JPH08174024A - カットｔ形鋼の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切断後のカットＴ形鋼の真直性の確保と、工
数及び工期を短縮し、高能率でＨ形鋼のウェブを切断し
てなるカットＴ形鋼の製造方法及び装置を得ること。 【構成】 Ｈ形鋼１のウェブ２を切断する前にＨ形鋼１
のフランジ３，３をウェブ圧下ロール１０ａ，１０ｂと
竪ロール２０ａ，２０ｂからなるロール矯正機によって
圧下することにより、Ｈ形鋼１のウェブ断面にウェブ圧
下ロール１０ａ，１０ｂによる曲げ応力と竪ロール２０
ａ，２０ｂによる圧縮応力が負荷されるように矯正し、
フィレット部の残留応力を低減させてウェブカット後の
カットＴ形鋼の曲りを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｈ形鋼のウェブを切断
してなるカットＴ形鋼の製造において、真直性を確保し
かつ高能率製造を有効になしうるカットＴ形鋼の製造方
法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｔ形鋼は建築用鋼材として使用さ
れてきたが、近年船体補強部材としての造船用形鋼とし
てもその用途が拡大している。このＴ形鋼は、製造が容
易なことから、Ｈ形鋼のウェブを切断して図４に示す形
状として製造することが一般的である。しかしながら、
Ｈ形鋼のウェブを例えばガス切断した場合、図７に示す
ように、フランジ３側への曲りが生じる。これは、図８
に示すように、圧延されたＨ形鋼１のウェブ２に圧縮、
フランジ３，３に引張りの残留応力が存在し、ウェブ２
の切断によりこれが解放されるために発生する現象であ
る。この現象は、鋼材使用原単位の低減を目的とした近
年の薄ウェブＨ形鋼化により、さらに顕著になってきて
いる。

【０００３】図７に示す曲りを矯正して真直にすると、
ウェブ２が圧縮されて図９に示すよな座屈を生じ、商品
価値が著しく低下する。これを防止するため、一般的に
は、Ｈ形鋼１のウェブ２を予加熱して切断したり、ある
いは、特開平４−８１２２５号公報に記載されているよ
うにウェブ２の一部を切り残し、その後切断することに
より図１０に示すように、ウェブ２側へ曲るようにして
いる。このようにして切断されたカットＴ形鋼５，５
は、一般的には、ロール矯正機、プレス矯正機あるいは
前記特開平４−８１２２５号公報に記載のような矯正装
置を使用して曲りの矯正が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のカ
ットＴ形鋼の製造方法においては、ウェブ切断面のＨ形
鋼１のウェブ２及びフランジ３，３における残留応力の
低減がなされていないために、例えば、レーザー切断機
やプラズマアーク切断機のような高速切断が可能な切断
機を使用しても、ウェブ２の予加熱あるいはウェブ２の
一部を切り残して切断する方法を採用せざるを得ず、高
能率切断ができなかった。

【０００５】また、ロール矯正機あるいはプレス矯正機
を、Ｈ形鋼１の切断後のカットＴ形鋼５，５の矯正にも
流用するのが一般的であり、その場合、カットＴ形鋼
５，５の切断場所と矯正機とは、設備レイアウト上離れ
た位置にある場合が多い。このため、切断後のカットＴ
形鋼５，５のハンドリング等の工数が増加し、かつ、矯
正タイミング等の問題から工期も長期となることが多
く、生産性のよい作業とは言えない状況であった。

【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、切断後のカットＴ形鋼の真直性の確保
と、工数及び工期を短縮し、高能率でＨ形鋼のウェブを
切断してなるカットＴ形鋼の製造方法及び装置を得るこ
とを目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明に係るカットＴ形鋼の製造方法は、Ｈ形鋼
のウェブを切断する前にＨ形鋼のフランジをウェブ圧下
ロールと竪ロールからなるロール矯正機により圧下する
ことにより、このＨ形鋼のウェブ断面にウェブ圧下ロー
ルによる曲げ応力と竪ロールによる圧縮応力が負荷され
るように矯正し、フィレット部の残留応力を低減させて
ウェブカット後のカットＴ形鋼の曲りを制御するように
したものである。

【０００８】（２）また、竪ロールによる両フランジの
圧下率をそれぞれ異なる値にし、 （３）あるいは、矯正されたＨ形鋼のウェブを切断して
形成したカットＴ形の曲りを、引続いて矯正するように
したものである。

【０００９】（４）また、上記の製造方法を実施するた
めの装置は、Ｈ形鋼のウェブを圧下して曲りを矯正する
ウェブ圧下ロール、Ｈ形鋼のフランジの両側面を圧下す
る竪ロール及びこの竪ロールにウェブ高さ方向に圧下力
を与える装置を備えたロール矯正機を配置し、このロー
ル矯正機の後にウェブを切断する切断装置を連続して配
置したものである。

【００１０】

【作用】例えば、Ｈ形鋼を圧延方向にガス切断してカッ
トＴ形鋼を製造した場合、カットＴ形鋼にフランジ側へ
曲りを生じる。これは、熱間圧延されたＨ形鋼の冷却過
程において生じるフランジとウェブの温度不均一によっ
て発生するＨ形鋼内部の歪により、ウェブに圧縮、フラ
ンジに引張りの残留応力が存在し、ウェブの切断により
この残留応力が解放されたために生ずる現象である。こ
のような現象は、ウェブ切断前にＨ形鋼の両フランジを
竪ロールを有するロール矯正機により矯正して、ウェブ
切断後の曲り形状を制御することにより解決される。

【００１１】また、ウェブ切断前のＨ形鋼の両フランジ
をロール矯正機の竪ロールにより均等の圧下率で圧下し
ても、ウェブ切断後のカットＴ形鋼の形状が真直性を確
保できない場合は、ウェブ切断前のＨ形鋼の両フランジ
の圧下率を変えることにより、ウェブ切断後の２本のカ
ットＴ形鋼をほぼ同じ曲り形状に制御することにより解
決される。

【００１２】さらに、上記の方法によってもＨ形鋼のウ
ェブ切断後のカットＴ形鋼が真直性を確保できない場合
は、上記方法によってウェブ切断前のＨ形鋼のフランジ
をロール矯正機の竪ロールで圧下し、続いてウェブ切断
により２本になったカットＴ形鋼のフランジを矯正して
曲り形状を制御することにより解決される。

【００１３】また、上記何れかの方法により製造工数、
工期を短縮し、高能率でＨ形鋼のウェブを切断してカッ
トＴ形鋼を製造するには、ウェブ切断前に竪ロールを有
するロール矯正機を配置し、その後にＨ形鋼のウェブを
切断する切断装置を連続して配置することにより解決さ
れる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明に係るロール矯正機の実施例を
模式的に示した側面図、図２はその正面図である。図に
おいて、１はＨ形鋼、１０ａ，１０ｂはＨ形鋼１の上下
に千鳥状に交互に設けられてウェブを圧下するウェブ圧
下ロール、２０ａ，２０ｂはＨ形鋼１のフランジの両側
に設けられてフランジを圧下する竪ロールで、図示して
ないが、この竪ロール２０ａ，２０ｂをＨ形鋼１のウェ
ブ高さ方向に圧下する装置を備えており、熱間圧延され
たウェブ切断前のＨ形鋼１は、このロール矯正機により
曲げが矯正される。なお、ここでは、竪ロール２０ａ，
２０ｂを全スタンドに設置した例を示したが、竪ロール
２０ａ，２０ｂはウェブ圧下ロール１０ａ，１０ｂ，…
によって曲げが与えられている少なくとも１基以上のス
タンドに設置されていればその効果を発揮することがで
きる。

【００１５】図５はウェブ圧下法によりウェブ２を圧下
した場合のＨ形鋼１の断面の応力状態を示す模式図であ
る。ウェブ２にはウェブ圧下手段であるウェブ圧下ロー
ル１０ａによる曲げによって圧縮と引張り応力がかか
り、ウェブ２とフランジ３，３の接続部（フィレット
部）４にも同様の応力がかかっている。一方、フランジ
３，３にはこのウェブ２の圧下によって曲げが加わり、
足先の長手方向にそれぞれ圧縮と引張り応力が存在す
る。しかしながら、この応力状態ではフィレット部４に
ある長手方向の引張り応力を解消することができない。
そこで、図１、図２に示すようなロール矯正機の竪ロー
ル２０ａ，２０ｂによりウェブ２の曲げと同時にフラン
ジ３，３に圧縮応力を加えることにより、引張りの残留
応力に加えてこの部分に塑性歪を与えるようにしたもの
である。

【００１６】また、Ｈ形鋼１の両フィレット部４，４に
ある残留応力の大きさが異なる場合は、ロール矯正機の
竪ロール２０ａ，２０ｂの荷重配分を左右のフランジ
３，３で変えることにより制御することができるが、こ
の場合、カットＴ形鋼の切断後でないと残留応力の非対
称性がわからないので、多くの場合両フランジ３，３に
大きめの圧下力を加えておいて、切断後に図１０に示す
ような曲りになるようにしておき、その後カットＴ形鋼
の曲りを矯正する方法が効率的である。

【００１７】ウェブ２の曲げに圧縮応力を付加するロー
ル矯正機の竪ロール２０ａ，２０ｂの設置間隔や個数
は、従来のウェブ圧下ロール１０ａ，１０ｂの各段に設
置することが望ましく、駆動、無駆動のいずれでもその
効果を発揮することができる。勿論、片持ち式、両持ち
式矯正機のどちらでも適用することができる。そして、
本発明のロール矯正機にＨ形鋼１を正しく挿入するため
のガイド、本発明に係る竪ロール組の間隔調整装置、垂
直位置調整装置及び駆動装置を適宜敷設することによ
り、各種断面寸法のＨ形鋼の連続的、効果的な残留応力
の低減矯正を行うことができる。

【００１８】このようにして矯正されたＨ形鋼１は、残
留応力が取り除かれているのみならず、上下方向の曲り
及び左右方向の曲りもロール矯正機によって有効に矯正
されているので、Ｈ形鋼１のウェブ２を高速で切断する
レーザ切断機あるいはプラズマアーク切断機などの高速
切断装置に通すことができる。

【００１９】また、図３に示すように、本発明に係るロ
ール矯正機３０、高速切断装置３１、カットＴ形鋼の搬
送テーブル３２，３３、カットＴ形鋼の搬出台３４から
なる製造ラインにおいて、搬送テーブル３２，３３の間
に切断後２本となったカットＴ形鋼５，５の曲りを最終
矯正する矯正装置３５を配置し、この矯正装置３５にカ
ットＴ形鋼５を通すことにより、Ｈ形鋼１のウェブ２を
切断してなるカットＴ形鋼５の工数、工期をさらに短縮
することができる。

【００２０】実施例１．次に、表１〜表３により本発明
に係る製造方法の実施例と、従来の製造方法を比較して
示す。なお、表１は被矯正材（Ｈ形鋼）の寸法と実機ロ
ール矯正機の仕様、表２は本発明と従来装置によるウェ
ブの矯正方法とを比較したインターメッシュ、表３は従
来方法と比較した本発明の効果を示すものである。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】表３によれば、本発明によってウェブ切断
後のＨ形鋼の真直性が保持され、高能率切断が実現され
ていることがわかる。なお、本発明に係るロール矯正機
とレーザ切断機の組合せでは、ウェブ切断後の曲り形態
は、図６（ｂ）のようにほとんど真直で、仕上矯正は不
要であった。

【００２５】実施例２．表４〜表６により本発明に係る
製造方法の他の実施例と、従来の製造方法を比較して示
す。なお、表４は被矯正材（Ｈ形鋼）の寸法と実機ロー
ル矯正機の仕様、表５は本発明と従来装置によるウェブ
の矯正方法とを比較したインターメッシュ、表６は従来
方法と比較した本発明の効果を示すものである。

【００２６】

【表４】

【００２７】

【表５】

【００２８】

【表６】

【００２９】本実施例では、１本目のＨ形鋼１のウェブ
２をカットした後に、切断された２本のカットＴ形鋼
５，５がそれぞれ異なる曲りを示したため、竪ロール２
０ａ，２０ｂの圧下力を高めて矯正を行った。本実施例
による矯正によって、ウェブ２をカットした後のカット
Ｔ形鋼５，５の曲りが図６（ｃ）のようになったので、
その後仕上げ矯正を行なったが、矯正時のウェブの座屈
等は発生しなかった。本実施例によって高能率切断が実
現されていることがわかる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次のような効果を得ることができる。なお、
以下の説明では請求項に付した番号と同じ番号を付し、
それぞれその効果を記述する。 （１）本発明に係るカットＴ形鋼の製造方法は、Ｈ形鋼
のウェブを切断する前にＨ形鋼のフランジをウェブ圧下
ロールと竪ロールからなるロール矯正機によって圧下す
ることにより、Ｈ形鋼のウェブ断面にウェブ圧下ロール
による曲げ応力と竪ロールによる圧縮応力が負荷される
ように矯正し、フィレット部の残留応力を低減させてウ
ェブカット後のカットＴ形鋼の曲りを制御するようにし
たので、高速の切断方法を採用できるばかりでなく、カ
ットＴ形鋼の真直性を確保することができ、高能率で高
品質のカットＴ形鋼を製造することができる。

【００３１】（２）また、上記（１）の製造方法におい
て、竪ロールによる両フランジの圧下率をそれぞれ異な
る値にしたので、上記（１）とほぼ同様の効果を得るこ
とができる。

【００３２】（３）さらに、上記（１）又は（２）の製
造方法において、矯正されたＨ形鋼のウェブを切断して
形成したカットＴ形鋼の曲りを、引続いて矯正するよう
にしたので、上記（１）とほぼ同様の効果を得ることが
できる。

【００３３】（４）上記の方法を実施する装置におい
て、Ｈ形鋼のウェブを圧下して曲りを矯正するウェブ圧
下ロール、Ｈ形鋼のフランジの両側面を圧下する竪ロー
ル及びこの竪ロールにウェブ高さ方向に圧下力を与える
装置を備えたロール矯正機を配置し、このロール矯正機
の後にウェブを切断する切断装置を連続して配置したの
で、Ｈ形鋼のウェブの高速切断が可能になって切断時間
を短縮できるばかりでなく、切断後のカットＴ形鋼の矯
正が不要になる。このため、工数、工期を短縮すること
ができ、高能率で高品質のカットＴ形鋼を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るロール矯正機の実施例を模式的に
示した側面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】本発明実施例の配置図である。

【図４】カットＴ形鋼の斜視図である。

【図５】従来のＨ形鋼の矯正方法における応力状態を示
す説明図である。

【図６】ウェブ切断後のカットＴ形鋼の曲り状態を示す
説明図である。

【図７】Ｈ形鋼の残留応力を低減させないでウェブを切
断したカットＴ形鋼の曲り状態を示す説明図である。

【図８】従来の製造方法で製造されたＨ形鋼の残留応力
の一例を示す説明図である。

【図９】図７のカット形鋼を矯正したときに発生する座
屈状況を示す説明図である。

【図１０】従来の製造方法で製造されたカットＴ形鋼の
他の曲り状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ Ｈ形鋼 ２ ウェブ ３ フランジ ４ フィレット部 ５ カットＴ形鋼 １０ａ，１０ｂ ウェブ圧下ロール ２０ａ，２０ｂ 竪ロール ３０ ロール矯正機 ３１ 切断機 ３５ 曲り矯正機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｈ形鋼のウェブを切断してなるカットＴ
   形鋼の製造方法において、 前記Ｈ形鋼のウェブを切断する前に該Ｈ形鋼のフランジ
   をウェブ圧下ロールと竪ロールからなるロール矯正機に
   よって圧下することにより、前記Ｈ形鋼のウェブ断面に
   ウェブ圧下ロールによる曲げ応力と竪ロールによる圧縮
   応力が負荷されるように矯正し、フィレット部の残留応
   力を低減させてウェブカット後のカットＴ形鋼の曲りを
   制御することを特徴とするカットＴ形鋼の製造方法。
2. 【請求項２】 竪ロールによる両フランジの圧下率をそ
   れぞれ異なる値にしたことを特徴とする請求項１記載の
   カットＴ形鋼の製造方法。
3. 【請求項３】 矯正されたＨ形鋼のウェブを切断して形
   成したカットＴ形鋼の曲りを、引続いて矯正することを
   特徴とする請求項１又は２記載のカットＴ形鋼の製造方
   法。
4. 【請求項４】 Ｈ形鋼のウェブを切断してなるカットＴ
   形鋼の製造装置において、 Ｈ形鋼のウェブを圧下して曲りを矯正するウェブ圧下ロ
   ール、Ｈ形鋼のフランジの両側面を圧下する竪ロール及
   び該竪ロールにウェブ高さ方向に圧下力を与える装置を
   備えたロール矯正機を配置し、該ロール矯正機の後にウ
   ェブを切断する切断装置を連続して配置したことを特徴
   とするカットＴ形鋼の製造装置。