(57)【要約】【課題】粗ユニバーサル圧延機とエッジャーミルのリバース圧延後、仕上げユニバーサル圧延機で製品寸法とするＨ形鋼の圧延におけるウエブ中心の偏りを矯正するための制御方法および熱間圧延装置を提供する。【解決手段】圧延中に水平ロールと、フランジが接する複数の個所に個別独立的に熱間圧延油を噴射する噴射装置を備えたユニバーサルミルによるＨ形鋼の圧延において、前記噴射装置から噴射される熱間圧延油の濃度を調整して、圧延後のＨ形鋼の全てのフランジ脚長を等しくする。粗ユニバーサルミルとエッジャーミルと仕上げユニバーサルミルを備え、前記粗ユニバーサルミルはその両端部に、前記仕上げユニバーサルミルは入り側となる端部に、水平ロールで圧延中にフランジ内部が接する複数の個所毎に熱間圧延油を噴射する噴射装置を複数備え、前記噴射装置は其々に濃度調整が可能な熱間圧延油供給機構を備えている。【選択図】図３
2007175715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延中に水平ロールと、フランジが接する複数の個所に個別独立的に熱間圧延油を噴射する噴射装置を備えたユニバーサルミルによるＨ形鋼の圧延であって、前記噴射装置から噴射される熱間圧延油の濃度を調整して、圧延後のＨ形鋼の全てのフランジ脚長を等しくすることを特徴とするＨ形鋼の圧延方法。
【請求項２】
粗ユニバーサルミルとエッジャーミルと仕上げユニバーサルミルを備えたＨ形鋼の熱間圧延設備であって、前記粗ユニバーサルミルはその両端部に、前記仕上げユニバーサルミルは入り側となる端部に、水平ロールで圧延中にフランジ内部が接する複数の個所毎に熱間圧延油を噴射する噴射装置を複数備え、前記噴射装置は其々に濃度調整が可能な熱間圧延油供給機構を備えていることを特徴とするＨ形鋼の熱間圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗ユニバーサル圧延機とエッジャーミルのリバース圧延後、仕上げユニバーサル圧延機で製品寸法とするＨ形鋼の圧延方法において、ウエブ中心の偏りを矯正するための制御方法および熱間圧延装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ形鋼の熱間圧延では、ユニバーサル圧延機のロールの相対的な位置関係の変動、フランジ各脚厚みの偏り、ユニバーサルミルパスラインと被圧延材フランジ中央部とのずれにより、フランジ幅方向中央部とウエブ厚み方向中心が一致しないウエブ中心の偏りが発生する。
【０００３】
Ｈ形鋼におけるウエブ中心の偏りはＪＩＳ  Ｇ  ３１９２でウエブ高さに応じて、例えば、ウエブ高さ（呼称寸法）３００ｍｍ以下は公差±２．５ｍｍ、３００ｍｍを超えるものは公差±３．５ｍｍと規定されている。
【０００４】
しかしながら、Ｈ形鋼の用途拡大や、生産性向上のため長尺とした成型品を切断して製品長さとし、客先で連結することが増加したことにより、より寸法精度の高いものが要望されるようになっている。
【０００５】
Ｈ形鋼のウエブ中心の偏りを制御する方法は、１．Ｈ形鋼のウエブまたはフランジを拘束してロール直近まで誘導する方法（例えば、特許文献１）、２．圧延機前後のガイドまたはテーブルローラを調整して噛み込み角度を制御する方法（例えば、特許文献２、３）、３．ユバーサル圧延機の上下の水平ロールの軸心間隔を変更し、左右上下のフランジ圧下率を調整する方法（例えば、特許文献４）に大別される。
【０００６】
特許文献１は、形鋼の圧延における誘導装置に関し、被圧延材のフランジ端面を拘束するフランジガイドロールとは別に、フランジ拘束ガイドを設け、当該フランジ拘束ガイドがフランジガイドロールと共に上下動し、被圧延材の進行方向にスライドすることによりウエブ中心の偏りを著しく減少させることが記載されている。
【０００７】
特許文献２は、熱間圧延Ｈ形鋼のウエブ中心の偏りの制御方法に関し、ユニバーサル圧延機の上流側、下流側、あるいは中間位置においてＨ形鋼のウエブ中心位置の偏りを計測し、得られた偏りの方向が左右フランジにおいて異なる場合、ユバーサル圧延機の前面または後面などに配設されたテーブル等のライン直交方向の高さをそれぞれ、計測されたウエブ中心の偏り量に応じて調整することが記載されている。
【０００８】
特許文献３は、特許文献２の粗ユニバーサル圧延機の前後に配置されるテーブルの角度調整に替えて、エッジャー圧延機のエッジャーロールを移動させて左右フランジで方向の異なるウエブ中心の偏りを矯正することが記載されている。
【０００９】
特許文献４は、ユニバーサル圧延機のロール位置変動に起因した寸法精度不良を、被圧延材の各フランジの厚さを測定し、不揃いであった場合、上下水平ロールと垂直ロールのロール位置の相対誤差などを把握し、各フランジの厚さが均一となるように各ロールの隙間を正確に修正することが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−４７８１６号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４６０４号公報
【特許文献３】特開平１１−２２６６０３号公報
【特許文献４】特開平６−１５３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の方法では、ウエブ中心の偏りが生じた場合、上下左右のフランジ各脚についての修正機能がなく、特許文献４に記載の方法やユニバーサル圧延機の水平ロールパスライン位置を調整し、フランジ上下圧下率差を変更する一般的な方法では各脚のフランジ圧下率の差を生じるため、フランジの厚みが各脚で揃わずに厚み精度が低下する。
【００１１】
そこで、本発明は、フランジ各脚の圧延における熱間圧延油の濃度を個別独立的に制御することにより、ウエブ中心の偏りを減少させる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】
【００１２】
本発明の課題は以下の手段により達成可能である。
１  圧延中に水平ロールと、フランジが接する複数の個所に個別独立的に熱間圧延油を噴射する噴射装置を備えたユニバーサルミルによるＨ形鋼の圧延であって、前記噴射装置から噴射される熱間圧延油の濃度を調整して、圧延後のＨ形鋼の全てのフランジ脚長を等しくすることを特徴とするＨ形鋼の圧延方法。
２  粗ユニバーサルミルとエッジャーミルと仕上げユニバーサルミルを備えたＨ形鋼の熱間圧延設備であって、前記粗ユニバーサルミルはその両端部に、前記仕上げユニバーサルミルは入り側となる端部に、水平ロールで圧延中にフランジ内部が接する複数の個所毎に熱間圧延油を噴射する噴射装置を複数備え、前記噴射装置は其々に濃度調整が可能な熱間圧延油供給機構を備えていることを特徴とするＨ形鋼の熱間圧延設備。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、圧延中において、上下の水平ロールの隙差を変えずに、Ｈ形鋼の４脚のフランジの伸び量を其々、個別独立的に調整することが可能なので、Ｈ形鋼の断面形状の左右で相違するウエブ中心の偏り量が生じても、全体反りやフランジ厚み差を生じることなく解消でき、産業上極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、圧延後のＨ形鋼の全てのフランジ脚長が、等しくなるように、圧延中に熱間圧延油の濃度を変えて、水平ロールと接するフランジの伸び量を制御することを特徴とする。
【００１５】
図２は圧延後のＨ形鋼の断面形状を模式的に示す図で、本発明ではＨ形鋼８のウエブ９の上下に位置する４脚のフランジ１０の長さ（以下、フランジ脚長）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を等しくする。
ウエブ中心の偏りは、｛Ｓ１（Ｓ３）−Ｓ２（Ｓ４）｝／２で定義される。
【００１６】
図５はフランジ幅が２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍのＨ形鋼におけるフランジ脚長に及ぼす熱間圧延油濃度の影響を示す図で、縦軸はフランジ脚長Ｓ１〜Ｓ４のいずれかのパス毎の変化量（伸び量）、横軸は熱間圧延油濃度とする。
【００１７】
図より、いずれのフランジ幅でも、圧延油濃度３％以下において、熱間圧延油濃度とフランジ脚長Ｓ１〜Ｓ４のいずれかでのパス毎の変化量（伸び量）の間には比例関係が認められる。
【００１８】
本発明は、予め、一方において圧延によるフランジ脚長Ｓ１〜Ｓ４のパス毎の変化量を特定の濃度の熱間圧延油について求め、他方で図５に示す関係を求めて、圧延中に熱間圧延油の濃度を調整して実施する。
【００１９】
実施においては、圧延中のＨ形鋼素材形状を熱間寸法計で測定して熱間圧延油の濃度を調整したり、予め、パス毎の熱間圧延油の濃度を規定しておくことが可能である。
【００２０】
尚、熱間圧延油の濃度は、フランジ各脚の摩擦係数が大きくことなると、ロール出側での反り、ネジレを生じるため、フランジ各脚とも０．５％以上、３％以下において熱間圧延油の濃度を調整することが好ましい。
【００２１】
以下、本発明の適用に好ましいＨ形鋼の熱間圧延ラインについて説明する。図１はＨ形鋼の熱間圧延ラインの構成を説明する図で、図において、１は熱間圧延ライン、２はＨ形鋼圧延素材（図では省略）を加熱する加熱炉、３はブレークダウンミル、４は粗ユニバーサルミル、５はエッジャーミル、６は熱間寸法計、７は仕上げユニバーサルミルを示す。
【００２２】
Ｈ形鋼圧延素材（図では省略）は加熱炉２で所定の温度に加熱された後、ブレークダウンミル３でウエブおよびフランジを備えた粗形鋼片とされ、粗ユニバーサルミル４の水平ロール、垂直ロールによる複数回の圧延でウエブおよびフランジを所定の寸法とする。フランジは更にエッジャーミル５で端部が複数回、圧下され、フランジ幅を所定の寸法とする。その後、熱間寸法計６で寸法形状を測定し、仕上げユニバーサルミル７を一回通過させることにより製品寸法に仕上げられる。
【００２３】
本発明を適用する場合、上述した熱間圧延ライン１において、粗ユニバーサルミル４の上流側（ブレークダウンミル３側）と下流側（エッジャーミル５側）の両端部に、及び仕上げユニバーサルミル７の上流側（熱間寸法計６側）の端部に、圧延中に水平ロールと、フランジが接する個所（Ｈ形鋼のフランジ内面と接する水平ロールの側面）の各々に個別独立的に熱間圧延油を噴射する噴射装置（図示しない）を設ける。
【００２４】
図３は、仕上げユニバーサルミル７における熱間圧延油を噴射する噴射装置の配置および噴射範囲を説明する模式図で、（ａ）は上流側の正面図、（ｂ）は側面図（左方を上流側とする）を示し、図において７ａは上水平ロール、７ｂは下水平ロール、７ｃ、７ｄは垂直ロール、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは噴射装置、ｂはパスラインを示す。
【００２５】
噴射装置１１ａ（１１ｂ），１１ｄ（１１ｃ）は、圧延中、Ｈ形鋼圧延素材（図では省略）が、垂直ロール７ｄ、垂直ロール７ｃに拘束され、且つ上水平ロール７ａ（下水平ロール７ｂ）と接触する面が熱間圧延油で潤滑されるように配置すればよく、特にその位置は規定しないが、図示したようにフランジ内面のウエブ側端部が十分潤滑されるように、その近傍を噴射範囲ａに含む位置に配置することが好ましい。
【００２６】
また、噴射装置１１ａ，１１ｄと１１ｂ，１１ｃはＨ形鋼の４脚のフランジが同時に潤滑されるように、パスラインｂを挟んで上下対称の位置に配置し、上下の配置においても左右対称となるように配置することが好ましい。
【００２７】
尚、粗ユニバーサルミル４においても噴射装置は同様に配置するが、リバース圧延を実施するため、上流側（ブレークダウンミル３側）と下流側（エッジャーミル５側）の両方の端部に配置し、圧延開始側となる場合に熱間圧延油を噴射するように制御する。
【００２８】
図４に噴射装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに熱間圧延油を供給する熱間圧延油供給機構の一例を示す。
【００２９】
熱間圧延油供給機構１２は、４つの噴射装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの其々で、熱間圧延油の噴射量と噴射圧および熱間圧延油の濃度が、個別独立的に制御できるように構成され、熱間圧延油と水の供給系を備える。
【００３０】
本発明の実施では、圧延油はエステル、Ｐ−Ｓ系極圧添加剤、鉱物油で構成し、潤滑効果を確保するためエステルは５０％以上とすることが好ましい。
【００３１】
圧延油タンク２０からの圧延油供給本管が圧力スイッチ２８の下流で４本に分岐し、分岐管の其々の先端に噴射装置１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが取り付けられる。尚、圧延油供給本管には圧力スイッチ２８の上流側にブースターポンプ２５、オイルフィルター２６を備えた差圧スイッチ２７を備える。
【００３２】
各分岐管にはメータリングポンプ２９、流量計３０、圧力スイッチ３１、３方弁３２、ミキサー３４，噴射弁３３、噴射装置１１ａ（ｂ，ｃ，ｄ）の順に分岐点から下流側にかけて取り付けられる。
【００３３】
給油量は流量計３０で計測される流量に応じてメータリングポンプ２９の回転数を制御して調整される。
【００３４】
熱間圧延油の濃度調整は、水タンク１３から供給される一定水量の水に対し、熱間圧延油の給油量を調整することにより行い、ミキサー３４において両者が混合される。
【００３５】
水は、水タンク１３からの、手動弁１６を備えた水ポンプ１５、水フィルタ１８を備えた差圧スイッチ１７、圧力スイッチ１９を上流から下流にかけて取り付けた供給本管が圧力スイッチ１９の下流において、４本に分岐して各ミキサ３４に一定量が供給される。
【００３６】
尚、水タンク１３には水位を確保するためのレベルスイッチ１４が取り付けられ、圧延油タンク２０には圧延油を加熱保温するためのヒータ２３、測温抵抗体２２、温度スイッチ２４と貯蔵量を確保するためのレベルスイッチ２１が取り付けられている。
【実施例】
【００３７】
図１に示した熱間圧延ラインを用いて、Ｈ７００×３００×１３×２４のＨ形鋼を、ブレークダウンミルで１５パスの圧延を施し、粗ユニバーサルミルとエッジャーミルで１３パスのリバース圧延後、仕上げユニバーサルミルにて１パスで仕上げた。
【００３８】
尚、粗ユニバーサルミルの上流、下流側となる両端部側と仕上げユニバーサルミルの入り側端部側に、熱間圧延油の噴射装置を取り付けた。
【００３９】
粗ユニバーサルミルでの圧延では、７パス圧延後において熱間寸法計で測定したところ、Ｄｒ側で＋２．０ｍｍ，Ｏｐ側で＋１．０ｍｍのウエブ中心の偏りが実測された。
【００４０】
そこで、予め求めておいた、フランジ脚長の伸び量と熱間圧延油濃度の関係（図５に相当）から、９パス、１１パス、１３パス（最終パス）において熱間圧延油の濃度を、１．Ｄｒ上ロール側面で３．０％、２．Ｄｒ下ロール側面で０．５％、３．Ｏｐ上ロール側面で２．０％、４．Ｏｐ下ロール側面で０．５％とした。
【００４１】
その結果、９パス圧延後、ウエブ中心の偏りはＤｒ側＋１．４ｍｍ、Ｏｐ側＋０．６ｍｍ、１１パス圧延後、ウエブ中心の偏りはＤｒ側＋０．８ｍｍ、Ｏｐ側＋０．３ｍｍで最終パスである１３パス圧延後では、ウエブ中心の偏りはＤｒ側＋０．２ｍｍ、Ｏｐ側−０．１ｍｍであった。尚、Ｄｒ側は粗ユニバーサルミルの左右方向でドライバー側、Ｏｐ側はオペレータ側を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】Ｈ形鋼の熱間圧延ラインを示す図。
【図２】Ｈ形鋼断面形状を示す図。
【図３】仕上げユニバーサルミルにおける噴射装置の配置を説明する図で（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図４】熱間圧延油供給機構の構成を説明する概略図。
【図５】フランジ脚長に及ぼす熱間圧延油濃度の影響を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１  熱間圧延ライン
２  加熱炉
３  ブレークダウンミル
４  粗ユニバーサルミル
５  エッジャーミル
６  熱間寸法計
７  仕上げユニバーサルミル
８  Ｈ形鋼
９  ウエブ
１０  フランジの長さ（フランジ脚長：Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  噴射装置
１２  熱間圧延油供給機構
１３  水タンク
１４  レベルスイッチ
１５  水ポンプ
１６  手動弁
１７  差圧スイッチ
１８  水フィルタ
１９  圧力スイッチ
２０  圧延油タンク
２１  レベルスイッチ
２２  測温抵抗体
２３  ヒータ
２４  温度スイッチ
２５  ブースターポンプ
２６  オイルフィルター
２７  差圧スイッチ
２８  圧力スイッチ
２９  メータリングポンプ
３０  流量計
３１  圧力スイッチ
３２  ３方弁
３３  噴射弁
３４  ミキサー
【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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