特開 2024-173623 Ｈ形鋼の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173623

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】Ｈ形鋼の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 1/088 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

B21B1/088 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023220295

(22)【出願日】2023-12-27

(31)【優先権主張番号】P 2023088458

(32)【優先日】2023-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】馬場 将彰

【テーマコード（参考）】

4E002

【Ｆターム（参考）】

4E002AC01

4E002AC03

4E002BA03

4E002BA04

4E002BB01

4E002CA18

(57)【要約】

【課題】ブレークダウン圧延機による粗圧延工程の工夫によって、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することができるＨ形鋼の製造方法を提供する。
【解決手段】Ｈ形鋼の製造方法における粗圧延工程において、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設け、粗圧延工程終了後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４を仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ以下に造形する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｈ形鋼素材をブレークダウン圧延機によって粗圧延して粗形鋼片とする粗圧延工程と、該粗圧延工程で粗圧延された前記粗形鋼片を中間圧延機によって圧延して仕上圧延用の被圧延材とする中間圧延工程と、該中間圧延工程で圧延された仕上圧延用の前記被圧延材を仕上圧延機によって仕上圧延して製品寸法のＨ形鋼とする仕上圧延工程とを有するＨ形鋼の製造方法であって、
前記粗圧延工程において、前記Ｈ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設け、前記粗圧延工程終了後の前記粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を前記仕上圧延工程後の前記Ｈ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅以下に造形することを特徴とするＨ形鋼の製造方法。

【請求項2】

前記粗圧延工程における前記圧延パスは、前記粗圧延工程における最終圧延パスであることを特徴とする請求項１に記載のＨ形鋼の製造方法。

【請求項3】

前記粗圧延工程は、
前記Ｈ形鋼素材のウェブ部を厚さ方向に圧延し、かつ、前記Ｈ形鋼素材のフランジ部を幅方向に圧延するサイジング圧延工程と、
前記Ｈ形鋼素材のウェブ部の内幅を拡幅するウェブ拡幅圧延工程と、
前記Ｈ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する前記圧延パスを有するエッジング圧延工程と、を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のＨ形鋼の製造方法。

【請求項4】

前記ウェブ拡幅圧延工程に用いるウェブ拡幅圧延用孔型における前記Ｈ形鋼素材のフランジ部を幅方向に圧延するフランジ圧延部の孔型深さは、前記サイジング圧延工程に用いるサイジング圧延用孔型における前記Ｈ形鋼素材のフランジ部を幅方向に圧延するフランジ圧延部の孔型深さよりも浅いことを特徴とする請求項３に記載のＨ形鋼の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粗圧延工程、中間圧延工程、及び仕上圧延工程を備えたＨ形鋼の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、Ｈ形鋼は、粗圧延工程、中間圧延工程、及び仕上圧延工程を経て製造される。粗圧延工程では、加熱炉で加熱されたＨ形鋼素材をブレークダウン圧延機によって粗圧延して粗形鋼片とする。中間圧延工程では、粗圧延工程で粗圧延された粗形鋼片を中間ユニバーサル圧延機及び中間エッジング圧延機によって圧延して略製品寸法となる仕上圧延用の被圧延材とする。仕上圧延工程では、中間圧延工程で圧延された略製品寸法となる仕上圧延用の被圧延材を仕上ユニバーサル圧延機によって仕上圧延して製品寸法のＨ形鋼とする。

【0003】

従来、この種のＨ形鋼の製造方法として、例えば、特許文献１乃至５に示すものが提案されている。
特許文献１に示すＨ形鋼用粗形鋼片の圧延方法は、二重可逆式圧延機によりＨ形鋼用粗形鋼片を圧延するに際し、ウェブ深さをそれぞれ同一の深さとした隣り合う２つ以上の造形孔型のうち粗形鋼片のウェブ高さにマッチする２つの造形孔型のウェブ部を共用し、粗形鋼片をこの共用する２つの造形孔型のウェブ部に跨った状態に挿通してフランジ幅を縮小圧延する段階を有するものである。

【0004】

この特許文献１に示すＨ形鋼用粗形鋼片の圧延方法によれば、フランジ幅縮小のための孔型が必要ないので、単一断面のビームブランクからウェブ高さが高く、しかもフランジ幅の狭いＨ形鋼を圧延することができる。

【0005】

また、特許文献２に示すＨ形鋼の圧延方法は、素材鋼片に、ブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧延およびエッジング圧延を行う粗圧延、仕上ユニバーサル圧延を順次施すＨ形鋼の圧延方法において、先材の仕上ユニバーサル圧延後もしくは粗ユニバーサル圧延後の長さ方向のフランジ幅分布を求める。そして、フランジ幅分布に基づいて次材に対する粗ユニバーサル圧延のフランジ厚み圧下率、ウェブ厚み圧下率のいずれかまたは両方を、先材の設定値を基準として変更するものである。

【0006】

この特許文献２に示すＨ形鋼の圧延方法によれば、特別な装置なしで、製品長さ方向のフランジ幅精度が良好なＨ形鋼を安定して製造することができる。

【0007】

また、特許文献３に示すＨ形鋼の圧延方法は、素材鋼片に、ブレークダウン圧延、粗ユニバーサル圧延およびエッジング圧延を行う粗圧延、仕上ユニバーサル圧延を順次施すＨ形鋼の圧延方法において、粗ユニバーサル圧延中、被圧延材の長手方向でフランジ厚み圧下率、ウェブ厚み圧下率のいずれか一方または両方を変化させるものである。

【0008】

この特許文献３に示すＨ形鋼の圧延方法によれば、製品長さ方向のフランジ幅精度が良好なＨ形鋼を安定して製造することができる。

【0009】

更に、特許文献４に示すＨ形鋼用粗圧延材のフランジ幅可変圧延方法は、孔底の幅方向中央に中央膨出部と中央膨出部の両側に溝部を形成した複数のフランジ拡幅孔型と、ウェブ部及びフランジ部を圧下する整形孔型とを有する二重孔型ロールを用い、矩形断面鋼片を素材としてＨ形鋼フランジ相当側面に割り込み・拡幅圧延した後、整形圧延を行うものである。そして、各フランジ拡幅孔型のうち第１孔型を除く孔型および整形孔型における最後パス後の被圧延材のフランジ幅を当該孔型の孔底幅より狭くし各孔型に被圧延材のフランジ相当部が充満しないように圧延するものである。

【0010】

この特許文献４に示すＨ形鋼用粗圧延材のフランジ幅可変圧延方法によれば、矩形断面のスラブを素材としてＨ形鋼の粗圧延材を二重孔型ロールを用いたブレークダウンミルで製造するに際して、ロール組替えをせずに一組のロール対のみでフランジ幅が異なりウェブ高さが等しい複数シリーズの粗圧延材を圧延することができる。

【0011】

また、特許文献５に示す形鋼用粗形鋼片の圧延方法は、素材から粗形鋼片を造形する粗造形圧延工程において、ウェブ高さを目的とする寸法となるまで拡大または縮小した後に、孔型ロールのウェブ部のフラットな部分を用いてフランジ幅を縮小するためのフランジ先端の圧下を行う際に、フランジ先端の圧下と造形孔型による造形圧延をそれぞれ所要回数もしくは交互に行うものである。

【0012】

この特許文献５に示す形鋼用粗形鋼片の圧延方法によれば、同一の孔型ロールを用いて、フランジ幅の異なる形鋼製品に対応する複数シリーズの粗形鋼片を、製品疵の原因となる欠陥を発生させることなく造形することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開平２－２０７９０１号公報

【特許文献2】特開平１１－１５１５１２号公報

【特許文献3】特開平１１－１５６４１４号公報

【特許文献4】特開平２－１６９１０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

ここで、Ｈ形鋼の製造に際しては、従来から、仕上圧延で製品形状となったＨ形鋼のフランジ幅がＨ形鋼の長手方向でばらついてしまい、製造の歩留まりが大きく低下するといった問題が存在する。

【0015】

図８には、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅の長手方向分布の一例が示されており、図８（ａ）にはＨ形鋼の長手方向の全長でフランジ幅が目標に対する公差範囲に入っている良好な例が示されている。また、図８（ｂ）にはＨ形鋼の長手方向の先端部及び尾端部についてはフランジ幅が目標に対する公差範囲に入っているが、Ｈ形鋼の長手方向の中央部（定常部）についてフランジ幅が公差下限よりも小さくなっている悪い例が示されている。

【0016】

図８（ｂ）に示すようなＨ形鋼の長手方向の中央部（定常部）についてフランジ幅が公差下限よりも小さくなっている場合、そのようなＨ形鋼については当然に製品とすることはできず不合格となるため、製造の歩留まりが大きく低下することになる。

【0017】

特許文献１に示すＨ形鋼用粗形鋼片の圧延方法の場合、フランジ幅縮小のための孔型が必要ないので、単一断面のビームブランクからウェブ高さが高く、しかもフランジ幅の狭いＨ形鋼を圧延することができる。しかし、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減する技術ではない。

【0018】

また、特許文献２に示すＨ形鋼の圧延方法の場合、特別の装置なしで、製品長さ方向のフランジ幅精度が良好なＨ形鋼を安定して製造することができる。しかし、このＨ形鋼の圧延方法の場合、中間圧延工程（粗ユニバーサル圧延工程）におけるフランジ厚み圧下率、ウェブ厚み圧下率のいずれかまたは両方を変更するもので、仕上圧延後のＨ形鋼の長手方向のフランジ幅を均一にする効果が少ないという課題があった。また、ウェブ高さが７００ｍｍ以上、あるいはフランジ幅が３５０ｍｍ以上となる大きな断面寸法となるＨ形鋼を製造する場合に、Ｈ形鋼の長手方向のフランジ幅を均一にする効果が特に足りなくなる場合があった。

【0019】

また、特許文献３に示すＨ形鋼の圧延方法の場合も、製品長さ方向のフランジ幅精度が良好なＨ形鋼を安定して製造することができる。しかし、このＨ形鋼の圧延方法の場合も、中間圧延工程（粗ユニバーサル圧延工程）におけるフランジ厚み圧下率、ウェブ厚み圧下率のいずれか一方または両方を変化させるものであり、仕上圧延後のＨ形鋼の長手方向のフランジ幅を均一にする効果が少ないという課題があった。また、粗ユニバーサル圧延中に、Ｈ形鋼の長手方向でフランジ厚み圧下率、ウェブ厚み圧下率のいずれか一方または両方を変化させるものであって設備的にその技術を行うのが困難であるという課題があった。

【0020】

更に、特許文献４に示すＨ形鋼用粗圧延材のフランジ幅可変圧延方法の場合、矩形断面のスラブを素材としてＨ形鋼の粗圧延材を二重孔型ロールを用いたブレークダウンミルで製造するに際して、ロール組替えをせずに一組のロール対のみでフランジ幅が異なりウェブ高さが等しい複数シリーズの粗圧延材を圧延することはできる。しかし、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することはできない。

【0021】

また、特許文献５に示す形鋼用粗形鋼片の圧延方法の場合、同一の孔型ロールを用いて、フランジ幅の異なる形鋼製品に対応する複数シリーズの粗形鋼片を、製品疵の原因となる欠陥を発生させることなく造形することができる。しかし、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することはできない。

【0022】

なお、従来の通常のＨ形鋼の製造方法にあっては、特許文献４で開示されたように、ブレークダウン圧延機による粗圧延後の粗形鋼片のフランジ幅は製品フランジ幅よりも大きい寸法に仕上げ、中間ユニバーサル圧延機等による中間圧延以降でフランジ幅を製品寸法に近づけるように減じていくことが技術常識であった。

【0023】

従って、本発明はこの従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブレークダウン圧延機による粗圧延工程の工夫によって、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することができるＨ形鋼の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0024】

本発明者らは、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅が、図８（ｂ）になってしまうような原因を探り、Ｈ形鋼の長手方向の中央部（定常部）を含む全長にわたってフランジ幅が目標に対する公差範囲内となるような解決策を見出すために、ブレークダウン圧延機による粗圧延条件に着目した。そして、粗圧延条件を種々の条件に変更して、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部の断面形状がどのように変化するのかを調査した。

【0025】

その結果を図９に示す。図９は、粗圧延後の粗形鋼片の断面形状を示す図２（ｂ）における矢印９で示す部分の拡大図である。
図９（ａ）は、粗圧延工程においてＨ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設けず、粗圧延工程終了後の粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を仕上圧延工程後のＨ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅よりも３０ｍｍ大きい寸法とする一般的な圧延条件でＨ形鋼素材を粗圧延した場合の、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部の断面形状を示している。図９（ａ）において、長手方向中央部（定常部）のフランジ部（破線で示される）の断面積が、長手方向尾端のフランジ部（実線で示される）の断面積よりも小さくなっている。長手方向中央部のフランジ部のフランジ厚ｔ４Ｍが１３０ｍｍ、長手方向尾端のフランジ部のフランジ厚ｔ４Ｂが１４６ｍｍであり、前者は後者よりも１６ｍｍ小さくなっている。

【0026】

これに対して、図９（ｂ）は、粗圧延工程においてＨ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設け、粗圧延工程終了後の粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を仕上圧延工程後のＨ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅より３０ｍｍ小さい寸法とする圧延条件でＨ形鋼素材を粗圧延した場合の、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部の断面形状を示している。図９（ｂ）において、長手方向中央部（定常部）のフランジ部（破線で示される）の断面積が、長手方向尾端のフランジ部（実線で示される）の断面積とほぼ同じになっており、長手方向でフランジ部の断面積が揃っている。この理由は、粗圧延工程においてＨ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設け、粗圧延工程終了後の粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を仕上圧延工程後のＨ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅より小さい寸法とすることで、フランジ部の厚みが増厚し、長手方向でフランジ部の厚み及び幅が揃うことになるからである。長手方向中央部のフランジ部のフランジ厚ｔ４Ｍが１５０ｍｍ、長手方向尾端のフランジ部のフランジ厚ｔ４Ｂが１５８ｍｍであり、前者と後者の差が８ｍｍで図９（ａ）の場合よりも当該差が小さくなっている。

【0027】

図９（ｂ）に示すように、長手方向中央部（定常部）のフランジ部の断面積が、長手方向尾端のフランジ部の断面積とほぼ同じになり、長手方向でフランジ部の断面積が揃う。これにより、中間圧延工程及び仕上圧延工程を経た仕上圧延後においてはフランジ部の厚みが長手方向において均一になるばかりでなく、フランジ部のフランジ幅が長手方向において均一に近づき、仕上圧延後のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することができることになる。

【0028】

なお、図９（ａ），（ｂ）においては、フランジ部の長手方向中央部（定常部）以外に長手方向尾端の断面形状が示されているが、フランジ部の長手方向先端についても長手方向尾端と同様の断面形状となることが確認されている。

【0029】

本発明は、この知見をもとになされたものであり、本発明の一態様に係るＨ形鋼の製造方法は、Ｈ形鋼素材をブレークダウン圧延機によって粗圧延して粗形鋼片とする粗圧延工程と、該粗圧延工程で粗圧延された前記粗形鋼片を中間圧延機によって圧延して仕上圧延用の被圧延材とする中間圧延工程と、該中間圧延工程で圧延された仕上圧延用の前記被圧延材を仕上圧延機によって仕上圧延して製品寸法のＨ形鋼とする仕上圧延工程とを有するＨ形鋼の製造方法であって、前記粗圧延工程において、前記Ｈ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設け、前記粗圧延工程終了後の前記粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を前記仕上圧延工程後の前記Ｈ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅以下に造形することを要旨とする。

【発明の効果】

【0030】

本発明に係るＨ形鋼の製造方法によれば、ブレークダウン圧延機による粗圧延工程の工夫によって、仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することができるＨ形鋼の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の一実施形態に係るＨ形鋼の製造方法が適用されるＨ形鋼の圧延設備の概略構成図である。

【図2】粗圧延前のＨ形鋼素材、粗圧延後の粗形鋼片、及び製品形状のＨ形鋼の断面形状を説明するもので、（ａ）は粗圧延前のＨ形鋼素材の断面図、（ｂ）粗圧延後の粗形鋼片の断面図、（ｃ）は製品形状のＨ形鋼の断面図である。

【図3】粗圧延工程におけるサイジング圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図である。

【図4】粗圧延工程におけるウェブ拡幅圧延の様子を説明するもので、（ａ）はウェブ拡幅第１圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図、（ｂ）はウェブ拡幅第２圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図である。

【図5】粗圧延工程におけるエッジング圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図である。

【図6】中間圧延工程及び仕上圧延工程を説明するもので、（ａ）は中間圧延工程における中間ユニバーサル圧延工程を説明するための断面図、（ｂ）は中間圧延工程における中間エッジング圧延工程を説明するための断面図、（ｃ）は仕上圧延工程を説明するための断面図である。

【図7】仕上圧延後の製品となったＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅の長手方向偏差と、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅から仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅を減算した値であるΔＢとの関係を示すグラフである。

【図8】仕上圧延後のＨ形鋼のフランジ部のフランジ幅の長手方向分布の一例を示し、（ａ）はＨ形鋼の長手方向の全長でフランジ幅が目標に対する公差範囲に入っている良好な例を示すグラフ、（ｂ）はＨ形鋼の長手方向の先端部及び尾端部についてはフランジ幅が目標に対する公差範囲に入っているが、Ｈ形鋼の長手方向の中央部（定常部）についてフランジ幅が公差下限よりも小さくなっている悪い例を示すグラフである。

【図9】粗圧延条件を種々の条件に変更して、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部の断面形状がどのように変化するのかの調査結果を示すもので、（ａ）は、粗圧延工程においてＨ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設けず、粗圧延工程終了後の粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を仕上圧延工程後のＨ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅よりも３０ｍｍ大きい寸法とする一般的な圧延条件でＨ形鋼素材を粗圧延した場合の、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部の断面形状を示すグラフ、（ｂ）は、粗圧延工程においてＨ形鋼素材のフランジ部のフランジ幅だけを圧下する圧延パスを設け、粗圧延工程終了後の粗形鋼片のフランジ部のフランジ幅を仕上圧延工程後のＨ形鋼のフランジ部の目標フランジ幅より３０ｍｍ小さい寸法とする圧延条件でＨ形鋼素材を粗圧延した場合の、粗圧延後の粗形鋼片のフランジ部の断面形状を示すグラフである。

【図10】実施例において、本発明例１、本発明例２、比較例１、及び比較例２のそれぞれの製造方法で仕上圧延した後のＨ形鋼について、長手方向全長にわたる２０点の位置のフランジ幅を測定した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。

【0033】

また、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

【0034】

図１に示すＨ形鋼の圧延設備１は、上流側から下流側に向けて、加熱炉２、ブレークダウン圧延機３、中間圧延機としての中間ユニバーサル圧延機４及び中間エッジング圧延機５、及び仕上圧延機としての仕上ユニバーサル圧延機６を順次配設してなる。
加熱炉２は、ブレークダウン圧延機３による粗圧延に供されるＨ形鋼素材（図２（ａ）参照）Ｓ１を所定温度に加熱する。

【0035】

Ｈ形鋼素材Ｓ１は、図２（ａ）に示すように、ウェブ高さ方向（図２（ａ）における左右方向）に延びるウェブ部Ｓ１Ｗと、ウェブ部Ｓ１Ｗのウェブ高さ方向の両端においてフランジ幅方向（図２（ａ）における上下方向）に延びる一対のフランジ部Ｓ１Ｆとを備えた鋼素材である。Ｈ形鋼素材Ｓ１は、連続鋳造でこの形状となるビームブランクをそのまま鋳造で製造する場合や、分塊圧延によってスラブからこの形状に造形される場合がある。

【0036】

Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅はＷ０で比較的短く、ウェブ部Ｓ１Ｗの厚みはＴ０で比較的厚い。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ高さはＨ０で比較的小さい。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅はＢ０で比較的大きく、フランジ厚はｔ０で比較的厚い。
ブレークダウン圧延機３は、加熱炉２からテーブルローラ（図示せず）上を搬送されたＨ形鋼素材Ｓ１を粗圧延して粗形鋼片（図２（ｂ）参照）Ｓ２とする（粗圧延工程）。

【0037】

粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２は、図２（ｂ）に示すように、ウェブ高さ方向に延びるウェブ部Ｓ２Ｗと、ウェブ部Ｓ２Ｗのウェブ高さ方向の両端においてフランジ幅方向に延びる一対のフランジ部Ｓ２Ｆとを備えた鋼素材である。

【0038】

粗形鋼片Ｓ２のウェブ部Ｓ２Ｗの内幅はＷ４でＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅Ｗ０よりも大きく造形される。また、粗形鋼片Ｓ２のウェブ部Ｓ２Ｗの厚みはＴ４でＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの厚みＴ０よりも薄くなる。また、粗形鋼片Ｓ２のウェブ高さはＨ４でＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ高さＨ０よりも大きく図２（ｃ）に示す仕上圧延後の製品形状のＨ形鋼Ｈのウェブ高さＨｗに合わせた寸法に造形される。さらに、粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅はＢ４でＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅Ｂ０よりも小さく、かつ、仕上圧延後の製品形状のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆのフランジ幅Ｂｆ（目標フランジ幅）よりも小さく造形される。また、粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆの厚みはｔ４でＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆの厚みｔ０よりも薄く、かつ、仕上圧延後の製品形状のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの厚みｔＦよりも厚く造形される。

【0039】

ここで、フランジ部Ｓ２Ｆの厚み（フランジ厚）は、フランジ高さ（幅）方向で分布を持つが、ｔ４はその平均値を表している。
ブレークダウン圧延機３による粗圧延工程について、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図３は、粗圧延工程におけるサイジング圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図である。図４は、粗圧延工程におけるウェブ拡幅圧延の様子を説明するもので、（ａ）はウェブ拡幅第１圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図、（ｂ）はウェブ拡幅第２圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図である。図５は、粗圧延工程におけるエッジング圧延の様子を、サイジング圧延用孔型、ウェブ拡幅第１圧延用孔型、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型とともに示す断面図である。

【0040】

ブレークダウン圧延機３による粗圧延工程は、サイジング圧延工程、ウェブ拡幅圧延工程、及びエッジング圧延工程を備えている。
サイジング圧延工程では、図３に示すように、ブレークダウン圧延機３に設けられた上圧延ロール３１及び下圧延ロール３２の周面に形成されたサイジング圧延用孔型３３を用いて、複数パスでＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗを厚さ方向に圧延し、かつ、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延する。これにより、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの厚み（ウェブ厚）はＴ０からＴ１に減厚され、その厚み（ウェブ厚）Ｔ１に決定される。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅はＷ０からＷ１に拡幅される。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅はＢ０からＢ１に減幅される。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆの厚み（フランジ厚）はｔ０からｔ１に減厚される。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ高さはＨ０からＨ１に拡大される。

【0041】

また、ウェブ拡幅圧延工程は、図４（ａ）に示すウェブ拡幅第１圧延工程と、図４（ｂ）に示すウェブ拡幅第２圧延工程とを備え、サイジング工程で粗圧延されたＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅を拡幅する。

【0042】

ウェブ拡幅第１圧延工程では、図４（ａ）に示すように、ブレークダウン圧延機３に設けられた上圧延ロール３１及び下圧延ロール３２の周面に形成されたウェブ拡幅第１圧延用孔型３４を用いて、複数パスでサイジング工程で粗圧延されたＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅をＷ１からＷ２に拡幅する。この際に、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ高さはＨ１からＨ２に拡大される。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅はＢ１からＢ２となる。ただし、この例では、ウェブ拡幅第１圧延用孔型３４におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３４ａの孔型深さｂ２（図４（ｂ）参照）は、サイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１（図４（ｂ）参照）と同一であり、Ｂ２はＢ１にほぼ等しい。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆの厚み（ウェブ厚）はｔ１からｔ２となるが、ｔ２はｔ１にほぼ等しい。さらに、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの厚み（ウェブ厚）はＴ１からＴ２となるが、ウェブ拡幅第１圧延工程では、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの積極的な厚み圧下は行われず、Ｔ２はＴ１にほぼ等しい。

【0043】

また、ウェブ拡幅第２圧延工程では、図４（ｂ）に示すように、ブレークダウン圧延機３に設けられた上圧延ロール３１及び下圧延ロール３２の周面に形成されたウェブ拡幅第２圧延用孔型３５を用いて、複数パスでウェブ拡幅第１圧延工程で圧延されたＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅をＷ２からＷ３に拡幅する。この際に、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ高さはＨ２からＨ３に拡大される。また、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆの厚み（フランジ厚）はｔ２からｔ３となるが、ｔ３はｔ２にほぼ等しい。さらに、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの厚み（ウェブ厚）はＴ２からＴ３となるが、ウェブ拡幅第２圧延工程においても、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの積極的な厚み圧下は行われず、Ｔ３はＴ２にほぼ等しい。

【0044】

なお、この例では、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅はＢ２からＢ３に減幅される。ウェブ拡幅第２圧延用孔型３５におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３５ａの孔型深さｂ３（図４（ｂ）参照）は、ウェブ拡幅第１圧延用孔型３４におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３４ａの孔型深さｂ２よりも浅くなっている。サイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１は、ウェブ拡幅第１圧延用孔型３４におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３４ａの孔型深さｂ２に等しい。このため、ウェブ拡幅第２圧延用孔型３５におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３５ａの孔型深さｂ３は、サイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１よりも浅くなっている（ｂ３＜ｂ２＝ｂ１）。

【0045】

このようにすることで、ウェブ拡幅圧延工程の際に、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅を圧下することができ、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅を長手方向でより均等化することができる。

【0046】

本実施形態の場合、ウェブ拡幅圧延工程は、ウェブ拡幅第１圧延用孔型３４を用いたウェブ拡幅第１圧延工程と、ウェブ拡幅第２圧延用孔型３５を用いたウェブ拡幅第２圧延工程の２段階で行っているが、１つのウェブ拡幅圧延用孔型を用いて１段階で行っても、３つ以上のウェブ拡幅圧延用孔型を用いて３段階以上で行ってもよい。また、サイジング圧延工程で圧延されたＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅Ｗ１もしくはウェブ高さＨ１が、後述する中間ユニバーサル圧延機４及び中間エッジング圧延機５による中間圧延工程以降における粗形鋼片Ｓ２のウェブ部Ｓ２Ｗの内幅またはウェブ高さに合った孔型であれば、ウェブ拡幅圧延工程自体が不要である。

【0047】

また、エッジング圧延工程では、図５に示すように、ブレークダウン圧延機３に設けられた上圧延ロール３１及び下圧延ロール３２の周面に形成されたサイジング圧延用孔型３３及びこれに隣接するウェブ拡幅第１圧延用孔型３４を用いて、ウェブ拡幅圧延工程で圧延されたＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下し、粗圧延工程終了後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅を後述する仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部ＨＦの目標フランジ幅以下に造形する。つまり、エッジング圧延工程において、ウェブ拡幅第２圧延工程で圧延されたＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下してフランジ幅をＢ３からＢ４に減幅する。この粗形鋼片Ｓ２のフランジ幅Ｂ４は、仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標のフランジ幅Ｂｆ（図２（ｃ）参照）以下である。

【0048】

これにより、粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆの厚み（フランジ厚）が増厚し、長手方向でフランジ部Ｓ２Ｆの厚み及び幅が揃い、図９（ｂ）に示すように、長手方向中央部（定常部）のフランジ部の断面積が、長手方向尾端のフランジ部の断面積とほぼ同じになり、長手方向でフランジ部の断面積が揃う。これにより、中間圧延工程及び仕上圧延工程を経た仕上圧延後においてはフランジ部の厚み（フランジ厚）が長手方向において均一になるばかりでなく、フランジ部のフランジ幅が長手方向において均一に近づき、仕上圧延後のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することができる。

【0049】

このＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下するエッジング圧延工程は、本実施形態では、ウェブ拡幅圧延工程が終了した粗圧延工程における最終圧延パスで実施されている。これにより、孔型設計や圧延パススケジュールの設計が簡便となり、好ましい。ただし、このＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下するエッジング圧延工程の圧下パスは、粗圧延工程における最終圧延パスのみならず、最終圧延パス以前の圧延パスで実施されてもよい。例えば、孔型形状を変えてエッジング圧延工程の圧下パスをウェブ拡幅第１圧延工程とウェブ拡幅第２圧延工程の間に行ってもよい。

【0050】

中間ユニバーサル圧延機４及び中間エッジング圧延機５は、ブレークダウン圧延機３の下流側に設置され、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ブレークダウン圧延機３による粗圧延工程で粗圧延された粗形鋼片Ｓ２を圧延して略製品寸法となる仕上圧延用のウェブ部Ｓ３Ｗ及び一対のフランジ部Ｓ３Ｆを有する被圧延材Ｓ３とする（中間圧延工程）。なお、ここでいう略製品寸法とは、仕上圧延工程で被圧延材を製品寸法とすることができる寸法のことである。

【0051】

中間圧延工程は、図６（ａ）に示す中間ユニバーサル圧延機４による中間ユニバーサル圧延工程と、図６（ｂ）に示す中間エッジング圧延機５による中間エッジング圧延工程とを含んでいる。
中間ユニバーサル圧延機４は、図６（ａ）に示すように、水平軸上を回転する上下一対の水平ロール４１，４２と、垂直軸上を回転する左右一対の竪ロール４３，４４とを有している。

【0052】

中間ユニバーサル圧延機４による中間ユニバーサル圧延工程では、リバース圧延で複数パスの圧延が行われ、図６（ａ）に示すように、水平ロール４１，４２により粗形鋼片Ｓ２のウェブ部Ｓ２Ｗの高さ方向の全面を板厚方向に圧下し、竪ロール４３，４４と水平ロール４１，４２の側面でフランジ部Ｓ２Ｆをその板厚方向に圧下する。

【0053】

また、中間エッジング圧延機５は、中間ユニバーサル圧延機４の下流側に設置され、図６（ｂ）に示すように、それぞれが水平軸方向に大径ロール部及び小径ロール部を備えた上下一対の水平ロール５１，５２を備えている。

【0054】

中間エッジング圧延機５による中間エッジング圧延工程では、リバース圧延で複数パスの圧延が行われ、図６（ｂ）に示すように、上下一対の水平ロール５１，５２の大径ロール部が中間ユニバーサル圧延された粗形鋼片Ｓ２のウェブ部Ｓ２Ｗを誘導し、小径ロール部がフランジ部Ｓ２Ｆの端面をその幅方向に圧下し、粗形鋼片Ｓ２を略製品寸法となる仕上圧延用の被圧延材Ｓ３とする。

【0055】

ここで、本実施形態においては、前述したように、粗圧延工程終了後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４を仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標のフランジ幅Ｂｆ以下に造形する。このため、中間エッジング圧延工程では、製品フランジ幅に合わせた中間エッジングの孔型深さ（上下一対の水平ロール５１，５２の小径ロール部間の距離）に対し、材料のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅が小さくなる。このため、中間エッジング圧延工程では、フランジ幅の圧下量がない（圧下量が０ｍｍ）となる圧延パスが発生する。

【0056】

しかしながら、粗圧延工程におけるエッジング圧延工程において、粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆの厚み（フランジ厚）を増厚させている。このため、中間ユニバーサル圧延機４による中間ユニバーサル圧延工程において、粗形鋼片Ｓ２のウェブ部Ｓ２Ｗの厚み圧下に対して、フランジ部Ｓ２Ｆの厚み圧下を相対的に大きくする「フランジ強圧下」がたやすく行える。「フランジ強圧下」を行うことで、中間ユニバーサル圧延でのフランジ部Ｓ２Ｆの幅広がりを促進させることができ、中間ユニバーサル圧延の後半パスではフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅を製品フランジ幅よりも大きくすることができる。このため、中間エッジング圧延工程において、フランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅の圧下量を確保することができる。

【0057】

上記のとおり、中間ユニバーサル圧延工程で「フランジ強圧下」が行えるように、中間圧延工程でのフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ総厚み圧下率Σｒｆとウェブ部Ｓ２Ｗのウェブ総厚み圧下率Σｒｗとの差Σｒｆ－Σｒｗは、０．０５５以上であることが好ましく、０．０６０以上であることがさらに好ましい。

【0058】

ここで、中間圧延工程後のフランジ部Ｓ３Ｆのフランジ厚をｔＩとすれば、フランジ総厚み圧下率Σｒｆは、Σｒｆ＝（ｔ４－ｔＩ）／ｔ４と計算される。

【0059】

また、中間圧延工程後のウェブ部Ｓ３Ｗのウェブ厚をＴＩとすれば、ウェブ総厚み圧下率Σｒｗは、Σｒｗ＝（Ｔ４－ＴＩ）／Ｔ４と計算される。
通常、中間圧延工程後のフランジ部Ｓ３Ｆのフランジ厚ｔＩ及びウェブ部Ｓ３Ｗのウェブ厚ＴＩは、製品のフランジ部Ｆのフランジ厚ｔＦ（図２（ｃ）参照）及びウェブ部Ｗのウェブ厚Ｔｗ（図２（ｃ）参照）から仕上圧延での必要な厚み圧下率を加味して決められる。したがって、Σｒｆ－Σｒｗが前述した値となるように、粗形鋼片Ｓ２の段階でのフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ厚ｔ４及びウェブ部Ｓ２Ｗのウェブ厚Ｔ４を設定することが望ましい。

【0060】

また、仕上ユニバーサル圧延機６は、中間ユニバーサル圧延機４及び中間エッジング圧延機５の下流側に設置され、図６（ｃ）に示すように、中間圧延工程で圧延された略製品寸法となる仕上圧延用の被圧延材Ｓ３を仕上圧延して製品寸法のＨ形鋼Ｈ（図２（ｃ）参照）とする（仕上圧延工程）。
この仕上圧延工程を経てＨ形鋼Ｈは製造される。

【0061】

仕上ユニバーサル圧延機６は、図６（ｃ）に示すように、水平軸上を回転する上下一対の水平ロール６１，６２と、垂直軸上を回転する左右一対の竪ロール６３，６４とを備えている。
仕上ユニバーサル圧延機６による仕上圧延工程では、上下一対の水平ロール６１，６２及び左右一対の竪ロール６３，６４によって被圧延材Ｓ３のウェブ部Ｓ３Ｗ及びフランジ部Ｓ３Ｆを製品寸法の厚みに圧下するとともに、フランジ部Ｓ３Ｆの角度おこしが行われる。これにより、図２（ｃ）に示すように、ウェブ高さがＨｗ、フランジ部Ｆのフランジ幅がＢｆ、ウェブ部Ｗの厚み（ウェブ厚）がＴｗ、フランジ部Ｆの厚み（フランジ厚）がｔＦの製品寸法のＨ形鋼Ｈが得られる。

【0062】

図７には、仕上圧延後の製品となったＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆのフランジ幅の長手方向偏差と、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４から仕上圧延後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆを減算した値であるΔＢとの関係が示されている。この図７は、製品形状のＨ形鋼Ｈの寸法につき、ウェブ高さＨｗが１０００ｍｍ、フランジ部Ｆのフランジ幅が４００ｍｍ、ウェブ部Ｗの厚み（ウェブ厚）Ｔｗが１９ｍｍ、及びフランジ部Ｆの厚み（フランジ厚）ｔＦが４０ｍｍとなるＨ形鋼で調査した結果を示すものである。

【0063】

図８に示すフランジ幅の公差上限と公差下限との差である公差は、上述寸法のＨ形鋼では±２ｍｍであり、長手偏差３ｍｍ、すなわち長手方向における目標に偏差±１．５ｍｍを目標とすると、図７を参照して、ΔＢは０ｍｍ以下が好適であることを確認した。
このため、本実施形態に係るＨ形鋼の製造方法においては、粗圧延工程において、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下する圧延パス（エッジング圧延工程）を設けている。そして、粗圧延工程終了後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４を仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ以下に造形するようにしている。

【0064】

ここで、「ΔＢを０ｍｍ以下にする」という条件は、中間圧延工程でのフランジＳ２Ｆの幅広がりを従来よりも大きくとる、という条件をも成立させる。この条件によっても、製品段階でのフランジ幅Ｂｆ（仕上圧延後の目標フランジ幅と同等）を長手方向で揃える効果を発揮する。

【0065】

なお、ΔＢをあまりにも小さくなるようにすると、中間圧延工程でのフランジ幅広がり量が足りなくなり、製品のフランジ幅Ｂｆを確保できなくなる可能性が出てくる。したがって、ΔＢは製品のフランジ幅Ｂｆの－１０％以上（－０．１Ｂｆ（ｍｍ）≦ΔＢ≦０（ｍｍ））とすることが好ましい。

【0066】

粗圧延工程においてエッジング圧延を行わない場合や粗圧延でエッジング圧延を行ってもその圧下量が少なくΔＢが０ｍｍを超える場合には、粗圧延でのエッジング圧延による「フランジ部Ｓ２Ｆの増厚」が不十分となる。すると、図９（ａ）に示すように、長手方向でフランジ部Ｓ２Ｆの厚み（フランジ厚）が揃わず、長手方向中央部（定常部）のフランジ部の断面積が、長手方向先尾端のフランジ部の断面積よりも小さくなる。このため、中間圧延工程及び仕上圧延工程を経た仕上圧延後においては、長手中央部（定常部）のフランジ幅が目標よりも小さくなってしまう。このような状況は、特に、ウェブ部Ｗの厚み（ウェブ厚）Ｔｗに対してフランジ部Ｆの厚み（フランジ厚）ｔＦが相対的に厚い（ｔＦ／Ｔｗ≧２）の断面で発生しやすく、本願発明が特に有効となる。

【0067】

このように、本実施形態に係るＨ形鋼の製造方法によれば、粗圧延工程において、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下する圧延パス（エッジング圧延工程）を設けている。そして、粗圧延工程終了後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４を仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ以下に造形するようにしている。

【0068】

これにより、粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆの厚みが増厚し、長手方向でフランジ部Ｓ２Ｆの厚み及び幅が揃い、長手方向中央部（定常部）のフランジ部の断面積が、長手方向尾端のフランジ部の断面積とほぼ同じになり、長手方向でフランジ部の断面積が揃う。これにより、中間圧延工程及び仕上圧延工程を経た仕上圧延後においてはフランジ部の厚み（フランジ厚）が長手方向において均一になるばかりでなく、フランジ部のフランジ幅が長手方向において均一に近づき、仕上圧延後のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減することができる。

【0069】

また、本実施形態に係るＨ形鋼の製造方法によれば、粗圧延工程における前述の圧延パスは、粗圧延工程における最終圧延パスであるので、粗圧延工程において、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下する際の孔型設計や圧延パススケジュール設計を簡便なものとすることができる。

【0070】

また、本実施形態に係るＨ形鋼の製造方法によれば、粗圧延工程は、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗを厚さ方向に圧延し、かつ、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するサイジング圧延工程と、Ｈ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅を拡幅するウェブ拡幅圧延工程と、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下する圧延パスを有するエッジング圧延工程と、を含んでいる。

【0071】

これにより、粗圧延工程において、サイジング圧延工程でＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗを厚さ方向に圧延し、かつ、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延する。また、ウェブ拡幅圧延工程でＨ形鋼素材Ｓ１のウェブ部Ｓ１Ｗの内幅を拡幅する。更に、エッジング圧延工程でＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下する。これにより、粗圧延工程終了後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４を仕上圧延工程後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ以下に造形する。

【0072】

また、本実施形態に係るＨ形鋼の製造方法によれば、ウェブ拡幅第２圧延工程（ウェブ拡幅圧延工程）に用いるウェブ拡幅第２圧延用孔型（ウェブ拡幅圧延用孔型）３５におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３５ａの孔型深さｂ３は、サイジング圧延工程に用いるサイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１よりも浅い。

【0073】

これにより、ウェブ拡幅圧延工程の際に、Ｈ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅を圧下することができ、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅を長手方向でより均等化することができる。
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に種々の変更、改良を行うことができる。

【0074】

例えば、このＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅だけを圧下するエッジング圧延工程の圧下パスは、粗圧延工程における最終圧延パスのみならず、最終圧延パス以前の圧延パスで実施されてもよい。例えば、孔型形状を変えてエッジング圧延工程の圧下パスをウェブ拡幅第１圧延工程とウェブ拡幅第２圧延工程の間に行ってもよい。

【0075】

また、ウェブ拡幅第２圧延工程に用いるウェブ拡幅第２圧延用孔型３５におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３５ａの孔型深さｂ３は、サイジング圧延工程に用いるサイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１よりも浅くする必要は必ずしもない。

【0076】

また、サイジング圧延工程に用いるサイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１よりも孔型深さを浅くするフランジ圧延部の孔型は、ウェブ拡幅第２圧延用孔型３５に限らず、ウェブ拡幅第１圧延用孔型３４であってもよい。また、サイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１よりも孔型深さを浅くするフランジ圧延部の孔型は、ウェブ拡幅圧延を１つのウェブ拡幅圧延用孔型を用いて１段階で行う場合、このウェブ拡幅圧延用孔型とすればよい。また、ウェブ拡幅圧延を３つ以上のウェブ拡幅圧延用孔型を用いて３段階以上で行う場合、３つ以上のウェブ拡幅圧延用孔型うちいずれかのウェブ拡幅圧延用孔型を当該孔型深さｂ１よりも孔型深さを浅くするフランジ圧延部の孔型とすればよい。

【0077】

また、Ｈ形鋼素材Ｓ１は、加熱炉２で加熱されたものに限らず、加熱してないものであってもよい。
また、中間圧延工程では、中間ユニバーサル圧延機４及び中間エッジング圧延機５を用いて粗形鋼片Ｓ２を圧延しているが、中間ユニバーサル圧延機４及び中間エッジング圧延機５に限らず他の中間圧延機を用いてもよい。

【0078】

また、仕上圧延工程では、仕上ユニバーサル圧延機６を用いて略製品寸法となる仕上圧延用の被圧延材Ｓ３を仕上圧延をしているが、仕上ユニバーサル圧延機６に限らず他の仕上圧延機を用いてもよい。

【実施例0079】

本発明の効果を検証すべく、以下の製造条件でＨ形鋼を製造し、その製造結果として製造（仕上圧延）されたＨ形鋼の長手方向の全長にわたるフランジ幅を測定した。

【0080】

＜製造条件＞
(１)Ｈ形鋼の目標製品断面寸法
断面呼称がＨ１０００×４００×１９×４０となるＨ形鋼。目標製品寸法がウェブ高さＨｗ：１０００ｍｍ、フランジ部Ｆのフランジ幅Ｂｆ：４００ｍｍ（仕上圧延後のフランジ幅の目標は、熱寸で４０３．２ｍｍ）、ウェブ部Ｗの厚み（ウェブ厚）Ｔｗ：１９ｍｍ、フランジ部Ｆの厚み（フランジ厚）ｔＦ：４０ｍｍとなるＨ形鋼Ｈを製造した。

【0081】

(２)粗圧延工程で使用した圧延ロール
粗圧延工程で使用された圧延ロールは、図３乃至図５に示す上圧延ロール３１及び下圧延ロール３２である。上圧延ロール３１及び下圧延ロール３２の周面には、サイジング圧延用孔型３３、ウェブ拡幅第１圧延用孔型３４、及びウェブ拡幅第２圧延用孔型３５が形成されている。ウェブ拡幅第２圧延用孔型３５におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３５ａの孔型深さｂ３は、サイジング圧延用孔型３３におけるＨ形鋼素材Ｓ１のフランジ部Ｓ１Ｆを幅方向に圧延するフランジ圧延部３３ａの孔型深さｂ１よりも５ｍｍ浅い。

【0082】

(３)Ｈ形鋼素材及び粗圧延後の粗形鋼片の寸法
Ｈ形鋼素材Ｓ１の寸法：ウェブ高さＨ０が１１６０ｍｍ、フランジ部Ｓ１Ｆのフランジ幅Ｂ０が５４０ｍｍ、ウェブ部Ｓ１Ｗの厚み（ウェブ厚）Ｔ０が１４０ｍｍ、フランジ部Ｓ１Ｆの厚み（フランジ厚）ｔ０が２１０ｍｍであった。
粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２の寸法：粗圧延工程において、本発明例１、本発明例２、比較例１、及び比較例２の製造方法で上述のＨ形鋼素材Ｓ１を粗圧延した。
本発明例１、本発明例２、比較例１、及び比較例２のいずれの場合も、粗圧延工程において、サイジング圧延及びウェブ拡幅圧延（ウェブ拡幅第１圧延及びウェブ拡幅第２圧延）を行った。

【0083】

また、本発明例１、本発明例２、及び比較例１の場合は、ウェブ拡幅圧延の後にエッジング圧延を行い、粗圧延工程の最終パスでエッジング圧延を実施したが、比較例２の場合は、エッジング圧延は行わず、ウェブ拡幅圧延で粗圧延工程を終了した。

【0084】

本発明例１におけるエッジング圧延での圧下量については、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４が仕上圧延後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ（仕上圧延後のフランジ幅の目標は、熱寸で４０３．２ｍｍ）に対して１３．２ｍｍ小さくなる圧下量であった。また、本発明例２におけるエッジング圧延での圧下量については、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４が仕上圧延後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ（仕上圧延後のフランジ幅の目標は、熱寸で４０３．２ｍｍ）に対して３．２ｍｍ小さくなる圧下量であった。更に、比較例１におけるエッジング圧延での圧下量については、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２のフランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４が仕上圧延後のＨ形鋼Ｈのフランジ部Ｆの目標フランジ幅Ｂｆ（仕上圧延後のフランジ幅の目標は、熱寸で４０３．２ｍｍ）に対して６．８ｍｍ大きくなる圧下量であった。

【0085】

その結果、粗圧延後の粗形鋼片Ｓ２の寸法については、本発明例１、本発明例２、比較例１、及び比較例２のそれぞれについて、ウェブ高さＨ４が１３００ｍｍ、ウェブ部Ｓ２Ｗの厚み（ウェブ厚）Ｔ４が５５ｍｍであった。

【0086】

また、フランジ部Ｓ２Ｆのフランジ幅Ｂ４については、
本発明例１：３９０ｍｍ（ΔＢ＝－１３．２ｍｍ）
本発明例２：４００ｍｍ（ΔＢ＝－３．２ｍｍ）
比較例１：４１０ｍｍ（ΔＢ＝＋６．８ｍｍ）
比較例２：４３０ｍｍ（ΔＢ＝＋２６．８ｍｍ）
であった。

【0087】

なお、上記のフランジ幅圧下条件で、フランジ部Ｓ２Ｆのフランジ厚ｔ４は長手定常部で、
本発明例１：１４４ｍｍ
本発明例２：１４１ｍｍ
比較例１：１３７ｍｍ
比較例２：１３１ｍｍ
となる。中間圧延工程後のウェブ部Ｓ３Ｗの目標ウェブ厚ＴＩは１９．３ｍｍ、フランジ部Ｓ３Ｆの目標フランジ厚ｔＩは４１．２ｍｍであり、Σｒｗは０．６４９で、（Σｒｆ－Σｒｗ）は、
本発明例１：０．０６５
本発明例２：０．０５８
比較例１：０．０５０
比較例２：０．０３６
となる。

【0088】

（４）粗圧延工程、中間圧延工程、及び仕上圧延工程での圧延パス数
粗圧延工程：サイジング圧延工程１７パス、ウェブ拡幅圧延工程２パス、エッジング圧延工程２パスの合計２１パスであった。
中間圧延工程：中間ユニバーサル圧延及び中間エッジング圧延それぞれで２１パスであった。
仕上圧延工程：１パスであった。

【0089】

＜製造結果＞
図１０に、本発明例１、本発明例２、比較例１、及び比較例２のそれぞれの製造方法で製造した仕上圧延後のＨ形鋼について、長手方向全長にわたる２０点の位置のフランジ幅を測定した結果を示す。Ｈ形鋼の長手方向全長にわたる２０点の位置は、Ｈ形鋼の長手方向全長を２０等分した位置である。また、フランジ幅は一対のフランジ部のフランジ幅の平均値であり、測定値は冷間での測定値である。

【0090】

本発明例１（図１０における〇：ΔＢ＝－１３．２ｍｍ）及び本発明例２（図１０における△：ΔＢ＝－３．２ｍｍ）の場合、目標のフランジ幅Ｂｆ：４００ｍｍ、公差上限４０２ｍｍ、公差下限３９８ｍｍに対し、長手方向全長にわたるフランジ幅が公差範囲内に入り、良好であった。

【0091】

これに対して、比較例１（図１０における□：ΔＢ＝＋６．８ｍｍ）及び比較例２（図１０における×：ΔＢ＝＋２６．８ｍｍ）の場合、目標のフランジ幅Ｂｆ：４００ｍｍ、公差上限４０２ｍｍ、公差下限３９８ｍｍに対し、長手方向中央部（定常部）のフランジ幅が公差下限を下回る不合格品となった。

【0092】

なお、比較例１及び比較例２の粗圧延条件では、特許文献２に記載されたＨ形鋼の圧延方法を参照して、中間圧延でのパススケジュールの工夫を試みたが、どのようにしても、長手方向中央部（定常部）のフランジ幅を公差下限より大きくすることができなかった。
このようにして、本発明により、仕上圧延後のフランジ部のフランジ幅の長手方向のばらつきを低減できることが確認された。

【符号の説明】

【0093】

１ Ｈ形鋼の圧延設備
２ 加熱炉
３ ブレークダウン圧延機
４ 中間ユニバーサル圧延機
５ 中間エッジング圧延機
６ 仕上圧延機
Ｓ１ Ｈ形鋼素材
Ｓ１Ｗ ウェブ部
Ｓ１Ｆ フランジ部
Ｓ２ 粗形鋼片
Ｓ２Ｗ ウェブ部
Ｓ２Ｆ フランジ部
Ｓ３ 被圧延材
Ｓ３Ｗ ウェブ部
Ｓ３Ｆ フランジ部
Ｈ Ｈ形鋼
Ｗ ウェブ部
Ｆ フランジ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】