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発明の名称 H形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−152388(P2007−152388A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−350437(P2005−350437)
出願日 平成17年12月5日(2005.12.5)
代理人 【識別番号】100099531
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 英一
発明者 竹内 徹
要約 課題
フランジ直角度不良をH形鋼全長にわたって精度よく矯正できるH形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置を提供する。

解決手段
ウェブ11b上下面を水平ロール12,13で拘束しつつ左右のフランジ11a外面を竪ロール14,15で押圧してH形鋼のフランジ直角度を矯正する直角度矯正機16の入側に直角度・フランジ折れ計測手段17を設け、これを用いて直角度だけでなくフランジ折れも計測し、それらの計測結果に基づいて、竪ロールの傾動を調整するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】
H形鋼のウェブ面を拘束する上下の水平ロールと同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備えた直角度矯正機を用いて前記H形鋼のフランジ直角度を矯正するにあたり、前記直角度矯正機の入側で前記H形鋼の直角度外れ量及びフランジ折れ量を計測し、それらの計測結果に基づいて前記竪ロールの傾動量を制御することを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正方法。
【請求項2】
H形鋼のウェブ面を拘束する上下の水平ロールと同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備えた直角度矯正機を有してなるH形鋼のフランジ直角度矯正装置において、前記直角度矯正機の入側で前記H形鋼の直角度及びフランジ折れ算出用の距離を計測する直角度・フランジ折れ計測手段と、該直角度・フランジ折れ計測手段の計測結果を用いて直角度外れ量及びフランジ折れ量を算出し、該算出結果を用いて前記左右の竪ロールの傾動量を算出する演算装置と、前記左右の竪ロールを傾動させる傾動装置と、前記演算装置により算出された傾動量に基づいて前記傾動装置の動作を制御する制御部とを有することを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、H形鋼のフランジ直角度矯正方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
H形鋼は一般に同軸上に上下水平ロールと左右垂直ロールを備えたユニバーサルミルにより熱間圧延成形される。熱間圧延成形されたH形鋼は圧延後冷却されて、冷却中に発生した反りや曲りはローラ矯正機によって矯正される。
しかし、圧延中に上下水平ロールがガタや弾性変形などによってロール軸方向に動くことによって、フランジの上下左右で厚みが異なることがある。また、フランジ内面及び外面の温度差や冷却過程の違い及びウェブとフランジのつけ根とフランジ部の厚み差等により温度差が生じる。
【0003】
これらの結果、冷却後のH形鋼はフランジ直角度不良(フランジがウェブと斜交した状態になる断面形状不良であり、単に直角度不良ともいう)を生じやすい。この直角度不良をオンラインで矯正する方法として、ウェブ上下面を水平ロールで拘束しつつ左右のフランジ外面を竪ロールで押圧する方法が知られている(例えば特許文献1〜3参照)。竪ロールは、傾動可能に支持されており、上下に分けた各部分を個別に傾動可能としたもの(特許文献1)や、一体型であって、フラットロール形状のもの(特許文献2)あるいはツヅミ型ロール形状のもの(特許文献3)が用いられている。
【0004】
なお、特許文献1では、長手方向の端部(非定常部)と定常部とで竪ロールの押込み量を変えることにより矯正後の長手方向での直角度の均一化を図っている。また、特許文献2では、上下各1対ずつの水平ロールを左右方向に移動自在とすることでフランジつけ根部の拘束を可能として装置の簡素化・小型化を図ると共に矯正効果を高めている。また、特許文献3では、水平ロールと竪ロールとを備えた直角度矯正機の入側に、フランジを拘束する多段式ガイドローラからなる反り材案内装置を備えたことにより、H形鋼先端に反りがある場合でも噛込み時にフランジ中心と竪ロール中心とを一致可能としている。
【特許文献1】特開平1−113123号公報
【特許文献2】特開平5−7934号公報
【特許文献3】特開平8−66725号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来の技術では、直角度矯正機の入側でH形鋼の直角度外れ量を計測し、その結果に基づいて竪ロールの押込み量あるいは傾動量を調整している。しかしながら、矯正後のH形鋼の長手方向における直角度のばらつきを充分小さくすることができず、直角度不良の矯正精度に限界があった。本発明は、この限界を打破し、フランジ直角度不良をH形鋼全長にわたって精度よく矯正できるH形鋼のフランジ直角度矯正方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意検討し、その結果、直角度矯正機の入側でH形鋼の直角度のみならずフランジ折れも計測し、それらの結果に基づいて竪ロールの傾動量を制御することにより、矯正後のH形鋼の全長にわたる直角度のばらつきを充分小さくすることができることを見出した。
すなわち、本発明(1)は、H形鋼のウェブ面を拘束する上下の水平ロールと同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備えた直角度矯正機を用いて前記H形鋼のフランジ直角度を矯正するにあたり、前記直角度矯正機の入側で前記H形鋼の直角度外れ量及びフランジ折れ量を計測し、それらの計測結果に基づいて前記竪ロールの傾動量を制御することを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正方法である。
【0007】
また、本発明(2)は、本発明(1)の方法を好適に実施するための装置、すなわち、H形鋼のウェブ面を拘束する上下の水平ロールと同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備えた直角度矯正機を有してなるH形鋼のフランジ直角度矯正装置において、前記直角度矯正機の入側で前記H形鋼の直角度及びフランジ折れ算出用の距離を計測する直角度・フランジ折れ計測手段と、該直角度・フランジ折れ計測手段の計測結果を用いて直角度外れ量及びフランジ折れ量を算出し、該算出結果を用いて前記左右の竪ロールの傾動量を算出する演算装置と、前記左右の竪ロールを傾動させる傾動装置と、前記演算装置により算出された傾動量に基づいて前記傾動装置の動作を制御する制御部とを有することを特徴とするH形鋼のフランジ直角度矯正装置である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、直角度・フランジ折れ計測手段により、直角度外れ量だけでなくフランジ折れ量も計測し、それらの量に基づいて竪ロールの傾動を制御するので、H形鋼の全長にわたる直角度に対するフランジ折れの影響にも対応でき、H形鋼全長にわたって直角度不良を精度よく矯正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
図1は、本発明の実施の形態の1例を示す装置概略図である。この直角度矯正装置10において、直角度矯正機16は、H形鋼11の通材ライン内にあって、矢示30の方向に通材されるH形鋼11のウェブ11bの面を拘束する上下の水平ロール12,13と、H形鋼11のフランジ11aの外面を傾動可能に押圧する左右の竪ロール14,15とを備えている。左右の竪ロール14,15は矢示40の方向に傾動可能である。
【0010】
直角度矯正機10の入側(上流側)には、直角度・フランジ折れ計測手段17が配置されている。直角度・フランジ折れ計測手段17は、H形鋼11の直角度外れ量(図2に示す左右のT,T、すなわち、左右各フランジ外面の上下2端点間のウェブ幅方向距離、で定義される)、およびフランジ折れ量(図3に示す左上、左下、右上、右下のt11,t12,t21,t22、すなわち、左右各フランジ内面の上下各端点とウェブ連結端点の間のウェブ幅方向距離、で定義される)の算出用の距離を計測する手段である。この距離とは、図3に示す左の基準面から左フランジ幅の上端、中央、下端の各点までの距離L11,L10,L12、及び右の基準面から右フランジ幅の上端、中央、下端の各点までの距離L21,L20,L22を指す。直角度・フランジ折れ計測手段17は、これらの距離を計測できるものであればいかなるものであってもよく、例えばレーザ距離計、超音波距離計、タッチローラ距離計等々のいずれも好ましく用い得る。
【0011】
直角度・フランジ折れ計測手段17には、演算装置18が内蔵されている。なお、内蔵とせず外付けとしたものでもよい。演算装置18は、直角度・フランジ折れ計測手段17による距離L11,L10,L12,L21,L20,L22の計測結果から、次式により、直角度外れ量T,T及びフランジ折れ量t11,t12,t21,t22を算出する。
【0012】
=L11−L12 …(1)
=L21−L22 …(2)
11=L11−L10 …(3)
12=L12−L10 …(4)
21=L21−L20 …(5)
22=L22−L20 …(6)
演算装置18は、さらに、これらの算出結果を用いて、左右の直角度外れ量T,Tをゼロにするための、左右の竪ロール14,15の傾動量ε1,ε2を算出する。
【0013】
また、左右の竪ロール14,15の傾動位置を変化させる駆動手段として、傾動装置19,20が設けられている。これらはそれぞれ油圧シリンダー19a,20aにて構成されている。そして、傾動装置19,20の動作を制御するために、制御部22が設けられている。制御部22は、図4にブロック図で示すように、演算装置18から送られた傾動量ε1,ε2の算出結果に基づいて、左右の油圧シリンダー19a,20aのロッドを進退させることにより、左右の竪ロール14,15の傾動位置を制御する。すなわち、直角度矯正装置10の制御系は、制御部22を本体とし、直角度・フランジ折れ計測手段17に内蔵された演算装置18を入力部とし、左右の傾動装置19,20の油圧シリンダー19a,20aのロッドを進退させることにより、左右の竪ロール14,15の傾動制御を行うものである。
【0014】
ここで、直角度外れ量T,Tと傾動量ε1,ε2について説明する。一般的には直角度矯正を竪ロールの傾動により行なう場合は、変形時のスプリングバック量を考慮して、直角度外れ量T,Tより大きな値の傾動量ε1,ε2を、直角度外れの方向とは逆の方向に与える必要がある。しかしながら、フランジ折れを伴っている場合には、竪ロールの押付けのみによりフランジ折れ量t11,t12,t21,t22が変化し、それに伴って直角度外れ量T,Tも変化する。したがって、竪ロールの押付けによる直角度外れ量T,Tの変化量も考慮し、傾動量ε1,ε2を算出する必要がある。
【実施例】
【0015】
図1に示す直角度矯正装置10を用いたH形鋼の直角度矯正方法の実施例を述べる。
テーブル上を搬送されてきたH形鋼11は、直角度・フランジ折れ計測手段17を通過後、直角度矯正機16内に送り込まれ、上下の水平ロール12,13及び左右の竪ロール14,15によって直角度矯正を施される。
直角度・フランジ折れ計測手段17では、レーザ距離計にて図3に示す左の基準面から左フランジ幅の上端、中央、下端の各点までの距離L11,L10,L12、及び右の基準面から右フランジ幅の上端、中央、下端の各点までの距離L21,L20,L22が計測され、演算装置18が、前記(1)〜(6)式に基づき、直角度外れ量T,T及びフランジ折れ量t11,t12,t21,t22を算出し、この算出結果を用いて、左右の竪ロール14,15の傾動量ε1,ε2を算出する。
【0016】
傾動量ε1,ε2の計算式は、鋼種及びサイズごとに、
ε1=F(T,T,t11,t12,t21,t22) …(7)
ε2=F(T,T,t11,t12,t21,t22) …(8)
で表され、F,Fの具体的な関数形及び式中の定数項の値は予め実験により決定された。
【0017】
図4に示すように、求められた傾動量ε1,ε2は制御部22へ送られ、その後、制御部22からのロッド進退指令により、左右の傾動装置19,20の油圧シリンダー19a,20aの各ロッドがそれぞれ傾動量ε1,ε2に対応する量だけ進退動作する。
このように、直角度・フランジ折れ計測手段17及び演算装置18により、計測・演算し、制御部22により、傾動量ε1,ε2を制御するので、H形鋼11の全長にわたり直角度、フランジ折れの変動に応じて傾動量を調整することによりH形鋼11の全長にわたって直角度不良を精度よく矯正できる。因みに、本実施例での直角度矯正後のH形鋼全長にわたる直角度のばらつき範囲は、フランジ折れの影響を考慮せず直角度外れ量のみから傾動量を算出していた従来に比べ、約50%に低減した。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施の形態の1例を示す装置概略図である。
【図2】直角度外れ量の定義説明図である。
【図3】フランジ折れ量の定義説明図である。
【図4】本発明による制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
【0019】
10 直角度(フランジ直角度)矯正装置
11 H形鋼
11a フランジ
11b ウェブ
12 水平ロール(上)
13 水平ロール(下)
14 竪ロール(左)
15 竪ロール(右)
16 直角度矯正機
17 直角度・フランジ折れ計測手段
18 演算装置
19 傾動装置(左)
19a 油圧シリンダー
20 傾動装置(右)
20b 油圧シリンダー
22 制御部
30 通材方向の矢示
40 傾動方向の矢示
直角度外れ量(左)
直角度外れ量(右)
11 フランジ折れ量(左上)
12 フランジ折れ量(左下)
21 フランジ折れ量(右上)
22 フランジ折れ量(右下)
ε1 傾動量(左)
ε2 傾動量(右)




 

 


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