JPH0160321B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、片方の辺に溝を付設した等辺又は
不等辺山形材の製造方法に関するものである。

近年、環境保全の立場から、産業廃棄物処理の
問題が極めて重要な位置を占めるようになつてき
ており、特に原子力産業や化学工業においては、
これらの問題を如何に完壁に解決するかが最重要
課題として認識され、各種の研究が続けられてい
るが、原子炉等の廃棄物や、化学工業における腐
食性溶液等の処理のためには、通常、これらの所
定量をまとめて収容する大型の処理槽が欠かせな
いものとされていた。

現在、このような処理槽としては、金属山形材
で補強されたステンレス鋼板製ライニングをその
内面に有するコンクリート槽が広く採用されてお
り、これまで比較的安定な操業が続けられてい
た。

しかし、このような処理槽では、前述のように
腐食性の液体が取り扱われる関係上その腐食対策
に十分な注意が払われていることは当然である
が、それでも、母材に比べて幾分耐食性に難点の
ある溶接継手部でライニングが侵食され、液漏れ
を起すという報告が何度かなされており、しかも
その漏液箇所の早期発見が極めて困難であるとの
指摘もなされるようになつてきたのである。

そこで、最近になつて、このような漏液が発生
した場合、その漏液箇所を速やかに見付け出して
迅速な対処ができるように、処理槽ライニングの
補強材たる山形材の辺上に凹溝を設け、第１図に
示される如く、ライニング材１の溶接部２を山形
材３の凹溝４，４で囲むようにして裏当てするこ
とが行われるようになつてきた。なぜなら、この
ようにライニングの各溶接箇所に凹溝を有する山
形材を裏当てしておけば、万が一、溶接継手部か
ら漏液を生じたとしても、漏れた液体がその箇所
を裏当てしている山形材の凹溝を伝つて所定箇所
へ速やかに流れ出ることとなるため、漏液事故の
発見が早くなる上、欠陥箇所の特定が極めて容易
となるからである。

ところで、従来、このような用途に供される溝
付山形材は、まず、通常の形材圧延によつて山形
材を用意し、これに機械切削による溝加工を施し
て製造するのが普通であつたが、その需要が増大
してくるにつれて、 切削加工コストが高いので、製品価格が高く
なる、 切削能率が悪い、 溝部を切削除去するために材料歩留りが悪
く、単価の高い金属材料の場合には製品価格に
悪影響がでてくる、 溝の位置寸法にバラツキが多い。即ち、第２
図に示されるように、機械加工によつて直線状
の溝を切削したとしても〔第２図ａ〕、山形材
の使用直前に形状矯正を行うことが多いので、
矯正後に溝の位置寸法が狂つてしまう場合が多
い〔第２図ｂ〕 等のような問題を無視することができなくなつて
きたのである。

そこで、このような従来の溝付山形材製造にお
ける諸問題を解決すべく、山形材圧延の際に製品
溝に対応した凸条を有する型孔ロールを使用する
という、ロール成形による溝付山形材の製造も試
みられたが、この場合には溝部のロール肌荒れが
ひどく、孔型命数が非常に低くなるという問題が
生ずる上、片方の辺のみに溝を付設したいわゆる
片辺溝付山形材をロール成形によつて製造しよう
とすると、出来上つた製品に極端なねじれが生じ
てその矯正が極めて困難となり、従来の機械切削
による方法に比べて決して有利な方法と言えるも
のではなかつたのである。

本発明者等は、上述のような観点から、寸法精
度並びに製品性状の良好な片溝付山形材を高能
率、かつ低コストで製造する方法を見出すべく、
特に、機械切削による溝付けでは前記問題の解決
に限界があるとの認識の下に、前記ロール成形法
における問題点の解決に主眼を置いて数多くの実
験・研究を重ねた結果、 (a) 製品溝に対応した凸条を有する孔型ロールを
使用して溝付山形材を製造する際に発生するロ
ール肌荒れは、第３図に示されるように、山形
材３の頂角６側の溝角部７に集中して生ずる特
徴があり、従つて、その原因は、圧延の際に素
材が第３図中の矢印方向に延ばされることにあ
るらしいこと、 (b) 溝付製品の頂角側溝角部（第３図において符
号７で示される部分）に対応する孔型凸条隅角
部に、特定寸法のアールを設けて孔型内の素材
流れの円滑化を図ると、製品溝角部の肌荒れが
極めて効率良く防止できること、 (c) このようなアール部を介した凸条を有する孔
型ロールを、仕上ロール、或いは仕上ロールと
少くともその１つ手前の予備成形ロールに適用
し、通常の山形材圧延工程通りに素材の多パス
圧延を実施すると、素材の材質や寸法にかかわ
りなく、表面性状の良好な両辺溝付山形材が得
られること、 (d) また、ロール成形によつて片溝付山形材を製
造しようとする際のねじれは、第４図に示され
るように、成形の進行に従つて溝付辺が外側
に、溝無し辺が内側に反り返るようになつて生
ずるものであるが、これは溝付辺の圧下が溝の
分だけ強くなつて両辺の圧下バランスが崩れる
ことに起因するものであり、溝を圧下する分だ
け溝無し辺の全体圧下量を増してやれば、即
ち、溝付辺の肉厚が溝無し辺の肉厚よりも大き
くなるような凸条付孔型を使用すれば、前記ね
じれを容易に防止できること、 以上(a)〜(d)に示す如き知見を得るに至つたので
ある。

この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 多パス圧延による山形材の製造工程にて順次使
用する複数の孔型のうち、少なくとも仕上孔型と
して、製品の溝に対応する形状の凸条が付設され
るとともに、該凸条の隅角部のうちの山形材頂角
側に位置する方に Ｒ／Ｗ＝0.20〜0.30 （但し、Ｗ：凸条の幅） の条件を満たすアール（Ｒ）が施されており、か
つ、溝付辺側肉厚寸法が溝無し辺側肉厚寸法より
も大きいものを使用して多パス圧延を行うことに
より、寸法精度並びに性状の良好な片辺溝付山形
材を高能率、低コストで製造し得るようにした点
に特徴を有するものである。

第５図は、この発明の片辺溝付山形材を製造す
る際に使用する仕上孔型の形状を示した概略模式
図であるが、この仕上孔型には、製品の溝に対応
する形状の凸条８が付設されているとともに、該
凸条８の隅角部のうちの山形材頂角側に位置する
方に所定寸法のアールが施されている。更に、溝
無し辺側の肉厚寸法T₁は、凸条８が素材を圧下
する量に見合うだけ辺全体を圧下するように、溝
付辺側肉厚寸法T₂よりも小さくされている。そ
して、上記アールが施されていることによつて圧
下の際の材料流れが極めて円滑となり、ロール肌
荒れが生じなくなるばかりか、孔型命数も極めて
長くなるのであり、また、溝付辺側肉厚寸法が溝
無し辺側肉厚寸法よりも大きくされていることに
よつて両辺の圧下バランスがとれ、成形される製
品にねじれを生ずることがなくなるのである。従
つて、これらの相乗的効果により、長期にわたつ
て性状良好な片辺溝付山形材製品を安定かつ高能
率で量産できるようになるのである。

なお、この発明の方法において、前記アール
（Ｒ）の寸法をＲ／Ｗの値（但し、Ｗは凸条の幅
を表わす）で0.20〜0.30に限定した理由は、Ｒ／
Ｗの値が0.20未満であるとロール肌荒れが極端に
現われるようになつてアールを設ける意味がなく
なり、一方、Ｒ／Ｗの値が0.30を越えると溝の形
状が目立つていびつになるからである。

また、このような凸条付き孔型の適用数は、例
えば素材としてステンレス鋼（SUS304）を使用
し、通常の形材圧延の通りに温度：900℃前後で
圧延を仕上げる場合、製品の溝付辺肉厚をT₂、
溝の深さをｔとすると、 ｔ／T₂0.3のとき ：仕上ロールのみに適用、 ｔ／T₂＞0.3のとき ：仕上ロール及びその１つ手前の予備成形ロ
ールに適用、 の条件で十分に満足し得る製品の得られること
が、数多くの実験の結果確認されたのである。

そして、溝付辺の肉厚T₂と溝無し辺の肉厚T₁
との肉厚差は、溝の形状によつて変わるものであ
り、理想的には両辺の断面積が同じになるように
肉厚差を調整することが望ましいが、実用上は
T₂の値をT₁の１〜10％増し程度に定めることに
よつて十分に所望の効果を得ることができる。

更に、両辺の長さを等しく仕上げたい場合に
は、仕上孔型の１つ手前の孔型で、溝付側の辺の
長さを1.5％程度短かく調整しておくのが良い。
このようにしておけば、仕上圧延の際、溝付辺の
方が孔型凸条によつてより延ばされるので、結果
的には等辺の片辺溝付山形材を得ることができる
のである。

次いで、この発明を実施例により具体的に説明
する。

実施例 まず、SUS304のステンレス鋼の125中×1700
mmのビレツトを用意し、これを1230℃に加熱後、
第６図に示される如きパススケジユールで、終止
温度：950℃の11パス圧延を行い、片辺溝付等辺
山形鋼を製造した。このとき使用した仕上孔型は
第５図に示されるようなものであり、第５図にお
けるＲは２mmであつた。

得られた製品の寸法は、辺の長さ：100mm、
T₁：10mm、T₂：10.6mm、溝の幅：8.5mm、溝の深
さ：３mm、頂角部から溝の中心までの距離：25mm
及び75mmという値を示しており、肌荒れやねじれ
のない良好な品質の片辺溝付山形鋼であることが
確認された。そして、このような仕上孔型を用い
て圧延を続けたところ、ビレツト100本の圧延後
も良好な作業を続行することができたのに対し
て、上記実施例と同寸法ではあるが、前記アール
を付与しない仕上孔型を用いた同様の圧延では、
ビレツト35本目で角部が肌荒れし、後の作業が極
めて困難となつた。

また、T₁及びT₂の寸法が同じである以外は、
前記実施例と同様の仕上孔型を使用して片辺溝付
山形材の製造を試みたところ、出来上つた製品は
ねじれがひどくて矯正の極めて困難なものであつ
た。

以上の実施例においては、ステンレス鋼材の例
のみを示したが、ステンレス鋼以外の鋼材や、チ
タン又はチタン合金材、或いはその他の金属材料
を対象としても同様の良好な効果が得られること
は言うまでもないことである。

上述のように、この発明によれば、片溝付山形
材を、寸法精度良く、高能率で、かつ低コストの
下で安定して量産することができ、製造設備も従
来の山形材圧延設備をそのまま適用することがで
きるなど、工業上有用な効果がもたらされるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は廃棄物処理槽の要部概略断面図、第２
図は機械切削加工によつて山形材に溝を設けた場
合の不都合を説明するための概略模式図であり、
第２図ａは加工直後の山形材の状態を示すもの、
第２図ｂは矯正後の山形材の状態を示すもの、第
３図はロール加工によつて製造された片辺溝付山
形材の肌荒れ状態を説明するための概略模式図、
第４図はロール加工によつて製造された片辺溝付
山形材のねじれの状態を説明する概略模式図、第
５図は片辺溝付山形材を製造する際の仕上孔型形
状を示す概略模式図、第６図は本発明の片辺溝付
山形材製造の際のパススケジユールの一例を示す
概略図である。 図面において、１…ライニング材、２…溶接
部、３…山形材、４…凹溝、５…コンクリート槽
本体、６…頂角部、７…頂角側溝角部、８…凸
条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多パス圧延による山形材の製造工程にて順次
   使用する複数の孔型のうちの、少なくとも仕上孔
   型として、製品の溝に対応する形状の凸条が付設
   されるとともに、該凸条の隅角部のうちの山形材
   頂角側に位置する方に Ｒ／Ｗ＝0.20〜0.30 （但し、Ｗ：凸条の幅） の条件を満たすアール（Ｒ）が施されており、か
   つ、溝付辺側肉厚寸法が溝無し辺側肉厚寸法より
   も大きいものを使用して多パス圧延を行うことを
   特徴とする、片辺溝付山形材の製造方法。