專利名稱：從鋼帶制造角鋼的軋制裝置和使用該軋制裝置的角鋼軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋裝置和使用該裝置的軋制方法，尤其是從鋼帶制造拐角部分有較小外側(cè)半徑的斷面形狀的不銹鋼角鋼的熱軋裝置及使用該熱軋裝置的方法。
至今已普遍地把角鋼用作結(jié)構(gòu)物的構(gòu)件。


圖1是表示用熱軋工藝制造的角鋼斷面的一個(gè)例子的示意圖。其中，A是翼緣的一邊的長(zhǎng)度(下面，把A稱為“翼緣”)，t是翼緣的厚度，r1是拐角部的內(nèi)半徑，r2是拐角部的外側(cè)半徑。通常，這些尺寸都在JIS(日本工業(yè)規(guī)格)中有規(guī)定，但其中沒規(guī)定角部的拐角部分的外側(cè)半徑r2?？墒?，用在廚房或化學(xué)工廠等設(shè)備上的不銹鋼制的角鋼，為了確保用這種不銹鋼制的角鋼制作的結(jié)構(gòu)物的外觀美麗，要求把角部的拐角部分的外側(cè)半徑r2做成1mm以下(下面，把它簡(jiǎn)稱為“銳邊”)。
制造角鋼的方法大致可分成2類，一類是從連續(xù)鑄造的鋼坯等、由孔型軋機(jī)、用熱軋工藝制造的方法，另一類是從鋼帶、由軋輥成形(彎曲加工)機(jī)、用冷軋或熱軋工藝制造輕型的角鋼的方法。這里所說的“鋼帶”是指把寬度較寬的鋼板沿縱長(zhǎng)方向分割成的寬度較窄的帶狀鋼板。
圖2是表示用熱軋孔型工藝制造角鋼時(shí)的軋輥孔型(道次程序)的示意圖。角鋼的制造是把連續(xù)鑄造的鋼坯作為原材料，用設(shè)有7～8個(gè)孔型的軋機(jī)，用熱軋7～8次以上的道次次數(shù)軋制，將原材料造形成圖1所示的角形。
孔型軋制工藝中，在被軋制材料M′通過孔型時(shí)，由于與角鋼的翼緣相當(dāng)部分的軋輥的圓周速度不同，因而會(huì)產(chǎn)生摩擦，從而使角鋼的表面性狀惡化。作為解決這問題的方法，在日本專利公報(bào)特開平5-237503號(hào)里已提出過制造表面性狀優(yōu)良的不銹鋼制角鋼的方法，它是在孔型軋輥前配置成形軋輥，用成形軋輥進(jìn)行角部的彎曲加工。
圖3是表示用冷軋成形、從鋼帶制造角鋼的方法的示意圖。在由冷軋成形將鋼帶制造成角鋼的方法中，由于原材料S的加工是彎曲成形，因而不進(jìn)行板厚方面的壓下。為此，拐角部分的外側(cè)半徑r2就變成板厚的2倍左右。例如、在從板厚是3mm的不銹鋼帶成形為翼緣厚度是3mm的角鋼時(shí)，拐角部分的外側(cè)直徑r2約為6mm，因此不適用于上述廚房等設(shè)備上。
若把鋼帶作為原材料，用熱軋工藝造形成角鋼，則必需如圖1所示地，角鋼的拐角部分的厚度B約是翼緣厚度t的1.5倍以上。這樣，由于是用厚度與制品的翼緣厚度相同的鋼帶，因而軋制成最后的有銳邊的角鋼是不可能的。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，必需使用厚度比拐角部分厚度過厚的鋼帶。
圖4是表示從具有厚度比拐角部分厚度大的鋼帶制作角鋼粗制材的狀況的示意圖，其中，(a)是表示被軋制粗制材的斷面示意圖，(b)是表示發(fā)生在粗制材上的邊緣波的示意圖。用雙重式孔型軋機(jī)、如圖4(a)所示地、從具有厚度T比角鋼的拐角部分的厚度B還厚的鋼帶S(用虛線表示的)，通過沿板厚方向、將被成形為角鋼的翼緣的部分C壓下，造形成粗制材M″。但是，當(dāng)把厚度相對(duì)板寬較薄的鋼帶，除一部分(例如中央部分)外，將兩端部沿厚度方向強(qiáng)壓下時(shí)，由于在板寬方向上，軋制方向的伸長(zhǎng)不同，因而如圖4(b)所示地發(fā)生波浪狀的皺紋、即發(fā)生所謂的邊緣波。因此，即使進(jìn)行精軋，在翼緣部也呈現(xiàn)波紋狀的變形，使制品不合格。
用具有圖2所示的孔型的軋制裝置、由熱軋工藝造形的角鋼軋制方法，不適用于小尺寸的不銹鋼角鋼的制造。例如、從斷面的一邊是120mm的連續(xù)鑄造鋼坯制造翼緣長(zhǎng)度是30mm、厚度是3mm的角鋼(下面、把這種角鋼的大小記成“30×30×3”)的場(chǎng)合下，必需使鋼坯在這些孔型里通過15回(15道次)以上。其結(jié)果使精軋溫度降到800℃以下，使材料的加工性能變差，從而引起制品的表面性狀的惡化。為了解決這問題，就必須在軋制過程中進(jìn)行再加熱，由此引起軋制效率降低。
把鋼帶作為原材料、在冷的或熱的狀態(tài)下進(jìn)行彎曲加工的方法，如上所述，不能制造有銳邊的角鋼。只把鋼帶的與翼緣相當(dāng)部分壓下的方法，由于在強(qiáng)壓下時(shí)會(huì)發(fā)生邊緣波，因而為了防止發(fā)生邊緣波而必須輕壓下，就需要增加軋制道次的次數(shù)，而且還消耗設(shè)備費(fèi)用。另外，在孔型軋輥前設(shè)置成形軋輥的方法會(huì)使拐角部分壁厚減薄，不能得到銳邊，還有軋制設(shè)備變得復(fù)雜的問題。
如上所述，從鑄造鋼坯、用孔型軋制裝置雖能得到有銳邊的角鋼，但在制作小尺寸的角鋼時(shí)，軋制道次的次數(shù)增多，表面性狀較差。
本發(fā)明的目的是提供一種能從具有厚度與制品的翼緣厚度相等的鋼帶、用熱軋工藝制造具有良好的表面性狀和銳邊的角鋼的軋制裝置和使用這裝置的便宜的軋制方法。
本發(fā)明人確認(rèn)用一種配設(shè)著在軋輥表面上有凹槽孔型的垂直軋輥、和在軋輥縱長(zhǎng)方向的中央部有凹槽孔型的水平軋輥的萬能軋機(jī)，將板材的兩端沿寬度方向壓下時(shí)，不會(huì)發(fā)生邊緣波，而能使板寬的中央部的厚度增大，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的主題是提供圖5～圖8所示的從鋼帶軋制角鋼的軋制裝置和利用這些裝置來軋制角鋼的方法。它是①如圖5所示，把對(duì)行進(jìn)的鋼帶(S)進(jìn)行加熱的加熱裝置(H)、萬能軋機(jī)(U)和雙重式孔型軋機(jī)群(R)接近地配置的、萬能軋機(jī)(U1)上配設(shè)一對(duì)在軋輥表面上形成凹槽孔型(13)的垂直軋輥(3、3)和一對(duì)在一方的軋輥表面的中央部分有凹槽孔型(12)的水平軋輥(1、2)的軋制裝置最好在萬能軋機(jī)的另一側(cè)的軋輥(下述的圖6(b)的下水平軋輥2′)上，在縱長(zhǎng)方向中央部分設(shè)置突起(14)。
②如上述①所述的軋制裝置(參照?qǐng)D7、8)，其中，上述加熱爐是給鋼帶直接通電而加熱的裝置(H2)。
③如上述①所述的軋制裝置(參照?qǐng)D8)，其中，上述加熱裝置是供電軋輥(7、8)、被絕緣了的萬能軋機(jī)(U)和接地了的雙重式孔型軋機(jī)(R)。
④如上述③所述的軋制裝置(參照?qǐng)D8)，其中，上述通電加熱裝置由2組供電軋輥(7、8)構(gòu)成，其中的一組供電軋輥(7)上配設(shè)著使供電軋輥沿鋼帶行進(jìn)方向移動(dòng)的裝置；在另一組供電軋輥(8)上配設(shè)著軋輥開放裝置。
⑤角鋼的軋制方法，用萬能軋機(jī)把鋼帶沿寬度方向壓下，而且沿厚度方向壓下，使板寬中央部分的厚度增大后，用雙重式孔型軋機(jī)精軋成角形，上述萬能軋機(jī)上配置著一對(duì)在軋輥表面上形成凹槽孔型(13)的垂直軋輥(3、3)和一對(duì)在一方的軋輥的中央部分形成凹槽孔型(12)的水平軋輥。
⑥角鋼的軋制方法，使用具有在萬能軋機(jī)的前級(jí)設(shè)置著2組上下配設(shè)的供電軋輥(7、8)的通電加熱裝置(H2)的軋制裝置，開始軋制時(shí)，使2組供電軋輥沿鋼帶行進(jìn)方向接近地配置，當(dāng)鋼帶(S)嚙合進(jìn)入到后級(jí)的供電軋輥(8)時(shí)，一邊使前級(jí)的供電軋輥沿著與鋼帶行進(jìn)方向相反的方向移動(dòng)、一邊進(jìn)行通電；當(dāng)鋼帶達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，用軋制速度使鋼帶行進(jìn)，同時(shí)將后級(jí)的供電軋輥開放，在前級(jí)的供電軋輥(7)和萬能軋機(jī)之間，或者和精軋機(jī)之間進(jìn)行通電加熱，同時(shí)用萬能軋機(jī)將鋼帶沿寬度方向壓下，而且沿厚度方向壓下，使板寬中央部分的厚度增大后，用雙重式孔型軋機(jī)精軋成角形；上述萬能軋機(jī)上配置著一對(duì)在軋輥表面形成凹槽孔型的垂直軋輥和一對(duì)在一方的軋輥中央部分形成凹槽孔型的水平軋輥。
圖1是表示角鋼斷面形狀的一個(gè)例子的示意圖，圖2是表示用現(xiàn)有的孔型軋制的孔型和道次程序的一個(gè)例子的示意圖，圖3是表示用冷軋成形從鋼帶制造角鋼的方法的示意圖，圖4是表示把鋼帶的兩端壓下，制作粗制材的狀況的示意圖，其中，圖4(a)是表示用孔型軋制的粗制材的斷面圖，圖4(b)是表示在粗制材上發(fā)生的邊緣波的示意圖，圖5是表示本發(fā)明的從鋼帶制造角鋼用的軋制裝置的一個(gè)例子的示意圖，其中，圖5(a)是表示軋制生產(chǎn)線的示意圖，
圖5(b)是表示萬能軋機(jī)的軋輥配置和被軋制材料的斷面的示意圖，圖6是表示本發(fā)明的從鋼帶制造角鋼用的軋制裝置的另一個(gè)例子的示意圖，其中，圖6(a)是表示軋制生產(chǎn)線的示意圖，圖6(b)是表示萬能軋機(jī)的軋輥配置和被軋制材料的斷面的示意圖，圖7是表示用通電加熱的角鋼的軋制裝置的示意圖，圖8是表示配置著接地的雙重式孔型軋機(jī)的角鋼的軋制裝置示意圖，圖9和圖10是表示在把鋼帶的兩端約束的場(chǎng)合下、隨著沿寬度壓下的壓曲樣式的示意圖，其中，圖9是表示約束10mm的場(chǎng)合，圖10是表示約束3mm的場(chǎng)合，圖11是表示沒把鋼帶兩端約束的場(chǎng)合下，隨著沿寬度壓下的壓曲樣式的示意圖，圖12是表示進(jìn)行寬度壓下試驗(yàn)用的萬能軋機(jī)的軋輥配置和被軋制材料的斷面示意圖，圖13是表示用寬度壓下試驗(yàn)得到的寬度壓下率和中央部厚度增加率的關(guān)系的示意圖，圖14是表示在萬能軋機(jī)的前端配置鋼帶的溫度調(diào)節(jié)裝置的角鋼的軋制裝置。
下面，說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
本發(fā)明的制造角鋼的軋制裝置通過改變現(xiàn)有的萬能軋機(jī)的軋輥形狀，至少用2個(gè)道次的軋制就能從具有與角鋼制品的翼緣厚度同等厚度的鋼帶軋制成最終的產(chǎn)品。
A.關(guān)于由萬能軋機(jī)形成的粗制材的造形軋制先研究用萬能軋機(jī)的左右垂直軋輥，沿寬度方向?qū)搸合聲r(shí)的鋼帶變形狀況。使用在外徑為400mm的圓周部上、形成凹槽底部寬度為5mm、傾斜角為8°、深度為3mm和10mm的2種凹槽孔型的左右的垂直軋輥，把厚度為5mm、寬度為100mm的不銹鋼(SUS304)加熱到900℃后，沿寬度方向最大壓下30mm。
圖9是表示用凹槽孔型、在將鋼帶的兩端部約束10mm的情況下，沿寬度方向壓下時(shí)鋼帶的變形狀況的示意圖。當(dāng)把鋼帶S的兩端約束10mm情況下，沿寬度方向壓下時(shí)，引起壓曲，這個(gè)壓曲模式成U型(圖中所示為倒U型)，從板寬的中央部偏向左右處彎曲。
圖10是表示用凹槽孔型、在將鋼帶的兩端部約束3mm的情況下、沿寬度方向壓下時(shí)的鋼帶的變形情況的示意圖。在約束3mm的情況下的壓曲模式為W型(圖中所示為倒W型)，在從板寬中央部向左右偏離之處彎曲。
圖11是表示在不約束鋼帶的兩端情況下、隨著沿寬度方向壓下而發(fā)生的壓曲模式示意圖。在不約束鋼帶S兩端的情況下，如圖所示地、兩端部發(fā)生彎曲。
從這些結(jié)果可知，借助垂直軋輥的凹槽深度確定的鋼帶兩端部約束的程度會(huì)使鋼帶中央部發(fā)生的變形大幅度地變化。
使用那種在軋輥縱長(zhǎng)方向的中央部有凹槽孔型的水平軋輥、沿厚度方向、將以圖9所示壓曲模式變形的材料壓下時(shí)，能得到中央部增厚的角鋼的粗制材。為了確認(rèn)這點(diǎn)，調(diào)研了用造型軋機(jī)沿寬度方向壓下鋼帶時(shí)的厚度變化。
圖12是表示進(jìn)行寬度壓下試驗(yàn)時(shí)用的萬能軋機(jī)的軋輥配置和被軋制材料的斷面示意圖。在垂直軋輥3′、3′的外徑為400mm的圓周部上形成凹槽底部寬度為5mm、傾斜角為8°、深度為3mm和10mm的2種凹槽孔型13；在上水平軋輥1的外徑為400mm圓周部上形成凹槽底部寬幅度為20mm、深度為8mm的凹槽孔型12。用這樣的軋機(jī)、把作為鋼帶S的厚度為5mm、寬度為100mm(這是凹槽深度為10mm的情況，在凹槽深度是3mm情況下、是85mm)的不銹鋼(SUS304)加熱到900℃后，把水平軋輥兩端部的軋輥開度G設(shè)定為5mm，進(jìn)行用垂直軋輥使寬度方向的壓下量發(fā)生種種改變的軋制試驗(yàn)。
沿寬度方向?qū)搸合聲r(shí)，如上所述地在板寬中央部發(fā)生壓曲。壓曲了的被軋制材料M′由軋輥長(zhǎng)度方向中央部形成凹槽孔型12的上水平軋輥1壓下，由此充滿軋輥的空間部(凹槽孔型部)，使板寬中央部的厚度增大。
圖13是表示用軋輥表面上有凹槽孔型的萬能軋機(jī)、進(jìn)行將鋼帶沿寬度方向壓下的軋制試驗(yàn)時(shí)的壓下率和板厚增加率之間的關(guān)系的圖表。在這圖中，用O印記表示的曲線是表示垂直軋輥的凹槽深度為10mm的情況，用●記號(hào)表示的曲線是表示凹槽深度為3mm的情況。由圖可見，通過增大凹槽深度就使鋼帶中央部厚度的增加率加大。
由這些結(jié)果可見，用軋輥表面有凹槽孔型的一對(duì)垂直軋輥，一邊將鋼帶兩端部約束，一邊沿板寬方向壓下時(shí)，用一側(cè)的軋輥長(zhǎng)度方向中央部有凹槽孔型的一對(duì)水平軋輥、沿板厚方向壓下時(shí)，能實(shí)施使鋼帶中央部厚度增大的造形軋制。通過用雙重式孔型軋機(jī)實(shí)施精軋，能得到有銳邊的角鋼。即、能從具有厚度與角鋼翼緣厚度相等的鋼帶制造有銳邊的角鋼。
B.關(guān)于用3個(gè)道次從鋼帶制造角鋼的軋制裝置圖5是表示本發(fā)明的從鋼帶制造角鋼用的軋制裝置的一個(gè)例子的示意圖，其中(a)是表示軋制生產(chǎn)線的示意圖，(b)是表示萬能軋機(jī)的軋輥配置和被軋制材料的斷面示意圖。S是鋼帶、H是設(shè)置著連續(xù)加熱爐H1的加熱裝置、U是萬能軋機(jī)、R是把第1級(jí)的雙重孔型成形軋機(jī)R1和第2級(jí)的雙重孔型精軋機(jī)R2接近地配置的雙重式孔型軋機(jī)群、D是切斷機(jī)、M是制品，萬能軋機(jī)和雙重式孔型軋機(jī)群是沿軋制方向接近地配置的。這里所謂“接近地配置”是指兩者間不設(shè)置工作臺(tái)軋輥，兩臺(tái)連續(xù)地排列的狀態(tài)。
鋼帶S由連續(xù)加熱爐H1加熱，由萬能軋機(jī)U進(jìn)行使材料的寬度縮小和使中央部厚度增加的造形，接著、由雙重式孔型軋機(jī)群R精軋成角鋼。
圖5(b)所示萬能軋機(jī)U1的結(jié)構(gòu)特征是在垂直軋輥3的軋輥外周部設(shè)置凹槽孔型13，把持住被軋制材料M′的兩端、沿寬度方向壓下；水平軋輥的至少一方的軋輥(在上述圖中的情況下是上水平軋輥)外周部的長(zhǎng)度方向中央部上設(shè)有凹槽孔型12，把由垂直軋輥沿寬度方向壓下，而壓曲了的材料移動(dòng)到中央部。即、由于在垂直軋輥3上形成凹槽孔型13，因而在沿板寬方向?qū)⒈卉堉撇牧螹′壓下時(shí)，被軋制材料的寬度中央部就發(fā)生壓曲，又由于沿軋制方向不能延伸，因而就向?qū)挾确较蛑醒氩恳苿?dòng)，使其沿水平軋輥的形狀增加厚度。另一方面，由于在上水平軋輥1的中央部形成凹槽孔型12，把特定的軋輥開度G設(shè)定成4.5mm，把鋼帶約束著，因而板寬方向的壓下量(減少的面積量)就使中央部的厚度增加。這形狀和由圖2所示的道次5造形的形狀相當(dāng)。
將鋼帶S在連續(xù)加熱爐H1上加熱、由配設(shè)著如圖5(b)所示的軋輥的萬能軋機(jī)U1沿寬度方向壓下，實(shí)施使中央部分厚度增大的軋制，造形成與圖2的道次5所示形狀相當(dāng)?shù)男螤?。接著、?shí)施中間軋制，即由設(shè)置著圖2的道次6所示的孔型軋輥的第1級(jí)的雙重式孔型成形軋機(jī)R1使鋼帶中央部分形成“倒V”字形。再由設(shè)置著圖2的道次7所示的孔型的雙重式孔型精軋機(jī)R2形成翼緣的直角度和銳邊，精軋成角鋼制品。
用本發(fā)明的軋制裝置，能用3道次的軋制，從具有厚度與制品角鋼的翼緣厚度相等的鋼帶、制造有銳邊、表面性狀優(yōu)良的角鋼。
C.關(guān)于用2個(gè)道次從鋼帶制造角鋼的軋制裝置圖6是表示本發(fā)明的從鋼帶制造角鋼用的軋制裝置的另一個(gè)例子的示意圖，其中的(a)是表示軋制生產(chǎn)線的示意圖，(b)是表示萬能軋機(jī)的軋輥配置和被軋制材料的斷面示意圖。圖6(b)所示的萬能軋機(jī)的結(jié)構(gòu)特征是在一方的水平軋輥1′的外周面的中央部分設(shè)置凹槽孔型12，在一方的水平軋輥2′的外周面的中央部分設(shè)置突起14，使沿寬度方向被壓下的被軋制材料M′移動(dòng)到中央部位。
在把寬度是角鋼翼緣寬度2倍以上、厚度與翼緣厚度相等的鋼帶S加熱以后，用圖6(b)所示的萬能軋機(jī)U2，通過沿板寬方向壓下和沿厚度方向約束軋制，造形成角鋼的粗制材。即、由于在垂直軋輥3上形成圖6(b)所示的凹槽孔型13，因而在沿板寬方向壓下時(shí)，被軋制材料M′在寬度中央部分引起壓曲；又由于不能沿軋制方向延伸，因而就向?qū)挾确较蛑醒氩恳苿?dòng)，使鋼帶沿水平軋輥的形狀增加厚度。另一方面，由于上水平軋輥1′的中央部分形成凹槽孔型12，在下水平軋輥2′上形成突起14，將兩者設(shè)定成特定的軋輥開度，將被軋制材料M′約束著，因而板寬方向的壓下量(減少的面積量)就使中央部的厚度增加。這個(gè)形狀與由圖2所示的道次6造形的形狀相當(dāng)。
接著，用雙重式孔型精軋機(jī)R2、只實(shí)施整形軋制就可以。用萬能軋機(jī)U造形的被軋制材料的形狀近似于用圖2所示的道次6軋制的材料的形狀，然后用雙重式孔型精軋機(jī)R2只形成翼緣的直角度和銳邊即可。用這萬能軋機(jī)U2，由于角鋼的拐角部的厚度約比翼緣部大50％，而且也形成拐角，因而用比較輕度的軋制就能造形成角鋼。由此能制造出表面性狀良好的角鋼。
D.在加熱裝置里利用直接通電加熱的軋制裝置圖7是表示利用直接通電加熱的角鋼制造裝置的示意圖。
H是把上下地夾住鋼帶的2組供電軋輥7、8沿鋼帶行進(jìn)方向配置的直接通電加熱裝置H2構(gòu)成的加熱裝置，9是電源，U2是萬能軋機(jī)，R2是雙重式孔型軋機(jī)群、S是鋼帶、M是角鋼制品。在萬能軋機(jī)U2上配置著由具有凹槽孔型的水平軋輥1′和具有突起的水平軋輥2′構(gòu)成的萬能軋機(jī)U2，或者由具有凹槽孔型的水平軋輥和平坦的水平軋輥構(gòu)成的萬能軋機(jī)U1。在雙重式孔型軋機(jī)群里，在萬能軋機(jī)U2的情況下，只配置精軋機(jī)R2；在萬能軋機(jī)U1的情況下，配置成形孔型軋機(jī)R1和精軋機(jī)R2。
如圖所示，在2個(gè)供電軋輥7、8之間，將鋼帶加熱到規(guī)定的溫度之后，由萬能軋機(jī)U2，沿寬度方向壓下，使中央部的厚度增大，造形成粗制材。此后，由孔型精軋機(jī)R2將粗制材軋制成制品尺寸的角鋼。在這種情況下、在20V、6000A時(shí)的軋制速度是約0.2m/s的低速，電源設(shè)備非常便宜。另一方面，在用連續(xù)式加熱爐時(shí)，設(shè)備費(fèi)就非常高，而速度可達(dá)5m/s、生產(chǎn)性可大幅度增大。但，考慮到小型的不銹鋼角鋼的國(guó)內(nèi)需要，直接通電加熱法即使只有0.2m/s的生產(chǎn)能力，但已能充分適應(yīng)，是最適于小型的不銹鋼角鋼的加熱法。
E.關(guān)于使前級(jí)的供電軋輥移動(dòng)由于用通常的通電加熱裝置不能加熱鋼帶行進(jìn)方向的前端部，因而就不能對(duì)這部分進(jìn)行軋制。作為解決這問題的方法，作出了能使供電軋輥移動(dòng)的直接通電加熱裝置。
圖8是表示配置著能移動(dòng)的供電軋輥、能開放的供電軋輥、絕緣的萬能軋機(jī)和接地的雙重式孔型精軋機(jī)的角鋼軋制裝置的示意圖。圖中，10是能沿鋼帶行進(jìn)方向移動(dòng)的供電軋輥、11是具有切斷和鋼帶接觸用的軋輥開放裝置的供電軋輥。
使供電軋輥10接近供電軋輥11地直到圖8中用虛線表示的位置，當(dāng)鋼帶嚙合地進(jìn)入到供電軋輥11間時(shí)，使鋼帶的行進(jìn)停止，使供電軋輥10一邊沿著與鋼帶行進(jìn)方向相反的方向移動(dòng)(直到圖中用實(shí)線表示的位置)，一邊給鋼帶通電。在供電輥11附近的鋼帶溫度達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)，使供電輥10停止移動(dòng)，同時(shí)使鋼帶行進(jìn)。在鋼帶嚙合地進(jìn)入到孔型精軋機(jī)R2時(shí)，將供電輥11沿上下地開放，在供電輥10和孔型精軋機(jī)R2之間通電加熱。由此，能從鋼帶的行進(jìn)方向前端部加熱到規(guī)定的軋制溫度。
使供電軋輥移動(dòng)的裝置可使用那些公知的例如滾珠螺桿裝置、利用油壓或空氣壓等壓力缸。在滑動(dòng)支撐臺(tái)上移動(dòng)的裝置。移動(dòng)時(shí)，可使軋輥回轉(zhuǎn)地動(dòng)作，也可使其隨著鋼帶而回轉(zhuǎn)。
將供電軋輥上下地開放的裝置可使用油壓或空氣壓等壓力缸的裝置，或者是利用壓力缸和彈簧或連桿機(jī)構(gòu)的裝置。
F.關(guān)于把萬能軋機(jī)絕緣、將雙重孔型軋機(jī)接地應(yīng)用設(shè)置著連續(xù)加熱爐或者通常的通電加熱裝置的軋制裝置的小尺寸角鋼的軋制，在軋制過程中，材料的溫度會(huì)很快地降低，從而使制品表面性狀惡化。但是，在如圖8所示地、把萬能軋機(jī)絕緣，將雙重式孔型精軋機(jī)接地后、從供電輥10通電時(shí)，即使在萬能軋機(jī)U2和雙重式孔型精軋機(jī)R2的正下方，也能對(duì)鋼帶進(jìn)行加熱。萬能軋機(jī)的絕緣是把絕緣墊子鋪在軋制機(jī)的基礎(chǔ)上、將絕緣連軸節(jié)用在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)軸上實(shí)現(xiàn)的。
G.關(guān)于提高鋼帶寬度方向中央部分溫度的裝置本發(fā)明的特征在于把鋼帶沿寬度方向壓下，從而增大鋼帶中央部分的厚度。為了增加鋼帶中央部分的厚度，可借助增大這部分的變形，也可借助提高中央部分的溫度。
圖14是把鋼帶的溫度調(diào)節(jié)裝置配設(shè)在萬能軋機(jī)的前段上的角鋼軋制裝置示意圖。D是溫度調(diào)節(jié)裝置，它是沿上下設(shè)置輪軸，這種輪軸配設(shè)著2個(gè)圓板(D1、D2或D3、D4)，是通過軸(D5、D6)來改變2個(gè)圓板的間隔的，兩個(gè)圓板夾住鋼帶的兩端部，隨著鋼帶行進(jìn)而回轉(zhuǎn)。由此能使鋼帶的兩端部溫度比中央部約低200℃。由于在由萬能軋機(jī)U2將鋼帶沿寬度方向壓下、實(shí)施軋制時(shí)，能使鋼帶的中央部分厚度較大，因而能從厚度與角鋼制品的翼緣厚度相等，而且不限于用寬度是翼緣的2倍的鋼帶制造角鋼。
這里用的是4個(gè)圓板(D1～D4)，但也可以應(yīng)用將軋輥的長(zhǎng)度方向的中央直徑做得較小的上下一對(duì)軋輥(D7、D8)，也可以用冷制劑冷卻兩端或用燃燒氣體加熱中央部。
如上所述，本發(fā)明的角鋼制造方法是用軋輥表面設(shè)有凹槽孔型的萬能軋機(jī)，在沿寬度方向?qū)搸合?、并使中央部厚度增大的造型軋制之后，由雙重式孔型軋機(jī)群進(jìn)行1道次或2道次的軋制。這樣，軋制所要的時(shí)間就短到10秒以下，即使在加熱溫度是例如950℃時(shí)，也能確保800℃以上的精軋溫度，就能制造表面性狀優(yōu)良的角鋼。又因?yàn)橥ㄟ^配置直接通電加熱裝置，能提高精軋溫度，因此能實(shí)現(xiàn)將制品軋制后直接急冷的固溶處理等。
下面，用實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
(實(shí)施例1)把圖5(a)所示的軋制生產(chǎn)線用作軋制裝置，其中配置具有圖5(b)所示的軋輥形狀的萬能軋機(jī)U1(垂直軋輥的直徑是300mm、水平軋輥的直徑是400mm)，還配置著有圖2所示的道次6和道次7的孔型的2臺(tái)雙重式孔型軋機(jī)R1、R2(軋輥的直徑是400mm)。把厚度為4.5mm、寬度為110mm的不銹鋼(SUS304)鋼帶用作原材料，用3個(gè)道次的軋制制造40×40×4的角鋼。
萬能軋機(jī)的垂直軋輥3上設(shè)有凹槽底寬度是4.5mm、凹槽深度是10mm、凹槽傾斜部的角度是5°的梯形孔型；上水平軋輥上設(shè)有開口寬度是30mm、深度是8mm、底部的半徑是10mm的山谷形的孔型。前級(jí)的雙重式孔型成形軋機(jī)R1上設(shè)有圖2所示的6道次的孔型，在精軋機(jī)R2上設(shè)有有圖2所示的道次7的孔型。
用連續(xù)加熱爐H1把上述鋼帶加熱到950℃，如圖5(b)所示地，用萬能軋機(jī)U1進(jìn)行軋制，即把鋼帶的寬度壓下到75mm、使中央部分的厚度增大到最大為8mm。接著，由雙重式孔型成形軋機(jī)R1進(jìn)行中間軋制，即把被軋制材料的中央部分彎曲成“倒V字”形，然后由精軋機(jī)R2進(jìn)行整形軋制，軋制成40×40×4的角鋼。
制得的角鋼的拐角部的外側(cè)半徑是1.0mm，翼緣部的表面性狀良好。而且能得到5m/s的軋制速度，生產(chǎn)率是40噸/小時(shí)。這是以前的軋制方法(4臺(tái)越野式軋機(jī))2倍左右。
(實(shí)施例2)把圖6(a)所示的軋制裝置用作軋制裝置，其中配置著具有圖6(b)所示的軋輥形狀的萬能軋機(jī)U2(垂直軋輥的直徑是300mm、水平軋輥的直徑是400mm)，還配置著有圖2所示的道次7的孔型的雙重式孔型軋機(jī)R2(軋輥的直徑是400mm)。把與實(shí)施例1同樣的鋼帶用作原料，用2個(gè)道次的軋制制造40×40×4的角鋼。
在萬能軋機(jī)U2的垂直軋輥上設(shè)有凹槽底寬度是4.5mm、凹槽深度是10mm、凹槽傾斜部的角度是5°的梯形孔型；在上水平軋輥上設(shè)有開口寬度是30mm、深度是8mm、底部半徑是10mm的山谷形孔型；在下水平軋輥的中央部分設(shè)有突起，它的前端部具有與角鋼的翼緣半徑相等的半徑、高度是2mm、下部的寬度是10mm。雙重式孔型精軋機(jī)R2上設(shè)有圖2所示的道次7的孔型。
用連續(xù)加熱爐H1把寬度是110mm、厚度是4.0mm的不銹鋼(SUS 304)的鋼帶加熱到950℃，由萬能軋機(jī)U2進(jìn)行軋制，即把鋼帶的寬度壓下到75mm，使中央部分的厚度增大到8mm。由于下水平軋輥2的中央部分設(shè)有突起14，因而粗制材的斷面近似于圖2所示的道次6的形狀。這樣，只要用雙重式孔型軋機(jī)進(jìn)行圖2的道次7所示的孔型軋制，就能精軋成40×40×4的角鋼。
得到的角鋼的拐角部的外側(cè)半徑是1.0mm、翼緣部的表面性狀良好。而且能得到5m/s的軋制速度、生產(chǎn)率是40噸/小時(shí)。
(實(shí)施例3)使用圖7所示的配置著通電加熱裝置的角鋼的軋制裝置，從厚度是4mm、寬度是75mm的鋼帶(不銹鋼、SUS 304)制造30×30×3的角鋼。萬能軋機(jī)和雙重式孔型軋機(jī)是使用實(shí)施例2中所用的軋制裝置。在2個(gè)供電軋輥7、8之間給鋼帶通電，加熱到供電軋輥8的輸出側(cè)溫度為1100℃之后，用萬能軋機(jī)把鋼帶的寬度從75mm縮小到60mm(壓下量是15mm)，使中央部分的厚度增大到最大為4.5mm。接著，用精軋機(jī)R2把翼緣的厚度壓下到3mm，制成角鋼。
用通電加熱方法的場(chǎng)合的軋制速度是0.2m/s，生產(chǎn)率比連續(xù)式加熱爐方法低，但是，通電加熱設(shè)備的設(shè)備費(fèi)比連續(xù)式加熱爐低1/10以下，因而對(duì)需要量少的小型不銹鋼角鋼來說，是新設(shè)軋制裝置情況下的最合適的加熱法。
(實(shí)施例4)用圖8所示的配置著通電加熱裝置的角鋼軋制裝置，從厚度是4mm、寬度是50mm的鋼帶(不銹鋼、SUS 304)制造20×20×3的角鋼。
在使前級(jí)的供電軋輥10接近后級(jí)的供電軋輥11的狀態(tài)(用虛線表示的狀態(tài))下使鋼帶行進(jìn)，在鋼帶嚙合進(jìn)到后級(jí)的供電軋輥11里的時(shí)候，使鋼帶停止行進(jìn)，一邊使前級(jí)的供電軋輥10沿著與鋼帶行進(jìn)方向相反的方向(圖中用箭號(hào)所示的方向)移動(dòng)，一邊給鋼板通電。當(dāng)鋼帶的溫度達(dá)到1100℃時(shí)，使鋼帶行進(jìn)，同時(shí)使后級(jí)的給電軋輥11向上下開放(用虛線表示)，在前級(jí)的供電軋輥10和精軋機(jī)R2之間進(jìn)行通電加熱。用萬能軋機(jī)把鋼帶的寬度從50mm縮小成40mm(壓下量是10mm)、使中央部分的厚度增大成4.5mm之后，用精軋機(jī)把翼緣的厚度壓下到3mm，軋制成角鋼。
由于用圖7所示的通電加熱裝置不能加熱鋼帶的前端部，因而軋制的角鋼的形狀就不良，就使成品率降低。但是，用圖8所示的通電加熱裝置能從鋼帶的前端部開始加熱，因而使成品率提高。又因?yàn)檫€能在萬能軋機(jī)和精軋機(jī)的軋輥正下方加熱鋼帶，能提高精軋溫度(例如850℃以上)，能進(jìn)行軋制后急冷、即進(jìn)行聯(lián)機(jī)固溶處理。
本發(fā)明的角鋼軋制裝置能從鋼帶、高效率地制造表面性狀優(yōu)良、有銳邊的角鋼。而且用設(shè)有通電加熱裝置的軋制裝置除了能提高精軋溫度、能進(jìn)行聯(lián)機(jī)熱處理，除此之外，還能提高成品率，尤其適用于制造不銹鋼的角鋼。因此，本發(fā)明的軋制裝置及其軋制方法能被廣泛地用在制造廚房用的、化學(xué)工廠用的角鋼。
權(quán)利要求
1.從鋼帶制造角鋼的軋制裝置，其特征在于它是把對(duì)行進(jìn)的鋼帶進(jìn)行加熱的加熱裝置、萬能軋機(jī)和雙重式孔型軋機(jī)群沿軋制方向接近地配置、上述萬能軋機(jī)是配設(shè)著一對(duì)在軋輥表面上形成凹槽孔型的垂直軋輥和一對(duì)在一方的軋輥的縱長(zhǎng)方向中央部分形成凹槽孔型的水平軋輥的軋機(jī)。
2.從鋼帶制造角鋼的軋制裝置，其特征在于它是把對(duì)行進(jìn)的鋼帶進(jìn)行加熱的加熱裝置、萬能軋機(jī)和雙重式孔型軋機(jī)沿軋制方向接近地配置、上述萬能軋機(jī)是配設(shè)著一對(duì)在軋輥表面上形成凹槽孔型的垂直軋輥和一對(duì)在一方的軋輥的縱長(zhǎng)方向中央部分形成凹槽孔型、在另一方的軋輥的縱長(zhǎng)方向中央部分形成突起的水平軋輥的軋機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的從鋼帶制造角鋼的軋制裝置，其特征在于上述的加熱裝置是給鋼帶直接通電而加熱的裝置。
4.如權(quán)利要求1或2所述的從鋼帶制造角鋼的軋制裝置，其特征在于上述加熱裝置是供電軋輥、被絕緣了的萬能軋機(jī)和接地了的雙重式孔型軋機(jī)。
5.如權(quán)利要求4所述的從鋼帶制造角鋼的軋制裝置，其特征在于上述直接給鋼帶通電而加熱的裝置由2組供電軋輥構(gòu)成，其中的一組供電軋輥上配設(shè)著使供電軋輥沿鋼帶行進(jìn)方向移動(dòng)的裝置；在另一組供電軋輥上配設(shè)著從鋼帶將軋輥開放的裝置。
6.從鋼帶制造角鋼的軋制方法，其特征在于用萬能軋機(jī)把鋼帶沿寬度方向壓下，而且沿厚度方向壓下，使板寬中央部分的厚度增大后，用雙重式孔型軋機(jī)精軋成角形，上述萬能軋機(jī)上配置著一對(duì)在軋輥表面上形成凹槽孔型的垂直軋輥和一對(duì)水平軋輥；這一對(duì)水平軋輥是在一方的軋輥中央部分形成凹槽孔型，或者是在一方形成凹槽孔型、另一方形成突起。
7.從鋼帶軋制角鋼的方法，其特征在于使用具有在萬能軋機(jī)的前段上設(shè)置有2組上下配設(shè)的供電軋輥的通電加熱裝置的軋制裝置，在開始軋制時(shí)，使2組供電軋輥沿鋼帶行進(jìn)方向接近地配置，當(dāng)鋼帶嚙合進(jìn)入到后級(jí)的供電軋輥時(shí)、使鋼帶停止行進(jìn)，一邊使前級(jí)的供電軋輥沿著與鋼帶行進(jìn)方向相反的方向移動(dòng)、一邊進(jìn)行通電；當(dāng)鋼帶達(dá)到規(guī)定的溫度時(shí)、使鋼帶以軋制速度行進(jìn)，同時(shí)將后級(jí)的供電軋輥從鋼帶開放，在前級(jí)的供電軋輥和萬能軋機(jī)之間、或者和精軋機(jī)之間進(jìn)行通電加熱，同時(shí)用萬能軋機(jī)將鋼帶沿寬度方向壓下，并且沿厚度方向壓下，使板寬中央部分的厚度增大后，用雙重式孔型軋機(jī)精軋成角形；上述萬能軋機(jī)上配置著一對(duì)在軋輥表面上形成凹槽孔型的垂直軋輥和一對(duì)水平軋輥，這一對(duì)水平軋輥是在一方的軋輥中央部分形成凹槽孔型，或者是一方形成凹槽孔型、另一方形成突起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造表面性狀優(yōu)良的、拐角的外側(cè)半徑小的角鋼的軋制裝置及使用該裝置的軋制方法。上述軋制裝置是把對(duì)行進(jìn)的鋼帶進(jìn)行加熱的加熱裝置、和配設(shè)著一對(duì)在軋輥表面上設(shè)有凹槽孔型的垂直軋輥和一對(duì)在一方的軋輥表面的中央部分設(shè)有凹槽孔型的水平軋輥的萬能軋機(jī)、雙重式孔型軋機(jī)群接近地配置的軋制裝置。加熱裝置可以是直接通電加熱裝置(H
文檔編號(hào)B21B1/08GK1153487SQ9519412
公開日1997年7月2日 申請(qǐng)日期1995年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月19日
發(fā)明者草場(chǎng)芳昭 申請(qǐng)人:住友金屬工業(yè)株式會(huì)社