JPH11226645A - 形鋼の矯正方法および装置 - Google Patents

形鋼の矯正方法および装置

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JPH11226645A
JPH11226645A JP5115298A JP5115298A JPH11226645A JP H11226645 A JPH11226645 A JP H11226645A JP 5115298 A JP5115298 A JP 5115298A JP 5115298 A JP5115298 A JP 5115298A JP H11226645 A JPH11226645 A JP H11226645A
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JP
Japan
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flange
rolling
bending
pressing roller
concave
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Application number
JP5115298A
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English (en)
Inventor
Kazuo Omori
和郎 大森
Masashiro Imamura
巨城 今村
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH11226645A publication Critical patent/JPH11226645A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】 オンラインで実施でき装置がコンパクトで
かつ複雑な調整を必要としない形鋼の矯正方法および装
置を提供する。 【解決手段】 上下の曲がりを有する形鋼1の凹側のフ
ランジ100 外面に所定の間隔で当接する2本の支持ロー
ラ2,2と、該2本の支持ローラのほぼ中間で凸側のフ
ランジ101 外面に当接するフランジ押圧ローラ3と、該
フランジ押圧ローラに対向し凹側のフランジ内外面に各
々当接するフランジ圧延ロール4a,4bとを設け、2
本の支持ローラおよびフランジ押圧ローラで形鋼を曲げ
ながら、フランジ圧延ロールで凹側のフランジを圧延す
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、形鋼の矯正方法お
よび装置に関し、特に、上下の曲がりを有するH形鋼の
矯正に適した形鋼の矯正方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延H形鋼あるいは溶接H形鋼は、製造
の過程で、上下あるいは左右に曲がりを生じるため、冷
却後に矯正されて出荷されるのが一般的である。なお、
上下の曲がりとは、ウェブ面に平行な面内での曲がり
(長手方向のフランジ面反り)を指し、左右の曲がりと
はフランジ面に平行な面内での曲がり(長手方向のフラ
ンジ側曲がり)を指す。
【0003】左右の曲がりに対しては一般にロール矯正
方式が用いられ、オンラインで処理されているが、上下
の曲がりに対しては、矯正荷重が高いことから、オフラ
インのプレス矯正方式が用いられることが多い。しか
し、プレス矯正方式では、作業能率が低いため生産性が
大きく阻害され、また、矯正量の調整を作業者の経験と
勘に頼るため品質がばらつく問題がある。
【0004】これに対し、上下の曲がりをオンラインで
矯正するための手段として、左右の曲がりを矯正するロ
ーラ矯正機に上下の曲がりを矯正する矯正ローラを配置
して、上下・左右の曲がりを同時に矯正する方法(特開
平8−174069号公報)が提案されている。また、上下に
曲げ加工する時のモーメントを小さくしてウェブの座屈
発生を防止するために、形鋼の進行方向に所定の間隔で
順に下フランジ外面に当接する第1、第2の下ロールを
配置し、第1の下ロールに対抗して下フランジ内面に当
接する中ロールを配置し、第1、第2の下ロール間に上
フランジ外面に当接する上ロールを配置し、第1のロー
ルおよび中ロールにより下フランジを圧延伸長させなが
ら、第1、第2の下ロール、および上ロールで形鋼にモ
ーメントを与えて曲げ加工する方法(特開昭57−68223
号公報)が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平8−17
4069号公報の方法では、小さな断面係数の形鋼に対して
は効果的であるが、大きな断面係数の形鋼に対しては、
通常のローラ矯正機のロールピッチでは、過大な矯正荷
重を必要とするため非常に大がかりな設備となる。さら
に、上下・左右の曲がりの矯正作用が相互に干渉しあう
ため、矯正条件の設定が難しい。
【0006】また、特開昭57−68223 号公報の方法で
は、圧延後のフランジに曲げモーメントを与えるから、
フランジ圧延量とフランジ曲げ量とを、初期の曲がり量
に応じて微妙に調整する必要があり、その調整が複雑で
難しい。本発明は、上記従来技術の難点に鑑み、オンラ
インで実施でき装置がコンパクトでかつ複雑な調整を必
要としない形鋼の矯正方法および装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的達成のためにな
された本発明は、上下の曲がりを有する形鋼の凹側のフ
ランジ外面に所定の間隔で当接する2本の支持ローラ
と、該2本の支持ローラのほぼ中間で凸側のフランジ外
面に当接するフランジ押圧ローラと、該フランジ押圧ロ
ーラに対向し凹側のフランジ内外面に各々当接するフラ
ンジ圧延ロールとを設け、2本の支持ローラおよびフラ
ンジ押圧ローラで形鋼を曲げながら、フランジ圧延ロー
ルで凹側のフランジを圧延することを特徴とする形鋼の
矯正方法(本発明方法)である。
【0008】また、本発明は、上下の曲がりを有する形
鋼の凹側のフランジ外面に所定の間隔で当接可能な2本
の支持ローラと、該2本の支持ローラのほぼ中間で凸側
のフランジを外面側から押圧可能なフランジ押圧ローラ
と、該フランジ押圧ローラに対向し凹側のフランジ内外
面に各々当接して該フランジを圧延可能なフランジ圧延
ロールとを有することを特徴とする形鋼の矯正装置(本
発明装置)である。
【0009】本発明装置では、2本の支持ローラの間隔
が調整可能、および/またはフランジ圧延ロールがフラ
ンジ押圧ローラの押圧方向に移動自在であることが好ま
しい。また、本発明装置では、フランジ圧延ロールのフ
ランジ圧延幅が変更可能であることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】図3は、本発明による形鋼の曲が
り矯正の原理を示す説明図である。図示のよに、上下の
曲がりを有する形鋼1の凹側のフランジ100 外面に所定
の間隔Lで当接する2本の支持ローラ2,2と、該2本
の支持ローラ2,2のほぼ中間で凸側のフランジ101 外
面に当接するフランジ押圧ローラ3と、該フランジ押圧
ローラ3に対向し凹側のフランジ内外面に各々当接する
フランジ圧延ロール4a,4bとを設け、2本の支持ロ
ーラ2,2およびフランジ押圧ローラ3で形鋼1を曲げ
ながら、フランジ圧延ロール4a,4bで凹側のフラン
ジ100 を圧延する。
【0011】凸側のフランジ101 をフランジ押圧ローラ
3によって凹側に押し込むことによって、形鋼1は曲げ
られ、その内部に曲げ応力が発生する。このときの曲げ
応力分布は、図4に示すように、凹側では引張、凸側で
は圧縮の分布となる。この状態で、フランジ圧延ロール
4a,4bにより凹側のフランジ100 を冷間圧延するこ
とで、凹側のフランジ100 に伸びを与えて曲がりを矯正
する。
【0012】このときのフランジ押圧ローラ3の押圧位
置(押し込み位置)およびフランジ圧延ロール4a,4
bの圧延荷重Fは次のように設定される。押し込み位置
は、形鋼1に曲がりがない場合にフランジに生じる曲げ
応力が小さくなるように、支持ローラ2,2からウェブ
高さ方向に「ウェブ高さ−α」だけ隔たった位置に設定
される。なお、αは除荷後のスプリングバック量を考慮
した補正量である。このように設定することにより、押
し込み荷重Pとフランジ表面応力σは、例えば図5
(a),(b)に示すように、形鋼1の初期の曲がり量
の増加と共に単調に増加する。すなわち、初期の曲がり
量が大きいほど押し込み時に凹側のフランジ100 により
大きい張力が加わる。
【0013】なお、図5には、ウェブ高さ900mm ×フラ
ンジ幅300mm ×ウェブ厚16mm×フランジ厚28mmのH形鋼
(断面係数Z=9140cm3 ,断面二次モーメントI=4110
00cm 4 )を、間隔L=4m,5m,α=0mmとして押圧
した場合の例を示した。一方、図6に示すように、圧延
圧力は材料に張力が加わるにつれて低下するので、張力
の加わった凹側のフランジ100 を圧延するフランジ圧延
ロール4a,4bの必要圧延荷重は、無張力状態のとき
の必要圧延荷重よりも低く設定される。そして、材料の
曲がり量が大きいほど凹側のフランジ100 に加わる張力
が大きくなるから、矯正に要する圧延荷重がその分だけ
小さくなる。
【0014】このように、本発明方法によれば、被矯正
材の初期の曲がり量に応じて矯正量が自動的に調整され
るため、複雑な調整を必要としない。また、初期の曲が
り量が大きいほど矯正に要する圧延荷重が小さくなるか
ら、安定して矯正することができる。ところで、図5
(a)に示したように、同じ曲がり量に対する押し込み
荷重は間隔Lが大きいほど小さい。これは、はりの3点
曲げでは同一曲げ応力を発生させるための曲げ荷重が両
支点間距離の3乗に反比例することによる。このことか
ら、本発明方法では、材料サイズに応じて2本の支持ロ
ーラ2,2の間隔Lを調整するのが好ましい。そうする
ことにより、大がかりな曲げ付与機構を必要とせずに、
効率的な矯正ができるようになる。
【0015】また、本発明方法では、フランジ押圧ロー
ラ3の押し込み量が最大となる位置で凹側のフランジを
圧延するので、フランジ圧延ロール4a,4bの高さ位
置(ウェブ高さ方向での位置)が押し込み量に追従して
自動的に変わるようにしておくことが望ましい。また、
同一押し込み荷重、同一フランジ圧延圧下量での矯正量
は、図7に示すように、フランジ圧延幅(未圧下部幅)
に依存するから、入側曲がり量に応じて、ウェブ両側の
フランジ圧延ロール4a,4aをウェブに対して前後方
向に移動させ、フランジ圧延幅を変更することによっ
て、矯正量を最適にすることが可能であり、そのように
することが好ましい。なお、このフランジ圧延幅変更
は、入側曲がり量に応じて行う代わりに出側の残留曲が
り量に応じて行うこともできる。
【0016】
【実施例】図1は本発明装置の実施例を示す一部切欠側
面図、図2は図1のAA矢視正面図である。この例は、
凹側のフランジ100 を下にして搬送されているH形鋼1
の曲がりを矯正するものである。図1,図2に示すよう
に、本発明装置は、基本的に、凹側のフランジ100 外面
に所定の間隔で当接可能な2本の支持ローラ2,2と、
該2本の支持ローラ2,2のほぼ中間で凸側のフランジ
101 を外面側から押圧可能なフランジ押圧ローラ3と、
該フランジ押圧ローラ3に対向し凹側のフランジ100 内
外面に各々当接して該フランジ100 を圧延可能なフラン
ジ圧延ロール4a,4bとを有する。
【0017】これらローラやロールは本体フレーム6に
装着され、全体として一体化したコンパクトな装置とな
っている。支持ローラ2,2はチョック16,16で支持さ
れ、チョック16,16は本体フレーム6に固定した架台17
上に、材料長さ方向に摺動可能に装着され、各チョック
16にはピッチ調整装置が連結されている。ピッチ調整装
置は、駆動装置19でネジ18が回転駆動され、このネジ18
に螺合し、チョックに固定されたナット20によりチョッ
クが材料長さ方向に移動するように構成されている。
【0018】この構成により、ピッチ調整装置を駆動す
るだけでチョック16,16の間隔(ピッチ)を容易に所定
値に設定することができ、かつ材料サイズごとの設定変
更も容易である。本実施例では、ピッチ調整装置として
ネジ式のものを示したが、油圧式のものでもよい。
【0019】フランジ押圧ローラ3はチョック10で支持
され、チョック10は昇降フレーム11内に上下摺動可能に
装入され油圧シリンダ12で昇降フレーム11の上部と連結
されている。昇降フレーム11は本体フレーム6内に上下
摺動可能に装入され押圧調整装置13およびバランス装置
14で本体フレーム6の上部と連結されている。なお、押
圧調整装置13は駆動用モータ15で駆動される。
【0020】この構成により、押圧調整装置13を駆動し
て昇降フレーム11を、油圧シリンダ12の押し限状態下で
フランジ押圧ローラ3と支持ローラ2とのウェブ高さ方
向の間隔が「ウェブ高さ−α」になる位置まで摺動させ
るだけで、押圧位置(押し込み位置)を容易に調整する
ことができる。フランジ圧延ロール4a,4bについて
は、前者はフランジ100 内面側でウェブ102 の左右に1
本ずつ配置されチョック5により片持ち支持され、後者
はフランジ100 外面側でチョック8により支持されてい
る。チョック8はチョック5内に上下摺動可能に装入さ
れ油圧シリンダ9でチョック5の下部と連結されている
ので、油圧シリンダ9のロッドを進退させることにより
フランジ圧延ロール4a,4bのロール隙を設定でき
る。
【0021】さらに、チョック5は本体フレーム6内に
上下摺動可能に装入され本体フレーム6の下部とバネ7
で連結されている。従って、フランジ圧延ロール4a,
4bは、バネ7の伸縮により、フランジ押圧ローラ3の
押し込み量に追従してその高さ位置(ウェブ高さ方向で
の位置)を自在に変更することができる。また、図8
は、図2に示した装置構成に加えてウェブ102 両側のフ
ランジ圧延ロール4a,4aをフランジ幅方向に移動さ
せる(移動方向を両向矢印で示す)フランジ圧延幅変更
装置30を備えた、本発明装置のもう一つの実施例を示す
正断面図である。図8において、図2と同一または相当
部分には同じ符号を付し説明を省略する。このもう一つ
の実施例の一部切欠側面図は図1に同じであり、図8は
その場合の図1のAA矢視図に相当する。ここに、フラ
ンジ圧延ロール4a,4aのフランジ幅方向位置は図示
しない位置検出器を用いて高精度に設定することができ
る。
【0022】なお、支持ローラ2,2、フランジ押圧ロ
ーラ3、フランジ圧延ロール4a,4bの全部あるいは
一部は、図示しない駆動装置群に連結されて圧延動力お
よび搬送動力を供給される。
【0023】
【発明の効果】かくして本発明によれば、形鋼の上下の
曲がりを、オンラインでコンパクトな装置で複雑な調整
を要さずに矯正できるようになるという優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の実施例を示す一部切欠側面図であ
る。
【図2】図1のAA矢視正面図である。
【図3】本発明による形鋼の曲がり矯正の原理を示す説
明図である。
【図4】凸側フランジ押圧時の形鋼の曲げ応力分布を示
す模式図である。
【図5】形鋼の曲がり量と(a)押し込み荷重および
(b)フランジ表面応力との関係を示すグラフである。
【図6】圧延圧力の材料張力依存性を模式的に示すグラ
フである。
【図7】矯正量とフランジ未圧下部幅との関係を示すグ
ラフである。
【図8】本発明装置のもう一つの実施例を示す正断面図
である。
【符号の説明】
1 形鋼(H形鋼) 2 支持ローラ 3 フランジ押圧ローラ 4a,4b フランジ圧延ロール 5,8,10,16 チョック 6 本体フレーム 7 バネ 9,12 油圧シリンダ 11 昇降フレーム 13 押圧調整装置 14 バランス装置 15 駆動用モータ 100 フランジ(凹側) 101 フランジ(凸側) 102 ウェブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下の曲がりを有する形鋼の凹側のフラ
    ンジ外面に所定の間隔で当接する2本の支持ローラと、
    該2本の支持ローラのほぼ中間で凸側のフランジ外面に
    当接するフランジ押圧ローラと、該フランジ押圧ローラ
    に対向し凹側のフランジ内外面に各々当接するフランジ
    圧延ロールとを設け、2本の支持ローラおよびフランジ
    押圧ローラで形鋼を曲げながら、フランジ圧延ロールで
    凹側のフランジを圧延することを特徴とする形鋼の矯正
    方法。
  2. 【請求項2】 上下の曲がりを有する形鋼の凹側のフラ
    ンジ外面に所定の間隔で当接可能な2本の支持ローラ
    と、該2本の支持ローラのほぼ中間で凸側のフランジを
    外面側から押圧可能なフランジ押圧ローラと、該フラン
    ジ押圧ローラに対向し凹側のフランジ内外面に各々当接
    して該フランジを圧延可能なフランジ圧延ロールとを有
    することを特徴とする形鋼の矯正装置。
  3. 【請求項3】 2本の支持ローラの間隔が調整可能、お
    よび/またはフランジ圧延ロールがフランジ押圧ローラ
    の押圧方向に移動自在である請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】 フランジ圧延ロールのフランジ圧延幅が
    変更可能である請求項2または3に記載の装置。
JP5115298A 1997-12-08 1998-03-03 形鋼の矯正方法および装置 Pending JPH11226645A (ja)

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