JP6064398B2 - 形鋼の曲り矯正方法 - Google Patents
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そこで、特許文献2では、水平ロールだけでなく堅ロールも設置したローラ矯正機による矯正方法が提案されているが、本発明者らの検討によれば、堅ロールを追加してもローラ矯正機の曲り矯正能力は十分でないことがわかった。
したがって、本発明は、フランジを有する形鋼の曲り矯正方法として、矯正前の残留応力分布を考慮した圧延条件で矯正を行うことによって曲り矯正効果をさらに向上させることを目的とする。
(1)フランジを有する形鋼の曲りを該フランジを圧延することにより矯正する形鋼の曲り矯正方法であって、前記形鋼の曲り部の長手方向の残留応力の前記曲り部のフランジ幅方向の分布状況に応じて、前記曲り部のフランジ幅方向の圧下率を変化するように圧延するものであり、前記長手方向の残留応力が大きい部分ほど圧下率を大きくすることを特徴とする、形鋼の曲り矯正方法。
(2)フランジを有する形鋼の曲りを該フランジを圧延することにより矯正する形鋼の曲り矯正方法であって、前記形鋼の曲り部の製造加工終了後のフランジ幅方向の温度分布状況に応じて、前記曲り部のフランジ幅方向の圧下率が変化するように圧延するものであり、前記製造加工終了後の温度が高い部分ほど圧下率を大きくすることを特徴とする形鋼の曲り矯正方法。
(4)ロールの直径がロール軸方向において変化したロール外周面を有する矯正ロールにより圧延することを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の形鋼の曲り矯正方法。
図1は、本発明の形鋼の矯正方法に用いる装置の一例を示す模式図である。H形鋼10の片側フランジ11の外側に位置する外面ロール102と、内側に位置する2個の内面ロール101によってフランジ圧延が行われ、H形鋼の曲りが矯正される。本発明は、このような装置を用いる形鋼の曲り矯正において、矯正される形鋼のフランジ長手方向の残留応力の分布状況に応じて、被圧延部の圧下率を変化させて圧延することで、曲り矯正効果をより大きくするものである。
従来は、曲り矯正のためにフランジを圧延する際の圧下率は、圧延される部分をできる限り均一にすることが望ましいとされていた。しかしながら、例えば、図3に示されるような初期の残留応力分布を有する形鋼を均一な圧下率で矯正圧延すると、圧延された部分には圧延後も図4に示されるような残留応力分布が残ることになる。
また、熱間圧延により製造されるH形鋼では、熱間圧延の途中や終了後にフランジを水冷することが行われている。この場合、冷却前においては、フランジ幅中央部の温度が高いため、フランジの温度分布の均一化を狙って高温部を重点的に冷却すると、図6に示されるように、冷却後は逆にフランジ幅中央部の温度がフランジ幅先端部の温度よりも低くなる場合がある。このような温度分布で圧延を終了した場合には、図7に示されるように、フランジ幅先端の引張残留応力がフランジ幅中央部の引張残留応力よりも大きい残留応力分布が生じる。このような残留応力分布を有する形鋼を均一な圧下率で圧延すると、図8に示されるように、圧延後の残留応力分布は初期の分布が残ったものとなるが、本発明の第二の実施態様に沿ってフランジ幅先端部の圧下率をフランジ幅中央部よりも大きくすると、図9に示されるように、圧延後の残留応力分布はより均一なものとなり、圧延荷重の減少効果も得られる。
本発明の好ましい実施態様では、初期の残留応力が小さい部分ほど圧下率を小さくするため、図5や図9に示されるように、幅方向の残留応力がより均等になり、均一な圧下率を付与する場合よりも小さな荷重で同じフランジ延伸量を付与することができる。したがって、曲り矯正用のフランジ圧延機に必要とされる圧延荷重を小さくでき、圧延機の設備費用を低廉化することが可能である。また、曲り矯正で圧延された後の残留応力にばらつきが小さいので、H形鋼に切断や孔空けの加工をしても残留応力が原因の変形を抑制することができる。
本発明に適用するロール形状は以上の例に限るものではなく、フランジの長さ方向残留応力分布に応じてフランジ幅方向の圧下率を変化させることができる形状であれば他の形状でもよい。例えば、ロール外周を曲線に加工することが困難な場合には、複数の直線を結んだロール外周形状でも同様の効果が得られる。
溶接組立で製造される形鋼の場合においても、上述の本発明の第二の実施態様のように、製造加工終了後の幅方向の温度分布状況に応じて、曲り部の幅方向の圧下率が変化するように圧延するようにしてもよい。
11 フランジ
101 フランジ内面ロール
101a 凸曲線状フランジ内面ロール
12 ウェブ
102 フランジ外面ロール
101b 凹曲線状フランジ内面ロール
Claims (4)
- フランジを有する形鋼の曲りを該フランジを圧延することにより矯正する形鋼の曲り矯正方法であって、前記形鋼の曲り部の長手方向の残留応力の前記曲り部のフランジ幅方向の分布状況に応じて、前記曲り部のフランジ幅方向の圧下率を変化するように圧延するものであり、
前記長手方向の残留応力が大きい部分ほど圧下率を大きくすることを特徴とする形鋼の曲り矯正方法。 - フランジを有する形鋼の曲りを該フランジを圧延することにより矯正する形鋼の曲り矯正方法であって、前記形鋼の曲り部の製造加工終了後のフランジ幅方向の温度分布状況に応じて、前記曲り部のフランジ幅方向の圧下率が変化するように圧延するものであり、
前記製造加工終了後の温度が高い部分ほど圧下率を大きくすることを特徴とする形鋼の曲り矯正方法。 - 前記形鋼が熱間圧延により製造されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の形鋼の曲り矯正方法。
- ロールの直径がロール軸方向において変化したロール外周面を有する矯正ロールにより圧延することによって、圧下率を変化させることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の形鋼の曲り矯正方法。
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