JP3311211B2

JP3311211B2 - 角形鋼管の矯正設備

Info

Publication number: JP3311211B2
Application number: JP20263895A
Authority: JP
Inventors: 教雄中島
Original assignee: ナカジマ鋼管株式会社
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 2002-08-05
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: JPH0947819A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば建築用の
柱材に使用される正方体形状や直方体形状などの大径の
角形鋼管を製造する際に使用される角形鋼管の矯正設備
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築用の柱材などに使用される大
径の角形鋼管は、たとえば特公昭58−13245 号公報に見
られる製造方法で得られていた。すなわち、この従来方
法は、一枚の厚肉鋼板を長さ方向に移送して両側の開先
加工を行ったのち、プレスにて、角形鋼管の四隅に相当
する部分を曲げ加工して角形鋼管近似の形状に成形し、
次いで近似角形鋼管を複数段の成形ロールに通して角形
鋼管形状に成形しつつ、開先突き合わせ面を順次仮付け
溶接し、そして開先部材内外面を自動溶接によって溶接
したのち、歪み取りを行うことで、大径の角形鋼管を得
ている。

【０００３】しかし、上記した冷間成形により製造され
た角形鋼管によると、角部およびシーム溶接部の硬さが
平板部（母材）に比べてかなり高い値となるため、角部
およびシーム溶接部の降伏強さが増大し、延性の低下を
きたすことになり、以て機械的性質が不均一で残留応力
が発生していることから、切削加工などを容易に行えな
い。

【０００４】そこで最近では、大径の角形鋼管に見合う
所定の径、板厚、長さの丸形鋼管を原管として、この原
管を加熱炉で加熱し、次いで加熱した原管を丸形鋼管成
形ミルで熱間成形して精製原管とし、そして精製原管を
角形鋼管成形ミルで熱間成形して角形鋼管を製造するこ
とが提供されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の丸形鋼
管を原管とする製造方法においては、角形鋼管成形ミル
で熱間成形して取り出される角形鋼管の先端部や後端部
が完全に成形されず、かなりの長さ（300〜400mm ）に
亘って変形されている。すなわち、角形鋼管の先端部は
各辺（四辺）が凹み状に変形され、また後端部は各辺が
膨らみ状に変形されている。このために、先端部や後端
部は切断除去されており、この切断除去される部分が長
いことから歩留まりが悪いものになる。

【０００６】そこで本発明のうち請求項１記載の発明
は、先端部や後端部の変形を容易にかつ簡単に矯正し得
る角形鋼管の矯正設備を提供することを目的としたもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の請求項１記載の角形鋼管の矯正設備
は、高温加熱した中空鋼管を角形鋼管に熱間成形する熱
間成形ミルの下手に、熱間成形された角形鋼管の搬出路
を正逆搬送自在に形成し、この搬出路の終端部分に先端
部矯正装置を設けるとともに、前記搬出路の始端部分の
側方に、搬出路に対して出退動自在でかつ搬出路の方向
に往復動自在な後端部矯正装置を設け、両矯正装置は、
角形鋼管の各平板部に内側から対向自在な複数の内側矯
正体と、これら内側矯正体を平板部に対して当接離間さ
せる内側作動装置と、角形鋼管の各平板部に外側から対
向自在な複数の外側矯正体と、これら外側矯正体を平板
部に対して当接離間させる外側作動装置とにより、内外
の矯正体によって平板部を内外から挟持自在に構成した
ことを特徴としたものである。

【０００８】ここでは、主として大径の角形鋼管を矯正
するが、これは中径や小径の角形鋼管も同様に矯正し得
る。また内外の作動装置としては、シリンダー形式や、
ねじ軸機構やリンク機構などを利用した他の形式を採用
し得、そしてシリンダー形式としては、油圧シリンダ
ー、空気圧シリンダー、ねじシリンダーなどを採用し得
る。

【０００９】したがって請求項１の発明によると、熱間
成形ミルで熱間成形して搬出路に搬出させるとき、両矯
正装置では、内側作動装置と外側作動装置との離間動に
より、内側矯正体と外側矯正体とを互いに離間動させて
いる。そして後端部矯正装置を、搬出路の側方へ退出さ
せるとともに熱間成形ミル側に移動させている。したが
って、熱間成形ミルで熱間成形して搬出路に搬出した角
形鋼管の先端部を、先端部矯正装置の互いに離間動して
いる内側矯正体と外側矯正体との間に位置させて停止し
得る。このようにして角形鋼管を停止させたのち、まず
後端部矯正装置を搬出路内へと突入させて角形鋼管の後
端部に対向させる。次いで、後端部矯正装置を前端部矯
正装置側へ移動させ、その内側矯正体と外側矯正体との
間に後端部を位置させて停止させる。これにより、先端
部や後端部の平板部に対して、内側矯正体や外側矯正体
を離間して対向させ得る。この状態で、内外の作動装置
を突出動させることで、平板部を矯正体により内外から
挟持して矯正し得る。このようにして角形鋼管の矯正を
行ったのち、まず内側作動装置や外側作動装置を退入動
させて、平板部に対して内側矯正体や外側矯正体を離間
させる。次いで後端部矯正装置を熱間成形ミル側に移動
させたのち、搬出路の側方へ退出させる。そして搬出路
上の角形鋼管を少し逆搬送させ、その先端部を先端部矯
正装置から抜出させる。

【００１０】その際に矯正は、最終の熱間成形を終えて
Ａ₃ 変態点以上の角形鋼管に対して行うことから、この
角形鋼管の機械的性質を劣化させることなく行え、しか
も小さな矯正力、すなわち簡単な矯正設備であっても充
分に所望通りに行える。その後に角形鋼管は、必要に応
じて先端部や後端部を切断処理するのであるが、このと
き先端部や後端部を矯正していることから、その切断除
去する量（長さ）は短いものになり、歩留りを向上し得
る。また矯正状態によっては、切断除去を不要にし得
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図４に示すように、たとえば大径の
角形鋼管を製造するに当たり、この角形鋼管に見合う所
定の径、板厚、長さでかつ丸形の中空鋼管が、原管１と
して搬入床10上に準備される。ここで原管１は、高周波
溶接やアーク溶接などによるシーム溶接部２を有する状
態で製造されているが、これはシームレスの原管１であ
ってもよい。搬入床10はコンベヤ形式であって、複数本
の原管１を平行させて支持し、そして長さ方向に対して
横方向へと搬送させる。

【００１２】搬入床10の終端部に搬送された原管１は、
加熱炉11に搬入され、この加熱炉11において長さ方向に
搬送されて、その搬送中に高温加熱される。所定の温度
に加熱された原管１は、加熱炉11から搬出され、そして
溶接シーム位置調整装置12へ渡される。

【００１３】この溶接シーム位置調整装置12は、支持ロ
ール13や押えロール14などにより構成され、これらロー
ル13，14を介して原管１を管軸心の回りに回転させて、
シーム溶接部２の位置を一定の方向に揃える。この一定
の方向とは、最終の角形鋼管を得たとき、シーム溶接部
２を常に平板部の中央付近に存在させる位置となる。な
お、シームレスの原管１が搬送されてきたとき、この溶
接シーム位置調整装置12の部分はパスされ、またシーム
レスの原管１のみを使用する場合、溶接シーム位置調整
装置12による工程は削除される。

【００１４】溶接シーム位置調整装置12からの原管１
は、丸形鋼管成形ミル15に搬入される。ここでは、複数
のサイジングロール16などを介して原管１を絞り状に熱
間成形させるもので、最終の角形鋼管（製品）が所定の
寸法で仕上がるように、原管１を所定の直径に精製す
る。丸形鋼管成形ミル15の周辺で、必要する箇所（丸形
鋼管成形ミル15の前後、前のみ、後ろのみ、スタンド間
など）には、必要とする数のデスケーラー装置17が設け
られている。このデスケーラー装置17は、精製原管１Ａ
に対して水圧をかけた水を噴射するもので、この水噴射
によりミルスケールなどを除去し、表面肌を良くし得
る。

【００１５】このようにして丸形鋼管成形ミル15群によ
り精製された精製原管１Ａは、角形鋼管成形ミル18に搬
入される。ここでは、複数のつづみ形ロール19などを介
して最終の熱間成形（成形温度Ａ₃ 変態点以上）を行う
もので、その際に熱間成形直後の大径の角形鋼管３は、
各平板部３Ａがつづみ面に沿った外方への円弧面に成形
されている。

【００１６】次いで熱間成形された角形鋼管３は、矯正
設備30に受け取られて矯正（詳細は後述する。）された
のち、冷却床20に受け取られる。この冷却床20はコンベ
ヤ形式であって複数本の角形鋼管３を平行させて支持
し、そして長さ方向に対して横方向へと搬送させる。こ
の冷却床20での搬送中に、角形鋼管３は空冷形式で徐冷
される。この徐冷により角形鋼管３は、各平板部が収縮
されて円弧面が直状面となり、また角部のＲはシャープ
となって、断面係数が高くなる。

【００１７】冷却床20での角形鋼管３群の搬送は、隣接
した角形鋼管３の間を離した状態で、または隣接した角
形鋼管３どうしを接触させ両側よりクランプした状態で
搬送される。これにより角形鋼管３は、同じ雰囲気温度
下で徐冷されることになり、以て冷却時の曲がりを少な
くし得る。冷却床20の終端に達した角形鋼管３は、図示
していない先端切断装置、後端切断装置、洗浄装置、防
錆装置へと搬送され、それぞれで処理されたのち、製品
としてストレージされる。

【００１８】以上のようにして、丸管から角管へ熱間成
形するのであり、その際に図１〜図３に示すように、高
温加熱した精製原管１Ａを角形鋼管３に熱間成形する熱
間成形ミルである角形鋼管成形ミル18の下手に、熱間成
形された角形鋼管３の搬出路25が複数の駆動ローラ26に
より形成され、そして搬出路25の部分が前記矯正設備30
に構成される。すなわち矯正設備30は、搬出路25の終端
部分に固定して設けられた先端部矯正装置35と、前記搬
出路25の始端部分の側方に、搬出路25に対して出退動自
在でかつ搬出路25の方向に往復動自在に設けられた後端
部矯正装置36とにより構成される。

【００１９】ここで先端部矯正装置35は、搬出路25の終
端部分に設けられた固定部材31に取り付けられている。
また後端部矯正装置36は、搬出路25に交差して配設され
たガイド装置32に案内されて出退動自在に構成され、さ
らに搬出路25の側方に敷設されたレール33に案内される
台車34にガイド装置32が取り付けられることで往復動自
在に構成されている。そして出退動や往復動を行わせる
駆動装置（図示せず。）としては、油圧シリンダー、空
気圧シリンダー、ねじシリンダーなどが採用される。

【００２０】前記先端部矯正装置35と後端部矯正装置36
とは同様な構成であって、以下においては同一番号を付
して説明する。すなわち本体40は矩形筒状に形成され、
そして内部空間41の一面は保持板42で閉塞されている。
先端部矯正装置35の保持板42は終端部分側に位置され、
固定部材31への取り付けに利用される。また後端部矯正
装置36の保持板42は始端部分側に位置され、ガイド装置
32側への取り付けに利用される。

【００２１】前記保持板42には、角形鋼管３の各平板部
３Ａに内側から対向自在な四個（複数）の内側矯正体43
と、これら内側矯正体43を平板部３Ａに対して当接離間
させる内側作動装置44が設けられる。すなわち保持板42
には、内部空間41に位置されるシリンダー本体45がステ
ー46を介して固定され、このシリンダー本体45は矩形ブ
ロック状であって、その四面に開放されるシリンダー室
47が形成されている。各シリンダー室47にはそれぞれピ
ストン48が設けられ、これらピストン48からのロッド49
には、前記内側矯正体43が連結具（ボルトなど）50を介
して着脱自在に連結されている。以上の45〜50により内
側作動装置44が構成される。

【００２２】前記本体40には、角形鋼管３の各平板部３
Ａに外側から対向自在な四個（複数）の外側矯正体51
と、これら外側矯正体51を平板部３Ａに対して当接離間
させる外側作動装置52が設けられる。すなわち本体40の
四面相当部にはそれぞれシリンダー装置53が設けられ、
これらシリンダー装置53のピストンロッド54の内端に
は、前記外側矯正体51が連結具55を介して着脱自在に連
結されている。そしてピストンロッド54の外端には、ナ
ット56などを介して調整自在なストッパー57が設けられ
ている。以上の53〜57により外側作動装置52が構成され
る。

【００２３】以下に、上記した実施の形態における作用
を説明する。角形鋼管成形ミル18で熱間成形された角形
鋼管３は搬出路25に搬出され、そして駆動ローラ26に支
持されて搬送されるのであるが、このとき、両矯正装置
35，36では、図２の実線ならびに図３の仮想線に示すよ
うに、内側作動装置44の退入動により各内側矯正体43は
シリンダー本体45に接近動され、また外側作動装置52の
退入動により各外側矯正体51は本体40に接近動されてい
る。すなわち内側矯正体43と外側矯正体51とは互いに離
間動されている。そして後端部矯正装置36は、図１の仮
想線イに示すように、ガイド装置32に案内されて搬出路
25の側方へ退出されるとともに、台車34の走行で角形鋼
管成形ミル18側に移動されている。

【００２４】このような状態において、前述したように
駆動ローラ26に支持されて搬送されてきた角形鋼管３
は、図１ならびに図３の実線に示すように、その先端部
が、先端部矯正装置35の互いに離間動されている内側矯
正体43と外側矯正体51との間に位置されることで停止制
御される。そして角形鋼管３が停止されると、まずガイ
ド装置32の案内により後端部矯正装置36が搬出路25内へ
と突入され、図１の実線に示すように、角形鋼管３の後
端部に対向される。次いで台車34が前述とは逆に走行さ
れ、図１の仮想線ロに示すように、その内側矯正体43と
外側矯正体51との間に後端部が位置されることで停止制
御される。

【００２５】このように、角形鋼管３の先端部や後端部
の平板部３Ａに対して、内側矯正体43と外側矯正体51と
を離間して対向させた状態で、内側作動装置44や外側作
動装置52を突出動させる。すると、内側作動装置44の突
出動により各内側矯正体43は平板部３Ａの内面に対して
接近動され、当接される。また外側作動装置52の突出動
により各外側矯正体51は平板部３Ａの外面に対して接近
動され、当接される。これにより各平板部３Ａは、図２
の仮想線ならびに図３の実線に示すように、内側矯正体
43と外側矯正体51とにより内外から挟持され、以て矯正
されることになる。

【００２６】その際に外側矯正体51の接近限は、そのス
トッパー57の作用によって、常に設定された一定位置で
あり、この一定位置の外側矯正体51に対して平板部３Ａ
が、内側矯正体43により押し付けられて矯正されること
になる。また矯正は、最終の熱間成形を終えてＡ₃ 変態
点以上の角形鋼管３に対して行われることから、この角
形鋼管３の機械的性質を劣化させることなく行えるとと
もに、小さな矯正力、すなわち簡単な矯正設備30であっ
ても充分に所望通りに成形し得る。

【００２７】このようにして角形鋼管３の矯正を行った
のち、まず内側作動装置44や外側作動装置52を退入動さ
せて、図２の仮想線や図３の実線に示すように、平板部
３Ａに対して内側矯正体43や外側矯正体51を離間させ
る。次いで後端部矯正装置36を図１の実線に示すよう
に、台車34の走行で角形鋼管成形ミル18側に移動させた
のち、図１の仮想線イに示すように、ガイド装置32の案
内により搬出路25の側方へ退出させる。そして搬出路25
の駆動ローラ26を逆駆動して角形鋼管３を少し逆搬送さ
せ、その先端部を先端部矯正装置35から抜出させる。

【００２８】その後に角形鋼管３は、搬出路25から冷却
床20へ取り出される。そして冷却床20からの角形鋼管３
は、必要に応じて先端部切断装置や後端部切断装置へと
搬送され、切断処理されるのであるが、ここで先端部や
後端部は矯正されていることから、その切断除去される
量（長さ）は短い（10〜20mm ）ものになり、歩留りを
向上し得る。なお矯正状態によっては、先端部切断装置
や後端部切断装置へ通すことなく次工程へと搬送し得
る。

【００２９】なお、連結具50，55の操作により矯正体4
3，51の交換を行うことができ、この交換によって出退
量の制御や平板部３Ａの長さの変化に対処できる。上記
した実施の形態では、大径の角形鋼管３を矯正している
が、これは中径や小径の角形鋼管３も同様に矯正し得る
ものである。また上記した実施の形態では断面で正四角
形の角形鋼管３を矯正しているが、これは五角形や六角
形など他の多角形も同様に矯正し得るものであり、その
際に矯正体43，51などは、それに応じた数で構成され
る。

【００３０】上記した実施の形態では、作動装置44，52
としてシリンダー形式を示したが、これは、ねじ軸機構
やリンク機構などを利用した他の形式を採用し得、また
シリンダーとしては、油圧シリンダー、空気圧シリンダ
ー、ねじシリンダーなどを採用し得る。

【００３１】上記した実施の形態では、中空鋼管として
円状の原管１を示したが、これは正方形状や長方形状の
中空鋼管であってもよい。

【００３２】

【発明の効果】上記した本発明の請求項１によると、熱
間成形ミルで熱間成形して搬出路に搬出した角形鋼管の
両端部を、両矯正装置による内外から挟持形式で矯正で
きる。その際に矯正は、最終の熱間成形を終えてＡ₃ 変
態点以上の角形鋼管に対して行うことから、角形鋼管の
機械的性質を劣化させることなく行うことができ、しか
も小さな矯正力、すなわち簡単でかつ安価な矯正設備で
あっても充分に所望通りに行うことができる。そして先
端部や後端部の切断除去は、両端部を矯正していること
から短いものになって歩留りを向上でき、また矯正状態
によっては切断除去を不要にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示し、角形鋼管の矯正設
備における平面図である。

【図２】同角形鋼管の矯正設備における後端部矯正装置
部分の一部切り欠き側面図である。

【図３】同角形鋼管の矯正設備における後端部矯正装置
部分の正面図である。

【図４】同角形鋼管の熱間成形の工程斜視図である。

【符号の説明】

１原管（中空鋼管）３角形鋼管３Ａ平板部 11 加熱炉 12 溶接シーム位置調整装置 15 丸形鋼管成形ミル 17 デスケーラー装置 18 角形鋼管成形ミル（熱間成形ミル） 20 冷却床 25 搬出路 26 駆動ローラ 30 矯正設備 32 ガイド装置 34 台車 35 先端部矯正装置 36 後端部矯正装置 40 本体 42 保持板 43 内側矯正体 44 内側作動装置 45 シリンダー本体 49 ロッド 51 外側矯正体 52 外側作動装置 53 シリンダー装置 54 ピストンロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−97810（ＪＰ，Ａ) 特開平４−41006（ＪＰ，Ａ) 特開平５−76929（ＪＰ，Ａ) 特開平３−155414（ＪＰ，Ａ) 特開平７−144223（ＪＰ，Ａ) 特開平７−124639（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21C 37/15 B21D 3/14 - 3/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高温加熱した中空鋼管を角形鋼管に熱間
成形する熱間成形ミルの下手に、熱間成形された角形鋼
管の搬出路を正逆搬送自在に形成し、この搬出路の終端
部分に先端部矯正装置を設けるとともに、前記搬出路の
始端部分の側方に、搬出路に対して出退動自在でかつ搬
出路の方向に往復動自在な後端部矯正装置を設け、両矯
正装置は、角形鋼管の各平板部に内側から対向自在な複
数の内側矯正体と、これら内側矯正体を平板部に対して
当接離間させる内側作動装置と、角形鋼管の各平板部に
外側から対向自在な複数の外側矯正体と、これら外側矯
正体を平板部に対して当接離間させる外側作動装置とに
より、内外の矯正体によって平板部を内外から挟持自在
に構成したことを特徴とする角形鋼管の矯正設備。