JP2016190268A - Ｈ形鋼フランジ直角度矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｈ形鋼の長手方向端部であってもフランジ直角度を適正に矯正することが可能なＨ形鋼フランジ直角度矯正装置を提供する。【解決手段】ウエブＷ面を拘束する水平ロール１の軸とフランジＦ外面を押圧する竪ロール２の軸がＨ形鋼搬送ラインの左右方向に一致され、水平ロール１よりも小径で且つＨ形鋼ＨのウエブＷ面をガイドする上下の水平ガイドロール４を水平ロール１よりも入側に配置する。また、水平ガイドロール４とＨ形鋼ＨのウエブＷ面との間に、竪ロール２によるＨ形鋼ＨのフランジＦ外面押圧位置に応じた規定隙間を設けた。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば製鉄業の熱間圧延工程で成形されるＨ形鋼のフランジ直角度矯正装置に関し、特にＨ形鋼のフランジ直角度の矯正効率を向上するのに好適なものである。

一般的に、Ｈ形鋼はユニバーサル圧延機で熱間圧延成形される。その際、ウエブの付け根やフランジ内外面に温度差が生じる。これらの温度差によって、冷却後のＨ形鋼には、熱収縮によるフランジ直角度不良が発生しやすい。このようなＨ形鋼のフランジ直角度を矯正する装置としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このＨ形鋼フランジ直角度矯正装置は、Ｈ形鋼のウエブ面を拘束する上下の水平ロールとそのＨ形鋼のフランジ外面を傾動可能に押圧する竪ロールを備えたものであり、その入側で、フランジ直角度及びフランジ折れを計測して直角度外れ量及びフランジ折れ量を算出し、その算出結果に基づいて竪ロールの傾動量を算出し、その傾動量に応じて竪ロールの傾動装置を制御することにより、Ｈ形鋼のフランジ直角度の矯正精度を向上しようとするものである。

特開２００７−１５２３８８号公報

ところで、水平ロールと竪ロールを供えたＨ形鋼フランジ直角度矯正装置では、Ｈ形鋼の長手方向（＝搬送方向）中央部で、安定した直角度矯正を行うために、水平ロールの軸と竪ロールの軸をＨ形鋼長手方向と直交する同一面内に配置している。このため、Ｈ形鋼をフランジ直角度矯正装置に装入する際、水平ロールがＨ形鋼のウエブを拘束する以前に竪ロールがフランジ外面を押圧してしまう。このとき、竪ロールによるフランジ外面の押圧がフランジ直角度の矯正に適したものであっても、水平ロールはウエブを未拘束の状態であるから、Ｈ形鋼の長手方向端部ではフランジ直角度を適正に矯正することができない場合がある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、Ｈ形鋼の長手方向端部であってもフランジ直角度を適正に矯正することが可能なＨ形鋼フランジ直角度矯正装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、Ｈ形鋼のウエブ面を拘束する上下の水平ロールと前記Ｈ形鋼のフランジ外面を傾動可能に押圧する左右の竪ロールとを供えたＨ形鋼フランジ直角度矯正装置において、水平ロールよりも入側に配置され且つ水平ロールよりも小径で且つＨ形鋼のウエブ面をガイドする上下の水平ガイドロールを備えたＨ形鋼フランジ直角度矯正装置が提供される。

而して、本発明のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置では、Ｈ形鋼の長手方向端部であってもフランジ直角度を適正に矯正することが可能となる。

本発明のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図１に示すＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の正面図である。 図１に示すＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の側面図である。 図１に示すＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の平面図である。 図１のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の水平ガイドロールとウエブ面との隙間量とフランジ直角度矯正能力向上率との関係を示す説明図である。 水平ガイドロールとウエブ面との隙間量が大き過ぎる値であるときの高応力部の説明図である。 水平ガイドロールとウエブ面との隙間量が適正値であるときの高応力部の説明図である。 水平ガイドロールとウエブ面との隙間量が小さ過ぎる値であるときの高応力部の説明図である。 図１の水平ガイドロールの設置前と設置後との異なる公称サイズのＨ形鋼におけるフランジ直角度矯正能力の説明図である。

以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下に、本発明のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この実施形態のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置の概略構成を示す斜視図、図２は、図１の正面図、図３は、図１の側面図、図４は、図１の平面図である。この実施形態のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置は、製鉄所の形鋼熱間圧延工程の出側に配置されている。このＨ形鋼フランジ直角度矯正装置では、Ｈ形鋼ＨのウエブＷ面を搬送方向（装入方向）の上下、フランジＦ外面を搬送方向の左右に向けてＨ形鋼Ｈを長手方向に搬送（装入）する。そして、既存のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置と同様に、ウエブＷ面を拘束する水平ロール１がＨ形鋼搬送ラインの上下に配置され、フランジＦ外面を押圧する竪ロール２がＨ形鋼搬送ラインの両側、つまり左右に配置される。水平ロール１は、Ｈ形鋼搬送ラインの上下夫々で、比較的幅の狭い２個が一対でＨ形鋼搬送ラインの左右に並べて配置されている。そして、前述のように、水平ロール１の軸と竪ロール２の軸は、Ｈ形鋼搬送ラインと直交する面内に存在する。

Ｈ形鋼搬送ラインの左右夫々の水平ロール１及び左右夫々の竪ロール２は、Ｈ形鋼搬送ラインで左右に分割されたフレーム３の夫々に支持されている。水平ロール１の高さ方向の位置及び左右方向の位置、竪ロール２の高さ方向の位置及び左右方向の位置並びに軸傾きは、左右のフレーム３毎に夫々独自に調整することができる。この実施形態では、竪ロール２は駆動回転され、水平ロール１は、Ｈ形鋼ＨのウエブＷ面に接触して従動回転する。このような構成のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置にあって、水平ロール１の軸と竪ロール２の軸をＨ形鋼搬送ラインと直交する面内に配置すると、Ｈ形鋼Ｈの装入時、図４に示すように、水平ロール１がＨ形鋼ＨのウエブＷ面を拘束する以前に竪ロール２がＨ形鋼ＨのフランジＦ外面を押圧してしまう。

そこで、この実施形態では、左右のフレーム３の夫々に、水平ガイドロール４が回転自在に取付けられている。この水平ガイドロール４は、水平ロール１よりも入側に配置され且つ水平ロール１よりも小径であり、Ｈ形鋼ＨのウエブＷ面の左右両側端部をガイドするようにウエブＷ面を挟んだ上下両側に配置されている。この水平ガイドロール４は、水平ロール１よりも入側でＨ形鋼ＨのウエブＷ面をガイドするものであるため、左右のフレーム３の水平ロール１よりも入側からステム５を突出し、そのステム５のウエブＷ面側に回転軸６を設け、その回転軸６に回転自在に取付けられている。この水平ガイドロール４は、小径で、幅も狭いが、特に水平ロール１によってウエブＷ面が拘束される以前のＨ形鋼ＨのウエブＷ面をガイドするのに好適なものであり、実質的には、後述するようにウエブＷ面との間に予め設定された大きさの規定隙間が形成されている。

この実施形態の場合、Ｈ形鋼搬送方向の水平ロール１の軸の位置、即ち竪ロール２の軸の位置と水平ガイドロール４の軸の位置とは、Ｈ形鋼搬送方向に４６２ｍｍ離れている。また、水平ロール１の外径は１０００ｍｍ、幅は１００ｍｍ、竪ロール２の外径は１２００ｍｍ、幅は５２０ｍｍ、水平ガイドロール４の外径は１７０ｍｍ、幅は７９ｍｍである。このような諸元のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置で、例えば公称サイズ６００×３００（実サイズ５８８×３００）のＨ形鋼Ｈのフランジ直角度を矯正する場合に、水平ガイドロール４とＨ形鋼ウエブＷ面との隙間量を種々に変更したときのフランジ直角度矯正能力向上率は、例えば図５のように表れる。フランジ直角度矯正能力は、フランジ直角度の変化量を竪ロール２による矯正量で除した値であり、フランジ直角度矯正能力向上率は、水平ガイドロールのない場合のフランジ直角度矯正能力との変化率を示す。

上下の水平ロール１間の隙間は１１．５ｍｍ（ウエブ厚−０．５ｍｍ）、左右の竪ロール２間の隙間は５８６．０ｍｍ（実寸法ウエブ高さ−２．０ｍｍ）、水平ロール圧は５０ｔ、竪ロール圧は８０ｔ、フランジＦ内面と水平ロール１外面の間の距離は１８．０ｍｍであった。同図５から明らかなように、この実施形態では、水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量を３．０ｍｍ以下とすると、フランジ直角度矯正能力向上率が大きくなり、これより水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量が大きくなると、フランジ直角度矯正能力向上率が小さくなる。

図６は、水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量が大き過ぎる場合の高応力部の説明図である。水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量が大き過ぎると、ウエブ拘束力が小さくなり過ぎてウエブＷとフランジＦとの角度の矯正力が弱まり、フランジ直角度を効率的に矯正することができない。図７は、水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量が適正な場合の高応力部の説明図である。水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量が適正な値であると、ウエブ拘束力が適正となって竪ロール押圧による応力がウエブＷに伝播し、ウエブＷの幅方向端部を起点としてフランジ直角度を効率的に矯正することができる。

この水平ガイドロール４とＨ形鋼ＨのウエブＷ面との隙間量は、竪ロール２によるＨ形鋼Ｈのフランジ直角度矯正位置、つまり竪ロール２によるＨ形鋼ＨのフランジＦ外面押圧位置と関連していると考えられる。即ち、竪ロール２によってＨ形鋼ＨのフランジＦ外面が押圧されたとき、未だ水平ロール１によってウエブＷ面が拘束されていないＨ形鋼Ｈの矯正応力がウエブＷに適正に伝播するように水平ガイドロール４とＨ形鋼ＨのウエブＷ面との隙間量を設定することが望ましい。具体的には、水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量は３．０ｍｍ以下とすることが好ましい。

一方、水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量が小さくなりすぎると、図８に示すように、ウエブ拘束力が過大となり、竪ロール押圧による応力がフランジＦのウエブＷとの接続部に集中するため、フランジ直角度の矯正に大きな押圧力が必要となり、矯正効率が低くなる。本発明者等の検討によれば、水平ガイドロール４とウエブＷ面との隙間量は１．５ｍｍが最も矯正効率がよいことが分かっている。
図９は、公称サイズ７００×３００と公称サイズ１０００×３５０の異なる二種類のＨ形鋼のフランジ直角度矯正において、図１〜図４の水平ガイドロール４の設置前と設置後のフランジ直角度矯正能力の説明図である。設置された水平ガイドロール４とＨ形鋼ＨのウエブＷ面との隙間量は、最も効果が認められた適正値１．５ｍｍに設定した。図から明らかなように、水平ガイドロール４の設置後は、異なる二種類のＨ形鋼において、何れもフランジ直角度の矯正能力が向上している。

このように、この実施形態のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置では、水平ロール１よりも小径で且つＨ形鋼ＨのウエブＷ面をガイドする上下の水平ガイドロール４を水平ロール１よりも入側に配置した。これにより、水平ロール１がＨ形鋼ＨのウエブＷ面を未拘束の状態であっても、竪ロール２によってフランジ直角度を矯正することが可能となることから、Ｈ形鋼Ｈの長手方向端部であってもフランジ直角度を適正に矯正することが可能となる。
また、水平ガイドロール４とＨ形鋼ＨのウエブＷ面との間に、少なくとも竪ロール２によるＨ形鋼ＨのフランジＦ外面押圧位置に応じた規定隙間を設けた。これにより、水平ロール１によるＨ形鋼ウエブ面未拘束状態でＨ形鋼Ｈのフランジ直角度矯正能力を向上させることが可能となる。

本発明がここに記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１ 水平ロール
２ 竪ロール
３ フレーム
４ 水平ガイドロール
５ ステム
６ 回転軸
Ｈ Ｈ形鋼
Ｗ ウエブ
Ｆ フランジ

Claims (2)

1. Ｈ形鋼のウエブ面を拘束する上下の水平ロールと前記Ｈ形鋼のフランジ外面を傾動可能に押圧する左右の竪ロールとを供えたＨ形鋼フランジ直角度矯正装置において、前記水平ロールよりも入側に配置され且つ前記水平ロールよりも小径で且つ前記Ｈ形鋼のウエブ面をガイドする上下の水平ガイドロールを備えたことを特徴とするＨ形鋼フランジ直角度矯正装置。
2. 前記水平ガイドロールと前記Ｈ形鋼のウエブ面との間に、少なくとも前記竪ロールによる前記Ｈ形鋼のフランジ外面押圧位置に応じた規定隙間を設けたことを特徴とする請求項１に記載のＨ形鋼フランジ直角度矯正装置。
   

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