JP2013111589A - Ｈ形鋼矢板及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】フランジ先端に突起を有し、このフランジ先端で嵌合させるＨ形鋼矢板について、嵌合部が離脱する危険性を小さくしたＨ形鋼矢板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｈ形鋼素材１のフランジ部１ｆの外面からフランジの厚さ方向に突出する第１の突起３およびフランジ部１ｆの先端からフランジ幅方向に突出する第２の突起５を粗ユニバーサル圧延機およびエッジャー圧延機によりＨ形鋼素材１のフランジ先端部の先端に形成し、次いでＨ形鋼素材１を仕上ユニバーサル圧延機により仕上圧延した後、Ｈ形鋼素材１のフランジ部の先端をガイドするガイドロールにより第２の突起５が突出する方向をフランジ幅方向からフランジ部１ｆの内面からフランジ部の厚さ方向に突出する方向に変更してＨ形鋼矢板を製造する。
【選択図】図６

Description

本発明は、Ｈ形鋼矢板とその製造方法に関する。
Ｈ形鋼矢板を製造する方法として、スラブやビームブランク等のＨ形鋼素材を粗造形圧延機、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、仕上ユニバーサル圧延機により熱間圧延して製造する方法が知られている。このような方法でＨ形鋼矢板を製造するに際して、特許文献１の第２図に示されるような玉爪（以下、突起という）をＨ形鋼素材のフランジ先端部に形成すると、図９に示すように、例えばＨ形鋼矢板１０とＺ形鋼矢板１１のフランジ同士をコネクター１２で接続した際にＨ形鋼矢板１０のフランジ先端部がコネクター１２から抜け出ることをＨ形鋼矢板１０のフランジ先端部に設けた突起３によって抑制することが可能である。
特開昭６１−２０４４１５号公報
しかしながら、図９に示されるＨ形鋼矢板１０は、フランジ先端部にフランジ外面から突出する突起３を設けているが、コネクター１２の開口幅に余裕を持たせると、嵌合部が離脱するという問題があった。したがって、嵌合余裕を極めて小さくした自由度のないコネクター１２を使用せざるを得なかった。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、Ｈ形鋼矢板のフランジ先端をコネクターや他の鋼矢板の継手と嵌合した場合に、フランジ先端が嵌合したコネクターあるいは継手から離脱することを抑制したＨ形鋼矢板およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、Ｈ形鋼素材をＨ形断面に粗造形する粗造形圧延機と、該粗造形圧延機によりＨ形断面に粗造形されたＨ形鋼素材のウェブ部とフランジ部を粗圧延する粗ユニバーサル圧延機と、該粗ユニバーサル圧延機により粗圧延されたＨ形鋼素材のウェブ部とフランジ部を仕上圧延する仕上ユニバーサル圧延機と、該仕上ユニバーサル圧延機と前記粗ユニバーサル圧延機との間に配置されたエッジャー圧延機とを備えた熱間圧延設備によりＨ形鋼矢板を製造する方法であって、前記フランジ部の外面からフランジの厚さ方向に突出する第１の突起および前記フランジ部の先端からフランジ幅方向に突出する第２の突起を前記粗ユニバーサル圧延機および前記エッジャー圧延機により前記Ｈ形鋼素材のフランジ部の先端に形成し、次いで前記Ｈ形鋼素材を前記仕上ユニバーサル圧延機により仕上圧延した後、前記Ｈ形鋼素材のフランジ部の先端をガイドするガイドロールにより前記第２の突起の突出方向を前記フランジ幅方向から前記フランジ部の内面からフランジ部の厚さ方向に突出する方向に変更して前記Ｈ形鋼矢板を製造することを特徴とする。
請求項２の発明は、ウェブ部とフランジ部とでＨ形断面を形成してなり、前記フランジ部の先端に突起を有するＨ形鋼矢板であって、前記突起として、前記フランジ部の外面から突出する第１の突起と前記フランジ部の内面から突出する第２の突起とを有することを特徴とする。
本発明のＨ形鋼矢板によれば、Ｈ形鋼矢板のフランジ部の先端に、フランジ内面から突出する第１の突起とフランジ外面から突出する第２の突起を有するので、フランジ部の先端にコネクターあるいは他の鋼矢板の継手を嵌合した場合に、フランジ内面から突出する突起とフランジ外面から突出する突起とで、嵌合が離脱することを抑制できる。
また、本発明のＨ形鋼矢板の製造方法によれば、フランジ部の先端に、フランジ内面から突出する第１の突起とフランジ外面から突出する第２の突起を、熱間圧延により製造することが可能となる。
本発明を実施するときに用いられる熱間圧延設備の一例を示す図である。 粗ユニバーサル圧延機の水平ロールと竪ロール及びこれらのロールで圧延されたＨ形鋼素材の断面形状を示す図である。 エッジャー圧延機のエッジャーロール及びエッジャーロールで圧延されたＨ形鋼素材の断面形状を示す図である。 仕上ユニバーサル圧延機の水平ロールと竪ロール及びこれらのロールで圧延されたＨ形鋼素材の断面形状を示す図である。 仕上ユニバーサル圧延機により仕上圧延されたＨ形鋼素材のフランジ部をガイドするガイド装置の構成を示す図である。 仕上ユニバーサル圧延機により仕上圧延されたＨ形鋼素材のフランジ先端部がガイドロールによりガイドされる前とガイドされた後のＨ形鋼素材の断面形状を示す図である。 本発明のＨ形鋼矢板とＺ形鋼矢板のフランジ同士がコネクターにより接続された状態を示す図である。 本発明のＨ形鋼矢板のフランジ部と直線形鋼矢板とが接続された状態を示す図である。 Ｈ形鋼矢板とＺ形鋼矢板のフランジ同士がコネクターにより接続された状態を示す図である。
図１〜図６は本発明に係るＨ形鋼矢板とその製造方法を説明するための図であり、本発明を実施するときに用いられる熱間圧延設備は、図１に示すように、粗造形圧延機２、粗ユニバーサル圧延機４、仕上ユニバーサル圧延機６、エッジャー圧延機７及びガイド装置８を備えている。
粗造形圧延機２はスラブやビームブランク等のＨ形鋼素材を孔型を有する上下一対の水平ロールによりＨ形断面に粗造形するものである。
粗ユニバーサル圧延機４は粗造形圧延機２によりＨ形断面に粗造形されたＨ形鋼素材１のウェブ部１ｗとフランジ部１ｆを粗圧延するものであって、図２に示すように、上下一対の水平ロール４１，４２、およびこれら水平ロール４１，４２の両側に左右一対の竪ロール４３，４４を有している。粗ユニバーサル圧延機４の竪ロール４３，４４は、それぞれロール軸方向の両側に小径部４３ａ，４４ａを有し、ロール軸方向の中央部に大径部４３ｂ，４４ｂを有している。そして、この小径部４３ａ，４４ａと大径部４３ｂ，４４ｂとの段差部４３ｃ，４４ｃが、Ｈ形断面に粗造形されたＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆの先端よりフランジ幅方向内側に位置するように、小径部４３ａ，４４ａおよび大径部４３ｂ，４４ｂが設けられている。
このような小径部４３ａ，４４ａおよび大径部４３ｂ，４４ｂが設けられた竪ロール４３，４４を有する粗ユニバーサル圧延機４でＨ形断面のＨ形鋼素材を圧延すると、図２に圧延後のＨ形鋼素材１の断面形状を示すように、フランジ部１ｆの先端に、フランジ厚が他の部分より厚く、この肉厚の厚い部分がフランジ外面からフランジの厚さ方向に突出した部分が形成され、この部分が第１の突起３となる。
また、エッジャー圧延機７は、粗ユニバーサル圧延機４を通過したＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆをフランジ幅方向に圧延するものであって、粗ユニバーサル圧延機４と仕上ユニバーサル圧延機６との間に配置されているとともに、図３に示すように上下一対のエッジャーロール７１，７２を有している。このエッジャーロール７１，７２は、それぞれ、凸部７１ａ，７２ａを有し、この凸部７１ａ，７２ａの側面にＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆの内面を沿わせ、凸部７１ａ，７２ａの頂面にＨ形鋼素材１のウェブ部１ｗを沿わせるようにして、エッジャーロール７１，７２にＨ形鋼素材１を案内できるようになっている。また、エッジャーロール７１，７２の凸部７１ａ，７２ｂの両側には、Ｈ形鋼素材１のフランジ部先端を圧下する圧下面７１ｂ，７２ｂを有している。さらに、この圧下面７１ｂ，７２ｂと凸部７１ａ，７２ｂとの接続部には、溝部７１ｃ，７２ｃが形成されている。この溝部７１ｃ，７２ｃの幅Ｗは、粗ユニバーサル圧延機４にて圧延した後のフランジ部１ｆの先端のフランジ厚より小さく設定してある。したがって、エッジャーロール７１，７２の圧下面７１ｂ，７２ｂにより粗ユニバーサル圧延機４で圧延されたＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆの先端を圧下すると、図３に圧延後のＨ形鋼素材１の断面形状を示すように、溝部７１ｃ，７２ｃへのメタルフローが生じて、Ｈ形鋼素材１のフランジ部１ｆの先端には、フランジの先端からフランジ部１ｆの幅方向（以下、フランジ幅方向という）に突出する第２の突起５が形成される。
次に、粗ユニバーサル圧延機４およびエッジャー圧延機７により、フランジ部１ｆの先端に、フランジ部１ｆの外面からフランジ厚さ方向に突出する第１の突起３およびフランジ部１ｆの先端面からフランジ幅方向に突出する第２の突起５を形成したＨ形鋼素材１を、仕上ユニバーサル圧延機６により圧延する。
仕上ユニバーサル圧延機６は粗ユニバーサル圧延機４およびエッジャー圧延機７により粗圧延されたＨ形鋼素材１のウェブ部１ｗとフランジ部１ｆを仕上圧延するものであって、図４に示すように、上下一対の水平ロール６１，６２と、これら水平ロール６１，６２の両側に配置された左右一対の竪ロール６３，６４とを有している。仕上ユニバーサル圧延機６では、竪ロール６３，６４のロール周面と水平ロール６１，６２の側面とでフランジ部１ｆを圧下し、フランジ部１ｆの外面を平滑化する。ここで、粗ユニバーサル圧延機４により形成した第１の突起３を潰すことがないように、竪ロール６３，６４の第１の突起３と対向する部分には、小径部６３ａ，６４ａが設けてある。
ガイド装置８は仕上ユニバーサル圧延機６により仕上圧延されたＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆをガイドするものであって、Ｈ形鋼素材１のフランジ内面とフランジ外面を支持する複数（例えば８つ）のサポートロール８１（図５参照）を有している。また、ガイド装置８は４つのガイドロール８２を有し、これらのガイドロール８２はＨ形鋼素材１のフランジ先端と接触する位置に配置され、フランジ部１ｆの先端をフランジ幅方向に圧下可能とされている。
エッジャー圧延機７によりＨ形鋼素材１のフランジ先端部に形成された第２の突起５は、図６（ａ）に示すように、仕上ユニバーサル圧延機６により仕上圧延されたＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆがガイド装置８によりガイドされる前ではフランジ幅方向に突出しているが、フランジ部１ｆの先端がガイドロール８２に接触すると、図６（ｂ）に示すように、ガイドロール８２から第２の突起５に作用する押圧力により第２の突起５の突出方向がフランジ幅方向からフランジ部１ｆの厚さ方向に変化し、フランジ部１ｆの内面から突出する突起となる。このようにして得られたＨ形鋼素材１が本発明のＨ形鋼矢板１００となる。
したがって、Ｈ形鋼素材１のフランジ部１ｆの外面からフランジの厚さ方向に突出する第１の突起３およびＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆの先端面からフランジ幅方向に突出する第２の突起５を粗ユニバーサル圧延機４およびエッジャー圧延機７によりＨ形鋼素材１のフランジ部１ｆの先端に形成し、次いでＨ形鋼素材１を仕上ユニバーサル圧延機６により仕上圧延した後、Ｈ形鋼素材１のフランジ部１ｆの先端をガイドするガイドロール８２により第２の突起５が突出する方向をフランジ幅方向からフランジ部１ｆの内面からフランジ部１ｆの厚さ方向に突出する方向に変更することで、第２の突起５はＨ形鋼素材１のフランジ内面からフランジ部の厚さ方向に突出する突起となり、第１の突起３はＨ形鋼素材１のフランジ外面からフランジの厚さ方向に突出する突起となるので、フランジ内面から突出する突起とフランジ外面から突出する突起とをフランジ先端部に有するＨ形鋼矢板を熱間圧延により製造することができる。
図７は、本発明のＨ形鋼矢板１００をコネクター１２を介してＺ形鋼矢板１１と接続した例を示す図である。Ｈ形鋼矢板１００のフランジ部先端には、フランジ外面側からフランジの厚さ方向に突出する第１の突起３に加えて、フランジ内面側からフランジの厚さ方向に突出する第２の突起５が形成されているので、コネクター１２との嵌合が離脱する危険性は、図９に示した従来のＨ形鋼矢板１０に比較して格段に低くなる。また、離脱の危険性が低いので、嵌合余裕をある程度持ったコネクター１２を使用することができ、コネクター選択の自由度も大きくなる。
図８は、本発明のＨ形鋼矢板１００を一般的な直線形鋼矢板１４と接続した例であり、この場合においても嵌合が離脱する危険性を低くできる。
１…Ｈ形鋼素材
１ｗ…ウェブ部
１ｆ…フランジ部
２…粗造形圧延機
３…第１の突起
４…粗ユニバーサル圧延機
５…第２の突起
６…仕上ユニバーサル圧延機
７…エッジャー圧延機
８…ガイド装置
１０…Ｈ形鋼矢板
１１…Ｚ形鋼矢板
１２…コネクター
４１，４２，６１，６２…水平ロール
４３，４４，６３，６４…竪ロール
７１，７２…エッジャーロール
８１…サポートロール
８２…ガイドロール
１００…Ｈ形鋼矢板

Claims (2)

  1. Ｈ形鋼素材をＨ形断面に粗造形する粗造形圧延機と、該粗造形圧延機によりＨ形断面に粗造形されたＨ形鋼素材のウェブ部とフランジ部を粗圧延する粗ユニバーサル圧延機と、該粗ユニバーサル圧延機により粗圧延されたＨ形鋼素材のウェブ部とフランジ部を仕上圧延する仕上ユニバーサル圧延機と、該仕上ユニバーサル圧延機と前記粗ユニバーサル圧延機との間に配置されたエッジャー圧延機とを備えた熱間圧延設備によりＨ形鋼矢板を製造する方法であって、
    前記フランジ部の外面からフランジの厚さ方向に突出する第１の突起および前記フランジ部の先端からフランジ幅方向に突出する第２の突起を前記粗ユニバーサル圧延機および前記エッジャー圧延機により前記Ｈ形鋼素材のフランジ部の先端に形成し、次いで前記Ｈ形鋼素材を前記仕上ユニバーサル圧延機により仕上圧延した後、前記Ｈ形鋼素材のフランジ部の先端をガイドするガイドロールにより前記第２の突起の突出方向を前記フランジ幅方向から前記フランジ部の内面からフランジ部の厚さ方向に突出する方向に変更して前記Ｈ形鋼矢板を製造することを特徴とするＨ形鋼矢板の製造方法。
  2. ウェブ部とフランジ部とでＨ形断面を形成してなり、前記フランジ部の先端に突起を有するＨ形鋼矢板であって、
    前記突起として、前記フランジ部の外面から突出する第１の突起と前記フランジ部の内面から突出する第２の突起とを有することを特徴とするＨ形鋼矢板。
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