JPH09122758A - 形鋼の矯正方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 矯正ロールを用いたローラ矯正機内に軽圧下
圧延機機能を設けることにより、小規模の設備で形鋼の
全長の曲りを含む形状矯正及び残留応力を低減すること
のできる形鋼の矯正方法及びその装置を得ること。 【解決手段】 複数の上下の水平ロールが千鳥状に配置
されかつ入側と出側に竪ロールを有するローラ矯正機の
入側又は入側と出側の上下の水平ロールに軽圧下圧延機
機能を付与しうるように構成し、被矯正材の曲り状態に
応じて前記入側又は入側と出側の水平ロールに軽圧下圧
延機機能を付与して前記被矯正材を矯正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形鋼の製造設備に
おけるウェブとフランジを有する形鋼の矯正方法及びそ
の装置に係り、さらに詳しくは、軽圧下圧延機機能を備
えたローラ矯正機により、被矯正材の全長にわたって曲
りを含む形状矯正及び残留応力の低減を行うことのでき
る形鋼の矯正方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延で製造されたままの形鋼は、冷
却床で冷却する際に長さ方向の曲り、断面形状不良や残
留応力などが発生するので、製品とするためには、この
ような問題を解決しなければならない。特に、Ｈ形鋼な
どのウェブとフランジを有する形鋼は、形状の精度アッ
プ及び残留応力低減の要求が強い。形鋼の曲り及び断面
形状を矯正する場合は、一般に、複数の水平ロールを千
鳥状に配置したローラ矯正機が用いられているが、この
ようなローラ矯正機のみでは、曲り及び形状矯正をすべ
て解決することができず、また、残留応力を低減するこ
とは不可能である。

【０００３】そこで、このような従来のローラ矯正機の
問題を解決するために、従来のローラ矯正機に変えてユ
ニバーサル圧延機を矯正用として配置し、あるいは、ロ
ーラ矯正機の入側と出側に圧延機を設置したものがあ
る。例えば、特開昭５２−４５５７３号公報には、ユニ
バーサル圧延機による形鋼の製造工程において、従来の
ローラ矯正機の代りにユニバーサル圧延機を矯正用とし
て配置し、このユニバーサル圧延機により形鋼の矯正及
び残留応力の低減を行うようにした形鋼の製造法が記載
されている。

【０００４】また、特開昭５９−２０９４２４号公報に
は、形鋼ローラ矯正機の入側若しくは出側又は両側に圧
延矯正機を設け、形鋼ローラ矯正機により形鋼の定常部
のフランジ若しくはウェブ又は両者に繰返し曲げを与え
て定常部の曲りを矯正し、圧延矯正機により形鋼の非定
常部の曲りを矯正するようにした形鋼の曲り矯正方法が
記載されている。さらに、特開平３−１８０２０９号公
報には、仕上げ圧延を経たウェブ及びフランジを有する
形鋼に対して、圧延パスラインに沿って配置した複数の
ロール群からなるレベラーにより繰返し曲げ加工を加
え、ついでこの形鋼のウェブを上下に拘束しつつウェブ
高さを縮小する圧下を施すようにした形鋼の矯正方法が
記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の各公報に記載さ
れた発明によれば、残留応力の低減、非定常部の曲りの
矯正あるいはウェブ高さの矯正が行われ、さらに、これ
以外にも圧延機による数多くの効果が得られる。しかし
ながら、ローラ矯正機に代えてユニバーサル圧延機を設
置し、あるいはローラ矯正機の入側若しくは出側又は両
者に圧延機を設置する場合は、設備費の増加、設置スペ
ースの増加などにより大規模な矯正設備となり、その上
ロール本数なども増加するためランニング費も増加す
る。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、矯正ロールを用いたローラ矯正機内に軽
圧下圧延機機能を設けることにより、小規模の設備で形
鋼の全長の曲りを含む形状矯正及び残留応力を低減する
ことのできる形鋼の矯正方法及びその装置を得ることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは、研
究の結果、ウェブ及びフランジを有する形鋼の曲りを含
む形状矯正及び残留応力の低減が、軽圧下圧延で可能で
あることを見出した。本発明はこのような知見に基いて
行われたものである。本発明に係る形鋼の矯正方法は、
複数の上下の水平ロールが千鳥状に配置されかつ入側と
出側に竪ロールを有するローラ矯正機の入側又は入側と
出側の上下水平ロールに軽圧下圧延機機能を付与しうる
ように構成し、被矯正材の曲り状態に応じて前記入側又
は入側と出側の水平ロールに軽圧下圧延機機能を付与し
て被矯正材を矯正するようにしたものである。

【０００８】また、本発明に係る形鋼の矯正装置は、複
数の上下の水平ロールが千鳥状に配置されかつ入側と出
側に竪ロールを有するローラ矯正機の少なくとも入側及
び出側の水平ロールにロールピッチ可変装置を設け、ロ
ールピッチ可変装置により入側又は入側と出側の水平ロ
ールを移動させ、入側又は入側と出側の上下の水平ロー
ルをほぼ対向させて軽圧下圧延機配置となしうるように
構成したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態の模式図
である。図において、１は複数の水平ロールが千鳥状に
配置されたローラ矯正機で、２はそのハウジングであ
る。ローラ矯正機を構成する両持式の水平ロール（被矯
正材のウェブを矯正する）は割ロールからなり、入側か
ら軽圧下圧延機配置Ｉとなしうる下ロール３と上ロール
４、常時千鳥状に配置されて千鳥状矯正機IIを構成する
複数の下ロール５，７，９と上ロール６，８及び出側の
軽圧下圧延機配置III となしうる下ロール１１及び上ロ
ール１０の順に配置されている。なお、図１には水平ロ
ールを９本設けた場合を示したが、これに限定するもの
ではなく、適宜増減することができる。

【００１０】これら各下ロール３，５，７，９，１１及
び上ロール４，６，８，１０はそれぞれロール軸受１２
に支持されており、各ロール軸受１２はそれぞれロール
ピッチ可変装置（図示せず）によって、フレーム２に沿
ってロール矯正機１の入側方向又は出側方向に独立して
移動しうるように構成されている。そして、このロール
ピッチ可変装置により入側の下ロール３と上ロール４、
及び出側の下ロール１１と上ロール１０をほぼ同じ位置
（ほぼ対向する位置）に移動させることにより、それぞ
れ軽圧下圧延機配置Ｉ，III とすることができる。

【００１１】また、各下ロール３，５，７，９，１１に
は、各上ロール４，６，８，１０とのロールギャップを
それぞれ独立して調整するための押上げ装置１３が設け
られており、実施例では油圧式で下ロール３，１１は被
矯正材のウェブを１００tonまで、その他の下ロール
５，７，９は３００ton まで圧上できるようにした。な
お、これら下ロール３，５，７，９，１１及び上ロール
４，６，８，１０のうち、少なくとも入側の軽圧下圧延
機配置Ｉとなしうる下ロール３と上ロール４、及び出側
の軽圧下圧延機配置III となしうる下ロール１１と上ロ
ール１０は、割ロールの間隔を調整するロール幅可変装
置（図示せず）を設けることが望ましい。

【００１２】１４ａ，１４ｂ、１４ｃ，１４ｄ（図１に
は１４ａ，１４ｃのみ図示してある）は、被矯正材のフ
ランジを矯正する各一対の竪ロールで、入側から１本目
又は２本目の水平ロール及び出側の最終又は最終から２
本目の水平ロールに設けられており（図には上ロール４
及び１０に設けた場合が示してある）、ピッチ可変装置
により上ロール４，１０と同調して移動する。なお、こ
の竪ロール１４ａ，１４ｂ、１４ｃ，１４ｄは上記以外
の水平ロール（千鳥状矯正機IIを構成する下ロール５，
７，９及び上ロール６，８）に設けてもよい。そして、
各竪ロール１４ａ，１４ｂ、１４ｃ，１４ｄは、図３に
示すように、ロール軸受１５に支持され、押付け装置１
６により水平方向に位置調整されて、被矯正材のフラン
ジを矯正する。実施例では、この押付け装置１６により
被矯正材のフランジを外側から１００ton まで圧下でき
るようにした。なお、軽圧下圧延機配置Ｉ，III となし
うる下ロール３，１１の押上げ装置１３及び竪ロール１
４ａ，１４ｂ、１４ｃ，１４ｄの押付け装置１６は、応
答性及び追従性の面から油圧作動で定圧制御とすること
が望ましい。

【００１３】２０は矢印方向に搬送され、ローラ矯正機
１のパスラインを通過して矯正される被矯正材で、図に
はＨ形鋼を矯正する場合を示しており、２１はウェブ、
２２ａ，２２ｂはフランジである（図３参照）。

【００１４】次に、上記のように構成したローラ矯正機
により、熱間圧延によって製造された被矯正材であるＨ
形鋼を矯正する作用について説明する。先ず、被矯正材
２０の曲りが小さい場合は、図２、図３に示すように、
ロールピッチ可変装置によりローラ矯正機１の入側の下
ロール３及び上ロール４を移動させ、ほぼ対向させて軽
圧下圧延機配置Ｉとし、軽圧下圧延機を構成する。ま
た、被矯正材２０のウェブ内法寸法に対応して、ロール
幅可変装置により下ロール３と上ロール４のロール幅を
調整する。なお、すべての水平ロールにロール幅可変装
置が設けられている場合は上記により各水平ロールのロ
ール幅を調整する。そして、入側から３本目以降の水平
ロールは出側の下ロール１１及び上ロール１０を含めて
千鳥状配置とする。

【００１５】ついで、被矯正材２０のウェブ厚に対応し
て、押上げ装置１３により千鳥状に配置された下ロール
５，７，９，１１と上ロール６，８，１０とのロールギ
ャツプを調整し、また、押付け装置１６により被矯正材
２０の外法寸法に対応して竪ロール１４ａ，１４ｂと１
４ｃ，１４ｄのロール間隔を調整する。

【００１６】上記のようにローラ矯正機の各部を設定し
たのち、入側から曲りの小さい被矯正材２０が装入され
ると、下ロール３と上ロール４からなる軽圧下圧延機に
より曲りの矯正及び残留応力の低減などが行なわれ、続
いて千鳥状に配置された水平ロール群で繰返し曲げを行
い、中間部の曲りを矯正して被矯正材２０全体の矯正及
び残留応力の低減などを行う。

【００１７】次に、曲りの大きい被矯正材２０を矯正す
る場合は、図４に示すように、ロールピッチ可変装置に
より、入側の下ロール３と上ロール４を移動させ、ほぼ
対向させて軽圧下圧延機配置Ｉとすると共に、出側の下
ロール１１と上ロール１０を移動させ、ほぼ対向させて
軽圧下圧延機配置III とし、入側と出側の両者を軽圧下
圧延機とする。ついで、中間の下ロール５，７，９及び
上ロール６，８を千鳥状配置とし、下ロール５，７，９
と上ロール６，８間のロールギャップを調整すると共
に、竪ロール１４ａ，１４ｂと１４ｃ，１４ｄのロール
間隔を調整する。

【００１８】そして、入側から曲りの大きい被矯正材２
０が装入されると、下ロール３と上ロール４からなる入
側の軽圧下圧延機により、大きな曲りの矯正、先後端部
の矯正及び残留応力の低減などが行われ、続いて千鳥状
に配置された水平ロール群により繰返し曲げを行って中
間部の曲りの矯正を行う。最後に、下ロール１１と上ロ
ール１０からなる出側の軽圧下圧延機により全体の矯正
及び残留応力の低減などを行う。

【００１９】次に、本発明に係るローラ矯正機により、
フラット水平ロールで矯正できない形鋼（例えば、鋼矢
板、等辺山形鋼、不当辺山形鋼など）を矯正する場合
は、すべての水平ロールを千鳥状に配置し、被矯正材を
繰返し曲げにより矯正を行う。なお、この場合は、水平
ロールの圧下機構を定位置制御する。

【００２０】実施例１ 次に、本発明に係るローラ矯正機と、水平ロールを千鳥
状に配置した従来のローラ矯正機とにより、ウェブ高さ
５００ｍｍ、フランジ幅２００ｍｍで曲りの小さいＨ形
鋼を矯正した結果について説明する。なお、矯正条件は
表１の通りで、図２に示すように、入側の下ロール３と
上ロール４とを軽圧下圧延機配置とし、それ以後の下ロ
ール５，７，９，１１と上ロール６，８，１０を千鳥状
配置とした。

【００２１】

【表１】

【００２２】上記の矯正条件により製品長１２ｍで曲り
の小さいＨ形鋼（被圧延材）の上下の曲り及び左右の曲
りを矯正した結果は、表２、表３の通りである。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】また、製品長１８ｍで曲りの小さいＨ形鋼
の上下の曲り及び左右の曲りを矯正した結果を表４、表
５に、製品長２０ｍのＨ形鋼の場合を表６及び表７に示
す。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】

【表６】

【００２９】

【表７】

【００３０】上記の表２〜表７から明らかなように、本
発明によれば、従来装置でＨ形鋼を矯正した場合に比べ
てその矯正効果を著しく向上させることができた。ま
た、残留応力もその平均値を図５に示すように、図６に
示す従来装置で矯正した場合に比べて大幅に低減するこ
とができた。

【００３１】実施例２ 次に、実施例１と同じ製品寸法で曲りの大きいＨ形鋼を
矯正した結果を説明する。なお、矯正条件は表８の通り
で、図４に示すように、入側の下ロール３と上ロール４
及び出側の下ロール１１と上ロール１０をそれぞれ軽圧
下圧延機配置とし、中間の下ロール５，７，９と上ロー
ル６，８を千鳥状配置とした。

【００３２】

【表８】

【００３３】上記の矯正条件により製品長がそれぞれ１
２ｍ、１８ｍ及び２０ｍで曲りの大きいＨ形鋼の上下の
曲り及び左右の曲りを矯正した結果を表９と表１０、表
１１と表１２及び表１３と表１４に示す。

【００３４】

【表９】

【００３５】

【表１０】

【００３６】

【表１１】

【００３７】

【表１２】

【００３８】

【表１３】

【００３９】

【表１４】

【００４０】表９〜表１４から明らかなように、本発明
によれば、曲りの大きいＨ形鋼の場合においても、従来
装置で矯正した場合に比べて格段に優れた矯正効果が得
られた。また、残留応力も、実施例１の場合とほぼ同様
に、図５に示すような結果が得られた。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る形鋼
の矯正方法及び矯正装置は、ローラ矯正機の入側又は入
側と出側を軽圧下圧延機配置となしうるように構成し、
被圧延材の曲り状態に応じて入側又は入側と出側の水平
ロールを軽圧下圧延機配置として矯正するようにしたの
で、従来の矯正装置に比べて矯正効果及び残留応力の低
減効果を著しく向上させることができ、寸法精度の高い
形鋼を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の模式図である。

【図２】図１の作用説明図である。

【図３】図２の入側の縦断面図である。

【図４】図１の作用説明図である。

【図５】本発明による残留応力の低減状態を示す説明図
である。

【図６】従来のローラ矯正機による残留応力の低減状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ローラ矯正機 ３，１１ 軽圧下圧延機配置となしうる下ロール ４，１０ 軽圧下圧延機配置となしうる上ロール ５，７，９ 下ロール ６，８ 上ロール １２，１５ ロール軸受 １３ 押上げ装置 １４ａ〜１４ｄ 竪ロール １６ 押付け装置 ２０ 被矯正材 ２１ ウェブ ２１ａ，２１ｂ フランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮里 寿夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡辺 誠 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大森 清生 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高木 圭治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被矯正材の曲りを含む形状矯正及び残留
   応力の低減などを行う形鋼の矯正工程において、 複数の上下の水平ロールが千鳥状に配置されかつ入側と
   出側に竪ロールを有するローラ矯正機の入側又は入側と
   出側の上下の水平ロールに軽圧下圧延機機能を付与しう
   るように構成し、被矯正材の曲り状態に応じて前記入側
   又は入側と出側の水平ロールに軽圧下圧延機機能を付与
   して前記被矯正材を矯正することを特徴とする形鋼の矯
   正方法。
2. 【請求項２】 被矯正材の曲りを含む形状矯正及び残留
   応力の低減などを行う形鋼の矯正装置において、 複数の上下の水平ロールが千鳥状に配置されかつ入側と
   出側に竪ロールを有するローラ矯正機の少なくとも入側
   及び出側の水平ロールにロールピッチ可変装置を設け、
   該ロールピッチ可変装置により前記入側又は入側と出側
   の水平ロールを移動させ、前記入側又は入側と出側の上
   下の水平ロールをほぼ対向させて軽圧下圧延機配置とな
   しうるように構成したことを特徴とする形鋼の矯正装
   置。