JPH11104702A - 桁用形鋼の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造工程を増大させることなく、多大な開発
費を必要とせず、且つ、フランジを所望のテーパ形状に
することを可能にした桁用形鋼の製造方法を提供する。 【解決手段】 桁用形鋼を製造するためにＩ形鋼を用
い、形鋼を矯正するローラ矯正機の後段側のスタンド
に、形鋼のフランジ外面形状と同一形状からなる側面形
状を有する竪ロール２０と、形鋼のフランジ内面形状と
同一形状からなる側面形状を有するウェブ圧下用ロール
１０とを一方の側に設け、竪ロール２０とウェブ圧下用
ロール１０とによって下フランジ３の角度を所定の角度
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐候性に優れた桁用
形鋼の製造方法、特にＩ（アイ）形鋼を用いて製造する
桁用形鋼の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】桁用形鋼、特に橋梁のように外に暴露し
ているところでは、一般に下フランジ上面のウェブとの
接合近傍に雨水や塵埃、さらに、海風を直接受ける面で
は飛来塩分が滞留しやすく、したがって、錆の発生を生
じ易いことが知られている。このため、図８に示される
ように、上下フランジ２，３及びウェブ４から構成され
る桁用形鋼１において、下フランジ３をその上面に排水
勾配ができるような形状に構成したり、また、飛来塩分
の付着を防止するために整流効果を持つように下フラン
ジ３の形状を構成するなどの対策が講じられている。こ
のような桁用形鋼を製造するためには、所定形状の部品
を溶接などにより組立てて製造する方法や熱間圧延を行
う方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】部品を組立てて製造す
る方法においては、部材を熱間圧延により製造した後に
組立てを行う方法が一般的であるため、工程が増えコス
ト増や工期の増大につながる、という問題点がある。

【０００４】一方、圧延により製造する場合には、従来
のフランジ外面がウェブに対して垂直な製品とは異なる
ため、新たにロールを準備し、また、その圧延パススケ
ジュールや途中形状の検討のために多大な開発費を必要
とする。また、熱間で圧延された後に室温への冷却過程
を経るため、冷却途中にウェブとフランジの角度が変化
していまい、所定のテーパ形状を有する製品の製造は難
しい、という問題点がある。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、製造工程を増大させることなく、
多大な開発費を必要とせず、且つ、一方のフランジを所
望のテーパ形状にすることを可能にした桁用形鋼の製造
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明の一つの態様に係る桁用形鋼の製造方法
は、桁用形鋼を製造するためにＩ形鋼を用い、ローラ矯
正機による矯正後に、前記形鋼のフランジ外面を押圧す
る竪ロールを一方の側に設け、その竪ロールによって一
方のフランジ角度を修正する。 （２）本発明の他の態様に係る桁用形鋼の矯正方法は、
桁用形鋼を製造するためにＩ形鋼を用い、前記形鋼を矯
正するローラ矯正機の後段側のスタンドに、前記形鋼の
フランジ外面形状と同一形状からなる側面形状を有する
竪ロールと、前記形鋼のフランジ内面形状と同一形状か
らなる側面形状を有するウェブ圧下用ロールとを一方の
側に設け、前記竪ロールと前記ウェブ圧下用ロールとに
よって、前記形鋼の一方のフランジ角度を所定の角度に
する。 （３）本発明の他の態様に係る桁用形鋼の矯正方法は、
上記（１）又は（２）の矯正方法において、ローラ矯正
機の前段側のスタンドに、前記形鋼のフランジ外面形状
と同一形状からなる側面形状を有し、フランジ外面を押
圧する竪ロールと、前記形鋼のフランジ内面形状と同一
形状からなる側面を有するウェブ圧下用ロールとを一方
の側に設け、前記竪ロールと前記ウェブ圧下用ロールと
によって、前記形鋼の一方のフランジを拘束・押圧して
前記一方のフランジを所定の角度に曲げる。 （４）本発明の他の態様に係る桁用形鋼の矯正方法は、
上記（１）又は（２）の矯正方法において、ローラ矯正
機の前段側のスタンドに、フランジに繰返し曲げを与え
るためのテーパが付与された竪ロールと、前記と同様な
テーパが付与された水平ロールとを設け、これらのロー
ルよってフランジを所定の角度に曲げる。

【０００７】本発明においては、図９に示されるような
Ｉ形鋼を桁用形鋼の製造のために用いている。Ｉ形鋼
は、そのフランジが断面中心で厚く、左右両側方に向け
て薄くなるようなテーパ状になっており、フランジ外側
がウェブと垂直になっている。この形状の製品は既に市
場に出回っており、熱間圧延方法も確立している。Ｉ形
鋼の製造工程では、熱間圧延後室温まで冷却した後、ロ
ーラ矯正機によりその曲りの矯正が行われている。本発
明は、このＩ形鋼のローラ矯正時に、竪ロールによりフ
ランジ外面を押圧して所定のテーパを設けることで、前
述の桁用形鋼（図８）を製造するものである。これによ
り、製造工程は従来のままで、製造が可能となる。ま
た、ローラ矯正機に竪ロールを設けても、曲げ変形が主
体となるのでその荷重は小さく、大きなハウジングを準
備する費用はないので、安価に安定して桁用形鋼の製造
が可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態に係る
桁用形鋼の製造方法が適用されたローラ矯正機（スタン
ド列）の説明図であり、図２は図１のローラ矯正機に用
いられている竪ロール及び水平ロール（ウェブ圧下ロー
ル）の説明図である。この竪ロール２０は、通常のウェ
ブ圧下用の水平ロール１０に加えて設けられており、矯
正中に桁用形鋼１のフランジ３を押圧する。竪ロール２
０の側面形状は桁用形鋼１のフランジ外面形状に合せた
形状になっており、その外観は鼓形状をなしている。な
お、この竪ロール２０の側面形状は桁用形鋼のフランジ
外面形状に対応したものとなる。また、水平ロール１０
の側面形状は、桁形用形鋼１のフランジ内面形状に合せ
たものとなっており、この竪ロール２０と水平ロール１
０とにより、そのフランジ３をピンチして押圧しフラン
ジ角度を確保する。なお、この竪ロール２０と水平ロー
ル１０との対は下フランジ３側に設ければ良い。

【０００９】図２の竪ロール２０は最低１スタンドに設
ければよいが、前段側にのみに設けるとその後の矯正で
角度が変わる懸念があるため、図２の竪ロール２０の設
置数が少ないときは後段側に設けるほうが効果的であ
る。

【００１０】図３は図１の竪ロール２１及び水平ロール
１１の説明図である。この竪ロール２１及び水平ロール
１１の側面には、図示のように、フラットなテーパーが
設けられている。この竪ロール２１及び水平ロール１１
により、桁用形鋼１のフランジ３に繰返し曲げを与え、
後述する図４の矯正原理に基づいた、フランジ角度の矯
正が可能となり、矯正前のフランジ角度によらず所定の
フランジ角度に矯正することができ、その品質は向上す
る。

【００１１】図４は繰り返し曲げによって形状を矯正す
るときの基本原理を示した説明図である。この繰り返し
曲げによって初期の形状がいかなるものであっても、形
状を直すことができる。例えば初期の形状がκ01、κ02
（これらの形状は互いに反対方向の曲がり或いは倒れで
ある）、κ03（κ01と同方向で形状の程度が違う）のい
ずれに対しても、κ１、κ２、κ３の繰り返し曲げを与
えてやれば、形状はκ４点に収束する。初期の形状κ01
の例についてみると、±の曲げモーメントを加えること
により、図の実線のような履歴をとおって最終形状がκ
４点、即ち歪みが少ない状態に収束していることが分か
る。初期のκ02、κ03についても同様である。

【００１２】図５は上述の図３の竪ロール２１及び水平
ロール１１の駆動機構の構成を示した図であり、同図
（ａ）及び（ｂ）の構成のものが交互に配置される。こ
の実施形態においては、竪ロール２１によりフランジ
２，３を押圧するための機構として、油圧シリンダ３０
を設けている。なお、図２の竪ロール２０及び水平ロー
ル１０の駆動機構の構成も基本的には図５と同一であ
る。

【００１３】ここで、図１のローラ矯正機の説明に戻る
と、このローラ矯正機は図示のように９スタンドから成
っており、その内の＃２〜＃８スタンドに７対の竪ロー
ル２０，２１を設置している。そして、竪ロール２０，
２１は油圧シリンダーにてフランジ外面に押付けられ
る。このローラ矯正機により、６００×１９０×１３／
２５のＩ形鋼を素材として、片側フランジの内外面に４
度の直線状テーパを有する桁用形鋼を製造し、そのフラ
ンジ角度を調べた。図１においては、＃２〜＃７スタン
ドにおいて竪ロール２１を使用し、＃８スタンドにおい
て竪ロール２０を使用した例について図示してあるが、
竪ロール２０，２１の使用のスタンド数、竪ロール形状
は、表１に示されるように、各種組み合わせており、矯
正前の寸法不良の割合別に示してある。

【００１４】

【表１】

【００１５】なお、上記において使用された竪ロール２
０，２１及び水平ロール１０，１１のテーパ角度は次の
表２に示されるとおりである。

【００１６】

【表２】

【００１７】なお、表２の竪ロール２０，２１及び水平
ロール１０，１１のテーパ角度は図６に示される箇所の
角度を意味している。

【００１８】図７は表１の実施例１〜４における各スタ
ンド（＃１〜＃８）のＩ形鋼の変形過程を示した説明図
である。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、桁用形鋼
を製造するためにＩ形鋼を用い、ローラ矯正機による矯
正後に、形鋼のフランジ外面を押圧する竪ロールを一方
の側に設け、形鋼の一方のフランジの角度を修正し、或
いは、形鋼を矯正するローラ矯正機の後段側のスタンド
に、フランジ外面形状と同一形状からなる側面形状を有
し、フランジ外面を押圧する竪ロールと、フランジ内面
形状と同一形状からなる側面形状を有するウェブ圧下用
ロールとを一方の側に設け、竪ロールとウェブ圧下用ロ
ールとによって、フランジ角度を所定の角度にするよう
にして、桁用形鋼を製造するようにしたことから、製造
工程は従来のままで製造が可能となっており、製造工程
を増大させる必要がなく、多大な開発費を必要としな
い。また、ローラ矯正機に竪ロールを設けても、曲げ変
形が主体となるのでその荷重は小さく、大きなハウジン
グを準備する費用はないので、多大な開発費を必要とせ
ず、また、フランジも所望のテーパ形状が安定して得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る桁形鋼の製造方法が
適用されたローラ矯正機の説明図である。

【図２】図１のローラ矯正機に用いられている竪ロール
及び水平ロール（ウェブ圧下ロール）の説明図である。

【図３】図１のローラ矯正機に用いられている竪ロール
及び水平ロールの説明図である。

【図４】繰り返し曲げによって形状を矯正するときの基
本原理を示した説明図である。

【図５】図３の竪ロール及び水平ロールの駆動機構の構
成を示した図である。

【図６】表２のテーパー角度の説明図である。

【図７】表１の実施例１〜４の各スタンド（＃１〜＃
８）におけるＩ形鋼の変形過程を示した説明図である。

【図８】桁用形鋼の説明図である。

【図９】Ｉ（アイ）形鋼の説明図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 桁用形鋼を製造するためにＩ形鋼を用
   い、ローラ矯正機による矯正後に、前記形鋼のフランジ
   外面を押圧する竪ロールを一方の側に設け、前記竪ロー
   ルによって形鋼の一方のフランジの角度を修正すること
   を特徴とする桁用形鋼の製造方法。
2. 【請求項２】 桁用形鋼を製造するためにＩ形鋼を用
   い、前記形鋼を矯正するローラ矯正機の後段側のスタン
   ドに、前記形鋼のフランジ外面形状と同一形状からなる
   側面形状を有する竪ロールと、前記形鋼のフランジ内面
   形状と同一形状からなる側面形状を有するウェブ圧下用
   ロールとを一方の側に設け、前記竪ロールと前記ウェブ
   圧下用ロールとによって、前記形鋼の一方のフランジ角
   度を所定の角度にすることを特徴とする桁用形鋼の製造
   方法。
3. 【請求項３】 ローラ矯正機の前段側のスタンドに、前
   記形鋼のフランジ外面形状と同一形状からなる側面形状
   を有し、フランジ外面を押圧する竪ロールと、前記形鋼
   のフランジ内面形状と同一形状からなる側面を有するウ
   ェブ圧下用ロールとを一方の側に設け、前記竪ロールと
   前記ウェブ圧下用ロールとによって、前記形鋼の一方の
   フランジを拘束・押圧して前記一方のフランジを所定の
   角度に曲げることを特徴とする請求項１又は２記載の桁
   用形鋼の製造方法。
4. 【請求項４】 ローラ矯正機の前段側のスタンドに、フ
   ランジに繰返し曲げを与えるためのテーパが付与された
   竪ロールと、前記と同様なテーパが付与された水平ロー
   ルとを設け、これらのロールよってフランジを所定の角
   度に曲げることを特徴とする請求項１又は２記載の桁用
   形鋼の製造方法。