JPH0484602A - 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ＴＦの雌継手１
ｂを有している。なお左右雌継手１ｂの中心部間距離Ｗ
は有効幅と称される。第５図（ｂ）　、　（ｃ）は連続
継手型形鋼１の雌継手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（ｂ）の連結部材
６はフランジ幅の短い１１１純な形状のＨ形鋼であり、
第５図（ｃ）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とその連結部材である第
５図（ｂ）　、　（ｅ）に示す連結部材の断面形状は、
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鋼１の製品
サイズは有効幅Ｗおよび継手部属ＴＦがシリーズ内置−
でウェブ厚Ｔｗ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
のて壁厚が薄くできる、■構成部材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
部での工事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］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
矢板の剛性強度を高める必要がある。この場合、継手部
分の継手部属ＴＰはウェブ厚Ｔｗが増大にしても一定で
ある。施工時はウェブ厚ＴＷの異なる連続継手型形鋼１
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
現地で接合しかつ長平方向に連続して敷設する。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わたり一定の形状なの
で、連続継手型形鋼の継手は製品サイズに係わらず同一
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（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
ール原単位が高くなるほか、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、有効幅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ＳＬから
の製造を可能にしている。また特公昭５ｇ−３８２４１
号公報では１．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方法がある。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
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、ウェブ坤みＴＷ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ず、然も同一のロール組
を使用して継手の形状寸法を一定に維持しつつ各種のウ
ェブ厚みＴｗを有する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、継手形
状寸法、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活用し
て、ロールやガイドの新設・改造を最小限にして有効幅
と継手形状寸法が一定の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−ミツ 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ウェブ部を所定の各種
属さおよび内幅一定寸法とし且つフランジ部の厚みと幅
を一定寸法とした略Ｈ形断面の中間圧延材に成形し、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せしめた後、前記仕上
げミルの上下水平ロールでフランジ部を仕上げ成形し、
所定の各種サイズのウェブ厚さを有し且つ有効幅と継手
形状・寸法が一定の連続継手型形鋼を製造する圧延方法
である。

■また、前記仕上げミルの上下水平ロールの両側面にロ
ール周面に突条を形成した竪ロールを設け、該竪ロール
の突条を被圧延材の上下フランジ端部間に嵌入しつつ仕
上げ圧延し、所定の各種サイズのウェブ厚さを有し且つ
有効幅と継手形状・寸法が一定の連続継手型形鋼を製造
する圧延方法である。

（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ツグボーン状の
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
鋼等フランジを有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、まず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
間粗圧延材１５ａ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Ｉ
Ｎ’１５ａのウェブ面を押圧する而が平坦でフランジ内
側面に当接する側面を外傾斜角αとなるように形成した
ロールを用いる。

外傾斜角αは従来のＨ形鋼あるいは■形鋼のユニバーサ
ルミル圧延に供されるものと同等である。一方、竪ロー
ル３０ａ、　３ｏｂは中間粗圧延＋４１５ａ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いう）を用いており、従来
のＨ形鋼圧延用の仕上ユニバーサルミルなどで使イつれ
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厚く先端で薄い所謂テーパ肉厚
の形状に形成され、一般のＨ形調圧延で使用される算盤
球型竪ロールを使用した場合に発生し易い中間粗圧延材
＋５ａのウェブ偏りやフランジ肉厚偏差を防止できる。

次に、粗ユニバーサルミルＵで圧延された中間粗圧延材
１５ａ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・Ｊ゛法の中間圧延材
１．５ｂに形成される。このエツジヤ−ミルＥの水平ロ
ール２１ａ、　２１１１．２１ｃ。

２１ｄは特開昭６２−７７１０７号公報などに記載され
た従来のフランジ幅一定Ｈ形鋼製造用のエツジヤ−ミル
における水平ロールの形状と同じであり、中間圧延キイ
１５ｂのウェブ面に対しては積極的な圧下を行わないが
、ウェブ厚みＴＷが変わっても水平ロール２Ｊａ、　２
１ｂでウェブ両端部の拘束をしながら水平ロール２１ｅ
、　２１ｄでフランジ先端部の圧下をフランジ幅方向の
任意の位置で同時に行うことかできる構造となっている
のでウェブ偏りを防止しつつフランジ幅Ｂを一定にする
ことができる。なお本例では中間圧延工程を粗ユニバー
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か、必要に応じて複数対
の圧延機のグループ編成にしても良い。

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と］　１ フランジ幅一定の上下左右対称な略Ｈ形断面の中間圧延
材＋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、中間仕上げ圧延材１Ｂ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として示すように中
間仕上げ圧延材１６のウェブを拘束する胴部とそのロー
ルの幅方向両端部に曲げ成形を行うための湾曲四部Ｐが
形成され且つ側端部は開放されている。

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、　２３ｂのロール孔型はＫ
ＡＬ、１．（ａ）あるいはＫＡＬ。

１（ｂ）であり継手部１Ｂを仕上げ成形するフランジ曲
げ仕上げ孔型Ｒで形成されている。なお第１図のＫＡＬ
、　　１（ａ＞、　　１．（ｂ）の上下水平ロール２３
ａ。

２３ｂは左右分割型としているがＫＡＬ、２のように一
体型としてもよい。またＫＡＬ、１（ａ）は水・１シロ
ールのみで構成されているがＫＡＬ、１（ｂ）］　２ では突条付竪ロール４０ａ、　４０ｂを上下水平ロール
２３ａ、　２３ｂの両側面に配置し、突条付竪ロール４
０ａ。

４０ｂの突条部４１ａ、　４１ｂを被圧延材の上下フラ
ンジ端部間（継手端部間）に嵌入［２、端部間の幅を規
制することにより最終製品形状１７の継手開口部の幅と
その位置を正確に成形する構造にしている。

上記フランジ曲げ成形装置Ｓの水平ロール２２ａ。

２２ｂ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
にその機能を発揮できる。また、仕上げミルＦの水平ロ
ール２３ａ。

２３ｂに孔型ＫＡＬ、１（ａ）、２を並列に掘削し圧延
中パス間で材料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。

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・エッジャ−ミルＥおよびフ
ランジ曲げ成形装置Ｓの各水平ロールの圧−ト調整で行
い、継手部の各サイズ間で一定の形状寸法となるように
竪ロール３０ａ、　３０ｂおよび水平ロール２１．ｃ、
　２１ｄの圧下調整を行う。

以下、本発明の特徴的な作用である継手形状寸法と有効
幅Ｗを一定とした製品シリーズ内てウェブ厚Ｔｗのサイ
ズ造り分けか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（ａ）は仕上圧延工程でウェブ厚Ｔｗと電属（フ
ランジ厚）Ｔｐの異なる各種板厚サイズの連続継手型形
鋼を同一仕上水平ロール２３ａ、　２３ｂて成形する場
合の説明図であり、第３図（ｂ）は上記仕上水平ロール
２３ａ、　２３ｂのロール端部から突条４１ａ、　４Ｉ
ｂ付竪ロール４０ａ、　４０ｂを挿入して上下フランジ
端部（継手端部）を規制しながら成形する場合の説明図
である（但し第３図（ａ）　、（ｂ）は何れも左側部だ
けを図示している）。例えば、最大ウェブ厚ＴｗＭＡＸ
から最小ウェブ厚ＴＷＭＩＮにサイズ変更する場合は、
中間仕上げ圧延材１６のウェブ厚みをＴＷＭＩＮにする
べく粗ユニバーサルミルＵ・エツジヤ−ミルＥおよびフ
ランジ曲げ成形装置Ｓの各水平ロールのロール隙を変更
し、仕上水平ロール２３ａ、　２３ｂと竪ロール４０ａ
、　４０ｂは圧延材料の適材中の実際のロール隙を所定
の一定値になるように維持する。このとき、中間仕上げ
圧延材１６のフランジの幅と厚みは一定となるように竪
ロール３０ａ、　３０ｂおよび水平ロール２１．ｃ、　
２］、ｄのロール隙を調整する。したがって継手形状寸
法が一定となり、各種属みサイズを長手方向に連結した
ものに対し同一の雄継手を使用しても全く支障がない。

第４図（ａ）は仕上曲げ成形用孔型ＫＡＬ、Ｌ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、２の内幅ＷとＫＡＬ、１の内幅Ｗの関係は、 ｗ＝Ｗ　−ａ、　　　　ａ　＝　Ｏ−１０＋ｎｍとする
のが良い。αが０ｍ１１未満になると材料がＫＡＬ、１
内で左右に揺動し継手形状が不正確となる。αカ月Ｏｍ
ｍを超えると材料がＫＡＬ、１の水平ロールで両側に押
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Ω、（第１図参照）は
、ＫＡＬ、２の中心線長ｇ２とＫＡＬ］の中心線長β１
から決まる。

、Ｑ３−（］＋β２）Ｘｇ２゜ ρ２−（１＋β１）×ρ β３．β２は、ＫＡＬ、１．２での曲げ成形にともなう
中心線長の減少率であり、厚肉材はど大きく、ロール表
面の摩擦が大きい場合など曲げ抵抗が大きいほど増大す
るが、通常各々５２６以下である。また、ＫＡＬ、１（
ａ）に対しＫＡＬ、１（ｂ）は突起付竪ロール４０ａ、
　４０ｂによるフランジ先端（継手の爪先）の圧下式を
見込んでβ１を０．５〜３％程度大きくすると成形形状
がさらに安定する。尚、ＫＡＬ、２の水平ロール２２ａ
、　２２ｂは中間仕上げ圧延材１６のウェブ部を拘束す
ることによって孔型内における曲げ成形時の材料の上下
左右の安定化と対称性の維持をはかっている。しかし、
ＫＡＬ、１の仕上水平ロール２３ａ、　２３ｂではウェ
ブ部を拘束できるのは最大ウェブ厚Ｔ□ＡＸの場合のみ
であり、その他一般のウェブ厚ＴＷでは０−ルと材料間
に隙（Ｔ　ｗＮ＋Ａｘ　　Ｔ　ｗ　）を生ずるため曲げ
成形の形状が不安定となりやすい。この対策として突条
付竪ロール４０ａ、　４０ｂを左右継手端部に配置する
ことは効果的である。またガイド装置を材料のロールに
よる成形形状の変化に沿った形状とし出入側から貫通し
た構造にして、材料を密着誘導することも効果的である
。

なお、以上の例は中間ユニバーサルミル群をＵ。

Ｅ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により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、フランジ曲げ成形装
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の一定形状寸法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、雄継手との共通嵌合性を維持しつつ造り分
けることができるので、圧延ロールおよびその付属品の
所要数が激減すると共にロール原単位が向上し、ロール
組替回数が減少するので稼働率が向上し組替要員も少な
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
る市場のニー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］−程を示す説
明図、 型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ザ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、　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３０ａ、　
３０ｂ：ユニバーサルミルＵの竪ロール２＋ａ、　２１
ｂ。 ２１ｃ、　２１ｄ　：エッジャーミルＥの水平ロール２
２ａ、　２２ｂ：フランジ曲げ成形装置の水平ロール２
３ａ、　２３ｂ：仕上げミルＦの水平ロール４０ａ、　
４０ｂ＋突条付竪ロール

Claims (2)

【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各種厚さおよび内幅一定寸法
   とし且つフランジ部の厚みと幅を一定寸法とした略Ｈ形
   断面の中間圧延材に成形し、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
   方に湾曲せしめた後、前記仕上げミルの上下水平ロール
   でフランジ部を仕上げ成形し、所定の各種サイズのウェ
   ブ厚さを有し且つ有効幅と継手形状・寸法が一定の連続
   継手型形鋼を製造することを特徴とする連続継手型形鋼
   の圧延方法。
2. （２）仕上げミルの上下水平ロールの両側面に、ロール
   周面に突条を形成した竪ロールを設け、該竪ロールの突
   条を被圧延材の上下フランジ端部間に嵌入しつつ仕上げ
   圧延し、所定の各種サイズのウェブ厚さを有し且つ有効
   幅と継手形状・寸法が一定の連続継手型形鋼を製造する
   ことを特徴とする請求項１記載の連続継手型形鋼の圧延
   方法。