋼とされ、カリバＫ３、カリバＫ２、カリバＫ１において順次圧延されて、カリバＫ１から所定の肉厚及び脚長の等辺山形鋼１として搬出される。
【００１３】
そして、Ｋ４からＫ１の圧延工程において、カリバＫ３から搬出されてカリバＫ２に搬入されるまでの間の搬送工程において山形鋼１が捻れる場合がある。そこで、本発明では、このカリバＫ３とカリバＫ２との間に山形鋼１をセンタリングして捻れを矯正すると共に脚長を調整するためのサイジングガイド（ＳＧ）装置５が配置されている。
【００１４】
サイジングガイド装置５は、図２及び図３に示すようにカリバ３から搬出された山形鋼１のコーナ部１ａの外側と両脚部１ｂ、１ｂの外側面とを抑える第１のロールとしての上ロール６と、この上ロール６の下方に所定の間隙を存して対向配置され、山形鋼１のコーナ部１ａの内側と両脚部１ｂ、１ｂの内側面とを抑える第２のロールとしての下ロール７と、下ロール７の左右両側に山形鋼１の両脚部１ｂ、１ｂの端面１ｃ、１ｃと対向して配置され、これら両脚部の先端を規制する一対の第３のロール（斜めロール）としてのサイジングガイド８、８とにより構成されている。
【００１５】
上ロール６は、中央部が山形鋼１のコーナ部１ａの外側と対応して直角に凹む凹部６ａとされ、傾斜する転動面６ｂ、６ｂの幅がカリバＫ３で圧延された山形鋼１の脚長と同じ長さとされている。
下ロール７は、外周面中央部が外側に直角をなして凸状に膨出し、中央部先端が僅かに面取りされ、両端面７ｃ、７ｃが平行な略算盤玉の形状をなしており、両側の転動面７ｂ、７ｂが上ロール７の凹部６ａの転動面６ｂ、６ｂと所定の間隔即ち、カリバＫ３から搬出された山形鋼の脚部１ｂの板厚と同じ間隔を存して離隔対向している。この下ロール７は、上ロール６よりも幅狭とされている。そして、下ロール７は、転動面７ｂと７ｂとの中心が上ロール６の凹部６ａの中心の真下に位置して配置され、且つその回転中心Ｏ2が上ロール６の回転中心Ｏ1に対して山形鋼１の搬入側に距離ｄだけオフセットされて配置されている（図３）。因みに、上ロール６の外径を２００ｍｍ、下ロール７の外径を１４０ｍｍとした場合、オフセット距離ｄは、約２０ｍｍである。
【００１６】
サイジングガイド８は、転動面８ｂの一側（内側）にフランジ８ａが設けられた略鉄道車両の車輪の形状をなしており、転動面８ｂの幅が山形鋼１の板厚と同じ幅とされている。このサイジングガイド８は、下ロール７の左右両側に転動面８ｂが上ロール６、下ロール７の各転動面６ｂ、７ｂと直角をなし、且つ上ロール６の凹部６ａの中心から所定の距離即ち、山形鋼１の脚部１ｂの幅（脚長）離隔して配置され、回転中心Ｏ3が上ロール６の回転中心Ｏ1と同一の垂直面内に位置している（図３）。これらの４つのロール６、７、８、８は、不図示の支持部材に回転自在に軸支されている。
【００１７】
以下に作用を説明する。
図１に示す圧延工程において、カリバＫ３において山形鋼に圧延された素材１は、コーナ部１ａが真上に位置する状態で搬出され、図２及び図３に示すサイジングガイド装置５に矢印で示すように水平に搬入される。サイジングガイド装置５の下ロール７は、転動面７ｂ、７ｂが前記山形鋼１のコーナ部１ａの内側と両脚部１ｂ、１ｂの内側面とに当接してコーナ部１ａを位置決めし、外側の稜線を当該下ロール７の転動面の中心線の真上に位置させる、即ち、コーナ部１ａをセンタリングする。これにより、カリバＫ３から搬出された山形鋼１が捻れている場合でも矯正されてコーナ部１ａがセンタリングされる。
【００１８】
図３に示すように下ロール７は、上ロール６よりも山形鋼１の入力側にオフセットされていることで、上ロール６、サイジングガイド８、８に干渉することなく入力される前記山形鋼１を誘導して捻れを矯正してセンタリングすることが可能となる。そして、下ロール７と上ロール６とのオフセット量ｄが２０ｍｍ程度と短いことで、下ロール７によりセンタリングされた後上ロール６とサイジングガイド８との間に搬入されるまでに捩れることが抑えられ、センタリングされた状態で上ロール６とサイジングガイド８、８との間に搬入される。山形鋼１は、上ロール６と左右のサイジングガイド８、８とにより脚長が調整されて等山形鋼とされる。このサイジングガイド装置５から搬出された山形鋼１は、カリバＫ２に搬入されて圧延される。
【００１９】
山形鋼１は、下ロール７により持ち上げられ、当該下ロール７と上ロール６とによりセンタリングされた後、上ロール６と左右のサイジングガイド８、８とにより脚長を調整される。そして、下ロール７を上ロール６から搬入側にオフセットすることで山形鋼１をセンタリングすると共に上下のロール６と７とによる圧下を回避して肌荒れを防止する。また、下ロール７、サイジングガイド８の径を小さくすることで、小型化を図る。
【００２０】
山形鋼１は、下ロール７が山形鋼１のコーナ部１ａの内側と両脚部１ｂ、１ｂの内側面とに当接してコーナ部１ａをセンタリング（位置決め）するために、山形鋼１の左右の脚長が異なる所謂不等辺状態であってもセンタリングすることが可能である。
図４は、従来の圧延装置により長さ５０ｍ、脚長１００ｍｍ、板厚９ｍｍの山形鋼を圧延した場合のカリバＫ３から搬出された山形鋼の左右両側部の脚長のバラツキを示し、横軸に山形鋼の長さを、縦軸に脚長の長さをとり、脚長のバラツキを表したものである。また、山形鋼の先端をＴ、終端をＢで示し、一側の脚長のバラツキを実線で、他側の脚長のバラツキを破線で示す。図５は、本発明に係るサイジングガイド（ＳＧ）装置を適用した圧延装置の脚長のバラツキを実線で、他側の脚長のバラツキを破線で示す。図４から明らかなようにサイジングガイド装置を使用しない場合は、脚長が102ｍｍから105.75ｍｍまでの広い範囲でバラツキが発生している。これに対して、図５に示すように本願発明のサイジングガイド装置を適用した場合には、脚長を102ｍｍから103.75ｍｍの範囲に収めることができ、バラツキを小さくすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、山形鋼を圧延するカリバＫ３とカリバＫ２との間に上ロールと、下ロールと、斜めロールとしてのサイジングガイドを備えたサイジングガイド装置を設置することで、山形鋼の圧延製造途中における捻れの発生を防止することができると共に脚長のバラツキを小さくすることが可能となり、真っ直ぐで、脚長のバラツキが小さい山形鋼を圧延製造することが可能となり、寸法精度の高い製品を提供することが可能となる。また、サイジングガイド装置の構成が簡単であり、従来の圧延装置に容易に設置することが可能である。
【００２２】
また、サイジングガイド装置の上ロールに対して下ロールを山形鋼の搬入側にオフセットして配置することで、カリバＫ３から搬出された山形鋼を容易にセンタリングして捻れを矯正することができ、山形鋼を安定生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】山形鋼の圧延装置の圧延工程を示す説明図である。
【図２】図１に示す圧延装置の圧延工程のカリバＫ３とカリバＫ２との間に設置する本発明に係るサイジングガイド装置の一例を示す説明図である。
【図３】図２に示すサイジングガイド装置の矢線III―IIIに沿う断面図である。
【図４】従来の圧延装置により製造した山形鋼の脚長のバラツキの一例を示す図である。
【図５】本発明に係る圧延装置により製造した山形鋼の脚長のバラツキの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  山形鋼
１ａ  コーナ部
１ｂ  側部（脚部）
１ｃ  脚部先端
５  サイジングガイド装置
６  上ロール
７  下ロール
８  サイジングガイド（斜めロール）
【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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