T型钢热轧生产线的冷却装置、T型钢的制造设备以及制造方法

摘要

一种能够尽量减少由于凸缘与腹板的温度差而发生的冷却弯曲的T型钢热轧生产线的冷却装置(8)，包括：通过水冷对截面大致T字形的由腹板(21)以及凸缘(22)构成的被轧制材料H的凸缘外表面进行冷却的外表面水冷喷嘴(8a)；和/或通过水冷对被轧制材料的凸缘内表面进行冷却的内表面水冷喷嘴。外表面水冷喷嘴和/或上述内表面水冷喷嘴设置在如下位置和朝向，即在被轧制材料的腹板从相对于输送被轧制材料的辊道(13)大致水平的状态倾斜到腹板的前端与凸缘下端为相同高度的状态时，无论在腹板的哪一种倾斜状态下，均可向凸缘的外表面和/或内表面注水。

说明书

技术领域

本发明涉及通过热轧制造T型钢(T-bar)时的冷却装置、制造设备以及制造方法。

背景技术

图11表示T型钢的截面形状。T型钢20为由腹板(web)21和凸缘(flange)22构成的截面T字状的型钢，广泛应用于造船、桥梁等领域。T型钢根据其用途、使用条件、使用部位等制造出各种尺寸的成品。通常使用的T型钢20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：190～980mm左右、凸缘宽度：80～400mm左右、凸缘厚度：12～40mm左右。并且，在用于造船的T型钢20的情况下，多是腹板高度为凸缘宽度的2倍以上。

一般地说，T型钢20通过将腹板21和凸缘22焊接制造而成，但也公开有通过热轧一体成形的技术。

例如，公开了如下技术：为了高效地通过热轧制造出腹板厚度、凸缘厚度、腹板高度以及凸缘宽度为各种尺寸的T型钢，因而在中间轧制工序和精轧工序分别配置1台万能轧机(universal mill)(例如，参照专利文献1)。图12表示热轧设备的一例。

该热轧设备101包括：粗造型轧机102，对从加热炉(未图示)输出的原材钢坯进行往复轧制而粗成型截面大致T字形；中间轧机组103，将通过该粗造型轧机102粗成型成大致T字形状的T型钢坯(参照图14)成型为大致成品尺寸的T型钢；万能精轧机106，将成型为大致成品尺寸的T型钢成型为成品尺寸的T型钢。中间轧机组103包括万能粗轧机104和设置在万能粗轧机104的下游的轧边机(edger mill)105。

由粗造型轧机102进行的轧制工序为粗造型轧制工序，图13(A)示意性地表示粗造型轧机102的结构。粗造型轧机102包括形成3组孔型的上辊102a以及下辊102b。并且，粗造型轧机102在所述孔型顺次轧制原材钢坯，得到图14所示的由腹板21以及凸缘22构成的被轧制材料(T型钢坯)H。

并且，由构成中间轧机组103的万能粗轧机104以及轧边机105进行的轧制工序为中间轧制工序，图13(B)示意性地表示万能粗轧机104的结构，图13(C)示意性地表示轧边机105的结构。如图13(B)所示，万能粗轧机104包括一对水平辊(horizontal roll)141a、141b、一对立辊(vertical roll)142a、142b。如图13(C)所示，轧边机105包括分别具有大径辊部153和小径辊部154的一对轧辊151a、151b。对于在粗造型轧制工序中得到的被轧制材料(T型钢坯)H，通过构成设置在粗造型轧机102的下游侧的中间轧机组103的万能粗轧机104以及轧边机105使腹板21和凸缘22的厚度减少，并且成为凸缘22的凸缘宽度被调整的被轧制材料(大致成品尺寸的T型钢)H。此时，即使不通过对水平辊141a、141b的辊开度(ro1l gap)进行调整来更换辊，也能够调整为各种腹板厚度，另外，能够通过调整立辊142a的辊开度来调整为各种凸缘厚度。并且，能够通过调整一对轧边辊151a、151b的小径部154间的间隔来对凸缘宽度进行调整。

并且，由万能精轧机106进行的轧制工序为精轧工序，图13(D)示意性地表示万能精轧机的结构。如图13(D)所示，万能精轧机106包括一对水平辊161a、161b和一对立辊162a、162b。并且，对于在中间轧制工序得到的被轧制材料H，利用万能精轧机106使凸缘22垂直立起，从而成为成品截面形状。

但是，在热轧的T型钢20中，如图15所示，在其冷却过程中，存在凸缘22的一侧产生如凹状的弯曲(camber)的问题。针对这种问题，专利文献1也有所提出(第2页左栏倒数第五行～倒数第四行)，在专利文献1记载的T型钢的制造方法中，作为其对策公开了如下方案：在T型钢的轧制中或精轧后的高温时，例如向凸缘外表面(没有腹板的一侧)注水而对凸缘进行冷却，尽量保持极小的轴杆(腹板)与凸缘的温差的同时对T型钢进行冷却(第2页右栏倒数第五行～第3页左栏第一行)。并且，在专利文献2中，公开了如下技术：将结束热轧的T型钢以腹板朝向大致水平方向的姿势向长度方向进行输送，并对该T型钢的凸缘的外表面或凸缘的内表面(有腹板的一侧)以及外表面进行水冷。

专利文献1：日本特公昭43-19671号公报

专利文献2：日本特开2008-126259号公报

但是，可知在所述专利文献1以及2记载的以往的T型钢的制造方法中，存在如下问题。

即，在专利文献1所述的T型钢的制造方法中，作为解决在冷却T型钢的过程中发生向凸缘侧的弯曲的对策，在T型钢的轧制中或精轧后的高温时，例如向凸缘外表面注水而对凸缘进行冷却，但没有记载具体在制造T型钢的制造设备的何处对凸缘进行冷却才能有效地防止冷却引起的T型钢的弯曲。

并且，在专利文献2中，公开了通过水冷对结束了热轧的T型钢的凸缘进行冷却(进行水冷却)的技术，但根据本发明者的研究，在该专利文献2所述的这种方法中存在如下问题。

即，通过水冷对结束热轧之后的T型钢的凸缘进行冷却时，由于T型钢的凸缘因水冷收缩，因而冷却中以及刚冷却后的T型钢发生向凸缘侧的弯曲(凸缘侧呈凹状的弯曲)。凸缘与腹板的温差在结束热轧时达到100℃左右或更高，若要通过凸缘冷却以消除在热轧后的温差而防止成品的弯曲，则需要进行强力的冷却。其结果，向凸缘侧的弯曲变得过大而有可能导致T型钢脱离轧制生产线的问题。

并且，在T型钢的情况下，由于即使通过水冷对凸缘进行冷却，也因凸缘的收缩而发生向凸缘侧的弯曲，因而与对如同H型钢那样在腹板的左右两侧具有凸缘的型钢进行热轧后对凸缘进行水冷的情况相比，存在热变形缓解效果小、凸缘冷却引起的弯曲矫正效果本身小的问题。对H型钢的凸缘进行水冷的情况下，只要左右凸缘的热收缩均匀，就不会在H型钢发生弯曲，通过压缩应力作用于腹板、拉伸应力作用于凸缘，利用处于热间或温间区域引起的应力缓解效果缓和这些应力，获得减轻冷却至室温之后在型钢产生的残余应力的效果。但是，如同T型钢那样凸缘只存在于腹板的单侧的型钢中，因为即使对凸缘进行水冷收缩，也会发生向凸缘侧的弯曲，因而在腹板、凸缘所产生的应力与凸缘存在于腹板的两侧的型钢相比，成为微小的水平，不能充分得到应力缓解效果。其结果，冷却至室温之后的T型钢的弯曲量相比未进行水冷的情况几乎未得到改善。

接着，在专利文献2中，需要以T型钢的腹板朝向大致水平方向的姿势向长度方向输送T型钢，但由于若要保持腹板朝向大致水平方向的姿势的同时对凸缘只存在于单侧的T型钢进行冷却，就需要设置支承腹板前端的机构，因而存在设备费用提高的问题。为了进行充分的冷却就需要延长冷却设备，腹板支承机构的费用也随着冷却设备变长而变高。

并且，专利文献1以及2所述的技术中还存在如下问题。

即，以热轧方式制造的T型钢的材质不仅是一般的软钢，还需要例如在用于造船的船体构造用T型钢中屈服应力达到325MPa以上的高张力钢、即所谓的高强度钢材料(high tensile strength steel)。作为制造这种高强度钢的T型钢的方法，多适用使被轧制材料的温度处于未再结晶区域(non-recrystallization temperature)、二相区域(austenite and ferrite two-phase region)而进行轧制的控制轧制(controlled rolling)，与一般性软钢相比需要低温下的轧制。为了进行低温轧制，例如存在在中间轧制之前使被轧制材料待机而进行空冷直至凸缘的温度成为规定温度以下的方法，但存在在空冷中用于冷却至规定温度的时间较长，使轧制时间增加而降低生产性的问题。并且，由于一般地说轧制中的T型钢的腹板厚度比凸缘厚度薄，因而腹板的冷却速度比凸缘快，在待机中凸缘与腹板的温差扩大，因而导致产生与防止冷却弯曲相反的效果，并存在即使能够确保材质也导致弯曲大得难以在冷却后进行矫正。

发明内容

由于上述原因，在基于以往的热轧的T型钢的制造方法中，不能解决因凸缘与腹板的温差发生的冷却弯曲的问题，并妨碍通过热轧制造T型钢。由此，本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种基于能够尽量减少因凸缘与腹板的温差发生的冷却弯曲的热轧的T型钢的制造设备以及制造方法。

为了实现上述目的采取如下结构。

(1)一种T型钢热轧生产线的冷却装置，其特征在于，在T型钢的热轧生产线上设置外表面水冷喷嘴和内表面水冷喷嘴中至少任意一个，所述外表面水冷喷嘴通过水冷对截面大致T字形的由腹板以及凸缘构成的被轧制材料的凸缘外表面进行冷却，所述内表面水冷喷嘴通过水冷对上述被轧制材料的凸缘内表面进行冷却，上述外表面水冷喷嘴以及上述内表面水冷喷嘴中至少任意一个设置在如下所述的位置以及朝向，即在上述被轧制材料的上述腹板从相对于输送该被轧制材料的辊道的上表面大致水平的状态倾斜到上述腹板的前端与上述凸缘下端为相同高度的状态时，无论在上述腹板的哪一种倾斜状态下，均可向上述凸缘的外表面以及内表面中至少任意一方注水。

(2)根据上述(1)所述的T型钢热轧生产线的冷却装置，其特征在于，对上述被轧制材料的上述凸缘内表面进行冷却的内表面水冷喷嘴包括：上凸缘内表面水冷喷嘴，对上述腹板上侧的上凸缘内表面进行冷却；及下凸缘内表面水冷喷嘴，对上述腹板下侧的下凸缘内表面进行冷却，设上述上凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角为相对于上述辊道的上表面向下的α角度，设上述下凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角为相对于上述辊道的上表面向上的β角度，将上述下凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角β设定为大于上凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角α(α＜β)。

(3)一种T型钢的制造设备，是热轧T型钢的制造设备，包括：粗造型轧机，用于将从加热炉输送来的原材钢坯粗轧成截面大致T字形的、由腹板以及凸缘构成的被轧制材料；中间轧机组，设置在粗造型轧机的后段，用于将由上述粗造型轧机粗轧成的截面大致T字形的、由腹板以及凸缘构成的上述被轧制材料轧制成大致成品尺寸的、由腹板以及凸缘构成的被轧制材料；及精轧机，设置在该中间轧机组的后段，将由上述中间轧机组轧制成大致成品尺寸的上述被轧制材料精轧成成品尺寸的、由腹板以及凸缘构成的T型钢，所述T型钢的制造设备的特征在于，在上述中间轧机组的前面以及后面中至少任意一方设置上述(1)或(2)所述的T型钢热轧生产线的冷却装置。

(4)根据上述(3)所述的T型钢的制造设备，其特征在于，在上述中间轧机组的轧机主体的外侧配置上述冷却装置。在这里，轧机主体在将冷却装置设置在中间轧机组的前面的情况下是指中间轧机组的最前面的轧机的主体，在将冷却装置设置在中间轧机组的后面的情况下是指中间轧机组的最后面的轧机的主体。轧机主体的外侧是指收容用于支承相应轧机的轧辊的轧辊轴承座等的壳体、延伸设置到壳体内的导向件类的外侧。

(5)根据上述(3)或(4)所述的T型钢的制造设备，其特征在于，在上述精轧机的前面设置上述(1)或(2)所述的T型钢热轧生产线的冷却装置。

(6)根据上述(5)所述的T型钢的制造设备，其特征在于，上述精轧机的轧机主体的外侧配置上述冷却装置。

在这里，轧机主体的外侧是指收容用于支承轧机的轧辊的轧辊轴承座等的壳体、延伸设置到壳体内的导向件类的外侧。

(7)根据上述(3)～(6)中任一项所述的T型钢的制造设备，其特征在于，上述中间轧机组包括第一万能粗轧机、轧边机及第二万能粗轧机，所述第一万能粗轧机具有辊外周面的宽度大于由上述粗造型轧机粗轧成的截面大致T字形的、由腹板以及凸缘构成的上述被轧制材料的腹板内侧尺寸(inner height of web)的上下的水平辊，所述轧边机轧制上述被轧制材料的凸缘的端面，所述第二万能粗轧机具有辊外周面的宽度为上述被轧制材料的腹板内侧尺寸以下的上下的水平辊、及一个辊在凸缘的板厚方向上轧制凸缘而另一个辊在腹板的高度方向上轧制腹板的端面的左右立辊。

(8)一种T型钢的制造方法，基于包括如下工序的热轧制造T型钢：粗造型轧制工序，利用粗造型轧机将从加热炉输送来的原材钢坯粗轧成截面大致T字形的、由腹板以及凸缘构成的被轧制材料；中间轧制工序，利用中间轧机组将由该粗造型轧制工序粗轧成的截面大致T字形的、由腹板以及凸缘构成的上述被轧制材料轧制成大致成品尺寸的、由腹板以及凸缘构成的被轧制材料；及精轧工序，利用精轧机将由该中间轧制工序轧制成的大致成品尺寸的上述被轧制材料精轧成成品尺寸的、由腹板以及凸缘构成的T型钢，所述T型钢的制造方法的特征在于，在上述中间轧制工序中，在上述中间轧机组的前面以及后面中至少任意一方，在上述被轧制材料的上述腹板从相对于输送该被轧制材料的辊道的上表面大致水平的状态倾斜到上述腹板的前端与上述凸缘下端为相同高度的状态时，无论在上述腹板的哪一种倾斜状态下，均通过水冷对上述凸缘的外表面以及内表面中至少任意一方进行冷却。

(9)根据上述(8)所述的T型钢的制造方法，其特征在于，在上述精轧工序中，在上述精轧机的前面，在上述被轧制材料的上述腹板从相对于输送该被轧制材料的辊道的上表面大致水平的状态倾斜到上述腹板的前端与上述凸缘下端为相同高度的状态时，无论在上述腹板的哪一种倾斜状态下，均通过水冷对上述凸缘的外表面以及内表面中至少任意一方进行冷却。

本发明的截面大致T字形的被轧制材料在各轧机的轧制是在腹板处于水平的姿势下进行的。

本发明中上述(1)的T型钢热轧生产线的冷却装置包括对作为被轧制材料的T型钢的凸缘外表面进行水冷的外表面水冷喷嘴及/或对凸缘内表面进行水冷的内表面水冷喷嘴，外表面水冷喷嘴及/或内表面水冷喷嘴设置在如下位置及朝向，即在被轧制材料的腹板从相对于输送被轧制材料的辊道的上表面大致水平的状态倾斜到腹板的前端与凸缘下端为相同高度的状态时，无论在腹板的哪一种倾斜状态下，均可向上述凸缘的外表面以及内表面注水。由此，即使在沿被轧制材料的轧制方向(输送方向)排列多个外表面水冷喷嘴、内表面水冷喷嘴作为冷却装置的情况下，可以不基于各喷嘴的设置位置的腹板的倾斜状态的不同而变化，而使喷嘴的高度方向位置、冷却水的喷射角度相同，也能够实现简化设备构造、降低设备费用的目的。并且，由于不需要以被轧制材料的腹板朝向大致水平方向的姿势向长度方向进行输送，因而不需要支承被轧制材料的腹板前端的机构，从而能够降低设备费用。

并且，本发明中上述(2)的T型钢热轧生产线的冷却装置中，作为对被轧制材料的T型钢的凸缘内表面进行水冷的内表面水冷喷嘴，包括：上凸缘内表面水冷喷嘴，对腹板上侧的上凸缘内表面进行冷却；及下凸缘内表面水冷喷嘴，对腹板下侧的下凸缘内表面进行冷却，上凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角为相对于辊道的上表面向下的α的角度，下凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角为相对于辊道的上表面向上的β的角度，设定成使下凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角β大于上凸缘内表面水冷喷嘴的喷射角α(α＜β)，由此无论在腹板的哪一种倾斜状态下，向上下的凸缘内表面喷射的冷却水均以更接近垂直的角度发生冲突，从而冷却能力提高。并且，上下凸缘的冷却状态的差异变小，能够减小上下凸缘的温差。

根据本发明中上述(3)的T型钢的制造设备以及上述(8)的T型钢的制造方法，由于在中间轧机组的前面以及/或后面，在轧制途中通过水冷对被轧制材料的凸缘进行冷却，因而能够在水冷期间对被轧制材料进行轧制，从而能够减少一次水冷中被轧制材料产生的弯曲量。并且，能够通过下一轧制对每次由于对凸缘进行水冷而产生的弯曲进行塑性加工，即使对凸缘进行水冷从而减小凸缘与腹板的温差，也能够减小向被轧制材料凸缘侧的弯曲。由此，能够使凸缘水冷引起的轧制途中发生的弯曲减小、不会导致弯曲引起的被轧制材料飞出生产线外等问题的产生，对T型钢进行轧制。

并且，根据本发明中上述(4)的T型钢的制造设备，由于冷却装置配置在中间轧机组的轧机主体的外侧，因而与向没有空间而难以向中间轧机组的轧机主体配置冷却装置的情况相比，能够以小的设备费用获得大的冷却能力。并且，由于在轧机主体的外侧腹板大致成倾斜的姿势，因而向上凸缘内表面喷射的冷却水不滞留在腹板上表面而排出，从而能够抑制在腹板的上下面冷却的不均一。

并且，根据本发明中上述(5)的T型钢的制造设备以及上述(9)的T型钢的制造方法，由于在精轧机的前面通过水冷对被轧制材料的凸缘进行冷却，因而能够进一步减小因凸缘与腹板的温差发生的冷却弯曲。并且，根据本发明中上述(6)的T型钢的制造设备，由于冷却装置配置在精轧机的轧机主体的外侧，因而与没有空间难以向精轧机的轧机主体配置冷却装置的情况相比，能够以小的设备费用获得大的冷却能力。并且，由于在轧机主体的外侧腹板大致成倾斜的姿势，因而向上凸缘内表面喷射的冷却水不滞留在腹板上表面而被排出，从而能够抑制在腹板的上下面冷却的不均一。

并且，根据本发明中上述(7)的T型钢的制造设备，上述中间轧机组包括第一万能粗轧机、轧边机和第二万能粗轧机，所述第一万能粗轧机具有辊外周面的宽度大于由上述粗造型轧机粗轧成的截面大致T字形的、由腹板以及凸缘构成的上述被轧制材料的腹板内侧尺寸的上下的水平辊，所述轧边机轧制上述被轧制材料的凸缘的端面，所述第二万能粗轧机具有辊外周面的宽度为上述被轧制材料的腹板内侧尺寸以下的上下的水平辊、及一个辊在凸缘的板厚方向上轧制而另一个辊在腹板的高度方向上轧制腹板的端面的左右立辊。由此，仅通过热轧就能实现端部的形状良好、腹板高度满足目标值的腹板，并不需要在热轧后切断腹板前端部。由于不需要进行切断工序，能够缩短制造工序、降低制造成本。另外，由于能够通过用第一以及第二万能粗轧机改变腹板与凸缘的轧制率平衡，以轧制方式对被轧制材料的出侧的弯曲进行控制，因而能够容易地进行水冷的弯曲控制。

其中，腹板厚度小于凸缘厚度、腹板高度为凸缘宽度的2倍以上的造船用T型钢中，由于在热轧中容易导致凸缘与腹板的温差变大，另外热轧后难以矫正冷却弯曲，因而适用本发明会得到理想效果。

附图说明

图1是本发明的T型钢的制造设备的实施方式的简要结构图。

图2是表示将本发明的冷却装置配置在构成中间轧机组的第一万能粗轧机的轧机主体的外侧的状态的图。

图3(a)是用于说明本发明的冷却装置的结构和当被轧制材料处于轧制辊附近时由冷却装置进行冷却的状况的示意图。图3(b)、图3(c)是用于说明被轧制材料从轧制辊分离而腹板倾斜并直到载置在辊道上的由冷却装置进行冷却的状况的示意图。

图4是用于说明本发明的冷却装置的其它结构的示意图。

图5是用于说明本发明的冷却装置的另外其它结构的示意图。

图6是用于说明图1所示的T型钢的制造设备所使用的第一万能粗轧机的示意图。

图7是用于说明图1所示的T型钢的制造设备所使用的的轧边机的示意图。

图8是用于说明图1所示的T型钢的制造设备所使用的第二万能粗轧机的示意图。

图9是用于说明图1所示的T型钢的制造设备所使用的第二万能粗轧机的变形例的示意图。

图10是用于说明图1所示的T型钢的制造设备所使用的精轧机的示意图。

图11是T型钢的截面图。

图12是表示以往的T型钢的制造设备的简要结构图。

图13(A)是用于说明以往的T型钢的制造设备所使用的粗造型轧机的示意图；图13(B)是用于说明以往的T型钢的制造设备所使用的万能粗轧机的示意图；图13(C)是用于说明以往的T型钢的制造设备所使用的轧边机的示意图；图13(D)是用于说明以往的T型钢的制造设备所使用的万能精轧机的示意图。

图14是截面大致T字状的T型钢坯的截面图。

图15是用于说明T型钢的冷却途中的向凸缘侧的弯曲状况的部分侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的T型钢的制造设备的实施方式的简要结构图。图1所示的T型钢的制造设备1从上游侧向下游侧，即从前段侧向后段侧依次配置粗造型轧机2、中间轧机组3以及精轧机7而构成。

粗造型轧机2对从加热炉(未图示)在辊道(未图示)上输送的被轧制材料(原材钢坯、未图示)进行往复轧制而粗轧成截面大致T字形的由腹板及凸缘构成的被轧制材料(T型钢坯、参照图14)H(粗造型轧制工序)。作为粗造型轧机2，能够利用公知的设备，例如，装备有具有孔型的辊的二辊式轧机。

中间轧机组3设置在粗造型轧机2的后段，将由粗造型轧机2粗轧成的截面大致呈T字形的由腹板21以及凸缘22构成的被轧制材料H轧制成大致成品尺寸的、由腹板21以及凸缘22构成的被轧制材料H(中间轧制工序)。在本实施方式中，该中间轧机组3由图6所示的第一万能粗轧机4、设置在该第一万能粗轧机4的后段的图7所示的轧边机5、及设置在轧边机5的后段的图8所示的第二万能粗轧机6构成。其中，该中间轧机组3由两台万能粗轧机和一台轧边机构成，但这仅为其中的一例，中间轧机组3的轧机的台数没有限制，例如也可以由一台万能粗轧机和一台轧边机构成。并且，也可以由三台以上万能粗轧机、及两台以上轧边机构成。

在这里，如图6所示，第一万能粗轧机4包括以水平轴为中心进行旋转的上下一对水平辊41a、41b和以垂直轴为中心进行旋转的左右一对立辊42a、42b。上下一对水平辊41a、41b以及左右一对立辊42a、42b分别相对配置。水平辊41a、41b的外周面的宽度W1设定成大于被轧制材料H的腹板21的内侧尺寸L(从凸缘内表面到腹板前端的距离)。水平辊41a、41b的外周面的宽度W1优选为腹板21的内侧尺寸L的105～150％。

在第一万能粗轧机4中，通过水平辊41a、41b沿板厚方向对腹板21高度方向的整个面进行轧制，在立辊42a和水平辊41a、41b的侧面对凸缘22沿其板厚方向进行轧制。腹板21的板厚调整通过调整水平辊41a、41b的开度而进行，凸缘22的板厚调整通过调整立辊42a与水平辊41a、41b的侧面之间的开度而进行。

并且，如图7所示，轧边机5包括沿水平轴方向具有大径辊部53和小径辊部52的轧边辊51a、51b，大径辊部53引导被轧制材料H的腹板21，小径辊部52的辊表面52a对凸缘22的端面沿其宽度方向进行轧制。优选大径辊部53的辊径和小径辊部52的辊径调整为，在由小径辊部52对凸缘22的端面进行轧制中，使大径辊部53的辊表面在腹板21的板厚方向的上下面具有若干间隙。通过设置若干间隙，能够消除大径辊部53与腹板21接触时产生的多余的轧制反力，并且大径辊部53作为引导件发挥作用，产生使从上下的腹板面到上下的凸缘前端的长度一致的效果，并提高尺寸精确度。间隙优选为2mm以下。

另外，如图8所示，第二万能粗轧机6包括以水平轴为中心进行旋转的上下一对的水平辊61a、61b和以垂直轴为中心进行旋转的左右一对的立辊62a、62b。上下一对水平辊61a、61b以及左右一对立辊62a、62b分别相对配置。水平辊61a、61b的辊外周面的宽度W2为被轧制材料H的腹板21的内侧尺寸L(从凸缘内表面到腹板前端部的距离)以下。水平辊61a、61b的辊外周面的宽度W2优选为腹板21的内侧尺寸L的70～100％左右。进而W1与W2的差优选为确保30mm以上。由于在将被轧制材料H的凸缘22压紧到水平辊61a、61b的侧面的情况下腹板21的前端部相比水平辊61a、61b的辊表面向外侧突出，因而能够用立辊62b轧制腹板21。

其中，使第二万能粗轧机6的水平辊61a、61b的辊外周面的宽度W2与被轧制材料H的腹板21的内侧尺寸L相同的情况下，如图9所示，优选的是使用将腹板21的前端部侧的角部c加工成不轧制腹板面的形状的辊。由于水平辊61a、61b的辊外周面的宽度W2与腹板21的内侧尺寸L相同，能够用立辊62b轧制腹板21的前端，并且由于加工成不轧制腹板面的形状的角部c而能够在腹板21的前端部附近与水平辊61a、61b之间产生空间，因而能够吸收由于轧制腹板21的前端部引起的腹板厚度增加量。作为角部c的加工，例如，进行圆弧状加工、倒角加工、台阶加工等即可。

在第二万能粗轧机6中，调整水平辊61a、61b的辊开度而调整腹板21的板厚，并通过调整立辊62a与水平辊61a、61b中一方的侧面的开度来调整凸缘22的板厚，通过调整立辊62b与水平辊61a、61b中另一方的侧面的开度来调整腹板21的高度和端部的形状。

在由上述的构成中间轧机组3的第一万能粗轧机4、轧边机5以及第二万能粗轧机6进行的中间轧制工序中，直到得到的形状能够进行精轧为止，往复进行轧制。在中间轧制工序中，在凸缘从垂直向外侧倾斜的状态下进行轧制。

并且，精轧机7设置在中间轧机组3的后方，将由中间轧机组3轧制成大致成品尺寸的被轧制材料H精轧成成品尺寸的、由腹板21以及凸缘22构成的T型钢20(精轧工序)。精轧机7由万能精轧机构成，如图10所示，包括以水平轴为中心进行旋转的上下一对水平辊71a、71b和以垂直轴为中心进行旋转的左右一对立辊72a、72b。水平辊71a、71b的侧面与辊表面正交。如果用立辊72a轻压下轧制被轧制材料H的凸缘22，则凸缘22成形为相对腹板21垂直。通过将立辊72b压紧到水平辊71a、71b的、不与凸缘22相对的一侧的侧面，能够使水平辊71a、71b不沿轴方向进行移动。

在万能精轧机中，以几乎未轧制或修整形状/尺寸的程度轻轧制腹板21。特别是，利用由第二万能轧机6进行的轧制，在由水平辊61a、61b轧制的部分与未轧制的部分(腹板21的前端部附近)产生板厚差的情况下，进行轻轧制以消除所述板厚差。为了达到这种目的，使水平辊71a、71b的轧制面的宽度大于腹板内侧尺寸。优选的是，为腹板21的内侧尺寸L的105～150％左右。

一般地说，万能精轧机和万能粗轧机的凸缘22侧的立辊的形状不同。即在万能粗轧机中，如图8所示，立辊62a的周面与凸缘的倾斜相一致地成山形形状，但在万能精轧机中，则如图10所示，立辊72a的周面成直线形状。

并且，如图1所示，在本实施方式的T型钢的制造设备1中，在中间轧机组3的前面(面向粗造型轧机的一侧)以及后面(面向万能精轧机的一侧)，即在第一万能粗轧机4的前面以及第二万能粗轧机6的后面设置有冷却装置8、9。

图2是表示设置在第一万能粗轧机4的前面的冷却装置8的图。第一万能粗轧机4包括：壳体11，用于收容支承上下一对水平辊41a、41b以及左右一对立辊42a、42b(未图示)的轧辊轴承座等；腹板导向件12a～12d，固定在壳体11上，将被轧制材料H引导至由水平辊41a、41b以及立辊42a、42b围住的空间的道次生产线中心。并且，冷却装置8相对于包括壳体11和腹板导向件12a～12d的轧机主体设置在前面的外侧，构成为具有沿着轧制生产线排列的多个水冷喷嘴，并对被轧制材料H的凸缘22的外表面以及内表面进行冷却。

如图3(a)所示，冷却装置8包括向被轧制材料H的凸缘22的外表面喷射冷却水的外表面水冷喷嘴8a。在这里，在图3(a)所示的状态下，被轧制材料H在第一万能粗轧机4的水平辊41a、41b以及立辊42a、42b的附近保持轧制姿势，腹板21相对于辊道13的上表面成大致平行的状态。另一方面，如果被轧制材料H从第一万能粗轧机4脱离，则被轧制材料H的腹板21从相对于输送被轧制材料H的辊道13的上表面成大致水平的状态，如图3(b)所示地腹板21的前端下降而腹板倾斜，如图3(c)所示，在离开数m的部位倾斜到腹板21的前端接触到辊道13且与凸缘22的下端的高度相同的状态。此时的从图3(a)的状态到图3(c)的状态的距离根据被轧制材料H的尺寸、强度而不同。如图3(a)～图3(c)所示，冷却装置8的外表面水冷喷嘴8a设置在无论是腹板21的任何一种倾斜状态均可向凸缘22的外表面注水的位置及朝向。

并且，如图3(a)所示，在冷却装置8中设有向被轧制材料H的凸缘22的内表面注水的上下一对内表面水冷喷嘴8b、8c(以下，称之为上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c)。如图3(a)～图3(c)所示，这些上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c与外表面水冷喷嘴8a相同地，设置在如下位置和朝向：在被轧制材料H的腹板21从相对于输送被轧制材料H的辊道13的上表面成大致水平的状态倾斜到腹板21的前端与凸缘22下端为相同高度的状态时，无论在腹板21的哪一种倾斜状态下，均可向凸缘22的内表面注水。由此，即使沿被轧制材料H的轧制方向(输送方向)排列多个外表面水冷喷嘴8a、上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c而作为冷却装置8的情况下，不基于各喷嘴的设置位置的腹板的倾斜状态的不同而变化，使喷嘴的高度方向位置及冷却水的喷射角度相同即可，能够实现简化设备构造、降低设备费用的目的。并且，由于即使是在被轧制材料H从第一万能粗轧机4分离而腹板21产生倾斜的状态下进行输送的状态，也能够冷却被轧制材料H的凸缘，因而不需要水平地保持腹板的腹板前端支承设备，从而能够降低设备费用。并且，能够直到从轧机分离的位置为止设置冷却设备，通过增加冷却长度来增加冷却能力的自由度得以提高。

其中，可以根据所需的冷却能力，只设置外表面水冷喷嘴8a和上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c中任意一方(只设置外表面水冷喷嘴8a、或只设置上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c)，或根据所需的冷却能力只使用任意一方。

在这里，被轧制材料H的凸缘22多是内表面的温度高于外表面的温度。这是因为凸缘内表面从高温的腹板接受放射热，与之相对，凸缘外表面的附近不存在高温物体，因而温度容易下降。并且，就凸缘内表面而言，由于水平辊侧面的旋转移动方向与被轧制材料的行进方向不同，辊和轧制材料表面的滑动较大，摩擦引起的发热较大，但就凸缘外表面而言，由于辊表面的旋转移动方向与被轧制材料的行进方向相同，因而摩擦发热小。所以，在仅对任意一方进行冷却的情况下，为了对温度高的凸缘内表面进行冷却，优选只设置或使用上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c。

另外，冷却装置8中，为了在腹板处于水平的状态下有效地冷却上凸缘内表面，优选的是使来自上凸缘内表面水冷喷嘴8b的冷却水的喷射角度设置成从水平向下。如果使喷射角度向下，则在腹板处于水平的状态下，对上凸缘内表面进行水冷的冷却水难以碰撞到腹板。并且，能够在将被轧制材料H引导至轧机的左右的侧导向件(未图示)上设置上凸缘内表面水冷喷嘴8b，具有能够使喷嘴设置的设备费用廉价的优点。另一方面，从不妨碍左右的侧导向件的动作而有效地进行冷却的目的，下凸缘内表面水冷喷嘴8c优选以形成从水平向上的喷射角度的方式设置在比辊道的上表面靠下侧的位置。

在这里，如图4如所示，优选的是冷却装置8设置为下凸缘内表面水冷喷嘴8c的从水平向上的喷射角β大于上凸缘内表面水冷喷嘴8b的从水平向下的喷射角α。这是因为被轧制材料H的姿势只在水平辊41a、41b以及立辊42a、42b的附近形成如图3(a)所示的腹板21呈大致水平的姿势，而在轧机主体的外侧腹板21为倾斜的状态。即，通过热轧进行的T型钢的制造中，一般是被轧制材料H的腹板21倾斜的状态，适用于这种状态的水冷设备是有效的。如果设置为使下凸缘内表面水冷喷嘴8c的从水平向上的喷射角β大于上凸缘内表面水冷喷嘴8b的从水平向下的喷射角α，则对被轧制材料H的凸缘22的下凸缘内表面进行水冷的冷却水的方向与腹板之间所成角度变大而冷却水难以碰撞到腹板，难以产生降低不需要进行冷却的腹板的温度的问题。并且，即使被轧制材料H的腹板21处于倾斜状态，由于冷却水与被轧制材料H的凸缘22的下凸缘内表面冲击的角度接近垂直，因而具有提高冷却能力的效果。其中，如图4所示，也可以对冷却被轧制材料H的凸缘22的凸缘外表面的外表面水冷喷嘴8a设置向下的倾斜角。

其中，能够根据被轧制材料、设备的规格适当地设定各水冷喷嘴的具体的角度，但优选择的是α为5～50°左右、β为15～60°左右、外表面水冷喷嘴8a的向下的倾斜角为0～45°左右。并且优选的是β比α大10～40°左右。如图4以及图5所示，喷射角表示来自喷嘴的喷流的中心线(通常为喷嘴的朝向)与水平所成的角度。

并且，在图4中，上凸缘内表面水冷喷嘴8b和下凸缘内表面水冷喷嘴8c都位于被轧制材料H的腹板21的前端外侧，形成被轧制材料H与上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c难以冲突的位置关系。另外，如图5所示，如果将下凸缘内表面水冷喷嘴8c设置在构成辊道13的相邻的一对辊之间，就不会担心被轧制材料H发生冲突，能够使下凸缘内表面水冷喷嘴8c接近被轧制材料H的凸缘22的下凸缘内表面，作为接近化的效果，能够用更小的水压、更少的水量得到与上凸缘内表面相同的冷却能力，因而能够降低设备费用。其中，如图3～5所示的冷却装置8的各水冷喷嘴，作为能够调整喷射角的机构，优选能够根据所制造的T型钢的尺寸设定适当的喷射角的构造。

并且，设置在第二万能粗轧机6的后面的冷却装置9也相对于轧机主体设置在后面的外侧，所述轧机主体包括构成第二万能粗轧机6的壳体和腹板导向件(未图示)，具有与如图3～图5所示的冷却装置8相同结构(外表面水冷喷嘴9a、上凸缘内表面水冷喷嘴9b、下凸缘内表面水冷喷嘴9c等)。

在由中间轧机组3进行的中间轧制工序中，这些冷却装置8、9在中间轧机组3的前面以及后面，在轧制途中通过水冷对被轧制材料H的凸缘22进行冷却。具体地说，通过冷却装置8、9在由中间轧机组3进行的往复轧制的道次间分成数次而进行凸缘22的水冷。据此，能够通过在水冷期间进行被轧制材料H的轧制，使因一次水冷在被轧制材料H产生的弯曲量减小。并且，能够将每次因对凸缘22进行水冷发生的弯曲通过下一轧制进行塑性加工使之变直，即使对凸缘22进行水冷而减小凸缘22与腹板21的温差，也能够确保被轧制材料H的向凸缘22侧的弯曲较小。由此，能够避开在精轧机(万能精轧机)7的后面进行热轧后一并冷却凸缘的现有技术所面临的大冷却弯曲导致的问题，顺利制造出T型钢。

其中，如果在中间轧机组3的一部位对被轧制材料H的凸缘22进行强力冷却，就会由于如同现有技术的的问题点的被轧制材料H向凸缘22侧弯曲，因而阻碍轧制作业。由此，需要在轧制途中分数次对凸缘22进行冷却，为此优选的是分别在中间轧机组3的前面以及后面设置冷却装置8、9。但是，在能够得到所需的冷却能力的情况下，可以在中间轧机组3的前面或后面中任意位置设置冷却装置8或9。并且，没必要在整个往复轧制的道次间使用这些冷却装置8、9，只要根据被轧制材料H的温度、冷却装置8、9的能力等适当选择进行冷却的道次，在任意的多个道次间进行冷却即可。

并且，在精轧机(万能精轧机)7的前面也设有图3～5所示的本发明的任意的冷却装置10。在精轧工序中，冷却装置10在精轧机7的前面通过水冷对被轧制材料H的凸缘22进行冷却。由于也能够通过设置该冷却装置10，在精轧工序中对被轧制材料H的凸缘22进行冷却，因而与只在中间轧机组3的前面以及后面设置冷却装置8、9的情况相比能够有效地防止发生冷却弯曲。其中，不需要必须设置该冷却装置10。并且，也可以在精轧机7的后面设置通过水冷对轧制材料H的凸缘22进行冷却的冷却装置(未图示)。

在这里，优选的是考虑到冷却能力、生产性、设备成本等方面，对设置在中间轧机组3的前面以及后面的冷却装置8、9的轧制方向的长度进行设定。例如在冷却装置过短而导致冷却能力不足的情况下，轧制速度迟缓，而为了弥补这一缺陷将导致轧制时间变长，生产性降低，因而优选的是确保冷却能力充足的长度。另一方面，如果冷却装置过长，则由于通过冷却装置8、9内的时间变长，因而冷却能力提高，但是导致如下问题：将被轧制材料H输送到从冷却装置8、9穿过为止时，移动到距离中间轧机组3相当远的位置，在往复轧制的被轧制材料H的移动时间长，因而生产性降低。并且，如果冷却装置8、9的轧制方向的长度过长，则使用的冷却水的量变多而导致泵、配管等设备成本过高。能够将冷却装置8、9的轧制方向的长度设为例如5m以上且20m以下，但不限于此，可以考虑上述情况而根据被轧制材料、设备的规格适当设定。

另一方面，精轧机7的轧制通常为1道次，并且由于即使轧制速度缓慢也几乎不影响生产性，因而对于设置在精轧机7的前面的冷却装置10的长度进行设定时，可以几乎不考虑如设置在中间轧机组3的前面以及后面的冷却装置8、9的情况。因此从确保冷却能力的观点出发，优选的是设定成与冷却装置8、9的长度相同的长度，例如为5m以上，但小于5m也不成太大问题。并且冷却装置10最大长度为中间轧机组3的后面与精轧机7的前面之间的距离即可。

其中，在本实施方式中，将设置在中间轧机组3的前面以及后面的冷却装置8、9以及设置在精轧机7的前面的冷却装置10配置在轧机主体的外侧。这是因为通常情况下在轧机主体没有空间而难以设置有效的冷却装置。除此之外，如果在距离轧机最近处进行上凸缘内表面的冷却，则由于腹板处于水平状态，因而冷却水滞留在腹板上表面而有可能导致在上下面进行的冷却不均一。针对这种问题，由于只要在轧机主体的外侧，就较容易设置冷却装置，并且，腹板呈大致倾斜的姿势，因而向上凸缘内表面喷射的冷却水不会滞留在腹板上表面而是被排出。因此，优选的是将冷却装置8、9、10配置在轧机主体的外侧。

另一方面，本发明的冷却装置8、9、10，由于即使在与被轧制材料H在各轧机上的轧制姿势相同的腹板处于水平的姿势下也能够冷却凸缘，因而能够靠近轧机主体进行设置。例如，为了提高中间轧制工序中的往复轧制的轧制效率(缩短轧制时间)，轧机主体与冷却装置(最接近的水冷喷嘴)之间的距离越近越好，优选的是使轧机主体和冷却装置之间的距离D为10m以下。进而优选的是将距离D设为5m以下。

并且，作为本发明的特征，即在被轧制材料的腹板相对输送被轧制材料的辊道的上表面从大致水平的状态倾斜到腹板的前端与凸缘的下端为相同高度的状态时，无论在腹板的哪一种倾斜状态下，都对上述凸缘的外表面以及内表面进行冷却，从该观点出发，本发明的冷却装置和冷却方法特别适用于作为造船等用途使用的、腹板高度为凸缘宽度的2倍以上的T型钢的情况。对于腹板高度小于凸缘宽度的2倍的T型钢，由于在辊道上的凸缘成为大幅倾斜的状态，因而存在冷却水与被轧制材料的凸缘表面的冲击角度从垂直状态大大偏离并且冷却能力下降的情况。针对这种问题，只要是腹板高度为凸缘宽度的2倍以上的T型钢，在排列多个外表面水冷喷嘴8a、上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c而作为冷却装置8的情况下，即使在各喷嘴8a、8b、8c使喷嘴的高度方向位置、冷却水的喷射角度保持一定，在腹板的任何一种倾斜状态下也能够将冷却水与被轧制材料的凸缘表面的冲击角度保持在适当范围之内。

其中，在本实施方式中，在排列多个外表面水冷喷嘴8a、上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c作为冷却装置8的情况下，在各喷嘴8a、8b、8c使喷嘴的高度方向位置、冷却水的喷射角度保持一定，但本发明不限于此。为了使冷却水与被轧制材料的凸缘表面的冲击角度更恰当，例如，对于外表面水冷喷嘴8a，可以如下所述设置各喷嘴：根据喷嘴的设置位置的凸缘的倾斜状态，形成随着远离轧机主体而喷嘴高度方向位置变高、冷却水的喷射角度增大等不同的高度方向位置以及喷射角度。

并且，在图2中，沿轧制方向相位相同地等间隔地设置有上凸缘内表面水冷喷嘴8b以及下凸缘内表面水冷喷嘴8c，但不限定于这种配置方式。即可以分别单独地以适当的间隔以及数量配置喷嘴8a、8b以及8c。例如喷嘴的轧制方向的配置间隔不必为等间隔，也没有必要使轧制方向的位置与其它喷嘴一齐。另外除了喷嘴的朝向之外形状、大小等也可以对于每个轧制方向的位置适当选定。但是，从冷却控制能力的观点出发优选的是如图2所示，在每个辊间设置喷嘴8a～8c，在后述的实施例中也采用这种配置。

接着，对考虑冷却用于制造高强度钢规格的T型钢的凸缘22的冷却装置8、9、10的配置进行说明。

一般地说，为了制造屈服应力高的所谓的高强度钢材料(屈服应力为325MPa以上的高张力钢)，适用使被轧制材料的温度处于未再结晶区域、二相区域而进行轧制的控制轧制。在控制轧制中，在这些温度区域进行轧制率(板厚减少率)为例如30％左右等某程度以上的轧制，并需要在材料蓄积形变。但是，在由精轧机7进行的精轧工序中，对凸缘22和腹板21的厚度进行了若干轧制，但该轧制率大至2～3％左右，不能满足控制轧制所需的轧制率。

所以，需要至少在由中间轧机组3进行的中间轧制工序的部分道次(优选择的是在后半部到最后的数道次)进行控制轧制。即，需要在中间轧制工序的途中使被轧制材料H的温度下降到未再结晶区域或二相区域。在这里，如果通过空冷降低凸缘22的温度，则存在因待机时间长而导致生产性降低的问题。与之相对如果通过水冷对凸缘22进行冷却而降低凸缘22的温度，则待机时间变短从而生产性得以提高，并且能够得到通过以相比对腹板21进行空冷的冷却速度更快的速度对凸缘22进行冷却而使腹板21与凸缘22的温差变小的效果，也有利于防止轧制后的冷却弯曲。如此一来，作为用于消除控制轧制的轧制温度的等待时间的凸缘22的冷却设备，优选的是分别在中间轧机组3的前面以及后面设置通过水冷进行冷却的凸缘的冷却装置8、9。

出于这种理由，在本实施方式中，在中间轧机组3的前面以及后面设置通过水冷进行冷却的凸缘的冷却装置8、9，并且在精轧机7的前面设置通过水冷进行冷却的凸缘的冷却装置10。在高强度钢材料的制造不需要高生产性的情况或需要降低设备费用的情况下，即使不在所有位置设置冷却装置也能得到一定程度上防止T型钢的冷却弯曲的效果，但为了得到充分防止T型钢的冷却弯曲的效果，需要至少在中间轧机组3的前面以及后面设置通过水冷进行冷却的凸缘的冷却装置8、9。并且，为了得到最大的防止T型钢的冷却弯曲的效果，优选的是除设置冷却装置8、9之外还在精轧机7的前面设置通过水冷进行冷却的凸缘的冷却装置10。

其中，如上所述，在本实施方式中，中间轧机组3由两台万能粗轧机和一台轧边机构成，但这只是其中的一例，中间轧机组3的轧机的台数没有限制，例如可以由一台万能粗轧机和一台轧边机构成。并且，也可以由三台以上万能粗轧机、两台以上轧边机构成。但是，在轧边机5的前侧配置第一万能粗轧机4、在轧边机5的后侧配置第二万能粗轧机6的中间轧机组(UEU)3中，由于能够在第一以及第二万能粗轧机4、6中使轧制弯曲既发生在凸缘22侧还发生在腹板21侧，并调整弯曲而通过水冷对凸缘22进行冷却，因而与由一台万能粗轧机和一台轧边机构成的中间轧机组(UE)相比，具有容易进行水冷的弯曲控制的优点。

如图6以及图8所示，由于第1以及第二万能粗轧机4、6分别用上下的水平辊41a、41b、61a、61b轧制腹板厚度，用水平辊41a、41b、61a、61b的侧面和立辊42a、62a轧制凸缘厚度，因而能够独立调整腹板21和凸缘22的轧制率。一般地说，如果腹板21的轧制率＜凸缘22的轧制率，则凸缘22的延伸大于腹板21，因而被轧制材料H向腹板21侧产生弯曲，反之如果凸缘22的轧制率＜腹板21的轧制率，被轧制材料H就向凸缘22侧产生弯曲。这样，在第一以及第二万能粗轧机4、6中，能够通过改变腹板21和凸缘22的轧制率的平衡，对被轧制材料H的出侧的弯曲进行控制。

另一方面，如图7所示，由于轧边机5只轧制凸缘22的端面，因而通过轧制经常发生向腹板21侧的弯曲。并且，为了使凸缘宽度变为目标尺寸而需要将轧边机5的凸缘宽度轧制量设为适当的量，并且为了控制弯曲而调整轧制量的余地较小。由于上述原因，在轧边机5的前侧配置第一万能粗轧机4、在轧边机5的后侧配置第二万能粗轧机6的中间轧机组(UEU)相比由一台万能粗轧机和一台轧边机构成的中间轧机组(UE)更适合制造T型钢。

实施例

作为第一实施例，利用图1所示的T型钢的制造设备1从具有厚度250mm、宽度310mm的矩形截面的钢锭轧制以腹板高度300mm、凸缘宽度100mm、腹板厚度9mm、凸缘厚度16mm为目标尺寸的T型钢。

如图1所示，在中间轧机组3的前后和精轧机(万能精轧机)7的前面设置冷却装置8、9、10。这些冷却装置接近轧机主体的外侧而设置，轧机主体与冷却装置之间的距离D为3m。凸缘外表面水冷喷嘴(8a、9a等)的喷射方向为相对于水平方向向下10°。并且构成为装配在将被轧制材料H引导至轧机的凸缘22侧的侧导向件上并追随侧导向件而沿左右方向(腹板高度方向)移动，被轧制材料H的凸缘22的外表面和凸缘外表面水冷喷嘴的距离不与被轧制材料H的截面尺寸相关地保持一定。上凸缘内表面水冷喷嘴(8b、9b等)的喷射方向为相对于水平方向向下10°，搭载在被轧制材料H的腹板21的前端侧的侧导向件上而沿左右方向进行移动。下凸缘内表面水冷喷嘴(8c、9c等)的喷射方向为相对于水平方向向上30°，追随凸缘22侧的侧导向件沿左右方向进行移动。并且，各冷却装置形成沿轧制方向配置多个图5的冷却喷嘴的结构，整体的冷却长度为10m。

作为粗造型轧机2利用包括设有多个孔型的上下辊的二辊式轧机。作为构成中间轧机组的第一万能粗轧机4，利用如图6所示结构的轧机。作为水平辊41a、41b，利用从侧面垂直的方向的角度(垂直方向线与水平辊41a、41b的侧面所成的角度)为7°的辊。左右的立辊42a、42b相对配置，截面形状以辊表面的宽度方向中心为顶点，并为具有从垂直倾斜7°角度的斜边的上下对称的山形形状。并且，在左右的立辊42a、42b中，对押压水平辊41a、41b的侧面的立辊的押压力进行了调整，以防水平辊41a、41b因凸缘22的轧制沿水平轴方向进行移动。

作为轧边机5利用如图7所示结构的轧机。台阶部分的倾斜角为从垂直起7°的角度。作为第二万能粗轧机6利用如图8所示结构的轧机。水平辊61a、61b中使轧制凸缘22侧的侧面从垂直状态倾斜7°角度。并且，在左右的立辊62a、62b中，轧制凸缘22的一方的立辊62a的截面形状为以辊表面的宽度方向中心作为顶点、具有从垂直状态倾斜7°角度的斜边的上下对称的山形形状，沿高度方向轧制腹板21的前端部的另一方的立辊62b为辊表面平坦的圆筒型。精轧机7利用如图10所示结构的万能精轧机。

并且，设置在中间轧机组3的前面以及后面的冷却装置8、9的结构如下：能够通过沿轧制方向排列的多个喷嘴在长10m上利用水冷对凸缘22的外表面和内表面双方进行冷却。并且，设置在精轧机7的前面的冷却装置10的结构如下：能够通过沿轧制方向排列的多个喷嘴在长10m上通过水冷对凸缘22的外表面和内表面双方进行冷却。

在T型钢的制造中，用粗造型轧机2轧制最初在加热炉升温的钢锭，制造如图14所示的截面大致呈T字形的T型钢坯。所得到的T型钢坯的腹板厚度为40mm、凸缘厚度为75mm、腹板高度为375mm、凸缘宽度为130mm。接着，在按照第一万能粗轧机4、轧边机5以及第二万能粗轧机6的顺序从上游侧向下游侧接近配置的中间轧机组3中进行5道次的往复轧制，并轧制腹板21和凸缘22。此时，由在中间轧机组3的前后面设置的冷却装置8以及9利用水冷对通过的被轧制材料H的凸缘22进行冷却。其中，对凸缘22的外表面和内表面双方进行冷却。最后，在精轧机7进行1道次的轧制，轻轧制凸缘22而将倾斜成型修整为垂直。此时，利用设置在精轧机7的前面的冷却装置10通过水冷对被轧制材料H的凸缘外表面和内表面双方进行水冷。轻轧制腹板部。

在精轧机7的后面测定被轧制材料H的表面温度得知凸缘22的表面温度为720℃，腹板21的表面温度为725℃。将该被轧制材料H冷却至室温之后每10m长的弯曲量为5mm以下，非常小。

并且，作为第二实施例，不在精轧机7的前面设置冷却装置10，而只在中间轧机组3的前面以及后面设置冷却装置8、9而进行T型钢的轧制。以与第一实施例相同的工序轧制T型钢，并在中间轧机组3的前后利用水冷对通过的被轧制材料H的凸缘22进行冷却。在精轧机7的前面不进行水冷而实施精轧。在精轧机7的后面测定被轧制材料H的表面温度得知凸缘22的表面温度为741℃，腹板21的表面温度为729℃。在冷却后的被轧制材料H中，每10m长度发生了9mm左右的弯曲。一般地说，型钢的弯曲量为每1m长度为1mm以下，通过对超出部分进行若干修正加工将弯曲控制到公差内而制造出成品。

另一方面，作为比较例，不进行在中间轧机组3的前后和精轧机7之前的凸缘22的水冷冷却，而在精轧机7的后面进行水冷，并以相同的热轧工序轧制T型钢。测定精轧机7紧后的被轧制材料H的表面温度得知，凸缘22的表面为833℃，腹板21的表面温度为735℃。

在精轧机7的后面对该被轧制材料H的凸缘22进行水冷时，在冷却装置内发生向凸缘22侧的弯曲，被轧制材料H接触到冷却装置，因而不能输送被轧制材料H，并妨碍作业。将被轧制材料H冷却至室温时，冷却后的被轧制材料H每10m长度对应的弯曲量为85mm左右。由于弯曲量过大，因而需要利用冲压进行弯曲矫正，导致制造成本增加，冲压工序耗费时间从而阻碍生产性。特别是由于对向腹板21侧发生的弯曲进行矫正，因而在冲压过程中多发生腹板21受到压缩而压屈的形状不良的情况，冲压矫正非常困难。不能用冲压矫正改善形状不良的T型钢成为废钢，成品率降低而制造成本大幅增加。

如上所述，如果使用本发明的T型钢的制造设备以及制造方法，能够防止阻碍生产性的由冷却引起的弯曲而通过热轧以低成本大量生产T型钢。

标号说明

1 T型钢的制造设备

2 粗造型轧机

3 中间轧机组

4 第一万能粗轧机

5 轧边机

6 第二万能粗轧机

7 精轧机(万能精轧机)

8、9、10 冷却装置

8a、9a 外表面水冷喷嘴

8b、9b 上凸缘内表面水冷喷嘴

8c、9c 下凸缘内表面水冷喷嘴

11 壳体

12a、12b、12c、12d 腹板导向件

13 辊道

20 T型钢

21 腹板

22 凸缘

41a、41b 水平辊

42a、42b 立辊

51a、51b 轧边辊

52 小径辊部

53 大径辊部

61a、61b 水平辊

62a、62b 立辊

71a、71b 水平辊

72a、72b 立辊

101 T型钢的制造设备(热轧设备)

102 粗造型轧机

102a 上辊

102b 下辊

103 中间轧机组

104 万能粗轧机

141a、141b 水平辊

142a、142b 立辊

105 轧边机

151a、151b 轧边辊

153 大径辊部

154 小径辊部

106 万能精轧机

161a、161b 水平辊

162a、162b 立辊

W1 第一万能粗轧机的水平辊的外周面的宽度

W2 第二万能粗轧机的水平辊的外周面的宽度

L 腹板内侧尺寸

H 被轧制材料

D 轧机主体与冷却装置之间的距离

c 辊的角部(加工部)