JP3254869B2 - 鋼製連壁用形鋼の製造方法 - Google Patents
鋼製連壁用形鋼の製造方法Info
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- 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
- B21B1/082—Piling sections having lateral edges specially adapted for interlocking with each other in order to build a wall
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- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大深度用の土留壁等の
部材として用いられる鋼製連壁用形鋼の製造方法に係
り、特に、左右に円形継手部を有する部材を、従来のＨ
形鋼等の圧延設備をできうる限り利用して製造する鋼製
連壁用形鋼の製造方法に関するものである。
部材として用いられる鋼製連壁用形鋼の製造方法に係
り、特に、左右に円形継手部を有する部材を、従来のＨ
形鋼等の圧延設備をできうる限り利用して製造する鋼製
連壁用形鋼の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼製連壁とは、工場で製作された鋼製地
中連壁用部材を地中に建込んで地中連続壁としたもの
で、従来の鉄筋コンクリート地中壁より薄肉化、施工現
場スペースの削減及び省力化を実現することができる。
また、通常のＨ形鋼の建込みに比べて建込み精度が良好
で、止水性があるなどの優れた特長を有するものであ
る。従来、このような鋼製連壁用形鋼としては、一般に
継手を有する直線状形鋼が用いられていた。
中連壁用部材を地中に建込んで地中連続壁としたもの
で、従来の鉄筋コンクリート地中壁より薄肉化、施工現
場スペースの削減及び省力化を実現することができる。
また、通常のＨ形鋼の建込みに比べて建込み精度が良好
で、止水性があるなどの優れた特長を有するものであ
る。従来、このような鋼製連壁用形鋼としては、一般に
継手を有する直線状形鋼が用いられていた。
【０００３】継手を有する直線状形鋼の製造方法として
は、一般に図１０に示すいわゆるカリバー圧延方法が広
く用いられている（特公昭５５−１１９２１号公報）。
図１０において、粗工程の孔型Ｂをパスした粗形鋼片は
順次第１パスＫａｌ．１０〜第１０パスＫａｌ．１の各
工程を経て製品となる。このような圧延方式では、圧延
ロールの孔型の深さが大きく、特に閉式孔型では孔型の
摩耗のためにロール改削量が大きくなり、ロール原単位
が高くなるほか、ロール冷却水や圧延油が各部に充分行
きわたりにくいため、ロール肌荒れ、ヒートクラック、
孔型局部摩耗、製品両縁部の嵌合継手部の割れが発生し
やすく、製品形状が不安定になり、多量生産ができず、
さらに上記した鋼矢板両縁部の継手部の成形が比較的困
難であるという欠点がある。また、孔型数が多数必要と
なるため、大形の形鋼を圧延しよとしても、ロール胴長
やミル数の制約により充分な孔型数が準備できないとい
う問題が生じる。
は、一般に図１０に示すいわゆるカリバー圧延方法が広
く用いられている（特公昭５５−１１９２１号公報）。
図１０において、粗工程の孔型Ｂをパスした粗形鋼片は
順次第１パスＫａｌ．１０〜第１０パスＫａｌ．１の各
工程を経て製品となる。このような圧延方式では、圧延
ロールの孔型の深さが大きく、特に閉式孔型では孔型の
摩耗のためにロール改削量が大きくなり、ロール原単位
が高くなるほか、ロール冷却水や圧延油が各部に充分行
きわたりにくいため、ロール肌荒れ、ヒートクラック、
孔型局部摩耗、製品両縁部の嵌合継手部の割れが発生し
やすく、製品形状が不安定になり、多量生産ができず、
さらに上記した鋼矢板両縁部の継手部の成形が比較的困
難であるという欠点がある。また、孔型数が多数必要と
なるため、大形の形鋼を圧延しよとしても、ロール胴長
やミル数の制約により充分な孔型数が準備できないとい
う問題が生じる。
【０００４】上記の孔型によるカリバー圧延方式に対し
て、継手部を形成する素材部分に直接圧下を加えること
により、その成形上の欠点を除去したユニバーサル圧延
による鋼矢板の圧延方法が特公昭４７−４７７８４号公
報に示されている。このユニバーサル圧延の代表例を図
１１に示す。この圧延方法は、中間圧延工程にユニバー
サル圧延法を導入して継手部に直接圧下を加えている。
しかしながら、この方法においても、圧延する鋼矢板の
断面形状が鋼矢板の長さ方向の軸に対して上下非対称で
あるため、ユニバーサル圧延ではあってもその上下の水
平ロールには比較的深い複雑な形状の孔型を設けてお
り、上記の諸問題を解決することができなかった。
て、継手部を形成する素材部分に直接圧下を加えること
により、その成形上の欠点を除去したユニバーサル圧延
による鋼矢板の圧延方法が特公昭４７−４７７８４号公
報に示されている。このユニバーサル圧延の代表例を図
１１に示す。この圧延方法は、中間圧延工程にユニバー
サル圧延法を導入して継手部に直接圧下を加えている。
しかしながら、この方法においても、圧延する鋼矢板の
断面形状が鋼矢板の長さ方向の軸に対して上下非対称で
あるため、ユニバーサル圧延ではあってもその上下の水
平ロールには比較的深い複雑な形状の孔型を設けてお
り、上記の諸問題を解決することができなかった。
【０００５】製品形状をユニバーサル圧延法に適した形
状とし、ユニバーサル圧延での孔型深さを小さくして直
線形鋼矢板を製造する方法として、図１２に示した特開
昭５５−１９１３号公報記載の技術があるが、ユニバー
サル圧延用ロールの形状が円弧状となっているため、ウ
ェブ圧や継手部厚の造り分けが狭い範囲に限定されてい
た。また、ＢＤ圧延以降の全工程で専用ロールを準備す
る必要があるため、ロール原単位の向上が不十分であっ
た。
状とし、ユニバーサル圧延での孔型深さを小さくして直
線形鋼矢板を製造する方法として、図１２に示した特開
昭５５−１９１３号公報記載の技術があるが、ユニバー
サル圧延用ロールの形状が円弧状となっているため、ウ
ェブ圧や継手部厚の造り分けが狭い範囲に限定されてい
た。また、ＢＤ圧延以降の全工程で専用ロールを準備す
る必要があるため、ロール原単位の向上が不十分であっ
た。
【０００６】これに対して、従来のＨ形鋼製造のユニバ
ーサル圧延とロールの共用が可能な技術として、特開平
２−２００３０２号公報に開示された方法がある。これ
は図１３に示すように、中間圧延工程のユニバーサルミ
ルにＨ形鋼の圧延に使用される水平ロールと同様のロー
ルを用い、ロールを共用することによってロール原単位
の向上を図っている。しかし、竪ロールはテーパのない
フラットロールを用いており、Ｈ形鋼圧延ロールとの完
全な共用化は達成されていない。また、フランジを外側
に曲げ成形する方法として、形鋼圧延設備として一般に
用いられていない斜行ロールミルを用いており、新たな
設備を導入する必要性があるため製造コストの増加とな
る。
ーサル圧延とロールの共用が可能な技術として、特開平
２−２００３０２号公報に開示された方法がある。これ
は図１３に示すように、中間圧延工程のユニバーサルミ
ルにＨ形鋼の圧延に使用される水平ロールと同様のロー
ルを用い、ロールを共用することによってロール原単位
の向上を図っている。しかし、竪ロールはテーパのない
フラットロールを用いており、Ｈ形鋼圧延ロールとの完
全な共用化は達成されていない。また、フランジを外側
に曲げ成形する方法として、形鋼圧延設備として一般に
用いられていない斜行ロールミルを用いており、新たな
設備を導入する必要性があるため製造コストの増加とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】これらに対して、特開
平４−７５７０２号公報に記載の技術に代表される一連
の直線型形鋼の製造方法では、図１４に示すように、製
品形状を限りなくユニバーサル圧延法に適した形状、す
なわち上下左右対称な円形継手部を有する形鋼を圧延す
るための技術に限定し、中間圧延工程のユニバーサルミ
ルにＨ形鋼の圧延に使用される水平ロールと同様のロー
ルを用い、ロールを共用することによってロール原単位
の向上を図っている。しかし、ユニバーサルミルの竪ロ
ールには、テーパのないフラットロールを使用している
ため、Ｈ形鋼圧延ロールとの完全なロール共用化は達成
されていない。また、上記のテーパのないフラットロー
ルを使用するため、円形継手部を形成するフランジ部の
厚さは足先に向かって細くなり、円形継手部のための仕
上げ成形加工時に形状不良（縁波）が発生しやすいとい
う問題がある。
平４−７５７０２号公報に記載の技術に代表される一連
の直線型形鋼の製造方法では、図１４に示すように、製
品形状を限りなくユニバーサル圧延法に適した形状、す
なわち上下左右対称な円形継手部を有する形鋼を圧延す
るための技術に限定し、中間圧延工程のユニバーサルミ
ルにＨ形鋼の圧延に使用される水平ロールと同様のロー
ルを用い、ロールを共用することによってロール原単位
の向上を図っている。しかし、ユニバーサルミルの竪ロ
ールには、テーパのないフラットロールを使用している
ため、Ｈ形鋼圧延ロールとの完全なロール共用化は達成
されていない。また、上記のテーパのないフラットロー
ルを使用するため、円形継手部を形成するフランジ部の
厚さは足先に向かって細くなり、円形継手部のための仕
上げ成形加工時に形状不良（縁波）が発生しやすいとい
う問題がある。
【０００８】このように、従来は上記の形状の部材を製
造するにあたってユニバーサル法を用いていながら、Ｈ
形鋼とのロール共用化が不十分で専用ロールを必要とす
るため、コスト高になっていた。また、造形上不合理な
形状を追求したため、円形継手部の最も重要な成形加工
の条件を難しく煩雑なものとしていた。
造するにあたってユニバーサル法を用いていながら、Ｈ
形鋼とのロール共用化が不十分で専用ロールを必要とす
るため、コスト高になっていた。また、造形上不合理な
形状を追求したため、円形継手部の最も重要な成形加工
の条件を難しく煩雑なものとしていた。
【０００９】この発明は上記の諸課題を解決するために
なされたもので、Ｈ形鋼圧延の製造プロセスをできうる
限り利用し、ユニバーサルミルで使用するロールも従来
のＨ形鋼との共用化を図ることにより、圧延形状及び品
質が良好で左右対称の円形継手部を有する鋼製連壁用形
鋼を安価に製造することを目的としたものである。
なされたもので、Ｈ形鋼圧延の製造プロセスをできうる
限り利用し、ユニバーサルミルで使用するロールも従来
のＨ形鋼との共用化を図ることにより、圧延形状及び品
質が良好で左右対称の円形継手部を有する鋼製連壁用形
鋼を安価に製造することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明に係る
鋼製連壁用形鋼は、従来のＨ形鋼圧延設備を用いて、以
下の工程により製造する。 スラブ等の連鋳鋼片を圧延用素材として、対称の孔型
を有する上下一対の水平ロールを持つブレイクダウンミ
ルで、左右対称のドッグボーン状の粗造形材を製造する
（第１の工程）。
鋼製連壁用形鋼は、従来のＨ形鋼圧延設備を用いて、以
下の工程により製造する。 スラブ等の連鋳鋼片を圧延用素材として、対称の孔型
を有する上下一対の水平ロールを持つブレイクダウンミ
ルで、左右対称のドッグボーン状の粗造形材を製造する
（第１の工程）。
【００１１】Ｈ形鋼製造と同様のロールを用いたユニ
バーサルミルとエッジャで、左右対称のＨ形圧延材を製
造する。この工程におい、目標とする寸法の中間圧延材
を製造するために、ユニバーサルミル水平ロールと竪ロ
ールのパススケジュールを次の範囲とする（第２の工
程）。 圧延前期 λf ＞λw 圧延後期 λf ≦λw 但し、λw ：ウェブ圧下率 λf ：フランジ圧下率
バーサルミルとエッジャで、左右対称のＨ形圧延材を製
造する。この工程におい、目標とする寸法の中間圧延材
を製造するために、ユニバーサルミル水平ロールと竪ロ
ールのパススケジュールを次の範囲とする（第２の工
程）。 圧延前期 λf ＞λw 圧延後期 λf ≦λw 但し、λw ：ウェブ圧下率 λf ：フランジ圧下率
【００１２】左右対称の孔型を有する仕上げミルによ
り継手部となるフランジ部の円形曲げ加工と仕上げ成形
加工を行う。この工程において、成形時の継手部縁波を
防止するため、円形曲げ加工および仕上げ成形加工にお
けるフランジ先端部の長手方向の圧縮応力が、フランジ
寸法から求まる縁波限界応力を超えないように円形曲げ
加工用孔型の数を決定し、次式によって円形曲げ加工用
孔型の曲げ加工部半径を決定する。 ｒi ＝ｎ／ｉ×ｒp 但し、ｒi ：ｉ番目の孔型の半径 ｎ ：全孔型数 ｒp ：製品継手半径
り継手部となるフランジ部の円形曲げ加工と仕上げ成形
加工を行う。この工程において、成形時の継手部縁波を
防止するため、円形曲げ加工および仕上げ成形加工にお
けるフランジ先端部の長手方向の圧縮応力が、フランジ
寸法から求まる縁波限界応力を超えないように円形曲げ
加工用孔型の数を決定し、次式によって円形曲げ加工用
孔型の曲げ加工部半径を決定する。 ｒi ＝ｎ／ｉ×ｒp 但し、ｒi ：ｉ番目の孔型の半径 ｎ ：全孔型数 ｒp ：製品継手半径
【００１３】
【実施例】図３はこの発明が対象とする左右対称の鋼製
連壁用形鋼の一例を示す上面図で、ウェブ２の両端部
に、スリットを有するパイプ状の継手部３ａ，３ｂを一
体成形したものである。上記のような鋼製連壁用形鋼１
（以下単に形鋼ということがある）は、図８に示すよう
に、２枚の形鋼１，１を平行に配置し、そのウェブ２，
２間にプレート４を溶接してＨ形断面とした箱形鋼矢板
５として用いられる。
連壁用形鋼の一例を示す上面図で、ウェブ２の両端部
に、スリットを有するパイプ状の継手部３ａ，３ｂを一
体成形したものである。上記のような鋼製連壁用形鋼１
（以下単に形鋼ということがある）は、図８に示すよう
に、２枚の形鋼１，１を平行に配置し、そのウェブ２，
２間にプレート４を溶接してＨ形断面とした箱形鋼矢板
５として用いられる。
【００１４】このような箱形鋼矢板５は、用途に応じ
て、図９（ａ）に示すように、継手部３ａ，３ｂにそれ
ぞれＨ形鋼６を嵌合して連結し、あるいは、Ｈ形鋼７，
７のウェブにプレート４を溶接して箱形鋼矢板５とほぼ
同じ寸法の箱形鋼矢板８を構成し、そのフランジを継手
部３ａ，３ｂに嵌合して連結し、鋼製連壁を施工する。
このように、この発明に係る鋼製連壁用形鋼によれば、
Ｈ形鋼との組合せにより連続壁の施工における壁面長の
微調整が容易であり、鋼製連壁の施工の自由度が高いと
いう利点がある。
て、図９（ａ）に示すように、継手部３ａ，３ｂにそれ
ぞれＨ形鋼６を嵌合して連結し、あるいは、Ｈ形鋼７，
７のウェブにプレート４を溶接して箱形鋼矢板５とほぼ
同じ寸法の箱形鋼矢板８を構成し、そのフランジを継手
部３ａ，３ｂに嵌合して連結し、鋼製連壁を施工する。
このように、この発明に係る鋼製連壁用形鋼によれば、
Ｈ形鋼との組合せにより連続壁の施工における壁面長の
微調整が容易であり、鋼製連壁の施工の自由度が高いと
いう利点がある。
【００１５】次に、上記のような鋼製連壁用形鋼の製造
方法を説明する。図１はこの発明の製造方法の実施例を
示す説明図であり、図２はその圧延装置列の概要図であ
る。また、図３はこの発明で製造される鋼製連壁用形鋼
の上面図である。図１、図２において、粗圧延工程は、
薄肉鋳鋼片を素材としてブレイクダウンミルＢＤの上下
の水平ロールにより粗造形材に造形する工程である。用
いられる孔型は、素材を立てて圧延し、上下対称のドッ
グボーン形状とする複数の上下対称孔型Ｂ１〜Ｂ３、圧
延によりドッグボーン形状になった素材を９０度回転さ
せ、ユニバーサル圧延用素材まで圧延する最低１つの左
右対称の孔型Ｋａｌ．０から構成される。
方法を説明する。図１はこの発明の製造方法の実施例を
示す説明図であり、図２はその圧延装置列の概要図であ
る。また、図３はこの発明で製造される鋼製連壁用形鋼
の上面図である。図１、図２において、粗圧延工程は、
薄肉鋳鋼片を素材としてブレイクダウンミルＢＤの上下
の水平ロールにより粗造形材に造形する工程である。用
いられる孔型は、素材を立てて圧延し、上下対称のドッ
グボーン形状とする複数の上下対称孔型Ｂ１〜Ｂ３、圧
延によりドッグボーン形状になった素材を９０度回転さ
せ、ユニバーサル圧延用素材まで圧延する最低１つの左
右対称の孔型Ｋａｌ．０から構成される。
【００１６】粗圧延工程により左右対称の形状に造形さ
れた粗造形材２１は、続く中間圧延工程に送られる。中
間圧延工程で使用される圧延機は、粗ユニバーサルミル
Ｕ1，Ｕ2 とエッジャＥ1 ，Ｅ2 により構成され、前記
の粗造形材２１はこれらによって複数リバース圧延する
ことにより、左右対称のほぼＨ形断面の中間圧延材に圧
延される。ここで、ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 の水平
ロール１３ＨＵ，１３ＨＤ及び１４ＨＵ，１４ＨＤは、
圧延材２３，２４のウェブを圧延する面が平坦で、フラ
ンジの内側面を圧延するロール側面が傾斜角θで外側に
傾斜し、ロール外周ほど胴長が短くなっているものを用
いる。また、ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 の竪ロール１
３ＶＦ，１３ＶＤ及び１４ＶＦ，１４ＶＤは、圧延材の
フランジ部外側面を圧延する外周面が同じく傾斜角θに
形成された凸形状のものを用いる。
れた粗造形材２１は、続く中間圧延工程に送られる。中
間圧延工程で使用される圧延機は、粗ユニバーサルミル
Ｕ1，Ｕ2 とエッジャＥ1 ，Ｅ2 により構成され、前記
の粗造形材２１はこれらによって複数リバース圧延する
ことにより、左右対称のほぼＨ形断面の中間圧延材に圧
延される。ここで、ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 の水平
ロール１３ＨＵ，１３ＨＤ及び１４ＨＵ，１４ＨＤは、
圧延材２３，２４のウェブを圧延する面が平坦で、フラ
ンジの内側面を圧延するロール側面が傾斜角θで外側に
傾斜し、ロール外周ほど胴長が短くなっているものを用
いる。また、ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 の竪ロール１
３ＶＦ，１３ＶＤ及び１４ＶＦ，１４ＶＤは、圧延材の
フランジ部外側面を圧延する外周面が同じく傾斜角θに
形成された凸形状のものを用いる。
【００１７】これらのロールの傾斜角θは、通常のＨ形
鋼圧延用ロールと同様に３〜１０度とし、フランジ部の
厚さが幅方向で一定となるように圧延する。これによ
り、ユニバーサル圧延用ロールは、通常のＨ形鋼圧延ロ
ールと共用することが可能であり、ロール費用を大きく
削減することができるとともに、ロール保有数を削減で
きる。
鋼圧延用ロールと同様に３〜１０度とし、フランジ部の
厚さが幅方向で一定となるように圧延する。これによ
り、ユニバーサル圧延用ロールは、通常のＨ形鋼圧延ロ
ールと共用することが可能であり、ロール費用を大きく
削減することができるとともに、ロール保有数を削減で
きる。
【００１８】ところで、この発明で対象としている図３
の鋼製連壁用形鋼は、通常のＨ形鋼と逆に円形継手部３
ａ，３ｂとなる中間圧延材のフランジがウェブよりも薄
い。このため、図１の粗造形材２１から目標とする中間
圧延材の板厚比率にするためには、フランジがウェブに
対して強圧下となるユニバーサルミルの水平ロールと竪
ロールのパススケジュールとする必要がある。このよう
なパススケジュールで問題となるのは、フランジがウェ
ブよりも薄いためにユニバーサル圧延の後期に、図４に
示すようなフランジ波Ｆw が発生することである。
の鋼製連壁用形鋼は、通常のＨ形鋼と逆に円形継手部３
ａ，３ｂとなる中間圧延材のフランジがウェブよりも薄
い。このため、図１の粗造形材２１から目標とする中間
圧延材の板厚比率にするためには、フランジがウェブに
対して強圧下となるユニバーサルミルの水平ロールと竪
ロールのパススケジュールとする必要がある。このよう
なパススケジュールで問題となるのは、フランジがウェ
ブよりも薄いためにユニバーサル圧延の後期に、図４に
示すようなフランジ波Ｆw が発生することである。
【００１９】そこで、この発明の発明者らは種々試験研
究を重ねた結果、各部の圧下率を適切に設定することに
より、このような問題を防止する中間ユニバーサル圧延
のパススケジュールを見いだした。すなわち、 圧延の前期では λf ＞λw とし、 圧延の後期では λf ≦λw とするパススケジュールである。 但し、λw ：ウェブ圧下率 λf ：フランジ圧下率
究を重ねた結果、各部の圧下率を適切に設定することに
より、このような問題を防止する中間ユニバーサル圧延
のパススケジュールを見いだした。すなわち、 圧延の前期では λf ＞λw とし、 圧延の後期では λf ≦λw とするパススケジュールである。 但し、λw ：ウェブ圧下率 λf ：フランジ圧下率
【００２０】以下、この点について、さらに詳細に説明
する。図５はこの発明の方法により粗圧延材２１を圧延
したときの、フランジ厚ｔf のウェブ厚ｔw に対する変
化を示す。条件１は、粗圧延材２１のウェブ厚ｔw が約
１００ｍｍ、フランジ厚ｔf が約１００ｍｍの場合であ
り、ユニバーサル圧延の初期はλf −λw を５％程度と
し、圧延中期には２％程度として板厚を製品の目標比率
に近づけた。その後パススケジュールａではフランジ厚
が２０ｍｍ以下となった圧延後期についてλf とλw を
等しくした。その結果フランジ波Ｆw は発生せず、健全
な中間圧延材が圧延できた。またλf −λw を−２％程
度とした場合にもフランジＦw は発生しなかった。これ
に対して、圧延後期においてもλf −λw を２％とした
ままの圧延パススケジュールｂでは、徐々にフランジ波
Ｆw が発生するようになり、さらに圧延を続けたところ
フランジが倒れて水平ロールに咬み込んでしまった。
する。図５はこの発明の方法により粗圧延材２１を圧延
したときの、フランジ厚ｔf のウェブ厚ｔw に対する変
化を示す。条件１は、粗圧延材２１のウェブ厚ｔw が約
１００ｍｍ、フランジ厚ｔf が約１００ｍｍの場合であ
り、ユニバーサル圧延の初期はλf −λw を５％程度と
し、圧延中期には２％程度として板厚を製品の目標比率
に近づけた。その後パススケジュールａではフランジ厚
が２０ｍｍ以下となった圧延後期についてλf とλw を
等しくした。その結果フランジ波Ｆw は発生せず、健全
な中間圧延材が圧延できた。またλf −λw を−２％程
度とした場合にもフランジＦw は発生しなかった。これ
に対して、圧延後期においてもλf −λw を２％とした
ままの圧延パススケジュールｂでは、徐々にフランジ波
Ｆw が発生するようになり、さらに圧延を続けたところ
フランジが倒れて水平ロールに咬み込んでしまった。
【００２１】条件２は、粗圧延材のウェブ厚ｔw が約７
０ｍｍ、フランジ厚ｔf が約９０ｍｍの場合である。条
件１の場合と同様に圧延後期でλf とλw が等しくなる
ように圧延したところ、フランジ波Ｆw の発生を防止す
ることができた。
０ｍｍ、フランジ厚ｔf が約９０ｍｍの場合である。条
件１の場合と同様に圧延後期でλf とλw が等しくなる
ように圧延したところ、フランジ波Ｆw の発生を防止す
ることができた。
【００２２】また、この発明のパススケジュールによれ
ば、粗造形材２１の寸法から製造可能な製品の範囲が特
定できる。波打ち限界を超えず、かつウェブの素通し限
界や圧延機の荷重限界などを超えない範囲で、圧延の前
期・中期にフランジをウェブより強圧下し、後期にフラ
ンジとウェブをほぼ同一圧下率で圧延すれば、それがｔ
f ／ｔw が最小となる圧延パススケジュールとなる。こ
れよりもｔf ／ｔw が大きい範囲であれば、同一の粗造
形材２１から作り込むことが可能である。
ば、粗造形材２１の寸法から製造可能な製品の範囲が特
定できる。波打ち限界を超えず、かつウェブの素通し限
界や圧延機の荷重限界などを超えない範囲で、圧延の前
期・中期にフランジをウェブより強圧下し、後期にフラ
ンジとウェブをほぼ同一圧下率で圧延すれば、それがｔ
f ／ｔw が最小となる圧延パススケジュールとなる。こ
れよりもｔf ／ｔw が大きい範囲であれば、同一の粗造
形材２１から作り込むことが可能である。
【００２３】以上のようにこの発明によれば、圧延材２
４のフランジ波Ｆw の発生を防止することが可能であ
り、同時に粗圧延材２４の板厚比率から製造可能な製品
（フランジ、ウェブ）厚の範囲を決定することができ
る。
４のフランジ波Ｆw の発生を防止することが可能であ
り、同時に粗圧延材２４の板厚比率から製造可能な製品
（フランジ、ウェブ）厚の範囲を決定することができ
る。
【００２４】ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 で圧延された
中間圧延材は、ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 と対になる
ように配列されたエッジャＥ1 ，Ｅ2 の孔型によりフラ
ンジ先端部が圧下され、所定のフランジ幅に整形され
る。なお、本実施例では、中間圧延ミルを粗ユニバーサ
ルミルＵ1 ，Ｕ2 とエッジャＥ1 ，Ｅ2 各１基を１組と
して、２組の中間圧延ミルＲ1 ，Ｒ2 を配置して圧延し
た例を示したが、１組または３組以上の圧延機が配置し
てある圧延ラインにおいても、同様の方法で中間圧延材
が製造できる。
中間圧延材は、ユニバーサルミルＵ1 ，Ｕ2 と対になる
ように配列されたエッジャＥ1 ，Ｅ2 の孔型によりフラ
ンジ先端部が圧下され、所定のフランジ幅に整形され
る。なお、本実施例では、中間圧延ミルを粗ユニバーサ
ルミルＵ1 ，Ｕ2 とエッジャＥ1 ，Ｅ2 各１基を１組と
して、２組の中間圧延ミルＲ1 ，Ｒ2 を配置して圧延し
た例を示したが、１組または３組以上の圧延機が配置し
てある圧延ラインにおいても、同様の方法で中間圧延材
が製造できる。
【００２５】次に、中間圧延材２５は仕上げミルＦによ
りランンジ部を円形の継手部形状に成形される。この仕
上げ成形工程は、中間圧延材２５のウェブ内法に対して
幅のほぼ等しい平坦部の両端に円弧状の継手成形部を有
する孔型１６Ｕ，１６Ｌ、１７Ｕ，１７Ｌを二対用い、
複数パスで継手部３ａ，３ｂを曲げ加工することによ
り、所定の継手部形状の製品２７を製造する。ここで、
最終の仕上げ成形加工用孔型１７Ｕ，１７Ｌは、継手成
形部半径が目標とする製品外形形状とほぼ等しくするこ
とが必然的に決まる。しかし、それに先立つ円形曲げ加
工用孔型１６Ｕ，１６Ｌは、図１では一対となっている
が、縁波防止のため円形曲げ加工用孔型の数およびその
継手成形部半径をどのような大きさにするかについて
は、明確な指針が必要である。以下に、これについて説
明する。
りランンジ部を円形の継手部形状に成形される。この仕
上げ成形工程は、中間圧延材２５のウェブ内法に対して
幅のほぼ等しい平坦部の両端に円弧状の継手成形部を有
する孔型１６Ｕ，１６Ｌ、１７Ｕ，１７Ｌを二対用い、
複数パスで継手部３ａ，３ｂを曲げ加工することによ
り、所定の継手部形状の製品２７を製造する。ここで、
最終の仕上げ成形加工用孔型１７Ｕ，１７Ｌは、継手成
形部半径が目標とする製品外形形状とほぼ等しくするこ
とが必然的に決まる。しかし、それに先立つ円形曲げ加
工用孔型１６Ｕ，１６Ｌは、図１では一対となっている
が、縁波防止のため円形曲げ加工用孔型の数およびその
継手成形部半径をどのような大きさにするかについて
は、明確な指針が必要である。以下に、これについて説
明する。
【００２６】縁波発生の状況を図６に示す。継手部成形
においてフランジ部先端は、前半で引張が働き、加工後
半で圧縮が働く。このとき、継手部先端の圧縮応力が座
屈限界応力よりも大きければ、波打ちが発生する。した
がって、継手部の波打ちを防止するためには、１パス当
たりの曲げ加工量を小さくして、継手部先端の圧縮応力
を小さくすればよいことになる。それには、円形曲げ加
工時の継手部先端の軌跡から圧縮応力の値を求め、その
値が縁波限界応力よりも大きい場合には円形曲げ加工用
孔型の数を増やす必要がある。さらに、孔型の半径を適
切な値に決定し、各パスで縁波限界を超えない曲げ加工
を行うことが必要である。
においてフランジ部先端は、前半で引張が働き、加工後
半で圧縮が働く。このとき、継手部先端の圧縮応力が座
屈限界応力よりも大きければ、波打ちが発生する。した
がって、継手部の波打ちを防止するためには、１パス当
たりの曲げ加工量を小さくして、継手部先端の圧縮応力
を小さくすればよいことになる。それには、円形曲げ加
工時の継手部先端の軌跡から圧縮応力の値を求め、その
値が縁波限界応力よりも大きい場合には円形曲げ加工用
孔型の数を増やす必要がある。さらに、孔型の半径を適
切な値に決定し、各パスで縁波限界を超えない曲げ加工
を行うことが必要である。
【００２７】この発明の発明者らは、円形曲げ加工用孔
型の半径を決定する方法を種々検討した結果、１孔型当
たりの曲げ加工量がほぼ均等になるようにすることが最
も重要であるとの考えに至った。そこで、この発明で
は、継手部厚や継手部直径によって一対の円形曲げ加工
用孔型だけでは成形不可能な場合があることを考慮し、
円形曲げ加工用孔型が単数の場合だけでなく、複数設け
た場合においても適切な曲げ加工部の孔型半径を決定で
きる方法を案出した。
型の半径を決定する方法を種々検討した結果、１孔型当
たりの曲げ加工量がほぼ均等になるようにすることが最
も重要であるとの考えに至った。そこで、この発明で
は、継手部厚や継手部直径によって一対の円形曲げ加工
用孔型だけでは成形不可能な場合があることを考慮し、
円形曲げ加工用孔型が単数の場合だけでなく、複数設け
た場合においても適切な曲げ加工部の孔型半径を決定で
きる方法を案出した。
【００２８】以下に、図７を用いてその方法を説明す
る。図７は円形曲げ加工用孔型を二対、仕上げ成形孔型
を一対を用いる場合を示す。ここで、仕上げ加工用孔型
の半径ｒ3 は、製品継手部外半径ｒp にほぼ等しく、円
形曲げ加工用孔型の半径ｒ1 ，ｒ2 は未知である。各孔
型で曲げ加工された場合に、継手部片側の円弧がなす中
心角をθとする。１孔型当たりの曲げ加工量をほぼ均等
にするためには、このθに着目し、各パスでθの増分Δ
θが均等になるようにすればよいことがわかった。仕上
げ成形孔型のθ3 は、ほぼ１８０°であるから、三対の
孔型で曲げ加工する場合にはΔθ１８０÷３＝６０°と
なる。継手部成形前の中間圧延材では角度θがほぼ０で
あることから、θ1 ＝６０°、θ2 ＝１２０°である。
このとき継手部片側の長さが一定であるとすれば、ｒ1
＝３ｒp 、ｒ2 ＝１．５ｒp の関係が求められ、円形曲
げ加工用孔型の半径が決定される。
る。図７は円形曲げ加工用孔型を二対、仕上げ成形孔型
を一対を用いる場合を示す。ここで、仕上げ加工用孔型
の半径ｒ3 は、製品継手部外半径ｒp にほぼ等しく、円
形曲げ加工用孔型の半径ｒ1 ，ｒ2 は未知である。各孔
型で曲げ加工された場合に、継手部片側の円弧がなす中
心角をθとする。１孔型当たりの曲げ加工量をほぼ均等
にするためには、このθに着目し、各パスでθの増分Δ
θが均等になるようにすればよいことがわかった。仕上
げ成形孔型のθ3 は、ほぼ１８０°であるから、三対の
孔型で曲げ加工する場合にはΔθ１８０÷３＝６０°と
なる。継手部成形前の中間圧延材では角度θがほぼ０で
あることから、θ1 ＝６０°、θ2 ＝１２０°である。
このとき継手部片側の長さが一定であるとすれば、ｒ1
＝３ｒp 、ｒ2 ＝１．５ｒp の関係が求められ、円形曲
げ加工用孔型の半径が決定される。
【００２９】さらに、この関係を一般化し、円形曲げ加
工用孔型と仕上げ成形孔型の合計数がｎ対の場合を考え
る。このとき、Δθ＝１８０÷ｎであり、ｉ番目の孔型
の半径ｒi は、ｒi ＝ｎ／ｉ×ｒp と決定される。図１
に示す円形曲げ加工用孔型１６Ｕ，１６Ｌが一対の場合
には、孔型半径がｒi ＝２ｒp である。この方法によれ
ば、孔型で中間圧延材のフランジを継手部に成形する際
に、孔型数が多数必要であっても、１孔型当たりの曲げ
加工量を均等にすることができるため、継手部の波打ち
などの成形不良を効果的に防止することができる。
工用孔型と仕上げ成形孔型の合計数がｎ対の場合を考え
る。このとき、Δθ＝１８０÷ｎであり、ｉ番目の孔型
の半径ｒi は、ｒi ＝ｎ／ｉ×ｒp と決定される。図１
に示す円形曲げ加工用孔型１６Ｕ，１６Ｌが一対の場合
には、孔型半径がｒi ＝２ｒp である。この方法によれ
ば、孔型で中間圧延材のフランジを継手部に成形する際
に、孔型数が多数必要であっても、１孔型当たりの曲げ
加工量を均等にすることができるため、継手部の波打ち
などの成形不良を効果的に防止することができる。
【００３０】なお、本実施例では孔型は二対ないしは三
対としたが、必要に応じてさらに多数の孔型を用いれ
ば、より薄肉で径の大きな継手部が成形でき、製造可能
な製品板厚の範囲を拡大することができる。孔型は仕上
げミルＦのほかに使用可能な上下水平ロールを有する圧
延機があれば、２基以上の圧延機に分けてもよい。ま
た、複数対の孔型を１つの水平ロールに並列あるいは重
ね合わせて形成すれば、圧延機数に対して孔型数を増や
すことが可能である。さらにこの考えを応用拡大する
と、円形曲げ加工用孔型の刻設が限定される場合には、
ロールギャップを開いたパスを加えてｒi 半径に相当す
る曲げひずみを制御することにより、縁波を防止するこ
とができる。
対としたが、必要に応じてさらに多数の孔型を用いれ
ば、より薄肉で径の大きな継手部が成形でき、製造可能
な製品板厚の範囲を拡大することができる。孔型は仕上
げミルＦのほかに使用可能な上下水平ロールを有する圧
延機があれば、２基以上の圧延機に分けてもよい。ま
た、複数対の孔型を１つの水平ロールに並列あるいは重
ね合わせて形成すれば、圧延機数に対して孔型数を増や
すことが可能である。さらにこの考えを応用拡大する
と、円形曲げ加工用孔型の刻設が限定される場合には、
ロールギャップを開いたパスを加えてｒi 半径に相当す
る曲げひずみを制御することにより、縁波を防止するこ
とができる。
【００３１】以上の工程によって図３に示す鋼製連壁用
形鋼を円滑に製造するこができた。この形鋼のウェブ厚
ｔw のサイズ造り分けはユニバーサルミル水平ロールの
圧下調整で行い、継手の厚ｔf はユニバーサルミル竪ロ
ールの圧下調整で行う。このような工程によれば、ユニ
バーサルミルの特徴を生かして、種々の板厚の製品をロ
ール組替することなく製造することができる。
形鋼を円滑に製造するこができた。この形鋼のウェブ厚
ｔw のサイズ造り分けはユニバーサルミル水平ロールの
圧下調整で行い、継手の厚ｔf はユニバーサルミル竪ロ
ールの圧下調整で行う。このような工程によれば、ユニ
バーサルミルの特徴を生かして、種々の板厚の製品をロ
ール組替することなく製造することができる。
【００３２】
【発明の効果】この発明の方法によれば、既存のＨ形鋼
ユニバーサル圧延装置列を用い、継手部の嵌合の自由度
が高い鋼製連壁用形鋼を安価に製造することができる。
ユニバーサル法を用い、従来のＨ形鋼圧延ユニバーサル
ロールを使用することにより、種々のウェブ厚、継手部
厚（フランジ厚）の圧延材をフランジ波、縁波が発生す
ることなく同一のロールで製造でき、圧延ロールや付属
品の必要数が激減するとともにロール原単位が向上す
る。また、ロール組替回数が減少するため稼働率が向上
し、生産上のメノットも大きい。
ユニバーサル圧延装置列を用い、継手部の嵌合の自由度
が高い鋼製連壁用形鋼を安価に製造することができる。
ユニバーサル法を用い、従来のＨ形鋼圧延ユニバーサル
ロールを使用することにより、種々のウェブ厚、継手部
厚（フランジ厚）の圧延材をフランジ波、縁波が発生す
ることなく同一のロールで製造でき、圧延ロールや付属
品の必要数が激減するとともにロール原単位が向上す
る。また、ロール組替回数が減少するため稼働率が向上
し、生産上のメノットも大きい。
【図１】本発明に係る鋼製連壁用形鋼の製造方法の実施
例の説明図である。
例の説明図である。
【図２】図１に対応した圧延装置列の概要説明図であ
る。
る。
【図３】本発明によって製造された鋼製連壁用形鋼の上
面図である。
面図である。
【図４】中間ユニバーサル圧延工程で発生するフランジ
波の説明図である。
波の説明図である。
【図５】中間ユニバーサル圧延工程におけるフランジと
ウェブの板厚変化を示す線図である。
ウェブの板厚変化を示す線図である。
【図６】仕上げミル工程による縁波の発生状態を示す説
明図である。
明図である。
【図７】仕上げミル工程における孔型半決の決定方法の
説明図である。
説明図である。
【図８】本発明によって製造された鋼製連壁用形鋼の使
用状態を示す説明図である。
用状態を示す説明図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は図８によって組立てられた箱
状矢板の施工例を示す説明図である。
状矢板の施工例を示す説明図である。
【図１０】従来のカリバー圧延法による継手を有する形
鋼の製造方法の説明図である。
鋼の製造方法の説明図である。
【図１１】中間圧延工程にユニバーサル圧延法を導入し
た従来技術の圧延工程図である。
た従来技術の圧延工程図である。
【図１２】ユニバーサル圧延に適する製品形状として孔
型深さを小さくした従来技術製造方法の圧延工程図であ
る。
型深さを小さくした従来技術製造方法の圧延工程図であ
る。
【図１３】従来のＨ形鋼のユニバーサル圧延とロール共
用化を図った従来技術の圧延工程図である。
用化を図った従来技術の圧延工程図である。
【図１４】従来技術による上下左右対称な直線型形鋼の
圧延工程図である。
圧延工程図である。
ＢＤ ブレイクダウンミル Ｒ1 粗第１圧延機群 Ｒ2 粗第２圧延機群 Ｕ1 ，Ｕ2 粗ユニバーサルミル Ｅ1 ，Ｅ2 エッジャ Ｆ 仕上げユニバーサルミル Ｆw フランジ波 Ｅw 縁波 １ 鋼製連壁用形鋼 ２ ウェブ ３ａ，３ｂ 継手部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 悦男 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 平７−148504（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−84602（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 1/00 - 1/46 E02D 5/04 B21B 37/00
Claims (1)
- 【請求項１】 ブレイクダウンミルにより圧延用素材を
左右対称の粗造形材に圧延する第１の工程と、 ユニバーサルミルとエッジャにより前記粗造形材のウェ
ブ部を所定の厚さに圧延すると共に、所定の厚さ及び幅
のフランジ部を中間造形する第２の工程と、 仕上げミルにより前記中間造形された圧延材のフランジ
部の円形曲げ加工と仕上げ成形加工を行なう第３の工程
とからなり、 前記第２の工程においては、前記ユニバーサルミルの水
平ロールと竪ロールのパススケジュールを 圧延前期には λf ＞λw 圧延後期には λf ≦λw 但し、λf ：フランジ圧下率 λw ：ウェブ圧下率 とし、 前記第３の工程においては、前記フランジ部の円形曲げ
加工及び仕上げ成形加工におけるフランジ先端部の長手
方向の圧縮応力がフランジ寸法から求まる縁波限界応力
を超えないように円形曲げ加工用孔型の数を決定すると
共に、次式により円形曲げ加工用孔型の加工部半径を決
定する ｒi ＝ｎ／ｉ×ｒp 但し、ｒi ：ｉ番目の孔型の半径 ｎ ：全孔型数 ｒp ：製品継手部の半径 ことを特徴とする鋼製連壁用形鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32831893A JP3254869B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 鋼製連壁用形鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32831893A JP3254869B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 鋼製連壁用形鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07178411A JPH07178411A (ja) | 1995-07-18 |
| JP3254869B2 true JP3254869B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=18208906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32831893A Expired - Fee Related JP3254869B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 鋼製連壁用形鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3254869B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5906690B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2016-04-20 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Ｈ形鋼矢板の製造方法 |
| CN113668505B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-08-30 | 上海市基础工程集团有限公司 | 用于引导安装pvc管的插板装置 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32831893A patent/JP3254869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07178411A (ja) | 1995-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |