JP5495693B2 - 長大鋼板の製造方法および開先加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧延鋼板の長辺部を突き合せ溶接して長大鋼板を製造する製造方法、およびこの製造方法において圧延鋼板の長辺部に開先部を形成する開先加工装置に関する。

港湾や人口島の護岸に埋設されてガントリクレーンなどの基礎となる鋼製セル(大型筒状構造物)は、たとえば外径が２０〜３０ｍ、高さが２０〜４０ｍの大きさのものが使用されている。この鋼製セルの胴板（長大鋼板）は、たとえば厚みが８〜４０ｍｍ、短辺部が４〜５ｍ、長辺部が１０〜２０ｍの圧延鋼板を作業台上に複数枚並べ、長辺部や短辺部を突き合せ溶接して胴板を形成し、これら胴板を円弧状に曲げ加工した後、組み立てて溶接し製造している。

従来では、圧延鋼板を突き合せ溶接する場合、特許文献１に示すように、工場等で各圧延鋼板の長辺部や短辺部などのシャー切断エッジをそれぞれ研削、切断加工して整形した後、さらに開先部を形成する。そして、これら圧延鋼板を作業台上に所定のルート間隔をあけて固定し、開先部の溶接をおこなっている。

なお、特許文献２は開先加工装置に関する先行技術を示すもので、ガイドレールに案内されて走行自在な台車に、走行方向の前後位置に円筒形の砥石を回転自在に配置し、鋼板の端面にＸ型開先部を形成するものである。

特開２００８−１６８３１９（図１） 実開平６−７５６４７号（図２）

しかし、上記従来の長大鋼板の製造工程では、工場などで、圧延鋼板の接合エッジを整形した後、接合エッジに開先部の形成を行い、さらにこれら圧延鋼板を広い作業台に運んで位置決め固定し、表面の突き合せ先行溶接を行って圧延鋼板を接合し長大鋼板を接合する。そして、長大鋼板を反転した後、溶接部裏面の後行溶接を行って完成している。この場合、多くの作業工程が必要であり、コストと時間がかかるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、エッジがシャー切断された圧延鋼板を接合して長大鋼板を能率よく製造することができる長大鋼板の製造方法、およびこの製造方法に使用する開先加工装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、シャー切断装置により切断整形された矩形の圧延鋼板の長辺部を突き合せ溶接して、厚みが１５ｍｍ〜４０ｍｍ、長さが２０ｍ以上、幅が１０ｍ以上の長大鋼板を形成する長大鋼板の製造方法であって、
複数枚の圧延鋼板を、切断整形時と同一の姿勢となるように作業台上に配置するとともに、圧延鋼板の長辺部間にルート間隔をあけて固定し、
圧延鋼板上を走行自在な開先加工装置により、ルート間隔に沿って走行させて両長辺部の表面コーナ部をそれぞれ切断除去して開先部を形成し、
作業台上に圧延鋼板が固定された状態で、溶接機により前記開先部を所定方向に先行溶接し複数の圧延鋼板を接合して長大鋼板を形成し、
前記長大鋼板を反転して作業台上に配置した後、前記開先部に施された溶接部の裏面に沿って後行溶接するものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の長大鋼板の製造方法に使用する開先加工装置であって、
圧延鋼板上を走行自在な台車本体と、
当該台車本体に前後方向に設定された台車中心軸上で、左右の圧延鋼板の長辺部の表面コーナ部をそれぞれ切断除去する先行カッタおよび後行カッタを有する開先切断機と、
台車中心軸上で、台車本体の前部に設けられてルート間隔に上方から係合可能なガイドローラを有する前部の台車案内具、および台車本体の後部に設けられて開先部に上方から係合可能なガイドローラを有する後部の台車案内具とを具備し、
前記開先切断機は、前記先行カッタが、左右一方の圧延鋼板で長辺部に形成される開先面に対して垂直に支持された先行駆動軸の先端部に取り付けられ、前記後行カッタが、左右他方の圧延鋼板で長辺部に形成される開先面に垂直に支持された後行駆動軸の先端部に取り付けられたものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成において、
先行カッタおよび後行カッタは、それぞれ外周面に切削チップを有する薄肉円板状に形成されるとともに、先行駆動軸および後行駆動軸に垂直な面に対して外周縁が先端側に突出する凹状の反りが形成されたものである。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の構成において、
台車案内具は、台車本体の台車中心軸上で、基端部が台車本体に水平ピンを介して上下方向に揺動自在に支持された揺動アームと、当該揺動アームの先端部に水平ピンを介して回転自在に支持されたガイドローラと、前記揺動アームを下方に付勢してルート間隔および開先部にそれぞれ係合させる付勢手段とを具備し、
前記ガイドローラは、その外周面が、幅方向の中心から両側に傾斜する山形断面に形成されたものである。

請求項１記載の構成によれば、圧延鋼板のシャー切断エッジである長辺部を、整形することなく、ルート間隔をあけて作業台上に位置決め配置し、開先加工装置により、左右の圧延鋼板で長辺部の表面コーナ部を切断削除して開先部を形成し、作業台上で開先部を形成したままの状態で、溶接機により圧延鋼板の長辺部を先行溶接して長大鋼板を接合し、さらに反転して溶接部の裏面側を後行溶接して長大鋼板を製造する。したがって、シャー切断エッジの長辺部を整形加工することをなく、作業台上で圧延鋼板を一度、ルート間隔をあけて位置決め固定することで、開先加工と先行溶接を連続して行うことができ、工程数を削減して能率よく長大鋼板を製造することができる。

請求項２記載の構成によれば、圧延鋼板上を走行自在な台車本体に、先行カッタと後行カッタとを設けて、ルート間隔に沿って走行させることにより、対峙された長辺部の表面コーナ部をそれぞれ切断除去して一度の走行で開先部を形成することができ、能率よく圧延鋼板の接合作業を行うことができる。

請求項３記載の構成によれば、開先面に垂直な先行駆動軸および後行駆動軸とにそれぞれ取り付けられた先行カッタと後行カッタに、両駆動軸にそれぞれ垂直な面に対して外周縁が駆動軸先端側に突出する凹状の反りを形成したので、台車本体が浮き上がって先行カッタおよび後行カッタの切削深さが一旦浅くなることがあっても、台車本体が元の位置に復帰することで、先行カッタおよび後行カッタに凸状の反りが発生するのが未然に防止され、切削チップにより再度深く切り込んで元の切り込み深さに戻すことができ、正常な開先面の加工が可能となる。

請求項４記載の構成によれば、台車中心軸上で前後に設けた山形断面のガイドローラを、ルート間隔および開先面にそれぞれ係合させることにより、台車本体を、その台車中心軸がルート間隔に一致するように姿勢を保持させることができ、開先面を精度良く形成することができる。

本発明に係る長大鋼板の製造方法の実施例を示し、圧延鋼板のシャー切断エッジの拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ圧延鋼板の長辺部の変位量を測定した結果を示すグラフで、（ａ）は第１例の圧延鋼板、（ｂ）は第２例の圧延鋼板を示す。 （ａ）〜（ｃ）は、鋼製セルの製造手順を説明する斜視図で、（ａ）は圧延鋼板の搬入作業、（ｂ）は開先加工および溶接作業、（ｃ）は胴板の反転作業を示す。 （ｄ）〜（ｆ）は、鋼製セルの製造手順を説明する斜視図で、（ｄ）は胴板の曲げ加工、（ｅ）は胴板の組立作業、（ｆ）は胴板の組立溶接作業を示す。 長大鋼板の製造に使用する開先加工装置の斜視図である。 開先加工装置の正面図である。 開先加工装置の平面図である。 開先加工装置の先行カッタ、後行カッタの配置を説明する平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、先行、後行カッタの回転方向を説明する概略側面図で、（ａ）は実施例における正転状態を示し、（ｂ）は反転状態を示し、（ｃ）は正転、反転状態を示し、（ｄ）は反転、正転状態を示す。 先行カッタおよび後行カッタによる開先部の切断状態を説明する概略正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は台車案内具を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は前部の台車案内具のガイドローラの正面図、（ｃ）は後部の台車案内具のガイドローラの正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、先行、後行カッタの取付状態を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は正面視の断面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は切削状態の正面視の部分拡大断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
港湾や人口島の護岸に埋設されてガントリクレーンなどの基礎となる図４（ｆ）に示す鋼製セル(大型筒状構造物)ＳＳは、直径が２０〜３０ｍ、高さが２０〜４０ｍで複数の胴板ＢＰを接合して組み立てられており、本発明に係る長大鋼板の製造方法は、前記胴板ＢＰを製造するものである。
（圧延鋼板）
まず、胴板ＢＰを形成する圧延鋼板ＭＰについて、図１および図２を参照して説明する。

圧延機で製造される圧延鋼板ＭＰは、たとえば厚みが５０ｍｍ以上ではガス切断機によりミルエッジを切断して整形しているが、厚みが５０ｍｍ未満ではシャー切断機によりミルエッジを切断して整形している。鋼製セルＳＳの胴板ＢＰには厚みが１５ｍｍ〜４０ｍｍの圧延鋼板ＭＰが使用されるため、圧延鋼板ＭＰは、シャー切断機により短辺部ＳＥおよび長辺部ＬＥが切断整形されている。シャー切断機は、切断刃の長さがたとえば１．０〜１．５ｍで、複数回の切断により長辺部ＬＥが整形されている。ここで使用する圧延鋼板ＭＰは、短辺部ＳＥが４〜５ｍ、長辺部が１０〜２０ｍのもので、５〜８枚の圧延鋼板ＭＰを、長辺部ＬＥを介して段積み状に接合して高さ（長さ）２０〜４０ｍ、幅１０〜２０ｍの胴板ＢＰを形成し、胴板ＢＰを円弧状に形成した後、４〜８枚の胴板ＢＰを組み立てて、直径が２０〜３０ｍ、高さが２０〜４０ｍの鋼製セルＳＳを形成する。

これらシャー切断エッジＣＥは、図１に示すように、シャー垂れσ１と凹みσ２が見られる。また図２（ａ）（ｂ）に示すように、短辺部ＳＥの両端側コーナ部を結ぶ線を長辺部ＬＥの規準線ＳＬとした時に、長辺部ＬＥには幅方向の僅かな変位量δが見られる。このため、単に長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌを突き合わせただけでは、隙間（後述するルート間隔Ｒ）の変動が大きくなり、このため、長辺部の整形加工が必要となる。

そこで本発明者等は、長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌの変位量δを検出して観察し、同一の圧延機による同一生産ライン（同一ロット）では、圧延機の特性に起因して変位量δが規則的に偏在し、左長辺部ＬＥ−Ｌと右長辺部ＬＥ−Ｒの変位線形がほぼ近似していることに着目した。そして、接合のために圧延鋼板ＭＰを配置する規準として、これら圧延鋼板ＭＰをシャー切断機により切断整形された時と同一の姿勢となるように配置し、それぞれ表面を表に向け、右方の圧延鋼板ＭＰの左長辺部ＬＥ−Ｌと、左方の圧延鋼板ＭＰの右長辺部ＬＥ−Ｒとを突き合せることにより、その隙間の変動を十分に小さくすることができ、開先加工と溶接作業に好適となることを見出した。

ところで、圧延鋼板ＭＰの表面の一定位置には、予め圧延鋼板ＭＰの製造所記号やロット番号、厚み、幅、長さなどの規格寸法が記載されたテンシルシートＴＳが記されており、圧延鋼板ＭＰを同一姿勢で並べる場合、前記テンシルシートＴＳが同一位置（図では左下隅）として圧延鋼板ＭＰの並べることで、切断整形時と同一の姿勢となり、右方に配置した圧延鋼板ＭＰの左長辺部ＬＥ−Ｌと、左方に配置した圧延鋼板ＭＰの右長辺部ＬＥ−Ｒとの隙間の変動を小さくすることができる。もちろん、隙間が異常に小さかった場合には、研削機で長辺部ＬＥを削り落としたり、反対に大きかった場合には、溶接機ＳＷにより長辺部ＬＥに肉盛りして修正してもよいが、上記のように配置することでその修正回数を大幅に削減することができ、作業効率を向上することができる。なお、図２（ａ）（ｂ）で試験的に計測した圧延鋼板ＭＰは、厚み２７ｍｍ、幅１．５ｍ、長さ１１．６ｍである。

（鋼板セルの製造方法）
次に鋼板セルＳＳの製造方法を図３、図４を参照して説明する。
１）図３（ａ）に示すように、クレーンなどにより複数枚の圧延鋼板ＭＰを作業台（セル定盤）１１上に並べる。この時、圧延鋼板ＭＰに記されたテンシルシートＴＳが同一位置となるように整列配置する。そして隣接する圧延鋼板ＭＰの長辺部ＬＥ−Ｌ，Ｒ間に、サブマージドアーク溶接を行うためのルート間隔Ｒ、たとえば１ｍｍをあけて圧延鋼板ＭＰを整列固定する。

２）開先加工装置２０を圧延鋼板ＭＰ上に配置してルート間隔Ｒに沿って走行させ、開先加工装置２０の前後に配置された先行カッタ装置３１Ｒおよび後行カッタ装置３１Ｒにより、長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌの上面コーナ部をそれぞれ斜めに切断除去し、Ｙ型開先部（開先部）１２を一度の走行で形成する。もちろん、Ｙ型開先部に替えて、Ｖ型開先部やＸ型開先部を形成することもできる。

３）図３（ｂ）に示すように、溶接機により圧延鋼板ＭＰのＹ型開先部１２を仮付溶接後、サブマージドアーク式の溶接機ＳＷにより、Ｙ型開先部１２を所定方向に先行溶接し、圧延鋼板ＭＰを接合して胴板ＢＰを形成する。先行溶接部のフラックスを回収するとともに、グラインダなどにより溶接ビートの余盛り部分のガウジングを行う。

４）図３（ｃ）に示すように、クレーンにより胴板ＢＰを吊り上げて反転し、再度作業台１１上に載せる。そして前記先行溶接部の裏面に沿って、当該先行溶接の溶接方向と同一となる方向に後行溶接を行い、溶接歪を軽減する。そして溶接ビートの余盛り部分のガウジングを行う。

５）胴板ＢＰの辺部を切断して整形した後、図４（ｄ）に示すように、クレーンなどにより胴板ＢＰを吊り上げて曲台１３に載せ、曲げ加工により湾曲形に成形し、さらに内面に補強部材を取り付ける。

６）図４（ｅ）（ｆ）に示すように、クレーンにより曲げ加工後の複数の胴板ＢＰを吊り上げて起立させ、組台１５上に円弧状に配置し、他の胴板ＢＰと接合して鋼板セルＳＳを製造する。

上記鋼板セルＳＳの製造方法において、胴板ＢＰを製造する際に、圧延鋼板ＭＰを溶接する長辺部ＬＥを切断整形することなく、圧延鋼板ＭＰを同一姿勢で、かつ長辺部ＬＥ間にルート間隔Ｒをあけて並列固定することにより、ルート間隔Ｒの変位を少なくして、シャー切断エッジＣＥである長辺部ＬＥに直接開先加工を行い、さらに姿勢変更することなく連続してＹ型開先部１２を溶接することができる。これにより、従来のように、圧延鋼板ＭＰのシャー切断エッジＣＥを切断整形して開先加工を施す工場作業の工程を削減することができ、胴板ＢＰの製造時間を大幅に短縮することができる。

また表面の先行溶接と、裏面の後行溶接とを同一方向に溶接することにより、溶接部における内部応力を減少させて良好な接合状態を得ることができる。
（開先加工装置）
次に、胴板の製造で使用した開先加工装置２０を図５〜図１２を参照して説明する。

この開先加工装置２０は、作業台１１上に突き合せ溶接する複数枚の圧延鋼板ＭＰを、ルート間隔Ｒをあけて配置して治具などにより固定した後、鋼板ＭＰ上で台車本体２１をルート間隔Ｒに沿って走行させて、台車本体２１に搭載された開先切断機２３を構成する先行カッタ装置３１Ｆおよび後行カッタ装置３１Ｒにより、長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌの表面コーナ部をそれぞれ斜めに切断分離し、Ｙ型開先部１２を形成するものである。

図５〜図７に示すように、開先加工装置２０は手動により走行させるもので、台車本体２１と、台車本体２１の幅方向中心を通る台車中心軸ＣＬの両側で左右一対で前後２組が設けられた直進キャスタ（車輪）２２と、台車中心軸ＣＬ上で円形状の先行カッタ３６Ｆおよび後行カッタ３６ＲによりＹ型開先部１２を形成する開先切断機２３と、台車本体２１をルート間隔Ｒに沿って位置決めし案内する前部および後部の台車案内具２４Ｆ，２４Ｒと、台車本体２１の前後に立設されて手動により操向方向および切削速度を操作する門形の操作フレーム２５Ｆ，２５Ｒと、コントロールボックス２６とを具備している。前記直進キャスタ（車輪）２２は、それぞれ前後方向に走行するように固定されている。

（開先切断機）
開先切断機２３は、前部に配置された先行カッタ装置３１Ｆと、後部に配置された後行カッタ装置３１Ｒからなり、前部に配置された先行カッタ装置３１Ｆが台車中心軸ＣＬから左側に、後部に配置された後行カッタ装置３１Ｒが台車中心軸ＣＬから右側にそれぞれ設置され、左右対称構造に構成されている。

先行カッタ装置３１Ｆは、台車本体２１の前部で、かつ右側に配置された圧延鋼板ＭＰの左長辺部ＬＥ−Ｌに形成されるＹ型開先部１２の開先面１４Ｌに対して垂直な先行駆動軸３２Ｆが、傾斜軸受台３３Ｆに軸受を介して回転自在に支持されており、台車本体２１に形成された開口部２１Ｆを介して下方に突出された先端部（下端部）に、先行カッタ３５Ｆが取り付けられている。また先行駆動軸３２Ｆの基端部に、傾斜架台３４Ｆに配置された先行駆動モータ（回転駆動装置）３５Ｆの出力軸がカップリングを介して連結されている。

後行カッタ装置３１Ｒは、台車本体２１の後部で、かつ左側に配置された圧延鋼板ＭＰの右長辺部ＬＥ−Ｒに形成されるＹ型開先部１２の開先面１４Ｒに対して垂直な後行駆動軸３２Ｒが、傾斜軸受台３３Ｒに軸受を介して回転自在に支持されており、台車本体２１に形成された開口部２１Ｒを介して下方に突出された先端部（下端部）に後行カッタ３５Ｒが取り付けられている。また後行駆動軸３２Ｒの基端部に、傾斜架台３４Ｒに配置された後行駆動モータ（回転駆動装置）３５Ｒの出力軸がカップリングを介して連結されている。

２７Ｆは先行カッタ装置３１Ｆの駆動部を覆う安全カバー、２７Ｒは後行カッタ装置３１Ｒの駆動部を覆う安全カバーである。
ここで、実施例のＹ型開先部１２は、図１０に示すように、開先角α＝７０°に設定されているが、α＝５０°〜８０°から選択可能であり、したがって開先面１４Ｒ，１４Ｌに垂直な先行駆動軸３２Ｆおよび後行駆動軸３２Ｒの傾斜角βは、１／２α＝２５°〜４０°（図１０では３５°）である。

図１２（ａ）に示すように、先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒは、外周部に多数の切削チップ３６ｃが取り付けられた薄肉円板状に形成されており、先行、後行駆動軸３２Ｆ，３２Ｒの先端ねじ部３２ａに、基端側から順に外周受けリング３８、先行カッタ３６Ｆ（後行カッタ３６Ｒ）、押さえリング３７および固定ナット３９が取り付けられている。そして外周受けリング３８の外径Ｒ１は、先行カッタ３６Ｆ（後行カッタ３６Ｒ）の外径Ｄ１に対して切削代ｅだけ小さく形成されている。また外周受けリング３８の先端側の側面には、中心穴３８ａの外周部に内径Ｒ２で所定深さの円形凹部３８ｂが形成されている。この円形凹部３８ｂの内径Ｒ２は、押さえリング３７の外径Ｒ３がより大きく形成されており、固定ナット３９を締め付けることにより、押さえリング３７が円形凹部３８ｂに押し込まれて、先行カッタ３６Ｆ（後行カッタ３６Ｒ）の中央部が凹む凹状の反りが形成され、先行駆動軸３２Ｆに垂直な面ＲＦに対して外周縁が先行駆動軸３２Ｆの先端側に突出する反り量ｄは、０．５〜１．５ｍｍ程度である。

（先行、後行カッタの反り）
先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒに形成する前記凹状の反りについて説明する。外周面に切削チップ３６ｃを有する薄肉円板状の先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒにより、長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌの表面のコーナ部を斜めに切断して開先面１４Ｒ，１４Ｌを面取り形成する場合、切削部分Ｃでは、先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒの切削チップ３６ｃが圧延鋼板ＭＰの表面から斜めに切り込み、さらに長辺部ＬＥの端面から送り出される。このような切削状態では、切削途中にたとえば圧延鋼板ＭＰの表面に付着したごみなどに直進キャスタ２２が乗り上げて台車本体２１が浮き上がると、先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒも同時に浮き上がって開先面１４Ｒ，１４Ｌの切削深さが一旦浅くなる。この場合、台車本体２１が元の位置に復帰しても、図１２（ｄ）に仮想線で示すように、開先面１４Ｒ，１４Ｌの切り残し部分が先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒの外周側面を押して凸状の反りが発生し、先行駆動軸３２Ｆに垂直な面ＲＦに対して外周縁が基端側に押し込まれる。すると、凸状の反りのまま切削が継続されて切削チップ３６ｃが圧延鋼板ＭＰの内部まで切り込まなくなり、開先面１４Ｒ，１４Ｌの切り込み深さが浅くなって正常な寸法に形成できなくなる。これに対処するために予め先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒに、前記凸状の反りと反対の凹状の反りを形成しておくことにより、台車本体２１が浮き上がった後に復帰される時にも、先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒに凸状の反りが発生するのを未然に防止して、切削チップ３６ｃを圧延鋼板ＭＰ内に正常に切り込ませ、元の切削深さに復帰させて開先面１４Ｒ，１４Ｌを精度良く形成することができる。

ここで先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒは、たとえば外径Ｄ１＝１６０ｍｍが使用されるが、開先加工装置２０の大きさにより外径Ｄ１＝１００ｍｍ〜２５０ｍｍのものを使用することができる。また前後方向に離間距離Ｌは、少なくとも先行カッタ３６Ｆと後行カッタ３６Ｒとが干渉しない距離が必要であり、２０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲から選択される。これは、２０ｍｍ未満では、先行カッタ３６Ｆの切子が後行カッタ３６Ｒに噛み込むなどの支障が生じたり、交換作業などのメンテナンスがしにくくなるおそれがあるためである。また離間距離Ｌが２００ｍｍを越えると、先行カッタ３６Ｆおよび後行カッタ３６Ｒとルート間隔Ｒとの位置合わせが難しくなり、台車本体２１を精度良く姿勢制御することが困難になるからである。

さらに先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒの回転数は、１５００〜３０００ｒ．ｐ．ｍ（切削速度は約１２．５６〜２５．１２ｍ／ｓｅｃ）であり、これは、回転数が１５００ｒ．ｐ．ｍ未満では切削速度が低下して能率が悪く、回転数が３０００ｒ．ｐ．ｍを超えると、先行カッタ３６Ｆと後行カッタ３６Ｒの耐久性が低下して磨耗が激しくなり、また摩擦熱が発生して冷却する必要が生じるからである。

（先行カッタと後行カッタの回転方向）
また図９（ａ）に示すように、先行カッタ３６Ｆと後行カッタ３６Ｒの回転方向は、台車本体２１の走行方向と、切削チップ３６ｃによる円弧状の切り込み方向とが相対する方が、切削チップ３６ｃが圧延鋼板ＭＰを押さえつつ切り込み、切削が安定しやすい。これにより、先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒによる切削力が、それぞれ圧延鋼板ＭＰを作業台１１に押し付ける方向に働いて安定し、台車本体２１の走行安定性および姿勢安定性が増大させることができる。

図９（ｂ）に示すように、先行カッタ３６Ｆと後行カッタ３６Ｒによる圧延鋼板ＭＰに対する切削チップ３６ｃの切り込み方向と、台車本体２１の走行方向とが同一方向である場合、先行、後行カッタ３６Ｆ，３６Ｒによる切削力が、圧延鋼板ＭＰを作業台１１から持ち上げる方向に働いて切削が不安定となり、台車本体２１の走行安定性が低下する。

また図９（ｃ）に示すように、先行カッタ３６Ｆの切削チップ３６ｃによる圧延鋼板ＭＰに対する切り込み方向と、台車本体２１の走行方向とが相対方向であり、後行カッタ３６Ｒの切削チップ３６ｃの切り込み方向と、台車本体２１の走行方向とが同一方向である場合、先行カッタ３６Ｆによる掘削力が圧延鋼板ＭＰを作業台１１に押し付ける方向に働き、後行カッタ３６Ｒによる掘削力が圧延鋼板ＭＰを作業台１１から持ち上げる方向に働くため、切削が不安定となり、台車本体２１の走行安定性が低下する。

さらに図９（ｄ）に示すように、先行カッタ３６Ｆの切削チップ３６ｃによる圧延鋼板ＭＰに対する切り込み後の移動方向と、台車本体２１の走行方向とが相対方向であり、後行形カッタ３６Ｒの切削チップ３６ｃによる圧延鋼板ＭＰに対する切り込み後の移動方向と、台車本体２１の走行方向とが同一方向の場合、先行カッタ３６Ｆによる掘削力が圧延鋼板ＭＰを作業台１１から持ち上げる方向に働き、後の切削位置で後行カッタ３６Ｒによる掘削力が圧延鋼板ＭＰを作業台１１に押し付ける方向に働くため、全体として切削が不安定となり、台車本体２１の走行安定性が低下する。

（台車案内具）
前部および後部の台車案内具２４Ｆ，２４Ｒは、台車本体２１の台車中心軸ＣＬ上で前後位置にそれぞれ取り付けられて前後対称構造に形成されている。すなわち、台車本体２１の前部（後部）に取り付けられたブラケット４１に、水平ピン４２を介して揺動アーム４３が上下揺動自在に支持され、この揺動アーム４３の遊端部に水平ピン４４を介してルート間隔ＲおよびＹ型開先部１２にそれぞれ係合可能なガイドローラ４５が回転自在に支持されている。このガイドローラ４５を下方に付勢してルート間隔ＲおよびＹ型開先部１２にそれぞれ係合させる付勢手段として、ガイドローラ４５と揺動アーム４３の自重による付勢力が採用されているが、これら自重に加えて、別途ウエイトやばねなどにより揺動アーム４３を下方に付勢し、その付勢力を調整可能に構成してもよい。ガイドローラ４５は、その外周面が、幅方向の中心から両側に開先角αと同じ尖り角γ＝７０°で傾斜する山形断面に形成されている。したがって、前部の台車案内具２４Ｆのガイドローラ４５をルート間隔Ｒに係合させ、後部の台車案内具２４Ｒのガイドローラ４５をＹ型開先部１２に係合させることにより、台車本体２１の台車中心軸ＣＬとルート間隔Ｒ（Ｙ型開先部１２）とを一致させて、先行カッタ３６Ｆおよび後行カッタ３６Ｒを精度良く位置決めし、Ｙ型開先部１２を高精度で形成することができる。

（実施例の効果）
上記開先加工装置２０によれば、複数の直進キャスタ２２を介して圧延鋼板ＭＰ上を走行自在な台車本体２１に、台車中心軸ＣＬ上に先行カッタ３６Ｆと後行カッタ３６Ｒとを設け、台車本体２１をルート間隔Ｒに沿って走行させることにより、ルート間隔Ｒをあけて対峙された長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌの表面コーナ部を斜めに切断除去して、一時の走行で長辺部ＬＥ−Ｒ，Ｌに沿ってＹ型開先部１２を形成することができ、圧延鋼板ＭＰを効率よく接合して胴板ＢＰを形成することができる。

また、先行、後行駆動軸３２Ｆ，３２Ｒの先端部に取り付けられた先行カッタ３６Ｆと後行カッタ３６Ｒとに、先行、後行駆動軸３２Ｆ，３２Ｒに垂直な面ＲＦに対して外周縁が先端側に突出する凹状の反りを形成したので、台車本体２１が浮き上がって先行カッタ３６Ｆおよび／または後行カッタ３６Ｒの切削深さが浅くなった後で台車本体２１が復帰した時に、開先面１４Ｒ，１４Ｌに残された切削残部により先行カッタ３６Ｆおよび／または後行カッタ３６Ｒが凸状の反りが生じるのを未然に防止することができ、切削チップ３６ｃを深く切り込ませて切削深さを元に戻し、正常な開先面１４Ｒ，１４Ｌを形成することができる。

さらに、台車本体２１の前後で台車中心軸ＣＬ上に、ルート間隔ＲとＹ型開先部１２とにそれぞれ係合する山形断面のガイドローラ４５を有する前部および後部の台車案内具２４Ｆ，２４Ｒを設けたので、台車中心軸ＣＬをルート間隔ＲおよびＹ型開先部１２に合わせて台車本体２１の姿勢を保持することができ、開先面１４Ｒ，１４Ｌを精度良く切削することができる。

ＢＰ 胴板（長大鋼板）
ＭＰ 圧延鋼板
ＳＥ 短辺部
ＬＥ 長辺部
ＣＥ シャー切断エッジ
ＳＬ 規準線
ＴＳ テンシルシート
Ｒ ルート間隔
ＣＬ 台車中心軸
δ 変位量
α 開先角
１１ 作業台
１２ Ｙ型開先部
１４Ｒ，１４Ｌ 開先面
２０ 開先加工装置
２１ 台車本体
２２ 直進キャスタ（車輪）
２３ 開先切断機
２４Ｆ，２４Ｒ 台車案内具
２５Ｆ，２５Ｒ 操作フレーム
３１Ｆ 先行カッタ装置
３１Ｒ 後行カッタ装置
３２Ｆ 先行駆動軸
３２Ｒ 後行駆動軸
３５Ｆ 先行駆動モータ
３５Ｒ 後行駆動モータ
３６Ｆ 先行カッタ
３６Ｒ 後行カッタ
３６ｃ 切削チップ
３７ 押さえリング
３８ 外周受けリング
４３ 揺動アーム
４５ ガイドローラ

Claims (4)

1. シャー切断装置により切断整形された矩形の圧延鋼板の長辺部を突合せ溶接して、厚みが１５ｍｍ〜４０ｍｍ、長さが２０ｍ以上、幅が１０ｍ以上の長大鋼板を形成する長大鋼板の製造方法であって、
   複数枚の圧延鋼板を、切断整形時と同一の姿勢となるように作業台上に配置するとともに、圧延鋼板の長辺部間にルート間隔をあけて固定し、
   圧延鋼板上を走行自在な開先加工装置により、ルート間隔に沿って走行させて両長辺部の表面コーナ部をそれぞれ切断除去して開先部を形成し、
   作業台上に圧延鋼板が固定された状態で、溶接機により前記開先部を所定方向に先行溶接し複数の圧延鋼板を接合して長大鋼板を形成し、
   前記長大鋼板を反転して作業台上に配置した後、前記開先部に施された溶接部の裏面に沿って後行溶接する
   ことを特徴とする長大鋼板の製造方法。
2. 請求項１記載の長大鋼板の製造方法に使用する開先加工装置であって、
   圧延鋼板上を走行自在な台車本体と、
   当該台車本体に前後方向に設定された台車中心軸上で、左右の圧延鋼板の長辺部の表面コーナ部をそれぞれ切断除去する先行カッタおよび後行カッタを有する開先切断機と、
   台車中心軸上で、台車本体の前部に設けられてルート間隔に上方から係合可能なガイドローラを有する前部の台車案内具、および台車本体の後部に設けられて開先部に上方から係合可能なガイドローラを有する後部の台車案内具とを具備し、
   前記開先切断機は、前記先行カッタが、左右一方の圧延鋼板で長辺部に形成される開先面に対して垂直に支持された先行駆動軸の先端部に取り付けられ、前記後行カッタが、左右他方の圧延鋼板で長辺部に形成される開先面に垂直に支持された後行駆動軸の先端部に取り付けられた
   ことを特徴とする開先加工装置。
3. 先行カッタおよび後行カッタは、それぞれ外周面に切削チップを有する薄肉円板状に形成されるとともに、先行駆動軸および後行駆動軸に垂直な面に対して外周縁が先端側に突出する凹状の反りが形成された
   ことを特徴とする請求項２記載の開先加工装置。
4. 前部および後部台車案内具は、台車本体の台車中心軸上で、基端部が台車本体に水平ピンを介して上下方向に揺動自在に支持された揺動アームと、当該揺動アームの先端部に水平ピンを介して回転自在に支持されたガイドローラと、前記揺動アームを下方に付勢してルート間隔および開先部にそれぞれ係合させる付勢手段とを具備し、
   前記ガイドローラは、その外周面が、幅方向の中心から両側に傾斜する山形断面に形成された
   ことを特徴とする請求項２または３記載の開先加工装置。

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