TWI788985B - 鋼板樁的矯正裝置、矯正方法以及鋼板樁的製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種同時矯正鋼板樁的捲曲與寬度方向的變形的技術。一種矯正裝置，是對在寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁進行矯正的裝置，其包括：輥矯正部，將多根上輥與多根下輥互相錯位配置；及一對豎輥，配置於較輥矯正部更靠鋼板樁的搬送方向下游側，且將一對豎輥的相隔距離設定為窄於鋼板樁的製品的全寬。一種鋼板樁的矯正方法，為使用包括輥矯正部與豎輥的矯正裝置，利用輥矯正部矯正後，藉由一對豎輥朝向鋼板樁的寬度方向中央對接頭部進行加壓的方法，且以所述方法作為矯正步驟。

Description

鋼板樁的矯正裝置、矯正方法以及鋼板樁的製造方法

本發明是有關於一種鋼板樁的矯正裝置、矯正方法以及此種鋼板樁的製造方法，所述鋼板樁是包括腹板部、其兩側的法蘭部及進而其外側兩端部的接頭部的大致U形鋼板樁或於法蘭部與接頭部之間包括臂部的帽形鋼板樁等在寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁。

鋼板樁藉由土木工程的大型化或新工法的開發，而開發有包括各種截面形狀者，大致分為於法蘭部的寬度方向兩端部直接設置有接頭部的U形鋼板樁形式與於法蘭部與接頭部之間設置有臂部的帽形鋼板樁形式。圖3是表示U形鋼板樁110的截面形狀的圖，圖4是表示帽形鋼板樁120的截面形狀的圖，將左右接頭部104的外緣間的距離稱為全寬W。

作為所述鋼板樁的製造方法，通常使用將經連續鑄造的鑄坯或整理為適度的大小、形狀的鋼坯造形為目標形狀的測徑輥（caliber roll）進行熱軋。已知經由該軋製步驟且被冷卻的U形鋼板樁或帽形鋼板樁因由法蘭部102與腹板部101的板厚差引起的軋製結束溫度的不同而於軋製、冷卻後在長度（搬送）方向上發生變形。具體而言，例如如圖5所示，帽形鋼板樁120發生以腹板部101側為內側而彎曲的被稱為所謂上卷的變形，或如圖6所示，帽形鋼板樁120發生以臂部103側為內側而彎曲的被稱為所謂下卷的變形。

為了去除此種捲曲而製成平直的製品，通常於製品出貨前實施冷矯正步驟。例如，於輥矯正方法中，利用輥約束發生此種捲曲的鋼板樁的腹板部101的上下，並上下交替賦予該鋼板樁局部發生塑性變形的程度的力，進行彎曲/回彎，而消除捲曲。

圖7表示輥矯正方法中的矯正裝置21的輥2、輥3的一般配置，沿著鋼板樁100的送料方向F，腹板部101的上側的上輥2與腹板部101的下側的下輥3以鋸齒狀（交替）上下配置。

進而，該些上下的輥2、輥3是以上輥2的各輥的外周面的最下端較下輥3的各輥的外周面的最上端更靠下的方式配置，鋼板樁100通過沿著上下方向交替包括凹凸的送料路（軋製線P）。

其結果為，鋼板樁100於上輥2與下輥3的各輥間由三點支持，可自上下方向交替被賦予彎曲/回彎而消除捲曲。

例如，專利文獻1中關於帽形鋼板樁的矯正方法，以使側輥的輥面間的寬度方向間隔隨著自送料路的上游側向下游側行進而變小的方式設定。並且，以於上輥的輥面與下輥的輥面之間夾持腹板部、兩法蘭部、以及兩臂部且由側輥的輥面自寬度方向外側夾持兩接頭部的方式使帽形鋼板樁通過送料路。藉此，對腹板部、兩法蘭部、以及兩臂部交替重覆進行上下方向的彎曲以及回彎而矯正所述帽形鋼板樁的捲曲，同時減小帽形鋼板樁的全寬。

又，專利文獻2中揭示有一種技術，即包括水平輥、藉由壓下H型鋼的腹板而矯正彎曲的輥矯正機包括壓下H型鋼的法蘭兩側面的豎輥以及經由所述豎輥而沿著所述腹板的高度方向產生壓下力的裝置，以對腹板截面負載腹板壓下產生的彎曲應力與豎輥產生的壓縮應力的方式，將水平輥與豎輥向水平輥的軸方向偏移配置，藉由於上下彎曲的同時施加H型鋼的強軸方向的彎曲而矯正H型鋼的形狀。 [現有技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2017-131899號公報 專利文獻2：日本專利特開平08-174071號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，所述現有技術存在如以下還應解決的問題。 所述專利文獻1所揭示的技術為與帽形鋼板樁相關的矯正技術，無法適用於U形鋼板樁。又，存在變更側輥的輥面間的寬度方向間隔以及側輥的輥面的傾斜角度耗費時間的問題。

又，專利文獻2所揭示的技術為與H型鋼相關的矯正技術，無法適用於U形鋼板樁以及帽形鋼板樁。即，由於壓下法蘭兩側面的豎輥的數量大幅增加，故而設備投資費用龐大，同時對於鋼板樁難以預測恰當條件。

本發明是鑑於所述情況而完成者，其目的在於提供一種同時矯正鋼板樁的捲曲與寬度方向的變形的技術，所述技術可適用於在寬度方向的兩端部包括接頭部的鋼板樁、U形鋼板樁或帽形鋼板樁，其容易變更設定寬度，且於同一製造時間點能夠變更各製品的設定值。此外，提供一種保養性或成本效益優異、有效率地進行矯正的技術。 [解決課題之手段]

為了解決所述課題、實現所述目的所開發的本發明的鋼板樁的矯正裝置是一種對在寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁進行矯正的裝置，其特徵在於包括：輥矯正部，將多根上輥與多根下輥互相錯位配置；及一對豎輥，配置於較該輥矯正部更靠所述鋼板樁的搬送方向下游側，且將所述一對豎輥的相隔距離設定為窄於所述鋼板樁的製品的全寬。

再者，關於本發明的帽形鋼板樁的矯正方法，認為更佳的解決手段可為： a.所述輥矯正部於所述多根下輥中的至少一根下輥或所述多根上輥中的至少一根上輥中包括一對接頭部矯正部，所述接頭部矯正部對所述接頭部加壓而矯正所述鋼板樁的製品的全寬，所述一對接頭部矯正部的相隔距離寬於所述一對豎輥的所述相隔距離； b.所述一對豎輥包括縱置的平滑輥； c.所述一對豎輥的所述相隔距離構成為能夠根據所述鋼板樁的製品的全寬進行調整； d.所述一對豎輥的相隔距離WL與所述鋼板樁的製品的全寬W滿足下述（1）式； 0.70≦WL/W≦0.98…（1） 等。

為了解決所述課題、實現所述目的所開發的本發明的鋼板樁的矯正方法的特徵在於：使用所述任一鋼板樁的矯正裝置，利用所述輥矯正部矯正於寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁後，藉由所述一對豎輥朝向所述鋼板樁的寬度方向中央對所述接頭部進行加壓。

為了解決所述課題、實現所述目的所開發的本發明的鋼板樁的製造方法的特徵在於包括：鋼板樁的矯正步驟，使用了所述鋼板樁的矯正方法。 [發明的效果]

根據本發明，可對在寬度方向兩端部包括接頭部的U形鋼板樁或帽形鋼板樁進行矯正，使其製品端部與製品長度方向的全寬的差小於矯正前。進而，可大幅減少豎輥數量，保養性、成本效益優異，並且能夠有效率地調整豎輥。

以下，參照圖式對本發明的實施形態進行說明。再者，於本實施形態中，鋼板樁的形狀是以腹板部位於較法蘭部更靠上方的姿勢（所謂的倒U姿勢）進行處理而說明，當然本發明的適用範圍亦涉及到以其他姿勢（例如U姿勢）進行的處理。

發明者等人對輥矯正中的帽形鋼板樁10H（每1 m壁寬的截面二次矩為約10,000×10 ^-8m ⁴/m的製品）的全寬W的尺寸變化進行了詳細調查。 圖7是表示調查所使用的現有的輥矯正裝置21的輥配置的示意圖。於輥矯正裝置21中，上下合計九組輥2、輥3隔著送料路（軋製線）P而以鋸齒狀（上下交替）配置。上輥2包括沿著鋼板樁100的凸狀的外表面的形狀的輥面，下輥3包括沿著鋼板樁100的凹狀的內表面的形狀的輥面。

圖8的（a）是表示現有的輥矯正裝置21的輥形狀的示意圖，圖8的（b）是表示作為被矯正材的帽形鋼板樁120的示意圖。圖8的（a）是自送料方向F觀察的上下輥2、輥3的左側一半的示意圖。上輥2於上心軸4中嵌合有帽形鋼板樁120的腹板部101壓下用的上輥用套筒5，且於其外側嵌合有臂部103壓下用的上輥用套筒9。下輥3於下心軸6中嵌合有帽形鋼板樁120的腹板部101壓下用的下輥用套筒7，且於其外側嵌合有臂部103壓下用的下輥用套筒10。於圖8的（a）的實施形態中，於下心軸6中進一步嵌合有約束接頭部104外緣的外側輥11。作為對象的帽形鋼板樁120的尺寸是有效寬度W0＝900 mm、有效高度H＝230 mm以及腹板板厚t＝10.8 mm的規格10H製品。

作為調查，使用圖7以及圖8所示的輥矯正裝置21，於現有的矯正條件下調查矯正前後的長度方向的全寬W。將結果示於圖9。矯正前的形狀為製品長度方向上中央部的全寬W較兩端大5 mm左右，長度方向中央部中超過全寬W的容許值（以雙點鏈線表示的928 mm～942 mm的範圍）。又，前尾端部的全寬窄於其他部位，即便利用外側輥11矯正寬度後，該傾向亦殘存。

於鋼板樁100的輥矯正中，必須藉由重覆回彎消除捲曲，並且使製品長度方向的全寬W落入容許尺寸範圍內。即，若為了減小全寬W而過度減小外側輥11的設定寬度，則存在局部發生捲曲的問題。另一方面，若外側輥11的設定寬度過寬，則寬度方向的約束力降低，長度方向的全寬的變動量增加，或無法提高捲曲的矯正效果。

本發明是基於由該些調查所得的見解進一步研究而完成。

圖1是表示本發明的一實施形態的鋼板樁的矯正裝置的輥配置的概念圖，圖1的（a）表示側面概略圖，圖1的（b）表示俯視圖。於本實施形態中，鋼板樁100的矯正裝置20包括輥矯正部1以及豎輥12。於圖1的例子中，於輥矯正部1中，上下合計九組輥2、輥3於鋼板樁100的上下以鋸齒狀（交替）配置。豎輥12與輥矯正部1的最終軸（第九軸）相隔特定距離而配置。於本實施形態中，豎輥使用平滑輥。豎輥12與輥矯正部1的最終軸的軸心距離LL較佳為大於各輥的最大半徑的和，且為作為被矯正材的鋼板樁100的長度的一半以下。

關於帽形鋼板樁120的製品規格10H者，將輥矯正部1的矯正條件固定為同一條件，調查圖2的（a）不使用豎輥的條件、圖2的（b）將豎輥單側鎖緊20 mm的條件的兩種條件下矯正前後的全寬W。將調查結果示於圖2。又，將此時的輥矯正部1的矯正條件示於表1。表1所示的壓下量（mm）相對於平直的鋼板樁100的軋製線P而顯示下輥3的上推量。

[表1]

下輥軸No.	1	3	5	7	9
壓下量[mm]	8	14	12	10	4

於不利用豎輥12的圖2的（a）的條件下，矯正前製品前尾端與中央部中全寬W的差為4 mm～10 mm，但於利用了豎輥12的圖2的（b）的條件下，矯正後前尾端中全寬W的差均減小為1 mm以下。又，尤其是接頭部或法蘭部無變形，而獲得形狀良好的製品。與此相對，於不使用豎輥12的條件（a）下，於矯正捲曲後製品前尾端與中央部中全寬的差過大，其後需要藉由加壓矯正來修正全寬。 根據以上而明瞭本發明的效果。

再者，於本實施形態中，示出帽形鋼板樁中製品規格10H者，但確認到對其他截面尺寸（例如U形鋼板樁中製品規格2W者、帽形鋼板樁中製品規格25H者）亦有同樣的效果。又，於將多個豎輥排列於輥矯正機的後表面進行矯正的情形時，亦確認到與一對條件同等的矯正效果，豎輥的個數可為任意。

於本實施形態中，將一對豎輥12間的相隔距離WL設置為窄於鋼板樁100製品的全寬W，藉此可矯正鋼板樁100的全寬W，因此較佳。又，關於作為接頭部矯正部的輥矯正部1的外側輥11的相隔距離與一對豎輥12間的相隔距離WL的關係，為了充分發揮豎輥12的壓下效果，較佳為使外側輥11的相隔距離寬於一對豎輥12間的相隔距離WL。並且，較佳為將一對豎輥12間的相隔距離WL設為鋼板樁100的全寬W的0.70倍～0.98倍的範圍。若未滿下限，則存在發生鋼板樁100的局部的塑性變形引起的尺寸偏差或豎輥12間的材料堵塞的可能性，另一方面，若超過上限，則有無法充分發揮豎輥的全寬W壓下的效果之虞。

較佳為於鋼板樁100的接頭部104外緣位置處於上下之情形時包括豎輥，且設為平滑輥。又，較佳為構成為能夠根據鋼板樁100製品的全寬W的變化調節一對豎輥12的相隔距離WL。

本發明的鋼板樁的矯正方法是使用包括所述實施形態的輥矯正部1以及豎輥12的矯正裝置20的鋼板樁的矯正方法。該方法利用輥矯正部1來矯正於寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁的捲曲，並且使全寬W處於特定範圍內。其後，藉由利用豎輥12夾持兩端的接頭部104並壓下來減小全寬W的偏差。

於本發明的鋼板樁的製造方法中，對鋼板樁100進行熱軋的步驟可應用常規方法。具體而言，可應用如下步驟，即利用加熱爐將連續鑄造的鑄坯或成形為適度的形狀的鋼坯加熱後，利用多段測徑輥進行熱軋。將經熱軋的鋼板樁100冷卻後送入所述實施形態的矯正裝置20，而適用所述矯正方法。 [產業上之可利用性]

本發明適宜應用於因熱軋而發生捲曲的長條鋼材等的矯正時需要控制全寬的情形。

1:輥矯正部 2:上輥（輥） 3:下輥（輥） 4:上心軸 5:上輥用套筒（腹板部壓下用） 6:下心軸 7:下輥用套筒（腹板部壓下用） 9:上輥用套筒（臂部壓下用） 10:下輥用套筒（臂部壓下用） 11:外側輥（外側約束輥） 12:豎輥 20:矯正裝置 21:現有的輥矯正裝置（矯正裝置） 100:鋼板樁 101:腹板部 102:法蘭部 103:臂部 104:接頭部 110:U形鋼板樁 120:帽形鋼板樁 F:送料方向（搬送方向） H:有效高度 LL:豎輥與輥矯正部的最終軸的軸心距離 P:軋製線（送料路） W:全寬 W0:有效寬度 WL:一對豎輥間的相隔距離

圖1是表示本發明的一實施形態的鋼板樁的矯正裝置的輥配置的概念圖，圖1的（a）表示側面概略圖，圖1的（b）表示俯視圖。 圖2是表示使用所述實施形態的鋼板樁的矯正裝置矯正鋼板樁並調查矯正前後的長度方向的全寬的結果的曲線圖，圖2的（a）表示不使用豎輥的情形，圖2的（b）表示利用豎輥實施壓下的情形。 圖3是表示作為本發明的矯正對象的U形鋼板樁的一例的截面圖。 圖4是表示作為本發明的矯正對象的帽形鋼板樁的一例的截面圖。 圖5是對帽形鋼板樁的上捲進行說明的概念圖。 圖6是對帽形鋼板樁的下捲進行說明的概念圖。 圖7是表示現有的輥矯正方法下的輥的一般配置的概略說明圖，圖7的（a）表示側面概略圖，圖7的（b）表示俯視圖。 圖8的（a）是表示輥矯正部的輥形狀的示意圖，圖8的（b）是表示作為被矯正材的帽形鋼板樁的示意圖。 圖9是表示於不使用豎輥的現有的矯正條件下調查矯正前後的長度方向的全寬的結果的曲線圖。

1:輥矯正部

2:上輥

3:下輥

12:豎輥

20:矯正裝置

100:鋼板樁

F:送料方向(搬送方向)

LL:豎輥與輥矯正部的最終軸的軸心距離

P:軋製線

WL:一對豎輥間的相隔距離

Claims (7)

1. 一種鋼板樁的矯正裝置，其是對在寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁進行矯正的裝置，其特徵在於包括：輥矯正部，將多根上輥與多根下輥互相錯位配置；及一對豎輥，配置於較所述輥矯正部更靠所述鋼板樁的搬送方向下游側，且將所述一對豎輥的相隔距離設定為窄於所述鋼板樁的製品的全寬，以夾持所述鋼板樁的所述接頭部並壓下來。
2. 如請求項1所述的鋼板樁的矯正裝置，其中所述輥矯正部於所述多根下輥中的至少一根下輥或所述多根上輥中的至少一根上輥中包括一對接頭部矯正部，所述接頭部矯正部對所述接頭部加壓而矯正所述鋼板樁的製品的全寬，所述一對接頭部矯正部的相隔距離寬於所述一對豎輥的所述相隔距離。
3. 如請求項1或請求項2所述的鋼板樁的矯正裝置，其中所述一對豎輥包括縱置的平滑輥。
4. 如請求項1或請求項2所述的鋼板樁的矯正裝置，其中所述一對豎輥的所述相隔距離構成為能夠根據所述鋼板樁的製品的全寬進行調整。
5. 如請求項1或請求項2所述的鋼板樁的矯正裝置，其中所述一對豎輥的相隔距離WL與所述鋼板樁的製品的全寬W滿足下述(1)式， 0.70≦WL/W≦0.98...(1)。
6. 一種鋼板樁的矯正方法，其特徵在於：使用如請求項1至請求項5中任一項所述的鋼板樁的矯正裝置，利用所述輥矯正部矯正於寬度方向兩端部包括接頭部的鋼板樁後，藉由所述一對豎輥朝向所述鋼板樁的寬度方向中央對所述接頭部進行加壓。
7. 一種鋼板樁的製造方法，其特徵在於包括：鋼板樁的矯正步驟，使用了如請求項6所述的鋼板樁的矯正方法。

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