JPH03216213A - Forming method for large square steel pipe including local heating - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To avoid a change in quality of material, a brittleness and an increase of radius of curve (R), etc., on a corner part by locally heating only a part to be bent of steel plate after roll forming and transferring the band steel plate into the grooved type forming roll. CONSTITUTION:A band steel of thick wall is transferred and fed to the forming roll (forming roll stand) 5. On a just before it, the locally heating device 4 is formed approaching respectively the upper surface side or the lower surface side or both surface sides of the part to be corner of the large square steel pipe formed of the steel plate is arranged. The locally heating device 4 executes the local heating to only the part of steel plate to be bent till the temperature which does not generate the local brittleness of material quality and does not allow the residual stress to remain after roll forming. And the band steel plate is fed to the grooved type forming roll 5. Therefore, the products of high quality can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、厚肉鋼板の曲げ部分のみを、成形後に材質の
脆化を起こすことなく、かつ残留応力が残らない程度の
温度まで局部加熱を施して、断面コ字状にロール成形し
、前記成形鋼材を二個対向させて組付け，両脚縁を溶接
してニシームの大径角形鋼管を製造する工法に関する． 〔従来の技術〕 鉄骨、鉄筋コンクリート構造物に対する強度とか耐震性
について社会的関心が集まって以来、そのコラムにＨ型
鋼よりも特に捩り強度などに強い角形鋼管を使用するケ
ースが多くなった。この種の建築用角形鋼管の製法は，
従来，鋼材の質が向上した事、加工技術が進歩したこと
がら、通常、帯状の単位長厚肉鋼板を、その長手方向に
複数個所、折曲げて断面を略四角形に成形し、向合わせ
た両鋼材の脚部長手方向縁辺を相互に突合わせ溶接し、
隅角部を避けて溶接ラインを設けたーシーム大径角形鋼
管を成形する工法とか、コイル状圧延厚肉鋼板を、その
幅方向に丸めて，まずーシーム大径丸形鋼管を製造した
後，その外周を徐々に成形して角形鋼管を形成するよう
にしたーシーム大径角形鋼管製造工法が実施化され、各
サイズの良質な大径角形鋼管が比較的安価に六丁できる
ようになっている。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is a method of locally heating only the bent portion of a thick steel plate to a temperature that does not cause embrittlement of the material after forming and leaves no residual stress. This relates to a method of manufacturing large-diameter rectangular steel pipes by rolling forming them into a U-shaped cross section, assembling two pieces of the formed steel material facing each other, and welding both leg edges. [Prior Art] Since social interest has gathered in the strength and earthquake resistance of steel frames and reinforced concrete structures, rectangular steel pipes, which are particularly stronger in torsional strength than H-beam steel, are increasingly being used for columns. The manufacturing method for this type of square steel pipe for construction is as follows:
In the past, as the quality of steel materials improved and processing technology advanced, it was customary to bend a strip-shaped unit-length thick steel plate at multiple points in the longitudinal direction to form a substantially square cross section and face each other. Butt weld the longitudinal edges of both steel legs to each other,
There is a method of forming seamed large-diameter rectangular steel pipes with a welding line avoiding the corners, or a method of forming seamed large-diameter round steel pipes by rolling a coiled rolled thick-walled steel plate in its width direction. The seam large-diameter square steel pipe manufacturing method, in which the outer periphery is gradually shaped to form a square steel pipe, has been implemented, and six high-quality large-diameter square steel pipes of various sizes can be manufactured at a relatively low cost.

しかし、上述のような工法によって成形し得る大径角形
鋼管の素材の肉厚、径については技術的に制約があって
、現在では、板厚が９ｉｎないし３２閣程度、径は３０
０　ｍないし６００　ａｌｌ程度のものが限界とされて
いる。However, there are technical restrictions on the wall thickness and diameter of the material for large-diameter square steel pipes that can be formed using the above-mentioned method.
The limit is said to be about 0 m to 600 all.

なお、一シーム角形鋼管の径の大きさは基本的には、素
材である熱延帯鋼板の幅の大きさにより制約されるし、
また、丸鋼管から角形鋼管を成形する場合には、前述帯
鋼板を用いて丸鋼管に成形するときに板を幅方向に弧状
に曲げるためのフォーミングロールのサイズの製造可能
な上限形状によって制約される。The diameter of a one-seam square steel pipe is basically limited by the width of the hot-rolled steel strip that is the material.
In addition, when forming square steel pipes from round steel pipes, there is a limit to the shape that can be manufactured by the size of the forming rolls used to bend the steel strips into round steel pipes in the width direction. Ru.

ニシームの大径角形鋼管については、厚肉の帯鋼板を，
それぞれ長手方向に沿って冷間で直角に二度折曲げて断
面コ字状素材を形成し、前記鋼材を一対、向合わせて，
それらの各両脚縁を突合わせＷｊ右することにより、断
面角形の鋼管を成形する工法も知られている。For Niseem's large diameter rectangular steel pipes, thick steel strips are used.
Each of the steel materials is cold bent twice at right angles along the longitudinal direction to form a U-shaped cross section, and the pair of steel materials are placed facing each other.
A method is also known in which a steel pipe with a square cross section is formed by butting the two leg edges together.

上記工法によれば，一本の角形鋼管にニシームの溶接ラ
インが施されるから、溶接資材および工数が多く必要と
される上に、鋼管の材質検査個所冫Ｉが増加するなど、
一シーム角形鋼管の製造に比べてコストアップの要因が
多々あり、同工法の実施状態は業界における主流とは言
えない現状にある。According to the above construction method, a single rectangular steel pipe is welded with a uniform welding line, which not only requires a large amount of welding materials and man-hours, but also increases the number of locations for material inspection of the steel pipe.
There are many factors that increase the cost compared to manufacturing one-seam square steel pipes, and the current state of implementation of this method cannot be said to be mainstream in the industry.

上述の工法により成形可能なタイプ以上のサイズについ
ては、細長厚鋼板を四枚、各直角に組合わせて断面角形
に成形し、その各隅角部を、それぞれ溶接する事により
大径角形鋼管を製造していた。For sizes larger than the type that can be formed using the above-mentioned method, large diameter square steel pipes can be made by combining four long and thick steel plates at right angles, forming them into a square cross section, and welding each corner. was manufacturing.

ところで、上記第１，第２または第３の工法によるとき
は、厚肉鋼板の隅角部相当部分を冷間加工によって略、
直角に折曲げるために，同部分の鋼材には、折曲げの外
側部には引張り応力が、内側面には圧縮応力が掛かるの
で，隅角部に所要のＲを施さないと素材の折曲げ部に亀
裂が生じるおそれがあり，また，折り曲げ加工に基づく
材質の脆化、折曲げ歪による残留応力が隅角部辺に生じ
る。それは、また、鋼板の板厚が大になる程、顕著に生
じる傾向があるから、これに応じて隅角部のＲの大きさ
も選択する必要がある。By the way, when using the above-mentioned first, second or third construction method, the portion corresponding to the corner of the thick steel plate is roughly processed by cold working.
In order to bend the steel material at right angles, tensile stress is applied to the outer side of the bend and compressive stress is applied to the inner side of the bend, so if the corner is not given the required radius, the material will not bend. There is a risk that cracks may occur at the corners, and the material becomes brittle due to the bending process, and residual stress is generated at the corners due to bending distortion. Furthermore, since this tends to occur more significantly as the thickness of the steel plate increases, it is necessary to select the size of the radius of the corner portion accordingly.

このため、成形鋼管の隅角部におけるＲ止まりが不明瞭
になって，角形鋼管の商品価値を低下させている。For this reason, the round ends at the corners of the formed steel pipe become unclear, reducing the commercial value of the square steel pipe.

上記第２の工法は厚肉鋼板に対する変形加工工数が第１
の工法に比べ、より多いから鋼板の加工硬化が一層進行
するおそれがあり、鋼材の冷間ロール成形と相俟って被
加工鋼板の板厚が制約され、また，成形可能な鋼管の最
大限サイズも、第１の工法のそれと略、等しいものとな
る。In the second method above, the number of man-hours required for deforming thick steel plates is the first.
Compared to the above method, there is a risk that the work hardening of the steel plate will progress further, and together with the cold roll forming of the steel material, the thickness of the steel plate to be processed is limited, and the maximum possible size of the steel pipe that can be formed is limited. The size is also approximately the same as that of the first construction method.

第３の工法で、プレス機械による鋼板の折曲げ加工を施
す場合は、角形鋼管周面に型による折曲げ摺り傷が生じ
、鋼管の商品価値を低下させている。In the third method, when the steel plate is bent using a press machine, bending scratches caused by the die occur on the circumferential surface of the square steel pipe, reducing the commercial value of the steel pipe.

第４の工法によれば規格外の厚肉鋼板およびサイズの大
径角形鋼管の提供が可能であるけれども，応力が集中し
勝ちな各隅角部に溶接ラインが位置するなど、構造上、
不安定要素が存在するだけでなく、溶接ラインおよび資
材、工数が増加し、鋼材検査個所が増加する等，コスト
アップの要因を解消させる事ができない。Although it is possible to provide non-standard thick-walled steel plates and large-diameter square steel pipes using the fourth method, there are structural issues such as welding lines located at corners where stress tends to concentrate.
Not only is there an unstable element, but the welding line, materials, and man-hours increase, and the number of steel material inspection points increases, making it impossible to eliminate factors that increase costs.

また、各溶接ラインについての溶接条件が相違するため
，鋼管に溶接歪が残り易く、その矯正作業が複雑・困難
であるとか、不可能に近いものになると言われている。Furthermore, since the welding conditions for each welding line are different, welding distortion tends to remain in the steel pipe, and the correction work is said to be complicated, difficult, or almost impossible.

一方、最近、多数計画されている高層建築物、たとえば
１０階とか３０階と言った建築物に使用するコラムには
、鋼管の肉厚が少なくとも４０ｕｎ〜５０ＩＩＩ１は必
要で、現在市場に流通している規格の大径角形鋼管は使
用に耐えない。On the other hand, columns used in many high-rise buildings that are being planned recently, such as buildings with 10 or 30 floors, require steel pipes with a wall thickness of at least 40un to 50III1. Large-diameter rectangular steel pipes that meet these standards cannot withstand use.

このため，それ以上の極厚肉鋼板を用いた大径角形鋼管
をコラムとして使用しようとすれば、さきに問題点を内
包する例として掲げた前記第３または第４の工法によっ
て成形された大径角形鋼管を選択する外ない。For this reason, if you try to use a large-diameter rectangular steel pipe made of extra-thick steel plate as a column, it will be difficult to use the large-diameter square steel pipe formed by the third or fourth method mentioned above as an example of a problem. There is no choice but to choose diameter square steel pipe.

他方、最近、厚肉鋼板の冷間折曲げ加工に対し、鋼管隅
角部の鋼材の肉やせ現象、当該個所における残留応力の
多寡、材質の脆化などの問題点について関心が持たれる
ようなって、その対策につき検討・議論がなされている
現状にある。On the other hand, recently, there has been interest in cold bending of thick steel plates, including problems such as thinning of the steel material at the corners of steel pipes, amount of residual stress at these locations, and embrittlement of the material. Currently, countermeasures are being considered and debated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

そこで本発明工法では、厚肉鋼板における角形鋼管の隅
角部相当個所の折曲げ加工時に、あらかじめ当該個所付
近を折曲げ時に脆化せず、かつ熱間加工に相当する程度
の温度に局部加熱した状態の下で加工するようにして、
上記従来技術に内在する諸々の問題点を解決すると共に
、規格外サイズの大径角形鋼管を容易に、かつ外部的な
制約を受けることなく成形することができるよう、隅角
部を避けた位置に溶接ラインを設けたニシーム大径角形
鋼管を製造する工法を開発し、高品質な極厚肉大径角形
鋼管を比較的安価に市場に提供し、以て、将来、激増が
予想される建築業界の高層または超高層建物用コラムの
需要に応え得る建材を準備することを目的とする。Therefore, in the method of the present invention, when bending a part corresponding to a corner of a square steel pipe in a thick-walled steel plate, the vicinity of the part is locally heated in advance to a temperature that does not become brittle during bending and corresponds to hot working. Please process under the following conditions.
In addition to solving the various problems inherent in the above-mentioned conventional technology, the position avoids corners so that large diameter rectangular steel pipes of non-standard sizes can be formed easily and without external constraints. We have developed a manufacturing method for large-diameter square steel pipes using a welding line, and have provided high-quality, extremely thick-walled, large-diameter square steel pipes to the market at relatively low prices.As a result, construction demand is expected to increase dramatically in the future. The purpose is to prepare building materials that can meet the industry's demand for columns for high-rise or super-high-rise buildings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明工法は，上述の目的を達成するために、次に述べ
るとおりの各構成要件を具備する．（１）厚肉の帯鋼板
を長手方向に搬送して，前記鋼板が成形ロールに搬入さ
れる直前に、同鋼板により成形される大径角形鋼管の隅
角部予定個所の、それぞれの上面側または下面側あるい
は両側面に近接して設置した局部加熱手段により前記鋼
板の曲げ部分のみを、ロール成形後、局部に材質の脆化
を起こすことなく、かつ残留応力が残らない程度の温度
まで局部加熱を行い、前記帯鋼板を溝形成形ロールに搬
入することを特徴とする局部加熱を含む大径角形鋼管の
半成品の連続成形工法。The construction method of the present invention has the following constituent requirements in order to achieve the above objectives. (1) A thick-walled steel strip is conveyed in the longitudinal direction, and immediately before the steel plate is carried into a forming roll, the upper surface side of each planned corner of a large-diameter rectangular steel pipe to be formed using the same steel plate. Alternatively, by using a local heating means installed close to the bottom side or both sides, only the bent portion of the steel plate can be heated locally to a temperature that does not cause local embrittlement of the material and leaves no residual stress after roll forming. 1. A continuous forming method for semi-finished large-diameter rectangular steel pipes including local heating, characterized in that heating is performed and the steel strip is conveyed to groove forming rolls.

（２）一対の溝形成形ロールの雌ロール側端面に、同ロ
ールと同軸の折曲げ鋼板の縁押えロールを取付け、ロー
ル成形に基づく帯鋼板の幅方向伸びが生じるのを防止す
るようにしてなる上記第（１）項記載の大径角形鋼管半
成品の連続成形工法。(2) An edge pressing roll of a bent steel plate coaxial with the pair of groove forming rolls is attached to the female roll side end face of the pair of groove forming rolls to prevent the steel strip from elongating in the width direction due to roll forming. The continuous forming method for semi-finished large-diameter square steel pipes as described in item (1) above.

（３）断面コ字形に成形した厚肉溝形帯鋼材の一対を対
向・組付け、それぞれの鋼材の脚縁を突合わせ溶接して
断面角形の鋼管を製造することより成る上記第（１）項
または第（２）項記載の局部加熱を含む大径角形鋼管の
成形工法。(3) Step (1) above, which consists of manufacturing a steel pipe with a rectangular cross section by assembling a pair of thick channel steel strips formed into a U-shaped cross section facing each other, and butt welding the leg edges of each steel sheet. A method for forming a large diameter rectangular steel pipe that includes local heating as described in item (2) or item (2).

〔作　　　用〕[For production]

本発明工法は、極く最近、問題視されてきた、角形鋼管
隅角部成形のための厚肉鋼板の冷間折曲げ加工に基づく
当該部分の材質の脆化，肉やせ，残留応力または材質・
設計の不適切によるひび割れの発生等のような不可避的
に大径角形鋼管の品質を低下させる加工工法の回避と、
従来、市場に流通している規格のサイズを超えた極厚肉
大径角形鋼管を高品質で量産可能とする工法とを，それ
ぞれ、または併わせ開発しようとするものである。The method of the present invention addresses the problems that have been raised very recently, such as embrittlement, thinning, residual stress, or・
Avoiding processing methods that unavoidably degrade the quality of large diameter rectangular steel pipes, such as the occurrence of cracks due to inappropriate design;
The aim is to develop, either separately or in combination, a construction method that enables mass production of high-quality, extremely thick-walled, large-diameter rectangular steel pipes that exceed the standard sizes currently available on the market.

その後者の目的を容易に達成することができるように本
発明工法に基づき形成される大径角形鋼管は、隅角部に
溶接ラインを配置しないタイプのニシーム構造を採用す
る。これによって既製の熱間圧延鋼板の幅の長さによっ
て、角形鋼管径のサイズの上限が制約されると言った事
情が当分の間解消する。In order to easily achieve the latter objective, the large-diameter square steel pipe formed based on the construction method of the present invention employs a type of Niseem structure in which no welding lines are arranged at the corners. This eliminates for the time being the situation where the upper limit of the diameter of the square steel pipe is restricted by the width of the ready-made hot-rolled steel plate.

また，上記の目的を達成するため本発明工法では、帯鋼
板のロールフオーミングに当り，その角形鋼管隅角部予
定個所を、折曲げロールに掛ける直前に、あらかじめ加
工後の局部が脆化せず、かつ残留応力が残らぬ程度の温
度まで局部加熱する。In addition, in order to achieve the above object, in the method of the present invention, when roll-forming a steel strip, the corner portion of the square steel pipe is preliminarily embrittled immediately before being placed on the bending rolls. Locally heated to a temperature that does not leave any residual stress.

上記フオーミングロールを通った帯鋼板は、断面コ字状
で、その隅角部の折曲げ角度は、略９０’に近いもので
あり、一方、一段のフオーミングロールによる厚肉鋼板
の折曲げ角度の上限は、材質劣化、肉やせ防止などの条
件に拘束されて１０゜〜ｌ５゜程度とされているからフ
オーミングロールスタンドは、略、６段のフオーミング
ロールから構成される。The steel strip that has passed through the forming rolls has a U-shaped cross section, and the bending angle at the corner is approximately 90'. Since the upper limit of the angle is limited to about 10° to 15° due to conditions such as preventing material deterioration and meat thinning, the forming roll stand is composed of approximately six forming rolls.

勿論、局部加熱装置は必ずしもフオーミングロールー段
につき一対配置する事を要さず、たとえば二段に対して
一対施しても良いし、また、ロール後段に移動するのに
したがって、そこに配置する加熱装置は、予熱された厚
鋼板の間ア個所を再加熱することになるから、当該装置
の出力を少さくすることも可能になる。Of course, it is not necessary to arrange a pair of local heating devices for each forming roll stage; for example, a pair of local heating devices may be provided for two stages, or they can be placed at the later stages of the rolls. Since the heating device reheats the space between the preheated thick steel plates, it is also possible to reduce the output of the device.

上記加熱装置は、ロールに搬入される厚肉鋼板の上面側
または下面側あるいは、その両側面に近接・配置され、
鋼板の隅角部相当部分を搬送しながら予め軟化点近くま
で局部加熱する。The heating device is placed close to or on the top side or the bottom side of the thick steel plate being carried into the rolls, or on both sides thereof,
The portion corresponding to the corner of the steel plate is locally heated in advance to near the softening point while being transported.

本発明工法における加熱装置には公知の各種装置を実施
することができるが，温度制御が容易で正確，かつ環境
衛生上、良好である高周波誘導加熱手段を採用すること
が望ましい。Although various known devices can be used as the heating device in the method of the present invention, it is preferable to use high-frequency induction heating means, which allows easy and accurate temperature control and is good in terms of environmental hygiene.

もっとも、前述鋼板の加熱手段には中周波誘導加熱，ガ
スによる加熱装置などを施すことを妨げる格別の理由は
ない。However, there is no particular reason to prevent medium-frequency induction heating, a gas heating device, or the like from being used as the heating means for the steel sheet.

上述、局部加熱手段は可能であれば鋼板の折曲げ内面側
に配置して、もっぱら厚肉鋼板の内面側を加熱する（た
とえば周波数を調整して）ようにすれば、鋼板の折曲げ
部における肉やせ現象の発生を防止するのに有効である
． かくして、本発明工法のロールフオーミングによれば， （１）厚肉鋼板は、比較的に曲げ抵抗が無く、フォーミ
ングロールを通る。As mentioned above, if the local heating means is placed on the bent inner surface of the steel plate, if possible, and heats only the inner side of the thick steel plate (for example, by adjusting the frequency), it is possible to It is effective in preventing the phenomenon of thinning of the skin. Thus, according to the roll forming method of the present invention, (1) the thick steel plate passes through the forming rolls with relatively little bending resistance;

（２）隅角部相当個所が折曲げ前に軟化点近くまで局部
加熱されているため、折曲げ反力が非常に少さ《で済み
（冷間加工に比べて約１／ｔｏ）、フォーミングロール
回りの機構強度、駆動力等を小さくすることができる。(2) Since the area corresponding to the corner is locally heated to near the softening point before bending, the bending reaction force is extremely small (approximately 1/to compared to cold forming), and forming Mechanical strength, driving force, etc. around the rolls can be reduced.

要するに極厚肉鋼板の折曲げ加工であっても比較的に小
型の設備で対応できる。逆に言えば、極厚肉鋼板の折曲
げ加工も容易である。In short, even the bending of extremely thick steel plates can be handled using relatively small equipment. Conversely, it is also easy to bend extremely thick steel plates.

（３）局部加熱および折曲げ加工は鋼板長手方向中心線
に対して対称に施されるため、鋼板，フオーミングロー
ルに加えられる横（幅）方向の力が釣合い，歪の発生等
が少ない。(3) Local heating and bending are performed symmetrically with respect to the longitudinal center line of the steel plate, so the forces in the lateral (width) direction applied to the steel plate and forming rolls are balanced, resulting in less distortion.

（４）熱間折曲げ加工に近いから、加工後、鋼材のバッ
クリングが起らず当該個所における残留応力が小さい。(4) Since it is similar to hot bending processing, buckling of the steel material does not occur after processing, and residual stress at the relevant location is small.

また，材質の脆化、素材のひび割れ現象は生じない。In addition, embrittlement of the material and cracking of the material do not occur.

（５）折曲げ角度をシャープにすることができ、これに
基づく鋼管の断面係数が良く、さらに、隅角部のＲ止ま
りが明瞭で，かつ均一になり製品が見映えがする。(5) The bending angle can be sharpened, the section modulus of the steel pipe based on this is good, and furthermore, the rounded edges of the corners are clear and uniform, giving the product a good appearance.

（６）冷間折曲げ加工に比べて，当該部分の材質の劣化
が少なく、また，局部加熱成形のため、強度が必要な曲
げ部分（隅角部）の板厚をロール成形時に増加させる、
少なくとも肉やせ、させない。(6) Compared to cold bending, there is less deterioration of the material in the relevant part, and because of local heat forming, the thickness of the bent part (corner part) where strength is required is increased during roll forming.
At least I won't let you lose weight.

（７）局部加熱のため省エネルギー効果が著しい。(7) Significant energy saving effect due to local heating.

（８）成形・冷却後、局部の靭性と強度が増加する． 等々、従来の大径角形鋼管の成形工法について問題点と
して指摘されている現象について、これをクリヤーする
ことができ、その結果、高品質製品を提供し得る。(8) After forming and cooling, local toughness and strength increase. It is possible to overcome the phenomena that have been pointed out as problems with conventional forming methods for large-diameter square steel pipes, and as a result, it is possible to provide high-quality products.

また、本発明工法を採り入れることによって、従来、実
施されている工法では目先、解決することができなかっ
た規格外サイズの大径角形鋼管および極肉厚角形鋼管の
成形も比較的、容易に、かつ安価に成形することができ
るものとなる。In addition, by adopting the method of the present invention, it is relatively easy to form large diameter rectangular steel pipes and extremely thick rectangular steel pipes with non-standard sizes, which could not be solved in the near future using conventional methods. Moreover, it can be molded at low cost.

以上、説明した工法によって断面コ字形の連続した半成
品（溝形鋼材）が得られた後は、当該半成品を長手方向
に所望の長さに切断して，これを一対、向合わせて，そ
の断面を略、角形の鋼管半成品に形成し、これをフオー
ミングロールの間に通して、前記鋼材の両脚縁の突合せ
部目違塾１を矯正しながら前記突合わせ部に仮溶接を施
して，鋼材の相互位置関係を確定し、次いで当該部分に
，鋼管内外側から本溶接を施すことによって大径角形鋼
管を製造する。After a continuous semi-finished product (channel steel material) with a U-shaped cross section is obtained by the method described above, the semi-finished product is cut into a desired length in the longitudinal direction, and a pair of these are placed facing each other. is formed into a roughly rectangular steel pipe semi-finished product, which is passed between forming rolls, and while correcting the abutment part 1 of the two leg edges of the steel material, temporary welding is performed on the abutment part to form the steel material. After determining the mutual positional relationship between the two, a large diameter rectangular steel pipe is manufactured by performing main welding on the relevant portion from the inside and outside of the steel pipe.

また、要すれば，あらかじめ開先の形状を選定し、上記
仮溶接に換えて本溶接を施してもよい。Furthermore, if necessary, the shape of the groove may be selected in advance and actual welding may be performed instead of the temporary welding described above.

上述工法中、帯鋼板の幅決め，開先加工または鋼管成形
後の溶接ラインの検査、鋼管の歪矯正工程等は、この種
の大径角形鋼管成形において、従来，実施されている公
知技術を単純に転用すれば足りる． 〔実　施　例〕 以下に，本発明工法を実施するための大径角形鋼管製造
工程の概略と，ロールフオーミングラインの一部の具体
例について説明するが、同ラインの構成については本発
明工法の出願当時の業界における技術レベルの範囲内に
おいて各種の変形例が考えられるから、格別の理由を示
すことなく本実施例の構成の説明のみに基づいて、本発
明の要旨を限定的に解すべきではない。In the above-mentioned method, the width determination of the steel strip, the inspection of the welding line after beveling or steel pipe forming, and the process of straightening the distortion of the steel pipe, etc., are carried out using known techniques conventionally used in forming this type of large-diameter rectangular steel pipe. Simply reusing it is sufficient. [Example of implementation] Below, an outline of the large-diameter square steel pipe manufacturing process for implementing the method of the present invention and some specific examples of a roll forming line will be explained. Since various modifications are conceivable within the technical level of the industry at the time of filing, the gist of the present invention should be interpreted in a limited manner based only on the explanation of the configuration of this embodiment without providing any particular reason. isn't it.

第１図は、帯鋼板の代りに一枚板鋼板１から大径角形鋼
管を成形する工程概略図で，図中、上側部は製造ライン
を構成する各装置の配列・工程順序を示すものであり，
下側部は、前記装置を通過した被加工鋼板の変形または
加工状態を説明する図である． 一枚板の厚肉鋼板１は搬送ローラ２に載って移動中に、
その両側縁をトリミング装１ｉ３を用いて幅決めを施し
た後、さらに移送され一対の角形鋼管隅角部相当個所を
、あらかじめ７００℃〜９００℃付近まで、局部加熱装
置４により加熱した状態でフォーミングロールスタンド
５に搬入され、ここで、厚肉鋼板は断面コ字形に成形さ
れて，搬送ロールを備えた冷却ゾーン６の上に送出され
る．同ゾーン６では空冷によって鋼管半成品の温度を常
温近く迄，自然冷却してもよいし、湯または冷水を噴射
して冷却してもよいが、好ましくは急冷または部分急冷
により鋼材の局部に応力ないし歪を生じさせないような
管理が必要である。Figure 1 is a schematic diagram of the process of forming a large-diameter rectangular steel pipe from a single steel plate 1 instead of a steel strip. can be,
The lower part is a diagram illustrating the deformation or processing state of the steel plate to be processed after passing through the apparatus. While the single thick steel plate 1 is being moved on the conveyor roller 2,
After determining the width of both side edges using the trimming device 1i3, the pair of square steel pipes are transferred further and the portions corresponding to the corners are heated in advance to around 700°C to 900°C by the local heating device 4 and then formed. The thick steel plate is carried into a roll stand 5, where it is formed into a U-shaped cross section, and sent onto a cooling zone 6 equipped with transport rolls. In zone 6, the temperature of the semi-finished steel pipe may be naturally cooled to near room temperature by air cooling, or it may be cooled by jetting hot or cold water, but preferably it is quenched or partially quenched to avoid stress on local parts of the steel material. Management that does not cause distortion is necessary.

常温近くまで冷却した鋼管半成品は、別の搬送ローラに
より開先加工機７に運ばれ、そこで断面コ字形の両脚縁
に対し、それぞれ開先加工を施す。The semi-finished steel pipe product cooled to near room temperature is transported by another conveying roller to a beveling machine 7, where beveling is performed on each of the two leg edges of the U-shaped cross section.

開先加工済の一対の半成品を向合わせて、それぞれの鋼
材の両脚縁を突合わせ、断面略、角形に形成した状態で
四方からのフオーミングロールに漬け，前記開先加工突
合わせラインをメタルタッチのまま目違いを修正すると
共に、同ラインを溶接機８により仮付けする。A pair of semi-finished products that have been beveled are placed facing each other, the legs of each steel material are butted together, and the cross-section is formed into a rectangular shape, which is then dipped in forming rolls from all sides, and the beveled butt line is cut into metal. The misalignment is corrected while touching, and the same line is temporarily attached using the welding machine 8.

前記仮付け溶接は、突合わせラインに沿い、スポットで
あっても連続であっても良い。The tack welding may be spot or continuous along the butt line.

好ましくは、その際、鋼材の突合わせ溶接ラインを，そ
れぞれ側面に位置させて、両側面のラインを同時に仮付
け溶接する。． かくして、半成品鋼材の相互位置関係を確定した後に、
仮付け鋼管を内面溶接機９に搬送し、そこで同鋼管を、
長手軸に対し９０゜回転させて、鋼管内側で前記突合わ
せラインを上向きに位置させ，その一方の突合わせライ
ンの内面本溶接を行う。Preferably, at this time, the butt welding lines of the steel materials are located on each side, and the lines on both sides are tack-welded at the same time. ．． Thus, after determining the mutual positional relationship of the semi-finished steel materials,
The tacked steel pipe is transported to the internal welding machine 9, where the steel pipe is
The tube is rotated by 90 degrees with respect to the longitudinal axis, and the butt line is positioned upward inside the steel pipe, and one of the butt lines is welded on the inner surface.

同溶接機は、従来、厚肉鋼管の溶接に使用されている公
知の各種溶接機，溶接工法を実施することができ，その
手段は鋼材、板厚に応じて、任意に選択し，かつ、その
利害、得失も既知のとおりである。The welding machine can implement various known welding machines and welding methods conventionally used for welding thick-walled steel pipes, and the means can be arbitrarily selected depending on the steel material and plate thickness, and The interests, advantages and disadvantages are well known.

本実施例では、比較的に溶接部の機械的性質が良好かつ
安定し、また自動化が容易で高能率な施ユが可能なサブ
マージアーク溶接法を採用している。In this embodiment, a submerged arc welding method is used, which provides relatively good and stable mechanical properties of the welded part, and which is easy to automate and can be performed with high efficiency.

また、必要に応じ多電極溶接法を実施しても良いが，必
ずしも他の溶接工法の採用を排除するものではない． なお、溶接ラインの始めと終端で，良好な溶接部を確保
するため、あらかじめ当該端面にタブを施すようなこと
は、従来の゜技術レベルの範囲に属する。Additionally, multi-electrode welding may be used if necessary, but this does not necessarily exclude the use of other welding methods. Note that, in order to ensure good welds at the beginning and end of the welding line, it is within the conventional technology to provide tabs on the end faces of the welds in advance.

かくして、一方側の突合わせラインの内面本溶接が完了
すると、この溶接鋼管は、長手軸に対して１８０’回転
させられ、もう一方側の突合わせ溶接ラインを鋼管内側
からみて上向きに位置させ、上記同様の工法によって、
反対側の内面本溶接を行う。Thus, when the internal welding of the butt line on one side is completed, this welded steel pipe is rotated 180' with respect to the longitudinal axis, and the butt weld line on the other side is positioned upward when viewed from the inside of the steel pipe, By the same construction method as above,
Perform final welding on the inner surface of the opposite side.

前記内面溶接工法は、一台の溶接装置の許で施すことも
できるが、施工能率を向上させるために本実施例の場合
には、溶接加工済み鋼管を別のテーブルに移送して、そ
れぞれ内面本溶接を施している。The inner surface welding method described above can be performed using a single welding device, but in order to improve construction efficiency, in this example, the welded steel pipes are transferred to another table, and the inner surface welding method is performed separately. Main welding is performed.

鋼管の内面溶接が完了した時点で角形鋼管は搬送ロール
によって外面溶接機ｌＯの設備まで移送され、そこで鋼
管周壁の突合わせ溶接ラインの外面溶接を施すが、その
技術内容は、さきに述べた鋼管周壁面の内面溶接の技術
と略、同様である。Once the internal welding of the steel pipe is completed, the square steel pipe is transported by transport rolls to the external welding machine 10 equipment, where the external welding of the butt weld line on the peripheral wall of the steel pipe is performed. This is roughly the same technique as the internal welding of the peripheral wall surface.

むしろ、周囲がオープンであるだけ実施し易いし、また
、各種溶接工法を選択し得る余地がある。Rather, it is easier to carry out as the surrounding area is open, and there is room for various welding methods to be selected.

以上のとおり成形された大径角形鋼管は、その後、製品
を歪矯正機に掛けるとか、溶接ラインの深傷検査とか、
外観検査などの工程を径で、商品として出荷されること
は，従来の工法と同様である。The large-diameter rectangular steel pipes formed as described above are then subjected to distortion straightening machines, deep scratch inspections on welding lines, etc.
Similar to conventional construction methods, the product is shipped after completing processes such as visual inspection.

第２図は、本発明工法における鋼板の溝形フォーミング
ロールスタンド５の一実施例の平面略図、第３図は、第
２図示のフォーミングロールスタンドを構成する各段の
フオーミングロールの一部の各正面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of an embodiment of the groove-shaped forming roll stand 5 for steel plates in the construction method of the present invention, and FIG. Each is a front view.

第２図中、２は厚肉鋼板を長手力向に移送する搬送ロー
ラ、４は、移送される厚肉鋼板の局部加〜、熱装置で、
本実施例では、高周波誘導加熱装置をき， 二採用し、同装置はフォーミングロールの直前に直列し
て複数台設備されている。その幅方向設置位置は、前記
鋼板により形成される大径角形鋼管の隅角部相当個所で
あって、その電極は、厚肉鋼板搬送路の下側，前記鋼板
の表面に近接して配置する。In Fig. 2, 2 is a conveying roller that transports the thick steel plate in the longitudinal direction, 4 is a heating device for local heating of the thick steel plate being transferred,
In this embodiment, two high-frequency induction heating devices are used, and a plurality of the devices are installed in series just before the forming roll. The installation position in the width direction is a corner portion of a large-diameter rectangular steel pipe formed by the steel plate, and the electrode is placed close to the surface of the steel plate below the thick-walled steel plate conveyance path. .

同装置の幅方向間隔は成形される角形鋼管のサイズに応
じて調節する事を要するから可変である。The widthwise spacing of the device is variable because it needs to be adjusted depending on the size of the square steel pipe to be formed.

本実施例ではフォーミングロールスタンド５は、６段の
フオーミングロールにより構成されており、その第１段
ロールは，第３図（ａ）に示すように一対のフレームｌ
３の間を連結して、上、下に互に平行した回転軸を有す
る一対の樽形ロール（雄口−ル）１１とボビン形ロール
（雌ロール）　１２とを対向して軸支して構成される。In this embodiment, the forming roll stand 5 is composed of six stages of forming rolls, and the first stage roll is composed of a pair of frames l as shown in FIG. 3(a).
3, and a pair of barrel-shaped rolls (male roll) 11 and bobbin-shaped roll (female roll) 12, each having rotating shafts parallel to each other at the top and bottom, are pivotally supported facing each other. configured.

各フォーミングロールは、原動機ｌ６と減速機構ｌ５を
介して連結し駆動される。Each forming roll is connected and driven via a prime mover l6 and a speed reduction mechanism l5.

なお、１７は、折曲げ鋼板の誘導ロールである。In addition, 17 is a guide roll of a bent steel plate.

第Ｉ段の折曲げロール１１．　１２では、局部加熱され
た厚肉鋼板を本実施例の場合、同部分を中心にして略、
１５゜宛折曲げ加工している。Stage I folding roll 11. 12, in this example, the locally heated thick steel plate is roughly centered around the same area.
It is bent to 15 degrees.

また、同加工段において雄ロール１１の両端に、折曲げ
鋼板縁の幅方向押えロール１４を軸着し、その周面によ
って折曲げられた鋼板の幅方向側縁を直角方向に押えて
，その幅方向膨張を防ぎ，これにより鋼板の折曲げ加工
に基づいて同部分の鋼材が折曲げ軸と直角な方向に引き
伸ばされ、その結果，当該部に肉やせ傾向が生じる事を
押えている。In addition, in the same processing stage, a width direction pressing roll 14 for the bent steel plate edge is pivotally attached to both ends of the male roll 11, and the width direction side edge of the bent steel plate is pressed in the right angle direction by the circumferential surface of the roll 14. This prevents expansion in the width direction, and as a result, the steel material in the same area is stretched in a direction perpendicular to the bending axis due to the bending process of the steel plate, and as a result, the tendency of thinning in that area is suppressed.

また、逆に、押えロールｌ４の周面により折曲げ鋼板の
幅方向側縁を押圧して、フォーミングロール１１．　１
２の間で局部加熱された厚肉鋼板を当該部分を軸として
折曲げる際に、その隅角部に肉寄せ効果を生じさせ、鋼
管を使用する際、特に強度を要求されるその隅角部の板
厚を大にすることも不可能ではない。Conversely, the forming roll 11. 1
When bending a thick steel plate that has been locally heated between 2 and 2 with the relevant part as an axis, a filling effect is created at the corner, and when using a steel pipe, the corner part requires particular strength. It is not impossible to increase the thickness of the plate.

第３図（ｂ）は、フォーミングロールスタンド旦中の、
たとえば、第Ｖ段加工（折曲げ）ロールの正面図で、前
記フォーミングロールの外形は、鋼板の折曲げ角度が異
なる外、第Ｉ段の折曲げ口第３図（Ｃ）は、最終段の折
曲げ（仕上げ）ホーミングロールの正面図で、ここでは
雄ロールの（軸方向）幅が製品である角形鋼管の内法と
同一である。当該ロール段においても，フォーミングロ
ールの両側端に接して、押えロール１４が設けられてい
て、成形鋼板隅角部の鋼板の熱間折曲げ加工に起因して
当該部分に肉やせ現象が発生しないよう配慮されている
。Figure 3(b) shows the forming roll stand Danchu.
For example, in the front view of the V-stage processing (folding) roll, the outside shape of the forming roll is different from that of the bending angle of the steel plate, and the bending opening of the I-stage is different from that of the final stage. This is a front view of a bending (finishing) homing roll, in which the width (in the axial direction) of the male roll is the same as the inner diameter of the square steel pipe that is the product. Also in this roll stage, presser rolls 14 are provided in contact with both ends of the forming roll, so that thinning phenomenon does not occur in the corners of the formed steel sheet due to hot bending of the steel sheet. This is taken into consideration.

上記、最終段仕上げロール１１．　１２の外形からみれ
ば、これによって成形された断面コ字形鋼の各隅角部は
理論的には９０゜折曲げられているようにみえるが、厚
肉鋼板の熱間折曲げ加工であっても加工後、若干の鋼板
のパックリングが見込めるから、そのコ字形断面は、僅
かに皿形に落着く傾向がある。そのコ字形鋼板を一対、
対向し組付けて断面角形材を構成し、その鋼材の両脚端
を突合わせ溶接する際、突合せラインを含む該辺をロー
ル成形する事により、突合わせ縁端面の目違いを修整す
ることができるのは、この現象を利用したものである。Above, final stage finishing roll 11. Looking at the external shape of No. 12, it appears that each corner of the U-shaped steel section thus formed is theoretically bent by 90 degrees, but this is a hot bending process for a thick steel plate. Also, after processing, some packing ring of the steel plate is expected, so the U-shaped cross section tends to settle into a slightly dish-shaped shape. A pair of U-shaped steel plates,
When assembling oppositely to form a rectangular section, and butt welding the ends of both legs, the misalignment of the butt edge surfaces can be corrected by roll forming the sides including the butt line. takes advantage of this phenomenon.

上述フォーミングロールの外形は，成形される大径角形
鋼管のサイズに応じて変える必要があるが、一方、厚肉
鋼板幅方向の押えローラ１４を装着して、鋼板折曲げ時
、幅方向に対し鋼板に圧力を加えようとする為、フォー
ミングロールはその中間に空隙部を設けると、そこに折
曲げ鋼板が、しわ寄せする現象を生じるおそれがあるの
で、フォーミングロールの外形は総形とする。The external shape of the above-mentioned forming roll needs to be changed depending on the size of the large-diameter rectangular steel pipe to be formed, but on the other hand, it is equipped with a presser roller 14 in the width direction of the thick steel plate, so that when bending the steel plate, it In order to apply pressure to the steel plate, if a forming roll has a gap in the middle, there is a risk that the bent steel plate may wrinkle, so the forming roll has a general shape.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたとおり、本発明工法によれば（１）最近、問
題視されている厚肉鋼板の冷間折曲げ加工に基づく隅角
部付近の残留応力の増加および鋼板の肉やせなど材料の
変質・脆化，隅角部のＲの増加、Ｒ止まりの不明瞭，ひ
び割れのおそれ等、従来の冷間折曲げ加工に内在する欠
点を、局部加熱による熱間折曲げ加工によって回避する
ことができる。As described above, according to the method of the present invention, (1) material deterioration such as increase in residual stress near corners and thinning of the steel plate due to cold bending of thick steel plates, which has recently been considered a problem;・Flaws inherent in conventional cold bending, such as embrittlement, increased corner radius, unclear end of radius, and risk of cracking, can be avoided by hot bending using local heating. .

（２）厚肉鋼板の折曲げ加工に．略、熱間加工を採用し
ているから、材料の折曲げ変形に対する反作用を冷間加
工時に比べ極端に少さくすることができるので、それだ
け加工機械を簡略化でき、その設備費を節減することが
できる一方、従来の規格を超えた極厚肉鋼板による鋼管
の成形も、スーパーサイズの角形鋼管の製造も容易にな
る。(2) For bending thick steel plates. In general, since hot working is used, the reaction to bending deformation of the material can be extremely reduced compared to cold working, which can simplify the processing machinery and reduce equipment costs. At the same time, it also makes it easier to form steel pipes using extra-thick steel plates that exceed conventional standards, and to manufacture super-sized square steel pipes.

要するに超高層建築物のコラムとして使用可能な角形鋼
管を量産する工法を開発することができた。In short, we were able to develop a method for mass producing square steel pipes that can be used as columns in skyscrapers.

（３）ニシームタイプの大径角形鋼管の成形工法を採用
したから、従来規格の熱延鋼板の幅によって角形鋼管の
最大径サイズが規制されるおそれが当分ない。(3) Since the Niseem type large diameter rectangular steel pipe forming method is adopted, there is no fear for the time being that the maximum diameter size of the rectangular steel pipe will be restricted by the width of hot rolled steel sheets of conventional standards.

（４）極厚肉鋼板を使用した場合も隅角部のＲは比較的
シャープにすることができ、角形鋼管の断面係数を大に
でき，また、Ｒ止まりが明瞭で、しかも当該個所には加
工による材質的欠陥が生じないから、鋼管に対する捩り
、鋼管の曲げ耐性が優れ，全体として高品質の製品を提
供することができる。(4) Even when extremely thick steel plates are used, the radius at the corner can be made relatively sharp, the section modulus of the square steel pipe can be increased, and the end of the radius is clear, and the radius at the corner can be made relatively sharp. Since no material defects occur due to processing, the steel pipe has excellent torsion and bending resistance, and a product of high quality can be provided as a whole.

（５）局部加熱工法を採用したので省エネルギー効果が
著しい。(5) The local heating method is used, resulting in significant energy savings.

結局、比較的に小規模な設備により所望の加工に対応す
ることができる。After all, desired processing can be performed using relatively small-scale equipment.

等々、従来の大径角形鋼管の成形工法には期待すること
ができない、格別の作用および効果を奏するものとなる
。This method provides exceptional functions and effects that cannot be expected from conventional methods of forming large-diameter square steel pipes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明工法を実施して一枚板鋼板から大径角
形鋼管を成形する製造ラインの一実施例の概略図で、下
側は、上記装置を通過した被加工鋼板の変形または加工
状態を示す。 第２図は、本発明工法における鋼板の溝形フォーミング
ロールスタンドの一実施例の平面略図、第３図は、第２
図示のフォーミングロールスタンドを構成する各段のフ
ォーミングロールの一部正面図を示すものである。 １・・・一枚板鋼板，　　２・・・搬送ローラ、３・・
・トリミング装置、４・・・局部加熱装置、５・・・フ
ォーミングロールスタンド，６・・・冷却ゾーン、　　
　７・・・開先加工機、８・・・仮付け溶接機、　９・
・・内面溶接機、ｉｏ・・・外面溶接機、　　１ｌ・・
・樽形ロール（雄ロール）、ｌ２・・・ボビン形ロール
（雌ロール）、ｌ３・・・フレーム、　　　１４・・・
押えロール、１５・・・減速機構，１６・・・原動機．
１７・・・誘導ロール。Figure 1 is a schematic view of an embodiment of a production line for forming large-diameter rectangular steel pipes from a single steel plate by implementing the method of the present invention. Indicates processing status. FIG. 2 is a schematic plan view of an embodiment of a groove-shaped forming roll stand for steel plates in the method of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a partial front view of forming rolls in each stage that constitute the illustrated forming roll stand. 1... Single steel plate, 2... Conveyance roller, 3...
- Trimming device, 4... Local heating device, 5... Forming roll stand, 6... Cooling zone,
7...Beveling machine, 8...Tack welding machine, 9.
...Inner surface welding machine, io...Outer surface welding machine, 1l...
・Barrel-shaped roll (male roll), l2...bobbin-shaped roll (female roll), l3...frame, 14...
Presser roll, 15... Reduction mechanism, 16... Prime mover.
17...Guidance roll.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）厚肉の帯鋼板を長手方向に搬送して、前記鋼板が
成形ロールに搬入される直前に、同鋼板により成形され
る大径角形鋼管の隅角部予定個所の、それぞれの上面側
または下面側あるいは両側面に近接して設置した局部加
熱手段により前記鋼板の曲げ部分のみを、ロール成形後
、局部に材質の脆化を起こすことなく、かつ残留応力が
残らない程度の温度まで局部加熱を行い、前記帯鋼板を
溝形成形ロールに搬入することを特徴とする局部加熱を
含む大径角形鋼管の半成品の連続成形工法。(1) A thick-walled steel strip is conveyed in the longitudinal direction, and immediately before the steel plate is carried into a forming roll, the upper surface side of each planned corner of a large-diameter square steel pipe to be formed using the steel plate. Alternatively, by using a local heating means installed close to the bottom side or both sides, only the bent portion of the steel plate can be heated locally to a temperature that does not cause local embrittlement of the material and leaves no residual stress after roll forming. 1. A continuous forming method for semi-finished large-diameter rectangular steel pipes including local heating, characterized in that heating is performed and the steel strip is conveyed to groove forming rolls. （２）一対の溝形成形ロールの雌ロール側端面に、同ロ
ールと同軸の折曲げ鋼板の縁押えロールを取付け、ロー
ル成形に基づく帯鋼板の幅方向伸びが生じるのを防止す
るようにしてなる請求項（１）記載の大径角形鋼管半成
品の連続成形工法。(2) An edge pressing roll of a bent steel plate coaxial with the pair of groove forming rolls is attached to the female roll side end face of the pair of groove forming rolls to prevent the steel strip from elongating in the width direction due to roll forming. The continuous forming method for semi-finished large-diameter square steel pipes according to claim (1). （３）断面コ字形に成形した厚肉溝形帯鋼材の一対を対
向・組付け、それぞれの鋼材の脚縁を突合わせ溶接して
断面角形の鋼管を製造することより成る請求項（１）ま
たは（２）記載の局部加熱を含む大径角形鋼管の成形工
法。(3) Claim (1) consisting of manufacturing a steel pipe with a square cross section by assembling a pair of thick channel steel strips formed into a U-shaped cross section facing each other and butt welding the leg edges of each steel material. Or (2) the method for forming a large-diameter square steel pipe that includes local heating.