不等边角钢的长边前端面成形装置、长边前端面成形方法及制造方法、以及热精轧设备与流程

本发明涉及通过热轧来制造不等边角钢的技术。特别涉及通过热来将不等边角钢的长边前端面相对于长边成形为直角的技术。

背景技术：

通过热精轧将被轧制材料轧制为不等边角钢时，角钢的前端面也通过轧制辊而成形，但相对于目标的形状，得到的形状精度有时不充分。

作为角钢的前端部的成形技术，例如有专利文献1所记载的技术。

在专利文献1中记载了如下内容：通过轧辊和托辊夹住热轧后的不等边角钢中的长边的靠近短边的部位，并且通过导辊引导长边端部，利用成形辊的成形部对短边端部进行按压成形。

专利文献1：日本特开2015-77624号公报

不等边角钢例如作为船舶、桥梁等的构造材料而使用。此时，通常不等边角钢的长边(腹板)的端部直接抵接于其他部件并被焊接。此时，前端面相对于长边的长度方向的垂直度(垂直性)对焊接性产生较大的影响。因此，长边端部的形状精度与短边端部的形状精度相比要求严格。

以往，在被轧制材料的热轧结束后的下游工序中，根据需要而实施长边端部的成形处理。然而，在热轧的工序结束后，另外实施成形处理使工序增加，因此制造成本增加。

这里，专利文献1所记载的技术是对不等边角钢的短边端部进行按压成形的技术。即专利文献1所记载的技术是在与轧制线相同的线上对短边端部进行成形的构思，并不是对长边端部进行成形的技术。

一般，不等边角钢的长边与短边相比较薄。因此，若为了端部的成形而施加于长边端部的按压力过度，则长边可能过度翘曲。因此，不能够将短边前端部的成形技术保持原样地转用于长边前端部的成形。这样，可以认为对于长边端部，为了得到适当的形状而需要另外的研究。

技术实现要素：

本发明是着眼于上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种在热轧时能够提高不等边角钢的长边前端面的垂直度的技术。

为了解决课题，本发明的一个形态的主旨在于，具有配置于不等边角钢用的热精轧机出口侧的成形辊，上述成形辊具有抵接于通过精轧而形成的不等边角钢的长边的前端面并按压该前端面的周面，抵接于上述前端面的周面是能够对上述前端面朝向不等边角钢的长边的长度方向赋予反作用力的形状，将通过该周面对长边的前端面进行按压成形。

根据本发明的一个形态，能够使热轧时的、不等边角钢的长边前端面的垂直度提高。

附图说明

图1是表示不等边角钢的制造工序的例子的图。

图2是表示长边前端面成形装置的配置位置的例子的概念图，(a)是俯视图，(b)是主视图。

图3是对成形辊进行说明的侧面图。

图4是对具有成形辊的成形装置进行说明的图。

图5是表示旋转轴与偏心轴的关系的俯视图。

图6是表示最终机架的轧制辊的孔型的例子的图。

图7是表示成形辊的变形例的侧面图。

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

例如图1所示，本实施方式的不等边角钢通过经过具有加热工序1、粗轧工序2、中轧工序3、以及精轧工序4的制造工序而被制造。在加热工序1中，例如，作为轧制材料的钢材在间歇式或者连续式加热炉内被加热。通过加热工序1加热后的轧制材料接着在粗轧工序2、中轧工序3、以及精轧工序4中被轧制，被成形为目标的不等边角钢的形状。粗轧工序2、中轧工序3、以及精轧工序4例如具备具有孔型辊的孔型轧制机、具有多对轧制辊的通用轧制机等。

在本实施方式中，作为精轧工序4的一部分而布置有前端面成形工序4a。前端面成形工序4a采用长边前端面成形装置(以下，也简称为成形装置)来实施。即，本实施方式的不等边角钢的制造工序在形成不等边角钢的热精轧机的最终机架的下游具有成形装置，作为精轧工序4的轧制设备。

＜结构＞

图2是表示长边前端面成形装置的配置位置的例子的图，(a)是俯视图，(b)是主视图。在图2的(b)中，透视地图示了成形装置7。

例如图2所示，成形装置7设置于热精轧机中的最终机架的轧制辊5的下游侧、且侧导件6的设置位置中的轧制方向中途位置。

本实施方式的成形装置7与专利文献1不同，不具有在端面的按压成形时引导不等边角钢8的导辊。其结果是，能够靠近最终机架的轧制辊5该相应的量，而配置成形装置7。

如图3和图4所示，本实施方式的成形装置7具有配置于热精轧机出口侧的成形辊11。

成形辊11具有抵接于通过精轧而形成的不等边角钢8的长边9的前端面9a并按压该前端面9a的倾斜的周面11a，抵接于前端面9a的倾斜的周面11a是能够对前端面9a朝向不等边角钢8的长边9的长度方向赋予反作用力f的形状。附图标记10表示不等边角钢8的短边。

具体而言，上述的倾斜的周面11a优选为具有能够以相对于长边9的长度方向的角度是相对于与长度方向正交的直角±2度以内的范围内的角度的方式抵接于前端面9a的倾斜角的面形状。

这里，最终机架的轧制辊5的孔型是如图6所示的形状。将该孔型中的、轧制不等边角钢8的长边9的前端面9a的轧制辊5a的孔型的相对于水平方向的角度设为α。该角度α设定为前端面9a相对于长边9成为直角的角度。

而且，优选将成形辊11中的、抵接于前端面9a的倾斜的周面11a的相对于水平的倾斜角度θ设计为角度α±2度的范围的面。

成形辊11例如朝向铅垂方向配置中心轴(图3中用点划线示出)，如图4那样，在其中心轴同轴地配置有辊轴12。由此，成形辊11能够以辊轴12为中心轴旋转地支承于该辊轴12。

这里，实施方式具有为了使得成形辊11的周面11a朝向不等边角钢8的长边9的长度方向付与的反作用力f成为适当的大小的、使成形辊11的辊轴12进退的进退机构。作为该进退机构的一个例子，接下来对应用偏心机构的例子进行说明。该情况下，在该辊轴12的上端面和下端面，一体地布置有沿上下延伸的偏心轴13a、13b。此外，上下的偏心轴13a、13b同轴地配置。

辊轴12与偏心轴13a、13b如图5所示的俯视那样地偏心。

下侧的偏心轴13b经由轴承14而支承于构成侧导件6的一部分的底板部15。另外，上侧的偏心轴13a经由轴承16而支承于固定板17。旋转驱动装置18连接于上侧的偏心轴13a，驱动旋转驱动装置18，由此偏心轴13a、13b的中心旋转位移。

旋转驱动装置18能够例示油压驱动装置、电动马达装置等。

由偏心轴13a、13b组成的偏心机构构成进退机构。

旋转驱动装置18构成为将驱动上侧的偏心轴13a、13b旋转时的反作用力供给至控制部19，并且驱动偏心轴13a、13b旋转与来自控制部19的旋转位移指令相应的旋转位移量。

控制部19按规定取样单位进行工作。控制部19对旋转位移进行运算，并将其供给至旋转驱动装置18，该旋转位移是以使由倾斜面构成的周面11a上的按压力收束于预先设定的设定按压力的范围的方式使在旋转驱动时向旋转驱动装置18输入的反作用力接近与上述设定按压力的范围相应的反作用力值的范围的旋转位移。

上述设定按压力的范围例如设为能够对前端面9a进行成形的大小以上，且令不等边角钢8的长边9不挠曲或者仅产生允许以内的挠曲的按压力值。允许以内的挠曲是指弹性变形内的挠曲。

以上，对应用偏心机构作为进退机构的例子进行了说明。这里，在本发明中，进退机构是为了使成形辊11的周面11a朝向不等边角钢8的长边9的长度方向付与的反作用力f成为适当的大小而使成形辊11的辊轴12进退的机构。该进退机构并不限定于上述的偏心机构。例如，也可以是通过使辊轴12在水平面内直线地平行移动而调整不等边角钢8与辊轴12的距离的机构。该情况下，构成为使成形辊11的周面11a朝向不等边角钢8的长边9的长度方向付与的反作用力f成为适当的大小。

此外，也可以在最终机架出口侧配置边缘传感器(未图示)，利用该边缘传感器来检测俯视中的长边9的前端面9a的宽度方向位置。该情况下，控制部19也可以基于该检测来对与目标的按压力(设定按压力的范围)相应的旋转位移量进行运算，并将旋转位移指令供给至旋转驱动装置18。

这里如图7所示，也可以将成形辊11的周面11a设为圆筒面，相对于垂直而倾斜与上述倾斜角度θ相同的角度地构成成形辊11本身的旋转轴。在这种情况下，是长边9的长度方向和成形辊11的旋转轴正交的配置。

＜动作及其他＞

在本实施方式中，在对被轧制材料进行热精轧时，将配置于热精轧机出口侧的成形辊11的倾斜的周面11a抵接于通过精轧而形成的不等边角钢8的长边9的前端面9a，进行该前端面9a的按压成形。

此时，在通过热精轧对被轧制材料进行轧制的状态下，将从精轧机的最终机架排出的被轧制材料部分的长边9的前端面9a朝向长边9的长度方向(轴向)按压并成形。

被轧制材料是通过精轧的轧制辊而轧制中的状态，因此在对前端面9a进行按压成形时不需要对不等边角钢进行引导的导辊。

另外，能够将成形辊11接近最终机架的轧制辊5地布置，根据这一点，在按压成形时也不需要导辊。越接近地布置，越能够在更稳定的状态下进行用于前端面9a的成形的按压。

另外，在本实施方式中，成形辊11具有使抵接于前端面9a的周面11a在沿着长边9的长度方向的方向上进退的、由偏心机构构成的进退机构。

因此，在本实施方式中，能够根据需要来调整按压被轧制材料的前端面9a的按压力，也能够降低从轧制机出来的被轧制材料的弯转。被轧制材料的弯转是指因从轧制机的出口侧排出的被轧制材料被辊咬入的位置的微小的变动、轧制时的被轧制材料的温度的变动等理由而产生，并相对于正确的行进方向弯曲的状态。

这里，由倾斜面构成的周面11a的倾斜角度θ根据作为被轧制材料的不等边角钢8的尺寸而决定，并具有各个倾斜角度。因此，准备与要制作的角钢8的种类相应的成形辊11，并根据要制作的角钢，更换并使用成形辊11即可。

此外，在本实施方式中，该成形辊11在水平方向上可动，并根据需要来按压被轧制材料，由此也能够降低从轧制机排出的被轧制材料的弯转。

如以上那样，在本实施方式中，通过布置由成形辊11构成的成形装置7，能够省空间化、改善作业性的制约、并且通过将设置位置靠近轧制机附近而使前端面9a的成形性提高。

另外，使成形辊11能够向水平方向可动，根据需要调整按压被轧制材料的按压力，由此能够使前端面9a的成形性提高，并且能够使从轧制机出来的被轧制材料的弯转降低。

这里，优选将用于成形的倾斜面的角度设计为相对于长边9的长度方向正交的直角(90度)±2°以内的范围是基于以下的理由。

即，是因为在倾斜面的角相对于直角超过±2°的范围内，在因在被轧制材料产生的弯转而材料通过位置在左右方向上变动的情况下，有可能长边9的前端形状不成为直角，或者朝向长边9的上表面或下表面成为凸形状。

另外，为了降低上述的弯转，并且使长边9的前端形状成形为直角，优选适当地控制按压于长边9的前端面9a的按压力。例如，在作为本发明的主要应用对象的长边的厚度为8mm以上15mm以下的不等边角钢的情况下，优选将成形辊11以500kgf以上的力对长边9的前端面9a进行按压。但是，在按压力超过1000kgf的情况下，有可能长边9朝向上表面或下表面成为凸形状，因此按压力优选为1000kgf以下。

此外，在本发明中，最终机架的轧制辊5的辊轴与成形辊11的辊轴的距离优选为轧制辊5和成形辊11不接触的距离，并且在水平面内且在轧制线方向(图2的(a)的上下方向)上为1200mm以内。这是因为，若轧制辊5和成形辊11这样接近，则将作为被轧制材料的不等边角钢8的长边9的前端面9a与成形辊11的周面11a形成的角相对于直角控制在所希望的范围内的基础上，允许的、被轧制材料的弯转的可能性变大。

另外，如前述那样，本实施方式的成形装置7与专利文献1不同，不具有在端面的按压成形时引导不等边角钢8的导辊。因此，能够将成形装置7配置于轧制辊5的下游侧，能够将最终机架的轧制辊5与成形辊11之间的分离距离l例如设置为800mm以内。此外，关于分离距离l的下限值，只要在轧制辊5和成形辊11不干涉的范围内，则能够设定为任意的值。即，成形装置7能够在自身不与轧制辊5干涉的范围内接近该轧制辊5地配置。在将分离距离l例如缩短为800mm以内的情况下，能够在作为被轧制材料的不等边角钢8由轧制辊5强力地约束的状态下进行基于成形装置7的端部成形，因此更加优选。

并且，存在如下的优点，即，成形装置7与轧制辊5的分离距离l越短，则在不等边角钢8的前端部、尾端部，不能够利用成形装置7进行端部的成形的最前端部、最尾端部的切头的长度越短于以往。

这里，本申请主张优先权的、日本国专利申请2018-244617(2018年12月27日申请)的全部内容通过参照而构成本公开的一部分。这里，参照有限数量的实施方式进行了说明，但技术方案并不限定于这些，基于上述的公开的各实施方式的改变对本领域技术人员而言不言自明。

附图标记说明

1…加热工序；2…粗轧工序；3…中轧工序；4…精轧工序；4a…前端面成形工序；5、5a…轧制辊；6…侧导件；7…成形装置；8…不等边角钢；9…长边；9a…前端面；11…成形辊；11a…周面；12…辊轴；13a、13b…偏心轴(偏心机构)；18…旋转驱动装置；19…控制部；f…反作用力。