JP5195586B2 - 鋼材の切断方法および切断装置 - Google Patents
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Description
40〜80mmといった極厚H形鋼は、仕上圧延終了後に水冷装置を通過させることにより急冷される。このため、切断装置の鋸刃により切断される際の極厚H形鋼の温度は非水冷のH形鋼の温度よりもかなり低下し、熱間での鋸刃による切断の限界温度とされる600℃を下回る場合もある。さらに、極厚H形鋼は、その断面積が大きく且つ反りも大きいことも原因となって、切断時の鋸刃の負荷が益々高まっている。
図1に示すように、H形鋼は、連続鋳造されたスラブあるいはビームブランク(粗形鋼片)を素材とし、この素材を、加熱炉11で1250℃以上1350℃以下の温度に加熱し、加熱炉11から抽出し、粗圧延機12による粗圧延と、粗ユニバーサルミル13aおよびエッジャーミル13bからなる中間圧延機13による中間圧延と、仕上圧延機14による仕上圧延とを行って、H形鋼に造形する。
[鋸刃18]
鋸刃18は、円形の外形を有し、略上半分をカバー24により覆われているとともに、モーター25により駆動回転するように構成される。また、鋸刃24は適宜機構(図2に示す例ではサーボモーター26により駆動されるボールネジ27)によって、水平面内でH形鋼23の幅方向へ進行自在に配置される。
鋸刃18は、この種のものとして当業者にとって周知慣用のものであればよいので、鋸刃23に関するこれ以上の説明は省略する。
第1の押圧機構19は、押圧板28a、28bと、押圧板28a、28bをH形鋼23の側へ向けて押す油圧シリンダー29a、29bとを備え、H形鋼23の長手方向の所定の位置(図2ではハッチングにより示される位置)の近傍の位置でH形鋼23の一方のフランジ23bの外面下部を、鋸刃18の進行方向と反対方向へ向けて押圧するものである。
第2の押圧機構20は、H形鋼23の長手方向の所定の位置(図2ではハッチングにより示す位置)の近傍でH形鋼23を上方向へ向けて押し上げることによって、H形鋼23を押圧するものである。
この第2の押圧機構20−1は、スライダー34、油圧シリンダー35および傾斜部材36に替えて、竪型の油圧シリンダー38を二基用いるものである。これにより、第2の押圧機構20−1の構造を簡素化することができる。
検出機構21は、第1の押圧機構19および第2の押圧機構20それぞれによるH形鋼23に対する押圧力等の必要なデータを検出するものである。
制御装置22が、第1の押圧機構19および第2の押圧機構20それぞれによるH形鋼23に対する押圧力を独立して制御する理由を説明する。
図2および図9に示すように、プロセスコンピューター38は、H形鋼23の情報(切断温度、材質、形状)s6と、鋸刃18の情報(形状、切断履歴)s7と、切断条件情報(鋸刃18の回転数、送り速度)s8とを、制御機構22に出力する。
P2=g(F3・sinθ)=g(F1、F2、θ) ・・・・・(2)
ここで、関数fは、第1の押圧機構19の設置位置(押圧位置の鋸刃18および支持板30a、30bからの距離)、切込み力F1、鋸断摩擦力(=鋸断抵抗)F2、およびこれらの合力F3が水平面となす角度θによって求まる関数である。
P2’=g’(T、M、Sm、Sc、Sh、Nc、Vc) ・・・・・(4)
ここで、関数f’は、H形鋼23の温度T、材質M、形状Sm、鋸刃18の形状Sc、鋸刃18の切断履歴Sh、鋸刃18の回転数Nc、鋸刃18の送り速度Vcによって求まる関数である。また、関数g’も同様に、H形鋼23の温度T、材質M、形状Sm、鋸刃18の形状Sc、鋸刃18の切断履歴Sh、鋸刃18の回転数Nc、鋸刃18の送り速度Vcによって求まる関数である。
本発明では、特許文献5により開示された発明と同様に、長尺のH形鋼23を、回転しながら水平面内でH形鋼23の幅方向へ進行する鋸刃18を用いて、H形鋼23の長手方向の所定の位置(図2においてハッチングにより示す位置)で、第1の押圧機構19および第2の押圧機構20によって、この所定の位置の近傍の位置を鋸刃18の進行方向と反対方向、および上方向の2方向へ向けて押圧しながら、幅方向へ切断する。
以上の説明では、H形鋼に対して作用させる押圧力を制御対象とする場合を例にとったが、本発明はこれに限定されるものではなく、押圧量を制御対象としてもよい。
この場合には、押圧力ではなく押圧量を制御対象にすることがより好適である。
1a 切断部
2 クランプガイド
2a 水平部
2b 垂直部
3 テーパースライドベース
4 クランプシリンダー
5 フリクションソー
6 切断装置
10 H形鋼の熱間製造工程
11 加熱炉
12 粗圧延機
13 中間圧延機
13a 粗ユニバーサルミル
13b エッジャーミル
14 仕上圧延機
15 水冷装置
16−1 第1の切断装置
16−2 第2の切断装置
17−1 第1の定寸機
17−2 第2の定寸機
18 鋸刃
19 第1の押圧機構
20、20−1 第2の押圧機構
21、21−1〜21−5 検出機構
22 制御機構
23、23−1、23−2 H形鋼
23a ウェブ
23b フランジ
24 カバー
25 モーター
26 サーボモーター
27 ボールネジ
28a、28b 押圧板
29a、29b 油圧シリンダー
30a、30b 支持板
31a、31b 油圧シリンダー
32 サイドガイド
33a〜33d テーブルローラー
34 スライダー
35、38 油圧シリンダー
36 傾斜部材
37 支持部材
38 プロセスコンピューター
39 第1の押圧機構の駆動系
40 第2の押圧機構の駆動系
41、42 変位センサー
Claims (8)
- 長尺の鋼材を、回転しながら水平面内で前記鋼材の幅方向へ進行する鋸刃を用いて、該鋼材の長手方向の所定の位置で、前記所定の位置の近傍の位置を前記鋸刃の進行方向と反対方向、および上方向の2方向へ向けて押圧しながら、幅方向へ切断する際に、
前記2方向への押圧力または押圧量を独立して制御すること
を特徴とする鋼材の切断方法。 - 前記2方向の押圧力または押圧量は、前記鋸刃による切断位置における前記鋼材の断面形状に応じて、制御されることを特徴とする請求項1に記載された鋼材の切断方法。
- 前記2方向の押圧力または押圧量は、前記鋸刃による切断位置における前記鋼材の切断中の変形量に応じて、制御される請求項1または請求項2に記載された鋼材の切断方法。
- 前記2方向の押圧力または押圧量は、前記鋸刃による切断位置において前記鋼材が切断中に該鋸刃から受ける負荷に応じて、制御される請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された鋼材の切断方法。
- 長尺の鋼材をその長手方向の所定の位置で、回転しながら水平面内で前記鋼材の幅方向へ進行することによって切断する鋸刃と、
前記所定の位置の近傍の位置で前記鋼材を前記鋸刃の進行方向と反対方向へ向けて押圧する第1の押圧機構と、
前記所定の位置の近傍で前記鋼材を上方向へ向けて押圧する第2の押圧機構と、
前記第1の押圧機構および前記第2の押圧機構それぞれによる前記鋼材に対する押圧力または押圧量を独立して制御する制御機構と
を備えることを特徴とする鋼材の切断装置。 - 前記制御機構は、前記鋸刃による切断位置における前記鋼材の、切断開始前および/または切断中に定める断面形状に基づいて、前記第1の押圧機構および前記第2の押圧機構それぞれによる前記鋼材に対する前記押圧力または押圧量を制御する請求項5に記載された鋼材の切断装置。
- 前記制御機構は、前記鋸刃による切断位置における前記鋼材の切断中の変形量に基づいて、前記第1の押圧機構および前記第2の押圧機構それぞれによる前記鋼材に対する前記押圧力または前記押圧量を制御する請求項5または請求項6に記載された鋼材の切断装置。
- 前記制御装置は、前記鋸刃による切断位置において前記鋼材が切断中に前記鋸刃から受ける負荷に基づいて、前記第1の押圧機構および前記第2の押圧機構それぞれによる前記鋼材に対する前記押圧力または前記押圧量を制御する請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載された鋼材の切断装置。
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