JPH08243646A - 角鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロール成形方式による角鋼管の製造に際し、
特に辺部の降伏比が低く抑えられ且つ低コストな製造方
法を提供すること。 【構成】 丸形鋼管から角鋼管をロール成形するに際
し、角成形の第１スタンドの外周長絞り量を、角鋼管の
板厚辺長比で決まる特定の値以下とし、第２スタンド以
降の各スタンドの外周長絞り量を第１スタンドの外周長
絞り量の1.2 倍以下として角成形を行うもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロール成形方式による降
伏比の低い角鋼管の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築分野において構造物の耐震安
全性確保の面から、地震エネルギー吸収能力の優れた材
料、即ち低降伏比の特性を有する材料の要求が高まって
いる。

【０００３】低降伏比の角鋼管を製造する方法として、
例えば特開平3-87317 等に開示されているように角成形
後の管をAc3 点以上に加熱後、空冷、水冷の順で冷却を
施し、必要に応じて焼き戻しを行うもの、或いは例えば
特開平3-97810 等に開示されているように丸形鋼管をAc
3 点以上に加熱した状態で角成形し、その後空冷、水冷
の順で冷却を施し、必要に応じて焼き戻しを行うものが
ある。これらの目的とするところは熱処理により成形時
の加工硬化の影響を除去し、更に組織を２相化して降伏
比の低い角鋼管を製造しようとするものである。

【０００４】これらの方法では基本的には組織の改質に
より低降伏比の角鋼管を製造できるが、角鋼管又は丸形
鋼管を加熱するプロセスが必要であり、重油、ガス等の
燃料或いは電力を使用するにせよ、加熱のためのエネル
ギーを必要とするため膨大なコストがかさみ、製品が高
価なものになってしまうという欠点がある。

【０００５】このようなコストの高い製造方法の欠点を
解消するため、冷間成形のままで降伏比の低い角鋼管の
製造方法を考えてみると以下のような状況であった。即
ち、角鋼管の製造方法の一つであるロール成形法は、素
材である鋼帯を一連の成形ロールを通し、電縫溶接して
丸形鋼管を造り、この丸形鋼管を複数段の角成形ロール
を用いて角断面に成形するものである。ロール成形では
円周方向圧縮ひずみに相当する絞りを加えながら成形加
工が行われること、更に辺部は一旦丸形に成形した後、
曲げ戻し加工が行われること等から、素材段階からみれ
ば辺部にはかなりの塑性ひずみが加わっている。一方、
低降伏比を得るためには成形時の加工ひずみをなるべく
小さくして降伏比の上昇を抑えるのが常套手段である
が、単純に角成形時の絞りを減少させると、コーナーＲ
や辺部の平坦度等の製品形状に悪影響を及ぼすことにな
る。このような事情から従来、製品形状を確保しつつ、
降伏比の上昇を抑える角鋼管の製造技術は確立されてい
なかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ロール成形
方式による角鋼管の製造に際し、特に辺部の降伏比が低
く抑えられ且つ低コストな製造方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数段のスタ
ンドを用いて丸形鋼管から角鋼管をロール成形する角鋼
管の製造方法において、角成形の第１スタンドの外周長
絞り量を(1) 式で規定される絞り量の範囲とし、第２ス
タンド以降の各スタンドの外周長絞り量を第１スタンド
の外周長絞り量の1.2 倍以下として角成形を行うように
したものである。

【０００８】第１スタンドの外周長絞り量：ｒ₁ （％）

【数３】 外周長絞り量の定義：

【数４】

【０００９】

【作用】本発明者らの研究調査の結果、角成形における
第１スタンドは、どのようなカリバーデザインにせよ他
のスタンドに比べて一番丸形に近い形状のため、その絞
りは辺部に加わる割合が他のスタンドより大きく、従っ
て第１スタンドの絞りが角鋼管辺部の降伏比の上昇に対
して最も影響が大きいことがわかった。ここで、第１ス
タンドの絞りと角鋼管の帯板素材からの降伏比の上昇は
図１に示すような関係になる。即ち、ある一定の絞り以
下では降伏比の上昇が緩やかであるが、それ以上の絞り
では降伏比の上昇が急になる。更に、この降伏比の上昇
率が変化する第１スタンドの絞りは角鋼管の板厚と辺長
（最終スタンド出側の製品管の板厚と辺長）の比によっ
て決まり、図２に示すような関係となる。ところで、基
本的には絞りは小さいほど降伏比の上昇が小さく、低降
伏比の製品が得られるが、絞りが降伏比の上昇が緩やか
な範囲であれば降伏比の上昇は小さいので、第１スタン
ドの絞りを(1) 式で表わされる範囲に限定した。

【００１０】上述したように、角鋼管辺部の降伏比を低
下させるためには第１スタンドの絞りを低減すれば良
い。一方、コーナーＲを所定の形状にするためには、第
２スタンド以降の絞りをある程度とらなければならない
という条件がある。両者の要求を満たすため第１スタン
ドの絞りを極端に低下させ第２スタンド以降の絞りを一
定値以上確保するというアンバランスなパススケジュー
ルの場合、形状不良或いは通板性不良をまねくことにな
る。そこで本発明者らの研究調査の結果、図３に示すよ
うに第２スタンド以降の各スタンドの絞りが第１スタン
ドの絞りの1.2 倍以下であれば、形状不良或いは通板性
不良は発生しないことが明らかになった。この理由か
ら、第２スタンド以降の各スタンドの外周長絞りを第１
スタンドの外周長絞りの1.2 倍以下に限定した。

【００１１】

【実施例】図４は、丸鋼管成形過程であり、丸形成形ロ
ール群によりオープンパイプ状に丸形成形されたオープ
ンパイプ１Ａを、丸形成形ロール群の最終ロールである
フィンパスロール１１に通した後、オープンパイプ１Ａ
の両エッジ部に２個のコンタクトチップ１２を接触させ
て高周波電流を流し、これによって加熱されたエッジを
スクイズロール１３によって加圧溶接（電縫溶接）し、
丸形電縫鋼管（丸鋼管１Ｂ）を得るものである。そし
て、この丸鋼管１Ｂの溶接ビードは、外面ビード切削バ
イト１４により切削除去される。また、内面ビードは仕
様により内面ビード切削バイトにより切削除去される場
合もある。尚、丸鋼管１Ｂの内部には、オープンパイプ
１Ａの側から、内面ビード切削バイト支持用のホルダー
バー１５が延在されている。

【００１２】そして、丸鋼管１Ｂは引き続き図５の角形
成形ロール群に通されて角形成形され、角鋼管２とな
る。図５において、１６は丸鋼管１Ｂのためのサイジン
グロール、１７Ａ〜１７Ｄは角鋼管２を角形成形するた
めのリシェーピングロールである。

【００１３】然るに、本実施例では、角鋼管２の辺長
Ｈ、板厚ｔに対し、(a) 第１スタンド（リシェーピング
ロール１７Ａ）の外周長絞り量ｒ₁ を、前記(1) 式で規
定される上限以下とし、(b) 第２スタンド以降の各スタ
ンド（リシェーピングロール１７Ｂ〜１７Ｄ）の外周長
絞り量ｒ₂ 〜ｒ₄ を第１スタンドの外周長絞り量ｒ₁ の
1.2 倍以下として、上述の角形成形を行った。これによ
って製造された角鋼管２の辺部の降伏比を調査し、表１
を得た。

【表１】

【００１４】表１の結果から明らかなように、同一寸法
の角鋼管を製造するに際し、本発明例では比較例に比
べ、角鋼管辺部の降伏比が10％以上低下し、低降伏比の
角鋼管を製造できる。

【００１５】また、本発明例は、低降伏比の角鋼管を、
組織の改質によることなく、材料の加工硬化抑制により
製造可能とするものであるため、加熱プロセスが不要で
あり、低コストになる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロール成
形方式による角鋼管の製造に際し、特に辺部の降伏比が
低く抑えられ且つ低コストな製造方法を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は第１スタンド絞り量と角鋼管の帯板素材
からの降伏比の上昇の関係を示す線図である。

【図２】図２は板厚辺長比と降伏比の上昇率変化点の関
係を示す線図である。

【図３】図３は角成形スタンドの絞り量と製品形状の良
否の関係を示す線図である。

【図４】図４は本発明の一実施例における丸鋼管成形過
程を示す模式図である。

【図５】図５は本発明の一実施例における角鋼管成形過
程を示す模式図である。

【符号の説明】

２ 角鋼管 １７Ａ 〜１７Ｄ リシェーピングロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数段のスタンドを用いて丸形鋼管から
   角鋼管をロール成形する角鋼管の製造方法において、 角成形の第１スタンドの外周長絞り量を(1) 式で規定さ
   れる絞り量の範囲とし、 第２スタンド以降の各スタンドの外周長絞り量を第１ス
   タンドの外周長絞り量の1.2 倍以下として角成形を行う
   ことを特徴とする低降伏比角鋼管の製造方法。 第１スタンドの外周長絞り量：ｒ₁ （％） 【数１】 外周長絞り量の定義： 【数２】