JP2582748B2 - 薄肉ウエブｈ形鋼の製造方法 - Google Patents
薄肉ウエブｈ形鋼の製造方法Info
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- JP2582748B2 JP2582748B2 JP6467385A JP6467385A JP2582748B2 JP 2582748 B2 JP2582748 B2 JP 2582748B2 JP 6467385 A JP6467385 A JP 6467385A JP 6467385 A JP6467385 A JP 6467385A JP 2582748 B2 JP2582748 B2 JP 2582748B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
- B21B1/088—H- or I-sections
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、フランジ肉厚対ウエブ肉厚比が２以上の薄
肉ウエブＨ形鋼の製造方法に関するものである。
肉ウエブＨ形鋼の製造方法に関するものである。
（ロ）従来技術 近年、鉄骨鉄筋コンクリート構造用の鉄骨材として、
Ｈ形鋼が多く用いられている。このような用途のＨ形鋼
では、フランジ肉厚tfにくらべてウエブ肉厚twは1/2〜1
/4と小さく、かつtw＝６または9mmと薄くて良い。しか
し、圧延Ｈ形鋼で、フランジ肉厚対ウエブ肉厚比（tf/t
w）が２以上になると、圧延冷却時でのフランジとウエ
ブとの温度差が大となり、発生する熱応力によりウエブ
部に波打ち（座屈）現象が生じる。
Ｈ形鋼が多く用いられている。このような用途のＨ形鋼
では、フランジ肉厚tfにくらべてウエブ肉厚twは1/2〜1
/4と小さく、かつtw＝６または9mmと薄くて良い。しか
し、圧延Ｈ形鋼で、フランジ肉厚対ウエブ肉厚比（tf/t
w）が２以上になると、圧延冷却時でのフランジとウエ
ブとの温度差が大となり、発生する熱応力によりウエブ
部に波打ち（座屈）現象が生じる。
そのため、従来は鋼板からの溶接組合せＨ形鋼また
は、第10図および第11図もしくは第12図および第13図に
示すように、圧延によりウエブに突起もしくは凹凸を設
けたＨ形鋼でまかなわれていた。これらは、いずれも製
造が繁雑でコスト高となり、第10図または第12図の方法
によれば、ウエブ面の凹凸がじゃまになり、第14図およ
び第15図に示すような高力ボルト摩擦接合法による部材
継手を十分に活用できない。
は、第10図および第11図もしくは第12図および第13図に
示すように、圧延によりウエブに突起もしくは凹凸を設
けたＨ形鋼でまかなわれていた。これらは、いずれも製
造が繁雑でコスト高となり、第10図または第12図の方法
によれば、ウエブ面の凹凸がじゃまになり、第14図およ
び第15図に示すような高力ボルト摩擦接合法による部材
継手を十分に活用できない。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、薄肉ウエブＨ形
鋼の製造において、仕上圧延後の成品冷却時にウエブの
波打ち発生を防止することのできる方法を得ることにあ
る。
鋼の製造において、仕上圧延後の成品冷却時にウエブの
波打ち発生を防止することのできる方法を得ることにあ
る。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明の薄肉ウエブＨ形鋼の製造方法は、フランジ肉
厚対ウエブ肉厚比が２以上の薄肉ウエブＨ形鋼に仕上圧
延すること、該仕上圧延終了後のＨ形鋼のウエブを、材
軸方向（材軸方向とは、第１図の矢印の材料進行方向で
あって、例えば第４図における矢印の方向を示す。）に
そって、ウエブ面に対して面外変形（面外変形とは、あ
る面に直交する方向に変形することをいう。）した湾曲
断面形状に成形すること、該湾曲断面成形材料を冷却す
ること、該冷却後の材料のウエブに0.2〜1.0％の圧下を
加えながら前記湾曲断面形状を初期の直線断面形状に戻
すこと、該圧下後の材料のウエブに材軸方向にそって平
坦矯正を施すことよって、上記問題点を解決している。
厚対ウエブ肉厚比が２以上の薄肉ウエブＨ形鋼に仕上圧
延すること、該仕上圧延終了後のＨ形鋼のウエブを、材
軸方向（材軸方向とは、第１図の矢印の材料進行方向で
あって、例えば第４図における矢印の方向を示す。）に
そって、ウエブ面に対して面外変形（面外変形とは、あ
る面に直交する方向に変形することをいう。）した湾曲
断面形状に成形すること、該湾曲断面成形材料を冷却す
ること、該冷却後の材料のウエブに0.2〜1.0％の圧下を
加えながら前記湾曲断面形状を初期の直線断面形状に戻
すこと、該圧下後の材料のウエブに材軸方向にそって平
坦矯正を施すことよって、上記問題点を解決している。
（ホ）実施例 第１図は本発明の方法およびその方法を実施する装置
を示すＨ形鋼の製造ラインを示す。材料の進行方向上流
側からユニバーサル仕上圧延機１、成形圧延機２、ホッ
ト・ソー３、冷却床４、冷間圧延機５、ローラー矯正機
６、冷却床７が配置されている。
を示すＨ形鋼の製造ラインを示す。材料の進行方向上流
側からユニバーサル仕上圧延機１、成形圧延機２、ホッ
ト・ソー３、冷却床４、冷間圧延機５、ローラー矯正機
６、冷却床７が配置されている。
ユニバーサル仕上圧延機１は、フランジ肉厚対ウエブ
肉厚比が２以上の薄肉ウエブＨ形鋼（以下、単にＨ形鋼
という。）を仕上圧延する。
肉厚比が２以上の薄肉ウエブＨ形鋼（以下、単にＨ形鋼
という。）を仕上圧延する。
ユニバーサル仕上圧延機１の出側に設けられた成形圧
延機２は、第２図に示すように、Ｈ形鋼８のウエブを厚
さ方向に面外変形した湾曲断面形状に成形する。この湾
曲成形は、１対のロール21,22によって湾曲孔型を形成
し、この孔型にウエブを通すことによって行われる。
延機２は、第２図に示すように、Ｈ形鋼８のウエブを厚
さ方向に面外変形した湾曲断面形状に成形する。この湾
曲成形は、１対のロール21,22によって湾曲孔型を形成
し、この孔型にウエブを通すことによって行われる。
湾曲成形されたＨ形鋼８の一例を第３図および第４図
に示す。なお、各種湾曲断面形状を第６図に示す。
（Ａ）図は第３図と同様な円弧形状を、（Ｂ）図は長円
円弧形状を、（Ｃ）図は円弧＋直線形状を、（Ｄ）図は
長円円弧＋直線形状を、（Ｅ）図は複円弧の例をそれぞ
れ示す。
に示す。なお、各種湾曲断面形状を第６図に示す。
（Ａ）図は第３図と同様な円弧形状を、（Ｂ）図は長円
円弧形状を、（Ｃ）図は円弧＋直線形状を、（Ｄ）図は
長円円弧＋直線形状を、（Ｅ）図は複円弧の例をそれぞ
れ示す。
冷間圧延機５は冷却床４の出側でかつロール矯正機６
の入側に設けられている。冷間圧延機５は、第５図に示
すように、湾曲成形されたＨ形鋼８のウエブに0.2〜1.0
％の圧下を加えながら湾曲断面形状を初期の直線断面形
状に戻す。
の入側に設けられている。冷間圧延機５は、第５図に示
すように、湾曲成形されたＨ形鋼８のウエブに0.2〜1.0
％の圧下を加えながら湾曲断面形状を初期の直線断面形
状に戻す。
冷間圧延機５において、圧下率を0.2〜1.0％にした理
由は、まず、塑性変形により平坦にするためには0.2％
以上の圧下が必要であり、また、1.0％より高く圧下す
ると圧延ロール51（第５図）の圧延面と未圧下面とに段
差を生じ材料の伸びを著しく低下させるためである。
由は、まず、塑性変形により平坦にするためには0.2％
以上の圧下が必要であり、また、1.0％より高く圧下す
ると圧延ロール51（第５図）の圧延面と未圧下面とに段
差を生じ材料の伸びを著しく低下させるためである。
冷間圧延機５でウエブが直線断面形状に戻されたＨ形
鋼は、ローラ矯正機６によって、ウエブに平坦矯正を施
す。
鋼は、ローラ矯正機６によって、ウエブに平坦矯正を施
す。
なお、第９図（Ａ）に示すように、第２図、第３図に
示す方法に代えてＨ形鋼のウエブの片側に冷却水を散布
することによって、ウエブに湾曲部を成形することも可
能である。
示す方法に代えてＨ形鋼のウエブの片側に冷却水を散布
することによって、ウエブに湾曲部を成形することも可
能である。
例えば、第９図（Ｂ）に示すＨ形鋼の断面寸法および
温度の条件下での湾曲度δは、ウエブの両面について冷
却水を受ける面の温度と、冷却水を受けない面の温度と
の差分だけ熱膨脹により両面に長さの差を生じ、円弧と
なるので円弧の長さの差の計算から図に示すδは幾何学
に算出され、δ＝7mmが得られるが、これは技術的に実
現可能な値である。
温度の条件下での湾曲度δは、ウエブの両面について冷
却水を受ける面の温度と、冷却水を受けない面の温度と
の差分だけ熱膨脹により両面に長さの差を生じ、円弧と
なるので円弧の長さの差の計算から図に示すδは幾何学
に算出され、δ＝7mmが得られるが、これは技術的に実
現可能な値である。
（ヘ）作用 本発明の方法において、仕上圧延終了後冷却前のＨ形
鋼のウエブを、材軸方向にそって、ウエブ面に対して面
外変形した湾曲断面形状に成形する。このＨ形鋼がその
冷却時に、フランジとウエブの温度差によってウエブに
生じる熱応力の状態を第８図に示す。湾曲したウエブは
材軸方向（第８図の熱応力方向σ）の座屈に強いので、
冷却過程でウエブに波打ちは発生しない。
鋼のウエブを、材軸方向にそって、ウエブ面に対して面
外変形した湾曲断面形状に成形する。このＨ形鋼がその
冷却時に、フランジとウエブの温度差によってウエブに
生じる熱応力の状態を第８図に示す。湾曲したウエブは
材軸方向（第８図の熱応力方向σ）の座屈に強いので、
冷却過程でウエブに波打ちは発生しない。
一方、比較のために、従来法によって製造されたＨ形
鋼がその冷却時に、フランジとウエブの温度差によって
ウエブに生じる熱応力の状態を第７図に示す。直線形状
のウエブは材軸方向（第７図の熱応力方向σ）の座屈に
弱く、冷却過程でウエブに波打ちが発生する。
鋼がその冷却時に、フランジとウエブの温度差によって
ウエブに生じる熱応力の状態を第７図に示す。直線形状
のウエブは材軸方向（第７図の熱応力方向σ）の座屈に
弱く、冷却過程でウエブに波打ちが発生する。
（ト）効果 本発明によれば、仕上圧延後のウエブの湾曲成形によ
って冷却時にウエブに波打ち現象が生ぜず、また、ウエ
ブ湾曲部矯正時の塑性加工によって材軸方向の圧縮残留
応力を低減することができ、安定して品質のよい成品を
能率よく供給することができる。
って冷却時にウエブに波打ち現象が生ぜず、また、ウエ
ブ湾曲部矯正時の塑性加工によって材軸方向の圧縮残留
応力を低減することができ、安定して品質のよい成品を
能率よく供給することができる。
第１図は本発明の方法およびその方法を実施する装置を
示す概略構成図。第２図は本発明の方法の一工程を示す
説明図。第３図はウエブを湾曲断面形状に変形したＨ形
鋼の横断面図。第４図は第３図のIV−IV線からみた側面
図。第５図は本発明の方法の一工程を示す説明図。第６
図はウエブの各種湾曲断面形状を示すＨ形鋼の横断面
図。第７図は従来法によるＨ形鋼の冷却過程時にウエブ
に発生する応力の状態を示すＨ形鋼の部分斜視図。第８
図は第７図と同様な図面であって本発明法による場合を
示す。第９図はウエブに湾曲を与える別の方法を示す説
明図。第10図は従来法によってつくられたＨ形鋼の横断
面図。第11図は第10図のXI−XI線からみた側面図。第12
図は別の従来法によってつくられたＨ形鋼の横断面図。
第13図は第12図のXIII−XIII線からみた側面図。第14図
は従来の高力摩擦接合法による部材継手の横断面図。第
15図は第14図のXV−XV線からみた側面図。 1:ユニバーサル仕上圧延機、2:成形圧延機、3:ホット・
ソー 4:冷却床、5:冷間圧延機、6:ローラ矯正機 7:冷却床、8:H形鋼 21,22:孔型ロール、51:圧延ロール
示す概略構成図。第２図は本発明の方法の一工程を示す
説明図。第３図はウエブを湾曲断面形状に変形したＨ形
鋼の横断面図。第４図は第３図のIV−IV線からみた側面
図。第５図は本発明の方法の一工程を示す説明図。第６
図はウエブの各種湾曲断面形状を示すＨ形鋼の横断面
図。第７図は従来法によるＨ形鋼の冷却過程時にウエブ
に発生する応力の状態を示すＨ形鋼の部分斜視図。第８
図は第７図と同様な図面であって本発明法による場合を
示す。第９図はウエブに湾曲を与える別の方法を示す説
明図。第10図は従来法によってつくられたＨ形鋼の横断
面図。第11図は第10図のXI−XI線からみた側面図。第12
図は別の従来法によってつくられたＨ形鋼の横断面図。
第13図は第12図のXIII−XIII線からみた側面図。第14図
は従来の高力摩擦接合法による部材継手の横断面図。第
15図は第14図のXV−XV線からみた側面図。 1:ユニバーサル仕上圧延機、2:成形圧延機、3:ホット・
ソー 4:冷却床、5:冷間圧延機、6:ローラ矯正機 7:冷却床、8:H形鋼 21,22:孔型ロール、51:圧延ロール
Claims (1)
- 【請求項１】フランジ肉厚対ウエブ肉厚比が２以上の薄
肉ウエブＨ形鋼に仕上圧延すること、該仕上圧延終了後
のＨ形鋼のウエブを、材軸方向にそって、ウエブ面に対
して面外変形した湾曲断面形状に成形すること、該湾曲
断面成形材料を冷却すること、該冷却後の材料のウエブ
に0.2〜1.0％の圧下を加えながら前記湾曲断面形状を初
期の直線断面形状に戻すこと、該圧下後の材料のウエブ
に材軸方向にそって平坦矯正を施すことからなる薄肉ウ
エブＨ形鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6467385A JP2582748B2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 薄肉ウエブｈ形鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6467385A JP2582748B2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 薄肉ウエブｈ形鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222605A JPS61222605A (ja) | 1986-10-03 |
| JP2582748B2 true JP2582748B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=13264928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6467385A Expired - Lifetime JP2582748B2 (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 薄肉ウエブｈ形鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582748B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63299801A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-07 | Nippon Steel Corp | ウェブに湾曲部を有する圧延ｈ形鋼 |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP6467385A patent/JP2582748B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61222605A (ja) | 1986-10-03 |
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