JP2021035687A - 曲がりの矯正方法及び矯正装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、上記の課題に着目してなされたものであり、より高い曲がり矯正能力が得られる曲がりの矯正方法及び矯正装置を提供することを目的としている。
本発明の一態様によれば、ウェブ及びフランジを有する形鋼の曲がりを矯正する、曲がりの矯正方法であって、曲がりの内側のフランジである内側フランジと、上記内側フランジと上記ウェブとの境界部であるフィレットとを圧延する、曲がりの矯正方法が提供される。
本発明の一実施形態に係る曲がりの矯正装置2について、図1〜図3を参照して説明する。矯正装置2は、図1に示すように、外面ロール20と、一対の内面ロール21,22とを備える。矯正装置2は、ウェブ及びフランジを有する形鋼の一つであるH形鋼1の曲がりを矯正するものであり、例えば、複数の圧延機を有する圧延ラインに設けられる。
また、外面ロール20及び一対の内面ロール21,22は、左右方向に移動可能に構成され、矯正時において間に配されるH形鋼1を所定の荷重(圧延荷重)で押圧可能に構成される。
ウェブ側角部211,221は、各内面ロール21,22の長手方向の両端面のうち、ウェブ10側の端面角部である。ウェブ側角部211,221は、後述する矯正時にフィレット12の上下面にそれぞれ接触する。また、ウェブ側角部211,221は、フィレット12の形状に応じて、丸みをもった形状をそれぞれ有する。つまり、一対の内面ロール21,22は、内面ロール21,22の中心軸を通る断面視において、ウェブ10側端部の角が、フィレット12の形状に応じて円弧状に切り欠かれた形状をそれぞれ有する。なお、ウェブ側角部211,221の半径Ra(円弧状の半径)は、矯正前のフィレット12の半径Rb(円弧状の半径)以下で、製品のフィレット12の半径Rb(円弧状の半径)の下限値以上であることが望ましい。なお、製品のフィレット12の半径Rbの下限値とは、製品として許容されるフィレット12の半径Rbの下限値である。
平坦部212,222は、ウェブ側角部211,221が形成された部位を除いたロール周面の部位であり、後述する矯正時に一方のフランジ11のフランジ内面に接触する部位である。平坦部212,222は、上下方向の箇所によらず、円筒状の半径(中心軸から外周面までの長さ)が一定となる。
次に、本実施形態に係る曲がりの矯正方法について説明する。本実施形態では、複数の圧延機によって圧延されたH形鋼1について、曲がりを矯正装置2にて矯正する。曲がりの矯正では、まず、一対のフランジ11のうち、曲がりの内側となるフランジ11である内側フランジ11aが、外面ロール20と一対の内面ロール21,22との間に位置するように、H形鋼1をH姿勢に配する。そして、H形鋼1を矯正装置2へと搬送し、外面ロール20と一対の内面ロール21,22とで、内側フランジ11aを押圧することで圧下(圧延)する。このとき、外面ロール20のロール周面がフランジ11のフランジ外面に接触し、一対の内面ロール21,22の平坦部212,222がフランジ11のフランジ内面の平坦な部位(フィレットを除いた部位)である平坦部に接触する状態となる。そして、外面ロール20と一対の内面ロール21,22とで、フランジ11を所定の圧延荷重で押圧させながら、フランジ11がロール隙を通過するようにH形鋼1を搬送することで、フランジ11が圧延される。また、フランジ11の圧下が行われる際、一対の内面ロール21,22のウェブ側角部211,221は、フィレット12に接触する状態となる。このため、フランジ11と同時に曲がりの内側のフィレット12も、外面ロール20と一対の内面ロール21,22のウェブ側角部211,221とによって押圧されて圧下される。
さらに、従来のフィレット12を圧下しない場合では、フィレット12が塑性変形していなかったが、本実施形態に係る矯正方法では、フィレット12も塑性変形する。このため、本実施形態に係る矯正方法では、フランジ11全体が一様に延伸するため、フランジ11が延伸しやすくなる。
H形鋼1のフィレット12を延伸させて曲がりの矯正能力を向上させる観点から、ウェブ側角部211,221は、フィレット12を適切に圧下することができる形状である必要がある。ウェブ側角部211,221の半径Raがフィレット12の半径Rbよりも大きくなる場合、フィレット12と内面ロール21,22のウェブ側角部211,221との間に隙間が生じるため、フィレット12を有効に圧下することが難しい。このため、本実施形態では、ウェブ側角部211,221の半径Raがフィレット12の半径Rb以下であることが望ましいものとした。
なお、外面ロール20と一対の内面ロール21,22とのロール隙の調整、つまりフランジ11及びフィレット12の圧下量の調整は、曲がり量等の曲がりの程度に応じて適宜設定される。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
さらに、上記実施形態では、H形鋼1は、熱間圧延によって製造されるものとしたが、本発明はかかる例に限定されない。H形鋼1は、溶接組立により製造されたものであってもよい。また、H形鋼1に限らず、上記の変形例のように、ウェブ及びフランジを有する他の形状の形鋼についても同様に、熱間圧延だけでなく溶接組立により製造されたもの矯正方法が適用されてもよい。なお、曲がりの矯正方法が適用される形鋼としては、熱間圧延で製造される形鋼がより好ましい。これは、溶接組立によって製造される形鋼では、フィレットが一様な円弧状になっていないため、熱間圧延によって製造されたものに比べ、フィレットに過大な圧下を付与する可能性があるためである。ただし、滑らかな溶接部形状で長さ方向の溶接形状の変動が少ない溶接形鋼であれば、本発明の曲がり矯正方法と装置を適用しても差し支えない。
(1)本発明の一態様に係る曲がりの矯正方法は、ウェブ10及びフランジ11を有する形鋼(例えば、H形鋼1やT形鋼1A)の曲がりを矯正する、曲がりの矯正方法であって、曲がりの内側のフランジ11である内側フランジ11Aと、内側フランジ11Aとウェブ10との境界部であるフィレット12とを圧延する。
上記(1)の構成によれば、曲がりの内側のフランジ11の平坦部に加えてフィレット12も同時に圧延されて延伸する。このため、フランジ11の平坦部のみを圧延してフィレット12を圧延しないような従来の矯正方法に比べて、同じ圧下量でも延伸する量が大きくなり、より大きな曲がりを矯正することができる。また、矯正時にフィレット12も塑性変形するため、フランジ11全体が一様に延伸し、フランジ11が延伸しやすくなる。このため、より高い曲がり矯正能力を得ることができる。
上記(2)の構成によれば、フランジ11のみを圧延する従来の矯正装置が既存設備としてある場合、この既存設備に対して簡易且つ安価に矯正方法を適用することができる。
上記(3)の構成によれば、形鋼の製品の仕様を満たしながらもより高い曲がり矯正能力を得ることができる。
上記(4)の構成によれば、上記(1)及び(2)の構成と同様な効果が得られる。
上記(5)の構成によれば、上記(3)の構成と同様な効果が得られる。
次に、同じ断面寸法と長さで曲がり量が24mmであるH形鋼1を用いて、特許文献1と同様にフィレット12を圧下しない矯正装置で曲がりの矯正を実施した(比較例)。比較例における、矯正装置3の構成を図9に示す。図9に示すように、比較例で用いた矯正装置3は、外面ロール30と、一対の内面ロール31,32とを有するものである。外面ロール30は、上記実施形態における外面ロール20と同様な構成となる。また、一対の内面ロール31,32は、上記実施形態における一対の内面ロール21,22とは異なり、ロール周面の形状として、ウェブ側角部211,221がなく、平坦部212,222の構成のみが同様なものとした。
以上のように本発明の一態様に係る曲がりの矯正方法によれば、同じ圧下力であっても従来よりも大きな、曲がり矯正効果が得られる。このため、より大きな曲がりを矯正することができる。また、図9に示すような従来の矯正設備に対しても、内面ロール31,32を改造するだけで適用できるため、既存の設備であっても少ない設備費用で大きな曲がり矯正効果を得ることができる。
1A T形鋼
10 ウェブ
11 フランジ
11A 内側フランジ
12 フィレット
2 矯正装置
20 外面ロール
21,22 内面ロール
211,221 ウェブ側角部
212,222 平坦部
213,223 へこみ
3 矯正装置
30 外面ロール
31,32 内面ロール
Claims (5)
- ウェブ及びフランジを有する形鋼の曲がりを矯正する、曲がりの矯正方法であって、
曲がりの内側のフランジである内側フランジと、前記内側フランジと前記ウェブとの境界部であるフィレットとを圧延する、曲がりの矯正方法。 - 前記内側フランジと前記フィレットとを圧延する際に、
前記内側フランジの前記ウェブの反対側の面である外面フランジにロール周面が接触する外面ロールと、前記内側フランジの前記ウェブ側の面であるフランジ内面と前記フィレットとにロール周面が接触する一対の内面ロールとで、前記内側フランジと前記フィレットとを圧延し、
前記一対の内面ロールは、前記ウェブを間に挟んで配置され、前記ウェブ側の端面角部であるウェブ側角部が丸みをもった形状をそれぞれ有し、前記ウェブ側角部が前記フィレットに接触する、請求項1に記載の曲がりの矯正方法。 - 前記ウェブ側角部の円弧状の半径を、矯正前の前記フィレットの半径以下で、製品のフィレットの半径の下限値以上とする、請求項2に記載の曲がりの矯正方法。
- ウェブ及びフランジを有する形鋼の曲がりを矯正する、曲がりの矯正装置であって、
曲がりの内側のフランジである内側フランジの前記ウェブの反対側の面である外面フランジにロール周面が接触する外面ロールと、
前記内側フランジの前記ウェブ側の面であるフランジ内面と、前記内側フランジと前記ウェブとの境界部であるフィレットとにロール周面が接触する一対の内面ロールと、
を備え、
前記外面ロールと前記一対の内面ロールとで、前記内側フランジと前記フィレットとを圧延し、
前記一対の内面ロールは、前記ウェブを間に挟んで配置され、前記ウェブ側の端面角部であるウェブ側角部が丸みをもった形状をそれぞれ有し、前記ウェブ側角部が前記フィレットに接触する、曲がりの矯正装置。 - 前記ウェブ側角部の円弧状の半径は、矯正前の前記フィレットの半径以下で、製品のフィレットの半径の下限値以上である、請求項4に記載の曲がりの矯正装置。
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