JPH0796327A

JPH0796327A - Ｈ形鋼のローラ矯正方法

Info

Publication number: JPH0796327A
Application number: JP24100693A
Authority: JP
Inventors: Shogo Tomita; 省吾冨田; Yuji Matsuoka; 雄二松岡; Yoneaki Fujita; 米章藤田; Masayoshi Matsuda; 正義松田; Misao Makinohara; 操槙ノ原; Jun Furukawa; 遵古川
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】フランジ幅の変化や、局部変形することなし
に、Ｈ形鋼の矯正を行う。【構成】両端にフランジを有する複数のローラを上下
２列にかつ上下のローラが千鳥状になるように配置し、
Ｈ形鋼をこれら上下２列のローラ間を通過させて矯正す
る方法であって、ローラの両側のフランジでＨ形鋼のフ
ランジの両側面を拘束しつつ、ローラの外周面でフラン
ジの両端面を押圧しながら矯正を行うＨ形鋼の矯正方
法。【効果】Ｈ形鋼の品質を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、従来矯正が難しかっ
たＨ形鋼の矯正方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】熱間圧延あるいは溶接で製造されたままの
Ｈ形鋼は、全体的もしくは局部的に曲がりとか反りを生
じているために、冷間で真直に矯正したあと出荷される
のが普通である。

【０００３】冷間矯正方法としては、プレス矯正による
か、ローラ矯正による場合が多い。プレス矯正方法は、
矯正前の形状を見ながら押金具によって適宜に変形を加
える方法であるので能率が悪く、大量生産に向かない。
これに対して、ローラ矯正方法は、多数のローラにより
Ｈ形鋼に繰り返し曲げを与えることによって真直にする
方法で、能率がよく、工場ではオンライン設備として設
置、使用されている。

【０００４】図５及び図６は、従来のローラ矯正法にお
ける矯正用のローラとＨ形鋼との接触状態を示す説明図
である。これらの図に見られるように、従来のローラ矯
正機の負荷方式には、図５のようにＨ形鋼２２のウェブ
面２４がローラ２１の外周面によって負荷されるウェブ
圧下方式と、図６のようにＨ形鋼２２のフランジ２３の
端面２３ａがローラ３１の外周面によって負荷されるフ
ランジ圧下方式の２種類のものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のローラ矯正方法には、いずれの圧下方式を採用
するにせよ、次のような問題点があった。すなわち、ウ
ェブ圧下方式の欠点は、ウェブ板厚に比べてフランジ幅
の広いＨ形鋼の場合、ローラによる負荷がウェブの橈み
に変換され、フランジに十分な曲げ変形が起こらないば
かりか、ローラとウェブの局部的な接触部のみが塑性変
形して、ひどいときにはクラックを生ずることさえある
ことである。

【０００６】特公昭57-61488号公報に開示された技術で
は、このような局部変形を押さえるために、ウェブを押
さえるロールの形状を工夫しようというものであるが、
より薄いウェブ厚の製品を求められている状況から考え
ると、このような方法では、本質的に問題が解決された
とはいえない。

【０００７】また、フランジ圧下方式の欠点は、フラン
ジ幅が広く、大きな曲げ荷重を必要とする場合、ローラ
と接触しているフランジ端面がつぶれてしまい、フラン
ジ幅が大幅に減少することである。

【０００８】このような問題点は、特公昭56-40646号公
報および、特開昭53-141158号公報に開示されている技
術のように、ローラ間隔の増大による荷重低減、ローラ
径の拡大によるローラとフランジとの接触面積の増加に
よってある程度は軽減されるが、このような手段では、
必然的に設備の大型化、建設費の上昇をもたらすばかり
でなく、ローラ間隔を大きくすれば、Ｈ形鋼両端の矯正
不能部の長さも長くなるので、これらの手段も自ずと限
界があることになる。

【０００９】このように、従来のウェブ圧下方式、フラ
ンジ圧下方式のいずれにしても、断面の大きなＨ形鋼を
有効に矯正し得ないことは明らかであるが、止むを得ず
ウェブ圧下方式を採用しているのが現状である。

【００１０】なお、上記２方法の欠点を解消すべく、図
７に示すように、例えば特公昭57-11728号公報に開示さ
れた技術のように、フランジ２３とウェブ２４を同時に
ロール４１で圧下する方法が提案されているが、この方
法も、機構が複雑になることと、よりウェブ厚が減少す
れば、前述の問題点が露呈することは必至である。

【００１１】さらに、特公昭56-45684号公報に開示され
た技術では、フランジ圧下時のフランジにかかる面圧を
下げるため方法が提案されているが、この方法では、フ
ランジに接触する部分の周速が異なるため、フランジが
倒れる方向に、変形が誘起されること、フランジに接触
を開始する部分とフランジの接触から抜ける部分の荷重
が高くなること、及び矯正機としては、Ｈ形鋼専用機と
なってしまう等の問題点があった。

【００１２】この発明は、従来技術の上述したような問
題点を解消するためになされたものであり、莫大な設備
投資を必要とせずに、大形のＨ形鋼の曲がりや反りが矯
正できるＨ形鋼の矯正方法を提供することを目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＨ形鋼の
ローラ矯正方法は、両端にフランジを有する複数のロー
ラを上下２列にかつ上下のローラが千鳥状になるように
配置し、Ｈ形鋼をこれら上下２列のローラ間を通過させ
て矯正する方法であって、ローラの両側のフランジでＨ
形鋼のフランジの両側面を拘束しつつ、ローラの外周面
でＨ形鋼のフランジの両端面を押圧しながら矯正を行う
ものである。

【００１４】また、上記矯正方法を行うにあたって、ロ
ーラ両端のフランジ間間隔を調整できるように構成し、
Ｈ形鋼のフランジ厚さに応じてフランジ間間隔を変化さ
せながら矯正するものである。

【００１５】

【作用】まず、本発明に係る矯正方法でＨ形鋼を矯正す
ると、Ｈ形鋼のフランジには図８に示すように、Ｈ形鋼
２１のフランジ２２の長手方向の応力σ₁、フランジ２
２の肉厚方向、すなわちウェブ２３方向の応力σ₂およ
びフランジ２２の幅方向の応力σ₃が作用する。従来法
における相当応力σ_eqは、フランジ２２の肉厚方向が自
由変形面であるのでσ₂は０となるので、数１で表され
る。

【００１６】

【数１】

【００１７】一方、本発明法における相当応力σ_eqは、
フランジ２２の両側面が矯正ローラのフランジで拘束さ
れるので、フランジ２２の肉厚方向が自由変形面となら
ならず、数２で表される。

【００１８】

【数２】

【００１９】そこで数１と数２を比較すると、σ₁、σ
₂およびσ₃が同符号であるので、数２の方の相当応
力、すなわち本発明法の相当応力が数１の方の相当応
力、すなわち従来法の相当応力よりも小さく、したがっ
てＨ形鋼のフランジ部で塑性変形が起きにくく、負荷に
よるつぶれは少なくなる。また、当然のことながら、矯
正によるＨ形鋼のフランジの倒れも防止できる。

【００２０】これら上下２段に配置した複数のローラの
上下回転中心間の距離や、前後のローラの設置間隔、あ
るいはロール本数は、矯正しようとするＨ形鋼の断面寸
法にも依存するが、従来のローラ矯正と同回数の繰り返
し曲げ変形を行うためには、数本ないし１０数本程度が
望ましい。また、負荷の大きい前段部分のみにフランジ
付きロール対を設け、後段部分は、通常のウェブあるい
はフランジのローラ矯正という構成でも可能である。

【００２１】もちろん、片持ち式、両持ち式矯正機両方
に適用可能であるし、フランジ付きローラ部分を着脱可
能にしておけば、従来タイプのローラ矯正が可能である
し、Ｈ形鋼以外の他の形鋼に対しても、従来タイプのロ
ールを組み替えるだけで適用可能となる。そして、ロー
ラ対に正しく挿入するためのガイド、ローラ対の間隔調
整装置、垂直位置調整装置、駆動装置等を適宜敷設する
ことによって、各種断面寸法のＨ形鋼の連続的・効果的
な矯正が可能となる。

【００２２】

【実施例】この発明の実施例のＨ形鋼のローラ矯正方法
を、図１により説明する。図１（ａ）はこの矯正方法を
示す側面図、図１（ｂ）はこの矯正方法に使用する矯正
用ローラの正面図である。このＨ形鋼矯正方法において
は、矯正されるＨ形鋼２１を挟んで、矯正ローラ１を上
段３個、下段２個、上下の矯正ローラ１が千鳥上になる
ように配置し、Ｈ形鋼２１のそれぞれのフランジ２２の
両側面を矯正ローラ１のフランジで拘束するとともに、
フランジ２２の端面を矯正ローラ１の外周面で押圧しな
がら矯正する。

【００２３】図１（ｂ）の矯正ロール１を詳述すると、
同一回転軸２に固定して設けられ一端にフランジ部３ａ
を有する固定ローラ３と、回転軸２の軸線方向にスライ
ド可能で一端にフランジ部４ａを有するスライドローラ
４とからなり、固定ローラ３とスライドローラ４とに
は、固定ローラ３またはスライドローラ４と同期して回
転するフランジ５が、バネ６により連結されている。そ
して、固定ローラ３とスライドローラ４間にはＨ形鋼２
１のウェブ２３の高さに応じた長さのスペーサ７を嵌装
するようになっており、ウェブ２３の高さの変化に対応
できるようになっている。

【００２４】固定ローラ３およびスライドローラ４に連
結されたフランジ５は、バネ６の力により外方に押し出
され、それぞれのローラ３および４のフランジ部３ａお
よび４ａとフランジ５間の間隔は、常にＨ形鋼２１のフ
ランジ２２の厚さ（ｔ）よりも大きくなる。そして、Ｈ
形鋼２１を矯正するときには、固定して設けた油圧シリ
ンダー８でそれぞれのフランジ５を押して、フランジ５
をＨ形鋼２１のフランジ２２に押し付け、固定ローラ３
のフランジ部３ａまたはスライドローラ４のフランジ部
４ａとフランジ５とでＨ形鋼２１のフランジ２２の両側
面を拘束する。

【００２５】また、固定ローラ３およびスライドローラ
４の胴部３ｂおよび４ｂの外周面はＨ形鋼２１のフラン
ジ２２の端部を押圧する。なお、油圧シリンダー８のシ
リンダーロッド８ａの先端には、回転ローラー９が取り
付けられており、回転するフランジ５との間の摩擦抵抗
を軽減するようにしている。表１に示すフランジ幅２５
０ｍｍ、ウェブ高さ２５０ｍｍ、肉厚がフランジ部１４
ｍｍ、ウェブ部９ｍｍのＨ形鋼を、実施例に基づき表１
に示す矯正機で矯正した。

【００２６】

【表１】

【００２７】矯正に当たって、従来法と本発明法とで同
様な矯正効果が発揮できるインターメッシュは、どのよ
うなものであるかを調べたところ、表２に示すとおりで
あり、本発明法においては、従来法よりもインターメッ
シュが少なくてすむという結果がでた。これは、本発明
法では、ウェブの局部変形に無駄なエネルギーを消費せ
ず、有効な繰り返し曲げを与えることができるので、イ
ンターメッシュが少なくてすむと考えられる。そして、
インターメッシュが少なくてすむということは、矯正の
ためのパワー、すなわち電力費等の節減につながるとい
うことである。

【００２８】

【表２】

【００２９】図２は、矯正後にＨ形鋼のウェブの肉厚の
ウェブ軸方向の分布がどのようになっているかを示すグ
ラフである。図５から分かるように、従来法の場合には
ウェブセンターからフランジ部に近づくにしたがって、
肉厚が大きく減少しているのに対して、本発明法の場合
には、フランジ部に近い部分のウェブの肉厚はさほど減
少していず、良好な矯正が行われていることが理解でき
る。

【００３０】図３は、長さ１２ｍのＨ形鋼の矯正後のウ
ェブ高さを、先端部から後端部にかけてプロットしたグ
ラフである。従来法で矯正したものが前後端でウェブ高
さが大きく減少しているのに対して、本発明法の場合に
は、ウェブ高さは全長にわたって減少していず、良好な
矯正が行われていることが理解できる。

【００３１】図４は、フランジの表面からウェブセンタ
ーに向かうにしたがって矯正後のウェブの硬度がどのよ
うに変化するかを示したグラフである。従来法ではフラ
ンジに近い部分のウェブの硬度が大きく上昇しているの
に対して、本発明法ではウェブの硬度は余り変化せず、
この点からも良好な矯正が行われていることが理解でき
る。以上、説明してきた本発明法を従来法と比較して一
覧表にしたのが表３である。

【００３２】

【表３】

【００３３】本発明の矯正方法では、上記のように寸法
の変化や硬度の変化はなく、矯正高価も大きいことが分
かった。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、大形のＨ形鋼をも効率的
に形状矯正ができ、製品品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＨ形鋼の矯正方法の説明図であり、
（ａ）はこの矯正方法を示す側面図、（ｂ）はこの矯正
方法に使用する矯正用ローラの正面図である。

【図２】本発明法と従来法とでウェブ厚さの変化がどの
ように異なるかを示すグラフである。

【図３】本発明法と従来法とで長手方向の各位置でウェ
ブ高さがどのように変化するかを示すグラフである。

【図４】本発明法と従来法とでウェブ硬度の変化がどの
ように異なるかを示すグラフである。

【図５】従来のウェブ圧下方式によるローラ矯正方法で
ある。

【図６】従来のフランジ圧下方式によるローラ矯正方法
である。

【図７】従来のウェブおよびフランジ同時圧下方式によ
るローラ矯正方法である。

【図８】Ｈ形鋼のフランジに作用する応力を説明する斜
視図である。

【符号の説明】

１矯正ローラ２回転軸３固定ローラ３ａフランジ部４スライドローラ４ａフランジ部５フランジ６バネ７スペーサ８油圧シリンダー８ａシリンダーロッド９回転ローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田正義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)発明者槙ノ原操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)発明者古川遵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】両端にフランジを有する複数のローラを
上下２列にかつ上下のローラが千鳥状になるように配置
し、Ｈ形鋼をこれら上下２列のローラ間を通過させて矯
正する方法であって、ローラの両側のフランジでＨ形鋼
のフランジの両側面を拘束しつつ、ローラの外周面でフ
ランジの両端面を押圧しながら矯正を行うことを特徴と
するＨ形鋼の矯正方法。
【請求項２】ローラ両端のフランジ間間隔が調整でき
るように構成し、Ｈ形鋼のフランジ厚さに応じてフラン
ジ間間隔を変化させながら矯正することを特徴とする請
求項１に記載のＨ形鋼のローラ矯正方法。