JPH01254323A - Ｈ形鋼の矯正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、Ｈ形鋼のフランジ直角度の矯正方法に関する
。

〈従来の技術〉 −ＩＩに、Ｈ形鋼は第８図に示すように同軸上に設けら
れたそれぞれ一対の左右垂直ロール２ａ。

２ｂと上下水平ロール３ａ、３ｂとを有するユニバーサ
ルミル４により熱間圧延成形されてから、所定の長さに
切断され、クーリングベツドにおいて冷却された後、ロ
ーラ矯正機などにより反りや曲がりが矯正される。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、圧延成形されたＨ形鋼１は、圧延時にお
ける上下水平ロール３ａ、３ｂの摩耗度の差やガタ、弾
性変形などによってロールが軸方向に動くため、−例と
して第９図（ａ）に示すように、Ｈ形鋼１のフランジ１
ａの厚みは左右、上下で異なったり、またフランジｌａ
の内面１ａ’と外面Ｉａ’との温度差やフランジ１ａと
ウェブ１ｂとの結合部１ｃ、ｌｃ’　とフランジ１ａと
の温度差、さらには冷却過程における冷却条件の違いな
どによって、第９図（ｂ）、　（Ｃ）、（ロ）などに示
すような変形を生じやすい。

このようなフランジの形状不良が発生した場合は、通常
のローラ矯正機では矯正することができず、プレス矯正
とか加熱矯正などの特殊な手段を要することになるので
、これらの作業はすべて作業者の熟練度に左右され、作
業性や生産性、省力。

品質などの面で大きな問題となっているのが実情である
。

このような問題に対処する手段として、例えば特公昭５
５−３０９２号公報などに開示されているように、フラ
ンジを外側から押し込むことにより直角度を矯正する方
法が堤寓されている。

しかし、この方法では、フランジ直角度の矯正効果はフ
ランジ押し込みローラによって決定されるのであるが、
このフランジ押し込みローラは矯正中の反力を受けつつ
押し込み量を制御するため、その動作ａ構が複雑になる
という欠点があり、また、Ｈ形鋼の長手方向に面角度不
良量に差が生じてしまうため、各部におけるスプリング
バックに違いが生じて正確な矯正ができないなどの問題
があった。

本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたもの
であって、自動化の可能なＨ形鋼の矯正方法を提供する
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、Ｈ形鋼の直角度不良側のフランジを押し込む
フランジ押し込みローラと、もう一方のフランジをガイ
ドするフランジガイドローラと、前記直角度不良側フラ
ンジに近接して設置しウェブを挟持するとともにウェブ
の幅方向に移動可能な一対のウェブ拘束ローラと、Ｈｌ
ｉｌｍの面角度不良量を測定する形状センサとを備えた
矯正装置を用いてＨ形鋼のフランジ直角度を矯正するに
際し、前記フランジ押し込みローラの押し込み位置を一
定に保持し、前記形状センサの面角度不良量の測定価に
基づいて前記ウェブ拘束ローラと前記直角度不良側フラ
ンジとの間隔を調整しながら矯正することを特徴とする
Ｈ形鋼の矯正方法である。

また、前記ウェブの表面と前記ウェブ拘束ローラの面と
の間隙をＨ形鋼の直角不良量に応じて調整するようにし
てもよい。

〈作　用〉 以下に、本発明の原理について図面に基づいて説明する
。

第３図に示すような直角度の不良量ａなるフランジ１ａ
を矯正する場合、フランジ１ａの下方でフランジの中心
点１ｃから距離ｄの位ＷＡ点に、例えばローラ２などに
よりＦなる力でΔｙだけ押し込み、その押し込み位置Ｐ
（２点鎖線で示すフランジの位置）とする、このとき、
フランジのスプリングバック量をＳとし、フランジが直
角になる状態（点線で示す）から距ｌ１ｉｌ！！、なる
ウェブ１ｂの側面の位置Ｂ点に、例えばローラ３．３に
よりＲなる力で拘束しておくものとする。

そこで、ウェブ高さ：６００ｍｍＸフランジ幅：３００
５１×ウェブ厚さ：１２■×フランジ厚さ：１７ＩＩＩ
ＩｌのＨ形鋼を用いて、フランジ押し込み力Ｆ、ウェブ
拘束力Ｒを十分大きくして、フランジが直角の位置（面
角度不良量ａがＯの状態）から押し込み量Δｙを１０ｍ
の一定値として、ウェブｉｂを拘束する距＃ｌと、スプ
リングバックｌｓとの関係を調べたところ、第４図に示
すような特性が得られた。

この図かられかるように、スプリングバック量Ｓは、押
し込み量Δｙを一定にすると、距１ｆｆｉの大きさによ
って変化する。したがって、直角度を矯正するには、前
記距離ｌの大きさを制御することにより可能となる。

このウェブの拘束距離ｌの与え方について、第５図を用
いて説明する。

まず、矯正前のＨ形鋼の形状から、前出第２図に示す直
角度の不良量ａを予め測定する。そして設定すべき距離
Ｐを２゜と仮定して、第５図からスプリングバックｌｓ
を求め、ついで押し込み量Δｙを決め、フランジの矯正
すべき位ｆｆｐを設定する。

このとき、直角度の不良ｌａがスプリングバック量Ｓよ
りも大きい場合、すなわち、ａＳＳの状態で矯正する場
合は、スプリングバック安定頭載とみなせるから、フラ
ンジ押し込み量Δｙを図中に示すＱ、点で与えればよい
、ここで、たとえ不良量ａが変動して押し込み量口、が
±ΔＱ、だけ変動したとしても、スプリングバック量Ｓ
はＳ、一定となって矯正すべき位Ｈｐは固定されるので
、矯正後のフランジの形状は一定である。

しかし、実際には、直角度の不良量ａはスプリングバッ
クｌｓよりも小さい場合、すなわち、ａ〈Ｓの場合が多
く、したがって、スプリングバック不安定領域で矯正す
る場合が多いから、このような状態で押し込み量Δｙを
０３点で与える場合は不良１ａが変動することになる。

いま、押し込み！ａｔが一Δ口、だけ変動したとすると
、Ｓは当然のことなからＳ、と小さくなる。そこで、ウ
ェブの拘束距離ｌを１０からｌ！に変更して移動させる
ことにより、スプリングバック量ＳをＳＲ一定とするこ
とができるから、矯正後のフランジの形状は一定となる
。

つぎに、上記のようなフランジｌａの直角度の不良ｌａ
を矯正する場合に、第６図に示すように、ウェブ１ｂの
表面とローラ３の面との間にｇなる間隙を設けたときの
スプリングバックｌｓに及ぼす影響を調べてみた。

第７図は、ウェブ高さ：　　６００ｎｍＸフランジ幅：
２００ｗＸウェブ厚さ：１１ａ＊Ｘフランジ厚さ：　１
７ｎｍの１１形鋼を用いて、フランジ中心点１ｃからの
距離ｔが８４ｍａ＋の点にフランジ押し込み量Δｙを５
ＩＩ１１一定として押し込んだときのフランジ端Ｐと荷
重点Ａとにおける間隙Ｗｋｇ　（ｍ）とスプリングバッ
クｆｆ１ｓ　（ｆｆｉ）との関係を示したものである。

この図から明らかなように、間隙Ｍｇを変化することに
よって、フランジ端２点および荷重点Ａ点でのスプリン
グバックｆｉ　Ｓ　Ｐ、　Ｓ　ａが大きく変化すること
がわかる。このことは、ローラ３を一定位置に固定した
場合に、間隙ｆｆ１ｇの変動はウェブ厚さの変動と同一
であるとみなすことができる。

すなわち、間隙Ｍｇの変動量をΔｇとし、スプリングバ
ックｌｓの変動量をΔＳとすると、それらの関係は（６
３７６ｇ）＞１となり、間隙量ｇの変動がスプリングバ
ック量Ｓに大きく影響を与えることになる。

それ故、このような現象を利用してスプリングバック量
Ｓを調整すると、その移動量がフランジを矯正するロー
ラ２を動かす移動量に比べて小さいから、矯正の応答性
が良くなるのである。

したがって、Ｈ形鋼の面角度矯正においては、フランジ
押し込み量Δｙを調整するとともに、ウェブを拘束する
ローラ３の間隙１？ｔｇを一定に保持することが必要で
あることがわかる。

〈実施例〉 以下に、本発明方法に係る実施例について、図面を参照
して詳しく説明する。

〔実施例１〕 第１図は、本発明に用いられる矯正装置の第１の実施例
を示す正面図である。

図において、１１は、直角度の不良なＨ形鋼１のフラン
ジ１ａの中心１ｃからｄの位置でフランジ１ａを押し込
み力Ｆによって押し込むフランジ押し込みローラであっ
て、その支持部材１２の下面の一端が昇降ガイド１３の
上面の一端とピン１４で回動可能に結合され、その下面
のもう一端が角度調整シリンダ１５を介してフランジ押
し込みローラ１１の面がフランジ１ａの面に一致するよ
うに昇降ガイド１３の上面のもう一端と傾動可能に結合
される。

この昇降ガイド１３は、押し込みシリンダ１６によって
、フランジ押し込みローラ１１に所定の押し込み量Δｙ
を設定するように昇降可能とされる。また、１７は、Ｉ
Ｉ形鋼１のもう一方のフランジｌ　ａ　ｌをガイドする
フランジガイドローラであり、支持部材１Ｂで支持され
る。

１９は、矯正中のＨ形鋼ｌのウェブ１ｂをフランジｌａ
が直角度になる位置からｌなる距離の位置において、拘
束力Ｒで拘束するウェブ拘束ローラであり、その支持部
材２０を介してウェブ拘束シリンダ２１によって拘束力
Ｒが調整される。このウェブ拘束シリンダ２１は、ウェ
ブ拘束ローラ位置決めシリンダ２２によってウェブ１ｂ
の高さ方向に移動され、直角なフランジ１ａからのウェ
ブ拘束ローラ１９の距＠Ｈの大きさが調整可能とされる
。なお、このウェブ拘束ローラは、ウェブ１ｂの両側に
一対配置され、ウェブ１ｂの両側が同時に拘束されるよ
うに構成される。

２３は、矯正中のＨ形鋼１のウェブ１ｂを、前記ウェブ
拘束ローラ１９からＸなる間隔をおいて配置されてガイ
ドするウェブ固定ガイドローラであり、その支持部材２
４を介してウェブガイドシリンダ２５によってウェブ１
ｂ面への抑え力が調整される。

なお、このウェブ固定ガイドローラ２３は、ウェブｌｂ
の両側に一対配置され、ウェブ１ｂの両側が同時にガイ
ドされるように構成される。

なお、前記ウェブ固定ガイドローラ２３は、図示しない
テーブルローラがフランジ１ａを支持しているので必ず
しも必要としないが、寸法の大きいＨ形鋼ｌを矯正する
場合はウェブｌｂに曲がりや極端な場合は座屈を生じさ
せないためには設ける方が好ましい。

２６は、例えば距離計のような形状センサであり、フラ
ンジ１ａの直角度不良景ａを測定する。

２７は、演算制御装置であり、前記形状センサ２６の測
定信号を入力して、押し込みシリンダ１６．角度調整シ
リンダ１５を介してフランジ押し込みローラ１１の押し
込みの角度θ、押し込み量Δｙを凋節するとともに、ウ
ェブ拘束ローラ位置決めシリンダ２２を介してウェブ拘
束ローラ１９の拘束位置を調節する機能を有する。

このように構成された矯正装置を用いて形状不良なＨ形
鋼ｌのフランジ１ａを矯正する手順について、以下に説
明する。

（１）まず、Ｈ形鋼１のフランジ１ａの直角度不良量ａ
を、形状センサ２６で測定する。

（２）演算制御装置２７において、この測定された直角
度不良量ａに基づいて演算処理を行い、角度調整シリン
ダ１５を操作してフランジ押し込みローラ１１の支持部
材１２の角度θを調整して、フランジ押し込みローラ１
１の面をフランジｌａの面に一致させる。

（３）　　また、スプリングバックｌｓを予測し、フラ
ンジ１ａの直角度不良量ａとの関係からウェブ１ｂの拘
束位置ｌを決めて、ウェブ拘束ローラ位置決めシリンダ
２２によってウェブ拘束ローラ１９をウェブ１ｂの高さ
方向に設定し、さらにウェブ拘束シリンダ２１を操作し
て、ウェブ拘束ローラ１９を所定の拘束力Ｒでウェブ１
ｂの両側に拘束させる。同時に、ウェブガイドシリンダ
２５を操作して、ウェブ固定ガイドローラ２３を所定の
拘束力Ｒでウェブ１ｂの両側に拘束させる。

（４）　　さらに、押し込みシリンダ１６を操作して、
フランジ押し込みローラ１１に所定の押し込み量Δｙを
設定する。

（５）　　このフランジ１ａの矯正状況は、形状センサ
２６によって連続的に測定され、この不良量ａの変化量
とウェブ拘束ローラ１９の位置２とが制御装置によって
比較されて、常にスプリングバック後のフランジ形状が
直角になるようにウェブ拘束ローラ１９の位置がウェブ
拘束ローラ位置決めシリンダ２２によって制御される。

（６）　　上記の（１）〜（５）の各手順を、Ｈ形鋼１
を移動ささせながらフランジ１ａの長手方向に連続的に
施すことにより、フランジ１ａの直角度不良度が矯正さ
れる。

なお、ここでフランジ１ａの矯正中におけるウェブ拘束
ローラ１９の移動方法について説明する。

フランジ１ａに矯正力Ｆを加えて矯正する場合のウェブ
ｔｂにおける反力（拘束力）Ｒの大きさは、矯正力Ｆの
大きさと同等かそれ以下であることが、矯正理論から明
らかである。すなわち、ウェブ拘束ローラ１９に作用す
る拘束力Ｒは、矯正力Ｆとの間に以下の関係がある。

Ｒ−（ｄ／ｘ）　　・Ｆ 一般に、Ｈ形鋼はウェブ高さはフランジ幅よりも大きい
からｘ＞ｄとなり、したがってＲ＜Ｆとなる。そこで、
ウェブ拘束ローラ１９の移動に必要な力は、ウェブ拘束
ローラ１９とウェブ１ｂとの摩擦係数をμとするとμ・
Ｒで表されるから、比較的小さな力で移動することが可
能であることが分かる。それ故、ウェブ拘束ローラ１９
の移動機構は、上記したようにコンパクト化することが
可能であなお、上記の実施例では一方のフランジ部の矯
正についてのみ説明したが、反対側のフランジ部につい
ても同様に矯正を施すことが可能であることはいうまで
もない。

〔実施例２〕 第２図は、本発明に用いられる矯正装置の第２の実施例
の要部のみを示す正面図である。

図において、２８は、ウェブ１ｂの一方の表面までの距
離を測定する距離計であり、矯正装置の入側に設けられ
る。そして、その測定信号は演算制御装置２７に入力さ
れる。

演算制御装置２７においては、ウェブ１ｂの一方の表面
とウェブ拘束ローラ１９の面との間の必要な間隙Ｗｉｇ
を演算して、ウェブ拘束シリンダ２１を介してウェブ拘
束ローラ１９の位置を設定する。

そこで、Ｈ形鋼１が矯正装置に送り込まれてくると、前
記した実施例１の動作に合わせて、距離計２８が測定を
開始し、ウェブ１ｂの表面とウェブ拘束ローラ１９の面
との距離が一定の間隙ｇが設けられるように、ウェブ拘
束シリンダ２１を調整し、ウェブ拘束ローラ１９の位置
決めを行って矯正する。

このように、この実施例では、Ｈ形鋼１が矯正中にウェ
ブ１ｂの厚さがたとえ変動しても、ウェブ拘束ローラ１
９の面との距離を常に一定に保つことができるから、前
記した実施例１の直角度不良量の矯正と組み合わせるこ
とにより、その制御精度を高めることができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、矯正時における
フランジのスプリングバック量を一定にするようにした
ので、精度の高い矯正を施すことが可能であり、また矯
正装置もコンパクトに構成することができるから、コス
トの低減を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いられる矯正装置の第１の実施例
を示す正面図、第２図は、本発明に用いられる第２の実
施例の要部を示す正面図、第３回は、フランジ押し込み
量とスプリングバック量の関係の原理を説明する部分正
面図、第４図は、ウェブ拘束ローラの設定距離とフラン
ジのスプリングバック量の関係を示す特性図、第５図は
、フランジ押し込み量とフランジのスプリングバック量
の関係を示す特性図、第６図は、ウェブ面とウェブ拘束
ローラとの間隙設定の原理を説明する部分正面図、第７
図は、スプリングバック量に及ぼすウェブ拘束ローラの
間隙の影響を示す特性図、第８図は、Ｉｌ形鋼の圧延状
況を示す正面図、第９図は、従来例における問題点を説
明する正面図である。 ■・・・Ｈ形鋼。 ２・・・垂直ロール。 ３・・・水平ロール。 １１・・・フランジ押し込みローラ。 １３・・・昇降ガイド。 １５・・・角度調整シリンダ１ １６・・・押し込みシリンダ。 １７・・・フランジガイドローラ。 １９・・・ウェブ拘束ローラ。 ２１・・・ウェブ拘束シリンダ。 ２２・・・ウェブ拘束ローラ位置決めシリンダ。 ２３・・・ウェブ固定ガイドローラ。 ２５・・・ウェブガイドシリンダ。 ２６・・・形伏センサ。 ２７・・・演算制御装置。 ２日・・・距離計。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第２図 ｅｆ 第３Ｉ２１ 第４図 ウェブ拘束ローラ設定距離２（Ｗ） 第５図 第６図 Δｙ 第７図 間隙量ｇ（閣） 第８図 第　Ｃ （ａ） （Ｃ） （ｂ） ＜ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｈ形鋼の直角度不良側のフランジを押し込むフラン
   ジ押し込みローラと、もう一方のフランジをガイドする
   フランジガイドローラと、前記直角度不良側フランジに
   近接して設置しウェブを挟持するとともにウェブの幅方
   向に移動可能な一対のウェブ拘束ローラと、Ｈ形鋼の直
   角度不良量を測定する形状センサとを備えた矯正装置を
   用いてＨ形鋼のフランジ直角度を矯正するに際し、前記
   フランジ押し込みローラの押し込み位置を一定に保持し
   、前記形状センサの直角度不良量の測定値に基づいて前
   記ウェブ拘束ローラと前記直角度不良側フランジとの間
   隔を調整しながら矯正することを特徴とするＨ形鋼の矯
   正方法。 ２、前記ウェブの表面と前記ウェブ拘束ローラの面との
   間隙をＨ形鋼の直角不良量に応じて調整することを特徴
   とする請求項１記載のＨ形鋼の矯正方法。