JPH0829348B2

JPH0829348B2 - Ｈ形鋼の矯正方法

Info

Publication number: JPH0829348B2
Application number: JP63172646A
Authority: JP
Inventors: 淳畠中; 和郎大森
Original assignee: 川崎製鉄株式会社
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH01254323A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、Ｈ形鋼のフランジ直角度の矯正方法に関す
る。

＜従来の技術＞一般に、Ｈ形鋼は第８図に示すように同軸上に設けら
れたそれぞれ一対の左右垂直ロール2a,2bと上下水平ロ
ール3a,3bとを有するユニバーサルミル４により熱間圧
延成形されてから、所定の長さに切断され、クーリング
ベッドにおいて冷却された後、ローラ矯正機などにより
反りや曲がりが矯正される。

＜発明が解決しようとする課題＞しかしながら、圧延成形されたＨ形鋼１は、圧延時に
おける上下水平ロール3a,3bの摩耗度の差やガタ，弾性
変形などによってロールが軸方向に動くため、一例とし
て第９図（ａ）に示すように、Ｈ形鋼１のフランジ1aの
厚みは左右，上下で異なったり、またフランジ1aの内面
1a′と外面1a″との温度差やフランジ1aとウエブ1bとの
結合部1c,1c′とフランジ1aとの温度差、さらには冷却
過程における冷却条件の違いなどによって、第９図
（ｂ），（ｃ），（ｄ）などに示すような変形を生じや
すい。

このようなフランジの形状不良が発生した場合は、通
常のローラ矯正機では矯正することができず、プレス矯
正とか加熱矯正などの特殊な手段を要することになるの
で、これらの作業はすべて作業者の熟練度に左右され、
作業性や生産性，省力，品質などの面で大きな問題とな
っているのが実情である。

このような問題に対処する手段として、例えば特公昭
55-3092号公報などに開示されているように、フランジ
を外側から押し込むことにより直角度を矯正する方法が
提案されている。

しかし、この方法では、フランジ直角度の矯正効果は
フランジ押し込みローラによって決定されるのである
が、このフランジ押し込みローラは矯正中の反力を受け
つつ押し込み量を制御するため、その動作機構が複雑に
なるという欠点があり、また、Ｈ形鋼の長手方向に直角
度不良量に差が生じてしまうため、各部におけるスプリ
ングバックに違いが生じて正確な矯正ができないなどの
問題があった。

本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたも
のであって、自動化の可能なＨ形鋼の矯正方法を提供す
ることを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞本発明は、Ｈ形鋼の直角度不良側のフランジを押し込
むフランジ押し込みローラと、もう一方のフランジをガ
イドするフランジガイドローラと、前記直角度不良側の
フランジに近接して設置しウエブを挟持するとともにウ
エブの幅方向に移動可能な一対のウエブ拘束ローラと、
Ｈ形鋼の直角度不良量を測定する形状センサとを備えた
矯正装置を用いてＨ形鋼のフランジ直角度を矯正する方
法において、前記形状センサの直角度不良量の測定値に
基づいて前記フランジ押し込みローラの角度を調整し
て、該フランジ押し込みローラの面を前記直角度不良側
のフランジの面に一致させる第１の工程と、前記直角度
不良量の測定値と予測されたスプリングバック量との関
係から前記ウエブ拘束ローラの拘束位置を決定するとと
もに、所定の拘束力でウエブの両側を拘束させる第２の
工程と、前記フランジ押し込みローラを所定の押し込み
量に設定して前記フランジの直角度を矯正させる第３の
工程と、からなることを特徴とするＨ形鋼の矯正方法で
ある。

また、前記第２の工程に、距離計を用いてウエブの一
方の表面までの距離を測定し、この距離信号に応じてウ
エブの一方の表面と前記ウエブ拘束ローラの面との間の
必要な間隙量を演算し、前記ウエブ拘束ローラを位置決
めする工程を付加するのがよい。

＜作用＞以下に、本発明の原理について図面に基づいて説明す
る。

第３図に示すような直角度の不良量ａなるフランジ1a
を矯正する場合、フランジ1aの下方でフランジの中心点
1cから距離ｄの位置Ａ点に、例えばローラ２などにより
Ｆなる力でΔｙだけ押し込み、その押し込み位置Ｐ（２
点鎖線で示すフランジの位置）とする。このとき、フラ
ンジのスプリングバック量をＳとし、フランジが直角に
なる状態（点線で示す）から距離ｌなるウエブ1bの側面
の位置Ｂ点に、例えばローラ3,3によりＲなる力で拘束
しておくものとする。

そこで、ウエブ高さ:600mm×フランジ幅:300mm×ウエ
ブ厚さ:12mm×フランジ厚さ:17mmのＨ形鋼を用いて、フ
ランジ押し込み力F,ウエブ拘束力Ｒを十分大きくして、
フランジが直角の位置（直角度不良量ａが０の状態）か
ら押し込み量Δｙを10mmの一定値として、ウエブ1bを拘
束する距離ｌとスプリングバック量Ｓとの関係を調べた
ところ、第４図に示すような特性が得られた。

この図からわかるように、スプリングバック量Ｓは、
押し込み量Δｙを一定にすると、距離ｌの大きさによっ
て変化する。したがって、直角度を矯正するには、前記
距離ｌの大きさを制御することにより可能となる。

このウエブの拘束距離ｌの与え方について、第５図を
用いて説明する。

まず、矯正前のＨ形鋼の形状から、前出第２図に示す
直角度の不良量ａを予め測定する。そして設定すべき距
離ｌをl₀と仮定して、第５図からスプリングバック量Ｓ
を求め、ついで押し込み量Δｙを決め、フランジの矯正
すべき位置Ｐを設定する。

このとき、直角度の不良量ａがスプリングバック量Ｓ
よりも大きい場合、すなわち、ａ＞Ｓの状態で矯正する
場合は、スプリングバック安定領域とみなせるから、フ
ランジ押し込み量Δｙを図中に示すQ₁点で与えればよ
い。ここで、たとえ不良量ａが変動して押し込み量Q₁が
±ΔQ₁だけ変動したとしても、スプリングバック量Ｓは
S₁一定となって矯正すべき位置Ｐは固定されるので、矯
正後のフランジの形状は一定である。

しかし、実際には、直角度の不良量ａはスプリングバ
ック量Ｓよりも小さい場合、すなわち、ａ＜Ｓの場合が
多く、したがって、スプリングバック不安定領域で矯正
する場合が多いから、このような状態で押し込み量Δｙ
をQ₂点で与える場合は不良量ａが変動することになる。
いま、押し込み量Q₂が−ΔQ₂だけ変動したとすると、Ｓ
は当然のことながらS₃と小さくなる。そこで、ウエブの
拘束距離ｌをl₀からl₂に変更して移動させることによ
り、スプリングバック量ＳをS₂一定とすることができる
から、矯正後のフランジの形状は一定となる。

つぎに、上記のようなフランジ1aの直角度の不良量ａ
を矯正する場合に、第６図に示すように、ウエブ1bの表
面とローラ３の面との間にｇなる間隙を設けたときのス
プリングバック量Ｓに及ぼす影響を調べてみた。

第７図は、ウエブ高さ:600mm×フランジ幅:200mm×ウ
エブ厚さ:11mm×フランジ厚さ:17mmのＨ形鋼を用いて、
フランジ中心点1cからの距離ｌが84mmの点にフランジ押
し込み量Δｙを5mm一定として押し込んだときのフラン
ジ端Ｐと荷重点Ａとにおける間隙量ｇ（mm）とスプリン
グバック量Ｓ（mm）との関係を示したものである。

この図から明らかなように、間隙量ｇを変化すること
によって、フランジ端Ｐ点および荷重点Ａ点でのスプリ
ングバック量S_P,S_Aが大きく変化することがわかる。こ
のことは、ローラ３を一定位置に固定した場合に、間隙
量ｇの変動はウエブ厚さの変動と同一であるとみなすこ
とができる。

すなわち、間隙量ｇの変動量をΔｇとし、スプリング
バック量Ｓの変動量をΔＳとすると、それらの関係は
（ΔS/Δｇ）＞１となり、間隙量ｇの変動がスプリング
バック量Ｓに大きく影響を与えることになる。

それ故、このような現象を利用してスプリングバック
量Ｓを調整すると、その移動量がフランジを矯正するロ
ーラ２を動かす移動量に比べて小さいから、矯正の応答
性が良くなるのである。

したがって、Ｈ形鋼の直角度矯正においては、フラン
ジ押し込み量Δｙを調整するとともに、ウエブを拘束す
るローラ３の間隙量ｇを一定に保持することが必要であ
ることがわかる。

＜実施例＞以下に、本発明方法に係る実施例について、図面を参
照して詳しく説明する。

〔実施例１〕第１図は、本発明に用いられる矯正装置の第１の実施
例を示す正面図である。

図において、11は、直角度の不良なＨ形鋼１のフラン
ジ1aの中心1cからｄの位置でフランジ1aを押し込み力Ｆ
によって押し込むフランジ押し込みローラであって、そ
の支持部材12の下面の一端が昇降ガイド13の上面の一端
とピン14で回動可能に結合され、その下面のもう一端が
角度調整シリンダ15を介してフランジ押し込みローラ11
の面がフランジ1aの面に一致するように昇降ガイド13の
上面のもう一端と傾動可能に結合される。この昇降ガイ
ド13は、押し込みシリンダ16によって、フランジ押し込
みローラ11に所定の押し込み量Δｙを設定するように昇
降可能とされる。また、17は、Ｈ形鋼１のもう一方のフ
ランジ1a′をガイドするフランジガイドローラであり、
支持部材18で支持される。

19は、矯正中のＨ形鋼１のウエブ1bをフランジ1aが直
角度になる位置からｌなる距離の位置において、拘束力
Ｒで拘束するウエブ拘束ローラであり、その支持部材20
を介してウエブ拘束シリンダ21によって拘束力Ｒが調整
される。このウエブ拘束シリンダ21は、ウエブ拘束ロー
ラ位置決めシリンダ22によってウエブ1bの高さ方向に移
動され、直角なフランジ1aからのウエブ拘束ローラ19の
距離ｌの大きさが調整可能とされる。なお、このウエブ
拘束ローラは、ウエブ1bの両側に一対配置され、ウエブ
1bの両側が同時に拘束されるように構成される。

23は、矯正中のＨ形鋼１のウエブ1bを、前記ウエブ拘
束ローラ19からｘなる間隔をおいて配置されてガイドす
るウエブ固定ガイドローラであり、その支持部材24を介
してウエブガイドシリンダ25によってウエブ1b面への抑
え力が調整される。なお、このウエブ固定ガイドローラ
23は、ウエブ1bの両側に一対配置され、ウエブ1bの両側
が同時にガイドされるように構成される。

なお、前記ウエブ固定ガイドローラ23は、図示しない
テーブルローラがフランジ1aを支持しているので必ずし
も必要としないが、寸法の大きいＨ形鋼１を矯正する場
合はウエブ1bに曲がりや極端な場合は座屈を生じさせな
いためには設ける方が好ましい。

26は、例えば距離計のような形状センサであり、フラ
ンジ1aの直角度不良量ａを測定する。

27は、演算制御装置であり、前記形状センサ26の測定
信号を入力して、押し込みシリンダ16,角度調整シリン
ダ15を介してフランジ押し込みローラ11の押し込みの角
度θ，押し込み量Δｙを調節するとともに、ウエブ拘束
ローラ位置決めシリンダ22を介してウエブ拘束ローラ19
の拘束位置を調節する機能を有する。

このように構成された矯正装置を用いて形状不良なＨ
形鋼１のフランジ1aを矯正する手順について、以下に説
明する。

（１）まず、Ｈ形鋼１のフランジ1aの直角度不良量ａ
を、形状センサ26で測定する。

（２）演算制御装置27において、この測定された直角度
不良量ａに基づいて演算処理を行い、角度調整シリンダ
15を操作してフランジ押し込みローラ11の支持部材12の
角度θを調整して、フランジ押し込みローラ11の面をフ
ランジ1aの面に一致させる。

（３）また、スプリングバック量Ｓを予測し、フランジ
1aの直角度不良量ａとの関係からウエブ1bの拘束位置ｌ
を決めて、ウエブ拘束ローラ位置決めシリンダ22によっ
てウエブ拘束ローラ19をウエブ1bの高さ方向に設定し、
さらにウエブ拘束シリンダ21を操作して、ウエブ拘束ロ
ーラ19を所定の拘束力Ｒでウエブ1bの両側に拘束され
る。同時に、ウエブガイドシリンダ25を操作して、ウエ
ブ固定ガイドローラ23を所定の拘束力Ｒでウエブ1bの両
側に拘束させる。

（４）さらに、押し込みシリンダ16を操作して、フラン
ジ押し込みローラ11に所定の押し込み量Δｙを設定す
る。

（５）このフランジ1aの矯正状況は、形状センサ26によ
って連続的に測定され、この不良量ａの変化量とウエブ
拘束ローラ19の位置ｌとが制御装置によって比較され
て、常にスプリングバック後のフランジ形状が直角にな
るようにウエブ拘束ローラ19の位置がウエブ拘束ローラ
位置決めシリンダ22によって制御される。

（６）上記の（１）〜（５）の各手順を、Ｈ形鋼１を移
動ささせながらフランジ1aの長手方向に連続的に施すこ
とにより、フランジ1aの直角度不良度が矯正される。

なお、ここでフランジ1aの矯正中におけるウエブ拘束
ローラ19の移動方法について説明する。

フランジ1aに矯正力Ｆを加えて矯正する場合のウエブ
1bにおける反力（拘束力）Ｒの大きさは、矯正力Ｆの大
きさと同等かそれ以下であることが、矯正理論から明ら
かである。すなわち、ウエブ拘束ローラ19に作用する拘
束力Ｒは、矯正力Ｆとの間に以下の関係がある。

Ｒ＝（d/x）・Ｆ一般に、Ｈ形鋼はウエブ高さはフランジ幅よりも大き
いからｘ＞ｄとなり、したがってＲ＜Ｆとなる。そこ
で、ウエブ拘束ローラ19の移動に必要な力は、ウエブ拘
束ローラ19とウエブ1bとの摩擦係数をμとするとμ・Ｒ
で表されるから、比較的小さな力で移動することが可能
であることが分かる。それ故、ウエブ拘束ローラ19の移
動機構は、上記したようにコンパクト化することが可能
である。

なお、上記の実施例では一方のフランジ部の矯正につ
いてのみ説明したが、反対側のフランジ部についても同
様に矯正を施すことが可能であることはいうまでもな
い。

〔実施例２〕第２図は、本発明に用いられる矯正装置の第２の実施
例の要部のみを示す正面図である。

図において、28は、ウエブ1bの一方の表面までの距離
を測定する距離計であり、矯正装置の入側に設けられ
る。そして、その測定信号は演算制御装置27に入力され
る。

演算制御装置27においては、ウエブ1bの一方の表面と
ウエブ拘束ローラ19の面との間の必要な間隙量ｇを演算
して、ウエブ拘束シリンダ21を介してウエブ拘束ローラ
19の位置を設定する。

そこで、Ｈ形鋼１が矯正装置に送り込まれてくると、
前記した実施例１の動作に合わせて、距離計28が測定を
開始し、ウエブ1bの表面とウエブ拘束ローラ19の面との
距離が一定の間隙ｇが設けられるように、ウエブ拘束シ
リンダ21を調整し、ウエブ拘束ローラ19の位置決めを行
って矯正する。

このように、この実施例では、Ｈ形鋼１が矯正中にウ
エブ1bの厚さがたとえ変動しても、ウエブ拘束ローラ19
の面との距離を常に一定に保つことができるから、前記
した実施例１の直角度不良量の矯正と組み合わせること
により、その制御精度を高めることができる。

＜発明の効果＞以上説明したように、本発明によれば、矯正時におけ
るフランジのスプリングバック量を一定にするようにし
たので、精度の高い矯正を施すことが可能であり、また
矯正装置もコンパクトに構成することができるから、コ
ストの低減を図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いられる矯正装置の第１の実施例
を示す正面図、第２図は、本発明に用いられる第２の実
施例の要部を示す正面図、第３図は、フランジ押し込み
量とスプリングバック量の関係の原理を説明する部分正
面図、第４図は、ウエブ拘束ローラの設定距離とフラン
ジのスプリングバック量の関係を示す特性図、第５図
は、フランジ押し込み量とフランジのスプリングバック
量の関係を示す特性図、第６図は、ウエブ面とウエブ拘
束ローラとの間隙設定の原理を説明する部分正面図、第
７図は、スプリングバック量に及ぼすウエブ拘束ローラ
の間隙の影響を示す特性図、第８図は、Ｈ形鋼の圧延状
況を示す正面図、第９図は、従来例における問題点を説
明する正面図である。１……Ｈ形鋼,2……垂直ロール,3……水平ロール,11…
…フランジ押し込みローラ,13……昇降ガイド,15……角
度調整シリンダ,16……押し込みシリンダ,17……フラン
ジガイドローラ,19……ウエブ拘束ローラ,21……ウエブ
拘束シリンダ,22……ウエブ拘束ローラ位置決めシリン
ダ,23……ウエブ固定ガイドローラ,25……ウエブガイド
シリンダ,26……形状センサ,27……演算制御装置,28…
…距離計。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｈ形鋼の直角度不良側のフランジを押し込
むフランジ押し込みローラと、もう一方のフランジをガ
イドするフランジガイドローラと、前記直角度不良側の
フランジに近接して設置しウエブを挟持するとともにウ
エブの幅方向に移動可能な一対のウエブ拘束ローラと、
Ｈ形鋼の直角度不良量を測定する形状センサとを備えた
矯正装置を用いてＨ形鋼のフランジ直角度を矯正する方
法において、前記形状センサの直角度不良量の測定値に基づいて前記
フランジ押し込みローラの角度を調整して、該フランジ
押し込みローラの面を前記直角度不良側のフランジの面
に一致させる第１の工程と、前記直角度不良量の測定値と予測されたスプリングバッ
ク量との関係から前記ウエブ拘束ローラの拘束位置を決
定するとともに、所定の拘束力でウエブの両側を拘束さ
せる第２の工程と、前記フランジ押し込みローラを所定の押し込み量に設定
して前記フランジの直角度を矯正させる第３の工程と、からなることを特徴とするＨ形鋼の矯正方法。
【請求項２】前記第２の工程に、距離計を用いてウエブ
の一方の表面までの距離を測定し、この距離信号に応じ
てウエブの一方の表面と前記ウエブ拘束ローラの面との
間の必要な間隙量を演算し、前記ウエブ拘束ローラを位
置決めする工程を付加することを特徴とする請求項１記
載のＨ形鋼の矯正方法。