JP6551246B2 - ハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正装置に関する。

鋼矢板は、土木工事の大型化や新工法の開発により、種々の断面形状を有するものが開発されており、フランジ部の先端に継手部を直接設けたＵ形鋼矢板（図示せず）と、フランジ部１０２と継手部１０４との間に腕部１０３を設けたハット形鋼矢板１００（図９を参照）に大別される。図９に示すようなハット形鋼矢板１００においては、左右の継手部１０４の外縁間の距離Ｗを全幅と呼ぶ。

Ｕ形鋼矢板やハット形鋼矢板は、例えば熱間圧延により製造されるが、フランジ部とウェブ部の板厚差による圧延終了温度の相違から、圧延・冷却後に長手方向に変形が生じる場合があった。例えば、図１０に示すような、ウェブ部１０１側を内側にして湾曲する上反りと呼ばれる変形や、図１１に示すような、腕部１０３側を内側にして湾曲する下反りと呼ばれる変形が生じる場合があった。

このような反りを除去し、まっすぐな製品とするため、一般には製品出荷前に冷間矯正が行われる。例えば、特許文献１〜３には、反りが発生したハット形鋼矢板のウェブ部、フランジ部、及び腕部を上下両面側からロールで拘束し、ハット形鋼矢板が部分的に塑性変形する程度の力を上下交互に加え曲げ・曲げ戻しを繰り返し行って、反りを除去するローラー矯正方法が開示されている。

ここで、反りの矯正に使用するロールは、例えば図１２に示すように、ハット形鋼矢板１００の通材路（パスライン）を挟んで上下交互に配置されており、ハット形鋼矢板１００の通材方向に沿って上下に千鳥状に配列されている。そして、複数の上側ロール２００（２００ａ〜２００ｄ）と複数の下側ロール３００（３００ａ〜３００ｅ）は、各上側ロール２００ａ〜２００ｄの外周面の最下端が各下側ロール３００ａ〜３００ｅの外周面の最上端よりも下側に位置するように配置されているので、上下方向に波形の通材路が上側ロール２００ａ〜２００ｄと下側ロール３００ａ〜３００ｅとの間に形成される。

この通材路に、上側ロール２００ａ〜２００ｄと下側ロール３００ａ〜３００ｅの間にウェブ部１０１、フランジ部１０２、及び腕部１０３を挟むようにしてハット形鋼矢板１００を通材すれば、ハット形鋼矢板１００は上側ロール２００ａ〜２００ｄと下側ロール３００ａ〜３００ｅの各ロール間で３点支持され、ハット形鋼矢板１００に対して上下方向の曲げ・曲げ戻しが交互に繰り返し行われ、反りが緩和される。

上側ロール２００と下側ロール３００の断面形状は、図１３に示す通りである。すなわち、上側ロール２００と下側ロール３００は、ウェブ部１０１、フランジ部１０２、及び腕部１０３を一体的に拘束するような断面形状を有する。
さらに、継手部１０４を外側から拘束するサイドロール４００が、下側ロール３００の外側に設けられている。ハット形鋼矢板１００の曲げ・曲げ戻しを繰り返し行う際に、サイドロール４００が継手部１０４を外側から拘束するため、ハット形鋼矢板１００の全幅が拡がることが防止されるようになっている。

特開平０９−９４６１４号公報 特開２００７−３０００１号公報 特開２００５−２７９６５６号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示の技術では、対向する左右のサイドロール４００の間隔が適正値に設定されない場合があり、ハット形鋼矢板１００の先端部のサイドロール４００への噛み込み不良が起こりやすいという問題があった。
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、ハット形鋼矢板の先端部のサイドロールへの噛み込み不良が起こりにくいハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正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、本発明の一態様に係るハット形鋼矢板の矯正方法は、ウェブ部と、ウェブ部の幅方向両端からそれぞれ屈曲して延びるフランジ部と、両フランジ部のウェブ部に接続する側とは反対側の端部からウェブ部と平行をなして幅方向外側にそれぞれ延びる腕部と、両腕部のフランジ部に接続する側とは反対側の端部にそれぞれ設けられた継手部と、を備えるハット形鋼矢板の矯正方法であって、ハット形鋼矢板の凸状の外面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を外面に接触させてウェブ部、両フランジ部、及び両腕部を外面側から拘束する外側ロールと、ハット形鋼矢板の凹状の内面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を内面に接触させてウェブ部、両フランジ部、及び両腕部を内面側から拘束する内側ロールとを、ハット形鋼矢板の通材路を挟んで交互に配して千鳥状に並べるとともに、ロール面を継手部の先端に接触させて継手部を幅方向外側から拘束するサイドロールを、各内側ロールの幅方向両外側にそれぞれ配して、対向するサイドロールのロール面間の幅方向間隔を、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定し、外側ロールのロール面と内側ロールのロール面との間にウェブ部、両フランジ部、及び両腕部を挟み、且つ、対向するサイドロールのロール面で両継手部を幅方向外側から挟むように、ハット形鋼矢板を通材路に通すことにより、ウェブ部、両フランジ部、及び両腕部に対して内外方向の曲げ及び曲げ戻しを交互に繰り返し行ってハット形鋼矢板の反りを矯正するとともに、ハット形鋼矢板の幅を小さくすることを要旨とする。

また、本発明の他の態様に係る矯正装置は、ウェブ部と、ウェブ部の幅方向両端からそれぞれ屈曲して延びるフランジ部と、両フランジ部のウェブ部に接続する側とは反対側の端部からウェブ部と平行をなして幅方向外側にそれぞれ延びる腕部と、両腕部のフランジ部に接続する側とは反対側の端部にそれぞれ設けられた継手部と、を備え、ハット形鋼矢板の反りを矯正するとともに幅を小さくする矯正装置であって、ハット形鋼矢板の凸状の外面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を外面に接触させてウェブ部、両フランジ部、及び両腕部を外面側から拘束する外側ロールと、ハット形鋼矢板の凹状の内面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を内面に接触させてウェブ部、両フランジ部、及び両腕部を内面側から拘束する内側ロールとを、備え、外側ロールと内側ロールはハット形鋼矢板の通材路を挟んで交互に配されて千鳥状に並べられているとともに、ロール面を継手部の外端に接触させて継手部を幅方向外側から拘束するサイドロールが、各内側ロールの幅方向両外側にそれぞれ配されており、対向するサイドロールのロール面間の幅方向間隔が、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定されていることを要旨とする。

本発明によれば、ハット形鋼矢板の先端部のサイドロールへの噛み込み不良が起こりにくい。

本発明に係るハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正装置の一実施形態を説明する図であり、ロールの配置を示す図である。 本発明に係るハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正装置の一実施形態を説明する図であり、上側ロール、下側ロール、及びサイドロールの形状を示す正面図（通材路の上流側から見た図）である。 サイドロールのロール面の形状を示す部分拡大図である。 実施例及び比較例の矯正前後のハット形鋼矢板の全幅分布を示すグラフである。 事前調査に用いたローラー矯正装置におけるロール配置を示す図である。 事前調査に用いたローラー矯正装置の上側ロール及び下側ロールの形状を示す正面図（通材路の上流側から見た図）である。 第１の事前調査の結果を示すグラフである。 第２の事前調査の結果を示すグラフである。 ハット形鋼矢板の断面形状を示す図である。 ハット形鋼矢板の上反りを説明する図である。 ハット形鋼矢板の下反りを説明する図である。 従来のローラー矯正装置におけるロール配置を示す図である。 従来のローラー矯正装置の上側ロール、下側ロール、及びサイドロールの断面形状を示す図である。

まず、ＪＩＳ規格１０Ｈのハット形鋼矢板について、従来のローラー矯正装置を用いた矯正方法により矯正を行い、矯正によるハット形鋼矢板の全幅の変化について事前調査を行った。事前調査に用いたローラー矯正装置は、継手部を外側から拘束するサイドロールを備えていない点を除いては図１２、１３に示したものと同様のものであり、図５に示すように、４軸の上側ロール２００（＃２ロール、＃４ロール、＃６ロール、＃８ロール）と５軸の下側ロール３００（＃１ロール、＃３ロール、＃５ロール、＃７ロール、＃９ロール）の合計９軸のロールが、ハット形鋼矢板１００の通材路を挟んで交互に配されて上下に千鳥状に並べられている。

また、事前調査に用いたローラー矯正装置の上側ロール２００及び下側ロール３００は、図６に示すように、ハット形鋼矢板１００のウェブ部１０１を中心に圧下するウェブ圧下ロールと、腕部１０３を中心に圧下する腕部圧下ロールとが組み込まれたものであり、上側ロール２００と下側ロール３００は、ウェブ部１０１、フランジ部１０２、及び腕部１０３を一体的に拘束するような断面形状を有する。

まず、第１の事前調査として、反りを有するハット形鋼矢板１００を図５、６に示すローラー矯正装置に通材させて矯正を行い、ハット形鋼矢板１００の長手方向先端部が最終ロールである＃９ロールを通過したときに矯正を停止し、そのときの各ロール出側でのハット形鋼矢板１００の全幅寸法（すなわち、ハット形鋼矢板１００の各長手方向部位の全幅寸法）を測定した。この事前調査は、矯正の定常部と扱える長手方向部位でのハット形鋼矢板１００の全幅の変化を調べる調査である。

第１の事前調査の結果を図７に示す。上側ロール２００（＃２ロール、＃４ロール、＃６ロール、＃８ロール）で圧下されている長手方向部位の全幅は、下側ロール３００（＃１ロール、＃３ロール、＃５ロール、＃７ロール、＃９ロール）で圧下されている長手方向部位の全幅よりも小さく（すなわち、上側ロール２００での圧下により全幅が縮められている）、全体としてはハット形鋼矢板１００の全幅は長手方向にジグザグに変化していっている。

次に、第２の事前調査として、反りを有するハット形鋼矢板１００を図５、６に示すローラー矯正装置に通材させて矯正を行い、ハット形鋼矢板１００の長手方向先端部が各ロールを通過する都度、通材を逐次一旦停止し、そのときの各ロール出側でのハット形鋼矢板１００の長手方向先端部の全幅寸法を逐次測定した。この事前調査は、矯正の非定常部となる長手方向先端部の全幅が矯正途中にどのように変化していくのかを調べる調査である。

第２の事前調査の結果を図８に示す。上側ロール２００（＃２ロール、＃４ロール、＃６ロール、＃８ロール）で圧下された時には、ハット形鋼矢板１００の長手方向先端部の全幅は縮まり、下側ロール３００（＃１ロール、＃３ロール、＃５ロール、＃７ロール、＃９ロール）で圧下された時には、直前の上側ロール２００で圧下された時の全幅よりも拡がっていることが分かる。そして、矯正前のハット形鋼矢板１００の長手方向先端部の全幅は約９４５ｍｍであったが、各ロールで圧下することによってジグザグ状に変化し、最終的な矯正後は９３６ｍｍとなった。
第１、第２の事前調査ともに、矯正途中における全幅の変化の傾向は同様であったが、長手方向先端部の方が全幅の変動量が大きく、全幅の絶対値も大きめであった。

図１２、１３に示したサイドロールを有するローラー矯正装置を用いて矯正を行う場合には、矯正中のハット形鋼矢板の長手方向先端部の全幅の変化と、ハット形鋼矢板のサイドロールへの噛み込み性とを考慮して、サイドロールの形状と拘束量（対向するサイドロールのロール面間の幅方向間隔）を決定する必要がある。すなわち、サイドロールのロール面間の幅方向間隔が狭すぎると拘束量が過多となって、ハット形鋼矢板の長手方向先端部がサイドロールに噛み込みにくくなり、継手部やフランジ部に変形が生じたり、ハット形鋼矢板の先端面に当て疵が生じたりする問題が発生する。一方、サイドロールのロール面間の幅方向間隔が広すぎると、ハット形鋼矢板を十分に拘束することができない。

また、上側ロール及び下側ロールでのハット形鋼矢板の外面及び内面の拘束によって定常部の矯正効果を向上させるためには、定常部についても、矯正中のハット形鋼矢板の各長手方向部位での全幅の差異も考慮してサイドロールでの拘束量を調整する必要がある。このとき、拘束量が過多であると、継手部の変形やフランジ部の折れ曲がり変形などが生じ、逆に拘束量が足りないと矯正効果の向上が見込めない。

本実施形態のハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正装置は、第１及び第２の事前調査の結果並びに上記のような事情を元になされたものである。本実施形態のハット形鋼矢板の矯正方法及び矯正装置について、以下に詳細に説明する。
ハット形鋼矢板１０は、図２に示すように、ウェブ部１１と、ウェブ部１１の幅方向両端からそれぞれ屈曲してウェブ部１１の一方の主面側に延びる２つのフランジ部１２、１２と、両フランジ部１２、１２のウェブ部１１に接続する側とは反対側の端部からウェブ部１１と平行をなして幅方向外側にそれぞれ延びる腕部１３、１３と、両腕部１３、１３のフランジ部１２に接続する側とは反対側の端部にそれぞれ設けられた継手部１４、１４と、を備えている。

熱間圧延により製造されたハット形鋼矢板１０は、圧延・冷却後に反りが生じている場合があるので、反りを緩和・除去する必要がある。また、熱間圧延により製造されたハット形鋼矢板１０の幅（両継手部１４、１４の外縁間の幅方向距離であり、以下「全幅」と記すこともある）は目的の製品幅よりも大きい場合があるので、幅を小さくする必要がある場合がある。

そこで、ハット形鋼矢板１０を製造する製造設備中に、図１、２に示すローラー矯正装置を設置し、製造設備の搬送ライン（図示せず）によってハット形鋼矢板１０をローラー矯正装置に導入して、冷間矯正によりハット形鋼矢板１０の反りを緩和・除去するとともに幅を調整するようになっている。そして、反りが緩和・除去されるとともに幅が目的の製品幅に調整されて所望の形状の製品とされたハット形鋼矢板１０は、搬送ラインによって検査工程、出荷工程に搬送されるようになっている。

ここで、図１、２のローラー矯正装置について詳細に説明する。このローラー矯正装置は、互いに平行をなしてハット形鋼矢板１０の通材方向の上流側から下流側へ一列に並ぶ複数のロールからなるロール列２０、３０を、ハット形鋼矢板１０の通材路を挟んで上下に２列備えている。図１の例では、上側のロール列２０は４軸の上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを有しており、下側のロール列３０は５軸の下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅを有しているが、ロールの数は特に限定されるものではない。ただし、ウェブ部１１に３回以上繰り返して曲げが行われるような数とすることが好ましいので、２列のロール列２０、３０のロールの合計数は５軸以上とすることが好ましい。

これら２列のロール列２０、３０は、図１に示すように、各ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅの並び方向位置が互いにずれた状態で対向配置されている。すなわち、ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅをその回転軸方向端部側から見ると、上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅとが通材路を挟んで上下交互に配されており、ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは全体としてハット形鋼矢板１０の通材方向に沿って上下に千鳥状に並べられている。

上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、ハット形鋼矢板１０の上面１０ａ（すなわち、ハット形鋼矢板１０の凸状の外面（図２を参照））に沿う形状のロール面２２を有しており、該ロール面２２を上面１０ａに接触させてウェブ部１１、両フランジ部１２、１２、及び両腕部１３、１３を上面１０ａ側から拘束することができるようになっている。すなわち、上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが、本発明の構成要件である外側ロールに相当する。

また、下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、ハット形鋼矢板１０の下面１０ｂ（すなわち、ハット形鋼矢板１０の凹状の内面（図２を参照））に沿う形状のロール面３２を有しており、該ロール面３２を下面１０ｂに接触させてウェブ部１１、両フランジ部１２、１２、及び両腕部１３、１３を下面１０ｂ側から拘束することができるようになっている。すなわち、下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅが、本発明の構成要件である内側ロールに相当する。

さらに、これら２列のロール列２０、３０は、図１から分かるように、各上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのロール面２２の最下端が、各下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅのロール面３２の最上端よりも下側に位置するように配置されている。よって、これらロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅにより、ハット形鋼矢板１０が通される通材路が２列のロール列２０、３０の間に上下方向に波形に形成されている。

さらに、図２から分かるように、継手部１４、１４を幅方向外側から拘束するサイドロール４０、４０が、下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃの幅方向両外側にそれぞれ配されている。このサイドロール４０は、ロール面４２を有しており、ロール面４２を継手部１４の外端（ハット形鋼矢板１０の幅方向外側の端部）に接触させて継手部１４を幅方向外側から拘束することができるようになっている。なお、サイドロール４０は、下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃと一体の部材でもよいし、別体の部材でもよい。

そして、１軸の下側ロールに配されて対向する一対のサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈは、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定されている。すなわち、下側ロール３０ａに配されたサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈよりも、下側ロール３０ｂに配されたサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈの方が小さく設定されており、下側ロール３０ｃに配されたサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈが最も小さく設定されている。なお、対向する一対のサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈとは、ロール面４２、４２とハット形鋼矢板１０の継手部１４、１４との接触点間の幅方向距離を意味する。

このようなローラー矯正装置に、ハット形鋼矢板１０の長手方向がロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅの並び方向に沿うように、ハット形鋼矢板１０を通材する。すなわち、上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのロール面２２と下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅのロール面３２との間にウェブ部１１、フランジ部１２、１２、及び腕部１３、１３を挟み、且つ、対向するサイドロール４０、４０のロール面４２、４２で両継手部１４、１４を幅方向外側から挟むように、ハット形鋼矢板１０を上下方向に波形の通材路に通す。

すると、ハット形鋼矢板１０は上側ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅの各ロール間で３点支持されるので、ハット形鋼矢板１０のウェブ部１１、フランジ部１２、１２、及び腕部１３、１３に曲げが行われる。そして、ハット形鋼矢板１０を通材路の下流側に移動させることにより、ウェブ部１１、フランジ部１２、１２、及び腕部１３、１３に対して上下方向（本発明の構成要件である内外方向に相当する）の曲げ及び曲げ戻しが交互に繰り返し行われるため、ハット形鋼矢板１０の反りが緩和されるとともに、ハット形鋼矢板１０の全幅が小さく調整され、目的の製品幅とされる。ハット形鋼矢板１０の全幅が大きくなるように矯正することも可能であるが、そのようにすると反りの矯正効果が低下するという不都合が生じるおそれがある。

また、対向するサイドロール４０、４０のロール面４２、４２で両継手部１４、１４が幅方向外側から拘束されているため、下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃで圧下される際に、ハット形鋼矢板１０が拡がって全幅が大きくなることがサイドロール４０、４０で抑えられる。

両継手部１４、１４を幅方向外側から拘束せずに矯正を行うと、ハット形鋼矢板１０が拡がってしまうため、ハット形鋼矢板１０の曲げが十分に行われず、反りの矯正が不十分となるおそれがあるが、サイドロール４０、４０によってハット形鋼矢板１０の拡がりを抑えれば、ハット形鋼矢板１０の曲げ変形が十分に行われるので、圧下力が反り矯正に効率良く使用されて、反りの矯正が十分に行われやすい。

さらに、ハット形鋼矢板１０の拡がりを抑えつつ下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃで圧下すると、継手部１４及びその近傍部分に歪みが入りやすいので、圧下力が継手部１４にまで伝わりやすい。その結果、継手部１４の反り量の小さいハット形鋼矢板１０が得られやすいことに加えて、両継手部１４、１４の反り量の差が小さいバランスの取れた形状のハット形鋼矢板１０が得られやすい。

さらに、対向するサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈが、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定されているので、ハット形鋼矢板１０のサイドロール４０、４０への噛み込み性が良好である。よって、継手部１４、フランジ部１２等の各部位に異常な変形（例えば、折れ曲がりや全幅の拡がり）が生じたり、ハット形鋼矢板１０の先端面に当て疵が生じたりすることが抑制される。これは、前述した第１及び第２の事前調査の結果から明らかなように、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって全幅を小さくするよう矯正することで、特定のロールでの過度の変形や噛み込み不良を防止しつつ、効率的に全幅を矯正するためである。

ここで、サイドロール４０のロール面４２について詳細に説明する。サイドロール４０のロール面４２は、図２の破線で囲んだ部分の拡大図である図３に示すように、対向するサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈが内外方向の内側から外側へ行くにしたがって大きくなるように傾斜することが好ましい。なお、これ以降においては、ロール面４２の内外方向に対する傾斜角度を「抜け勾配」と記す。

サイドロール４０のロール面４２を、図１２、１３に示した従来のローラー矯正装置と同様に、対向するサイドロール４０、４０のロール面４２、４２間の幅方向間隔Ｈが一定であるような平面（傾斜しておらず内外方向に沿う平面）とすることもできるが、抜け勾配を設ければ、ハット形鋼矢板１０の先端部のサイドロール４０、４０への噛み込み性が良好となる。ロール面４２の抜け勾配の大きさは特に限定されるものではないが、２％以上１５％以下とすることができる。特に、矯正前のハット形鋼矢板１０は形状にばらつきがあり全幅もばらついているので、通材路の上流側のサイドロール４０においては、ロール面４２の抜け勾配を大きめに設定することが好ましい。

通材路の下流側のサイドロール４０においては、ハット形鋼矢板１０の形状はある程度矯正されており全幅のばらつきも小さくなっているので、ロール面４２の抜け勾配は小さめに設定することができる。すなわち、ロール面４２の抜け勾配は、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定することができる。通材路の下流側のサイドロール４０においてロール面４２の抜け勾配を小さく設定することにより、ハット形鋼矢板１０が矯正により断面内変形を起こしている場合（下側ロールでの圧下によって腕部がウェブ部側に曲がる場合がある）にも、全幅の矯正をより行いやすくなる。

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。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
例えば、本発明を適用できるハット形鋼矢板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、あらゆるサイズのハット形鋼矢板に対して適用可能である。例えば、ＪＩＳ規格１０Ｈのハット形鋼矢板に限らず、ＪＩＳ規格２５Ｈのハット形鋼矢板に対しても適用可能である。

また、本実施形態においては、５軸の下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅのうち３軸の下側ロール３０ａ、３０ｂ、３０ｃにサイドロール４０、４０がそれぞれ配されていたが、全ての下側ロールのうち２軸以上にサイドロール４０、４０が配されていれば、サイドロール４０、４０が配される下側ロールの数は特に限定されるものではない。サイドロール４０、４０が配された下側ロールが１軸のみであると、ハット形鋼矢板１０の定常部についての全幅の矯正効果や継手部１４、１４の反りの矯正効果が不十分となるおそれがある。

さらに、サイドロール４０、４０が配された下側ロールは、通材方向に連続して配置する必要はなく、サイドロール４０、４０が配された２軸の下側ロールの間にサイドロール４０、４０が配されていない下側ロールを配置してもよい。例えば、サイドロール４０、４０を、下側ロール３０ａ、３０ｃ、３０ｄに配し、下側ロール３０ｂ、３０ｅには配しない構成としてもよい。

さらに、各ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、それぞれ一対のロール部材からなっている。すなわち、図２から分かるように、ハット形鋼矢板１０のウェブ部１１の幅方向端部側部分、フランジ部１２、及び腕部１３に接触するロール面２２を有する２つのロール部材が、ハット形鋼矢板１０の幅方向に間隔をおいて配置されている。ただし、各ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、一体的な部材でもよい。また逆に、各ロール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、例えば、主にウェブ部１１を圧下する部分と、主に腕部１３を圧下する部分とで分けた部材とすることもできる。

さらに、本実施形態においては、水平をなしたウェブ部１１からフランジ部１２、１２が略下方に向かって延びる姿勢のハット形鋼矢板１０に矯正を施す例を示して説明したが、矯正を施す際のハット形鋼矢板１０の姿勢は特に限定されるものではなく、水平をなしたウェブ部１１からフランジ部１２、１２が略上方に向かって延びる姿勢とすることもできるし、あるいは、鉛直をなしたウェブ部１１からフランジ部１２、１２が略側方に向かって延びる姿勢とすることもできる。

さらに、本実施形態においては、ローラー矯正装置をハット形鋼矢板の製造設備中に設置した例を説明したが、ハット形鋼矢板の製造設備外においてローラー矯正装置を使用することも可能である。
さらに、サイドロール４０のロール面４２は、継手部１４、１４を幅方向外側から拘束することができるならば、平面に限らず、凹面、凸面等の曲面とすることもできる。

〔実施例〕
以下に実施例及び比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。図１、２に示すローラー矯正装置とほぼ同様の構成の、４軸の上側ロールと５軸の下側ロールを備えるローラー矯正装置を用いて、熱間圧延で成形され冷却されたハット形鋼矢板の反りを矯正するとともに幅を縮小した。そして、矯正前後のハット形鋼矢板の全幅の変化と、反りの状態と、ハット形鋼矢板の異常変形や疵発生の有無を調査した。ハット形鋼矢板としては、ＪＩＳ規格１０Ｈのハット形鋼矢板（長さ１０ｍ）を用いた。矯正前のハット形鋼矢板の全幅は、定常部では９４１ｍｍ、非定常部（先後端部）では９４５ｍｍである。

ローラー矯正装置についてさらに詳述すると、通材路の上流側から第一番目、第二番目、第三番目の下側ロールにはサイドロールが配されており、上流側から第四番目、第五番目の下側ロールにはサイドロールは配されていない。
実施例においては、対向する一対のサイドロールのロール面間の幅方向間隔Ｈは、通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定した。具体的には、ロール面間の幅方向間隔Ｈは、上流側から第一番目の下側ロールに配されたサイドロールでは９３８ｍｍ、上流側から第二番目の下側ロールに配されたサイドロールでは９３６ｍｍ、上流側から第三番目の下側ロールに配されたサイドロールでは９３４ｍｍに設定した。

また、実施例においては、サイドロールのロール面の抜け勾配は、上流側から第一番目の下側ロールに配されたサイドロールでは１２％、上流側から第二番目の下側ロールに配されたサイドロールでは８％、上流側から第三番目の下側ロールに配されたサイドロールでは４％に設定した。

一方、比較例においては、対向する一対のサイドロールのロール面間の幅方向間隔Ｈは一定に設定した。具体的には、上流側から第一番目、第二番目、第三番目の下側ロールに配されたサイドロールいずれにおいても９３４ｍｍに設定した。また、サイドロールのロール面の抜け勾配は、上流側から第一番目、第二番目、第三番目の下側ロールに配されたサイドロールいずれにおいても０％に設定した。

また、下側ロールの圧下量（インターメッシュ量）は、上流側から第一番目の下側ロールでは６ｍｍ、上流側から第二番目の下側ロールでは１５ｍｍ、上流側から第三番目の下側ロールでは１５ｍｍ、上流側から第四番目の下側ロールでは９ｍｍ、上流側から第五番目の下側ロールでは５ｍｍとした。圧下量は実施例と比較例で同一である。なお、下側ロールの圧下量は、ローラー矯正装置のパスライン高さから上方に何ｍｍロールを上げているかを示す量である。このローラー矯正装置は、下側ロールで圧下調整を行う機構になっており、上側ロールの高さ方向位置は一定である。

矯正の結果を図４に示す。図４の（ａ）は実施例の矯正結果であり、（ｂ）は比較例の矯正結果であり、矯正前後のハット形鋼矢板の各長手方向部位の全幅を示すグラフである。各グラフの横軸の０ｍはハット形鋼矢板の先端を意味し、２ｍは先端から２ｍの長手方向部位を示し、１０ｍは後端を示す。

実施例では、矯正後のハット形鋼矢板の全幅は長手方向全長において９３５ｍｍ以上９３６ｍｍ以下の範囲内となっており、目標寸法である９３５ｍｍとほぼ一致していた。また、左右の継手部の反りについては、反りの目標範囲は±５ｍｍ／製品長１０ｍであるが、右継手部で１．０ｍｍ／製品長１０ｍ、左継手部で２．０ｍｍ／製品長１０ｍと良好であった。さらに、継手部やフランジ部には特段の変形はなく、良好な形状の製品が得られた。さらに、矯正後のハット形鋼矢板の先端面に当て疵はなかった。

これに対して比較例では、矯正後のハット形鋼矢板の先端部の全幅が９３０ｍｍ未満となり、目標寸法である９３５ｍｍよりも５ｍｍ以上小さかった。そのため、ローラー矯正の後にプレス矯正により全幅を修正する必要性が生じた。左右の継手部の反りについては、右継手部で−３．０ｍｍ／製品長１０ｍ（マイナス符号は下反りを意味する）、左継手部で４．０ｍｍ／製品長１０ｍであり、目標範囲には入っているが、実施例よりも劣る結果となった。さらに、矯正後のハット形鋼矢板の先端部の左継手部について、レベラーロールの噛み込み時に発生した疵が残存しており、この部分の変形も見られた。そのため、この製品については、先端部を切り捨てる必要性が生じた。

１０ ハット形鋼矢板
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１１ ウェブ部
１２ フランジ部
１３ 腕部
１４ 継手部
２０ 上側のロール列
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 上側ロール（外側ロール）
２２ ロール面
３０ 下側のロール列
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ 下側ロール（内側ロール）
３２ ロール面
４０ サイドロール
４２ ロール面

Claims (2)

1. ウェブ部と、前記ウェブ部の幅方向両端からそれぞれ屈曲して延びるフランジ部と、前記両フランジ部の前記ウェブ部に接続する側とは反対側の端部から前記ウェブ部と平行をなして幅方向外側にそれぞれ延びる腕部と、前記両腕部の前記フランジ部に接続する側とは反対側の端部にそれぞれ設けられた継手部と、を備えるハット形鋼矢板の矯正方法であって、
   前記ハット形鋼矢板の凸状の外面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を前記外面に接触させて前記ウェブ部、前記両フランジ部、及び前記両腕部を前記外面側から拘束する外側ロールと、前記ハット形鋼矢板の凹状の内面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を前記内面に接触させて前記ウェブ部、前記両フランジ部、及び前記両腕部を前記内面側から拘束する内側ロールとを、前記ハット形鋼矢板の通材路を挟んで交互に配して千鳥状に並べるとともに、
   ロール面を前記継手部の外端に接触させて前記継手部を幅方向外側から拘束するサイドロールを、前記各内側ロールの幅方向両外側にそれぞれ配して、対向する前記サイドロールのロール面間の幅方向間隔を、前記通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定し、
   前記外側ロールのロール面と前記内側ロールのロール面との間に前記ウェブ部、前記両フランジ部、及び前記両腕部を挟み、且つ、対向する前記サイドロールのロール面で前記両継手部を幅方向外側から挟むように、前記ハット形鋼矢板を前記通材路に通すことにより、前記ウェブ部、前記両フランジ部、及び前記両腕部に対して内外方向の曲げ及び曲げ戻しを交互に繰り返し行って前記ハット形鋼矢板の反りを矯正するとともに、前記ハット形鋼矢板の幅を小さくし、
   前記サイドロールのロール面は、対向する前記サイドロールのロール面間の幅方向間隔が前記内外方向の内側から外側へ行くにしたがって大きくなるように傾斜しており、その傾斜角度は、前記通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定されているハット形鋼矢板の矯正方法。
2. ウェブ部と、前記ウェブ部の幅方向両端からそれぞれ屈曲して延びるフランジ部と、前記両フランジ部の前記ウェブ部に接続する側とは反対側の端部から前記ウェブ部と平行をなして幅方向外側にそれぞれ延びる腕部と、前記両腕部の前記フランジ部に接続する側とは反対側の端部にそれぞれ設けられた継手部と、を備えるハット形鋼矢板の反りを矯正するとともに幅を小さくする矯正装置であって、
   前記ハット形鋼矢板の凸状の外面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を前記外面に接触させて前記ウェブ部、前記両フランジ部、及び前記両腕部を前記外面側から拘束する外側ロールと、前記ハット形鋼矢板の凹状の内面に沿う形状のロール面を有し、該ロール面を前記内面に接触させて前記ウェブ部、前記両フランジ部、及び前記両腕部を前記内面側から拘束する内側ロールとを、備え、前記外側ロールと前記内側ロールは前記ハット形鋼矢板の通材路を挟んで交互に配されて千鳥状に並べられているとともに、
   ロール面を前記継手部の外端に接触させて前記継手部を幅方向外側から拘束するサイドロールが、前記各内側ロールの幅方向両外側にそれぞれ配されており、対向する前記サイドロールのロール面間の幅方向間隔が、前記通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定されており、
   前記サイドロールのロール面は、対向する前記サイドロールのロール面間の幅方向間隔が内外方向の内側から外側へ行くにしたがって大きくなるように傾斜しており、その傾斜角度は、前記通材路の上流側から下流側へ行くにしたがって小さくなるように設定されている矯正装置。

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