| 【発明の名称】 |
形鋼およびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】角村 義幸
【氏名】武藤 毅
【氏名】山田 聡
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| 【要約】 |
【課題】二重式圧延機でも圧延可能な形鋼とその製造方法の提供。
【解決手段】ウエブ１２がフランジ１１の途中に配置されており、フランジ１１を構成する辺１３、１４の外面、内面のいずれか少なくとも一方に直線状または湾曲状の傾斜をつけた形鋼１０。上ロール２０と下ロール２１のフランジ成形面がロール回転軸芯に直交する方向から傾いている二重式圧延機を用いて圧延する形鋼１０の製造方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ウエブと該ウエブに一体のフランジを有し、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形鋼。
【請求項２】 前記ウエブの長さをＷ、前記フランジの幅をＦであらわした場合、Ｗ／Ｆが１．５より大になる断面形状に設定した請求項１記載の形鋼。
【請求項３】 加熱した素材を複数段の圧延機に順に通して所定断面形状をもつ長寸素材に圧延し、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法であって、前記所定断面形状が、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形状であり、各段の前記圧延機は上ロールと下ロールを有する二重式圧延機であり、該上下のロールの前記フランジの成形面がロールの回転軸芯に直交する方向から、素材のフランジを押圧する方向に、傾いており、該上下のロールを用いて前記圧延が行われる、形鋼の製造方法。
【請求項４】 加熱した素材を複数段の圧延機に順に通して所定断面形状をもつ長寸素材に圧延し、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法であって、前記所定断面形状が、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形状であり、各段の圧延機が上ロールと下ロールとサイドロールを有するユニバーサル式圧延機であり、該上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる前記フランジの成形面が上下ロールの回転軸芯に直交する方向から、前記フランジに前記傾斜をつけるように、傾いており、該上下ロール、サイドロールを用いて前記圧延が行われる、形鋼の製造方法。
【請求項５】 加熱した素材を複数段の圧延機に順に通してＩ形鋼に圧延し圧延中にＩ形鋼のウエブで切断して所定断面形状をもつ長寸素材を得、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法であって、前記所定断面形状が、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形状であり、各段の圧延機が上ロールと下ロールとサイドロールを有するユニバーサル式圧延機であり、該上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる前記フランジの成形面が上下ロールの回転軸芯に直交する方向から、前記フランジに前記傾斜をつけるように、傾いており、該上下ロール、サイドロールを用いて前記圧延が行われる、形鋼の製造方法。
【請求項６】 前記冷却・切断工程の後に、素材を矯正機に通して形状を矯正する矯正工程を有し、矯正機が、素材送り方向に交互に配置した上矯正ロールと下矯正ロールを有しており、該上下の矯正ロールの前記フランジの矯正面が矯正ロールの回転軸芯に直交する方向から、素材のフランジを押圧できる方向に、傾いており、該上下の矯正ロールを用いて前記矯正が行われる、請求項３または請求項４記載の形鋼の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエブとフランジを有しウエブがフランジ幅の途中に配置された形状の形鋼とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウエブとフランジを有しウエブがフランジ幅の途中に配置された形状の形鋼の代表例として、Ｔ形鋼が知られている。Ｔ形鋼は、図２５に示すように、ウエブ１０２をロール１０３、１０４で圧延することはできるが、フランジ１０１はロールで厚み方向に圧下できないのでフランジ１０１の圧延ができないため、二重式圧延機では製造されない。したがって、従来、通常のＴ形鋼は、つぎのように製造される。
■ 図２０に示すように２つの板片１０５、１０６を溶接１０７により接合する。
■ 図２１に示すようにＨ形鋼１０８のウエブ１０９で切断する。ウエブ１０９の切断には、Ｈ形鋼の圧延後にガス切断する方法と、圧延中に切断する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＴ形鋼には製造上、つぎの問題がある。
■ 溶接Ｔ形鋼は、溶接工程があるためコストが高い。また、溶接により曲がりなどの変形が生じやすく、矯正、手直しが必要となり、コスト高となる。
■ Ｈ形鋼をガス切断するものでは、ガス切断工数がかかり、切断時に曲がりが生じやすい。また、切断部に組織変化が生じやすく、切断部で他の部材に溶接して補強材として用いる場合、溶接性に注意をはらわらなくてはならなくなる。Ｈ形鋼を圧延中に切断するものでは、安定性に欠け切断面が平坦面になりにくく手直しが必要であり、コストがかかる。
■ 溶接Ｔ形鋼にもＨ形鋼の分割によるＴ形鋼にも共通していえることであるが、曲がりを矯正するのにフランジのロール矯正ができない。すなわち、図２２に示すように、上矯正ロール１１１と下矯正ロール１１２によりウエブ１０２の矯正は可能であるが、左右方向は下矯正ロール１１２とフランジ１０１の間に隙間があるためフランジ１０１の圧下ができず、曲がり矯正ができない。また、下矯正ロール１１２を図２２中左にずらしてフランジ１０１を圧下すると上フランジ辺は圧下できるが、下フランジ辺は圧下が不十分となり、場合によっては下フランジ辺にウエブ側への倒れ変形が生じる。また、下フランジ辺と下矯正ロールの軸方向隙間が小さ過ぎると、製品厚みが予定より厚くなった場合に製品が下矯正ロールに入らなくなる。また、図２３に示すように、Ｔ形鋼をロール上に斜めに配置して矯正する場合は、上矯正ロール１１１とフランジ１０１の上辺の内側との間に隙間１１３ができるため、矯正時にフランジ１０１の上辺が図２４に示すように内側に倒れてしまい、矯正ができない。このようにロール矯正が不可能か不十分となるため、プレスにて圧迫する必要があり、工数がかかり、コストが高くなる。本発明の目的は、ユニバーサル圧延機のみならず二重式圧延機でも圧延可能な、ウエブとフランジを有しウエブがフランジ幅の途中に配置された形状の形鋼と、その製造方法を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、ユニバーサル圧延機のみならず二重式圧延機でも圧延可能であり、さらに矯正ロールによる矯正も可能な、ウエブとフランジを有しウエブがフランジ幅の途中に配置された形状の形鋼と、その製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） ウエブと該ウエブに一体のフランジを有し、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形鋼。
（２） 前記ウエブの長さをＷ、前記フランジの幅をＦであらわした場合、Ｗ／Ｆが１．５より大になる断面形状に設定した（１）記載の形鋼。
（３） 加熱した素材を複数段の圧延機に順に通して所定断面形状をもつ長寸素材に圧延し、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法であって、前記所定断面形状が、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形状であり、各段の前記圧延機は上ロールと下ロールを有する二重式圧延機であり、該上下のロールの前記フランジの成形面がロールの回転軸芯に直交する方向から、素材のフランジを押圧する方向に、傾いており、該上下のロールを用いて前記圧延が行われる、形鋼の製造方法。
（４） 加熱した素材を複数段の圧延機に順に通して所定断面形状をもつ長寸素材に圧延し、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法であって、前記所定断面形状が、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形状であり、各段の圧延機が上ロールと下ロールとサイドロールを有するユニバーサル式圧延機であり、該上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる前記フランジの成形面が上下ロールの回転軸芯に直交する方向から、前記フランジに前記傾斜をつけるように、傾いており、該上下ロール、サイドロールを用いて前記圧延が行われる、形鋼の製造方法。
（５） 加熱した素材を複数段の圧延機に順に通してＩ形鋼に圧延し圧延中にＩ形鋼のウエブで切断して所定断面形状をもつ長寸素材を得、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法であって、前記所定断面形状が、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する直線状または湾曲状の傾斜がつけられている形状であり、各段の圧延機が上ロールと下ロールとサイドロールを有するユニバーサル式圧延機であり、該上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる前記フランジの成形面が上下ロールの回転軸芯に直交する方向から、前記フランジに前記傾斜をつけるように、傾いており、該上下ロール、サイドロールを用いて前記圧延が行われる、形鋼の製造方法。
（６） 前記冷却・切断工程の後に、素材を矯正機に通して形状を矯正する矯正工程を有し、矯正機が、素材送り方向に交互に配置した上矯正ロールと下矯正ロールを有しており、該上下の矯正ロールの前記フランジの矯正面が矯正ロールの回転軸芯に直交する方向から、素材のフランジを押圧できる方向に、傾いており、該上下の矯正ロールを用いて前記矯正が行われる、（３）または（４）記載の形鋼の製造方法。
【０００５】上記（１）の形鋼では、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられているので、二重式圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、二重式圧延機による圧延が可能となる。ユニバーサル式圧延機による圧延は従来通り可能である。上記（２）の形鋼では、Ｗ／Ｆが１．５より大になる断面形状に設定したので、補強材として用いるのに十分な断面係数が確保される。上記（３）の形鋼の製造方法では、形鋼のフランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられており、上下のロールのフランジの成形面がロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、二重式圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、二重式圧延機による圧延が可能である。上記（４）の形鋼の製造方法では、形鋼のフランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられており、上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる、フランジの成形面が、上下ロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、ユニバーサル圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、ユニバーサル圧延機による圧延が可能である。上記（５）の形鋼の製造方法では、Ｉ形鋼を圧延し圧延中にそれを２分して形鋼を製造するに際し、形鋼のフランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられており、上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる、フランジの成形面が、上下ロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、ユニバーサル圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、ユニバーサル圧延機による圧延が可能である。上記（６）の形鋼の製造方法では、矯正機が、上矯正ロールと下矯正ロールを有しており、上下の矯正ロールの、フランジ矯正面が、矯正ロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、上下矯正ロールによる矯正においてフランジに厚み方向に荷重が加わり、矯正が可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明実施例の形鋼を、図１〜図１０を参照して説明し、本発明実施例の形鋼の製造方法を図１１〜図１５を参照して説明し、本発明実施例の形鋼の適用例を図１６〜図１９を参照して説明する。本発明の全実施例にわたって共通する部分には本発明の全実施例にわたって同じ符合を付してある。本発明実施例の形鋼１０は、図１に示すように、ウエブ１２とウエブに一体のフランジ１１を有している。ウエブ１２はフランジ幅の途中に配置されている。フランジ１１はフランジ１１を構成する２辺１３、１４を有する。辺１３は外面１５、内面１６（内面がウエブ側の面）を有し、辺１４は外面１７、内面１８を有する。２辺１３、１４のうちの少なくとも１辺の、外面と内面の少なくとも１方には、フランジ端からウエブ１２に近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する、直線状または湾曲状の、傾斜がつけられている。すなわち、辺１３の外面１５、内面１６の少なくとも一方に、および／または、辺１４の外面１７、内面１８の少なくとも一方に、傾斜がつけられている。
【０００７】傾斜が直線状の場合、傾斜面の、ウエブ１２と直交する方向となす角度θは、０°より大で望ましくは６０°以下である。θは３°以上であることが望ましい。６０°以下とする理由は、θが６０°を超えるとフランジ１１の根もとに肉がつきすぎ必要な断面係数、剛性を確保することが困難になるからである（フランジの先端に肉がつく程剛性を確保することが容易になる）。３°以上とする理由は、θが３°未満の場合は圧延時に圧延ロールによるカジリ疵が製品に発生しやすくなるからである。また、ウエブ１２の長さをＷ、フランジ１１の全幅をＦであらわした場合、Ｗ／Ｆ＞１．５に設定されている。これは、形鋼１０に、従来のＴ形鋼の断面係数と等しいかそれより大きい断面係数をもたせるためである。
【０００８】フランジ１１の一方の辺１３と他方の辺１４は、長さが互いに同じであっても異なってもよく、また傾斜の角度が互いに同じであっても異なってもよく、また形状が互いに対称であっても非対称であってもよい。ウエブ１２の厚みは、一定である。図１〜図１０は、種々のフランジ形状を示しており、これらはいずれも本発明に含まれる。
【０００９】図１では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８につけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しく、内面１６、１８の傾斜は互いに等しい。フランジ１１の辺１３、１４の外面１５、１７には傾斜はつけられていない。図２では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８につけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しく、内面１６、１８の傾斜は互いに異なる。フランジ１１の辺１３、１４の外面１５、１７には傾斜はつけられていない。図３では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８につけられている。辺１３、１４は互いに長さが異なり、内面１６、１８の傾斜は互いに等しい。フランジ１１の辺１３、１４の外面１５、１７には傾斜はつけられていない。
【００１０】図４では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の外面１５、１７につけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しく、外面１５、１７の傾斜は互いに等しい。フランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８には傾斜はつけられていない。なお、図４において、辺１３、１４の長さを互いに異ならせてもよく、また、外面１５、１７の傾斜を互いに異ならせてもよい。
【００１１】図５では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８と外面１５、１７につけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しく、内面１６、１８の傾斜は互いに等しく、外面１５、１７の傾斜は互いに等しい。内面１６、１８の傾斜と外面１５、１７の傾斜とは、互いに等しくても、または互いに異なってもよい。辺１３、１４は互いに対称であっても非対称であってもよい。外面１５、１７の傾斜はウエブ１２の延長までこなくてもよい。図６では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８と外面１５、１７につけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しく、内面１６、１８の傾斜は互いに異なり、外面１５、１７の傾斜は互いに異なる。外面１５、１７の傾斜はウエブ１２の延長までこなくてもよい。図７では、傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８と外面１５、１７につけられている。辺１３、１４は互いに長さが異なり、内面１６、１８の傾斜は互いに等しく、外面１５、１７の傾斜は互いに等しい。外面１５、１７の傾斜はウエブ１２の延長までこなくてもよい。
【００１２】図８では、フランジ１１の辺１３と辺１４が非対称である。辺１３に内面１６と外面１５の一方（たとえば、内面１６）に、または内面１６と外面１５の両方に傾斜がつけられている場合、辺１４には内面１８と外面１７の他方（たとえば、外面１７）に傾斜がつけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しくても異なってもよく、辺１３の傾斜と辺１４の傾斜は互いに等しくても異なってもよい。図９では、フランジ１１の辺１３と辺１４が非対称であり、辺１３と辺１４の一方（たとえば、辺１４）のみが、内面１８と外面１７が平行な平行フランジから構成されており、辺１３と辺１４の他方（たとえば、辺１３）には、その内面１６と外面１５の少なくとも一方に（図示例では内面１６と外面１５の両方に）、傾斜がつけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しくても異なってもよく、辺１３の内外面の傾斜は互いに等しくても異なってもよい。
【００１３】図１０では、傾斜が湾曲状の傾斜からなる。図１０は一例として、図１において、直線状の傾斜を湾曲状の傾斜に変えたものを示している。すなわち、湾曲状傾斜がフランジ１１の辺１３、１４の内面１６、１８につけられている。辺１３、１４は互いに長さが等しく、内面１６、１８の傾斜は互いに等しい。フランジ１１の辺１３、１４の外面１５、１７には傾斜はつけられていない。図１のみでなく、図２〜図９において、直線状の傾斜を湾曲状の傾斜に変えたものも本発明に含まれる。
【００１４】つぎに、本発明実施例の形鋼の製造方法を説明する。図１１は二重式圧延機を用いて形鋼を製造する場合を示す。本発明実施例の形鋼の製造方法は、加熱した素材を複数段の圧延機に順に通して所定断面形状をもつ長寸素材に圧延し、長寸素材を冷却後所定長さに切断、または所定長さに切断後冷却する、工程からなる。そして、長寸素材の圧延後の所定断面形状は、ウエブ１２がフランジ１１幅の途中に配置されており、フランジ１１を構成する２辺１３、１４の少なくと１辺の外面１５、１７、内面１６、１８のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブ１２に近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する、直線状または湾曲状の、傾斜がつけられている形状（例を、図１〜図１０に示す形状）である。各段の圧延機は上ロール２０と下ロール２１を有する二重式圧延機であり、上下のロール２０、２１のフランジ１１成形面２５、２６、２８、（２７）がロール２０、２１の回転軸芯２９に直交する方向から、素材のフランジ１１を押圧する方向に、傾いており、この上下のロール２０、２１を用いて圧延が行われる。上ロール２０と下ロール２１とは素材送り方向には同じ位置にあり、圧延時に素材の厚さを変える。ここで、素材のフランジ１１を押圧する方向とは、ロール２０、２１が素材を圧下した時に成形面２５、２６、２８、（２７、この２７は存在しない場合もある）が素材に素材厚み方向に圧下の分力を作用させる方向、したがって、ロール２０、２１の軸芯側からロール２０、２１の表面側にいくにしたがって対向成形面２５、２６および２８、（２７）間距離が大になる方向である。また、ロール２０、２１のウエブ１２成形面２３、２４は、ロール２０、２１の回転軸芯２９に平行な方向に対して傾いている。
【００１５】ロール２０、２１が上記のフランジ１１成形面２５、２６、２８、（２７）を有するため、二重式圧延機であっても、圧延時に素材のフランジ１１に圧下の分力をかけることができ、フランジ１１を圧延することができる。ウエブ１２にはウエブ成形面２３、２４から圧下力が作用するので、圧延できる。圧延による形鋼の製造では、従来の溶接による形鋼の製造のように溶接の熱がかからず、またＨ形鋼の切断のようにガス切断の熱やホット切断のような切断の不安定さがないので、圧延後に矯正しなくても圧延のままで形鋼として用いることができるが、高い精度が必要な場合は、圧延後、矯正機に通して矯正してもよい（後述）。また、溶接や切断工程を伴わないので、コストが低減される。
【００１６】図１２はユニバーサル圧延機を用いて形鋼を製造する場合を示す。本発明実施例の形鋼の製造方法は、加熱した素材を複数段の圧延機に順に通して所定断面形状をもつ長寸素材に圧延し、長寸素材を冷却後所定長さに切断、または所定長さに切断後冷却する、工程からなる。そして、長寸素材の圧延後の所定断面形状は、ウエブ１２がフランジ１１幅の途中に配置されており、フランジ１１を構成する２辺１３、１４の少なくとも１辺の外面１５、１７、内面１６、１８のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブ１２に近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する、直線状または湾曲状の、傾斜がつけられている形状（例を、図１〜図１０に示す形状）である。各段の圧延機は、上ロール３１と下ロール３２とサイドロール３３を有するユニバーサル式圧延機であり、該上下のロール３１、３２の側面３４、３５とサイドロール３３の外周面３６からなるフランジ成形面が、上下ロール３１、３２の回転軸芯３７に直交する方向から、フランジ１１に傾斜をつけるように、傾いており、この上下ロール３１、３２、サイドロール３３を用いて圧延が行われる。上ロール３１と下ロール３２とサイドロール３３は、素材送り方向には同じ位置にあり、圧延時に素材の厚さを変える。
【００１７】ロール３１、３２、３３が上記のフランジ成形面３４、３５、３６を有するため、圧延時に素材のフランジ１１に圧下の分力をかけることができ、フランジ１１を圧延することができる。ウエブ１２には上ロール３１、下ロール３２から圧下力が作用するので、圧延できる。圧延による形鋼の製造では、従来の溶接による形鋼の製造のように溶接の熱がかからず、またＨ形鋼の切断のようにガス切断の熱やホット切断のような切断の不安定さがないので、圧延後に矯正しなくても圧延のままで形鋼として用いることができるが、高い精度が必要な場合は、圧延後、矯正機に通して矯正してもよい（後述）。また、溶接や切断工程を伴わないので、コストが低減される。
【００１８】図１３は、加熱した素材を複数段の圧延機に順に通してフランジ１１を両端にもつＩ形鋼に圧延し圧延中にＩ形鋼のウエブで切断して所定断面形状をもつ長寸素材を得、長寸素材を冷却後所定長さに切断または所定長さに切断後冷却する、工程からなる形鋼の製造方法を示す。所定断面形状は、ウエブがフランジ幅の途中に配置されており、フランジを構成する２辺の少なくとも１辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方に、フランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する、直線状または湾曲状の、傾斜がつけられている形状（図１〜図１０に示したもの）である。各段の圧延機が上ロールと下ロールとサイドロールを有するユニバーサル式圧延機であり、図１２に準じる。上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなるフランジ成形面が上下ロールの回転軸芯に直交する方向から、素材のフランジに傾斜をつけるように、傾いており、上下ロール、サイドロールを用いて圧延が行われる。この方法は、圧延中の切断を伴うので、圧延後に矯正機に通して矯正することが必要となる。ただし、この傾斜面をもつフランジ１１を有する形状の形鋼１０はロール矯正をすることが可能である。
【００１９】本発明実施例の形鋼の製造方法は、圧延、冷却・切断工程の後に、素材を複数段の矯正機に通して形状を矯正する矯正工程（図１４または図１５）を有していてもよい。図１４では、各段の矯正機は、上矯正ロール４１か下矯正ロール４２を有している。上矯正ロール４１と下矯正ロール４２とは素材送り方向に互いに異なる位置に交互に位置している。この上下の各矯正ロール４１、４２のフランジ矯正面４３、４４、４５、４６は矯正ロールの回転軸芯４７に直交する方向から、素材のフランジ１１を押圧できる方向に、傾いている。素材のウエブ１２は上下の矯正ロール４１、４２の回転軸芯４７に平行である。フランジ矯正面４３、４４間の間隔およびフランジ矯正面４５、４６間の間隔はロール表面に近づくにつれて広がる。この素材送り方向に交互に配置した上矯正ロール４１、下矯正ロール４２を用いて素材の曲がり矯正が行われる（素材の厚さの変化はない）。上下の矯正ロール４１、４２がロール軸芯と直交する方向から傾いた矯正面４３、４４、４５、４６を有するので、フランジ１１に厚み方向に荷重をかけることができ、フランジ１１の矯正が可能である。
【００２０】図１５は図１４とは異なる本発明実施例であり、図１５では、矯正機が、素材送り方向に交互に配置した上矯正ロール５１と下矯正ロール５２を有している。この上下の矯正ロール５１、５２のフランジ矯正面５３、５４、５５、（５６）は、矯正ロールの回転軸芯５７に直交する方向から、素材のフランジ１１を押圧できる方向に、傾いている。素材のウエブ１２は上下の矯正ロール５１、５２の回転軸芯５７に対して傾いている。フランジ矯正面５３、５４間の間隔およびフランジ矯正面５５、（５６）間の間隔はロール表面に近づくにつれて広がる。この交互に配置した上矯正ロール５１、下矯正ロール５２を用いて素材の曲がり矯正が行われる。上下の矯正ロール５１、５２がロール軸芯と直交する方向から傾いた矯正面５３、５４、５５、５６を有するので、フランジ１１に厚み方向に荷重をかけることができ、フランジ１１の矯正が可能である。
【００２１】つぎに、本発明実施例の形鋼１０の適用例を、図１６〜図１９を参照して、説明する。図１６は、従来のＶＬＣＣ（very large clude oil carrier）船６０の二重壁に溶接付けされたロンジ（longitudinal）材のインバート（不等辺不等厚山形鋼）６１とＴロンジ（Ｔ形鋼）６２を示している。このインバート６１とＴロンジ６２を本発明実施例の形鋼１０に置き換える。この場合、形鋼１０の断面係数を各ロンジ材の断面係数に合わせるか、またはそれ以上にする。図１７は、従来のバルブキャリア６３の二重壁に溶接付けされたロンジ（longitudinal）材のインバート（不等辺不等厚山形鋼）６１を示している。このインバート６１を本発明実施例の形鋼１０に置き換える。この場合、形鋼１０の断面係数を各ロンジ材の断面係数に合わせるか、またはそれ以上にする。図１８は、従来のコンテナ船６４の二重壁に溶接付けされたロンジ（longitudinal）材のインバート（不等辺不等厚山形鋼）６１と平鋼６５を示している。このインバート６１と平鋼６５を本発明実施例の形鋼１０に置き換える。この場合、形鋼１０の断面係数を各ロンジ材の断面係数に合わせるか、またはそれ以上にする。図１９は、従来のＬＰＧ（液化石油ガス）船６６の二重壁に溶接付けされたロンジ（longitudinal）材のインバート（不等辺不等厚山形鋼）６１を示している。このインバート６１を本発明実施例の形鋼１０に置き換える。この場合、形鋼１０の断面係数を各ロンジ材の断面係数に合わせるか、またはそれ以上にする。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の形鋼によれば、フランジを構成する辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられているので、二重式圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、二重式圧延機による圧延が可能となる。ユニバーサル式圧延機による圧延は従来通り可能である。請求項２の形鋼によれば、Ｗ／Ｆが１．５より大になる断面形状に設定したので、補強材として用いるのに十分な断面係数が確保される。請求項３の形鋼の製造方法によれば、形鋼のフランジを構成する辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられており、上下のロールのフランジの成形面がロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、二重式圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、二重式圧延機による圧延が可能である。請求項４の形鋼の製造方法によれば、形鋼のフランジを構成する辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられており、上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる、フランジの成形面が、上下ロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、ユニバーサル圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、ユニバーサル圧延機による圧延が可能である。請求項５の形鋼の製造方法によれば、Ｉ形鋼を圧延し圧延中にそれを２分して形鋼を製造するに際し、形鋼のフランジを構成する辺の外面、内面のいずれか少なくとも一方にフランジ端からウエブに近づくにつれてフランジ厚を大とする方向に傾斜する傾斜がつけられており、上下のロールの側面とサイドのロールの外周面からなる、フランジの成形面が、上下ロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、ユニバーサル圧延機による圧延においてフランジが厚み方向に圧下され、ユニバーサル圧延機による圧延が可能である。請求項６の形鋼の製造方法によれば、矯正機が、素材送り方向に交互に配置した上矯正ロールと下矯正ロールを有しており、上下の矯正ロールの、フランジ矯正面が、矯正ロールの回転軸芯に直交する方向から傾いているので、上下矯正ロールによる素材の曲がり矯正においてフランジに厚み方向に荷重が加わり、曲がり矯正が可能である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１１０２５１
【氏名又は名称】トピー工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】田渕 経雄
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３４２４０１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１２月１４日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１４５５９７ |
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