JPH09314235A - 形鋼の矯正方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な方法で効率よく良好な形鋼の矯正を可
能にする。 【解決手段】 軽圧下圧延機１とこれに後続するローラ
ー矯正機２を設け、軽圧下圧延機の上下水平ロール１
１、１２で被矯正材１０を軽圧下し、かつ軽圧下圧延機
とローラー矯正機のロール速度を調整して一定の速度差
を保持することにより被矯正材１０に張力を与えながら
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、熱間圧延あるいは
溶接により製造された形鋼の矯正方法およびその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延あるいは溶接により製造された
ままの形鋼は、全体的もしくは局部的に曲がりとか反り
を生じているために、冷間で真直ぐに矯正したあと出荷
されるのが普通である。形鋼の冷間矯正方法としては、
プレス矯正によるか、ローラー矯正による場合が多い
が、前者のプレス矯正法では矯正前の形状を見ながら押
金具によって適宜に変形を加えるものであるので、能率
が悪く、大量生産に向かない。これに対して、後者のロ
ーラー矯正法は多数のローラーにより形鋼に繰り返し曲
げを与えることによって真直ぐにする方法で、能率がよ
く、工場ではオンライン設備として設置、使用されてい
る。

【０００３】しかしながら、図８に示すような異形また
は非対称な形鋼は、成品ごとに、しかも、フランジとウ
ェブそれぞれに固有の歪をもっており、一方向の繰り返
し曲げのみによっては完全に矯正するのは困難である。
その結果、オフラインのプレスによる矯正に回さざるを
得ず、大幅な能率低下となっていた。

【０００４】上記課題を解決するため、例えば、特開昭
５９−２０９４２４号公報や特開昭６４−７８６２６号
公報においては、形鋼のローラー矯正機の入側または出
側に圧延矯正機を設け、ローラー矯正機では矯正できな
い曲がりを圧延によって矯正する方法が提案されてい
る。しかしながら、圧延による矯正では、圧下の制御が
難しく、バランスが崩れると外観形状の悪化やねじれ等
が発生する。また、特開昭６４−７８６２６号公報にお
いてはあらかじめ曲がりを測定して圧下を制御すること
になっているが、曲がりによる歪量は非常に小さく、圧
延の圧下設定のみによってこれを矯正するにしても非常
に高精度の制御が要求され、事実上矯正は困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑み、異形または非対称な形鋼の複雑な曲がりでも、簡
単な方法で効率よく良好な矯正ができるようにすること
を課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係る形鋼の矯正方法は、軽圧下圧延機によ
り被矯正材のフランジ部またはウェブ部を軽圧下し、か
つ、前記軽圧下圧延機とこれに後続するローラー矯正機
とにより被矯正材に張力を与えながら矯正することとし
たものである。被矯正材に張力を与える方法としては、
軽圧下圧延機のロール速度とローラー矯正機のロール速
度との間に一定の速度差を持たせることにより行う。ま
た、本発明の矯正の対象とする形鋼は、主として、図８
に示すように、不等辺不等厚山形鋼（Ａ）、溝形鋼
（Ｂ）、Ｔ形鋼（Ｃ）、不等辺Ｈ形鋼（Ｄ）等の異形ま
たは非対称な形鋼である。

【０００７】また、本発明に係る形鋼の矯正装置は、被
矯正材のフランジ部またはウェブ部を軽圧下する軽圧下
圧延機と、該軽圧下圧延機に後続するローラー矯正機と
からなり、前記軽圧下圧延機と前記ローラー矯正機の速
度差を一定に保持することにより被矯正材に張力を与え
ることを特徴とするものである。さらに、軽圧下圧延機
は張力のフィードバック手段を有するものである。

【０００８】被矯正材の曲がっている側のフランジ部ま
たはウェブ部を軽圧下圧延機の水平または垂直ロール、
あるいは両者のロールによって軽圧下し、この軽圧下圧
延機とこれに後続するローラー矯正機の各ロール速度を
調整し一定の速度差を保持することによって被矯正材に
張力を与えながら矯正すると、軽圧下圧延機により張力
が作用している側のフランジ部またはウェブ部の残留応
力の除去および曲がり矯正を行いつつ、後続のローラー
矯正機により上下繰り返し曲げを行うので、被矯正材の
曲がりや反りを高精度に矯正することができる。

【０００９】また、本発明においては、張力付加による
形状の自己矯正機能を持たせるために、軽圧下圧延機と
ローラー矯正機が連続していることが重要であり、この
ことによって、軽圧下圧延機に張力のフィードバック機
構を持たせることができる。すなわち、ローラー矯正機
を連続化させることによって、軽圧下圧延機の圧下によ
りフランジ部またはウェブ部の張力付加側が大きく伸び
ようとすると長手方向の伸びが大きくなって張力がかか
らなくなり、圧延荷重が増大してギャップが開く方向に
作用するよう張力のフィードバック制御が行なわれる。
このように被矯正材に張力を付加することによって軽圧
下圧延機の圧下による被矯正材の過大な曲がりを制御で
きるようになるものであり、本来微妙な制御の難しい圧
下矯正に、張力によるフィードバック機構を持たせるも
のである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１に係る矯正
装置の構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図であ
る。図１において、１は軽圧下圧延機、２は軽圧下圧延
機１の下流側に連続して設けられた後続のローラー矯正
機である。３は軽圧下圧延機１の駆動装置、４はローラ
ー矯正機２の駆動装置であり、これらの駆動装置３と４
はそれぞれ独立に速度を制御可能である。１０は被矯正
材としての形鋼、１１、１２は軽圧下圧延機１の上下水
平ロール、２１、２２はローラー矯正機２の千鳥状に配
置された上下水平ロール、３０は軽圧下圧延機１とロー
ラー矯正機２により被矯正材１０に与えられる張力であ
る。

【００１１】図１に示す矯正装置では、軽圧下圧延機１
の上下水平ロール１１、１２によって被矯正材１０の曲
がっている側のフランジ部またはウェブ部を軽圧下し、
ロール速度を軽圧下圧延機１よりローラー矯正機２の方
を速くして軽圧下圧延機１とローラー矯正機２の各ロー
ル速度間で一定の速度差を保持することによって張力３
０を被矯正材１０に与えながら矯正する。このように張
力３０を被矯正材１０に与えながら矯正することによっ
て、軽圧下圧延機１ではその圧下により張力付加側のフ
ランジ部またはウェブ部の残留応力の除去および曲げ矯
正が行われ、ローラー矯正機２では上下繰り返し曲げに
よる矯正が行われるため、残留歪を効率よく除去するこ
とが可能となる。

【００１２】また、図１に示す矯正装置は、被矯正材１
０として図８の不等辺不等厚山形鋼を対象としたもので
あり、軽圧下圧延機１の上下水平ロール１１、１２は、
さらに図２に示すように、「へ」の字状に屈曲したロー
ルギャップ１３を有する形状に形成されており、それぞ
れ垂直方向に移動可能だけでなく軸方向にも移動可能に
構成されている。すなわち、上水平ロール１１は２つの
台形円錐面１１ａ，１１ｂの小径部を接続した形状の凹
状の円錐面１１ｃを有し、下水平ロール１２は２つの台
形円錐面１２ａ，１２ｂの大径部を接続した形状の凸状
の円錐面１２ｃを有し、これら凹状円錐面１１ｃと凸状
円錐面１２ｃの間に上記「へ」の字状のロールギャップ
１３が形成される。この上下水平ロール１１、１２の軸
方向の移動と垂直方向の圧下によって山形鋼１０Ａのフ
ランジ部またはウェブ部を圧下する。そして、図３
（ａ）に矢印で示す方向に上下水平ロール１１、１２を
軸方向に移動させると、山形鋼１０Ａのフランジ部１０
ｆを圧下する状態となり、一方、図３（ｂ）に矢印で示
す方向に上下水平ロール１１、１２を軸方向に移動させ
ると、山形鋼１０Ａのウェブ部１０ｗを圧下する状態と
なる。

【００１３】図４は不等辺不等厚山形鋼１０Ａの矯正方
法を示す図であり、その山形鋼１０Ａのフランジ側が曲
がっている場合の矯正方法について図５のフローチャー
トを用いて説明する。図５は圧下と張力による形状矯正
のフィードバック制御機構を示すものである。

【００１４】まず、ステップＳ１において、山形鋼１０
Ａの矯正時、軽圧下圧延機１とローラー矯正機２はそれ
ぞれのロール速度の調整により速度差を一定に保つよう
に制御されている。山形鋼１０Ａのフランジ側が曲がっ
ている場合、軽圧下圧延機１は上下水平ロール１１、１
２の圧下によって、張力３０が長手方向の長さが短いフ
ランジ側に有効に作用し、長さの短い方のフランジ側を
伸ばそうとする張力分布となる（ステップＳ２）。逆
に、軽圧下圧延機１の微圧延によって長さの短い方のフ
ランジ側が伸びすぎると（ステップＳ３）、フランジ側
が長くなって張力がかからなくなるため、圧延荷重が増
大し、ロールギャップ１３が広がり伸びが出なくなる
（ステップＳ４）。すると再びステップＳ２へ戻り、ス
テップＳ２以降の動作を繰り返すようになっている。こ
のような張力のフィードバック機構によりフランジとウ
ェブの長さが均一化されるため、山形鋼１０Ａの曲が
り、反りが矯正されることになる（ステップＳ５）。

【００１５】このように、本発明の矯正装置は、軽圧下
圧延機１とローラー矯正機２を連続化させることによっ
て張力フィードバック機構による形状の自己矯正機能を
持つものである。また、山形鋼１０Ａのウェブ側が曲が
っている場合でも上記と同様に実施することができる。

【００１６】実施の形態２．図６は本発明の実施の形態
２に係る矯正装置の構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）
はその軽圧下圧延機１の正面図である。この例は、溝形
鋼１０Ｂの矯正方法を示すものであり、軽圧下圧延機１
は溝形鋼１０Ｂの左右のフランジ内面部に挿入される上
水平ロール１１と、溝形鋼１０Ｂのフランジ及びウェブ
の左右の外面部を拘束する段付きの下水平ロール１２を
備えている。そして、左側のフランジ側が曲がっている
場合、矢印方向に上下水平ロール１１、１２を軸方向に
移動させ左側フランジ部を軽圧下する。ローラー矯正機
２の上下水平ロール２１、２２は、軽圧下圧延機１の上
下水平ロール１１、１２と同様のロール構成で千鳥状に
配置されている。

【００１７】溝形鋼１０Ｂの場合も上述した張力フィー
ドバック機構により圧下と張力付加をフィードバック制
御することによって良好に矯正することができる。な
お、図８のＴ形鋼（Ｃ）、不等辺Ｈ形鋼（Ｄ）の場合も
溝形鋼１０Ｂに準じて矯正可能である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。本
実施例では図１に示した矯正機を使用し、従来法では既
存のローラー矯正機のみを使用してそれぞれ山形鋼の矯
正を行った。表１は被矯正材の山形鋼の各部の寸法であ
る（図７参照）。表２は実機矯正機の仕様である。矯正
機のインターメッシュは両方法ともそれぞれ単体で同じ
効果になるように設定した。表３が、従来法と比較した
本発明法の効果である。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】表３から明らかなように、本発明の方が従
来のローラー矯正機のみによる場合に比較して、形状矯
正効果が大きいことがわかる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、軽圧下圧
延機と後続のローラー矯正機を使用して被矯正材に軽圧
下と張力を付加して矯正するものであるから、制御方法
が容易であるとともに高精度の矯正が可能になる。ま
た、オンラインでの矯正であるため高能率の矯正を実施
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る矯正装置の構成図
である。

【図２】軽圧下圧延機の上下水平ロールの形状及び機構
説明図である。

【図３】上記上下水平ロールによるフランジ圧下状態と
ウェブ圧下状態を示す説明図である。

【図４】山形鋼の矯正方法を示す説明図である。

【図５】張力フィードバック機構のフローチャートであ
る。

【図６】本発明の実施の形態２に係る矯正装置の構成図
である。

【図７】比較試験に供した被矯正材の各部の寸法を示す
図である。

【図８】本発明の対象とする形鋼の例を示す図である。

【符号の説明】

１ 軽圧下圧延機 ２ ローラー矯正機 ３ 軽圧下圧延機用駆動装置 ４ ローラー矯正機用駆動装置 １０ 被矯正材 １１、１２ 軽圧下圧延機の上下水平ロール ２１、２２ ローラー矯正機の上下水平ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 幸生 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軽圧下圧延機により被矯正材のフランジ
   部またはウェブ部を軽圧下し、かつ、前記軽圧下圧延機
   とこれに後続するローラー矯正機とにより被矯正材に張
   力を与えながら矯正することを特徴とする形鋼の矯正方
   法。
2. 【請求項２】 被矯正材のフランジ部またはウェブ部を
   軽圧下する軽圧下圧延機と、該軽圧下圧延機に後続する
   ローラー矯正機とからなり、前記軽圧下圧延機と前記ロ
   ーラー矯正機の速度差を一定に保持することにより被矯
   正材に張力を与えることを特徴とする形鋼の矯正装置。
3. 【請求項３】 前記軽圧下圧延機が前記張力のフィード
   バック手段を有することを特徴とする請求項２記載の形
   鋼の矯正装置。