JPH0475702A - 連続継手型形鋼の圧延方法 - 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、連続継手型形鋼を圧延で製造する方法に関す
るものである。

（従来の技術） 本発明が対象とする連続継手型形鋼１の妙も代表的な形
状例を第５図（ａ）に示す。図において連続継手型形鋼
１は、所定のウェブ厚Ｔｗに形成されたウェブ１ａの両
端にウェブの軸芯方向に開口する継手部属ＴＰの雌継手
部１ｂを有している。

なお左右雌継手部１ｂの中心部間圧ｗＩＷは有効幅と称
される。第５図（ｂ）　、　（ｅ）は前記連続継手型形
鋼１の雌継手部１ｂに嵌合する雄継手を有する連結部材
６の製品形状例を示し、第５図（１））の連続部材６は
フランジ幅の短かい単純な形状のＨ形鋼であり、第５図
（ｅ）の連結部材６は雄継手となるフランジを外側に湾
曲させて雌継手との嵌合時に形成される継手内空間（ふ
ところ余裕）を大きくした変形Ｈ形鋼である。第５図（
ａ）の連続継手型形鋼１と第５図（ｂ）　、　（ｃ）に
示す連結部材６の断面形状は、いずれも上下左右に完全
な対称型である。

また、連続継手型形鋼の製品サイズは有効幅Ｗ、ウェブ
厚Ｔｗおよび継手部属ＴＦ毎に設定されているが、通常
、有効幅Ｗか同一でウェブ厚ＴＷと継手部属ＴＰを多種
な厚み構成として各種用途に供される。

これらの連続継手型形鋼の一般的な用途は第６図（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）に示すように、
２枚の連続継手型形鋼１のウェブにＨ形鋼３あるいはプ
レート５を溶接してＨ型断面の形材とした、いわゆる鋼
製箱型鋼矢板として用いられる。すなわち、第６図（ａ
）　、　（ｃ）はＨ形鋼３を溶接した例、第６図（ｂ）
。

（ｄ）はプレート５を溶接した例であり、また、第６図
（ａ）　、（ｂ）では雄継手の部材として連続継手型形
鋼１の有効幅Ｗと同等な広幅のウェブをもった大形Ｈ形
鋼２ａを用いており、第６図（ｃ）　、　（ｄ）では雄
継手の部材として狭幅のウェブをもった小形Ｈ形鋼２ｂ
を用いている。さらに、第６図（ａ）では連続継手型形
鋼１と大形Ｈ形鋼２ａの強度不足を補うため変形防止用
補剛材４が用いられている。

この鋼製箱型鋼矢板の特徴は、■断面性能に優れている
ので壁厚が薄くできる、■構成部材の表面か平滑である
ので壁機能に適している、■コンクリートとの合成構造
が容易であるなどてあり、その具体的な用途は土留用連
続壁、基礎杭、本設用耐震壁、地滑り深礎杭などがある
。

さて、近年の活発な地下空間の開発潮流の中で大深度化
と都市部での工事が主流となってきて、前記の鋼製箱型
鋼矢板の基本部材である連続継手型形鋼１に対しては、
施工性を重視した継手嵌入性の改善が要請されており、
また広範囲な断面性能を有する製品シリーズの提供が重
要な課題になっている。特に、大深度の地中連続壁を構
築する場合、地上付近では土庄が小さいので連続継手型
形鋼１のウェブ厚ＴＷは小さくてよいが、土圧の大きい
地中内部での使用に際してはウェブ厚ＴＷを大きくして
箱型鋼矢板の剛性強度を高める必要がある。この場合、
継手部分の継手部属Ｔ。

もウェブ厚Ｔｗの増大に応じて大きくする。施工時は厚
みの異なる比較的長さの短い連続継手型形鋼１を順次長
手方向に施工現地で接合しつつ敷設する。一方、これと
嵌合する第５図（ｂ）　、　（ｃ）の雄継手材の断面形
状及び寸法は全敷設長にわたり一定なので、連続継手型
形鋼１の継手部は製品サイズに係わらず雄継手材との−
様な嵌合性が必要となる。

連続継手型形鋼の一般的な製造手段としては、第７図に
示す従来の直線型鋼矢板のいわゆるカリバー圧延方式が
挙げられる。同図において粗形鋼片ＢＢは、分塊工場ま
たは鋳造工場で造られた素材であり、この素材ＢＢをＫ
Ｉ３からに１の各孔型で順次圧延して製品とするが、こ
の方法は上下ロールの側壁による磨砕作用を主体とした
圧延であるため、前記各孔型の形式は閉式孔型（Ｃ１ｏ
ｓｅｄＰａｓｓ）が孔型系列の不可欠な構成要素となる
。このため孔型の摩耗によるロール改削量が大きく、ロ
ール原中位か亮くなるほか、圧延油とロール冷却水が多
量に必要であり、これが不十分であると、製品の継手部
形状か不安定となり圧延作業は困難を極める。また孔型
数が多いため、長いロール胴長を要し、有効幅Ｗの大き
い広幅直線型鋼矢板の製造は困難である。

この解決策として継手部を形成する素材部分に直接圧下
を加えることにより成形上の欠点を除去する圧延法とし
て、特公昭４７−４７７８４号公報のいわゆるユニバー
サル圧延法がある。このユニバーサル圧延法の代表例を
第８図に示しており、中間圧延部のに４−１．２．３で
ユニバーサル圧延を行うことによって矩形鋼片スラブか
らの製造を可能にしている。また特公昭５Ｂ−３８２４
１号公報では、仕上孔型に１にも仕上ユニバーサル圧延
法を採用して左右継手部に嵌入した竪ロールで左右継手
の孔幅を規制することにより継手の孔幅のバラツキを抑
制する手段も周知である。しかしながら、この方法でも
上下水平ロールには比較的に深くて複雑な孔型が必要で
あり、前記の諸問題を解決することができない。

他の対策として直線型鋼矢板の形状を圧延し易い製品形
状へ変更し、Ｈ形鋼のいわゆるユニバーサル圧延設備を
利用し且つ、Ｈ形鋼の圧延法に類似した手段により圧延
できるように改善した手段がある。第９図に示した特公
昭５５−１１９２１号公報技術と、第１０図に示した特
公昭５５−１９１３号公報技術はその例であり、前記の
閉式孔型を有する孔型で圧延した場合の問題は解決して
いるが、特定サイズの直線型鋼矢板の製造を対象とする
ものである。

以上のように、従来の直線型鋼矢板の圧延方法を適用し
た場合、ウェブ厚みＴｗおよび継手部厚Ｔ、の造り分け
は造形上の制約からごく狭い範囲に制限せざるを得す、
しかも同一ロール組を使用して所定の各種サイズの爪（
フランジ）形状・厚さ・ウェブ厚さを有し、且つ爪閉口
幅が略一定となる有効幅一定の連続継手型形鋼を圧延す
ることは不可能であるという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は連続継手型形鋼を圧延で製造する際に、継手部
形状不良、圧延時の曲がり、ロール原単位の低下等を来
すことなく、ウェブ厚みＴＷ・継手部厚みＴＦを用途の
目的に応じた所望の任意なサイズに造り分は可能な手段
を提供し、さらに既存のＨ形鋼ユニバーサル圧延装置列
を可能な限り利用して、ロールやガイドの新設・改造を
最小限にして連続継手型形鋼を製造することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、鋼片素材を粗造形材を圧延するブレークダウ
ンミル、該粗造形材を略Ｈ形断面の中間圧延材に圧延す
るユニバーサルミルとエツジヤ−ミルからなる中間圧延
ミル、該圧延材を中間仕上げ圧延しフランジ曲げ成形す
る成形ミルおよび仕上げ圧延ミルによって連続継手型形
鋼を圧延する方法において、ドツグボーン状に形成した
粗造形材を、前記中間圧延ミルでフランジ部を所定の厚
さおよび幅とすると共にウェブ部を所定の厚さおよび内
幅が一定の断面略Ｈ形の中間圧延材に成形し、続いて幅
方向端部にストッパー部を有する上下水平ロールの湾曲
部によって前記フランジの先端を拘束しつつ当該フラン
ジ部を外方に湾曲せしめた後、前記仕上げミルの上下水
平ロールの間隙を調整して所望のウェブ厚さ、爪形状・
厚さを有し、且つ爪閉口幅が略一定で有効幅一定の連続
継手型形鋼に仕上げ圧延する連続継手型形鋼の圧延方法
である。

（作用・実施例） 以下、図面を参照して、本発明の作用および実施例を説
明する。

第１図は本発明を上下左右対称連続継手型形鋼の製造に
適用する場合の圧延方法を示し、第２図は本発明法を実
施する圧延装置の配置例を示す。

図において、ブレークダウンミルＢＤは上下水平ロール
によって矩形断面の薄肉スラブまたはドックホーン状の
鋼片を素材として複数回のエツジングを行い、ドツグボ
ーン形状の粗造形材に加、工するミルである。本発明に
おける粗圧延工程は上述のように従来周知のＨ形鋼等フ
ランジを有する形鋼の粗造形と同様な工程であり、詳細
な説明は省略する。

次に、中間圧延ミルは粗ユニバーサルミルＵとエツジヤ
−ミルＥにより構成され、孔型ＫＡＬ。

３によって前記粗造形材は略Ｈ形断面の中間粗圧延材１
５ａに圧延造形される。ここでユニバーサルミルＵの水
平ロール２０ａ、　２０ｂは中間粗圧延材１５ａのウェ
ブ面を押圧する面が平坦でフランジ内側面に当接する側
面を外傾斜角γ（３〜１０度）となるように形成したロ
ールを用いる。即ち、この水平ロール２０ａ、　２０ｂ
は従来のＨ形調圧延用のユニバーサルミルにおける水平
ロールと同じプロフィールであり共用または流用が可能
である。一方、竪ロール３０ａ、　３０ｂには中間粗圧
延材１５ａのフランジ面を押圧するロール周面がほぼ平
坦に形成されたロール（以下、フラット竪ロールと言う
）を用いており、同様にこのフラット竪ロールも従来の
Ｈ形調圧延用の仕上ユニバーサルミルなどで使われるフ
ラット竪ロールを使用することができる。即ち、フラッ
ト竪ロールを使用することによって、連続継手型形鋼の
継手部の肉厚が根本で厚く、先端で薄い所謂テーパー肉
厚の形状に形成され、且つ中間粗圧延材１５ａのウェブ
偏りや上下フランジ肉厚差を低減できる。

次に、ユニバーサルミルＵで圧延された中間粗圧延材１
５ａはユニバーサルミルＵと対に配置されたエツジヤ−
ミルＥの孔型ＫＡＬ、３Ｅによって、そのフランジ端部
が整形され所定のフランジ幅寸法の中間粗圧延材１５ｂ
に形成される。このエツジヤ−ミルＥの水平ロール２１
ａ、　２１ｂは従来のＨ形調圧延用のエツジヤ−ミルに
おける水平ロールの形状と同じであり、中間粗圧延材１
５ｂのウェブ面に対しては積極的な圧下を行わないが、
ウェブ両端の拘束とフランジ先端部の圧下が同時に行わ
れるのでウェブ偏りは生じない。なお、本例では中間圧
延ミルを粗ユニバーサルミルＵとエツジヤ−ミルＥとを
各々１基づつ配置して一対とした単純な例を示したが、
必要に応じて複数対の圧延機のグループ編成にしてもよ
い。

次に、前記粗ユニバーサルミルＵとエツジヤ−ミルＥで
圧延された各種ウェブ厚の上下左右対称な略Ｈ形断面の
中間粗圧延材＋５ｂは、フランジ曲げ成形ミルＳによっ
てフランジ部を外方へ湾曲・曲げ加工され、中間仕上げ
圧延材１６に成形される。

このフランジ曲げ成形ミルＳは孔型ＫＡＬ、２として示
すように上下各水平ロール２２ａ、　２２ｂの幅方向端
部に曲げ成形を行うための湾曲凹部Ｐが形成され、且つ
この湾曲凹部Ｐを構成する一端の側壁にはフランジ先端
部を拘束するためのストッパー部Ｐ、が設けられている
。

続いて、フランジ部を予備成形曲げ加工された中間仕上
げ圧延材１６は仕上げ圧延ミルＦによって連続継手型形
鋼の最終製品１７に仕上げられる。仕上げ圧延ミルＦの
上下水平ロール２３ａ、　２３ｂのロール孔型ＫＡＬ、
１はウェブ部を押圧する胴部とその両端部にフランジ曲
げ仕上げ孔型Ｒで形成されており、この上下水平ロール
の孔型開度をウェブの厚みおよびフランジ厚みに合せて
調整し、孔型２部で継手部（爪）　１８を成形する。な
お、製品の継手部（爪）１８を形成するフランジ曲げ仕
上げ孔型Ｒの上下半割部の外側形状は同一有効幅Ｗのシ
リーズ内で共通としている。

上記フランジ曲げ成形ミルＳの水平ロール２２ａ２２ｂ
に形成された孔型ＫＡＬ、２に作用する荷重やトルクは
ごく軽微なので、ユニバーサルミルＵと仕上げミルＦと
が連続圧延である場合はフランジ曲げ成形ミルＳをエツ
ジヤ−ミルＥの後面もしくは仕上げミルＦの前面に配置
した無駆動のガイドローラーとすることでも充分にその
１機能を発揮できる。また、エツジヤ−ミルＥの胴幅寸
法に対して圧延材の有効幅Ｗが小さい製品シリーズの場
合、エツジヤ−ミルＥの水平ロール２２ａ、　２２ｂに
孔型ＫＡＬ、２，３Ｅを並列に掘削し、圧延中バス間で
水平ロール２２ａ、　２２ｂを横にシフトするようにす
れば装置列としての成形ミルＳを別個に設ける必要はな
い。また同様に、仕上げミルＦの水平ロール２３ａ、　
２３ｂに孔型ＫＡＬ、１．２を並列に掘削し圧延中パス
間で材料をシフトするようにしても装置列の単純化が可
能である。

さて、連続継手型形鋼のウェブ厚ＴＷのサイズ造り分け
は主にユニバーサルミルＵ１フランジ曲げ成形ミルＳお
よび仕上げミルＦの各水平ロールの圧下調整で行い、継
手部厚みである重厚（フランジ厚）ＴｐＯサイズ造り分
けは竪ロール３０ａ３０ｂの圧下調整で行う。

以下、本発明の特徴的な作用である継手開口幅を同一有
効幅Ｗの製品シリーズ内で一定化できる理由および孔型
形状の条件等についてさらに詳細に説明する。

第３図は、仕上げ圧延ミルでウェブ厚ＴＷと重厚（フラ
ンジ厚）ＴＦの異なる各種板厚サイズの連続継手型形鋼
を同一仕上げ水平ロール２３ａ、　２３ｂで圧延する場
合の説明図である。この場合、基準ウェブ厚ＴＷＣから
最大ウェブ厚ＴＷＭＡＸにサイズ変更する場合は、上仕
上げ水平ロール２３ａを上方へΔＳＭＡＸ、上仕上げ水
平ロール２３ｂを下方へΔＳＭＡえたけ移動する。また
、基準ウェブ厚ＴＷｃから最小ウェブ厚ＴＷＭＩＮにサ
イズ変更する場合は、上仕上げ水平ロール２３ａを下方
へΔＳＭＩＮ％下仕上げ水手仕上ル２３ｂを上方へΔＳ
　ＭＩＮだけ移動する。このとき、連続継手型形鋼の重
厚（フランジ厚）Ｔｐも基準電属Ｔ、ｃから最大重厚Ｔ
　ＦＭＡＸ、最小重厚ＴＰＭＩＮ、ヘラニブ厚に応しで
変化させるので、第３図に承ずようにその継手開口幅Ｗ
Ｊは水平ロールの隙変化に係わらす略一定を維持するこ
とかできる。したかって各厚みサイズ間て同・−の雄継
ｆを使用し７ても全く支障かない。

第・４図（ａ）は仕、Ｌ　ｉ−１’曲げ成形用孔ｕＫＡ
Ｌ、１、第４図（ｂ）は予備曲げ成形用孔型ＫＡＬ、２
の寸法関係を示す。ＫＡＬ、３の内幅ＷとＫＡＬ、１の
内幅Ｗの関係は、 ｗ＝　Ｗ−ａ、　α”００−１Ｏａ とするのかｒ４い。αが０止未満になると材料かＫＡＬ
、１内τ左右に揺動１−７訃手形状が不正確となる。α
かｌｏ＋ｎｍイー超えると８料がＫＡＬ、１で両側に押
］２拡げられて継手の形状不良やウェブ厚の偏差を発生
する。

ＫＡＬ、２の爪先ストッパーの付は根部Ｐいの左右方向
の位置はＫＡＬ、１での材料爪先位置ＡＡから距離ａの
位置ＢＢに置く。ＡＡ、Ｊｌ：８８間の距離ａは、 ａ”　Ｏ−２／３　ＸＲ の範囲にとるのが良い。ａが０關未満になるとＫＡＬ、
１てフランジ部が押し曲げられて継Ｔ部が孔型に馴染ま
ず舌な形状になる。ａか２／３ＸＲ１を超えるとＫＡＬ
、１ての曲げ加工量か過大となり、継手の形状不良やロ
ールの焼付、噛込み不良を惹起する。

ＫＡＬ、２の爪先スＩ・ソペーの付は根部ＰのＢＢの」
二手方向の位置は、ＫＡＬ、２の中心線長ｐ、となるよ
うにとる。中心線長Ω２はＫＡ■、１の中心線長Ω１か
ら決まる。

、１７２＝（１＋β）×ｐ１ βは、ＫＡＬ、１丁の曲げ成形にともなう中心線長の減
少率であり、厚内材はど大きく曲げ抵抗の大きいほど増
大するか、通常５９カ以下である。

ＰＱの長さｍは、材料の重厚の２倍以上あれば良い。

ＫＡＬ、２に爪先ストッパーＰＱを設けない汽、特にフ
ランジ先端の厚い素材を曲げ成形する場へ、第４図（Ｃ
）のようにフランジ付は根部のみ曲かり、先端イ・ｊ近
は直線状を維持しその形状か孔型壁にフィツトせず円弧
状にならない。この傾向は、フランジの付は根から先端
にかげての板厚傾斜を大きくして先端厚みを相対的に薄
くすることによりある程度緩和できるか、圧延温度の断
面内の不均一分布の悪影響や製品形状寸法の制約もある
ので結局、爪先ストッパーＰＱが必要となる。また、前
述の通り継手開口幅を同一とするためにはエツジヤ−ミ
ルＥて所定のフランジ幅に整形しておくことが必須であ
るが、前記圧延条件の変動を考慮して爪先ストッパーＰ
Ｑで最終的にフランジ先端部を拘束することはフランジ
幅を更に精度高く維持する」二からも効畢的である。

なお、以上の例は中間ユニバーザルミル群をＵＥの１グ
ループとしているか、勿論複数グループとしてもよ＜、
一般にＨ形鋼のユニ１＜−サル圧延を行っているいずれ
の工場でも本発明の方法と装置を適用できる。さらに、
一連の上下左右対称連続継手型形鋼を製造するためには
継手形状を適切に決めることよりＢＤ、Ｕ、ＥＥルのロ
ールは既存の工（形鋼片び用「コール〕・リーズと共用
できるのて、結局、ＳミルとＦミルの水平ロールのみ専
用ロールとしてしかも１種類のみ準備すればよい。

（発明の効果） 本発明の方法および装置列によれば、既存のＨ形鋼ツー
−−ハーサル圧延装置列にて、同一のロール組で多サイ
ズのウェブ厚みＴ４・継手部卸み１゛１の雌継手を何す
る連続、継手型形鋼を建設ブＤ　：、”　Ｊ−クトに応
した経済的な所望のサイズに雄継手との共通嵌合性を維
持し一つつ造り分けることができるので、圧延ロールお
よびその付属品の所要数か激減すると共にロール原単位
が向上Ｉ〜、ロール組替回数が減少するので稼働率が向
」二１２組替要因も少なくてすむ。さらに使用する素材
のサイズも集約できるなど、生産上のメリットは大きい
。また、継手形状の安定した施工性に優れた高品質の連
続継手型形鋼を例え小ロットても効率良く製造できるの
で、現状の多様化している市場の二・−ズに迅速かつ的
確に応えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係わる圧延順序を示す正面
略図、第２図は本発明の１実施例に係わる圧延工程を示
す説明図、第３図は本発明による各種属みの上下左右対
称連続継手型形鋼の圧延実施要領の説明図、第４図（ａ
）は本発明による連続継手型形鋼の仕上げ孔型、同（ｂ
）は予備曲げ孔型、同（ｃ）は不適正な予備曲げ孔型を
使用時に発生する圧延不良発生状態の説明図、第５図（
ａ）は本発明による上下左右対称連続継手型形鋼の形状
を説明する断面略図、同（ｂ）　、（ｃ）は雄継手の断
面略図、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）および
（ｄ）は本発明により製造された上下左右対称連続継手
型形鋼を箱型鋼矢板として形成した使用例を示す説明図
、第７図は従来の孔型圧延法による上下非対称左右対称
型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図、第８図は従来の
孔型圧延法の一部にユニバーサル圧延法を適用した上下
非対称左右対称型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図、
第９図は従来のユニバーサル圧延法による上下対称左右
非対称型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図、第１０図
は従来のユニバーサル圧延法による上下非対称左右対称
型直線型鋼矢板の圧延法を示す説明図である。 ＢＤニブレークダウンミル　Ｕ：ユニバーサルＥ：エツ
ジャーミル Ｓ：フランジ曲げ成形ミル　Ｆ：仕上げミル１５ａ、　
１５ｂ　：中間粗圧延材 １６；中間仕上げ圧延材　　　１７：最終製品２０ａ、
　２０ｂ：ユニバーサルミルＵの水平ロール３Ｄａ、　
３０ｂ：ユニバーサルミルＵの竪ロール２１ａ、　２１
ｂ：エツジヤ−ミルＥの水平ロール２２ａ、　２２ｂ：
フランジ曲げ成形ミルＳの水平ロール２３ａ、　２３ｂ
：仕上げミルＦの水平ロール特許出願人　新日本製鐵株
式会社 復代理人　弁理士　田村弘明 第 ３図 ／（ 第 図 　　Ａ 第６図 第 図 第８図 第 ９図 １＝→〉 第１０図 ＝べ〉＝π−ぺ〉＝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼片素材を粗造形材に圧延するブレークダウンミ
   ル、該粗造形材を略Ｈ形断面の中間圧延材に圧延するユ
   ニバーサルミルとエッジャーミルからなる中間圧延ミル
   、該圧延材を中間仕上げ圧延しフランジ曲げ成形する成
   形ミルおよび仕上げ圧延ミルによって連続継手型形鋼を
   圧延する方法において、ドッグボーン状に形成した粗造
   形材を、前記中間圧延ミルでフランジ部を所定の厚さお
   よび幅とすると共にウェブ部を所定の厚さおよび内幅が
   一定の断面略Ｈ形の中間圧延材に成形し、続いて幅方向
   端部にストッパー部を有する上下水平ロールの湾曲部に
   よって前記フランジの先端を拘束しつつ当該フランジ部
   を外方に湾曲せしめた後、前記仕上げミルの上下水平ロ
   ールの間隙を調整して所定のウェブ厚さ、および継手部
   形状・厚さを有し、且つ継手開口幅が略一定で有効幅一
   定の連続継手型形鋼に仕上げ圧延することを特徴とする
   連続継手型形鋼の圧延方法。