JP7496482B1 - 異形棒鋼の捻れ抑制方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】全長に捻れがない異形棒鋼を生産することができる異形棒鋼の捻れ抑制方法を提供すること。【解決手段】突起成形用圧延ロール２で突起Ｓを形成した異形棒鋼Ｒを、突起成形用圧延ロール２の下流側に設置した一対のロールを用いて塑性加工することで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するもので、当該一対のロールに、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、この円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した凸型ロール３を使用し、異形棒鋼Ｒの突起Ｓが形成されていない、横断面形状が円弧状をした凹溝Ｈの箇所を両側から凸型ロール３の凸部及び小凸部及び／又は小凹部で圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正する。【選択図】図３
Description
本発明は、異形棒鋼（表面にリブやねじ状の節等の突起を形成することにより、コンクリートとの付着強度を高めるようにした鉄筋であって、「異形鉄筋」とも呼ばれている。本明細書において、「異形棒鋼」、表面に形成されたリブやねじ状の節等の突起を、単に「突起」という。）を製造する際に、異形棒鋼に発生する捻れを抑制し、異形棒鋼の形状を改善するようにした異形棒鋼の捻れ抑制方法に関するものである。
ところで、異形棒鋼は、圧延により異形棒鋼を製造する際に、表面にリブやねじ状の節等の突起を形成することに起因する捻れを誘発する傾向があり、これによって、異形棒鋼の形状精度が低下するという問題があった。
この問題への対策、すなわち、異形棒鋼を製造する際に、異形棒鋼に発生する捻れを抑制する方法として、
１．圧延入口ガイドを逆方向に前もって傾けることで、異形棒鋼に発生する捻れを相殺する方法（例えば、特許文献１参照。）。
２．出口スタンドでローラガイドを用いて異形棒鋼を保持することで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正する方法（例えば、特許文献２参照。）。
が提案され、実用化されている。
１．圧延入口ガイドを逆方向に前もって傾けることで、異形棒鋼に発生する捻れを相殺する方法（例えば、特許文献１参照。）。
２．出口スタンドでローラガイドを用いて異形棒鋼を保持することで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正する方法（例えば、特許文献２参照。）。
が提案され、実用化されている。
しかしながら、上記従来の異形棒鋼の捻れ抑制方法は、
１．圧延入口ガイドを逆方向に前もって傾ける方法は、左右非対称圧延となり、肩部のねじ山の形状精度が低下する。
２．出口スタンドでローラガイドを用いて異形棒鋼を保持する方法は、ローラガイドのローラと接する２点による捻り戻し矯正となり、全長（先端、中間及び後端）で性状が均一でない製品には捻れが不均一に残る。
という問題があった。
１．圧延入口ガイドを逆方向に前もって傾ける方法は、左右非対称圧延となり、肩部のねじ山の形状精度が低下する。
２．出口スタンドでローラガイドを用いて異形棒鋼を保持する方法は、ローラガイドのローラと接する２点による捻り戻し矯正となり、全長（先端、中間及び後端）で性状が均一でない製品には捻れが不均一に残る。
という問題があった。
ところで、本件出願人は、先に、上記従来の異形棒鋼の捻れ抑制方法の有する問題点に鑑み、全長（先端、中間及び後端）で性状が均一でない製品の場合でも、側面から一様な変形を加えることで全長に捻れがない異形棒鋼を生産することができる異形棒鋼の捻れ抑制方法を提案した（特許文献３参照。）。
この異形棒鋼の捻れ抑制方法は、具体的には、ねじ形状成形用圧延ロールでねじ状の節を形成したねじ節鉄筋を、ねじ形状成型用圧延機の下流側に設置した一対のロールを用いて塑性変形させることで、ねじ節鉄筋に発生する捻れを矯正するねじ節鉄筋の捻れ抑制方法において、前記一対のロールに、横断面形状が円弧状をした凸型ロールを使用し、ねじ節鉄筋のねじ状の節が形成されていない箇所を両側から圧下し、塑性加工をねじ節鉄筋の中心部に加えることで、ねじ節鉄筋に発生する捻れを矯正するものであるが、横断面形状が円弧状をした凸型ロールによって塑性加工を行った場合、ねじ節鉄筋の中心部が十分に塑性変形されずに捻れが残ることがあるという問題があった。
本発明は、上記従来の異形棒鋼の捻れ抑制方法の有する問題点に鑑み、特許文献３で開示した異形棒鋼の捻れ抑制方法を改良することで、全長に捻れがない異形棒鋼を生産することができる異形棒鋼の捻れ抑制方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の異形棒鋼の捻れ抑制方法は、突起成形用圧延機の突起成形用圧延ロールで突起を形成した異形棒鋼を、突起成形用圧延機の下流側に設置した一対のロールを用いて塑性変形させることで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正する異形棒鋼の捻れ抑制方法において、前記突起成形用圧延ロールで突起を形成する工程の後工程として、突起成形用圧延機の下流側に設置した一対のロールに、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、該円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した凸型ロールを使用し、異形棒鋼の突起が形成されていない、横断面形状が円弧状をした凹溝の箇所を両側から凸型ロールの凸部及び小凸部及び／又は小凹部で圧下し、塑性加工を異形棒鋼の中心部に加えることで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正するようにする工程を含むことを特徴とする。
この場合において、前記小凸部及び／又は小凹部によって異形棒鋼の凹溝の表面に形成される小凹部及び／又は小凸部が、異形棒鋼の長手方向の寸法を表示する目盛り機能を備えることができる。
また、前記異形棒鋼の凹溝が形成される面にリブが形成されないようにしてなることができる。
本発明の異形棒鋼の捻れ抑制方法によれば、突起成形用圧延ロールで突起を形成する工程の後工程として、突起成形用圧延機の下流側に設置した一対のロールに、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、該円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した凸型ロールを使用し、異形棒鋼の突起が形成されていない、横断面形状が円弧状をした凹溝の箇所を両側から凸型ロールの凸部及び小凸部及び／又は小凹部で圧下し、塑性加工を異形棒鋼の中心部に加えることで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正するようにする工程によって、簡易な機構で、異形棒鋼を製造する際に、必要最小限の塑性加工を異形棒鋼の中心部に加えることができ、前工程で突起を形成した異形棒鋼の突起を過度に変形させることがないため、異形棒鋼に発生する捻れを抑制しながら、異形棒鋼の形状を寸法精度よく改善することができる。
以下、本発明の異形棒鋼の捻れ抑制方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１～図３に、本発明の異形棒鋼の捻れ抑制方法の一実施例を示す。
この異形棒鋼の捻れ抑制方法は、突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２で突起（ねじ状の節）Ｓを形成した異形棒鋼Ｒを、突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２の下流側に設置した一対のロールを用いて塑性加工することで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するもので、当該一対のロールに、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、この円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した凸型ロール３を使用し、異形棒鋼Ｒの突起（ねじ状の節）Ｓが形成されていない、横断面形状が円弧状をした凹溝Ｈの箇所を両側から凸型ロール３の凸部及び小凸部及び／又は小凹部で圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するようにしている。
この異形棒鋼の捻れ抑制方法は、突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２で突起（ねじ状の節）Ｓを形成した異形棒鋼Ｒを、突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２の下流側に設置した一対のロールを用いて塑性加工することで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するもので、当該一対のロールに、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、この円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した凸型ロール３を使用し、異形棒鋼Ｒの突起（ねじ状の節）Ｓが形成されていない、横断面形状が円弧状をした凹溝Ｈの箇所を両側から凸型ロール３の凸部及び小凸部及び／又は小凹部で圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するようにしている。
ここで、突起成形用圧延ロール２は、鉄筋素材Ｒ０に、ねじ状の節Ｓを形成するために用いるねじ形状成形用圧延ロールであるが、製造する異形棒鋼Ｒの突起Ｓの形状に応じて、各種圧延ロールを使用することができる。
この場合、突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２の前工程に凹溝形成用圧延ロール１を配置し、突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２で突起（ねじ状の節）Ｓを形成する前に、鉄筋素材Ｒ０の周面の１８０°対称位置に、凹溝形成用圧延ロール１で鉄筋素材Ｒ０の長手方向に伸びる横断面形状が円弧状をした凹溝Ｈを形成するようにしている。
凸型ロール３は、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、この円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成しており、凹溝形成用圧延ロール１及び突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）２で突起（ねじ状の節）Ｓを形成した異形棒鋼Ｒの突起（ねじ状の節）Ｓが形成されていない箇所、すなわち、凹溝Ｈ部に、凹溝Ｈより曲率半径が小さな円弧状の凸形をし、かつ、この円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した箇所を両側から凸型ロール３の凸部及び小凸部及び／又は小凹部が嵌入し、両側から圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に均一に加えることで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するようにしている。
ここで、凸型ロール３の円弧状の凸形をした凸部の表面に形成する多数の小凸部及び／又は小凹部は、四角形や丸形の小突起及び／又は小凹部を規則的（格子状、市松模様状等）に配列するようにすることができる。
凸型ロール３によって捻れが矯正された異形棒鋼Ｒは、ランインローラ４及びブレーキングプレート５を介して、冷却床（図示省略）に搬送される。
この異形棒鋼の捻れ抑制方法によって製造された異形棒鋼Ｒの一例を図４～図５に示す。
異形棒鋼Ｒは、円弧状の凸形をした凸部の表面に、多数の四角形の小凸部を規則的（格子状）に配列するようにした凸型ロール３を使用して製造したもので、凸型ロール３によって両側から圧下された部分に、多数の四角形の小凹部が規則的（格子状）に形成されることで、塑性加工が異形棒鋼Ｒの中心部に均一に加えられ、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するようにしている。
異形棒鋼Ｒは、円弧状の凸形をした凸部の表面に、多数の四角形の小凸部を規則的（格子状）に配列するようにした凸型ロール３を使用して製造したもので、凸型ロール３によって両側から圧下された部分に、多数の四角形の小凹部が規則的（格子状）に形成されることで、塑性加工が異形棒鋼Ｒの中心部に均一に加えられ、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正するようにしている。
この異形棒鋼の捻れ抑制方法は、以下の作用効果を奏するものである。
１．突起成形用圧延ロール２で突起Ｓを形成する際に、入口側は逆方向に傾けずに、左右対称に圧延を実施し、肩寸法を均一にして、突起Ｓを形成した後に、凸型ロール３を使用
し、異形棒鋼Ｒの突起Ｓが形成されていない箇所を両側から圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正することで、簡易な機構で、異形棒鋼Ｒを製造する際に、必要最小限の塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることができ、前工程で突起を形成した異形棒鋼Ｒの突起Ｓを過度に変形させることがないため、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを抑制しながら、異形棒鋼Ｒの形状を寸法精度よく改善することができる。特に、円弧状の凸形をした凸部の表面に、多数の小凸部及び／又は小凹部を規則的に配列するようにした凸型ロール３を使用し、凸型ロール３によって両側から圧下された部分に、多数の小凹部及び／又は小突起が規則的に形成されることで、塑性加工が異形棒鋼Ｒの中心部に均一に加えられ、例えば、突起Ｓが高くなるように強圧下で圧延した場合に発生する強い捻れをなくすことができる。
２．鉄筋素材Ｒ０の周面の１８０°対称位置に、凹溝形成用圧延ロール１で鉄筋素材Ｒ０の長手方向に伸びる横断面形状が円弧状をした凹溝Ｈを形成することにより、凸型ロール３に安定して異形棒鋼Ｒの中心部が導かれるようにすることができる。
３．異形棒鋼Ｒが、横断面形状が円弧状をした凸型ロール３に熱間接触するので、異形棒鋼Ｒの側面に肌荒れが発生せず、表面性状を改善することができる。
４．異形棒鋼の凹溝の表面に形成される小凹部（及び／又は小凸部）ｈが、異形棒鋼Ｒの長手方向の寸法を表示する目盛り機能を備えることができる。具体的には、図４～図５に示す異形棒鋼Ｒにおいては、Ｒ２５ｍｍの円弧状（Ｒ１０～５０ｍｍ、好ましくは、Ｒ１５～４０ｍｍ、より好ましくは、Ｒ２０～３０ｍｍ。）の凸形をした凸部の表面に、長さが２ｍｍ（１～１０ｍｍ、好ましくは、１～５ｍｍ、より好ましくは、１～３ｍｍ。）、高さが１ｍｍ（０．５～５ｍｍ、好ましくは、０．５～３ｍｍ、より好ましくは、０．５～２ｍｍ。）の多数の小凸部が、２ｍｍ（０．５～５ｍｍ、好ましくは、０．５～３ｍｍ、より好ましくは、０．５～２ｍｍ。）の間隔を置いて規則的に配列するようにした凸型ロール３を使用して、長さが２ｍｍ、深さが０．５ｍｍの小凹部ｈが、２ｍｍの間隔を置いて形成されている。このほか、例えば、１０ｍｍ（１００ｍｍ、１０００ｍｍ等）毎に、形成する小凹部（及び／又は小凸部）ｈの形状、大きさ、方向を異ならせることもできる。
５．従来汎用されている異形棒鋼Ｒにおいては、図６に示すように、突起成形用圧延ロール２で突起Ｓを形成する際に、材料の噛み出しが発生することで、異形棒鋼Ｒの長手方向に延びるリブＲｉが形成される。このリブＲｉは、成形時に拘束されないため、突出高さにバラツキがあり、例えば、異形棒鋼Ｒを曲げ加工する際に、加工精度にバラツキが生じる原因となる。突起Ｓを形成した後に、凸型ロール３を使用し、異形棒鋼Ｒの突起Ｓが形成されていない箇所を両側から圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、リブＲｉが形成されないリブレス形状にすることができ、異形棒鋼Ｒを曲げ加工する際に、加工精度にバラツキが生じる原因を解消することができる。また、リブレス形状の異形棒鋼Ｒを平面に置いた場合の安定ポジション（リブレス部を上下方向にして横に寝かせた状態）で平刃でせん断を行った場合、平刃が突起Ｓを潰さずに再現性の高い切断ができる。ちなみに、リブＲｉが形成された異形棒鋼Ｒでは、必ず平刃が突起Ｓに先に当たり突起Ｓを潰した変形の後に亀裂が入りせん断されるため、所謂、鼻曲がりの原因となるが、リブレス形状の異形棒鋼Ｒではそれが解消され、高い切断性能を備えた異形棒鋼Ｒを得ることができる。
１．突起成形用圧延ロール２で突起Ｓを形成する際に、入口側は逆方向に傾けずに、左右対称に圧延を実施し、肩寸法を均一にして、突起Ｓを形成した後に、凸型ロール３を使用
し、異形棒鋼Ｒの突起Ｓが形成されていない箇所を両側から圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを矯正することで、簡易な機構で、異形棒鋼Ｒを製造する際に、必要最小限の塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることができ、前工程で突起を形成した異形棒鋼Ｒの突起Ｓを過度に変形させることがないため、異形棒鋼Ｒに発生する捻れを抑制しながら、異形棒鋼Ｒの形状を寸法精度よく改善することができる。特に、円弧状の凸形をした凸部の表面に、多数の小凸部及び／又は小凹部を規則的に配列するようにした凸型ロール３を使用し、凸型ロール３によって両側から圧下された部分に、多数の小凹部及び／又は小突起が規則的に形成されることで、塑性加工が異形棒鋼Ｒの中心部に均一に加えられ、例えば、突起Ｓが高くなるように強圧下で圧延した場合に発生する強い捻れをなくすことができる。
２．鉄筋素材Ｒ０の周面の１８０°対称位置に、凹溝形成用圧延ロール１で鉄筋素材Ｒ０の長手方向に伸びる横断面形状が円弧状をした凹溝Ｈを形成することにより、凸型ロール３に安定して異形棒鋼Ｒの中心部が導かれるようにすることができる。
３．異形棒鋼Ｒが、横断面形状が円弧状をした凸型ロール３に熱間接触するので、異形棒鋼Ｒの側面に肌荒れが発生せず、表面性状を改善することができる。
４．異形棒鋼の凹溝の表面に形成される小凹部（及び／又は小凸部）ｈが、異形棒鋼Ｒの長手方向の寸法を表示する目盛り機能を備えることができる。具体的には、図４～図５に示す異形棒鋼Ｒにおいては、Ｒ２５ｍｍの円弧状（Ｒ１０～５０ｍｍ、好ましくは、Ｒ１５～４０ｍｍ、より好ましくは、Ｒ２０～３０ｍｍ。）の凸形をした凸部の表面に、長さが２ｍｍ（１～１０ｍｍ、好ましくは、１～５ｍｍ、より好ましくは、１～３ｍｍ。）、高さが１ｍｍ（０．５～５ｍｍ、好ましくは、０．５～３ｍｍ、より好ましくは、０．５～２ｍｍ。）の多数の小凸部が、２ｍｍ（０．５～５ｍｍ、好ましくは、０．５～３ｍｍ、より好ましくは、０．５～２ｍｍ。）の間隔を置いて規則的に配列するようにした凸型ロール３を使用して、長さが２ｍｍ、深さが０．５ｍｍの小凹部ｈが、２ｍｍの間隔を置いて形成されている。このほか、例えば、１０ｍｍ（１００ｍｍ、１０００ｍｍ等）毎に、形成する小凹部（及び／又は小凸部）ｈの形状、大きさ、方向を異ならせることもできる。
５．従来汎用されている異形棒鋼Ｒにおいては、図６に示すように、突起成形用圧延ロール２で突起Ｓを形成する際に、材料の噛み出しが発生することで、異形棒鋼Ｒの長手方向に延びるリブＲｉが形成される。このリブＲｉは、成形時に拘束されないため、突出高さにバラツキがあり、例えば、異形棒鋼Ｒを曲げ加工する際に、加工精度にバラツキが生じる原因となる。突起Ｓを形成した後に、凸型ロール３を使用し、異形棒鋼Ｒの突起Ｓが形成されていない箇所を両側から圧下し、塑性加工を異形棒鋼Ｒの中心部に加えることで、リブＲｉが形成されないリブレス形状にすることができ、異形棒鋼Ｒを曲げ加工する際に、加工精度にバラツキが生じる原因を解消することができる。また、リブレス形状の異形棒鋼Ｒを平面に置いた場合の安定ポジション（リブレス部を上下方向にして横に寝かせた状態）で平刃でせん断を行った場合、平刃が突起Ｓを潰さずに再現性の高い切断ができる。ちなみに、リブＲｉが形成された異形棒鋼Ｒでは、必ず平刃が突起Ｓに先に当たり突起Ｓを潰した変形の後に亀裂が入りせん断されるため、所謂、鼻曲がりの原因となるが、リブレス形状の異形棒鋼Ｒではそれが解消され、高い切断性能を備えた異形棒鋼Ｒを得ることができる。
以上、本発明の異形棒鋼の捻れ抑制方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の異形棒鋼の捻れ抑制方法は、出口スタンドで異形棒鋼を保持するロールの形状を改良することによって、簡易な機構で、異形棒鋼を製造する際に、異形棒鋼に発生する捻れを抑制し、異形棒鋼の形状を改善することができることから、異形棒鋼を製造するた
めに好適に用いることができる。
めに好適に用いることができる。
１ 凹溝形成用圧延ロール
２ 突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）
３ 凸型ロール
４ ランインローラ
５ ブレーキングプレート
Ｈ 凹溝
ｈ 小凹部（小凸部）
Ｒ 異形棒鋼
Ｒ０ 鉄筋素材
Ｓ 突起（ねじ状の節）
Ｒｉ リブ
２ 突起成形用圧延ロール（ねじ形状成形用圧延ロール）
３ 凸型ロール
４ ランインローラ
５ ブレーキングプレート
Ｈ 凹溝
ｈ 小凹部（小凸部）
Ｒ 異形棒鋼
Ｒ０ 鉄筋素材
Ｓ 突起（ねじ状の節）
Ｒｉ リブ
Claims (3)
- 突起成形用圧延機の突起成形用圧延ロールで突起を形成した異形棒鋼を、突起成形用圧延機の下流側に設置した一対のロールを用いて塑性変形させることで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正する異形棒鋼の捻れ抑制方法において、
前記突起成形用圧延ロールで突起を形成する工程の後工程として、突起成形用圧延機の下流側に設置した一対のロールに、横断面形状が円弧状の凸形をし、かつ、該円弧状の凸形をした凸部の表面に多数の小凸部及び／又は小凹部を形成した凸型ロールを使用し、異形棒鋼の突起が形成されていない、横断面形状が円弧状をした凹溝の箇所を両側から凸型ロールの凸部及び小凸部及び／又は小凹部で圧下し、塑性加工を異形棒鋼の中心部に加えることで、異形棒鋼に発生する捻れを矯正するようにする工程を含む
ことを特徴とする異形棒鋼の捻れ抑制方法。 - 前記小凸部及び／又は小凹部によって異形棒鋼の凹溝の表面に形成される小凹部及び／又は小凸部が、異形棒鋼の長手方向の寸法を表示する目盛り機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の異形棒鋼の捻れ抑制方法。
- 前記異形棒鋼の凹溝が形成される面にリブが形成されないようにしてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の異形棒鋼の捻れ抑制方法。
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