(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面による前記フランジ内面への押圧時に前記フランジ内面に複数の突起を形成することを特徴とする、フランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項２】
前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として直線状で形成されていることを特徴とする請求項１記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項３】
前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されていることを特徴とする請求項１記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項４】
前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状で延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されていることを特徴とする請求項１記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項５】
前記各スリットの直線状に形成された部分の中心線が、前記各スリットのコーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いていることを特徴とする請求項２又は４記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項６】
前記各スリットの幅が、前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなることを特徴とする請求項２乃至５のうちいずれか一項に記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項７】
前記仕上圧延を行うに際して、前記フランジの厚み圧下率を前記ウェブの厚み圧下率よりも大きくすることを特徴とする請求項１記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項８】
前記仕上圧延前の材料のフィレット部近傍に余肉を形成しておくことを特徴とする請求項１記載のフランジ内面突起付形鋼の製造方法。
【請求項９】
ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだことを特徴とする仕上ユニバーサル圧延機。
【請求項１０】
前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として直線状で形成されていることを特徴とする請求項９記載の仕上ユニバーサル圧延機。
【請求項１１】
前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されていることを特徴とする請求項９記載の仕上ユニバーサル圧延機。
【請求項１２】
前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状で延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されていることを特徴とする請求項９記載の仕上ユニバーサル圧延機。
【請求項１３】
前記各スリットの直線状に形成された部分の中心線が、前記各スリットのコーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いていることを特徴とする請求項１０又は１２記載の仕上ユニバーサル圧延機。
【請求項１４】
前記各スリットの幅が、前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなることを特徴とする請求項１０乃至１３のうちいずれか一項に記載の仕上ユニバーサル圧延機。
【請求項１５】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項１６】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう直線状の複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に直線状に延びる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項１７】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう、前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状のスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲するように延びる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項１８】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されているスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されている複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項１９】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かうように直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いているスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いている複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項２０】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いているスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いている複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項２１】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう直線状に形成され、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に形成され、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項２２】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう、前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲し、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲し、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項２３】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項２４】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かうように直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、各突起の幅幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【請求項２５】
フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴とするフランジ内面突起付形鋼。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フランジ内面突起付形鋼の製造方法及びそれに使用される仕上ユニバーサル圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェブとそのウェブの両端に設けられたフランジとを有するＨ形鋼等の形鋼は、一般に図１３に示す圧延設備によって圧延されて最終製品となる。
この圧延設備１０１は、図１３（Ａ）に示すように、ブレークダウン圧延機１０２、粗ユニバーサル圧延機１０３、エッジング圧延機１０４、及び仕上ユニバーサル圧延機１０５からなる場合や、図１３（Ｂ）に示すように、ブレークダウン圧延機１０２、第１粗ユニバーサル圧延機１０３ａ、エッジング圧延機１０４、第２粗ユニバーサル圧延機１０３ｂ、及び仕上ユニバーサル圧延機１０５からなる場合等があり、加熱炉で加熱されたスラブやブルーム、あるいはビームブランク等の素材を順次に各圧延機で圧延することによって所定の断面寸法の形鋼が製造されるようになっている。
【０００３】
図１３（Ａ）に示す圧延設備１０１によってＨ形鋼を圧延する方法について説明すると、先ず、加熱炉で加熱された素材はブレークダウン圧延機１０２によって粗形のＨ断面に圧延される。このブレークダウン圧延機１０２は、ロール胴に沿って開孔型または閉孔型を複数個設けた上下ロールが配置された二重式の圧延機である。
【０００４】
そして、ブレークダウン圧延機１０２によって粗形のＨ断面に圧延された素材は、粗ユニバーサル圧延機１０３及びエッジング圧延機１０４からなる粗ユニバーサル圧延機群で複数回往復圧延され、図１４（Ｂ）に示す形状の所定厚みを有するＨ形断面に圧延される。ここで、粗ユニバーサル圧延機１０３は、上下一対の水平ロール１０６と左右一対の垂直ロール１０７とを備え、上下一対の水平ロール１０６により形成されるロール隙で素材ＳのウェブＳw がその厚さ方向に圧下され、左右それぞれの垂直ロール１０７と上下の水平ロール１０６の側面とにより形成されるロール隙で左右のフランジＳF がその厚さ方向に圧下される（図１４（Ａ）参照）。また、エッジング圧延機１０４は、上下一対のエッジングロール１０８を備え、上下一対のエッジングロール１０８によって形成されるロール隙でフランジＳF の幅が所定の寸法にまで圧下される（図１４（Ｂ）参照）。
【０００５】
そして、図１４（Ｂ）に示す形状に圧延された素材Ｓは、上下一対の水平ロール１０９と左右一対の垂直ロール１１０とを備えた仕上ユニバーサル圧延機１０５により、フランジＳF 及びウェブＳw の厚み圧下とフランジＳF の角度起こしとが行われ、最終製品の寸法に仕上られる（図１４（Ｃ）参照）。
ところで、ビル建設等で用いられる鉄筋・鉄骨コンクリート工法においては、コンクリートと鉄骨との付着性を増すため、突起付の鋼材が使用されることがある。例えば、柱・梁材等で使用されるＨ形鋼では、フランジの内面や外面に突起を有するものが用いられる。この突起は、ある程度の高さ（例えば１ｍｍ以上）が必要とされており、また、突起の数が多い場合や突起の長さが長い場合にはよりコンクリートとの付着性が増加することになる。
【０００６】
ここで、図１５に示すように、フランジＳF の外面に複数の突起ｔを有するＨ形鋼Ｓを製造する場合には、仕上ユニバーサル圧延機２０５において、左右一対の垂直ロール２１０の外面に垂直方向に延びる複数の溝２１０ａを形成しておき、この垂直ロール２１０でフランジＳF の外面を圧下することにより、フランジＳF の外面に複数の突起ｔを有するＨ形鋼Ｓを比較的容易に製造することができる。図１５中、符号２０９は水平ロールである。
【０００７】
一方、仕上ユニバーサル圧延機１０５による仕上ユニバーサル圧延においては、図１４（Ｃ）に示すように、フランジＳF の内面は水平ロール１０９の側面で圧下されるが、水平ロール１０９の側面には抜け勾配がほとんどなく、かつ、ロールと材料との相対すべりが大きいため、水平ロール１０９の側面に単に溝を形成し、これをフランジＳF の内面に転写させて突起を形成しても、圧延の出側で突起がつぶれてしまうという問題があった。このため、フランジＳF の内面に突起を有するＨ形鋼は、熱間圧延では簡単に製造できないと考えられていた。
【０００８】
フランジの内面に突起を有するＨ形鋼は、フランジの外面に突起を有するものよりコンクリートとの付着性が優れているといわれているため、熱間圧延後に溶接によりリブや突起をフランジの内面に付与して製造されていた。しかし、生産性は非常に悪かった。
そこで、熱間圧延によってフランジの内面に突起を付与するはなおも望まれており、いくつか提案されている。
【０００９】
例えば、特開平３−３２４０８号公報には、図１６に示すように、Ｈ形鋼Ｓの各フランジＳF 内面を圧下する溝付の小径ロールからなる第２垂直ロール３０８を上下左右各フランジＳF 内面毎に４個配設し、フランジＳF 外面を圧下する左右２個の垂直ロール３０７の各チョック３０９を内方へ延長して各第２垂直ロール３０８を軸受にて支持し、各水平ロール３０６側面のベベルギヤ３１０と各第２垂直ロール３０８のベベルギヤ３１１とを噛合せ、これらベベルギヤ３１０，３１１による駆動部周速と第２垂直ロール３０８の圧下側面部周速との周速調整手段を設けた仕上圧延装置３０５が開示されている。
【００１０】
この仕上圧延装置３０５によれば、コンクリートとの付着性が優れたフランジの内面に突起を有するＨ形鋼を、熱間圧延で製造することができる。
また、特開昭６１−８２９０３号公報には、図１７に示すように、加熱炉（図示せず）により加熱された素材を、ブレークダウン圧延機４０２、第１粗ユニバーサル圧延機４０３、第２粗ユニバーサル圧延機４０４、及び仕上ユニバーサル圧延機４０５を経てフランジ内面に突起を有するＨ形鋼とする圧延設備４０１が開示されている。ここで、第１粗ユニバーサル圧延機４０３においては、図１８（Ａ）に示すように、水平ロール４０３Ａの側面の傾斜を４５°程度と大きくするとともにこの側面のほぼ中央部に凹部４０７を形成し、複数パスで線形鋼片４０６のフランジ４０６Ａ内面に圧延方向に連続する線状突起４０８を造形するようにしている。また、第２粗ユニバーサル圧延機４０４においては、図１８（Ｂ）に示すように、水平ロール４０４Ａの傾斜側面に圧延方向において断続的な凹部４１０を複数形成し、水平ロール４０４Ａで線形鋼片４０６のフランジ４０６Ａ及びウェブ４０６Ｂを圧下しつつ線状突起４０８を断続的に圧下し、所定ピッチの縞突起４１１を造形するようにしている。そして、仕上ユニバーサル圧延機４０５においては、水平ロール４０５Ａでウェブ４０６Ｂを圧下しつつ、フラットな垂直ロール４０５ＢによりＶ字形状のフランジ４０６Ａを徐々に押し広げてゆき、これにより、所定の高さ及びピッチの縞突起４１１をフランジ内面に有するＨ形鋼４０６を得るようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の図１６に示す仕上圧延装置３０５や図１７及び図１８に示すＨ形鋼の圧延法にあっては、以下の問題点があった。
即ち、図１６に示す仕上圧延装置３０５の場合、水平ロール３０６及び第１垂直ロール３０７以外に仕上圧延装置３０５に特殊な第２垂直ロール３１１を４個も組み込む必要があり、大きな設備投資が必要となっていた。このため、仕上圧延設備にかかるコストが非常に高かった。
【００１２】
また、図１７及び図１８に示すＨ形鋼の圧延法の場合、粗ユニバーサル圧延機が２機（符号４０３及び４０４）必要になり、また、各粗ユニバーサル圧延機４０３，４０４において傾斜側面に凹部４０７，４１０を形成した特殊な水平ロール４０３Ａ，４０４Ａを組み込む必要となり、設備コストが非常に高かった。また、仕上ユニバーサル圧延機４０５による仕上圧延において、Ｖ字形状のフランジ４０６Ａを徐々に押し広げて行く際に、フランジ４０６Ａの内面に縞突起４１１が形成されていることからフランジ４０６Ａの厚み方向の圧下を行うことができなかった。さらに、フランジ内面に突起を設けた形鋼は、その使われ方からフランジ幅方向（圧延方向に直交する垂直方向）に延びる形状の突起が望まれる場合が多いのに対し、前述の圧延法でフランジ内面に設けられる縞突起４１１は圧延方向に延びる形状となっていた。
【００１３】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大きな設備投資なしで、フランジ内面にフランジ幅方向に延びる形状の突起を有する形鋼を熱間圧延で製造することができる、フランジ内面突起付形鋼の製造方法及びそれに使用される仕上ユニバーサル圧延機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するため、本発明のうち請求項１に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面による前記フランジ内面への押圧時に前記フランジ内面に複数の突起を形成することを特徴としている。
【００１５】
本発明のうち請求項２に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項１記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として直線状で形成されていることを特徴としている。
本発明のうち請求項３に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項１記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明のうち請求項４に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項１記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状で延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明のうち請求項５に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項２又は４記載の発明において、前記各スリットの直線状に形成された部分の中心線が、前記各スリットのコーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いていることを特徴としている。
本発明のうち請求項６に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項２乃至５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各スリットの幅が、前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなることを特徴としている。
【００１８】
本発明のうち請求項７に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項１記載の発明において、前記仕上圧延を行うに際して、前記フランジの厚み圧下率を前記ウェブの厚み圧下率よりも大きくすることを特徴としている。
本発明のうち請求項８に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法は、請求項１記載の発明において、前記仕上圧延前の材料のフィレット部近傍に余肉を形成しておくことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明のうち請求項９に係る仕上ユニバーサル圧延機は、ロール側面のコーナー部を始点としほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだことを特徴としている。
本発明のうち請求項１０に係る仕上ユニバーサル圧延機は、請求項９記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として直線状で形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明のうち請求項１１に係る仕上ユニバーサル圧延機は、請求項９記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されていることを特徴としている。
本発明のうち請求項１２に係る仕上ユニバーサル圧延機は、請求項９記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状で延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されていることを特徴としている。
【００２１】
本発明のうち請求項１３に係る仕上ユニバーサル圧延機は、請求項１０又は１２記載の発明において、前記各スリットの直線状に形成された部分の中心線が、前記各スリットのコーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いていることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項１４に係る仕上ユニバーサル圧延機は、請求項１０乃至１３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各スリットの幅が、前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなることを特徴としている。
また、本発明のうち請求項１５に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項１６に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう直線状の複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に直線状に延びる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項１７に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう、前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状のスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲するように延びる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項１８に係るするフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されているスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されている複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項１９に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かうように直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いているスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いている複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項２０に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いているスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いている複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項２１に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう直線状に形成され、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に形成され、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項２２に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かう、前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲し、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲し、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項２３に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項２４に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点とし、ほぼロール軸に向かうように直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、各突起の幅幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴としている。
本発明のうち請求項２５に係るフランジ内面突起付形鋼は、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が、前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるスリットを複数形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面により前記フランジ内面において形成された、前記フランジと前記ウェブとの結合部から前記フランジ幅方向に延びる複数の突起であって、各突起が直線状に延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成され、直線状に形成された部分の中心線が前記コーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いており、各突起の幅が前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなる複数の突起を有することを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法が適用される圧延設備の概略構成図である。図２は図１の圧延設備における仕上ユニバーサル圧延機に組み込まれる水平ロールの側面図である。図３は図２に示す水平ロール用いての仕上ユニバーサル圧延における水平ロールの側面とフランジ内面との接触状態を模式的に示した図である。但し、図３においては、スリットの表示を省略するとともにフランジを透視している。図４はフランジ内面に突起を有するＨ形鋼の部分斜視図である。図５はフランジ内面に形成された突起が水平ロールのスリットからつぶされずにロールコーナー部から抜けていく様子を示した模式図である。
【００２３】
図４に示すウェブＳw とそのウェブＳw の左右両端に設けられたフランジＳF とを有し、フランジＳF 内面に突起ｔを有するＨ形鋼Ｓを製造する場合を例にとって本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、Ｈ形鋼Ｓを製造するための圧延設備１は、図１３（Ａ）に示す圧延設備１０１と同様に、ブレークダウン圧延機２、粗ユニバーサル圧延機３、エッジング圧延機４、及び仕上ユニバーサル圧延機５からなり、加熱炉で加熱された素材を順次に各圧延機で圧延することによって所定の断面寸法のフランジＳF 内面に突起ｔを有するＨ形鋼Ｓが製造される。
【００２４】
ここで、ブレークダウン圧延機２、粗ユニバーサル圧延機３、及びエッジング圧延機４においては、素材は図１４（Ｂ）に示す形状と同一の形状に圧延される。そして、図１４（Ｂ）に示す形状と同一の形状に圧延された素材は、上下一対の水平ロール６（図２及び図３参照）と左右一対の垂直ロール（図示せず）とを備えた仕上ユニバーサル圧延機５により、フランジＳF 及びウェブＳw の厚み圧下、フランジＳF 内面への突起ｔの形成、及びフランジＳF の角度起こしが行われ、最終製品の寸法に仕上られる。
【００２５】
ここで、仕上ユニバーサル圧延機５によるフランジＳF 内面への突起ｔの形成について詳細に説明すると、仕上ユニバーサル圧延機５の各水平ロール６は、図２に示すように、ロール側面のコーナー部６ａを始点としロール軸８に向かう複数の直線状のスリット７を形成している。ここで言う「コーナー部６ａ」とは、水平ロール６の周面と側面との境界部であり、このコーナー部６ａには、丸みや面取りが施されている。そして、水平ロール６の側面によるフランジＳF 内面への押圧時（フランジＳF の厚み圧下時）にフランジＳF 内面に複数の突起ｔを圧延方向において所定ピッチで形成する。ここで、水平ロール６の側面に形成された各スリット７は、ロール側面のコーナー部６ａを始点としほぼロール軸８に向かって形成されていることから、フランジＳF 内面に形成された突起ｔは、図４に示すように、圧延方向に対してほぼ直交する垂直方向、即ちフランジ幅方向に延びることになる。従って、水平ロール６の側面にロール側面のコーナー部６ａを始点としロール軸８に向かう複数のスリット７を形成するだけで仕上ユニバーサル圧延機５による仕上圧延によってフランジＳF 内面にフランジ幅方向に延びる形状の突起ｔを有するＨ形鋼を熱間圧延で製造することができる。このため、大きな設備投資も不要となり、仕上圧延設備にかかるコストを安価にすることができる。
【００２６】
前述の突起ｔの形成に際し、水平ロール６のスリット７の形状は水平ロール６の側面でフランジＳF 内面を圧下する領域Ａ（図３参照）、即ちロールバイト内でフランジＳF 内面に転写される。そして、ロールバイトを出た圧延機出側では、フランジＳF の厚み圧下は終了しているが、フランジＳF 内面と水平ロール６の側面が未だに接触した状態の領域Ｂを形成する。
【００２７】
ロールバイト内で転写されたフランジＳF 内面の突起ｔが前記領域Ｂで形をつぶされないようにするためには、「突起ｔが領域Ｂにおいて常にスリット７に接していること」が望まれる。領域Ｂでは、例えば、ロールバイト出口におけるフランジＳF 内面の点ａ（図３においてウェブＳw の下方に位置するフランジＳF 内面の点ａ）は圧延方向と同一の図３の矢印方向に進むため、点ａは点ａと同一の高さとなる水平ロール６の側面から領域Ｂを抜けるときに接するロールコーナー部まで連続的に水平ロール６の側面に接していく。従って、突起ｔを形成する水平ロール６の側面に形成されたスリット７は、図２に示すように、前述のコーナー部６ａから連続して形成されている必要がある。フランジＳF 内面に形成された突起ｔが水平ロール６のスリット７からつぶされずにロールコーナー部６ａから抜けていく様子を図５に示す。領域Ａで形成された突起ｔ（図５（Ａ）参照）は、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に示すように、一部変形する場合があるものの、スリット７と常に接しながらスリット７をコーナー部６ａから抜けていく。
【００２８】
一方、図６に示すように、スリット７をコーナー部６ａを含まない水平ロール６の側面だけに形成した場合、前述の領域Ｂにおいて突起ｔが常にスリット７に接することできずに、最終的にはフランジＳF 内面に形成された突起ｔをスリット７から抜くことができず、突起ｔがつぶされてしまう。
また、水平ロール６の側面に形成されたスリット７の形状は、図７に示すように、スリット７の直線状に形成された部分の中心線Ｃ１が、スリット７のコーナー部６ａ始点とロール軸８とを結ぶ直線Ｃ２に対してＨ形鋼Ｓの圧延方向とは逆方向に０°〜１０°、より好適には約５°傾いていることが好ましい。この理由は、図３に示したフランジＳF 内面の点ａが領域Ｂで順に接する水平ロール６の側面を点でつないでいくと、圧延方向とは逆方向に傾いた線になり、領域Ｂで突起ｔがスリット７から抜きやすくなるからである。この傾き角θが１０°より大きい場合や、逆に０°より小さい場合、即ちスリット７の方向が圧延方向に傾いている場合には、「突起が領域Ｂにおいて常にスリットに接していること」という条件を満たすことができずに、特にフランジ幅方向の端部側で突起ｔが剥がされてしまう場合も生じる。
【００２９】
更に、各スリット７の幅は、図８に示すように、ロール側面のコーナー部６ａで最も広く、コーナー部６ａ始点からロール軸８に向かうに従って徐々に小さくなっていると、「突起が領域Ｂにおいて常にスリットに接していること」という条件を満たし易く好適である。この理由は、このようにすると、図３に示したフランジＳF 内面の点ａがフランジ幅方向のどの位置であっても領域Ｂで最終的にコーナー部６ａと接するためである。このようにスリット７の幅をコーナー部６ａ始点からロール軸８に向かうに従って徐々に小さくなるようにするのは、図８に示す場合のみならず、図７に示したスリット７にも適用することができる。これにより、領域Ｂで突起ｔをスリット７からより容易に抜くことができる。
【００３０】
また、水平ロール６の側面に形成されたスリット７は、直線状で形成される場合のみならず、図９に示すように、ロール側面のコーナー部６ａを始点としてＨ形鋼Ｓの圧延方向と逆方向に湾曲する形状で形成されていてもよい。これにより、スリット７の形状を単に直線状で形成する場合より、領域Ｂで突起ｔがスリット７から抜きやすくなる。なお、図９において、各スリット７の幅は、ロール側面のコーナー部６ａで最も広く、コーナー部６ａ始点からロール軸８に向かうに従って徐々に小さくなって。
【００３１】
なお、仕上ユニバーサル圧延機５による仕上圧延を行うに際しては、従来の仕上ユニバーサル圧延と同様に、フランジＳF の厚み圧下率をウェブＳw の厚み圧下率よりも大きくすることが好ましい。ウェブＳw に対してフランジＳF を強圧下することにより、突起ｔがより高く形成されるとともに、材料の先進率（ロール周速に対するロールバイト出口での材料の速度の割合）が小さくなり、前述の「突起が領域Ｂにおいて常にスリットに接していること」という条件を満たしやすくなる。
【００３２】
また、仕上圧延前の材料のフィレット部近傍には、図１０乃至図１２に示すように、余肉ｘ１、ｘ２、ｘ３を形成しておくことが好ましい。突起ｔを形成する部分において、強圧下となるので、突起ｔがより高く形成されるためである。ここで、フィレット部とは、フランジＳF とウェブＳw とが結合する部位である。なお、余肉の形成に際しては、図１０及び図１１に示すようにフランジＳF の内面に形成しても、あるいは図１２に示すようにフランジＳF の外面に形成してもよい。
【００３３】
フランジＳF の内面に余肉を形成する手段としては、例えば、図１０に示す、仕上ユニバーサル圧延機よりも前段の水平ロール（粗ユニバーサル圧延機の水平ロール）５０１のロールコーナ内半径寸法Ｒ１を仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール６０１のコーナ内半径Ｒ２よりも大きくする手段、あるいは図１１に示す、仕上ユニバーサル圧延機より前段の水平ロール（粗ユニバーサル圧延機の水平ロール）５０１の側面に凹部５０２を形成しておく手段がある。即ち、図１０に示す手段にあっては、図１０（Ａ）に示すように仕上ユニバーサル圧延機よりも前段の水平ロール５０１のロールコーナ内半径寸法Ｒ１を仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール６０１のコーナ内半径Ｒ２よりも大きくしておいて、上下一対の水平ロール５０１により形成されるロール隙でウェブＳw をその厚さ方向に圧下し、垂直ロール（図示せず）と上下の水平ロール５０１の側面とにより形成されるロール隙でフランジＳF をその厚さ方向に圧下することで、フランジＳF の内面に余肉ｘ１を形成する。その後、仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール６０１の側面と垂直ロール（図示せず）によるロール隙でフランジＳF をその厚さ方向に圧下する。水平ロール６０１の側面にはロールコーナ部からスリットを形成しており、余肉ｘ１を含んで圧下して突起ｔを形成する。また、図１１に示す手段にあっては、図１１（Ａ）に示すように、仕上ユニバーサル圧延機より前段の水平ロール（粗ユニバーサル圧延機の水平ロール）５０１の側面に凹部５０２を形成しておいて、上下一対の水平ロール５０１により形成されるロール隙でウェブＳw をその厚さ方向に圧下し、垂直ロール（図示せず）と上下の水平ロール５０１の側面とにより形成されるロール隙でフランジＳF をその厚さ方向に圧下する。これにより、フランジＳF の内面に先ず余肉ｘ２を形成しておく。その後、仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール６０１の側面と垂直ロール（図示せず）でフランジＳF の厚み圧下を余肉ｘ２を含んで行い、スリットをもつ水平ロール６０１のコーナ部側面と接するフランジＳF の内面に突起ｔを形成する。
【００３４】
また、フランジＳF の外面に余肉を形成する手段としては、例えば、図１２に示すように、仕上ユニバーサル圧延機よりも前段の垂直ロール（粗ユニバーサル圧延機の垂直ロール）５０３のロール高さ方向中央部に面取部５０４を形成しておき、上下一対の水平ロール５０１により形成されるロール隙でウェブＳw をその厚さ方向に圧下し、垂直ロール５０３と上下の水平ロール５０１の側面とにより形成されるロール隙でフランジＳF をその厚さ方向に圧下することで、フランジＳF の外面に余肉ｘ３を形成する。その後、仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール６０１の側面と垂直ロール６０３によるロール隙でフランジＳF をその厚さ方向に圧下する。水平ロール６０１の側面にはロールコーナ部からスリットを形成しており、余肉ｘ３を含んで圧下して突起ｔを形成する。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、種々の変更を行うことができる。
本実施形態では、スリット７の形状がロール側面のコーナー部６ａを始点として直線状で形成されたもの、及びロール側面のコーナー部６ａを始点としてＨ形鋼Ｓの圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているものについて示したが、ロール側面のコーナー部６ａを始点としてほぼロール軸８に向かって直線状で延びてからＨ形鋼Ｓの圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されていたり、あるいは前記ロール側面のコーナー部６ａを始点としてＨ形鋼Ｓの圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されていてもよい。この場合でも、突起ｔがはがれたりつぶされたりすることなく形成できることを確認している。そして、この場合、各スリット７の直線状に形成された部分の中心線が、各スリット７のコーナー部６ａ始点とロール軸８とを結ぶ直線に対してＨ形鋼Ｓの圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いていてもよい。また、この場合、各スリット７の幅は、ロール側面のコーナー部６ａ始点からロール軸８に向かうに従って徐々に小さくなっていてもよい。
【００３６】
また、圧延設備１で圧延することによって製造されるのは、図４に示すフランジＳF 内面に突起ｔを有するＨ形鋼Ｓのみならず、ウェブ及びフランジを有するＩ形鋼、Ｔ形鋼、溝形鋼等の形鋼のフランジ内面に突起を有するものであってもよい。
さらに、本実施形態ではフランジＳF 内面だけに突起ｔを形成したが、仕上ユニバーサル圧延機５に組み込まれる垂直ロールの側面にも垂直方向に延びるスリットを形成しておくことにより、フランジＳF 外面にも同時に突起を形成することができる。
【００３７】
【実施例】
図１に示す圧延設備１において、図６、図７、図８及び図９に示した形状のスリット７をロール側面に加工した水平ロール６を仕上ユニバーサル圧延機５に組み込んで仕上圧延を行い、フランジ内面に突起を有するＨ形鋼（製品寸法：ウェブ高さ３１６ｍｍ、フランジ幅３１６ｍｍ、ウェブ厚１８ｍｍ、フランジ厚２３ｍｍ）を製造した。仕上ユニバーサル圧延における目標厚み圧下率はウェブで６％、フランジで１２％とした。
【００３８】
スリットの寸法（スリットのコーナー部における幅Ｗ１、スリットのロール軸側端における幅Ｗ２、スリットの長さＬ１、スリットのコーナー部側端からロールのコーナー部に至るまでの長さＬ２、及びスリットの傾き角θ）と、製品のフランジ内面に形成された突起の寸法（突起の高さ、突起のフランジ幅方向長さ、及び突起の幅）との測定結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0003812513.tif 000002
【００４０】
表１に示した全ての条件において、スリットの深さは３ｍｍ、隣り合うスリットとのピッチは２０ｍｍである。
条件１においては、スリットの幅Ｗ１が４ｍｍ、Ｗ２が４ｍｍ、スリットの長さＬ１が３０ｍｍ、スリットの傾き角θが０°であるが、スリットのコーナー部側端からロールのコーナー部に至るまでの長さＬ２が１０ｍｍあり、条件１は図６に示した比較例を構成する。この場合、突起を水平ロールから引き抜くことができずに、突起がつぶれたり、はがされたりしてしまったため、突起の寸法測定ができなかった。
【００４１】
一方、条件２においては、スリットの幅Ｗ１が４ｍｍ、Ｗ２が４ｍｍ、スリットの長さＬ１が４０ｍｍ、Ｌ２が０ｍｍ、スリットの傾き角θが５°であり、図７に示した本発明例を構成する。また、条件３においては、スリットの幅Ｗ１が６ｍｍ、Ｗ２が４ｍｍ、スリットの長さＬ１が４０ｍｍ、Ｌ２が０ｍｍ、スリットの傾き角θが０°であり、図８に示した本発明例を構成する。更に、条件４においては、スリットの幅Ｗ１が６ｍｍ、Ｗ２が４ｍｍ、スリットの長さＬ１が８０ｍｍ、Ｌ２が０ｍｍ、スリットの傾き角θが５°であり、図７及び図８を組み合わせた本発明例を構成する。また、条件５においては、スリットの幅Ｗ１が６ｍｍ、Ｗ２が４ｍｍ、スリットの長さＬ１が６０ｍｍ、Ｌ２が０ｍｍ、スリットの平均傾き角θが０°であり、スリットは圧延方向と逆方向に湾曲（曲率半径ρが４００ｍｍ）しており、図９に示した本発明例を構成する。
【００４２】
本発明例の条件２、３、４、及び５では、全てにおいてフランジ内面に高さ１．５ｍｍ以上、長さ３６ｍｍ以上、幅３．２ｍｍ以上の突起が剥がされることなくきれいに形成された。特に条件４では、フランジ幅方向長さが７５ｍｍと長い突起を形成することができた。
また、仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールのロールコーナ内半径を１３ｍｍに対し、粗ユニバーサル圧延機の水平ロールのロールコーナ内半径を３０ｍｍとして、フィレット部に最大７ｍｍの余肉を形成させて、条件２と同じ条件で仕上圧延を施した。その結果、フランジ内面に高さ２．８ｍｍ、長さ３８ｍｍ、幅３．５ｍｍの突起を形成することができた。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法及び請求項９に係る仕上ユニバーサル圧延機によれば、フランジ及びウェブを有する形鋼の仕上圧延を行うに際して、ロール側面のコーナー部を始点としほぼロール軸に向かう複数のスリットを形成した水平ロールを組み込んだ仕上ユニバーサル圧延機を使用し、前記水平ロールの側面による前記フランジ内面への押圧時に前記フランジ内面に複数の突起を形成するので、大きな設備投資をすることなく、フランジ内面にフランジ幅方向に延びる形状の突起を有する形鋼を熱間圧延で製造することができる。
【００４４】
また、本発明のうち請求項２に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法及び請求項１０に係る仕上ユニバーサル圧延機によれば、請求項１記載の発明及び請求項９記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として直線状で形成されているので、ロールバイトを出た圧延機出側におけるフランジ内面と水平ロールの側面が未だに接触した状態の領域において、突起をスリットから容易に抜くことができる。
【００４５】
本発明のうち請求項３に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法及び請求項１１に係る仕上ユニバーサル圧延機によれば、請求項１記載の発明及び請求項９記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているので、突起をスリットからより容易に抜くことができる。
【００４６】
本発明のうち請求項４に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法及び請求項１２に係る仕上ユニバーサル圧延機によれば、請求項１記載の発明及び請求項９記載の発明において、前記スリットの各々が、前記ロール側面のコーナー部を始点としてほぼロール軸に向かって直線状で延びてから前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲する形状で形成されているか、又は前記ロール側面のコーナー部を始点として前記形鋼の圧延方向とは逆方向に湾曲してから残りが直線状で形成されているので、突起をスリットからより容易に抜くことができる。
【００４７】
本発明のうち請求項５に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法及び請求項１３に係る仕上ユニバーサル圧延機によれば、請求項２又は４記載の発明及び請求項１０又は１２記載の発明において、前記各スリットの直線状に形成された部分の中心線が、前記各スリットのコーナー部始点と前記ロール軸とを結ぶ直線に対して前記形鋼の圧延方向とは逆方向に０°〜１０°傾いているので、前記領域で突起をスリットからより一層抜きやすくすることができる。
【００４８】
本発明のうち請求項６に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法及び請求項１４に係る仕上ユニバーサル圧延機によれば、請求項２乃至５のうちいずれか一項に記載の発明及び請求項１０乃至１３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記各スリットの幅が、前記ロール側面のコーナー部始点から前記ロール軸に向かうに従って徐々に小さくなるので、前記領域で突起をスリットからさらにより一層抜きやすくすることができる。
【００４９】
本発明のうち請求項７に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法によれば、請求項１記載の発明において、前記仕上圧延を行うに際して、前記フランジの厚み圧下率を前記ウェブの厚み圧下率よりも大きくするので、フランジ内面に形成される突起がより高く形成されるとともに、材料の先進率を小さくすることができ、前記領域で突起をスリットからより一層抜きやすくすることができる。
【００５０】
また、本発明のうち請求項８に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法によれば、請求項１記載の発明において、前記仕上圧延前の材料のフィレット部近傍に余肉を形成しておくので、フランジ内面に形成される突起をより高く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフランジ内面突起付形鋼の製造方法が適用される圧延設備の概略構成図である。
【図２】図１の圧延設備における仕上ユニバーサル圧延機に組み込まれる水平ロールの側面図である。
【図３】図２に示す水平ロール用いての仕上ユニバーサル圧延における水平ロールの側面とフランジ内面との接触状態を模式的に示した図である。但し、図３においては、スリットの表示を省略するとともにフランジを透視している。
【図４】フランジ内面に突起を有するＨ形鋼の部分斜視図である。
【図５】フランジ内面に形成された突起が水平ロールのスリットからつぶされずにロールコーナー部から抜けていく様子を示した模式図である。
【図６】本発明と比較のための、水平ロールの側面に形成されたスリットを示す模式図である。
【図７】本発明の実施に好適な、水平ロールの側面に形成されたスリットを示す模式図である。
【図８】本発明の実施に好適な、水平ロールの側面に形成されたスリットを示す模式図である。
【図９】本発明の実施に好適な、水平ロールの側面に形成されたスリットを示す模式図である。
【図１０】粗ユニバーサル圧延機の水平ロールのロールコーナ内半径寸法を仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールのコーナ内半径よりも大きくしてフランジの内面に余肉を形成する手段を示し、（Ａ）は粗圧延の様子を（Ｂ）は仕上圧延の様子を示している。
【図１１】粗ユニバーサル圧延機の水平ロールの側面に凹部を形成してフランジの内面に余肉を形成する手段を示し、（Ａ）は粗圧延の様子を（Ｂ）は仕上圧延の様子を示している。
【図１２】粗ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール高さ方向中央部に面取りを施してフランジの外面に余肉を形成する手段を示し、Ａ）は粗圧延の様子を（Ｂ）は仕上圧延の様子を示している。
【図１３】ウェブとフランジを有する形鋼の一般的な圧延設備の概略構成図で、（Ａ）は１つの粗ユニバーサル圧延機を配列した圧延設備の概略構成図、（Ｂ）は２つの粗ユニバーサル圧延機を配列した圧延設備の概略構成図である。
【図１４】図１３（Ａ）に示す圧延設備によってＨ形鋼を圧延する場合の圧下状態を示し、（Ａ）は粗ユニバーサル圧延による圧下状態、（Ｂ）はエッジング圧延による圧下状態、（Ｃ）は仕上ユニバーサル圧延による圧下状態を示している。
【図１５】従来の、フランジ外面に突起を形成する仕上ユニバーサル圧延機の概略斜視図である。
【図１６】従来例の、フランジ内面に突起を形成する仕上圧延装置の概略正面図である。
【図１７】従来例の、フランジ内面に突起を形成する内面突起付Ｈ形鋼の製造方法が適用される圧延設備の概略構成図である。
【図１８】図１７に示す圧延設備によってＨ形鋼を圧延する場合の圧下状態を示し、（Ａ）は第１粗ユニバーサル圧延機による圧下状態、（Ｂ）は第２粗ユニバーサル圧延機による圧下状態、（Ｃ）は仕上ユニバーサル圧延機による圧下状態を示している。
【符号の説明】
１  圧延設備
２  ブレークダウン圧延機
３  粗ユニバーサル圧延機
４  エッジング圧延機
５  仕上ユニバーサル圧延機
６  水平ロール
６ａ  コーナー部
７  スリット
８  ロール軸
５０１  粗ユニバーサル圧延機の水平ロール
５０２  粗ユニバーサル圧延機の水平ロール側面凹部
５０３  粗ユニバーサル圧延機の垂直ロール
５０４  粗ユニバーサル圧延機の垂直ロール面取部
６０１  仕上ユニバーサル圧延機の水平ロール
６０３  仕上ユニバーサル圧延機の垂直ロール
Ｓ  Ｈ形鋼（形鋼）
ＳF   フランジ
ＳW   ウェブ
ｔ  突起
ｘ１、ｘ２、ｘ３  余肉
【図１】
0003812513.tif 000003
【図２】
0003812513.tif 000004
【図３】
0003812513.tif 000005
【図４】
0003812513.tif 000006
【図５】
0003812513.tif 000007
【図６】
0003812513.tif 000008
【図７】
0003812513.tif 000009
【図８】
0003812513.tif 000010
【図９】
0003812513.tif 000011
【図１０】
0003812513.tif 000012
【図１１】
0003812513.tif 000013
【図１２】
0003812513.tif 000014
【図１３】
0003812513.tif 000015
【図１４】
0003812513.tif 000016
【図１５】
0003812513.tif 000017
【図１６】
0003812513.tif 000018
【図１７】
0003812513.tif 000019
【図１８】
0003812513.tif 000020