JPH07178408A - 鋼製連壁用形鋼の製造方法 - Google Patents

鋼製連壁用形鋼の製造方法

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JPH07178408A
JPH07178408A JP32831593A JP32831593A JPH07178408A JP H07178408 A JPH07178408 A JP H07178408A JP 32831593 A JP32831593 A JP 32831593A JP 32831593 A JP32831593 A JP 32831593A JP H07178408 A JPH07178408 A JP H07178408A
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rolling
steel
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flange
section steel
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JP32831593A
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Yukio Takashima
由紀雄 高嶋
Takashi Ariizumi
孝 有泉
Tatsuro Udagawa
辰郎 宇田川
Etsuo Azuma
悦男 東
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/082Piling sections having lateral edges specially adapted for interlocking with each other in order to build a wall

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 H形鋼圧延の製造プロセスをできる限り利用
し、ブレイクダウンミル及びユニバーサルミルで使用す
るロールも従来のH形鋼との共用をはかることにより、
圧延形状及び品質が良好な左右非対称の円形継手部を有
する鋼製連壁用形鋼を安価に製造する。 【構成】 (1)H形鋼と同様左右対称のドッグボーン
状の粗圧延材を、上下一対の水平ロールを持つブレイク
ダウンミルで製造する。 (2)H形鋼製造と同様のロールを用いたユニバーサル
ミルとフランジ足先の圧下設定が左右非対称となるエッ
ジャで、各パスの曲がりがほぼ0になるように左右フラ
ンジの圧下率とエッジングの圧下率を定め、左右のフラ
ンジ幅と厚さが異なる左右非対称の中間圧延材を製造す
る。 (3)左右非対称の孔型を有する仕上げミルによりフラ
ンジ部の円形曲げ加工と仕上げ成形加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、大深度用の土留壁等
の部材として用いられる鋼製連壁用形鋼の製造方法に係
り、特に、左右に円形継手部を有する部材を、従来のH
形鋼等の圧延設備をできうる限り利用して製造する鋼製
連壁用形鋼の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼製連壁とは、工場で製作された鋼製地
中連壁用部材を地中に建込んで地中連続壁としたもの
で、従来の鉄筋コンクリート地中壁より薄肉化、施工現
場スペースの削減及び省力化を実現することができる。
また、通常のH形鋼の建込みに比べて建込み精度が良好
で、止水性があるなどの優れた特長を有するものであ
る。従来、このような鋼製連壁用形鋼としては、一般に
継手を有する直線状形鋼が用いられていた。
【0003】継手部を有する直線状形鋼を、従来のH形
鋼製造のユニバーサル圧延法とロール共用化可能な方法
で圧延する技術として、特開平2−200302号公報
に開示された発明がある。これは図9に示すように、中
間圧延工程のユニバーサルミルにH形鋼の圧延に使用さ
れる水平ロールと同様のロールを用い、ロールを共用す
ることによってロール原単位の向上を図っているが、竪
ロールはテーパのないフラットロールを用いている。ま
た、フランジを外側に曲げ成形するため、斜行ロールミ
ルを用いる。
【0004】特開平4−330113号公報には、図1
0に示すような左右非対称の直線型形鋼の製造方法が開
示されている。左右非対称の粗圧延材を製造し、これを
フラット竪ロールを組み込んだユニバーサルミルで圧延
する方法である。継手部の成形には、斜行ロールミルの
代りに上下の水平ロールをもつ予備成形ミルを使用す
る。
【0005】これらの技術に対して、本出願人の出願に
係る特公昭55−11921号公報の記載によれば、左
右非対称の直線型形鋼を第1次中間ユニバーサル圧延で
従来のH形鋼と同様のロールで圧延することができる。
第2次中間ユニバーサル圧延は、水平ロール側面と竪ロ
ールの角度が20〜40°の専用ロールを使用する。
【0006】また、左右非対称のフランジ厚のH形鋼を
製造する技術として、特公昭51−14472号公報に
開示された方法がある。これは、粗圧延材の厚み比を製
品の板厚の0.60〜1.00の範囲とし、ユニバーサ
ル圧延工程で、薄手フランジ延伸を前半パスでは厚手フ
ランジ延伸よりも大きく、後半パスでは小さくすること
により左右フランジ厚の異なるH形鋼を製造する方法で
ある。
【0007】さらに、左右非対称のフランジ幅のH形鋼
を製造する技術として、特公昭53−43898号公報
に開示された方法がある。この方法では、ブレイクダウ
ン圧延工程で被圧延材のフランジ幅を目標製品フランジ
幅の1.00〜1.15倍に圧延し、次のユニバーサル
圧延工程で、小フランジの延伸と大フランジの延伸の比
を0.90〜1.10の範囲に保ちつつ、1パス当たり
の延伸を1.0〜1.2の範囲内で圧延することによ
り、フランジ幅の異なるH形鋼を圧延している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来
は、左右非対称の直線型形鋼を製造するにあたっては、
ユニバーサル法を用いていながら、H形鋼とのロール共
用化が不十分で、ブレイクダウンミルやユニバーサルミ
ルで専用ロールを必要とするため、ロールの原単位が増
加し、コスト高になっていた。また、造形上不合理な形
状を追求したため、円形継手部の最も重要な成形加工の
条件を難しく煩雑なものとしていた。
【0009】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、H形鋼圧延の製造プロセスをできうる限
り利用し、ブレイクダウンミル及びユニバーサルミルで
使用するロールも従来のH形鋼との共用化をはかること
により、圧延形状及び品質が良好な左右非対称の円形継
手部を有する鋼製連壁用形鋼を安価に製造することを目
的としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る鋼
製連壁用形鋼の製造方法は、従来のH形鋼圧延設備を用
いて以下の工程により行なう。 (1)H形鋼と同様左右対称のドッグボーン状の粗圧延
材を、上下一対の水平ロールを持つブレイクダウンミル
で製造する。 (2)H形鋼製造と同様のロールを用いたユニバーサル
ミルとフランジ足先の圧下設定が左右非対称となるエッ
ジャで、各パスの曲がりがほぼ0になるように左右フラ
ンジの圧下率とエッジングの圧下率を定め、左右のフラ
ンジ幅と厚さが異なる左右非対称の中間圧延材を製造す
る。 (3)左右非対称の孔型を有する仕上げミルによりフラ
ンジ部の円形曲げ加工と仕上げ成形加工を行う。
【0011】
【実施例】図3はこの発明が対象とする左右が非対称の
継手部を有する鋼製連壁用形鋼の一例を示す上面図で、
ウェブ2の両端部に、スリットを有し、径の異なるパイ
プ状の継手部3a,3bを一体成形したものである。上
記のような鋼製連壁用形鋼1(以下単に形鋼ということ
がある)は、図6(a),(b)に示すように、2枚の
形鋼1,1を平行に配置し、そのウェブ2,2間にプレ
ート4を溶接してH形断面とした箱形鋼矢板5として用
いられる。
【0012】このような箱形鋼板5は、図7(a)に示
すように、径が異なる左右の継手部3aと3bを直接嵌
合して建込み、あるいは、図7(b),(c)に示すよ
うに、用途に応じて例えばH形鋼からなる継手6により
継手部3aと3b、3aと3bあるいは3bと3bを連
結して建込み、鋼製連壁を構築する。この場合、H形鋼
からなる継手6により連結する場合、施工の際の壁面長
の微調整が容易であり、鋼製連壁の施工の自由度が高い
という利点がある。
【0013】次に、上記のような鋼製連壁用形鋼の製造
方法を説明する。図1はこの発明の圧延方法の実施例を
示す説明図であり、図2はその圧延装置列の概要図であ
る。また、図3はこの発明で製造される鋼製連壁用形鋼
の上面図である。図1、図2において、粗圧延工程は、
薄肉鋳鋼片を素材としてブレイクダウンミルBDの上下
の水平ロールにより粗造形材に造形する工程である。用
いられる孔型は、素材を立ててエッジングし、上下対称
のドッグボーン形状とする複数の上下対称孔型B1〜B
3、エッジングによりドッグボーン形状になった素材を
90度回転させ、ユニバーサル圧延用素材まで圧延する
最低1つの左右対称の孔型Kal.0から構成される。
このような粗圧延方法は、従来のH形鋼製造に用いられ
るものと同様であり、その詳細は省略する。
【0014】粗圧延工程により左右対称の形状に造形さ
れた粗造形材21は、続く中間圧延工程に送られる。中
間圧延工程で使用される圧延機は、粗ユニバーサルミル
1,U2 とエッジャE1 ,E2 により構成され、前記
の粗造形材21はこれらによって複数リバース圧延する
ことにより、左右対称なほぼH形断面の中間圧延材に圧
延される。ここで、ユニバーサルミルU1 ,U2 の水平
ロール13U,13D及び14U,14Dは、圧延材2
3,24のウェブを圧延する面が平坦で、フランジの内
側面を圧延するロール側面が傾斜角θで外側に傾斜し、
ロール外周ほど胴長が短くなっているものを用いる。ま
た、ユニバーサルミルU1 ,U2 の竪ロール13VF,
13VD及び14VF,14VDは、圧延材のフランジ
部外側面を圧延する外周面が同じく傾斜角θに形成され
た凸形状のものを用いる。
【0015】これらのロールの傾斜角θは、通常のH形
鋼圧延用ロールと同様に3〜10度とし、フランジ部の
厚さが幅方向で一定となるように圧延する。これによ
り、ユニバーサル圧延用ロールは、通常のH形鋼圧延ロ
ールと共用することが可能であり、ロール費用を大きく
削減することができるとともに、ロール保有数を削減で
きる。
【0016】ユニバーサルミルU1 ,U2 で圧延された
中間圧延材は、ユニバーサルミルU1 ,U2 と対になる
ように配列されたエッジャE1 ,E2 の孔型によりフラ
ンジ先端部が圧下され、所定のフランジ幅に整形され
る。エッジャE1 ,E2 に組み込む水平ロール12U,
12L、15U,15Lは、目標とする左右非対称の中
間圧延材のフランジ幅が得られるように、フランジ足先
の圧下設定が左右非対称となるような孔型を有する。
【0017】左右対称の粗圧延材を中間圧延工程で左右
非対称な形状にするときに、大きな問題となるのが左右
フランジ圧下の不均一による圧延材の曲りである。この
問題を解決するため、本発明の発明者らはユニバーサル
圧延は薄肉側フランジの圧下率を厚肉側よりも大きく
し、エッジャ圧延は逆に厚肉側フランジの圧下率を薄肉
側よりも大きくすることにより、1パス当たりのトータ
ルの曲がり量をほぼ0として圧延する方法を開発した。
以下に図4を用いてその詳細を説明する。
【0018】ユニバーサル圧延Uで薄肉側フランジf1
を厚肉側フランジf2 よりも強圧下すると、薄肉側フラ
ンジf1 の延伸ηU1が厚肉側フランジf2 の延伸ηU2
りも大きいため、圧延材は厚肉側フランジf2 の方向に
曲がりを生じる。このまま複数リバース圧延を続けれ
ば、曲がりは累積されて大きくなり、ついては搬送テー
ブルから飛び出して圧延続行が不可能となる。そこで、
ユニバーサルミルU1 ,U2 に近接して設置されている
エッジャE1 ,E2 で、厚肉側フランジf2 の足先を薄
肉側フランジf1 よりも強圧下し、厚肉側フランジf2
の延伸ηE2を薄肉側フランジf1 の延伸ηE1よりも大き
くすることにより、薄肉側フランジf1 側への曲がりを
発生させ、ユニバーサルミルでの厚肉側曲がりを打ち消
すパススケジュールとする。
【0019】ユニバーサルミルU1 ,U2 とエッジャE
1 ,E2 の圧延による曲がりがほぼ等しければ、1パス
ごとの曲がりはほぼ0となり、円滑に非対称圧延材を圧
延するこができる。このような圧延条件を求めたとこ
ろ、次の(1)〜(3)式を満たす範囲であればよいこ
とがわかった。 0.9≦(ηU1/ηU2)×(ηE1/ηE2)≦1.1 … (1) 0.85≦ηU1/ηU2≦1.15 … (2) 0.85≦ηE1/ηE2≦1.15 … (3)
【0020】この方法によれば、1パスごとのトータル
の曲がり量がほぼ0となるため、複数リバース圧延を行
っても、曲がりが累積されて大きくなることがなく、問
題は生じない。また、厚肉側フランジf2 をエッジャE
1 ,E2 で強圧下すれば、幅圧下によるドッグボーン量
が薄肉側よりも大きくなるため、エッジング後の平均厚
さ増加量は薄肉側よりも大きい。これにより、左右フラ
ンジf1 ,f2 の厚みの差をいっそう大きくすることが
できる。このようにして、中間圧延工程の複数リバース
圧延中に被圧延材は左右フランジ幅とフランジ厚さの非
対称性が強められ、目標形状の左右非対称なほぼH形断
面に圧延される。
【0021】また、ユニバーサル圧延における左右フラ
ンジの圧下量は厚肉側の方が大きいが、薄肉側が幅広と
なっていることから、左右フランジのロールと被圧延材
の接触面積差は小さく、圧延荷重の差も小さい。したが
って、水平ロールに大きなスラスト荷重が作用すること
もない。
【0022】中間ユニバーサル圧延の被圧延材寸法およ
びキャンバーを模式的に図5に示す。厚肉側フランジf
2 のエッジング条件をa,b,cの3種類に変えて圧延
を行った。目標とする圧延材形状はa,b,cとも同じ
である。本発明の方法により、キャンバーを防止しつつ
圧延するパススケジュールaでは、キャンバーが圧延可
能範囲内におさえられている。これに対して、比較例b
の場合には、圧延初期でエッジャの圧下率が小さすぎる
ため、圧延が進むにつれてキャンバーどんどん大きくな
っている。また、比較例cの場合には、エッジャの圧下
率が大きすぎるため、逆方向のキャンバーが発生する。
b,cいずれもキャンバーが大きくなりすぎ、圧延続行
が不可能となった。
【0023】なお、本実施例では、中間圧延ミルを粗ユ
ニバーサルミルU1 ,U2 とエッジャE1 ,E2 各1基
を1組として、2組の中間圧延ミルR1 ,R2 を配置し
て圧延した例を示したが、1組または3組以上の圧延機
が設置してある圧延ラインにおいても、同様の方法で中
間圧延材が製造できる。また、左右のエッジャロールの
脚長が調整でき、フランジ足先圧下量が独自に調整でき
るエッジャを用いて、ウェブタッチ式のエッジングを行
えば、中心の偏り発生を防止でき、より高精度の中間圧
延材を得ることができる。
【0024】次に、中間圧延材25は仕上げミルFによ
りランンジ部を円形の継手形状に成形される。この仕上
げ成形工程は、中間圧延材25のウェブ内法に対して幅
のほぼ等しい平坦部の両端に円弧状で左右の径が異なる
円形の継手成形部を有する二対の孔型16U,16L、
17U,17Lを用い、複数パスで継手部3a,3bを
曲げ加工することにより、所定の継手部形状の製品27
を製造する。ここで用いる孔型は、最終の仕上げ成形加
工用孔型17U,17Lの継手成形部半径は、目標とす
る製品形状とほぼ等しく、それに先立つフランジ部の円
形曲げ加工用孔型16U,16Lの継手成形部半径はそ
れよりも大きいものを用いる。これにより、孔型で中間
圧延材のフランジを継手部3a,3bに成形する際の1
孔型当たりの曲げ加工量を調整し、継手部の波打ちなど
の成形不良を防止することができる。
【0025】なお、本実施例では孔型は二対としたが、
必要に応じてさらに多数の孔型を用いれば、より薄肉で
径の大きな継手部が成形でき、製造可能な製品板厚の範
囲を拡大することができる。孔型は仕上げミルのほかに
使用可能な上下水平ロールを有する圧延機があれば、2
基以上の圧延機に分けてもよい。また、複数対の孔型を
1つの水平ロールに並列あるいは重ね合わせて形成すれ
ば、圧延機数に対して孔型数を増やすことができる。ま
た、本発明の応用として、仕上げ成形ミルを通常のH形
鋼圧延に用いられるユニバーサルミルとすれば、図8に
示すような左右非対称のH形鋼1aを製造することがで
きる。
【0026】以上の工程によって図3に示す鋼製連壁用
形鋼1を円滑に製造するこができる。この形鋼のウェブ
厚tw のサイズ造り分けはユニバーサルミル水平ロール
の圧下調整で行い、継手部の厚さtf はユニバーサルミ
ル竪ロールの圧下調整で行う。このような工程によれ
ば、ユニバーサルミルの特徴を生かして、種々の板厚の
製品をロール組替することなく製造することができる。
【0027】
【発明の効果】この発明の製造方法によれば、既存のH
形鋼ユニバーサル圧延装置列を用い、継手部の嵌合の自
由度が高い左右非対称の鋼製連壁用形鋼を安価に製造す
ることができる。ユニバーサル法を用い、従来のH形鋼
圧延用ブレイクダウンロール,ユニバーサルロールを使
用することにより、種々のウェブ厚、継手部厚(フラン
ジ厚)の被圧延材をフランジの曲がりを生ずることなく
同一のロールで製造でき、圧延ロールや付属品の必要数
が激減するとともにロール原単位が向上する。また、ロ
ール組替回数が減少するため稼働率が向上し、生産上の
メリットも大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鋼製連壁用形鋼の製造方法の実施
例の説明図である。
【図2】図1に対応した圧延装置列の概要説明図であ
る。
【図3】本発明によって製造された鋼製連壁用形鋼の上
面図である。
【図4】中間ユニバーサル圧延工程で発生する圧延材の
曲りの説明図である。
【図5】中間ユニバーサル圧延工程における被圧延材の
寸法とキャンバーの関係を模式的に示した線図及び説明
図である。
【図6】(a),(b)は本発明によって製造された鋼
製連壁用形鋼の使用状態を示す説明図である。
【図7】(a),(b),(c)は図6によって組立て
られた箱状鋼矢板の施工例を示す説明図である。
【図8】本発明の仕上げ成形ミルを通常のユニバーサル
ミルとして製造したH形鋼の一例の上面図である。
【図9】従来のH形鋼のユニバーサル圧延とロール共用
化を図った従来技術の圧延工程図である。
【図10】従来技術による上下左右対称な直線型形鋼の
圧延工程図である。
【符号の説明】
BD ブレイクダウンミル R1 粗第1圧延機群 R2 粗第2圧延機群 U1 ,U2 粗ユニバーサルミル E1 ,E2 エッジャ F 仕上げユニバーサルミル f1 薄肉側フランジ f2 厚肉側フランジ 1 鋼製連壁用形鋼 2 ウェブ 3a,3b 継手部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年12月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
フロントページの続き (72)発明者 東 悦男 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブレイクダウンミルにより圧延用素材を
    左右対称の粗造形材に圧延する工程と、 ユニバーサルミルとフランジ足先の圧下設定が左右非対
    称となるエッジャとにより、各パスの曲りがほぼ0にな
    るように左右のフランジの圧下率とエッジングの圧下率
    を定めて前記粗造形材を圧延し、フランジの厚さと幅が
    左右で異なる非対称の中間圧延材を造形する工程と、 左右非対称の孔型を有する仕上げミルにより前記中間圧
    延材のフランジ部の円形曲げ加工と仕上げ成形加工を行
    う工程とからなる鋼製連壁用形鋼の製造方法。
JP32831593A 1993-12-24 1993-12-24 鋼製連壁用形鋼の製造方法 Pending JPH07178408A (ja)

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