JP5701623B2

JP5701623B2 - 形鋼用曲がり矯正装置

Info

Publication number: JP5701623B2
Application number: JP2011007183A
Authority: JP
Inventors: 小野　康次; 康次小野; 高嶋　由紀雄; 由紀雄高嶋; 淳畠中; 栄次北浦; 泰博山口
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-01-17
Also published as: JP2012148288A

Description

本発明は、ウェブの端部にフランジを有する形鋼（例えばＨ形鋼、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼など）に生じた曲がりを矯正する形鋼用曲がり矯正装置に関する。

ウェブの端部にフランジを有する形鋼、例えば熱間圧延により形成された一対のフランジをウェブの両縁部に有するＨ形鋼の曲がりを矯正する方法としては、例えば一対のフランジのうち一方のフランジをその外面側から支える一対のフランジ支持具と、これらフランジ支持具の中間点で他方のフランジをその外面側から押圧する一つの押圧具とからなるプレス矯正機を用いて形鋼の曲がりを矯正する方法（特許文献１参照）が知られているが、形鋼の先尾端部に生じた曲がりを矯正できないなどの問題がある。

そこで、図１４に示すように、ウェブ１０１の両縁部に形成された一対のフランジ１０２，１０３のうち下側に位置するフランジ１０２の内面に圧下力を上方から付与する左右一対の圧下力付与ロール１７，１８と、圧下力付与ロール１７，１８によりフランジ１０２の内面に付与された圧下力をフランジ１０２の外面側で受ける圧下力受けロール２１とを用いて形鋼１０の曲がりを矯正する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−３００９０号公報（０００４、図６）特公平２−５０８１２号公報

このような方法によると、形鋼１０の先尾端部に生じた曲がりを矯正することが可能である。しかしながら、図１５（ａ）に示すように、形鋼１０のウェブ１０１が圧下力付与ロール１７と圧下力付与ロール１８との間で位置ズレを起こすと、圧下力付与ロール１７により圧下されるフランジ１０２の内面と圧下力付与ロール１８により圧下されるフランジ１０２の内面が均等でなくなり、フランジ１０２の内面が左右両側で不均一に圧下されるため、形鋼１０に反りなどが生じるおそれがあった。

また、特に熱間圧延により形成された形鋼の場合、図１５（ｂ）に示すように、形鋼１０のウェブ１０１がフランジ１０２の中心からずれるウェブ中心偏りが生じる場合がある。そのような場合にも圧下力付与ロール１７により圧下されるフランジ１０２の内面と圧下力付与ロール１８により圧下されるフランジ１０２の内面が均等でなくなり、フランジ１０２の内面が左右両側で不均一に圧下されるため、形鋼１０に反りなどが生じるおそれがあった。
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェブの端部にフランジを有する形鋼の曲がりを反りなどの発生を抑制しながら矯正することのできる形鋼用曲がり矯正装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、ウェブの端部にフランジを有する形鋼の曲がりを、前記フランジの内面に圧下力を上方から付与する左右一対の圧下力付与ロールと、該圧下力付与ロールにより前記フランジの内面に付与された圧下力を前記フランジの外面側で受ける圧下力受けロールとにより矯正する形鋼用曲がり矯正装置であって、前記左右一対の圧下力付与ロールは、前記ウェブと対向しない端面側に縮径部を有するとともに、前記フランジの内面に当該フランジ幅の１／３より狭い幅で接触するフラット部を前記ウェブと対向する端面側に有することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の形鋼用曲がり矯正装置において、前記左右一対の圧下力付与ロールは、前記フラット部と前記ウェブに対向する端面部とを滑らかに繋ぐ円弧部を前記ウェブと対向する端面側に有することを特徴とする。
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の形鋼用曲がり矯正装置において、前記ウェブを左右方向から挟む複数のウェブ挟みロールを、前記圧下力付与ロールの前後両側に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、形鋼のウェブが左右一対の圧下力付与ロールの間で左右方向に位置ズレを起こしても、また、ウェブ中心偏りが生じた場合であっても、圧下力付与ロールのフラット部が左右均等な幅で形鋼のフランジ内面を圧下するので、形鋼に生じた曲がりを反りなどの発生を抑制しながら矯正することができる。

本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の平面図である。図１のＡ−Ａ断面を示す図である。図１のＢ−Ｂ断面を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の要部を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置を用いて形鋼の曲がりを矯正する場合の手順を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の作用を説明するための図である。本発明の第２の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の平面図である。図７のＣ−Ｃ断面を示す図である。図７のＤ−Ｄ断面を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の要部を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の作用を説明するための図である。形鋼のフランジ内面に圧下力を付与する左右一対の圧下力付与ロールとしてフラットロールを用いて形鋼の曲がりを矯正したときの矯正前後の曲がり変化量と反り変化量との関係を調べた結果を示す図である。形鋼のフランジ内面に圧下力を付与する左右一対の圧下力付与ロールとしてフラット部を有するテーパロールを用いて形鋼の曲がりを矯正したときの曲がり変化量と反り変化量との関係を調べた結果を示す図である。形鋼の曲がりを矯正する方法の従来例を示す図である。図１４に示す従来例の問題点を説明するための図である。

以下、図１〜図６を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の平面図、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す図、図３は図１のＢ−Ｂ断面を示す図、図４は本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の要部を示す図であって、本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置は形鋼支持ローラ１２，１３、圧下力付与ロール１７，１８、ロール押し当て機構１９，２０、圧下力受けロール２１及びロール進退機構２２，２３を備えている。

形鋼支持ローラ１２はウェブ１０１の両縁部に一対のフランジ１０２，１０３が熱間圧延により形成された形鋼１０をウェブ１０１が垂直姿勢となるように支持するものであって、この形鋼支持ローラ１２は曲がり矯正用架台１４の背面から水平に突出するローラ支持フレーム１５の先端部に設けられている。
形鋼支持ローラ１３は形鋼支持ローラ１２と同様に形鋼１０をウェブ１０１が垂直姿勢となるように支持するものであって、この形鋼支持ローラ１３は曲がり矯正用架台１４の前面から水平に突出するローラ支持フレーム１６の先端部に設けられている。

圧下力付与ロール１７，１８は形鋼支持ローラ１２，１３により支持された形鋼１０のフランジ１０２，１０３のうち下側に位置するフランジ１０２の内面に圧下力を上方から付与するものであって、曲がり矯正用架台１４の左右両側に相対向して配置されている。
ロール押し当て機構１９は圧下力付与ロール１７の周面部をフランジ１０２の内面に押し当てるものであって、例えば圧下力付与ロール１７を水平な軸回りに回転自在に支持するロール支持ブロック１９１と、このロール支持ブロック１９１を介して圧下力付与ロール１７を上下方向に昇降駆動するロール昇降シリンダ１９２とから構成されている。

ロール押し当て機構２０は圧下力付与ロール１８の周面部をフランジ１０２の内面に押し当てるものであって、例えば圧下力付与ロール１８を水平な軸回りに回転自在に支持するロール支持ブロック２０１と、このロール支持ブロック２０１を介して圧下力付与ロール１８を上下方向に昇降駆動するロール昇降シリンダ２０２とから構成されている。
圧下力受けロール２１は圧下力付与ロール１７，１８によりフランジ１０２の内面に付与された圧下力をフランジ１０２の外面側で受けるものであって、形鋼支持ローラ１２と形鋼支持ローラ１３との中間位置に設けられている。また、圧下力受けロール２１は水平な軸回りに回転自在に設けられ、フランジ１０２，１０３の幅より大きい軸長でロール状に形成されている。

ロール進退機構２２は圧下力付与ロール１７をウェブ１０１の厚さ方向に進退駆動するものであって、例えば圧下力付与ロール１７を水平な軸回りに回転自在に支持するロール支持台２２１と、このロール支持台２２１をウェブ１０１の厚さ方向にスライド駆動するボールねじ（図示せず）と、このボールねじのねじ軸を回転駆動する駆動モータ２２２とを有して構成されている。

ロール進退機構２３は圧下力付与ロール１８をウェブ１０１の厚さ方向に進退駆動するものであって、例えば圧下力付与ロール１８を水平な軸回りに回転自在に支持するロール支持台２３１と、このロール支持台２３１をウェブ１０１の厚さ方向にスライド駆動するボールねじ（図示せず）と、このボールねじのねじ軸を回転駆動する駆動モータ２３２とを有して構成されている。

圧下力付与ロール１７，１８は、図４に示すように、フランジ１０２の内面に対して例えば４°の傾斜角度を有する縮径部としてのテーパ部２４を有し、このテーパ部２４は形鋼１０のウェブ１０１と対向しない端面側に形成されている。そして、圧下力付与ロール１７，１８はウェブ１０１の高さより小さい直径で円柱状に形成されたフラット部２５（図４参照）をウェブ１０１と対向する端面側に有し、このフラット部２５は、フランジ１０２，１０３の幅をＷｆとするとＷｆ×１／３、好ましくはＷｆ×１／４より狭い幅で円柱状に形成されている。

また、圧下力付与ロール１７，１８はウェブ１０１と対向する端面側に円弧部２６（図４参照）を有し、この円弧部２６によってフラット部２５はウェブ１０１に対向する端面部２７と滑らかに繋がっている。さらに、圧下力付与ロール１７，１８はテーパ部２４とフラット部２５との間に円弧部２８を有し、この円弧部２８によってフラット部２５はテーパ部２４と滑らかに繋がっている。

図５は本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置を用いて形鋼の曲がりを矯正する場合の手順を示す図であって、第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置を用いて形鋼１０の曲がりを矯正する場合は、まず、曲がり矯正用架台１４の前後に設けられた形鋼支持ローラ１２，１３により形鋼１０をウェブ１０１が垂直姿勢となるように支持する。次に、ロール進退機構２２，２３を作動させ、図５（ａ）に示すように、形鋼支持ローラ１２，１３により支持された形鋼１０のウェブ１０１に圧下力付与ロール１７，１８の端面部２７を接近させる。その後、ロール押し当て機構１９，２０のロール昇降シリンダ１９２，２０２を作動させ、図５（ｂ）に示すように、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５をフランジ１０２の内面に押し当てて形鋼１０の曲がりを矯正する。

図６は本発明の第１の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の作用を説明するための図であって、図６（ａ）及び図６（ｂ）は形鋼１０のウェブ１０１が厚さ方向に位置ズレを起こした状態で圧下力付与ロール１７，１８をフランジ１０２の内面に押し当てた状態を示している。また、図６（ｃ）及び図６（ｄ）はウェブ中心偏りが生じている形鋼１０のフランジ内面に圧下力付与ロール１７，１８を押し当てた状態を示している。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、形鋼１０のウェブ１０１が厚さ方向に位置ズレを起こしていても、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５がフランジ１０２の内面に左右均等な幅で接触することがわかる。

また、ウェブ中心偏りが生じている形鋼１０に対して圧下力付与ロール１７，１８をフランジ１０２の内面に押し当てた場合にも、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５がフランジ１０２の内面に左右均等な幅で接触することがわかる。
従って、上述した本発明の第１の実施形態では、ウェブ１０１が左右方向に位置ズレを起こしても、また、ウェブ中心偏りが生じた場合であっても、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５が左右均等な幅で形鋼１０のフランジ１０２を圧下するため、形鋼１０に生じた曲がりを反りなどの発生を抑制しながら矯正することができる。

また、上述した本発明の第１の実施形態のように、圧下力付与ロール１７，１８として、フラット部２５とウェブ１０１に対向する端面部２７とを滑らかに繋ぐ円弧部２６をウェブ１０１と対向する端面側に有するテーパロールを用いて形鋼１０の曲がりを矯正することで、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５によりフランジ１０２の内面を圧下したときに圧下痕がフランジ１０２の内面に生じることを防止することができる。

次に、図７〜図１１を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
図７は本発明の第２の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の平面図、図８は図７の
Ｃ−Ｃ断面を示す図、図９は図７のＤ−Ｄ断面を示す図、図１０は本発明の第２の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置の要部を示す図であって、本発明の第２の実施形態に係る形鋼用曲がり矯正装置１１は、形鋼支持ローラ１２，１３、圧下力付与ロール１７，１８、ロール押し当て機構１９，２０、圧下力受けロール２１、ウェブ挟みロール３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ及びロール進退機構３１，３２を備えている。

ウェブ挟みロール３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは形鋼支持ローラ１２，１３により支持された形鋼１０のウェブ１０１を圧下力付与ロール１７，１８の両側で挟持するものであって、これらのウェブ挟みロール３０ａ〜３０ｄのうちウェブ挟みロール３０ａ，３０ｃは圧下力付与ロール１７の両側に配置されている。そして、ウェブ挟みロール３０ｂ，３０ｄは周面部をウェブ挟みロール３０ａ，３０ｃに対向させて圧下力付与ロール１８の両側に配置されている。

ロール進退機構３１はウェブ挟みロール３０ａ，３０ｃを圧下力付与ロール１７と共にウェブ１０１の厚さ方向に進退駆動するものであって、例えばウェブ挟みロール３０ａ，３０ｃを鉛直な軸回りに回転自在に支持すると共にロール押し当て機構１９を介して圧下力付与ロール１７を水平に支持するロール支持台３１１と、このロール支持台３１１をウェブ１０１の厚さ方向にスライド駆動するボールねじ（図示せず）と、このボールねじのねじ軸を回転駆動する駆動モータ３１２とを有して構成されている。

ロール進退機構３２はウェブ挟みロール３０ｂ，３０ｄを圧下力付与ロール１８と共にウェブ１０１の厚さ方向に進退駆動するものであって、例えばウェブ挟みロール３０ｂ，３０ｄを鉛直な軸回りに回転自在に支持すると共にロール押し当て機構２０を介して圧下力付与ロール１８を水平に支持するロール支持台３２１と、このロール支持台３２１をウェブ１０１の厚さ方向にスライド駆動するボールねじ（図示せず）と、このボールねじのねじ軸を回転駆動する駆動モータ３２２とを有して構成されている。

圧下力付与ロール１７，１８は、図１０に示すように、フランジ１０２の内面に対して例えば４°の傾斜角度を有する縮径部としてのテーパ部２４を有し、このテーパ部２４は形鋼１０のウェブ１０１と対向しない端面側に形成されている。また、圧下力付与ロール１７，１８はウェブ１０１と対向する端面側にフラット部２５（図１０参照）を有し、このフラット部２５はウェブ１０１の高さより小さい直径で円形状に形成されている。そして、フランジ１０２，１０３の幅をＷｆとすると、フラット部２５はＷｆ×１／３、好ましくはＷｆ×１／４より狭い幅で円柱状に形成されている。

また、圧下力付与ロール１７，１８はウェブ１０１と対向する端面側に円弧部２６（図１０参照）を有し、この円弧部２６によってフラット部２５はウェブ１０１に対向する端面部２７と滑らかに繋がっている。さらに、圧下力付与ロール１７，１８はテーパ部２４とフラット部２５との間に円弧部２８を有し、この円弧部２８によってフラット部２５はテーパ部２４と滑らかに繋がっている。

このような形鋼用曲がり矯正装置１１を用いて形鋼１０の曲がりを矯正する場合は、まず、曲がり矯正用架台１４の前後に設けられた形鋼支持ローラ１２，１３により形鋼１０をウェブ１０１が垂直姿勢となるように支持した後、図１１（ａ）に示すように、形鋼１０のウェブ１０１がウェブ挟みロール３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄによって挟持されるまでロール進退機構３１，３２を作動させる。そして、ロール押し当て機構１９，２０のロール昇降シリンダ１９２，２０２を作動させ、図１１（ｂ）に示すように、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５をフランジ１０２の内面に押し当てて形鋼１０に生じた曲がりを矯正する。
上述した本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、形鋼１０にウェブ中心偏りが生じた場合であっても、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５が左右均等な幅で形鋼１０のフランジ１０２を圧下するため、形鋼１０に生じた曲がりを反りなどの発生を抑制しながら矯正することができる。

また、圧下力付与ロール１７，１８の両側に配置された複数のウェブ挟みロール３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄによりウェブ１０１を左右方向から挟みながら形鋼１０の曲がりを矯正することで、形鋼１０のウェブ１０１が圧下力付与ロール１７と圧下力付与ロール１８との間で位置ズレを起こすことを防止できる。従って、形鋼１０が大きく位置ズレを起こすことにより圧下力付与ロール１７，１８の端面がウェブ１０１に接触して疵を生じさせたり、圧下力付与ロール１７，１８のフラット部２５の一部がフランジ１０２から飛び出してフランジ１０２と接触する幅が左右不均等になるようなことがなく、形鋼１０に生じた曲がりを反りなどの発生を確実に抑制しながら矯正することができる。

左右一対の圧下力付与ロールとして軸長が１５０ｍｍのフラットロールを用いて形鋼（フランジ幅：３００ｍｍ）の曲がりを矯正したときの矯正前後の曲がり変化量と反り変化量との関係を調べた結果を図１２に示す。また、左右一対の圧下力付与ロールとしてフラット部の幅が２０ｍｍのテーパロールを用いて形鋼（フランジ幅：３００ｍｍ）の曲がりを矯正したときの曲がり変化量と反り変化量との関係を調べた結果を図１３に示す。

フランジ幅が３００ｍｍの形鋼に対して軸長が１５０ｍｍのフラットロールを用いて形鋼の曲がりを矯正すると、形鋼の反りが矯正前後で大きく変化することが図１２からわかる。また、フランジ幅が３００ｍｍの形鋼に対してフラット部の幅が２０ｍｍのテーパロールを用いて形鋼の曲がりを矯正すると、形鋼の反りが矯正前後でも大きく変化しないことが図１３からわかる。

従って、一対のフランジ１０２，１０３をウェブ１０１の両縁部に有する形鋼１０の曲がりを、一対のフランジ１０２，１０３のうち下側に位置するフランジ１０２の内面に圧下力を上方から付与する左右一対の圧下力付与ロール１７，１８と、圧下力付与ロール１７，１８によりフランジ１０２の内面に付与された圧下力をフランジ１０２の外面側で受ける圧下力受けロール２１とにより矯正するに際して、圧下力付与ロール１７，１８として、フランジ１０２の内面に当該フランジ幅の１／３、好ましくは１／４より狭い幅で接触するフラット部２５をウェブ１０１と対向する端面側に有するテーパロールを用いて形鋼１０の曲がりを矯正することで、形鋼１０に生じた曲がりを反りなどの発生を抑制しながら矯正することができる。

上述した第１及び第２の実施形態では、曲がりを矯正する対象物として、フランジをウェブの両縁部に有する形鋼を例示し、かつウェブが垂直姿勢となるように支持して曲がりを矯正する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばＴ形鋼のようにウェブの一端部のみにフランジを有する形鋼についても適用できる。
また、本発明は熱間圧延により製造された形鋼だけでなく、板を溶接して製造された形鋼の曲がりを矯正する場合にも適用できるが、熱間圧延により製造された形鋼はウェブ偏りが発生しやすいので、熱間圧延により製造された形鋼の曲がりを矯正する場合に特に好適である。

１０…形鋼
１０１…ウェブ
１０２，１０３…フランジ
１１…曲り矯正装置
１２，１３…形鋼支持ローラ
１４…矯正用架台
１５，１６…ローラ支持フレーム
１７，１８… 圧下力付与ロール
１９，２０…ロール押し当て機構
１９１，２０１…ロール支持ブロック
２１…圧下力受けロール
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…ウェブ挟みロール
２２，２３，３１，３２…ロール進退機構
２２１，２３１，３１１，３２１…ロール支持台
２２２，２３２，３１２，３２１…駆動モータ
２４…テーパ部
２５…フラット部
２６…円弧部
２７…端面部
２８…円弧部

Claims

ウェブの端部にフランジを有する形鋼の曲がりを、前記フランジの内面に圧下力を上方から付与する左右一対の圧下力付与ロールと、該圧下力付与ロールにより前記フランジの内面に付与された圧下力を前記フランジの外面側で受ける圧下力受けロールとにより矯正する形鋼用曲がり矯正装置であって、前記左右一対の圧下力付与ロールは、前記ウェブと対向しない端面側に縮径部を有するとともに、前記フランジの内面に当該フランジ幅の１／３より狭い幅で接触するフラット部を前記ウェブと対向する端面側に有することを特徴とする形鋼用曲がり矯正装置。
請求項１に記載の形鋼用曲がり矯正装置において、前記左右一対の圧下力付与ロールは、前記フラット部と前記ウェブに対向する端面部とを滑らかに繋ぐ円弧部を前記ウェブと対向する端面側に有することを特徴とする形鋼用曲がり矯正装置。
請求項１または２に記載の形鋼用曲がり矯正装置において、前記ウェブを左右方向から挟む複数のウェブ挟みロールを、前記圧下力付与ロールの前後両側に配置したことを特徴とする形鋼用曲がり矯正装置。