JPH0523737A

JPH0523737A - 内面リブ付き角形鋼管の製造方法

Info

Publication number: JPH0523737A
Application number: JP20556991A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Ume; 和巧卯目; Mikio Sawa; 幹夫澤; Yasumitsu Kiyoto; 泰光清都; Osamu Hirano; 攻平野; Shigeru Endo; 茂遠藤
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1993-02-02
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH0741313B2

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な寸法精度を有する内面リブ付き角形鋼
管の製造方法。【構成】断面円形の内面リブ付き鋼管１を誘導加熱装
置６に導き、内面リブ付き鋼管１をその軸線方向に移送
しながら、誘導加熱装置６によって500 から950℃の範
囲の温度まで加熱し、次いで、加熱した内面リブ付き鋼
管１を、上下および左右一対の、２段以上の成形ロール
２、３を通して断面角形の形状に温間成形または熱間成
形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、充填型鋼管（鉄筋）
コンクリート部材に使用される内面リブ付き角形鋼管の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】充填型鋼管（鉄筋）コンクリート部材
は、主に構造物の柱材に適したもので、構造、耐火およ
び施工の面で、多くの特徴を有している。しかしなが
ら、充填型鋼管コンクリート部材は、鋼管へのコンクリ
ート充填の信頼性不足、および、充填コンクリートの強
度発揮メカニズムに対する疑問があるという問題を有し
ている。

【０００３】このようなことから、我々は、充填型鋼管
（鉄筋）コンクリート部材、特に、断面四辺形の角形の
部材に関する、上述の問題を解決するものとして、コン
クリート充填用の内面リブ付き角形鋼管を提案した。コ
ンクリート充填用の内面リブ付き角形鋼管は、下記か
らの特徴を有している。前記鋼管コンクリート構造に関する問題点を解決す
る。即ち、内面リブにより、コンクリートとの付着性能
を大きく向上させ、柱はり接合部における鋼管から充填
コンクリートへの応力伝達メカニズムを明解にすること
により、一般化累加強度発揮の条件を満足させる。柱脚、柱の継手および柱はり接合部等のいわゆる部
材の接合にその付着性能を利用し、鋼管コンクリート構
造の施工上の特徴を更に増大させる。鋼管とコンクリートの一体性を終局状態まで維持さ
せることにより、構造物としての組成変形性能を向上さ
せ、径厚比の制限値および構造特性係数の値を合理的に
設定する。

【０００４】上述した内面リブ付き角形鋼管は、従来、
所望の高さのチェッカー形のリブ（例えば、高さ(h) ≧
2.5mm)を有する鋼板を熱間圧延し、次いで、冷間ロール
成形方あるいは冷間プレス成形法によって製造される。
更に、内面リブ付き角形鋼管の従来の製造方法として
は、４枚板溶接等の方法等が挙げられる。さらに、特願
平1-289,130 号には、温間での角成形もみられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の内面リブ付き角形鋼管の製造方法には、下記の
問題点が考えられる。大径厚肉の場合には、２シームで製造される場合が
多い。 12ｍ未満の短尺のものが多い。冷間〜温間によって、加工されるため、コーナーＲ
部において、寸法精度をだすのが難しい。加工硬化が、コーナーＲ部に多く見られ、コーナー
Ｒ部における品質が劣化する。これにより、降伏比（Y
R）、即ち、｛降伏強度(YS)／引張り強度（TS）｝が上
昇し、靱性も劣化する。このことは、品質設計上の留意
点でもある。例えば、冷間ロール成形法によって製造さ
れた、400mm(径) ×16.0mm (厚) の、従来の内面リブ付
き角形鋼管の、引張り特性( 10mmφ丸棒長さ方向) を調
べたところ、その結果は、下記表１のごとくであった。
但し、表１において、YS＝降伏強度、TS＝引張り強度、
El＝延び、YR＝降伏比を示す。

【０００６】表１

【０００７】従って、この発明の目的は、内面リブ付き
角形鋼管の有する上述の問題を解消し、寸法精度および
コーナーＲ部の品質が優れ、且つ、大径の、内面リブ付
き角形鋼管の製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】我々は、上述の課題を解
決するために鋭意研究を重ねた。その結果、我々は、下
記の知見を得た。即ち、温間または熱間で角成形を行う
ことにより、寸法精度およびコーナーＲ部の品質に関す
る上述の問題を解決でき、寸法精度およびコーナーＲ部
の品質に優れた内面リブ付き角形鋼管を製造することが
できる。

【０００９】この発明は、上述の知見に基づいてなされ
たものであって、断面円形の内面リブ付き鋼管を誘導加
熱装置に導き、前記内面リブ付き鋼管をその軸線方向に
移送しながら、前記誘導加熱装置によって前記内面リブ
付き鋼管を500 から950 ℃の範囲の温度まで加熱し、次
いで、加熱した前記内面リブ付き鋼管を、温度降下がで
きるだけ少ない段階において、前記誘導加熱装置の出側
に設けられた、同一垂直面上に、前記内面リブ付き鋼管
の上下方向および左右方向に接触するように配置され
た、上下および左右一対の、２段以上の成形ロールを通
して断面角形の形状に温間成形または熱間成形すること
に特徴を有し、更に、必要に応じて、前記成形ロールに
よって角形形状に成形後、前記成形ロールの出側に配置
された冷却手段によって、前記内面リブ付き鋼管を急冷
することに特徴を有するものである。

【００１０】次に、この発明の内面リブ付き角形鋼管の
製造方法について説明する。大径：この発明の内面リブ付き角形鋼管の製造方法にお
いて、大径とは、角形鋼管の断面の四辺形の１辺×１辺
が、350mm ×350 mm以上のものをいう。

【００１１】内面リブ：鋼管の内面に設けられるリブと
しては、チェッカー形のリブ等が用いられる。内面リブ
の高さは、従来の内面リブ付き鋼管と同様とする。具体
的には、2.5mm 以上とすることが好ましい。

【００１２】ＵＯＥプロセス：この発明に使用される断
面円形の内面リブ付き鋼管（素管）は、ＵＯＥプロセス
によって、製造することが好ましい。その理由は、ＵＯ
Ｅは、大径、厚肉丸形鋼管を製造しやすいプロセスであ
ること、および、鋼管の長さを、12から18ｍの長尺に製
造可能であり、寸法精度も比較的良好であることによ
る。ただし、ＵＯＥプロセスによって製造することに限
定されるものではない。

【００１３】誘導加熱装置：この発明の製造方法は、断
面円形の内面リブ付き鋼管を、誘導加熱装置により、加
熱する。その理由は、工業的に早く（短時間で）昇熱し
たいこと、および、出来るかぎり軟化ゾーンを小さくと
り、角形成形前の鋼管の変形を防止したいことによる。
誘導加熱装置でなく、雰囲気炉内加熱を使用した場合、
全体加熱の為、鋼管の真円度の確保が非常に困難であ
る。

【００１４】加熱温度：加熱温度は、500 から950 ℃の
範囲内とすべきである。加熱温度が500 ℃未満では、ロ
ール成形時の荷重が極端に大きくなる。更に、ロール成
形時に、青熱脆性域に入る可能性がある。一方、加熱温
度が高温になると、変形荷重は小さくなるが、γ結晶粒
が大きくなり、靱性劣化が大きくなる。更に、パワー
（熱量）が多量に必要である。従って、加熱温度は500
から950 ℃の範囲内に以下に限定すべきである。

【００１５】成形ロールにおける成形：断面円形の内面
リブ付き鋼管を、一挙に断面四辺形の角形にすることは
困難である。従って、上下および左右一対の、２段以上
の成形ロールが必要である。図１から図４は、この発明
の１実施態様を示す図である。図１から図３は断面円形
の内面リブ付き鋼管を角形鋼管に成形する状況を示す正
面図、図４はこの発明の製造方法の概略工程図である。
図面において、１は断面円形の内面リブ付き鋼管の素
管、1aは断面円形の内面リブ付き鋼管、1bは内面リブ付
き角形鋼管、２および３は成形ロール、４はプッシャ
ー、５は拘束ロール、６は誘導加熱炉（誘導加熱装置）
である。図２に示す、(1＋n)段目の成形ロール２は、同
一垂直面上で、鋼管の上下および左右方向と接触するよ
うに配置された、カリバーをつけた、上下左右のカリバ
ーロール2aから構成されている。ここで、(1＋n)におい
て、ｎは０以上の整数である。図３に示す最終段の成形
ロール３は、同一垂直面上で、鋼管の上下および左右方
向と接触するように配置された、上下左右のフラットロ
ール3aから構成されている。また、溶接シームにあたる
ロール2aおよび3aは、溝付きである。

【００１６】冷却手段：本発明においては、成形ロール
２および３によって成形された鋼管1aに対して、基本的
には冷却（水冷）は行わない。但し、水冷によって早く
冷却することにより、ハンドリングの能率を上げること
はできる。従って、水冷は必要に応じて行えばよい。ま
た、水冷を行うときの冷却速度は、空冷以上の冷却速
度、即ち、0.5 ℃／秒以上に限定する。

【００１７】我々は、STK 50鋼からなる、ＵＯＥプロセ
スによって製造された断面円形の内面リブ付き鋼管の素
管を、温間成形および熱間成形によって断面四辺形の角
形形状に成形した場合の、成形加熱温度が強度特性に及
ぼす影響を調べた。即ち、ＵＯＥプロセスによって製造
された、508 mmφ×16mm厚の寸法を有する、STK 50鋼
｛炭素(C）: 0.15wt％、ケイ素(Si): 0.35wt％、マンガ
ン(Mn):1.44 wt％、リン(P):0.011 wt％、硫黄(S):0.00
2 wt％、Sol Al:0.031wt％、残り鉄(Fe)｝からなる素管
から、温間成形および熱間成形の加熱温度を変化させ
て、後述する実施例に述べる方法に従って、一辺の長さ
（径）が418mm ×16 mm 厚の寸法を有する、内面リブ付
き角形鋼管の供試体を、種々調製した。

【００１８】そして、各供試体について、成形加熱温度
と強度特性との関係を、図５に示す角形鋼管の辺部11、
および、図６に示すコーナーＲ部12について調べた。そ
の結果を図７から図10にグラフによって示す。図７は、
辺部11における、降伏比と成形加熱温度との関係を示
し、図８は、辺部11における、降伏強度と成形加熱温度
との関係を示す。また、図９は、コーナーＲ部12におけ
る、降伏比と成形加熱温度との関係を示し、図10は、コ
ーナーＲ部12における、降伏強度と成形加熱温度との関
係を示す。図５および図６において、□印は内側、△印
は中間、■印は外側の、各計測地点を示している。ま
た、図５および図６において、ｔは、内面リブ付き角形
鋼管の厚みを示している。図７から図10において、□
印、△印および■印は、図５および図６と対応する、各
計測地点を示している。

【００１９】図７から図10に示すように、降伏比(YR)、
特に、コーナーＲ部の降伏比(YR)は、従来よりも大幅に
低下していることが分かる。

【００２０】

【実施例】次に、この発明を、実施例によって、更に、
詳細に説明する。図４に示す装置によって、STK 50鋼か
らなる、断面四辺形の１辺の長さ（径）：450 mm、厚
さ：14mm、長さ：12000mm の寸法を有し、、内面リブの
高さ：2.5mm の、本発明範囲内の内面リブ付き角形鋼管
を調製した。

【００２１】即ち、先ず、ＵＯＥプロセスによって、ST
K 50鋼からなる、断面円形の内面リブ付き鋼管（素管）
を調製した。次いで、製造した内面リブ付き鋼管を、誘
導加熱装置６に導き、内面リブ付き鋼管をその軸線方向
に移送しながら、最高加熱温度まで加熱し、次いで、加
熱した内面リブ付き鋼管を２段の成形ロール２および３
によって角形形状に、温間成形および熱間成形しながら
移送し、かくして、本発明範囲内の内面リブ付き角形鋼
管の供試体（以下、「本発明供試体」という）を製造し
た。製造諸元を、表２に示す。そして、本発明供試体の
寸法を測定した。その結果を表２に併せて示す。

【００２２】

【００２３】更に、図５に示す、本発明供試体の辺部1
1、および、図６に示す、コーナーＲ部12の、引張り特
性( 10mmφ丸棒長さ方向) を調べた。その結果を表３に
併せて示す。但し、表３において、YS＝降伏強度、TS＝
引張り強度、EL＝延び、YR＝降伏比を示す。

【００２４】

【００２５】表３で示すように、本発明供試体の内面リ
ブ付き角形鋼管は、表１に示す従来の内面リブ付き角形
鋼管と比較して、コーナーＲ部の品質が優れている。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、良好な寸法特性を有し、且つ、コーナーＲ部の品質
に優れた、大径の内面リブ付き角形鋼管を得ることがで
き、かくして、工業上有用な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面円形の内面リブ付き鋼管を角形鋼管に成形
する状況を示す正面図

【図２】断面円形の内面リブ付き鋼管を角形鋼管に成形
する状況を示す正面図

【図３】断面円形の内面リブ付き鋼管を角形鋼管に成形
する状況を示す正面図

【図４】この発明の製造方法の概略工程図である

【図５】内面リブ付き角形鋼管の辺部を示す拡大断面図

【図６】内面リブ付き角形鋼管のコーナーＲ部を示す拡
大断面図

【図７】内面リブ付き角形鋼管の辺部における降伏比と
成形加熱温度との関係を示すグラフ

【図８】内面リブ付き角形鋼管の辺部における降伏強度
と成形加熱温度との関係を示すグラフ

【図９】内面リブ付き角形鋼管のコーナーＲ部における
降伏比と成形加熱温度との関係を示すグラフ

【図１０】内面リブ付き角形鋼管のコーナーＲ部におけ
る降伏強度と成形加熱温度との関係を示すグラフ。

【符号の簡単な説明】

１内面リブ付き鋼管の素管 1a 断面円形の内面リブ付き鋼管 1b 内面リブ付き角形鋼管２成形ロール 2a カリバーロール３成形ロール 3a フラットロール４プッシャー５拘束ロール６誘導加熱炉 11 内面リブ付き角形鋼管の辺部 12 内面リブ付き角形鋼管のコーナーＲ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平野攻東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者遠藤茂東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断面円形の内面リブ付き鋼管を誘導加熱
装置に導き、前記内面リブ付き鋼管をその軸線方向に移
送しながら、前記誘導加熱装置によって前記内面リブ付
き鋼管を500 から950 ℃の範囲の温度まで加熱し、次い
で、加熱した前記内面リブ付き鋼管を、温度降下ができ
るだけ少ない段階において、前記誘導加熱装置の出側に
設けられた、同一垂直面上に、前記内面リブ付き鋼管の
上下方向および左右方向に接触するように配置された、
上下および左右一対の、２段以上の成形ロールを通して
断面角形の形状に温間成形または熱間成形することを特
徴とする内面リブ付き角形鋼管の製造方法。
【請求項２】前記成形ロールによって角形形状に成形
後、前記成形ロールの出側に配置された冷却手段によっ
て、前記内面リブ付き鋼管を急冷することを特徴とする
請求項１記載の内面リブ付き角形鋼管の製造方法。