专利名称：T形型钢及其t形型钢的制造方法
技术领域：
本发明涉及T形型钢及其T形型钢的制造方法。
大型船只包括商船、军舰、特殊船、客船等各种船只，作为本发明对象的T形型钢可作为这些大型船只的结构件恰当地使用。这是由于大型船只为了使其外壁面具有行走性及稳定性良好的恰度的弯曲面，在将厚钢板弯曲的同时，通过将多张厚钢板焊接而形成其外壁结构。但在排水量超过数千吨的大型船只中，为了承载巨大的重量而不变形，厚钢板上需要加强部件。作为这种加强部件，将图7所示的T形断面的结构件51安装在钢板上(在本领域中，T形断面的结构件被称作装配式T纵梁)。
目前，装配式T纵梁51是通过焊接图8所示的扁钢52及53而制造的。图9所示的CT型钢54是公知的，它是通过将作为各种结构件在多方面使用的H型钢及I型钢的连结板在长度方向上两分而得到的，CT型钢是T形断面，故公知的CT型钢也可以作为装配式T纵梁使用。但是，市售(可由目前的轧制技术制造)的CT型钢的连结板高度H相对于法兰宽度B的比率最大为1.5左右。而一般情况下，装配式T纵梁要求2.0≤(连结板高度H/法兰宽度B)≤3.5。这是由于，在图9中，在将X轴及Y轴示于同图中的情况下，在(连结板高度H/法兰宽度B)≤1.5时，相对于X轴的断面二次力矩相对于重量而言不充分，如图12所示，即使将CT型钢54安装在大型船只的侧面及底面的内壁55上，也不能发挥足够的作为加强部件的功能。
只能得到连结板高度H相对于法兰宽度B的比率最大为1.5左右的CT型钢的理由如下。
图10所示的断面呈H形的H型钢56及图11所示的断面呈I形的I型钢57的连结板高度H相对于法兰宽度B的比率最大为3左右，H型钢及I型钢利用图13所示的被称作万能式轧机12的特殊结构的轧机制造。通常，铸片经该万能式轧机多次往复轧制，渐渐被加工成H形断面及I形断面，故最初向万能式轧机供给时约5～10m长的铸片58，最终自万能式轧机排出时达到30～60m长。总长度如此之长，在轧制过程中铸片58就会出现上翘或下弯。并且，当连结板高度H相对于法兰宽度B的比率变大时，在水平方向也会产生弯曲，从而出现轧制作业无法继续进行的现象。因此，在现有的H型钢(图10的56)及I型钢(图11的57)中，只能制造连结板高度H相对于法兰宽度B的比率最大为3的上述型钢。
其结果，通过在长度方向将H型钢及I型钢的连结板两分而得到的CT型钢(图9的54)只能得到连结板高度H相对于法兰宽度B的比率最大为1.5的CT型钢。该比率不能实现作为船的内壁的加强部件的功能，故使用了图8所示的焊接扁钢52和53得到的装配式T纵梁51(参照图7)。
但是，焊接作业非常烦琐，且焊接部位及其附近(热影响部)的疲劳强度低，故作为加强部件的装配式T纵梁最好没有焊接部分，期望开发没有焊接部分的装配式T纵梁。
本发明是鉴于现有技术存在的问题而开发的，其目的在于，提供一种没有焊接部分、具有强度优良的结构的、替代装配式T纵梁的恰当的T形型钢及该T形型钢的制造方法。
为了实现上述目的，本发明因通过轧制能得到连结板高度相对于法兰宽度的比率为2.0～3.5的T形型钢，故可提供完全没有焊接部分的、理想地替代装配式T纵梁的、强度极好的T形型钢。
也就是说，本发明的T形型钢的要旨是，利用由上轧辊和下轧辊构成的粗轧机粗轧加热到规定温度的铸片，然后，利用在同一平面内具有上下水平轧辊的轴心及左右垂直轧辊的轴心的万能式轧机轧制上述铸片，将轧制得到的I形状断面的I型钢的连结板自长度方向切断，由此得到T形断面的T形型钢，连结板高度相对于法兰宽度的比率为2.0～3.5。
另外，装配式T纵梁可组合各种厚度的扁钢，制作连结板厚度和法兰厚度不同的各种尺寸的装配式T纵梁，与此相对，T形型钢通过使用万能式轧机可改变连结板厚度和法兰厚度，分别制造各种尺寸的T形型钢。
为了制造本发明的T形型钢，在用万能式轧机进行轧制时，通过将可在水平方向移动的法兰导向件配置在I型钢法兰部的外端面附近进行轧制，可容易地制造轧制T形型钢。
附图的简要说明如下图1是表示型钢制品的制造工序之一例的流程图；图2是表示连结板导向件的简要结构的包括断面的侧面图；图3(a)是表示连结板导向件及法兰导向机构的简要结构的包括断面的侧面图，图3(b)是其平面图；图4是连结板高度对法兰宽度的比例大的I型钢的正面图；图5是配置在万能式精轧机的入口侧的成形轧辊的简要结构图；图6是本发明的T形型钢的正面图；图7是装配式T纵梁的立体图；图8是两张扁钢的立体图；图9是CT型钢的正面图；图10是H型钢的正面图；图11是I型钢的正面图；图12是表示将CT型钢安装在大型船只的侧面及底面的内壁上的状态的立体图；图13是表示用万能式轧机轧制的状态的立体图。
本发明的T形型钢是型钢制品的一种，为了便于理解本发明，参照
一例制造型钢制品(H型钢或I型钢)的方法。
如图1所示，用电炉1熔解规定配比的含铁主原料(废铁)和副材料(脱硫剂、脱氧剂等)，将得到的金属溶液(钢液)2取规定量在浇包精炼炉3中进行精炼，用连铸设备4(连续地铸造溶融金属，制造凝固铸片的设备)对该金属溶液2进行连铸，将作为其结果得到的梁坯5在加热炉6中加热到规定的温度，然后，将该梁坯5在由上下水平轧辊7、7构成的粗轧机8中多次往复轧制，减少其断面，得到粗轧件9。然后，将该粗轧件9在万能式中间轧机12(参照图13)及轧边机14中多次往复轧制，从而得到中间轧制件15，其中，万能式中间轧机12是在同一平面内具有上下水平轧辊10、10的轴心和左右垂直轧辊11、11的轴心的轧机，轧边机14是由上下水平轧辊13、13构成的。然后，将该中间轧制件15用万能式精轧机18进行轧制，得到H形断面的轧制件19，其中，万能式精轧机18是在同一平面内具有上下水平轧辊16、16的轴心和左右垂直轧辊17、17的轴心的轧机。再将该H形断面的轧制件19用剪断机20切断成规定长度，在冷却台21自然冷却至室温，然后，在辊式矫直机22进行形状矫正，可得到H型钢制品23。
大致而言，型钢制品是利用由电炉1、浇包精炼炉3及连铸设备4构成的制钢设备、以及由加热炉6、轧机8、12、14、18、剪断机20和辊式矫直机22构成的轧制设备制造的。在前工序的制钢设备中，由金属溶液制造具有适当的成分和规定尺寸的铸片，在后工序的轧制设备中，通过轧制该铸片，可得到规定形状的型钢制品。
但是，无论是H型钢还是I型钢其长度都比其H形断面或I形断面的尺寸长，故容易产生上翘或下弯。尤其是，粗轧机轧制后得到的粗轧件的长度甚至会达到10m以上，有时在由万能式轧机轧制中会出现上翘或下弯。因此，在万能式中间轧机12及万能式精轧机18中，在各轧辊的紧前或紧后配置了称作连结板导向件的设备。连结板导向件24如图2所示，具有安装在油压缸25的杆26上的平板状部件27a、27b，通过使杆26伸长，将平板状部件27a、27b配置在连结板28的附近(距离约10～20mm的位置)，即使连结板28在长度方向上翘，也会被上侧部件27a阻止而抑制其规定程度以上的上翘，而即使连结板28在长度方向下弯，也会由下侧部件27b阻止而抑制其规定程度以上的下弯。
但是，在万能式中间轧机12的轧制中，因连结板28在左右方向的局部偏热或左右的下压平衡的偏差，法兰29在水平面内，会向左或右弯曲。在极端的情况下，会出现轧制件自轧机飞出或由上下水平轧辊将法兰29压坏的情况。这种倾向连结板高度对法兰宽度的比率越大，即在(连结板高度H/法兰宽度B)≥4.0的范围，越显著。
这里，如图3(b)所示，通过在连结板导向件24的左右设置用于矫正轧制件的水平方向弯曲的法兰导向机构30，即使连结板高度对法兰宽度的比率变大，也可毫无问题地进行轧制。法兰导向机构如图3(a)所示，将平板状法兰导向件30a、30b配置在法兰29的极近处(距离约5～10mm处)，通过将各导向件30a、30b安装在油压缸31的杆32上，使杆32伸缩，可使法兰导向件30a、30b接近或远离法兰29。标号33是安装油压缸31的支承板。如上所述，在万能式中间轧机12中，由于粗轧件在该轧机前后往复多次轧制(例如9～15次(pass)左右)，故通过对应每次的轧制件向水平面内的左侧或右侧的弯曲，使杆32伸长或收缩，可由法兰导向件30a或30b抑制轧制件向左侧或右侧的动作，得到形状良好的型钢。
另外，法兰导向件30a或30b只是导向部件，虽然具有抑制轧制件弯曲的功能，但不具有矫正弯曲的功能，故最好配置在法兰29的附近或极近处，通常处于与法兰29触接的状态是不理想的。
如上所述，利用连结板导向件和法兰导向机构，可如图4所示，无上下弯曲及左右弯曲地、形状良好地轧制(连结板高度H/法兰宽度B)≥4.0、即H/B比率极大的I型钢34。
另外，通过对万能式精轧机的轧辊形状进行改进，可使法兰35的厚度成形为连结板侧37的厚度比前端侧36的厚度大的形状，在法兰35和连结板38的交界部39及法兰35的内侧角部40形成圆角部。但是，法兰35的外侧角部41不能形成圆角部。这里，只要在万能式精轧机18的入口侧配置如图5所示的成形轧辊42、43、44、45，即可在I型钢34的法兰35的外侧角部41(参照图4)形成圆角部。各成形轧辊42～45由安装在框体46上的卡状部件47可回转地支承。
如上所述，利用法兰的所有角部具有圆角部、法兰的内侧厚且前端薄的形状的I型钢可实现下述的效果。
(1)由于是利用轧制制造，故无焊接时的热影响引起的材质劣化，疲劳强度提高。
(2)由于法兰内侧比前端厚，故可增加扭转刚度。
(3)若角部为尖角，则难于粘附涂料，易于剥离，通过使法兰的所有角部具有圆角部，可提高涂料的粘附性，不容易产生涂膜开裂。
这样，通过将如上得到的I型钢在连结板长度方向两分，即可得到具有上述特性(1)～(3)的、如图6所示的本发明的轧制T形型钢制品48。
另外，即使采用这种方法，也难于制造(连结板高度H/法兰宽度B)＞7.0的型钢，故理想的是(连结板高度H/法兰宽度B)≤7.0。
本发明由于采用上述结构，故可实现下述效果。
(1)根据本发明的第一方面，可提供无焊接部分、结构强度好的T形型钢的制造方法。
(2)根据本发明的第二方面，可提供替代装配式T纵梁恰当使用的轧制T形型钢。
(3)根据本发明的第三方面，可提供涂料涂敷作业性好的轧制T形型钢。
(4)根据本发明的第四方面，可提供扭转刚度优良的轧制T形型钢。
权利要求
1.一种T形型钢的制造方法，利用由上轧辊和下轧辊构成的粗轧机粗轧加热到规定温度的铸片，然后，利用在同一平面内具有上下水平轧辊的轴心及左右垂直轧辊的轴心的万能式轧机轧制上述铸片，将轧制得到的I形状断面的I型钢的连结板自长度方向切断，从而制造T形断面的T形型钢，其特征在于，在用万能式轧机轧制时，将可水平方向移动的法兰导向件配置在I型钢的法兰部的外端面附近进行轧制。
2.一种T形型钢，利用由上轧辊和下轧辊构成的粗轧机粗轧加热到规定温度的铸片，然后，利用在同一平面内具有上下水平轧辊的轴心及左右垂直轧辊的轴心的万能式轧机轧制上述铸片，将轧制得到的I形状断面的I型钢的连结板自长度方向切断，从而得到T形断面的所述T形型钢，其特征在于，连结板高度相对于法兰宽度的比率为2.0～3.5。
3.如权利要求2所述的T形型钢，其特征在于，所述法兰的所有角部均设置圆角。
4.如权利要求2或3所述的T形型钢，其特征在于，所述法兰自内侧至前端厚度变薄。
全文摘要
一种T形型钢及其T形型钢的制造方法,该T形型钢无焊接部分,结构强度好,替代装配式T纵梁而恰当地使用。利用由上轧辊和下轧辊构成的粗轧机8粗轧由加热炉6加热到规定温度的梁坯5,然后,利用万能式中间轧机12、轧边机14及万能式精轧机18轧制梁坯5,将轧制得到的I形状断面的I型钢的连结板自长度方向切断,从而得到T形型钢。在得到的T形断面的T形型钢中,连结板高度相对于法兰宽度的比率为2.0～3.5。
文档编号B21B13/22GK1380148SQ0111769
公开日2002年11月20日 申请日期2001年5月16日 优先权日2001年4月6日
发明者清濑安弘, 竹田元治 申请人:大和工业株式会社