JP2713462B2 - フランジ内面突起付h形鋼及びその仕上圧延装置 - Google Patents

フランジ内面突起付h形鋼及びその仕上圧延装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明はコンクリートの付着性に優れたフランジ内面
突起付のH形鋼及びそれを熱間圧延方式によって圧延す
る仕上圧延装置に関するものである。
【従来の技術】
ビル建設等で鉄筋、鉄骨コンクリート工法としてコン
クリートと鉄鋼の付着性を増すため、突起付の鋼材が使
用されている。柱材等、垂直に使用するH形鋼では、フ
ランジの内面に突起を有するものの方がフランジ外面に
有するものよりコンクリートの付着性能が優れているに
もかかわらず、内面の突起を圧延によって形成すること
が困難であるために、製造上容易に突起が形成できるフ
ランジ外面に突起を有するH形鋼が熱間圧延で製造され
てきた。このフランジ外面の突起にあっては、コンクリ
ートとのアンカー効果を高めるための工夫が種々なさ
れ、例えば、特開昭53-22854号や特開昭59-224754号に
その改良技術がみられる。 また、フランジ内面の突起付H形鋼は、主として突起
付鋼板を溶接組立するか、溶接によってリブや突起を設
ける等の後加工によって製作されてきた。 熱間圧延によってフランジ内面に突起を形成する技術
としては特開昭61-82903号に、ユニバーサル圧延工程の
途中で長手方向の線状突起をつけて、この突起部分にの
み凹凸条を形成する方法が提案されている。すなわち、
特開昭61-82903号によれば、H形鋼の熱間圧延におい
て、ブレークダウンミルにより造形された粗形鋼片のフ
ランジ内面を圧下できるようにユニバーサル粗ミルの水
平ロール側面の傾斜を大きくし、第1のユニバーサル粗
ミルで前記粗形鋼片のフランジ内面に、圧延方向に連続
する線状の突起を造形し、次いで、第2のユニバーサル
粗ミルで前記線状突起を断続的に圧下し、続いて、ユニ
バーサル仕上げミルでウエブを圧下しつつフランジを堅
ロールで押し広げてフランジ外面を平坦にするものであ
る。 この方法では凹凸条の部分が線状突起の部分のみにし
か形成しないうえ、粗ミルでの造形であるために、突起
の形状・寸法の仕上精度が低くなる。すなわち、粗圧延
時に溝付垂直ロールでフランジの内面に凹凸状を形成し
た後、仕上圧延時にフランジの外面を平坦にするもので
あり、この時に粗圧延時に形成したフランジの内面の凹
凸状がつぶされ、十分な精度が確保できない。したがっ
て、要求されるコンクリート付着性能が劣り好ましくな
いので、寸法精度の高い突条をフランジ内面のほぼ全面
に有するH形鋼を圧延により安価に製造する技術が求め
られていた。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、新規なフランジ内面突起付H形鋼及びその
仕上圧延装置を確立するために、次に揚げる課題を解決
するものである。 すなわち、寸法精度のよい突起をフランジ内面のほぼ
全面に対して長手方向に垂直な方向とし、これを熱間圧
延の仕上パスで経済的に形成することであり、そのため
に、フランジ内面に突起を形成する溝付ロールの構造を
どうするか、突起形成時の大きい反力の受け方をどうす
るのか、また、圧延装置の駆動をどうするか、反力支持
点における圧延ロール周速度差の補償をどうするか、な
どである。
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために次の手段を開
発した。 まず、新規なH形鋼にあっては、フランジ内面に長手
方向に対してほぼ直角方向の凹凸条を基本パターンとし
て、これを仕上圧延により連続的に形成してなるもので
ある。 ここでフランジ内面突起はフランジ内面のエッジから
ウェブ付根の近くまでのほぼ全面にわたり凹凸条が形成
されている。また、凹凸条の形状やピッチは後述する第
2垂直ロールの溝形状を変更することで、任意に設定す
る。 このようなフランジ内面付H形鋼の仕上圧延装置の構
成は次のとおりである。すなわち、H形鋼のフランジを
押圧する第1垂直ロール(12)と、第1垂直ロール(1
2)のチョック(14)に軸を片持ち支持され、かつフラ
ンジ内面から第1垂直ロール(12)との間でフランジを
挾圧する溝付の第2垂直ロール(13)と、第2垂直ロー
ル(13)のベベルギヤ(16)に噛合ってこれを駆動する
ベベルギヤ(15)を側端面に有し、かつ第2垂直ロール
(13)に発生する挾圧反力を支持する水平ロール(11)
と、前記挾圧反力の支持点における第2垂直ロール(1
3)と水平ロール(11)の周速度差補償手段とからな
る。 ここで、周速度差補償手段は、水平ロール(11)の前
記挾圧反力支持部分とベベルギヤ(15)部分を軸受(1
7)で分離することによるものであったり、第2垂直ロ
ール(13)における挾圧反力支持部分の直径とベベルギ
ヤ部分の直径との比を、水平ロールにおける挾圧反力支
持部分の半径とベベルギヤ部分の半径との比にほぼ等し
くすることにより解決できる。
【作用】
H形鋼のフランジ内面をフランジ内面に長手方向に対
してほぼ直角方向の凹凸条を基本パターンとして、これ
を仕上圧延により連続的に形成する形状にしたために、
このようなフランジ内面ほぼ全面にわたる凹凸を溶接後
付けによらず熱間圧延方式に適応できることとなった。
その仕上圧延装置は、フランジ外面を押圧する第1垂直
ロール(12)とでフランジ内面を挾圧する溝付小径ロー
ルからなる第2垂直ロール(13)と組合せ、かつ第2垂
直ロール(13)の水平ロール(11)からのベベルギヤ
(15)(16)駆動により材料送りと突起形成が一挙にで
きることとなった。その際に問題となるベベルギヤ(1
5)の周速と第2垂直ロール(13)の圧下反力を受ける
外層部(18)側面の周速との差は、外層部(18)を自由
回転にするか、又は、第2垂直ロール(13)両端をツバ
付ロールとしてそのツバ(21)(22)の径調節による補
償手段の作用で解消した。
【実施例】
以下、実施例、図面によって本発明の構成及び作用を
詳細に説明する。 第1図は本発明に係るフランジ内面突起付H形鋼の部
分斜視図であり、第2図は仕上圧延装置の一部破断要部
側面図である。第3図は水平ロールと第2垂直ロールの
相関説明図、第4図は本発明実施例の圧延機配置を示す
説明図であり、第5図は従来のフランジ外面突起付H形
鋼の部分斜視図である。 第5図に示すフランジ外面に突起(7)を有するH形
鋼(6)は第4図に示す通常の仕上ユニバーサル圧延機
(5)の垂直ロールに溝付ロールを使用して製造されて
いたが、本発明は第1図で示すフランジ内面に突起
(8)を有するH形鋼(6)を仕上ユニバーサル圧延機
(5)で成形するものである。仕上ユニバーサル圧延機
でフランジ厚を圧下しながら突起を形成し、その後突起
を圧下することがないため突起形状の精度が良い。本発
明のフランジ内面突起付H形鋼(6)の突起はフランジ
内面に長手方向に対してほぼ直角方向の凹凸条を基本パ
ターンとして、これを連続的に形成したもので、この突
起には、第1図に示すもののほか、凹凸条の形状を高・
低突条の繰返し、突条先端の割りによる2山突条、その
他、次に述べる第2垂直ロールの表面形状の変更によっ
て実施可能な凹凸条のすべてを含む。 次に、第4図に示すH形鋼(6)等の圧延設備でフラ
ンジ内面に突起を有する上記H形鋼(6)を圧延した実
施例を説明する。 加熱炉(1)で1200〜1300℃に加熱・均熱された素材
がBD圧延機(2)で形状Aで示す粗形H断面に、更に粗
ユニバーサル圧延機(3)とエッジング圧延機(4)か
らなる粗ユニバーサル圧延群で複数回往復圧延し、形状
Bのような所定の厚みのH形断面とする。最後に仕上ユ
ニバーサル圧延機(5)で形状Cで示すフランジ内面に
突起を有するH形鋼(6)に圧延する。 本発明に係る装置は、この仕上ユニバーサル圧延機
(5)に関するものであって、第2図に示すフランジ内
面突起形成用溝付ロールからなる4個の第2垂直ロール
(13)を有するところに特徴がある。従来からある左右
の2個の第1垂直ロール(12)(12)を固定するチョッ
ク(14)(14)を延長したところに上下から左右2個宛
の第2垂直ロール(13)を片持ちで配する。圧延機
(5)の駆動力は、ミルモーターにより駆動される上・
下2本の水平ロール(11)(11)に設けたベベルギヤ
(15)により第2垂直ロール(13)に取付けたベベルギ
ヤ(16)へ伝えられ、第2垂直ロール(13)を回転させ
る。H形鋼(6)はフランジを第1垂直ロール(12)と
第2垂直ロール(13)で挾圧され、第2垂直ロール(1
3)の溝形状で突起(8)を形成しつつ圧延成形され
る。駆動にあたっては、水平ロール(11)が通常のウェ
ブ圧下時と逆方向の回転となるため、上・下水平ロール
のウェブ面には隙(19)を設けてウェブ面との接触を避
ける。 また、第2水平ロール(13)の挾圧反力は片持ち支持
のみでは受けきれないので、水平ロール(11)の側面で
受け、左右両方からの反力を打ち消すよう同軸上対称に
各々の第2垂直ロール(13)を配する。ここで、第2垂
直ロール(13)と水平ロール(11)の挾圧反力の支持点
における回転周速度を一致させる必要がある。この周速
度差補償手段の第1の形態を第2図で説明する。第2垂
直ロール(13)の両端を水平ロール(11)との接触部と
して挾圧反力を支持しており、ベベルギヤに隣接する側
の接触部ではベベルギヤとの周速度差がほとんど無いの
で、スリップが問題とならない。しかし、他端側では水
平ロールの接触部の直径が大きいので周速度が高く有害
なスリップを生じてしまう。この部分での周速度を合わ
せるべく水平ロール(11)の外層部(18)を水平ロール
本体に対して回転自由とする。それには、水平ロール本
体と外層(18)との間に軸受(17)を入れる。これによ
り、圧延反力を受ける水平ロール(11)(11)と4個の
第2垂直ロール(13)のロールスリップを最小限とする
ことができる。 本発明の周速度補償手段の第2の形態を第3図に示
す。図において第2垂直ロール(13)のベベルギヤに隣
接するツバ(21)(水平ロール側面との接触部)の外径
がd1(≒第2垂直ロールのベベルギヤ外径)、他端側ツ
バ(22)(フランジ内面との接触部)の外径がd2であ
り、水平ロール側面におけるベベルギヤに隣接する接触
部半径がR1(≒水平ロールのベベルギヤ外径)、他端側
接触部の半径がR2である。ここで第2垂直ロール(13)
のツバ(21)及び(22)の外径d1,d2と水平ロール(1
1)の半径R1,R2の比を一致させる(すなわちd2/d1=R2/
R1とする)ことによって周速度差を補償し、スリップを
無害なレベルとすることができる。このとき水平ロール
(11)と第2垂直ロール(13)の位置を一致させる機能
を外径d2のツバ(22)が果たす。すなわちツバ22の内側
(突起形成用溝側)端面が、水平ロールの第2外径部外
周に係合することによって拘束され、位置が固定され
る。
【発明の効果】
本発明の実施により、コンクリートとの付着性が優れ
たH形鋼として、フランジ内面ほぼ全面に突起を有する
H形鋼を、経済的に熱間圧延することが可能となった。 ここで、第2垂直ロールと幅可変水平ロールとの組合
せにより、一基の仕上圧延装置で各種のフランジ内面突
起付H形鋼が製造可能となり、また、第1垂直ロールも
溝付とすることで、フランジ内外面両方に突起を有する
H形鋼の製造も可能となったのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るフランジ内面突起付H形鋼の部分
斜視図であり、第2図は仕上圧延装置の一部破断要部側
面図である。第3図は水平ロールと第2垂直ロールの第
2の形態の相関説明図、第4図は本発明実施例の圧延機
配置を示す説明図であり、第5図は従来のフランジ外面
突起付H形鋼の部分斜視図である。 (5)仕上ユニバーサル圧延機 (6)圧延材(H形鋼)、(7)外面突起 (8)内面突起、(11)水平ロール (12)第1垂直ロール、(13)第2垂直ロール (14)垂直ロールチョック、(15)(16)ベベルギヤ (17)軸受、(18)水平ロール外層部 (19)隙、(21)(22)ツバ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】H形鋼のフランジ内面に、その長手方向に
    対してほぼ直角方向の凹凸条を基本パターンとして、こ
    れを仕上圧延により連続的にフランジ内面のエッジから
    ウェブ付根の近くまでのほぼ全面に形成してなるフラン
    ジ内面突起付H形鋼。
  2. 【請求項2】H形鋼のフランジを押圧する第1垂直ロー
    ル(12)と、第1垂直ロール(12)のチョック(14)に
    軸を片持ち支持され、かつフランジ内面から第1垂直ロ
    ール(12)との間でフランジを挾圧する溝付の第2垂直
    ロール(13)と、第2垂直ロール(13)のベベルギヤ
    (16)に噛合ってこれを駆動するベベルギヤ(15)を側
    端面に有し、かつ第2垂直ロール(13)に発生する挾圧
    反力を支持する水平ロール(11)と、前記挾圧反力の支
    持点における第2垂直ロール(13)と水平ロール(11)
    の周速度差補償手段とからなるフランジ内面突起付H形
    鋼の仕上圧延装置。
  3. 【請求項3】周速度差補償手段は、水平ロール(11)の
    前記挾圧反力の支持部分とベベルギヤ(15)部分を軸受
    (17)で分離することによるものである請求項2記載の
    フランジ内面突起付H形鋼の仕上圧延装置。
  4. 【請求項4】周速度差補償手段は、第2垂直ロール(1
    3)における挾圧反力支持部分の直径とベベルギヤ部分
    の直径との比を、水平ロールにおける挾圧反力支持部分
    の半径とベベルギヤ部分の半径との比にほぼ等しくする
    ことによるものである請求項2記載のフランジ内面突起
    付H形鋼の仕上圧延装置。
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