JPH0484601A - 連続継手型形鋼の圧延方法 - Google Patents

連続継手型形鋼の圧延方法

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JPH0484601A
JPH0484601A JP19682090A JP19682090A JPH0484601A JP H0484601 A JPH0484601 A JP H0484601A JP 19682090 A JP19682090 A JP 19682090A JP 19682090 A JP19682090 A JP 19682090A JP H0484601 A JPH0484601 A JP H0484601A
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Taneharu Nishino
西野 胤治
Kazue Ikuta
生田 和重
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/088H- or I-sections
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    • B21B1/082Piling sections having lateral edges specially adapted for interlocking with each other in order to build a wall

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の最も代表的な形状
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T1・の雌継手
暑すを何している。なお左右雌継手1bの中心部間圧M
Wは有効幅と称される。第5図(b) 、 (c)は連
続継手型形w4]の雌継手1bに嵌合する雄継手をaす
る連結部材6の製品形状例を示し、第5図(b)の連結
部月6はフランジ幅の短い単純な形状のH形鋼であり、
第5図(C)の連結部+46は雌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]とその連結部+Aであ
る第5図(b) 、 (c)に示す連結部H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、従
来からある類似形状の直線型鋼矢板の製品サイズは一般
に有効幅W1ウェブ厚Twおよび継手部属TF毎に設定
されているが、本発明の対象とする連続継手型形M1の
製品サイズは有効幅Wがシリーズ内園−てウェブ厚Tw
および継手部属Trを多様な厚み構成としている。
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mlのウェブにH形鋼3あるいはプ
レート5を溶接してH型断面の形月とした、いわゆる箱
型鋼矢板として用いられる。なお、第6図(a)。
(e)はH形鋼3を溶接した例、第6図(b) 、 (
d)はプレート5を溶接した例である。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
#I2a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
補剛祠4を用いている。
この鋼製箱型鋼矢板の特徴は、■断面性能に優れている
ので壁厚か薄くてきる、■構成部(イの表面が平滑であ
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であり、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。
近年、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l二車が主流となってきて、前記の箱型鋼矢板の
基本部材である連続継手型形鋼l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横築する場合
、地上付近では土圧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、土庄の増大する地中内部
では土庄の増大に応じてウェブ厚TWを大きくして箱型
鋼矢板の剛性強度をたかめる必要がある。この場合、継
手部分の継手部属Trもウェブ厚Twの増大に応じて大
きくする。施工時は板厚みの異なる連続継手型形鋼]か
らなる比較的に短い箱型鋼矢板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および寸法は全敷設長に4
つたり一定なので、連続線f・型形鋼1の継手部は製品
サイズに係わらす同一の雄継手材との−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累月であり、この累月BBをに
13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(Clo
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
ール原単位か高くなるほか、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
形状が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、杓゛効幅Wの大
きい広幅連続継手型形鋼の製造は困難である。
この角了決策として継手部を形成する素材部分に直接川
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SLか
らの製造をnJ能にしている。また特公昭58−382
41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ザル圧延設備を
利用し目、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方法がある。第9図に示した特
公昭55−11921号公報技術と、第1O図に示した
特開昭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T1.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
、しかも同一の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、且つ型
開口幅か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+1を位の低下等
を来すことなく、ウェブ厚みTw−継手部厚みTFを用
途のl二1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活用して、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、鋼ハ索利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ツジヤ−ミルからなる中間圧延
ミル、該圧延+4を中間仕上げ圧延しフランジ曲げ成形
するフランジ曲げ成形装置および仕上げミルによって連
続線T、型形鋼を圧延する方法において、前記ブレーク
ダウンミルでドツグボーン状に形成した粗造形材を、前
記中間圧延ミルでウェブ部を所定の厚さおよび内幅一定
・j法とし且つフランジ部をそのつけ根部から先端方向
に先細りのテーパ状とした略H形鋼の中間粗圧延Hに成
形し、続いて幅方向端部を開放した上下水平ロールの湾
曲部によって前記フランジ部を外方に湾曲成形せしめた
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、爪(フランジ)形状・厚さを有し、
旧つ型開口幅が略一定て自−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) 以上、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、粗圧延工程はブレークダウンミルBDの上
下水平ロールによって矩形断面の薄肉スラブまたはドツ
グボーン状の鋼片を素材として複数回のエッンングを(
jい、ドツグボーン11ニ状の粗造形材に加工する工程
である。本発明におけるブレークダウンミルは上述のよ
うに従来周知のH形鋼等フランジをHする形鋼の粗圧延
工程に使用されるものであり、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、ます前記粗造形材は粗ユニバ
ーサルミルUの孔型KAL、3によって略H形断面の中
間粗圧延1イ15aに圧延造形される。ここでユニバー
ザルミルUの水平ロール20a、 20bは中間粗圧延
+イ15aのウェブ部を押圧する面が平坦で、フランジ
内側面に当接する側面と竪ロール30a、 30b側面
とて構成される間隙が後述するようにフランジ先端方向
に先細りとなるように形成したロールを用いる。一方、
竪ロール30a30bは中間粗圧延+イ15aのフラン
ジ面を押圧するロール周面かほぼT坦に形成されたロー
ル(以下、フラット竪ロールと呼称)を用いており、従
来のH形調圧延用の11上ユニバーサルミルなとて使イ
っ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か根本でjψく先端で薄い所謂
テーパ肉厚の形状に形成され、nつ中間粗圧延(イ15
aのウェブ偏りやフランジ肉厚偏差を低減できる。
次に、粗ユニバーサルミルUで圧延された中間粗圧延+
415 aは粗ユニバーサルミル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21a、 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、中間圧延
材15bのウェブ面に対しては積極的な圧下を行わない
が、ウェブ両端部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を防11ユできる。なお本例
では中間圧延1′、程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とフランジ厚の上ド左右対称な
略H形断面の中間圧延手口5bはフランジ曲げ成形装置
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(416に成形される。このフランジ曲げ
成形装置Sの水平ロール22a、 22bは孔型KAL
、2として示すようにロールの幅方向端部に曲げ成形を
行うための湾曲凹部Pが形成され旧つ両端部は開放され
ている。
続いて、フランジ部を−r備成形曲げ加工された中間仕
上げ圧延材1Gは仕上げ圧延ミルFによって連続継手型
形鋼の最終製品形状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、23+3のロール孔型K
AL、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で形成されている。なお継手部1
8を形成するフランジ曲げ仕上げ孔型Rの上下手割部の
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装置Sの水平ロール22a。
221)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装置
Sをエツジヤ−ミルEの後面もしくは佳」二げミル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
充分にその機能を発揮できる。また、エツジヤ−ミルE
の水平ロール胴幅寸法に&4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21a、 21bに孔型KAL、2,3Eを並列に掘
削し、圧延中パス間で水平ロール21a、 21ムを横
にシフトするようにすればフランジ曲げ成形装置Sを別
個に設ける必要はない。また同様に仕上げミルFの水り
1.ロール23a、 23bに孔型K A L、]、2
を並列に掘削し圧延中パス間で飼料を横にシフトするよ
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、粗ユニバーサルミルU・エツジヤ−ミルE・フラン
ジ曲げ成形装置Sおよびf↓土げミル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
)TPのサイズ造り分けは竪ロール30a、 30bの
圧下調整て行う。
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詳細に説明する。
第3図は、仕上げ圧延工程でウェブ厚Twと重厚(フラ
ンジ厚)Tp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て圧延する場
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ΔS MAX、ド仕上げ
水゛[ロール23bを下方へΔSMAXたけ移動する。
また、基準ウェブ厚TW0から最小ウェブ厚TwM1N
にサイズ変更する場合は、1仕」二げ水平ロール23a
を下方へΔSMIN%下仕上げ水平ロール23bを上方
へΔS MINたけ移動する。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TFMAXs最小電属TPMINとウェブ厚に応
して変化させるので、第3図に示すようにその継手開口
幅WJは水平ロールの隙変化に係イっらず略一定を維持
することがてきる。したがって各厚みサイズ間で同一の
雄継手を使用しても全く支障がない。
第4図(a)は仕上げ曲げ成形用孔型KAL、1、第4
図(b)は−’T’ (a曲げ成形用孔型KAL、2の
寸法関係を示す。KAL、2の内幅WとKAL、  1
の内幅Wの関係は、 w=W−a    a−0−10m+nとするのが良い
。αか0闘未満になると材料がKAL、]内で左右に揺
動し継手形状が不正確となる。αか10mmを超えると
材料かKAL、1て両側に押し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、  3Eのフランジ中心線長Ω3 (第1図参
照)は、KAL、2の中心線長Ω2とK A L 。
1の中心線長ρ1から決まる。
ρ3=(1+β2 ) x、Q 2 i!2−(1+β1)×9 β3.β2は、KAL、]、2での曲げ成形にともなう
中心線長の減少率であり、厚肉祠はと大きく、ロール表
面の摩擦か大きい場合なと曲げ抵抗か大きいはと増大す
るが、通常各々5%以上である。
KAL、2の曲げ成形において、特にフランジ先端の厚
みか相対的に厚い素材を曲げ成形する場合、第4図(C
)のようにフランジ(=Iけ根部のみ曲かり先端側近は
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
かけての板厚傾斜を大きくして先端厚みを相対的に薄く
することにより解決できる。即ち、第4図(b)におい
てフランジ先端に作用する曲げ力PBによってX1点に
牛する曲げ応力σ1が各X1点において同一もしくはX
lが大きいほどσ1が若干小さくなるようにフランジ厚
みTFlを規定すればよい。フランジ厚みTrlはKA
L、3の水平ロール20a、 20bで中間粗圧延44
15aのフランジ内側面に当接する側面か、竪ロール3
0a、 30bと構成するフランジの間隙分布をフラン
ジ付は根から先端にかけて先細りの所定の板厚分布とな
るように形成したロールを用いることにより圧延できる
。この継手形状は、継手部] 5 度の点でも引張力か作用したとき継手の各部に発生ずる
応力が略−様となるので無駄のない継手厚み分布となっ
ており経済的である。
なお、以上の例は中間ユニバーサルミル群をUEの1グ
ループとしているが、勿論複数グループとしてもよく、
一般にH形鋼のユニバー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有
効幅と継手形状を適切に決めることよりBD、U、Eミ
ルのロールは既存のH形鋼圧延用ロールシリーズと共用
できるので、結局、成形装置Sと仕上げミルFの水平ロ
ールのみ専用ロールとしてしかも同一有効幅内では1種
類のみ準備すればよい。
(発明の効果) 本発明の方法によれば、既存のH形鋼ユニバーサル圧延
装置列にて、同一のロール組で多サイズのウェブ厚みT
w−継手部厚みTPの雌継手を有する連続継手型形鋼を
建設プロジェクトに応じた経済的な所望の断面性能を有
するサイズに雄継手との共通IL’?性を維持しつつ造
り分けることかできるので、圧延ロールおよびその(=
I属品の所要数が激減すると共にロール原単位か向上し
、ロール組替回数が減少するので稼働率が向」二し組替
要員も少なくてすむ。さらに使用する索H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■1−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ニーズに迅速かつ的確に応える
ことかできる。
【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上程を示す説明
図、 第3図は本発明による各種属みの上下左イilJ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、(b)は予備
曲げ孔型、(C)は不適正な中間圧延材を使用時にf6
’lする圧延不Qt牛状態用例を示す説明図、 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」三方対称左
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:ユニバーサルミル   E:エッジャーミルS:フ
ランジ曲げ成形装置 F:仕上げミル15a。 16: 0a 30a。 1a 22a。 23a。 15b:巾間粗圧延材 中間仕上げ圧延材   17:最終製品20b:ユニバ
ーサルミルUの水平ロール30b=ユニバーサルミルU
の竪ロール21b:エツジヤ−ミルEの水平ロール22
b:フランジ曲げ成形装置の水平ロール23b、仕上げ
ミルの水N[ロール

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フ
    ランジ曲げ成形装置および仕上げミルによって連続継手
    型形鋼を圧延する方法において、前記ブレークダウンミ
    ルでドッグボーン状に形成した粗造形材を、前記中間圧
    延ミルでウェブ部を所定の厚さおよび内幅一定寸法とし
    且つフランジ部をそのつけ根部から先端方向に先細りの
    テーパ状とした略H形断面の巾間粗圧延材に成形し、続
    いて幅方向端部を開放した上下水平ロールの湾曲部によ
    って前記フランジ部を外方に湾曲成形せしめた後、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、爪(フランジ)形状・厚さを有し、且つ爪開
    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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001028703A1 (en) * 1999-10-19 2001-04-26 Cosma International Inc. Method for making a beam from a metal sheet
US6718812B1 (en) 1999-10-19 2004-04-13 Magna International Inc. Method for making a beam from a metal sheet

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US6718812B1 (en) 1999-10-19 2004-04-13 Magna International Inc. Method for making a beam from a metal sheet

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JP2702592B2 (ja) 1998-01-21

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