JP4222431B1

JP4222431B1 - 鋼矢板の熱間圧延方法及び熱間圧延機

Info

Publication number: JP4222431B1
Application number: JP2007298482A
Authority: JP
Inventors: 久晃渡邊
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2027-11-16
Also published as: JP2009119513A

Abstract

【課題】有効幅が９００mm前後の大型のハット形鋼矢板を、安定した熱間圧延により製造する方法を提供する。
【解決手段】ウエブ１ｗとその両側にフランジ１ｆを備えた概略Ｕ形の鋼矢板１の、フランジ１ｆの両側の各々に、直線部からなる腕部１ａと、該腕部１ａの端部に嵌合用の爪部１ｃを有する鋼矢板１を熱間で圧延するに際し、ウエブ１ｗとフランジ１ｆが交わるコーナー部内側に、ウエブ１ｗとフランジ１ｆに接触する第１のガイドを、ウエブ１ｗの上部には、前記第１のガイドとでウエブ１ｗを挟み込む第２のガイドを、さらに前記腕部１ａを上下から拘束する第３のガイドを夫々配置した熱間圧延機で、ウエブ１ｗの上下面とフランジ１ｆの側面の拘束、さらに腕部１ａの上下面を拘束して圧延する。
【効果】ハット型鋼矢板を、捩れや上下反り・左右曲がりの発生を効果的に抑制して、安定的に圧延できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、鋼矢板の熱間圧延方法、及びその熱間圧延に用いる熱間圧延機に係り、詳しくは土木・建築分野の工事に用いられる左右非対称の継手となる爪部を有するハット形鋼矢板を熱間で圧延する方法、及びその圧延に使用する熱間圧延機に関するものである。

従来のＵ形鋼矢板を使用した壁体形成では、１枚毎に鋼矢板を上下逆方向にして打設しなければならないために施工期間が長くなる場合がある。また、小型のＨ形鋼を用いた施工法に比して壁体の厚み（幅）が大きくなるので、土地の有効活用の観点から隣接地との近接施工が要求される都市近郊部での施工に向かない。

このような問題点を解決すべく、出願人は、まったく新しい非対称継手を有するＵ形鋼矢板（ハット形鋼矢板）を、特許文献１で開示した。
特開平５−１４０９２８号公報

また、出願人は、当該非対称継手を有するＵ形鋼矢板（ハット形鋼矢板）を熱間圧延で製造する方法を、特許文献２〜４で開示した。
特開平８−１１７８０１号公報特開平１０−７１４０１号公報特開２００１−１５００２号公報

また、最近では、図４に示すような、有効幅（左右の継手と継手の軸心間距離）Ｌが９００mmで、有効高さＨが２３０mmや３００mmの大型のハット形鋼矢板１が開発され、その製造方法が、特許文献５，６などで開示されている。なお、図４中の１ｗはウエブ、１ｆはフランジ、１ａは腕部、１ｃは爪部を示す。
特開２００５−１４４４９６号公報特許３７０９８８９号公報

しかしながら、前記大型のハット形鋼矢板を熱間圧延する際には、被圧延材の幅が９００mm〜１０００mmとなるため、有効幅が６００mm以下の従来の鋼矢板を熱間圧延する際に比べて、圧延荷重が１.５〜２倍程度高くなる。

したがって、圧延ロールに作用する負荷もその分大きくなって圧延ロールの磨耗が激しくなる。しかも、圧延ロールが孔型の幅方向に偏磨耗した場合、製品形状が左右で異なることになるので、圧延中のクロップ形状も左右非対称となって、圧延ロールへの接触開始位置が左右で異なることになる。

さらに圧延中の被圧延材の温度が幅方向に一様でなく、表層及び断面内で高温域と低温域が偏在しやすい。とりわけ前記ハット形鋼矢板の左右の腕部に圧延時のロール冷却水が滞留しやすいので、当該腕部が低温になりやすいこと等によって、被圧延材の圧延方向の伸びが幅方向で一様でない。

一般に高温域は圧延時に伸びやすいのに対し、低温域は圧延時に伸びにくいことが原因となって、圧延機の出側で被圧延材が上下反りや左右曲がりを起こしたり、捩れたりするような不安定な現象が生じ易い。

このような傾向は、粗圧延に比べて圧延温度が低温になりやすい中間圧延や仕上げ圧延において著しい。

本発明が解決しようとする問題点は、左右に腕部と非対称の継手となる爪部を有する、とりわけ有効幅が９００mm前後の大型のハット形鋼矢板の熱間圧延では、特に中間圧延や仕上げ圧延時に、圧延機の出側で被圧延材が上下反りや左右曲がりを起こしたり、捩れたりするような不安定な現象が生じ易いという点である。

本発明は、左右に腕部と非対称の継手となる爪部を有する、とりわけ有効幅が９００mm前後の大型のハット形鋼矢板を、安定した熱間圧延により製造することが可能な熱間圧延方法、及びその圧延に使用する熱間圧延機を提供することを目的としている。

すなわち、本発明の鋼矢板の熱間圧延方法は、
ウエブとその両側にフランジを備えた概略Ｕ形の鋼矢板の、前記フランジの両側の各々に、直線部からなる腕部と、該腕部の端部に嵌合用の爪部を有する鋼矢板を熱間で圧延する方法において、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、ウエブとフランジが交わるコーナー部内側に、ウエブとフランジに接触する第１のガイドを配置すると共に、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、ウエブの上部には、前記第１のガイドとでウエブを挟み込む第２のガイドを配置し、
さらに前記腕部を上下から拘束する第３のガイドを圧延機の入側及び出側にそれぞれに、配置したことを主要な特徴とする本発明の鋼矢板の熱間圧延機により、
圧延機の入側及び出側にそれぞれで、前記ウエブの上下面と、前記フランジの側面と、さらに前記腕部の上下面を拘束して圧延することを主要な特徴とするものである。

ウエブの上下面と、フランジの側面を拘束して圧延する、本発明では、熱間圧延機出側におけるウエブやフランジの捩れや上下方向の反り（以下、上下反りと言う。）・左右方向の曲がり（以下、左右曲がりと言う。）を効果的に抑制することができる。

また、本発明では、さらに腕部の上下面を拘束して圧延するので、腕部の左右曲がりも効果的に抑制することができる。

本発明の説明において、「上下」とは、二重式圧延ロールにおける両圧延ロールの軸芯を結ぶ直線方向を言う。また、「左右」とは、前記両圧延ロールの軸方向をいう。

本発明によれば、以下の効果が得られる。
(1) ハット型鋼矢板の熱間圧延時、捩れや上下反り・左右曲がりの発生を効果的に抑制して、安定的に圧延することができる。
(2) ガイドの最適な配置により、ガイド全体の重量を軽量化することができ、ガイドの製作費用を抑制できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図３を用いて説明する。
有効幅が６００mmおよび９００mmのハット形鋼矢板の熱間圧延過程で用いる、図５に示すような、ウエブ１ｗの上下と、フランジ１ｆの両側各々に形成された腕部１ａの下部のみを拘束する従来のガイド２では、圧延中の捩れや上下反り・左右曲がりを防止することができない。

この問題に対して、発明者は、ウエブの上下面と、フランジの側面を拘束すると共に、ハット形鋼矢板の最大の特徴である、腕部の上下面を拘束することが、前記捩れや上下反り・左右曲がりの抑制に最も効果が大きいことを見出した。

本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであり、
ウエブとその両側にフランジを備えた概略Ｕ形の鋼矢板の、前記フランジの両側の各々に、直線部からなる腕部と、該腕部の端部に嵌合用の爪部を有する鋼矢板を熱間で圧延するに際し、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、ウエブとフランジが交わるコーナー部内側に、ウエブとフランジに接触する第１のガイドを配置すると共に、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、ウエブの上部には、前記第１のガイドとでウエブを挟み込む第２のガイドを配置し、
さらに前記腕部を上下から拘束する第３のガイドを圧延機の入側及び出側にそれぞれに、配置した本発明の鋼矢板の熱間圧延機により、
圧延機の入側及び出側にそれぞれで、前記ウエブの上下面と、前記フランジの側面と、さらに前記腕部の上下面を拘束して圧延するものである。

図１は、本発明の熱間圧延機１１の一例であって、複数の孔型を刻設した上下２本のロール１２ａ，１２ｂからなる２重式圧延機の入出側の最適位置に、被圧延材を上下から拘束するガイド２１ａ〜２１ｃを設置したものである。

例えば図１に示す例では、ウエブとフランジが交わるコーナー部内側に、ウエブとフランジに接触する板状の第１のガイド２１ａを、ウエブの上部には、前記第１のガイド２１ａとでウエブを挟み込む板状の第２のガイド２１ｂを配置すると共に、さらに腕部を上下から拘束する板状の第３のガイド２１ｃを配置している。

すなわち、この第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃにより、ウエブの上下面とフランジの側面の拘束、及び腕部の上下面を拘束して、被圧延材の捩れや上下反り・左右曲がりを抑制している。

この第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃは、図１（ｂ）に示すように、レストバー１３ａ，１３ｂを介して固定され、被圧延材との接触や圧延中の振動によって外れないように、圧延機本体と夫々のガイド２１ａ〜２１ｃを、夫々ターンバックル１４ａ，１４ｂを用いて上ロール１２ａと下ロール１２ｂに接触させている。

この第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃの先端は、被圧延材との接触時に折損する可能性があるため、ロール１２ａ，１２ｂの孔型形状に馴染むように削り合わせておくことが望ましい。

また、前記の例では、第１のガイド２１ａにおける、ウエブとフランジが交わるコーナー部に、フランジ側面に沿うテーパーをつけてフランジ側面を拘束するようにしているが、第１のガイド２１ａの他の部分や、第２、第３のガイド２１ｂ、２１ｃにテーパーをつけることは自由である。

また、第１のガイド２１ａは、圧延時に左右方向からの力を受けやすく、第１のガイド２１ａが倒れる可能性があるため、隣り合う第１のガイド２１ａ同士を溶接等によりつないでおくことが望ましい。この点は、第２、第３のガイド２１ｂ、２１ｃも同様である。

本発明をさらに具体的に説明する。
図２に示す圧延ラインにおいて、加熱炉３１にて幅１０００mm×厚み２５０mmの連続鋳造スラブを１３００℃に加熱し、図示しない孔型を有する孔型ロールを用いた複数パスからなる粗圧延機３２でブレークダウン圧延を行った。

その後、図３（ａ）（ｂ）に示した孔型を有する上下２重式ロールからなる中間圧延機３３、および図３（ｃ）（ｄ）に示した孔型を有する仕上げ圧延機３４の各ロールにて１パス〜複数パスの圧延を行い、図４（ａ）に示したＳＰ−１０Ｈの製品を製造した。なお、図２中の３５は粗圧延機３２と中間圧延機３３の間に設置されたトングカットソーを示す。
本発明の実施例の圧延パススケジュールと圧延条件を下記表１に示す。

本発明によれば、前記第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃにより被圧延材をロール孔型に誘導することができ、捩れや上下反り・左右曲がりを発生させることなく圧延が完了した。圧延に用いた第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃには、材料接触による形跡があったことからも、第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃの有効性が確認された。

本発明は、上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

例えば第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃは板状に限らず、棒状のものを複数配置したものでも良い。

また、上記の例では、中間圧延機と仕上げ圧延機の両方に第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃを設置しているが、必ず両圧延機に第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃを設置しなくてはならないことはなく、どちらか一方のみに第１〜第３のガイド２１ａ〜２１ｃを設置しても良い。

本発明の熱間圧延機の一例を示す図で、（ａ）はロール孔型に対する第１〜第３ガイドの配置位置を示す図、（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。本発明を適用する鋼矢板の熱間圧延ラインを示す図である。本発明の鋼矢板の熱間圧延用ロール孔型に対する第１〜第３ガイドの配置位置を示す図で、（ａ）は中間圧延機前面、（ｂ）は中間圧延機後面、（ｃ）は仕上げ圧延機前面、（ｄ）は仕上げ圧延機後面から見た図である。本発明に係るハット形鋼矢板の製品図で、（ａ）はＳＰ−１０Ｈ、（ｂ）はＳＰ−２５Ｈである。従来の鋼矢板の熱間圧延用ロール孔型に対するガイドの配置位置を示す図である。

符号の説明

１ハット形鋼矢板
１ｗウエブ
１ｆフランジ
１ａ腕
１ｃ爪部
２１ａ第１のガイド
２１ｂ第２のガイド
２１ｃ第３のガイド

Claims

ウエブとその両側にフランジを備えた概略Ｕ形の鋼矢板の、前記フランジの両側の各々に、直線部からなる腕部と、該腕部の端部に嵌合用の爪部を有する鋼矢板を熱間で圧延する方法において、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、前記ウエブの上下面と、前記フランジの側面と、さらに前記腕部の上下面を拘束して圧延することを特徴とする鋼矢板の熱間圧延方法。
ウエブとその両側にフランジを備えた概略Ｕ形の鋼矢板の、前記フランジの両側の各々に、直線部からなる腕部と、該腕部の端部に嵌合用の爪部を有する鋼矢板を熱間で圧延する圧延機において、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、ウエブとフランジが交わるコーナー部内側に、ウエブとフランジに接触する第１のガイドを配置すると共に、
圧延機の入側及び出側にそれぞれに、ウエブの上部には、前記第１のガイドとでウエブを挟み込む第２のガイドを配置し、
さらに前記腕部を上下から拘束する第３のガイドを圧延機の入側及び出側にそれぞれに、配置したことを特徴とする鋼矢板の熱間圧延機。