JP2591393B2 - 継ぎ目なし厚鋼板の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】橋梁などの構築物製作に用いられ
る厚鋼板および橋梁用厚板の製作加工工程や板継ぎ工程
を省力化した有利な厚板の製造装置を提供しようとする
ものである。

【０００２】

【従来の技術】橋梁用厚板などは、橋梁などの構築物が
受ける荷重の応力計算に基き、厚板を一旦部材切断し、
この板厚と長さの異る部材を長手方向において再び板継
ぎをして形成している。即ちその製造加工工程として
は、部材切断工程と板継ぎ工程から成り、図９に示すよ
うに各部材を板継ぎ部６３で溶接して目的の厚板材３や
フランジ３ａあるいはロンジ３ｂを得しめるものであ
る。

【０００３】上記したような部材切断工程の仔細は以下
の如くである。 各厚板に対する自動マーキング。 厚板の部材切断。 板継ぎ溶接に備える開先切断ないしテーパー機械加
工。 上記のようにして得られた各部材を符号別に整理し
て次工程に搬出する。

【０００４】一方板継ぎ工程は以下の如くである。 （1) 符号に合わせて各部材のクレーンによる配材。 （2) マーキング線に合わせて板継ぎ仮溶接。 （3) 表面自動溶接。 （4) クレーンによる反転。 （5) ガウジングの前処理とガウジング。 （6) 裏面自動溶接。 （7) Ｘ線検査。 （8) 溶接面のグラインダーによる研削。 （9) クレーンによる反転。 (10) 加熱機またはプレスによる溶接歪除去など。

【０００５】なお、このような厚板を熱間圧延して製造
する熱間可逆圧延機においてはコンピュータ自動制御に
よって、図９に示すように１枚のスラブから厚さが多段
に変化した厚板を圧延により製造することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記したよう
な従来技術によるときは種々の問題点を有している。即
ちその第１は工程、工作が煩雑で多くの工数と費用を必
要とすることがあって、上述したような多段の工程は必
然的に多くの工数を伴い、時間的、コスト的に不利が著
しい。

【０００７】又自動マーキングその他の工作が重複し、
非能率的であるのみならず、寸法精度その他が劣ったも
のとならざるを得ないし、溶接歪み、耐亀裂性などに関
しても好ましい製品を得ることができない。更に板継ぎ
部における段階的な板厚変化とならざるを得ないことか
ら応力荷重に対し合理的に比例した板厚分布を得ること
ができない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解消することについて検討を重
ね、新規な継目なし橋梁用厚鋼板およびその製造装置を
得ることに成功したものであって、以下の如くである。

【０００９】

【００１０】

【００１１】（1) 熱間可逆圧延機とベンディング機構
とを用い、熱間可逆圧延機において応力荷重に比例した
板厚分布を形成するようワークロール開度を制御して圧
延をなし、該圧延材を１対のボトムロールに対しトップ
ロールを配設したベンディング機構において片面が平坦
面を形成するようにベンディング処理することを特徴と
する継目なし厚鋼板の製造装置。

【００１２】（2) ベンディング機構が複数基採用さ
れ、それらベンディング機構におけるボトムロールとト
ップロールの走行された圧延材に対する配設位置が反対
とされたことを特徴とする前記（1)項に記載の継目なし
厚鋼板の製造装置。

【００１３】（3) 複数基のベンディング機構にコンピ
ュータを用いた自動制御機構を設け、該自動制御機構に
各ベンディング機構におけるロール間隔に相当した遅延
時間を設定するようにしたことを特徴とする前記（2)項
に記載の継目なし厚鋼板の製造装置。

【００１４】

【作用】応力荷重に比例した板厚分布を有し、しかも片
面が平坦面とされたことにより適切な応力荷重に耐え、
しかも比較的軽量且つ低コストな厚鋼板を提供すると共
にウェブ材などとして他の部材と有効に溶接などによっ
て結合合体した部材を提供せしめる。

【００１５】前記したような応力荷重に比例した板厚分
布を有し、しかも片面が平坦面とされた継目なし厚鋼板
に対し、前記平坦面に対し板面を直交させた部材に取付
けたことによりＩ形材、箱型材として橋梁用桁材などに
好ましい長尺部材を得しめる。

【００１６】熱間可逆圧延機とベンディング機構とを用
い、熱間可逆圧延機において応力荷重に比例した板厚分
布を形成するようワークロール開度を制御して圧延をな
し、該圧延材を１対のボトムロールに対しトップロール
を配設したベンディング機構において片面が平坦面を形
成するようにベンディング処理することによって前記の
ような継目なし厚鋼板を適切に製造せしめる。具体的な
製造はワークロールの間隔調整によって厚い部分と薄い
部分とが交互に形成されたものとして圧延し、その厚い
部分の中間で切断することにより圧延を簡易化し、容易
に目的の厚鋼板を得しめる。

【００１７】ベンディング機構が複数基採用され、それ
らベンディング機構におけるボトムロールとトップロー
ルの走行された圧延材に対する配設位置が反対とされた
ことにより片面を平坦とされた厚鋼板に反りなどを残す
ことのない製品として平易に得しめる。

【００１８】前記したような熱間圧延ないしベンディン
グ機構は電子計算機ないし数値制御機構を採用すること
により何れも平易且つ自動的に達成される。

【００１９】複数基のベンディング機構にコンピュータ
を用いた自動制御機構を設け、該自動制御機構に各ベン
ディング機構におけるロール間隔に相当した遅延時間を
設定するようにしたことにより各ベンディング機構が適
切なタイミングを採って修正処理をなし、片面を平坦面
とした厚鋼板として的確に製造せしめる。

【００２０】

【実施例】本発明による厚鋼板１は、一般的に図１に示
すように、比較的厚層部分１ａと比較的薄層部分１ｂと
が交互に形成されたものとして得られる。即ちスラブか
ら熱間可逆圧延機で圧延するに当り夫々の通板状態でワ
ークロール開度を圧延計画に基くプログラムによりコン
ピュータ自動制御することによりこの図１に示すような
多数枚からなる厚鋼板が連繋圧延できる。

【００２１】しかし、この図１に示すような厚鋼板は表
裏両面ともが平坦でないものであり、表裏がこのように
凹凸をもった鋼板は利用上において好ましいものでな
い。即ち橋梁その他の構造物に利用されるに当って、斯
様な厚鋼板がそのままで採用されることは殆んどなく、
ウェブ材その他と複合された部材となるところ、そうし
た他の部材との接合ないし取合いが適切に得られない。

【００２２】本発明では前記図１のような厚鋼板１をベ
ンディング機構４によって加工し、図２のように片面を
平坦面１１とする。このように片面を平坦面１１とする
ことによって厚層部分１ａの薄層部分１ｂに対する突出
量は倍増したものとなるが、本発明では斯うした厚層部
１ａの中間における切断ライン２でプレーナ切断機など
により切断する。

【００２３】上記のようにして得られる本発明厚鋼板は
適宜に分割されて図３に示すようなフランジ材５または
ロンジ材６の如くなすことが可能であり、図４にはこの
ような部材５（または６）と前記厚鋼板１によって組立
てた箱桁の中組パネル７が示され、又図５には前記厚鋼
板１、１をその平坦面１１を内側として対向して用い、
これにフランジ材やロンジ材およびウェブ材１０を併用
せしめて得られる箱桁橋梁部材８および板桁橋梁部材９
が示されているが、何れも合理的な構造材を低コスト且
つ簡易に得しめることができる。

【００２４】前記した図２に示すような本発明における
厚鋼板の製造は図６と図７に示すような熱間可逆圧延機
５０によって実施される。即ち該圧延機５０はハウジン
グ５３内に前記した圧延材１を圧延する上下１対のワー
クロール５５、５５とそれらワークロール５５を補強す
るバックアップロール５６、５６およびそのロールチョ
ック５７、５７が設けられている。

【００２５】又上部のバックアップロールチョック５７
とハウジング５３との間には圧延荷重を検出するロード
セル５８が設けられ、下バックアップロールチョック５
７とハウジング５３間にはロール開度を調整する油圧シ
リンダー５９、油圧シリンダー位置検出器５２を設け、
しかも上ワークロール５５の両側に圧延材の到達検出器
５１と板厚検出器１２および通過検出器１３が配設さ
れ、更にワークロールの回転軸には回転度と単位回転角
度から圧延材１の長手方向長さを検知する検出器１４な
どが設けてある。

【００２６】一方ハウジング５０の外側には上下ワーク
ロール５５、５５を駆動する主電動機１５とその制御装
置１６、油圧シリンダを制御する油圧サーボ弁１７、油
圧ポンプ１８、オイルタンク１９、油圧ポンプ駆動電動
機２０や制御装置２１、制御操作の中枢をなすコンピュ
ータ２２などが配置されている。

【００２７】なおこの圧延機は、板厚の変化が頻繁であ
って圧延荷重の増減が著しいからワークロール５５を駆
動する主電動機１５の出力を増大し、又通板状態でワー
クロール５５の開度は高精度かつ瞬間的に上下動を繰返
し負荷変動が大きいから、油圧圧下機構の出力も増大さ
れたものとすることが好ましい。

【００２８】上記したような圧延機の制御について説明
すると、圧延計画に基くプログラムによりコンピュータ
２２を用いた自動制御によって、１つの圧延用スラブか
ら図１に示したような継目なし厚鋼板を連繋圧延する。
該プログラム作成条件は、初パスから仕上パスまでの
パス回数、正逆転方向、圧延速度、ワークロール
開度の上下動速度、圧延寸法、圧延形状、サイド
ガイド等であって、これを各パス別に設定し、コンピュ
ータ２２へ入力する。

【００２９】圧延材１の先端がワークロール５５に到達
したことを検出器１１で検出し、その到達信号のコンピ
ュータ２２に対する入力によって圧延機はブログラム自
動圧延を開始し、圧延中は圧延荷重を検出するロードセ
ル５８、油圧シリンダ位置検出器５２、板厚検出器１
２、長さ検出器１４などの検出信号がコンピュータ２２
へフィードバックし、プログラム目標値と比較して補正
動作を行う。

【００３０】なおホットランテーブルローラ間に設置す
るベンディング機構については開放状態であり、一方各
パスの終了は圧延材１の後端がワークロール５５を通過
したことを通過検出器１３が検知し、その信号がコンピ
ュータ２２に入力することによって圧延機は停止する。

【００３１】図８には前記したような圧延機の仕上げパ
ス後において、本発明に従い継目なし厚鋼板の片面を平
坦面として修正するベンディング機構が示されており、
該機構は第１、第２の機構（Ａ）（Ｂ）によって構成さ
れている。

【００３２】機構（Ａ）はトップロール上型２３を有
し、機構（Ｂ）はトップロール下型２４を設けたもので
あって、その構成はベンディング動作をなすそれらのト
ップロール２３、２４と、該トップロールのベンディン
グ圧力を検出するロードセル２５、２６、トップロール
２３の入側における厚板到達検出器２７、トップロール
２４の出側における平坦度検出の形状計２８と厚板通過
検出器２９が図示のように設置されている。

【００３３】又一対のボトムロール３０、３１、トップ
ロールとボトムロールを駆動するロール電動機３２、３
３および制御装置３４、トップロールにベンディング動
作を与える油圧シリンダー３５、３６と油圧シリンダ位
置検出器３７、３８、油圧シリンダーを制御する油圧サ
ーボ弁３９、４０、オイルポンプ４１、４２、オイルタ
ンク４３は機構（Ａ）（Ｂ）において併用されている。
更に油圧ポンプ駆動電動機４４、４５と制御装置４６等
が配設され、制御指令はコンピュータ２２によって行わ
れる。

【００３４】前記したようなベンディング機構による制
御について説明すると、このベンディング修正は前述し
た圧延機仕上げパスと同様のプログラムを使用し、通板
状態で上記のように圧延された厚鋼板の片面を平坦に修
正する。修正面はホットランテーブルローラ上を走行す
るため下面とし、そのベンディング修正量は厚鋼板の最
小板厚分を減じた残り板厚分に行い、コンピュータ２２
がベンディング修正量と板厚増減変化量とを演算し、ト
ップロール２３、２４の開度量をプログラム自動制御す
る。

【００３５】機構（Ａ）のトップロール２３に対し、機
構（Ｂ）のトップロール２４はロール間隔分の遅延時間
を設定し、板厚が増加方向ではトップロール２３、また
板厚が減少方向ではトップロール２４が夫々高精度かつ
瞬時にベンディング修正を行う。然して運転中はベンデ
ィング圧力を検出するロードセル２５、２６、油圧シリ
ンダー位置検出器３７、３８、平坦度についての形状計
２８等の検出信号をコンピュータ２２にフィードバック
し、目標プログラム値と比較し、補正動作を行わしめ
る。

【００３６】運転開始は、厚板の先端がＡ機構に到達し
たことを検出する到達検出器２７の信号がコンピュータ
２２に入力することによって起動し、一方運転終了は厚
板の後端がトップロール２４を通過したことを検出する
通過検出器２９の信号がコンピュータ入力することによ
って行われ、ベンディング装置は停止する。

【００３７】上記のように修正処理することにより板厚
が増加方向と減少方向に変化する２つの条件下において
も適切な修正を行わしめて、厚鋼板の片面が平坦に修正
され、しかもＡ機構、Ｂ機構によるバランスした処理結
果として反りその他の不具合の残ることの殆んどない製
品が得られる。

【００３８】ロール電動機３２、３３からロール３０、
３１に対する回転軸には回転計６０、６１が設けられ、
これらの回転計６０、６１による測定結果がコンピュー
ター２２に送られ、該コンピューター２２によるサーボ
弁の制御信号出力６２が得られ、ロール間隔に相当した
遅延時間を設定するように成っている。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
橋梁用その他の建築用厚鋼板として新規な製品およびこ
れを利用した好ましい部材を得しめ、その製造工程を充
分に省力化し、寸法精度を向上すると共に溶接歪みの発
生や亀裂発生などの少い品質的に優れた製品を得しめ、
又応力荷重に比例した板厚分布を合理的に実現し、工期
短縮、能力向上などの効果を充分に確保し、更にそのよ
うな部材を合理的且つ的確に製造し得るものであるか
ら、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧延後の厚鋼板を示した斜面図で
ある。

【図２】図１のものをベンディング装置よって片面を平
坦に修正した本発明圧延鋼板の部分的斜面図である。

【図３】本発明による厚鋼板をプレーナー切断機で切断
したフランジおよびロンジの斜面図である。

【図４】本発明厚鋼板を用いて得られる中組パネルの１
例を示した斜面図である。

【図５】同じく本発明厚鋼板で得られる板桁橋梁部材お
よび箱桁橋梁部材の斜面図てある。

【図６】本発明における圧延機の要部を示した側面図で
ある。

【図７】その自動制御手段配設関係を示した説明図であ
る。

【図８】本発明におけるベンディング装置の構成および
制御手段の配設関係を示した説明図である。

【図９】従来の板継ぎ橋梁用厚鋼板およびフランジとロ
ンジの説明図である。

【符号の説明】

１ 厚鋼板 １ａ その比較的厚層部分 １ｂ その比較的薄層部分 ２ 切断ライン ３ 従来の厚板材 ４ ベンディング機構 ５ フランジ材 ６ ロンジ材 ７ 中組パネル ８ 箱桁橋梁部材 ９ 板桁橋梁部材 １０ ウェブ材 １１ 平坦面 １２ 板厚検出器 １３ 通過検出器 １４ 長手方向長さ検出器 １５ 主電動機 １６ 主電動機の制御装置 １７ 油圧サーボ弁 １８ 油圧ポンプ １９ オイルタンク ２０ 油圧ポンプ駆動電動機 ２１ その制御装置 ２２ コンピュータ ２３ トップロール上型 ２４ トップロール下型 ２５ ロードセル ２６ ロードセル ２７ 厚板到達検出器 ２８ 平坦度検出の形状計 ２９ 厚板通過検出器 ３０ ボトムロール ３１ ボトムロール ３２ ロール電動機 ３３ ロール電動機 ３４ その制御装置 ３５ 油圧シリンダー ３６ 油圧シリンダー ３７ 油圧シリンダー位置検出器 ３８ 油圧シリンダー位置検出器 ３９ 油圧サーボ弁 ４０ 油圧サーボ弁 ４１ オイルポンプ ４２ オイルポンプ ４３ オイルタンク ４４ 油圧ポンプ駆動電動機 ４５ 油圧ポンプ駆動電動機 ４６ その制御装置 ５０ 熱間可逆圧延機 ５１ 到達位置検出器 ５２ 油圧シリンダー位置検出器 ５３ ハウジング ５５ ワークロール ５６ バックアップロール ５７ バックアップロールチョック ５８ ロードセル ５９ 油圧シリンダー ６０ 回転計 ６１ 回転計 ６２ サーボ弁の制御信号出力 Ａ ベンディング機構を形成する第１機構 Ｂ ベンディング機構を形成する第２機構

フロントページの続き (72)発明者 久住 薫 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 (56)参考文献 特開 昭48−7158（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−5727（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間可逆圧延機とその移送テーブルに設
   けたベンディング機構とを有し、熱間可逆圧延機におい
   て応力荷重に比例した板厚分布を形成するようワークロ
   ール開度を制御して圧延をなし、該圧延材を１対のボト
   ムロールに対しトップロールを配設した前記ベンディン
   グ機構において片面が平坦面を形成するようにベンディ
   ング処理するようにしたことを特徴とする継目なし厚鋼
   板の製造装置。
2. 【請求項２】 ベンディング機構が複数基採用され、そ
   れらベンディング機構におけるボトムロールとトップロ
   ールの走行された圧延材に対する配設位置が反対とされ
   たことを特徴とする請求項１に記載の継目なし厚鋼板の
   製造装置。
3. 【請求項３】 複数基のベンディング機構にコンピュー
   タを用いた自動制御機構を設け、該自動制御機構に各ベ
   ンディング機構におけるロール間隔に相当した遅延時間
   を設定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載
   の継目なし厚鋼板の製造装置。