JP2018126748A - Manufacturing method for sheet pile and joint-shaping rolling machine for sheet pile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、幅方向両端に継手を有するような鋼矢板の製造方法及び継手整形用圧延機に関する。 The present invention relates to a method for producing a steel sheet pile having joints at both ends in the width direction and a rolling mill for joint shaping.
幅方向両端に継手を有するような鋼矢板としては、例えばハット形鋼矢板やU形鋼矢板が知られている。以下では、主にハット形鋼矢板とU形鋼矢板を取り上げて説明する。ハット形鋼矢板80は、例えば図7に示すように一対の継手86、87を有するハット形断面であり、より具体的には、中央部のウェブ81、該ウェブ81の両側にある一対のフランジ82、83および該フランジ82、83の他端にある一対の腕84、85からなるハット形断面の本体部と、該本体部の左右両側に形成された継手対86、87とからなる断面材である。ハット形鋼矢板80は、主に図8に示すような鋼矢板壁88として利用される。図8に示すように、鋼矢板壁88は一端の継手86と他端の継手87とを嵌合することにより複数のハット形鋼矢板80を互いに連結しながら土中に打設することによって構築され、土留め機能を有する。
As steel sheet piles having joints at both ends in the width direction, for example, hat-shaped steel sheet piles and U-shaped steel sheet piles are known. Hereinafter, the hat-shaped steel sheet pile and the U-shaped steel sheet pile will be mainly described. The hat-shaped
一方、鋼矢板には図9に示すようにウェブ91、フランジ92、93からなるU形本体部の両側に、継手対96、97を有するU形鋼矢板90が知られており、ハット形鋼矢板と同じように土留め機能を有する図10のような鋼矢板壁98として利用される。
On the other hand, as shown in FIG. 9, a U-shaped
ハット形鋼矢板80で構築された鋼矢板壁88は、U形鋼矢板90で構築された鋼矢板壁98にくらべていくつかの優れた特長を持っている。その一つが構造信頼性である。U形鋼矢板90で構築された鋼矢板壁98の場合には、継手96、97は鋼矢板壁98の壁厚中心線O−O上に位置しているのに対して、ハット形鋼矢板80で構築された鋼矢板壁88の場合には、継手86、87は鋼矢板壁88の最外縁に位置している。そのため、U形鋼矢板90で構築された鋼矢板壁98は土圧Pを受けて弾性変形してたわむ際に嵌合している継手同士がすべり、断面二次モーメント等の断面性能が70%程度に低下するが、ハット形鋼矢板には断面性能の低下はない。したがって、同等の断面性能を有する鋼矢板壁をハット形鋼矢板80で構築した場合には、U形鋼矢板90で構築した場合にくらべて鋼矢板壁の厚みTを70%程度に小さくすることができる。しかし、それでもなお一枚の鋼矢板の高さHについては、ハット鋼矢板80はU形鋼矢板90の約1.5倍もあり、また継手対86、87の断面形状は互いに鏡面対称の関係にはなく、互いに非対称であり、ハット形鋼矢板80の製造には高度な技術を要する。
The steel
高さHが大きく、継手対86、87の断面形状が互いに非対称であるハット形鋼矢板80を圧延機の二重ロール(上ロールと下ロール)に刻設された一連の孔型を用いて、被圧延材に圧延および曲げ加工を施し、安定的に製造するために、これまでいくつかの技術が創案され、公知となっている。
Using a series of hole molds in which a hat-shaped
図11に、ハット形鋼矢板80を熱間圧延法で製造する工程の代表例を示す。製造ラインL1には上流側から順に、加熱炉3、粗圧延機4、第一中間圧延機5、第二中間圧延機6、仕上圧延機9が配置され、前記の各圧延機の二重ロール20−1、20−2には、一連の孔型20が刻設され、被圧延材の断面は図11のように推移する。以下では、孔型を指す符号20については、孔型一般を論じる場合にも孔型20とするが、一連の孔型の各々を区別して論じる場合には、K1、K2、K3、・・等の呼称を用いる。ただし、孔型の呼称に応じて該孔型を形成する二重ロールを指す符号まで変えなくても混乱を招かないので、二重ロールに対しては常に符号20−1、20−2を用いる。また、説明の便宜上製造ラインL1にある鋼材について、その断面の形状寸法如何に関わらず、それらを総称して「被圧延材」と呼称することがある。
In FIG. 11, the representative example of the process of manufacturing the hat-shaped
製造ラインL1では、例えば矩形断面のスラブ11等の被圧延材は加熱炉3により熱間圧延が可能な温度まで加熱されたあと粗圧延機4に送り込まれる。粗圧延機4および第一中間圧延機5の二重ロール20−1、20−2の胴部には3〜5個の孔型列が刻設され、前記スラブ11に対してその板厚方向に圧下を繰り返し、断面形状を矩形からハット形粗形に造形しつつ継手を生成し、ハット形中間断面材14を造形する。次いで、該ハット形中間断面材14は後続の第二中間圧延機6に送り込まれる。
In the production line L <b> 1, for example, a material to be rolled such as a
第二中間圧延機6の二重ロール20−1、20−2には、例えばそれぞれ図12(a)と(b)に示す延伸孔型K3と袋孔型K2が刻設されており、被圧延材を延伸孔型K3に導入して板厚を繰り返し圧下してハット形中間断面材15が造形される。そして、該ハット形中間断面材15を袋孔型K2に導入し継手に対してエッジングを施し、継手寸法と継手先端部形状が長さ方向に均一にされたハット形中間断面材16を造形し、該ハット形中間断面材16は仕上圧延機9に送られる。
The double rolls 20-1 and 20-2 of the second intermediate rolling
仕上圧延機9の二重ロール20−1、20−2には図12(c)の仕上孔型K1が刻設されており、前記ハット形中間断面材16の主に継手に対して曲げ成形を施してハット形鋼矢板の製品80を得る。
The finishing roll mold K1 of FIG. 12C is engraved on the double rolls 20-1 and 20-2 of the
上記のようなハット形鋼矢板80の製造工程において、例えば、特許文献1には、前記製造工程における一連の孔型のうち非対称ハット型断面材を最終的に成型する仕上孔型を除く一部または全部の孔型は、少なくとも片側の腕圧下部が前記仕上孔型の腕圧下部とは異なる方向に傾斜しており、当該孔型によって被圧延材を圧延して中間断面材を成型し、前記仕上孔型によって前記中間断面材の継手対を曲げ成形して前記非対称ハット型断面材を成型する方法が開示されている。
In the manufacturing process of the hat-shaped
図13には、(a)に袋孔型K2の形状を示し、(b)に該袋孔型K2で造形された被圧延材70(この被圧延材は前記ハット形中間断面材16である)に対して、仕上孔型K1で該被圧延材70の継手対76、77を曲げ成形している状況を示す。図13(b)に示す仕上孔型K1の腕圧下部位24、25が該仕上孔型K1のピッチラインPL(すなわち、二重ロール20−1、20−2の一方のロールの中心軸と他方のロールの中心軸のちょうど中間に位置する中心軸に平行な直線)に平行であるのに対し、図13(a)に示す袋孔型K2の腕圧下部位24、25は、該袋孔型K2のピッチラインPLに対して、左側の腕圧下部位24はθA1だけ、右側の腕圧下部位25はθA2だけ傾斜している。これは、特許文献1に詳しく説明されているように、非対称断面の被圧延材70を袋孔型K2で圧延する際に該被圧延材70の曲がりを抑制するための技術であり、θA1とθA2の値は該袋孔型K2の出口断面(すなわち、ロール軸直下の断面)の二本の慣性主軸のうちの一方をピッチラインPLと3度以内の角度をなすように、他方をピッチラインPLに垂直な方向(すなわち鉛直方向)と3度以内の角度をなすように決められる。
13 (a) shows the shape of the bag hole mold K2, and FIG. 13 (b) shows the
また、特許文献2には、図7または図9に示す鋼矢板のように継手がラルゼン型継手である場合において、前記仕上孔型K1によって被圧延材70(この被圧延材は前記ハット形中間断面材16である)の継手対76、77に対して曲げ成形を施す方法が開示されている。すなわち、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)は、本体部の両端に継手対76、77を設けた構成を有し、前記継手対76、77は、前記本体部の両端に各々設けた継手底76−1、77−1と、該継手底76−1、77−1の外縁端部に接続する爪76−2、77−2とで構成され、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77の曲げ成形を行う際に、前記継手底76−1、77−1を前記本体部に対して曲げ、前記素材から前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)を成形する際に、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77の継手底76−1、77−1が前記中間圧延を行う圧延機が備える二重ロール20−1、20−2のピッチラインPLに対して平行にならないように成形し、仕上圧延を行う圧延機を用いて、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77に対して、主として前記仕上圧延を行う圧延機が備える二重ロール20−1、20−2のピッチラインPLに垂直な方向の力を加えることによって、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77の曲げ成形を行い、前記ラルゼン型継手を有する矢板製品を成形することが開示されている。
Further, in
さらに、特許文献3には、図7または図9に示す鋼矢板のように継手がラルゼン型継手である場合において、前記仕上孔型K1によって前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77を曲げ成形するための、特許文献2より具体的な方法が開示されている。すなわち、図13(b)のように、中間圧延および仕上圧延を行う二重ロール20−1、20−2を水平ロールと規定した上で、仕上圧延を行う圧延機を用いて、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77に対して、主として前記仕上圧延を行う圧延機が備える水平ロールの継手底当接部位28、29により前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手底76−1、77−1の外縁端部に力を加えることによって、前記被圧延材70(ハット形中間断面材16)の継手対76、77の曲げ成形を行い、前記ラルゼン型継手を有する矢板製品を成形することが開示されている。
Further, in
また、特許文献4には、別の視点から図18のような4つのローラ40、41、42、43による継手対76、77に対する曲げ成形法とそのための装置が開示されている。すなわち、上下水平ローラ対42、43で被圧延材70の腕部74を上下から挟持して該被圧延材70を上下方向に拘束しつつ、さらに該被圧延材70のフランジ72の内側面に竪ローラ41を当接して該被圧延材70の左方向への移動を拘束し、竪ローラ40および前記上下水平ローラ対42、43に刻設した孔型K1で前記継手76に対して曲げ成形を施し、製品継手86を造形するものである。なお、前記被圧延材70の他方の継手77に対する曲げ成形についても同様である。
Further,
例えば図13(a)の袋孔型K2の孔型図から分かるように、一般に鋼矢板の高さHが大きいほど、被圧延材70の継手対76、77が圧延または曲げ成形を受ける二重ロール20−1、20−2の継手圧下部位26、27は、該二重ロール20−1、20−2のピッチラインPLから遠くなる。そのため、継手圧下部位26、27の間隙を形成する互いに異径の2つのロール面間の直径差が大きくなるとともに、ピッチ直径DP(上ロール中心軸と下ロール中心軸の距離)との差も大きくなる。また、同様に二重ロール20−1、20−2の、腕に当接する腕圧下部位24、25およびウェブに当接するウェブ圧下部位21も該二重ロール20−1、20−2のピッチラインPLから遠くなり、これらの間隙を形成する互いに異径の2つのロール面間の直径差が大きくなるとともに、ピッチ直径DPとの差も大きくなる。
For example, as can be seen from the hole diagram of the bag hole mold K2 in FIG. 13 (a), generally, as the height H of the steel sheet pile is larger, the
そのため、上記特許文献1〜3に記載の技術を用いて高さHの大きい鋼矢板を圧延するには、主として以下の二つの問題を抱えている。第一に、被圧延材70の継手対76、77の表面にロール面からの擦り疵が発生しやすくなるという問題がある。これは、継手対76、77を圧延または曲げ成形する二重ロール20−1、20−2の継手圧下部位26、27と、前記継手対76、77の間の大きな速度差に起因する。
Therefore, in order to roll a steel sheet pile with a large height H using the techniques described in
図13(a)を用いて、このことを説明する。被圧延材70の当該孔型20の出口断面での放出速度VM(mm/s)は、ピッチ直径をDP(mm)、ロール回転速度をN(rpm)、円周率をπとして、式(1)で与えられる。
VM=πNDP/60 ・・・(1)
一方、継手対76、77を圧延または曲げ成形する二重ロール20−1、20−2の継手圧下部位26、27について、該継手圧下部位26または27のロール面の周速度を、大径ロール部位でVRH(mm/s)、小径ロール部位でVRL(mm/s)とおくと、VRHとVRLはそれぞれ式(2)、式(3)で与えられる。
VRH=πN(DP+2p)/60 ・・・(2)
VRL=πN(DP−2q)/60 ・・・(3)
ここで、pは孔型20の出口断面における前記継手圧下部位26または27のピッチラインPLから大径ロール部位(図13(a)の場合は下ロール)までの距離であり、qは孔型20の出口断面における前記継手圧下部位26または27のピッチラインPLからの小径ロール部位(図13(a)の場合は上ロール)までの距離であり、q>p>0の関係がある。
前記継手対76、77を圧延または曲げ成形する前記二重ロール20−1、20−2の、前記継手圧下部位26または27に対する被圧延材の相対速度VSは、式(4)で与えられる。
鋼矢板の高さHが大きいほどp値とq値は大きいので、式(4)から相対速度VSの絶対値も大きいことが分かる。すなわち、鋼矢板の高さHが大きいほど、被圧延材70の継手対76、77を圧延または曲げ成形する二重ロール20−1、20−2の継手圧下部位26、27と、前記継手対76、77の間に大きな速度差が生じ、該継手対76、77の表面に擦り疵が発生しやすくなるのである。
This will be described with reference to FIG. The discharge speed V M (mm / s) at the exit cross section of the
V M = πND P / 60 (1)
On the other hand, for the joint roll-down
V RH = πN (D P + 2p) / 60 (2)
V RL = πN (D P −2q) / 60 (3)
Here, p is the distance from the pitch line PL of the
The relative speed V S of the material to be rolled with respect to the
Since the p value and the q value increase as the height H of the steel sheet pile increases, it can be seen from Equation (4) that the absolute value of the relative speed V S is also large. That is, as the height H of the steel sheet pile is larger, the
ハット形鋼矢板の場合について言えば、この事情は二重ロール20−1、20−2の腕圧下部位24、25やウェブ圧下部位21についても同様であり、それらもピッチラインPLから遠くなり、腕対74、75やウェブ71の表面にも擦り疵が発生しやすい。この問題に対し、従来から水や鉱油・エステルなどの液体潤滑剤や黒鉛などの固体潤滑剤をロールや被圧延材の表面に噴射したり、塗布することによって擦り疵の発生を抑えている。
Speaking of the case of a hat-shaped steel sheet pile, this situation is the same for the arm-rolling
第二に、継手対76、77が孔型20の継手圧下部位26、27から離脱しやすく、離脱すると継手対76、77は正常に圧下されず形状寸法不良を起こす危険がある。これは、二重ロール20−1、20−2を用いた孔型圧延においては、被圧延材70を圧下するロール間隙がピッチラインPLから遠いほど、該ロール間隙を形成する大径ロール部位と小径ロール部位について、前者が後者よりも早く前記被圧延材70に接触し該被圧延材70を後者側へ押し退けることに起因する。
Secondly, the joint pairs 76 and 77 are likely to be detached from the
この理由を図14と図15を用いて説明する。図14は、直径D1の小径ロールと直径D2の大径ロール(D1<D2)の異径二重ロール20−1、20−2の間隙で、被圧延材70を圧延してその板厚をhiからhoに減じる様子を示しており、(a)は正面図、(b)は側面図である。(a)には一点鎖線、破線および実線で異径二重ロール20−1、20−2の周面と被圧延材70の断面を描いており、それぞれ(b)のA−A断面、B−B断面およびO1−O2断面を示す。ただし、図14(a)では見やすくするために被圧延材70の3つの断面を横方向にずらして描いている。また、図15(a)は被圧延材70の継手をエッジングして爪高さをhiからhoに減じる圧延の正面図を示し、図15(b)は被圧延材70の継手を曲げ成形して継手高さをhiからhoに減少する圧延の正面図を示す。
The reason for this will be described with reference to FIGS. Figure 14 is a gap having different diameters double roll 20-1 and 20-2 of the large-diameter roller of small diameter rolls and the diameter D 2 of diameter D 1 (D 1 <D 2 ), and rolling the material to be rolled 70 It shows how to reduce the thickness from h i to h o, (a) is a front view, (b) is a side view. In (a), the circumferential surface of different-diameter double rolls 20-1 and 20-2 and the cross section of the material to be rolled 70 are drawn with a one-dot chain line, a broken line, and a solid line. -B shows a cross-section and O 1 -O 2 section. However, in FIG. 14A, the three cross sections of the material to be rolled 70 are drawn while being shifted in the horizontal direction for easy viewing. Further, FIG. 15 (a) shows a front view of the rolling to reduce the claw height by edging the joint of the rolled
図14(b)のように、圧延の入側において、板厚hiの被圧延材70は最初にその板厚中心がロール隙中心X−Xに沿って出側方向(図の左方向)に向かってそのまま進むと、板は接触弧の出口O(すなわちロール軸直下)からld2の位置で大径ロール20−2に接触するが、このとき小径ロール20−1にはまだ接触していない。そのため、板は出口方向に進みながら板厚圧下されない状態で、前記大径ロール20−2によって前記小径ロール20−1の側に押しやられる。前記被圧延材70は接触弧出口からldの位置まで進むと最初の位置から前記小径ロール20−1の側にsだけ押しやられ、前記被圧延材70の板厚中心がX’−X’まで移動すると、小径ロール20−1にも接触して板厚圧下が始まり、接触弧の出口Oで板厚はhoまで圧減されて出側に放出される。
As shown in FIG. 14 (b), the at entry side of the rolling, the plate thickness h the rolled
幾何学的な関係から、ld2、ldおよびsは近似的にそれぞれ式(5)、式(6)および式(7)で与えられる。
図15(a)、(b)のように、異径二重ロール20−1、20−2によって継手のエッジングや曲げ成形を行う場合についても図14の板厚圧下の場合とまったく同様であり、エッジングや曲げ成形を受ける継手の入側高さをhi、出側高さをho、高さ圧下量をΔh=hi−hoとおけば、式(5)、(6)、(7)をそのまま適用できる。 As shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), the case of joint edging or bending with different diameter double rolls 20-1 and 20-2 is exactly the same as in the case of plate thickness reduction in FIG. , edging and bending the inlet side height of the joint undergoing molding h i, egress height h o, if put height reduction amount and Δh = h i -h o, equation (5), (6), (7) can be applied as it is.
ところで、上で図11と図12を用いてハット形鋼矢板80を例にとり、その製造法を詳しく説明したが、図11に示す製造工程において被圧延材70に対する延伸孔型K3を含めた袋孔型K2より上流の圧延においては、圧延荷重が大きいため板厚圧下量Δh=hi−hoは数ミリメートル程度に抑えられる。
By the way, the hat-shaped
これに対して、袋孔型K2によるエッジング圧延(継手に対するエッジング)と仕上孔型K1による仕上圧延(継手に対する曲げ成形)では、板厚圧下量はほとんど0か、ごくわずかな量であるため圧延荷重は小さいが、継手に対する高さ圧下量Δh=hi−hoは非常に大きく、十〜十数ミリメートルであるのが通常である。そのため、式(7)によると、孔型圧延の入側において、大径ロールによって小径ロール側に押しやられる量sが大きい。s値が大きいと被圧延材70の継手76、77が孔型の継手圧下部位26、27から離脱しやすい。ハット形鋼矢板80を例にとり、このことを、図16を用いて説明する。
On the other hand, in the edging rolling using the bag hole mold K2 (edging for the joint) and the finishing rolling using the finishing hole mold K1 (bending forming for the joint), the thickness reduction is almost 0 or very small. Although load is small, the height reduction amount Δh = h i -h o for the joint is very large, that is ten to ten and several millimeters is usually. Therefore, according to Expression (7), the amount s pushed to the small-diameter roll side by the large-diameter roll is large on the entrance side of the hole rolling. When the s value is large, the
図16は孔型20(袋孔型K2)の閉孔部30、31で被圧延材70の継手先端部76−3、77−3を囲繞し、袋孔型K2の継手圧下部位26、27で継手76、77をエッジングする様子を示しており、エッジングによって継手76、77の高さは図15(a)のようにhiからhoに縮小する。図16の場合、継手圧下部位26、27はピッチラインPLより上に位置するから、該継手圧下部位26、27を形成する2つのロール面については、上ロール20−1が小径で、下ロール20−2が大径である。また、同様に腕圧下部位24、25を形成する2つのロール面についても上ロール20−1が小径で、下ロール20−2が大径であるが、ウェブ圧下部位21はピッチラインPLより下に位置するから、該ウェブ圧下部位21を形成する2つのロール面については、上ロール20−1が大径で、下ロール20−2が小径である。そのため、孔型20の入側において、被圧延材70の継手76、77と腕74、75は大径の下ロール20−2によって上方に押しやられ、ウェブ71は大径の上ロール20−1によって下方に押しやられ、継手76、77は腕74、75とともにウェブ71から上下方向に引き裂かれようとする。
In FIG. 16, the joint tip portions 76-3 and 77-3 of the material to be rolled 70 are surrounded by the
図16では、大径の下ロール20−2が点Aで左側の継手先端部76−3を上方に、また面Bで右側の腕75と継手77を上方に押しやる。同時に、大径の上ロール20−1が点Cでウェブ71の左端付近を下方に押しやっている。
継手76、77と腕74、75が下ロールによって上方へ押しやられる量と、ウェブ71が上ロールによって下方に押しやられる量の和が大きいほど、継手76、77・腕74、75とウェブ71は上下方向に大きく引き裂かれようとする。しかし、継手76、77・腕74、75とウェブ71はフランジ72、73を介してつながっているため、実際には継手76、77・腕74、75とウェブ71は引き裂かれないが、その代わりにフランジ72、73を介して両側の継手76、77・腕74、75は矢印で示すようにウェブ71の方へ(すなわち孔型20の中央に向かって)に引き寄せられ(すなわち被圧延材70の全幅が縮小し)、継手76、77は孔型20の継手圧下部位26、27から離脱しようとする。エッジングでは高さ圧下量Δh=hi−hoが大きいのでs値が大きく、フランジ72、73を介して両側の継手76、77・腕74、75はウェブ71の方へ大きく引き寄せられるので、継手76、77は孔型の継手圧下部位26、27から離脱しやすい。
In FIG. 16, the large-diameter lower roll 20-2 pushes the left joint tip 76-3 upward at point A and the
As the sum of the amount by which the
図17のように孔型20(仕上孔型K1)の継手圧下部位26、27で継手76、77に曲げ成形を施す場合についても、図15(b)のように継手の高さ圧下量Δh=hi−hoが大きいのでs値が大きく、エッジングの場合と同様に被圧延材70の継手76、77が仕上孔型K1の継手圧下部位26、27から離脱しやすい。
Also in the case where the
そのため、従来はs値を抑えるため、高さ圧下量Δh=hi−hoを小さくする孔型設計上の工夫をしてきた。しかし、これには限界があり、従来はs値を、継手76、77を孔型20の継手圧下部位26、27から離脱させないための限界値以下にするためには、式(7)右辺の直径差D2−D1を一定値以下に小さくする必要があった。すなわち、孔型圧延法で製造できる鋼矢板の高さHに上限があり、その断面性能には上限があった。
Therefore, conventionally, to suppress the s value has been devised on the grooved design to reduce the height reduction amount Δh = h i -h o. However, there is a limit to this. Conventionally, in order to keep the s value below the limit value for preventing the
上記特許文献4に記載の技術については、継手対76、77に対する曲げ成形は安定的にできるが、4つのローラからなる継手曲げ成形用孔型K1を左右に配置し、計8つのローラが必要であり、ローラは非駆動のため継手に対する曲げ成形の駆動力を別の手段、例えば前記ローラに近接した圧延機に頼る必要がある。
With respect to the technique described in the above-mentioned
上記事情に鑑み、本発明の目的は、孔型圧延による鋼矢板の製造工程における継手に対するエッジングまたは曲げ成形(これらを総称して以下、継手整形と呼称する)について、潤滑剤の使用量を大幅に減らしても、あるいは潤滑剤をほとんど適用しなくても継手対の表面に擦り疵を発生させることなく、さらに継手が孔型の継手圧下部位から離脱することのない、且つ、簡単な装置構成で高さの大きい断面性能の高い鋼矢板の製造技術を提供することにある。 In view of the above circumstances, the object of the present invention is to greatly increase the amount of lubricant used for edging or bending forming (hereinafter collectively referred to as joint shaping) for joints in the manufacturing process of steel sheet piles by die rolling. Even if it is reduced to a small amount or without applying a lubricant, the surface of the joint pair is not rubbed, and the joint does not come off from the hole-type joint reduction site, and the device configuration is simple. It is to provide a manufacturing technology for a steel sheet pile having a large height and a high cross-sectional performance.
前記の目的を達成するため、本発明によれば、幅方向両端に継手を有する鋼矢板の製造方法であって、中間圧延によって造形された略鋼矢板形状の中間断面材について、当該中間断面材の継手に対してエッジングを行うエッジング工程と、当該中間断面材の継手に対して曲げ成形を行う曲げ成形工程と、を有し、前記エッジング工程及び前記曲げ成形工程の一方又は両方における前記継手のエッジング工程及び曲げ成形工程は、当該継手全体及びその近傍のみを囲繞し、前記中間断面材のウェブ及びフランジには当接せず、前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対に刻設された孔型対で行われることを特徴とする、鋼矢板の製造方法が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a steel sheet pile having joints at both ends in the width direction, and the intermediate cross-section material is a substantially steel sheet pile-shaped intermediate cross-section material formed by intermediate rolling. An edging process for edging the joint of the intermediate section, and a bending process for bending the joint of the intermediate cross-section material, and the joint in one or both of the edging process and the bending process. The edging process and the bending process enclose the entire joint and the vicinity thereof, do not contact the web and flange of the intermediate cross-section material, and are engraved on a pair of double rolls arranged on the left and right sides of the intermediate cross-section material. A method for manufacturing a steel sheet pile is provided, which is performed using a pair of hole types.
前記中間断面材の継手全体及びその近傍のみを囲繞し、当該中間断面材のウェブ及びフランジには当接せず、前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対に刻設された孔型対は、当該孔型対の各々のピッチラインが継手整形時の前記継手の各々を通過するように前記二重ロール対に刻設されても良い。 A hole engraved in a pair of double rolls arranged on the left and right sides of the intermediate cross-section material, surrounding the entire joint of the intermediate cross-section material and the vicinity thereof, not contacting the web and flange of the intermediate cross-section material The mold pair may be engraved in the double roll pair so that each pitch line of the hole mold pair passes through each of the joints during joint shaping.
前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対の各々は、当該二重ロール対の各々の上ロール軸及び下ロール軸の一方又は両方が水平方向に対し所定の角度傾斜した構成であっても良い。 Each of the double roll pairs disposed on the left and right of the intermediate cross-section member has a configuration in which one or both of the upper roll shaft and the lower roll shaft of each of the double roll pairs are inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal direction. May be.
また、別な観点からの本発明によれば、幅方向両端に継手を有する鋼矢板の継手整形用圧延機であって、中間圧延機において造形された略鋼矢板形状の中間断面材の継手に対してエッジング及び曲げ成形の一方又は両方を行う、前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対を有し、当該二重ロール対には、前記継手全体及びその近傍のみを囲繞し、前記中間断面材のウェブ及びフランジには当接しない孔型対が刻設されることを特徴とする、鋼矢板の継手整形用圧延機が提供される。 Further, according to the present invention from another point of view, it is a rolling mill for joint shaping of steel sheet piles having joints at both ends in the width direction, and is a joint of a substantially steel sheet pile-shaped intermediate cross-section material formed in the intermediate rolling mill. It has a double roll pair disposed on the left and right of the intermediate cross-section material that performs one or both of edging and bending, and the double roll pair surrounds only the entire joint and the vicinity thereof, There is provided a rolling mill for joint shaping of steel sheet piles, wherein a pair of hole types that are not in contact with the web and flange of the intermediate cross-section material are formed.
前記二重ロール対には、前記中間断面材の継手全体及びその近傍のみを囲繞し、当該中間断面材のウェブ及びフランジには当接しない孔型対が刻設され、当該孔型対の各々のピッチラインが継手整形時の前記継手の各々を通過するように構成されても良い。 The double roll pair is engraved with a hole pair that encloses only the entire joint of the intermediate cross-section member and the vicinity thereof, and does not contact the web and flange of the intermediate cross-section member. The pitch line may pass through each of the joints during joint shaping.
前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対の各々は、当該二重ロール対の各々の上ロール軸及び下ロール軸の一方又は両方が水平方向に対し所定の角度傾斜した構成であっても良い。 Each of the double roll pairs disposed on the left and right of the intermediate cross-section member has a configuration in which one or both of the upper roll shaft and the lower roll shaft of each of the double roll pairs are inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal direction. May be.
本発明によれば、孔型圧延による鋼矢板の製造工程における継手整形について、潤滑剤の使用量を大幅に減らしても、あるいは潤滑剤をほとんど適用しなくても継手対の表面に擦り疵を発生させることなく、さらに継手が孔型の継手圧下部位から離脱することなく、高さの大きい断面性能の高い鋼矢板を製造することが可能となる。 According to the present invention, for joint shaping in the manufacturing process of steel sheet piles by perforated rolling, even if the amount of lubricant used is greatly reduced or almost no lubricant is applied, the surface of the joint pair is rubbed. It is possible to manufacture a steel sheet pile having a large height and a high cross-sectional performance without causing the joint to be disengaged from the hole-type joint reduction site.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施の形態にかかる片持ち式の二重ロールの左右対を有する圧延機(以下、片持ち式4ロール圧延機とも呼称する)8を含むハット形鋼矢板の製造ラインL2についての説明図である。図1(a)は、本発明技術を継手のエッジングに適用する場合の例であり、製造ラインL2上には上流側から順に、加熱炉3、粗圧延機4、第一中間圧延機5、第二中間圧延機6、片持ち式4ロール圧延機8、仕上圧延機9が配置されている。図1(b)は本発明技術を継手の曲げ成形に適用する場合の例であり、製造ラインL2上には上流側から順に、加熱炉3、粗圧延機4、第一中間圧延機5、第二中間圧延機6、片持ち式4ロール圧延機8、仕上圧延機9が配置されている。なお、図1(a)、(b)において前記片持ち式4ロール圧延機8以外の圧延機には、孔型が刻設された二重ロールが両持ちで圧延機に組み込まれている。
FIG. 1 shows a production line for a hat-shaped steel sheet pile including a rolling mill (hereinafter also referred to as a cantilevered four-roll rolling mill) 8 having a left-right pair of cantilevered double rolls according to an embodiment of the present invention. It is explanatory drawing about L2. Fig.1 (a) is an example in the case of applying the present invention technique to joint edging, and on the production line L2, in order from the upstream side, a
以下では、図1に示した各圧延機における被圧延材の圧延について図面を参照して説明する。ただし、加熱炉3で熱間圧延が可能な温度まで加熱されたあとの粗圧延機4、第一中間圧延機5、第二中間圧延機6、における被圧延材の圧延の形態については、図11に示す従来のハット形鋼矢板の製造技術と概ね同一であり、すでに上にて詳しく説明したところであり、ここではその説明を省略する。
Hereinafter, rolling of the material to be rolled in each rolling mill shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. However, about the form of rolling of the material to be rolled in the
図1(a)のように第二中間圧延機6の二重ロール20−1、20−2に刻設された延伸孔型K3で造形されたハット形中間断面材15に対して、片持ち式4ロール圧延機8に組み込まれた図2のような四つのロール20−1、20−2、20−3、20−4を用いて継手対76、77をエッジングする(エッジング工程)。エッジングは、図2のように、孔型ロールとしての二重ロール20−1、20−2および二重ロール20−3、20−4で袋孔型K2を構成し、左右の継手対76、77にエッジングを施す。ここで、図2の左右両側にある図は、中央の図の左右の継手部分を拡大した図である。前記袋孔型K2については、該袋孔型K2のロール軸直下の断面を実線で、また継手対76、77にロール面が接触しエッジングが始まる位置の該孔型K2の断面を破線で示す。すなわち、継手対76、77に対するエッジングは前記袋孔型K2の破線断面で始まり、前記袋孔型K2の実線断面で終了する。
Cantilevered against the hat-shaped
図13(a)のように、従来袋孔型K2のピッチラインPLは該袋孔型K2の継手圧下部位26、27を通らずフランジ圧下部位22、23を通っていたが、本発明技術では図2のように袋孔型K2のピッチラインPLは継手圧下部位26、27を通るように設計される。そのため、式(4)におけるp、qの値が小さくなり、VS値が小さくなる。その結果、ロール面の摩擦による継手対76、77の表面の擦り疵が解消される。また、二重ロール20−1、20−2と二重ロール20−3、20−4が左右に分かれている。そのため本発明技術では、従来法における図16のように、大径の下ロール20−2が点Aで左側の継手先端部76−3を上方に、また面Bで右側の腕75と継手77を上方に押しやり、同時に大径の上ロール20−1が点Cでウェブ71の左端付近を下方に押しやり、継手76、77が孔型20(K2)の継手圧下部位26、27から離脱してしまう恐れはない。
As shown in FIG. 13 (a), the pitch line PL of the conventional bag hole type K2 passes through the flange
別の形態として、本発明技術を継手に対する曲げ成形に適用した図1(b)では、袋孔型K2を第二中間圧延機6の二重ロール20−1、20−2に刻設する。そして、片持ち式4ロール圧延機8に図3のような継手に対する曲げ成形を施すための孔型K1’を刻設し継手対76、77に対する曲げ成形を行う(曲げ成形工程)。図3においても、K1’のピッチラインPLは継手圧下部位26、27を通るように設計される。そして、継手対76、77に対する曲げ成形は前記袋孔型K1’の破線断面で始まり、前記孔型K1’の実線断面で終了し、被圧延材70は後続の仕上圧延機9に送られる。該仕上圧延機9には孔型K1が刻設してあり、ここで被圧延材70の断面全体がその形状を整えられ、製品80に仕上げられる。
As another form, in FIG.1 (b) which applied this invention technique to the bending process with respect to a joint, the bag hole type | mold K2 is engraved in the double rolls 20-1 and 20-2 of the 2nd
図2および図3では、片持ち式4ロール圧延機8の左右の二重ロール20−1、20−2と二重ロール20−3、20−4については、4本のロールのいずれもロール軸が水平であるが、図4および図5のように上ロール20−1、20−3が水平に対し下方向に所定の角度だけ傾斜し、下ロール20−2、20−4が水平に対し上向きに所定の角度だけ傾斜した、所謂斜行ロールでも同様の効果があり、これについても本発明技術の範疇である。
2 and 3, the left and right double rolls 20-1 and 20-2 and the double rolls 20-3 and 20-4 of the cantilever type four-
なお、図2、図3、図4および図5の継手整形において、被圧延材70の継手対76、77以外の部分に対して板厚圧下が加えられないので、該継手対76、77以外の部分に長さ方向の伸びは生じない。一方、継手対76、77に対する継手整形、すなわちエッジング、曲げ成形のいずれの場合についても、該継手対76、77に対する板厚圧下はほとんどないので該継手対76、77に長さ方向の伸びはほとんど生じず、そのため被圧延材70に反りは発生しない。
2, 3, 4, and 5, since plate thickness reduction is not applied to portions other than the
図6は、上記の片持ち式4ロール圧延機8を示しており、(a)は左右の二重ロール20−1、20−2と二重ロール20−3、20−3のロール軸が水平である圧延機を、(b)はロール軸が斜行している圧延機を示す。
FIG. 6 shows the above-mentioned
本発明技術により、孔型圧延によるハット形鋼矢板の製造工程における継手整形について、潤滑剤の使用量を大幅に減らしても、あるいは潤滑剤をほとんど適用しなくても継手対の表面に擦り疵を発生させることなく、さらに継手が孔型の継手圧下部位から離脱することなく、高さの大きい断面性能の高いハット形鋼矢板を製造することが可能となった。 With the technology of the present invention, the joint shaping in the manufacturing process of the hat-shaped steel sheet pile by hole rolling can be carried out on the surface of the joint pair even if the amount of lubricant used is greatly reduced or almost no lubricant is applied. It is possible to produce a hat-shaped steel sheet pile having a large height and a high cross-sectional performance without causing the joint to be disengaged from the hole-type joint reduction site.
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, this invention is not limited to the form of illustration. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.
例えば、上記実施の形態では、幅方向両端に継手を有するような鋼矢板としてハット形鋼矢板を挙げて図示や説明を行ったが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、幅方向両端に継手を有するU形鋼矢板やZ形鋼矢板の製造技術についても本発明技術を適用することが可能である。但し、U形鋼矢板やZ形鋼矢板については、一般的に鋼矢板高さHが小さく、ハット形鋼矢板の高さの1/1.5〜1/3程度の高さである。鋼矢板高さHが小さい場合には、従来法のように両持ちで圧延機に組み込まれた孔型や二重ロールに刻設された孔型を用いて継手整形を行っても継手が離脱する恐れは少ない。むしろ、鋼矢板高さHが小さい場合には、従来法では継手のみならずウェブ、フランジを含めた断面全体を1つの孔型に包み込んで継手整形ができるため、断面全体の板厚圧下と継手整形を同時に行える有利さがある。 For example, in the above embodiment, a hat-shaped steel sheet pile is illustrated and described as a steel sheet pile having joints at both ends in the width direction, but the scope of application of the present invention is not limited to this. That is, the technology of the present invention can also be applied to manufacturing technologies for U-shaped steel sheet piles and Z-shaped steel sheet piles having joints at both ends in the width direction. However, for U-shaped steel sheet piles and Z-shaped steel sheet piles, the steel sheet pile height H is generally small, and is about 1 / 1.5 to 1/3 the height of the hat-shaped steel sheet pile. When the steel sheet pile height H is small, the joint is detached even if the joint is shaped using a hole mold that is built into a rolling mill with both ends as in the conventional method or a hole mold that is engraved in a double roll. There is little fear of doing. Rather, when the steel sheet pile height H is small, the conventional method can wrap the entire cross section including not only the joint but also the web and flange in one hole mold, so that the joint thickness can be reduced. There is an advantage that shaping can be performed simultaneously.
本発明は、幅方向両端に継手を有するような鋼矢板の製造方法及び継手整形用圧延機に適用できる。 The present invention can be applied to a manufacturing method of a steel sheet pile having joints at both ends in the width direction and a rolling mill for joint shaping.
3…加熱炉
4…粗圧延機
5…第一中間圧延機
6…第二中間圧延機
8…片持ち式4ロール圧延機
9…仕上圧延機
11…スラブ
14、15、16、17…ハット形中間断面材
20…孔型
20−1、20−2…圧延機の二重ロール
20−3、20−4…圧延機の二重ロール
21…孔型のウェブ圧下部位
22、23…孔型のフランジ圧下部位
24、25…孔型の腕圧下部位
26、27…孔型の継手圧下部位
28、29…孔型の継手底当接部位
30、31…孔型の継手先端部閉孔部位
40、41…継手曲げ成形用竪ローラ
42、43…継手曲げ成形用水平ローラ
70…ハット形鋼矢板の被圧延材
71…ハット形鋼矢板の被圧延材のウェブ
72、73…ハット形鋼矢板の被圧延材のフランジ対
74、75…ハット形鋼矢板の被圧延材の腕対
76、77…ハット形鋼矢板の被圧延材の継手対
76−1、77−1…ハット形鋼矢板の被圧延材の継手底
76−2、77−2…ハット形鋼矢板の被圧延材の継手爪
76−3、77−3…ハット形鋼矢板の被圧延材の継手先端部
80…ハット形鋼矢板
81…ハット形鋼矢板のウェブ
82、83…ハット形鋼矢板のフランジ対
84、85…ハット形鋼矢板の腕対
86、87…ハット形鋼矢板の継手対
88…ハット形鋼矢板で構築された鋼矢板壁
90…U形鋼矢板
91…U形鋼矢板のウェブ
92、93…U形鋼矢板のフランジ対
96、97…U形鋼矢板の継手対
98…U形鋼矢板で構築された鋼矢板壁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
中間圧延によって造形された略鋼矢板形状の中間断面材について、当該中間断面材の継手に対してエッジングを行うエッジング工程と、当該中間断面材の継手に対して曲げ成形を行う曲げ成形工程と、を有し、
前記エッジング工程及び前記曲げ成形工程の一方又は両方における前記継手のエッジング工程及び曲げ成形工程は、当該継手全体及びその近傍のみを囲繞し、前記中間断面材のウェブ及びフランジには当接せず、前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対に刻設された孔型対で行われることを特徴とする、鋼矢板の製造方法。 A method for producing a steel sheet pile having joints at both ends in the width direction,
About the substantially steel sheet pile-shaped intermediate cross-section material formed by intermediate rolling, an edging process for edging the joint of the intermediate cross-section material, and a bending process for bending the joint of the intermediate cross-section material, Have
The edging process and the bending process of the joint in one or both of the edging process and the bending process surround the entire joint and only the vicinity thereof, and do not contact the web and flange of the intermediate cross-section material, The method for producing a steel sheet pile, wherein the method is performed by a pair of holes engraved in a pair of double rolls arranged on the left and right of the intermediate cross-section material.
中間圧延機において造形された略鋼矢板形状の中間断面材の継手に対してエッジング及び曲げ成形の一方又は両方を行う、前記中間断面材の左右に配置された二重ロール対を有し、
当該二重ロール対には、前記継手全体及びその近傍のみを囲繞し、前記中間断面材のウェブ及びフランジには当接しない孔型対が刻設されることを特徴とする、鋼矢板の継手整形用圧延機。 A rolling mill for joint shaping of steel sheet piles having joints at both ends in the width direction,
Doing one or both of edging and bending with respect to the joint of the substantially steel sheet pile-shaped intermediate cross-section material formed in the intermediate rolling mill, and having a pair of double rolls arranged on the left and right of the intermediate cross-section material,
A steel sheet pile joint characterized in that the double roll pair is engraved with a hole-type pair that surrounds only the entire joint and the vicinity thereof and does not contact the web and flange of the intermediate cross-section material. Shaping mill for shaping.
当該孔型対の各々のピッチラインが継手整形時の前記継手の各々を通過するように構成されることを特徴とする、請求項4に記載の鋼矢板の継手整形用圧延機。 The double roll pair is engraved with a hole-type pair that surrounds only the entire joint of the intermediate cross-section member and the vicinity thereof, and does not contact the web and flange of the intermediate cross-section member.
The steel sheet pile joint shaping mill according to claim 4, wherein each pitch line of the hole pair is configured to pass through each of the joints during joint shaping.
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