(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレークダウンミルとその後方に配設された第２のユニバーサルミルの前段に圧延ライン方向と直角に往復動可能な第１のユニバーサルミルが配設され、
前記第１のユニバーサルミルは、上下一対の水平ロールとそれぞれの水平ロールの端面に接する左右一対の竪ロールとからなり、前記水平ロールには上下の水平ロールで形成される孔型を少なくとも３組以上設け、前記孔型のうち両端の孔型はそれぞれ竪ロール側が開放され、前記竪ロールのそれぞれは、圧延ライン方向と直角に往復動可能とし、
前記第２のユニバーサルミルは、第１のユニバーサルミルの圧延ライン方向と直角の方向への移動により第２のユニバーサルミルの中心が前記第１のユニバーサルミルの孔型の中心と合致されて第１のユニバーサルミル及び第２のユニバーサルミルに被圧延材がパスされてタンデムリバース圧延を行うように第１のユニバーサルミルの後段に配設されていることを特徴とする断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼の圧延設備。
【請求項２】
請求項１記載の圧延設備により断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼を圧延する方法であって、
ブレークダウンミルにより被圧延材の可逆圧延を行う第１の工程に続き、第１のユニバーサルミルを圧延ライン方向と直角の方向へ移動させて第２のユニバーサルミルの中心と第１のユニバーサルミルの孔型の中心を合致させ、ブレークダウンミルで圧延された被圧延材を、第１のユニバーサルミル及びその後段の第２のユニバーサルミルをパスさせてタンデムリバース圧延を行う第２の工程からなることを特徴とする断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼を圧延する方法。
【請求項３】
前記第２の工程のタンデムリバース圧延において、第１のユニバーサルミルでの圧延をパス毎で、異なる孔型を使用して行うことを特徴とする請求項２記載の形鋼の圧延方法。
【請求項４】
前記第２の工程のタンデムリバース圧延において、第１のユニバーサルミルで、水平ロールの両端の孔型を使用する圧延時、竪ロールのそれぞれを圧延ライン方向と直角に移動して上下の水平ロールの端面に押し付けて圧延することを特徴とする請求項３記載の形鋼の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌条や非対称Ｈ形鋼などの断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼の圧延設備及び圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼の圧延法として、ブレークダウンミルで粗圧延し、中間及び仕上げの圧延をユニバーサルミルで行う方法がある。この方法は、直接圧延で圧延疵が発生しにくい、高精度の製品が圧延できる、ロール原単位が優れている、電力原単位が優れている等の理由から、最近建設される圧延機は中間、仕上圧延部にユニバーサルミルを採用する例が多い。
【０００３】
図９は従来のユニバーサルミルで形鋼を圧延する方法の一般的なレイアウトである。ブレークダウンミルＢＤの二重ロールの複数個の孔型を通材させて粗圧延し、ユニバーサルミルＶ１で必要な断面に圧延する。次に、上下水平ロール、頭部竪ロール、脚部竪ロールから構成されたユニバーサルミルＶ２、二重ロールＥ１を３パスし、ユニバーサルミルＶ２の各ロール隙を変化させて頭部、柱部、脚部の延伸をバランスさせた圧延を行い、二重ロールＥ１の孔型でユニバーサルミルＶ２の未圧延部分の頭幅、脚幅の圧延を行う。
【０００４】
さらに水平ロール、頭部竪ロール、脚部竪ロールから構成されたユニバーサルミルＶ３で頭部、柱部、脚部の圧延を行い、次の二重ロールＥ２でユニバーサルミルＶ３の未圧延部分の頭幅、脚幅の圧延を行う。
【０００５】
次いで、柱部水平ロールと脚部竪ロールから構成されるユニバーサルミルＵＦの孔型では脚厚と柱厚及び頭幅の整形を精密に行う。以上の工程で高精度の軌条が製造されている。
【０００６】
しかし、従来のユニバーサル圧延方式及び圧延設備は、前述のとおり高精度の製品を得るには多数の圧延機が必要で、設備的に高価となり、また、多数の圧延機を設置するためにレイアウトが長くなり長大な建物が必要で、ロールの必要本数も多く、さらには圧延機の保守にも多大な労力を要する、という問題があった。
【０００７】
そこで、前記問題を解決するため、圧延機台数を削減するための手段が特開平８−３０９４０９号公報に開示されている。
図７は前記公報に記載された仕上げミルカリバーの正面図、図８は同平面図である。圧延機は、上下水平ロール５１，５２、エッジング圧延用孔型５３、仕上用ユニバーサル孔型５４、ビーム５５、竪ロール５６より構成されており、この圧延機を圧延方向と直角方向にシフト可能にし、エッジングの水平圧延と仕上げユニバーサル圧延の両圧延を１台の圧延機で可能としたものである。この方式はＨ形鋼等の上下左右対称の製品を圧延するのに適している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記公報に記載された圧延設備を軌条や非対称Ｈ形鋼等のような上下対称且つ左右非対称の製品を精密圧延するのに適用した場合、頭部形状及び脚部形状が非対称であるため、整形が困雛である。仮に仕上げ圧延用ユニバーサルカリバーで最終仕上げを行った場合、脚側竪ロールの圧延反力が頭側竪ロールの圧延反力よりも大きいため、水平ロールが頭側へ移動して、頭厚が薄くまた脚厚が厚い製品が圧延されるとともに、頭幅及び脚幅の寸法にバラツキが発生するので、精密圧延は不可能である。
【０００９】
そこで、本発明は、少ない台数の圧延機で高精度に圧延することが可能な、断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼の圧延設備及び圧延方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼の圧延設備は、ブレークダウンミルとその後方に配設された第２のユニバーサルミルの前段に圧延ライン方向と直角に往復動可能な第１のユニバーサルミルが配設され、前記第１のユニバーサルミルは、上下一対の水平ロールとそれぞれの水平ロールの端面に接する左右一対の竪ロールとからなり、前記水平ロールには上下の水平ロールで形成される孔型を少なくとも３組以上設け、前記孔型のうち両端の孔型はそれぞれ竪ロール側が開放され、前記竪ロールのそれぞれは、圧延ライン方向と直角に往復動可能とし、前記第２のユニバーサルミルは、第１のユニバーサルミルの圧延ライン方向と直角の方向への移動により第２のユニバーサルミルの中心が前記第１のユニバーサルミルの孔型の中心と合致されて第１のユニバーサルミル及び第２のユニバーサルミルに被圧延材がパスされてタンデムリバース圧延を行うように第１のユニバーサルミルの後段に配設されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼の圧延方法は、前記の圧延設備により断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼を圧延する方法であって、ブレークダウンミルにより被圧延材の可逆圧延を行う第１の工程に続き、第１のユニバーサルミルを圧延ライン方向と直角の方向へ移動させて第２のユニバーサルミルの中心と第１のユニバーサルミルの孔型の中心を合致させ、ブレークダウンミルで圧延された被圧延材を、第１のユニバーサルミル及びその後段の第２のユニバーサルミルをパスさせてタンデムリバース圧延を行う第２の工程からなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例として形鋼のうち軌条を例に挙げて説明するが、本発明が対称とする形鋼は、軌条に限られるものではなく、断面形状が上下対称且つ左右非対称である形鋼、例えば非対称Ｈ形鋼などに適用できる。
【００１３】
図１は本発明の圧延設備のレイアウトである。本発明の圧延設備では、ブレークダウンミルＢＤと第２のユニバーサルミルＲＵとの間に第１のユニバーサルミルＭＦが配設される。第１のユニバーサルミルＭＦは圧延ライン方向と直角に往復動可能に配設されている。
【００１４】
図２はブレークダウンミルの孔型を示す正面図である。ブレークダウンミルは、従来のブレークダウンミルを使用できるが、本実施例ではロール胴長が長くなるのを防ぐため、従来の８孔型の最初の孔型と次の孔型を集約して６孔型とし、７パスでサイジング孔型前の形状を造形して、次の第１のユニバーサルミルＭＦに圧延材を搬送する。
【００１５】
図３は本発明の圧延設備に配置する第１のユニバーサルミルロールの正面図、図４は同平面図である。
第１のユニバーサルミルＭＦは、上水平ロール１、下水平ロール２、頭厚を圧延する頭用の竪ロール３、脚厚を圧延する脚用の竪ロール４より構成され、上下の水平ロール１，２は、図示していない回転駆動手段により正逆に回転駆動されるとともに、圧下手段により上下方向に移動可能となっている。
【００１６】
頭用の竪ロール３はチョック５に回転自在に取り付けられ、このチョック５は圧下スクリュー６ａ，６ｂにより頭側ハウジング７に沿って圧延ライン方向と直角に移動可能である。また、脚用の竪ロール４もチョック８に回転自在に取り付けられ、このチョック８は頭側のチョック５と同様に、圧下スクリュー９ａ，９ｂにより脚側ハウジング１０に沿って圧延ライン方向と直角の方向に移動可能である。
【００１７】
それぞれのチョック５，８は、チョックバランサー１１，１２によりそれぞれの圧下スクリュー６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂ側に引っ張ってガタを取り除いている。なお、各々の竪ロール３，４は、圧延材により正逆に従動回転する。
【００１８】
水平ロール１，２の胴部には、対向して形状の異なる孔型が少なくとも３組以上形成される。本実施例では、４種類の孔型が形成され、従来はブレークダウンミルＢＤに形成していた孔型であるサイジング孔型（イ）、第２のユニバーサルミルＲＵで圧延された後の頭幅、脚幅を圧延するエッジング孔型（ロ）、端に形成された、頭幅、脚幅、頭厚を整形圧延するエッジング孔型（ハ）、他端に形成された頭幅、柱厚、脚厚を圧延する仕上げ孔型（ニ）で構成される。
【００１９】
次に本発明の前記圧延設備による形鋼の圧延方法を図５の２パスまでの圧延工程を示すフロー及び図６の３パス以降の圧延工程を示すフローを参照して説明する。
図５において、ブレークダウンロールを７パスさせて第１のユニバーサルロールのサイジング孔型（イ）前の形状に圧延して、次の第１のユニバーサルミルＭＦに圧延材を搬送する。
【００２０】
１パス目は第１のユニバーサルミルＭＦを圧延ライン方向と直角の方向に移動させ、サイジング孔型（イ）の中心と後段の第２のユニバーサルミルＲＵの中心を合致させて圧延を行う。
【００２１】
２パス目は第２のユニバーサルミルＲＵの各ロール隙を狭く変化させるとともに、第１のユニバーサルミルＭＦのエッジング孔型（ロ）と第２のユニバーサルミルＲＵの中心を合致させて圧延を行う。
【００２２】
３パス目は、図６に示すように、第２のユニバーサルロールのロール隙をさらに狭く変化させた後、第２のユニバーサルミルＲＵで頭部、柱部、脚部の圧延を行う。
【００２３】
４パス目は第２のユニバーサルミルＲＵのロール隙を変化させる。この時、第２のユニバーサルミルＲＵの上水平ロール１３と下水平ロール１４が頭側へ移動するのを止めるため、竪ロール１５ａと、上水平ロール１３の端面１６及び下水平ロール１４の端面１７とを接触させる。これと同時に第１のユニバーサルミルＭＦを移動させて頭厚を整形するユニバーサル孔型（ハ）の中心を第２のユニバーサルロールの中心に合致させ、第２のユニバーサルミルＲＵで頭厚、柱厚、脚厚のユニバーサル圧延を行い、第１のユニバーサルミルＭＦのエッジング孔型（ハ）で頭幅、脚幅、頭厚の整形圧延を行うが、この時、脚用の竪ロール４と、上水平ロール１の端面１８及び下水平ロール２の端面１９とを接触させて水平ロール１，２が脚側に移動するのを止める。
【００２４】
５パス目は第１のユニバーサルミルＭＦを移動させて仕上げ孔型（ニ）の中心を第２のユニバーサルミルＲＵの中心に合致させると同時に、竪ロール３と、上水平ロール１の端面２０及び下水平ロール２の端面２１とを接触させ、水平ロール１，２が頭側へ移動するのを止めて精密な圧延を行う。
【００２５】
上述の圧延方法を採用することで、合計３台の圧延機で軌条の精密なユニバーサル圧延が可能となる。
【００２６】
本発明では第１のユニバーサルミルＭＦの上下水平ロール１，２と頭側竪ロール３で構成されるエッジング孔型（ハ）で、頭厚、頭幅及び脚幅の精密な圧延を行い、この時脚側の竪ロール４を水平ロール１，２の端面に接触させて水平ロール１，２が脚側へ動くのを止めて精密な圧延が行えるようになっている。また、上下水平ロール１，２と脚側の竪ロール４で構成される仕上孔型（ニ）で頭幅、脚厚、柱厚の精密圧延を行うが、この時も頭側の竪ロール３を水平ロール１，２の端面に接触させて水平ロール１，２が脚側の圧延反力により頭側に移動するのを止めて精密な圧延が行える。
【００２７】
【発明の効果】
本発明により、軌条等の上下対称且つ左右非対称である形鋼を圧延する際の圧延機台数が大幅に削減可能となるとともに、ミルレイアウトの短縮化に伴う建屋コストの削減等の設備の大幅な削減が可能となる。操業においても寸法精度が向上し、ロール原単位の向上、ロール在庫の削減が計られるほか、圧延の効率化により電力原単位も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の圧延設備のレイアウトである。
【図２】  ブレークダウンロールの孔型を示す正面図である。
【図３】  本発明の圧延設備に配置するユニバーサルミルＭＦロールの正面図である。
【図４】  図３のユニバーサルミルＭＦロール同平面図である。
【図５】  本発明の２パスまでの圧延工程を示すフローである。
【図６】  本発明の３パス以降の圧延工程を示すフローである。
【図７】  従来の仕上げミルカリバーの正面図である。
【図８】  図７の従来の仕上げミルカリバーの平面図である。
【図９】  従来のユニバーサル圧延で行う方法の一般的なレイアウトである。
【符号の説明】
１：上水平ロール
２：下水平ロール
３：頭用の竪ロール
４：脚用の竪ロール
５：  チョック
６ａ，６ｂ：圧下スクリュー
７：頭側ハウジング
８：チョック
９ａ，９ｂ：圧下スクリュー
１０：脚側ハウジング
１１，１２：チョックバランサー
１３：上水平ロール
１４：下水平ロール
１５ａ，１５ｂ：竪ロール
１６：上水平ロールの端面
１７：下水平ロールの端面
１８：上水平ロールの端面
１９：下水平ロールの端面
２０：上水平ロールの端面
２１：下水平ロールの端面
５１：上水平ロール
５２：下水平ロール
５３：エッジング圧延用孔型
５４：仕上用ユニバーサル孔型
５５：ビーム
５６：竪ロール
ＢＤ：ブレークダウンミル
ＭＦ：第１のユニバーサルミル
ＲＵ：第２のユニバーサルミル
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，ＵＦ：ユニバーサルミル
Ｅ１，Ｅ２：二重ロール
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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