(57)【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。【選択図】図１
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【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Ｔ１，Ｔ２、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Ｔ１，Ｔ２及びフランジ折れ量ｔ１１，ｔ１２，ｔ２１，ｔ２２を算出する。
【００１２】
Ｔ１＝Ｌ１１−Ｌ１２          …(1)
Ｔ２＝Ｌ２１−Ｌ２２          …(2)
ｔ１１＝Ｌ１１−Ｌ１０        …(3)
ｔ１２＝Ｌ１２−Ｌ１０        …(4)
ｔ２１＝Ｌ２１−Ｌ２０        …(5)
ｔ２２＝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Ｔ１，Ｔ２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Ｔ１，Ｔ２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Ｔ１，Ｔ２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Ｔ１，Ｔ２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Ｔ１，Ｔ２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Ｔ１，Ｔ２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＝Ｆ１（Ｔ１，Ｔ２，ｔ１１，ｔ１２，ｔ２１，ｔ２２）    …(7)
ε２＝Ｆ２（Ｔ１，Ｔ２，ｔ１１，ｔ１２，ｔ２１，ｔ２２）    …(8)
で表され、Ｆ１，Ｆ２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
Ｔ１  直角度外れ量（左）
Ｔ２  直角度外れ量（右）
ｔ１１  フランジ折れ量（左上）
ｔ１２  フランジ折れ量（左下）
ｔ２１  フランジ折れ量（右上）
ｔ２２  フランジ折れ量（右下）
ε１  傾動量（左）
ε２  傾動量（右）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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