T型钢的制造方法和轧制设备组

摘要

一种T型钢的制造方法，包括：中轧工序，轧制粗成形为T形形状的T型钢坯的腹板和翼缘；及精轧工序，进行将通过所述中轧工序获得的T型钢坯形成为成品形状的精轧，所述中轧工序包括：通过第一粗万能轧制机进行的轧制工序，其中，上下的水平轧辊压下腹板的板厚方向上的上下面的整个面；压边工序，压下翼缘的端面；及通过第二粗万能轧制机进行的轧制工序，其中，使用轧辊面的宽度与目标腹板内侧尺寸相等并且腹板前端部侧的角部被加工成不轧制腹板面的形状的上下的水平轧辊，压下腹板的除了前端部附近以外的板厚方向的上下面，而左右的竖轧辊中的一方使其外周与水平轧辊接触而沿腹板的高度方向压下腹板的端面，另一方沿翼缘的板厚方向压下翼缘。

权利要求

1.一种T型钢的制造方法，包括：中轧工序，对粗成形为T形形状的T型钢坯的腹板和翼缘进行轧制；及精轧工序，进行将通过所述中轧工序获得的T型钢坯形成为成品形状的精轧，其特征在于，所述中轧工序包括：

通过第一粗万能轧制机（2）进行的轧制工序，在所述第一粗万能轧制机（2）中，使用使辊外周面的宽度（W1）比腹板的目标内侧尺寸（L）大的上下的水平轧辊（21a、21b），将该辊外周面作为压下面沿板厚方向压下腹板（11）的高度方向上的整个面；

压边工序，压下翼缘（12）的端面（12a）；及

通过第二粗万能轧制机（4）进行的轧制工序，在所述第二粗万能轧制机（4）中，使用轧辊外周面的宽度（W2）与目标腹板内侧尺寸（L）相同并且腹板前端部侧的角部（a）被加工成不轧制腹板面的形状的上下的水平轧辊（41a、41b），压下腹板（11）的除了前端部附近以外的板厚方向的上下面，而左右的竖轧辊（42a、42b）中的一侧的竖轧辊（42a）沿翼缘（12）的板厚方向压下翼缘（12），另一侧的竖轧辊（42b）使外周面与上下的水平轧辊（41a、41b）接触而沿腹板（11）的高度方向压下腹板（11）的端面（11a）。

2.如权利要求1所述的T型钢的制造方法，其特征在于，

在通过所述第二粗万能轧制机（4）进行的轧制工序中，使压下腹板端面（11a）的竖轧辊（42b）的外周面与上下的水平轧辊（41a、41b）接触而调整另一侧的竖轧辊（42a）与上下的水平轧辊（41a、41b）侧面之间的开度，由此制造腹板内侧尺寸恒定而翼缘厚度不同的多个尺寸的T型钢。

3.一种T型钢的轧制设备组，以粗成形为T形形状的T型钢坯作为被轧制件，轧制该被轧制件的腹板和翼缘，其特征在于，配置有：第一粗万能轧制机，具有轧辊外周面的宽度大于所述被轧制件的目标腹板内侧尺寸的上下的水平轧辊；

轧边机，压下所述被轧制件的翼缘的端面；及

第二粗万能轧制机，具有上下的水平轧辊和左右的竖轧辊，所述上下的水平轧辊中，轧辊外周面的宽度与所述被轧制件的目标腹板内侧尺寸相同，并且腹板前端侧的角部被加工成不轧制腹板面的形状，所述左右的竖轧辊中，一侧的竖轧辊沿翼缘的板厚方向压下该翼缘，另一侧的竖轧辊使该竖轧辊的外周面与上下的水平轧辊接触而沿腹板的高度方向压下腹板的端面。

说明书

T型钢的制造方法和轧制设备组

技术领域

[0001] 本发明涉及通过热轧的T型钢（T-bar）的制造方法和轧制设备组。

背景技术

[0002] 图12中示出了T型钢的截面形状。T型钢10是由腹板（web）11和翼缘（flange）12形成的截面为T字形状的型钢，在造船、桥梁等领域广泛地使用。T型钢按照其用途、使用条件、使用位置等而制造为各种尺寸的成品。

[0003] 通常使用的T型钢的尺寸为腹板高度：200～1000mm左右、腹板厚度：8～25mm左右、腹板内侧尺寸（inner height of web）：190～980mm左右、翼缘宽度：80～300mm左右、翼缘厚度：12～40mm左右。而且，用于造船的T型钢，腹板高度大多为翼缘宽度的2倍以上。

[0004] 另外，即使腹板高度和翼缘宽度大致相等，也按照需要的强度选择腹板厚度和翼缘厚度不同的多个尺寸的T型钢，应用于结构体。如图13所示，有时使用腹板的内侧尺寸Ai和腹板的外侧尺寸（outer height of web）Ao（与图12中的腹板高度相同）作为腹板高度的基准，把即使尺寸变化腹板内侧尺寸Ai也相等的情况称为腹板内侧恒定，将腹板外侧尺寸Ao相等的情况称为腹板外侧恒定。在腹板内侧恒定时，如图13（a）所示，若翼缘厚度tf变化为tf1、tf2、tf3，则由于Ai恒定，Ao变化为Ao1、Ao2、Ao3。另外，在腹板外侧恒定时，如图13（b）所示，若翼缘厚度tf变化为tf1、tf2、tf3，则由于Ao恒定，Ai变化为Ai1、Ai2、Ai3。当在长度方向上连接尺寸不同的T型钢时，在腹板内侧恒定的情况下，翼缘的内表面（腹板侧的面）处于相等的高度，在翼缘的外表面产生台阶。相反，在腹板外侧恒定的情况下，当在长度方向上进行连接时，翼缘的外表面处于相等的高度，在内表面产生台阶。使用哪种类型的T型钢，按照用途和使用部位从施工性的角度来进行选择。

[0005] T型钢一般是将腹板11和翼缘12焊接而制造成的，但是也提出了通过轧制而一体成形出T型钢的技术。例如，为了高效制造腹板厚度、翼缘厚度、腹板高度和翼缘宽度为各种尺寸的T型钢，提出了在中轧工序和精轧工序中各配置了一台万能轧制机（universal mill）的热轧设备（例如专利文献1）。

[0006] 图14示出了其一例，具有：粗造型轧制机1，其往复轧制从加热炉（未图示）搬出的坯料钢坯，将截面粗成形为大致T形；粗万能轧制机2，其用于将通过该粗造型轧制机1粗成形为大致T形形状的T型钢坯（未图示）成形为大致成品尺寸的T型钢；轧边机（edger mill）3，设置在粗万能轧制机2的下游附近（图14（a））；和精万能轧制机5。通过粗万能轧制机2和轧边机3进行的轧制工序是中轧工序，通过精万能轧制机5进行的轧制工序是精轧工序。

[0007] 在图14（b）中示意地示出了粗万能轧制机2的结构，在图14（c）中示意地示出了轧边机3的结构，在图14（d）中示意地示出了精万能轧制机5的结构。粗万能轧制机2具有水平轧辊（horizontal roll）21a、21b和竖轧辊（vertical roll）22a、22b，另外，精万能轧制机5具有水平轧辊51a、51b和竖轧辊52a、52b，通过调整各自的轧辊开度（roll gap），即使不更换轧辊，也能够将钢坯轧制成各种翼缘厚度、腹板厚度的成品。轧边机3具有轧边辊31a、31b，它们由大径部33和小径部32构成，利用小径部32压下翼缘12的端面，从而能够对翼缘宽度进行调整。

[0008] 在专利文献2中公开了使用3轴粗轧制机和3轴轧边机高效制造T型钢的方法。在该技术中，在粗轧制后，通过图15所示的3轴轧边机同时压下腹板11的端面11a和翼缘
12的端面12a，还对腹板11的高度进行调整。

[0009] 而且，在专利文献3中公开了具有如下特征的热轧T型钢的制造方法，即，在通过串联排列的至少2台万能轧制机对T型钢的粗型钢坯进行往复轧制时，如图16（a）和图16（b）所示，通过一个万能轧制机UR向厚度方向压下该粗型钢坯的腹板和翼缘，通过另一个万能轧制机UF向宽度方向压下所述粗型钢坯的翼缘，或者，同时向宽度方向压下翼缘并向高度方向压下腹板，其中，T型钢的粗型钢坯是对钢坯进行粗轧制而造型成的。

[0010] 另外，在专利文献3中公开了如下的技术，即，在对T型钢的粗型钢坯进行中轧而对T型钢进行了造型之后，通过进行精轧，来制造T型钢，其中，T型钢的粗型钢坯是通过粗轧制机BD对钢坯进行粗轧制而造型成的，所述中轧为通过至少一台粗万能轧制机UR和与其相邻配置的至少一台二重式轧制机E对该粗型钢坯进行往复轧制，通过粗万能轧制机压下该粗型钢坯的腹板厚度和翼缘厚度并对该粗型钢坯的腹板高度进行调整，并且通过二重式轧制机压下粗型钢坯的翼缘宽度并压下腹板的端部厚度，所述精轧是通过精万能轧制机UF对所述翼缘厚度、所述腹板厚度或者所述腹板高度中的至少一个尺寸进行调整（图17）。

[0011] 专利文献1：JP特公昭43-19671号公报；

[0012] 专利文献2：JP特开昭57-4301号公报；

[0013] 专利文献3：JP特开2007-331027号公报。

发明内容

[0014] 利用图14所示的轧制设备进行轧制的情况下，在中轧工序的粗万能轧制机2中，利用水平轧辊21a、21b沿T型钢坯H的腹板11的板厚方向压下腹板11，并且，在竖轧辊22a与水平轧辊21a、21b之间沿T型钢坯（被轧制件）H的翼缘12的板厚方向压下翼缘12。不压下翼缘12一侧的竖轧辊22b与水平轧辊21a、21b的侧面相接而配置，在压下翼缘12时，通过从竖轧辊22a作用于水平轧辊21a、21b的轴向的力以水平轧辊21a、21b不移动的方式按压水平轧辊21a、21b的侧面。另外，利用设置在粗万能轧制机2的下游附近的轧边机3，压下T型钢坯H的翼缘12的宽度方向的端面，来调整翼缘12的宽度。在精轧工序中，通过精万能轧制机5，将翼缘12在水平轧辊51a、51b与竖轧辊52a、52b之间整形为垂直，腹板在其高度方向上未被压下，从而结束T型钢的热轧。

[0015] 即，在使用了图14所示的轧制设备的情况下，在中轧工序中，使用粗万能轧制机2调整腹板厚度和翼缘厚度，而且，通过轧边机3压下翼缘端面来调整翼缘宽度，但是，未使用轧辊沿腹板的高度方向压下腹板。因此，产生腹板的高度不一定形成目标尺寸的情况，另外，腹板前端部（图12中的腹板11的端面11a）在截面形状（垂直于成品的长度方向的截面形状，下面相同）上形成圆弧状，作为成品形状是不希望的。虽然还有在热轧后通过气体切割、纵切剪机等将腹板的前端部切断而形成成品的对策，但是在这种情况下在热轧后追加切断工序，因而使得T型钢的制造成本增加，制造所需期间变得长期化（产生交货期延迟等）。

[0016] 在专利文献1中记载了如下的技术，即，在精万能轧制机的水平轧辊上设置切断部，在精轧工序中切断腹板的端部来进行整形（专利文献1的图21和图22），但是因为会在切断部上产生飞边（bur）、圆角（shear droop），所以不能获得截面形状好的成品。

[0017] 利用专利文献2中公开的通过3轴轧边机同时压下腹板11的端面11a和翼缘12的端面12a的方法，也能够对腹板高度进行调整。但是，在轧边时仅腹板11的端面被限制。因此，在腹板高度大的情况、制造腹板厚度小的尺寸的T型钢时，若要强力地压下腹板端面，则腹板11产生压曲，而不能高精度地调整腹板高度。尤其对于作为腹板高度为翼缘宽度的2倍以上的尺寸的造船用T型钢，存在易于产生压曲而使腹板高度的精度变差的问题。

[0018] 相对于此，专利文献3记载的轧制方法，利用图16（b）所示的第二万能轧制机的竖轧辊沿高度方向压下腹板，因而能够使腹板前端成形并调整腹板高度尺寸。但是，虽然利用该万能轧制机起到同时压下翼缘宽度和腹板前端的作用，但是腹板和翼缘的厚度压下率不得不小到百分之几程度。这是因为，由于使用具有小径部和大径部的台阶状的水平轧辊压下翼缘宽度，因而需要在翼缘侧使用具有小径部的竖轧辊，不能利用该竖轧辊压下翼缘两端，而在翼缘厚度上产生台阶。另外，通过压下翼缘宽度，翼缘前端的厚度增加，因而翼缘厚度上的台阶更大，在翼缘外表面产生折入缺陷（flaw）等表面缺陷的可能性高。而且，虽然根据以上的第二万能轧制机结构上的问题而设有2台万能轧制机，但实质上仅通过一台万能轧制机压下厚度，存在孔型数变多的问题。

[0019] 另外，在图16的万能轧制机UF中，一侧的竖轧辊压下翼缘而产生的轧制反力作用于水平轧辊的轴向，但是因为腹板前端侧的竖轧辊不与水平轧辊的侧面接触，所以不能通过竖轧辊支撑水平轧辊的轴向载荷。即，在要有效压下翼缘厚度的情况下，因为难以支撑作用于水平轧辊上的几千kN的轴向载荷，所以不能加大翼缘压下率。

[0020] 而且，由于认为优选中轧中的翼缘的倾斜角（使腹板水平的情况下的翼缘部相对于垂直方向的倾斜角。相当于图11的α-90°）为5度以下，因而在要利用第二万能轧制机有效压下翼缘厚度时，翼缘内表面与水平轧辊侧面的接触长度变长，还存在因轧辊与轧制件的滑动而易于在翼缘内表面上产生缺陷的问题。

[0021] 另一方面，图17所示的专利文献3中记载的使用粗万能轧制机和二重式轧制机的另一个方法中，粗万能轧制机为一台因而孔型数多，另外希望使翼缘的角度为0度以上5度以下，因此存在易于在翼缘内面上产生缺陷的问题。

[0022] 本发明是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于提供如下的制造方法和轧制设备组，所述制造方法用于使腹板前端部的形状良好且高精度地获得期望的腹板高度，并以少的孔型数高效地制造T型钢。

[0023] 本发明的课题能够通过下面的手段实现。

[0024] （1）一种T型钢的制造方法，包括：中轧工序，对粗成形为T形形状的T型钢坯的腹板和翼缘进行轧制；及精轧工序，进行将通过所述中轧工序获得的T型钢坯形成为成品形状的精轧，其特征在于，所述中轧工序包括：通过第一粗万能轧制机进行的轧制工序，其中，上下的水平轧辊压下腹板的板厚方向上的上下面的整个面；压边工序，压下翼缘的端面；及通过第二粗万能轧制机进行的轧制工序，其中，使用轧辊外周面的宽度与目标腹板内侧尺寸相等并且腹板前端部侧的角部被加工成不轧制腹板面的形状的上下的水平轧辊，压下腹板的除了前端部附近以外的板厚方向的上下面，而左右的竖轧辊中的一侧的竖轧辊沿翼缘的板厚方向压下翼缘，另一侧的竖轧辊使外周面接触上下的水平轧辊而沿腹板的高度方向压下腹板的端面。

[0025] （2）如上述（1）所述的T型钢的制造方法，其特征在于，在通过所述第二粗万能轧制机进行的轧制工序中，使压下腹板端面的竖轧辊的外周面与上下的水平轧辊接触而调整另一侧的竖轧辊与上下的水平轧辊侧面之间的开度，由此制造腹板内侧尺寸恒定而翼缘厚度不同的多个尺寸的T型钢。

[0026] （3）一种T型钢的轧制设备组，以粗成形为T形形状的T型钢坯作为被轧制件，轧制该被轧制件的腹板和翼缘，其特征在于，配置有如下轧制机而构成：第一粗万能轧制机，具有轧辊外周面的宽度大于所述被轧制件的目标腹板内侧尺寸的上下的水平轧辊；轧边机，压下所述被轧制件的翼缘的端面；及第二粗万能轧制机，具有上下的水平轧辊和左右的竖轧辊，所述上下的水平轧辊中，轧辊外周面的宽度与所述被轧制件的目标腹板内侧尺寸相等，并且腹板前端侧的角部被加工成不轧制腹板面的形状，所述左右的竖轧辊中，一侧的竖轧辊沿翼缘的板厚方向压下该翼缘，另一侧的竖轧辊使该竖轧辊的外周面与上下的水平轧辊接触而沿腹板的高度方向压下腹板的端面。

[0027] 发明效果

[0028] 根据本发明的T型钢的制造方法和轧制设备组，通过下面的效果，能够获得通过热轧就可使腹板前端部的形状良好且可高精度地获得期望的腹板高度的T型钢的有效的制造方法和轧制设备组，在工业上极有用。

[0029] 1.因为利用第一和第二粗万能轧制机这两方实施中轧工序的腹板厚度和翼缘厚度的压下，所以与使用一台粗万能轧制机轧制厚度的情况相比，能够增大每1个孔型的腹板厚度和翼缘厚度的压下量，从而减少孔型，提高轧制效率。另外，通过将第一粗万能轧制机、轧边机、第二粗万能轧制机中的至少任一种轧制机配置多台，能够进一步提高轧制效率。

[0030] 2.通过第二粗万能轧制机，使竖轧辊的外周与水平轧辊的不压下翼缘厚度的一侧（腹板前端侧）接触，支撑因压下翼缘厚度产生的作用于水平轧辊的轴向的轧制反力，而且沿高度方向压下腹板的端面，从而能够防止水平轧辊的轴向移动，并能够轧制尺寸精度良好的T型钢。

[0031] 3.因为第二粗万能轧制机所使用的水平轧辊的腹板前端侧的角部被加工成不轧制腹板面的形状，所以即使压下腹板前端也不会形成耳状突起，可获得良好的腹板前端形状。

附图说明

[0032] 图1是表示实施本发明使用的T型钢的轧制设备的配置的一个例子的图。

[0033] 图2是说明实施本发明使用的第一粗万能轧制机的结构的图，图2（a）是其一例，图2（b）是说明其他例子的示意图。

[0034] 图3是说明实施本发明使用的轧边机的结构的一个例子的示意图。

[0035] 图4是说明实施本发明使用的第二粗万能轧制机的结构的一个例子的示意图。

[0036] 图5是说明实施本发明使用的第二粗万能轧制机的结构的另外一个例子的示意图。

[0037] 图6是说明实施本发明使用的第二粗万能轧制机的结构的又一个例子的示意图。

[0038] 图7是说明实施本发明使用的第二粗万能轧制机的结构的又一个例子的示意图。

[0039] 图8是说明实施本发明使用的第二粗万能轧制机的结构的又一个例子的示意图。

[0040] 图9是说明实施本发明使用的第二粗万能轧制机的结构的又一个例子的示意图。

[0041] 图10是说明实施本发明使用的精万能轧制机的结构的一个例子的示意图。

[0042] 图11是说明在轧制件腹板前端产生的突起形状的示意图。

[0043] 图12是表示T型钢的截面形状的剖视图。

[0044] 图13是表示内侧恒定和外侧恒定的T型钢的尺寸形状的图，图13（a）是表示内侧恒定的T型钢的图，图13（b）是表示外侧恒定的T型钢的图。

[0045] 图14是表示以往的T型钢的轧制设备的图，图14（a）是轧制机的配置图，图14（b）是说明粗万能轧制机的结构的图，图14（c）是说明轧边机的结构的图，图14（d）是说明精万能轧制机的结构的图。

[0046] 图15是表示以往的T型钢的轧边机的结构的图。

[0047] 图16是表示以往的T型钢的轧制方法中的万能轧制机的结构的图，图16（a）是表示第一万能轧制机的结构的图，图16（b）是表示第二万能轧制机的结构的图。

[0048] 图17是表示使用粗万能轧制机、轧边机、精万能轧制机的以往的T型钢的轧制方法的图。

具体实施方式

[0049] 下面，使用附图详细说明本发明的制造方法和轧制设备组的实施方式。

[0050] 图1示出了本发明的轧制设备组的一个例子，在图中，1表示粗造型轧制机，2表示第一粗万能轧制机，3表示轧边机，4表示第二粗万能轧制机，5表示精轧机。从加热炉（未图示）搬出的坯料钢坯（未图示）通过粗造型轧制机1轧制为截面形状大致为T形的T型钢坯。作为粗造型轧制机1能够利用公知的设备，例如为安装了具有孔型的轧辊的二重式轧制机。利用轧制设备组轧制所获得的T型钢坯，压下腹板和翼缘（中轧工序），其中，轧制设备组是第一粗万能轧制机2、轧边机3和第二粗万能轧制机4接近配置而成的。

[0051] 图2（a）示出了说明第一粗万能轧制机2的结构的示意图。第一粗万能轧制机2具有在水平轴上旋转的水平轧辊21a、21b和在垂直轴上旋转的竖轧辊22a、22b。水平轧辊21a和21b相向配置，竖轧辊22a和22b相向配置。在本发明中，使水平轧辊21a、21b的轧辊外周面的宽度（压下面的宽度）W1大于腹板11的目标内侧尺寸L（从翼缘内表面到腹板前端部的距离）。优选，形成为腹板11的目标内侧尺寸L的105～150%左右。

[0052] 在第一粗万能轧制机2中，通过水平轧辊21a、21b沿作为T型钢坯的被轧制件H的腹板11的板厚方向压下腹板11的高度方向上的整个面，利用竖轧辊22a和水平轧辊21a、21b的侧面沿翼缘12的板厚方向压下翼缘12。通过调整水平轧辊21a、21b的开度来对腹板11进行板厚调整，通过调整竖轧辊22a与水平轧辊21a、21b的侧面之间的开度来对翼缘
12进行板厚调整。在压下翼缘12时，因为通过竖轧辊22a从水平轧辊21a、21b的一侧的侧面沿轴向作用以力，所以优选使竖轧辊22b按压在水平轧辊21a、21b的另一侧的侧面上，以使得水平轧辊21a、21b不会沿轴向移动。另外，竖轧辊22b和被竖轧辊22b按压的水平轧辊的侧面也可以如图2（b）所示，形成为不倾斜的垂直形状。

[0053] 图3示出了说明轧边机3的结构的示意图。轧边机3具有轧边辊31a、31b，轧边辊31a、31b在水平轴向上具有大径轧辊部33和小径轧辊部32，大径轧辊部33引导被轧制件H的腹板11，小径轧辊部32的轧辊表面（压下面）32a沿翼缘12的宽度方向压下翼缘12的端面12a。优选大径轧辊部33的轧辊直径和小径轧辊部32的轧辊直径调整为在通过小径轧辊部32轧制翼缘12的端面12a的过程中，大径轧辊部33的轧辊表面与腹板11的板厚方向的上下面之间具有少许的间隙。通过设置少许的间隙，消除大径轧辊部33与腹板接触时产生的多余的轧制反力，并且大径轧辊部33作为引导件进行工作，能够产生使上下的腹板面到上下的翼缘前端为止的长度一致的效果，从而能够提高尺寸精度。优选间隙为2mm以下。

[0054] 图4示出了说明第二粗万能轧制机4的结构的示意图。此外，图5～图9也是说明粗万能轧制机4的结构的示意图，如下所述，是图4的变形。第二粗万能轧制机4具有在水平轴上旋转的水平轧辊41a、41b和在垂直轴上旋转的竖轧辊42a、42b。水平轧辊41a和41b相向配置，竖轧辊42a和42b相向配置。在第二粗万能轧制机4中，调整水平轧辊41a、
41b的轧辊开度而调整腹板11的板厚，并通过调整竖轧辊42a与水平轧辊41a、41b的一侧的侧面之间的开度来调整翼缘12的板厚。此时，为了不使水平轧辊41a、41b沿轴向移动，使竖轧辊42b的周面c与水平轧辊41a、41b的另一侧的侧面b接触而配置。

[0055] 水平轧辊41a、41b的轧辊外周面的宽度（压下面的宽度）W2形成为与腹板11的中轧工序的目标内侧尺寸L（从翼缘内表面到腹板前端部的端面11a为止的距离）大致相等的值（即W2

[0056] 而且，在本发明中，对水平轧辊41a、41b的腹板前端侧的角部a进行曲面加工、倒角，或者设置台阶等。通常对组装在H型钢等具有翼缘的型钢的粗万能轧制机上的上下水平轧辊的角部进行圆弧状加工，来配合所轧制的型钢的成品形状。但是，对T型钢的轧制，希望腹板前端成形为直角，因而从配合与以往同样的成品尺寸的观点出发，认为腹板前端侧的角部不需要进行圆弧状加工。但是，当腹板前端被竖轧辊42b压下时，产生压下部分的体积在截面内使腹板厚度增加的变形。并且，在角部没有空间的情况下，被压下的腹板前端的变形流进竖轧辊42b的周面c与水平轧辊41a、41b的另一侧的侧面b之间的小的间隙，如图11所示，在腹板的前端形成耳状突起15，利用精万能轧制机进行的轧制会产生夹入缺陷等缺陷。

[0057] 为了避免该缺陷，在本发明中，水平轧辊角部加工成不轧制腹板面的形状而进行轧制。由此，因为在腹板11前端附近的水平轧辊41a、41b的周向压下面与竖轧辊42b的周面之间形成有大的空间，所以防止了在腹板的端面11a被压下时在小的间隙形成局部变形（突起15）。

[0058] 作为具体的例子，水平轧辊41a、41b的角部a的形状形成为通过圆弧状加工（图4、图7）、倒角加工（图5、图8）或台阶加工（图6、图9）等形成的形状，来确保不对因腹板前端的厚度增加产生的腹板的板厚方向的腹板面的变形部进行轧制的空间。圆弧也可以是椭圆弧，另外，圆弧和椭圆弧的中心角不限于90度，能够适当选择。另外，倒角的角度不限于45度，能够适当选择。在设置倒角和台阶时，优选将角部弄圆。

[0059] 通常，在圆弧状加工的情况下，实施圆弧半径为20mm以上的加工，在倒角加工的情况下，实施C20以上的加工，从而能够防止产生耳状突起。另外，优选在进行台阶加工时，使台阶部分的宽度形成为20mm以上。另一方面，优选加工尺寸的上限为使腹板11的中轧工序中的目标内侧尺寸L的70%以上的腹板面被轧制。即，优选为相对于水平轧辊41a、41b的轧辊外周面的宽度W2为30%以内。由此，在利用竖轧辊42b沿腹板的高度方向轧制腹板11的端面时，利用水平轧辊41a、41b沿腹板的板厚方向轧制腹板11的大部分（即，除了前端部附近以外），因而即使利用竖轧辊42b压下腹板前端部的端面11a，腹板11也不会发生压曲。

[0060] 此外，在将水平轧辊角部形成为不轧制腹板面的形状的情况下，水平轧辊的腹板端部侧形成大于腹板厚度的开口。优选该开口的开口宽度d为（腹板厚度+10mm）～（腹板厚度+200mm）左右。更优选上限为（腹板厚度+100mm）左右。即使是除了上述形状以外的形状，也优选非轧制部的宽度：20mm～L的30%，且d在上述范围内。

[0061] 水平轧辊41a（41b）的靠近腹板前端的侧面b，既可以如图4、5、6所示是垂直的，也可以如图7、8、9所示，与翼缘侧的侧面同样地倾斜，优选与铅垂方向成角度θ：5<θ≤10°。在设置倾斜的情况下，与该倾斜角度一致而在竖轧辊42b的外周也设置相同角度的倾斜，形成以轧辊面的宽度方向中心为顶点且具有倾斜的斜边的上下对称的山形形状。其中，在压下腹板前端的轧辊面的宽度方向中心设置有宽度大于被轧制件H的腹板厚度的平端部。

[0062] 在通过上述的第一粗万能轧制机2、轧边机3和第二粗万能轧制机4进行的中轧工序中，进行往复轧制直到获得能够进行精轧的形状为止。优选利用第一和第二粗万能轧制机，进行腹板厚度和翼缘厚度的压下率为10～30%的轧制。其中，也可以在结束中轧的最后的轧制机等的特定的孔型进行压下率为10%以下的轧制，或者不进行压下而使轧制件通过等。

[0063] 此外，在利用第二粗万能轧制机4沿板厚方向轧制腹板11时，有时在被水平轧辊41a、41b压下的部分和未被压下的部分（腹板前端部11a附近）产生板厚差。在往复轧制过程中，利用第一粗万能轧制机2压下腹板前端的厚度而消除了板厚差，因此即使通过第二粗万能轧制机产生板厚差也没有问题。虽然担心在往复轧制过程中会在板厚差的边界部产生夹入缺陷等有害的表面缺陷，但是根据本发明人的研究，在腹板厚度的压下率为30%以下的范围内不产生表面缺陷。其中，在第二粗万能轧制机成为结束中轧的最后的轧制机的情况下，下一工序的精万能轧制机5上的腹板压下率小，所以也考虑根据在第二粗万能轧制机上产生的台阶而改变工序。即，在该板厚差大到通过精万能轧制机5进行的精轧不能消除的程度的情况下，反向输送被轧制件H，再次利用第一粗万能轧制机2进行轧制，压下腹板的高度方向的整个面而消除即可。另一方面，在该板厚差的大小为通过精轧机5进行的精轧能够消除的程度的情况下，结束中轧工序，开始精轧工序即可。也可以在中轧工序的最后的孔型使第二粗万能轧制机4的轧辊开度大于被轧制件H的尺寸，不轧制而使被轧制件H通过，在这种情况下，在腹板前端附近不产生板厚差。

[0064] 另外，在中轧工序中，优选在从轧制方向观察被轧制件的剖面视图中，翼缘与腹板之间的交叉角α形成为95<α≤110°，更优选形成为95<α≤100°。通过形成该交叉角，水平轧辊与被轧制的翼缘内面在轧制后快速地分离，防止在翼缘内表面上产生缺陷。另外，能够减小轧辊磨损时的轧辊改削量，从而延长轧辊寿命。在将翼缘与腹板的交叉角α形成为95<α≤100°的情况下，在粗万能轧制机2、4上，使水平轧辊21、41的压下翼缘侧的侧面以与铅垂方向成角度θ：5<θ≤10°的方式倾斜。

[0065] 本发明不限于图1所示的配置，如果是具有第一粗万能轧制机2、轧边机3和第二粗万能轧制机4各一台以上的设备，则对其他任何方式的配置都能够适用。例如，可以将第一粗万能轧制机、轧边机、第二粗万能轧制机中的至少任一个连续配置两台以上。另外，也可以改变第一粗万能轧制机、轧边机、第二粗万能轧制机的配置顺序，例如在中轧工序的最开始配置轧边机、第二粗万能轧制机。而且，各轧制机通常能够进行反转轧制、直接通过（不进行轧制而通过轧制机），因此也可以使轧制的顺序与轧制机的顺序不一致。

[0066] 在中轧工序获得的T型钢通过精轧工序轧制为成品尺寸。图10中示出了说明精万能轧制机的结构的示意图。精万能轧制机5具有在水平轴上旋转的水平轧辊51a、51b和在垂直轴上旋转的竖轧辊52a、52b，水平轧辊51a、51b的侧面与轧辊外周面正交。

[0067] 在精轧工序中，将在前一工序的中轧工序中使翼缘与腹板的交叉角α形成为大于90°的角度的轧制件成形为翼缘与腹板的交叉角为90°。当利用外周平坦的竖轧辊52a轧制被轧制件H的翼缘时，将翼缘整形为与腹板垂直。翼缘的厚度压下率为百分之几，即使大也优选5%以下的轻压下。此时，通过使竖轧辊52b按压于水平轧辊51a、51b的不与翼缘相向一侧的侧面，能够不使水平轧辊51a、51b沿轴向移动。

[0068] 在精万能轧制机中，腹板几乎未被压下，或者，按照调整形状、尺寸的程度以百分之几的厚度压下率被轻压下。尤其，通过第二粗万能轧制机4进行的轧制，在被水平轧辊41a、41b压下的部分与未被压下的部分（腹板前端部11a附近）产生板厚差的情况下，轻压下腹板以消除该板厚差。为了达到该目的，使水平轧辊51a、51b的压下面的宽度大于腹板内侧尺寸（因而大于W2）。优选，形成为腹板11的内侧尺寸的105～150%左右。

[0069] 如果使用以上的本发明的制造方法和轧制设备组，则能够制造内侧尺寸相同而翼缘厚度不同的多个尺寸的T型钢。内侧尺寸恒定的T型钢，如图13（a）所示，即使翼缘厚度tf变化，腹板内侧尺寸Ai也恒定。在本发明中，通过调整第二粗万能轧制机的竖轧辊42a与水平轧辊41a、41b的一侧的侧面之间的开度，能够调整翼缘的板厚tf。此时，为了不使水平轧辊41a、41b沿轴向移动，配置成使竖轧辊42b的周面c与水平轧辊41a、41b的另一侧的侧面b接触。在此，因为水平轧辊41a、41b的轧辊外周面的宽度与腹板内侧尺寸相等，所以能够与翼缘厚度无关地将腹板内侧尺寸Ai轧制为恒定的尺寸，能够容易地制造内侧尺寸恒定的T型钢。

[0070] [实施例]

[0071] [第一实施例]

[0072] 使用图1所示的轧制设备，由具有厚度250mm、宽度310mm的长方形截面的钢锭，轧制以腹板高度300mm、翼缘宽度100mm、腹板厚度9mm、翼缘厚度16mm为目标尺寸的T型钢。

[0073] 第一粗万能轧制机2使用图2（a）所示的结构的轧制机。水平轧辊的压下面的宽度W1形成为320mm而大于腹板的目标内侧尺寸L（为283mm），水平轧辊的侧面与铅垂方向所成的角度θ为7°。左右的竖轧辊配置成相向，截面形状形成为以轧辊面的宽度方向中心为顶点且具有从铅垂方向倾斜了角度7°的斜边的上下对称的山形形状。另外，左右的竖轧辊中的对水平轧辊的侧面进行按压的竖轧辊调整按压力，使得不会因对翼缘的轧制而使水平轧辊沿水平轴向移动。

[0074] 轧边机3使用图3所示的结构的轧边机。轧边辊的大径部和小径部的台阶为44mm，确保大径部的轧辊宽度为500mm以上，小径部的轧辊宽度为200mm以上。另外，台阶部分的倾斜角为与铅垂方向成角度7°。

[0075] 第二粗万能轧制机4使用图4所示的结构的轧制机。未对水平轧辊的轧辊轴进行特别的加固，使用通常的结构。水平轧辊的压下面的宽度W2为283mm，与中轧工序中的腹板目标内侧尺寸相等，水平轧辊的轧制翼缘一侧的侧面从铅垂方向倾斜了角度7°。另外，水平轧辊角部a的曲面加工的大小形成为半径30mm的圆弧状（水平轧辊的腹板端部侧开口宽度d为被轧制件的腹板厚度+约60mm）。另外，左右的竖轧辊中的对翼缘进行轧制的一侧的竖轧辊，其截面形状形成为以轧辊面的宽度方向中心为顶点且具有从铅垂方向倾斜角度7°的斜边的上下对称的山形形状，沿高度方向压下腹板前端部的另一侧的竖轧辊形成为轧辊面平坦的圆筒型。

[0076] 精万能轧制机5使用图10所示的结构的轧制机。水平轧辊的宽度为320mm。

[0077] 最开始，利用粗造型轧制机1（使用组装了孔型轧辊的二重式轧制机）轧制所述钢锭，形成大致T形截面形状的T型钢坯。所获得的T型钢坯的腹板厚度为40mm，翼缘厚度为75mm，腹板高度为365mm，翼缘宽度为130mm。接着，利用将上述的第一粗万能轧制机2、轧边机3及第二粗万能轧制机4按顺序接近配置成的轧制机组，进行5个孔型的往复轧制，压下腹板和翼缘。在表1中示出了中轧工序的孔型安排。

[0078] [表1]

[0079] 表1

[0080]

[0081] (mm)

[0082] 注1：U1：第一粗万能轧制机

[0083] 注2：E：轧边机

[0084] 注3：U2：第二粗万能轧制机

[0085] 在第二粗万能轧制机4中，使用竖轧辊沿腹板高度方向压下腹板前端部，对腹板高度进行调整。此时，压下腹板前端的竖轧辊形成与水平轧辊侧面接触的状态，一边支撑水平轧辊的轴向载荷一边进行轧制。最后，利用具有水平轧辊和竖轧辊的精万能轧制机5，一边对翼缘施加轻压下一边进行轧制而将翼缘的倾斜整形为铅垂。轻压下腹板部。热轧后测定所得到的T型钢的腹板高度、翼缘宽度、腹板厚度、翼缘厚度，是与目标一致的尺寸，确认了根据本发明能够通过热轧而制造满足目标尺寸的T型钢。尤其是，通过以往的轧制难以调整的腹板高度能够在目标值±1mm的范围内进行热轧，端面形状也良好。

[0086] 进一步，使用相同的轧制设备，制造内侧尺寸与翼缘厚度为16mm时相同而翼缘厚度为19mm的内侧恒定T型钢。使用粗造型轧制机1对截面尺寸与翼缘厚度为16mm时相同的坯料钢坯进行轧制后的T型钢坯的尺寸为腹板厚度33mm、翼缘厚度75mm、腹板高度365mm、翼缘宽度123mm。接着，利用将第一粗万能轧制机2、轧边机3和第二粗万能轧制机4按照该顺序接近配置而成的轧制机组，进行5个孔型的往复轧制，压下腹板和翼缘。表2中示出了中轧工序的孔型安排。

[0087] [表2]

[0088] 表2

[0089]

[0090] (mm)

[0091] 注1：U1：第一粗万能轧制机

[0092] 注2：E：轧边机

[0093] 注3：U2：第二粗万能轧制机

[0094] 在第二粗万能轧制机4中，使用竖轧辊沿腹板高度方向压下腹板前端部，对腹板高度进行调整。此时，压下腹板前端的竖轧辊与翼缘厚度为16mm时相同，形成与水平轧辊侧面接触的状态，一边支撑水平轧辊的轴向载荷一边进行轧制。最后，利用具有水平轧辊和竖轧辊的精万能轧制机5，对翼缘施加轻压下并进行轧制，将翼缘的倾斜整形为铅垂。轻压下腹板部。获得了热轧后的各部分的尺寸为腹板高度303mm、翼缘宽度100mm、腹板厚度9mm、翼缘厚度19mm的与目标一致的尺寸的成品。腹板内侧尺寸为284mm，是与翼缘厚度为
16mm的成品相同的值。

[0095] 另一方面，作为比较例，使用由一台将水平轧辊的压下面宽度设定得大于腹板宽度的粗万能轧制机、一台轧边机构成的以往的轧制设备（图14）实施中轧工序，来制造T型钢。钢锭尺寸、T型钢在热轧后的各部分目标尺寸与本发明例的翼缘厚度为19mm时相同。表3中示出了中轧工序的孔型安排。比较例的设备中只有一台粗万能轧制机，所以进行孔型数为9个孔型的往复轧制，轧制直到目标尺寸。

[0096] [表3]

[0097] 表3

[0098]

[0099] (mm)

[0100] 注1：U：第一粗万能轧制机

[0101] 注2：E：轧边机

[0102] 在比较例中，因为不能压下腹板的前端，所以腹板高度大于目标的300mm，形成为306mm左右，产生了尺寸偏离。因此，在轧制后需要切断腹板的端部，需要花费时间和费用，制造成本增加。另外，因为孔型数增加，所以与本发明的实施例相比较，中轧的轧制时间增加为2倍左右，生产率大幅降低。

[0103] 此外，在使用了表1和表2的安排的上述实施例中，尝试着将W1和精万能轧制机的水平轧辊的宽度分别变更为340mm，但结果仍然良好。而且，在上述实施例中，在对第二粗万能轧制机4的水平轧辊的角部a的形状进行C20的倒角加工（图5）（d=腹板厚度+40mm）以及对其在从水平轧辊的角部到宽度50mm之间进行台阶加工（图6）（d=腹板厚度+30mm）来代替半径30mm的圆弧状（图4）而进行轧制的情况下，结果也仍然良好。

[0104] [实施例2]

[0105] 下面作为本发明的第二实施例，使用图1所示的轧制设备从具有厚度300mm、宽度620mm的长方形截面的钢锭轧制以腹板高度500mm、翼缘宽度150mm、腹板厚度12mm、翼缘厚度22mm为目标尺寸的T型钢。

[0106] 第一粗万能轧制机2使用图2（b）所示的结构的轧制机。水平轧辊的压下面的宽度W1为530mm而大于腹板内侧尺寸，水平轧辊的侧面与铅垂方向所成的角度θ为7°。左右的竖轧辊配置成相向，在截面形状上形成为以轧辊面的宽度方向中心为顶点且具有从铅垂方向倾斜角度7°的斜边的上下对称的山形形状。另外，左右的竖轧辊中的按压水平轧辊的侧面的竖轧辊调整按压力，使得水平轧辊不会因对翼缘的轧制而在水平轴向上移动。

[0107] 轧边机3使用图3所示的结构的轧边机。轧边辊的大径部与小径部之间的台阶为67mm，确保大径部的轧辊宽度为550mm以上，小径部的轧辊宽度为200mm以上。另外，台阶部分的倾斜角与铅垂成角度7°。

[0108] 第二粗万能轧制机4使用图4所示的结构的轧制机。水平轧辊的压下面的宽度W2为477mm而与中轧工序中的腹板目标内侧尺寸相等，压下翼缘的水平轧辊的侧面从铅垂倾斜角度7°。另外，水平轧辊角部a的曲面加工的大小为半径30mm的圆弧状（d=腹板厚度+60mm）。另外，左右的竖轧辊中的轧制翼缘的一侧的竖轧辊，在截面形状上形成为以轧辊面的宽度方向中心为顶点且具有从铅垂倾斜角度7°的斜边的上下对称的山形形状，在高度方向上压下腹板前端部的另一侧的竖轧辊形成为轧辊面平坦的圆筒型。

[0109] 精万能轧制机5使用图10所示的结构的轧制机。水平轧辊的宽度为520mm。

[0110] 最初，使用粗造型轧制机1将所述钢锭轧制成大致T形截面形状的T型钢坯。所获得的T型钢坯的腹板厚度为50mm，翼缘厚度为95mm，腹板高度为585mm，翼缘宽度为185mm。接着，利用将上述的第一粗万能轧制机2、轧边机3、第二粗万能轧制机4按照该顺序接近配置而成的轧制机组，进行5个孔型的往复轧制，压下腹板和翼缘。在表4中示出了中轧工序的孔型安排。

[0111] [表4]

[0112] 表4

[0113]

[0114] (mm)

[0115] 注1：Ul：第一粗万能轧制机

[0116] 注2：E：轧边机

[0117] 注3：U2：第二粗万能轧制机

[0118] 利用第二粗万能轧制机4以使腹板前端侧的竖轧辊按压在水平轧辊侧面的状态进行轧制，沿腹板高度方向压下腹板前端部，对腹板高度进行调整。最后，利用具有水平轧辊和竖轧辊的精万能轧制机5，将翼缘的倾斜整形为铅垂。热轧后测定所获得的T型钢的腹板高度、翼缘宽度、腹板厚度、翼缘厚度，形成与目标一致的尺寸，腹板高度在目标值±1mm的范围内，端面形状也良好。

[0119] 作为比较例，使用由图16所示的第一万能轧制机（a）、轧边机和第二万能轧制机（b）构成的以往的轧制设备实施中轧工序，制造相同尺寸的T型钢。在表5中示出了中轧工序的孔型安排。在该比较例的设备中，因为不能使用第二万能轧制机压下腹板和翼缘的厚度，所以进行孔型数为9个孔型的往复轧制而轧制到目标尺寸。因此，与本发明的实施例相比较，中轧的轧制时间增加到2倍左右，生产率大幅恶化。成品尺寸与目标一致，没有特别的问题。

[0120] [表5]

[0121] 表5

[0122]

[0123] (mm)

[0124] 注1：U1：第一粗万能轧制机

[0125] 注2：U2：第二粗万能轧制机

[0126] 根据以上的结果可确认，通过本发明的T型钢的制造方法和轧制设备，即使是腹板高度500mm、翼缘宽度150mm这样的大尺寸的T型钢，也能够通过热轧制造尺寸精度良好的T型钢，而且与以往相比较，大幅提高了轧制效率。

[0127] 工业实用性

[0128] 根据本发明的T型钢的制造方法和轧制设备组，能够获得通过热轧就可使腹板前端部的形状良好且可高精度地获得期望的腹板高度的T型钢的有效的制造方法和轧制设备组，在工业上极有用。

[0129] 标号说明

[0130] 1 粗造型轧制机

[0131] 2 第一粗万能轧制机

[0132] 3 轧边机

[0133] 4 第二粗万能轧制机

[0134] 5 精万能轧制机

[0135] 10 T型钢

[0136] 11 腹板

[0137] 11a 端面（腹板）

[0138] 12 翼缘

[0139] 12a 端面（翼缘）

[0140] 15 耳状突起

[0141] 21a、21b 水平轧辊

[0142] 22a、22b 竖轧辊

[0143] 31a、31b 轧边辊

[0144] 32 小径部

[0145] 32a 压下面

[0146] 33 大径部

[0147] 41a、41b 水平轧辊

[0148] 42a、42b 竖轧辊

[0149] 51a、51b 水平轧辊

[0150] 52a、52b 竖轧辊

[0151] W1 第一粗万能轧制机的水平轧辊的外周面的宽度

[0152] W2 第二粗万能轧制机的水平轧辊的外周面的宽度

[0153] L 腹板的目标内侧尺寸

[0154] H 被轧制件（T型钢坯）

[0155] a 角部

[0156] b 侧面

[0157] c 周面

[0158] d 开口宽度

[0159] Ai、Ai1、Ai2、Ai3 腹板的内侧尺寸

[0160] Ao、Ao1、Ao2、Ao3 腹板的外侧尺寸

[0161] tf1、tf2、tf3 翼缘厚度