JP5967031B2 - Ｈ形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｈ形鋼のフランジ直角度不良を矯正する方法及び装置に関する。

Ｈ形鋼は、一般に、上下の水平ロールと左右の垂直ロールとを備えたユニバーサル圧延機によって熱間圧延成形される。熱間圧延成形されたＨ形鋼は圧延後に冷却され、冷却中に発生した長手方向の反りや曲りはローラ矯正機によって矯正される。
しかし、熱間圧延成形されたＨ形鋼は、熱間圧延時に上下の水平ロールがガタツキや弾性変形などによってロール軸方向に動くことにより、フランジの上下左右で厚みが異なることがある。また、フランジの内面と外面との温度差や冷却過程における冷却条件の違い、及び、ウェブとフランジのつけ根とフランジの厚みの差等により温度差が生じる。これらの結果、冷却後のＨ形鋼は、図１に示すようなフランジ１２とウェブ１１とが直角をなした断面形状とならず、図２に示すようなフランジ直角度不良（フランジ１２がウェブ１１と直角をなさず斜交した状態になる断面形状不良）を生じやすい。

このフランジ直角度不良をオンラインで矯正する方法としては、ウェブ上下面を水平ロールで拘束しつつ左右のフランジ外面を傾動可能に支持された竪ロールで押圧するフランジ直角度矯正装置を用いる方法が知られている（例えば特許文献１，２）。この方法では、フランジ直角度矯正装置の形鋼搬送方向上流側でＨ形鋼のフランジ直角度を測定し、その測定結果に基づいて竪ロールの傾動量を調整することにより、フランジとウェブとが直角をなすように矯正を行っている。

特開２００７−１５２３８８号公報 特開平１−１１３１２３号公報

図２に示すようにウェブ反りが生じていないＨ形鋼（すなわち、ウェブ１１が平坦なＨ形鋼）について、フランジ直角度を測定する場合には、フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ₁ を測定すれば、ウェブ１１とフランジ１２とのなす角度θの大きさを正確に把握することができる（ウェブ高さ方向距離Ｔ₁ が大きいほど、フランジ直角度不良度が大きいことを意味する）。

これに対して、図３に示すようにウェブ反りが生じているＨ形鋼について、フランジ直角度を測定する場合には、フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ₂ は、ウェブ反り量δが加味されることにより誤差が生じて、見かけ上はウェブ高さ方向距離Ｔ₁ よりも大きな数値となるため、ウェブ１１とフランジ１２とのなす角度θの大きさをウェブ高さ方向距離Ｔ₂ から正確に把握することはできない。

また、Ｈ形鋼のフランジ直角度不良を冷間矯正する際には、竪ロールの押圧圧力によるウェブ１１の座屈を防止するためにウェブ上下面を上下の水平ロールで挟んで拘束するが、反ったウェブ１１が水平ロールで押圧されるため拘束時のウェブ反り量δは非拘束時よりも小さくなっている。よって、実際に竪ロールをフランジ外面に押圧する際のウェブ高さ方向距離Ｔ₂ は、前記測定結果（非拘束時のウェブ高さ方向距離Ｔ₂ ）とは異なることとなる。

そのため、前記測定結果（非拘束時のウェブ高さ方向距離Ｔ₂ ）に基づいて竪ロールの傾動量を調整すると、矯正条件が適正ではないため、ウェブ１１とフランジ１２とのなす角度θを直角に矯正できない場合があった。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、ウェブ反りが生じている場合でも、フランジ直角度不良を高精度で矯正することが可能なＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の態様は、次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係るＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法は、少なくとも一対のウェブ用ロールでＨ形鋼のウェブを両面側から挟み拘束しつつ、傾動可能なフランジ用ロールでフランジ外面を押圧して前記Ｈ形鋼のフランジ直角度を矯正するＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法であって、前記Ｈ形鋼のフランジ直角度を測定するとともにウェブ反り量を測定し、これらの測定結果に基づいて、前記フランジ外面を押圧する前記フランジ用ロールの傾動量を制御することを特徴とする。
このＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法においては、測定した前記フランジ直角度を、前記ウェブ反り量の測定結果を用いて補正し、補正された前記フランジ直角度に基づいて、前記フランジ外面を押圧する前記フランジ用ロールの傾動量を制御してもよい。

また、本発明の他の態様に係るＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置は、Ｈ形鋼のウェブを両面側から挟み拘束する少なくとも一対のウェブ用ロールと、前記Ｈ形鋼のフランジ外面を押圧する傾動可能なフランジ用ロールと、を備え、前記Ｈ形鋼のフランジ直角度を矯正するＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置であって、前記ウェブ用ロール及び前記フランジ用ロールに導入される前記Ｈ形鋼のフランジ直角度及びウェブ反り量をそれぞれ測定する測定部と、前記測定部が測定したフランジ直角度及びウェブ反り量に基づいて、前記フランジ外面を押圧する前記フランジ用ロールの傾動量を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

このＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置においては、前記制御部は、測定した前記フランジ直角度を、前記ウェブ反り量の測定結果を用いて補正し、補正された前記フランジ直角度に基づいて、前記フランジ外面を押圧する前記フランジ用ロールの傾動量を制御してもよい。

本発明に係るＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法は、Ｈ形鋼のフランジ直角度及びウェブ反り量の測定結果に基づいて、フランジ外面を押圧するフランジ用ロールの傾動量を制御するので、ウェブ反りが生じている場合でも、フランジ直角度不良を高精度で矯正することが可能である。
また、本発明に係るＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置は、ウェブ用ロール及びフランジ用ロールに導入されるＨ形鋼のフランジ直角度及びウェブ反り量をそれぞれ測定する測定部と、測定部が測定したフランジ直角度及びウェブ反り量に基づいて、フランジ外面を押圧するフランジ用ロールの傾動量を制御する制御部と、を備えているので、ウェブ反りが生じている場合でも、フランジ直角度不良を高精度で矯正することが可能である。

フランジ直角度不良のない（フランジとウェブとが直角をなす）Ｈ形鋼の断面図である。 ウェブ反りが生じていないＨ形鋼のフランジ直角度不良を説明するＨ形鋼の断面図である。 ウェブ反りが生じているＨ形鋼のフランジ直角度不良を説明するＨ形鋼の断面図である。 Ｈ形鋼製造設備を説明する模式図である。 Ｈ形鋼のフランジ直角度不良を矯正する矯正ローラ装置を説明する図である。 Ｈ形鋼のフランジ直角度及びウェブ反り量を測定する測定部を説明する図である。 フランジ用ロールにより矯正するフランジ直角度の矯正量を説明する図である。 Ｈ形鋼のフランジ直角度不良の矯正結果を示すグラフである。

本発明に係るＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図４は、優れたフランジ直角度を有するＨ形鋼１０を製造するＨ形鋼製造設備の模式図である。また、図５は、図４のＨ形鋼製造設備に設けられたフランジ直角度矯正装置６の矯正ローラ装置６Ｂを説明する図である。さらに、図６は、図４のＨ形鋼製造設備に設けられたフランジ直角度矯正装置６の測定部６Ａを説明する図である。

ウェブ１１及びフランジ１２，１２を有するＨ形鋼１０は、例えば熱間圧延により製造される。図４は、Ｈ形鋼１０を熱間圧延で製造するＨ形鋼製造設備であって、例えば断面矩形の鋼素材（図示せず）を加熱する加熱炉１と、加熱された鋼素材を熱間圧延して成形し、ウェブ１１及びフランジ１２を有する所定の断面形状の長尺なＨ形鋼を成形する熱間圧延装置２と、長尺なＨ形鋼を所定の長さに分割するための切断機３と、切断された短尺なＨ形鋼１０を冷却する冷却床４と、冷却された短尺なＨ形鋼１０の長手方向の反りを矯正する反り矯正機５と、反りが矯正された短尺なＨ形鋼１０のフランジ直角度不良を矯正するフランジ直角度矯正装置６と、を備えている。
これらは、Ｈ形鋼製造設備の上流側から下流側に向けて加熱炉１、熱間圧延装置２、切断機３、冷却床４、反り矯正機５、フランジ直角度矯正装置６の順で配置されており、それぞれ搬送ライン９によって接続されている。

次に、図４のＨ形鋼製造設備によって、優れたフランジ直角度を有するＨ形鋼を製造する方法について説明する。
まず、加熱炉１で加熱された鋼素材を搬送ライン９によって搬送し、熱間圧延装置２に導入して熱間圧延することにより、長尺なＨ形鋼を得る。熱間圧延装置２の構成は特に限定されるものではなく、一般的な構成を採用することができる。例えば、図４のＨ形鋼製造設備では、熱間圧延装置２は粗圧延機２Ａと中間圧延機２Ｂと仕上圧延機２Ｃとで構成されている。仕上圧延機２Ｃとしては、例えばユニバーサル圧延機を好適に用いることができる。

次に、熱間圧延装置２で成形された長尺なＨ形鋼を、搬送ライン９によって切断機３に搬送し、所定の長さに切断する。切断機３における切断方法は特に限定されるものではないが、例えば鋸刃による鋸断があげられる。
そして、切断機３で所定の長さに切断された短尺なＨ形鋼１０を、搬送ライン９によって冷却床４に搬送し冷却する。冷却床４においては、Ｈ形鋼１０を２００℃以下に冷却することが好ましい。これは、熱間圧延されたＨ形鋼１０が十分に冷却され、曲りや反りに対する温度の影響がほとんどなくなってから矯正することが好ましいからである。２００℃を超える温度のＨ形鋼１０に対して反り矯正やフランジ直角度不良の矯正を実施すると、温度分布が残った状態で矯正が終了してしまうので、その後に室温まで冷却され温度分布がなくなるにしたがって、Ｈ形鋼１０の断面形状不良が発生する場合がある。

このようにして製造されたＨ形鋼１０は、長手方向の反りやフランジ直角度不良が生じている場合があるので、搬送ライン９によって反り矯正機５、フランジ直角度矯正装置６に搬送して、長手方向の反りやフランジ直角度不良を矯正する。まず、Ｈ形鋼１０を冷却床４から反り矯正機５に搬送して、長手方向の反りを矯正する。反り矯正機５における反り矯正方法は特に限定されるものではないが、例えば、Ｈ形鋼１０の搬送方向に沿って上下に千鳥状に配列した矯正ローラにウェブ１１を通過させて該ウェブ１１に曲げを繰り返すことでＨ形鋼１０の反りを矯正する方法があげられる。

次に、反りが矯正されたＨ形鋼１０をフランジ直角度矯正装置６に搬送して、フランジ直角度不良を矯正する。フランジ直角度矯正装置６は、フランジ直角度不良を矯正する矯正ローラ装置６Ｂと、矯正ローラ装置６Ｂに導入されるＨ形鋼１０のフランジ直角度及びウェブ反り量をそれぞれ測定する測定部６Ａと、測定部６Ａが測定したフランジ直角度及びウェブ反り量に基づいて矯正ローラ装置６Ｂを制御する制御部（図示せず）と、を備えている。
矯正ローラ装置６Ｂは、図５に示すように、Ｈ姿勢のＨ形鋼１０のウェブ１１を上下両面側から挟み拘束する二対のウェブ用ロール３１，３１，３１，３１と、Ｈ形鋼１０のフランジ１２，１２のウェブ１１とは反対側の面（以下「外面」と記す）を外側から押圧する傾動可能なフランジ用ロール３２，３２と、を備えている。

ウェブ用ロール３１は、ロール軸３１ａがＨ形鋼１０のウェブ高さ方向と平行をなすように配されており、Ｈ形鋼１０のフランジ直角度不良を冷間矯正する際にフランジ用ロール３２の押圧圧力によってウェブ１１が座屈することを防止するために、ウェブ１１を上下両面側から挟んで拘束している。図５においては、ウェブ高さ方向に間隔をあけて二対のウェブ用ロール３１が並べられているが、ウェブ用ロール３１の数はこれに限定されるものではなく、ウェブ１１を拘束することができるならば一対でもよいし三対以上でもよい。

また、フランジ用ロール３２，３２は、ロール軸３２ａがフランジ幅方向と略平行をなすように配されているが、ロール軸３２ａは傾動可能とされている。
一方、測定部６Ａは、矯正ローラ装置６Ｂ（ウェブ用ロール３１及びフランジ用ロール３２）の形鋼搬送方向上流側に配されており、矯正ローラ装置６Ｂに導入されるＨ形鋼１０のフランジ直角度及びウェブ反り量をそれぞれ測定するようになっている。

フランジ直角度及びウェブ反り量の測定方法について、図６を参照しながら以下に説明する。Ｈ形鋼１０のウェブ反り量δは、非接触式の距離計２１（例えばレーザー距離計や超音波距離計等）によって測定されるようになっている。すなわち、複数個（図６の例では３個）の距離計２１が、Ｈ形鋼１０の搬送ライン９の上方にウェブ１１の上面に対向するように配置されており、ウェブ高さ方向に沿って並べられている。
そして、距離計２１がレーザー距離計である場合は、各距離計２１は下方のＨ形鋼１０のウェブ１１の上面に向けてレーザーを照射し、ウェブ１１の上面と距離計２１との間の距離を測定するようになっている。これにより、ウェブ高さ方向に異なる複数点における前記距離が得られる。

これらの距離の測定結果は前記制御部に送られ、これらの距離の差から、ウェブ反り量δが算出される。なお、本発明におけるウェブ反りとは、図３に示すように、Ｈ形鋼１０のウェブ高さ方向に沿ってウェブが湾曲することである。
また、Ｈ形鋼１０のフランジ直角度は、非接触式の距離計２２（例えばレーザー距離計や超音波距離計等）によって測定されるようになっている。すなわち、複数個（図６の例では、一方のフランジ１２に対して３個）の距離計２２が、Ｈ形鋼１０の搬送ライン９の両側方にフランジ１２の外面に対向するように配置されており、フランジ１２の幅方向に沿って並べられている。

そして、距離計２２がレーザー距離計である場合は、各距離計２２は側方のＨ形鋼１０のフランジ１２の外面に向けてレーザーを照射し、フランジ１２の外面と距離計２２との間の距離を測定するようになっている。これにより、両フランジ１２について、フランジ１２の幅方向に異なる複数点における前記距離が得られる。
これらの距離の測定結果は前記制御部に送られ、これらの距離の差から、両フランジ１２について、フランジ１２の外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ₂ が算出される。そして、これらウェブ高さ方向距離Ｔ₂ から、各フランジ１２とウェブ１１とがなす角度θ’（フランジ直角度）がそれぞれ算出される。

制御部は、フランジ１２とウェブ１１とがなす角度θ’（フランジ直角度）の測定結果に基づいて、フランジ１２とウェブ１１とがなす角度を直角とする（フランジ直角度不良度をゼロにする）ためのフランジ用ロール３２，３２の傾動量（ロール軸３２ａの傾動角度Θ）及びフランジ用ロール３２，３２がフランジ１２の外面を押圧する押圧圧力をそれぞれ算出し、フランジ１２の傾きに対して逆向きにフランジ用ロール３２，３２を傾動させて、前記押圧圧力でフランジ１２の外面を押圧してフランジ直角度不良の矯正を行うようになっている。

ただし、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ から算出された角度θ’は、ウェブ反りの影響があるため、フランジ１２とウェブ１１とがなす実際の角度とは異なる。すなわち、図２に示すウェブ反りが生じていないＨ形鋼と、図３に示すウェブ反りが生じているＨ形鋼とでは、フランジ１２とウェブ１１とがなす角度θが同一であっても、ウェブ反り量δが加味されることにより誤差が生じるため、ウェブ高さ方向距離Ｔ₁ よりもウェブ高さ方向距離Ｔ₂ が大きな数値となる。

よって、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ に基づいたフランジ直角度θ’によって、フランジ用ロール３２の傾動量（ロール軸３２ａの傾動角度Θ）を算出すると、フランジ用ロール３２によりフランジ直角度の矯正を行っても、矯正条件が適正ではないため、ウェブ１１とフランジ１２とのなす角度を直角に矯正できない場合がある。
そこで、制御部は、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ に基づいて算出したフランジ直角度に対して、ウェブ反りによって生じるフランジ直角度の測定誤差分を、ウェブ反り量δの測定結果を用いて補正し、補正されたフランジ直角度に基づいて、フランジ用ロール３２の傾動量（ロール軸３２ａの傾動角度Θ）及びフランジ用ロール３２の押圧圧力を算出するようになっている。

以下、フランジ用ロール３２の傾動角度Θの設定方法を、図７を参照して説明する。
図７は、ウェブ反りが生じているＨ形鋼１０についてウェブ１１の上面に対向させてウェブ高さ方向に等間隔で配列した３つの距離計２１，２１，２１によりウェブ１１上面までの距離Ｌ_W1，Ｌ_W2，Ｌ_W3をそれぞれ測定し、図中の右側のフランジ１２の外面に対向させてフランジ幅方向に等間隔で配列した３つの距離計２２，２２，２２によりフランジ１２外面までの距離Ｌ_F1，Ｌ_F2，Ｌ_F3をそれぞれ測定する状態を示している。Ｈ形鋼１０のウェブ１１にはウェブ反りが生じており、フランジ１２との接続部において角度αだけ水平方向から傾斜した状態となっている。

３つの距離計２１，２１，２１でそれぞれ測定される距離Ｌ_W1，Ｌ_W2，Ｌ_W3から、ウェブ反り量δは下記式（１）で求められる。
δ＝［Ｌ_W2−（Ｌ_W1＋Ｌ_W3）／２］×Ｗ’／Ｘ ・・・（１）
ここで、Ｗ’はウェブの内法寸法であり、Ｘは右側の距離計２１と左側の距離計２１との距離である。

３つの距離計２２，２２，２２でそれぞれ測定される距離Ｌ_F1，Ｌ_F2，Ｌ_F3から、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ が下記式（２）で求められ、本実施形態ではこのＴ₂ を仮の直角度として求める。
Ｔ₂ ＝（Ｌ_F1−Ｌ_F3）×Ｆ／Ｙ ・・・（２）
ここで、Ｆはフランジ幅であり、Ｙは上側の距離計２２と下側の距離計２２との距離である。

距離計２２の測定結果から求められるウェブ高さ方向距離Ｔ₂ は、ウェブ反りの発生によりウェブ１１の上下方向からの傾きαと、フランジ１２とウェブ１０との交差角度の直角度からのずれ角度θとの合計の角度θ’だけフランジ１２が上下方向から傾いていることに基づいて求められる値である。したがって、ウェブ１１の上下方向からの傾きαが存在していることによるウェブ高さ方向距離の発生分を差し引くように、仮の直角度として求めたＴ₂ を補正し、直角度Ｔ₁ を求める。

ウェブ１１とフランジ１２との交差角度の直角度からのずれ角度θが生じていることによる、ウェブ高さ方向距離Ｔ₁ を求めれば、このＴ₁ を０とできるようにフランジ用ロール３２を傾動させればよい。Ｔ₁ は、下記式（３）により求めることができる。なお、図７中において破線で示したフランジ１２は、実際のフランジの傾斜角度θ’から角度αだけ傾斜を差し引いた場合の仮想傾斜フランジを示すものである。
Ｔ₁ ＝Ｔ₂ −（δ×Ｆ）／（Ｗ／２） ・・・（３）
ここで、Ｆはフランジ幅であり、Ｗはウェブ高さである。

式（３）によりＴ₁ を求めたら、このＴ₁ を０に修正できるだけのフランジ用ロール３２の傾動角度Θ（図５を参照）を設定する。ウェブ高さ方向距離Ｔ₁ を０にするためには、フランジ用ロール３２の押付けにより、フランジをθだけフランジの傾斜方向とは逆に曲げ変形させられる角度Θに設定すればよいが、変形時のスプリングバック量も考慮する必要がある。

なお、Ｈ形鋼１０の搬送ライン９の上方には、Ｈ形鋼１０全体の姿勢（傾き）を測定するための非接触式の距離計２３（例えばレーザー距離計や超音波距離計等）も配置されている。すなわち、複数個（図６の例では２個）の距離計２３が、Ｈ形鋼１０の搬送ライン９の上方にウェブ１１の上面に対向するように配置されており、ウェブ高さ方向に沿って並べられている。そして、これらの距離計２３は、距離計２１よりもウェブ高さ方向外側に配されており、これらの距離計２３がレーザー距離計である場合は、ウェブ１１とフランジ１２との接続部分近傍にレーザーを照射するようになっている。

各距離計２３は下方のＨ形鋼１０のウェブ１１の上面に向けてレーザーを照射し、ウェブ１１の上面と距離計２３との間の距離を測定するようになっている。これにより、ウェブ高さ方向に異なる複数点における前記距離が得られる。これらの距離の測定結果は制御部に送られ、これらの距離の差から、Ｈ形鋼１０全体の姿勢（傾き）が算出される。ウェブ反りによって生じるフランジ直角度の測定誤差を、ウェブ反り量δの測定結果を用いて補正する際には、上記のようにして算出したＨ形鋼１０全体の姿勢（傾き）の影響も加味されるようになっている。

このように、ウェブ反りによって生じるフランジ直角度の測定誤差が補正されて、ウェブ１１とフランジ１２とのなす正しい角度θが算出されるため、ウェブ１１とフランジ１２とのなす角度θに適した傾動量で傾動したフランジ用ロール３２にて矯正が行われる。よって、Ｈ形鋼１０にウェブ反りが生じている場合であっても、フランジ直角度不良を高精度で矯正することが可能である。その結果、補正を行わない場合と比較して、フランジ直角度が許容範囲から外れたＨ形鋼１０が製造される割合を低減することができる。

以上のようにして長手方向の反り及びフランジ直角度不良が矯正され所望の形状の製品とされたＨ形鋼１０は、搬送ライン９によって検査工程８に搬送され、寸法等が測定された後に出荷工程に搬送される。ウェブ反りの程度が許容範囲外である場合は、ウェブ反りを矯正するウェブ反り矯正機に搬送して、別途矯正を行うことが好ましい。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

例えば、本発明を適用できるＨ形鋼のサイズは特に限定されるものではなく、大型や小型など、あらゆるサイズのＨ形鋼に対して適用可能である。例えば、ウェブ高さが２５０〜１０００ｍｍ、フランジ幅が１２５〜５００ｍｍ、長さが６〜３４ｍのＨ形鋼に対して好適である。
また、本実施形態においては、フランジ直角度矯正装置６をＨ形鋼製造設備中に設置した例を説明したが、Ｈ形鋼製造設備外においてフランジ直角度矯正装置６を使用することも可能である。

さらに、フランジ直角度矯正装置６をはじめとしてＨ形鋼製造設備におけるＨ形鋼１０の姿勢は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、ウェブ１１が水平をなしフランジ１２，１２が鉛直をなす姿勢（いわゆるＨ姿勢）とした場合を例にして説明した。ただし、ウェブ１１が鉛直をなしフランジ１２，１２が水平をなす姿勢（いわゆるＩ姿勢）とすることもできる。

フランジ直角度矯正装置６におけるＨ形鋼１０の姿勢がＨ姿勢である場合は、図５に示すように、ウェブ用ロール３１はロール軸３１ａが水平をなすように設置され、フランジ用ロール３２はロール軸３２ａが鉛直をなすように設置されるが、Ｉ姿勢である場合は、ウェブ用ロール３１はロール軸３１ａが鉛直をなすように設置され、フランジ用ロール３２はロール軸３２ａが水平をなすように設置される。

〔実施例〕
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。ウェブ反りによって生じるフランジ直角度の測定誤差を補正してフランジ直角度の矯正を行った場合と、該補正を行わずにフランジ直角度の矯正を行った場合とで、矯正結果を比較する試験を行った。結果を図８のグラフに示す。

図８の（ａ）は、前記補正を行わずにフランジ直角度の矯正を行った場合の結果を示すグラフである。すなわち、フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ₂ の測定結果は、ウェブ反りによって生じる誤差を含んでいるが、フランジ用ロールが修正するフランジの傾動量を、誤差を含むウェブ高さ方向距離Ｔ₂ に基づいて算出した傾動量に設定して、フランジ直角度の矯正を行った場合の結果である。ここで、グラフ中の縦軸は矯正前後でのＴ₁ の変化量を実測により求めた値であり、横軸はフランジ用ロールが傾動させたフランジの傾動量である。

図８の（ａ）のグラフから分かるように、フランジ用ロールによって傾動させた傾動量と、矯正によって生じたフランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ₁ の変化量との間には、明確な相関性が見られなかった。これは、試験材によってウェブ反り量が異なるため、ウェブ反りによって生じる誤差の影響により、矯正の結果がバラバラになるためと考えられる。

これに対して、図８の（ｂ）は、前記補正を行ってフランジ直角度の矯正を行った場合の結果を示すグラフである。すなわち、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ の測定結果を補正して、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ の測定結果が、ウェブ反りによって生じる誤差を含まないようにし、フランジ用ロールにより傾動させるフランジの傾動量を、ウェブ高さ方向距離Ｔ₂ を補正したＴ₁ に基づいて算出した傾動量に設定して、フランジ直角度の矯正を行った場合の結果である。
図８の（ｂ）のグラフから分かるように、フランジ用ロールによって傾動させた傾動量と、矯正によって生じたフランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ₁ の変化量との間には、明確な相関性が見られ、ウェブ反り量がどのような大きさであっても、フランジ直角度不良を高精度で矯正することが可能であった。

６ フランジ直角度矯正装置
６Ａ 測定部
６Ｂ 矯正ローラ装置
１０ Ｈ形鋼
１１ ウェブ
１２ フランジ
２１ 距離計
２２ 距離計
３１ ウェブ用ロール
３２ フランジ用ロール

Claims (4)

1. 少なくとも一対のウェブ用ロールでＨ形鋼のウェブを両面側から挟み拘束しつつ、傾動可能なフランジ用ロールでフランジ外面を押圧して前記Ｈ形鋼のフランジ直角度を矯正するＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法であって、
   前記フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ ₂ を測定するとともにウェブ反り量δを測定し、これらの測定結果に基づいて、下記式（３）によリウェブ反りがない時のフランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ ₁ を求め、求めたＴ ₁ を０とできるように、前記フランジ外面を押圧する前記フランジ用ロール傾動量を制御することを特徴とするＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法。
   Ｔ ₁ ＝Ｔ ₂ −（δ×Ｆ）／（Ｗ／２） ・・・（３）
   ただし、Ｆはフランジ幅であり、Ｗはウェブ高さである。
2. ウェブ面に対向させてウェブ高さ方向に等間隔で配列した３つの距離計により、それぞれの距離計から前記ウェブ面までの距離Ｌ _W1 ，Ｌ _W2 ，Ｌ _W3 をそれぞれ測定し、測定した距離Ｌ _W1 ，Ｌ _W2 ，Ｌ _W3 から下記式（１）により前記ウェブ反り量δを求め、
   前記フランジ外面に対向させてフランジ幅方向に配列した２つの距離計により、それぞれの距離計から前記フランジ外面までの距離Ｌ _F1 ，Ｌ _F3 をそれぞれ測定し、測定した距離Ｌ _F1 ，Ｌ _F3 から下記式（２）により前記フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ ₂ を求めることを特徴とする請求項１に記載のＨ形鋼のフランジ直角度矯正方法。
   δ＝［Ｌ _W2 −（Ｌ _W1 ＋Ｌ _W3 ）／２］×Ｗ’／Ｘ ・・・（１）
   ただし、Ｗ’はウェブの内法寸法であり、Ｘは、配列した３つの距離計のうち両外側の距離計間の距離である。また、Ｌ _W1 、Ｌ _W3 は、配列した３つの距離計のうち両外側の距離計で測定した距離計から前記ウェブ面までの距離であり、Ｌ _W2 は、配列した３つの距離計のうち中央の距離計で測定した距離計から前記ウェブ面までの距離である。
   Ｔ ₂ ＝（Ｌ _F1 −Ｌ _F3 ）×Ｆ／Ｙ ・・・（２）
   ただし、Ｆはフランジ幅であり、Ｙは２つの距離計間の距離である。
3. Ｈ形鋼のウェブを両面側から挟み拘束する少なくとも一対のウェブ用ロールと、前記Ｈ形鋼のフランジ外面を押圧する傾動可能なフランジ用ロールと、を備え、前記Ｈ形鋼のフランジ直角度を矯正するＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置であって、
   前記ウェブ用ロール及び前記フランジ用ロールに導入される前記Ｈ形鋼の前記フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ ₂ 及びウェブ反り量δをそれぞれ測定する測定部と、前記測定部が測定したウェブ高さ方向距離Ｔ ₂ 及びウェブ反り量δに基づいて、下記式（３）によリウェブ反りがない時のフランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ ₁ を求め、求めたＴ ₁ を０とできるように、前記フランジ外面を押圧する前記フランジ用ロール傾動量を制御する制御部と、を備えることを特徴とするＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置。
   Ｔ ₁ ＝Ｔ ₂ −（δ×Ｆ）／（Ｗ／２） ・・・（３）
   ただし、Ｆはフランジ幅であり、Ｗはウェブ高さである。
4. 前記測定部は、ウェブ面に対向させてウェブ高さ方向に等間隔で配列した３つの距離計により、それぞれの距離計から前記ウェブ面までの距離Ｌ _W1 ，Ｌ _W2 ，Ｌ _W3 をそれぞれ測定し、測定した距離Ｌ _W1 ，Ｌ _W2 ，Ｌ _W3 から下記式（１）により前記ウェブ反り量δを求め、 前記フランジ外面に対向させてフランジ幅方向に配列した２つの距離計により、それぞれの距離計から前記フランジ外面までの距離Ｌ _F1 ，Ｌ _F3 をそれぞれ測定し、測定した距離Ｌ _F1 ，Ｌ _F3 から下記式（２）により前記フランジ外面のフランジ幅方向両端間のウェブ高さ方向距離Ｔ ₂ を求めることを特徴とする請求項３に記載のＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置。
   δ＝［Ｌ _W2 −（Ｌ _W1 ＋Ｌ _W3 ）／２］×Ｗ’／Ｘ ・・・（１）
   ただし、Ｗ’はウェブの内法寸法であり、Ｘは、配列した３つの距離計のうち両外側の距離計間の距離である。また、Ｌ _W1 、Ｌ _W3 は、配列した３つの距離計のうち両外側の距離計で測定した距離計から前記ウェブ面までの距離であり、Ｌ _W2 は、配列した３つの距離計のうち中央の距離計で測定した距離計から前記ウェブ面までの距離である。
   Ｔ ₂ ＝（Ｌ _F1 −Ｌ _F3 ）×Ｆ／Ｙ ・・・（２）
   ただし、Ｆはフランジ幅であり、Ｙは２つの距離計間の距離である。

Images